MXPA05003010A - Herramienta endoscopica accionada por piston. - Google Patents

Abstract

Se proporciona un aparato endoscopico, que tiene un extremo distante (102) para insercion en el cuerpo de un paciente y un extremo proximo que se sostiene fuera del cuerpo del paciente. El aparato incluye un cilindro proximo (404), dispuesto en una proximidad del extremo proximo del aparato endoscopico. Un piston proximo (406) esta contenido deslizablemente dentro del cilindro proximo. Un cilindro distante (328) esta dispuesto en una proximidad del extremo distante del aparato endoscopico, y un piston distante (310) esta contenido deslizablemente dentro del cilindro distante. Un tubo (402) para contener un liquido, se acopla entre los cilindros proximo y distante. Una herramienta (por ejemplo, una herramienta de biopsia 115) se acopla para ser accionada por el desplazamiento del piston distante, para realizar una accion mecanica en el tejido del cuerpo o contenidos del cuerpo, en respuesta al desplazamiento del piston distante.

Description

HERRAMIENTA ENDOSCOPICA ACCIONADA POR PISTÓN CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere en general al accionamiento de herramientas para dispositivos médicos flexibles y específ camente a métodos y dispositivos para accionar herramientas endoscópicas durante procedimientos médicos . ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN El uso de un endoscopio para examinar una cavidad corporal es bien conocido en la técnica. Las ventajas de diagnóstico y terapéuticas conferidas por examen directo del tracto gastrointestinal con un endoscopio flexible, han hecho a este método un procedimiento estándar de la medicina moderna. Uno de los procedimientos endoscópicos más comunes es la colonoscopía, que se realiza para una amplia variedad de propósitos, incluyendo diagnóstico de cáncer, determinación de fuente de sangrado gastrointestinal, en un sitio afectado por enfermedad de intestino inflamatorio, retirar pólipos y reducir vólvulo e intususcepción. Los endoscopios flexibles típicamente incluyen canales de trabajo, que recorren la longitud del endoscopio. Uno de los usos de esos canales es pasar herramientas a través del endoscopio para realizar procedimientos de diagnóstico y terapéuticos dentro del cuerpo. Estas herramientas incluyen por ejemplo tenazas o fórceps de biopsia miniatura, que se pasan a través del canal y se extienden hacia fuera a través del extremo distante del endoscopio para tomar muestras de biopsia del área en examen. Estas herramientas se controlan comúnmente mediante cables o alambres que pasan a través de un forro, tras la propia herramienta al extremo distante del endoscopio. Se aplica tensión por un medico en el estado próximo de los cables o alambres, a fin de inducir una acción deseada de la herramienta en el extremo distante. La extensión a la cual puede accionarse la herramienta por esta técnica es limitada por la fricción entre cada alambre y forro que circunda el alambre. En particular, su medico requiere superar solo un giro sencillo del tracto gastrointestinal, entonces la fuerza Fl que debe aplicarse en el extremo próximo a fin de generar una fuerza F2 en el extremo distante, puede ser aproximada como wi m F2 * ?µ??5 en donde µ es el coeficiente de fricción entre el alambre y el forro y alfa es el ángulo efectivo definido por el giro en el tracto gastrointestinal .

Si, como es común, el endoscopio recorre a través de una cantidad, de i giros alfai en el tracto gastrointestinal, entonces la fuerza total puede incrementarse significativamente y a menudo en forma prohibitiva) a para superar los efectos de fricción incurridos utilizando los sistemas basados en alambre-en- forro, se han hecho intentos por introducir componentes hidráulicos en endoscopios, pero ninguno de estos ha sido comercialmente viable. Todos estos sistemas hidráulicos conocidos para el inventor son complicados, costosos, voluminosos, y/o requieren fuentes de presión o energía externa, así como el equipo para manejar estas fuentes. Debido a estas desventajas, técnicas basadas en solo alambre actualmente se emplean para aplicaciones de control de herramienta y dirección endoscopica. La patente de los E.U.A. No. 5,569,299 otorgada a Dill y colaboradores, que aquí se incorpora por referencia, describe fórceps para biopsia urológica endoscopica, con una mordaza estacionaria y una mordaza móvil, en donde la mordaza móvil se acciona con un alambre que recorre internamente en un tubo hueco que sostiene las dos mordazas . Los fórceps se operan por accionamiento del alambre en el extremo próximo del profesional a cargo del cuidado de la salud. La patente de los E.U.A. No 5,431,645 otorgada a Smith y colaboradores, que aqui se incorpora por referencia, describe técnicas para activación remota de herramientas endoscópicas por diversas fuentes de energía incluyendo fuentes eléctricas, mecánicas, hidráulicas y neumáticas ubicadas cerca del extremo próximo del endoscopio . La patente de los E.U.A. No 5,779,646 otorgada a Koblish y colaboradores, que aqui se incorpora por referencia, describe un catéter de biopsia desviable en donde alambres de control, que recorren desde el extremo próximo al extremo distante del catéter, se utilizan para desviar la punta distante y/o activar las mordazas de biopsia. Los alambres de control se conectan a un pistón, que se asienta en un cilindro contenido en un mango o asa en el extremo próximo del catéter, de manera tal que el movimiento del pistón permite al operador controlar la desviación de la punta distante y/o activar las mordazas de biopsia. La patente de los E.U.A. No 5,674,205 otorgada a Pasricha y colaboradores, que aquí se incorpora por referencia, describe un dispositivo para suministrar una droga a un sitio de un lumen del cuerpo. El dispositivo semeja una jeringa alargada con un dispositivo de aguja/pistón distante que contiene una dosis de droga, en donde un extremo de la jeringa operado por el médico se utiliza para accionar el dispositivo distante, mediante un tubo lleno con fluido que conecta los extremos distante y próximo . La patente de los E.U.A. No 6,059,719 otorgada a Yamamoto y colaboradores, que aquí se incorpora por referencia, describe un sistema de endoscopio, que contiene una pluralidad de módulos de endoscopio, que tiene diferentes instrumentos de tratamiento ahí montados, en donde los diversos módulos de tratamiento son libremente intercambiables. En algunas modalidades, las fuerzas necesarias para accionar los módulos de tratamiento se suministran mediante un alambre de transmisión que recorre la longitud del endoscopio. Otras modalidades contienen un canal lleno con líquido que conecta un montaje de cilindro/pistón distante, con un medio próximo para suministrar presión de fluido a fin de mover el pistón distante. Un alambre de transmisión conecta el pistón distante a un módulo de tratamiento de manera tal que el movimiento del pistón distante acciona el modulo de tratamiento . Un documento por Peirs y colaboradores, con titulo "A Micro Robotic Arm For A Self Propelling COLOWOSCOPE, (Un brazo micro robótico para un colonoscopio auto propulsor) publicado en PROC. Actuator 98,6th Int. Conf . en New Actuators, pp . 