ES2352677T3 - Pieza de mano ultrasónica. - Google Patents

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Abstract

Pieza de mano ultrasónica (10), que comprende: a) una envuelta de pieza de mano (11) que incluye un tapón (18); b) un cuerno de ultrasonidos (12) que presenta una punta de corte y está sujeto dentro de la envuelta, y c) un único grupo de elementos piezoeléctricos (14) sujeto también dentro de la envuelta y polarizado para producir un movimiento longitudinal cuando se le excita a su frecuencia resonante; conteniendo el cuerno (12) una pluralidad de hendiduras diagonales, circunferenciales (24), estando dimensionadas y espaciadas las hendiduras para producir un movimiento torsional optimizado en la punta de corte en respuesta a una segunda frecuencia diferente de la frecuencia resonante; y caracterizada porque: los elementos piezoeléctricos (14) y el cuerno (12) están sujetos dentro de la envuelta de modo que un punto nodal torsional y un punto nodal longitudinal sean coincidentes en el tapón (18) que sella la envuelta.

Description

La presente invención se refiere a unos dispositivos ultrasónicos y, más particularmente, a unos dispositivos para sintonizar y controlar una pieza de mano de facoemulsificación oftálmica.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN 5
Un dispositivo quirúrgico ultrasónico típico apto para intervenciones oftálmicas está constituido por una pieza de mano activada ultrasónicamente, una punta de corte hueca unida, una manga de irrigación y una consola de control electrónica. El conjunto de pieza de mano se une a la consola de control por un cable eléctrico y tubos flexibles. Por medio del cable eléctrico, la consola modifica el nivel de potencia transmitido por la pieza de mano a la punta de corte aneja y los tubos flexibles suministran fluido de irrigación al ojo y extraen fluido de aspiración del mismo a través del 10 conjunto de pieza de mano.
La parte operativa de la pieza de mano es una barra o cuerno resonante hueco centralmente ubicado fijado de forma directa a un grupo de cristales piezoeléctricos. Los cristales suministran la vibración ultrasónica requerida necesaria para activar el cuerno y la punta de corte aneja durante la facoemulsificación y son controlados por la consola. El conjunto cristal/cuerno se suspende dentro del cuerpo o envuelta hueco de la pieza de mano en sus puntos nodales por 15 medio de monturas relativamente inflexibles. El cuerpo de la pieza de mano termina en una porción u ojiva de diámetro reducido en el extremo distal del cuerpo. La ojiva está roscada externamente para aceptar la manga de irrigación. Asimismo, el ánima del cuerno está internamente roscada en su extremo distal para recibir las roscas externas de la punta de corte. La manga de irrigación tiene también un ánima internamente roscada que se atornilla sobre las roscas externas de la ojiva. La punta de corte se ajusta de modo que la punta sobresalga solamente una cantidad 20 predeterminada más allá del extremo abierto de la manga de irrigación. Piezas de mano ultrasónicas y puntas de corte se describen más completamente en las patente US nos 3.589.363; 4.223.676; 4.246.902; 4.493.694; 4.515.583; 4.589.415; 4.609.368; 4.869.715; y 4.922.902.
Cuando se usan para realizar una facoemulsificación, los extremos de la punta de corte y la manga de irrigación se insertan en una pequeña incisión de anchura predeterminada de la córnea, la esclerótica u otra localización en el tejido 25 del ojo con el fin de tener acceso a la cámara anterior del ojo. La punta de corte se hace vibrar ultrasónicamente a lo largo de su eje longitudinal dentro de la manga de irrigación por el cuerno ultrasónico activado por cristal, emulsificando así, por contacto, el tejido seleccionado in situ. El ánima hueca de la punta de corte comunica con el ánima del cuerno, que, a su vez, comunica con el conducto de aspiración que va de la pieza de mano a la consola. Una fuente de presión reducida o vacío en la consola extrae o aspira el tejido emulsificado desde el ojo a través del extremo abierto de la punta 30 de corte, el ánima de la punta de corte, el ánima del cuerno y el conducto de aspiración y lo lleva a un dispositivo de recogida. La aspiración del tejido emulsificado es ayudada por una solución de lavado salina o un irrigante que se inyecta en el sitio quirúrgico a través del pequeño intersticio anular entre la superficie interior de la manga de irrigación y la superficie exterior de la punta de corte.
