ES2247975T3 - Monitor de electrodo de retorno electroquirurgico. - Google Patents
Monitor de electrodo de retorno electroquirurgico.Info
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Abstract
Un aparato electroquirúrgico para determinar la probabilidad de quemadura de paciente bajo un electrodo (14) de retorno en un sistema electroquirúrgico monopolar, incluyendo el aparato medios (28) para medir la corriente de salida desde un generador, y que comprende: medios para calcular un factor de calentamiento adyacente al electrodo de retorno utilizando un primer algoritmo; medios para calcular un factor de refrigeración adyacente al electrodo de retorno utilizando un segundo algoritmo; medios para restar el factor de refrigeración calculado del factor de calentamiento calculado para obtener un valor de la diferencia; medios para comparar el valor de la diferencia con un valor de umbral; y medios para ajustar la potencia en función de la relación del valor de la diferencia con el valor de umbral, caracterizado porque los medios para calcular un factor de refrigeración pueden ser activados para determinar el factor de refrigeración calculando el tiempo de interrupción de la corriente desalida para obtener un valor del tiempo de desconexión y multiplicando el valor del tiempo de desconexión por una primera constante indicativa de una capacidad del cuerpo de paciente de eliminar calor.
Description
Monitor de electrodo de retorno
electroquirúrgico.
La aplicación se refiere a un aparato y un método
para determinar la probabilidad de quemadura de paciente durante la
electrocirugía, y más particularmente para determinar la
probabilidad de quemadura de paciente bajo un electrodo de retorno
en un sistema electroquirúrgico monopolar.
Durante la electrocirugía, una fuente o electrodo
activo suministra energía, tal como energía de radiofrecuencia, al
paciente y un electrodo de retorno es portador de la corriente que
retorna al generador electroquirúrgico. En la electrocirugía
monopolar, el electrodo fuente es típicamente el instrumento
mantenido colocado por el cirujano en el lugar quirúrgico y la alta
densidad de corriente que circula por este electrodo crea el deseado
efecto quirúrgico de cortar o coagular tejidos. El electrodo de
retorno de paciente se coloca en un lugar remoto del electrodo
fuente y tiene típicamente la forma de una almohadilla adherida
adhesivamente al paciente.
El electrodo de retorno tiene una área
superficial grande de contacto con el paciente para minimizar el
calentamiento en ese lugar puesto que cuando menor sea el área de la
superficie, mayores serán la densidad de la corriente y la
intensidad del calor. Es decir, el área del electrodo de retorno que
está adherida al paciente es importante porque la densidad de
corriente de la señal eléctrica es la que calienta el tejido. Una
mayor área de contacto de la superficie es conveniente para reducir
la intensidad de calentamiento. Los electrodos de retorno se
dimensionan basándose en las previsiones de la corriente máxima
vista en la cirugía y el ciclo de trabajo (porcentaje de tiempo que
el generador está en marcha) durante el procedimiento. Los primeros
tipos de electrodos de retorno tenían la forma de grandes placas de
metal cubiertas con gelatina conductora. Más adelante, fueron
desarrollados electrodos adhesivos con una lámina de metal única
cubierta con una gelatina conductora o un adhesivo conductor. No
obstante, un problema con estos electrodos adhesivos era en el caso
de una porción exfoliada del paciente, que el área de contacto del
electrodo con el paciente disminuía, incrementando de ese modo la
densidad de corriente en la porción adherida y aumentando a su vez
el calor aplicado al tejido. Existía el riesgo de quemadura de
paciente en el área bajo la porción adherida del electrodo de
retorno si el tejido se calentaba más allá del punto en el que la
circulación podía enfriar la
piel.
piel.
Para resolver este problema fueron desarrollados
electrodos de retorno partidos y circuitos de hardware, denominados
genéricamente Monitores de Calidad de Contacto de Electrodo de
Retorno (RECQMs). Estos electrodos partidos se componían de dos
hojas conductoras separadas. El circuito de hardware usa una señal
de CA (corriente alterna) entre los dos medios electrodos para medir
la impedancia entre ellos. Esta medición de la impedancia es
indicativa de lo bien que está adherido el electrodo de retorno al
paciente puesto que la impedancia entre las dos mitades está
directamente relacionada con el área de contacto de paciente. Es
decir, si el electrodo empieza a desprenderse del paciente, la
impedancia aumenta puesto que el área de contacto del electrodo
disminuye. Los actuales RECQMs están diseñados para detectar este
cambio en la impedancia de modo que cuando el incremento porcentual
en la impedancia excede un valor predeterminado o la impedancia
medida excede un nivel de umbral, el generador electroquirúrgico es
desconectado para reducir las posibilidades de quemadura de
paciente.