576-579, junio de 1998, que aquí se incorpora por referencia, describe un sistema endoscópico auto propulsor para colonoscopia y comprende un brazo flexible que se controla por materiales de aleación con memoria de forma a los cuales se conectan herramientas endoscópicas . Las herramientas endoscópicas se controlan ya sea por calentamiento/enf iamiento de mecanismos de aleación con memoria de forma o por medios hidráulicos mediante un aparato de suministro/pistón distante. Un aparato de cilindro/pistón simple se utiliza con una sola compuerta de presión en el cilindro, de manera tal que deban emplearse tanto presiones positivas como negativas para operar una herramienta conectada . COMPENDIO DE LA INVENCIÓN Un objetivo de algunos aspectos de la presente invención es proporcionar un sistema y método mejorados para accionar una herramienta dentro de un lumen. Un objetivo adicional de algunos aspectos de la presente invención es proporcionar un mecanismo mejorado para accionar una herramienta dentro de una cavidad corporal de un paciente, para propósitos de examen, diagnóstico o tratamiento . Un objetivo adicional de algunos aspectos de la presente invención es proporcionar un mecanismo mejorado para accionar una herramienta dentro de una cavidad corporal de un paciente para propósitos de obtener una biopsia de tejido o realizar otro procedimiento. En modalidades preferidas de la presente invención, una herramienta endoscopica para realizar una acción mecánica en tejido o contenidos del tracto gastrointestinal de un paciente o dentro de otra cavidad corporal, se avanza a través de un canal en un endoscopio flexible colocado en la cavidad. La herramienta endoscopica se lleva en proximidad con un objetivo (por ejemplo tejido, un cálculo intestinal o una piedra) y se acciona con el auxilio del mecanismo de accionamiento acoplado a la herramienta, cerca del extremo distante del canal, para realizar una acción mecánica en el objetivo. El mecanismo de accionamiento comprende uno o más cilindros, cada uno que contiene un pistón, con lo que el movimiento de los pistones acciona una articulación acoplada a la herramienta, provocando que la herramienta funcione. El movimiento de los pistones se logra al introducir liquido dentro o retirar el liquido de los cilindros correspondientes . El líquido se suministra desde el extremo próximo del endoscopio a los cilindros del mecanismo de accionamiento cerca del extremo distante del endoscopio mediante un sistema cerrado de uno o más tubos flexibles que pasan a través del canal de trabajo. Estas modalidades de la presente invención obvian la necesidad para alambres de accionamiento de herramienta que recorren por la longitud de la endoscopia, de esta manera minimizando dificultades tales como fricción, que comúnmente están asociadas con el accionamiento basado en alambre. De preferencia, la herramienta se acciona al someter a presión los pistones en el mecanismo de accionamiento, por fluido de desplazamiento bajo presión en los pistones, en vez de al retirar fluidos de los pistones como en herramientas accionadas hidráulicamente conocidas en la técnica. En el contexto de la presente solicitud de patente y en las reivindicaciones, "accionar" la herramienta se refiere a realizar una operación que requiere fuerza ejercida por la herramienta, tal como cerrar unos fórceps de biopsia. En mecanismos de accionamiento que se basan en retirar fluido de un mecanismo hidráulico, solo una atmósfera de presión negativa puede aplicarse, de manera tal que pueda ser aplicada por la herramienta están limitadas. Cuando el líquido se desplaza en los pistones bajo presión positiva, pueden aplicarse mucho mayores fuerzas . Medios para proporcionar líquido a los cilindros en el mecanismo de accionamiento por los tubos flexibles, de preferencia se ubican cerca del extremo próximo del endoscopio, externo al paciente. En una modalidad preferida de la presente invención, un sistema de cilindro/pistón de impulso- se utiliza para proporcionar presión al liquido en los tubos flexibles, para impulsar el mecanismo de accionamiento. De preferencia, el operador utiliza movimientos de mano y/o piel para desplazar uno o más pistones de impulso en sus cilindros respectivos, resultando en movimiento de liquido dentro o fuera de los cilindros del mecanismo de accionamiento y de esta manera el movimiento de los pistones correspondientes y el accionamiento deseado de la herramienta cerca del extremo distante del endoscopio. De esta manera, fuerzas físicas aplicadas por el operador se aplican directa o proporcionalmente para accionar la herramienta endoscópica, proporcionando al operador con un sentido de realimentación. Después de un periodo de entrenamiento y práctica relativamente corto, el operador típicamente aprende la cantidad de fuerza necesaria para aplicar un dispositivo de interfase de usuario mecánica tal como una palanca de mando (de tipo para juegos de computadora) , a fin de operar la herramienta durante un procedimiento particular. El apalancamiento, u otros aspectos del diseño mecánico y/o hidráulico del mecanismo de accionamiento, controlan la fuerza física requerida para accionar una herramienta. En una modalidad preferida de la presente invención, cada cilindro del mecanismo de accionamiento comprende una compuerta, para introducir o retirar líquido, a fin de mover el pistón correspondiente. Los pistones dividen cada cilindro del mecanismo de accionamiento en dos regiones : (a) una región de transferencia de líquido que comprende una compuerta a través de la cual se agrega o retira activamente liquido y (b) una región pasiva que puede estar abierta en un extremo, o que, puede comprender un resorte o una cantidad fija de un fluido