ES2247621T3 - Sonda de excavacion. - Google Patents

Abstract

UN METODO PARA EXCAVAR TEJIDO CORPORAL, QUE INCLUYE SITUAR UN CATETER (60) EN UN LUGAR, INYECTAR MICROBURBUJAS (84) EN ESE LUGAR Y PROVOCAR LA CAVITACION DEL TEJIDO (76) EN ESE LUGAR POR MEDIO DE ULTRASONIDOS. PREFERENTEMENTE, LAS MICROBURBUJAS (84) SE INYECTAN DIRECTAMENTE EN EL TEJIDO, TAL COMO POR MEDIO DE UNA AGUJA HUECA (62). ALTERNATIVAMENTE, SE INYECTAN MICROBURBUJAS (84) EN EL LECHO VASCULAR DEL TEJIDO EN ESE LUGAR, DE MODO QUE SE INFUNDEN LOS CAPILARES (86) CON MICROBURBUJAS (84).

Description

Sonda de excavación.

Campo de la invención

La presente invención se refiere al campo de la cirugía mínimamente invasiva y, en particular, a la realización de cirugía utilizando catéteres.

Antecedentes de la invención

La intervención quirúrgica es una experiencia traumática para el paciente. Muchos procedimientos quirúrgicos requieren cortar a través de capas múltiples de tejidos corporales, que incluyen grasa, músculos y a veces huesos para proporcionar una trayectoria hasta una lesión que debe tratarse. Por ejemplo en una operación de apendicitis convencional se cortan músculos abdominales para exponer el apéndice. Los músculos cortados tardan típicamente mucho más tiempo en curarse que la lesión causada para retirar el apéndice. En una operación más reciente de retirada del apéndice, utilizando un laparoscopio, solamente se perfora un agujero pequeño a través del abdomen para llegar al apéndice. Este tipo de cirugía es parte de un campo en desarrollo que se conoce como procedimientos médicos mínimamente invasivos.

Los procedimientos médicos mínimamente invasivos tienen a reducir al mínimo el trauma al paciente hasta el mínimo necesario para la acción terapéutica requerida. Puesto que la mayoría de los traumas en cirugía son causados por la introducción en el cuerpo, han sido desarrollados varios dispositivos que pueden operar dentro del cuerpo y que tienen un efecto traumático mínimo sobre el cuerpo cuando entran en el mismo. Por ejemplo, endoscopios, que entran a través de uno de los orificios del cuerpo, para operar en el tracto GI, laparoscopios que son perforados directamente en el tejido blando del cuerpo, ostoscopios para operar en cápsulas de unión, catéteres vasculares para operación en el sistema vascular y catéteres especiales para el tracto urinario. En general, los procedimientos médicos mínimamente invasivos son más rápidos, menos traumáticos para el paciente y más seguros que los procedimientos médicos invasivos convencionales.

Un ejemplo de un procedimiento mínimamente invasivo es la disolución de una trombosis utilizando un catéter. Los infartos de miocardio agudos (ataques de corazón) y los ataque fulminantes son causados usualmente por una trombosis que se aloja en una porción estrecha de un vaso sanguíneo, bloqueándolo y reduciendo el suministro de oxígeno a tejidos. En muchos casos, se puede evitar cierto daño a tejido por medio de la eliminación inmediata de la trombosis. En un procedimiento típico, un catéter es guiado a través del sistema vascular hasta la proximidad de la trombosis. Un material de disolución de fibrina, tal como estreptoquinasa o enzimas t-PA, es inyectado en el vaso sanguíneo y disuelve la trombosis. En procedimientos alternativos, la trombosis es cortada con un haz láser montado sobre el catéter, desintegrado utilizando ultrasonido de potencia canalizado a través del catéter o comprimido contra la pared del vaso utilizando un globo. En otro procedimiento médico mínimamente invasivo, se coloca un stent en un aneurismo. El stent provoca la coagulación de la sangre que rodea el stent, de manera que el aneurismo es sellado efectivamente utilizando el stent. Otro tipo de procedimiento mínimamente invasivo utiliza un catéter para inyectar fármacos contra el cáncer en la proximidad de rumores en el cerebro.

La patente de los Estados Unidos 4.917.095, cuya descripción se incorpora aquí por referencia, describe un procedimiento mínimamente invasivo para eliminación de cálculos biliares. Los cálculos biliares se pueden formar de dos capas, una capa exterior fina y dura, que puede ser desintegrada utilizando una onda de choque sónica generada externamente, y una capa interior gruesa y blanda que se puede desintegrar utilizando ciertos productos químicos. En la patente '095, un catéter o endoscopio es introducido en los conductos biliares y se introduce un producto químico, que disuelve cálculos biliares en la vesícula biliar. La cáscara exterior de los cálculos biliares es fragmentada utilizando una onda de choque sónica, de manera que el producto químico de disolución puede desintegrar la capa interior blanda. En otros procedimientos, un fármaco contra el cáncer, que es inyectado localmente utilizando un catéter, se hace más potente calentando la zona utilizando ultrasonido enfocado o microondas.

