Corte inducido electromagnéticamente con partículas de fluido pulverizadas para aplicaciones dermatológicas.

Un aparato para impartir fuerzas destructivas o perturbadoras sobre una superficie objetivo (57),

que comprende:

una primera salida construida para poner fluido por encima de una superficie objetivo; y

una segunda salida construida para escanear una energía electromagnética por encima de la superficie objetivo;

en que la primera salida comprende una salida de humidificación (71)

construida para poner una capa de humedad en forma de partículas de fluido y/o de niebla por encima de una pluralidad de puntos de la superficie objetivo de manera que diferentes partes de la capa de humedad estén simultáneamente dispuestas sobre puntos diferentes de la pluralidad de puntos; y la segunda salida comprende un escáner (51, 53, 55) construido para escanear

la energía electromagnética, por lo que la energía electromagnética es escaneada sobre las diferentes partes de la capa de humedad,

siendo absorbida la energía electromagnética procedente del escáner por encima de la pluralidad de puntos por las diferentes partes de la capa de humedad, haciendo la absorción de la energía electromagnética por la capa de humedad que la capa de humedad se expanda por vaporización explosiva en que fuerzas destructivas son impartidas sobre la superficie objetivo, caracterizado por que el escáner (51, 53, 55) tiene un alojamiento de escaneado y

(i) comprende un conjunto motor para escanear una fibra óptica de la segunda salida o

(ii) comprende un motor para controlar un conjunto reflector y un conjunto de focalización o deflectores dinámicamente controlados para escanear la energía electromagnética colimada o no colimada, en que la salida de humedad está fijada al alojamiento de escaneado y el escáner está construido para escanear automáticamente la energía electromagnética dentro del alojamiento de escaneado con relación a la salida de humedad.

Corte inducido electromagnéticamente con partículas de fluido pulverizadas para aplicaciones dermatológicas ANTECEDENTES DEL INVENTO

1. Campo del Invento

El presente invento se refiere generalmente a un aparato médico y, más particularmente, a un aparato para cortar y retirar o eliminar tejido y otros materiales de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

2. Descripción de la Técnica Relacionada

Volviendo a la fig. 1, el cortador óptico de la técnica anterior incluye un tubo 5 de guía de fibra, una tubería de agua 7, una tubería de aire 9, y una tubería de cuchilla de aire 11 para suministrar aire presurizado. Un capuchón 15 se ajusta sobre el aparato portátil 13 y es asegurado mediante roscas 17. El tubo 5 de guía de fibra hace tope dentro de una pieza metálica cilíndrica 19. Otra pieza metálica cilíndrica 21 es una parte del capuchón 15. El aire presurizado procedente de la tubería de cuchilla de aire 11 rodea y enfría el láser cuando el láser puentea el espacio entre los dos objetos metálicos cilíndricos 19 y 21. El aire procedente de la tubería de cuchilla de aire 11 fluye fuera de los dos escapes 25 y 27 después de enfriar la interfaz entre elementos 19 y 21.

La energía del láser de Nd:YAG sale del tubo 23 de guía de fibra y es aplicada a una superficie objetivo del paciente. El agua procedente de la tubería de agua 7 y el aire presurizado procedente de la tubería de aire 9 son forzados a la cámara de mezclado 29. La mezcla del aire y del agua es muy turbulenta en la cámara de mezclado 29, y sale de esta cámara a través de un tamiz de malla con pequeños agujeros 31. La mezcla de aire y de agua se desplaza a lo largo del exterior del tubo 23 de guía de fibra, y a continuación deja el tubo y hace contacto con el área de cirugía.

Otros dispositivos de la técnica anterior incluyen sistemas de corte óptico que utilizan la expansión de agua para destruir y retirar material dental, tal como se ha descrito en la patente Norteamericana nº 5.199.870 de Steiner y col. Esta aproximación de la técnica anterior requiere una película del líquido que tiene un grosor de entre 10 y 200 [micro]m. La patente Norteamericana nº 5, 267, 856 de Wolbarsht y col., describe un aparato de corte que requiere que se inserte agua en los poros de un material y a continuación sea irradiada con energía láser. En ambas patentes la precisión y exactitud del corte dependen mucho de la precisión y exactitud de la película de agua sobre el material o del agua dentro de los poros.

Un aparato genérico está además descrito en el documento WO 97/07928 A2 que describe un mecanismo de corte inducido electromagnéticamente en el que un pulverizador genera una combinación de partículas de fluido pulverizadas y en el que la energía electromagnética focalizada desde una fuente de energía electromagnética es absorbida por las partículas de fluido.

RESUMEN DEL INVENTO

El presente invento describe un mecanismo de corte mecánico inducido electromagnéticamente, que puede proporcionar operaciones de corte precisas en tejidos duros y blandos, y otros materiales también. Tejidos blandos pueden incluir grasa, piel, mucosa, encías, músculo, corazón, hígado, riñón, cerebro, ojo, y vasos, y el tejido duro puede incluir esmalte de dientes, dentina de diente, cemento de diente, caries dental, amalgama, materiales compuestos, sarro y cálculos, hueso y cartílago.