Han existido intentos anteriores de combinar un movimiento longitudinal ultrasónico de la punta de corte con un 35 movimiento giratorio de la punta; véanse las patentes US nos 5.222.959 (Anis), 5.722.945 (Anis, et al.) y 4.504.264 (Kelman). Estos intentos anteriores han utilizado motores eléctricos para proporcionar la rotación de la punta, los cuales requieren anillos tóricos u otras juntas de sellado que pueden fallar, además de la complejidad añadida y del posible fallo de los motores.
Han existido también intentos anteriores de generar tanto movimiento longitudinal como movimiento torsional sin el uso 40 de motores eléctricos. Por ejemplo, en las patentes US nos 6.028.387, 6.077.285 y 6.402.769 (Boukhny), uno de los inventores de la presente invención, describe una pieza de mano que tiene dos pares de cristales piezoeléctricos. Un par está polarizado para producir movimiento longitudinal. El otro par está polarizado para producir movimiento torsional. Dos señales de activación independientes se utilizan para activar los dos pares de cristales. En la práctica real, es difícil de conseguir que una pieza de mano que utilice dos pares de cristales resuene en ambas direcciones longitudinal y 45 torsional. En la publicación de patente US nº 2001/0011176 A1 (Boukhny) se describe una posible solución también descrita por uno de los presentes inventores. Esta referencia describe una pieza de mano que tiene un único grupo de cristales piezoeléctricos que producen movimiento longitudinal y una serie de hendiduras diagonales en el cuerno o en la punta de la pieza de mano que producen movimiento torsional cuando el cuerno o la punta es activado a la frecuencia resonante de los cristales piezoeléctricos. De nuevo, en la práctica, las frecuencias resonantes de los cristales 50 piezoeléctricos y de la punta o el cuerno no coincidían, de modo que era difícil de conseguir un movimiento longitudinal y un movimiento torsional simultáneos. En el documento EP 1103238, se describe una disposición similar.
El documento JP09009656 describe un vibrador ultrasónico que tiene un cuerpo elástico columnar que presenta una pluralidad de surcos y, en posiciones predeterminadas en la periferia exterior, una pluralidad de elementos piezoeléctrico de tipo laminado dispuestos en un estado inclinado en al menos dos lados enfrentados del cuerpo 55 columnar; y un elemento de fricción deslizante unido a la cara extrema del cuerpo columnar, y aplicando voltajes alternos con diferentes fases respectivamente a una pluralidad de elementos piezoeléctricos de tipo laminado pueden excitarse al mismo tiempo una vibración longitudinal resonante y una vibración torsional resonante, generando de este modo una vibración elíptica ultrasónica sobre la superficie del elemento de fricción deslizante.
En consecuencia, continúa existiendo la necesidad de proporcionar una pieza de mano ultrasónica fiable que vibrará tanto longitudinal como torsionalmente, de forma simultánea o independiente.
BREVE SUMARIO DE LA INVENCIÓN
La presente invención proporciona una pieza de mano, a modo de sistema que incorpora la pieza de mano de acuerdo con las siguientes reivindicaciones. 5
Otros objetos, características y ventajas de la presente invención se pondrán más claramente de manifiesto haciendo referencia a los dibujos y a la siguiente descripción de los dibujos y de las reivindicaciones.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La figura 1 es una vista en perspectiva de la pieza de mano de la presente invención con la caja exterior retirada.
La figura 2 es una vista en perspectiva del cuerno ultrasónico que puede utilizarse con la pieza de mano de la presente 10 invención.