La patente de los Estados Unidos 5.215.680 a nombre de D'Arrigo, cuya descripción se incorpora aquí por referencia, describe un método de producción de microburbujas revestidas de lípido de grado médico. Además, la patente '680 describe que tales microburbujas cruzan naturalmente paredes capilares en la mayoría de los tipos de los tumores. Un método sugerido de tratamiento de tumores consiste en inyectar microburbujas en la corriente sanguínea, esperar a que las microburbujas se acumulen en el tumor e irradiar el tumor con ultrasonido de alta potencia, que induce cavitación de las microburbujas. Esta cavitación destruye totalmente el tejido en el que se han acumulado las microburbujas. Otro método sugerido de destrucción del tumor consiste en crear microburbujas que encapsulan fármacos contra el cáncer. De nuevo, cuando estas microburbujas son inyectadas en la corriente sanguínea, las microburbujas se acumulan en el tumor y, después de un periodo de tiempo, liberan sus fármacos contra el cáncer.

Un método para proporcionar ultrasonido de alta potencia en un lugar dentro del cuerpo consiste en utilizar ultrasonido enfocado. Usualmente, el ultrasonido es enfocado utilizando una matriz en fase de transmisores. En algunos sistemas, solamente la profundidad del punto focal es controlable, mientras que en otros, el punto focal puede ser movido en un plano paralelo a la matriz en fase por medio de la activación adecuada de la matriz. El ultrasonido enfocado, a una densidad de energía suficiente, se utiliza para destruir tejido, especialmente tumores. Sin embargo, el ultrasonido enfocado tiene dos limitaciones importantes. En primer lugar, el tamaño del punto focal alcanzable no es mucho menor que 5 milímetros. En segundo lugar, la localización exacta del punto focal es difícil de determinar con antelación. La velocidad acústica en tejido blando depende del tipo de tejido y, como resultado, los efectos de la refracción mueven el punto focal y lo hacen difuso.

Un procedimiento médico es un bypass del hígado. Los pacientes que sufren de cirrosis hepática avanzada, sufren una presión sanguínea venosa elevada, que puede provocar hemorragia GI fatal. En este procedimiento experimental, se crea una derivación entre la vena hepática y la vena portal en el hígado para hacer bypass en la mayor parte del hígado. Por lo tanto, se reduce la presión sanguínea venosa y se elimina la hemorragia GI. Para crear una derivación, se inserta un catéter en la vena portal o en la vena hepática, y se utiliza una aguja para sondear la otra vena. Puesto que la aguja es hueca, cuando se localiza la otra vena, la sangre fluye a través de la aguja. Un stent es guiado a lo largo de la aguja para conectar las dos venas. Este procedimiento se realiza utilizando un fluoroscopio y dura mucho tiempo, de manera que la cantidad de radiación a la que están expuestos el paciente y el cirujano es considerable.

Otro procedimiento médico experimental se puede utilizar para ayudar en la perfusión en un corazón isquémico. Este procedimiento se describe más completamente en la patente de los Estados Unidos 5.380.316. En este procedimiento, se pone un catéter de punta láser en contacto con una porción isquémica del corazón y se taladran agujeros, que perforan la pared del corazón, dentro de la pared del corazón utilizando el láser. Después de un periodo de tiempo corto, se mejora la perfusión en la porción isquémica. En este momento no está claro si el corazón es prefundido directamente a través de estos agujeros o si el trauma causado por la perforación de los agujeros fomenta la formación de nuevos capilares. Una cuestión importante con este procedimiento es la perforación del corazón.

En la patente de los Estados Unidos 4.671.292 se describe una sonda ultrasónica de formación de imágenes que tiene una punta distante y un sensor de posición que determina la posición de la punta. En la patente de los Estados Unidos 5.385.148 se describe una sonda de excavación que tiene un cuerpo de sonda con una punta distante, y un sensor de posición que determina la posición de la punta, y una fuente de irradiación láser para la excavación adyacente a la punta.

Resumen de la invención

Un objeto de algunos aspectos de la presente invención es proporcionar aparatos y métodos para realizar la destrucción controlada de tejido en el cuerpo utilizando una sonda médica mínimamente invasiva, tal como un catéter.

Algunas formas de realización preferidas de la presente invención pretenden obtener estos objetivos proporcionando medios y aparatos para realizar cirugía en el cuerpo humano utilizando catéteres. Con preferencia, los catéteres tienen un sensor de detección de la posición montado encima. Los procedimientos quirúrgicos descritos coordinan las actividades de varios catéteres utilizando la detección de la posición de los catéteres.

Una ventaja de la cirugía basada en catéter es que el catéter se puede utilizar ventajosamente para realizar el mapa funcional del tejido enfermo. Utilizando el mapa funcional basado en catéter es más fácil determinar la extensión del tejido enfermo y tratar el tejido enfermo durante el mismo procedimiento.

