ES2957576T3

ES2957576T3 - Conjunto de pieza de mano para dispositivo médico

Info

Publication number: ES2957576T3
Application number: ES20764765T
Authority: ES
Inventors: Saverio Minutoli
Original assignee: MECTRON SpA
Current assignee: MECTRON SpA
Priority date: 2019-08-09
Filing date: 2020-07-30
Publication date: 2024-01-22
Anticipated expiration: 2040-07-30
Also published as: IL290441B1; US20220287798A1; IT201900014565A1; CN114599310A; EP4009899B1; IL290441B2; BR112022002303A2; JP2022544193A; CN114599310B; EP4009899A1; KR102855402B1; EP4009899C0; IL290441A; KR20220044196A; WO2021028764A1; JP7638003B2

Abstract

Se describe un conjunto de pieza de mano para dispositivo médico, que comprende una pieza de mano (4) para dispositivo médico, que comprende una porción de pieza de mano distal (22) adaptada para recibir un conjunto de punta de inserción (1) que comprende un identificador de radiofrecuencia (3), una antena de punta de inserción (8) y una punta de inserción (2) adaptada para interactuar con una parte del cuerpo de un paciente. El conjunto de pieza de mano para dispositivo médico (4) comprende además una antena de pieza de mano (12), dispuesta en la porción distal (22) de pieza de mano, y medios de suministro de señal de radiofrecuencia, configurados para proporcionar una señal de radiofrecuencia a la antena de pieza de mano (12) adaptada para ser transmitida por la antena de la pieza de mano (12). La antena de la pieza de mano (12) está configurada para comunicarse de forma inalámbrica con la antena de punta de inserción (8) cuando dicho conjunto de punta de inserción se inserta en la pieza de mano (4) en una región de inserción comprendida en la porción distal (22) de la pieza de mano. La antena de pieza de mano (12) es una antena de cuadro o antena de anillo segmentada que comprende al menos dos segmentos de antena de pieza de mano, dispuestos eléctricamente en serie, en la que un primer extremo de un primer segmento está conectado operativamente a un primer terminal de dichos medios de suministro de señal de radiofrecuencia, y un segundo extremo de un último segmento de dichos al menos dos segmentos de antena de pieza de mano está conectado operativamente a un segundo terminal de dichos medios de suministro de señal de radiofrecuencia, para formar, alrededor de dicha región de inserción, una estructura radiante de bobina configurada para generar un campo electromagnético en la inserción. región con una radiofrecuencia dependiente de dicha señal de radiofrecuencia. Cada uno de dichos al menos dos segmentos de antena de pieza de mano comprende un elemento metálico radiante, caracterizado por una inductancia respectiva, conectada eléctricamente en serie con un elemento capacitivo, que tiene una capacitancia tal que compensa los efectos debidos a la inductancia del elemento metálico radiante sobre las corrientes. circulando en la bobina de la antena de la pieza de mano (12) y para adaptar la impedancia característica de la antena de la pieza de mano (12) al generador de radiofrecuencia del elemento de control (21) del dispositivo médico (20). Se describe además un dispositivo médico (20) que comprende un elemento de control (21), un conjunto de punta de inserción (1) y un conjunto de pieza de mano de dispositivo médico como se describió anteriormente. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Conjunto de pieza de mano para dispositivo médico

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un conjunto de pieza de mano para un dispositivo médico.

En particular, la presente invención se refiere a un conjunto de pieza de mano para un dispositivo médico que comprende una pieza de mano, adaptada para acomodar mediante inserción un conjunto de inserción y una antena de pieza de mano.

Por ejemplo, la presente invención se refiere a un conjunto de pieza de mano para dispositivos piezoeléctricos ultrasónicos adecuado para reconocer insertos, o puntas de inserción, por medio de un identificador de radiofrecuencia miniaturizado.

Además, la presente invención se refiere al contexto de un sistema ultrasónico que se aplica particular y ventajosamente en el campo médico-quirúrgico (por ejemplo, neuroespinal, craneofacial, ortopédico, otorrinolaringológico), en los campos dental quirúrgico y no quirúrgico (por ejemplo, cirugía bucal, implantología, higiene y profilaxis dental, etc.), pero que es igualmente utilizable en el campo industrial o de la construcción según otras realizaciones.

Más precisamente, dicho sistema se puede utilizar en sectores en los que es necesario realizar una extracción, abrasión, corte o perforación de material, por ejemplo, material mineralizado.

En adelante, se entenderá por aplicación la aplicación en el ámbito médico-quirúrgico (por ejemplo, neuroespinal, craneofacial, ortopédico, otorrinolaringológico), odontológico, quirúrgico y no quirúrgico (por ejemplo, en cirugía bucal, implantología, higiene y profilaxis dental, etc.), pero es igualmente utilizable en el campo industrial o de la construcción según otras realizaciones, sectores en los que es necesario realizar una eliminación, abrasión, corte o perforación de material, por ejemplo, de tipo mineralizado, tal como hueso, esmalte, dentina, dental. cálculo y biopelícula.

Técnica anterior

En el campo médico u odontológico, y concretamente en el campo quirúrgico o implantológico, ultrasonidos de potencia se aplican en la disección de tejidos duros (hueso) y tejidos blandos, en la cauterización de vasos sanguíneos y en el campo de la profilaxis dental para la eliminación de sarro.

Haciendo referencia únicamente al campo de la implantología a modo de ejemplo, los lugares para la inserción de tornillos u otros sistemas de fijación en el hueso se preparan utilizando herramientas rotativas del tipo mencionado anteriormente, que, sin embargo, tienen serias limitaciones tanto intraquirúrgicas para el operador como postoperatorias para el paciente.

Solo por mencionar algunos, los instrumentos tradicionales son problemáticos cuando se opera en sitios quirúrgicos en presencia de estructuras anatómicas complejas de acceso quirúrgico difícil o limitado, o cerca de estructuras anatómicas delicadas, tal como nervios y vasos sanguíneos.

La gran cantidad de energía mecánica producida por la rotación y la considerable presión que el operador debe aplicar sobre el instrumento son responsables de posibles daños a estructuras no mineralizadas, de la producción de una cantidad considerable de calor, de pérdidas por fricción, con un consiguiente sobrecalentamiento de los tejidos mineralizados, lo que provoca fatiga del operador a expensas de la precisión y el control intraquirúrgicos requeridos.

El contexto de la presente invención se refiere a sistemas de potencia ultrasónicos para uso médico y dental, por ejemplo, como uso para implantología oral. Sin embargo, esta invención se puede aplicar igualmente a otros campos del sector médico e industrial.

El funcionamiento de la mayoría de los sistemas de potencia ultrasónicos se basa en la transmisión de ondas longitudinales en los medios de aplicación. Estas ondas son generadas por transductores piezoeléctricos y transferidas al medio a través de concentradores o guías de ondas denominados bocinas ultrasónicas.

Sin embargo, existen aplicaciones en las que se utilizan vibraciones de flexión, torsión o compuestas. En el ámbito dental, por ejemplo, las vibraciones longitudinales provocadas en los transductores de ultrasonidos se convierten en oscilaciones de flexión a través de puntas de inserto o puntas de forma asimétrica. La incorporación de una o más curvas en el perfil de la punta de inserción tiene un doble propósito, es decir, permitir un buen acceso al interior de la cavidad bucal y convertir el movimiento longitudinal del transductor en una vibración lineal de flexión cerca de la parte operativa de la punta de inserción.

En los elementos de ablación por ultrasonidos, el movimiento de flexión de los insertos/puntas de inserción en forma de gancho se utiliza normalmente para eliminar los depósitos calcificados (sarro) de los dientes. En los bisturíes de ultrasonido (tal como el“Dispositivo de piezocirugía"fabricado por Mectron S.p.A.), el movimiento transversal producido en los insertos/puntas de inserción en forma de guadaña se utiliza para diseccionar con precisión los huesos mandibulares y otros tejidos mineralizados.

También existen elementos de ablación por ultrasonidos que eliminan el sarro mediante oscilaciones lineales y elípticas, tal como se describe en los documentos DE102005044074A1 o EP2057960B1. En estos sistemas se generan movimientos vibratorios con componentes bidireccionales en las puntas de inserción mediante vibraciones de flexión del transductor en planos ortogonales, véase, en particular, el documento EP2057960B1. Las configuraciones de estos transductores de flexión se refieren a un concepto previamente divulgado en el que la oscilación transversal es causada por volúmenes piezoeléctricos adyacentes insertados radial y axialmente con polarizaciones opuestas [ver Mori, E. et al., “New Bolt Clamped Flexural Mode Ultrasonic High Power Transducer with One-Dimensional Construction”, Ultrasonics International 89 Conference Proceedings”; Watanabe, Y. et al., “A Study on a New Flexural-mode Transducer-solid Horn System and its Application to Ultrasonic Plastic Welding”, Ultrasonics Vol. 34, 1996, páginas 235-238; Yun, C-H. et al. “A High Power Ultrasonic Linear Motor using a Longitudinal and Bending Hybrid Bolt-Clamped Langevin Type Transducer”, Jpn. J. Appl. Phys., Vol. 40, 2001, páginas 3773-3776].

En los procedimientos de cirugía maxilofacial, las oscilaciones ultrasónicas de las puntas de inserción se utilizan comúnmente para cortar tejido óseo.

Según el protocolo de implantología dental, una vez realizado el primer orificio de tamaño reducido se va ampliando progresivamente mediante fresas rotativas de sección creciente hasta alcanzar un diámetro compatible con el implante.

Las puntas de inserción que normalmente se utilizan en los sistemas de ultrasonidos para operaciones realizadas en la cavidad bucal tienen amplitudes oscilatorias insuficientes para realizar todas las etapas de la preparación del sitio del implante. Tal limitación es inherente al diseño de estos dispositivos en los que cuanto mayores sean las secciones de las puntas del inserto, menor será la amplitud de la vibración producida, siendo la pieza de mano igual. Esta relación inversa entre la sección y la oscilación de los insertos/puntas de inserción es un límite de aplicabilidad de la tecnología, especialmente en implantología oral en la que es necesario perforar orificios de varios milímetros de diámetro.

Existe un problema adicional relacionado con la vibración lineal de las puntas del inserto que no permite la perforación del tejido mandibular a menos que se aplique un giro manual de la pieza de mano en combinación con ello. Un movimiento auxiliar de este tipo es ciertamente difícil de realizar por parte del operador en el interior de la boca y, en cualquier caso, no es muy compatible con las exigencias de precisión que la práctica de la implantología clínica exige hoy en día.

