ES2214493T3

ES2214493T3 - Un sistema de regulacion de ablacion del tejido usando los sensores de la temperatura.

Info

Publication number: ES2214493T3
Application number: ES95900364T
Authority: ES
Inventors: Dorin Panescu; James C. Whayne; Sidney D. Fleischman; David K. Swanson
Original assignee: Boston Scientific Ltd Barbados; Boston Scientific Corp
Current assignee: Boston Scientific Ltd Barbados; Boston Scientific Corp
Priority date: 1994-06-27
Filing date: 1994-10-14
Publication date: 2004-09-16
Anticipated expiration: 2014-10-14
Also published as: EP0768841A4; CA2194062C; US5769847A; EP0768841A1; JP2004148131A; EP0768841B1; ATE255369T1; DE69433387T2; JPH10505252A; JP3564141B2; DE69433387D1; CA2194062A1; WO1996000036A1

Abstract

ESTA INVENCION ES UN SISTEMA Y METODO ASOCIADO PARA ABLACIONAR TEJIDO CORPORAL UTILIZANDO EMISORES MULTIPLES (30) DE ENERGIA DE ABLACION. EL SISTEMA Y METODO ENVIAN LA ENERGIA DE ABLACION INDIVIDUALMENTE A CADA EMISOR (30) EN UNA SECUENCIA DE IMPULSOS ENERGETICOS. EL SISTEMA Y METODO PERCIBEN PERIODICAMENTE LA TEMPERATURA DE CADA EMISOR (30) Y COMPARAN LAS TEMPERATURAS PERCIBIDAS RESPECTO A LA TEMPERATURA DESEADA ESTABLECIDA PARA TODOS LOS EMISORES (30) PARA GENERAR UNA SEÑAL INDIVIDUAL PARA CADA EMISOR (30) BASANDOSE EN LA COMPARACION. EL SISTEMA Y METODO CAMBIAN INDIVIDUALMENTE EL IMPULSO ENERGETICO PARA CADA EMISOR (30) BASANDOSE EN LA SEÑAL DE CADA EMISOR PARA MANTENER BASICAMENTE LAS TEMPERATURAS DE TODOS LOS EMISORES AL NIVEL DESEADO DURANTE LA ABLACION DEL TEJIDO.

Description

Un sistema de regulación de ablación del tejido usando los sensores de la temperatura.

Campo de la invención

La invención se refiere a sistemas para ablación del tejido del miocardio para el tratamiento de condiciones cardíacas.

Antecedentes de la invención

Los médicos hoy hacen uso de catéteres en los procedimientos médicos para conseguir acceso a regiones interiores del cuerpo y ablacionar áreas designadas de tejido. Es importante para el médico ser capaz con precisión de localizar el catéter y de controlar la emisión de energía dentro del cuerpo durante los procedimientos de ablación de los tejidos.

Por ejemplo, en la terapia electrofisiológica, se usa la ablación para tratar perturbaciones del ritmo cardíaco.

Durante estos procedimientos, el médico dirige el catéter a través de una vena o arteria principal a la región interior del corazón que será tratada. El médico coloca un elemento de ablación, portado por el catéter, cerca del tejido cardíaco que debe ser ablacionado. El médico dirige la energía del elemento de ablación a fin de ablacionar el tejido y formar una lesión.

En la terapia electrofisiológica hay una creciente necesidad de elementos de ablación capaces de proporcionar lesiones, en los tejidos del corazón, que tengan diferentes geometrías.

Por ejemplo, se cree que el tratamiento de fibrilación auricular requiere de la formación, en el tejido del corazón, de lesiones largas, delgadas, de diferentes formas curvilíneas. Tales modelos de lesiones largas, delgadas requieren del despliegue dentro del corazón de elementos de ablación flexibles que tengan múltiples regiones de ablación. La formación por ablación de estas lesiones puede proporcionar los mismos beneficios terapéuticos que los modelos complejos de sutura, que en la actualidad proporciona el procedimiento quirúrgico de laberintos, pero, sin la cirugía invasiva a corazón abierto.

Como otro ejemplo, se cree que el tratamiento de la vibración atrial y de la taquicardia ventricular requiere de la formación de modelos de lesiones relativamente grandes y profundas en el tejido del corazón. Meramente proporcionar "electrodos más grandes" no satisface esta necesidad. Los catéteres, que portan electrodos grandes, son difíciles de introducir en el corazón, y resulta difícil para desplegarlos para un contacto íntimo con el tejido del corazón. Sin embargo, con la distribución de esta mayor masa de ablación, requerida para estos electrodos, entre múltiples electrodos, separados, espaciados separadamente a lo largo de un cuerpo flexible, estas dificultades pueden superarse.

Con los elementos de múltiples electrodos, mayores y/o más largos, surge la demanda de un control más preciso del proceso de ablación. La entrega de energía de ablación se debe dirigir para evitar incidencias de daños del tejido y formación de coágulos. La entrega de energía de ablación también debe ser cuidadosamente controlada para asegurar la formación de lesiones uniformes y continuas, sin formación de puntos calientes y de vacíos en el tejido ablacionado.

El documento WO-A-93/13816 revela un aparato para la aplicación de energía de alta frecuencia al tejido designado por medio de múltiples emisores.

Descripción breve de los dibujos

La Fig. 1. es una vista de una sonda que porta un elemento flexible de ablación que tiene elementos de múltiples sensores de temperatura.

La Fig. 2 es una vista agrandada del mango de la sonda mostrada en la Fig. 1, con porciones separadas y en sección, mostrando el mecanismo director para flexionar el elemento de ablación.

Las Fig. 3 y 4 muestran la flexura del elemento de ablación contra los diferentes contornos de superficie de tejidos.

La Fig. 5 es una vista de una sección terminal de un elemento de electrodo de ablación que porta un elemento sensor de temperatura.

La Fig. 6 es una vista de sección terminal de un elemento de electrodo de ablación que porta dos elementos sensores de temperatura.

La Fig. 7 es una vista de una sección terminal de un elemento de electrodo de ablación que porta tres elementos sensores de temperatura.

La Fig. 8 es una vista de la sección lateral de un elemento flexible de ablación que comprende elementos de múltiples electrodos rígidos, mostrando una manera de montar por lo menos un elemento sensor de temperatura bajo los elementos de electrodos.

La Fig. 9 es una vista de una sección lateral de un elemento flexible de ablación que comprende elementos de múltiples electrodos rígidos, mostrando el montaje de por lo menos un elemento sensor de temperatura entre los elementos de electrodos adyacentes.

La Fig. 10 es una vista de una sección lateral de un elemento flexible de ablación que comprende múltiples elementos rígidos de ablación, mostrando el montaje de por lo menos un elemento sensor de temperatura en los elementos de electrodos.

La Fig. 11 es una vista superior agrandada del montaje del elemento sensor de temperatura en el electrodo rígido, mostrado en la Fig. 10.

Las Fig. 12A/B/C son vistas esquemáticas de maneras alternativas de conectar múltiples termopares para uso en asociación con un elemento de ablación.

La Fig. 13 es una vista lateral de un elemento flexible de ablación con múltiples electrodos y múltiples termopares, y adicionalmente incluye un termopar de referencia incorporado, expuesto al flujo de sangre.

La Fig. 14A es una vista agrandada de la sección lateral del termopar de referencia incorporado, mostrado en la Fig. 13.

La Fig. 14B es una vista agrandada de la sección lateral de una realización alternativa del termopar de referencia incorporado, mostrado en la Fig. 13.

La Fig. 15A es una vista de la sección lateral del montaje de una conexión estrella, usada como unión de referencia para múltiples termopares.

La Fig. 15B es la representación esquemática para la conexión estrella de la unión de referencia mostrada en la Fig. 15A.

La Fig. 16A es una vista de la sección lateral del montaje de múltiples termopares incorporados de referencia.

La Fig. 16B es una vista esquemática de múltiples termopares incorporados de referencia, mostrados en la Fig. 16A.

La Fig. 17 es una vista terminal en perspectiva, con porciones separadas y mostradas en su sección, de un termopar compuesto flexible utilizable en asociación con un elemento flexible de ablación.

La Fig. 18 es una vista de la sección lateral del termopar flexible en uso en asociación con un elemento flexible de ablación.

Las Fig. 19 y 20 son vistas esquemáticas de un sistema para controlar la aplicación de energía de ablación a múltiples electrodos que usan entradas de múltiples sensores de temperatura.

La Fig. 21 es un gráfico esquemático de flujo que muestra una aplicación del controlador de temperatura con retroalimentación, mostrado en las Fig. 19 y 20, usando el control individual de amplitud con el control de ciclo de carga colectiva.

La Fig. 22 es un gráfico esquemático de flujo que muestra una aplicación del controlador de temperatura con retroalimentación, mostrado en las Fig. 19 y 20, usando el control de ciclo de carga individual con el control colectivo de amplitud.

La Fig. 23 es un gráfico esquemático de flujo que muestra una aplicación del controlador de temperatura con retroalimentación, mostrado en las Fig. 19 y 20, usando el control de temperatura con histéresis.

La Fig. 24 es un gráfico esquemático de flujo que muestra una aplicación del controlador de temperatura, con retroalimentación, mostrado en las Fig. 19 y 20, usando una desactivación por amplitud variable y temperatura diferencial.

La Fig. 25 es un gráfico esquemático de flujo que muestra una aplicación del controlador de temperatura, con retroalimentación, mostrado en las Fig. 19 y 20, usando desactivación por temperatura diferencial.

La Fig. 26 es una vista esquemática de un predictor de red neural que recibe como entrada la temperatura notada por múltiples elementos sensores en una región dada de electrodo y que da salida a una temperatura predicha de la región del tejido más caliente.

La invención puede ser realizada de varias formas sin apartarse de sus características esenciales. El alcance de la invención está definido en las reivindicaciones adjuntas, más que en la descripción específica que las precede. Se considera, por consiguiente, que todas las realizaciones, que caigan dentro del significado e intervalo de equivalencias a las reivindicaciones, son abarcadas por las reivindicaciones.

Descripción de las realizaciones preferentes

La presente memoria descriptiva revela estructuras de múltiples electrodos. Esta memoria descriptiva también revela sistemas de ablación de tejidos y técnicas, que usan múltiples elementos sensores de temperatura, las que incluyen otros aspectos de la invención. Las realizaciones preferentes e ilustradas discuten estas estructuras, sistemas, y técnicas en el contexto de la ablación cardíaca en base a catéteres. Esto es porque estas estructuras, sistemas y técnicas están bien adecuadas para su uso en el campo de la ablación cardíaca.

Aún más, debe apreciarse que la presente invención es aplicable para su uso en otras aplicaciones de ablación de tejidos. Por ejemplo, varios aspectos de la invención tienen aplicación en procedimientos para ablación de tejidos en próstata, cerebro, vesícula, útero, y otras regiones del cuerpo, usando sistemas que necesariamente no sean en base a catéteres.

I. Elementos flexibles de ablación

La Fig. 1 muestra un elemento flexible de ablación 10 para realizar lesiones dentro del corazón.

El elemento 10 se porta en el extremo distal de un cuerpo 12 de catéter de una sonda de ablación 14. La sonda de ablación 14 incluye un mango 16 al extremo proximal del cuerpo del catéter 12. El mango 16 y el cuerpo del catéter 12 portan un mecanismo director 18 para doblar o flexionar selectivamente al elemento de ablación 10 en dos direcciones opuestas, como muestran las flechas en la Fig. 1.

