BR112015016055B1

BR112015016055B1 - Aparelho de imageamento endoscópico resfriado por líquido, e, método para o resfriamento térmico de uma fonte de luz de led integral contida em um aparelho de imageamento endoscópico

Info

Publication number: BR112015016055B1
Application number: BR112015016055-7A
Authority: BR
Inventors: Zafer Termanini
Original assignee: Zafer Termanini
Priority date: 2013-01-04
Filing date: 2013-11-25
Publication date: 2022-01-18
Also published as: JP2016504114A; KR20150104573A; WO2014107247A1; EP2941175B1; ZA201504802B; BR112015016055A2; CA2895408A1; CA2895408C; HK1215143A1; JP6421361B2; EP2941175A4; CN104955378B; ES2699728T3; CN104955378A; EP2941175A1; US8622896B1; KR101768787B1

Abstract

fonte de luz de led resfriada por líquido integral para endoscopia e tubulação de irrigação/sucção e fonte de alimentação única. este pedido refere-se a uma unidade de endoscopia resfriada por líquido que tem uma pluralidade de unidades de fontes de luz de led integradas à extremidade proximal do artroscópio. a fonte de luz de led é resfriada pelo fluido de irrigação convencional estéril que circula no interior de uma câmara de resfriamento localizada no corpo do artroscópio e capaz de emitir sob demanda de modo conveniente luz uv para endoscopia de fluorescência. o dispositivo inventivo incorpora e contém de modo conveniente todas as tubulações e cabos de fonte de alimentação para a câmera e a fonte de luz de led em uma tubulação única.

Description

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[0001] Este pedido refere-se em geral à dispositivos de imageamento médico usados durante procedimentos cirúrgicos para visualizar uma área cirúrgica e, mais particularmente, a um dispositivo de endoscopia que tem uma única tubulação antiderrapante unitária para irrigação, sucção, alimentação elétrica, dados de imageamento e o gerenciamento térmico de fontes de luz de Diodo Emissor de Luz (LED) integrais com o uso de câmara de resfriamento preenchida com líquido.

[0002] Tipicamente, um fornecedor de cuidados com a saúde pode usar a endoscopia para a investigação de sintomas, confirmação de um diagnóstico ou para fornecer tratamento. Em geral, a endoscopia é usada para visualizar e explorar uma cavidade anatômica. A endoscopia, quando direcionada para uma aplicação anatômica específica, pode ser chamada por uma terminologia específica para a aplicação endoscópica. Por exemplo, a artroscopia é, em geral, usada para visualizar e explorar uma junta grande como o joelho, o quadril ou o ombro ou juntas menores como o punho, o cotovelo e o tornozelo. Consequentemente, a artroscopia ajuda a eliminar a necessidade de cirurgia convencional e relativamente invasiva nas juntas. Os termos artroscopia e endoscopia são usados de forma intercambiável e ambos em geral se relacionam à dispositivos de imageamento médicos usados durante procedimentos cirúrgicos para visualizar uma área cirúrgica.

[0003] A artroscopia convencional exige a inserção, sob anestesia, de uma sonda em uma junta a ser examinada. A montagem da sonda compreende tipicamente uma câmera de alta definição e uma fonte de luz. As fontes de luz de artroscopia convencional geram luz com o uso de bulbos de halogênio, o que gera uma quantidade excessiva de calor. O calor excessivo é administrado frequentemente com um ventilador. A dita fonte de luz é fixada em um cabo de fibra óptica para transmitir a luz a partir da fonte de luz para o artroscópio. A junta é frequentemente distendida para melhor visualização das estruturas interiores da cavidade anatômica, o que é realizado pela injeção de fluido de irrigação estéril. O dito fluido de irrigação é injetado na junta através de portais de irrigação. A taxa de escoamento e a pressão do fluido são controladas pelo cirurgião. O fluido de irrigação é subsequentemente aspirado para fora sob vácuo e através de canais de sucção localizados de modo conveniente na haste do artroscópio. As tubulações de sucção e irrigação, assim como o cabo de alimentação para a câmera de alta definição, são montados no momento da cirurgia e conectados nas unidades adequadas. Entretanto, os mesmos são estabelecidos no campo cirúrgico, que se torna congestionado com vários cabos e fios que podem se tornar entrelaçados ou deslizar do campo operacional e se tornar contaminados. A pluralidade de tubulações e cabos fixados no artroscópio também pode se tornar pouco prática e reduzir a destreza do cirurgião.