La figura 3 es un diagrama de bloques de un circuito de accionamiento que puede utilizarse con la presente invención.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
Tal como se observa mejor en la figura 1, la pieza de mano 10 de la presente invención comprende generalmente un cuerno ultrasónico 12, realizado típicamente a partir de una aleación de titanio. El cuero 12 tiene una pluralidad de 15 hendiduras helicoidales que se discutirán a continuación. Una pluralidad (típicamente 1 o 2 pares) de elementos piezoeléctricos en forma de anillo 14 están sujetos por unas tuercas de comprensión 15 contra el cuerno 12. Una caña de aspiración 16 se extiende por toda la longitud de la pieza de mano 10 a través del cuerno 12, los elementos piezoeléctricos 14, la tuerca 15 y el tapón 18 en el extremo distal de la pieza de mano 10. El tubo de aspiración 16 permite que el material sea aspirado a través de la punta hueca 20, que está sujeta al cuerno 12, y a través de la pieza 20 de mano 10 y hacia fuera de la misma. El tapón 18 sella la envuelta exterior 11 de la pieza de mano 10 de forma estanca a los fluidos, permitiendo que la pieza de mano 10 se esterilice en autoclave sin afectar adversamente a los elementos piezoeléctricos 14. En el cuerpo 12 se han dispuesto unos surcos adicionales 22 para juntas tóricas de sellado (no representadas).
Tal como se observa mejor en la figura 2, el cuerno 12 contiene una pluralidad de hendiduras helicoidales 24. 25 Preferentemente, la anchura de las hendiduras 24 está entre el 2% y el 65% del diámetro exterior del cuerno 12. Esto, por supuesto, afectará al número de hendiduras 24 que pueden hacerse en el cuerno 12 (por ejemplo, si las hendiduras 24 son el 65% del diámetro del cuerno 12, entonces sólo puede cortarse una hendidura 24 en el cuerno 12). La anchura de las hendiduras 24 seleccionadas dependerá del movimiento torsional deseado. La profundidad de las hendiduras 24 del cuerno 12 está preferentemente entre el 4% y el 45% del diámetro exterior del cuerno 12. Las hendiduras 24 pueden 30 tener un fondo cortado plano o cuadrado, pero preferentemente tienen un fondo curvo o redondeado, con lo cual son más fáciles de fabricar. La longitud de las hendiduras 24 está preferentemente comprendida entre el 8% y el 75% de la longitud del diámetro mayor del cuerno 12. El paso de las hendiduras 24 está preferentemente entre 125% y 500% del diámetro mayor del cuerno 12. A título de ejemplo, los inventores han encontrado que una configuración adecuada de las hendiduras 24 en el cuerno 12 con un diámetro exterior de 1,206 cm (0,475 pulgadas) es un total de ocho 35 hendiduras 24 que tienen una anchura de 0,102 cm (0,04 pulgadas), una profundidad de 0,356 cm (0,140 pulgada) (con un fondo de radio completo), una longitud de 1,778 cm (0,7 pulgadas) y un paso de 3,429 cm (1,35 pulgadas), lo cual proporciona un movimiento torsional adecuado del cuerno 12 sin comprometer el movimiento longitudinal del cuerno 12.
Tal como se observa mejor en la figura 1, la ubicación de los puntos nodales longitudinales y torsionales (los puntos con velocidad cero del respectivo modo) es importante para el funcionamiento apropiado de la pieza de mano 10. El nodo 40 torsional 26 está situado preferentemente en el nodo longitudinal proximal 28, de modo que el nodo torsional 26 y el nodo longitudinal 28 son coincidentes y ambos están situados en el tapón 18. La pieza de mano 10 contiene también un nodo longitudinal distal 30 localizado en la porción de diámetro reducido 32 del cuerno 12.