El mecanismo director 18 puede variar. En la realización ilustrada (véase la Fig. 2), el mecanismo director 18 incluye una rueda 20 de leva giratoria con una palanca directora externa 22 (véase la Fig. 1). Como muestra la Fig. 2, la rueda de la leva 20 sostiene los extremos proximales derecho e izquierdo de los alambres directores 24. Los alambres 24 pasan a través del cuerpo del catéter 12 y conectan con los lados izquierdo y derecho de un alambre o resorte 26, conformable, elástico (mejor mostrado en las Fig. 5, 6, y 7), encerrado dentro de un tubo 28 dentro de un elemento de ablación 10.

Se muestran detalles adicionales de éste y otros tipos de mecanismos directores para el elemento de ablación 10 en Lundquist y Thompson, patente de los EE.UU. Nº 5.254.088.

Como muestra la Fig. 1, el movimiento delantero de la palanca directora 22 flexiona o encorva hacia abajo el elemento de ablación 10. El movimiento posterior de la palanca directora 22, flexiona o encorva hacia arriba, el elemento de ablación 10.

Pueden usarse varias técnicas de acceso para introducir la sonda 14 en la región deseada del corazón. Por ejemplo, entrar en el atrio derecho, el médico puede dirigir la sonda 14 a través de un introductor vascular convencional por la vena femoral. Para la entrada en el atrio izquierdo, el médico puede dirigir la sonda 14 a través de un introductor vascular convencional retrógrado a través de las válvulas aórtica y mitral.

Alternativamente, el médico puede usar el sistema de entrega, mostrado en la solicitud de patente Nº 08/033,641, presentada el 16 de marzo de 1993, y titulada "Sistemas y métodos que usan vainas guía para introducir, desplegar y estabilizar sondas de mapeo y ablación cardíaca".

El médico puede verificar que existe un contacto íntimo entre el elemento 10 y tejido del corazón usando técnicas convencionales de pasos y sensor. Una vez que el médico establezca un contacto íntimo con el tejido en la región deseada del corazón, aplica la energía de ablación al elemento 10. El tipo de energía de ablación entregada al elemento 10 puede variar. En la realización ilustrada y preferente, el elemento 10 emite energía electromagnética de radiofrecuencia.

El elemento flexible de ablación 10 puede configurarse de varias maneras. Las Fig. 3 y 4 muestran una aplicación preferente. En esta realización, el elemento 10 incluye elementos 30 de múltiples electrodos, generalmente rígidos, colocados en una relación segmentada espaciada separadamente, en un cuerpo flexible 32.

El cuerpo flexible 32 está hecho de un material polimérico, eléctricamente no conductor, como polietileno o poliuretano. Los electrodos segmentados 30 comprenden anillos sólidos de material conductivo, como platino. Los anillos electrodos 30 están encajados a presión sobre el cuerpo 32. Las porciones flexibles del cuerpo 32, entre los anillos 30, comprenden regiones no conductoras eléctricamente. Los electrodos segmentados 30 se acoplan eléctricamente a los alambres (no mostrado) para dirigir la energía de ablación a ellos.

El cuerpo 32 puede flexionarse entre los electrodos 30, espaciados aparte, para llevar el electrodo 30 en contacto íntimo sobre una superficie curvilínea de la pared del corazón, si el corazón aparece encorvado hacia afuera (como muestra la Fig. 3) o si se encorva hacia el centro (como muestra la Fig. 4). El número de segmentos de electrodo 30 y el espacio entre ellos pueden variar, según los objetivos particulares del procedimiento de ablación. Igualmente, las dimensiones de los segmentos individuales de electrodos 30 y el cuerpo 32 subyacente también pueden variar por la misma razón.

Generalmente hablando, la estructura de electrodo segmentado del elemento 10 está bien preparada para crear modelos de lesiones continuas, largas y delgadas, con tal de que los segmentos 30 de electrodo se espacien lo bastante en forma conjunta y cercana, y la energía de ablación sea simultáneamente aplicada a los segmentos adyacentes de electrodo 30. Los modelos continuos de lesiones resultan cuando los segmentos adyacentes 30 de electrodo se espacian separadamente no más lejos que aproximadamente 2,5 veces el diámetro del segmento de electrodo. Sin embargo, la energía de ablación puede aplicarse selectiva a uno o a un grupo seleccionado individualmente de segmentos de electrodo, cuando se desee variar adicionalmente el tamaño y características del modelo de lesiones.

En la estructura de electrodo segmentado del elemento 10, el diámetro de los segmentos de electrodo 30, estando debajo del cuerpo flexible 32, puede variar de aproximadamente 4 fr. a aproximadamente 10 fr. Usando el segmentos de electrodo rígido 30, el diámetro mínimo es aproximadamente 1,35 mm.

Se ha encontrado que los segmentos adyacentes de electrodo 30, que tienen longitudes menores que aproximadamente 2 mm, no forman de forma consistente los modelos de lesiones continuas deseadas. Usando el segmento de electrodo rígido 30, la longitud de cada uno de los segmentos de electrodo puede variar de aproximadamente 2 mm a aproximadamente 10 mm. El uso de múltiples segmentos de electrodos rígidos, cada uno mayores que aproximadamente 10 mm tiene efectos adversos sobre la flexibilidad global del elemento 10 (1).

En una estructura representativa de electrodo segmentado, el cuerpo flexible 32 es aproximadamente 1,35 mm de diámetro. El cuerpo porta segmentos de electrodos 30, en el que cada uno tiene una longitud de 3 mm. Cuando ocho segmentos de electrodo 30 estén presentes y simultáneamente activados con 100 vatios de energía de radiofrecuencia durante aproximadamente 60 segundos, el modelo de la lesión es largo y delgado, midiendo aproximadamente 5 centímetro de longitud y aproximadamente 5 mm de grosor. La profundidad del modelo de lesión es aproximadamente 3 mm, la que es más adecuada para crear la lesión transmural requerida (el espesor de la pared atrial generalmente es menor que 3 mm).

La forma del modelo de lesiones creada por el elemento flexible de ablación 10 puede controlarse encorvando el cuerpo de recto a curvilíneo. Como ya se explicó, el cuerpo puede dirigirse remotamente para flexionarlo en la forma deseada, o puede poseer una memoria fija, preformándolo de la forma deseada, también de recta a curvilínea.

El elemento flexible de ablación 10 también puede usarse para formar modelos de lesiones más grandes y más profundos, conformando el cuerpo de apoyo 32 en forma de un círculo o una espiral para aumentar la densidad de electrodos por área dada de tejido. Este espacio diagonal y/o paramento diametral cerrado íntimo de segmentos de electrodos en tales estructuras, acoplado con la emisión simultánea de energía de ablación por segmento de electrodos, concentra significativamente la distribución de energía de ablación. Los segmentos de electrodos 30 proporcionan un efecto calorífico aditivo causa lesiones que abarcan a segmentos de electrodos, que estén diagonalmente cercanos y/o diametralmente enfrentados. Las lesiones extendidas así crean modelos de lesiones grandes y profundas en la región de tejidos que el elemento 10 contacta.

En las realizaciones preferentes e ilustradas, el elemento flexible de ablación 10 porta por lo menos dos elementos sensores de temperatura 80. Los elementos múltiples sensores de temperatura 80 miden las temperaturas a todo lo largo de la longitud del elemento 10.

En esta configuración, los elementos sensores 80 se localizan preferentemente en una relación alineada a lo largo de un lado de cada electrodo segmentado 30, como muestran las Fig. 3 y 4.

El cuerpo 32 preferentemente porta un marcador fluoroscópico (como la raya 82 mostrada en las Fig. 3 y 4) para propósitos de orientación. La raya 82 puede hacerse de un material, como tungsteno o sulfato de bario que se extrudan hacia afuera en la tubería 12. La raya extrudada puede estar introducida totalmente por la tubería o puede estar extrudada en el diámetro exterio, haciendo visible al ojo la tubería. La Fig. 5 muestra un marcador en la pared de la tubería 12. Una realización alternativa es un alambre opaco a la fluoroscopia como el platino u oro que pueden extrudirse en la pared de la tubería. Todavía en otra realización, un marcador se pega al diámetro interno de la tubería durante su fabricación.

Los elementos sensores 80 pueden estar en el mismo lado del marcador fluoroscópico 82 (como muestran las Fig. 3 y 4), o en el lado opuesto, con tal de que el médico esté consciente de la posición relativa de éstos. Ayudado por el marcador 82, el médico orienta el elemento 10 (1) para que los elementos sensores de temperatura 80 entren en contacto con el tejido designado.

Alternativamente, o en combinación con el marcador fluoroscópico 82, los elementos sensores 80 pueden localizarse de forma consistente en el interior o fuera de la superficie del elemento 10(1) cuando se encorva en una dirección dada, o hacia abajo. Por ejemplo, como la Fig. 3 muestra, cuando el elemento 10(1) se encorva y se extiende hacia abajo, los elementos sensores 80 están expuestos sobre la superficie interior del elemento 10 (1). Como muestra la Fig. 4, cuando el elemento 10 (1) se encorva hacia arriba, los elementos sensores 80 quedan expuestos por fuera sobre la superficie del elemento 10 (1).

Cada segmento de electrodo 30 puede portar más de un único elemento sensor de temperatura 80. Como muestran las Fig. 5 a 7, cada segmento de electrodo 30 puede portar uno, dos, tres, o más elementos sensores de temperatura 80, espaciados en forma de circunferencia. La presencia de múltiples elementos sensores de temperatura 80 en un solo segmento de electrodo 30 le da mayor latitud al médico para posicionar el elemento de ablación 10, mientras que proporciona todavía supervisión sobre la temperatura.

Como muestra la Fig. 5, una capa delgada 56, aislante térmica y eléctricamente, puede aplicarse al lado del electrodo sensor 30, simple segmentado, opuesto al elemento sensor de temperatura 80, que, en uso, se expone al flujo de la sangre. La capa 56 puede aplicarse, por ejemplo, cepillando sobre un adhesivo del tipo UV o sobre material de poli(tetrafluoro-etileno) (PTFE).

Como muestra la Fig. 6, la capa de máscara 56 se encuentra entre los dos sensores 80 sobre el electrodo segmentado 30 de dos sensores. La capa máscara 56 minimiza los efectos refrigeradores convectivos del flujo de sangre en las regiones de su segmento de electrodo 80 expuestas a éste. La condición de temperatura 80 detectada del tejido es con ésto más exacta. Cuando se emplean más de dos sensores de temperatura 80 en un segmento dado de electrodo 30, el enmascarado se vuelve menos aconsejable, ya que se reduce la superficie eficaz del segmento de electrodo 30 disponible para el contacto con el tejido y su ablación.

Los elementos sensores de temperatura 80 pueden comprender termistores o termopares.

El elemento o elementos sensores 80 pueden adosarse adelante o cerca de los electrodos segmentados 30 de varias maneras.

