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ES3008558T3 - Electrosurgical energy conveying structure and electrosurgical device incorporating the same - Google Patents

Electrosurgical energy conveying structure and electrosurgical device incorporating the same Download PDF

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ES3008558T3
ES3008558T3 ES21153827T ES21153827T ES3008558T3 ES 3008558 T3 ES3008558 T3 ES 3008558T3 ES 21153827 T ES21153827 T ES 21153827T ES 21153827 T ES21153827 T ES 21153827T ES 3008558 T3 ES3008558 T3 ES 3008558T3
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ES
Spain
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handle
instrument
instrument cable
cable
optical
Prior art date
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Active
Application number
ES21153827T
Other languages
English (en)
Inventor
Christopher Hancock
Shaun Preston
William Taplin
Sam James
George Ullrich
David Webb
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Creo Medical Ltd
Original Assignee
Creo Medical Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Creo Medical Ltd filed Critical Creo Medical Ltd
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Abstract

Una estructura de transporte de energía para electrocirugía invasiva que proporciona la administración combinada de (i) energía electromagnética de RF o microondas para el tratamiento de tejidos (p. ej., ablación, coagulación o corte), y (ii) radiación óptica dentro de una estructura común que puede formar un cable instrumental de un dispositivo de endoscopia quirúrgica. La estructura se asemeja a una línea de transmisión coaxial hueca con un canal óptico formado en su interior. El canal óptico puede estar dentro de un conducto formado dentro de la capa conductora interna o dentro de otras capas de la transmisión coaxial. La estructura puede utilizarse para formar un dispositivo electroquirúrgico capaz de administrar energía electromagnética de RF/microondas, radiación óptica y señales ultrasónicas a una zona de tratamiento a través de un cable instrumental de un dispositivo de endoscopia quirúrgica. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Estructura de transporte de energía electroquirúrgica y dispositivo electroquirúrgico que incorpora la misma
Campo de la invención
La invención se refiere a un dispositivo electroquirúrgico para uso en procedimientos mínimamente invasivos, por ejemplo: endoscopia, gastroscopia, broncoscopia, laparoscopia, etc. En particular, la invención se refiere a una estructura de transporte de energía (por ejemplo, guía de ondas o cable) para transportar energía de radiofrecuencia (RF) y/o de microondas desde un generador electroquirúrgico a lo largo de un cable del instrumento que se puede insertar en el cuerpo de un paciente para llegar hasta un lugar de tratamiento. La invención puede encontrar un uso particular en cirugía endoscópica transluminal a través de orificios naturales (NOTES).
Antecedentes de la invención
Los dispositivos de exploración quirúrgica convencionales comprenden un tubo de inserción que puede ser maniobrado hasta un lugar de tratamiento en el cuerpo de un paciente a través de un catéter o un orificio natural. El tubo de inserción transporta componentes hasta el lugar de tratamiento. En algunos ejemplos, el tubo de inserción comprende un canal de observación para transmitir una señal de iluminación y devolver una señal de formación de imágenes, y un canal del instrumento independiente para transportar un instrumento para manipular o tratar de algún otro modo el tejido en el lugar de tratamiento. Durante el tratamiento puede ser deseable disponer de una visión en tiempo real del lugar de tratamiento.
Los instrumentos electroquirúrgicos son instrumentos que se utilizan para suministrar energía de radiofrecuencia y/o de frecuencia de microondas a un tejido biológico, con fines tales como cortar el tejido biológico o coagular la sangre. La energía de radiofrecuencia y/o de frecuencia de microondas se suministra normalmente al instrumento electroquirúrgico mediante el uso de un cable. Los cables convencionales usados para este propósito tienen una estructura de línea de transmisión coaxial que comprende un conductor interior cilíndrico macizo o de múltiples alambres, una capa tubular de material dieléctrico alrededor del conductor interior y un conductor exterior tubular alrededor del material dieléctrico.
Para su funcionamiento, muchos instrumentos electroquirúrgicos suelen necesitar suministros o componentes adicionales (por ejemplo, medios de control), tales como una alimentación de líquido o gas, líquidos o gases, o alambres de guía o tracción para manipular (por ejemplo, abrir/cerrar, girar o extender/retraer) una o varias partes del instrumento electroquirúrgico.
Para proporcionar estos suministros o componentes adicionales al instrumento electroquirúrgico, se han proporcionado estructuras adicionales junto con el cable convencional, tales como tubos adicionales adyacentes al cable convencional. Por ejemplo, es conocido proporcionar un tubo adicional que aloja un alambre de tracción para el instrumento electroquirúrgico junto con el cable convencional, y alojar el cable convencional y el tubo que aloja el alambre de tracción dentro de una única camisa o envoltura protectora.
Normalmente, el diámetro de un canal del instrumento de un dispositivo de exploración quirúrgica (por ejemplo, un endoscopio o laparoscopio) es menor de 3 mm, por ejemplo 2,8 mm. Es un desafío continuo proporcionar tanto la energía suficiente como los suministros o componentes adicionales mencionados anteriormente, en una forma lo suficientemente compacta para que quepa dentro de un canal del instrumento, manteniendo a la vez la flexibilidad y restringiendo la pérdida de energía a niveles aceptables (es decir, seguros).
El documento WO 2017/103209 A1 divulga una sonda electroquirúrgica para suministrar energía de microondas. El documento US 5.467.420 A divulga un cable coaxial de alta frecuencia que incluye un elemento de fibra óptica. El documento WO 2011/025640 A1 divulga espectroscopia Raman de fibra óptica integrada y ablación por radiofrecuencia. El documento DE 4432666 A1 se refiere a un cable de transferencia coaxial flexible para transmitir luz láser. El documento US 5.201.730 A divulga un manipulador de tejido para usar en cirugía vítrea, que combina un endoiluminador de fibra óptica con un sistema de infusión/aspiración. El documento WO 2009/039093 A2 divulga un dispositivo de transmisión de energía por radiofrecuencia para la ablación de tejidos biológicos. El documento CN 106 109 011 A se refiere a un catéter enfriado por agua para termocoagulación por microondas de vasos sanguíneos. El documento US 2015/094656 Al divulga dispositivos y sistemas médicos orientables, así como y métodos de uso de los mismos. El documento EP 1596746 A2 se refiere a dispositivos de ablación por ultrasonidos.
Sumario de la invención
La invención está definida por la reivindicación independiente. Las reivindicaciones independientes describen realizaciones preferidas de la invención.
En su forma más general, la presente invención propone el envío combinado de energía electromagnética de RF o microondas para tratamiento de tejidos (por ejemplo, ablación, coagulación o corte) y radiación óptica dentro de una estructura común que puede formar un cable del instrumento de un dispositivo de exploración quirúrgica. Las ventajas de la invención son triples. En primer lugar, la estructura común proporciona una disposición más compacta para sistemas en los que sea deseable visualizar el tratamiento electroquirúrgico. En segundo lugar, puede permitir que la funcionalidad asociada a la radiación óptica (por ejemplo, formación de imágenes u otras formas de detección) esté disponible en los dispositivos de exploración quirúrgica sin un canal de observación dedicado. En tercer lugar, puede proporcionar una nueva familia de dispositivos de exploración quirúrgica ultrapequeños que abre la posibilidad de tratamiento quirúrgico en regiones hasta ahora inaccesibles para los instrumentos convencionales.
En un ejemplo, la estructura común puede ser compacta para permitir la ablación visualmente-asistida de tejido biológico en regiones inaccesibles para los dispositivos de exploración quirúrgica convencionales. Sin embargo, el uso de radiación óptica analizado en el presente documento no tiene que limitarse a proporcionar imágenes del lugar de tratamiento. La radiación óptica se puede usar para sondear el lugar de tratamiento y medir las propiedades del mismo con fines de diagnóstico. Por ejemplo, la invención puede usarse para proporcionar mediciones o espectroscopia por difracción láser, mediciones por reflectancia o difracción UV, etc.
La expresión "radiación óptica" utilizada en el presente documento puede referirse a la radiación electromagnética que tiene una longitud de onda en el espacio libre comprendida entre 100 nm y 1 mm. En algunas realizaciones, la radiación óptica se encuentra en el espectro visible, donde puede usarse para iluminar el lugar de tratamiento y proporcionar asistencia visual a un operador. La radiación óptica puede ser de banda ancha, por ejemplo, de una fuente de luz blanca. En otros ejemplos, la radiación óptica puede ser de banda estrecha o puede tener longitudes de onda específicas para detectar o sondear determinadas características del tejido. Por ejemplo, las longitudes de onda verde y azul pueden aplicarse selectivamente al tejido para su inspección durante un procedimiento de endoscopia. Pueden preferirse longitudes de onda de 415 nm y 540 nm. Es posible la visualización de diferentes capas debido a la diferencia de profundidad de penetración de cada longitud de onda. La luz de 415 nm se usa para mostrar los capilares de la mucosa, mientras que la de 540 nm permite la visualización de los vasos sanguíneos en capas más profundas.