El cortador inducido electromagnéticamente es capaz de proporcionar incisiones extremadamente finas y lisas, independientemente de la superficie de corte. Adicionalmente, una combinación programable por un usuario de partículas pulverizadas o de una composición de aire húmedo permite el control por el usuario de distintos parámetros de corte. Los distintos parámetros de corte pueden ser controlados también cambiando las boquillas de pulverización y los parámetros de fuente de energía electromagnética. El presente invento no requiere además ninguna película de agua o ninguna superficie particularmente porosa para obtener un corte muy exacto y controlado. Como el calentamiento térmico no es utilizado como mecanismo de corte en una realización, el daño térmico puede ser atenuado o eliminado. Al tejido adyacente se le puede evitar el daño sustancial térmico.

El cortador mecánico inducido electromagnéticamente del presente invento incluye una fuente de energía electromagnética, que focaliza la energía electromagnética en un volumen de aire adyacente a una superficie objetivo. La superficie objetivo puede comprender piel, por ejemplo. Un dispositivo de entrada por el usuario puede especificar un tipo de corte que ha de ser realizado, y un pulverizador (o dispositivo de generación de aire húmedo) que responde al dispositivo de entrada por el usuario sitúa el aire húmedo y/o una combinación de partículas de fluido pulverizado en el volumen de aire. La energía electromagnética es focalizada en el volumen de aire, y la longitud de onda de la energía electromagnética es seleccionada para ser absorbida sustancialmente por la humedad en el aire y/o las partículas de fluido pulverizado en el volumen de aire. Al producirse la absorción de la energía electromagnética la humedad y/o las partículas de fluido pulverizado imparten fuerzas de corte mecánico sobre la superficie objetivo.

El invento, junto con características y ventajas adicionales del mismo puede ser mejor comprendido por referencia a la siguiente descripción tomada en conexión con los dibujos ilustrativos adjuntos.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La fig. 1 es un aparato cortador óptico convencional;

La fig. 2 es un diagrama de bloques esquemático que ilustra el cortador mecánico inducido electromagnéticamente del presente invento;

La fig. 3 ilustra una realización del cortador mecánico inducido electromagnéticamente;

Las figs. 4a y 4b ilustran una realización preferida del cortador mecánico inducido electromagnéticamente;

La fig. 5 ilustra un panel de control para programar la combinación de partículas de fluido pulverizado;

La fig. 6 es un gráfico de tamaño de partícula en función de la presión de fluido;

La fig. 7 es un gráfico de velocidad de partícula en función de la presión de fluido;

La fig. 8 es un diagrama esquemático que ilustra una partícula de fluido, una fuente de energía electromagnética, y una superficie objetivo; y Las figs. 1a-11a ilustran distintas configuraciones de aparatos para impartir fuerzas mecánicas disruptivas electromagnéticamente inducidas sobre una superficie objetivo.

DESCRIPCIÓN DE LAS REALIZACIONES ACTUALMENTE PREFERIDAS

La fig. 2 es un diagrama de bloques que ilustra cortador mecánico inducido electromagnéticamente de acuerdo con el presente invento. Una fuente 51 de energía electromagnética es acoplada tanto a un controlador 53 como a un sistema de entrega 55. El sistema de entrega 55 imparte fuerzas mecánicas sobre la superficie objetivo 57. Como es actualmente realizado, el sistema de entrega 55 comprende una guía de fibra óptica para encaminar el láser 51 en una zona de interacción 59, situada por encima de la superficie objetivo 57. El sistema de entrega 55 comprende además un pulverizador para entregar combinaciones especificadas por el usuario de partículas de fluido pulverizado en la zona de interacción 59. El controlador 53 controla distintos parámetros operativos del láser 51, y controla además, características especificas de la combinación especificada por el usuario de partículas de fluido pulverizado emitidas desde el sistema de entrega 55.

La fig. 3 muestra una realización simple del cortador mecánico inducido electromagnéticamente, en que una guía 61 de fibra óptica, un tubo de aire 63, y un tubo de agua 65 están situados dentro de un alojamiento portátil 67. El tubo de agua 65 es operado bajo una presión relativamente baja, y el tubo de aire 63 es operado bajo una presión relativamente elevada. La energía del láser procedente de la guía 61 de fibra óptica se focaliza sobre una combinación de aire y agua, procedente del tubo de aire 63 y del tubo de agua 65, en la zona de interacción 59. Las partículas de fluido pulverizado en la mezcla de aire y agua absorben energía procedente de la energía láser del tubo de fibra óptica 61, y explotan. Las fuerzas explosivas de estas partículas de fluido pulverizado imparten fuerzas de corte mecánico sobre la superficie objetivo 57.

