Sistemas y procedimientos para accionador de válvula neumático dinámico.

Consola quirúrgica (101) para una máquina quirúrgica alimentada neumáticamente,

que comprende:

una válvula neumática (217);

por lo menos una primera abertura (213) y una segunda abertura (215) acopladas a la válvula, estando la válvulaconfigurada para proporcionar gas presurizado alternativamente a cada una de entre la primera y segundaaberturas;

por lo menos un sensor de presión (211, 212a, 212b) acoplado por lo menos a una de entre la primera y segundaaberturas; y

un controlador (205) acoplado a la válvula y al sensor o sensores de presión, pudiendo el controlador hacersefuncionar para controlar los tiempos de apertura y cierre del canal de la válvula según un ciclo de trabajo deválvula;

caracterizada porque

el controlador está configurado para recibir datos de presión de dicho por lo menos un sensor de presión paradeterminar un diferencial de presión entre la primera y segunda aberturas;

el controlador está configurado para modificar el ciclo de trabajo de válvula sobre la base de los datos de presiónrecibidos, determinando un ciclo de trabajo de válvula modificado (409) para reducir una diferencia entre la presióndiferencial determinada y una presión diferencial media deseada.

Sistemas y procedimientos para accionador de válvula neumático dinámico.

Campo de la invención La presente invención pertenece generalmente a un sistema quirúrgico neumático. Más particularmente, pero no a modo de limitación, la presente invención pertenece a la generación neumática del sistema quirúrgico.

Descripción de la técnica relacionada Las intervenciones vitreorretinales pueden incluir una variedad de intervenciones quirúrgicas realizadas para restablecer, preservar y mejorar la visión. Las intervenciones vitreorretinales pueden ser apropiadas para tratar muchas condiciones serias de la parte posterior del ojo. Las intervenciones vitreorretinales pueden tratar condiciones tales como degeneración macular relacionada con la edad (AMD) , retinopatía diabética y hemorragia vítrea diabética, agujero macular, desprendimiento retinal, membrana epirretinal, retinitis CMV y muchas otras condiciones oftálmicas.

El vítreo es una sustancia normalmente transparente similar a gel que llena el centro del ojo. Puede constituir aproximadamente 2/3 del volumen del ojo, dándole forma y configuración antes del nacimiento. Ciertos problemas que afectan a la parte posterior del ojo pueden requerir una vitrectomía o la retirada quirúrgica del vítreo.

Puede realizarse una vitrectomía para quitar sangre y residuos del ojo, para retirar tejido cicatrizal o para aliviar la tracción en la retina. La sangre, las células inflamatorias, los residuos y el tejido cicatrizal pueden oscurecer la luz cuando pasa a través del ojo hasta la retina, dando como resultado una visión borrosa. El vítreo puede retirarse también si está tirando de la retina o arrastrándola desde su posición normal. Algunas de las condiciones del ojo más comunes que requieren vitrectomía incluyen complicaciones derivadas de la retinopatía diabética tales como desprendimiento o sangrado retinal, agujero retinal, desprendimiento retinal, fibrosis de la membrana prerretinal, sangrado dentro del ojo (hemorragia vítrea) , lesiones o infecciones y ciertos problemas relacionados con una cirugía previa del ojo.

El cirujano retinal puede realizar una vitrectomía con un microscopio y unas lentes especiales diseñadas para proporcionar una imagen clara de la parte posterior del ojo. Pueden hacerse en la esclerótica varias incisiones diminutas de sólo unos pocos milímetros de longitud. El cirujano retinal puede insertar instrumentos microquirúrgicos a través de las incisiones tales como una fuente de luz de fibra óptica para iluminar dentro del ojo, un conducto de infusión para mantener la forma del ojo durante la cirugía, e instrumentos para cortar y retirar el vítreo.

En una vitrectomía, el cirujano puede crear tres incisiones diminutas en el ojo para tres instrumentos independientes. Estas incisiones pueden colocarse en la pars plana del ojo, que está localizada justo detrás del iris pero delante de la retina. Los instrumentos que pasan a través de estas incisiones pueden incluir un tubo de luz, una abertura de infusión y el dispositivo de corte de vitrectomía. El tubo de luz es el equivalente de una linterna microscópica de alta intensidad para uso dentro del ojo. La abertura de infusión puede utilizarse para sustituir fluido en el ojo y mantener la presión apropiada dentro del ojo. El vitrector o dispositivo de corte puede trabajar como una diminuta guillotina, con un bisturí microscópico oscilante para retirar el gel vítreo de una manera controlada. Esto puede impedir una tracción significativa en la retina durante la retirada del humor vítreo.