En algunos ejemplos, la estructura común puede incluir adicionalmente medios para transmitir señales ultrasónicas, por ejemplo desde una punta distal del instrumento hasta uno o más sensores ultrasónicos situados en un mango. Por lo tanto, puede usarse la estructura común para formar un dispositivo electroquirúrgico capaz de suministrar una o todas de energía EM de RF o microondas, radiación óptica y señales ultrasónicas hasta un lugar de tratamiento a lo largo de un cable del instrumento de un dispositivo de exploración quirúrgica.
De acuerdo con la invención, se proporciona una estructura de transporte de energía para electrocirugía invasiva, comprendiendo la estructura de transporte de energía una estructura de capas coaxiales que tiene: una capa conductiva interior; una capa conductiva exterior formada coaxialmente con la capa conductiva interior; y una capa dieléctrica que separa la capa conductiva interior y la capa conductiva exterior, en donde la capa conductiva interior, la capa conductiva exterior y la capa dieléctrica forman una línea de transmisión coaxial para transportar energía electromagnética (EM) de radiofrecuencia (RF) y/o microondas, en donde la capa conductiva interior es hueca para formar un pasaje longitudinal, y en donde la estructura de transporte de energía comprende adicionalmente un canal óptico para transportar radiación óptica, estando el canal óptico situado en el pasaje longitudinal. Por lo tanto, la estructura de transporte de energía se asemeja a una línea de transmisión coaxial y hueca con un canal óptico formado en su interior. En este ejemplo, el canal óptico se encuentra dentro de un pasaje que se forma dentro de la capa conductiva interior. En otros ejemplos, el canal óptico puede estar dentro de un pasaje formado dentro de otras capas de la estructura de capas coaxiales, p. ej., el material dieléctrico o la capa conductiva exterior. El canal óptico puede ser anular. El canal óptico puede ser el material dieléctrico de la estructura de capas coaxiales.
Con la disposición definida anteriormente, la estructura de transporte de energía puede enviar energía de RF y/o microondas para tratamiento (por ejemplo, ablación) y radiación óptica para detectar o visualizar el lugar de tratamiento de una manera especialmente compacta. La estructura de capas coaxiales puede comprender una capa aislante más interior entre la capa conductiva interior y el canal óptico. La capa aislante más interior puede evitar la interferencia entre el canal óptico y la línea de transmisión coaxial.
En la presente memoria descriptiva puede usarse "microondas" en sentido amplio para indicar un intervalo de frecuencia de 400 MHz a 100 GHz, pero de preferencia el intervalo es de 1 GHz a 60 GHz. Las frecuencias específicas que se han considerado son: 915 MHz, 2,45 GHz, 3,3 GHz, 5,8 GHz, 10 GHz, 14,5 GHz y 24 GHz. Por el contrario, la presente memoria descriptiva usa "radiofrecuencia" o "RF" para indicar un intervalo de frecuencia al menos tres órdenes de magnitud menor, por ejemplo, hasta 300 MHz, preferiblemente de 10 kHz a 1 MHz.
Las referencias en el presente documento a un material "conductor" o "conductivo" deben interpretarse en el sentido de eléctricamente conductivo, a menos que el contexto aclare que se pretende otro significado.
La estructura de transporte de energía puede estar dimensionada para que pueda insertarse en un tubo de inserción flexible de un dispositivo de exploración quirúrgica invasivo. Por ejemplo, puede tener un diámetro exterior máximo igual o inferior a 3,5 mm, de preferencia igual o inferior a 2,8 mm. En el presente documento, la expresión "dispositivo de exploración quirúrgica" debe entenderse como una expresión genérica que se refiere a una clase de dispositivos usados en procedimientos mínimamente invasivos, donde el dispositivo incluye normalmente un cable del instrumento rígido o flexible que se puede insertar en el cuerpo de un paciente. El cable del instrumento se utiliza para proporcionar acceso a un lugar de tratamiento por varias razones, por ejemplo, para realizar procedimientos quirúrgicos, realizar una inspección visual o capturar imágenes, tomar biopsias, etc. Ejemplos de dispositivos de exploración quirúrgica incluyen un endoscopio, un broncoscopio, un laparoscopio y similares.
La estructura de transporte de energía propiamente dicha puede formar un cable del instrumento para un dispositivo de exploración quirúrgica. En el presente ejemplo, la estructura de capas coaxiales comprende una funda protectora sobre la superficie exterior de la capa conductiva exterior. La funda protectora puede estar fabricada con un material biocompatible o puede tener un revestimiento biocompatible.
La funda protectora contribuye a la capacidad de dirección de la estructura. Por ejemplo, la funda protectora puede comprender una parte distal y una parte proximal, en donde la parte proximal está configurada para que tenga mayor rigidez que la parte distal. La parte proximal puede comprender una capa rigidizadora o trenzada adicional para impedir la flexión o deformación.
El canal óptico puede comprender una o más fibras ópticas para transmitir radiación óptica. El canal óptico puede estar configurado de manera similar al cable del instrumento de un fibroscopio convencional. Por ejemplo, el canal óptico puede comprender un haz de fibras ópticas de iluminación para transportar una señal de iluminación a lo largo del canal óptico en una primera dirección. Además o alternativamente, el canal óptico puede comprender un haz de fibras ópticas de formación de imágenes para transportar una señal de formación de imágenes a lo largo del canal óptico en una segunda dirección. El canal óptico puede facilitar así la comunicación bidireccional de la radiación óptica a lo largo de la estructura de transporte de energía.
La estructura de transporte de energía se utiliza dentro de un dispositivo electroquirúrgico para realizar electrocirugía invasiva. El dispositivo electroquirúrgico comprende un mango adecuado para que lo sujete un operador. El mango puede comprender una carcasa que contiene los componentes para controlar el dispositivo electroquirúrgico. El mango se conecta al extremo proximal de un cable del instrumento. El cable del instrumento se extiende desde el mango en una dirección distal. El cable del instrumento comprende una estructura de transporte de energía según se ha indicado anteriormente. Una punta del instrumento está montada en un extremo distal del cable del instrumento. La punta del instrumento está conectada a la línea de transmisión coaxial de la estructura de transporte de energía y dispuesta para enviar la energía EM de radiofrecuencia (RF) y/o microondas, recibida de la estructura de transporte de energía, al tejido biológico circundante ubicado en un lugar de tratamiento. El cable del instrumento puede ser flexible para permitir su inserción en el cuerpo de un paciente. El cable del instrumento puede tener cualquier longitud adecuada para llegar al lugar de tratamiento deseado. Por ejemplo, puede tener una longitud igual o superior a 50 cm, y preferiblemente igual o superior a 1 m.
Según se explica con mayor detalle a continuación, el mango puede conectarse funcionalmente tanto a la línea de transmisión coaxial como al canal óptico. El canal óptico puede extenderse a través de un orificio en la punta del instrumento para permitir que la radiación óptica sea enviada al lugar de tratamiento o recibida desde el mismo. En un ejemplo, el canal óptico puede terminar en una abertura formada en una superficie exterior de la punta del instrumento.
La punta del instrumento comprende cualquier estructura adecuada para permitir que la energía EM de RF y/o microondas sea enviada (por ejemplo, lanzada) al tejido biológico en el lugar de tratamiento. La punta del instrumento puede comprender una estructura radiante (por ejemplo, una antena o similar) para transferir o acoplar energía de microondas al tejido biológico circundante. La punta del instrumento puede comprender adicionalmente una estructura bipolar adecuada para suministrar energía de RF. En un ejemplo, la punta del instrumento puede comprender una pieza de material dieléctrico, donde la capa conductiva interior se extiende longitudinalmente por dentro de la pieza de material dieléctrico hasta pasado el extremo distal de la capa conductiva exterior. Esta estructura puede proporcionar una antena radiante para la energía EM de microondas. La forma de la pieza de material dieléctrico puede seleccionarse basándose en simulaciones para lograr un suministro eficiente de energía. Por ejemplo, la pieza de material dieléctrico puede ser una pieza cilíndrica de cerámica con una punta distal redondeada.
