ES2247301T3 - Cateteres con sensores de temperatura fluorescentes. - Google Patents

Cateteres con sensores de temperatura fluorescentes.

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ES2247301T3
ES2247301T3 ES02705756T ES02705756T ES2247301T3 ES 2247301 T3 ES2247301 T3 ES 2247301T3 ES 02705756 T ES02705756 T ES 02705756T ES 02705756 T ES02705756 T ES 02705756T ES 2247301 T3 ES2247301 T3 ES 2247301T3
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Jaydeep Y. Kokate
Eric M. Dobrava
Scott R. Smith
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Abstract

Sensor de temperatura de catéter que comprende: un orificio (19), un cable de fibra óptica (14) que se extiende a través del orificio (19), comprendiendo el cable de fibra óptica (14) un extremo distal recubierto con un material fluorescente (18) y un extremo proximal conectado a una consola, comprendiendo la consola una fuente de luz (11) para transmitir luz (16) a través del cable de fibra óptica (14) y excitar el material fluorescente (18), comprendiendo la consola además unos medios para generar una señal de temperatura procedente de la luz (21) emitida por el material fluorescente excitado (18), estando un divisor de haz (13) conectado al extremo proximal del cable de fibra óptica (14) mediante un conector (15), estando el divisor de haz (13) conectado a dicha fuente de luz (11) y la consola para transmitir la luz desde dicha fuente de luz (11) al cable de fibra óptica (14) y para transmitir la luz emitida por el material fluorescente excitado (18) desde el cable de fibra óptica (14) ala consola, caracterizado porque dicha fuente de luz (11) es una fuente de luz de láser de nitrógeno.

Description

Catéteres con sensores de temperatura flourescentes.
Referencia cruzada a solicitudes relacionadas
La presente solicitud reivindica la prioridad, de conformidad con la disposición 35 U.S.C. \NAK 119(e) de la solicitud provisional de patente US número de serie 60/272.674, presentada el 1 de marzo de 2001.
Campo de la invención
La presente invención se refiere generalmente al campo de catéteres quirúrgicos. Más específicamente, la presente invención se refiere a catéteres quirúrgicos con sensores de temperatura. Todavía más específicamente, la presente invención se refiere a catéteres con sensores de temperatura fluorescentes y a procedimientos para medir temperaturas a lo largo de las paredes arteriales utilizando un catéter equipado con un sensor de temperatura fluorescente para detectar y localizar placa inflamada.
Antecedentes de la invención
Medir la temperatura de tejidos, venas u otras partes del cuerpo en zonas distantes durante procesos quirúrgicos, electrofisiológicos y otros procesos invasivos y mínimamente invasivos puede proporcionar información importante al médico o al cirujano. Uno de dichos procesos es la detección y la localización de placa inflamada en una arteria.
Una placa de arteriosclerosis es un área de mayor espesor en la pared de una arteria. Habitualmente, los pacientes que han fallecido de enfermedad coronaria pueden presentar hasta varias docenas de placas de arteriosclerosis. Sin embargo, en la mayoría de los casos de patología coronaria, se ha descubierto que sólo una de las placas arterioscleróticas se ha roto, fisurado o ulcerado. La rotura, fisura o úlcera provoca la formación de un gran coágulo de sangre en el interior de la arteria, que puede ocluir completamente el flujo sanguíneo a través de la arteria, dañando de este modo el corazón o el cerebro. Un problema importante para el cardiólogo en el pronóstico y diagnóstico consiste en predecir qué placa se encuentra a punto de romper.
El proceso de rotura no se conoce completamente, pero se sabe que las placas más propensas a la rotura son las que presentan superficies inflamadas o una gran densidad de macrófagos activados y una cubierta protectora fina. Van der Wal, et al., Circulation 89:36-44 (1994); Shah, et al., Circulation 244 (1995); Davies, et al., Br Heart J 53:363-373 (1985); Farb, et al., Circulation 92: 1701-1709 (1995); Van Damme, et al., Cardiovasc Pathol 3:9-17 (1994). Se piensa que las placas con superficies inflamadas se encuentran situadas en puntos de unión en los que los depósitos de colesterol entran en contacto con una parte de la placa más celular y más fibrosa. Típicamente, en estos puntos de unión se han detectado las células inflamatorias que producen calor. Ya que estas células inflamatorias liberan enzimas que pueden degradar el colágeno u otros componentes de la matriz extracelular, se considera que son cruciales en el proceso de ruptura o fisuración de la placa.
De ese modo, se conoce que las placas que se consideran con riesgo de rotura, o las placas con células inflamatorias, presentan una temperatura de 1 a 2º más elevada que el tejido adyacente. Por consiguiente, la detección de estas placas inflamadas ayuda en la predicción y en la subsiguiente prevención de la rotura de la placa. Las patentes U.S. nº 5.935.075 y nº 5.871.449 dan a conocer dispositivos para localizar placa inflamada basados en una medición de temperatura. Ambas patentes dan a conocer dispositivos infrarrojos y no son fácilmente adaptables a los sistemas existentes de catéteres.