Por lo tanto, de acuerdo con la invención, se proporciona una sonda de excavación que incluye un cuerpo de sonda que tiene una punta distante, un sensor de posición en la proximidad de la punta distante, siendo el sensor de posición un receptor de campo magnético, que determina la posición de la punta detectando la posición instantánea de la punta a partir de un campo magnético generado, y una fuente de microburbujas en la punta.

Se describe también un método de cirugía mínimamente invasiva que incluye introducir una primera sonda, que tiene un sensor de posición, dentro de una vena hepática, hallar la vena hepática utilizando un generador de imágenes, determinar las posiciones relativas de la sonda y la vena utilizando el sensor de posición, canalizar desde la vena hepática hasta la vena portal e instalar un stent entre las dos venas. Con preferencia, la canalización incluye excavar tenido entre la vena portal y la vena hepática. Alternativamente, la canalización incluye forzar una de las sondas a través del tejido entre las venas.

Se describe también un método de perfusión de músculo cardíaco que incluye poner una sonda en contacto con un lugar en una porción isquémica de un corazón, excavar en el lugar y repetir el método en una pluralidad de localizaciones. Con preferencia, se determina la profundidad utilizando un generador de imágenes por ultrasonido. Además, con preferencia, el generador de imágenes por ultrasonido está montado sobre la sonda.

Con preferencia, la excavación se realiza mientras la porción isquémica del corazón está en movimiento.

También se describe un método de excavación, que incluye llevar una sonda a un lugar, inyectar microburbujas en el lugar y provocar cavitación del tejido en el lugar utilizando ultrasonido. Con preferencia, las microburbujas son inyectadas directamente en el tejido. Alternativamente, las microburbujas son inyectadas en el lecho vascular del tejido.

En un método descrito, en el que el tejido es canceroso, la inyección incluye inyectar microburbujas que prefunden a través de capilares en el tejido canceroso en el lugar.

También se describe un método de coordinación de dos sondas, que incluye:

(a)

proporcionar una primera y una segunda sonda, cada una de las cuales tiene un sensor de posición montado encima;

(b)

realizar un procedimiento médico en un lugar utilizando la primera sonda;

(c)

determinar las posiciones relativas de las sondas; y

(d)

realizar un procedimiento médico en el lugar utilizando la segunda sonda, donde la localización del procedimiento médico realizado por la segunda sonda se basa en posiciones relativas determinadas.

Con preferencia, la segunda sonda es una sonda de generación de imágenes por ultrasonido y la segunda sonda está orientada para ver el lugar utilizando las localizaciones relativas determinadas.

En una forma de realización preferida, se proporciona una tercera sonda para ayudar a la primera sonda en el procedimiento médico.

Se describe también un método de coordinación de dos sondas, que incluye:

(a)

proporcionar una primera y una segunda sonda, cada una de las cuales tiene un sensor de posición montado encima;

(b)

realizar un primer procedimiento médico en un primer lugar utilizando la primera sonda:

(c)

realizar un segundo procedimiento médico en un segundo lugar utilizando la segunda sonda;

(d)

determinar las posiciones relativas de las sondas; y

(e)

coordinar los dos procedimientos médicos utilizando las posiciones relativas determinadas.

Con preferencia, se realiza un tercer procedimiento médico en un tercer lugar utilizando una tercera sonda que está coordinada con las dos sondas.

Con preferencia, las posiciones relativas incluyen orientaciones relativas.

Con preferencia, la segunda sonda es una sonda de generación de imágenes por ultrasonido. Adicional o alternativamente, la segunda sonda es una sonda de vacío. Adicional o alternativamente, la primera sonda es una sonda de evacuación. Adicional o alternativamente, la segunda sonda es una sonda de inyección de microburbujas.

Con preferencia, la determinación de las posiciones relativas de las sondas incluye determinar la posición de la primera sonda utilizando radiación de ionización determinar la posición de la segunda sonda utilizando radiación no ionizante y restar las dos posiciones.

Breve descripción de los dibujos

La invención se comprenderá más fácilmente a partir de la siguiente descripción de formas de realización preferidas de la misma con los siguientes dibujos, en los que:

Las figuras 1A-1C muestras varias formas de realización de catéteres de excavación de acuerdo con las formas de realización preferidas de la invención.

La figura 2 ilustra un método descrito de inyección de microburbujas en capilares específicos, para que una porción de tejido deseada pueda ser destruida por cavitación de las microburbujas, utilizando una sonda de excavación, de acuerdo con una forma de realización preferida de la invención.

La figura 3 ilustra un método descrito para dirigir ultrasonido enfocado utilizando un catéter; y

Las figuras 4A-4C muestran ejemplos descritos de cirugía con catéter utilizando una pluralidad de catéteres coordinados, incluyendo una sonda de excavación, de acuerdo con una forma de realización preferida de la invención.