Aunque los circuitos de comprobación en la
actualidad son eficaces, no tienen en cuenta la cantidad de tiempo
durante la cual se suministra corriente. A medida que se desarrollan
nuevos procedimientos quirúrgicos que utilizan mayores corrientes y
mayores ciclos de trabajo, el calentamiento del tejido bajo el
electrodo de retorno aumenta. Sería por lo tanto ventajoso diseñar
un circuito de vigilancia que tuviese también en cuenta la cantidad
de tiempo durante el cual se suministra corriente en la
determinación de la probabilidad de quemadura de paciente. Basándose
en esta determinación de la probabilidad, se puede generar una señal
de alarma o se puede interrumpir el suministro de potencia desde el
generador.
La Patente de EE.UU. Nº 4.657.015, describe un
dispositivo de control para interrumpir la corriente de alta
frecuencia durante la electrocirugía si el calor desarrollado en el
tejido del cuerpo excede un valor predeterminado. En la patente
'015, un electrodo de control está adherido al cuerpo, espaciado del
electrodo activo y separado del electrodo neutral (de retorno). El
electrodo de control está diseñado para obtener la tensión eléctrica
existente en el cuerpo. La señal de tensión es elevada al cuadrado,
integrada a lo largo del tiempo y comparada con una tensión de
referencia. El generador de alta frecuencia se desconecta si el
valor de la tensión excede la tensión de referencia. La patente '015
no mide eficazmente el calentamiento bajo el electrodo de retorno
puesto que las mediciones se calculan mediante un electrodo de
control separado. La patente '105 establece incluso que el área de
superficie eficaz del electrodo de retorno no es un factor en los
cálculos de calor. Asimismo, la cantidad de tiempo durante el cual
se aplica energía no es un factor en los cálculos de calor.
Adicionalmente, la patente '015 usa la medición de la tensión para
determinar el sobrecalentamiento del tejido. Los inventores de esta
aplicación consideran actualmente que la medición de la corriente
proporciona un parámetro más preciso porque los valores de la
tensión realmente miden la posibilidad de transferir energía a
través del tejido mientras que los valores de la corriente miden el
calentamiento real del
tejido.
tejido.
La Patente de EE.UU. Nº 4.741.334, describe un
circuito de control destinado a reducir la quemadura de tejido. Como
en la patente '015, se proporciona un electrodo de control separado
para determinar la tensión del cuerpo humano. El electrodo de
control está espaciado del electrodo neutral y funciona para
detectar una tensión de superficie de cuerpo de alta frecuencia. La
tensión de superficie de cuerpo es convertida en una tensión
mediante un convertidor y aplicada a un comparador para que sea
comparada con una tensión de referencia. El generador es
desconectado si la tensión del cuerpo excede la tensión de
referencia. La patente '015 describe también un circuito de
vigilancia para comprobar si el electrodo neutral hace un buen
contacto con la superficie del cuerpo del paciente. Un comparador
compara la tensión de superficie de cuerpo detectada mediante el
electrodo de control con una tensión de referencia deducida de la
tensión operativa del dispositivo quirúrgico. Una señal audible se
produce cuando estos valores de la tensión alcanzan una relación
predeterminada. De modo similar a la patente '015, la patente '334
requiere un electrodo adicional, mide la tensión en vez de la
corriente para determinar el sobrecalentamiento, y no tiene en
cuenta la cantidad de tiempo durante el cual se aplica la energía de
alta frecuencia.
El documento DE 19 717 411 describe un método
para vigilar la carga térmica del tejido del paciente en una región
de contacto del electrodo neutral de una unidad de tratamiento de
HF. La carga térmica se calcula basándose en el cuadrado de la
corriente de salida, y el valor calculado se corrige mediante una
cantidad fija por unidad de tiempo para compensar la refrigeración
natural del tejido.
Como se ha indicado anteriormente, sería
ventajoso proporcionar un circuito de vigilancia que determinase
eficazmente la probabilidad de sobrecalentar el tejido, es decir, la
probabilidad de quemadura de paciente, midiendo la corriente y
teniendo en cuenta el periodo de tiempo de suministro de
energía.
La presente invención se define en las
reivindicaciones independientes 1, 10 y 14.
La presente descripción se proporciona para
ayudar a comprender la invención, y se refiere a un método para
determinar la probabilidad de quemadura de paciente bajo un
electrodo de retorno en un sistema electroquirúrgico monopolar, el
cual comprende calcular un factor de calentamiento adyacente al
electrodo de retorno que utiliza un primer algoritmo, calcular un
factor de refrigeración adyacente al electrodo de retorno utilizando
un segundo algoritmo, restar el factor de refrigeración calculado
del factor de calentamiento calculado para obtener un valor de la
diferencia, comparar el valor de la diferencia con un valor de
umbral, y ajustar la potencia en función de la relación del valor de
la diferencia con el valor de umbral.