Por ejemplo, como muestra la Fig. 8, cada uno de los elementos sensores 80 se intercala entre el exterior del cuerpo flexible 32 y la parte inferior del segmento de electrodo rígido asociado 30. En la realización ilustrada, el elemento sensor 80 comprende termistores. El cuerpo 32 es lo bastante flexible como para encajar los elementos sensores 80 bajo el segmento de electrodo 30. La memoria plástica del cuerpo 32 mantiene la suficiente presión contra el elemento sensor de temperatura 80 como para establecer un buen contacto conductivo térmico entre él y el segmento de electrodo 30.

En una realización alternativa (como muestra la Fig. 9), el elemento sensor de temperatura 80 se localiza entre los segmentos adyacentes de electrodo 30. En este arreglo, cada uno de los elementos sensores 80 se enhebra a través del cuerpo flexible 32 entre los segmentos adyacentes 30 de electrodo. En la realización ilustrada, los elementos sensores de temperatura 80 comprenden termopares. Cuando el elemento sensores 80 comprende un termopar, un material epoxi 46, como Master Bond Polymer System EP32HT (Master Bond Inc., Hackensack, New Jersey), encapsula la unión de termopares 84, afianzándola al cuerpo flexible 32. Alternativamente, la unión de termopares 84 puede cubrirse con una capa delgada de material de poli(tetrafluoro-etileno (PTFE). Cuando se usa con un grosor de menos de aproximadamente 5,08 cm, estos materiales tienen propiedades aislantes suficientes como para aislar eléctricamente la unión de termopares 84 del segmento del electrodo asociado 30, proporcionando propiedades térmico conductoras las suficientes como para establecer un contacto térmico conductivo con el segmento de electrodo 30. El uso de tales materiales no será típicamente necesario cuando se usen termistores, porque los termistores convencionales ya se encapsulan en un material aislante eléctrico y térmico conductor.

En otra realización alternativa (como muestran las Fig. 10 y 11), el elemento sensor de temperatura 80 se proyecta físicamente a través de una abertura 86 en cada segmento de electrodo 30. Como en la realización mostrada en la Fig. 24, los elementos sensores 80 comprenden termopares, y un material epoxi térmico y eléctrico aislante no conductor que encapsula la unión de termopares 84, afianzándola dentro de la abertura 86.

Debe apreciarse que algunos elementos sensores 80 pueden portarse por el segmento de electrodo 30, mientras pueden portarse otros elementos sensores 80 entre los segmentos del elemento 30. Muchas combinaciones de disposiciones de elementos sensores son posibles, dependiendo de los requisitos particulares del procedimiento de ablación.

II. Termopares sensores de temperatura para la ablación cardíaca A. Termopar de referencia incorporado

Cada elemento sensor de temperatura 80 puede comprender un termistor o un termopar. Se prefieren los termopares porque, cuando se comparan con los termistores convencionales actuales, un termopar es menos caro y presenta un perfil menor, más compacto. Todavía, a medida que avanza la tecnología, termistores menores y otros tipos de pequeños elementos sensores de temperatura pueden aparecer disponibles para su uso tal, como está descrito en esta memoria descriptiva.

Los termopares múltiples para sensores de condiciones de temperatura a lo largo de un elemento de ablación 10 pueden acoplarse eléctricamente de diversas maneras. Las Fig. 12A; 12B y 12C muestran esquemáticamente tres realizaciones representativas.

En la realización preferente mostrada en la Fig. 12A, múltiples termopares (tres de los que se muestran y se designan como T_{1, 2, 3}) se localizan en, o cerca de, los electrodos de ablación, respectivamente, E1, E2 y E3. En el modo convencional, cada termopar T_{1, 2, 3} incluye dos alambres eléctricamente aislados 34 y 36 de metales disímiles.

Pueden seleccionarse varios tipos de metales disímiles para formar los termopares T_{1, 2, 3}. Por ejemplo, níquel-10% cromo puede acoplarse eléctricamente sea a constantano (formando un termopar convencional del Tipo E) o a níquel-5% (silicio aluminio) (formando un termopar convencional del Tipo K); hierro puede acoplarse eléctricamente a constantano (formando un termopar convencional del Tipo J); platino-13% rodio puede acoplarse eléctricamente a platino (formando un termopar convencional del Tipo R); platino-10% rodio puede acoplarse eléctricamente a platino (formando un termopar convencional del Tipo S); o cobre puede acoplarse eléctricamente a constantano (formando un termopar convencional del Tipo T).

En la Fig. 12A, los alambres 34 son de cobre y los alambres 36 son de constantano, formando con ésto termopares del tipo T. Los alambres 34 y 36 se aíslan eléctricamente, salvo la región 84 donde ellos se despojan de aislamiento y se sueldan. Esta región 84 se localiza en, o cerca de, el electrodo asociado E1/E2/E3. Esta región 84 se encapsula en un material epoxi o PTFE, como previamente ya se describió, para aislar eléctricamente la región 84 del electrodo de ablación.

Las diferencias de voltaje medidas entre el alambre 34 de cobre y el alambre 36 de constantano de cada termopar T_{1, 2, 3} varían con la temperatura de la región de unión 84. El voltaje aumenta o disminuye tal como la temperatura de la región 84, respectivamente, aumenta o disminuye.

Como la Fig. 12A también muestra, un solo termopar de referencia T_{REF} está eléctricamente acoplado en común a los tres termopares T_{1, 2, 3}. El termopar de referencia T_{REF} se localiza en una región donde existe una condición de temperatura conocida. Este aspecto se describirá después en mayor detalle.

En la Fig. 12A, el termopar de referencia T_{REF} comprende una longitud de alambre 38 de constantano, eléctricamente aislado, localmente despojado de aislamiento y eléctricamente acoplado en paralelo al alambre de constantano 36 de los tres termopares T_{1, 2, 3}.

El termopar de referencia T_{REF} también incluye una longitud de alambre 40 de cobre aislado, localmente despojado de aislamiento y eléctricamente acoplado al alambre de constantano 38.

La región de la unión del alambre de constantano 38 y el alambre de cobre 40 es la unión de termopares 42 del termopar de referencia T_{REF}. Esta unión 42 se expone a una condición de temperatura conocida. Como las regiones de unión 84 entre el cobre y el alambre de constantano 34 y 36 de los otros termopares T_{1, 2, 3} (es decir, las regiones 84), esta región de unión 42 del termopar de referencia también se encapsula en un material de epoxi o PTFE que eléctricamente lo aísla de los electrodos de ablación.

Un elemento externo de proceso 92 se acopla eléctricamente a los termopares T_{1, 2, 3} y T_{REF}. Los detalles particulares de esta conexión pueden variar y se describirán después en mayor detalle.

El elemento de proceso 92 registra las magnitudes de las diferencias de voltaje que existen entre el alambre 40 de cobre de T_{REF} y el alambre de cobre 34 de cada uno del termopares T_{1, 2, 3} que se designan \Delta_{1, 2, 3} respectivamente (en la Fig. 12A). El elemento de proceso 92 deriva de las diferencias de voltaje \Delta_{1, 2, 3} la condición de temperatura para a cada termopar T_{1, 2, 3}, usando la siguiente ecuación:

TEMP

\hskip1mm

_{N^{-}}TEMP

\hskip1mm

_{REF^{+}}\frac{\Delta V_{N}}{\alpha}

en la que:

TEMP_{N} es la condición de temperatura notada por un termopar seleccionado T_{N} (donde N = 1, 2 ó 3 en la Fig., 12A), cuya magnitud no es conocida.

TEMP_{REF} es la condición de temperatura notada por el termopar de referencia T_{REF}, cuya magnitud es conocida.

\Delta_{N} es la diferencia de voltaje entre el alambre 40 de cobre de T_{REF} y el alambre 34 de cobre del termopar seleccionado T_{N} que es medida y conocida.

\alpha es una función conocida (denominado coeficiente de Seebeck) que expresa la relación entre el voltaje y temperatura para el tipo de metales disímiles usados en el termopar.

Pueden encontrarse detalles adicionales de este método de derivación en una publicación disponible de Omega, titulada Temperature, páginas T-7 a T-18.

Preferentemente, el elemento de proceso 92 incluye un chip de memoria que contiene una tabla de datos de entrada \DeltaV_{N} y relaciona la expresión \DeltaV_{N} /\alpha a la TEMP_{N} para el tipo del termopar particular usado. De esta manera, el elemento de proceso 92 directamente convierte una diferencia de voltaje medida \DeltaV_{N} a una temperatura TEMP_{N}.

La Fig. 12B muestra esquemáticamente un arreglo alternativo para acoplar eléctricamente tres termopares T_{1, 2, 3} para uso en un elemento de ablación. En la Fig. 12B, las longitudes individuales de alambre 40 de cobre son eléctricamente acopladas en las series con el alambre de constantano 36 de cada termopar T_{1, 2, 3}, de la misma manera descrita antes. Las regiones individuales de unión 42 forman tres termopares individuales de referencia, T_{REF} _{1,2,3}, uno para cada termopar T_{1, 2, 3}. Estas regiones de unión 42 están cada una individualmente encapsulada dentro de un material de epoxi o PTFE, como ya se describió. Los tres termopares individuales de referencia que normalmente se exponen T_{REF} _{1,2,3} a la misma condición conocida de temperatura.

Como muestra la Fig. 12B, las diferencias de voltaje relacionada con la temperatura \Delta_{1, 2, 3} son medidas entre el alambre 34 de cobre de un termopar seleccionado T_{1, 2, 3} y el alambre 40 de cobre de su termopar de referencia asociado, T_{REF} _{1,2,3}

La Fig. 12C muestra esquemáticamente otro arreglo alternativo para acoplar eléctricamente los tres termopares, T_{1, 2, 3}, para uso en un elemento de ablación. En la Fig. 12C, una sola longitud de alambre 40 de cobre está eléctricamente acoplada en paralelo con el alambre de constantano 36 de cada termopar T_{1, 2, 3}. Las regiones individuales de unión eléctrica 42 forman tres termopares de referencia individuales T_{REF} _{1, 2, 3} uno para cada termopar T_{1, 2, 3}. Como antes se describió, las regiones de unión 42 están individualmente todas encapsuladas dentro de un material epoxi o PTFE. Como en la realización mostrada en la Fig. 12B, los tres termopares individuales de referencia que normalmente se exponen a T_{REF} _{1,2,3}, la misma condición conocida de temperatura.

Como muestra la Fig. 12C, las diferencias de voltaje relacionadas con la temperatura, \Delta_{1, 2, 3}, son medidas entre el alambre 34 de cobre de un termopar seleccionado T_{1, 2, 3} y el alambre 40 de cobre de su termopar de referencia asociado T_{REF} _{1,2,3}

La práctica convencional localizaría el termopar de referencia común T_{REF} en la realización Fig. 12A, y los tres termopares de referencia individuales T_{REF} _{1,2,3} en las realizaciones de las Fig. 12B y 12C externamente dentro del propio elemento de proceso 92 de temperatura. En estos arreglos (que pueden emplearse, si se desea), la condición de temperatura conocida TEMP_{REF} es la temperatura a la que son expuestas las regiones de unión de los termopares de referencia. Esta condición de temperatura ambiente puede medirse por un termistor en el elemento de proceso 92. Alternativamente, puede usarse un circuito convencional de compensación.