Descripción detallada de las formas de realización preferidas

Se describen un aparato y medios para excavar en el corazón, por ejemplo, para ayudar a la perfusión realizando agujeros en la pared del corazón.

La figura 1A muestra un catéter de excavación 20 en contacto con un segmento de pared cardiaca 22, El catéter 20 incluye medios para excavar en el segmento 22, con preferencia una fuente de luz láser 24, que perfora agujeros en el segmento 22. La fuente láser 24 puede ser una fibra óptica conectada a una fuente láser externa. El catéter 20 incluye también un dispositivo de detección de la posición 26, que detecta la posición instantánea de la punta del catéter 20. El sensor de posición 26 es un receptor de campo magnético AC, que detecta un campo magnético AC generado por un transmisor 32. Los sensores de posición preferidos se describen en la patente de los Estados Unidos 5.391.199 y en la solicitud PCT PCT/US95/01103, publicada como WO96/05768. El sensor de posición 26 se utiliza con preferencia para determinar cuándo el catéter 20, que está en contacto con el segmento 22, no está en movimiento. Durante la diástole, el corazón está relativamente inmóvil durante un periodo de tiempo corto (a lo sumo, algunas centésimas de milisegundo). Alternativamente a un sensor de posición, la localización del catéter 20 se determina utilizando medios externos de detección o de generación de imágenes. El láser 24 solamente es activado con preferencia cuando el catéter 20 no está en movimiento, asegurando que el láser 24 excave solamente una sola excavación localizada 34.

Además de la determinación del movimiento absoluto del catéter 20, es importante determinar el movimiento relativo entre el catéter 20 y la excavación 34. Varios métodos de determinación del movimiento relativo entre el catéter 20 y la excavación 34 se describen en la solicitud de patente de los Estados Unidos titulada "Cardiac Electromechanics", inventada por Shlomo Ven-Haim y presentada el 1 de Febrero de 1996 y una solicitud provisional U.S correspondiente Nº 60/009.769. Los métodos descritos incluyen determinar qué catéter 20 repite la misma trayectoria cada ciclo cardíaco, determinar la existencia de artefactos inducidos por movimiento en un electrograma detectado localmente y determinar qué catéter 20 continúa continuamente en contacto con el segmento 22, utilizando un sensor de presión o midiendo la impedancia entre el catéter 20 y un electrodo corporal. La referencia anterior de la solicitud de patente de los Estados Unidos describe también métodos para realizar el mapa, particularmente el mapa funciona, de órganos internos, tales como el corazón.

El sensor de posición 26 detecta también la orientación del catéter 20. Con preferencia, se detectan el movimiento de balanceo y guiñada, más preferentemente se detecta también el cabeceo. Conociendo la orientación del catéter 20, no sólo se conoce la posición de un extremo de excavación 34, sino también la morfología en el segmento 22. Por lo tanto, es posible accionar el láser 24 también cuando el catéter está en movimiento, puesto que se puede determinar una posición de excavación exacta. Además, accionando el láser 24 de una manera controlada mientras el catéter 20 está en movimiento, se puede crear una excavación más amplia 34. El cabeceo es importante si el láser 24 no está coaxial con el sensor de posición 26.

El catéter 20 puede incluir medios para desviar (no se muestra) la punta del catéter 20, por ejemplo, como se describe en la solicitud PCT PCT/US95/01103 referenciada anteriormente. Alternativamente, se pueden utilizar otros mecanismos de desviación de la punta, como se conoce en la técnica. Desviando la punta del catéter 20, es posible controlar la dirección de la excavación con más precisión. Por lo tanto, los cambios de orientación pequeños se pueden corregir. Además, moviendo la punta en una cantidad controlada, se puede controlar la anchura de la excavación 34.

El catéter 20 se puede introducir en una de las arterias coronarias o venas y se perforan agujeros desde el vaso coronario hasta el corazón, reduciendo de esta manera la posibilidad de fuga de sangre desde la circulación. Opcionalmente, se coloca un stent en el agujero. Cambiando la orientación de la punta utilizando los medios de desviación, es posible seleccionar una dirección de excavación preferida incluso en un espacio estrecho, tal como un aso coronario.

Debería apreciarse que en lugar de controlar la orientación de la punta del catéter 20, se puede controlar la orientación de la fuente láser 24 con relación a la punta del catéter 20, utilizando medios similares, tales como alambres de tracción u otros medios, tales como micromotores piezoeléctricos.

Con preferencia, se utiliza un sensor externo de generación de imágenes, tal como un ecocardiógrafo (trans-esofágico) para proporcionar una reacción al progreso de la excavación. En particular, se supervisa con preferencia la profundidad de la excavación, para reducir la posibilidad de perforación cardiaca.

