ES2989341T3 - Unidad de control para un dispositivo médico - Google Patents

Abstract

Se proporciona una unidad de control para un dispositivo médico que tiene un eje articulado. La unidad de control incluye una interfaz unida de forma inamovible a una carcasa que se puede conectar al dispositivo médico y una unidad de detección para traducir un ángulo de rotación de la carcasa en un ángulo de rotación diferente de una región articulada del eje. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Unidad de control para un dispositivo médico

Campo y antecedentes de la invención

La presente invención se refiere a una unidad de control para un dispositivo médico tal como una herramienta quirúrgica mínimamente invasiva.

Las realizaciones de la presente invención se refieren a una unidad de control que incluye una carcasa y una unidad de detección para traducir un ángulo de rotación de la carcasa a un ángulo de rotación diferente de una región de articulación de un árbol de dispositivo direccionable unido a la carcasa.

Los procedimientos mínimamente invasivos se realizan a través de un sitio de acceso de diámetro pequeño en una pared de tejido o a través de un orificio natural. Estos procedimientos minimizan el traumatismo en los tejidos y órganos y reducen en gran medida el período de recuperación del paciente.

En los procedimientos endoscópicos realizados a través de un sitio de acceso al tejido (p. ej., procedimientos laparoscópicos), se hace una pequeña incisión en una pared de tejido y una pequeña cánula, llamada trocar, se inserta a través de la incisión. El trocar define una vía a través de la cual se pueden insertar diversas herramientas quirúrgicas (laparoscopios) para realizar cortes, sutura y extracción de tejido.

En los procedimientos endoscópicos realizados a través de una abertura natural, se inserta un endoscopio a través de la boca, la uretra, el ano, etc., y se guía hasta una ubicación de tejido en el tracto gastrointestinal, la cavidad vaginal o la vejiga para realizar un procedimiento de diagnóstico o quirúrgico. Los procedimientos endoscópicos también incluyen la cirugía endoscópica transluminal por orificios naturales (NOTES, por sus siglas en inglés), en la que se pasa una herramienta endoscópica a través del orificio natural y luego a través de una incisión interna en el estómago, la vagina, la vejiga o el colon, evitando de este modo cualquier incisión o cicatriz externa.

Las herramientas quirúrgicas mínimamente invasivas son guiadas dentro del cuerpo usando una unidad de control por usuario extracorpórea que transfiere el movimiento de la mano/el brazo del usuario al movimiento y accionamiento (colectivamente "funcionamiento") de la herramienta quirúrgica. De este modo, la unidad de control permite al usuario controlar desde fuera del cuerpo el funcionamiento de una herramienta quirúrgica dentro del cuerpo. De esta manera se pueden controlar muchos tipos de herramientas, desde agarradores o herramientas similares a tijeras y cámaras hasta sistemas robóticos complejos.

Se conocen en la técnica numerosos tipos de controladores de herramientas quirúrgicas, véanse, por ejemplo, los documentos US7996110, US7963913, US8521331, US8398541, US8939891, US9050120 US8332072, US20100170519, US20090036901, US20140222023 y US20140228631.

El documento US 2015/0173837 A1 divulga un sistema quirúrgico que puede incluir una sonda quirúrgica que tiene una punta desviable y una pluralidad de brazos de guiado que son móviles para hacer que la punta se desvíe. De este modo, la sonda quirúrgica se puede dirigir hacia una ubicación anatómica objetivo.

El documento US 2017/0157361 A1 divulga dispositivos de porción de contacto, sistemas y métodos que pueden usarse para doblar selectivamente, alterar las características de dobladura y/o alterar las longitudes de los cuerpos de catéteres, alambres guía, trocares direccionables y otras estructuras flexibles que se insertan en un paciente durante su uso. El documento WO 2018/165320 A1 divulga un sistema que comprende una herramienta médica que incluye un árbol que tiene extremos proximal y distal y una porción distal articulable acoplada al extremo distal del árbol. El sistema también comprende una unidad de procesamiento que incluye uno o más procesadores.

El documento US 2016/184040 A1 divulga una unidad de control para un dispositivo médico con un árbol y un efector final y que comprende una porción de contacto con el usuario, sensores y una unidad de accionamiento.

Controladores de herramientas robóticas disponibles en el mercado, como Da Vinci, los sistemas TransEnterix y Titan son grandes y pesados y obligan al cirujano a sentarse en una consola lejos de la cama del paciente. Estos controladores se operan a través de palancas o mangos para las manos/los dedos, así como pedales, y requieren un alto grado de coordinación para operar sin problemas las herramientas quirúrgicas robóticas.

De este modo, existe una necesidad de una unidad de control que permita a un cirujano maniobrar de manera intuitiva y sencilla una herramienta quirúrgica dentro del cuerpo usando una sola mano, al tiempo que permite un control y escalada precisos a través de una amplia gama de movimientos del dispositivo y del extremo efector.

Sumario de la invención

La invención se refiere a una unidad de control para un dispositivo médico que tiene un árbol articulado y un efector final como se define en la reivindicación 1. En las reivindicaciones dependientes se definen realizaciones adicionales. De acuerdo con un aspecto de la presente divulgación, se proporciona una unidad de control para un dispositivo médico que tiene un árbol articulado, comprendiendo la unidad de control (a) una porción de contacto que puede acoplarse con la mano de un usuario, estando la porción de contacto unida de forma inmóvil a una carcasa de la unidad de control, pudiendo la carcasa unirse al dispositivo médico; y (b) una unidad de detección para traducir un ángulo de rotación de la carcasa en un ángulo de rotación diferente de una región articulada del árbol.

De acuerdo con una realización de la presente invención, el ángulo de rotación de la carcasa se escala hacia arriba o hacia abajo para adaptarse al ángulo de rotación diferente de la región articulada del árbol.

De acuerdo con una realización de la presente invención, la porción de contacto es una porción de contacto con la palma operable a través de la palma de la mano.

De acuerdo con una realización de la presente invención, la unidad de control comprende además una porción de contacto con los dedos que está unida de forma pivotante a la carcasa y que puede acoplarse con uno o más dedos de la mano.

De acuerdo con una realización de la presente invención, la unidad de control comprende además un elemento de restricción unido de manera pivotante a la porción de contacto con la palma y que tiene un elemento capaz de deformarse elásticamente para aplicar una fuerza de restricción al dorso de la mano cuando la palma se acopla con la porción de contacto con la palma.

De acuerdo con una realización de la presente invención, la unidad de control comprende además una unidad de accionamiento en la carcasa.