Otro proceso en el que conocer la temperatura en la situación precisa de la terapia es la ablación, es la técnica utilizada para corregir la arritmia cardiaca. La arritmia cardiaca es una disfunción eléctrica del corazón. La terapia electrofisiológica trata la arritmia cardiaca ablacionando el área del tejido que constituye la causa de la disfunción eléctrica. Para ablacionar el tejido, un cirujano que realiza la terapia electrofisiológica dirige un catéter de ablación a través de una vena o una arteria hacia la zona interior del corazón. El catéter presenta un elemento de corte (es decir, un electrodo o un conjunto de fibra óptica) a lo largo del extremo distal del catéter que suministra energía (por ejemplo, radiofrecuencias o luz láser) al tejido objetivo. La energía suministrada calienta el tejido y produce una lesión.
La temperatura es un parámetro crítico para lograr el éxito con el proceso de ablación. El tamaño y la forma de la lesión constituyen una función de la temperatura del tejido cortado, el tejido circundante, y/o el elemento de corte. De esta forma, se supervisa la temperatura durante el proceso. El catéter comprende un sensor de temperatura para medir la temperatura del tejido en la proximidad del elemento de ablación durante el proceso. Se conoce la utilización de un termistor o un termopar en el extremo del catéter para medir la temperatura.
El catéter de ablación está típicamente conectado a una unidad controlador/generador mediante un cable de calidad médica con un adaptador específico para la unidad controlador/generador. El generador proporciona la energía necesaria para la ablación y el controlador recibe las señales relacionadas con la temperatura desde el termistor o el termopar. El controlador puede adicionalmente monitorizar la actividad del corazón durante el proceso de ablación. El controlador y el generador pueden ser una única unidad, o las dos funciones pueden realizarlas dos unidades separadas.
La energía de radiofrecuencia (RF) es un tipo de energía de ablación utilizada en la terapia electrofisiológica. Las unidades RF generador/controlador para ablación disponibles actualmente están basadas en termistores o en termopares. Es decir, las unidades conocidas generador/controlador de RF pueden mostrar la temperatura basada en señales proporcionadas por un sensor de temperatura en el catéter, pero pueden realizarlo sólo para un tipo particular de sensor de temperatura, un termistor o un termopar. Un ejemplo de una combinación de catéter de ablación/sensor de temperatura se da a conocer en la patente U.S. nº 5.833.688, asignada al titular de la presente solicitud.
Otros tipos de sensores comprenden el uso de catéteres de fibra óptica que presentan un sensor fluorométrico en el extremo distal del catéter. Un ejemplo se da a conocer en la patente U.S. nº 5.012.809. Dichos sensores funcionan utilizando una fuente de luz para excitar material fluorescente dispuesto en el extremo distal del catéter. El material fluorescente excitado emite a su vez luz que se transmite de regreso a través del cable de fibra óptica. La duración de la fluorescencia se utiliza para calcular la temperatura en el extremo distal del catéter. Sin embargo, el catéter dado a conocer en la patente U.S. nº 5.012.809 utiliza una fuente de luz incandescente y fotodetectores que requieren el uso de amplificadores. Los algoritmos utilizados para calcular la temperatura dependen de la matriz polímero/fluóforo utilizada en la construcción del catéter.
Las patentes U.S. nº 4.448.547 y nº 4.560.286 dan también a conocer la utilización de materiales fluorescentes o sustancias luminiscentes para medir la temperatura. Sin embargo, el aparato tal como se da a conocer en estas patentes requiere la utilización de material radioactivo o una fuente de luz ultravioleta para excitar la sustancia luminiscente o material fluorescente.
Un dispositivo según el preámbulo de la reivindicación 1 se muestra en el documento US-A-4895156.
Por consiguiente, existe la necesidad de un sensor de temperatura fluorescente mejorado que pueda incorporarse en diseños de catéteres disponibles actualmente de forma económica y eficiente que además pueda utilizarse ocasionando un traumatismo mínimo a las arterias.
Sumario de la invención
La presente invención satisface las necesidades mencionadas anteriormente al proporcionar un sensor de temperatura de catéter mejorado tal como se define en la reivindicación 1 para medir la temperatura en una zona remota en el interior del cuerpo utilizando un catéter equipado con un sensor de temperatura.
Según la invención, el sensor de temperatura de catéter comprende un orificio, un cable de fibra óptica que se extiende a través del orificio y una consola que está unida al cable de fibra óptica. El cable de fibra óptica comprende un extremo distal que está recubierto con un material fluorescente en un extremo proximal que se encuentra unido a la consola. La consola comprende una fuente de luz de nitrógeno láser y transmite luz a través de los cables de fibra óptica al material fluorescente para excitar el material fluorescente. El material fluorescente excitado emite luz fluorescente que se transmite de regreso a través del cable de fibra óptica y a través de un divisor de haz a la consola. La consola mide la duración de la luz fluorescente y, basándose en la duración medida, determina una temperatura en el extremo distal del cable de fibra óptica, o en un punto a lo largo de la pared arterial.