La operación de calcular el factor de
refrigeración comprende preferiblemente las operaciones de calcular
el tiempo de desconexión de la corriente de salida para obtener un
valor de tiempo de desconexión y multiplicar el valor del tiempo de
desconexión por una primera constante indicativa de la posibilidad
del cuerpo de eliminar calor. La operación de calcular el factor de
calentamiento comprende preferiblemente las operaciones de
multiplicar el cuadrado de la corriente de salida por una segunda
constante indicativa de la impedancia medida en el electrodo de
retorno, siendo la segunda constante representativa de la adherencia
del electrodo de retorno al paciente, y multiplicar el producto por
el valor real de la salida.
El método comprende preferiblemente la operación
de generar una alarma si el valor de la diferencia excede el valor
de umbral. La operación de ajustar la potencia incluye la operación
de interrumpir la potencia si el valor de la diferencia excede un
segundo valor de umbral (valor predeterminado) y reducir la potencia
si el valor de la diferencia es inferior al segundo valor de
umbral.
La presente descripción se refiere también a un
método para determinar la probabilidad de quemadura de paciente en
un sistema electroquirúrgico monopolar, que comprende calcular un
factor de calentamiento adyacente al electrodo de retorno que
utiliza un primer algoritmo, calcular un factor de refrigeración
adyacente al electrodo que utiliza un segundo algoritmo, restar el
factor de refrigeración calculado del factor de calentamiento
calculado para obtener un valor de la diferencia, comparar el valor
de la diferencia con un valor de umbral, y generar una señal de
advertencia si el valor de la diferencia excede el valor
predeterminado.
El primer algoritmo incluye multiplicar un valor
de la corriente, obtenido elevando al cuadrado la corriente de
salida medida, por una constante indicativa de la impedancia medida
en el electrodo de retorno y por el valor actual de la corriente de
salida. El segundo algoritmo incluye multiplicar el tiempo de
desconexión de la corriente de salida por una constante indicativa
de la capacidad del cuerpo para eliminar calor.
La presente descripción describe además un
generador electroquirúrgico para ser usado en un sistema
electroquirúrgico monopolar que tiene una herramienta
electroquirúrgica para tratar el tejido, un electrodo de retorno, y
un sensor de impedancia en comunicación eléctrica con el electrodo
de retorno para medir la impedancia del electrodo de retorno. El
generador electroquirúrgico comprende un sensor de corriente para
medir la corriente de salida suministrada por el generador y un
microprocesador conectado eléctricamente al sensor de corriente y el
sensor de impedancia para calcular el factor de calentamiento y el
factor de refrigeración bajo el electrodo de retorno en el que el
cálculo del factor de calentamiento está basado al menos en parte en
la corriente de salida medida. El generador incluye también un
controlador conectado eléctricamente con el microprocesador para
ajustar el suministro de potencia del generador en respuesta a la
relación de los factores de calentamiento y refrigeración
calculados. El microprocesador incluye un primer algoritmo para
calcular el factor de calentamiento y un segundo algoritmo para
calcular el factor de refrigeración. El primer algoritmo se define
como:
K_{h} I^{2}
t_{on}
en el que K_{h} es la constante
relacionada con la impedancia de contacto en ohmios del electrodo de
retorno, I^{2} es el cuadrado de la corriente de salida en
miliamperios y t_{on} es el tiempo en segundos durante el que se
suministra la corriente de
salida.
El segundo algoritmo se define como:
K_{h}
t_{off}
en el que K_{h} es la constante
representativa del tiempo que requiere el cuerpo para enfriarse en
grados por minuto y t_{off} es el tiempo en segundos que la
corriente de salida no se
suministra.
El microprocesador incluye también un algoritmo
para restar el factor de refrigeración del factor de calentamiento
para calcular un valor de la diferencia, y el generador comprende
además un comparador conectado eléctricamente al microprocesador
para comparar el valor de la diferencia con un valor de umbral. El
comparador está conectado eléctricamente a un controlador para
generar una primera señal indicativa de la relación del valor de la
diferencia con el valor de umbral. Una alarma está conectada
eléctricamente al comparador para generar una señal de advertencia
si el valor de la diferencia excede el valor de umbral una cantidad
predeterminada. El controlador genera una señal de desconexión para
desconectar la potencia si el valor de la diferencia excede una
valor predeterminado (el segundo umbral), siendo el valor
predeterminado mayor que el valor de umbral, y el controlador genera
una segunda señal para reducir la potencia si el valor de la
diferencia excede el valor de umbral, pero es menor que el valor
predetermi-
nado.
nado.
Realizaciones preferidas de la presente invención
se describen en esta memoria con referencia a los dibujos, en los
que:
la figura 1 es una ilustración esquemática de un
sistema electroquirúrgico monopolar;
la figura 2 es un diagrama de bloques esquemático
del sistema electroquirúrgico para determinar la probabilidad de
quemadura de paciente; y
la figura 3 es un diagrama de flujo que muestra
las operaciones efectuadas para calcular la probabilidad de
quemadura de paciente y para controlar la corriente de salida.