Se conocen desde hace tiempo dispositivos ultrasónicos capaces de diseccionar tejido biológico mediante la excitación de vibraciones ultrasónicas torsionales, o vibraciones ultrasónicas torsionales y longitudinales combinadas a partir de los documentos US7374552B2, US6402769B1, US2009/236938A1, US2011/0278988A1. La característica común de estos dispositivos es que todos ellos tienen un único eje de desarrollo geométrico, siendo básicamente sistemas axialmente simétricos. En aplicaciones maxilofaciales, como la implantología dental, las puntas de inserción oscilantes utilizadas en la cavidad bucal tienen desarrollos significativamente asimétricos con respecto al eje del transductor. Por lo tanto, en este contexto, no es posible producir vibraciones torsionales o longitudinales y torsionales en las partes operativas de las puntas de inserto siguiendo las enseñanzas de las invenciones mencionadas (válidas solo para sistemas en los que el transductor y las piezas operativas son coaxiales).

Slipszenko (US2013/0253559A1) ideó configuraciones de sistemas ultrasónicos en los que se producen alternativamente vibraciones de torsión, flexión o longitudinales en bisturís ultrasónicos para el tratamiento de tejidos blandos con un eje de desarrollo perpendicular al del transductor. Según esta solución, la vibración transversal del transductor piezoeléctrico se puede transformar en oscilación torsional, de flexión u longitudinal incorporando una bocina ultrasónica o una guía de ondas montada excéntricamente con respecto al eje del transductor. Para que la transmisión de vibraciones se realice correctamente, el diámetro de la parte trasera de la bocina debe ser mayor que el del transductor. Aunque es posible generar familias vibratorias alternativas en planos ortogonales, los requisitos específicos de compacidad, ergonomía y peso de los dispositivos médicos y dentales no se pueden lograr aplicando la solución de Slipszenko. El gran tamaño y el montaje excéntrico de la bocina ultrasónica limitarían significativamente la visibilidad dentro de la cavidad bucal. Además, en la solución de Slipszenko, se insertan una o más guías de ondas entre el bisturí y la bocina de conversión/transmisión vibratoria para transmitir las vibraciones adecuadas. Incluso reduciendo el número de estos componentes al mínimo, la longitud total del dispositivo seguiría siendo incompatible para aplicaciones en espacios pequeños, estrechos y delicados, como el interior de la cavidad oral, maxilofacial, neuroespinal o del cráneo.

Mishiro (JPH0373207A)) sugirió un sistema ultrasónico para la eliminación de material que, en teoría, podría tener aplicabilidad en aplicaciones dentales. La solución sugerida se basa en un principio de funcionamiento típico de los motores ultrasónicos en el que la vibración elíptica generada en una articulación formada por un transductor ultrasónico acoplado a una guía de ondas produce la rotación de un elemento operativo (herramienta) que se mantiene en contacto con la punta de la guía de ondas. En las configuraciones ilustradas en el documento JPH0373207A, el elemento operativo, cuyo eje de simetría puede ser perpendicular o paralelo al del transductor, oscila ultrasónicamente permitiendo la eliminación de material además de girar. El punto de contacto entre el elemento operativo y la guía de ondas a través del cual se transfiere el movimiento oscilatorio se genera por rotación y corresponde a un antinodo de las vibraciones longitudinales y transversales generadas en la unión transductor-guía de ondas. Según las configuraciones descritas en esta solución, el elemento operativo está soportado por dos patines colocados en el mismo número de nodos estacionarios producidos a lo largo del elemento oscilante. Esta solución parece compleja en su implementación e inadecuada para aplicaciones en las que los elementos operativos (insertos/puntas de inserción) deben usarse y reemplazarse sucesivamente, como en la implantología dental.

Además, en el campo de los instrumentos biomédicos o médicos, se siente fuertemente la necesidad de mejorar continuamente la seguridad del paciente.

Por esta razón, se debe garantizar que los insertos/puntas de inserto para instrumentos biomédicos (por ejemplo, puntas de inserto adaptadas para operar en los dientes de un paciente en un dispositivo médico para uso dental o, por ejemplo, en huesos en un instrumento para uso quirúrgico en campos tales como el campo maxilofacial, neuroespinal, craneal u ortopédico) siempre funcionan de forma correcta y segura, provienen de fabricantes fiables, son del tipo adecuado para el dispositivo médico, no han sido usados en exceso, etc.

Para este fin, es muy importante tener insertos/puntas de inserto equipados con un identificador, capaz de proporcionar información sobre la punta de inserción y su funcionamiento a una unidad de control del dispositivo médico.

A este respecto, se conocen puntas de inserción equipadas con identificadores RFID, capaces de comunicarse de forma inalámbrica con el resto del dispositivo médico.

Soluciones de este tipo se describen, por ejemplo, en los documentos WO2006082340, US2011087605A1, US2015147718A1, US2009047624A1, US2008044790A1, US2009065565A1, US2015150647A1, US2008293008.

Sin embargo, debido a las características particulares de los insertos/puntas de inserto utilizados en este campo, sobre todo el tamaño muy pequeño y la presencia de un elemento metálico que constituye el cuerpo de la punta de inserción, el rendimiento de comunicación que proporcionan las soluciones conocidas es insatisfactorio en relación con las necesidades o no se encuentra en las aplicaciones disponibles para los usuarios hoy en día.

Más concretamente, las antenas en miniatura dispuestas en la punta de inserción para garantizar la comunicación inalámbrica del identificador RFID con el resto del dispositivo médico, es decir, para la excitación del identificador RFID, actúan como inductancias.

Sin embargo, tales inductancias se ven perturbadas por la presencia del metal del cuerpo de la punta de inserción y, además, por posibles líquidos (por ejemplo, soluciones fisiológicas que son salinas por naturaleza) que pueden estar presentes en la punta de inserción, que actúan como antagonistas de los campos electromagnéticos, porque tienden a absorber los campos electromagnéticos y, en el caso de los metales, a reemitir los campos electromagnéticos simétricamente provocando su cancelación en la zona límite del metal.

En resumen, el resultado global de tales fenómenos es una fuerte atenuación, o incluso cancelación, de las señales transmitidas por los campos electromagnéticos en las proximidades de la antena de punta de inserción, lo que empeora el rendimiento de la comunicación entre el identificador RFID y el resto del dispositivo médico, o incluso impide que dichas comunicaciones se realicen. Esta situación frustra efectivamente las ventajas del identificador RFID.

Otro inconveniente de las soluciones conocidas mencionadas anteriormente de insertos/puntas de inserto con identificadores RFID consiste en la dificultad de diseñar antenas de punta de inserción que funcionen en las frecuencias requeridas por la comunicación RFID UHF, según las diferentes normas previstas en los distintos países para este tipo de comunicación. En resumen, la necesidad de insertos/puntas de inserto para instrumentos médicos equipados con identificadores capaces de soportar una comunicación eficaz y fiable con las partes restantes del dispositivo médico sigue insatisfecha.

Además, hay que tener en cuenta que las puntas de inserción deben estar conectadas de forma intercambiable a generadores ultrasónicos y, para usarse repetidamente, deben poder separarse de la pieza de mano y colocarse en un autoclave, lo que lleva a ciclos de tratamiento repetidos y muy estresantes para cualquier identificador RFID conectado a los mismos.

Por lo tanto, todavía se siente fuertemente la necesidad de soluciones de identificación de inserciones/puntas de inserciones que no solo sean de tamaño pequeño y, por lo tanto, capaces de adaptarse a porciones distales pequeñas de la pieza de mano, es decir, adaptadas a campos operativos o de intervención reducidos, sino que al mismo tiempo son muy resistentes a las tensiones impuestas por los autoclaves o ciclos de tratamiento similares para su esterilización.

La necesidad mencionada anteriormente de poner el identificador RFID de la punta de inserción en comunicación inalámbrica con el resto del dispositivo médico impone requisitos adicionales a la pieza de mano del dispositivo médico. Dicha pieza de mano debe estar equipada con una antena de radiofrecuencia, que debe estar adecuadamente alimentada.

La antena de lectura colocada dentro de la pieza de mano debe cumplir requisitos dimensionales y operativos muy estrictos. Las dimensiones de la antena deben miniaturizarse para que la antena pueda quedar contenida en la pieza de mano. Esto sugiere utilizar antenas en anillo o de cuadro.

Sin embargo, las antenas pequeñas en anillo o de cuadro sufren varios problemas. Uno de los principales problemas surge del hecho de que las corrientes que circulan por el anillo de la antena, dependiendo de la frecuencia de trabajo y de las dimensiones geométricas, tienden a presentar los llamados huecos, es decir, puntos en los que la corriente sufre una inversión de fase. Este fenómeno provoca que la emisión de la antena sea nula en algunos puntos, porque la corriente es nula, y también provoca que en otros puntos la emisión sea baja, en los que la corriente de fase es opuesta a la primaria. En última instancia, esto empeora significativamente el rendimiento de transmisión de la antena.

Otra necesidad fundamental de minimizar la pérdida de energía y la generación de reflexiones en las líneas debido a eventos espurios electromagnéticos ambientales deriva de la necesidad de garantizar la adaptación de la impedancia de la antena en el intervalo de frecuencia UHF al generador del dispositivo médico, lo cual no es fácil de lograr en este ámbito de aplicación debido al pequeño tamaño de la antena y al espacio disponible.

Finalmente, surge la necesidad de transmitir las señales de radiofrecuencia al interior de la pieza de mano destinada a alimentar la antena de pieza de mano, en condiciones de adaptación de impedancia y en ausencia de conectores de radiofrecuencia.

Por lo tanto, la necesidad adicional de soluciones transceptoras de señales de radiofrecuencia efectivas en la pieza de mano para permitir una comunicación inalámbrica efectiva con el identificador de radiofrecuencia de la punta de inserción todavía se siente fuertemente y hoy en día, no se satisface.

Solución

El objetivo de la presente invención es proporcionar un conjunto de pieza de mano para un dispositivo médico que permita resolver los inconvenientes descritos anteriormente con referencia a la técnica anterior y responder a las necesidades mencionadas particularmente sentidas en el sector técnico considerado.

Este objetivo se logra mediante un conjunto de pieza de mano de acuerdo con la reivindicación 1.

En las reivindicaciones 2-13 se definen realizaciones adicionales de dicho conjunto de pieza de mano.

Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un dispositivo médico que comprende el conjunto de pieza de mano mencionado anteriormente.

Este objetivo se logra mediante un dispositivo médico de acuerdo con la reivindicación 14.

Una realización adicional de dicho dispositivo se define en la reivindicación 15.

Algunas de las principales ventajas que se derivan de esta invención son las siguientes.

La posición, el espesor y el tipo de materiales permiten minimizar el aumento de diámetro de la punta de inserción, sin obstruir la visión del médico del sitio quirúrgico, garantizando y manteniendo la seguridad del paciente.

