ES2325287T3 - Manipulacion de la amplitud de impulsos para controlar un sistema quirurgico de facoemulsificacion. - Google Patents

Manipulacion de la amplitud de impulsos para controlar un sistema quirurgico de facoemulsificacion. Download PDF

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Abstract

Procedimiento de control y manipulación de impulsos que son suministrados a una pieza de mano de ultrasonidos de un sistema quirúrgico de facoemulsificación, comprendiendo el procedimiento: generar una pluralidad de impulsos de multisegmentos durante un instante de encendido, estando separado cada impulso de multisegmentos por un periodo de apagado, comprendiendo cada impulso de multisegmentos unos paquetes intermitentes de impulsos individuales separados por un periodo de apagado, presentando cada paquete definido por uno o múltiples grupos de impulsos individuales una potencia que aumenta secuencialmente.

Description

Manipulación de la amplitud de impulsos para controlar un sistema quirúrgico de facoemulsificación.
Campo de la invención
La presente invención se refiere generalmente al campo de la cirugía oftálmica y, más particularmente, a un procedimiento de manipulación de las formas, secuencias y duraciones de los impulsos de energía ultrasónica generados por una pieza manual de ultrasonidos de un sistema quirúrgico de facoemulsificación.
Antecedentes
Las funciones del ojo humano de proporcionar visión mediante la transmisión de la luz a través de una parte exterior clara denominada córnea, y mediante el enfoque de la imagen a través de una lente situada sobre la retina. La calidad de la imagen enfocada depende de muchos factores que incluyen el tamaño y la forma del ojo, y la transparencia de la córnea y de la lente. Cuando la edad o la enfermedad hacen que la lente pierda transparencia, la visión se deteriora debido a la disminución de la luz que se puede transmitir a la retina. Esta deficiencia es conocida a nivel médico como catarata. Un tratamiento aceptado para las cataratas es la extracción quirúrgica de la catarata y la sustitución de la lente con una lente intraocular (LIO) artificial. En Estados Unidos, la mayor parte de las lentes aquejadas de cataratas se extraen utilizando una técnica quirúrgica denominada facoemulsificación. Durante este procedimiento, se inserta una punta o aguja de corte fino en la lente enferma y se hace vibrar ultrasónicamente. La punta de corte de vibración licúa o emulsiona la lente, que se aspira hacia el exterior del ojo. La lente enferma, una vez extraída, se sustituye por una LIO.
Un dispositivo típico quirúrgico de ultrasonidos apto para un procedimiento oftálmico incluye una pieza de mano accionada ultrasónicamente, una punta de corte unida, una camisa de irrigación u otro dispositivo de irrigación y una consola de control electrónico. El conjunto de pieza de mano está unido a la consola de control mediante un cable o conector eléctrico y unos tubos flexibles. Un cirujano controla la cantidad de energía ultrasónica que se suministra a la punta de corte de la pieza de mano y que se aplica al tejido presionando un pedal para el pie para solicitar potencia hasta una cantidad máxima del conjunto de potencia en la consola. El fluido de irrigación del suministro de tubos para aspirar un fluido de aspiración desde el ojo a través del conjunto de la pieza de mano.
La parte operativa de la pieza de mano es una barra o cuerno de resonancia huecos, situados centralmente que están fijados a unos cristales piezoeléctricos. Los cristales están controlados por la consola y suministran unas vibraciones ultrasónicas que accionan tanto el cuerno como la punta de corte unida durante la facoemulsificación. El conjunto de cristal/cuerno está suspendido dentro del cuerpo o envuelta huecos de la pieza de mano mediante unos montajes flexibles. El cuerpo de pieza de mano termina en una parte de diámetro reducido o cono de morro en el extremo distal del cuerpo. El cono de morro está roscado externamente para aceptar la camisa de irrigación. Del mismo modo, el orificio del cuerno está roscado internamente en su extremo distal para recibir las roscas externas de la punta de corte. La camisa de irrigación presenta asimismo un orificio roscado internamente que se enrosca encima de las roscas externas del cono de morro. La punta de corte está ajustada para que la punta sobresalga únicamente una cantidad predeterminada al pasar por el extremo abierto de la camisa de irrigación.