La figura 1 es una ilustración esquemática de un
sistema electroquirúrgico monopolar. El instrumento quirúrgico para
tratar tejido en el lugar quirúrgico es designado por el número 11
de referencia. Mediante el generador 10 se aplica energía
electroquirúrgica al instrumento 11, por medio del cable 18, para
cortar, coagular, etc., tejido. Un electrodo de retorno, designado
por el número 14 de referencia, se muestra colocado bajo el paciente
para retorno de la energía desde el paciente a través del conductor
12. El electrodo de retorno es preferiblemente de forma de
almohadilla partida que se fija adhesivamente a la piel del
paciente.
El área del electrodo de retorno que se adhiere
al paciente es importante puesto que afecta a la densidad de
corriente de la señal que calienta el tejido. Cuanto menor sea el
área de contacto del electrodo de retorno con el tejido del
paciente, mayor será la densidad de corriente y mayor y más
concentrado será el calentamiento del tejido. Inversamente, cuanto
mayor sea el área de contacto del electrodo de retorno, menores
serán la densidad de corriente y el calentamiento del tejido.
Evidentemente, cuanto mayor sea el calentamiento del tejido, mayor
será la probabilidad de quemar el tejido.
La figura 2 ilustra un electrodo de retorno
convencional que está dividido para permitir que sea medida la
impedancia entre las dos mitades. La medición de la impedancia
proporciona una indicación de lo bien que está adherido el electrodo
de retorno al paciente puesto que hay una relación directa entre la
impedancia y el área de contacto del paciente. Si el electrodo está
parcialmente desprendido del paciente, la impedancia aumenta. Esto
ocurre porque cada porción, por ejemplo, un centímetro cuadrado, de
la almohadilla de electrodo que toca el paciente tiene una
resistencia por sí misma. Todas estas resistencias están en
paralelo, y la resistencia equivalente resultante es menor que la de
cualquiera de los elementos individuales. Si cualquiera de estas
resistencias en paralelo se retira porque se desprende, la
resistencia equivalente aumenta ligeramente. Los Monitores de
Calidad de Contacto de Electrodo de Retorno (RECQMs) utilizan una
señal de CA entre los dos medios electrodos para medir la impedancia
entre ellos. El diagrama de la figura 2 representa esquemáticamente
está función del RECQM.
Si la corriente total que pasa a través del
electrodo de retorno se aumenta o el ciclo de trabajo de la
corriente, definido por el porcentaje de tiempo que el generador
está conectado y se aplica la corriente, se aumenta, el
calentamiento bajo el electrodo aumentará.
El factor de calentamiento del tejido es una
medida de la cantidad de calor que se disipa en el tejido. La
ecuación siguiente proporciona el factor de calentamiento:
\vskip1.000000\baselineskip
Factor de calentamiento = I^{2}
t_{on}
donde I es igual a la corriente en
miliamperios, y t_{on} es igual al tiempo que el generador está
conectado en
segundos.
Por tanto, el factor de calentamiento puede ser
definido por el cuadrado de una corriente dada que pasa a través de
un electrodo fijado a un paciente multiplicado por el tiempo que se
aplica la corriente. Como es evidente en la ecuación, si la
corriente aumenta o el tiempo aumenta, la cantidad de calor disipado
en el tejido, y por tanto las posibilidades de quemadura de paciente
aumentan.
La ecuación de factor de calentamiento anterior
supone que el área fijada al paciente no cambia. No obstante, en la
práctica, esa área puede cambiar si una porción del electrodo de
retorno llega a desprenderse del paciente. Para acomodarse al área
de contacto de la superficie que cambia del electrodo de retorno, se
añade una constante K_{h} a la ecuación donde K_{h} = 1. Esto se
puede representar mediante la ecuación siguiente:
\vskip1.000000\baselineskip
Factor de calentamiento = K_{h}
I^{2}
t_{on}
donde K_{h} = 1 cuando el
electrodo de retorno está completamente adherido, y K_{h} > 1
si el electrodo de retorno no está completamente
adherido.
Por lo tanto, como es evidente en la ecuación, si
el área de contacto de la superficie del electrodo de retorno
disminuye, puesto que K_{h} será mayor que 1, el factor de
calentamiento aumentará. Al disminuir la superficie, como se ha
explicado anteriormente, la densidad de corriente aumenta y la
cantidad de calentamiento para una corriente de salida dada también
aumenta.
Otro factor que afecta a la disipación de calor
en el tejido es el periodo de tiempo que se aplica la energía de RF.
El cuerpo del paciente tiene la posibilidad de eliminar calor del
área situada bajo el electrodo de retorno mediante la circulación
sanguínea en los capilares, pequeñas arterias y pequeñas venas.