El termopar común de referencia T_{REF}, en la realización de la Fig. 12A, y los tres termopares individuales de referencia T_{REF} _{1,2,3}, en las figuras 12B y 12C, también pueden portarse dentro del mango 16 de la sonda 14 del catéter. En este arreglo, la condición de temperatura conocida TEMP_{REF} es la temperatura en el mango 16 a la que son expuestas las regiones de unión 42 de los termopares de referencia. Esta condición de temperatura puede medirse por un termistor en el mango 16 (no está mostrado), o usando un circuito convencional de compensación. Sin embargo, en las realizaciones preferentes e ilustradas, el termopar común de referencia T_{REF} en la realización de la Fig. 12A y los tres termopares de referencia T_{REF} 1, 2, 3 en las Fig. 12B y 12C de las realizaciones se portan incorporados en el cuerpo del catéter 12 para su exposición al flujo de sangre en el cuerpo. En este arreglo preferente, todos los termopares de referencia se exponen a la temperatura de sangre, o localizándose en una cámara del corazón, o localizándose en otra parte en el sistema vascular del paciente donde descansa el cuerpo de catéter. Las TEMP_{REF} o TEMP_{REF} _{(1, 2, 3)} con ésto están en, o cerca de, 37ºC.

Las Fig. 13 y 14A muestran una preferente aplicación estructural de un termopar de referencia incorporado al arreglo mostrado esquemáticamente en la Fig. 12A.

Como muestra la Fig. 13, un miembro acoplador 94 portado por el cuerpo del catéter 12 comprende el termopar de referencia común T_{REF}. El miembro acoplador 94 está hecho de un material térmico conductivo biocompatible, como el acero inoxidable o platino.

Como muestra la Fig. 13, el miembro acoplador 94 está asegurado en línea, incorporado al cuerpo del catéter 12 en una región espaciada fuera de los electrodos de ablación E1, E2, y E3. Como antes ya se describió, el miembro acoplador 94 puede localizarse dentro de una cámara del corazón (como muestra la Fig. 13), o en otra parte fuera del elemento de ablación 10 en el sistema vascular del paciente donde se extiende el cuerpo 12 del catéter.

Si está localizado dentro de la propia cámara del corazón (como muestra la Fig. 13), el miembro acoplador 94 debe espaciarse bastante lejos, fuera de los elementos de los electrodo E1/E2/E3 para que el flujo de sangre que está en contacto con el miembro acoplador 94 no estuviera sujeto a los efectos de calentamiento por la sangre localizada del procedimiento de ablación. En esta situación, como cuando el miembro acoplador 94 se localiza a mayor distancia fuera de la cámara del corazón, la temperatura del flujo de sangre que está en contacto con el miembro acoplador 94 permanecerá esencialmente constante a aproximadamente 37ºC durante el procedimiento de ablación.

Como muestra en detalle la Fig. 14A, el miembro acoplador 94 incluye un taladro interior 96 que está recubierto con un material 95 eléctricamente aislante. Un anillo 98 se asienta sobre una ranura 100 dentro del taladro 96.

El miembro acoplador 94 y el anillo 98 pueden comprender un montaje de una pieza (como muestra la Fig. 14A). En este arreglo, el anillo 98 incluye una hendidura 102 para reducir su diámetro, para que puede apretarse hacia y ajustar por compresión en el lugar dentro de la ranura 100. Alternativamente, el miembro acoplador 94 puede comprender un cuerpo de dos partes, separable a lo largo de la ranura 100, para permitir la colocación del anillo 98. Estos arreglos permiten que las conexiones eléctricas al anillo 98 sean hechas fuera del miembro 94, antes de su colocación en ésto.

En la realización mostrada en la Fig. 14A, el anillo 98 está hecho del metal constantano. El anillo 98 corresponde con ésto estructuralmente a la longitud del alambre de constantano 38 mostrado en la Fig. 12A para que los alambres de constantano 36 de los tres termopares T_{1, 2, 3} estén eléctricamente acoplados en paralelo, como muestra la Fig., 14A. La longitud del alambre 40 de cobre (como está mostrado en la Fig. 12A) se acopla eléctricamente al anillo 98 (como también muestra la Fig. 14A).

Este alambre 40 de cobre y el alambre de cobre 34 de cada termopar T_{1, 2, 3} atraviesan el taladro del cuerpo del catéter 12 a la temperatura externa del elemento de proceso 92 (vía el conector externo 104) portado por el mango 16, como muestra la Fig. 1. El miembro acoplador 94 y anillo 98 con ésto sirven como un termopar de referencia en línea T_{REF} común a los termopares T1, 2, 3.

La Fig. 14B muestra una realización alternativa para el miembro acoplador 94 que está libre de un anillo interior 98. En la Fig. 14B, la superficie exterior del miembro acoplador 94 está recubierta con un material 106, epoxi o TFE, como previamente ya se describió. El material 106 ata el cuerpo del catéter 12 a los extremos opuestos del miembro acoplador 94. El material 106 también aísla eléctricamente el miembro acoplador 94 de los electrodos de ablación 30.

El miembro acoplador 94 en la Fig. 14B también incluye un taladro interior 96. El taladro 96 tiene una región de su superficie interna donde está aplicada una capa 108 de material constantano. Esta capa 108 corresponde a la longitud de alambre de constantano 40 mostrado en la Fig. 12A, a los cuales el alambre de constantano 36 de los tres termopares T_{1, 2, 3} está eléctricamente acoplado en paralelo. El alambre 40 de cobre para el termopar de referencia T_{REF} también se funde con el constantano de la capa 108.

El anillo de constantano 98 en la Fig. 14A y la capa de constantano 108 en la Fig. 14B acoplan colectivamente con el alambre de constantano 34 de cada de termopar de los electrodos T1, 2, 3 al alambre 40 de cobre del termopar de referencia T_{REF}. Con esto se simplifican las conexiones eléctricas dentro de las regiones interiores, confinadas dentro del diámetro pequeño del cuerpo del catéter 12. También, el anillo de constantano 98 y la capa 108 eliminan la necesidad de pasar el alambre de constantano 36 de cada de termopar de electrodo T1, 2, 3 a través de la toda la longitud del cuerpo del catéter 12.

La condición de temperatura que nota el termopar de referencia incorporado, T_{REF}, es la temperatura esencialmente constante del flujo de sangre que conduce térmicamente el miembro acoplador 94, expuesto al flujo de sangre, La temperatura de referencia TEMP_{REF} no está por ésto sujeta a cambio súbito o variación, como pudiera ser el ambiente externo de la temperatura del aire. Ésto resulta en mayor exactitud.

Las Fig. 15A y 15B muestran una realización alternativa para usar un solo termopar de referencia. Los alambres de constantano 36 de los termopares T_{1, 2, 3} están conectados juntos por una soldadura o conexión con soldadura al alambre de constantano 38 en una configuración de estrella (mostrada en las Fig. 15A/B), aunque pueden usarse otras configuraciones (como una configuración de escalera). El termopar de referencia T_{REF} puede ponerse entonces bajo un anillo, justamente como los termopares usados para medir la temperatura. Todos los alambres de termopares entonces son térmica y eléctricamente ajustados en un tubo 114 para aislarlos de los alambres de RF (no mostrados). La Fig. 15B es la representación esquemática de la conexión de estrella de la Fig. 15A.

Las Fig. 16A y 16B muestran una aplicación estructural preferente de múltiples termopares de referencia T_{REF1,2,3}, incorporados y eléctricamente acoplados en el arreglo mostrado esquemáticamente en la Fig. 12B. Como muestra la Fig. 16A, los tres termopares de referencia, T_{REF} _{1,2,3}, se enhebran individualmente a través del cuerpo del catéter 12 y se encapsulan en un conductor térmica y eléctricamente aislante en la burbuja de epoxi 110. Preferentemente, los termopares T_{REF} _{1,2,3} se espacian estrechamente juntos.

Como muestra la Fig. 16B, el número de alambres que entran en el elemento de proceso 92 está reducido de seis a cuatro acoplados al acoplar eléctricamente los tres alambre de cobre 40 asociados con los termopares de referencia T_{REF} _{1,2,3} dentro del mango 16 de la sonda. Ésto forma un solo alambre 112 de cobre común a todos los termopares de referencia. El alambre de cobre común de referencia 112 y los otro tres alambres de cobre 34 de termopares se conectan T_{1, 2, 3} al elemento de proceso 92 (como muestra la Fig. 16B). En este arreglo (como muestra la Fig. 16B adicionales), las \Delta_{1,2,3} son medidas entre los alambres individuales de cobres 34 para cada termopar T_{1, 2, 3} y el alambre común de referencia 112 de cobre de los termopares de referencia T_{REF} _{1,2,3}

El arreglo de múltiples termopares de referencia T_{REF} _{1,2,3} incorporados en el arreglo mostrado esquemáticamente en la Fig. 12C puede realizarse estructuralmente usando un miembro acoplador 94 y anillo 98, montados en forma idéntica a la mostrada en la Fig. 14, excepto que el anillo 98 está hecho de metal de cobre correspondiente al alambre de cobre común 40 mostrado en la Fig. 12C. Alternativamente, los múltiples termopares de referencia T_{REF} _{1,2,3}, incorporados en el arreglo mostrado esquemáticamente en la Fig. 12C, pueden llevarse a cabo usando el miembro acoplador 94 libre de anillo, estructuralmente mostrado en la Fig. 15, excepto que la capa 108 dentro del barreno 96 del acoplador está hecho de metal de cobre para corresponder al alambre 40 de cobre común mostrado en la Fig. 12C.

Todos los montajes de termopares descritos en las Fig. 12A, B, y C requieren de una inicialización antes de conducir un procedimiento de ablación. El elemento de proceso de temperatura 92 pasa por esta fase de inicialización para compensar los desplazamientos en diferencias de voltaje \Delta _{1, 2, 3} a la temperatura de la sangre.

Durante el procedimiento de ablación, el elemento de proceso 92 de temperatura registra el cambio individual en diferencias de voltaje \Delta _{1, 2, 3}. El elemento de proceso 92 de temperatura aplica el desplazamiento asociado y entonces convierte el cambio resultante de las diferencias de voltaje \Delta _{1, 2, 3} a las lecturas de temperatura, usando una tabla de datos de entrada, como ya se describió.

El elemento de proceso 92 de temperaturas preferentemente despliega la salida de las condiciones de temperaturas medidas a lo largo del elemento de ablación 10. Las condiciones múltiples de temperaturas medidas también pueden usarse en un lazo de control de retroalimentación para controlar el propio proceso de ablación. Este aspecto de la invención se describirá después en mayor detalle.

En la realización preferente, sin tener en cuenta el tipo particular de termopar usado y la manera en la que sea eléctricamente conectado dentro del cuerpo del catéter 12, los alambres 34/36 y 38/40 de los termopares son ajustados en un tubo 114 (véase la Fig. 16A} de material aislante térmico, como la poliimida. El tubo 114 aísla térmicamente los alambres del termopar de otros alambres en el cuerpo que porta la energía de ablación. Así, los alambres del termopar se aíslan térmicamente del calor que pueda generarse dentro del cuerpo del catéter 12 por el traslado de la energía de ablación a las regiones que emiten energía al extremo distal del cuerpo del catéter. Los voltajes indicando temperatura, generados por los termopares, así no son alterados por exposición del alambre del termopar a esta fuente de calor dentro del cuerpo del catéter.

