Sistema quirúrgico (100), presentando el sistema quirúrgico una pieza de mano de ultrasonidos (112),

presentando la pieza de mano de ultrasonidos una punta de corte (113), comprendiendo el sistema unos medios para:determinar (410) un cambio en un primer parámetro de funcionamiento del sistema quirúrgico;determinar (420) un estado de oclusión basándose en el cambio; yajustar (430) una cantidad de potencia suministrada a la punta de corte de la pieza de mano de ultrasonidos sobre la base de la etapa de oclusión determinada,caracterizado porque presenta unos medios para:muestrear una tasa real de cambio en el primer parámetro de funcionamiento durante el funcionamiento del sistema quirúrgico;comparar la tasa de muestreo de cambio con una tasa patrón predefinida de cambio en por lo menos un primer parámetro de funcionamiento; yajustar dicha potencia en respuesta a una coincidencia o correlación suficiente establecida por dicha comparación

Sistema para controlar un sistema quirúrgico basado en una tasa de cambio de un parámetro de funcionamiento.

Campo de la invención

La presente invención se refiere, en general, al campo de la cirugía oftálmica y, más particularmente, a un sistema para controlar parámetros quirúrgicos de un sistema de facoemulsificación basado en una tasa de cambio de un parámetro de funcionamiento del sistema de facoemulsificación.

Antecedentes

El ojo humano funciona para proporcionar visión transmitiendo luz a través de una porción exterior transparente denominada córnea y enfocando la imagen por medio del cristalino sobre la retina. La calidad de la imagen enfocada depende de muchos factores, incluyendo el tamaño y la forma del ojo, así como la transparencia de la córnea y el cristalino. Cuando la edad o una enfermedad hacen que el cristalino sea menos transparente, se deteriora la visión debido a la luz disminuida que puede transmitirse a la retina. Esta deficiencia es conocida médicamente como catarata. Un tratamiento aceptado para cataratas es retirar quirúrgicamente la catarata y sustituir el cristalino por una lente intraocular artificial (IOL). En Estados Unidos, la mayoría de los cristalinos con cataratas se retiran utilizando una técnica quirúrgica denominada facoemulsificación. Durante esta intervención, se inserta una punta de corte delgada en el cristalino enfermo y se le hace vibrar ultrasónicamente. La punta de corte vibrante licúa o emulsifica el cristalino, de modo que el cristalino pueda ser aspirado fuera del ojo. El cristalino enfermo, una vez retirado, es sustituido por una IOL.

Un dispositivo quirúrgico ultrasónico típico adecuado para una intervención oftálmica incluye una pieza de mano accionada ultrasónicamente, una punta de corte anexa, una manga de irrigación y una consola de control electrónica. El conjunto de pieza de mano se sujeta a la consola de control por medio de un cable o conector eléctrico y tubos flexibles. Un cirujano controla la cantidad de potencia ultrasónica que es suministrada a la punta de corte de la pieza de mano y aplicada al tejido en cualquier momento dado presionando un pedal para solicitar potencia hasta la cantidad máxima de potencia ajustada en la consola. Los tubos flexibles suministran fluido de irrigación al ojo y extraen de éste fluido de aspiración a través del conjunto de pieza de mano.

La parte operativa de la pieza de mano es una barra o cuerno resonante hueco, situado en el centro, que está sujeto a un grupo de cristales piezoeléctricos. Los cristales son controlados por la consola y suministran vibraciones ultrasónicas que accionan tanto el cuerno como la punta de corte anexa durante la facoemulsificación. El conjunto de cristal/cuerno está suspendido dentro del cuerpo o caparazón hueco de la pieza de mano por medio de monturas flexibles. El cuerpo de la pieza de mano termina en una porción de diámetro reducido u ojiva en el extremo distal del cuerpo. La ojiva está roscada externamente para aceptar la manga de irrigación. Asimismo, el ánima del cuerno está internamente roscada en su extremo distal para recibir las roscas externas de la punta de corte. La manga de irrigación tiene también un ánima internamente roscada que se atornilla sobre las roscas externas de la ojiva. La punta de corte se ajusta de modo que ésta sobresalga solamente una cantidad predeterminada más allá del extremo abierto de la manga de irrigación.