Cuando más tiempo transcurre entre las aplicaciones de energía de
RF, mayor es la cantidad de calor retirada porque el cuerpo tiene
más tiempo para eliminar de modo natural el calor. La capacidad para
eliminar calor durante un periodo de tiempo puede ser representada
por la ecuación siguiente:
\vskip1.000000\baselineskip
Factor de refrigeración = K_{c}
t_{off}
donde K_{c} es una constante de
refrigeración que depende del paciente y t_{off} es el tiempo en
segundos que la energía de RF está
desconectada.
Durante la electrocirugía, el generador de RF se
conecta y desconecta muchas veces. El Monitor de Calidad de Contacto
de Electrodo de Retorno (RECQM) convencional determina si el
electrodo de retorno está fijado al paciente midiendo la impedancia.
No obstante, si se utiliza una elevada corriente o un ciclo de
trabajo alto, puede producirse todavía una quemadura porque el
cuerpo puede no ser capaz de eliminar el calor a suficiente
velocidad.
La presente divulgación no solamente mide la
corriente suministrada y el periodo de tiempo durante el que se
suministra la corriente, sino que calcula y compara los factores de
calentamiento y refrigeración para medir la probabilidad de una
quemadura de paciente.
Más particularmente, y con referencia a la figura
2, el generador electroquirúrgico incluye un microprocesador 26, un
suministro 22 de potencia ajustable, tal como un suministro de alta
tensión, para producir corriente de RF, y una etapa 24 de salida de
RF conectada eléctricamente al suministro 22 de potencia para
generar una tensión de salida y una corriente de salida para la
transmisión al instrumento 11. El suministro de potencia es ajustado
por el controlador 25 en función de la probabilidad calculada de
quemadura de paciente que se describe detalladamente más
adelante.
El microprocesador 26 tiene una pluralidad de
puertos de entrada. Un puerto de entrada está en comunicación
eléctrica con el sensor 28 de corriente de salida que mide la
corriente de salida de la etapa 24 de salida de RF que es
transmitida al paciente. El segundo puerto de entrada está conectado
eléctricamente con el calculador 30 de tiempo de conexión de
corriente. Durante el procedimiento quirúrgico, el generador se
activa como se establece o durante intervalos de tiempo que varían,
con intervalos de tiempo de desconexión intermitentes para permitir
que el tejido se enfríe de modo natural a medida que la circulación
de sangre del paciente disipa el calor. El calculador 30 determina
la cantidad de tiempo que se suministra corriente y transmite una
señal representativa de este tiempo calculado al microprocesador 26.
El calculador 32 del tiempo de desconexión de la corriente envía una
señal al microprocesador 26 a través de uno de sus puertos de
entrada representativa del tiempo que la corriente de salida de RF
ha estado desconectada.
Un algoritmo en el microprocesador 26, que se
describe detalladamente más adelante, procesa las señales del sensor
28 de corriente y de los calculadores 30 y 32 de tiempo en el
cálculo de la probabilidad de quemadura de paciente. El puerto de
salida del microprocesador 26 está en comunicación eléctrica con el
comparador 34. El cálculo del microprocesador 26 se compara con los
valores de umbral suministrados a, o presentes en, el comparador 34,
y si estos valores se exceden, se envía una señal de alarma para
generar una alarma que advierta al usuario. Si los valores de umbral
se exceden, el comparador 34 envía también una señal de ajuste de
potencia al controlador 25 el cual envía señales al suministro 22 de
potencia para ajustar, por ejemplo reducir la corriente de salida de
RF, o desconectar el suministro 22 de potencia para terminar el
suministro de corriente, dependiendo de lo que se exceda el
umbral.
Un sensor 40 de impedancia forma parte del
circuito de electrodo de retorno. El sensor 40 mide la impedancia
entre las almohadillas divididas 41, 42 de la almohadilla 44 de
electrodo de retorno para determinar el grado de adherencia de la
almohadilla 44 de electrodo. Es decir, si una porción de la
almohadilla 44 de electrodo se ha desprendido del paciente, la
impedancia aumentará. El sensor 40 transmite una señal indicativa de
la impedancia medida a un puerto de entrada del microprocesador 26.
El algoritmo de microprocesador analiza los factores en la medición
de la impedancia de la manera que se describe más adelante.
Volviendo ahora a la figura 3, el algoritmo para
calcular la probabilidad de quemadura de paciente (denominada de
aquí en adelante "PPB") y el sistema para ajustar la corriente
de salida de RF se ilustran en el diagrama de flujo. Como se
muestra, la salida de la corriente de RF se mide y eleva al
cuadrado, estando representada por I^{2} en miliamperios. El
tiempo (t_{on}) de aplicación de la corriente de RF, medido en
segundos, se multiplica por la corriente elevada al cuadrado,
estando representada esta operación por la fórmula por I^{2}
t_{on} para obtener un primer valor.
