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