En un perfeccionamiento del sensor descrito, el orificio comprende una sección extrema distal que rodea el extremo distal del cable de fibra óptica. La sección de extremo distal del orificio se recibe coaxialmente en un resorte helicoidal. En un perfeccionamiento relacionado, el orificio comprende además una punta distal abierta y el resorte helicoidal comprende un extremo distal. La punta distal abierta del orificio está conectada a una bola soldada y está sellada a la misma. La bola soldada está conectada al extremo distal del resorte helicoidal. En otro perfeccionamiento relacionado, el resorte helicoidal comprende además un extremo proximal que está soldado a una superficie exterior del orificio.
En otro perfeccionamiento del sensor descrito, el orificio está conectado con otro orificio que recibe una guía de cable. En un perfeccionamiento relacionado, el orificio está conectado con el orificio de guía de cable mediante una cubierta retráctil. En todavía otro perfeccionamiento relacionado, el orificio pasa a través del orificio de guía de cable.
En otro perfeccionamiento del sensor descrito, el sensor comprende un orificio y un cable de fibra óptica que se extiende a través del orificio. El cable de fibra óptica comprende un extremo distal conectado a una superficie reflectante y un extremo proximal conectado a una consola. El orificio está conectado a un balón. El balón envuelve el extremo distal del cable de fibra óptica y la superficie reflectante. El balón comprende adicionalmente una superficie interior que está por lo menos recubierta parcialmente de material fluorescente. La consola comprende una fuente de luz para transmitir luz a través del cable de fibra óptica al extremo distal del mismo. La superficie reflectante refleja luz transmitida a través del cable de fibra óptica a la superficie interior del balón excitando con ello el material fluorescente y causando que la luz fluorescente se transmita de regreso desde la superficie interior del balón a la superficie reflectante, a través del cable de fibra óptica a la consola. La consola mide la duración de la luz fluorescente y convierte la duración en una temperatura del balón.
En un perfeccionamiento adicional, el sensor descrito comprende un orificio y un cable de guía que pasa a través del orificio. Por lo menos un cable de fibra óptica esta espaciado anularmente entre el cable de guía y el orificio. El cable de fibra óptica comprende un extremo distal recubierto con un material fluorescente y un extremo proximal conectado a una consola. El orificio es retráctil con respecto al cable de guía y el cable de fibra óptica. El cable de fibra óptica está inclinado radialmente hacia el exterior desde el cable de guía de modo que, cuando el orificio se retrae, el extremo distal del cable de fibra óptica se distanciará del cable de guía. En la práctica, el extremo distal del cable de fibra óptica se distanciará del cable de guía y se dirigirá hacia la pared arterial. La consola calcula la temperatura del extremo distal del cable de fibra óptica de la forma que se ha expuesto anteriormente.
En un perfeccionamiento adicional, el sensor descrito comprende una pluralidad de cables de fibra óptica espaciados alrededor del cable de guía y anularmente entre el cable de guía y el orificio. Los cables de fibra óptica están inclinados radialmente hacia el exterior de modo que cuando el orificio se retrae, los extremos distales de los cables de fibra óptica se alejan radialmente del cable de guía dirigiéndose hacia la pared arterial. En una forma de realización preferida del presente perfeccionamiento, la consola puede calcular una temperatura para cada extremo distal para cada cable de fibra óptica proporcionando por ello un perfil circunferencial de temperatura de la pared arterial.
En otro perfeccionamiento del sensor descrito, el sensor comprende un orificio que presenta un extremo distal conectado a un balón. Preferentemente, un cable de guía pasa a través del orificio. Por lo menos un cable de fibra óptica se extiende a lo largo de la superficie exterior del orificio y presenta un extremo distal que está dispuesto en la superficie exterior del balón. El extremo distal del cable de fibra óptica está recubierto con un material fluorescente y el extremo proximal del cable de fibra óptica está conectado a una consola tal como se ha expuesto anteriormente. Al inflar el balón, el extremo distal del cable de fibra óptica entra en contacto con la pared arterial.
En un perfeccionamiento adicional del concepto anterior, una pluralidad de cables de fibra óptica están espaciados circunferencialmente alrededor de las superficies exteriores del orificio y del balón proporcionando de este modo un perfil circunferencial de temperatura de la pared arterial.