Como se ha expuesto anteriormente, el sensor 40
de impedancia mide la impedancia en el electrodo de retorno que es
indicativa del grado de adherencia del electrodo de retorno al
paciente para proporcionar de ese modo una constante K_{h} de
adherencia. Esta constante de adherencia se multiplica por I^{2}
t_{on} para calcular el factor de calentamiento. Por tanto, el
factor de adherencia se calcula mediante el algoritmo K_{h}
I^{2} t_{on}, en donde K_{h} es la constante de adherencia y
es K = 1 cuando el electrodo de retorno está completamente adherido
al paciente y K > 1 si el electrodo no está completamente
adherido.
El factor de refrigeración se calcula a partir
del tiempo medido durante el cual no se aplica la corriente. Más
concretamente, el tiempo (t_{off}) de desconexión en segundos de
la corriente de salida se calcula, y multiplica por la constante
K_{c} de refrigeración para calcular el factor de refrigeración
como K_{c} t_{off}. La constante K_{c} tiene en cuenta que la
circulación de la sangre en los capilares, pequeñas arterias y venas
del paciente enfrían el tejido a lo largo del tiempo. Por ejemplo,
admitiendo que el tejido se enfría normalmente a 1 grado por minuto,
puesto que hay alguna variación, la constante de refrigeración
podría ser seleccionada de modo conservador como de 0,5 grados por
minuto. Otras constantes podrían ser seleccionadas que dependen del
tiempo de refrigeración del tejido.
Con referencia continuada al diagrama de flujo de
la figura 3, el factor de refrigeración se resta del factor de
calentamiento mediante el microprocesador para determinar un valor
("valor de la diferencia") representativo de la probabilidad de
quemadura de paciente ("PPB"). Después de este cálculo en el
microprocesador, el microprocesador 26 envía una señal al comparador
34 representativa del valor de la diferencia (véase también la
figura 2), donde el valor de la diferencia es comparado con un
primer valor de umbral. Si el valor de la diferencia es menor o
igual que el primer valor de umbral, se envía una señal al
controlador y este a su vez al suministro de potencia que mantiene
la corriente de salida de RF. Es decir, si el valor de la diferencia
es menor que o igual al valor de umbral, esto indica que la
diferencia entre el factor de refrigeración y el factor de
calentamiento es relativamente baja, indicando una pequeña
probabilidad de quemadura de paciente, y no es necesario efectuar
ajustes.
Por otra parte, si el valor de la diferencia
excede el primer valor de umbral, el valor se compara entonces
mediante el comparador 34 con un segundo valor de umbral
(predeterminado).
El segundo valor de umbral es preestablecido para
que corresponda a la situación en la que una quemadura del paciente
es muy probable y la corriente de RF a través del tejido ha de
terminar. Si el valor de la diferencia excede el segundo valor de
umbral, esto indica que el factor de calentamiento es demasiado alto
con relación al factor de refrigeración. El comparador 34
transmitirá una segunda señal al controlador 25. El controlador 25
procesará esta señal y generará una señal de desconexión del
suministro 22 de potencia para interrumpir la corriente de RF. Esta
interrupción le facilitará al cuerpo tiempo para disipar el calor y
enfriar el tejido. No obstante, si el valor de la diferencia excede
el primer valor de umbral, pero no excede el segundo valor de
umbral, esto significa que aunque el factor de calentamiento es
relativamente alto y la probabilidad de quemadura de paciente alta a
los niveles de potencia actuales no es suficientemente alta para
justificar una orden de desconexión. En vez de esta, el nivel de
salida necesita ser reducido. En esta circunstancia, el comparador
34 transmitirá una tercera señal al controlador 25 indicativa del
alto valor de la PPB. El controlador 25 a su vez transmitirá una
señal al suministro 22 de potencia (véase la figura 2) para reducir
la potencia de salida reduciendo de ese modo la corriente de salida
una cantidad preestablecida. Por tanto, el sistema permanece
conectado, pero a niveles de corriente reducidos, para reducir el
efecto de calentamiento en el tejido. Como es evidente, reduciendo
la salida de corriente, el factor de calentamiento se reducirá
puesto que el factor de calentamiento es proporcional al cuadrado de
la corriente. Reduciendo el factor de calentamiento, la diferencia
entre el factor de calentamiento y el factor de refrigeración se
reduce, reduciendo por tanto el valor de la probabilidad de la
quemadura de paciente. El PPB se calcula preferiblemente de modo
continuo, de esta manera, a través de todo el parcialmente
quirúrgico para vigilar de modo continuo y controlar el
calentamiento del tejido.
Como se indica en las figuras 2 y 3, si la
probabilidad de quemadura de paciente excede el primer valor de
umbral una señal de alarma se envía a la alarma 27 para generar una
alarma. La alarma puede darse en un indicador visual, un indicador
audible, o en ambos. Adicionalmente, una alarma visual y/o audible
puede ser oída si el PPB excede el segundo valor de umbral que
indica la interrupción del suministro de potencia.