Durante la utilización, los extremos de la punta de corte y la manga de irrigación se insertan en una pequeña incisión de anchura predeterminada en la córnea, la esclerótica u otra ubicación. Una punta de corte conocida es hecha vibrar ultrasónicamente a lo largo de su eje longitudinal dentro de la manga de irrigación por el cuerno ultrasónico activado por cristales, emulsificando así el tejido seleccionado in situ. El ánima hueca de la punta de corte comunica con el ánima del cuerno, que, a su vez, comunica con el conducto de aspiración que va de la pieza de mano a la consola. Otras puntas de corte adecuadas incluyen elementos piezoeléctricos que producen oscilaciones longitudinales y torsionales. Un ejemplo de dicha punta de corte se describe en la patente US nº 6.402.769 (Boukhny).

Una fuente de presión reducida o de vacío en la consola extrae o aspira el tejido emulsificado del ojo a través del extremo abierto de la punta de corte, las ánimas de la punta de corte y del cuerno y el conducto de aspiración y lo conduce hacia un dispositivo de recogida. La aspiración del tejido emulsificado es asistida por una solución salina u otro irrigante que se inyecta en el lugar quirúrgico a través del pequeño intersticio anular entre la superficie interior de la manga de irrigación y la punta de corte.

Una técnica conocida es realizar la incisión en la cámara anterior del ojo tan pequeña como sea posible con el fin de reducir el riesgo de astigmatismo inducido. Estas pequeñas incisiones dan como resultado heridas muy estrechas que aplastan fuertemente la manga de irrigación contra la punta vibrante. La fricción entre la manga de irrigación y la punta vibrante genera calor. El riesgo de que la punta se sobrecaliente y queme el tejido es reducido por el efecto de enfriamiento del fluido aspirado que fluye dentro de la punta.

Cuando la punta llega a ocluirse o atascarse con tejido emulsificado, el flujo de aspiración puede reducirse o eliminarse, permitiendo que la punta se caliente, reduciendo así el enfriamiento y dando como resultado un incremento de temperatura que puede quemar el tejido en la incisión. Además, durante la oclusión, puede formarse un vacío mayor en el tubo de aspiración, de modo que cuando se rompe finalmente la oclusión, puede succionarse rápidamente una cantidad mayor de fluido desde el ojo dando como resultado posiblemente el aplastamiento del globo u otro daño al ojo.

Los dispositivos conocidos han utilizado sensores que detectan grandes aumentos en el vacío de aspiración y detectan oclusiones basándose en un nivel de vacío predeterminado particular. Sobre la base de esta oclusión detectada, puede reducirse la potencia en la pieza de mano y/o pueden incrementarse los flujos de irrigación y aspiración. Véanse las patentes US nº 5.591.127, nº 5.700.240 y nº 5.766.146 (Barwick, Jr. et al.). Sin embargo, estos dispositivos utilizan un nivel de vacío de aspiración fijo para provocar una respuesta del sistema. Este nivel fijo es un valor umbral basado en un porcentaje fijo del límite de vacío superior seleccionado. No obstante, el uso y la efectividad de tales sistemas son limitados, puesto que no responden hasta que se alcanza ese nivel de vacío preajustado. La patente US nº 6.179.808 de Boukhny et al. describe un sistema que reduce la amplitud de la señal y/o el ciclo de servicio cuando la temperatura excede un límite predeterminado, calculado sobre la base del flujo de irrigación medido o estimado.

Por tanto, los sistemas de detección de oclusión conocidos pueden mejorarse, puesto que, en realidad, los niveles de vacío pueden variar a lo largo de un corto periodo de tiempo durante diferentes etapas de la oclusión. El ajuste de este límite de vacío preestablecido demasiado bajo da como resultado que el sistema cambie prematuramente sus parámetros de funcionamiento y se mantenga en esos parámetros después de que se haya despejado la oclusión. El establecimiento del límite demasiado alto pueda dar como resultado que el sistema cambie su ajuste de manera muy próxima a la incidencia real de la oclusión y cambie su ajuste de nuevo a normal antes de que se despeje la oclusión. Además, la eficiencia de corte se maximiza cuando se ocluye la punta de corte, de modo que el incremento de la potencia cuando se detecta una condición ocluida maximiza la eficiencia de corte, pero incrementa el riesgo de sobrecalentamiento del tejido que rodea la punta.