En una forma de realización preferida de la invención, el catéter 20 incorpora un generador de imágenes ultrasónico 28 además del sensor de posición 26. El generador de imágenes 28 incluye un sensor de matriz en fase para la generación de imágenes de tejido en toda la zona delante del catéter 20. De una manera alternativa, el generador de imágenes 28 incluye un transductor piezoeléctrico de elementos múltiples, que transmite una pluralidad de haces de ultrasonido directamente hacia delante. Alternativamente, el generador de imágenes 28 incluye un único transductor piezoeléctrico que mira hacia delante. Debería apreciarse que donde la fuente láser 24 excava en una sola dirección, en muchos casos es suficiente tener un visor que visualiza el tejido circundante para proporcionar una reacción a la excavación. Una ventaja de la utilización de un generador de imágenes por ultrasonido montado sobre el catéter 20 es que se pueden utilizar frecuencias ultrasónicas más altas, puesto que la atenuación de la señal no es un problema. Usualmente, los generadores de imágenes por ultrasonido de frecuencia más elevada se pueden implementar en tamaños más pequeños que para ultrasonido de frecuencia más baja. Además, la resolución es habitualmente mejor.

La porción 30 entre el segmento 22 y el generador de imágenes por ultrasonido 28 se puede llenar con un medio de acoplamiento de ultrasonido. Con preferencia, cuando la luz láser procedente de la fuente 24 es proporcionada a través del centro del generador de imágenes por ultrasonido 28, el medio es transparente a la longitud de ondas de la luz láser. Alternativamente, la fuente láser 24 está dispuesta en un lado del generador de imágenes por ultrasonido 28. El generador de imágenes 28 se utiliza de una manera conveniente para determinar la profundidad y/o la anchura de la excavación 34.

En una forma de realización preferida de la invención, la perfusión en el corazón es asistida taladrando agujeros en el corazón que no perforan el corazón. Por lo tanto, existe menos peligro para el paciente. Con preferencia, el generador de imágenes 28 se utiliza para determinar el tipo de tejido que subyace debajo de la excavación 34 para reducir la posibilidad de daño inadvertido en una estructura cardiaca crítica. Alternativa o adicionalmente, la localización de las trayectorias de conducción en el corazón son determinadas a partir de la actividad eléctrica local, que puede ser medida utilizando un electrodo (no se muestra) sobre el catéter.

En una forma de realización preferida adicional de la invención, una trombosis en una arteria coronaria es desintegrada utilizando un haz láser. El generador de imágenes 28 se utiliza para determinar si la trombosis ha sido perforada por el haz láser y si el haz láser está en peligro de dañar una porción del vaso sanguíneo circundante.

Además, el generador de imágenes 28 se puede utilizar para determina que ninguna estructura anatómica importante, por ejemplo haces de nervios o vasos sanguíneos, están en peligro de ser dañados por la excavación. Esta determinación es especialmente importante cuando el catéter 20 es utilizado fuera del corazón, en regiones anatómicas en las que es difícil determinar con antelación qué estructuras se encuentran en la trayectoria de la excavación planificada. Debería apreciarse que, en algunos casos, los generadores de imágenes IR, los generadores de imágenes ópticas u otros tipos de generadores de imágenes pueden ser preferibles a los generadores de imágenes ultrasónicos.

En una forma de realización adicional preferida de la invención, tanto la fuente láser 24 como también el generador de imágenes 28 están dirigidos en un ángulo substancial con respecto al eje longitudinal del catéter 20. Para esta configuración, la dirección de cavitación se puede controlar fácilmente haciendo girar el catéter 20. Un ejemplo de un catéter de este tipo es un catéter, en el que la fuente láser 24 está perpendicularmente al eje del catéter 20. El uso de un detector de posición para la punta del catéter proporciona la información requerida para dirigir el láser de una manera adecuada.

Como se puede apreciar, la excavación utilizando un láser puede ser muy laboriosa. En particular, las piezas grandes de tejido excavado pueden formar trombosis. Además, se puede acumular tejido quemado sobre el catéter 20 y bloquear la fuente láser 24. La figura 1B muestra un catéter 20 de acuerdo con una forma de realización preferida de la invención, en la que un tuno 42 transporta líquido de limpieza hasta la punta del catéter 40. Con preferencia, el tubo 42 proporcionas un suministro continuo de solución salina para eliminar por lavado los residuos de la excavación 34. Alternativamente, el tubo 42 se utiliza como un aspirador para eliminar residuos desde la proximidad de la excavación 34. En otra forma de realización preferida de la invención, ambas funciones de lavado y de evacuación son proporcionadas por dos tubos separados en la punta del catéter 40. Con preferencia, la evacuación tiene lugar durante la excavación.