La máquina quirúrgica utilizada para realizar una vitrectomía y otras cirugías en la parte posterior del ojo es muy compleja. Típicamente, una máquina quirúrgica oftálmica de este tipo incluye una consola principal a la que se sujetan las numerosas herramientas diferentes. La consola principal puede proporcionar potencia a las herramientas anexas y controlar el funcionamiento de las mismas.

Las herramientas anexas incluyen típicamente sondas, tijeras, fórceps, iluminadores, vitrectores y conductos de infusión. Cada una de estas herramientas se sujeta típicamente a la consola quirúrgica principal. Un ordenador en la consola quirúrgica principal puede vigilar y controlar el funcionamiento de estas herramientas. Estas herramientas pueden conseguir también su potencia de la consola quirúrgica principal. Algunas de estas herramientas pueden ser alimentadas eléctricamente, mientras que otras pueden ser alimentadas neumáticamente.

A fin de proporcionar potencia neumática a las diversas herramientas, la consola quirúrgica principal puede incluir un módulo neumático o de distribución de aire. Este módulo neumático puede acondicionar y suministrar aire o gas comprimido para alimentar las herramientas. El módulo neumático puede conectarse a un cilindro que contiene gas comprimido. El módulo neumático puede proporcionar la presión de gas apropiada para hacer funcionar apropiadamente las herramientas anexas.

Sumario de la invención En la invención una válvula de sistema neumático para una consola quirúrgica puede ser controlada por un

controlador configurado para ajustar un ciclo de trabajo de válvula (VCD) (utilizándose el VCD para energizar la válvula) a fin de reducir una diferencia entre una presión diferencial (por ejemplo, una presión diferencial media) en la salida de la válvula y una presión diferencial deseada (por ejemplo, una presión diferencial media deseada) . En algunas realizaciones, pueden detectarse presiones diferenciales medias y éstas pueden transmitirse desde un sensor de presión, acoplado a una o más aberturas de la válvula, hasta el controlador (por ejemplo, implementando un algoritmo de controlador PID (controlador Proporcional-Integral-Derivativo) ) . El controlador compara la presión diferencial media medida contra la presión diferencial media deseada (por ejemplo, recibida del usuario o determinada sobre la base de la información recibida del usuario) . El controlador determina a continuación el VDC modificado para reducir una diferencia entre la presión diferencial media deseada y la presión diferencial media medida. En algunas realizaciones, pueden realizarse múltiples iteraciones para reducir la diferencia entre la presión diferencial media medida y la presión diferencial media deseada.

El documento de patente US 2008/0149197 A1 describe un sistema neumático según el preámbulo de la reivindicación 1.

Breve descripción de los dibujos Para una comprensión más completa de la presente invención, se hace referencia a la siguiente descripción tomada en conjunción con los dibujos que se acompañan, en los que:

la figura 1 es una consola quirúrgica según una forma de realización;

la figura 2a es un diagrama de un sistema neumático con un sensor de presión diferencial según una forma de realización;

la figura 2b es un diagrama de un sistema neumático con sensores de presión independientes en cada abertura según una forma de realización;

la figura 3 ilustra un bisturí de vitrectomía según una forma de realización;

la figura 4 ilustra un diagrama de flujo de un procedimiento para controlar una válvula neumática según una forma de realización;

la figura 5 ilustra una forma de realización de una tabla de búsqueda para correlacionar el ciclo de trabajo de abertura con la presión diferencial media según una forma de realización; y

la figura 6 ilustra una forma de realización con una válvula neumática que incluye dos o más válvulas.

Debe entenderse que tanto la descripción general anterior como la descripción detallada siguiente se dan a modo de ejemplo y de explicación solamente y están destinadas a proporcionar una explicación adicional de la presente invención según se reivindica.