Además, durante toda la cirugía, hay momentos en los que la punta se está presionando contra el cristalino con el fin de emulsificar el tejido del cristalino, y hay momentos en los que la punta no está en contacto con el cristalino. Sin embargo, la energía de ultrasonidos permanece activada hasta que el cirujano libera el pedal, incluso en momentos en los que se aspira el material del cristalino, el cirujano tira de la punta hacia fuera del cristalino y éste se mueve hacia fuera de la punta. La eficiencia de la cirugía disminuye y la energía desperdiciada puede provocar un calentamiento innecesario de la punta que puede incrementar la probabilidad de...

1. Sistema quirúrgico (100), presentando el sistema quirúrgico una pieza de mano de ultrasonidos (112), presentando la pieza de mano de ultrasonidos una punta de corte (113), comprendiendo el sistema unos medios para:

determinar (410) un cambio en un primer parámetro de funcionamiento del sistema quirúrgico;

determinar (420) un estado de oclusión basándose en el cambio; y

ajustar (430) una cantidad de potencia suministrada a la punta de corte de la pieza de mano de ultrasonidos sobre la base de la etapa de oclusión determinada,

caracterizado porque presenta unos medios para:

muestrear una tasa real de cambio en el primer parámetro de funcionamiento durante el funcionamiento del sistema quirúrgico;

comparar la tasa de muestreo de cambio con una tasa patrón predefinida de cambio en por lo menos un primer parámetro de funcionamiento; y

ajustar dicha potencia en respuesta a una coincidencia o correlación suficiente establecida por dicha comparación.

2. Sistema según la reivindicación 1, en el que los medios de muestreo comprenden unos medios para recoger una secuencia de muestras de datos del primer parámetro de funcionamiento.

3. Sistema según la reivindicación 2, en el que dichos medios de comparación comprenden cualquiera de entre:

unos medios para determinar una correlación lineal (805) entre la tasa muestreada de cambio y la tasa patrón predefinida de cambio en el primer parámetro de funcionamiento, comprendiendo preferentemente unos medios para realizar una transformación lineal;

unos medios para calcular una derivada de datos del primer parámetro de funcionamiento a lo largo del tiempo; o

unos medios para realizar una convolución del patrón predefinido y los datos muestreados del primer parámetro de funcionamiento.

4. Sistema según la reivindicación 1, que comprende además unos medios para muestrear una tasa real de cambio de un segundo parámetro de funcionamiento del sistema quirúrgico;

y, opcionalmente, en el que el primer parámetro de funcionamiento es un vacío de aspiración (600), el segundo parámetro de funcionamiento comprende una presión de irrigación (605), los medios para determinar (420) la etapa de oclusión se basan en las tasas de cambio del vacío de aspiración y de la presión de irrigación, o

y, opcionalmente, en el que los medios para determinar (420) la etapa de oclusión comprenden unos medios para determinar una etapa de oclusión basándose en las determinaciones que implican el primer y segundo parámetros de funcionamiento, comprendiendo el primer parámetro de funcionamiento una presión de irrigación (605), comprendiendo el segundo parámetro de funcionamiento un vacío de aspiración (600), e identificándose un comienzo de la oclusión por un vacío de aspiración creciente (610) y una presión de irrigación creciente (615), o

y, opcionalmente, en el que los medios para determinar (420) la etapa de oclusión se basan en las determinaciones que implican el primer y segundo parámetros de funcionamiento, comprendiendo el primer parámetro de funcionamiento una presión de irrigación, comprendiendo el segundo parámetro de funcionamiento un vacío de aspiración, e identificándose la oclusión completa (520) por un vacío de aspiración sustancialmente constante (630) y una presión de irrigación sustancialmente constante (635), o

y, opcionalmente, en el que los medios para determinar (420) la etapa de oclusión se basan en las determinaciones que implican el primer y segundo parámetros de funcionamiento, comprendiendo el primer parámetro de funcionamiento una presión de irrigación, comprendiendo el segundo parámetro de funcionamiento un vacío de aspiración, e identificándose la rotura (530) por un vacío de aspiración decreciente (640) y una presión de irrigación decreciente (645), o

y, opcionalmente, en el que los medios para determinar (420) una etapa de oclusión se basan en las determinaciones que implican el primer y segundo parámetros de funcionamiento, comprendiendo el primer parámetro de funcionamiento una presión de irrigación, comprendiendo el segundo parámetro de funcionamiento una presión de vacío, y presentando el periodo de recuperación (540) un vacío de aspiración sustancialmente constante (650) y una presión de irrigación sustancialmente constante (655).

