Un sistema para implementar procedimientos quirúrgicos que comprende:

una pieza (30) de mano quirúrgica ultrasónica que tiene un efector (32) de extremo separable;

una consola (10) del generador para controlar la pieza de mano, en el que la consola del generador envía unacorriente de accionamiento para accionar la pieza de mano que imparte movimiento longitudinal ultrasónico alefector de extremo; y

una memoria (400) dispuesta con el efector de extremo

caracterizado porque la memoria (400) almacena un límite de deficiencia y un límite de deshabilitación, y en elque la consola (10) ordena a la pieza (30) de mano operar en un modo de alarma si el número de cuchillasdefectuosas encontradas en un periodo de tiempo de funcionamiento de la pieza de mano supera el límite dedeficiencia, y la consola deshabilita la pieza de mano si el número de cuchillas defectuosas encontradas en elperiodo de tiempo supera el límite de deshabilitación.

Aparato para alertar a funciones de generador en un sistema quirúrgico ultrasónico

Antecedentes de la invencion

1. Campo de la invencion

La presente invención se refiere, en general, a un aparato y un procedimiento para alertar a funciones de generador en un sistema quirúrgico ultrasónico y, más en particular, a un sistema quirúrgico ultrasónico para proporcionar información a un generador desde un instrumento quirúrgico ultrasónico.

2. Descripcion de la tecnica relacionada

Se sabe que los láseres y bisturís eléctricos pueden utilizarse como un instrumento quirúrgico para realizar la doble

función de efectuar simultáneamente la incisión y hemostasis de tejido blando cauterizando tejidos y vasos sanguíneos. Sin embargo, tales instrumentos emplean temperaturas muy altas para conseguir la coagulación, provocando la vaporización y el desprendimiento de gases así como salpicaduras. Adicionalmente, el uso de tales instrumentos a menudo da como resultado zonas relativamente amplias de daño de tejido térmico.

El corte y la cauterización de tejido por medio de cuchillas quirúrgicas que se hacen vibrar a grandes velocidades

mediante mecanismos de accionamiento ultrasónicos también son ampliamente conocidos. Uno de los problemas asociados con tales instrumentos de corte ultrasónicos son las vibraciones no controladas o no amortiguadas y el calor así como la fatiga del material resultante de los mismos. Se han realizado intentos en un entorno de quirófano de controlar este problema de calentamiento mediante la inclusión de sistemas de refrigeración con intercambiadores de calor para refrigerar la cuchilla. En un sistema conocido, por ejemplo, el sistema de

fragmentación de tejido y corte ultrasónico requiere un sistema de refrigeración ampliado con una envoltura de circulación de agua y medios para la irrigación y aspiración del lugar de corte. Otro sistema conocido requiere la aportación de fluidos criogénicos a la cuchilla de corte.

Se conoce el limitar la corriente entregada al transductor como medio para limitar el calor generado en el mismo. Sin embargo, esto podría dar como resultado una potencia insuficiente para la cuchilla en un momento cuando es 25 necesaria para el tratamiento más eficaz del paciente. La patente estadounidense Nº 5.026.387 de Thomas, que está transferida al cesionario de la presente solicitud, da a conocer un sistema para controlar el calor en un sistema de hemostasis y corte quirúrgico ultrasónico sin el uso de un refrigerante, controlando la energía de accionamiento suministrada a la cuchilla. En el sistema según esta patente se proporciona un generador ultrasónico que produce una señal eléctrica de una tensión, corriente y frecuencia particulares, por ejemplo 55.500 ciclos por segundo. El 30 generador está conectado mediante un cable a una pieza de mano que contiene elementos piezocerámicos que forman un transductor ultrasónico. En respuesta a un interruptor en la pieza de mano o un interruptor de pie conectado al generador mediante otro cable, la señal del generador se aplica al transductor, lo que provoca una vibración longitudinal de sus elementos. Una estructura conecta el transductor a una cuchilla quirúrgica, que por tanto se hace vibrar a frecuencias ultrasónicas cuando se aplica la señal del generador al transductor. La estructura

está diseñada para resonar a la frecuencia seleccionada, amplificando por tanto el movimiento iniciado por el transductor.