[0004] O problema principal com a unidade de artroscopia convencional é que a fonte de luz de halogênio se torna excessivamente quente, o que requer um ventilador ou outro processo de resfriamento. Além disso, o cabo de transmissão de luz por fibra óptica é frágil e sofre dano considerável a partir de processo de esterilização repetitivo, ocasionando na quebra das fibras sinterizadas individuais e perda progressiva da intensidade de luz transmitida. O documento de patente n° US 7.668.450 descreve o uso de múltiplas fontes de luz de LED. Entretanto, tais fontes parecem gerar uma quantidade substancial de calor, o que exige um dispositivo de resfriamento tal como um dissipador de calor externo e um dispositivo Peltier. Esses dispositivos podem ser pouco práticos e caros. Os dispositivos de resfriamento podem ficar consideravelmente quente eles mesmos e podem infligir lesão ao operador.

[0005] A Publicação de Pedido de Patente n° US 2008/0064931 A1 descreve um ou mais canais que podem transportar fluido de resfriamento. Entretanto, os elementos de LED são montados em alumínio ou placa de cerâmica ou substrato que é ligado ao canal de resfriamento. Não há contato direto do fluido de resfriamento com os elementos de LED; além disso, o fluido é direcionado através das lentes de imageamento para limpar fluido corporal ou resíduos de tecido.

[0006] Embora esses dispositivos possam ser adequados para um propósito específico para o qual são voltados, os mesmos não são adequados para fornecer uma fonte de luz de LED integral resfriada por líquido para endoscopia.

[0007] Um aprimoramento importante fornecido pela presente invenção é um tubo único que compreende tubos de irrigação/sucção, cabo e cabo de fonte de alimentação de LED para a câmera, tudo em tubo antiderrapante singular fixado na unidade de escopo externa com um mecanismo de "Conexão Rápida" (Quick Connect) simples.

BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0008] Em vista das desvantagens anteriores inerentes às unidades de endoscopia convencionais da técnica anterior, a presente invenção fornece uma nova unidade de endoscopia resfriada por líquido que tem uma única construção de tubulação de sucção e irrigação e uma fonte de luz capaz de emitir de modo conveniente luz UV para o propósito de endoscopia de fluoresceína.

[0009] O propósito geral da presente invenção, o qual será descrito a seguir em maiores detalhes, é fornecer uma nova câmara de resfriamento líquido para reduzir o calor gerado pela fonte de luz de LED integral durante um procedimento artroscópico. Além disso, a presente invenção descreve uma unidade de endoscopia que tem tubulação única para alojar a fonte de alimentação, o cabo de câmera e drenos de irrigação e sucção. O novo sistema tem muitas das vantagens da unidade de endoscopia convencional e muitos recursos novos que resultam em uma nova unidade de endoscopia resfriada por líquido que compreende um único alojamento para tubulações de sucção e irrigação e cordões de fonte de alimentação, os quais não são previstos, apresentados de maneira óbvia, sugeridos ou mesmo insinuados por qualquer uma das técnicas anteriores de artroscópios convencionais e se apresenta tanto sozinho quanto em quaisquer combinações do mesmo.