Las pequeñas dimensiones y el peso ligero de los materiales y del chip RFID, es decir, de los materiales añadidos al metal de la punta de inserción, menos de 15 gramos, no afectan significativamente a las propiedades mecánicas del transductor ultrasónico cuando está acoplado mecánicamente a la punta de inserción, dejando así inalterados los parámetros de trabajo, como la frecuencia ultrasónica y la amplitud y potencia del dispositivo, garantizando siempre el máximo y seguro rendimiento del dispositivo médico.

La posición, las pequeñas dimensiones y el peso de los materiales y el chip RFID en la punta de inserción evitan la degradación y garantizan que la punta de inserción mantenga su vida útil, eficiencia y efectividad.

La posición y el pequeño aumento en el diámetro de la punta de inserción no afectan la simplicidad del acoplamiento mecánico entre la punta de inserción y el transductor mediante una llave dinamométrica o instrumento basado en el método dinamométrico.

El tipo de materiales del sistema RFID en la punta de inserción se adapta a las temperaturas utilizadas en los procesos de esterilización, como autoclaves y/o lavadoras de instrumentos.

El tipo de materiales de recubrimiento RFID en la punta de inserción que interactúa con el paciente es biocompatible. El reducido número de capas del sistema RFID en la punta de inserción garantiza la simplicidad del proceso productivo, proporcionando un sistema siempre altamente eficiente.

El reducido espesor del sistema RFID y el consiguiente mínimo aumento del diámetro de la punta de inserción garantiza una adecuada zona concéntrica libre de los componentes que rodean la pieza de mano, garantizando que se cumplan las tolerancias del proceso de producción o la flexión provocada por presiones excesivas impuestas por el clínico durante las operaciones puede poner en contacto las partes mecánicas del transductor con la punta de inserción provocando variaciones en los parámetros de funcionamiento del dispositivo.

Identificación de la punta de inserción mediante el código único y que no se puede escribir del chip de punta de inserción RFID.

Identificación de la pieza de mano o de la antena de pieza de mano mediante el código único y que no se puede escribir del chip RFID de la pieza de mano.

En particular, en lo que respecta a la seguridad del paciente, la identificación RFID única, en combinación con el dispositivo médico, permite:

a. trazabilidad segura de la punta de inserción o la pieza de mano, durante todo su ciclo de vida

b. indicación al médico de que la punta de inserción y la pieza de mano son adecuadas y compatibles

c. indicación al médico de que la punta de inserción seleccionada es adecuada y adecuada para el tipo de intervención seleccionado

d. indicación al médico del rendimiento de la punta de inserción, después de haber evaluado la cronología de las costumbres y tiempos de uso actuales y pasados

e. instrucciones para el médico sobre la configuración adecuada del dispositivo médico en relación con la punta de inserción en uso.

f. indicaciones de los protocolos clínicos y las respectivas etapas de operación

g. mantenimiento predictivo

h. mantenimiento programado

i. compartir datos con el fabricante para estadísticas y mejora continua de los productos y sus condiciones de uso j. compartir datos con el fabricante para actualizar dispositivos médicos y posibles integraciones de nuevos productos o modelos de uso para una mayor eficiencia y eficacia del sistema médico con punta de inserción

k. compartir datos con universidades, centros de formación, etc.

l. redacción de registros médicos y, específicamente, historial de las puntas de inserción utilizadas para los tratamientos de los pacientes.

Fácil limpieza y esterilización de todos los sistemas RFID, tanto de la punta de inserción como de la posición distal de pieza de mano de antena y de la pieza de mano y cordón de unión del dispositivo médico a la pieza de mano, según los protocolos clínicos habituales.

En algunas implementaciones, existe la posibilidad de extraer la pieza de mano de la antena para mantenimiento, así como para limpieza y esterilización.

El canal de transmisión de datos del sistema RFID comparte, cuando está presente, las conexiones para la iluminación del cono de la pieza de mano en posición distal, con la ventaja de no aumentar las posibles anomalías por más conexiones y cables, y mantener la flexibilidad del cable que une el dispositivo médico a la pieza de mano.

La presente invención, por tanto, proporciona una solución universal aplicable tanto en cirugía y profilaxis dental o en cirugía maxilofacial o en ortopedia o en cirugía neuroespinal u otorrinolaringológica o craneofacial, y en otros campos del ámbito médico e industrial.

Figuras

Otras características y ventajas de la pieza de mano para dispositivo médico según la invención se desprenderán de la siguiente descripción de realizaciones preferidas, dadas a modo de ejemplos indicativos, no limitativos, con referencia a las figuras adjuntas, en las que:

- la figura 1 muestra una vista esquemática del conjunto de un dispositivo médico que comprende un sistema ultrasónico con una pieza de mano de excitación y un conjunto de inserción intercambiable, por ejemplo, para uso dental o microquirúrgico;

- la figura 2 ilustra una vista en sección tomada a lo largo de la línea M-M en la figura 1 de la parte del conjunto de pieza de mano y conjunto de inserción en la figura 1, en la que se resaltan los componentes de la pieza de mano, tales como un transductor, por ejemplo, un transductor piezoeléctrico;

- la figura 3 ilustra una vista axonométrica con partes separadas de algunos componentes del conjunto de pieza de mano y el conjunto de inserción de la figura 1 en el que se muestran el conjunto de inserción, la cubierta de la porción distal de pieza de mano, la guía de luz con concentradores de luz, la antena de pieza de mano soportada en el elemento de conexión de antena de pieza de mano y los componentes internos de la pieza de mano, tales como el transductor piezoeléctrico;

- la figura 4 es una vista axonométrica de sólo la porción central de pieza de mano sin la cubierta de la porción distal y la antena de pieza de mano que resalta la lengüeta de conexión del inserto del eje del transductor para la conexión intercambiable de conjuntos de inserto;

- la figura 5 es una vista de axonométrica de un conjunto de inserción;

- la figura 6 ilustra una vista axonométrica de la punta de inserción de la figura 5 con partes separadas en la que se resaltan las diferentes capas de un identificador de radiofrecuencia;

- la figura 7 muestra una vista en planta ampliada de la antena de inserción en su extensión de su perfil plano adecuado para enrollarse alrededor y rodear o rodear parcialmente el pie de punta de inserción de una punta de inserción; - la figura 8 es una vista axonométrica de un detalle de una antena con punta de inserción a la que está conectado un chip de identificación, para disponer dicho chip de identificación con todo su cuerpo sobresaliendo de sólo un lado del plano de extensión de dicha antena de inserción;

- la figura 9 es una vista axonométrica de otra realización de una antena de inserción conectada a un chip de identificación;

- la figura 10 es una vista axonométrica de un detalle de la antena de inserción de la figura 9 en el detalle en el que se conecta el chip de identificación, de manera que dicho chip de identificación sobresalga con todo su cuerpo desde un solo lado del plano de extensión de dicha antena de inserción;

- la figura 11 es una vista axonométrica de un detalle de una antena de inserción a la que está conectado un chip de identificación, de manera que se coloca dicho chip de identificación con todo su cuerpo al mismo nivel que dicha antena de inserción y parcialmente más allá o sobresaliendo más allá de solo un lado del plano de extensión de dicha antena de inserción;

- la figura 12 ilustra una vista superior de un conjunto de inserción;

- la figura 13 ilustra una sección tomada a lo largo de la línea XIM-XIM en la figura 12 del inserto de la figura 12 en la que se resalta el identificador de radiofrecuencia;

- la figura 14 ilustra la ampliación indicada por XIV en la figura 13 en la que se resaltan las capas del identificador de radiofrecuencia;

- la figura 15 ilustra una vista en sección de la ampliación en la figura 14;

- la figura 16 es un detalle de una sección transversal de un conjunto de inserción de acuerdo con una realización adicional;

- la figura 17 es una vista axonométrica con partes separadas de una antena de pieza de mano junto con los componentes de la porción distal de pieza de mano y un conjunto de inserción que comprende las diversas capas de un identificador de radiofrecuencia asociado con una punta de inserción;

- la figura 18 ilustra un ejemplo de un circuito eléctrico equivalente en representación en serie del conjunto formado por el chip de identificación RFID y la antena de inserción;

- la figura 19 ilustra una representación paralela de otro ejemplo de un circuito eléctrico equivalente del conjunto formado por el chip de identificación RFID y la antena de inserción, incluyendo también un modelo de conexión; - la figura 20 es un diagrama de bloques de una realización de la antena de inserción y el chip de identificación; - la figura 21 ilustra un diagrama de bloques de una parte de pieza de mano de un dispositivo médico que contiene una antena de pieza de mano;

- la figura 22 ilustra un diagrama de bloques simplificado del modo de distribución de señal de RF en la pieza de mano; - la figura 23 ilustra un diagrama de bloques de una conexión de cable coaxial para conectar la pieza de mano y una unidad de control del sistema médico;

- la figura 24 ilustra un circuito equivalente de una realización de una antena de pieza de mano.

Descripción de algunas realizaciones preferidas

El término “miniaturizado” significa un dispositivo o componente que tiene un tamaño entre 50 micrómetros y 800 micrómetros, preferiblemente entre 100 micrómetros y 600 micrómetros.

El término “dispositivo médico” significa un dispositivo electromecánico en el que una pieza de mano piezoeléctrica acciona el movimiento mecánico de puntas de inserción de frecuencia ultrasónica. Estos dispositivos se pueden aplicar en varios campos, de los cuales los siguientes se enumeran solo como ejemplos:

• médico: en particular, cirugía en las disciplinas neuroespinal, craneomaxilofacial, ortopédica, otorrinolaringológica y pediátrica;

• odontología, y en particular, cirugía, odontología en general, higiene y profilaxis (en particular, eliminación de cálculos dentales, placa y biopelículas).

La función que realiza el dispositivo sobre el hueso o sobre el diente significa, por ejemplo:

• corte;

• perforación;

• retirada;

• erosión.

La función que realiza el dispositivo sobre cálculos/placas/biopelículas significa, por ejemplo:

• retirada;

• desintegración.

En la figura 1, el número de referencia 101 identifica un sistema ultrasónico 101 en su conjunto que comprende medios generadores 102 o elemento de control 21 conectado operativamente a un transductor 25 que genera microvibraciones ultrasónicas, que generan vibraciones en una punta de inserción 2 conectada.

Solo a modo de ejemplo, un sistema ultrasónico 101 es un instrumento quirúrgico o profiláctico, por ejemplo, un instrumento dental o médico. Según otras realizaciones, el presente sistema ultrasónico 101 es un instrumento industrial.

A continuación, se describe un conjunto de inserción 1 con un identificador de radiofrecuencia 3. Dicho conjunto de inserción 1 está adaptado para insertarse en una pieza de mano 4 de un dispositivo médico.

El conjunto de inserción 1 comprende, según una realización general, un inserto 2, una capa ferromagnética 6, una capa dieléctrica 7, una antena de inserción 8 y un chip de identificación 10.

El inserto (punta de inserción) 2 está diseñado para interactuar con una parte del cuerpo del paciente y comprende al menos una lengüeta metálica de inserción 5.