Aunque la luz láser es altamente controlable, no es adecuada para todos los tipos de excavación. La luz láser tiende a perforar agujeros largos y estrechos, si se desea una excavación ancha y somera, deben aplicarse impulsos láser muy cortos en una pluralidad de lugares. El ultrasonido enfocado puede causar daño en el tejido por uno de dos mecanismos, calefacción local y cavitación. El calentamiento local daña a la mayoría de los tejidos y especialmente a los tumores. La cavitación daña todos los tipos de tejidos, esencialmente los licua provocando que explosionen las células de tejido. Una limitación importante del ultrasonido enfocado es la incapacidad técnica actual para formar zonas focales pequeñas del orden de varios milímetros.

De acuerdo con un método descrito de la invención que utiliza una sonda de excavación, se proporcionan microburbujas en un tejido que debe destruirse y el tejido es irradiado con ultrasonido a alta potencia, tal como ultrasonido enfocado. Las microburbujas son muchas veces más sensibles a la cavitación que el tejido regular debido a las burbujas de gas diminutas encapsuladas dentro de las mismas, de manera que intensidades relativamente bajas de ultrasonido causarán cavitación en tejido que contiene microburbujas y no dañará el tejido libre de microburbujas. Por lo tanto, se incrementa la resolución efectiva de las técnicas de ultrasonido enfocado; solamente el tejido que es irradiado con ultrasonido enfocado y que contiene microburbujas será afectado por el ultrasonido enfocado. Una ventaja adicional del uso de microburbujas es que se requieren niveles de energía menores para formar cavitación, haciendo más práctico aplicar ultrasonido enfocado a través del tórax para proporcionar una fuente ultrasonido enfocado en una punta de un catéter. Otra ventaja adicional del uso de microburbujas es que las microburbujas son muy visibles en imágenes ultrasónicas, proporcionando de esta manera un agente de mejora del contraste para transductores de ultrasonido montados en el catéter, que se pueden utilizar para determinar el área de excavación prevista. Todavía otra ventaja de la evacuación utilizando microburbujas está en los órganos móviles. Puesto que substancialmente sólo tejido que contiene microburbujas está afectado por el ultrasonido enfocado, no es necesario seguir la trayectoria del área de excavación con el haz de ultrasonido enfocado. En su lugar, es suficiente que el haz de ultrasonido enfocado intersecte el tejido que contiene microburbujas durante un porcentaje de tiempo significativo. Con preferencia, se utilizan microburbujas revestidas con lípido, como se describe en la patente de los Estados Unidos 5.215.680. De una manera alternativa, se utiliza una suspensión emulsionada de burbujas de gas en agua.

Un método de proporcionar microburbujas en una porción de tejido consiste en inyectar microburbujas en el tejido. La figura 1C muestra un catéter 60 que tiene una aguja 62 para inyectar microburbujas en tejido adyacente, de acuerdo con una forma de realización preferida de la invención. Un tubo 64 transporta microburbujas desde el exterior del cuerpo hasta la aguja 62. Además, la aguja 62 es insertada en una porción del tejido 76 y las microburbujas son inyectadas a través de un agujero 68 en el extremo distante de la aguja 62. Alternativa o adicionalmente, las microburbujas son inyectadas a través de una pluralidad de agujeros 70 en los lados de la aguja 62. Alternativamente, la aguja 62 es utilizada para inyectar burbujas de gas, tal como dióxido de carbono, en lugar de inyectar microburbujas. Una ventaja de dióxido de carbono es que se disuelve rápidamente en la sangre, de manera que no provoca oclusión prolongada de los capilares 76.

La aguja 62 se puede mover fuera del catéter 60 y dentro del tejido 76 presurizando el tubo 64 con un fluido que contiene microburbujas. Las microburbujas expulsadas desde la aguja 62 cuando la aguja no está en el tejido 76 serán transportadas fuera por la circulación de la sangre. Alternativamente, la aguja 62 puede ser empujada hacia delante y hacia atrás utilizando una guía 66. Con preferencia, la guía 66 es hueca, de manera que se pueden transportar microburbujas a través de la guía 66.

La figura 2 ilustra un método descrito de excavación asistida por microburbujas, en el que las microburbujas 84 son transportadas hasta una porción de tejido 80 que debe destruirse utilizando capilares 86 en el tejido 80. El catéter 60, con preferencia sin una aguja de inyección, tal como se muestra en la figura 1C, inyecta microburbujas 84 en una arteria 82, que conduce hasta capilares 86. La arteria está seleccionada de tal forma que la extensión de tejido 80 es igual al área perfundida por el vaso 82. El tamaño y la localización de tejido 80 pueden ser controlados seleccionando una arteria 82 diferente. Debería apreciarse que si el catéter 60 tiene un sensor de posición 26 montado encima, la navegación hasta un vaso particular 82 es relativamente sencilla y no se requiere el uso de un fluoroscopio. Cuando el tejido que debe ser cavitado es tejido canceroso, existe una ventaja adicional. Como se ha descrito anteriormente, los capilares en tejido canceroso son permeables a las microburbujas, mientras que los capilares en los tejidos normales no lo son. Como resultado, las microburbujas se acumulan en el tejido canceroso y no sólo en los capilares, incrementando de esta manera la sensibilidad relativa de tejido canceroso.