B. Termopar compuesto de perfil bajo

La Fig. 17 muestra un termopar compuesto de perfil bajo 116 que así puede usarse en asociación con todos los tipos de elementos flexibles de ablación 10. El termopar 116 comprende un sustrato 118 delgado, semiflexible formado por un material eléctricamente aislante, como la poliimida. En la realización ilustrada, el sustrato 118 es tubular en su forma. Está claro que podrían usarse otras formas.

Dos sendas conductivas eléctricas 120 y 122 se extienden a lo largo de la superficie del sustrato 118. Las sendas 120 y 122 pueden ser aplicadas por técnicas convencionales de recubrimientos por pulverización o de deposición (IBAD) por tratamiento con haz iónico. Alternativamente, podrían empotrarse alambres de pequeño calibre de estos materiales de diferentes metales dentro del sustrato tubular durante su extrusión o moldeo.

Cada senda 120 y 122 comprende un material metálico de diferente conductividad eléctrica. Preferentemente, una senda 120 se forma aplicando cobre, y la otra senda 122 se forma aplicando constantano.

Los extremos de las dos sendas se funden eléctricamente juntas 120 y 122 en el sustrato 118. En las realizaciones preferentes e ilustradas, una banda 124 de material del metal de una de las sendas 120 y 122 abarca los extremos de las sendas 120 y 122, fundiéndolas eléctricamente juntas. Esta banda 124 forma una unión de termopares sobre la superficie del sustrato 118. Los alambres de pequeño calibre 126 y 128 del material metálico correspondiente se acoplan eléctricamente a los extremos opuestos de las sendas 120 y 122.

Una capa delgada 130 de aislamiento eléctrico, exterior, es aplicada sobre las sendas 120 y 122 y la banda de termopar 124 para completar el montaje del termopar 116 de perfil bajo.

Las sendas 120/122 adicionales, banda 124, y los alambres 126/128 pueden aplicarse a un solo sustrato 118 para formar en éste múltiples uniones de termopares.

Como muestra la Fig. 18, los termopares semiflexibles 116 pueden hacerse lo bastante pequeños en su diámetro como para encajar ajustadamente dentro de la estructura 10 abajo, o cerca, de un elemento de ablación 30. Alternativamente, los termopares 116 pueden hacerse lo bastante grande en su diámetro como para encajar ajustadamente sobre el cuerpo flexible 32, como también muestra la Fig. 18.

III. Control de la ablación cardíaca usando control de retroalimentación por múltiples temperaturas

La Fig. 19 muestra, en forma esquemática, un sistema 200 para aplicar energía de ablación por múltiples emisores, por lo menos en parte, en base a condiciones locales de temperaturas, medidas por múltiples elementos sensores 80.

En la Fig. 19, los múltiples elementos sensores 80 comprenden los termopares 208, 209, y 210 individualmente asociados con los emisores múltiples de energía de ablación que comprenden las regiones de electrodos 201, 202, y 203. El sistema 200 también incluye un termopar común 211 de referencia, portado dentro del elemento acoplador 211 para su exposición al flujo de sangre, como previamente ya se describió. Alternativamente, pueden usarse otros tipos de elementos sensores de temperatura, como, por ejemplo, termistores, sensores fluorópticos y sensores de temperatura por resistividad, en cuyo caso no se requeriría típicamente el sensor 211 de referencia.

El sistema 200 incluye adicionalmente un electrodo 219 indiferente para el funcionamiento en modo unipolar.

Los emisores 201, 202, 203 de energía de ablación pueden comprender los segmentos rígidos de electrodo 30, descritos previamente. Alternativamente, las regiones de electrodos 201, 202, 203 pueden comprender un electrodo flexible, continuo o segmentado, de alambre ajustado o una cinta. Debe apreciarse que el sistema 200 puede usarse en asociación con cualquier elemento de ablación que emplee múltiples elementos de ablación, independientemente accionados.

El sistema 200 incluye una fuente 217 de energía de ablación. En la Fig. 19, la fuente 217 genera energía de radiofrecuencia (RF). La fuente 217 se conecta (a través de una fase de salida 216, aislada, convencional) a una serie de interruptores de potencia 214, uno para cada región de electrodo 201, 202, y 203. Un conector 212 (portado por el mango de la sonda) se acopla eléctricamente a cada región 201, 203, 203 de electrodo a su propio interruptor de potencia 214 y a otras partes del sistema 200.

El sistema 200 también incluye un microcontrolador 231 acoplado vía una interfaz 230 a cada interruptor de potencia 214. El microcontrolador 231 hace girar a un interruptor dado de potencia 214 a la posición de conectado, o de desconectado, para entregar individualmente potencia RF de la fuente 217 a las regiones de electrodo 201, 202 y 203. La energía de RF entregada fluye de la región respectiva de electrodo 201, 202 y 203, a través del tejido, al electrodo indiferente 219 que se conecta a la trayectoria de retorno de la fase aislada de salida 216.

La configuración del interruptor de potencia 214 y la interfaz 230 puede variar según el tipo de energía de ablación que sea aplicada. La Fig. 20 muestra una aplicación representativa para emplear la energía de RF de ablación.

En esta aplicación, cada interruptor de potencia 214 incluye un transistor 235 N-MOS de potencia y un transistor 236 P-MOS de potencia, acoplados entre la respectiva región 201, 202, y 203 de electrodo y la fase de salida aislada 216 de la fuente de potencia 217.

Un diodo 233 lleva la fase positiva de energía RF de ablación a la región del electrodo. Un diodo 234 lleva la fase negativa de la energía de RF de ablación a la región de electrodo. Las resistencias 237 y 238 polarizan los transistores N-MOS y P-MOS de potencia 235 y 236 en un modo convencional.

La interfaz 230 para cada interruptor de potencia 214 incluye dos transistores NPN 239 y 240. El emisor NPN del transistor 239 se acopla a la compuerta del transistor N-MOS 235 de potencia. El colector del transistor NPN 240 se acopla a la compuerta del transistor P-MOS 280 de potencia.

La interfaz para cada interruptor de potencia 214 también incluye un bus de control 243, acoplado al microcontrolador 231. El bus de control 243 conecta cada interruptor de potencia 214 a la tierra digital (DGND) del microcontrolador 231. El bus de control 243 también incluye una línea (+) de potencia (+5V) conectada al colector del transistor NPN 239 y una línea (-) de potencia (-5V) conectada al emisor de la interfaz del transistor NPN 240.

El bus de control 243 para cada interruptor de potencia 214 incluye adicionalmente una línea E_{SEL}. La base del transistor NPN 239 se acopla a la línea E_{SEL} del bus de control 243. La base del transistor NPN 240 también está acoplada a la línea E_{SEL} del bus de control 243 vía el diodo Zener 241 y una resistencia 232. La línea E_{SEL} se conecta al cátodo del diodo Zener 241 a través de la resistencia 232. El diodo Zener 241 es seleccionado para que el transistor NPN 240 gire en cuando E_{SEL} exceda aproximadamente 3 voltios (lo que, para la realización particular mostrada, es lógica 1).

Debe apreciarse que la interfaz 230 puede diseñarse para ocuparse de otras normas de niveles lógicos. En la realización particular, los niveles se diseñan para gestionar niveles convencionales de TTL (por las siglas de su expresión inglesa, Transistor Transfer Logic, lógica de transferencia de transistores).

El microcontrolador 231 pone E_{SEL} del bus de control 243 a lógica 1 o a lógica 0. En lógica 1, la compuerta del transistor N-MOS 235 se conecta a la línea (+) 5 voltios a través del transistor NPN 239. Semejantemente, la compuerta del transistor P-MOS 236 se conecta a la línea (-) 5 voltios a través del transistor NPN 240. Esto condiciona los transistores de potencia 235 y 236 para que dirijan el voltaje de la fuente de RF 217 a la región asociada de electrodo. El interruptor de potencia 214 está en posición "conectado".

Cuando el microcontrolador 231 pone E_{SEL} a lógica 0, ninguna corriente fluye a través de los transistores NPN 239 y 240. Esto condiciona los transistores de potencia 235 y 236 para que bloqueen la conducción de voltaje de RF a la región asociada del electrodo. El interruptor de potencia 214 está "desconectado".

El sistema 200 (véase la Fig. 19) adicionalmente incluye dos multiplexores analógicos (MUX) 224 y 225. Los multiplexores 224 y 225 reciben la entrada de voltaje de cada termopar 208, 209, 210 y 211. El microcontrolador 231 controla ambos multiplexores 224 y 225 para seleccionar las entradas de voltaje de los sensores múltiples de temperatura de los termopares 208, 209, 210, y 211.

Las entradas de voltaje de los termopares 208, 209, 210 y 211 se envían a la señal del extremo frontal que condiciona el sistema electrónico. Las entradas se amplifican por el amplificador diferencial 226 que lee las diferencias de voltaje entre los alambres de cobre de los termopares 208/209/210 y la del termopar de referencia 211. Las diferencias de voltaje son condicionadas por el elemento 227 y convertido a los códigos digitales por el conversor analógico / digital 228. La tabla de datos 229 convierte los códigos digitales a códigos de temperatura. Los códigos de temperatura se leen por el microcontrolador 231.

El microcontrolador 231 compara los códigos de temperatura para cada termopar 208, 209, y 210 con el criterio presintonizado para generar las señales de retroalimentación. El criterio presintonizado es entrado a través de una interfaz de usuario 232. Estas señales de retroalimentación controlan los interruptores de potencia 214, vía la interfaz 230, pasando los electrodos 201, 202, y 203 de conectado a desconectado.

El otro multiplexor 225 conecta los termopares 208, 209, 210, y 211, seleccionados por el microcontrolador 231, a un controlador 215 de temperatura. El controlador 215 de temperatura también incluye la señal del extremo frontal que condiciona el sistema electrónico, tal como ya se describió con referencia a los elementos 226, 227, 228, y 229. Este sistema electrónico convierte las diferencias de voltaje entre los alambres de cobre de los termopares 208/209/210 y el termopar de referencia 211 a códigos de temperatura. Los códigos de temperatura se leen por el controlador y se comparan con el criterio presintonizado para generar las señales de retroalimentación. Estas señales retroalimentación controlan la amplitud del voltaje (o la corriente) generada por la fuente 217 que debe ser entregado a los electrodos 201, 202, y 203.

En base a las señales de retroalimentación del microcontrolador 231 y la temperatura del controlador 215, el sistema 200 distribuye la potencia a las regiones de múltiples electrodos 201, 202, y 203 para establecer y mantener una distribución uniforme de temperaturas a todo lo largo del elemento de ablación. De esta manera, el sistema 200 logra una formación segura y eficaz de la lesión, provocada por los emisores múltiples de energía de ablación.

El sistema 200 puede controlar la entrega de energía de ablación de diferentes maneras. Ahora se describirán varios modos representativos.

Amplitudes individuales / ciclo de carga colectiva

Las regiones de electrodos 201, 202, y 203 se designarán simbólicamente E(J), donde J representa una región dada de electrodo (J = 1 a N).

Como antes se describió, cada región E(J) de electrodo tiene por lo menos un elemento sensor de temperatura 208, 209, y 210 que se designarán S(J,K), donde J representa la región de electrodo y K representa el número de elementos sensores de temperatura en cada región de electrodo (K = 1 a M).