La señal proporcionada al transductor se controla para proporcionar potencia bajo demanda al transductor en respuesta a la detección continua o periódica de la situación de carga (contacto con el tejido o retirada) de la cuchilla. Como resultado, el dispositivo pasa automáticamente desde un estado inactivo, de baja potencia, hasta un

estado de corte, de alta potencia que puede seleccionarse dependiendo de si el bisturí está o no en contacto con el tejido. Puede seleccionarse manualmente un tercer modo de coagulación de alta potencia con vuelta automática a un nivel de potencia inactivo cuando la cuchilla no está en contacto con el tejido. Puesto que la potencia ultrasónica no se suministra continuamente a la cuchilla, genera menos calor ambiental, pero imparte suficiente energía al tejido para incisiones y cauterización cuando es necesario.

45 El sistema de control en la patente de Thomas es del tipo analógico. Un bucle de bloqueo de fase que incluye un oscilador controlado por tensión, un divisor de frecuencia, un interruptor de potencia, un circuito comparador y un detector de fase, estabiliza la frecuencia aplicada a la pieza de mano. Un microprocesador controla la cantidad de potencia muestreando la frecuencia, corriente y tensión aplicados a la pieza de mano, porque estos parámetros cambian con la carga sobre la cuchilla.

50 La curva de potencia frente a carga en un generador en un sistema quirúrgico ultrasónico típico, como el descrito en la patente de Thomas tiene dos segmentos. El primer segmento tiene una pendiente positiva de potencia creciente, a medida que aumenta la carga, lo que indica entrega de corriente constante. El segundo segmento tiene una pendiente negativa de potencia decreciente a medida que aumenta la carga, lo que indica una tensión de salida constante o saturada. La corriente regulada para el primer segmento está fijada por el diseño de los componentes

55 electrónicos y la tensión del segundo segmento está limitada por la tensión de salida máxima del diseño. Esta disposición no es flexible puesto que las características de potencia frente a carga de la salida de un sistema de este tipo no pueden optimizarse para diversos tipos de transductores de pieza de mano y cuchillas ultrasónicas. El

rendimiento de los sistemas de potencia ultrasónicos analógicos tradicionales para instrumentos quirúrgicos se ve afectado por las tolerancias de los componentes y su variabilidad en la electrónica del generador debido a cambios en la temperatura de funcionamiento. En particular, los cambios de temperatura pueden provocar amplias variaciones en parámetros del sistema clave tales con el intervalo de bloqueo de frecuencia, el nivel de señal de accionamiento, y otras medidas de rendimiento del sistema.

Con el fin de operar un sistema quirúrgico ultrasónico de una manera eficaz, durante el arranque se barre la frecuencia de la señal suministrada al transductor de pieza manual sobre un intervalo para ubicar la frecuencia de resonancia. Una vez que se encuentra, el bucle de bloqueo de fase del generador se bloquea a la frecuencia de resonancia, sigue la supervisión del ángulo de fase corriente a tensión del transductor y mantiene al transductor resonando accionándolo a la frecuencia de resonancia. Una función clave de tales sistemas es mantener al transductor resonando a través de cambios de carga y temperatura que varían la frecuencia de resonancia. Sin embargo, estos sistemas de accionamiento ultrasónicos tradicionales tienen de poca a ninguna flexibilidad con respecto al control de frecuencia adaptativo. Tal flexibilidad es clave para la capacidad del sistema de discriminar resonancias no deseadas. En particular, estos sistemas sólo pueden buscar resonancia en una dirección, es decir, con frecuencias crecientes o decrecientes y su patrón de búsqueda es fijo. El sistema no puede saltar a otros modos de resonancia o tomar cualquier decisión heurística tal como qué resonancia/s saltar o bloquear y garantizar la entrega de potencia sólo cuando se consigue el bloqueo de frecuencia apropiado.

Los sistemas de generador ultrasónicos de la técnica anterior también tienen poca flexibilidad con respecto al control de amplitud, lo que podría permitir al sistema emplear algoritmos de control adaptativo y tomar decisiones. Por ejemplo, estos sistemas fijos carecen de la capacidad de tomar decisiones heurísticas con respecto al accionamiento de salida, por ejemplo, corriente o frecuencia, basándose en la carga sobre la cuchilla y/o el ángulo de fase corriente a tensión. También limita la capacidad del sistema para establecer niveles de señal de accionamiento del transductor óptimos para un rendimiento eficaz constante, lo que aumentaría la vida útil del transductor y garantizaría condiciones de funcionamiento seguras para la cuchilla. Además, la falta de control sobre el control de amplitud y frecuencia reduce la capacidad del sistema de realizar pruebas de diagnóstico... [Seguir leyendo]