El mango puede comprender una fuente de luz para generar una señal de iluminación que se transporta a lo largo del canal óptico. La fuente de luz puede ser una unidad desmontable, para permitir el uso de diferentes tipos de fuente de acuerdo con el escenario de tratamiento. Alternativa o adicionalmente, el mango puede incluir un puerto óptico de entrada para recibir radiación óptica desde una fuente remota, por ejemplo, un láser o similar, a través de un cable óptico.
La fuente de luz puede ser un diodo emisor de luz (LED), un diodo láser, u otra fuente compacta. La fuente de luz puede ser alimentada por una fuente de energía ubicada en el mango, de modo que el dispositivo sea portátil.
El mango puede comprender uno o más elementos ópticos dispuestos para controlar o para manipular ópticamente la radiación óptica transmitida al canal óptico o recibida desde el mismo. Por ejemplo, los elementos ópticos pueden comprender una o más lentes dispuestas para dar forma y dirigir la radiación óptica desde la fuente de luz, por ejemplo, para enviarla como una señal de iluminación a lo largo de un haz de fibras ópticas de iluminación en el canal óptico. Adicional o alternativamente, el uno o más elementos ópticos pueden comprender una o más lentes dispuestas para capturar una imagen del lugar de tratamiento procedente, por ejemplo, de un haz de fibras ópticas de formación de imágenes en el canal óptico. El haz de fibras ópticas de formación de imágenes puede incluir una lente en la punta del instrumento, por ejemplo, una microlente montada en la abertura de la punta del instrumento. El uno o más elementos ópticos pueden ser ajustables, por ejemplo, para poder enfocar una señal de imagen sobre un sensor de imagen.
En un ejemplo, el dispositivo puede comprender un fibroscopio integrado. En otras palabras, el mango puede comprender un cuerpo de fibroscopio y el canal óptico puede comprender un tubo de inserción del fibroscopio. Por tanto, el dispositivo puede proporcionar la funcionalidad asociada a los sistemas de fibroscopio convencionales.
El mango comprende un mecanismo de dirección para controlar la orientación de una parte distal del cable del instrumento. El mecanismo de dirección se controla desde el mango mediante la manipulación de un accionador. Por ejemplo, el accionador puede ser una manija o pomo giratorio, un cursor, un dial o similar. El accionador puede montarse en una superficie exterior del mango para que un operador pueda acceder fácilmente al mismo.
El mecanismo de dirección comprende un brazo de tracción acoplado funcionalmente al accionador para deslizarse dentro del mango. El brazo de tracción se acopla al accionador mediante una estructura de conversión de movimiento, tal como un mecanismo de piñón y cremallera, un mecanismo de engranajes o similar. El mecanismo de dirección incluye adicionalmente un elemento de control que se extiende a lo largo del cable del instrumento, donde el elemento de control está acoplado operativamente al brazo de tracción y a la parte distal del cable del instrumento. Por lo tanto, el elemento de control es un componente que convierta el movimiento del brazo de tracción en una desviación del cable del instrumento por su extremo distal.
El elemento de control comprende una funda protectora que rodea la estructura de capas coaxiales, por ejemplo, la funda protectora anteriormente descrita. La funda protectora está anclada a la estructura de capas coaxiales en la parte distal del cable del instrumento y se mueve libremente con respecto a la estructura de capas coaxiales en el mango. Por su parte, la estructura de capas coaxiales está anclada al mango. Como resultado, el movimiento del brazo de tracción con respecto al mango introduce una fuerza relativa entre la funda protectora y la línea de transmisión coaxial, lo que provoca la desviación del cable del instrumento.
La funda protectora puede ser más rígida en una parte proximal que en una parte distal para proporcionar una zona de desviación preferente en la parte distal. Además, la funda protectora puede tener una parte recortada en un lado de la misma, en la parte distal del cable del instrumento. La parte recortada puede actuar como una bisagra viva para hacer que la desviación de la parte distal se produzca de preferencia en una dirección. Por lo tanto, un operador puede saber de antemano cómo se moverá la punta del instrumento cuando accione el mecanismo de dirección.
En otro ejemplo que no se reivindica actualmente, el elemento de control puede comprender uno o más alambres de control que están conectados al brazo de tracción y sujetos al cable del instrumento en la parte distal del mismo. Los alambres de control pueden tener cualquier estructura adecuada para transmitir una fuerza a la parte distal. Los alambres de control pueden extenderse longitudinalmente a través de la funda protectora que rodea la estructura de capas coaxiales. Por ejemplo, la funda protectora puede comprender un tubo de múltiples luces, por ejemplo, que tenga una primera luz (primaria) para la combinación de línea de transmisión coaxial y canal óptico y una segunda luz (subsidiaria) para un alambre de control.
En un ejemplo adicional que no se reivindica actualmente, el mecanismo de dirección puede no requerir la funda protectora. Por ejemplo, el uno o más alambres de control pueden extenderse longitudinalmente a través de la capa dieléctrica de la línea de transmisión coaxial.
El mango puede comprender una fuente de energía, tal como una pila recargable o similar. La fuente de energía puede estar dispuesta para proporcionar energía para los componentes contenidos en el mango, por ejemplo, para cualquiera o todas las fuentes de luz analizadas anteriormente, y el controlador, sensor de imagen y módulo de comunicación analizados más adelante.
El mango puede comprender un alojamiento para encerrar sus componentes internos. El alojamiento puede ser una carcasa rígida, por ejemplo, de un material aislante, que encapsule los componentes. La carcasa puede tener una o más aberturas para que un operador pueda interactuar con los componentes cuando sea necesario.
El cable del instrumento puede ser desmontable del mango. Por lo tanto, el cable del instrumento puede construirse como un producto desechable.
Según se analizó anteriormente, el dispositivo puede estar configurado adicionalmente para enviar energía ultrasónica al lugar de tratamiento. Por lo tanto, en un ejemplo, la punta del instrumento puede comprender un transductor ultrasónico dispuesto para acoplar una señal ultrasónica al tejido biológico. El transductor ultrasónico puede comprender una cerámica piezoeléctricamente activa, por ejemplo, fabricada como parte de la punta del instrumento o dentro de la misma. El cable del instrumento puede estar dispuesto para transmitir una señal de voltaje para controlar la cerámica piezoeléctricamente activa para generar la señal ultrasónica. La señal de voltaje puede ser transportada por la línea de transmisión coaxial.
El canal óptico del dispositivo electroquirúrgico puede usarse como base para la detección o medición óptica en el lugar de tratamiento. Esta funcionalidad puede incluir el uso de radiación visible para iluminar el lugar de tratamiento y poder verlo antes, durante y después del tratamiento. Sin embargo, esta funcionalidad también permite que el dispositivo mida propiedades del tejido en el lugar de tratamiento, por ejemplo, para poder efectuar un análisis diagnóstico antes de iniciar el tratamiento.
El mango puede comprender un sensor ópti
óptico. Puede haber una pluralidad de sensores ópticos en el mango, por ejemplo, para poder tomar diferentes tipos de mediciones. El sensor óptico puede ser cualquier dispositivo adecuado para convertir la radiación óptica recibida en una señal de salida indicativa de información sobre el lugar de tratamiento. En un ejemplo, el sensor óptico es un sensor de imagen (por ejemplo, una cámara digital o similar) para generar una imagen digital de un lugar de tratamiento, ubicado en el extremo distal del canal óptico, basándose en una señal de imagen recibida en el mango desde el canal óptico. En otros ejemplos, el sensor óptico puede ser un sensor basado en CMOS o basado en CCD para detectar una señal de medición devuelta desde el lugar de tratamiento.
El mango puede comprender un controlador que tiene un procesador y una memoria con instrucciones de software almacenadas en la misma que, cuando son ejecutadas por el procesador, permiten que el controlador controle el funcionamiento del dispositivo. Por ejemplo, el controlador puede controlar el funcionamiento de la fuente de luz y del sensor óptico. El procesador puede estar dispuesto para recoger y almacenar la información del sensor óptico.
En algunos ejemplos, el procesador puede procesar, por ejemplo, analizar o manipular de algún otro modo, la señal de salida del sensor óptico. Sin embargo, en una realización preferida, el dispositivo está dispuesto para comunicar la señal de salida a un dispositivo remoto. Por ejemplo, el mango puede comprender un módulo de comunicación dispuesto para comunicar al dispositivo remoto la información relacionada con la radiación óptica detectada. El módulo de comunicación puede comprender un transceptor o adaptador de red para transmitir o comunicar de algún otro modo la señal de salida de manera inalámbrica. Por ejemplo, el módulo de comunicación puede estar dispuesto para cargar datos de imágenes en un servidor remoto.