La capa ferromagnética 6 está dispuesta en contacto con, o en parte de, la lengüeta metálica 5 del inserto 2 mencionada anteriormente.

Según una realización, dicha capa ferromagnética 6 está pegada a dicha lengüeta metálica de inserción 5 del inserto 2. Según una realización diferente, dicha capa ferromagnética 6 se aplica a dicha lengüeta metálica 5 interponiendo un adhesivo de doble cara.

La capa ferromagnética 6 comprende material ferromagnético.

La capa dieléctrica 7 está dispuesta en contacto con la mencionada capa ferromagnética 6.

La antena de punta de inserción 8 está dispuesta en contacto con la capa dieléctrica 7 mencionada anteriormente y comprende un elemento metálico de antena de inserción 9, que se extiende a lo largo de un perfil P predefinido, esencialmente plano.

Dicha antena de inserción 8 está configurada para recibir y transmitir campos electromagnéticos, modulados o no modulados, dentro de un intervalo de frecuencia determinado.

Un chip de identificación 10 está conectado operativamente a dicha antena de punta de inserción 8 y está configurado para transmitir, cuando se activa, información relacionada con el conjunto de inserción 1.

La capa ferromagnética 6 mencionada anteriormente está adaptada para reducir o cancelar los fenómenos de atenuación y/o distorsión del campo electromagnético causados por efectos de campo parásito en las proximidades de la antena de inserción 8 debido a la interacción de un campo electromagnético transmitido/recibido con partes metálicas de la insertar la lengüeta metálica 5 del inserto 2 y/o con líquidos presentes en el inserto 2 y/o con el elemento metálico 9 de la antena de inserción.

La capa ferromagnética 6, la capa dieléctrica 7 y la antena de inserción 8 mencionadas anteriormente forman un dispositivo transceptor 11, adaptado para conectar de forma inalámbrica el chip de identificación 10 a una antena de pieza de mano 12 comprendida en la pieza de mano 4 en la que se inserta el conjunto de inserción 1.

Según una realización adicional, un conjunto de inserción 1 comprende una punta de inserción 2 y un identificador de radiofrecuencia 3.

Dicho conjunto de inserción 1 está adaptado para insertarse en una pieza de mano 4 de un dispositivo médico. Dicho conjunto de inserción 1 comprende:

- la punta de inserción 2 adaptada para interactuar con una parte del cuerpo del paciente, en la que la punta de inserción 2 comprende una lengüeta metálica de inserción 5;

- el identificador de radiofrecuencia 3.

Dicho identificador de radiofrecuencia comprende una capa ferromagnética 6, dispuesta en el lado de dicha lengüeta metálica de inserción 5 de la punta de inserción 2, en otras palabras, directamente en contacto considerando una capa de pegamento o adhesivo de doble cara interpuesta entre dicha capa ferromagnética 6 y dicha lengüeta metálica de inserción 5.

Dicha capa ferromagnética 6 comprende material ferromagnético. En particular, dicha capa ferromagnética 6 está adaptada para reducir o cancelar fenómenos de atenuación y/o distorsión del campo electromagnético causados por efectos parásitos de campo en las proximidades de una antena de inserción 8 debido a la interacción de un campo electromagnético transmitido/recibido con metal. partes de la lengüeta metálica de inserción 5; y/o con líquidos presentes en la punta de inserción y/o con el elemento metálico 9 de la antena de inserción.

Dicho identificador de radiofrecuencia comprende además una capa dieléctrica 7, dispuesta en contacto con dicha capa ferromagnética 6.

Dicho identificador de radiofrecuencia comprende además dicha antena de inserción 8 dispuesta en contacto con dicha capa dieléctrica 7 y que comprende un elemento metálico 9 de la antena de inserción, que se extiende a lo largo de un perfil P sustancialmente plano predefinido.

Dicha antena de inserción 8 está configurada para recibir y transmitir campos electromagnéticos dentro de un intervalo de frecuencia determinado, ya sea modulado o no modulado.

Dicho identificador de radiofrecuencia comprende además un chip de identificación 10.

Dicho chip de identificación 10 está conectado operativamente a dicha antena de inserción 8, y está configurado para transmitir, cuando se activa, información relacionada con el conjunto de inserción 1.

Además, dicha pieza de mano 4 de dispositivo médico comprende una antena de pieza de mano 12.

Dicha capa ferromagnética 6, capa dieléctrica 7 y antena de punta de inserción 8 forman un dispositivo transceptor 11, adaptado para conectar de forma inalámbrica dicho chip de identificación 10 a dicha antena de pieza de mano 12 de dicha pieza de mano 4.

Ventajosamente, dicha capa ferromagnética 6 y/o dicha capa dieléctrica 7 comprende una carcasa de chip 13. Dicho chip de identificación 10 está conectado operativamente a dicha antena de inserción 8 de tal manera que se evita que sobresalga de al menos un primer lado, o lado exterior 14, de dicho perfil sustancialmente plano P de dicho elemento metálico 9 de la antena de inserción de dicha antena de inserción 8.

Además, dicho chip de identificación 10 sobresale con una porción de chip 16 del mismo desde el lado opuesto, con respecto a dicho lado exterior 14 de dicho perfil P sustancialmente plano, que sobresale del lado interior 15 de dicho elemento metálico 9 de la antena de inserción de dicha antena de inserción 8.

Ventajosamente, dicha parte de chip que sobresale 16 está alojada en dicha carcasa de chip 13, lo que hace que dicho identificador de radiofrecuencia sea particularmente compacto y ahorre espacio.

Además, la inserción de dicha porción de chip que sobresale 16 dentro de dicha carcasa de chip 13 protege aún más dicho chip de identificación 10 haciéndolo más robusto a perturbaciones electromagnéticas externas y también el conjunto de dicho chip de identificación 10 y dicha antena de inserción 8 más robusto mecánicamente a tensiones externas. y más protegido térmicamente contra tensiones térmicas, por ejemplo, aplicado mediante autoclaves de esterilización o lavadoras desinfectadoras.

Según una realización, dicha capa ferromagnética 6, dicha capa dieléctrica 7 y dicha antena de inserción 8 forman una pila que tiene dimensiones en el intervalo de entre 50 micrómetros y 800 micrómetros, preferiblemente entre 100 micrómetros y 600 micrómetros y adaptada para ser colocada encima de un inserto con dimensiones transversales a su extensión longitudinal, por ejemplo, dimensiones radiales en uno de sus ejes de extensión longitudinal, que no excedan los 6.400 micrómetros. Estos valores se refieren al espesor del apilamiento en un plano por lo que representan el aumento del radio de la punta de inserción 2 si, a modo de ejemplo, es cilíndrico, mientras que las dimensiones radiales de la punta de inserción son el diámetro del metal de la punta de inserción 2 si, por ejemplo, es cilíndrica. Según una realización, el espesor de la capa ferromagnética 6, es decir, la dimensión radial con respecto a la extensión longitudinal de la punta de inserción 2, está en el intervalo de entre 20 micrómetros y 400 micrómetros, preferiblemente entre 50 micrómetros y 300 micrómetros.

Según una realización, una capa aislante interior 17, por ejemplo, adhesivo de doble cara, está dispuesta internamente con respecto a dicha capa ferromagnética 6, es decir, entre dicha lengüeta metálica de inserción 5 y dicha capa ferromagnética 6.

Según una realización, dicha capa dieléctrica 7 es un adhesivo de dos caras.

Según una realización, dicha antena de inserción 8 está realizada de aluminio.

Según una realización, dicha antena de inserción 8 tiene una forma rectangular plana y una dimensión de los lados rectangulares respectivamente del lado corto entre 1 mm y 6 mm, preferiblemente entre 2 mm y 4 mm, y del lado largo entre 10 mm y 30 mm y preferiblemente entre 12 mm y 25 mm, y el espesor de dicha antena de inserción 8 es inferior a 50 micrómetros.

Según una realización, dicho identificador de radiofrecuencia 3 comprende además una capa aislante exterior 18, colocada externamente con respecto a dicha capa ferromagnética 6, capa dieléctrica 7, chip de identificación 10 y antena de inserción 8.

Según una realización, dicho identificador de radiofrecuencia 3 comprende además una capa protectora 19, por ejemplo, biocompatible, dispuesta externamente con respecto a dicha capa ferromagnética 6, capa dieléctrica 7, chip de identificación 10 y antena de inserción 8.

Según una realización, dicho identificador de radiofrecuencia 3 comprende además una capa protectora 19, por ejemplo, biocompatible, dispuesta externamente con respecto a dicha capa aislante exterior 18.

Según una realización, dicha capa aislante exterior 18 está realizada de PVC (cloruro de polivinilo), o tereftalato de polietileno PET, o poliamida, por ejemplo, Kapton®.

Según una realización, dicha capa protectora 19 es biocompatible, por ejemplo, una pintura o un compuesto epoxi con uno o más componentes.

Según una realización, dicha capa ferromagnética 6, dicha capa dieléctrica 7 y dicha antena de inserción 8 forman una pila.

Según una realización, dicha capa ferromagnética 6, dicha capa dieléctrica 7 y dicha antena de punta de inserción 8 están enrolladas alrededor de dicha lengüeta metálica de inserción 5 formando una estructura sustancialmente concéntrica alrededor de dicho elemento metálico central 5. El término “concéntrico” no significa que la estructura rodea totalmente al elemento metálico central ni que debe ser perfectamente concéntrica al mismo, sino solo que abraza el elemento metálico interior a lo largo de una porción de la periferia del elemento metálico central, por ejemplo, para permitir una extensión mínima de dicha antena de inserción alrededor de la periferia de la punta de inserción, una extensión adaptada para la transmisión/recepción deseada.

Según una realización, dicha capa ferromagnética 6 comprende ferrita. Según una realización, dicha capa ferromagnética 6 está realizada en realidad de ferrita sinterizada fina de alta permeabilidad o de base polimérica, mezclada con polvos magnéticos de tamaño micrométrico dispersos por todo el material.

Según una realización, dicha capa ferromagnética 6 y dicho chip de identificación 10 es un chip TAG RFID.

Según una realización, dicho chip de identificación 10 tiene forma de paralelepípedo con dimensiones laterales de la base entre 50 micrómetros y 1200 micrómetros, preferiblemente entre 100 micrómetros y 1000 micrómetros, y un espesor inferior a 300 micrómetros.

Según una realización, dicho conjunto de inserción 1 está configurado para funcionar en asociación con un dispositivo médico para aplicaciones dentales o profilácticas o implantológicas y médicas en los distritos maxilofacial o craneofacial o neuroespinal u ortopédico u otros distritos anatómicos.

La presente invención se refiere además a un dispositivo médico 20 que comprende un elemento de control 21, una pieza de mano 4 de dispositivo médico equipada con una antena de pieza de mano 12 para transmisión-recepción de RF y un conjunto de inserción 1 según cualquiera de las realizaciones descritas anteriormente.