comprimible tal como aire. De preferencia, el cilindro del mecanismo de accionamiento se alinea con el eje longitudinal del endoscopio y la región de transferencia de líquido está más cerca que la región pasiva al extremo distante del endoscopio. Este arreglo se prefiere para algunas aplicaciones, debido a que cuando se agrega líquido al extremo distante de uno de los cilindros del mecanismo de accionamiento, surge una fuerza de tensión en miembros del mecanismo de accionamiento que conectan el pistón con la herramienta, reduciendo la posibilidad de doblado de los miembros delgados debido a cargas de compresión. Articulaciones mecánicas entre dos o más de los cilindros del mecanismo de accionamiento, se diseñan de preferencia para mantener cargas de tensión en estos miembros del mecanismo de accionamiento cuando se agrega líquido a las regiones de transferencia de liquido de uno o más de los cilindros. En forma alterna o adicionalmente, una o más varillas convenientemente configuradas se acoplan a los cilindros del mecanismo de accionamiento, para colocarse en compresión durante aplicación o remoción de liquido en la región de transferencia de líquido del cilindro o de los cilindros, y para de esta manera facilitar el accionamiento de la herramienta . Para aplicaciones en donde la región pasiva de cada cilindro del mecanismo de accionamiento contiene un fluido comprimible (por ejemplo aire) , el fluido típicamente funciona de manera esencial como un resorte y actúa para regresar el pistón a su posición de equilibrio. En forma alterna o adicional, esta región comprende un resorte sólido para ayudar a regresar el pistón a su posición de equilibrio una vez que no se aplica presión externa al cilindro. En otra modalidad preferida de la presente invención, cada cilindro del mecanismo de accionamiento comprende dos compuertas, una a cada lado del pistón, que se acopla respectivamente a dos regiones de transferencia de líquido del cilindro, dentro o fuera del cual se agrega o retira activamente el líquido . Tubos flexibles transportan presión hidráulica desde el extremo próximo del endoscopio a cada compuerta. El movimiento de un pistón determinado en el mecanismo de accionamiento se elige en respuesta a la diferencia en la presión en lados opuestos del pistón. Al regular la presión en cada lado del pistón, se logra un control preciso de la fuerza suministrada por el pistón a la articulación del mecanismo de accionamiento. De preferencia, la presión es positiva en ambos lados del pistón, durante periodos respectivos de accionamiento de la herramienta. Por lo tanto se proporciona, de acuerdo con una modalidad de la presente invención, un aparato endoscópico que tiene un extremo distante para inserción en el cuerpo de un paciente y un extremo distante que se sostiene fuera del cuerpo del paciente, el aparato incluye: un cilindro próximo, colocado en la proximidad del extremo próximo del aparato endoscópico; un pistón próximo contenido en forma deslizable dentro del cilindro próximo; un cilindro distante dispuesto en la proximidad del extremo distante del aparato endoscópico; un pistón distante, contenido en forma deslizable dentro del cilindro distante; un tubo para contener un líquido, acoplado entre los cilindros próximo y distantes, y una herramienta acoplada para accionarse por desplazamiento del pistón distante, a fin de realizar una acción mecánica en tejido del cuerpo o contenidos del cuerpo, en respuesta a desplazamiento del pistón distante.

En una modalidad, la herramienta, el cilindro distante, el pistón distante y el tubo, se adaptan para ser pasados a través de un canal de trabajo de un endoscopio a fin de tener acceso a una región dentro del cuerpo que utiliza el endoscopio. En una modalidad, la herramienta se adapta para tener acceso a una porción del tracto gastrointestinal del paciente . Para algunas aplicaciones, la herramienta incluye una herramienta de biopsia. En forma alterna o adicional, la herramienta incluye una herramienta terapéutica. En una modalidad: (a) el cilindro distante tiene dos regiones, en lados respectivos del cilindro distante, (b) el tubo se adapta para estar en comunicación con una primera de las regiones, (c) una segunda de las regiones se configura de manera tal que el movimiento del pistón distante en una primer dirección cambia una presión fluida en la segunda región y (d) el pistón distante se acopla al cilindro distante para experimentar una fuerza en una segunda dirección, opuesta a la primer dirección, en respuesta al cambio en presión de fluido. Para algunas, aplicaciones, el pistón próximo se adapta para operarse a mano. En una modalidad, el aparato incluye una articulación, acoplada al pistón próximo, que se adapta para facilitar la operación a mano del pistón próximo. Para algunas aplicaciones, la herramienta se acopla al pistón distante para accionarse por presurización del tubo por el liquido debido a la operación del pistón próximo. Por ejemplo, la herramienta puede incluir fórceps, y accionar la herramienta por presurización del tubo provoca que cierren los fórceps. En forma alterna, la herramienta incluye un asa o lazo corredizo quirúrgico, y accionar la herramienta al someter presión del tubo provoca que cierre el asa o lazo corredizo . Además se proporciona de acuerdo con un modalidad de la presente invención, un aparato endoscópico que tiene un extremo distante para inserción dentro del cuerpo de un paciente y un extremo próximo que se sostiene fuera del cuerpo del paciente, el aparato incluye: un pistón distante; un cilindro distante dentro del cual el pistón distante está contenido deslizablemente y que está en la proximidad del extremo distante del aparato endoscópico, el cilindro distante tiene una primer compuerta distante próxima al pistón distante y una segunda compuerta, distante del pistón distante; una herramienta acoplada para accionarse por desplazamiento del pistón distante; un pistón próximo; un cilindro próximo dentro del cual el pistón próximo está contenido en forma deslizable, y que está en la proximidad del extremo próximo del aparato endoscópico; el cilindro próximo tiene una primer compuerta próxima, próxima al pistón próximo y una segunda compuerta próxima distante al pistón próximo; y primeros y segundo tubos, el primer tubo acopla una de las compuertas próximas con una de las compuertas distantes y el segundo tubo acopla la otra de las compuertas próximas con la otra de las compuertas distantes, de manera