El dispositivo electroquirúrgico puede ser proporcionado como parte de un aparato electroquirúrgico que comprende adicionalmente un dispositivo de visualización dispuesto para recibir y mostrar la información relativa a la radiación óptica detectada. El dispositivo de visualización puede ser cualquier dispositivo informático adecuado, por ejemplo, un ordenador portátil, una tableta o un teléfono inteligente. El dispositivo de visualización puede conectarse de forma comunicable directa o indirectamente con el dispositivo, por ejemplo, a través del módulo de comunicación. En un ejemplo, el dispositivo de visualización puede ser un dispositivo habilitado para la red con permiso para acceder al lugar en el que el módulo de comunicación carga los datos de imagen.
El dispositivo electroquirúrgico puede ser proporcionado como parte de un sistema electroquirúrgico que comprende adicionalmente un generador electroquirúrgico dispuesto para generar energía EM de RF y/o microondas. El mango puede conectarse al generador para recibir la energía EM de RF y/o microondas y acoplarla a la línea de transmisión coaxial en el cable del instrumento.
Breve descripción de los dibujos
A continuación se analizan en detalle ejemplos de la invención con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
La Fig. 1 es un diagrama esquemático de un aparato electroquirúrgico que es una realización de la invención. La Fig.2 es una vista esquemática en sección transversal a través de un cable del instrumento para un aparato electroquirúrgico que es una realización de la invención.
La Fig.3 es una vista esquemática en sección transversal a través de un primer ejemplo del extremo distal de un cable del instrumento y de la punta del instrumento de un aparato electroquirúrgico que es una realización de la invención.
La Fig.4 es una vista esquemática en sección transversal a través de un segundo ejemplo del extremo distal de un cable del instrumento y de la punta del instrumento de un aparato electroquirúrgico.
La Fig.5 es una vista esquemática en sección transversal a través de un tercer ejemplo del extremo distal de un cable del instrumento y de la punta del instrumento de un aparato electroquirúrgico.
La Fig.6 es una vista lateral en corte que muestra los componentes ópticos internos de un mango para un aparato electroquirúrgico que es una realización de la invención.
La Fig.7 es una vista lateral en corte que muestra un mecanismo de control de dirección montado en un mango para un aparato electroquirúrgico que es una realización de la invención.
La Fig.8 es un diagrama esquemático de un mango con cable desmontable que se puede utilizar en un aparato electroquirúrgico que es una realización de la invención, y
La Fig.9 es un diagrama de circuito esquemático de los componentes ópticos dentro de un mango para un aparato electroquirúrgico que es una realización de la invención.
Descripción detallada; opciones adicionales y preferencias
La Fig. 1 es una vista esquemática de un aparato electroquirúrgico 100 de acuerdo con la presente invención. El aparato electroquirúrgico 100 comprende un mango 102 y un cable del instrumento flexible 104 que se extiende desde el mango 102 en una dirección distal. El cable del instrumento flexible es adecuado para insertarlo en el cuerpo para acceder a un lugar de tratamiento. El cable del instrumento flexible 104 puede tener un revestimiento biocompatible en su superficie exterior para que pueda ser insertado directamente en el tejido. El cable del instrumento 104 puede introducirse de forma percutánea o de forma mínimamente invasiva a través de un orificio natural. En algunos ejemplos, el cable del instrumento 104 se puede usar con un dispositivo de exploración quirúrgica independiente (no representado), tal como un broncoscopio, endoscopio, laparoscopio o similar. En otros ejemplos, el cable del instrumento puede introducirse a través de un catéter guía. Sin embargo, puede ser particularmente ventajoso que el cable del instrumento se inserte directamente (es decir, sin componentes circundantes) para que pueda alcanzar regiones del cuerpo de difícil acceso.
El cable del instrumento 104 de la invención tiene dos funciones: transportar energía electromagnética (EM) de microondas y/o energía EM de radiofrecuencia (RF) al lugar de tratamiento y transportar radiación óptica con el propósito de obtener imágenes para detectar las propiedades del lugar de tratamiento. Según se explica con más detalle a continuación, el cable del instrumento 104 de la invención proporciona estas dos funciones de una manera particularmente compacta, combinando las dos funciones en una estructura común. En un ejemplo particular, se puede proporcionar un canal óptico para transportar radiación óptica hacia y/o desde el lugar de tratamiento por dentro de un medio de transporte de energía para la energía electromagnética (EM) de microondas y/o RF. En un ejemplo, el canal óptico puede actuar como un canal de observación dispuesto para transportar señales ópticas hacia y desde el lugar de tratamiento para poder emitir una imagen del lugar de tratamiento desde el mango 102. El mango puede incluir un puerto de observación (no mostrado) para ver la imagen. Sin embargo, en una disposición preferida, el mango 102 puede estar dispuesto para transmitir la imagen a un dispositivo de visualización 116 independiente. La imagen puede transmitirse a través de una conexión inalámbrica, por ejemplo, a través de Wifi o cualquier otra configuración de comunicación en red adecuada. El dispositivo de visualización 116 puede ser cualquier dispositivo con una pantalla de visualización que sea capaz de recibir datos de imágenes. El dispositivo de visualización 116 puede ser portátil, por ejemplo, un ordenador portátil o de tableta, un teléfono inteligente o similar. El aparato de la invención puede incluir el dispositivo de visualización, por lo que los beneficios de la invención pueden ser utilizados en ubicaciones donde no existan servicios de visualización locales.
Un generador electroquirúrgico 118 está conectado al mango 102 mediante un cable 120 (por ejemplo, un cable coaxial) que lleva la energía de RF y/o microondas al interior del mango 102. El generador 118 puede ser del tipo descrito en el documento WO 2012/076844, por ejemplo. El mango 102 comprende un puerto conector 115, que puede ser un puerto conector QMA o similar. El puerto conector 115 puede estar dispuesto para conectar eléctricamente el cable 120 a una estructura de transporte de energía del cable del instrumento 104. Esta conexión eléctrica puede ser proporcionada por una conexión en "T" entre un cable coaxial del generador y una línea de transmisión coaxial de la estructura de transporte de energía. De preferencia existe un filtro o bobina de inducción entre la unión en "T" y un puerto del instrumento del generador para evitar fugas de microondas al puerto del instrumento. Este debe colocarse a una distancia de la unión en "T" igual a la mitad de la longitud de onda a la frecuencia de microondas, para que la unión en "T" tenga una alta pérdida de retorno, es decir, no refleje una proporción significativa de la energía de microondas de vuelta al generador. El extremo proximal de la línea de transmisión de la estructura de transporte de energía está en circuito abierto, si se va a transmitir energía de RF, para no poner en cortocircuito el voltaje de RF. También está aislado y protegido para que no se produzcan descargas disruptivas por voltajes de RF ni exponer al operador a altos voltajes de RF.
El cable del instrumento 104 tiene en su extremo distal una punta del instrumento 106 que está dispuesta para recibir la energía de RF y/o microondas procedente del medio de transporte de energía del cable de inserción 104. La punta del instrumento 106 incluye una parte de suministro de energía para suministrar al tejido biológico la energía de RF y/o microondas recibida, por ejemplo, para ayudar al tratamiento de, por ejemplo, corte o coagulación.
El extremo distal del cable del instrumento 104 es direccionable, por ejemplo, para facilitar la ubicación de la punta 106 del instrumento en una posición deseada para el tratamiento y/o para poder dirigir la radiación óptica según se desee, por ejemplo, para obtener imágenes de diferentes partes del lugar de tratamiento o para tomar mediciones en diferentes posiciones. Según se explica a continuación, en algunos ejemplos el cable del instrumento 104 incluye uno o más elementos de control (por ejemplo, varillas de tracción y/o empuje o alambres de control) para facilitar la dirección. Los elementos de control pueden salir por el extremo proximal del cable del instrumento para acoplarse a un mecanismo de dirección montado dentro del mango 102. El mecanismo de dirección puede servir para extender y retraer los elementos de control para efectuar una acción en la punta del instrumento. El mecanismo de dirección incluye un accionador montado en el mango 102. En este ejemplo, el accionadores un pomo giratorio 110. La rotación del pomo 110 con respecto a la carcasa puede ser convertida en movimiento lineal del elemento o elementos de control mediante un adecuado mecanismo de conversión montado en el mango 102. Más adelante se analiza un ejemplo de mecanismo de dirección con referencia a la Fig. 7.
