Un dispositivo (100) insertable en una estructura que tiene una cavidad,

que comprende:

un primer alojamiento (102);

al menos un elemento funcional (106) conectado de modo movible con el primer alojamiento (102), que permite que el elemento funcional (106) se desplace en un tercer grado de libertad translacional esencialmente en línea con un alargado (120) del dispositivo;

al menos un elemento de actuación (108, 190) conectado con el primer alojamiento (102) y con el elemento funcional

(106) para desplazar el elemento funcional (106) con relación al primer alojamiento (102) en un primer grado de libertad rotacional esencialmente perpendicular al eje alargado (120) del dispositivo para recoger y extraer el elemento funcional (106) del primer alojamiento (102), y para desplazar el elemento funcional (106) a lo largo del tercer grado de libertad;

una lanzadera (135) capaz de moverse en relación con el primer alojamiento (102) a lo largo del eje alargado (120) del dispositivo, en la que el elemento funcional (106) está conectado de modo movible con la lanzadera (125) para mover la lanzadera a lo largo del eje alargado (120);

un dispositivo de accionamiento (220) y al menos un circuito eléctrico dispuesto en el primer alojamiento (102) para acoplar al menos uno del elemento funcional (106), la lanzadera (135), y el al menos un elemento de actuación (108, 190) con el dispositivo de accionamiento (220); y caracterizado porque

el circuito eléctrico comprende al menos un cable (202) dispuesto en al menos una porción de una longitud del primer alojamiento (102), y al menos un contacto (204) asociado con la lanzadera (135), en el que el contacto está adaptado para permanecer en contacto con el cable a medida que la lanzadera se desplaza en el primer alojamiento.

Dispositivo insertable y sistema para un procedimiento de acceso mínimo

La presente solicitud es una continuación en parte de la solicitud de patente norteamericana nº 10/620298, presentada el 15 de julio de 2003.

Antecedentes de la invención

La presente invención se refiere a sistemas y dispositivos para su uso en conexión con procedimientos de acceso mínimo o limitado, tales como procedimientos quirúrgicos mínimamente invasivos.

Los procedimientos quirúrgicos mínimamente invasivos, por ejemplo, los procedimientos de laparoscopia, presentan unos tiempos de recuperación del paciente dramáticamente reducidos. Sin embargo, los tiempos de recuperación reducidos tienen como resultado correspondiente un aumento en la complejidad de los procedimientos quirúrgicos, desde la perspectiva del cirujano. Esto se debe en parte a las incisiones características relativamente pequeñas, por ejemplo de aproximadamente 15 mm de diámetro, a través de las cuales accede el cirujano a un campo quirúrgico para realizar la cirugía mínimamente invasiva. El acceso limitado añade complejidad a los procedimientos quirúrgicos ya que los cirujanos deben manipular de modo remoto instrumentos suficientemente pequeños a través de las incisiones y asimismo deben visualizar el campo quirúrgico a través de las pequeñas incisiones.

Los sistemas de obtención de imágenes que proporcionan una visión del campo quirúrgico para un procedimiento quirúrgico de acceso mínimo incluyen típicamente un endoscopio, por ejemplo, un instrumento tubular que contiene lentes ópticas y guías de luz que alimentan imágenes a una cámara de video externa y a un monitor, tal como el endoscopio divulgado en la patente norteamericana 4.651.201. Sin embargo, los endoscopios presentan inconvenientes. Por ejemplo, debido a que el cirujano generalmente está utilizando ambas manos para manipular otros instrumentos utilizados en el procedimiento, por ejemplo fórceps, tijeras, sondas de coagulación/cauterización, etc. se requiere un asistente para sostener y orientar el endoscopio para ajustar la visión durante el procedimiento. Recientemente se ha introducido la robótica para automatizar la tarea de orientar el endoscopio durante los procedimientos quirúrgicos mínimamente invasivos, tal como el sistema endoscópico automatizado para posicionamiento óptimo ("AESOP") . El AESOP utiliza un brazo robótico que es dirigido por comandos hablados para orientar el endoscopio. Aunque el AESOP asume la carga del asistente y proporciona una visión del campo mucho más estable, el equipamiento necesario para el AESOP es complejo y ocupa una gran parte del quirófano.

Un manipulador endoscópico robótico más pequeño y sencillo que puede ser situado directamente sobre el punto de inserción fue desarrollado por el Institute National de Recherche en Informatique et Automatique ("INRIA") . Sin embargo, el sistema de INRIA así como otros sistemas robóticos fracasan a la hora de abordar el intervalo limitado disponible de movimiento alrededor del fulcro en la pared abdominal a través de la cual pasa el endoscopio así como otros instrumentos para acceder al campo quirúrgico. El intervalo limitado de movimiento se traduce en límites con relación a grado de libertad con el que los instrumentos pueden ser orientados hacia el campo quirúrgico.