En otro perfeccionamiento, el orificio comprende una sección compresible que permite que el orificio adopte una posición retraída y una posición extendida. La sección del extremo distal del orificio comprende asimismo una abertura lateral. El extremo distal del cable de fibra óptica está alineado con la abertura lateral y se extiende a través de la abertura lateral cuando el orificio está en la posición retraída. Cuando el orificio está en la posición extendida, el extremo distal del cable de fibra óptica se encuentra dispuesto en el interior del orificio. En un perfeccionamiento adicional de este concepto, la sección de extremo distal del orificio comprende una pluralidad de aberturas laterales y el sensor comprende una pluralidad de cables de fibra óptica. Cada cable de fibra óptica se extiende a través de una de las aberturas laterales del orificio cuando el orificio está en la posición retraída y cada cable de fibra óptica está dispuesto en el interior del orificio cuando el orificio está en la posición extendida. En todavía un perfeccionamiento adicional de este concepto, el orificio puede alojar una inserción cónica dispuesta en el interior del orificio que sirve para guiar los cables de fibra óptica hacia el interior y hacia el exterior de las aberturas laterales al extender y retraer el orificio.
En otro perfeccionamiento, la sección de extremo distal del orificio comprende una abertura lateral y el orificio se encuentra alojado en una vaina retráctil. El extremo distal del cable de fibra óptica se extiende a través de las aberturas laterales del orificio y está envuelto por la vaina cuando la vaina no está retraída. La vaina puede retraerse para exponer el extremo distal del cable de fibra óptica y, en un perfeccionamiento preferido, el extremo distal del cable de fibra óptica consiste en un resorte inclinado hacia el exterior de forma radial de modo que pueda entrar en contacto con una pared lateral de un vaso u órgano cuando la vaina se retrae. En un perfeccionamiento adicional de este concepto, se preveen una pluralidad de orificios laterales y cables de fibra óptica inclinados mediante resorte.
En un perfeccionamiento relacionado, la sección de extremo distal del orificio comprende una abertura lateral a través de la que se extiende el extremo distal del cable de fibra óptica. Una superficie exterior del orificio comprende una ranura o resalte para alojar el extremo distal del cable de fibra óptica para proporcionar un perfil rectilíneo. En un perfeccionamiento adicional de este diseño, se proporciona una pluralidad de aberturas laterales y ranuras o resaltes junto a una pluralidad de cables de fibra óptica.
En otro perfeccionamiento del sensor descrito, la consola comprende una fuente de luz para transmitir la luz a través del cable de fibra óptica y para excitar el material fluorescente. La consola comprende además un tubo fotomultiplicador para convertir la luz emitida por el material fluorescente excitado a una pluralidad de señales de tensión analógicas. La consola comprende asimismo un osciloscopio digital unido al tubo fotomultiplicador para convertir la pluralidad de señales de tensión analógicas a por lo menos una señal digital. La consola comprende también un procesador unido al oscilador digital para convertir por lo menos una señal digital en una temperatura del extremo distal del cable de fibra óptica.
En otro perfeccionamiento del sensor descrito, la fuente de luz excita asimismo el material fluorescente durante un primer periodo de tiempo y luego detiene la excitación. Una vez detenida la excitación, la intensidad de la luz emitida por el material fluorescente excitado decae como una función de la temperatura dando como resultado cambios en las señales de tensión analógicas generadas por el tubo fotomultiplicador.
En otro perfeccionamiento del sensor descrito, el procesador comprende una memoria que dispone de por lo menos de una tabla para correlacionar por lo menos una señal digital con la temperatura del extremo distal del cable de fibra óptica. El divisor de haz está unido a la fuente de luz y al tubo fotomultiplicador. El divisor de haz transmite luz desde la fuente de luz al cable de fibra óptica y transmite también la luz emitida por el material fluorescente excitado desde el cable de fibra óptica al tubo fotomultiplicador.
En otro perfeccionamiento del sensor descrito, el sensor comprende además un generador de retraso de disparo unido a la fuente de luz.
En otro perfeccionamiento, el sensor comprende asimismo un filtro dispuesto entre el extremo proximal del cable de fibra óptica y el tubo fotomultiplicador.
En otro perfeccionamiento, el sensor comprende además un filtro de banda espacial dispuesto entre el extremo proximal del cable de fibra óptica y el tubo fotomultiplicador.
En otro perfeccionamiento, el sensor comprende además un filtro de banda espacial dispuesto entre un divisor de haz y el tubo fotomultiplicador.
En otro perfeccionamiento, el material fluorescente comprende fluorogermanato de magnesio.
En otro perfeccionamiento, el material fluorescente comprende fluorogermanato de magnesio dopado con manganeso.
En otro perfeccionamiento, el material fluorescente comprende oxisulfito de lantano.
En otro perfeccionamiento, el material fluorescente comprende oxisulfito de lantano dopado con europio.
En otro perfeccionamiento, el material fluorescente comprende una sustancia luminescente dopada.