En este modo (véase la Fig. 21), el microcontrolador 316 opera la interfaz 230 del interruptor de potencia para entregar potencia RF de la fuente 217 en múltiples pulsos del ciclo de carga 1/N.

Con la entrega de potencia pulsada, la cantidad de potencia (P{E(j)} llevada a cada región individual de electrodo E(J) se expresa como sigue:

P_{E(j)} - AMP_{E(j)^{2}} \ X \ (CICLO \ DE \ CARGA)E_{(J)}

donde:

AMP_{E(j)} es la amplitud del voltaje de RF llevado a la región de electrodo E(J), y (CICLO DE CARGA)_{E \ (J)} es el ciclo de carga del pulso, expresada como sigue:

(CICLO \ DE \ CARGA) _{E \ (J)} = TON_{E(J)}

\hskip1mm

/

\hskip1mm

(TON_{E(J)} - TOFF_{E \ (J)})

donde:

TON_{E(J)} es el tiempo que la región de electrodos E(J) emite energía durante cada período del pulso,

TOFF_{E (J)} es el tiempo que la región de electrodos E(J) no emite energía durante cada período de pulso.

La expresión TON_{E(J)} + TOFF_{E \ (J)} representa el período de pulso para cada región de electrodos E(J).

En este modo, el microcontrolador 231 establece un ciclo de carga colectiva ((CICLO DE CARGA)_{E \ (J)} ) de 1/N para cada región de electrodo (N es igual al número de regiones de electrodos).

El microcontrolador 231 puede enviar una sucesión de pulsos sucesivos de potencia hacia las regiones adyacentes de electrodos de forma que el fin del ciclo de carga para el pulso precedente solape ligeramente con el principio del ciclo de carga para el próximo pulso. Este traslapo en ciclos de carga de pulsos asegura que la fuente 217 aplica potencia continuamente, sin los períodos de interrupción causados por los circuitos abiertos durante el intercambio de pulsos entre las regiones sucesivas de electrodos.

En este modo, el controlador de temperatura 215 hace ajustes individuales de la amplitud de voltaje de RF para cada región de electrodos (AMP_{E(j)}), cambiando individualmente con ésto la potencia P_{E(j)} de energía de ablación llevada durante el ciclo de carga a cada región de electrodos, tal como es controlado por el microcontrolador 231.

En este modo, el microcontrolador 231 realiza ciclos en los períodos de muestreo para adquisición de datos sucesivos. Durante cada período de muestreo, el microcontrolador 231 selecciona los sensores individuales S(J,K), y las diferencias de voltaje son leídas por el controlador 215 (a través de MUX 225) y convertidas a códigos de temperaturas TEMP(J).

Cuando hay más de un elemento sensor asociado a una región de electrodos dada, el controlador 215 registra todas las temperaturas medidas para la región de electrodos dada y selecciona entre éstas la temperatura medida más alta, la que constituye TEMP(J). El elemento sensor de temperatura que mantiene la temperatura medida más alta en una región de electrodo dada es el que está en contacto más íntimo con el tejido del corazón. Las más bajas temperaturas medidas de los otros elementos sensores en la región de electrodos dada indican que los otros elementos sensores no están en tal contacto íntimo, y se exponen en cambio al enfriamiento convectivo en el flujo de sangre.

En este modo, el controlador 215 compara la temperatura TEMP(J) localmente medida en cada electrodo E(J) durante cada período de adquisición de datos con una temperatura prefijada TEMP_{SET}, que es establecida por el médico. En base a esta comparación, el controlador 215 varía la amplitud AMP_{E(j)} del voltaje de RF entregado a la región de electrodos E(J), mientras el microcontrolador 231 mantiene (CICLO DE CARGA)_{E \ (J)} para esa región del electrodo y todas las otras regiones de electrodos, para así establecer y mantener a TEMP(J) a la temperatura prefijada TEMP_{SET}.

La temperatura prefijada TEMP_{SET} puede variar según el juicio del médico y los datos empíricos. Se cree que una temperatura prefijada representativa para la ablación cardíaca queda en el intervalo desde 40ºC hasta 95ºC, con 70ºC siendo un valor representativo preferente.

La manera en la que el controlador 215 gobierna AMP_{E(j)} puede incorporar métodos proporcionales de control, métodos de control derivado integral proporcional (PID, por las siglas de su expresión inglesa, Proportional Integral Derivative), o incorporar métodos de control de lógica confusa.

Por ejemplo, usando los métodos de control proporcionales, si la temperatura medida por el primer elemento sensor es TEMP(1) > TEMP_{SET}, la señal de control generada individualmente por el controlador 215 reduce la amplitud AMP_{E(1)}del voltaje de RF aplicado a la primera región de electrodo E(1), mientras que el microcontrolador 231 mantiene el mismo ciclo de carga colectiva (CICLO DE CARGA)_{E(1)} para la primera región del electrodo E(1). Si la temperatura medida por el segundo elemento sensor es TEMP(2) < TEMP_{SET}, la señal de control del controlador 215 aumenta la amplitud AMP_{E(2)} del pulso aplicado a la segunda región de electrodo E(2), mientras el microcontrolador 231 mantiene el ciclo de carga colectiva (CICLO DE CARGA)_{E(2)} para la segunda región de electrodo E(2) igual a (CICLO DE CARGA)_{E(1)}, y así sucesivamente. Si la temperatura medida por un elemento sensor dado está en la temperatura prefijada TEMP_{SET}, no será hecho ningún cambio en la amplitud del voltaje RF para la región asociada de electrodo.

El controlador 215 procesa continuamente las entradas de diferencias de voltaje durante períodos sucesivos de adquisición de datos para ajustar individualmente AMP_{E(j)} para cada región de electrodo E(J), mientras que el microcontrolador 231 mantiene el mismo ciclo de carga colectiva para todas las regiones E(J) de electrodo. De esta manera, el modo mantiene una uniformidad deseada de temperaturas a todo lo largo de la longitud del elemento de ablación.

Usando una técnica de control diferencial integral proporcional, el controlador 215 toma en cuenta no sólo los cambios instantáneos que ocurren en un período de muestreo dado, sino que también los cambios que han ocurrido en los períodos anteriores de muestreo y la proporción a la que estos cambios están variando con el tiempo. Así, usando una técnica de control PID, el controlador 215 responderá diferentemente a una gran diferencia instantánea dada proporcionalmente entre TEMP (J) y TEMP_{SET}, dependiendo de sí la diferencia está volviéndose mayor o menor, comparándolas con diferencias instantáneas previas, y si la velocidad a la que la diferencia está cambiando a partir de los períodos de muestreo anteriores está aumentando o está disminuyendo.

Amplitudes colectivas / ciclos individuales de carga

En este modo de retroalimentación (véase la Fig. 22), el controlador 215 gobierna la fuente 217 para controlar colectivamente la amplitud AMP_{E(j)} de voltaje RF para todas las regiones de electrodos en base a la temperatura local más baja TEMP_{SMIN} medida. Al mismo tiempo, en este modo de retroalimentación, el microcontrolador 231 individualmente altera la potencia conducida a las regiones de electrodos, donde las temperaturas medidas son mayores que TEMP_{SMIN}, por el ajuste del ciclo de carga (CICLO DE CARGA)_{E \ (J)} de estas regiones de electrodos.

En este modo, como en el modo anterior, el microcontrolador 231 separa la potencia en múltiples pulsos. Inicialmente, cada pulso tiene el mismo ciclo de carga ((CICLO DE CARGA)_{E \ (J)}) de 1/N. Como en el modo anterior, la aplicación de sucesivos pulsos RF a las regiones adyacentes de electrodos puede cronometrarse para solapar de forma que la fuente 318 aplique la potencia continuamente a las regiones de electrodos E(J).

El controlador 215 realiza ciclos en períodos sucesivos de adquisición de datos para leer el sensor de temperatura secuencialmente para cada elemento sensor de TEMP(J). Cuando hay múltiples elementos sensores asociados a cada región de electrodos, el controlador 215 registra todas las medidas de temperaturas para el electrodo particular y selecciona entre éstas la temperatura medida más alta que será TEMP(J).

En este modo, el controlador 215 compara, durante cada período de adquisición de datos, las temperaturas individuales medidas TEMP(J) con la temperatura prefijada TEMP_{SET}. El controlador 215 también selecciona la temperatura medida más baja TEMP_{SMIN}. El controlador 215 ajusta AMP_{E(j)} para mantener TEMP_{SMIN} = TEMP_{SET}, usando las técnicas de control proporcional, de PID, o de lógica confusa. Al mismo tiempo, el microcontrolador 231 ajusta los (CICLO DE CARGA)_{E \ (J)} de las regiones de electrodos donde TEMP(J) > TEMP_{SMIN} para mantener TEMP(J) = TEMP_{SET}

Por ejemplo, usando sólo técnicas proporcionales de control, si TEMP_{SMIN} < TEMP_{SET}, el controlador 215 aumenta colectivamente la amplitud del voltaje de RF de todas las regiones de electrodos, en base a la diferencia entre TEMP_{SMIN} y TEMP_{SET} (\DeltaTEMP_{SMIN} _{/SET}), hasta que TEMP_{SMIN} > TEMP_{SET}.

Durante este tiempo (cuando TEMP_{SMIN} permanece por debajo de TEMP_{SET}), el microcontrolador 231 también controla la aplicación de potencia a las otras regiones E(J) de electrodos, en donde la temperatura local TEMP(J) medida es por encima de TEMP_{SMIN}, como sigue:

: Si TEMP(J) < TEMP_{SET}, el microcontrolador 231 aumenta el ciclo de carga de potencia aplicada a la región E(J) de electrodo en la amplitud voltaje de RF establecida por \DeltaTEMP_{SMIN} _{/SET}.

: Si TEMP(J) > TEMP_{SET}, el microcontrolador 231 disminuye el ciclo de carga de potencia aplicada a la región E(J) de electrodo en la amplitud de voltaje de RF establecida por \DeltaTEMP_{SMIN} _{/SET}

: Si TEMP_{S(N)} = TEMP_{SET}, el microcontrolador 231 mantiene el ciclo de carga para la región dada de electrodo E(N) en la amplitud de voltaje de RF establecida por \DeltaTEMP_{SMIN} _{/SET}.

Cuando TEMP_{SMIN} > TEMP_{SET}, el controlador 215 colectivamente reduce la amplitud de voltaje de RF entregada a todas las regiones de electrodos. Cuando TEMP_{SMIN} = TEMP_{SET}, el controlador 215 mantiene la amplitud de voltaje de RF entonces establecida, la cual es entregada colectivamente a todas las regiones de electrodos.

Control de temperatura con histéresis

En este modo (véase la Fig. 23), como en los modos anteriores, el sistema 200 realiza ciclos en períodos sucesivos de adquisición de datos para registrar secuencialmente la temperatura medida por los elementos sensores TEMP(J) para las regiones de electrodos E(J). Como antes, cuando hay múltiples elementos sensores asociados con cada región de electrodos, el sistema 200 registra todos las temperaturas medidas para la región particular de electrodo y selecciona entre éstos la temperatura medida más alta que se convierte en TEMP(J).