Volviendo otra vez a la fig. 1, el cortador óptico mostrado focaliza la energía del láser sobre una superficie objetivo en un área A, por ejemplo, y el cortador mecánico inducido electromagnéticamente del presente invento focaliza la energía del... [Seguir leyendo]

1. Un aparato para impartir fuerzas destructivas o perturbadoras sobre una superficie objetivo (57) , que comprende:

una primera salida construida para poner fluido por encima de una superficie objetivo; y una segunda salida construida para escanear una energía electromagnética por encima de la superficie objetivo;

en que la primera salida comprende una salida de humidificación (71)

construida para poner una capa de humedad en forma de partículas de fluido y/o de niebla por encima de una pluralidad de puntos de la superficie objetivo de manera que diferentes partes de la capa de humedad estén simultáneamente dispuestas sobre puntos diferentes de la pluralidad de puntos; y la segunda salida comprende un escáner (51, 53, 55) construido para escanear la energía electromagnética, por lo que la energía electromagnética es escaneada sobre las diferentes partes de la capa de humedad, siendo absorbida la energía electromagnética procedente del escáner por encima de la pluralidad de puntos por las diferentes partes de la capa de humedad, haciendo la absorción de la energía electromagnética por la capa de humedad que la capa de humedad se expanda por vaporización explosiva en que fuerzas destructivas son impartidas sobre la superficie objetivo, caracterizado por que el escáner (51, 53, 55) tiene un alojamiento de escaneado y

(i) comprende un conjunto motor para escanear una fibra óptica de la segunda salida o

(ii) comprende un motor para controlar un conjunto reflector y un conjunto de focalización o deflectores dinámicamente controlados para escanear la energía electromagnética colimada o no colimada, en que la salida de humedad está fijada al alojamiento de escaneado y el escáner está construido para escanear automáticamente la energía electromagnética dentro del alojamiento de escaneado con relación a la salida de humedad.

2. El aparato según la reivindicación 1, en el que el escáner está construido para escanear energía electromagnética por encima de uno diferente de cada uno de las pluralidades de puntos en un momento diferente en el tiempo.

3. El aparato según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que el escáner está construido para entregar una concentración de pico de energía electromagnética por encima de cada una de la pluralidad de puntos, siendo cada concentración de pico de energía electromagnética mayor que una concentración de energía electromagnética entregada sobre la superficie objetivo.

4. El aparato según la reivindicación 3, en el que el escáner está construido para entregar, independientemente de si la humedad es situada por encima de la pluralidad de puntos, una concentración de pico de energía electromagnética por encima de cada uno de la pluralidad de puntos que es mayor que una concentración de energía electromagnética entregada sobre la superficie objetivo por encima de cada uno de la pluralidad de puntos.

5. El aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 en el que:

el escáner comprende una fibra óptica (23) que tiene una extremidad de salida; y la salida de humedad (71) está construida para emitir humedad sobre la extremidad de salida de la fibra óptica.

6. El aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que:

el escáner está construido para emitir energía electromagnética a lo largo de los trayectos de propagación que se extienden distalmente lejos del aparato; y la salida de humedad está adaptada para dirigir la humedad en direcciones que son perpendiculares a los trayectos de propagación.

7. El aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que la energía electromagnética comprende energía láser de uno de un láser de estado sólido Er, Cr:YSGG que tiene una longitud de onda de 2, 78 micrones y un láser de estado sólido Er:YAG que tiene una longitud de onda de 2, 94 micrones.

8. El aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que la humedad comprende uno de entre una suspensión coloidal de gotitas de agua, aire muy húmedo, vapor enfriado o frío, y vapor de agua procedente de hielo seco.

9. El aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que la humedad comprende partículas de fluido pulverizado.

10. El aparato según la reivindicación 9, en el que la salida de humedad comprende un nebulizador. 13

11. El aparato según la reivindicación 9, en el que la salida de humedad comprende un elemento piezoeléctrico.

12. El aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que la salida de humedad comprende al menos un canal de succión construido para retirar al menos una parte de las partículas de fluido pulverizado emitidas por la salida de humedad.

13. El aparato según la reivindicación 12, en el que el canal de succión está construido para eliminar humedad atmosférica.

14. El aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en el que el escáner está adaptado para actuar en un primer modo en el que la salida de humedad coloca una capa de humedad por encima de una pluralidad de puntos de la superficie objetivo de manera que diferentes partes de la capa de humedad son simultáneamente dispuestas sobre puntos diferentes de la pluralidad de puntos, y está adaptado además para actuar en un segundo modo en el que la salida de humedad no pone humedad por encima de la pluralidad de puntos.

15. El aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en el que el escáner está adaptado para actuar en un primer modo en el que la salida de humedad coloca una capa de húmeda por encima de una pluralidad de puntos de la superficie objetivo de manera que diferentes partes de la capa de humedad son simultáneamente dispuestas sobre puntos diferentes de la pluralidad de puntos, y está adaptado además para actuar en un segundo modo en el que la salida de humedad pone una cantidad reducida de humedad por encima de la pluralidad de puntos, con relación a una cantidad de humedad colocada por encima de la pluralidad de puntos por la salida de humedad en el primer modo.

16. El aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, en el que la energía electromagnética comprende una longitud de onda dentro de un rango de 2, 70 a 2, 80 micrones.

17. El aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, en el que la energía electromagnética es generada por un láser Er:YAG, un láser Er:YSGG, un láser Er, Cr:YSGG o un láser CTE:YAG.

18. El aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17, en el que la humedad comprende agua.

19. El aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18, en el que la salida de humedad comprende un pulverizador.