Según una realización, dicho conjunto de inserción 1 está conectado operativa y mecánicamente de forma separable de dicha pieza de mano 4.

Según una realización, dicha pieza de mano 4 de dispositivo médico comprende una porción distal de pieza de mano 22 que termina con una porción proximal de pieza de mano 30, una porción central de pieza de mano 23 y una porción proximal de pieza de mano 24. Un transductor 25, por ejemplo, un transductor piezoeléctrico, está conectado a un generador de ultrasonidos o unidad de control 26. Dicho transductor 25 está alojado en dicha pieza de mano 4 de dispositivo médico y una lengüeta de fijación de inserción 27 sobresale a través de dicha porción distal de pieza de mano 22 conectando de manera extraíble a dicho inserto 2 para, cuando se activa, poner dicho inserto 2 en resonancia.

Según una realización, dicha parte distal 22 de la pieza de mano comprende dicha antena de pieza de mano 12. Según una realización, dicha antena de pieza de mano 12 se conecta a dicha pieza de mano 4 de forma móvil. Según una realización, dicha antena de pieza de mano 12 está contenida en dicha pieza de mano 4 y se conecta a dicha pieza de mano 4 de forma fija.

Según una realización, dicha parte distal 22 de la pieza de mano comprende un elemento de conexión de antena de pieza de mano 28.

Dicha antena de pieza de mano 12 está soportada y conectada eléctricamente a dicho elemento de conexión de antena de pieza de mano 28 y sobresale de dicho elemento de conexión de antena de pieza de mano 28 hacia dicho extremo distal de pieza de mano 30 para superponerse al menos parcialmente a dicha antena de inserción 8 cuando dicha punta de inserción está conectada a dicha pieza de mano 4.

Según una realización, dicha antena de pieza de mano 12 sobresale de dicho elemento de conexión de antena de pieza de mano 28 hacia dicho extremo distal de pieza de mano 30 para no superponerse a dicha antena de inserción 8 cuando dicha punta de inserción está conectada a dicha pieza de mano 4.

Según una realización, dicho elemento de conexión de antena de pieza de mano 28 está conectado eléctricamente a dicha pieza de mano de forma fija o extraíble. Dicho elemento de conexión de antena de pieza de mano 28 puede comprender al menos un LED 29.

Según una realización, cada elemento de conexión de antena de pieza de mano 28 no comprende LED 29.

Según una realización, si dicho elemento de conexión de antena de pieza de mano 28 comprende al menos un LED 29, puede comprender un elemento de guía de luz 31 que comprende al menos un concentrador de luz 32 está asociado con dicho elemento de conexión de antena de pieza de mano 28 para guiar la luz de al menos un LED 29 en la porción proximal de pieza de mano 30 para iluminar el área de trabajo de dicho dispositivo médico 20.

Según una realización, dicho elemento guía de luz 31, dicho elemento de conexión de antena de pieza de mano 28 y dicha antena de pieza de mano 12 están cubiertos por una tapa de porción distal de pieza de mano 33, por ejemplo, realizada de aluminio, conectada de manera extraíble a dicha porción distal de pieza de mano 22.

Según una realización, dicho dispositivo médico 20 conecta dicha pieza de mano 4 a dicho generador de ultrasonidos o unidad de control 21 por medio de un cable de conexión 34 para suministrar energía y fluido.

Según una realización, dicha pieza de mano 4 de dispositivo médico recibe insertos/puntas de inserto 2 acoplados mecánicamente a un dispositivo que genera microvibraciones ultrasónicas, por ejemplo, un transductor piezoeléctrico 25, de manera intercambiable, y que funcionan a diferentes frecuencias e intervalos de potencia y amplitud de onda ultrasónica como una función del tipo de inserto 2 elegido.

Según una realización del conjunto de inserción, la antena de inserción 8 es una antena de RF adaptada para funcionar en radiofrecuencia, el chip de identificación 10 es un chip de identificación de radiofrecuencia y el intervalo de frecuencia mencionado anteriormente comprende uno o más intervalos de radiofrecuencia.

Según una realización del conjunto de inserción 1, el dispositivo transceptor mencionado anteriormente (en lo sucesivo también denominado “estructura transceptora”) formado por la capa ferromagnética 6, la capa dieléctrica 7 y la antena de inserción 8 se puede modelar mediante un circuito eléctrico en el que los parámetros eléctricos dependen del tamaño y el material de la capa ferromagnética 6.

Según una opción de implementación, la estructura transceptora mencionada anteriormente formada por la capa ferromagnética 6, la capa dieléctrica 7, la antena de inserción 8 y el chip de identificación 10, puede modelarse mediante un circuito eléctrico LC, en el que dependen los parámetros de inductancia La y capacitancia Cc sobre las dimensiones y el material de la capa ferromagnética 6, la capa dieléctrica 7, la antena de inserción 8 y el chip de identificación 10. En particular, la inductancia La depende principalmente de las dimensiones y el material de la capa ferromagnética, la capa dieléctrica y la antena de inserción, mientras que la capacitancia Cc depende principalmente del chip de identificación 10.

En este caso, el intervalo de frecuencia en el que puede funcionar la estructura transceptora depende de los parámetros de inductancia La y capacitancia Cc mencionados anteriormente.

Según una opción de uso del conjunto de inserción, los intervalos de frecuencia de funcionamiento de la estructura transceptora comprenden intervalos de frecuencia en la banda UHF RFID (entre 860MHz y 960MHz): por ejemplo, 865-868<m>H<z>ETSI norma técnica europea, 902-928MHz FCC FHSS Norma técnica norteamericana, 916,7-920,9 M<hz>y 916,7-923,5 MHz MIC LBT Norma técnica japonesa, 902-907,5 MHz y 915-928 MHz ANATEL FHSS Norma técnica brasileña, 920,5-924,5 MHz MII FHSS Norma técnica china.

Según una opción de implementación del conjunto de inserción, el espesor de la capa ferromagnética, es decir, la dimensión radial con respecto al inserto, está en el intervalo de entre 20 micrómetros y 400 micrómetros.

Más preferiblemente, el espesor de la capa ferromagnética, es decir, la dimensión radial con respecto al inserto, está comprendido en el intervalo de entre 50 micrómetros y 300 micrómetros.

Según diferentes posibles opciones de implementación del conjunto de inserción, la capa ferromagnética en realidad está realizada de ferrita sinterizada delgada de alta permeabilidad o una base polimérica, mezclada con polvos magnéticos de tamaño micrométrico dispersos por todo el material.

Según una realización del conjunto de inserción 1, el chip de identificación 10 es un chip RFID (por ejemplo, un chip RFID conocido en sí mismo).

Según una realización del conjunto de punta de inserción 1, el chip de identificación 10 está configurado para almacenar y transmitir, cuando se excita, a través de la estructura transceptora mencionada anteriormente, una o más piezas de información que pertenecen al siguiente conjunto:

- información de código de identificación única y no modificable del conjunto de inserción;

- información sobre el fabricante y la trazabilidad del conjunto de inserción, y/o uno o más tipos de instrumentos médicos en los que puede operar el conjunto de inserción;

- información sobre los intervalos de frecuencia operativa en los que puede operar la estructura transceptora del conjunto de inserción;

- información de que la punta de inserción atornillada a la pieza de mano es apropiada para el tipo de cirugía seleccionada en el dispositivo médico;

- información sobre el historial de modos y tiempos de uso;

- información sobre la integridad del conjunto del inserto para maximizar la eficiencia y eficacia de la fase clínicoquirúrgica hacia el paciente;

- información sobre la integridad del conjunto del inserto para un mantenimiento programado adecuado;

- información sobre si el conjunto de inserción está insertado correctamente o no, si el conjunto de inserción está insertado en una pieza de mano respectiva;

- información sobre los parámetros de funcionamiento del conjunto del inserto y/o mensajes de error o alarma en presencia de situaciones de funcionamiento anómalas.

Según un ejemplo de uso, el conjunto de inserción está configurado para funcionar en asociación con un dispositivo médico para aplicaciones dentales o profilácticas o implantológicas y médicas en los distritos maxilofacial o craneofacial o neuroespinal u ortopédico u otros distritos anatómicos.

Un dispositivo médico acuerdo con la presente invención se describe en el presente documento.

Dicho dispositivo médico comprende una unidad de control, una pieza de mano con una antena de pieza de mano y un conjunto de inserción según cualquiera de las realizaciones descritas anteriormente, en el que dicho conjunto de inserción está conectado operativa y mecánicamente a la pieza de mano mencionada anteriormente del dispositivo médico, y en el que la antena de inserción está configurada para comunicarse de forma inalámbrica con la antena de pieza de mano.

Con referencia a las figuras 18-20, a continuación, se proporcionará más información sobre posibles realizaciones del conjunto de inserción.

La figura 18 muestra un circuito eléctrico equivalente en la representación en serie del conjunto formado por el chip de identificación RFID 10 y la antena de inserción 8. Haciendo caso omiso de la capacitancia parásita del conjunto, el chip de identificación 10 está modelado por una capacitancia Cc y una resistencia Rc; la antena de inserción 8 está modelada por una inductancia La y una resistencia Ra. De hecho, el circuito eléctrico general es un circuito LC, mientras que los componentes resistivos tienen en cuenta las “no idealidades”, es decir, las pérdidas radiadas del sistema y las pérdidas de energía.

Dicho modelo representa una realización en la que la estructura del transceptor inalámbrico se basa en la técnica de campo cercano UHF (860MHz-960MHz) y explota la parte reactiva del campo electromagnético, que funciona como una llamada “antena magnética” con geometría de cuadro cerrado, preferentemente segmentado.

Desde el punto de vista de los campos, la capa ferromagnética tiene la función de aislar la estructura del transceptor inalámbrico de las partes metálicas del cuerpo del inserto/punta de inserción, evitando así la creación del campo antagonista reflejado causado por las corrientes parásitas inducidas por el campo magnético primario variable, evitando así los fenómenos de atenuación o puesta a cero del campo electromagnético global.

En otras palabras, la adición de la capa ferromagnética, con una permeabilidad magnética efectiva compleja, modifica el perfil magnético influyendo en la inductancia mutua y la autoinductancia. Seleccionando adecuadamente el material y las dimensiones de la capa ferromagnética (por ejemplo, como en las opciones de implementación mencionadas anteriormente) es posible tener grados de libertad para optimizar el diseño de la estructura del transceptor, maximizando la intensidad del campo general presente en la antena, y mejorar la comunicación según se desee.