También se describe el aparato según la invención que puede utilizarse en un procedimiento para determinar la temperatura a lo largo de una pared arterial. El procedimiento dado a conocer comprende proporcionar un catéter que comprende un orificio y un cable de fibra óptica que se extiende a través del lumen. El cable de fibra óptica comprende un extremo distal recubierto con material fluorescente. El cable de fibra óptica comprende asimismo un extremo proximal. El procedimiento comprende además la etapa de insertar el catéter en la arteria y, durante un primer periodo de tiempo predeterminado, transmitir luz a través del cable de fibra óptica al material fluorescente excitando de este modo el material fluorescente y provocando su fluorescencia. El procedimiento comprende además la etapa de detener la transmisión de la luz a través del cable de fibra óptica. El procedimiento comprende asimismo la etapa de recibir la luz emitida por el material fluorescente excitado a través del cable de fibra óptica en el extremo proximal del cable de fibra óptica durante un segundo periodo de tiempo predeterminado. El procedimiento comprende también la etapa de medir la duración de la luz fluorescente recibida en el extremo proximal del cable de fibra óptica y convertir la duración medida de la luz fluorescente a un valor de temperatura.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 ilustra, esquemáticamente, un catéter y un sistema sensor de temperatura fluorescente realizado según la presente invención;
la figura 2 es una vista lateral en sección de una punta de catéter realizada según la presente invención;
la figura 3 es una vista lateral en planta de la punta de catéter mostrada en la figura 2;
la figura 4 es una vista en perspectiva de otra punta de catéter realizada según la presente invención; y
la figura 5 es una vista en perspectiva de todavía otra punta de catéter realizada según la presente invención;
la figura 6 es una vista lateral en sección de todavía otra punta de catéter realizada según la presente invención;
la figura 7 es una vista lateral en sección de todavía otra punta de catéter realizada según la presente invención;
la figura 8 es otra vista lateral en sección de la punta de catéter mostrada en la figura 7 con la funda en una posición retraída y con las sondas de temperatura en la posición expandida radialmente;
la figura 9 es una vista en sección tomada sustancialmente a lo largo de la línea 9-9 de la figura 8;
la figura 10 es una vista en perspectiva de un catéter de balón equipado con una pluralidad de sondas de temperatura realizado según la presente invención;
la figura 11 es todavía otra vista en perspectiva de la punta del catéter mostrado en la figura 10, pero con el balón en estado expandido;
la figura 12 es una vista lateral en sección de otra punta de catéter realizada según la presente invención;
la figura 13 es una vista lateral de la punta del catéter mostrado en la figura 12;
la figura 14 es una vista lateral de otra punta de catéter realizada según la presente invención, en una posición extendida;
la figura 15 es una vista lateral de la punta de catéter mostrada en la figura 4, en una posición retraída;
la figura 16 es una vista lateral de todavía otra punta de catéter realizada según la presente invención, con una vaina rodeando los extremos distales de los cables de fibra óptica;
la figura 17 es una vista lateral de la punta de catéter mostrada en la figura 16, con la vaina retraída y los extremos distales de los cables de fibra óptica extendidos radialmente hacia el exterior;
la figura 18 es una vista lateral de todavía otra punta de catéter realizada según la presente invención; y
la figura 18A es una vista ampliada del detalle A de la figura 18.
Deberá entenderse que los dibujos no están necesariamente a escala y que las formas de realización se ilustran algunas veces utilizando símbolos gráficos, líneas ocultas, representaciones diagramáticas y vistas fragmentarias. En algunos casos, los detalles que no son necesarios para comprender las formas de realización expuestas o que muestran otros detalles difíciles de percibir pueden haberse omitido. Debe comprenderse, por supuesto, que la invención no se limita necesariamente a las formas de realización particulares ilustradas en el presente documento.
Descripción detallada de las formas de realización actualmente preferidas
Las sustancias luminescentes consisten en óxidos inorgánicos, oxisulfitos, ortofosfatos, y metales de tierras raras. Las sustancias luminescentes contienen habitualmente una pequeña concentración de un dopante. Cuando se excitan por algunas longitudes de onda de luz, las sustancias luminescentes emitirán luz fluorescente y el tiempo de caída de los fluorescentes es proporcional a la temperatura de la sustancia luminescente. Al aumentar la temperatura, típicamente, el tiempo de caída disminuye para una longitud de onda de emisión particular.
Las sustancias luminescentes preferidas utilizadas en las formas de realización descritas comprenden fluorogermanato de magnesio dopado con manganeso y oxisulfito de lantano dopado con europio. Estas sustancias luminescentes presentan unos picos de intensidad de emisión en 514 nm, 538 nm y 619 nm.
En la forma de realización ilustrada en la figura 1, el sistema 10 utiliza una fuente de luz 11 que es un láser de nitrógeno. La fuente de luz 11 emite luz ultravioleta que se transmite en la dirección de la flecha 12 a través de un difusor de haz 13. El difusor de haz 13 está conectado a un cable de fibra óptica 14 mediante un conector 15. La luz ultravioleta se transmite en la dirección de la flecha 16.