Durante la utilización, los extremos de la punta de corte y de la camisa de irrigación se insertan en una incisión pequeña en la córnea, la esclerótica, u otros puntos. Una punta de corte conocida se hace vibrar ultrasónicamente a lo largo de su eje longitudinal dentro de la camisa de irrigación mediante el cuerno ultrasónico accionado por cristal, emulsionando de este modo el tejido seleccionado in situ. El orificio hueco de la punta de corte comunica con el orificio en el cuerno, que a su vez comunica con el conducto de aspiración desde la pieza de mano hasta 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 presión reducida o fuente de vacío en la consola extrae o aspira un tejido emulsionado del ojo a través del extremo abierto de la punta de corte, la punta de corte y los orificios del cuerno y el conducto de aspiración, y en el interior de un dispositivo de recogida. La aspiración del tejido emulsionado es favorecida por una solución salina u otro elemento irrigador que es inyectado al sitio quirúrgico a través del espacio hueco anular pequeño existente entre la superficie interior de la camisa de irrigación y la punta de corte.
Una técnica conocida consiste en realizar una incisión en el interior de la cámara anterior del ojo que sea tan pequeña como sea posible para reducir el riesgo de astigmatismo inducido. Estas incisiones pequeñas derivan en heridas muy ajustadas que aprietan la camisa de irrigación de manera ajustada contra la punta de vibración. La fricción entre la camisa de irrigación y la punta de vibración genera calor. El riesgo de sobrecalentamiento de la punta y de quemadura del tejido se reduce mediante el efecto de enfriamiento del fluido aspirado que fluye dentro de la punta.
Algunos sistemas quirúrgicos conocidos utilizan "el modo de impulsos", en el que la amplitud de los impulsos de anchura fija puede variar utilizando un controlador, tal como un pedal para el pie. Otros sistemas quirúrgicos conocidos utilizan "el modo ráfaga" en el que cada impulso de una serie de impulsos periódicos, de amplitud constante, y anchura fija está seguido de un instante de "apagado". El instante de apagado puede variar utilizando un controlador. Otros sistemas conocidos utilizan unos impulsos con un nivel de potencia máxima inicial seguido de un nivel de potencia inferior. Por ejemplo, la publicación nº WO 2004/080505 describe unos impulsos que se elevan de cero a un nivel de potencia máxima inicial, y a continuación descienden a niveles inferiores.
Aunque los sistemas quirúrgicos conocidos se han utilizado de manera eficaz, se pueden mejorar permitiendo un mayor control con respecto a los impulsos para su utilización con varios dispositivos y aplicaciones quirúrgicas. Por ejemplo, los sistemas conocidos que utilizan impulsos cuadrados o rectangulares típicamente tienen niveles de potencia que aumentan muy rápidamente hasta alcanzar un nivel de potencia máximo. Las transiciones repentinas de impulsos pueden reducir la capacidad de mantener y emulsionar el material de la lente. Los impulsos rectangulares de multisegmentos están descritos en el documento US 2005/209621 (Gordon et al.) y el documento US 2005/277869 (Boukhny). Más particularmente, cuando el material de la lente está sujeto en una punta de una pieza de mano de ultrasonidos por vacío, el aumento muy rápido (casi inmediato) de un impulso hacia un nivel de potencia máximo puede desplazar o empujar el material de la lente lejos de la punta demasiado rápidamente. Esto, a su vez, complica el corte del material de la lente. Dicho de otro modo, las transiciones rápidas de potencia pueden crear un desequilibrio entre el vacío en la punta ultrasónica que sujeta o sitúa el material de la lente y la capacidad de emulsionar el material de la lente.
Otros sistemas conocidos funcionan a niveles elevados de potencia cuando sea suficiente una potencia inferior o no haga falta potencia alguna. Por ejemplo, con los impulsos rectangulares, puede ser necesario un nivel de potencia inicial elevado para proporcionar potencia con el fin de emulsionar el material de la lente. Sin embargo, después de que el material se haya alejado o se haya emulsionado, no sería necesaria ninguna potencia adicional. Los impulsos rectangulares que aplican la misma cantidad de potencia tras el movimiento o la emulsión del material de la lente pueden derivar en la aplicación de un calor excesivo en el tejido, que puede perjudicar al paciente.