Descripción detallada de las formas de realización La figura 1 ilustra una forma de realización de una consola quirúrgica 101 para una máquina quirúrgica oftálmica neumáticamente alimentada. La consola quirúrgica 101 puede estar configurada para accionar una o más herramientas neumáticas 103. Las herramientas 103 pueden incluir, por ejemplo, tijeras, vitrectores, fórceps y módulos de inyección o extracción. Pueden utilizarse también otras herramientas 103. En funcionamiento, la máquina de cirugía oftálmica neumáticamente alimentada de la figura 1 puede funcionar para ayudar a un cirujano a realizar diversas intervenciones quirúrgicas oftálmicas, tal como una vitrectomía. Un gas comprimido, tal como nitrógeno, puede proporcionar la potencia a través de la consola quirúrgica 101 necesaria para alimentar las herramientas 103. La consola quirúrgica 101 puede incluir un monitor 109... [Seguir leyendo]

1. Consola quirúrgica (101) para una máquina quirúrgica alimentada neumáticamente, que comprende:

una válvula neumática (217) ;

por lo menos una primera abertura (213) y una segunda abertura (215) acopladas a la válvula, estando la válvula configurada para proporcionar gas presurizado alternativamente a cada una de entre la primera y segunda aberturas;

por lo menos un sensor de presión (211, 212a, 212b) acoplado por lo menos a una de entre la primera y segunda aberturas; y

un controlador (205) acoplado a la válvula y al sensor o sensores de presión, pudiendo el controlador hacerse 15 funcionar para controlar los tiempos de apertura y cierre del canal de la válvula según un ciclo de trabajo de válvula;

caracterizada porque el controlador está configurado para recibir datos de presión de dicho por lo menos un sensor de presión para determinar un diferencial de presión entre la primera y segunda aberturas;

el controlador está configurado para modificar el ciclo de trabajo de válvula sobre la base de los datos de presión recibidos, determinando un ciclo de trabajo de válvula modificado (409) para reducir una diferencia entre la presión 25 diferencial determinada y una presión diferencial media deseada.

2. Consola quirúrgica según la reivindicación 1, en la que el controlador (205) está configurado para recibir datos de presión de dicho por lo menos un sensor de presión (211) para ser utilizados para determinar una presión diferencial medida entre la primera abertura (213) y la segunda abertura (215) , y en la que el controlador está configurado para modificar el ciclo de trabajo de válvula sobre la base de una diferencia entre la presión diferencial medida y una presión diferencial media deseada.

3. Consola quirúrgica según la reivindicación 1, en la que la válvula neumática (217) comprende dos o más válvulas conjuntamente controladas para proporcionar gas presurizado alternativamente a la primera abertura (213) y a la segunda abertura (215) , y en la que el control de los tiempos de apertura y cierre del canal de la válvula según el ciclo de trabajo de válvula comprende el control de los tiempos de apertura y cierre del canal de válvula de las dos o más válvulas según el ciclo de trabajo de válvula.

4. Consola quirúrgica según la reivindicación 1, en la que un tiempo de apertura de válvula corresponde a un tiempo para abrir una primera abertura (213) y en la que un tiempo de cierre de válvula corresponde a un tiempo para cerrar la primera abertura, coincidiendo el cierre de la primera abertura con la abertura de una segunda abertura (215) , de tal manera que el aire presurizado sea dirigido por la válvula a través de la primera abertura o la segunda abertura.

5. Consola quirúrgica según la reivindicación 1, en la que dicho por lo menos un sensor de presión (212a, 212b) comprende un sensor de presión diferencial acoplado a la primera abertura (213) y a la segunda abertura (215) para determinar una presión diferencial entre la primera abertura y la segunda abertura.

6. Consola quirúrgica según la reivindicación 2, en la que el controlador (205) determina una presión diferencial

media medida entre la primera abertura (213) y la segunda abertura (215) y utiliza la presión diferencial media medida para modificar el ciclo de trabajo de válvula por lo menos dos veces durante un intervalo de funcionamiento continuo de la válvula.

7. Consola quirúrgica según la reivindicación 6, en la que un ciclo de trabajo de abertura deseado es recibido de un 55 usuario a través de una interfaz de usuario de la consola quirúrgica y en la que el ciclo de trabajo de abertura se traduce en una presión diferencial media a través de un circuito traductor de decalaje (203) .

8. Consola quirúrgica según la reivindicación 1, en la que dicho por lo menos un sensor de presión (212a, 212b) comprende un primer sensor de presión acoplado a la primera abertura (213) y un segundo sensor de presión 60 acoplado a la segunda abertura (215) , y en la que el controlador (205) está configurado para comparar la información de presión del primer sensor de presión y el segundo sensor de presión para modificar el ciclo de trabajo de válvula.