Como se muestra en las figuras 2 a 5, las secciones del extremo distal 17a a 17c de los cables de fibra óptica 14a a 14c están recubiertas con un material fluorescente 18. La luz ultravioleta generada por la fuente de luz 11 y transmitida por los cables de fibra óptica 14a a 14c excitan la sustancia luminescente 18 provocando con ello su fluorescencia La luz fluorescente o emisión se transmite de vuelta al extremo proximal del cable de fibra óptica en la dirección de la flecha 21 (véase figura 1) y pasa a través del difusor de haz 13 y el filtro 22 antes de recibirse en el tubo fotomultiplicador 23.
El tubo fotomultiplicador 23 convierte la luz emitida por la sustancia luminescente 18 en una pluralidad de señales de voltaje que se transmiten a través de la línea 24 a un osciloscopio digital 25. El osciloscopio digital 25 convierte las señales de voltaje a una señal digital y transmite la señal digital a través de la línea 26 a un procesador 27. En una forma de realización, el procesador 27 puede ser un ordenador de sobremesa. Puede utilizarse una sala de control 28 para enviar una señal a un generador de retardo de disparo 29 que, a su vez, envía una señal a la fuente de luz 11 para emitir luz.
Simultáneamente, la señal se envía al osciloscopio 25 para interrumpir la emisión de señales digitales al procesador 27. Después de un periodo de tiempo predeterminado de excitación del material fluorescente 18, la fuente de luz 11 se cierra y la luz fluorescente emitida por el material fluorescente 18, se recibe a continuación en el tubo fotomultiplicador 23 durante un periodo de tiempo predeterminado, envía señales de tensión al osciloscopio 25 que, a su vez, envía por lo menos una señal digital al procesador 27. En una forma de realización, la señal digital recibida por el procesador representa un cambio en las señales de voltaje recibidas en el osciloscopio que se comparan con valores tabulados de la curva de caída exponencial guardada en la memoria del procesador 27 para convertir la señal digital en un valor de temperatura. El precursor puede utilizar también un algoritmo para calcular la temperatura. Estos algoritmos son conocidos por los expertos en la materia (véase, por ejemplo, la patente U.S. nº 5.012.809).
Con referencia de nuevo a las figuras 2 a 5, los cables de fibra óptica 14a a 14c están dispuestos en el interior de orificios 19a a 19c. Como se muestra en las figuras 4 y 5, los extremos proximales 31b, 31c de los orificios 19b, 19c se conectan a los conectores 15b, 15c.
Como se muestra en las figuras 2 y 3, la sección de extremo distal 32a del orificio 19a pasa a través de un resorte 33. Un extremo distal 34 del resorte está conectado a una bola soldada 35 que sella una punta distal 36 del orificio 19a. Un extremo proximal 37 del resorte 33 está soldado a una superficie exterior del orificio 19a en la soldadura 38. Como se muestra en las figuras 2 y 3, se proporciona una holgura en el resorte 33 en el material fluorescente 18 para que el resorte 18 no aísle el material fluorescente 18 para proporcionar una conductancia térmica no inhibida a la sustancia luminescente 18 y por lo tanto una medición de temperatura precisa. La cinta de alambre 39 se dispone bajo el resorte 33 para evitar que el resorte 33 se desplace. La utilización del resorte 33 y la cinta 39 proporciona una conductividad térmica superior a la sustancia luminescente 18 así como una integridad estructural al mismo tiempo que mantiene un perfil reducido para proporcionar una sonda térmica que funciona de forma mínimamente traumática.
Como se muestra en las figuras 4 y 5, el material fluorescente 18 puede estar completamente expuesto. En las formas de realización ilustradas en las figuras 4 y 5, los orificios 19b y 19c están conectados respectivamente a orificios de cable de guía 41 y 42 respectivamente. El orificio de guía de cable 41 está fijado al orificio 19b con envoltura retráctil 43. Por el contrario, con referencia a la figura 5, el orificio 19c pasa a través del orificio de guía de cable 42. De forma similar a la forma de realización mostrada en las figuras 2 y 3, las formas de realización mostradas en las figuras 4 y 5 proporcionan un sensor térmico delgado, rectilíneo que ocasiona un traumatismo mínimo durante su utilización.
En referencia ahora a la figura 6, el orificio 19d está conectado a un balón 50. Un cable de fibra óptica 14d pasa a través del orificio 19d y a través del balón 50. Una superficie reflectante 51 está provista en la sección 32d del extremo distal del cable de fibra óptica 14d que refleja luz transmitida a través del cable de fibra óptica 14d desde la consola hacia el material fluorescente 18 que se muestra en una superficie interior del balón 50. Cuando el material fluorescente 18 se encuentra en el estado excitado, emite luz fluorescente de regreso hacia la superficie reflectante 51, que, a su vez, transmite la luz fluorescente a través del cable de fibra óptica 14d hacia la consola tal como se ha expuesto anteriormente. Un detector separado 52 puede disponerse, o no, en la sección de extremo distal 32d del cable de fibra óptica 14d. En las formas de realización mostradas en la figura 6, el cable de fibra óptica 14d actúa como un cable de guía y, por lo tanto, no es necesario un cable de guía separado.