tal que: (a) un movimiento próximo del pistón próximo desplaza líquido a través de uno de los tubos para aplicar una presión positiva a un primer lado del pistón distante para desplazar el pistón distante en una primer dirección y accionar la herramienta para estar en un primer estado, y (b) movimiento distante del pistón próximo desplaza líquido a través de otro de los tubos para aplicar una presión positiva a un segundo lado del pistón distante para desplazar en una segunda dirección al pistón distante y accionar la herramienta para estar en un segundo estado. En una modalidad, la herramienta, el cilindro distante, el pistón distante y el tubo se adaptan para pasarse a través de un canal de trabajo de un endoscopio, para tener acceso a una región dentro del cuerpo utilizando el endoscopio. En una modalidad, la herramienta se adapta para acceder a una porción del tracto gastrointestinal del paciente . Para algunas aplicaciones, la herramienta incluye una herramienta de biopsia y/o una herramienta terapéutica. En una modalidad, el pistón próximo se adapta para operarse a mano. Por ejemplo, el aparato puede incluir una articulación, acoplada con el pistón próximo, que se adapta para facilitar operación a mano del pistón próximo . Además se proporciona, de acuerdo con una modalidad de la presente invención, un aparato endoscópico que tiene un extremo distante para inserción en el cuerpo de un paciente en el extremo próximo que se sostiene fuera del cuerpo del paciente, el aparato incluye: primeros y segundos cilindros próximos dispuestos en la proximidad del extremo próximo del aparato endoscópico; primeros y segundos pistones próximos, contenidos deslizablemente dentro de los cilindros próximos respectivos; al menos un cilindro distante, dispuesto en la proximidad del extremo distante del aparato endoscópico; al menos un pistón distante contenido deslizablemente dentro del cilindro distante como mínimo; un primer tubo para contener un líquido acoplado entre el primer cilindro próximo y el cilindro distante como mínimo; un segundo tubo para contener un líquido acoplado entre el segundo cilindro próximo y el cilindro distante como mínimo, una articulación mecánica acoplada con el primer y segundo pistones próximos para: (a) mover el primer pistón próximo y provocar que presión positiva en el primer tubo cuando la articulación mecánica se desplaza en la primer dirección, y (b) mover el segundo pistón próximo y provocar presión positiva en el segundo tubo cuando la articulación mecánica se desplaza en una segunda dirección; y una herramienta acoplada para accionarse por desplazamiento del pistón distante como mínimo, para realizar una acción mecánica en tejidos del cuerpo o contenidos del cuerpo en respuesta a desplazamiento del pistón distante. La presente invención será más completamente comprendida a partir de la siguiente descripción detallada de las modalidades preferidas de la misma, que se toman en conjunto con los dibujos en donde: BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es un dibujo seccional esquemático de una herramienta endoscópica, que comprende un mecanismo de accionamiento hidráulico, de acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención; La Figura 2 es un dibujo seccional esquemático de una herramienta endoscópica, que comprende un mecanismo de accionamiento hidráulico, de acuerdo con otra modalidad preferida de la presente invención; La Figura 3 es un dibujo seccional esquemático de una herramienta endoscópica que comprende un mecanismo de accionamiento hidráulico, de acuerdo con aún otra modalidad preferida de la presente invención; La Figura 4 es un dibujo seccional esquemático de una herramienta endoscópica que comprende un mecanismo de accionamiento hidráulico, de acuerdo con todavía otra modalidad preferida de la presente invención; La Figura 5 es un dibujo seccional esquemático de una herramienta endoscópica que comprende un mecanismo de accionamiento hidráulico, de acuerdo con una modalidad preferida adicional de la presente invención; y La Figura 6 es un dibujo seccional esquemático, de una herramienta endoscópica que comprende un mecanismo de accionamiento hidráulico, de acuerdo con todavía otra modalidad preferida adicional de la presente invención. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE MODALIDADES PREFERIDAS Ahora se hace referencia a la Figura 1, que es un dibujo seccional esquemático de un dispositivo endoscópico flexible 100, que comprende una herramienta accionada hidráulicamente, de acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención. El dispositivo endoscópico 100 comprende una porción distante 102 que se avanza a través de un canal de trabajo 82 de un endoscopio 80, colocado en el gastrointestinal de un paciente. El dispositivo 100 comprende adicionalmente una porción próxima 104, parte de la cual permanece externa al paciente y es accesible al operador de la herramienta. Típicamente, la herramienta comprende una herramienta de biopsia 115, que comprende dos mordazas de biopsia opuestas 114. La herramienta 115 se coloca cerca de la junta distante del dispositivo 100, para eliminar o muestrear tejidos dentro del tracto gastrointestinal. Medios para accionar la herramienta 115 se ubican cerca de la punta distante de la porción 102. En una modalidad preferida, mordazas de biopsia 114 comprenden cada una, una palanca en forma de cuchara y giran respecto a un punto pivote común 113, de manera tal que la porción de cuchara de cada palanca es capaz de sujetar y disectar tejido. El punto pivote 113 acopla una tapa de extremo 112 que se acopla a la punta distante del dispositivo 100. El movimiento del miembro en forma de cuña 110 acciona las mordazas 114, de manera tal que el movimiento distante del miembro 110, es decir el movimiento en una dirección distante (hacia arriba en la vista mostrada en la Figura) , provoca cierre de la mordazas de biopsia mientras que el movimiento próximo del miembro 110, es decir movimiento eri la dirección próxima (descendente) permite que se abran las mordazas de biopsia. En una modalidad preferida, la herramienta 115 comprende un resorte 130, que actúa para abrir las mordazas de biopsia 114 cuando el miembro 110 se mueve en forma próxima . Topes mecánicos 118 de preferencia se acoplan al interior de la porción 102, distantes al pistón 108, para limitar el movimiento del pistón cuando se agita a presión positiva . Típicamente, cuando el dispositivo 100 se avanza a través