Para limitar el ángulo con el que puede doblarse el extremo proximal del cable del instrumento 104 con respecto al mango 102, se monta un restrictor cónico 114 sobre el extremo proximal del cable del instrumento 104. El restrictor cónico 114 está fijado al extremo distal del mango 102 y, por lo tanto, limita el movimiento del cable para evitar que experimente esfuerzos no deseados.
Según se analiza con más detalle a continuación, el mango 102 comprende una carcasa que contiene componentes asociados a la generación y control de la radiación óptica que se puede transportar a lo largo del canal óptico del cable del instrumento 104. Por ejemplo, el mango 102 puede contener una fuente de energía, tal como una pila u otra batería, una fuente óptica, tal como un diodo emisor de luz (LED) o similar, y uno o más elementos ópticos para dirigir la radiación óptica desde la fuente óptica o desde el lugar de tratamiento de la manera deseada. Los elementos ópticos pueden incluir una interfaz de control 112 en la superficie exterior de la carcasa, para permitir que un usuario controle los elementos ópticos en uso. Por ejemplo, la interfaz de control 112 puede controlar la intensidad de una radiación óptica suministrada al lugar de tratamiento, o puede controlar una o más lentes para ayudar a enfocar sobre un sensor óptico una señal de imagen procedente del lugar de tratamiento. En un ejemplo, se puede montar en el mango un detector óptico (por ejemplo, una cámara o similar) para recibir la radiación óptica devuelta desde el lugar de tratamiento con el fin de capturar y transmitir una señal de imagen al dispositivo de visualización 116. En un ejemplo, los componentes ópticos pueden parecerse a un fibroscopio convencional.
El mango 102 puede incluir un interruptor de alimentación (no mostrado) para activar y desactivar el aparato. El mango 102 puede incluir un puerto de carga (no mostrado) para conectar la fuente de energía a una fuente de alimentación exterior para permitir que se recargue.
La Fig. 2 es una vista esquemática en sección transversal a través de un tramo corto de un ejemplo de cable del instrumento 104 en donde una estructura de transporte de energía y un canal óptico se combinan de manera compacta. En términos generales, el cable del instrumento 104 mostrado en la Fig. 2 es una línea de transmisión coaxial 125 que tiene un conductor interior hueco capaz de transportar un canal óptico que normalmente comprende uno o más haces de fibras ópticas. Por lo tanto, el canal óptico puede ser transportado dentro de los medios de transporte de energía. Esto contrasta con los dispositivos de exploración quirúrgica convencionales, en los que normalmente se forma un canal de observación por separado (es decir, en el exterior) y paralelo a un canal del instrumento.
En más detalle, la línea de transmisión coaxial 125 comprende un conductor exterior 124, un conductor interior 128, y un material dieléctrico 126 que separa el conductor interior 128 del conductor exterior 124. El conductor interior 128 puede estar formado en un conducto aislante 130 más interior. El conducto 130 es hueco para definir un pasaje central 132 a lo largo del eje longitudinal de la línea de transmisión coaxial 125. El pasaje 132 sirve para transportar radiación óptica según se describe más adelante en el presente documento. El pasaje 132 puede tener un diámetro 134 dimensionado para recibir el cable óptico de un fibroscopio. Dichos cables tienen normalmente un diámetro aproximado de 1 mm, por lo que el pasaje puede tener un diámetro igual o inferior a 1,5 mm, por ejemplo, igual o inferior a 1,2 mm.
La superficie exterior del conductor exterior 124 está rodeada por una funda protectora 122. La funda 122 puede ser flexible para permitir la manipulación, por ejemplo el direccionamiento, del cable del instrumento. La funda 122 puede estar fabricada con un material biocompatible o puede tener un revestimiento exterior biocompatible para poder insertar el cable directamente en el tejido. Puede usarse cualquier material adecuado, pero se prefiere particularmente el PEEK. Según se explica a continuación, de acuerdo con la invención, la funda protectora 122 puede usarse para ayudar al direccionamiento de la punta del instrumento.
La Fig. 3 es una vista esquemática en sección transversal a través del extremo distal de un primer ejemplo de cable del instrumento de acuerdo con la invención. Las características en común con la Fig. 2 reciben el mismo número de referencia y no se describen de nuevo. En este ejemplo, la punta del instrumento 106 comprende una cúpula 136 de material dieléctrico que está unida (por ejemplo, pegada o fijada de algún otro modo) al extremo distal del cable del instrumento 104. La cúpula 136 puede estar fabricada con cerámica u otro material similar que pueda formar una antena radiante para suministrar la energía electromagnética de microondas procedente de la línea de transmisión coaxial 125.
En este ejemplo, el conductor interior 124 tiene una parte distal 142 que se extiende distalmente más allá del extremo distal del conductor exterior 128. La parte distal 142 se extiende dentro de la cúpula 136. Un rebaje adecuado puede ser mecanizado en la cúpula 136 para recibir la parte distal 142. El material dieléctrico 126 también puede tener una parte distal 144 que se extiende más allá del extremo distal del conductor exterior. La parte distal 144 puede proporcionar una superficie de unión para asegurar la cúpula 136 a la línea de transmisión coaxial 125. La parte distal 142 del conductor interior puede extenderse más allá del extremo distal de la parte distal 144 del material dieléctrico 126.
La cúpula 136 puede tener un orificio formado en la misma que queda alineado con el pasaje 132 del cable del instrumento 104 cuando la cúpula 136 está fijada al cable del instrumento. El orificio termina en una abertura distal 146 de la superficie exterior de la cúpula 136. Un cable óptico 140 atraviesa el pasaje 132 y el orificio y termina en la abertura 146. En una realización preferida, el cable óptico 140 comprende un haz de fibras de iluminación para transportar una señal de iluminación desde el mango hasta el lugar de tratamiento. La señal de iluminación es una radiación óptica para iluminar para sondear el lugar de tratamiento, por ejemplo, para hacerlo visible para la formación de imágenes u otros tipos de detección óptica. El cable óptico 140 puede comprender adicionalmente un haz de fibras de formación de imágenes para transportar la radiación óptica desde el lugar de tratamiento, es decir, reflejada o emitida de algún otro modo por el lugar de tratamiento, de vuelta al mango, por ejemplo para su detección.
En un desarrollo de la estructura anteriormente analizada, la cúpula 136 puede incluir opcionalmente un elemento transductor adecuado para la transmisión de energía ultrasónica al lugar de tratamiento. Por ejemplo, el elemento transductor puede estar fabricado con una cerámica piezoeléctricamente activa. El cable del instrumento 104 puede disponerse para suministrar desde el mango un voltaje de funcionamiento para el elemento transductor. En esta disposición, el aparato puede ser capaz de suministrar selectivamente energía de microondas, de RF o ultrasónica para el tratamiento, en combinación con un sistema integrado para visualizar el lugar de tratamiento.
En la Fig. 3, la funda protectora 122 está anclada por su extremo distal a la línea de transmisión coaxial 125 mediante un adhesivo adecuado o una conexión física (por ejemplo, engarce o similar). La funda 122 incluye una parte recortada 138 en un lado de la misma. La parte recortada 138 puede tener una forma ovalada alargada o similar. La parte recortada 138 define un eje de deformación lateral preferencial para la funda 122. En otras palabras, proporciona una estructura débil en la superficie exterior de la funda 122 por lo que, cuando la funda sea sometida a compresión, se inclinará de preferencia hacia el lado donde se encuentra la parte recortada 138. La parte recortada 138 actúa así eficazmente como una bisagra viva.
Por su parte, el extremo proximal de la funda 122 está fijado a una corredera asociada al mango 102. La corredera es móvil con relación al mango gracias a la actuación de un mecanismo de dirección. Una parte proximal de la línea de transmisión coaxial 125 está anclada de modo que no se mueva con respecto al mango. El movimiento de la corredera comunica por tanto a la funda una fuerza de compresión o tracción con respecto a la línea de transmisión coaxial, que a su vez hace que la punta del instrumento se doble o enderece en el sentido definido por la bisagra viva.
En un ejemplo, puede limitarse la flexión del cable del instrumento en la parte distal del mismo haciendo que la funda protectora sea más rígida a lo largo de la longitud de su parte distal. Esto se puede hacer proporcionando una capa rigidizadora a la funda protectora o sobre la misma. La capa rigidizadora puede proporcionarse por medio de una trenza sobre la funda protectora o una camisa montada sobre el cable del instrumento.