En resumen, las siguientes fórmulas explican las
respuestas a los valores de PPB:
\vskip1.000000\baselineskip
Si primer valor de umbral < valor de la
diferencia y segundo valor de umbral < valor de la
diferencia, entonces interrupción de la corriente de salida de
RF;
Si primer valor de umbral < valor de la
diferencia < segundo valor de umbral, entonces ajustar el
suministro de corriente de RF; y
Si primer valor de umbral > valor de la
diferencia, entonces mantener la corriente de salida de RF.
\vskip1.000000\baselineskip
También se contempla que si el valor de la
diferencia cae entre el primer valor de umbral y el segundo valor de
umbral, en vez de reducir la potencia, puede ser reducido el ciclo
de trabajo. Esto puede estar acompañado por un indicador audible o
visible. La reducción del ciclo de trabajo podría también ser
alternativamente la primera respuesta si el PPB excede un primer
umbral seguida por una reducción en la potencia si se excede además
el segundo umbral.
Ambos valores de umbral son predeterminados y se
basan en la probabilidad de quemadura de paciente, por tanto el
sobrecalentamiento del tejido puede ser detectado a tiempo y el
generador electroquirúrgico ajustado consecuentemente. Se considera
que la utilización de valores de la corriente como parte del cálculo
del factor de calentamiento aumenta la precisión de la determinación
de la PPB puesto que los valores de la corriente se cree que son
realmente la causa del calentamiento del tejido.
En una realización alternativa, el método incluye
la operación adicional de determinar el tamaño del electrodo de
retorno que se ha de utilizar, por ejemplo, adulto, infantil, recién
nacido, y ajustar las constantes de calentamiento y refrigeración
consecuentemente. El usuario podría informar al generador del tamaño
que se usa o, alternativamente el tamaño puede ser detectado
automáticamente por el generador basado en las diferencias en el
conectador de electrodo de retorno.
Claims (22)
1. Un aparato electroquirúrgico para determinar
la probabilidad de quemadura de paciente bajo un electrodo (14) de
retorno en un sistema electroquirúrgico monopolar, incluyendo el
aparato medios (28) para medir la corriente de salida desde un
generador, y que comprende:
medios para calcular un factor de calentamiento
adyacente al electrodo de retorno utilizando un primer
algoritmo;
medios para calcular un factor de refrigeración
adyacente al electrodo de retorno utilizando un segundo
algoritmo;
medios para restar el factor de refrigeración
calculado del factor de calentamiento calculado para obtener un
valor de la diferencia;
medios para comparar el valor de la diferencia
con un valor de umbral; y
medios para ajustar la potencia en función de la
relación del valor de la diferencia con el valor de umbral,
caracterizado porque
los medios para calcular un factor de
refrigeración pueden ser activados para determinar el factor de
refrigeración calculando el tiempo de interrupción de la corriente
de salida para obtener un valor del tiempo de desconexión y
multiplicando el valor del tiempo de desconexión por una primera
constante indicativa de una capacidad del cuerpo de paciente de
eliminar calor.
2. El aparato electroquirúrgico de la
reivindicación 1, que comprende además medios (40) para medir la
impedancia del electrodo de retorno, en el que los medios para
calcular un factor de calentamiento pueden ser activados para
multiplicar el cuadrado de la corriente de salida por una segunda
constante indicativa de una impedancia medida en el electrodo de
retorno.
3. Al aparato electroquirúrgico de la
reivindicación 2, en el que la segunda constante es representativa
de la adherencia del electrodo de retorno al paciente.
4. El aparato electroquirúrgico de la
reivindicación 1, en el que los medios para calcular un factor de
calentamiento pueden ser activados para medir la corriente de salida
para obtener un primer valor y el cuadrado del primer valor para
obtener un valor de la corriente elevado al cuadrado.
5. El aparato electroquirúrgico de la
reivindicación 4, en el que los medios para calcular un factor de
calentamiento pueden ser activados además para calcular el tiempo de
funcionamiento de la corriente de salida para obtener un valor del
tiempo de conexión y multiplicar el valor del tiempo de conexión por
el valor de la corriente elevado al cuadrado para obtener un segundo
valor.
6. El aparato electroquirúrgico de la
reivindicación 5, que comprende además medios (40) para medir la
impedancia en el electrodo de retorno, en el que los medios para
calcular un factor de calentamiento pueden ser activados para leer
la impedancia en el electrodo de retorno y multiplicar la impedancia
por el segundo valor.
7. El aparato electroquirúrgico de la
reivindicación 1, que comprende además medios para generar una
alarma si el valor de la diferencia excede el valor de umbral.
8. El aparato electroquirúrgico de la
reivindicación 1, en el que los medios para ajustar la potencia
pueden ser accionados para desconectar la potencia si el valor de la
diferencia excede un valor predeterminado y reducir la potencia si
el valor de la diferencia es inferior a un valor predeterminado.