De acuerdo con una realización de la presente invención, la porción de contacto con los dedos incluye palancas operables simultáneamente a través del dedo pulgar e índice.

De acuerdo con una realización de la presente invención, la porción de contacto con los dedos está configurada para operar la articulación del árbol del dispositivo médico y operar un extremo efector del dispositivo médico.

De acuerdo con una realización de la presente invención, la unidad de accionamiento incluye al menos un motor para controlar el árbol del dispositivo médico.

De acuerdo con una realización de la presente invención, la unidad de detección incluye una unidad de medición inercial.

De acuerdo con una realización de la presente invención, una señal de la unidad de medición inercial opera el al menos un motor para girar el árbol.

De acuerdo con una realización de la presente invención, el al menos un motor gira la región de articulación solo cuando está en una posición desviada.

De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, se proporciona un sistema que comprende la unidad de control unida a un dispositivo médico mínimamente invasivo que tiene un árbol articulable.

De acuerdo con otro aspecto más de la presente divulgación, se proporciona una unidad de control para un dispositivo médico, comprendiendo la unidad de control: (a) una porción de contacto para controlar una posición y función de un extremo efector unido a un árbol del dispositivo médico a través de una articulación direccionable del árbol; y (b) una unidad de detección para medir una posición de la unidad de control y el extremo efector del dispositivo médico y para mantener una orientación del extremo efector con respecto a un tejido cuando la unidad de control se maniobra con respecto al tejido.

De acuerdo con una realización de la presente invención, la porción de contacto puede acoplarse con la palma y los dedos de un usuario.

A menos que se definan de otro modo, todos los términos técnicos y científicos usados en el presente documento tienen el mismo significado que el que entiende normalmente un experto habitual en la materia a la que pertenece esta invención. Aunque pueden usarse métodos y materiales similares o equivalentes a los descritos en el presente documento para poner en práctica o evaluar la presente invención, a continuación, se describen los métodos y materiales adecuados. En caso de conflicto, la memoria descriptiva de la patente, incluidas las definiciones, será la que rija. Asimismo, los materiales, métodos y ejemplos son meramente ilustrativos y no pretenden ser limitantes.

Breve descripción de las vistas varias de los dibujos

En el presente documento, se describe la invención, únicamente a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos. A continuación, haciendo referencia específica a los dibujos de forma detallada, se hace hincapié en que las particularidades mostradas son únicamente a modo de ejemplo y a efectos de una exposición ilustrativa de las realizaciones preferidas de la presente invención y se presentan con objeto de proporcionar lo que se cree que es la descripción más útil y fácil de entender de los principios y aspectos conceptuales de la invención. En este sentido, no se ha hecho intento alguno por mostrar detalles estructurales de la invención con más detalle del necesario para una compresión fundamental de la invención, haciendo la descripción junto con los dibujos que sea evidente para los expertos en la materia la forma en la que pueden ponerse en práctica varias formas de realización de la invención.

En los dibujos:

la figura 1A ilustra una realización de la unidad de control de la presente invención unida a un laparoscopio. La figura 1B ilustra el eje de cabeceo, balanceo y guiñada de la unidad de control de la presente invención. La figura 1C ilustra los sistemas de coordenadas de la presente invención.

La figura 1D ilustra la relación entre los sistemas de coordenadas de la presente invención.

Las figuras 1E-F ilustran el sistema de coordenadas de la articulación del árbol de la presente invención.

La figura 1G ilustra la relación entre los sistemas de coordenadas de la articulación y la unidad de control de la presente invención.

Las figuras 2A-B ilustran el posicionamiento de la mano del cirujano contra la porción de contacto de la unidad de control.

La figura 3 es una vista general de una realización de una herramienta laparoscópica motorizada y una unidad de control unida.

La figura 4A ilustra el movimiento de las porciones de contacto con la palma y con los dedos de una realización de la unidad de control de la presente invención.

La figura 4B ilustra movimientos correspondientes en la región articulable y el extremo efector del dispositivo quirúrgico unido.

La figura 5A ilustra con más detalles la porción de contacto de la presente invención.

Las figuras 5B-G ilustran posiciones de control de la porción de contacto de una realización de la unidad de control de la presente invención.

Las figuras 6A-D ilustran una realización de la porción de contacto con los dedos de una realización de la unidad de control de la presente invención.

Las figuras 7A-C ilustran una realización de la porción de contacto con la palma de una realización de la unidad de control de la presente invención.

Las figuras 8A-F ilustran la estructura mecánica y los componentes de los sensores de las porciones de contacto con los dedos y con la palma de una realización de la unidad de control de la presente invención.

Las figuras 9A-D ilustran varios modos operativos de una realización de la unidad de control de la presente invención.

La figura 10 es un diagrama de flujo que ilustra cómo las señales de la porción de contacto con el usuario se traducen en movimiento de una herramienta laparoscópica unida a una realización de la unidad de control de la presente invención.

La figura 11 es un diagrama de flujo que ilustra cómo las señales del sensor de la unidad de medición inercial (IMU) se traducen en ángulos de Cabeceo, Balanceo y Guiñada usando el sistema de referencia de actitud y dirección (AHRS) y se convierten en comandos motores de articulación.

La figura 12 ilustra un prototipo de la unidad de control construido de acuerdo con las enseñanzas de la presente invención.

Descripción de las realizaciones preferidas

La presente invención se refiere a una unidad de control para un dispositivo médico y, más particularmente, a una unidad de control y una porción de contacto con el usuario integrada que permiten la traducción de movimientos naturales de la mano a una herramienta médica unida, tal como una herramienta laparoscópica, para permitir de ese modo un control preciso y fino sobre la posición y la función del dispositivo médico.

Los principios y la operación de la presente invención pueden entenderse mejor con referencia a los dibujos y a las descripciones adjuntas.

Antes de explicar al menos una realización de la invención en detalle, debe entenderse que la aplicación de la invención no se limita a los detalles expuestos en la siguiente descripción o ejemplificados por los Ejemplos. La invención puede tolerar otras realizaciones o puede ponerse en práctica o llevarse a cabo de diversas maneras. También, se debe entender que la redacción y la terminología empleadas en el presente documento son a efectos descriptivos y no deben considerarse limitantes.

Las unidades de control para herramientas quirúrgicas son bien conocidas en la técnica y se usan para controlar herramientas mecánicas, motorizadas o robóticas. Estos controladores se pueden usar para posicionar y controlar con precisión los instrumentos quirúrgicos dentro del cuerpo, sin embargo, pueden ser voluminosos y difíciles de operar y a menudo requieren un largo período de entrenamiento para dominarlos.