del canal de trabajo 82, se aplica presión al pistón 108, para prensar el pistón 108 contra los topes 118 y mantener las mordazas 114 en la posición cerrada. El miembro 110 se acopla a un pistón distante 108 con una varilla 120 de manera tal que el movimiento del pistón 108 provoca un movimiento igual del miembro 110. De preferencia, la varilla 120 tiene una proporción de longitud a diámetro que es relativamente pequeña (por ejemplo menor a 10) de manera tal que la varilla 120 puede transmitir cargas de compresión sin doblado o doblado apreciable. En forma alterna, la varilla 120 puede estar ausente, de manera tal que el pistón 108 se fija directamente al miembro 110. El accionamiento de la herramienta 115 se logra por movimiento de un pistón próximo 106, que varía la presión de un ducto lleno con líquido 116, intermedio al pistón 106 y el pistón 108 a fin de controlar la fuerza que acciona el pistón 108. De preferencia, el ducto 116 se inclina con un líquido biocompatible substancialmente incomprimible (por ejemplo agua o solución salina) . El ducto de presurización 116 que utiliza el pistón 106, desplaza el pistón 108 en la dirección distante, de esta manera cerrando las mordazas 114. El operador inicia el movimiento del pistón 106 mediante una articulación mecánica 122, que se acopla con el pistón 106 y es accesible cerca del extremo distante de la porción 104. En una modalidad preferida, la articulación 122 es una varilla simple, cuyo movimiento se imparte directamente al pistón 106. En forma alterna, la articulación 122 comprende una palanca de mando, rueda u otro mecanismo para mejorar la facilidad de uso de la herramienta, por ejemplo al reducir la fuerza requerida del operador. Se nota que el uso del pistón próximo 106 elimina el aparato de presión próxima más complejo requerido por herramientas de biopsia endoscópica hidráulica conocidas en la técnica. La Figura 2 es un dibujo seccional esquemático de un dispositivo endoscópico flexible 200 que comprende una herramienta accionada hidráulicamente, de acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención. El dispositivo 200 en general funciona en una forma semejante al dispositivo 100 descrito previamente con referencia a la Figura 1, pero comprende un mecanismo diferente para transferir movimiento del pistón 108 en el accionamiento de una herramienta de biopsia 117.

El movimiento del pistón 108, debido a la presión en el ducto 116 se transfiere a la varilla 120, con los miembros de articulación 124 y con el extremo próximo de las mordazas de biopsia 114. De esta manera, el movimiento distante del pistón 108 tiende a abrir las mordazas 114 y estirar el resorte 130 mientras que el movimiento próximo del pistón 108, tiende a cerrar las mordazas 114 con la asistencia del resorte 130. Al cerrar las mordazas 114 de la herramienta de biopsia 117 de esta manera se induce tensión de la varilla 120 y los miembros de articulación 124, minimizando la posibilidad de doblado de estas partes. Adicionalmente, al modificar el tamaño de los elementos en la articulación de la herramienta 117, la fuerza aplicada por las mordazas de biopsia 114 puede regularse a un múltiplo deseado de la fuerza aplicada al pistón 106. Se nota que el uso del pistón próximo 106 elimina el aparato de presión próxima más complejo requerido por las herramientas de biopsia endoscópica hidráulica conocidas en la técnica. La Figura 3 es un dibujo seccional esquemático de un dispositivo endoscópico flexible 400, que comprende una herramienta accionada hidráulicamente 412, de acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención. Medios para facilitar la operación de la herramienta se ubican en la porción 102 y de preferencia comprenden una pluralidad de cilindros 328, cada uno de los cuales tiene dispuesto un pistón 310. Venta osamente, una pluralidad de cilindros 328 proporciona al médico con la capacidad proporcional independientemente cualquiera de las mordazas 114, por ejemplo para poder operar la herramienta 412 fuera de la línea central del dispositivo endoscópico 400. Se apreciará que otras herramientas endoscópicas o conjuntos de herramientas (no mostrados) utilizados en otras aplicaciones, también pueden beneficiarse de los grados de libertad incrementados que se proporcionan por una pluralidad de cilindros 328. Cada pisto 310, de preferencia se acopla con un extremo de alambres respectivos 332. Los extremos opuestos de los alambres 302 se acoplan a posiciones respectivas de las mordazas de biopsia 114. En una modalidad preferida, una cruceta 304, acoplada a la porción 102 comprende una pluralidad de poleas 306 para dirigir alambres 302 entre los pistones 310 y las mordazas 114. El movimiento de pistones 310 se desplaza por liquido suministrado o retirado del cilindro 328 por tubos flexibles 402. De preferencia, cada cilindro 328 se alinea paralelo al eje longitudinal del endoscopio y el liquido se suministra a o retira de una compuerta 414 cerca del extremo distante del cilindro. Cada cilindro de esta manera se divide en dos secciones por pistones 310 : (a) una sección de transferencia de liquido 308, más cerca del extremo distante de la porción 102, en donde se suministra o retira líquido y (b) una sección pasiva 312 más cerca del extremo próximo de la porción 102. Un resorte 326 de preferencia se acopla a las mordazas de biopsia 114, para tender a operar las mordazas. De esta manera hay uso mínimo de succión aplicada a los cilindros 328 para mover los pistones 310 en forma distante y abrir las mordazas 114. Este uso reducido de succión disminuye problemas potenciales asociados con el colapso de tubos flexibles 402. También, succión como un medio para generar movimiento útil del endoscopio generalmente se limita a una atmósfera, mientras que presión positiva puede exceder una atmósfera. Experimentos realizados utilizando los principios de la presente invención han generado presiones positivas de 50 atmósferas en el extremo distante, utilizando solo la fuerza fácilmente generada a mano, aplicada al aparato simple y económico preferido de acuerdo con estas modalidades de la presente invención. Se enfatiza que los sistemas de la técnica previa para herramientas de biopsia endoscópica hidráulica, generalmente requieren aparatos complicados y costosos que utilizan bombas y aparatos para regular presión u otro equipo energizado para operar. Para algunas aplicaciones, la sección pasiva 312 de cada cilindro 328 comprende un orificio 408, permitiendo