9. Consola quirúrgica según la reivindicación 2, en la que la presión diferencial medida comprende una presión 65 diferencial media medida.

10. Consola quirúrgica según la reivindicación 9, en la que la válvula (217) está configurada para accionar una herramienta neumática (103) y en la que la consola quirúrgica (101) comprende además una herramienta neumática acoplada a la consola quirúrgica, siendo la herramienta neumática un bisturí de vitrectomía (225) .

11. Consola quirúrgica según la reivindicación 1, en la que un tiempo de válvula total es igual aproximadamente al tiempo de apertura de válvula más el tiempo de cierre de válvula para un ciclo de válvula, y en la que el ciclo de trabajo de válvula es un porcentaje del tiempo de válvula total para que el controlador indique a la válvula que dirija el gas a través de la primera abertura (213) .

12. Consola quirúrgica según la reivindicación 1, en la que el controlador (205) regula la presión aplicada a la válvula

(217) para equilibrar entre las presiones inferiores para reducir el consumo de aire y las presiones superiores para tasas de corte más rápidas e incrementar un rango dinámico de tasas de corte disponibles.

13. Procedimiento de ajuste de una válvula (217) de un sistema neumático quirúrgico para una máquina quirúrgica alimentada neumáticamente, que comprende:

hacer funcionar un sistema neumático que comprende una válvula neumática configurada para operar cíclicamente entre una primera posición y una segunda posición (405) , siendo el gas presurizado dirigido a una primera abertura, cuando la válvula está en la primera posición y siendo el gas presurizado dirigido a una segunda abertura, cuando la válvula está en la segunda posición;

recibir información de presión de por lo menos un sensor de presión acoplado a por lo menos una de entre la primera y segunda aberturas;

utilizar la información de presión recibida para determinar (407) una presión diferencial entre la primera y segunda aberturas;

determinar un ciclo de trabajo de válvula modificado (409) para reducir una diferencia entre la presión diferencial determinada y una presión diferencial media deseada; y

ajustar los tiempos de apertura/cierre de válvula (411) según el ciclo de trabajo de válvula modificado.

14. Procedimiento según la reivindicación 13, en el que la válvula neumática (217) comprende dos o más válvulas controladas conjuntamente para proporcionar gas presurizado alternativamente a la primera abertura y a la segunda abertura, en el que la primera posición comprende la abertura de una primera válvula de las dos o más válvulas y en el que la segunda posición comprende abrir una segunda válvula de las dos o más válvulas.

15. Procedimiento según la reivindicación 13, en el que dicho por lo menos un sensor de presión (211) comprende un sensor de presión diferencial acoplado a la primera abertura (213) y a la segunda abertura (215) para determinar una presión diferencial entre la primera abertura y la segunda abertura.

16. Procedimiento según la reivindicación 13, que comprende además determinar una presión diferencial entre la primera abertura (213) y la segunda abertura (215) y utilizar la presión diferencial para modificar el ciclo de trabajo de válvula por lo menos dos veces durante un intervalo de funcionamiento continuo de la válvula.

17. Procedimiento según la reivindicación 13, que comprende además:

recibir la presión diferencial media deseada de un usuario (401) ;

recibir un ciclo de trabajo de abertura deseado del usuario a través de una interfaz de usuario de la consola quirúrgica (401) ; y

traducir el ciclo de trabajo de abertura (403) en una presión diferencial media a través de un traductor de decalaje (203) .

18. Procedimiento según la reivindicación 13, en el que la recepción de la información de presión de por lo menos un sensor de presión comprende recibir información de presión de un primer sensor de presión acoplado a la primera abertura (213) y recibir información de presión de un segundo sensor de presión acoplado a la segunda abertura (215) .

19. Procedimiento según la reivindicación 13, en el que un tiempo de válvula total es igual aproximadamente al tiempo de apertura de válvula más el tiempo de cierre de válvula para un ciclo de válvula, y en el que el ciclo de trabajo de válvula es un porcentaje del tiempo de válvula total para que el controlador indique a la válvula que dirija el gas a través de la primera abertura (213) .

20. Procedimiento según la reivindicación 13, en el que la presión diferencial determinada es una presión diferencial

media determinada y en el que la determinación de la presión diferencial comprende determinar la presión diferencial media entre la primera abertura (213) y la segunda abertura (215) durante un periodo de tiempo.