En la cirugía laparoscópica, un cirujano tiene que posicionar el extremo distal del árbol de un dispositivo médico (que lleva un extremo efector, p. ej., agarrador, cortador, portaagujas) adyacente al tejido tratado. Para posicionar correctamente el laparoscopio, el cirujano tiene que orientar en el espacio todo el laparoscopio, controlar la desviación de una región articulable del árbol y accionar el extremo de manipulación del tejido.

Un cirujano normalmente usa una porción de contacto manual (mango) de una herramienta quirúrgica para posicionar, maniobrar, sujetar y operar el dispositivo médico y el extremo efector en el sitio del tejido de interés. Si bien las porciones de contacto de dispositivos usadas actualmente pueden proporcionar dicha funcionalidad, pueden verse limitados por un equilibrio entre la maniobrabilidad y la operatividad de todo el dispositivo y su extremo efector, requiriendo, de este modo, un tiempo y un esfuerzo considerables por parte del cirujano para completar un procedimiento de tratamiento mínimamente invasivo.

Si bien la presente invención se reduce a la práctica, el presente inventor se propuso diseñar una unidad de control de herramienta quirúrgica que se pueda usar para controlar de forma fácil y natural una o más herramientas quirúrgicas y al mismo tiempo permitir la escalada de movimientos de la mano/el brazo limitados anatómicamente, facilitando de ese modo en gran medida el posicionamiento del extremo efector en un sitio de tejido de interés.

Solicitudes anteriores presentadas por los presentes inventores divulgaron un controlador que tiene una porción de contacto con la palma capaz de inclinarse y girar (guiñada de la palma) con respecto a la carcasa de la unidad de control. Mientras experimentaban con una porción de contacto con la palma de esta clase, los presentes inventores descubrieron que el intervalo de movimiento logrado por un cirujano al girar una porción de contacto con la palma fija hacia la izquierda y hacia la derecha se puede usar para escalar la rotación de una región articulada de un árbol de herramienta quirúrgica unida.

De este modo, para controlar más eficazmente la región de articulación, los presentes inventores idearon una unidad de control que incluye una porción de contacto con la palma que está unida de forma fija a la carcasa de la unidad de control (y de este modo no se mueve con respecto a la misma) y una unidad de detección para escalar la rotación de izquierda a derecha de la carcasa en una cantidad escalada (0 < escala) de balanceo del plano de la articulación de un árbol de herramienta quirúrgica direccionable (que forma parte de un dispositivo médico unido a la carcasa).

De este modo, de acuerdo con un aspecto de la presente invención, se proporciona una unidad de control para un dispositivo médico.

La unidad de control incluye una unidad de accionamiento y porción de contacto con el usuario unida. Como se describe más adelante en el presente documento, la porción de contacto se opera con una sola mano del usuario y activa motores y componentes mecánicos dentro de la unidad de control para controlar de ese modo el posicionamiento, movimiento y operación de un dispositivo médico unido a la unidad de control.

La porción de contacto con el usuario controla el posicionamiento, movimiento y la desviación del posicionamiento del extremo efector del dispositivo (a través de la articulación del árbol y/o inclinación del extremo efector) y la operación. La porción de contacto con el usuario incluye una porción de contacto con la palma (que puede tener forma de cúpula) que está montada de forma fija (de forma inmóvil) sobre un soporte fijo unido a una carcasa de la unidad de control. La porción de contacto con la palma puede acoplarse con la palma de la mano (simplemente apoyando la palma de la mano sobre la porción de contacto con la palma en forma de cúpula) y permite al usuario girar la carcasa (es decir, girar la palma hacia la izquierda y hacia la derecha; dicha rotación también se denomina en el presente documento rotación de balanceo o simplemente rotación cuando la unidad de control y el dispositivo unido están en posición vertical), así como inclinar toda la carcasa (y el dispositivo médico unido) con respecto al sitio de acceso al tejido.

Para mantener la palma de un usuario contra la primera porción de contacto a través de las maniobras de posicionamiento del dispositivo (inclinación y rotación, así como movimientos hacia arriba y hacia abajo), la unidad de control incluye además un elemento de restricción que está unido de manera pivotante a la porción de contacto con la palma e incluye un elemento que es capaz de deformarse elásticamente para aplicar una fuerza de restricción al dorso de la mano cuando la palma está unida a la porción de contacto con la palma. Cuando este elemento de restricción se acopla al dorso de la mano, el elemento se deforma elásticamente y aplica una fuerza descendente al dorso de la mano, manteniendo de este modo la mano contra la porción de contacto con la palma y permite un control preciso de esta porción de contacto, así como, permitiendo al usuario tirar del dispositivo médico hacia arriba.

La unidad de control también incluye una porción de contacto con los dedos que está unida de manera pivotante a la porción de contacto con la palma y puede acoplarse con uno o más dedos de la mano.

La unidad de control de la presente invención se puede usar con cualquier dispositivo médico configurado para visualizar o manipular tejido en un sitio de tratamiento en o sobre el cuerpo de un mamífero (p. ej., un sujeto humano).

El dispositivo médico puede ser un dispositivo quirúrgico usado en cirugía mínimamente invasiva. Un dispositivo de este tipo normalmente incluye un cuerpo de dispositivo unido a un árbol rígido o direccionable. El árbol puede llevar un extremo efector que se posiciona dentro del cuerpo de un sujeto a través de un sitio de acceso. El árbol y el extremo efector están controlados por una unidad de control unida al cuerpo del dispositivo desde fuera del cuerpo (extracorpóreamente). Los ejemplos de dispositivos médicos que pueden ser operados por la unidad de control de la presente invención incluyen un endoscopio (p. ej., laparoscopio o torascopio), un catéter, un sujetador quirúrgico y similares.

La porción de contacto con el usuario de la presente invención es particularmente adecuada para su uso con un dispositivo laparoscópico que tiene un árbol direccionable y un instrumento montado distalmente, tal como un agarrador de portaagujas o un cortador.

Los laparoscopios se usan ampliamente en cirugía mínimamente invasiva para visualizar o tratar órganos, cavidades, vías y tejidos. Generalmente, dichos dispositivos incluyen un árbol alargado que está diseñado para suministrar y posicionar un instrumento montado distalmente (extremo efector), como un bisturí, un agarrador o una cámara/lente de cámara) dentro de una cavidad corporal, vaso o tejido.