que un fluido (típicamente aire) entre o salga conforme el pistón 310 se desplaza. En una modalidad preferida de la presente invención, la sección pasiva del cilindro 328 comprende un elemento elástico tal como un resorte, que reemplaza opcionalmente el resorte 326, que actúa para mantener el pisto 310 en su posición de equilibrio. En forma alterna, la sección pasiva del cilindro 328 está sellada y circunscribe un fluido comprimible tal como aire, que actúa como un resorte cuando el pistón 310 se desplaza, regresando el pistón a su posición de equilibrio. Se suministra líquido a o retira de cada cilindro 328, en respuesta a la operación de un pistón de impulso correspondiente 406 en un cilindro de impulso 404. Cada pistón de impulso 406, de preferencia se acopla al cilindro respectivo 328 por uno de los tubos flexibles 402. El aplicar una fuerza dirigida distante al pistón de impulso 406 somete a presión el líquido en el cilindro de impulso 404. Esta presión se transmite a través del líquido en el tubo 402 y en el cilindro 328 y llega a actuar en el pistón 310, para provocar accionamiento de la herramienta 412 como se describió previamente. En particular, el movimiento distante de los pistones 406 provoca cierre de las mordazas 114, mientras que la expansión del resorte 326 provoca abertura de las mordazas 114. La proporción de la fuerza de impulso aplicada al pistón de impulso 406 a la fuerza de pistón recibida por el pistón 310, en general es proporcionar a la proporción de área de las dos caras de pistón. De esta manera, el primer control de la herramienta 412 puede lograrse al disminuir el área del pistón 406 respecto al área de pistón 310. De esta manera, movimientos inducidos por el operador del pistón 406 pueden apalancarse para producir movimientos finos del pistón 310. La fuerza requerida para accionar la herramienta puede seleccionarse al ajusfar a la medida el pistón de impulso 406 y el pistón 310, apropiadamente . En algunas modalidades preferidas de la presente invención, una articulación mecánica 410 tal como una palanca de mando acoplada mecánicamente a los pistones 406, se utiliza para accionar pistones de impulso 406 para hacer el accionamiento de la herramienta más ergonómico. Para aplicaciones en donde se utilizan más cilindros en el extremo distante y/o próximo del endoscopio, se proporcionan cambios apropiados en la articulación, para permitir mayor facilidad de uso para el operador.

La Figura 4 es un dibujo seccional esquemático de un dispositivo endoscópico flexible 470 que comprende una herramienta accionada hidráulicamente 450 de acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención. Como se describió previamente, con referencia a la Figura 1, el movimiento del miembro en forma de cuña 110 acciona las mordazas de biopsia 114, de manera tal que el movimiento distante del miembro 110 provoca cierre de las mordazas de biopsia, mientras que el movimiento próximo permite que se abran las mordazas de biopsia. En contraste con algún aparato de control de herramienta para biopsia hidráulica conocido, la herramienta 450 de preferencia disminuye un resorte para operar o cerrar las mordazas de biopsia 114. El accionamiento de la herramienta 450 se inicia por movimiento del pistón de impulso 406 controlado por el operador. El movimiento del pistón de impulso 406 varía la presión en un tubo flexible distante 316 y un tubo flexible próximo 314, que respectivamente acopla: (a) una porción de impulso distante 322 del cilindro de impulso 404 a una porción distante 309 del cilindro 328 y (b) una porción de impulso próxima 324 del cilindro de impulso 404 a una porción próxima 313 del cilindro 328. De esta manera, típicamente se logra control fino de la fuerza que actúa en el pistón 310. De preferencia, los tubos 314 y 316 están llenos con un líquido biocompatible substancialmente incompresible (por ejemplo agua o solución salina) . El operador inicia movimiento del pistón 406 mediante una articulación mecánica 122 que se acopla al pistón 406 y es accesible cerca del extremo próximo a la porción 104. Ventajosamente, el movimiento del pistón 310 tanto en la dirección próxima como en la distante, se logra por aplicación de presión positiva en los tubos 316 y 314, respectivamente . En particular, el movimiento próximo del pistón de impulso 406 cierra las mordazas 114 y el movimiento distante del pistón de impulso 406 abre las mordazas 114. De esta manera, la modalidad de la presente invención ilustrada en la Figura 4, realiza trabajo activo en ambas direcciones, en respuesta a la aplicación de presión positiva, típicamente sin el uso de un resorte. Ventajosamente, se generan fácilmente altos niveles de presión hidráulica positiva tanto para abrir como para cerrar las mordazas de biopsia o accionar apropiadamente otras herramientas endoscópicas . La Figura 5 es un dibujo seccional esquemático de un dispositivo endoscópico flexible 400 que comprende una herramienta accionada hidráulicamente 412, de acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención. La modalidad ilustrada en la Figura 5 generalmente es similar a aquella mostrada en la Figura 3 , excepto porgue la articulación mecánica 410 (que se ilustra en la Figura 3 tiene dos palancas de mando) , se reemplaza en la Figura 5 por una sola palanca de mando 500. Cuando la palanca de mando 500 se mueve en una dirección por un usuario, la presión en uno de los cilindros de impulso 404 se incrementa produciendo un incremento correspondiente en la presión en el tubo flexible 402 acoplado. Cuando la palanca de mando 500 se mueve en la otra dirección, la presión en el otro de los cilindros de impulso 404 se incrementa, produciendo un aumento correspondiente en la presión en el tubo flexible 402 acoplado a ese cilindro de impulso. La Figura 6 es un dibujo seccional esquemático de un dispositivo endoscópico flexible 600 que comprende un asa o lazo corredizo quirúrgico accionado hidráulicamente S02, de acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención. El dispositivo endoscópico 600 generalmente es similar al dispositivo endoscópico 460, descrito previamente con referencia a la Figura 4, excepto porque las mordazas de biopsia 114 y el aparato relacionado mostrado en la Figura 4 se reemplazan en la modalidad ilustrada en la figura 6 por el asa o lazo corredizo quirúrgico 602. El asa o lazo corredizo quirúrgico 602 típicamente se emplea para circundar un pólipo u otra porción de tejido de un