Desde el punto de vista eléctrico de los “parámetros concentrados”, la capa ferromagnética determina el efecto de aumentar la inductancia del sistema LC (donde C está dominado por el chip). Esta característica, a su vez, determina el efecto adicional de bajar la frecuencia de resonancia del sistema “antena-chip”, lo que tiene la ventaja de llevarla dentro de los límites requeridos por la banda UHF (y así facilitar y mejorar el diseño de la estructura del transceptor, lo que facilita su adaptación a los usos deseados).

La figura 19 muestra una representación paralela de otro ejemplo de un circuito eléctrico equivalente del conjunto formado por el chip de identificación RFID 10 y la antena de inserción 8, incluyendo también un modelo de la conexión G. La representación incluye elementos parásitos del sistema, tales como capacitancia parásita de la antena.

En particular, en este caso, la estructura del transceptor que comprende la antena de inserción 8 y la capa ferromagnética 6 se modela mediante un circuito RLC, mientras que el chip de identificación 10 se modela mediante un circuito RC.

Desde un punto de vista sustancial, se aplican las consideraciones ya realizadas anteriormente con respecto a la figura 18.

La figura 20 es un diagrama de bloques de una realización de la antena de inserción 8 y el chip de identificación 10.

En particular, se resaltan las líneas del campo magnético alrededor de la antena de campo cercano 8.

El chip de identificación 10, en esta realización, comprende una parte frontal analógica (elemento de gestión de energía 71 y elemento modulador/demodulador 72) y una parte de control digital, con un controlador 73 (de un tipo conocido en sí mismo, por ejemplo, etiquetas RFID) y una memoria no volátil 74.

Como se muestra en el párrafo 52 (ix-x-xi), la memoria no volátil 74 está configurada para almacenar información de uso, tal como la suma acumulada del tiempo de uso y el grado de desgaste estimado estadísticamente, para proporcionar al médico una situación actualizada, incluso si los insertos/puntas de inserción se utilizan en lugares distintos al original (médico con varias consultas), pero siempre con un dispositivo médico adecuado y compatible.

Según una opción de implementación particular, para garantizar la integridad y autenticidad de los datos, los datos pueden almacenarse en una memoria no volátil 74 incluso después de un proceso de cifrado o autenticación de contraseña que sólo puede ser decodificado por el dispositivo médico apropiado con el que se puede asociar el inserto.

A continuación, se describe un conjunto de pieza de mano para un dispositivo médico que comprende una pieza de mano para el dispositivo médico 4. Dicha pieza de mano 4 comprende una porción distal de pieza de mano 22 adaptada para recibir mediante inserción un conjunto de inserción 1 que comprende un identificador de radiofrecuencia 3, una antena de inserción 8 y un inserto 2 adaptado para interactuar con una parte del cuerpo de un paciente (por ejemplo, un conjunto de inserción según las realizaciones descritas anteriormente).

El conjunto de pieza de mano para dispositivo médico comprende además una antena de pieza de mano 12, dispuesta en la porción distal de pieza de mano 22, y medios de suministro de señales de radiofrecuencia, configurados para proporcionar a la antena de pieza de mano 12 una señal de radiofrecuencia adaptada para ser transmitida por la antena de pieza de mano 12.

La antena de pieza de mano 12 mencionada anteriormente está configurada para comunicarse de forma inalámbrica con la antena 8 de inserción cuando dicho conjunto de inserción se inserta en la pieza de mano 4 en una región de inserción R comprendida en la porción distal de pieza de mano 22.

La antena de pieza de mano 12 mencionada anteriormente es una antena de cuadro de una sola espira, preferiblemente una antena en anillo segmentado, que comprende al menos dos segmentos de antena de pieza de mano S1, S2, dispuestos eléctricamente en serie, que se denominarán “primer segmento” S1 y “último segmento” S2 a continuación. Un primer extremo 41 de un primer segmento S1 de dichos al menos dos segmentos de antena de pieza de mano está conectado operativamente a un primer terminal 51 de dichos medios de suministro de señales de radiofrecuencia, y un segundo extremo 42 del último segmento S2 mencionado anteriormente está conectado operativamente a un segundo terminal 52 de dichos medios de suministro de señales de radiofrecuencia para constituir, alrededor de dicha región de inserción R, una estructura radiante de espira configurada para generar en dicha región de inserción R un campo electromagnético con una radiofrecuencia dependiente de dicha señal de radiofrecuencia.

El cuadro de una sola espira o cada uno de los al menos dos segmentos de antena de pieza de mano (S1, S2) mencionados anteriormente comprenden un elemento metálico radiante (S11, S21), caracterizado por una inductancia L respectiva, conectada eléctricamente en serie a un elemento capacitivo (S12, S22), que tiene una capacitancia C tal que compensa en el intervalo UHF RFID (860 MHz - 960 MHz) los efectos debidos a la inductancia L del elemento metálico radiante sobre las corrientes que circulan en la espira de la antena de pieza de mano 12.

Según una realización del conjunto de pieza de mano, la capacitancia C mencionada anteriormente de cada uno de los elementos capacitivos (S12, S22) es tal que adapta adicionalmente la impedancia característica de la antena de pieza de mano 12 a un generador de radiofrecuencia colocado en un elemento de control 21 del dispositivo médico. dispositivo 20, conectado operativamente al conjunto de pieza de mano.

Según una realización de la pieza de mano mencionada anteriormente, la antena de pieza de mano 12 mencionada anteriormente comprende además una primera red eléctrica de adaptación de impedancia de entrada 43, comprendida entre el primer terminal 51 y el segundo terminal 52 mencionados anteriormente de los medios de suministro de señales y el primer extremo mencionado anteriormente del primer segmento 41 y el segundo extremo del último segmento 42 de la antena de pieza de mano 12; y que comprende además una segunda red eléctrica de adaptación de impedancia de antena 44, comprendida en el anillo de antena segmentado, y conectada eléctricamente en serie entre dos segmentos (S1', S2') de dichos al menos dos segmentos de antena de pieza de mano.

Según una opción de implementación, la primera red eléctrica de adaptación de impedancia de entrada 43 mencionada anteriormente comprende un circuito de inductancia-capacitancia LC o un circuito capacitivo.

Según una opción de implementación, la segunda red eléctrica de adaptación de impedancia de antena 44 mencionada anteriormente comprende un circuito de resistencia-capacitancia RC o un circuito capacitivo, configurado para adaptar la impedancia de antena al valor de impedancia deseado, adaptado para optimizar la transmisión de la señal de radiofrecuencia generada por el dispositivo médico 21 y transportado a lo largo del cable 34 y la pieza de mano 4.

Por ejemplo, dicho valor de impedancia, en el intervalo RFID UHF (860MHz - 960MHz) se puede expresar con un número complejo Z=R+iX que tiene un módulo de entre 20 ohmios y 80 ohmios, preferiblemente entre 45 y 55 ohmios.

Según una realización de la pieza de mano 4, el elemento metálico radiante (S11, S21) mencionado anteriormente de la antena en anillo segmentado se puede modelar por medio de un circuito eléctrico equivalente que comprende una inductancia L y una resistencia R, en el que dicha inductancia está en el intervalo de entre 2 nH y 30 nH, y preferiblemente entre 4 nH y 20 nH.

El elemento capacitivo mencionado (S12, S22), regido por la relación de resonancia del sistema definida como LC = (w2)’1 y donde w=2nf y f la frecuencia de resonancia de trabajo, es un condensador que tiene una capacitancia entre 1 pF y 12 pF, preferiblemente entre 2 pF y 10 pF.

Según una realización de la pieza de mano 4, la antena de pieza de mano 12 mencionada anteriormente está configurada para funcionar en intervalos de frecuencia en la banda UHF RFID entre 860 MHz y 960 MHz.

Según una opción de implementación, todos los segmentos de antena se caracterizan por valores iguales de capacitancia C e inductancia L.

Según otra opción de implementación, los valores de inductancia L del elemento metálico radiante son diferentes de un segmento a otro segmento, y los valores de capacitancia C del elemento capacitivo son diferentes de un segmento a otro segmento, dependiendo del valor de inductancia L del segmento respectivo.

Según una realización, el conjunto de pieza de mano 4 comprende además un identificador de pieza de mano 45 adaptado para comunicarse de forma inalámbrica o por cable con la antena de pieza de mano 12 mencionada anteriormente.

Dicho identificador 45 de pieza de mano está configurado para proporcionar información de identificación de antena de pieza de mano y/o información sobre condiciones operativas y/o frecuencias operativas de la antena de pieza de mano 12.

Según una realización del conjunto de pieza de mano 4, los medios de suministro de señales de radiofrecuencia mencionados anteriormente comprenden una guía de señal 50 y un elemento de conexión de antena de pieza de mano 28.

La guía de señales comprende, según una realización preferida, un circuito impreso de microbanda de impedancia de 50 ohmios configurado para transportar una señal de suministro de radiofrecuencia desde un cable de conexión 34, entre la pieza de mano 4 y un elemento de control 21 del dispositivo médico 20, hasta la antena de pieza de mano 12.

Según otra realización, la guía de señal 50 comprende un cable coaxial miniaturizado de impedancia de 50 ohmios.

El elemento de conexión de antena de pieza de mano 28, conectado a dicha guía de señal 50 y la antena de pieza de mano 12, comprende dichos primer terminal 51 y segundo terminal 52 de los medios de suministro de señales de radiofrecuencia.

Según una realización, el circuito de microbanda es un circuito controlado por impedancia de 50 ohmios, que comprende pistas metálicas que tienen menos de un milímetro de espesor.

El circuito de microbanda mencionado anteriormente puede realizarse mediante un circuito impreso de múltiples capas basado en tecnologías conocidas per se.

Según una opción de implementación particular, el circuito de microbanda mencionado anteriormente que comprende pistas metálicas tiene un espesor comprendido entre 0,2 mm y 1,0 mm, preferiblemente entre 0,35 mm y 0,85 mm, y está realizado en material Vetronita tipo FR4 o Kapton - Poliamida o Rogers.

Según una realización del conjunto de pieza de mano, la estructura radiante de espira de la antena de pieza de mano mencionada anteriormente tiene un diámetro menor que 30 mm para estar contenida dentro de una pared interior de la porción distal de pieza de mano 22.

Según una realización del conjunto de pieza de mano, la antena de pieza de mano 12 está conectada de manera fija o separable a la porción distal de pieza de mano 22.

Según una realización particular del conjunto de pieza de mano, la antena de pieza de mano 12 está realizada de una placa de circuito impreso de múltiples capas rígida flexible en forma de T o r, en la que la parte flexible (por ejemplo, Kapton - poliamida) se extiende desde la parte rígida (por ejemplo, tipo Vetronita). f R4 o Rogers).

Cuando la placa de circuito impreso de múltiples capas rígida flexible mencionada anteriormente se coloca en posición dentro del cono de la pieza de mano, la parte superior de la T o r se enrolla alrededor del cono de la guía de luz haciendo que los bordes de la parte superior de la T o r se superpongan, permitiendo el contacto eléctrico (es decir, formar el cuadro o el anillo segmentado), por ejemplo, mediante soldadura de estaño o ultrasonidos.