La Fig. 4 es una vista esquemática en sección transversal a través del extremo distal de un segundo cable del instrumento 104 de ejemplo. Las características en común con la Fig. 3 reciben el mismo número de referencia y no se describen de nuevo. En este ejemplo, el mecanismo de dirección está incorporado en el material dieléctrico 126 de la línea de transmisión coaxial 125. En principio, esto permite eliminar la funda protectora 122, lo que permite que el cable del instrumento tenga un diámetro total menor. Aunque no se muestra en la Fig. 4, aún puede existir un fino revestimiento biocompatible formado en la superficie exterior del conductor exterior 128.
En la Fig. 4 el direccionamiento se efectúa mediante uno o más alambres de control 150, 154 que se extienden a través del material dieléctrico 126 de la línea de transmisión coaxial 125. Los alambres de control 150, 154 pueden estar fabricados con un material que tenga una constante dieléctrica similar a la del material dieléctrico 126 para evitar la interrupción de la energía transportada. Por ejemplo, los alambres de control pueden estar fabricados con fibra PEEK estirada, mientras que el material dieléctrico 126 puede ser un tubo de PTFE extruido o similar.
En esta realización existen dos alambres de control 150, 154 montados en lados opuestos del cable del instrumento 104. Puede haber tres o más alambres de control dispuestos alrededor de la circunferencia del cable del instrumento para que pueda ser orientado en cualquier dirección. Cada alambre de control 150, 154 está asegurado a la punta del instrumento (por ejemplo, la cúpula 136) en un respectivo punto de anclaje 152, 156.
Cada alambre de control 150, 154 puede ser transportado a través de un agujero 148 formado en el material dieléctrico 126.
Similarmente al ejemplo descrito con referencia a la Fig. 3, el extremo proximal de cada alambre de control 154, 156 está conectado a un mecanismo de dirección que está dispuesto para variar la posición lineal del alambre de control con respecto a la línea de transmisión coaxial 125 (que puede fijarse con respecto al mango). Tirar del alambre de control hacia el mango hace que el cable del instrumento se doble hacia el lado en donde se encuentra el punto de anclaje de ese alambre de control.
La Fig. 5 es una vista esquemática en sección transversal a través del extremo distal de un tercer cable del instrumento 104 de ejemplo. Las características en común con la Fig. 4 reciben el mismo número de referencia y no se describen de nuevo. El mecanismo de dirección de la Fig. 5 hace uso de uno o más alambres de control 160, 164 de una manera similar al ejemplo analizado con referencia a la Fig. 4. Sin embargo, en este ejemplo, los alambres de control 160, 164 están montados en la funda protectora 122 que rodea la línea de transmisión coaxial 125. La funda protectora 122 comprende, por lo tanto, un tubo de múltiples luces, por ejemplo, una luz central para transportar la combinación de línea de transmisión coaxial y canales ópticos, y una o más luces exteriores para transportar un respectivo alambre de control. Cada alambre de control 160, 164 puede estar sujeto a la funda protectora 122 por un respectivo punto de anclaje 162, 166 situado en el extremo distal del mismo.
La Fig. 6 es una vista lateral en corte a través del mango 102 para mostrar algunos de los componentes internos. El mango 102 comprende una carcasa 170, que puede ser un cascarón hueco para contener los componentes internos. La carcasa 170 puede tener aberturas en su superficie exterior para proporcionar acceso al usuario para manipular los componentes (por ejemplo, para orientar o enfocar) o para acoplar energía al dispositivo. La carcasa 170 puede comprender una pluralidad de partes (por ejemplo, dos) que se pueden fijar juntas después de haber montado los componentes internos en las mismas.
Para mayor claridad, en la Fig. 6 solo se muestran los componentes ópticos y los correspondientes componentes de potencia y de control. La Fig. 7 muestra los componentes del mecanismo de dirección. Además de estos componentes, el mango 102 conduce la línea de transmisión coaxial desde el puerto conector 115 del extremo trasero (proximal) del mango, a través de una abertura proximal 174 y alrededor de los otros componentes internos, hacia el cable 104.
La carcasa 170 tiene un cuerpo de fibroscopio 172 montado en la misma, por ejemplo, encajado en un rebaje formado en la carcasa para mantener el cuerpo de fibroscopio 172 estacionario con respecto a la carcasa 170. El cuerpo de fibroscopio comprende una parte frontal (distal) para acoplamiento de luz de entrada que tiene un puerto de entrada de luz 182 montado en la misma. Una fuente de luz 180, que en este caso es un LED para montaje en superficie sujeto a una superficie interior de la carcasa 170, está ubicada a través del puerto de entrada de luz 182 para proporcionar una señal de iluminación para el fibroscopio. La parte frontal para acoplamiento de luz de entrada acopla la señal de iluminación a un haz de fibras ópticas de iluminación transportadas por un canal óptico 184 que pasa por dentro del cable del instrumento 104 (no mostrado). La carcasa 170 incluye una abertura frontal (distal) 175 a través de la cual sale de la carcasa 170 el cable del instrumento 104 (incluyendo el canal óptico 184).
El canal óptico 184 incluye también un haz de fibras ópticas de formación de imágenes que transportan la radiación óptica desde el lugar de tratamiento de vuelta al cuerpo de fibroscopio 172. El haz de formación de imágenes tiene normalmente una o más microlentes en el extremo distal del mismo para enfocar sobre el haz de formación de imágenes la radiación óptica procedente del lugar de tratamiento. El cuerpo de fibroscopio 172 comprende un conjunto de elementos ópticos (por ejemplo, lentes) que están dispuestos para enfocar la radiación óptica recibida desde el haz de formación de imágenes para que pueda verse a través de una ventana situada en el extremo trasero (proximal) del cuerpo de fibroscopio 172. El cuerpo de fibroscopio 172 puede incluir un ajustador de enfoque 190 para variar la longitud focal del conjunto de elementos ópticos. El ajustador de enfoque 190 puede ser un cilindro giratorio. La carcasa puede incluir una ventana en una superficie lateral de la misma para que un operador pueda tocar y girar el cilindro.
En la disposición mostrada en la Fig.6, el visor está en comunicación óptica con una disposición de lente de salida 188 que enfoca una imagen sobre un sensor de imagen 186 (por ejemplo, una cámara digital u otro dispositivo adecuado para convertir la radiación óptica en una imagen codificada). En un ejemplo, la óptica de salida convencional que se encuentra en el visor de un fibroscopio puede ser reemplazada por una lente de ojo de pez invertida que sirve para dispersar la radiación óptica procedente del haz de formación de imágenes sobre un área de detección del sensor de imagen 186.
Un controlador 176 está montado en la carcasa 170. El controlador 176 puede estar conectado funcionalmente al sensor de imagen 186 y la fuente de luz 180 para controlar el funcionamiento del fibroscopio. El controlador 176 puede comprender un microprocesador o un ordenador de placa única, tal como un Raspberry Pi o similar. Según se describe a continuación con referencia a la Fig. 8, el controlador 176 también puede estar conectado funcionalmente a un transceptor para comunicar las imágenes capturadas por el sensor de imagen 186 a un dispositivo remoto para su visualización.
La carcasa 170 puede incluir una fuente de energía 178, tal como una pila o batería. En un ejemplo, la fuente de energía 178 comprende una pila de iones de litio 18650 o similar. La fuente de energía 178 puede ser recargable, por ejemplo, a través de un adecuado puerto de carga ubicado en una superficie exterior de la carcasa 170. La fuente de energía 186 puede proporcionar energía para operar la fuente de luz 180, el controlador 176, el sensor de imagen 186 y el transceptor (no mostrado). El mango 102 puede incluir un interruptor de ENCENDIDO/APAGADO para activar y desactivar el dispositivo con el fin de conservar energía cuando el aparato no esté en uso.
El fibroscopio analizado anteriormente con referencia a la Fig. 6 puede parecerse a un dispositivo de fibroscopio convencional, aunque con su ocular sustituido por la disposición de lente de salida 188 y el sensor de imagen 186.
La Fig. 7 es una vista lateral en corte a través del mango 102 para mostrar los componentes internos que proporcionan capacidad de dirección al cable del instrumento. Las características en común con los ejemplos analizados anteriormente reciben el mismo número de referencia y no se describen de nuevo. Según se muestra en la Fig. 7, la carcasa 170 comprende un mecanismo de dirección para transformar el movimiento de rotación del pomo giratorio 110 en un movimiento de deslizamiento longitudinal de la funda protectora 122 con respecto a la línea de transmisión coaxial 125. El mecanismo de dirección puede basarse en un mecanismo de cremallera y un piñón.