[0010] Para realizar isso, a presente invenção em geral compreende uma base de LED circular que contém uma pluralidade de elementos de LED. A dita base circular tem um núcleo oco para permitir que o fluido de irrigação estéril frequentemente usado em procedimentos de endoscopia circule e entre em contato direto com os elementos de LED à prova d'água, reduzindo assim qualquer calor gerado pela unidade de fonte de luz de LED. A dita câmara de resfriamento compreende canais de irrigação de entrada e saída assim como fixadores de conexão rápida para a fonte de alimentação de LED, o cabo de dados de alimentação e a fonte de alimentação da câmera. A unidade de LED compreende um ou mais elementos de luz de LED que podem fornecer luz branca suficiente para o conforto da visão. A unidade de LED pode fornecer ainda sob demanda luz azul ultravioleta para endoscopia de fluoresceína. Isso auxilia bastante na detecção de danos pequenos e superficiais à cartilagem articular que podem não ser vistos com a forte luz branca convencional. Essa técnica é amplamente usada por oftalmologistas para detectar abrasões córneas superficiais.

[0011] Portanto, foram esboçados de maneira ampla os recursos mais importantes da presente invenção a fim de que a descrição detalhada da mesma possa ser entendida e para que a presente contribuição para a técnica possa ser mais bem apreciada. Existem recursos adicionais da invenção que serão descritos doravante no presente documento.

[0012] A esse respeito, antes de explicar pelo menos uma modalidade da presente invenção em detalhes, deve-se entender que a invenção não se limita em sua aplicação aos detalhes de construção e aos arranjos dos componentes estabelecidos adiante na descrição seguinte ou ilustrados nos desenhos. A invenção tem capacidade para outras modalidades e de ser praticada de diversas formas. Além disso, deve-se entender que as frases e a terminologia empregadas no presente documento se destinam ao propósito de descrever e não devem ser consideradas como limitantes.

[0013] Outros objetivos e vantagens da presente invenção se tornarão mais óbvios para o leitor e pretende-se que esses objetivos e vantagens estejam dentro do escopo da presente invenção.

[0014] Para alcançar os objetivos acima e os relacionados, essa invenção pode ser realizada na forma ilustrada nos desenhos anexos, atentando-se para o fato de que, no entanto, os desenhos são apenas ilustrativos e que alterações podem ser feitas na construção específica ilustrada. Ademais, deve-se notar que os desenhos não estão em escala e as dimensões podem ser ajustada de acordo com as especificações de quem está produzindo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0015] Dentre vários outros objetivos, recursos e vantagens da presente invenção, será notável que os mesmos poderão ser completamente apreciados quando entendidos em conjunto com os desenhos anexos, nos quais caracteres de referência similares determinam o mesmo ou um similar ao longo das diversas vistas, e em que:

[0016] A Figura 1 é uma vista em perspectiva da unidade de endoscopia que ilustra o cabo da tubulação única fixado ao artroscópio.

[0017] A Figura 2 é uma vista em corte de uma extremidade proximal do artroscópio no nível da câmara de resfriamento que mostra a fonte de luz de LED e os canais de irrigação e sucção.

[0018] A Figura 3 é uma vista em seção da Conexão Rápida com o cabo da tubulação única.

[0019] A Figura 4 é uma vista em corte transversal da tubulação única antiderrapante (B).

[0020] A Figura 5 é uma vista em perspectiva da conexão rápida entre a câmera e a unidade de artroscopia.

[0021] A Figura 6 é uma vista em corte transversal do tubo de artroscopia (A).

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0022] Voltando-se agora de forma descritiva para os desenhos, nos quais caracteres de referência similares denotam elementos similares ao longo das vistas variadas, as figuras anexas ilustram uma unidade de endoscopia resfriada por líquido que tem uma tubulação de irrigação e sucção única e que também aloja a fonte de alimentação da fonte de luz, assim como o cordão e a fonte de alimentação da câmera.