En la forma de realización mostrada en las figuras 7 a 9, un orificio 19e envuelve un cable de guía mostrado en líneas ocultas en el numeral 54 y una pluralidad de cables de fibra óptica mostrados en el numeral 55. Como se muestra en la figura 8, los cables de fibra óptica 55 están inclinados radialmente hacia el exterior a partir del cable de guía 54. Por consiguiente, al retraer el orificio 19e o la vaina, los cables de fibra óptica 55 se extienden hacia el exterior hacia la pared arterial y el extremo distal recubierto de material fluorescente 56 de los cables de fibra óptica 55 entra en contacto con la pared arterial y mide la temperatura en diferentes puntos circunferenciales de la pared arterial tal como se muestra en la figura 9. Por consiguiente, la forma de realización mostrada en las figuras 7 a 9 puede proporcionar un perfil de temperatura circunferencial de la pared arterial. La parte de nariz achaflanada 57 está conectada de forma que puede desconectarse al orificio 19e y facilita la reducción del traumatismo a la arteria ya que el catéter ilustrado en las figuras 7 a 9 se inserta a través de una arteria.
En otra forma de realización, que comprende múltiples sensores, en referencia a las figuras 10 a 11, una pluralidad de cables de fibra óptica 61 están dispuestos alrededor de un orificio 62. Cada cable de fibra óptica 61 presenta un extremo distal 63 recubierto de material fluorescente dispuesto en una superficie exterior 64 de un balón 65. El balón está conectado al orificio 62. Al hinchar el balón 65, tal como se muestra en la figura 11, los extremos distales 63 recubiertos de material fluorescente de los cables de fibra óptica 61 entran en contacto con la pared arterial y proporcionan el perfil de temperatura circunferencial tal como se ha expuesto anteriormente. La parte de nariz achaflanada 67 proporciona un perfil esbelto permitiendo con ello que el catéter ilustrado en las figuras 10-11 se inserte a través de una arteria con un traumatismo mínimo.
Con referencia de nuevo a las figuras 12 y 13, el orificio 19f está conectado de forma similar a un resorte 33. El cable de fibra óptica 14f está dispuesto en el interior de un orificio 19f y su extremo distal 17f está dispuesto proximal al resorte 33. Como se muestra en la figura 13, el orificio 19f comprende una pluralidad de ranuras o cortes 71 que proporcionan una transferencia de calor mejorada al extremo distal 17f del cable de fibra óptica 14f y por lo tanto, al material fluorescente 18. El cable de fibra óptica 14f está conectado con el orificio 19f mediante un conector 15f.
De nuevo con referencia a las figuras 14 y 15, se da a conocer un orificio expansible 19g. Específicamente, el orificio 19g incluye una sección expansible 72 que presenta una estructura de tipo acordeón. También se muestran una pluralidad de cables de fibra óptica 73, 74 y 75. Los cables de fibra óptica 73 a 75 están alineados con las aberturas laterales 76, 77 y 78, respectivamente. En la posición extendida que se muestra en la figura 14, el orificio 19 está extendido y los cables de fibra óptica 73 a 75 están dispuestos en el interior del orificio 19g. Sin embargo, cuando el orificio 19g está contraído o retraído hasta la posición mostrada en la figura 15, los cables de fibra óptica 73 a 75, que están conectados al orificio 19g mediante el conector 15g, se extienden a través de las aberturas 76 a 78 y adoptan la posición mostrada en la figura 15. Los extremos distales de los cables de fibra óptica 73 a 75 están inclinados hacia el exterior de forma radial por medio de resortes por la inserción cónica 79 mostrada en la figura 14. Específicamente, la inserción cónica 79 tiene la función de guiar el cable 73 a 75 hacia las aberturas 76 a 78 y hacia el exterior a través de las aberturas de forma radial hacia el exterior como se muestra en la figura 15. En las formas de realización mostradas en las figuras 14 y 15, el orificio 19g también está conectado a un resorte 33. También, mientras sólo se muestran tres cables 73 a 75 y tres aberturas 76 a 78, un cuarto cable y abertura no se muestra en las figuras 14 y 15. El número de cables y aberturas puede está comprendido en el intervalo de uno a seis, pero se prefieren tres o cuatro.