Dado que dichos dispositivos se suministran a través de un puerto de suministro posicionado a través de una pequeña incisión en una pared de tejido (p. ej., la pared abdominal) y se utilizan en un espacio restringido anatómicamente (p. ej., la cavidad abdominal), un árbol direccionable es ventajoso, ya que se puede direccionar o maniobrar dentro del cuerpo usando controles posicionados fuera del cuerpo (en el extremo proximal del dispositivo médico). Este direccionamiento permite al operario guiar el dispositivo dentro del cuerpo y posicionar con precisión el instrumento montado distalmente en un punto de referencia anatómico.

Se conocen en la técnica numerosos ejemplos de dispositivos direccionables, véanse, por ejemplo, los documentos de patentes de EE.UU. N.° 2.498.692; 4.753.223; 6.126.649; 5.873.842; 7.481.793; 6.817.974; 7.682.307 y la publicación de solicitud de patente de EE.UU. N.° 20090259141.

La desviación de una o más regiones articuladas del árbol se puede efectuar a través de uno o más alambres de control que recorren el árbol del dispositivo hasta el extremo distal de la porción direccionable. El extremo proximal de cada alambre de control está conectado al mecanismo motorizado de la unidad de control; al tirar del alambre se aplican fuerzas que desvían una porción del árbol con relación al alambre tirado.

El extremo efector del dispositivo se controla a través de uno o más cables que están conectados de manera similar a la unidad de control y son activados por la porción de contacto con el usuario.

De este modo, la porción de contacto con el usuario y la unidad de control de un dispositivo direccionable, como un laparoscopio direccionable, proporcionan tres funciones independientes, posicionamiento del árbol del dispositivo con respecto al sitio de acceso al tejido (arriba/abajo, inclinación, balanceo), desviación de la porción direccionable y accionamiento del instrumento montado distalmente.

Además de lo anterior, la presente unidad de control incluye además una unidad de detección para traducir la rotación de la carcasa de la unidad de control (y el dispositivo médico unido) tal como se efectúa a través de la porción de contacto con la palma en una rotación escalada de una región articulada del árbol de un dispositivo médico unido.

La porción de contacto con el usuario de la presente invención proporciona estas funciones a través del movimiento de tres grupos de músculos y articulaciones de las extremidades independientes.

(i) El árbol del dispositivo es movido hacia arriba y hacia abajo, de lado a lado y girado de izquierda a derecha con respecto al sitio de acceso al tejido mediante el movimiento de la mano y el brazo (principalmente alrededor de la muñeca, articulaciones del codo y/o del hombro). La rotación (efectuada a través de los movimientos de la muñeca, el codo y/o el hombro) se escala (p. ej., aumento del ángulo de rotación) mediante la unidad de detección posicionada en la carcasa de la unidad de control de la presente invención.

(ii) La articulación del árbol se controla a través del movimiento de la mano (principalmente a través del movimiento de los dedos combinado con el pequeño movimiento de la articulación de la muñeca). Esto se logra inclinando la porción de contacto con los dedos.

(iii) El instrumento montado distalmente se activa a través del movimiento de los dedos (principalmente alrededor de las articulaciones interfalángicas y las articulaciones metacarpofalángicas).

Al escalar la rotación de la carcasa mientras el cirujano usa la unidad de control, la presente unidad de control permite una maniobrabilidad mayor y más natural: se puede operar un laparoscopio usando menos esfuerzo y sin requerir maniobras extremas del cuerpo y las extremidades

Haciendo referencia ahora a los dibujos, las figuras 1A-12 ilustran una realización de la presente unidad de control que en el presente documento se denomina unidad de control 10.

La figura 1A ilustra la unidad de control 10 que tiene una carcasa 15 unida a un instrumento laparoscópico 12. El instrumento laparoscópico 12 incluye una carcasa proximal 13 (que se puede unir de forma liberable a la carcasa 15), un árbol 17 que tiene una región de articulación 19 y un efector final distal 21 que tiene abrazaderas 22 y 23. El laparoscopio 12 se usa en el presente documento con fines ilustrativos, la unidad de control 10 se puede unir a, o integrar con, cualquier instrumento quirúrgico.

La unidad de control 10 incluye una porción de contacto con la palma 30 que está fijada a la carcasa 15. Una unidad de accionamiento 32 está posicionada dentro de la carcasa 15 y controla la articulación, la operación del extremo efector, así como la escalada de la rotación de balanceo de la región de articulación 19 del árbol 17. La carcasa 15 se puede fabricar a partir de un polímero y/o aleación usando mecanizado, enfoques de fabricación por impresión 3D y/o fundición/moldeo. Puede tener un diámetro de 40-60 mm y alrededor de 60-120 mm de altura.

La unidad de control 10 también incluye una porción de contacto con los dedos 40 que está conectada a través de una bisagra a la porción de contacto con la palma 30 de la unidad de control 10 (descrita con mayor detalle con referencia a las figuras 8A-F). Cuando la porción de contacto con los dedos 40 gira con respecto a la porción de contacto con la palma 30, un sensor de rotación 125 mide la cantidad de rotación y genera una señal usada para controlar la desviación de la región de articulación 19 como se describe con más detalle a continuación con respecto a la figura 10.

La porción de contacto con los dedos 40 de la unidad de control 10 también incluye palancas para los dedos 50 que pueden usarse para controlar el movimiento del efector final como se explica con más detalle a continuación con referencia a las figuras 6A-D y 8A-F.

Las figuras 1B-G ilustran un sistema de coordenadas usado para describir los diversos movimientos de la unidad de control y el dispositivo unido.

La figura 1B define el cabeceo, balanceo y guiñada para la unidad de control. El balanceo (del árbol del dispositivo) se efectúa girando la unidad de control (izquierda/derecha) alrededor del eje largo del árbol. La figura 1C ilustra el eje de coordenadas principal fijo en el espacio. El sistema de coordenadas del dispositivo está fijado a la unidad de control. A medida que la unidad de control se mueve mientras el cirujano opera, el sistema de coordenadas del dispositivo puede estar en cualquier posición y cualquier orientación con respecto al sistema de coordenadas espaciales. El eje Y del sistema de coordenadas del dispositivo es el eje largo del árbol de la unidad de control, siendo el eje X de articulación perpendicular al mismo. El sistema de coordenadas de articulación puede girar alrededor del eje de articulación X.

La figura 1D ilustra la relación entre los sistemas de coordenadas espaciales y del dispositivo. El origen del sistema de coordenadas del dispositivo puede posicionarse en cualquier punto y orientación con respecto al sistema de coordenadas mundial. El sistema de coordenadas de articulación puede girar en cualquier ángulo 0.