5. Sistema según la reivindicación 1, en el que dichos medios para determinar (420) la etapa de oclusión se basan en determinaciones de la tasa de cambio del primer parámetro de funcionamiento y el segundo parámetro de funcionamiento, o se basan en una comparación del primer parámetro de funcionamiento y el segundo parámetro de funcionamiento.

6. Sistema según la reivindicación 1, en el que el primer parámetro de funcionamiento es el vacío de aspiración (600), o la presión de irrigación (605).

7. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que los medios para determinar (420) la etapa de oclusión comprenden unos medios para identificar un comienzo (500) o una indicación preliminar de la oclusión;

comprendiendo opcionalmente unos medios para identificar una condición de preoclusión (510), por

un vacío de aspiración creciente (610),

una presión de irrigación creciente (615),

un periodo de la condición de preoclusión (510) que presenta una presión de irrigación sustancialmente constante (625), y/o

un vacío de aspiración creciente (620) y una presión de irrigación sustancialmente constante (625).

8. Sistema según la reivindicación 7, en el que la presión de vacío aumenta después de la condición de preoclusión (510), a una tasa (620) más lenta que durante un periodo de tiempo (610) comprendido entre el comienzo (500) de la oclusión y la condición de preoclusión (510).

9. Sistema según la reivindicación 7, en el que la presión de vacío durante la condición de preoclusión (510) aumenta a una tasa (620) más lenta que durante un periodo de tiempo (610) comprendido entre un comienzo (500) de la oclusión y la condición de preoclusión (510).

10. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que los medios para determinar (420) la etapa de oclusión comprenden unos medios para identificar una oclusión completa (520);

comprendiendo opcionalmente la identificación de un vacío de aspiración sustancialmente constante (630).

11. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que los medios para determinar (420) la etapa de oclusión comprenden unos medios para identificar una rotura (530) de una oclusión;

comprendiendo opcionalmente unos medios para identificar un vacío de aspiración decreciente (640), una presión de irrigación decreciente (645) o un incremento en la presión de irrigación después de alcanzar un punto bajo (647) tras la rotura (530).

12. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que los medios para determinar (420) la etapa de oclusión comprenden unos medios para identificar una recuperación (540) de una rotura de una oclusión, comprendiendo opcionalmente unos medios para identificar una ralentización (642) de una tasa de reducción del vacío de aspiración, o una ralentización (647) de una tasa de reducción de la presión de irrigación.

13. Sistema según la reivindicación 1, que comprende además unos medios para determinar (410) una tasa de cambio de un segundo parámetro de funcionamiento del sistema quirúrgico; y unos medios para determinar (420) la etapa de oclusión basándose en una comparación del primer parámetro de funcionamiento y el segundo parámetro de funcionamiento.

14. Sistema según la reivindicación 1, en el que los medios para determinar (420) la etapa de oclusión comprenden unos medios para determinar la identificación del comienzo (500) de una oclusión, una condición de preoclusión (510) que sigue al comienzo, una oclusión completa (520) que sigue a la condición de preoclusión, una rotura (530) de la oclusión completa; o una recuperación (540) que sigue a la rotura.

15. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, en el que los medios para ajustar (430) la potencia comprenden unos medios para ajustar un ciclo de servicio de la salida de la pieza de mano de ultrasonidos, o unos medios para ajustar una amplitud o carrera de la salida de la pieza de mano de ultrasonidos.

16. Sistema según la reivindicación 1, que comprende unos medios para:

detectar (400) un patrón de datos de un vacío de aspiración;

detectar (400) un patrón de datos de una presión de irrigación;

determinar (410) una tasa de cambio del vacío de aspiración;

determinar (410) una tasa de cambio de la presión de irrigación;

determinar (420) una etapa de oclusión sobre la base de las determinaciones de la tasa de cambio; y

ajustar (430) una cantidad de potencia suministrada a la punta de corte de la pieza de mano de ultrasonidos sobre la base de la etapa de oclusión determinada.