Asimismo, los patrones de impulsos que utilizan algunos sistemas quirúrgicos conocidos no reducen adecuadamente los efectos de la cavitación. La cavitación es la formación de pequeñas burbujas causadas por el movimiento hacia delante y hacia atrás de una punta ultrasónica. Este movimiento produce unas cavidades de alta y baja presión. A medida que la punta ultrasónica se mueve hacia atrás, el líquido se evapora debido a una presión local baja y genera burbujas. Las burbujas se comprimen a medida que la punta se desplaza hacia delante e implosiona. La implosión de las burbujas puede crear calor y fuerzas no deseadas y complica los procedimientos quirúrgicos y resulta peligroso para el paciente.
Por lo tanto, sigue existiendo la necesidad de proporcionar procedimientos que permitan que las formas y duraciones de los impulsos sean manipuladas para diferentes aplicaciones y procedimientos de facoemulsificación.
Sumario
La presente invención proporciona unos procedimientos de generación de energía ultrasónica para su utilización con un dispositivo quirúrgico oftálmico, de acuerdo con las siguientes reivindicaciones.
Breve descripción de los dibujos
Haciendo referencia a continuación a los dibujos, en los que los números de referencia similares representan partes correspondientes y en los que:
La figura 1 ilustra un sistema quirúrgico de facoemulsificación ejemplificativo que puede utilizarse con la invención;
la figura 2A es un diagrama de bloques que muestra unos componentes de un sistema quirúrgico de facoemulsificación ejemplificativo;
las figuras 2B y 2C ilustran unos impulsos para su utilización con un sistema quirúrgico de facoemulsificación;
la figura 3 ilustra unos impulsos rectangulares de multisegmentos que presentan dos segmentos de impulsos con una amplitud creciente;
la figura 4 ilustra un impulso rectangular de multisegmentos que presenta tres segmentos de impulsos con una amplitud creciente; y
la figura 5 ilustra una forma de realización de la invención que comprende unos paquetes de impulsos de energía ultrasónica.
Descripción detallada de las formas de realización ilustradas
La presente memoria describe formas de realización de procedimientos de manipulación de impulsos de energía ultrasónica para controlar un sistema quirúrgico para su utilización, por ejemplo, en la cirugía facoemulsificación. Las formas de realización se pueden poner en práctica en sistemas quirúrgicos o consolas disponibles en el mercado a través de unos controles de software y hardware apropiados. Las figuras 1 y 2 ilustran unos sistemas quirúrgicos ejemplificativos.
La figura 1 ilustra un sistema adecuado y representa el sistema de visión INFINITI® comercializado por Alcon Laboratories, Inc., 6201 South Freeway, Q-148, Fort Worth, Texas 76134. La figura 2A ilustra un sistema de control 100 ejemplificativo que se puede utilizar con este sistema.
El sistema de control 100 se utiliza para hacer funcionar una pieza de mano de ultrasonidos 112 e incluye una consola de control 114, que tiene un módulo de control o CPU 116, una aspiración, una bomba de vacío o peristáltica 118, una fuente de energía de pieza de mano 120, un flujo de irrigación o sensor de presión 122 (tal como en el sistema Infiniti® ) y una válvula 124. Las diversas piezas de mano de ultrasonidos 112 y unas puntas de corte se pueden utilizar incluyendo, pero sin limitarse a, piezas de mano y puntas descritas en las patentes US nº 3.589.363; nº 4.223.676; nº 4.246.902; nº 4.493.694; nº 4.515.583; nº 4.589.415; nº 4.609.368; nº 4.869.715; nº 4.922.902; nº 4.989.583; nº 5.154.694 y nº 5.359.996. La CPU 116 puede ser cualquier microprocesador, microcontrolador, ordenador o controlador lógico digital adecuado. La bomba 118 puede ser una bomba peristáltica, de diafragma, de efecto Venturi o cualquier tipo de bomba adecuada. La fuente de energía 120 puede ser cualquier accionador ultrasónico adecuado. El sensor de presión de irrigación 122 puede ser diversos sensores disponibles en el mercado. La válvula 124 puede ser cualquier válvula adecuada tal como una válvula de pinza activada por solenoide. Una infusión de un fluido de irrigación, tal como salina, puede estar proporcionada por una fuente salina 126, que puede ser cualquier solución de irrigación disponible en el mercado que se proporciona en botellas o bolsas.