Las figuras 1E-F ilustran el movimiento de la articulación con respecto al sistema de coordenadas de articulación. Como se muestra, la articulación se dobla en el plano XY del sistema de coordenadas de articulación. La figura 1E muestra la articulación en posición recta y la figura 1F muestra la articulación en posición doblada. El segundo movimiento de la articulación se logra girando el plano de articulación XY alrededor del eje X del sistema de coordenadas de articulación (figura 1G). La rotación del plano de articulación XY se puede lograr manipulando los cables de articulación o girando el árbol alrededor de su eje largo.

En la presente invención, la dobladura de la articulación en el plano de articulación XY se controla inclinando la porción de contacto con los dedos y la rotación de XY del sistema de coordenadas de articulación se controla mediante un sensor de rotación fijado a la unidad de control. Los sensores de rotación miden la rotación de la unidad de control y proporcionan una señal de rotación a la unidad de accionamiento para girar el plano XY del sistema de coordenadas de articulación. La rotación medida de la unidad de control se multiplica por un factor de escala determinado por el cirujano.

Las figuras 2A-B ilustran el acoplamiento entre la porción de contacto con la palma 30 y la mano 100 del usuario. La palma del usuario se apoya contra la superficie de la porción de contacto con la palma 30 con el dorso 102 de la mano 100 posicionado debajo de la porción de contacto con el dorso 104. El elemento 106 de la porción de contacto con el dorso 104 es forzado hacia abajo por deformación elástica (también se muestra en las figuras 5A-G). Se pueden usar tres dedos del usuario para agarrar la circunferencia de la superficie de la palma 30 mientras que los otros dos dedos (dedo pulgar e índice) se acoplan a (pellizcan) las palancas 50 de la porción de contacto con los dedos 40. Mientras se acopla la porción de contacto con la palma 30, el usuario puede maniobrar (inclinación, guiñada, arriba/abajo) la carcasa 15 y el laparoscopio 12 unido a través de la carcasa 13.

La figura 3 es una vista seccionada de la unidad de control 10 que muestra los principales componentes internos incluidos dentro de la carcasa 15. La porción de contacto de la unidad de control 10 forma parte de una porción proximal de la carcasa 15. La carcasa 15 incluye una unidad de accionamiento 32 que tiene al menos un motor 36 y circuitos relacionados 34. La carcasa 15 incluye el conector 39 para conectarla a la carcasa proximal del laparoscopio 12.

Los sensores ubicados dentro de la carcasa 15 están conectados eléctricamente al circuito 34, permitiendo que las señales de los sensores se midan y calculen en el mismo. Las señales calculadas se convierten mediante el circuito 34 en señales de acción que operan el(los) motor(es) 36. La rotación del(los) motor(es) 36 se transmite a través del conector 37 al laparoscopio 12 acoplado y se convierte en movimiento del efector final y la región de articulación 19 del árbol 17.

Las figuras 4A-B ilustran la relación entre el movimiento en las porciones de contacto 30 y 40 accionadas por la mano y los dedos del cirujano, y los movimientos del efector final 21 y la región de articulación 19 accionados por el(los) motor(es) 36. La inclinación de la porción de contacto con los dedos 40 se traduce en un movimiento de articulación de derecha a izquierda en la región de articulación 19. La apertura y cierre de las palancas 50 de la porción de contacto con los dedos 40, es decir, cambiar la distancia entre los dedos pulgar e índice, da como resultado la apertura-cierre de las abrazaderas 22 y 23, es decir, reduce la distancia entre las abrazaderas. Girando el cuerpo de la porción de contacto con los dedos 40, girando las palancas para los dedos, tiene como resultado el balanceo de las abrazaderas. Al girar con balanceo la unidad de control 10 y el laparoscopio 12 unido (rotación del plano de articulación), al girar la porción de contacto con la palma 30 tiene como resultado una rotación del plano XY de la articulación. Esto último es escalando las señales del sensor IMU posicionado en la carcasa 15 como se describe además más adelante.

El control de un mecanismo efector final, es decir, la apertura y el cierre de las abrazaderas 22, 23 y la rotación del efector, (mostrado en la figura 4B), se hace abriendo/cerrando y/o girando las palancas 50 de la porción de contacto con los dedos 40. Mientras manipula las palancas, los sensores 115 (apertura-cierre) y 125 (rotación) ubicados en la carcasa 15, (figuras 6A-D y 8A-B) son comprobados y procesados por un controlador 34. Las señales procesadas se calculan y se convierten en señales de acción para el(los) motor(es) 36 para activar el mecanismo de abrazadera.

Para controlar la posición de balanceo y la desviación de la región de articulación 19 del árbol 17, el controlador 34 recibe señales tanto del sensor IMU-AHRS 200 como del sensor de inclinación 135 que se muestran en la figura 8F. El sensor IMU 200 mide la rotación de balanceo de la carcasa 15 alrededor del eje del árbol. El sensor de inclinación (p. ej., el potenciómetro) 135 (figura 8F) mide la inclinación de la porción de contacto con los dedos 40 con respecto a la porción de contacto con la palma 30.

Las señales procesadas del sensor IMU-AHRS combinado 200 y el sensor de inclinación 135 se calculan y se convierten en señales de acción para el(los) motor(es) 36 para activar la desviación de la región de articulación 19.

La porción IMU del sensor IMU-AHRS 200 es una unidad de medición inercial capaz de detectar la aceleración lineal usando uno o más acelerómetros y detectar la velocidad de rotación usando uno o más giroscopios. La IMU también puede incluir un magnetómetro que se usa comúnmente como referencia de dirección. Una configuración típica de una IMU puede incluir un acelerómetro, un giroscopio y un magnetómetro por eje para cada uno de los tres ejes: cabeceo, balanceo y guiñada.

La porción AHRS del sensor IMU-AHRS 200 es un módulo capaz de proporcionar una actitud del marco de la unidad de control. Puede basarse en un bloque de sensores MEMS de estado sólido que suministra lecturas brutas de las tasas de giroscopios, acelerómetros y magnetómetros. Estas lecturas se introducen en un filtro estadístico no lineal (como un filtro Kalman extendido) para extraer una estimación estable de la información de actitud (balanceo, cabeceo y guiñada). El módulo puede ser compacto e integrarse en una placa de circuito impreso. Para alinear la medición del balanceo del AHRS con el eje del árbol, es necesario realizar una calibración para tener en cuenta la desalineación física del módulo en el marco de la unidad de control. La calibración se efectúa colocando la unidad de control en una orientación alineada, como una mesa plana y enviando un comando de restablecimiento de alineación al módulo AHRS mediante el botón de diálogo 131. Una vez completada la calibración, la medición del eje de balanceo se alinea con el eje longitudinal del dispositivo, los ajustes de calibración se almacenan en la memoria flash y pueden actualizarse cuando se ejecuta un nuevo proceso de calibración. Los módulos IMU y AHRS se pueden integrar en una única unidad en miniatura, p. ej., las unidades MTi™ y MTx™ suministradas por Xsens Technologies B.V.