En este modo, el microcontrolador 231 compara localmente la temperatura medida de cada región de electrodo TEMP(J) durante cada período de adquisición de datos con las temperaturas de umbral alta y baja TEMP_{HITHRESH} y TEMP_{LOWTHRESH} donde

TEMP_{HITHRESH} = TEMP_{SET} + INCR

donde

TEMP_{LOWTHRESH} = TEMP_{SET} - INCR

TEMP_{SET} es la temperatura prefijada, e INCR es un incremento preseleccionado.

Cuando se opera en este modo, el microcontrolador 231 opera la interfaz 230 interruptora de potencia para desconectar una región dada E(J) de electrodos, cuando la temperatura local medida de esa región de electrodo sea TEMP(J) > TEMP_{HITHRESH}. El microcontrolador 231 mantiene la región de electrodo desconectada hasta que la temperatura local medida TEMP(J) caiga por debajo de TEMP_{LOWTHRESH}. El microcontrolador 231 conecta una región de electrodo dada E(J) y suministra potencia a una amplitud de voltaje seleccionada cuando la temperatura local medida de esa región de electrodo sea TEMP (J) < TEMP_{LOWTHRESH}

Los valores para TEMP_{SET} e INCR pueden variar según el juicio del médico y los datos empírico. Como antes se expuso, se cree que un valor representativo para TEMP_{SET} queda en el intervalo entre 40ºC y 95ºC, con un valor preferente de 70ºC. Un valor representativo de INCR se cree que queda en el intervalo desde 2ºC hasta 80ºC, con un valor representativo preferente alrededor de 5ºC.

En esta aplicación, el controlador 215 establece una amplitud de voltaje de RF constante lo suficientemente alto de forma que durante la histéresis se mantengan las condiciones de temperatura deseadas. Alternativamente, el controlador 215 puede tener la capacidad de ajustar el voltaje en el caso que la temperatura medida más fría TEMP_{SMIN} disminuya por debajo de un límite inferior seleccionado por debajo de TEMP_{LOWTHRESH}, o en el caso que el ciclo de carga más largo exceda un valor predeterminado. Debe apreciarse que hay otras maneras de ajustar y mantener la amplitud mientras se lleva a cabo el método de control con histéresis.

Desactivación por temperatura diferencial

En este modo (véase la Fig. 24), el controlador de temperatura 215 selecciona al final de cada fase de adquisición de datos la temperatura medida que sea la más grande para esa fase (TEMP_{SMAX}). El controlador de temperatura 215 también selecciona para esa fase la temperatura medida que sea la más baja (TEMP_{SMlN}).

El controlador 215 compara la temperatura más caliente medida seleccionada TEMP_{MAX} con una temperatura prefijada alta seleccionada TEMP_{HISET}.La comparación genera una señal de control que colectivamente ajusta la amplitud del voltaje de RF para todos los electrodos que usan las técnicas de control proporcional, PID o lógica confusa.

En un esquema de aplicación control proporcional:

(i): Si TEMP_{SMAX} > TEMP_{HISET}, la señal de control disminuye colectivamente la amplitud del voltaje de RF entregado a todas las regiones de electrodos.

(ii): Si TEMP_{SMAX} < TEMP_{HISET}, la señal del control aumenta colectivamente la amplitud del voltaje de RF entregado a todas las regiones de electrodos.

(iii): Si TEMP_{SMAX} = TEMP_{HISET}, no se hace ningún cambio en la amplitud del voltaje de RF entregado a todas las regiones de electrodo.

Debe apreciarse que el controlador de temperatura 215 puede seleccionar para el control de amplitud cualquiera de las temperaturas medidas TEMP_{SMAX}, TEMP_{SMIN}, o temperaturas entre éstas, y debe compararse esta condición de temperatura con una condición de temperatura preseleccionada.

Trabajando en tándem con la función de control de amplitud del controlador de temperatura 215, el microcontrolador 231 gobierna la entrega de potencia a las regiones de electrodos en base a la diferencia entre una temperatura local dada TEMP(J) y TEMP_{SMIN}. Esta aplicación computa la diferencia entre la temperatura local medida TEMP(J) y TEMP_{SMIN} y compara esta diferencia con una diferencia de temperatura prefijada seleccionada \DeltaTEMP_{SMIN} _{/SET}. La comparación genera una señal de control que gobierna la entrega de potencia a las regiones de electrodos.

Si la temperatura local medida de TEMP(J) para una región del electrodo dada E(J) excede la temperatura medida más baja TEMP_{SMIN} en tanto como, o más que, \DeltaTEMP_{SMIN} _{/SET} (es decir, si TEMP(J) - TEMP_{SMIN} \geq \DeltaTEMP_{SMIN} _{/SET}, el microcontrolador 231 desconecta la región dada de electrodo E(J). El microcontrolador 231 conecta de nuevo el electrodo dado E(J) cuando TEMP(J) - TEMP_{SMIN} < \DeltaTEMP_{SMIN} _{/SET}.

Alternativamente (véase la Fig. 25), en lugar de comparar TEMP(J) y TEMP_{SMIN}, el microcontrolador 231 puede comparar TEMP y TEMP_{SMIN}. Cuando la diferencia entre TEMP_{SMAX} y TEMP_{SMIN} iguala o excede una cantidad prefijada \DeltaTEMP_{SET}, el controlador 231 desconecta todas las regiones de electrodos, excepto la región de electrodo donde TEMP_{SMIN} existe. El controlador 231 vuelve a conectar estas regiones de electrodos cuando la diferencia de temperatura entre TEMP_{SMAX} y TEMP_{SMIN} SEA menor que \DeltaTEMP_{SET}.

Algunos de los esquemas de control, en base a las temperaturas anteriormente descritas, alteran la potencia ajustando la amplitud del voltaje de RF. Debe apreciarse que, alternativamente, la potencia puede alterarse ajustando la amplitud de corriente de RF. Por consiguiente, la cantidad que AMP_{E(J)} usada en esta memoria descriptiva puede significar tanto la amplitud del voltaje de RF o la corriente amplitud RF.

III. Seleccionando entre múltiples elementos sensores de temperatura

Como previamente ya se describió, una región dada de electrodo puede tener más de un elemento sensor de temperatura asociado a ella. En los modos de control de ablación previamente descritos, el controlador 215 registra todas las temperaturas medidas para la región dada de electrodo y selecciona entre éstas la temperatura medida más alta, la que constituirá TEMP(J). Hay maneras alternativas de hacer esta selección.

Derivando la temperatura más caliente

Debido al intercambio de calor entre el tejido y la región del electrodo, los elementos sensores de temperatura no pueden medir exactamente la temperatura máxima en la región. Esto es porque la región de temperatura más caliente ocurre bajo la superficie del tejido a una profundidad desde aproximadamente 0,5 hasta 2,0 mm, donde la energía que emite la región de electrodo (y el elemento sensor asociado) está en contacto con el tejido. Si la potencia se aplica para calentar el tejido demasiado rápidamente, la temperatura máxima real del tejido en esta región subsuperficial puede exceder los 100ºC y puede conducir al desecamiento del tejido.

La Fig. 26 muestra una aplicación de una red neural predictora 300 que recibe como entradas las temperaturas S(J,K) medidas por múltiples elementos sensores de cada región de electrodos donde J representa una región dada de electrodo (J = 1 a N) y K representa el número de elementos sensores de temperatura en cada región de electrodo (K = 1 a M). El predictor 300 da salida a una temperatura de la región del tejido, la más caliente, T_{MAXPRED(t)}. El controlador 215 y microcontrolador 231 derivan las señales de amplitud y control de ciclo de carga colectiva en base a T_{MAXPRED(t)}, de la mismos manera ya descrita usando TEMP(J).

El predictor 300 usa una red neural de dos capas, aunque pudieran usarse las capas más ocultas. Como está mostrado en la Fig. 26, el predictor 300 incluye una primera y segunda capas ocultas y cuatro neuronas, designadas N_{(L,X)}, donde L identifica la capa 1 o 2 y X identifica una neurona en esa capa. La primera capa (L=1) tiene tres neuronas (X = 1 a 3), como sigue N_{(1,1)}; N_{(1,2)}, y N_{(1,3)}.La segunda capa (L=2) comprende una neurona de salida (X =1), designada N_{(2,1)}

Las lecturas de múltiples elementos sensores de temperatura, de los que se muestran sólo dos, - -TS1(n) y TS2
(n)- -, con propósitos de ilustración, se pesan y se entran a cada neurona N_{(1,1)}, N_{(1,2)} y N_{(1,3)} de la primera capa. La Fig. 26 representa los pesos como W^{L}_{(k,N)}, donde L=1; k es el orden del sensor de entrada, y N es la neurona de entrada número 1, 2, ó 3 de la primera capa.

La neurona de salida N_{(2,1)} de la segunda capa recibe como entrada las salidas pesadas de las neuronas N_{(1,1)}; N_{(1,2)}; y N_{(1,3)}. La Fig. 26 representa los pesos de salida como W^{L}_{(0,,X)}, donde L= 2; 0 es la salida de la neurona 1, 2, ó 3 de la primera capa; y X es el número de entrada de la neurona de la segunda capa. En base a estas entradas pesadas, la neurona de salida N_{(2,1)} predice T_{MAXPRED(t)}

El predictor 300 debe entrenarse en un juego conocido de datos que contengan la temperatura de los elementos sensores TS1 y TS2 y la temperatura de la región más caliente que ha sido experimentalmente adquirida previamente. Por ejemplo, usando un modelo de propagación hacia atrás, el predictor 300 puede entrenarse para predecir la temperatura más caliente conocida del flujo de datos con el error cuadrático medio. Una vez la fase de entrenamiento se completa, el predictor 300 puede usarse para predecir T_{MAXPRED(t)}.

Pueden usarse otros tipos de técnicas de procesamiento de datos para derivar T_{MAXPRED(t)}. Por ejemplo, véase la patente de los EE.UU Nº 5906614 titulada "Tissue Heating and Ablation Systems and Methods Using Predicted Temperature for Monitoring and Control".

Las realizaciones preferentes e ilustradas usan un procesado digital controlado por un ordenador parra analizar la información y generar las señales de retroalimentación.

Debe apreciarse que otros circuitos de control lógico que usan micro-interruptores, compuertas AND/OR, invertidores, circuitos analógicos, y semejantes son equivalentes a las técnicas controladas por microprocesadores mostradas en las realizaciones preferentes.

Claims

1. Un sistema para la ablación del tejido corporal, que comprende:

: Múltiples emisores (30, 201, 202, 203) de energía de ablación; por lo menos, un elemento sensor de temperatura (80, 208, 209, 210) en cada emisor de energía para medir la temperatura del emisor de energía.

: Un controlador de potencia (230) que acopla una fuente de energía de ablación con cada emisor de energía para conducir la energía de ablación hacia los emisores de energía.

: Un elemento de proceso (215, 231) para periódicamente leer la temperatura medida por cada elemento sensor de temperatura y seleccionar una de las temperaturas medidas en base al criterio preestablecido para comparación con una temperatura deseada para generar una señal.

: Un controlador de temperatura (215, 231) acoplado al controlador de potencia para controlar la conducción de energía de ablación hacia los emisores de energía en base a la señal.