paciente. Cuando el asa o lazo corredizo quirúrgico se retira gradualmente en un recinto 604, que se monta en una pieza de extremo distante 612 del dispositivo endoscópico 600, de esta manera se retira el tejido. El accionamiento del asa o lazo corredizo quirúrgico 602 se inicia por movimiento del pistón de impulso 406. El movimiento del pistón de impulso 406 varía la presión en el tubo flexible distante 316 y el tubo flexible próximo 314 como se describió previamente. De esta manera, se logra típicamente control fino de la fuerza que actúa en el pistón 310. El movimiento del pistón 310 a su vez de preferencia se convierte directamente al accionamiento (es decir abertura o cierre) del asa o lazo corredizo quirúrgico 602. Abertura y cierre del asa o lazo corredizo quirúrgico 602 de esta mañera se logran típicamente por aplicación de presión positiva en los tubos 314 y 316, respectivamente. Se apreciará que el asa o lazo corredizo quirúrgico 602 puede ser reemplazado por fórceps retraíbles u otras herramientas médicas conocidas en la técnica. En una modalidad preferida de la presente invención, técnicas aquí descritas se aplican en conjunto con métodos y aparatos descritos en una solicitud de patente provisional de los E.U.A. co-pendiente, con No. de serie tentativo 60/395,694, con titulo "Piston-actuated endoscopio steering system, " (sistema de dirección endoscópica accionada por pistón) presentada en julio 11 de 2002, otorgada a la cesionaria de la presente solicitud de patente y se incorpora aquí por referencia. Esa solicitud de patente establece: "En modalidades preferidas de la presente invención, una sección distante de un endoscopio flexible se avanza a través del tracto gastrointestinal, con el auxilio de un mecanismo de dirección cerca del extremo distante del endoscopio. El mecanismo de dirección comprende uno o más cilindros, cada uno que contiene un pistón, en donde el movimiento de uno o más de los pistones acciona varillas, alambres y/o cables en el mecanismo de dirección para provocar giro del extremo distante del endoscopio. El movimiento de uno o más pistones se logra al introducir o retirar fluido en/de los cilindros correspondientes, a fin de provocar un movimiento de pistón. El fluido se suministra desde el extremo próximo del endoscopio a los cilindros del mecanismo de dirección cerca del extremo distante del endoscopio mediante un sistema cerrado de tubos flexibles". En forma alterna o adicionalmente, técnicas aqui descritas se aplican en conjunto con métodos y aparatos descritos en la publicación de patente PCT WO 00/44275, con título "Propulsión of a probé in the colon using a flexible sleeve, " (Propulsión de una sonda en el colon utilizando un manguito flexible) y la solicitud de Patente de los E.U.A. No. 09/646,941 en su fase nacional, otorgada a la cesionaria de la presente solicitud de patente, y que se incorporan aquí por referencia. La publicación '275 establece: "En modalidades preferidas de la presente invención, una sonda que contiene un instrumento endoscópico se avanza a través del tracto gastrointestinal inferior de un paciente por inflado de un manguito flexible acoplado a la sonda. Un extremo del manguito se ancla, típicamente en o adyacente al ano del paciente. Conforme se infla el manguito, de preferencia utilizando un gas a presión, la sonda se impulsa hacia adelante y el manguito se alimenta gradualmente entre la sonda y el ano. La porción de manguito que se infla, se expande radialmente hacia fuera y permanece substancialmente estacionaria respecto a la pared intestinal siempre que esté inflada . El movimiento longitudinal del manguito respecto a la pared generalmente ocurre solo en y adyacente a la propia sonda. La sonda de esta manera se avanza fácilmente y se minimiza el trauma al tracto gastrointestinal . Para retirar la sonda, el manguito se desinfla y utiliza para retraer la sonda a través del ano.

"En otras modalidades preferidas de la presente invención, el manguito se almacena en un estado compacto, típicamente doblado o enrollado, dentro o inmediatamente adyacente a la sonda. Más preferiblemente, la sonda doblada o enrollada se almacena en un rebajo en una porción próxima de la sonda. Conforme avanza la sonda, el manguito alimenta gradualmente hacia fuera de su estado almacenado y se expande contra la pared intestinal... "En modalidades preferidas de la presente invención, el avanzar la sonda a través del tracto gastrointestinal mediante inflado del manguito reduce o elimina la necesidad por aplicar fuerza mecánica en un extremo próximo de la sonda (fuera del cuerpo del paciente) para insertar la sonda, como se requiere utilizando endoscopios convencionales. La presente invención de esta manera reduce o elimina la necesidad por aplicar presión local, concentrada a cualquier parte del cuerpo del paciente, reduce o elimina frotación y fricción entre la unidad o partes de la misma y el cuerpo del paciente y evita expulsar fluidos u otros materiales al pasaje del cuerpo". De acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención, al combinar las técnicas de la presente solicitud de patente con las técnicas descritas en la solicitud de "sistema de dirección endoscópica accionado por pistón" y la solicitud de "propulsión de una sonda en el colon utilizando un manguito flexible", se proporciona un endoscopio que realiza substancialmente todos los movimientos (es decir operaciones de herramienta, dirección y propulsión) sin necesidad por alambres u otros elementos que se conoce que en ocasiones aplican fuerzas indeseadas al tracto gastrointestinal y/o para generar fuerzas de fricción en exceso durante operación. Se apreciará que las modalidades descritas anteriormente se citan a manera de ejemplo y que la presente invención no se limita a lo que se ha mostrado y descrito particularmente con anterioridad. Por el contrario, el alcance de la presente invención incluye tanto combinaciones como sub-combinaciones de las diversas características descritas previamente así como variaciones y modificaciones de las mismas que se les ocurrirán a personas con destreza en la especialidad ante lectura de la descripción anterior y que no se describen en la técnica previa. Por ejemplo, aunque se han descrito aquí modalidades preferidas de la presente invención con respecto a una herramienta hidráulica para operación en el tracto gastrointestinal, se apreciará que estas técnicas pueden adaptarse para uso en otras cavidades corporales por igual .