El filtro estadístico aplicado a las señales IMU produce una solución óptima basada en proyecciones sobre el movimiento mismo. Al usar la unidad de control, los resultados del filtro pueden derivar hasta cierto punto. Si en cualquier momento cambia la reacción de la articulación al balanceo de la unidad de control y del dispositivo unido, el cirujano puede repetir la calibración colocando el dispositivo sobre una mesa plana y activando el proceso de reinicio a través de clics predefinidos del botón 131. Los fenómenos de deriva se pueden reducir proporcionando sensores IMU adicionales, por ejemplo, mediante el montaje de al menos un sensor IMU más en una orientación diferente a la del primer IMU dentro de la unidad de control.

La deriva se puede mejorar aún más añadiendo proyecciones al filtro Kalman respecto al uso del dispositivo. Por ejemplo, el algoritmo se puede mejorar si se tiene en cuenta que el árbol del dispositivo se inserta a través de una incisión (sitio de acceso) que actúa como pivote. Los datos preliminares con respecto a la cinemática general del dispositivo durante su uso en un procedimiento quirúrgico, como el intervalo de movimiento, frecuencias espaciales del sistema, aceleraciones máximas, etc., también se pueden tener en cuenta y se puede aplicar una restricción limitativa al movimiento lineal del filtro.

Como se muestra en la figura 11, la unidad de detección proporciona ángulos de orientación completos para la unidad de control con respecto a un sistema de coordenadas mundial. En ese caso, un sistema AHRS acciona un filtro estadístico en los giroscopios de velocidad, mediciones de acelerómetros y magnetómetros (IMU) para calcular una estimación estable de los datos de orientación (balanceo, cabeceo y guiñada).

Como se ha mencionado anteriormente, el grado de escalada de rotación entre la porción de contacto con el usuario y la región articulada puede ser seleccionado por el cirujano según las necesidades. La suma de la rotación de la articulación mecánica resulta de la adición de la rotación real del cuerpo de la unidad de control y una rotación escalada resultante de los movimientos de tracción combinados de los cables de articulación.

La escalada también se puede usar para crear una cantidad de inclinación escalada adicional en el plano de la punta de dobladura (el plano de articulación). En tal caso, la inclinación de dobladura puede estar compuesta por la señal recibida desde la porción de contacto con los dedos 40 y la rotación de la unidad de control medida por el controlador del dispositivo.

La rotación del plano de articulación, ejecutada por los alambres de articulación, se efectúa por el controlador. El algoritmo del controlador recibe mediciones de entrada relacionadas con el balanceo del dispositivo respecto al mundo y la lectura del algoritmo del potenciómetro de escalada.

Por ejemplo, para una lectura de 0,0 del potenciómetro de escala, el plano de dobladura girará exactamente como la propia porción de contacto de control. Una rotación de 30 grados de la unidad de control producirá el mismo ángulo de rotación del plano de dobladura. Una lectura de valor de escala igual a 2,0 añadirá un 200 % a esta medición de balanceo, entonces, para la misma rotación de la porción de contacto de control de 30 grados, los motores de articulación accionarán el plano de dobladura de la articulación 60 grados adicionales para una rotación total de 90 grados del plano de dobladura en relación con el sistema de coordenadas mundial. Establecer un valor de escala de -1,0 generará un plano de dobladura fijo referenciado al sistema de coordenadas mundial, lo que significa que cualquier movimiento de balanceo de la porción de contacto de control no tendrá ningún efecto en el plano de dobladura, es decir, estabilizado en el espacio.

La figura 5A, ilustra los componentes principales de la porción de contacto con el usuario de la unidad de control 10. La porción de contacto con la palma 30 está fijada a la carcasa 15 mediante tornillos 300. La porción de contacto con el dorso 104 está unida al extremo distal de la porción de contacto con la palma 30. La porción de contacto con los dedos 40 está unida de forma giratoria al lado inferior del cuello de la porción de contacto con la palma 30.

La porción de contacto con los dedos 40 está conectada a través del acoplamiento 41 a la carcasa del sensor 43 (descrita con más detalle con referencia a las figuras 8A-E). La cubierta elástica 49 permite que el acoplamiento 41 se incline y gire mientras protege el mecanismo del sensor dentro de la carcasa 43.

La acción de pinzamiento de los dedos del cirujano se mide a través del ángulo de las palancas para los dedos 50 con respecto al cuerpo 52 de la porción de contacto con los dedos 40. El mecanismo de palanca convierte la rotación angular de las palancas en rotación del pasador 56 con la ranura 57 ubicada en el extremo proximal del pasador 56. En este ejemplo, la rotación angular de 25 grados de las palancas se traduce en una rotación angular de 90 grados del pasador 56 y la ranura 57.

La figura 8D muestra el potenciómetro 115 con árbol interior 640. El potenciómetro 115 mide la rotación del árbol interior 640. Como se muestra en la figura 8E, el árbol interior 640 tiene una protuberancia macho 641 que se acomoda en la ranura 57 de la porción de contacto con los dedos 40. Cuando la porción de contacto con los dedos 40 está unida a la carcasa 43, la ranura 57 y la protuberancia 641 están acopladas y giran juntas cuando se mueven las palancas 50, permitiendo, de este modo, la medición de un pinzamiento.

La figura 8F muestra los componentes del mecanismo que mide la rotación de la porción de contacto con los dedos 40. La base 170 puede girar con respecto al cuerpo 180 y sirve como carcasa para el potenciómetro 115 que mide el movimiento de pinzamiento de los dedos en la porción de contacto con los dedos 40. La base 170 incluye el engranaje 623 que encaja con el engranaje 627 que a su vez está conectado al árbol 624; el movimiento de rotación del árbol 624 se mide mediante el potenciómetro 125. Cuando se gira la porción de contacto con los dedos, el engranaje 623 gira provocando que el engranaje 627 gire en la dirección opuesta. La rotación del engranaje 627 se mide mediante el potenciómetro 125 que permite la medición de la rotación de los dedos. El controlador traduce el ángulo real de rotación de los dedos al balanceo de las abrazaderas mediante un factor predeterminado elegido por una posición seleccionada del interruptor 114 que se muestra en la figura 7C. La protuberancia 621 y el sensor de interruptor de límite 622ccw sirven como límite mecánico para la rotación del engranaje 623. Cuando el engranaje 623 alcanza el limitador de rotación, una aplicación adicional de par a las palancas 50 da como resultado la depresión del botón 622a y una señal del sensor 622ccw ordena al motor que gire las abrazaderas a una velocidad angular seleccionada en una dirección CCW. El mismo mecanismo permite al cirujano mantener las abrazaderas girando en dirección CW presionando el interruptor de límite 622cw

Las figuras 5B-G ilustran el intervalo de movimiento en la porción de contacto con los dedos 40. Las figuras 5B-C muestran la inclinación de la porción de contacto con los dedos 40 hacia la derecha (figura 5C) y hacia la izquierda (figura 5B). La figura 5D muestra las palancas 50 en una posición abierta mientras que la figura 5E muestra las palancas 50 en una posición cerrada (pinzadas). La figura 5F muestra la porción de contacto con los dedos 40 girada en el sentido del reloj (CW), mientras que la figura 5G muestra la porción de contacto con los dedos 40 girada en el sentido contra reloj (CCW).