9. El aparato electroquirúrgico de la
reivindicación 8, que comprende además medios para generar una
alarma si el valor de la diferencia excede el valor de umbral.
10. Un aparato electroquirúrgico para determinar
la probabilidad de una quemadura de paciente bajo un electrodo (14)
de retorno en un sistema electroquirúrgico monopolar, incluyendo el
aparato medios (28) para medir la corriente de salida de un
generador, y que comprende:
medios para calcular un factor de calentamiento
adyacente al electrodo de retorno que utilizan un primer
algoritmo;
medios para calcular un factor de refrigeración
adyacente al electrodo de retorno que utilizan un segundo
algoritmo;
medios para restar el factor de refrigeración
calculado del factor de calentamiento calculado para obtener un
valor de la diferencia;
medios para generar una señal de advertencia si
el valor de la diferencia excede el valor de umbral,
caracterizado porque
los medios para calcular un factor de
refrigeración incluyen medios para multiplicar un tiempo de
interrupción de la corriente de salida por una constante indicativa
de la posibilidad del cuerpo de un paciente para eliminar calor.
11. El aparato electroquirúrgico de la
reivindicación 10, en el que los medios para calcular un factor de
calentamiento pueden ser activados para multiplicar un valor de la
corriente por una constante indicativa de la impedancia medida en el
electrodo de retorno.
12. El aparato electroquirúrgico de la
reivindicación 11, en el que los medios para calcular el factor de
calentamiento pueden ser activados para elevar al cuadrado la
corriente de salida medida por los medios de medición de
corriente.
13. El aparato electroquirúrgico de la
reivindicación 10, en el que los medios para calcular un factor de
calentamiento pueden ser activados para multiplicar el valor de la
corriente por el tiempo de circulación de la corriente de
salida.
14. Un sistema electroquirúrgico que
comprende:
un generador (10) electroquirúrgico que tiene una
herramienta (11) electroquirúrgica para tratar tejidos;
un electrodo (14) de retorno; y
un sensor (40) de impedancia en comunicación
eléctrica con el electrodo (14) de retorno para medir la impedancia
del electrodo de retorno, en el que
el generador electroquirúrgico comprende
además:
un sensor (28) de corriente para medir la
corriente de salida suministrada por el generador;
un microprocesador (26) conectado eléctricamente
al sensor de corriente y el sensor de impedancia para calcular un
factor de calentamiento y un factor de refrigeración del tejido bajo
el electrodo de retorno, estando basado el cálculo del factor de
calentamiento al menos en parte en la corriente de salida medida y
la impedancia medida del electrodo de retorno; y
un controlador (25) conectado eléctricamente al
microprocesador para ajustar un suministro de potencia del generador
en respuesta a la relación de los factores de calentamiento y
refrigeración calculados.
15. El generador de la reivindicación 14, en el
que el microprocesador incluye un primer algoritmo para calcular el
factor de calentamiento y un segundo algoritmo para calcular el
factor de refrigeración.
16. El generador de la reivindicación 15, en el
que el primer algoritmo está definido por K_{h} I^{2} t_{on}
en donde K_{h} es la constante representativa de la impedancia
medida en ohmios del electrodo de retorno, I^{2} es el cuadrado de
dicha corriente de salida medida en miliamperios y t_{on} es el
tiempo en segundos durante el que se suministra la corriente de
salida.
17. El generador de la reivindicación 16, en el
que el segundo algoritmo está definido por K_{c} t_{off} en
donde K_{c} es la constante representativa del tiempo que requiere
el cuerpo para refrigerar en grados por minuto y t_{off} es el
tiempo en segundos durante el que no se suministra la corriente de
salida.
18. El generador de la reivindicación 16, en el
que la impedancia medida es indicativa del grado de adherencia al
tejido del electrodo de retorno.
19. El generador electroquirúrgico de la
reivindicación 16, en el que el microprocesador incluye un algoritmo
para restar el factor de refrigeración del factor de calentamiento
para calcular un valor de la diferencia, y el generador comprende
además un comparador (34) conectado eléctricamente al
microprocesador para comparar el valor de la diferencia con un valor
de umbral, estando conectado eléctricamente el comparador con el
generador para generar una primera señal indicativa de la relación
entre el valor de la diferencia y el valor de umbral.
20. El generador electroquirúrgico de la
reivindicación 19, que comprende además una alarma (27) conectada
eléctricamente al comparador para generar una señal de advertencia
si el valor de la diferencia excede el valor de umbral una cantidad
predeterminada.
21. El generador electroquirúrgico de la
reivindicación 19, en el que el controlador genera una señal de
interrupción para interrumpir la potencia si el valor de la
diferencia excede el valor predeterminado, siendo el valor
predeterminado mayor que el valor de umbral.
22. El generador electroquirúrgico de la
reivindicación 21, en el que el controlador genera una segunda señal
para reducir la potencia si el valor de la diferencia excede el
valor de umbral pero no excede el valor predeterminado.
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