El pomo giratorio 110 está montado de forma giratoria en la carcasa 170 sobre un eje que está retenido en una abertura formada en la carcasa 170 mediante una brida. El eje se extiende por debajo de la brida para proporcionar un engranaje de piñón 192 que está funcionalmente acoplado a una cremallera 194 que está montada de manera deslizante dentro de la carcasa 170. La parte del pomo giratorio 110 que se encuentra fuera de la carcasa 170 puede tener una forma de asidero para ayudar a la rotación.
La cremallera 194 se puede deslizar en una dirección longitudinal, es decir, en una dirección sustancialmente alineada o paralela a la dirección axial de la línea de transmisión coaxial. La cremallera 194 está funcionalmente conectada o formada integralmente con un brazo de empuje 196. El brazo de empuje 196 comprende un collarín 198 que se ajusta sobre una parte proximal del cable del instrumento 104. En este ejemplo, el collarín 198 está unido a la funda protectora 122 del cable del instrumento 104, por ejemplo, en un punto de unión 197. Por su parte, la línea de transmisión coaxial 125 está fijada con relación a la carcasa 170 en un punto de anclaje 199. El movimiento longitudinal del collarín 198 con respecto a la carcasa introduce por lo tanto una fuerza entre la línea de transmisión coaxial 125 y la funda protectora 122 para provocar la flexión del cable del instrumento 104 por su extremo distal, según se analizó anteriormente con referencia a la Fig.3.
En otros ejemplos que no se reivindican actualmente, el brazo de empuje 196 puede estar conectado a uno o más alambres de control que se extienden a través del cable del instrumento de la manera descrita con referencia a las Figs. 4 y 5. En estos ejemplos, una parte proximal de la línea de transmisión coaxial permanece fija con relación a la carcasa, pero puede que no sea necesario que el brazo de empuje 196 esté asegurado a la funda protectora 122.
En algunos ejemplos, el punto de anclaje 199 puede tener una doble función. En primer lugar, puede asegurar a la carcasa una parte proximal de la línea de transmisión coaxial de la manera descrita anteriormente. En segundo lugar, puede comprender un transformador para interconectar una primera estructura de transporte de energía (que puede ser un cable coaxial convencional), que se extiende entre el puerto conector 115 de la abertura de entrada 174 y el punto de anclaje 199, con una segunda estructura de transporte de energía, que es la línea de transmisión coaxial hueca 125 que se extiende a lo largo del cable del instrumento 104. En algunos ejemplos, la impedancia de la línea de transmisión coaxial 125 puede ser diferente de la impedancia de la primera estructura de transporte de energía. El transformador puede proporcionar una función de adaptación de impedancia para reducir o eliminar las pérdidas de energía dentro del mango 102.
La Fig. 8 es un diagrama esquemático de otro ejemplo de un mango 200 que puede usarse en un aparato electroquirúrgico que es una realización de la invención. Las características en común con el mango 102 descritas anteriormente reciben el mismo número de referencia y no se describen de nuevo. El mango 200 representa un ejemplo esquemático de una realización en donde el cable del instrumento 104 puede ser un elemento desmontable y, opcionalmente, desechable.
El mango 200 comprende un cuerpo principal 202 que aloja los componentes internos analizados anteriormente con respecto a las Figs. 6 y 7. En el extremo frontal (distal) del cuerpo principal 202 hay dos puertos de conexión 206, 208. Un primer puerto de conexión 206 es para transferir la energía de microondas y/o RF desde el cuerpo principal 202 al cable del instrumento 104. Un segundo puerto de conexión 208 es para transferir la radiación óptica hacia y/o desde el cable del instrumento 104. El primer puerto de conexión 206 puede ser un puerto QMA o similar. El segundo puerto de conexión 208 puede ser un acoplador óptico o un conector de fibroscopio.
El cable del instrumento 104 de este ejemplo puede tener una envoltura extrema proximal 204 que está dispuesta para acoplarse con y adherirse a la parte distal del cuerpo principal 202. En este ejemplo, la envoltura extrema proximal 204 también puede actuar como un medio limitador de flexión para el cable del instrumento 104, para evitar que experimente demasiada flexión en el mango. La envoltura extrema proximal 204 puede comprender, por ejemplo en una superficie interior de la misma, unas características de acoplamiento (no mostradas) que cooperen con unas correspondientes características del cuerpo principal 202 para asegurar las dos partes juntas.
La envoltura extrema proximal 204 puede definir un rebaje en donde están montados un par de conectores 210, 212. Un primer conector 210 puede alojarse en el primer puerto de conexión 206 cuando la envoltura extrema proximal 204 está montada en el cuerpo principal 202. El primer conector 210 es un extremo proximal de la línea de transmisión coaxial 125 que es transportada por el cable del instrumento 104. Cuando el primer conector 210 está funcionalmente conectado al primer puerto de conexión 206, la energía de microondas y/o RF procedente del cuerpo principal 202 puede transferirse al cable del instrumento 104.
Un segundo conector 212 puede alojarse en el segundo puerto de conexión 208 cuando la envoltura extrema proximal 204 está montada en el cuerpo principal 202. El segundo conector 212 es un terminal proximal de un canal óptico 140 que se transmite por el cable del instrumento 104. Cuando el segundo conector 212 está funcionalmente conectado al segundo puerto de conexión 208, la radiación óptica se puede transferir dentro y fuera del cable del instrumento 104.
La Fig. 9 es un diagrama de circuito esquemático de una disposición de circuito 250 dentro del mango de un aparato electroquirúrgico que es una realización de la invención. La disposición de circuito comprende un controlador 252, que puede ser un microprocesador o un ordenador de placa única tal como un Raspberry Pi o similar. El controlador 252 está conectado para controlar un sensor de imagen 258 a través de una primera interfaz 260. En este ejemplo, el sensor de imagen 258 es una cámara de 8 megapíxeles. El controlador 252 también está conectado a un transceptor 254 a través de una segunda interfaz 256. Por ejemplo, el transceptor 254 puede ser una llave USB Wifi conectada al microprocesador a través de un puerto micro USB o similar. Esta disposición forma un circuito de salida para capturar y transmitir o difundir imágenes desde el fibroscopio. El controlador 252 puede tener una memoria con instrucciones de software almacenadas en la misma que, cuando se ejecutan, hacen que el controlador grabe imágenes usando la cámara y muestre esas imágenes en un dispositivo de visualización remoto, por ejemplo, un ordenador, una tableta o un teléfono inteligente. En un ejemplo, el dispositivo puede transmitir a un punto de acceso inalámbrico local al que se pueden conectar otros dispositivos. Un usuario puede navegar a una URL específica (por ejemplo, 192.168.42.1/vision.php) para acceder a las imágenes. También se puede mostrar más información en la pantalla, incluida la información del paciente, la fecha y hora y cualquier otra información requerida.
En un perfeccionamiento de la disposición mostrada en la Fig. 9, el controlador 252 puede comunicarse con una interfaz de usuario para poder controlar o modificar la funcionalidad y el funcionamiento sobre la marcha. La interfaz de usuario puede estar en el propio mango, por ejemplo, como una serie de botones y una pantalla para mostrar el estado operativo actual y las operaciones de modificación. Alternativa o adicionalmente, la interfaz de usuario puede estar en un dispositivo remoto que esté comunicado en red con el controlador 252 a través del transceptor 254. El controlador 252 puede ser operado de manera remota. Los ejemplos de control sobre la marcha incluyen modificaciones tales como el brillo, el contraste y la nitidez de la imagen, y el cambio entre grabación de imágenes fijas y video.
Cuando el controlador 252 es un ordenador de una sola placa, puede comprender puertos que no se utilizan, por ejemplo una interfaz mini HDMI 262 y una interfaz micro SD 264.
La disposición de circuito 250 comprende una fuente de energía 270, que puede ser una pila recargable o similar, conectada al controlador 252 a través de un circuito de carga 268. El circuito de carga está dispuesto para regular el voltaje. Puede incluir un puerto conector 269, por ejemplo, un enchufe micro USB, para poder conectar la disposición de circuito a una fuente de energía para permitir la recarga de la fuente de energía. En un ejemplo, la fuente de energía 270 es una pila de iones de litio 18650, y el circuito de carga está dispuesto para proporcionar tanto un aumento de voltaje como una regulación (normalmente de 3,7 - 4,2 V a 5 V). Se puede proporcionar un interruptor de ENCENDIDO/APAGADO 266 en la conexión entre el circuito de carga 268 y el controlador 252.