Se han propuesto sistemas de endoscopio activos o híper-endoscopios, consistentes generalmente en un brazo robótico multi-articulado con una cámara montada en el mismo, tal como el endoscopio activo divulgado en la patente japonesa 2000175865, que proporciona libertad adicional con relación a orientar la cámara del endoscopio. Sin embargo, estos sistemas requieren de una incisión dedicada para que el endoscopio acceda al campo quirúrgico y requieren típicamente un voltaje relativamente alto para accionar los actuadores necesarios para manipular el híper-endoscopio, lo cual desde un punto de vista de seguridad puede ser problemático cuando se utiliza en procedimientos quirúrgicos. Las cámaras de pastilla ha sido adaptadas asimismo para obtener imágenes de secciones del intestino delgado que están fuera del alcance de una colonoscopia, tales como la cámara de pastilla descrita en la patente norteamericana 5.604.531 y en la patente norteamericana 6.428.469. Sin embargo, las cámaras de pastilla no incluyen generalmente medios para orientar la cámara; antes bien, las cámaras de pastilla se basan meramente en los movimientos peristálticos para orientar la cámara.

Por lo tanto existe una necesidad de sistemas y dispositivos para procedimientos de acceso mínimo que no requieran de un asistente para sostener y orientar un instrumento y que proporcionen una libertad adicional o mayor de la que proporciona un endoscopio u otro instrumento con relación a la orientación del instrumento hacia la ubicación de interés. Existe asimismo una necesidad de sistemas y dispositivos para procedimientos de acceso mínimo que proporcionen una libertad adicional o mayor con relación a orientar el instrumento hacia una ubicación de interés de la que proporciona un endoscopio activo o híper-endoscopio, que no requiera de una incisión dedicada para el instrumento de acceso al sitio.

Un ejemplo de un sistema y dispositivo insertable para un procedimiento de acceso mínimo se divulga en la solicitud de patente norteamericana nº 2005/0014994. El dispositivo es un dispositivo de elemento único o multifuncional que puede ser insertado y situado o implantado temporalmente en una estructura que tiene una cavidad de espacio hueco, tal como la cavidad abdominal de un sujeto, para proporcionar con eso acceso a la ubicación de interés en conexión con procedimientos quirúrgicos mínimamente invasivos.

Sumario de la invención

La presente invención proporciona generalmente un dispositivo insertable de elemento único o multifuncional de acuerdo con las reivindicaciones adjuntas, que puede ser insertado y situado o implantado temporalmente en una estructura que tiene una cavidad o espacio hueco. Una vez insertado en la cavidad de la estructura, el dispositivo se une o se asegura de modo retirable al interior de la estructura, tal como al interior de la pared abdominal de un sujeto, cerca de una ubicación de interés, de modo que el elemento o elementos funcionales pueden ser orientados respecto al mismo, preferiblemente para inspeccionar el área de interés. El aspecto insertable e implantable de la presente invención obvia el inconveniente asociado con endoscopios, así como con otros instrumentos, del movimiento limitado alrededor de un punto de inserción al permitir que el cirujano mueva el dispositivo a diferentes localizaciones en la pared abdominal. Además, el aspecto insertable permite que un cirujano inserte una pluralidad de dispositivos en la cavidad de la estructura a través de una única incisión aumentando así el acceso al campo con incisiones mínimas. Aunque la presente invención puede ser descrita a modo de ejemplo con relación a procedimientos quirúrgicos mínimamente invasivos, se entiende que la invención es aplicable igualmente para proporcionar imágenes, así como para diversas otras funcionalidades, de numerosas estructuras con una cavidad, y por lo tanto no está limitado a eso. La expresión obtención de imágenes se utiliza aquí para denotar generalmente la producción de una imagen de un sitio, tal como la producción de una imagen de vídeo de un campo quirúrgico.

La presente invención proporciona además un dispositivo insertable que tiene uno o más elementos funcionales configurados para tener o exhibir diversos grados de libertad de movimiento con respecto a orientar los elementos funcionales. Cuando el elemento funcional o elemento es un elemento de cámara, el dispositivo proporciona un campo de visión más amplio del campo quirúrgico del proporcionado por cámaras endoscópicas corrientes. Adicionalmente, el dispositivo insertable así configurado proporciona acceso a una ubicación de interés desde múltiples y diferentes orientaciones o perspectivas en la cavidad, tal como dicte el procedimiento, obviando además el inconveniente asociado con endoscopios de la movilidad limitada alrededor del punto de inserción. En un modo de realización de elemento multi-cámara de la invención, el dispositivo de obtención de imágenes proporciona múltiples vistas seleccionables del sitio y puede ser utilizado en conexión con un sistema de obtención de imágenes estereoscópicas para proporcionar una vista estereoscópica del campo quirúrgico para recrear el sentido de profundidad que se pierde con un monitor de vídeo tradicional.... [Seguir leyendo]

1. Un dispositivo (100) insertable en una estructura que tiene una cavidad, que comprende:

un primer alojamiento (102) ;

al menos un elemento funcional (106) conectado de modo movible con el primer alojamiento (102) , que permite que el elemento funcional (106) se desplace en un tercer grado de libertad translacional esencialmente en línea con un alargado (120) del dispositivo;

al menos un elemento de actuación (108, 190) conectado con el primer alojamiento (102) y con el elemento funcional