2. Un sistema según la reivindicación 1, en la que:

: El controlador de potencia (230) acopla cada emisor de energía (30, 201, 202, 203) con la fuente de energía de ablación para conducir la energía de ablación individualmente hacia cada emisor de energía en una secuencia de pulsos de potencia, cada pulso de potencia teniendo un ciclo de carga y una amplitud, en la que la potencia entregada a cada emisor de energía para ablación del tejido se expresa como sigue:

POTENCIA - AMPLITUD^{2} \ x \ (CICLO \ DE \ CARGA)

: El elemento de proceso (215, 231) está adaptado para comparar la temperatura medida por cada elemento sensor de temperatura con una temperatura deseada y está adaptado para generar individualmente una señal para cada emisor de energía en base a la comparación, en la que la temperatura deseada se establece para todos los emisores.

: El controlador de temperatura (215, 231) individualmente varía el pulso de potencia para cada emisor de energía en base a la señal para ese emisor de energía a fin de mantener las temperaturas en todos los emisores de energía esencialmente a la temperatura deseada durante la ablación del tejido.

3. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 2, en el que:

El controlador de temperatura (215, 231) varía el pulso de potencia variando individualmente la amplitud del pulso de potencia en base a la señal para ese emisor de energía (30, 201, 202, 203), mientras mantiene el ciclo de carga de los pulsos de potencia esencialmente el mismo para todos los emisores de energía.

4. Un sistema según la reivindicación 3, en el que el ciclo de carga es 1/N, en la que N es el número de emisores de energía (30, 201, 202, 203).

5. Un sistema según la reivindicación 3, en el que el controlador de temperatura (215) varía la amplitud, sea variando el voltaje o la corriente.

6. Un sistema según la reivindicación 3, en el que el controlador de temperatura (231) individualmente desconecta un emisor de energía (30, 201, 202, 203) cuando la temperatura medida en el emisor de energía iguala o excede a la temperatura deseada en una cantidad predeterminada e individualmente conecta el emisor de energía cuando la temperatura medida en el emisor de energía sea menor que una temperatura deseada en una cantidad predeterminada.

7. Un sistema según la reivindicación 2, en el que el controlador de temperatura (215, 231) varía el pulso de potencia variando individualmente el ciclo de carga del emisor de energía (30, 201, 202, 203) en base a la señal para ese emisor de energía, mientras mantiene la amplitud de los pulsos de potencia esencialmente la misma para todos los emisores de energía.

8. Un sistema según la reivindicación 7, en el que el controlador de temperatura (231) desconecta individualmente un emisor de energía (30, 201, 202, 203) cuando la temperatura medida en el emisor de energía iguala o excede a una temperatura deseada en una cantidad predeterminada e individualmente conecta el emisor de energía cuando la temperatura medida en el emisor de energía sea menor que la temperatura deseada en una cantidad predeterminada.

9. Un sistema según la reivindicación 2, en el que el controlador de temperatura (215, 231) varía el pulso de potencia variando individualmente tanto el ciclo de carga, como la amplitud del pulso de potencia para cada emisor de energía (30, 201, 202, 203) en base a la señal para ese emisor de energía.

10. Un sistema según la reivindicación 9, en el que el controlador de temperatura (231) individualmente desconecta un emisor de energía (30, 201, 202, 203) cuando la temperatura medida en el emisor de energía iguala o excede la temperatura deseada en una cantidad predeterminada e individualmente conecta el emisor de energía cuando la temperatura medida en el emisor de energía sea menor que la temperatura deseada en una cantidad predeterminada.

11. Un sistema según la reivindicación 9, en el que el controlador de temperatura (215) varía la amplitud variando sea el voltaje o la corriente.

12. Un sistema según la reivindicación 1, en el que:

: Cada emisor de energía (30, 201, 202, 203) define una zona E(J) que emite energía.

: La temperatura medida en cada zona E(J) que emite energía se designa como TEMP(J)

: El controlador de potencia (230) incluye un elemento interruptor (214) para conducir la energía de ablación individualmente hacia cada zona E(J) en un pulso de potencia que tiene un ciclo de carga (CICLO DE CARGA)_{E(J)} y una amplitud AMP_{E(j)}, fijándose AMP_{E(j)} para que sea esencialmente la misma para todas las E(J), en la que la potencia P_{E(j)} entregada a cada zona E(J) se expresa como sigue:

P_{E(J)} \sim AMP_{E(J)^{2}} \ x \ (CICLO \ DE \ CARGA) _{E(J)}

: El elemento de proceso (215) incluye medios para identificar la condición de temperatura de lectura más baja TEMP_{SMIN} de todos las TEMP(J) y medios para comparar la condición de temperatura de lectura más baja TEMP_{SMIN} con la condición de temperatura deseada, designada TEMP_{SET}, y la señal es en base a la comparación; y

: el controlador de temperatura (215) está adaptado para variar el pulso de potencia a cada zona E(J) en base a la señal por variando AMP_{E(j)} para todas las E(J) para mantener TEMP_{SMIN} = TEMP_{SET}.

13. Un sistema según la reivindicación 1, en el que:

: La temperatura medida en cada zona E(J) que emite energía se designa como TEMP(J).

El controlador de potencia (230) incluye un elemento interruptor (214) para conducir la energía de ablación individualmente a cada zona E(J) en un pulso de potencia que tiene un ciclo de carga (CICLO DE CARGA

\hbox{) _{E(J)} }

y una amplitud AMP_{E(j)}, fijándose AMP_{E(j)} para ser esencialmente la misma para todas las E(J), en la que la potencia P_{E(j)} entregada a cada zona E(J) se expresa como sigue:

P_{E(j)} \sim AMP_{E(j)^{2}} \ x \ (CICLO \ DE \ CARGA) _{E(J)}

: El elemento de proceso (215) incluye medios para identificar la condición de temperatura de lectura más baja TEMP_{SMIN} de todas las TEMP(J) y medios para comparar la condición de temperatura de lectura más baja TEMP_{SMIN} con la condición de temperatura deseada, designada como TEMP_{SET}, y la señal es en base a la comparación.

: El controlador de temperatura (215, 231) está adaptado para variar el pulso de potencia a cada zona E(J) en base a la señal variando AMP_{E(j)} para todas las E(J) para mantener TEMP_{SMIN} = TEMP_{SET} mientras que también varia el (CICLO DE CARGA)_{E(J)} de cada zona E(J), en la que TEMP(J) > TEMP_{SMIN} para mantener TEMP(J) = TEMP_{SET} para cada tal zona.

14. Un sistema según la reivindicación 1, en el que la temperatura seleccionada entre las temperaturas medidas comprende la más alta de las temperaturas medidas.

15. Un sistema según la reivindicación 1, en el que el controlador de potencia (230) acopla cada emisor de energía (30, 201, 202, 203) con la fuente de energía de ablación para conducir la energía de ablación individualmente hacia cada emisor de energía en una secuencia de pulsos de potencia, teniendo cada pulso de potencia un ciclo de carga y una amplitud, en las que la potencia entregada a cada emisor de energía para ablación del tejido se expresa como sigue:

POTENCIA \sim AMPLITUD^{2} \ x \ (CICLO \ DE \ CARGA)

\newpage

y el controlador de temperatura (215, 231) está adaptado para variar los pulsos de potencia a los emisores de energía en base a la señal.

16. Un sistema según la reivindicación 1, en el que,

: El controlador de potencia (230) incluye un elemento interruptor (214) para conducir la energía de ablación individualmente hacia cada zona E(J) en un pulso de potencia que tiene un ciclo de carga (CICLO DE CARGA)_{E(j)} y una amplitud AMP_{E(j)}, en la que la potencia P_{E(j)} entregada a cada zona E(J) se expresa como sigue:

P_{E(j)} \sim AMP_{(j)^{2}} \ x \ (CICLO \ DE \ CARGA) _{E(J)}

: El elemento de proceso (231) incluye medios para comparar cada condición de temperatura de lectura TEMP(J) con una condición prescrita de umbral bajo de temperatura TEMP_{LOWTHRESH} y una condición prescrita de umbral alto de temperatura TEMP_{HITHRESH}.

: El controlador de temperatura (231); está adaptado para desconectar una zona dada E(J) cuando TEMP(J) para esa zona sea > TEMP_{HITHRESH} y está adaptado para conectar la zona dada E(J) cuando TEMP(J) para esa zona sea < TEMP_{LOWTHRESH}.

17. Un sistema según la reivindicación 1, en el que:

: Hay, por lo menos, dos elementos sensores de temperatura (80, 208, 209, 210) en cada emisor de energía (30, 201, 202, 203) para medir la temperatura en el emisor de energía.

: El elemento de proceso (215) está adaptado para leer periódicamente las temperaturas medidas por cada uno de la elementos sensores de temperatura para cada emisor de energía, y para seleccionar para cada emisor de energía la temperatura más caliente de las temperaturas medidas, para comparar la más caliente de las temperaturas para cada emisor de energía con la temperatura deseada, y está adaptado para generar individualmente una señal para cada emisor de energía en base a la comparación, en la que la temperatura deseada se establece para todos los emisores.

: El controlador de temperatura (215) está adaptado para controlar individualmente la conducción de energía hacia cada emisor de energía, en base a la señal para ese emisor de energía, de forma que durante la ablación del tejido la temperatura más caliente en todos los emisores de energía se mantenga esencialmente a la temperatura deseada.

18. Un sistema según la reivindicación 17, en el que el controlador de potencia (230) acopla individualmente cada emisor de energía (30, 201, 202, 203) a la fuente de energía de ablación para conducir la energía de ablación individualmente hacia cada emisor de energía en una secuencia de pulsos de potencia, teniendo cada pulso de potencia un ciclo de carga y una amplitud, en los que la potencia entregada a cada emisor de energía para la ablación del tejido se expresa de la siguiente manera:

POTENCIA \sim AMPLITUD^{2} \ x \ (CICLO \ DE \ CARGA)

y el controlador de temperatura (215) está adaptado para variar individualmente el pulso de potencia hacia cada emisor de energía en base a la señal para ese emisor de energía de forma que la temperatura más caliente en todos los emisores de energía se mantenga esencialmente a la temperatura deseada.

19. Un sistema según la reivindicación 1, en el que:

: Hay por lo menos dos elementos sensores de temperatura (80, 208, 209, 210) en cada emisor de energía (30, 201, 202, 203) para medir la temperatura en el emisor de energía.

: El controlador de potencia (230) acopla individualmente cada emisor de energía con la fuente de energía de ablación para conducir individualmente la energía de ablación hacia cada emisor de energía en una secuencia de pulsos de energía, teniendo cada pulso de potencia un ciclo de carga y una amplitud, en los que la potencia entregada a cada emisor de energía para la ablación del tejido se expresa de la manera siguiente:

Potencia \sim AMPLITUD^{2} \ x \ (CICLO \ DE \ CARGA)

: El elemento de proceso (215, 231) está adaptado para observar periódicamente las temperaturas medidas por cada uno de la elementos sensores de temperatura para cada emisor de energía para cada emisor de energía para predecir la temperatura más caliente del tejido, para comparar la temperatura más caliente predicha para cada emisor de energía con la temperatura deseada, y está adaptado para generar individualmente una señal para cada emisor de energía en base a la comparación, en lo que la temperatura deseada se establece para todos los emisores.

: Y el controlador de temperatura (215, 231) está adaptado para variar individualmente el pulso de potencia hacia cada emisor de energía en base a la señal para ese emisor de energía de forma que durante la ablación del tejido la temperatura más caliente predicha en todos los emisores de energía se mantenga esencialmente a la temperatura deseada.