Las figuras 6A-D ilustran en detalle la estructura de la porción de contacto con los dedos 40. Las palancas 50 están conectadas a través de bisagras 51 al cuerpo cilíndrico 52. Los pasadores 54 se usan para limitar la rotación de las palancas 50. Las almohadillas para los dedos 55 están conectadas al extremo distal de cada palanca para los dedos 50. Cuando se presionan las palancas como se muestra en la figura 6B, el pasador 53 se desliza dentro de la ranura 59. Como se describirá más detalladamente a continuación con referencia a las figuras 8B-C, el deslizamiento del pasador 53 provoca la rotación del sensor angular 115, conectado al pasador 56 a través de la ranura 57. El pasador 53 está ubicado en la ranura alargada 59 que fuerza al pasador 53 a moverse linealmente mientras las palancas 50 cambian su ángulo con respecto al cuerpo 52. El movimiento lineal del pasador 53 se convierte en rotación del pasador 56 como se describe a continuación.

La base 70 está ubicada en el extremo proximal del cuerpo 52. La porción de contacto con los dedos 40 se puede conectar a la carcasa de los sensores 43 mediante el acoplamiento 41. Las ranuras 73 sirven como carcasa de los émbolos que están conectados en el lateral de la carcasa 43.

La figura 6D ilustra el mecanismo interno de la porción de contacto con los dedos 40. Las palancas 50 están conectadas al cuerpo 52 mediante bisagras 51, a través de los engranajes 79 y 81 de cada palanca 50. Los engranajes 79 y 81 están encajados, lo que garantiza que ambas palancas 50 se desplazarán en el mismo ángulo. El encaje de estos engranajes también permite al cirujano operar las palancas 50 con un solo dedo si es necesario. Los pasadores 54 sirven como limitadores para la rotación de las palancas 50. Cuando se pellizcan las palancas 50, las superficies 85 aplican una fuerza sobre la rueda 87 que está unida de forma giratoria a un extremo distal del pasador 56, forzando de este modo a la rueda 87 a moverse linealmente hacia la base proximal de la porción de contacto con los dedos 40 contra el resorte cargado 228. El pasador 89 está conectado al pasador 56. El pasador 89 es forzado a moverse en la ranura en espiral 82. Cuando el pasador 53 es forzado a moverse por las fuerzas aplicadas por las palancas 50 en la rueda 83, el pasador 89 sigue la trayectoria de la ranura en espiral 82 y hace que el pasador 56 gire en CW. La rotación del pasador 56 se transmite al sensor 115, a través de la conexión de la ranura 57 a una conexión macho del eje que gira el sensor angular 115, permitiendo la medición del ángulo de las palancas 50. Cuando el cirujano libera la fuerza sobre las palancas 50, el resorte cargado 228 empuja el pasador 89 haciendo que el pasador 89 gire en CCV. Cuando no se aplica ninguna fuerza sobre las palancas, las palancas alcanzan su ángulo máximo con respecto al cuerpo 52, indicando que las abrazaderas del efector final 21 están completamente abiertas.

Las figuras 7A-C ilustran la estructura de la carcasa de los sensores 44. La carcasa de los sensores 44 está fijada a la carcasa 15 (no mostrada) y está cubierta por la porción de contacto con la palma 30. El sensor IMU y AHRS combinado 200 está conectado a la placa 116 a través de las columnas 171. El circuito eléctrico 310 recibe señales de todos los sensores ubicados en la carcasa de los sensores 44 y las pasa al circuito 34 en la carcasa 15. El módulo de sensores cerrado incluye sensores de rotación y de apertura-cierre de la porción de contacto con los dedos 40.

El movimiento de derecha a izquierda de los dedos se mide a través del sensor 125 ubicado en la carcasa 313 en el extremo distal de la placa 117.

El módulo 145 incluye sensores de configuración montados en la placa 117. Los sensores de configuración pueden ser usados por el cirujano antes y durante el procedimiento. El interruptor 114 se puede usar para seleccionar el intervalo de balanceo de la abrazadera en el efector final. El cirujano puede seleccionar, por ejemplo, intervalos tales como ±45 grados, ±60 grados o ±90 grados. Se puede usar un potenciómetro para determinar la escalada entre la rotación de la carcasa 15 (y el laparoscopio 12 unido) medida por el sensor IMU y la rotación del plano de articulación, moviendo la palanca 119 unida al potenciómetro 118, a una posición deseada. Por ejemplo, se puede efectuar la escalada hacia arriba (aumentar) la rotación del plano de articulación moviendo la palanca 119 en el sentido del reloj y viceversa. Un factor de escala de 3, por ejemplo, daría como resultado una rotación del plano de articulación de 3 grados por cada 1 grado de rotación de la carcasa 15 y el laparoscopio 12 unido (medido por el sensor IMU).

El botón 131 está montado en la placa 117 cerca de la porción de contacto con los dedos 40, y puede ser usado por el cirujano durante el procedimiento para seleccionar sobre la marcha los modos de operación deseados del laparoscopio 12 unido.

Los circuitos de control de la unidad de control 10 se pueden programar para distinguir entre diversas presiones y clics del botón 131 para proporcionar diferentes funcionalidades.

Por ejemplo, se puede usar una presión corta de aproximadamente 1 segundo para indicar a las abrazaderas del extremo efector que permanezcan cerradas incluso si el cirujano no sostiene las palancas para los dedos 50 de la porción de contacto con los dedos 40. Una presión larga de, por ejemplo, 3 segundos se puede usar para establecer la articulación en una posición recta predefinida (p. ej., 180 grados).