Una ventaja de la infusión de microburbujas a través de los capilares es que las microburbujas abandonan el tejido 80 después de un periodo de tiempo corto. El flujo en los capilares es relativamente lento, de manera que existe un periodo de tiempo significativo durante el cual los capilares 86 son infundidos con microburbujas. Sin embargo, después de un periodo de tiempo los capilares 86 están limpios. Las micro-
burbujas mayores tienden a obstruir los capilares, de manera que el periodo de tiempo durante el que los capilares 86 son infundidos con microburbujas se puede controlar utilizando diferentes tamaños de microburbujas. En funcionamiento, el catéter 60 libera microburbujas 84 en el vaso 84. El transmisor de ultrasonido 74 enfocado irradia una porción de tejido que incluye la porción de tejido 80. Con preferencia, la existencia de microburbujas en la porción 80 es averiguada utilizando un escáner de ultrasonido 88. Alternativamente, el generador de imágenes ultrasónicas 28 sobre el catéter 60 se utiliza para averiguar la existencia de microburbujas en la porción de tejido 80.

Un problema del ultrasonido enfocado es que debido a la falta de uniformidad en la velocidad del sonido en el tejido blando, el punto focal real puede ser diferente del punto focal planificado. Se describe, además, el uso del generador de imágenes ultrasónicas 28, que está montado sobre el catéter 60 para determinar la amplitud y/o la fase del ultrasonido enfocado. Una sonda, tal como la aguja 62 (figura 1B), puede ser utilizada para transportar energía ultrasónica desde la región a excavar hasta el generador de imágenes ultrasónicas 28.

La figura 3 ilustra un método descrito para dirigir el objetivo de un haz de ultrasonido enfocado. El transmisor 74 transmite un haz de ultrasonido que tiene una porción interior 90, que es diferenciable, por ejemplo por frecuencia, de una porción exterior 92 del haz. El catéter 60 es llevado hasta una región 904 que es el punto focal planificado del transmisor 74 y detecta, utilizando el generador de imágenes 28, si el haz de ultrasonido enfocado está correctamente dirigido y enfocado. Un controlador (no mostrado) puede ser utilizado para cambiar el enfoque y la localización del haz ultrasónico enfocado, de manera que está dirigido correctamente. Como se puede apreciar, el generador de imágenes 18 puede ser un sensor de ultrasonido en lugar de un generador de imágenes.

En otro método descrito, un catéter es llevado hasta una lesión de una manera mínimamente invasiva, la mayoría de las veces a través del sistema vascular. Cuando el catéter está en la proximidad de la lesión, el catéter es impulsado a través de la pared del vaso sanguíneo y hacia la lesión. Como se puede apreciar, un sensor de posición es muy útil en la navegación fuera del sistema vascular. Además, un generador de imágenes ultrasónico que mira hacia delante, tal como un generador de imágenes ultrasónico 28, es útil para determinar que el movimiento de avance del catéter no dañará estructuras anatómicas importantes. La formación de imágenes por ultrasonido delante del catéter se puede utilizar también para navegar el catéter hacia una lesión específica.

Una manera de canalizar a través del tejido consiste simplemente en forzar el catéter hacia delante y la dirección se realiza con preferencia cambiando la orientación de la punta del catéter. Debería apreciarse que la mayoría de las porciones del cuerpo no están a más que 2 ó 3 centímetros de un vaso sanguíneo o cavidad corporal con un diámetro de 3 ó 4 milímetros (es decir, suficientemente grande para la cateterización). Cuando se cateteriza el cerebro. Es importante indicar que la distancia más corta entre dos puntos puede pasar a través de una porción particularmente importante del cerebro. Por lo tanto, la trayectoria real a lo largo de la cual es empujado el catéter depende en gran medida de la localización de la lesión con relación a las estructuras del cerebro.

Otra manera de canalizar a través del tejido consiste en proveer el catéter con una punta cortante, con preferencia retráctil, que corta a través de la carne. Con preferencia los generadores de imágenes ultrasónicas 28 se utilizan para determinar la orientación de las fibras de tejido adyacentes a la punta del catéter. El catéter es girado entonces de tal manera que la punta de corte cortará en paralelo a la fibra de tejido y no a través de la misma. Esto es especialmente importante cuando se corta a través de fibra muscular, puesto que los cortes paralelos se curan mucho más rápidamente que los cortes transversales.

Todavía otra manera de canalizar a través del tejido consiste en inyectar productos químicos de disolución de tejido dentro del tejido adyacente a la punta del catéter. Los disolventes de tejido pueden ser de un tipo que destruye tejido, o más preferentemente de un tipo que solamente disuelve tejidos conjuntivos. Con preferencia, el disolvente de tejido se mezcla con una pequeña cantidad de microburbujas, de manera que el generador de imágenes por ultrasonido 28 puede determinar que el disolvente de tejido fue inyectado en la zona correcta.