En este caso, exactamente en la parte de unión del segmento vertical de la T o r con el segmento horizontal, se coloca un TAG, conectado eléctricamente a través de un condensador de desacoplamiento. Dicho TAG realiza la función del identificador de la pieza de mano mencionada anteriormente y realiza la función de identificar el cono de antena de pieza de mano, por ejemplo, con fines de trazabilidad, verificando el uso correcto en relación con el área geográfica (por ejemplo, según el continente o país de destino - por ejemplo, Europa, EE. UU. o Japón - surge la necesidad de adaptar la antena de pieza de mano a la frecuencia de trabajo local, lo que se puede lograr con un juego específico de condensadores de antena con un valor apropiado, adaptado a la frecuencia de trabajo correcta) y compatibilidad de la punta de inserción relativa a la aplicación clínica.

Con referencia a las figuras 21-24, a continuación, se proporcionará más información sobre posibles realizaciones del conjunto de pieza de mano del dispositivo médico.

La figura 22 muestra un diagrama de bloques simplificado del modo de distribución de la señal de RF en la pieza de mano. En dicho diagrama de bloques, se indica un circuito de microbanda 50 en la realización anterior que comprende un circuito flexible de múltiples capas, que, a su vez, comprende un circuito adaptado a la impedancia en el circuito impreso 53 y, en cada extremo de dicho circuito 53, una respectiva red de RF 54 adaptada a la impedancia.

El circuito de microbanda 50, en esta realización, tiene la función de transmitir, con las menores pérdidas posibles, una señal compuesta, que incluye tanto la señal de RF para la antena de pieza de mano como la señal de CC para el circuito de iluminación LED del cono de luz.

El circuito de microbanda o línea de banda es una técnica establecida en el campo de las placas de circuito impreso controladas por impedancia, en la que se debe mantener un alto grado de integridad de las señales de alta frecuencia. Además, este circuito de microbanda tiene unas dimensiones muy reducidas (en particular, espesor), adaptándose así al reducido espacio interior disponible en la pieza de mano. Por ejemplo, la microbanda está diseñada para obtener un espesor en el intervalo de entre 0,2 - 1,0 mm, y preferiblemente entre 0,35 - 0,85 mm.

Aguas arriba del circuito de microbanda (punto de referencia indicado como B en las figuras 22 y 23) hay un conector 55 de área de RF mínima con conexiones de clavijas, configurado para conectarse a un conector 65 de área de RF mínima correspondiente con conexiones de clavijas interconectadas con un cable 60 coaxial.

Dicho cable coaxial 60 (mostrado en la figura 23) conecta la pieza de mano 4 al elemento de control 21 del dispositivo médico y se usa para transmitir las señales de RF entre la pieza de mano 4 y el elemento de control 21.

Volviendo a la figura 22, aguas abajo del circuito de microbanda (punto de referencia indicado como C en las figuras 22 y 21) hay otro conector 55 de área mínima de RF con conexiones de clavijas, configurado para conectarse a un conector 55 adicional correspondiente de área de RF mínima con conexiones de clavijas interconectadas con una red de desacoplamiento RF-CC (o desacoplador) 56.

De hecho, en este caso, en el circuito rígido flexible, también se obtiene un desacoplador RF-CC 56 (mostrado en la figura 21), que separa los componentes de RF y CC, y encamina el componente de CC al circuito de iluminación LED 57 del cono de luz y el componente de RF a la antena de pieza de mano 12.

Los conectores RF 55 de área mínima mencionados con conexiones de clavijas están configurados para minimizar el área de inserción, tal como para minimizar las pérdidas de radiación de RF en los puntos de interconexión, y para permitir un rendimiento de transmisión adecuado incluso en un contexto donde los conectores RF conocidos para cables coaxiales no pueden ser utilizados debido a las dimensiones.

La figura 21 también muestra los bloques funcionales correspondientes al circuito de iluminación 57 y las guías de señal luminosa de CC 58, y la antena de pieza de mano 12, que es una antena de campo cercano con ajuste de impedancia de entrada de Rf 59.

La figura 21 también muestra los bloques funcionales correspondientes al identificador (etiqueta) de la pieza de mano 45, conectados en modo inalámbrico de campo cercano o modo cableado mediante condensador de desacoplamiento con la antena de pieza de mano 12.

La figura 24 muestra un circuito eléctrico equivalente de la antena de pieza de mano, según una realización.

En lo sucesivo, se describe un dispositivo médico 20 que comprende un elemento de control 21, una pieza de mano 4 de dispositivo médico según cualquiera de las realizaciones descritas anteriormente y un conjunto de inserción 1 que comprende un identificador de radiofrecuencia 3, una antena de inserción 8 y un inserto 2 adaptado para interactuar con una parte del cuerpo de un paciente.

El conjunto de inserción 1 mencionado anteriormente está conectado operativa y mecánicamente de forma separable de la pieza de mano 4 del conjunto de pieza de mano.

La antena de inserción 8 y la antena de pieza de mano 12 mencionadas anteriormente están configuradas para comunicarse entre sí de forma inalámbrica en radiofrecuencia.

Según una realización, el dispositivo médico 20 está configurado de tal manera que, cuando el conjunto de inserción 1 está conectado a la pieza de mano 4, la antena de inserción 8 está dispuesta en las proximidades de la antena de pieza de mano 4, en la región de inserción R mencionada anteriormente. en el que el campo electromagnético de radiofrecuencia generado por la antena 4 de la pieza de mano está presente en condición radiante.

Como se puede observar, el propósito de la presente invención se logra completamente mediante la cadena del sistema (conjunto de inserción 1 - conjunto de pieza de mano 22;4;24 - cable 34 - dispositivo médico 20 - dispositivo de control 21) desarrollado y descrito anteriormente, en virtud de sus características estructurales y funcionales.

De hecho, en virtud de las características descritas en detalle anteriormente, el conjunto de inserción permite reducir y minimizar fenómenos no deseados que empeoran la comunicación entre el conjunto de inserción y las partes restantes del dispositivo médico.

En particular, desde el punto de vista de los campos, la capa ferromagnética tiene la función de aislar la estructura del transceptor inalámbrico de las partes metálicas del cuerpo de inserción, impidiendo la creación del campo antagonista reflejado y evitando así los fenómenos de atenuación o puesta a cero del campo electromagnético global (reclamado en la técnica anterior).

La adición de la capa ferromagnética, con una permeabilidad magnética efectiva compleja, modifica el perfil magnético influyendo en la inductancia mutua y la autoinductancia. Seleccionando adecuadamente el material y las dimensiones de la capa ferromagnética (por ejemplo, como en las opciones de implementación mencionadas anteriormente) es posible obtener grados de libertad para optimizar el diseño de la estructura del transceptor, maximizando la intensidad del campo general presente en la antena, y mejorar la comunicación según se desee.

En última instancia, esto conduce a una mejora de los requisitos de seguridad del paciente, lo cual es extremadamente importante en los campos técnicos y de aplicación indicados, pero en particular en los campos dental y médico definidos en el documento.

Desde el punto de vista eléctrico de los “parámetros concentrados”, la capa ferromagnética aumenta la inductancia del sistema LC (donde C está representado por el chip). Esta característica, a su vez, determina el efecto adicional de reducir la frecuencia de resonancia del sistema “antena-chip”, lo que tiene la ventaja adicional y alcanza el propósito deseado de llevarlo dentro de los límites requeridos por la banda UHF, y así facilitar y mejorar el diseño de la estructura del transceptor, haciéndolo más fácilmente adecuado a los usos deseados.

Con referencia a los requisitos para la antena de pieza de mano, vale la pena señalar que la antena de pieza de mano, en virtud de las características funcionales y estructurales descritas anteriormente, tiene dimensiones muy pequeñas (adecuadas para el contexto de uso), se puede fabricar fácilmente y proporciona suficiente rendimiento transmisivo.

De hecho, en virtud del cuadro o estructura de cuadro segmentado y el posicionamiento en la porción distal de pieza de mano, alrededor de la región de inserción del conjunto de inserción, la antena de pieza de mano tiene un lóbulo de emisión uniforme en toda su zona de emisión y genera una señal electromagnética estable y campo suficientemente intenso precisamente en la región de inserción del conjunto de inserción.

La estructura de la antena en anillo segmentado, formada por tramos de línea conectados por condensadores que compensan y/o anulan con su capacitancia la inductancia del correspondiente segmento de línea de cobre, evita la inversión de fase de la corriente que circula por la espira, obteniendo así una antena uniforme y campo fuerte especialmente en el centro de la espira, en una región en la que se coloca la antena de inserción destinada a comunicarse con la antena de pieza de mano, en última instancia para permitir que se lea el identificador único de inserción y se escriban los parámetros de operación y mantenimiento de la inserción o leer en la memoria no volátil. La configuración en serie de los condensadores que conectan las secciones de línea de la estructura de antena en anillo segmentado permite una sintonización precisa de la frecuencia de resonancia pudiendo confiar en la capacitancia general lograda por una multitud de condensadores que garantizan una resolución fina del valor de capacitancia total en lugar de un solo componente con tolerancias aproximadas y valores nominales impuestos por el mercado.

Además, la pieza de mano comprende una línea de comunicación (antena de pieza de mano y medios de suministro de señales de RF relacionados) que puede permitir una adaptación de impedancia adecuada (esencial para una transmisión y emisión de señal de RF efectiva) incluso en una estructura pequeña, que no permite el uso de impedancia adaptada a métodos de transmisión de RF (por ejemplo, cables coaxiales y conectores de RF relacionados). Tal propósito se logra, por ejemplo, a través de una red de suministro de energía de adaptación de impedancia, incluida en la estructura en anillo segmentado de la antena, y mediante un circuito de distribución de señal de RF de microbanda con las características descritas anteriormente.