La disposición de circuito 250 comprende adicionalmente un circuito de corriente constante 271 conectado entre la fuente de energía 270 y una fuente de luz 272. En este ejemplo, la fuente de luz es un LED. Puede ser deseable variar el nivel de iluminación en el lugar de tratamiento, por lo que el circuito comprende adicionalmente un potenciómetro 274 para permitir que el LED sea regulable. El potenciómetro 274 puede tener asociado un accionador que sea accesible para el usuario a través de una abertura en el exterior del mango. El accionador puede ser una ruedecilla, una corredera o cualquier otro elemento de control adecuado. El circuito de corriente constante 271 está dispuesto para asegurar que la fuente de luz 272 extraiga solo una corriente limitada (por ejemplo, aproximadamente 500 mA) de la fuente de energía 270. Esto es tanto para conservar la carga como para minimizar el riesgo de altos niveles de corriente que provoquen un calentamiento indeseable dentro del mango.
La disposición de circuito 250 y el aparato analizados anteriormente pueden combinarse en un ejemplo particular de la siguiente manera. El conjunto principal del mango puede comprender un fibroscopio con un canal óptico de 1 mm que tiene haces de fibras tanto de envío como de retorno y un conjunto de lentes integrado en el extremo proximal. El canal óptico puede estar alojado dentro de una línea de transmisión coaxial hueca a lo largo de la cual se puede suministrar energía de microondas. La línea de transmisión coaxial puede terminar en una punta radiante distal, de cerámica cilíndrica (por ejemplo, Macor), con un extremo redondeado y un orificio concéntrico para la visión a través de la fibra.
La imagen procedente del fibroscopio puede ser magnificada usando una lente de ojo de pez invertida, y capturada mediante una cámara y procesada a través del procesador de un ordenador de placa única (tal como un Rasberry Pi Zero), ampliada digitalmente y difundida o subida para acceder a la misma vía Wifi. Una pila o batería de iones de litio puede alimentar el procesador y una fuente de luz de LED único que, al introducirse por un puerto de luz del conjunto de lentes del fibroscopio, ilumina la cavidad del cuerpo en el extremo distal del sistema de visión.
El conjunto principal puede estar encapsulado dentro de un mango de plástico fundido al vacío. Aunque este ejemplo funciona con un fibroscopio convencional, esto no es esencial. En otro ejemplo, se puede construir directamente en el mango un conjunto de lentes dedicado.
La fuente de luz puede estar dispuesta para imitar en lo posible la luz del día, que sería lo mejor para iluminar el lugar de tratamiento e imitaría estrechamente las fuentes halógenas a las que están acostumbrados los cirujanos broncoscópicos. Por lo tanto, el LED utilizado puede ser un LED de luz blanca con una temperatura de color de aproximadamente 5,8 Kelvin. El LED puede tener una salida de aproximadamente 50-100 lúmenes para iluminar suficientemente el lugar de tratamiento.
La combinación de canal óptico y línea de transmisión coaxial está alojada dentro de una funda protectora (por ejemplo, fabricada con PEEK), y es orientable con un grado de libertad basándose en un mecanismo del tipo de bisagra viva. Para proporcionar un direccionamiento predecible, se puede quitar un tramo de material de un lado de la funda protectora, en su extremo distal, para crear una debilidad. La funda está asegurada a la combinación de canal óptico y línea de transmisión coaxial por su extremo distal. Cuando se empuja o tira de la funda desde el extremo proximal, el extremo distal se ve obligado a doblarse, lo que permite movimiento y visión en los ángulos.
Para evitar la entrada de fluidos, la funda protectora puede estar cubierta por un tubo termorretráctil. El cable del instrumento puede tener un diámetro exterior máximo igual o inferior a 3,5 mm. El tubo termorretráctil puede servir para mantener unido el conjunto de modo que la funda protectora no exceda su límite elástico y se deforme permanentemente.
En el extremo proximal, el mango puede tener un pomo giratorio o manilla que, cuando se gira, hace que la funda protectora se mueva hacia atrás y adelante a lo largo de la longitud de la línea de transmisión coaxial, proporcionando la capacidad de dirección.
Otros mecanismos de dirección no reivindicados actualmente comprenden, por ejemplo, el poder introducir un alambre de control (por ejemplo, fabricado con nitinol) entre el conductor exterior de la línea de transmisión coaxial y la superficie interior de la funda protectora. El alambre de control puede fijarse a la superficie exterior de la funda protectora por su extremo distal. El alambre de control puede pasar a través de unas guías fijas en la superficie exterior de la línea de transmisión coaxial para tirar de manera confiable en cualquier dirección dada. Puede haber una pluralidad de alambres de control. Cada alambre de control puede fijarse a un cilindro giratorio en el extremo proximal del cable del instrumento. Cuando se hace girar el cilindro en un primer sentido, se puede tirar de un primer alambre de control en una dirección mientras se suelta un segundo alambre de control en la otra dirección. Esto puede proporcionar el direccionamiento del extremo distal alrededor de un eje. Adicionalmente se podrían añadir dos alambres para tener otro eje de movimiento que, combinado con el anterior, daría un direccionamiento de 360 grados completos.

Claims (8)

REIVINDICACIONES
1. Un dispositivo electroquirúrgico para realizar electrocirugía invasiva, comprendiendo el dispositivo electroquirúrgico:
un mango (102);
un cable del instrumento (104), conectado al mango (102) y extendiéndose desde el mismo, comprendiendo el cable del instrumento (104) una estructura de transporte de energía en capas coaxiales que tiene:
una capa conductiva interior (128);
una capa conductiva exterior (124), formada coaxialmente con la capa conductiva interior (128);
una capa dieléctrica (126), que separa la capa conductiva interior (128) y la capa conductiva exterior (124), en donde la capa conductiva interior (128),
la capa conductiva exterior (124) y la capa dieléctrica (126) forman una línea de transmisión coaxial para transportar energía electromagnética (EM) de radiofrecuencia (RF) y/o de microondas,
en donde la capa conductiva interior (128) es hueca para formar un pasaje longitudinal (132),
y
en donde la estructura de transporte de energía comprende adicionalmente un canal óptico (140) para transportar radiación óptica, estando el canal óptico (140) ubicado en el pasaje longitudinal (132); y
una punta del instrumento (106) montada en el extremo distal del cable del instrumento (104) en donde la punta del instrumento (106) está conectada a la línea de transmisión coaxial para enviar la energía EM de radiofrecuencia (RF) y/o de microondas recibida desde la estructura de transporte de energía,
caracterizado por queel mango (102) comprende un mecanismo de dirección para controlar una orientación de una parte distal del cable del instrumento (104),
en el que el mecanismo de dirección comprende:
un accionador (110), montado sobre una superficie exterior del mango (102);
un brazo de tracción acoplado funcionalmente al accionador (110) para deslizarse dentro del mango (102), y un elemento de control que se extiende a lo largo del cable del instrumento (104), estando el elemento de control acoplado funcionalmente al brazo de tracción y a la parte distal del cable del instrumento (104), y
en el que el elemento de control comprende una funda protectora (122) que rodea la estructura de capas coaxiales, estando anclada la funda protectora (122) a la estructura de capas coaxiales en la parte distal del cable del instrumento (104) y pudiéndose mover libremente en relación con la estructura de capas coaxiales en el mango (102), y estando anclada la estructura de capas coaxiales al mango (102).
2. Un dispositivo electroquirúrgico de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que el mango (102) comprende una fuente de energía.
3. Un dispositivo electroquirúrgico de acuerdo con la reivindicación 2, en el que la fuente de energía es recargable.
4. Un dispositivo electroquirúrgico de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que el mango (102) comprende una carcasa (170) para encerrar sus componentes internos.
5. Un dispositivo electroquirúrgico de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que el cable del instrumento (104) se puede separar de la carcasa (170).
6. Un dispositivo electroquirúrgico de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que la punta del instrumento (106) comprende un transductor ultrasónico dispuesto para acoplar una señal ultrasónica al tejido biológico.
7. Un dispositivo electroquirúrgico de acuerdo con la reivindicación 6, en el que la punta del instrumento (106) comprende una cerámica piezoeléctricamente activa y el cable del instrumento (104) está dispuesto para transmitir una señal de voltaje para controlar la cerámica piezoeléctricamente activa para generar la señal ultrasónica.
8. Un dispositivo electroquirúrgico de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la funda protectora tiene una parte recortada en un lado de la misma, en la parte distal del cable del instrumento.
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