De nuevo con referencia a las figuras 16 y 17, se da a conocer un orificio 19h que está alojado en el interior de una vaina exterior 81. De forma similar a la forma de realización de las figuras 14 y 15, se exponen una pluralidad de cables de fibra óptica 82 a 84 que se extienden a través de aberturas laterales 85 a 87 en el orificio 19h. El orificio 19h también está conectado a un resorte 33. La vaina 81 es retraíble y, cuando se retrae o se retira como se muestra en la figura 17, los cables de fibra óptica 82 a 84 están inclinados hacia el exterior debido a comprender propiedades de inclinación por muelle por si mismo o mediante una inserción, como la inserción cónica 79 tal como se muestra en la figura 14. De nuevo, pueden utilizarse cualquier número, entre uno y seis, de cables y aberturas.
En la forma de realización mostrada en las figuras 18 y 18A, se da a conocer un orificio 19g que comprende unas aberturas 91 a 93 a través de las cuales se extienden los cables de fibra óptica 94 a 96. Además de las aberturas 91 a 93, la superficie exterior del orificio 19g comprende ranuras o resaltes 97 a 99 que alojan los extremos distales de los cables de fibra óptica 94 a 96. Los cables de fibra óptica 94 a 96 permanecen en sus posiciones en las ranuras 97 a 99. La forma de realización ilustrada en las figuras 18 y 18A proporciona un perfil estrecho en sección transversal para minimizar el traumatismo al paciente durante su utilización. De nuevo, la forma de realización mostrada en las figuras 18 y 18A comprenden una punta de resorte 33 y pueden utilizarse cualquier número, entre uno y seis, de cables, aberturas y ranuras.
Otras variaciones, modificaciones e implementaciones de lo que se ha descrito en el presente documento se pondrán claramente de manifiesto para los expertos en la materia sin apartarse por ello del alcance de la invención tal como se ha reivindicado. Por consiguiente, la invención no se definirá por la descripción ilustrativa anterior sino por el alcance de las reivindicaciones siguientes.

Claims (12)

1. Sensor de temperatura de catéter que comprende:
un orificio (19),
un cable de fibra óptica (14) que se extiende a través del orificio (19), comprendiendo el cable de fibra óptica (14) un extremo distal recubierto con un material fluorescente (18) y un extremo proximal conectado a una consola,
comprendiendo la consola una fuente de luz (11) para transmitir luz (16) a través del cable de fibra óptica (14) y excitar el material fluorescente (18), comprendiendo la consola además unos medios para generar una señal de temperatura procedente de la luz (21) emitida por el material fluorescente excitado (18),
estando un divisor de haz (13) conectado al extremo proximal del cable de fibra óptica (14) mediante un conector (15), estando el divisor de haz (13) conectado a dicha fuente de luz (11) y la consola para transmitir la luz desde dicha fuente de luz (11) al cable de fibra óptica (14) y para transmitir la luz emitida por el material fluorescente excitado (18) desde el cable de fibra óptica (14) a la consola,
caracterizado porque dicha fuente de luz (11) es una fuente de luz de láser de nitrógeno.
2. Sensor según la reivindicación 1, en el que los medios de generación comprenden:
un tubo fotomultiplicador (23) para convertir la luz emitida por el material fluorescente excitado (18) en una pluralidad de señales de tensión analógicas,
un osciloscopio digital (25) unido al tubo fotomultiplicador (23) para convertir la pluralidad de señales de tensión analógicas en por lo menos una señal digital,
un procesador (27) unido al osciloscopio digital (25) para convertir la por lo menos una señal digital en una señal correspondiente a la temperatura en el extremo distal del cable de fibra óptica (14).
3. Sensor según la reivindicación 2, en el que la fuente de láser de nitrógeno excita adicionalmente el material fluorescente (18) durante un primer periodo de tiempo y luego detiene la excitación, después de haber detenido la excitación, la intensidad de la luz emitida por el material fluorescente excitado decae como una función de la temperatura dando como resultado cambios en las señales de tensión analógicas generadas por un tubo fotomultiplicador (23).
4. Sensor según la reivindicación 3, en el que el procesador (27) comprende una memoria que comprende por lo menos una tabla para correlacionar por lo menos una señal digital con la temperatura del extremo distal del cable de fibra óptica.
5. Sensor según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende además un generador de retardo de disparo (29) unido a la fuente (11) del láser de nitrógeno.
6. Sensor según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, y de la reivindicación 5 si depende de la reivindicación 2, que comprende además un filtro (22) dispuesto entre el divisor de haz (13) y el tubo fotomultiplicador (23).
7. Sensor según la reivindicación 6, en el que el filtro (22) es un filtro de banda espacial.
8. Sensor según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el material fluorescente (18) comprende fluorogermanato de magnesio.
9. Sensor según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el material fluorescente (18) comprende fluorogermanato de magnesio dopado con manganeso.
10. Sensor según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el material fluorescente (18) comprende oxisulfito de lantano.
11. Sensor según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el material fluorescente (18) comprende oxisulfito de lantano dopado con europio.
12. Sensor según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el material fluorescente (18) comprende una sustancia luminescente dopada.
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