(106) para desplazar el elemento funcional (106) con relación al primer alojamiento (102) en un primer grado de libertad rotacional esencialmente perpendicular al eje alargado (120) del dispositivo para recoger y extraer el elemento funcional (106) del primer alojamiento (102) , y para desplazar el elemento funcional (106) a lo largo del tercer grado de libertad;

una lanzadera (135) capaz de moverse en relación con el primer alojamiento (102) a lo largo del eje alargado (120) del dispositivo, en la que el elemento funcional (106) está conectado de modo movible con la lanzadera (125) para mover la lanzadera a lo largo del eje alargado (120) ;

un dispositivo de accionamiento (220) y al menos un circuito eléctrico dispuesto en el primer alojamiento (102) para acoplar al menos uno del elemento funcional (106) , la lanzadera (135) , y el al menos un elemento de actuación (108, 190) con el dispositivo de accionamiento (220) ; y caracterizado porque

el circuito eléctrico comprende al menos un cable (202) dispuesto en al menos una porción de una longitud del primer alojamiento (102) , y al menos un contacto (204) asociado con la lanzadera (135) , en el que el contacto está adaptado para permanecer en contacto con el cable a medida que la lanzadera se desplaza en el primer alojamiento.

2. El dispositivo insertable de la reivindicación 1, en el que el elemento funcional (106) comprende un dispositivo de adquisición de datos.

3. El dispositivo insertable de la reivindicación 2, en el que el dispositivo de adquisición de datos se selecciona del grupo que comprende un elemento de cámara, un sensor, una sonda ultrasónica, y un dispositivo de realimentación háptico; o

en el que el sensor se selecciona de grupo que comprende un sensor de oxígeno, un sensor de tensión o deformación, un sensor de temperatura, y un sensor de presión.

4. El dispositivo insertable de la reivindicación 1, en el que el elemento funcional (106) comprende un efector, y en el que el efector es seleccionado posiblemente (opcionalmente) del grupo que comprende una luz, un láser, un elemento de disección, una aguja, un sujetador, un escalpelo, un instrumento diatérmico, un instrumento de cauterización, un instrumento de sutura, y un instrumento de grapado.

5. El dispositivo insertable de la reivindicación 1, en el que el elemento funcional (106) comprende:

i. un elemento de cámara que comprende uno de un sensor de obtención de imágenes CMOS y un sensor de imagen CCD; o

ii. un elemento de cámara que comprende un alojamiento de lente que tiene una lente en el mismo, y un sensor de obtención de imágenes montado en el alojamiento de lente para realizar ajustes focales.

6. El dispositivo insertable de la reivindicación 1, en el que el elemento funcional (106) está conectado de modo movible con el primer alojamiento (102) , permitiendo que el elemento funcional (106) sea desplazado en al menos un segundo grado de libertad rotacional esencialmente en línea con un eje alargado (120) del dispositivo y un tercer grado de libertad de traslación esencialmente en línea con el eje alargado (120) , y en el que el al menos un elemento de actuación (108, 190) es para mover el elemento funcional (106) en relación con el primer alojamiento (102) en al menos uno del segundo grado y el tercer grado de libertad, y opcionalmente en el que el al menos un elemento de actuación (108) comprende una pluralidad de elementos de actuación, en el que cada uno de la pluralidad de elementos de actuación es para mover el elemento funcional (106) en relación con el primer alojamiento (102) en uno de los grados de libertad.

7. El dispositivo insertable de la reivindicación 1, en el que el dispositivo es un instrumento de tipo sonda para procedimientos de acceso mínimo y el primer alojamiento (102) tiene un cuerpo tubular, y opcionalmente en el que el instrumento de tipo sonda incluye al menos uno seleccionado del grupo que comprende un endoscopio, un sujetador, y un disector.

8. El dispositivo insertable de la reivindicación 1, que comprende un segundo alojamiento (112) unido de modo giratorio al primer alojamiento (102) y en el que el al menos un elemento de actuación (108) está conectado además con el segundo alojamiento (112) , el elemento de actuación (108) es capaz de mover el elemento funcional (106) en relación con el primer alojamiento (102) en un segundo grado de libertad rotacional esencialmente en línea con un

eje alargado (120) del dispositivo girando el primer alojamiento (102) con relación al segundo alojamiento (112) .

9. El dispositivo insertable de la reivindicación 1, en el que el contacto (204) comprende un cojinete de bolas dispuesto en un rebaje en la lanzadera (135) .

10. El dispositivo insertable de la reivindicación 1, en el que el contacto (204) es empujado hacia el cable (202) para

mantener un contacto continuo con el cable (202) a medida que la lanzadera (135) se desplaza en el primer 10 alojamiento (102) .

11. El dispositivo insertable de la reivindicación 1, que comprende al menos un circuito eléctrico (5) para conducir energía y al menos un circuito eléctrico para comunicar datos, o

en el que al menos uno del elemento funcional (106) , la lanzadera (135) , y el elemento de actuación (108, 190) comparten al menos una porción del circuito eléctrico.