1. Un sistema para implementar procedimientos quirúrgicos que comprende:

una pieza (30) de mano quirúrgica ultrasónica que tiene un efector (32) de extremo separable;

una consola (10) del generador para controlar la pieza de mano, en el que la consola del generador envía una corriente de accionamiento para accionar la pieza de mano que imparte movimiento longitudinal ultrasónico al efector de extremo; y

una memoria (400) dispuesta con el efector de extremo

caracterizado porque la memoria (400) almacena un límite de deficiencia y un límite de deshabilitación, y en el que la consola (10) ordena a la pieza (30) de mano operar en un modo de alarma si el número de cuchillas defectuosas encontradas en un periodo de tiempo de funcionamiento de la pieza de mano supera el límite de deficiencia, y la consola deshabilita la pieza de mano si el número de cuchillas defectuosas encontradas en el periodo de tiempo supera el límite de deshabilitación;

2. Un sistema según la reivindicación 1, en el que el efector (32) de extremo tiene una funda, y la memoria (400) está dispuesta en la funda del efector de extremo.

3. Un sistema según la reivindicación 1, en el que el efector de extremo se selecciona del grupo que consiste en una cuchilla, cizalla, tijeras y fórceps y la memoria (400) está dispuesta en un asa, un mango o y una parte de soporte del efector de extremo.

4. Un sistema según la reivindicación 1, en el que la memoria (400) está dispuesta de un eje de montaje de la cuchilla del efector de extremo

5. Un sistema según la reivindicación 1, en el que la consola (10) lee información almacenada en la memoria (400) para determinar si está presente una cadena de datos y la pieza (30) de mano se autentifica para su uso con la consola si está presente la cadena de datos.

6. El sistema de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la memoria (400) almacena un límite de alarma y un límite de deshabilitación, en el que la consola (10) ordena a la pieza (30) de mano operar en un modo de alarma si una temperatura de la pieza de mano supera el límite de alarma, y la consola deshabilita la pieza de mano si la temperatura de la pieza de mano supera el límite de deshabilitación.

7. El sistema de la reivindicación 5, en el que la pieza (30) de mano se autentifica para su uso con la consola (10) utilizando comprobación de redundancia cíclica (CRC) implementada en un firmware programado en la memoria.

8. El sistema de la reivindicación 5, en el que la cadena de datos es un código encriptado, y la pieza (30) de mano se autentifica para su uso con la consola descodificando un algoritmo de encriptación correspondiente en la consola y proporcionando un patrón de datos de respuesta.

9. El sistema de la reivindicación 1, en el que el límite de deficiencia y el límite de deshabilitación se reinicializan basándose en condiciones de funcionamiento variadas de la pieza (30) de mano.

10. El sistema de la reivindicación 1, en el que la consola (10) se reprograma leyendo un código de reprogramación almacenado en la memoria si se determina que es necesaria una reprogramación de la consola , y la consola se actualiza leyendo un código de actualización almacenado en la memoria si se determina que es necesaria una actualización de la consola .

11. El sistema de la reivindicación 1, en el que la información almacenada en la memoria (400) incluye una frecuencia resonante nominal, un punto de barrido de inicio y un punto de barrido de parada que delimitan un intervalo de frecuencia, por lo que puede efectuarse un barrido de frecuencia bajo el control de la consola en el intervalo de frecuencia para detectar una frecuencia resonante para operar la pieza de mano.

12. El sistema de la reivindicación 1, en el que la información almacenada en la memoria incluye una frecuencia resonante nominal, una cantidad de desviación y una cantidad de margen a partir de las que se calcula un intervalo de frecuencia, por lo que puede efectuarse un barrido de frecuencia bajo el control de la consola en el intervalo de frecuencia para detectar una frecuencia resonante para operar la pieza de mano.

13. El sistema de la reivindicación 1, en el que la memoria (400) consiste en una memoria de sólo lectura programable borrable eléctricamente (EEPROM) , memoria de sólo lectura (ROM) , memoria de sólo lectura programable borrable (EPROM) , memoria de acceso aleatorio (RAM) , lógica de disposición programable (PAL) , disposición lógica programable (PLA) , dispositivo de almacenamiento serie analógico, circuito integrado de almacenamiento de sonido, un dispositivo de memoria en conjunción con un dispositivo de manipulación numérica que incluye un microprocesador para el fin de encriptación, memoria volátil que se alimenta mediante un dispositivo que consiste en una pila, batería y condensador.