Durante la utilización, el sensor de presión de irrigación 122 está conectado con la pieza de mano 112 y la fuente de fluido de infusión 126 a través de unos conductos de irrigación 130, 132 y 134. El sensor de presión de irrigación 122 mide el fluido o presión de fluido de irrigación desde la fuente 126 hasta la pieza de mano 112 y suministra esta información a la CPU 116 a través del cable 136. Los datos de flujo de fluido de irrigación pueden ser utilizados por la CPU 116 para controlar los parámetros de funcionamiento de la consola 114 utilizando las órdenes del software. Por ejemplo, la CPU 116, a través de un cable 140, puede variar la salida de la fuente de energía 120 que se va a enviar a la pieza de mano 112 y la punta 113 a través de un cable de potencia 142. La CPU 116 puede utilizar asimismo los datos suministrados por el sensor de presión de irrigación 122 para variar el funcionamiento de la bomba 118 y/o las válvulas a través de un cable 144. La bomba 118 aspira fluido desde la pieza de mano 112 a través de un conducto 146 y en el interior de un contenedor de recogida 128 a través de un conducto 148. La CPU 116 puede utilizar asimismo los datos suministrados por el sensor de presión de irrigación 122 y la salida aplicada de la fuente de energía 120 para proporcionar tonos audibles para el usuario. Los detalles adicionales referentes a dichos sistemas quirúrgicos pueden encontrarse en las patentes US nº 6.179.808 (Boukhny, et al.) y nº 6.261.283 (Morgan, et al.).
La consola de control 114 puede ser programada para controlar y manipular los impulsos que se suministran a la pieza de mano 112 y, a su vez, controla la potencia de los impulsos de la pieza de mano que se utiliza durante la cirugía. Haciendo referencia a las figuras 2B y 2C, los impulsos se generan en paquetes o en periodos de encendido y periodos de apagado. En el ejemplo ilustrado, los impulsos presentan un ciclo de funcionamiento del 50%. En efecto, diversos instantes de encendido, de apagado y ciclos de funcionamiento se pueden utilizar para diferentes aplicaciones.
La siguiente descripción asume que un nivel de potencia máxima del 100% es la potencia máxima que se puede conseguir (es decir, la carrera o desplazamiento máximos de la punta ultrasónica). Dicho de otro modo, la potencia del 50% se refiere a la mitad de la potencia máxima que se puede conseguir. Los niveles de potencia están representados como un porcentaje (%) de la potencia máxima que se puede conseguir. Las formas de realización de la manipulación de impulsos que se pueden utilizar con el sistema quirúrgico de facoemulsificación ejemplificativo descrito anteriormente se ilustran en las figuras 3-4, que se pueden organizar a modo de microrráfagas o paquetes de impulsos, tal como se muestra en las figuras 2B y 2C. Los paquetes o ráfagas de impulsos están previstos para la pieza de mano de ultrasonidos, que genera una salida generalmente correspondiente en la punta ultrasónica.
Ventajosamente, un cirujano puede cambiar de impulsos de modo de ráfaga a impulsos de modo de impulsos mediante la manipulación de un único controlador, p. ej., mediante la presión y la liberación del pedal para el pie. Esta disposición resulta particularmente beneficiosa puesto que estas transformaciones se pueden conseguir sin las interrupciones y los ajustes que, de otro modo, están asociados con el cambio a diferentes modos de impulsos, p. ej. ajustando los parámetros en una pantalla de visualización o interfaz. En su lugar, las formas de realización permiten ventajosamente las transiciones de impulsos continuos mediante la presión y liberación del pedal para el pie como parte de un movimiento natural y continuo del pie del cirujano, simplificando de este modo la configuración y el funcionamiento del equipo quirúrgico y simplificando los procedimientos quirúrgicos.