Claims (19)

1. REIVINDICACIONES 1. Aparato endoscópico que tiene un extremo distante para inserción en el cuerpo de un paciente, y un extremo próximo y que se sostiene fuera del cuerpo del paciente, el aparato se caracteriza porque comprende: un cilindro próximo, dispuesto en una vecindad del extremo próximo del aparato endoscópico; un pistón próximo contenido deslizablemente dentro del cilindro próximo; un cilindro distante, dispuesto en la vecindad del extremo distante del aparato endoscópico; un pistón distante contenido deslizablemente dentro del cilindro distante; un tubo para contener un liquido, acoplado entre los cilindros próximo y distante; y una herramienta acoplada para accionarse por desplazamiento del pistón distante, para realizar una acción mecánica en el tejido del cuerpo o los contenidos del cuerpo, en respuesta al desplazamiento del pistón distante.
2. 2. Aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la herramienta, el cilindro distante, el pistón distante y el tubo, se adaptan para pasarse a través de un canal de trabajo de un endoscopio a fin de aplicar una región dentro del cuerpo utilizando el endoscopio.
3. 3. Aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la herramienta se adapta para acceder a una porción de un tracto gastrointestinal del paciente.
4. 4. Aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la herramienta comprende una herramienta de biopsia.
5. 5. Aparato de conformidad con la reivindicación 1, s caracterizado porque la herramienta comprende una herramienta terapéutica .
6. 6. Aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el cilindro distante tiene dos regiones en lados respectivos del cilindro distante, en donde el- tubo o se adapta para estar en comunicación con una primer de las regiones, en donde una segunda de las regiones se configura de manera tal que el movimiento del pistón distante en una primer dirección cambia una presión de fluido en la segunda región y en donde el pistón distante se acopla al cilindro 5 distante para experimentar una fuerza en una segunda dirección opuesta a la primer dirección, en respuesta al cambio en presión del fluido .
7. 7. Aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el pistón 0 próximo se adapta para operarse a mano.
8. 8. Aparato de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque el aparato comprende una articulación, acoplada al pistón próximo, que se adapta para facilitar operación con la mano del pistón próximo.
9. 9. Aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la herramienta se acopla al pistón distante para accionarse por presurización del tubo por líquido debido a operación del pistón próximo .
10. 10. Aparato de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque la herramienta comprende un fórceps, y en donde el accionamiento de la herramienta por presurización del tubo provoca que cierre el fórceps.
11. 11. Aparato de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque la herramienta comprende un asa o lazo corredizo quirúrgico, y en donde el accionar la herramienta por presurización del tubo provoca que el asa o lazo corredizo quirúrgico cierre.
12. 12. Aparato endoscópico que tiene un extremo distante para inserción en un cuerpo de un paciente y un extremo próximo y que se sostiene fuera del cuerpo del paciente, el aparato se caracteriza porque comprende: un pistón distante; un cilindro distante dentro del cual el pistón distante está contenido deslizablemente y que está en una proximidad del extremo distante del aparato endoscópico, el cilindro distante tiene una primer compuerta distante próxima al pistón distante y una segunda compuerta distante, distante del pistón distante; una herramienta acoplada para accionarse por desplazamiento del pistón distante; un pistón próximo; un cilindro próximo dentro del cual el pistón próximo está contenido en forma deslizable, y que está en la proximidad del extremo próximo del aparato endoscópico; el cilindro próximo tiene una primer compuerta próxima, próxima al pistón próximo y una segunda compuerta próxima distante al pistón próximo; y primeros y segundo tubos, el primer tubo acopla una de las compuertas próximas con una de las compuertas distantes y el segundo tubo acopla la otra de las compuertas próximas con la otra de las compuertas distantes, de manera tal que: (a) el movimiento próximo del pistón próximo desplaza líquido a través de uno de los tubos para aplicar una presión positiva a un primer lado del pistón distante, para desplazar el pistón distante en una primer dirección y accionar la herramienta para que se encuentre un primer estado, y (b) movimiento distante del pistón próximo desplaza liquido a través del otro de los tubos para aplicar una presión positiva a un segundo lado del pistón distante, para desplazar el pistón distante en una segunda dirección y accionar la herramienta para que se encuentre en un segundo estado .
13. 13. Aparato de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque la herramienta, el cilindro distante, el pistón distante y el tubo, se adaptan para pasarse a través de un canal de trabajo de un endoscopio a fin de acceder una región dentro del cuerpo utilizando el endoscopio .
14. 14. Aparato de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque la herramienta se adapta para acceder o tener accceso a una porción de un tracto gastrointestinal del paciente .
15. 15. Aparato de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque la herramienta comprende una herramienta de biopsia.
16. 16. Aparato de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque la herramienta comprende una herramienta terapéutica.
17. 17. Aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 12 a 16, caracterizado porque el pistón próximo se adapta para operarse a mano .
18. 18. Aparato de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque el aparato comprende una articulación, acoplada con el pistón próximo, que se adapta para facilitar la operación a mano del pistón próximo.
19. 19. Aparato endoscópico que tiene un extremo distante para inserción en el cuerpo de un paciente, y un extremo próximo y que se sostiene fuera del cuerpo del paciente, el aparato se caracteriza porque comprende: primeros y segundos cilindros próximos colocados en una proximidad del extremo próximo del aparato endoscópico; primeros y segundos pistones próximos, contenidos deslizablemente dentro de los cilindros próximos respectivos; al menos un cilindro distante, colocado en una proximidad del extremo distante del aparato endoscópico; al menos un pistón distante contenido deslizablemente dentro del cilindro distante como mínimo; un primer tubo para contener un líquido acoplado entre el primer cilindro próximo y el cilindro distante como mínimo; un segundo tubo para contener un líquido, acoplado entre el segundo cilindro próximo y el cilindro distante como mínimo; una articulación mecánica acoplada con el primer y segundo pistones para: (a) mover el primer pistón próximo y provocar presión positiva en el primer tubo cuando la articulación mecánica se desplaza en una primer dirección, y (b) mover el segundo pistón próximo y provocar presión positiva en el segundo tubo, cuando la articulación mecánica se desplaza en una segunda dirección; y una herramienta acoplada para accionarse por desplazamiento del pistón distante como mínimo, a fin de realizar una acción mecánica en tejidos del cuerpo o contenidos del cuerpo en respuesta a desplazamiento del pistón distante.