Lista de números de referencia

1 conjunto de inserción

2 inserto

3 identificador de radiofrecuencia

4 pieza de mano para dispositivo médico

5 lengüeta metálica de inserción

6 capa ferromagnética

7 capa dieléctrica

8 antena de inserción

9 elemento metálico de antena de inserción

10 chip de identificación

11 dispositivo transceptor

12 antena de pieza de mano

13 carcasa de chip

14 lado exterior de dicho perfil sustancialmente plano de dicho elemento metálico de antena de inserción de dicha antena de inserción

15 lado interior de dicho elemento metálico de antena de inserción de dicha antena de inserción

16 porción de chip que sobresale

17 capa aislante interior, por ejemplo, adhesivo de doble cara

18 capa aislante exterior, por ejemplo, PVC o PET o poliamida

19 capa protectora biocompatible, por ejemplo, pintura o compuesto epoxi mono o multicomponente

20 dispositivo médico

21 elemento de control

22 porción distal de pieza de mano

23 porción central de pieza de mano

24 porción proximal de pieza de mano

25 transductor, por ejemplo, transductor piezoeléctrico

26 generador de ultrasonidos o unidad de control

27 lengüeta roscada para conexión de inserción

28 elemento de conexión de antena de pieza de mano

29 LED

30 extremo distal de pieza de mano

31 elemento de guía de luz

32 concentrador de luz

33 tapa de la porción distal de pieza de mano

34 cable de conexión

41 primer extremo del primer segmento de la antena de pieza de mano

42 segundo extremo del último segmento de la antena de pieza de mano

43 antena de pieza de mano de la primera red eléctrica de adaptación de impedancia de entrada

44 antena de pieza de mano de la segunda red eléctrica de adaptación de impedancia de antena

45 identificador de pieza de mano

50 guía de señal de los medios de suministro de señales de radiofrecuencia (por ejemplo, circuito de microbanda) 51 primer terminal del medio de suministro de señal

52 segundo terminal del medio de suministro de señal

53 circuito adaptado a impedancia en placa de circuito impreso de microbanda

54 red de adaptación de impedancia de RF de circuito de microbanda

55 conector RF de área mínima con conexiones de clavija

56 red de desacoplamiento RF-CC (o desacoplador)

57 circuito de iluminación LED

58 guías para la señal luminosa de CC

59 red de adaptación de impedancia de RF de entrada de antena de pieza de mano

60 cable de conexión coaxial entre la pieza de mano y la unidad de control

61 conector coaxial RF de 50 ohmios

65 conector RF de área mínima con conexiones de clavija

71 elemento de gestión de energía del chip de identificación 71

72 elemento modulador/demodulador del chip de identificación

73 controlador de chip de identificación

74 memoria no volátil de chip de identificación

101 sistema ultrasónico

102 medios de generador

Claims

REIVINDICACIONES

1. Conjunto de pieza de mano para dispositivo médico, que comprende una pieza de mano para dispositivo médico (4), que comprende una porción distal de pieza de mano (22) adaptada para recibir por inserción un conjunto de inserción (1) que comprende un identificador de radiofrecuencia (3), una antena de inserción (8) y un inserto (2) adaptado para interactuar con una parte del cuerpo de un paciente,

en el que dicho conjunto de pieza de mano para dispositivo médico comprende además una antena de pieza de mano (12), dispuesta en la porción distal de pieza de mano (22), y medios de suministro de señales de radiofrecuencia, configurados para proporcionar a la antena de pieza de mano (12) una señal de radiofrecuencia adaptada para ser transmitida por la antena de pieza de mano (12),

estando configurada dicha antena de pieza de mano (12) para comunicarse de forma inalámbrica con la antena de inserción (8), cuando dicho conjunto de inserción se inserta en la pieza de mano (4) en una región de inserción (R) comprendida en la porción distal de pieza de mano (22),

siendo dicha antena de pieza de mano (12) una antena de cuadro o antena en anillo segmentado que comprende:

- al menos dos segmentos de antena de pieza de mano (S1, S2), dispuestos eléctricamente en serie, en el que un primer extremo (41) de un primer segmento (S1) de dichos al menos dos segmentos de antena de pieza de mano está conectado operativamente a un primer terminal (51) de dichos medios de suministro de señales de radiofrecuencia, y un segundo extremo (42) de un último segmento (S2) de dichos al menos dos segmentos de antena de pieza de mano está conectado operativamente a un segundo terminal (52) de dichos medios de suministro de señales de radiofrecuencia, para formar, alrededor de dicha región de inserción (R), una estructura radiante de espira configurada para generar en dicha región de inserción (R) un campo electromagnético con una radiofrecuencia dependiente de dicha señal de radiofrecuencia,

comprendiendo cada uno de dichos al menos dos segmentos de antena de pieza de mano un elemento metálico radiante (S11, S21), caracterizado porque el elemento metálico radiante (S11, S21) tiene una inductancia (L) respectiva, conectada eléctricamente en serie a un elemento capacitivo (S12, S22), que tiene una capacitancia (C) para compensar los efectos debidos a la inductancia (L) del elemento metálico radiante sobre las corrientes que circulan en la espira de la antena de pieza de mano (12).

2. Conjunto de pieza de mano para dispositivo médico según la reivindicación 1, en el que dicha capacitancia (C) de cada uno de dichos elementos capacitivos (S12, S22) es tal que adapta la impedancia característica de la antena de pieza de mano (12) a un generador de radiofrecuencia colocado en un elemento de control (21) del dispositivo médico (20), conectado operativamente al conjunto de pieza de mano (4).

3. Conjunto de pieza de mano para dispositivo médico según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que dicha antena de pieza de mano (12) comprende, además:

- una primera red eléctrica de adaptación de impedancia de entrada (43), comprendida entre dichos primer terminal (51) y segundo terminal (52) de los medios de suministro de señales y dichos primer extremo del primer segmento (41) y segundo extremo del último segmento (42) de la antena de pieza de mano (12);

- una segunda red eléctrica de adaptación de impedancia de antena (44), incluida en el anillo de antena segmentado, y conectada eléctricamente en serie entre dos segmentos (S1', S2') de dichos al menos dos segmentos de antena de pieza de mano.

4. Conjunto de pieza de mano para un dispositivo médico según la reivindicación 3, en el que dicha primera red eléctrica de adaptación de impedancia de entrada (43) comprende un circuito de inductancia-capacitancia LC o un circuito capacitivo.

5. Conjunto de pieza de mano para dispositivo médico según la reivindicación 3, en el que dicha segunda red eléctrica de adaptación de impedancia de antena (44) comprende un circuito de resistencia-capacitancia RC o un circuito capacitivo, configurado para adaptar la impedancia de antena a un valor de impedancia deseado, adaptado para optimizar la transmisión de la señal de radiofrecuencia.

6. Conjunto de pieza de mano para dispositivo médico según una cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en el que:

- dicho elemento metálico radiante (S11, S21) de la antena en anillo segmentado es modelable mediante un circuito eléctrico equivalente que comprende una inductancia (L) y una resistencia (R), en el que dicha inductancia está en el intervalo de entre 2 nH y 30 nH, y preferiblemente entre 4 nH y 20 nH;

- dicho elemento capacitivo (S12, S22) es un condensador que tiene una capacidad C comprendida en el intervalo de entre 1 pF y 12 pF, y preferiblemente entre 2 pF y 10 pF.

7. Conjunto de pieza de mano para dispositivo médico según una cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en el que los valores de inductancia (L) del elemento metálico radiante son diferentes de un segmento a otro segmento, y los valores de capacitancia (C) del elemento capacitivo son diferentes de un segmento a otro segmento, dependiendo del valor de inductancia (L) del segmento respectivo,

y/o en el que los valores de inductancia (L) del elemento metálico radiante son iguales entre sí en los diferentes segmentos de antena, y los valores de capacitancia (C) del elemento capacitivo son iguales entre sí en los diferentes segmentos de antena.

8. Conjunto de pieza de mano para dispositivo médico según cualquiera de las reivindicaciones 1-7, en el que dicha antena de pieza de mano (12) está configurada para funcionar en intervalos de frecuencia en la banda RFID UHF entre 860 MHz y 960 MHz.

9. Conjunto de pieza de mano para dispositivo médico según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además un identificador de pieza de mano (45), adaptado para comunicarse de forma inalámbrica o por cable con dicha antena de pieza de mano (12), estando adaptado dicho identificador de pieza de mano (45) para proporcionar información para identificar la antena de pieza de mano (12) y/o información relacionada con las condiciones de funcionamiento y/o frecuencias de funcionamiento de la antena de pieza de mano (12).

10. Conjunto de pieza de mano para dispositivo médico según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dichos medios de suministro de señales de radiofrecuencia comprenden:

- una guía de señal (50), que comprende un circuito de microbanda configurado para conducir una señal de suministro de radiofrecuencia desde un cable de conexión (34), entre la pieza de mano (4) y un elemento de control (21) del dispositivo médico (20), a la antena de pieza de mano (12);

- un elemento de conexión de antena de pieza de mano (28), conectado a dicha guía de señal y a la antena de pieza de mano (12), que comprende dichos primer terminal (51) y segundo terminal (52) de los medios de suministro de señales de radiofrecuencia,

y/o

en el que dicho circuito de microbanda es un circuito de impedancia controlada, con un espesor comprendido entre 0,2 mm y 1,0 mm, y preferentemente entre 0,35 mm y 0,85 mm, que comprende pistas metálicas.

11. Conjunto de pieza de mano para dispositivo médico según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha estructura radiante de espira de la antena de pieza de mano tiene un diámetro menor que 30 mm para estar contenida dentro de una pared interior de la porción distal de pieza de mano (22).

12. Conjunto de pieza de mano para dispositivo médico según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha antena de pieza de mano (12) está conectada de manera separable a dicha porción distal de pieza de mano (22).

y/o en el que dicha antena de pieza de mano (12) está conectada de forma fija o separable a una porción central de pieza de mano (23).

13. Conjunto de pieza de mano para dispositivo médico según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la antena de pieza de mano (12) está formada a partir de un circuito impreso de múltiples capas rígido flexible en forma de T o en forma de r que comprende una parte de circuito impreso flexible que se extiende desde una parte de circuito impreso rígido,

en el que, cuando dicho circuito impreso de múltiples capas rígido flexible se coloca en posición dentro de la porción distal (22) de la pieza de mano (12), la parte superior de la T o r se enrolla sobre un cono comprendido en dicha porción distal de pieza de mano (22) de modo que los bordes de la parte superior de la T o r se superponen, y forman un contacto eléctrico, formando dicho cuadro o anillo segmentado de la antena de pieza de mano (12).

14. Dispositivo médico (20) que comprende un elemento de control (21), un conjunto de pieza de mano para dispositivo médico según una cualquiera de las reivindicaciones 1-13, y un conjunto de inserción (1) que comprende un identificador de radiofrecuencia (3), una antena de inserción (8) y un inserto (2) adaptado para interactuar con una parte del cuerpo de un paciente,

en el que dicho conjunto de inserción (1) está conectado operativa y mecánicamente de forma separable de dicha pieza de mano (4) del conjunto de pieza de mano,

y en el que dicha antena de inserción (8) y dicha antena de pieza de mano (12) están configuradas para comunicarse entre sí de forma inalámbrica en radiofrecuencia.

15. Dispositivo médico (20) según la reivindicación 14, configurado de tal manera que, cuando dicho conjunto de inserción (1) está conectado a dicha pieza de mano (4I), la antena de inserción (8) está dispuesta en las proximidades de la antena de pieza de mano (12), en dicha región de inserción (R) en la que existe el campo electromagnético de radiofrecuencia generado por la antena de pieza de mano (12) en condición radiante.