Haciendo referencia a la figura 3, la cantidad de potencia de cada impulso puede ser aumentada gradualmente mediante la utilización de un impulso de multietapas o multisegmentos 2000. Los expertos en la materia apreciarán que un impulso de multisegmentos puede tener dos, tres, cuatro y otros números de segmentos. Por lo tanto, el impulso de dos segmentos mostrado en la figura 20 se proporciona a título ilustrativo, no limitativo.
Una primera etapa 2010 presenta una potencia inferior a una etapa posterior 2020. Por ejemplo, tal como se representa en la figura 3, un primer segmento de impulso 2010 está en una primera amplitud un tiempo predeterminado, seguido de un segundo segmento de impulso 2020 en una segunda amplitud para un tiempo predeterminado. La configuración de un impulso de multisegmentos para proporcionar una transición gradual de una potencia baja a una potencia más elevada proporciona la capacidad de sujetar y emulsionar el material de la lente de manera más precisa en contraposición con las transiciones abruptas de niveles de potencia inferiores a máximos, tal como en un cuadrado típico, que puede alejar de manera involuntaria la lente de la punta durante el corte del material de la lente.
Haciendo referencia a la figura 4, un impulso de multisegmentos 2100 pude tener más de dos segmentos de amplitud creciente. Un impulso tiene tres segmentos de impulsos 2110, 2120 y 2130. Otros impulsos pueden tener cuatro, cinco y otros números de segmentos de impulsos, según sea necesario.
En las formas de realización de la invención, los impulsos y patrones de impulsos diferentes descritos anteriormente son impulsos de energía ultrasónica que pueden suministrarse en paquetes a elementos transductores de la pieza de mano. Por ejemplo, tal como se representa en las figuras 2B y 2C, la energía ultrasónica se suministra a unos elementos piezoeléctricos como paquetes intermitentes de impulsos que están separados por un periodo de apagado. Los patrones de impulsos según las formas de realización alternativas de la invención se suministran a unos elementos piezoeléctricos de una pieza de mano de ultrasonidos durante estos instantes de "encendido" y dentro de estos paquetes.
Por ejemplo, la figura 5 ilustra unos paquetes de impulsos de energía ultrasónica que presentan una potencia que aumenta secuencialmente. Los expertos en la materia apreciarán que un paquete puede tener uno o múltiples grupos de impulsos, y que un paquete puede acabar al final de un grupo de impulsos o en medio de un grupo de impulsos. Por ejemplo, la figura 5 ilustra un paquete que termina con el segundo impulso en un grupo de impulsos. El paquete puede terminar asimismo con el último impulso en el grupo de impulsos. De este modo, la figura 5 se proporciona a título ilustrativo, no limitativo. Los expertos en la materia apreciarán asimismo que las formas de realización de los impulsos descritas en la presente memoria no tienen que ser fabricadas u organizadas en paquetes para controlar la pieza de mano de ultrasonidos.
A pesar de que en la descripción anterior se ha hecho referencia a varias formas de realización, los expertos en la materia reconocerán que se pueden realizar modificaciones, alteraciones y sustituciones menores en las formas de realización descritas, sin apartarse, por ello del alcance de las formas de realización.

Claims (5)

1. Procedimiento de control y manipulación de impulsos que son suministrados a una pieza de mano de ultrasonidos de un sistema quirúrgico de facoemulsificación, comprendiendo el procedimiento:
generar una pluralidad de impulsos de multisegmentos durante un instante de encendido, estando separado cada impulso de multisegmentos por un periodo de apagado,
comprendiendo cada impulso de multisegmentos unos paquetes intermitentes de impulsos individuales separados por un periodo de apagado, presentando cada paquete definido por uno o múltiples grupos de impulsos individuales una potencia que aumenta secuencialmente.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que un paquete termina al final de un grupo de impulsos con una potencia que aumenta secuencialmente.
3. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que un paquete termina en medio de un grupo de impulsos con una potencia que aumenta secuencialmente.
4. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que un paquete termina con el segundo impulso en un grupo de impulsos con una potencia que aumenta secuencialmente.
5. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que un paquete termina con el último impulso en un grupo de impulsos con una potencia que aumenta secuencialmente.
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