Tal como se observa mejor en la figura 3, un circuito de accionamiento 34 que puede utilizarse con la pieza de mano 10 de la presente invención es preferentemente similar al descrito en la patente US nº 5.431.664, ya que el circuito de 45 accionamiento 34 rastrea la admitancia de la pieza de mano 10 y controla la frecuencia de la pieza de mano 10 para mantener una admitancia constante. Sin embargo, el circuito de accionamiento 34 vigila el modo torsional y el modo longitudinal y controla estos modos en la pieza de mano 10 utilizando dos diferentes frecuencias de activación. Preferentemente, la señal de activación torsional es aproximadamente de 32 kHz y la señal de activación longitudinal es de 44 kHz, pero estas frecuencias cambiarán dependiendo de los elementos piezoeléctricos 14 utilizados y del tamaño y 50 la forma del cuerno 12 y las hendiduras 24. Aunque la señal de activación longitudinal o la señal de activación torsional pueden suministrarse de una manera continua, se alternan preferentemente la señal de activación longitudinal y la señal de activación torsional, de modo que la señal de activación se proporcione en un impulso deseado a una frecuencia y a continuación se conmute a la otra frecuencia para un impulso similar, sin solapamiento entre las dos frecuencias, pero sin interrupción ni pausa en la señal de activación. Alternativamente, la señal de activación puede operarse de una 55 manera similar a la descrita, pero pueden introducirse pausas o interrupciones cortas en la señal de activación. Además, la amplitud de la señal de activación puede modularse y ajustarse independientemente para cada frecuencia.
Aunque se han descrito anteriormente determinadas formas de realización de la presente invención, dichas descripciones se proporcionan a título ilustrativo y explicativo. Pueden adoptarse variaciones, cambios, modificaciones y desviaciones de los sistemas y procedimientos descritos anteriormente sin apartarse, por ello, del alcance de la 5 presente invención tal como se establece en las siguientes reivindicaciones.

Claims (8)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Pieza de mano ultrasónica (10), que comprende:
    a) una envuelta de pieza de mano (11) que incluye un tapón (18);
    b) un cuerno de ultrasonidos (12) que presenta una punta de corte y está sujeto dentro de la envuelta, y 5
    c) un único grupo de elementos piezoeléctricos (14) sujeto también dentro de la envuelta y polarizado para producir un movimiento longitudinal cuando se le excita a su frecuencia resonante; conteniendo el cuerno (12) una pluralidad de hendiduras diagonales, circunferenciales (24), estando dimensionadas y espaciadas las hendiduras para producir un movimiento torsional optimizado en la punta de corte en respuesta a una segunda frecuencia diferente de la frecuencia resonante; y caracterizada porque: 10
    los elementos piezoeléctricos (14) y el cuerno (12) están sujetos dentro de la envuelta de modo que un punto nodal torsional y un punto nodal longitudinal sean coincidentes en el tapón (18) que sella la envuelta.
  2. 2. Pieza de mano ultrasónica (10) según la reivindicación 1, en la que la anchura de las hendiduras (24) está comprendida entre el 2% y el 65% del diámetro exterior del cuerno (12).
  3. 3. Pieza de mano ultrasónica (10) según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en la que la profundidad de las 15 hendiduras (24) está comprendida entre el 4% y el 45% del diámetro exterior del cuerno (12).
  4. 4. Pieza de mano ultrasónica (10) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la longitud de las hendiduras (24) está comprendida entre el 8% y el 75% de la longitud del diámetro mayor del cuerno (12).
  5. 5. Pieza de mano ultrasónica (10) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el diámetro exterior del cuerno (12) es de 1,206 cm (0,475’’), siendo el número de hendiduras (24) 8, presentando cada hendidura (24) una 20 anchura de 0,102 cm (0,04’’), una profundidad de 0,356 cm (0,140’’), una longitud de 1,778 cm (0,7’’) y un paso de 3,429 cm (1,35’’).
  6. 6. Pieza de mano ultrasónica (10) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la frecuencia resonante es 44 kHz y la segunda frecuencia es 32 kHz.
  7. 7. Sistema de pieza de mano ultrasónica, comprendiendo el sistema: 25
    a) una pieza de mano ultrasónica (10) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, y
    b) un circuito de accionamiento (24) para proporcionar la frecuencia resonante y una segunda frecuencia a la pieza de mano ultrasónica (10).
  8. 8. Sistema de pieza de mano ultrasónica según la reivindicación 7, en el que el circuito de accionamiento (24) está adaptado para proporcionar la frecuencia resonante y la segunda frecuencia en un modo alterno sin solapamiento. 30
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