Además, la canalización a través del tejido se puede conseguir a través de la excavación de tejido adyacente a la punta del catéter, como se ha descrito aquí anteriormente.

Debería apreciarse que los aparatos y métodos que se describen aquí se pueden utilizar para inyectar agentes terapéuticos en cualquier lugar del cuerpo. Debería apreciarse, además, que un catéter que tiene un dispositivo de detección de la posición puede ser navegado utilizando una imagen de referencia en tiempo real (que puede o no mostrar el catéter), una imagen de referencia tomada previamente o incluso sin ninguna imagen de referencia en absoluto.

Una operación de derivación del hígado utilizando los métodos y aparatos descritos anteriormente incluye:

(a)

introducir un primer catéter en la vena hepática;

(b)

determinar la localización de la vena portal utilizando ultrasonido;

(c)

canalizar desde la vena hepática hasta la vena portal, forzando el catéter a través del tejido de intervención o destruyendo el tejido de intervención utilizando un láser de ultrasonido enfocado asistido por microburbujas.

(d)

Instalar un stent entre las dos venas.

Una lesión, tal como un tumor o un quiste, prácticamente en cualquier lugar del cuerpo, puede ser eliminado llevando el catéter hasta la lesión y excavando la lesión, como se ha descrito anteriormente. Con preferencia, los restos son eliminados del cuerpo a través del catéter.

Aunque los métodos y aparatos anteriores se han descrito principalmente operando en y a través del sistema vascular, los métodos y aparatos se pueden utilizar en cualquier cavidad del cuerpo, tal como el sistema digestivo y el sistema respiratorio. Además, se puede insertar un catéter directamente en el tejido corporal, como un laparoscopio.

En muchos casos, no es práctico utilizar catéteres que tienen varias herramientas diferentes en sus puntas. Una razón es el alto coste de los catéteres complejos; otra razón es que algunas herramientas interfieren con el funcionamiento de otras herramientas; y otra razón es que los catéteres de herramientas múltiples tienen generalmente un diámetro mayor que los catéteres de una sola herramienta, son más limitados en su alcance y flexibilidad. Una solución común consiste en proporcionar un catéter con un lumen. Una herramienta única es guiada a través del lumen hasta la punta del catéter y cuando se utiliza una herramienta diferente, se sustituye la herramienta.

Una pluralidad de catéteres de una herramienta pueden ser coordinados a través del uso de sensores de posición montados al menos sobre algunos de los catéteres. La figura 4A muestra un catéter 90 que excava en una localización 92 y un catéter 94 de generación de imágenes por ultrasonido, que contempla una localización 92. Con preferencia, un controlador 96 controla la dirección de visualización del catéter 94, de manera que se ve siempre la localización 92 y/o el catéter 90.

Como se puede apreciar, en muchos casos no es importante la posición exacta de los catéteres, sino su posición relativa. Por ejemplo, la posición exacta de los catéteres que están en el corazón casi nunca es importante, debido a que el corazón está casi continuamente en movimiento.

La figura 4B muestra un catéter 98 que transmite señales de ultrasonido hasta un lugar 100, de manera que un catéter 102, que recibe señales de ultrasonido puede ver la localización 100.

La figura 4C muestra un escenario de cuatro catéteres, en el que un catéter 104 está excavando en un lugar 106, un catéter 108 está retirando los restos, un catéter 110 está viendo el tejido que rodea al lugar 106 y un catéter 112 está inyectando microburbujas en el lecho vascular del lugar para mejorar el contraste entre diferentes tipos de tejido en el lugar 106.

La invención ha sido ilustrada hasta ahora utilizando ejemplos no limitativos. Se apreciará por un técnico en la materia que la presente invención no está limitada a lo que ha sido descrito. En particular, muchas variaciones de los aparatos descritos son aplicables dentro del alcance de la invención, que solamente está limitada por las reivindicaciones que siguen.

Claims (4)

1. Una sonda de excavación (60) que comprende:

(a)

un cuerpo de sonda que tiene una punta distante;

(b)

un sensor de posición en la proximidad de la punta distante, siendo el sensor de posición un receptor de campo magnético, que determina la posición de la punta detectando la posición instantánea de la punta a partir de un campo magnético generado, y

caracterizado porque la sonda comprende, además:

(c)

una fuente (62, 68, 70) de microburbujas (84) en la punta.

2. Una sonda de acuerdo con la reivindicación 1, en la que la fuente de microburbujas comprende una aguja hueca (62) que inyecta las microburbujas (84) en tejido adyacente a la punta.

3. Una sonda de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, que comprende un generador de imágenes ultrasónico (28) que visualiza regiones adyacentes a dicha punta.

4. Una sonda de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 ma 3, en la que el sensor de posición (26) comprende un sensor de orientación que determina la orientación de la punta de la sonda.