Se puede usar un solo clic corto para congelar el ángulo de articulación en el ángulo deseado. El doble clic se usa para reanudar el modo de operación normal.

Además de proporcionar señales de rotación para escalar, el sensor IMU y AHRS combinado 200 también se puede usar para proporcionar al cirujano un modo de suspensión. Este modo se puede activar, por ejemplo, a través de 3 clics cortos en el botón 131.

Cuando el modo de suspensión está activado, la unidad de control 10 mantiene el efector final 22 en la misma orientación espacial independientemente del posicionamiento del laparoscopio 12.

Los circuitos de control están programados para calcular la orientación espacial del efector final 21 midiendo la posición espacial del dispositivo usando señales de la IMU, y el ángulo de articulación mediante la longitud conocida de los cables de tracción en el punto de activación del modo de suspensión.

El controlador calcula los cambios de la orientación del dispositivo, es decir, la orientación del árbol 17, y activa la articulación en consecuencia para mantener el efector final en la misma posición espacial con respecto a un tejido.

Este modo puede ser útil cuando el cirujano opera en cavidades corporales pequeñas y restringidas. Al usar este modo, el efector final puede "estar suspendido" en una orientación deseada con respecto a un órgano seleccionado, lo que permite al cirujano, como ejemplo, preformar líneas precisas de suturas sin necesidad de realizar maniobras complejas.

La figura 9A ilustra un procedimiento quirúrgico para reparar el tejido 920 dentro de la cavidad corporal suturando el corte 930.

Para iniciar el procedimiento de sutura con la ayuda del modo de suspensión, el cirujano posiciona el efector final 21 en la misma orientación que el corte 930, luego, el cirujano activa el modo de suspensión mediante una secuencia de clics predeterminados en el botón de diálogo 131. De aquí en adelante, cada cambio en la orientación del árbol 17 enviará una señal al(a los) motor(es) 36 para corregir la articulación (a través de alambres de tracción) para mantener el efector final en la misma posición espacial (corrección de la articulación mostrada en las figuras 9B-D).

La figura 10 ilustra el flujo y la secuencia de procesamiento de señales entre los módulos del dispositivo. Como se describe anteriormente, operar una herramienta quirúrgica unida al dispositivo, se efectúa estableciendo una relación funcional entre la porción de contacto con los dedos 40 y la orientación de la carcasa 15 que contiene el sensor IMU y AHRS combinado 200, y la acción y el movimiento del efector final (p. ej., desviación de la articulación, abrazaderas abiertas-cerradas y rotación de las abrazaderas).

Como se usa en el presente documento, el término "aproximadamente" hace referencia a ± 10 %.

En la figura 12 se muestra un prototipo de unidad de control construida de acuerdo con las enseñanzas del presente documento. El prototipo incluye un paquete de motor, unidad de control unida rígidamente a la unidad de accionamiento y al instrumento laparoscópico. El paquete de motor incluye cuatro motores pequeños y transmisiones asociadas para accionar la articulación y el efector final en el extremo distal del árbol. El tamaño y el peso del paquete de motor son lo suficientemente pequeños para que el cirujano pueda transportarlos. La porción de contacto se fijó al lado superior del paquete de motor en la misma dirección del eje del árbol. El paquete de motor incluye un circuito de control programable que permite la instalación del software de control.

Aunque la invención se ha descrito junto con realizaciones específicas de la misma, queda claro que muchas alternativas, modificaciones y variaciones resultarán evidentes para los expertos en la materia. Por consiguiente, la invención se define en las reivindicaciones adjuntas. Asimismo, la mención o identificación de cualquier referencia en esta solicitud no deberá interpretarse como una aceptación de que tal referencia esté disponible como técnica anterior de la presente invención.

Claims (11)

REIVINDICACIONES

1. Una unidad de control (10) para un dispositivo médico que tiene un árbol articulado (17) y un efector final (21), comprendiendo la unidad de control: una porción de contacto que puede acoplarse con la mano de un usuario, estando dicha porción de contacto unida de forma inmóvil a una carcasa de la unidad de control (10), pudiendo dicha carcasa unirse al dispositivo médico; y

una unidad de detección para medir una posición espacial y orientación de la unidad de control y el efector final; la unidad de control (10) se caracteriza por tener circuitos de control programados para calcular la orientación espacial del efector final 2. (21) midiendo la posición espacial del dispositivo usando señales procedentes de la unidad de detección, y el ángulo de articulación mediante la longitud conocida de los cables de tracción en el punto de activación de un modo de suspensión,

calcular los cambios de orientación del dispositivo médico y

activar la articulación en consecuencia para mantener el efector final en la misma posición espacial con respecto a un tejido cuando la unidad de control se maniobra con respecto a dicho tejido.

2. La unidad de control (10) de la reivindicación 1, en donde dicho ángulo de rotación de dicha carcasa se escala hacia arriba o hacia abajo en dicho ángulo de rotación diferente de dicha región articulada del árbol.

3. La unidad de control (10) de la reivindicación 1, en donde dicha porción de contacto es una porción de contacto con la palma (30) operable a través de la palma de dicha mano.

4. La unidad de control (10) de la reivindicación 1, que comprende además una porción de contacto con los dedos que está unida de manera pivotante a dicha carcasa y que puede acoplarse con uno o más dedos de dicha mano.

5. La unidad de control (10) de la reivindicación 2, que comprende además una restricción que está unida de manera pivotante a dicha porción de contacto con la palma y que tiene un elemento capaz de deformarse elásticamente para aplicar una fuerza de restricción al dorso de una mano cuando dicha palma está acoplada con dicha porción de contacto con la palma (30).

6. La unidad de control (10) de la reivindicación 4, en donde dicha porción de contacto con los dedos incluye palancas (50) operables simultáneamente a través del dedo pulgar e índice.

7. La unidad de control (10) de la reivindicación 4, en donde dicha porción de contacto con los dedos está configurada para operar la articulación del árbol del dispositivo médico y operar un extremo efector del dispositivo médico.

8. La unidad de control (10) de la reivindicación 1, que comprende además una unidad de accionamiento (32) en dicha carcasa, en donde dicha unidad de accionamiento (32) incluye al menos un motor para controlar el árbol del dispositivo médico.

9. La unidad de control (10) de la reivindicación 8, en donde dicha unidad de detección incluye una unidad de medición inercial.

10. La unidad de control (10) de la reivindicación 9, en donde una señal de dicha unidad de medición inercial opera dicho al menos un motor para girar el árbol.

11. Un sistema que comprende la unidad de control (10) de la reivindicación 1 unida a un dispositivo médico mínimamente invasivo que tiene un árbol articulable.