[0023] A fonte de luz de LED para endoscopia resfriada por líquido 5 conforme descrita compreende uma pluralidade de fontes de luz de LED 5 que podem fornecer luz branca suficiente para facilidade de visualização localizadas dentro da câmara de resfriamento 7. As ditas fontes de luz também podem fornecer luz azul ultravioleta sob demanda para endoscopia de fluoresceína. As fontes de luz de LED 5 estão integradas à base de fonte de luz circular à prova d'água 6 que fornece uma porção central oca 42 que permitirá que o fluido de irrigação estéril atravesse (Figura 2). Durante a passagem do fluido, o fluido de irrigação estéril resfriado entrará em contato direto com os elementos da fonte de luz de LED 5 e reduzirá qualquer calor excessivo gerado pelos elementos de LED. O fluido de irrigação irá, então, ser canalizado para a ponta distal do artroscópio por meio do canal de irrigação 20 (Figura 6).

[0024] Ademais, a fonte de luz de LED é capaz de emitir de modo conveniente luz UV para endoscopia de fluoresceína em que uma ou mais unidades de LED são capazes de produzir luz UV para o propósito de executar endoscopia de fluoresceína de luz azul. Essa técnica inventiva irá destacar pequenos defeitos articulares e cartilaginosos que não são visíveis sob luz branca convencional, mas irão exibir fluorescência de modo vívido sob luz azul. Essa técnica é prontamente usada por oftalmologistas para detectar abrasões córneas.

[0025] A base de fonte de luz circular à prova d'água 6 é situada na porção central da câmara de resfriamento 7 localizada na extremidade proximal do artroscópio. O tubo óptico 18 fica localizado axialmente e contém um número variável de lentes Hopkins 2. De maneira proximal, o tubo óptico 18 é fixado ao ocular 19 através do cone óptico 9. A peça ocular tem uma lente ocular localizada de modo central 8 para transmissão da imagem para a câmera digital 37. A câmara de resfriamento 7 fornece uma extensão de conexão rápida 39 situada ao lado da dita câmara, em que a porta de fluxo de entrada de irrigação 14, a porta de fluxo de saída 11, o receptáculo de conexão de fonte de alimentação para a fonte de luz de LED 12 e o receptáculo de conexão de dados e alimentação 15 se situam. A porta se comunica com o canal de sucção 4 situado no interior da haste do artroscópio. O tubo óptico 18 pode ser removido de modo conveniente pelo uso de roscas 46 para facilidade de esterilização ou manutenção óptica.A luz gerada pelos elementos de LED irá, então, ser coletada por uma lente 16 e transmitida para a ponta distal do artroscópio 17 através do canal de luz 3 localizado na haste do artroscópio.

[0026] Um aprimoramento importante fornecido pela presente invenção é a eliminação de mangueiras múltiplas e cabos que amontoam o campo cirúrgico, que podem se tornar entrelaçados ou deslizar no campo cirúrgico e se tornar contaminados.

[0027] Os tubos, drenos e cabos são confinados em um único tubo antiderrapante 35 que é rapidamente e facilmente conectado à extensão de conexão rápida 39 da unidade do artroscópio 1 (Figura 1). Uma vez que a extremidade proximal da tubulação antiderrapante 35 é inserida na extensão de conexão rápida 39 em que cada plugue e tubo é inserido na porta correspondente, a conexão rápida é, então, fixada no lugar por apertando-se a porca de travamento 38. A extremidade proximal do tubo de fluxo de entrada 29 irá encaixar de maneira justa na porta de irrigação fêmea localizada na extensão de conexão rápida 39. A extremidade proximal do tubo de sucção de fluxo de saída 30 será inserida na porta de sucção fêmea correspondente 11. De forma semelhante, o cabo de fonte de alimentação 33 será inserido no receptáculo de fonte de alimentação fêmea correspondente e o cabo de dados e da alimentação da câmera 32 será inserido no receptáculo de conexão de dados e de alimentação fêmea correspondente 15.

[0028] Anéis de vedação 34 estão situados ao redor da base de cada uma das portas fluxo de saída e entrada de irrigação para fornecer vedações apertadas (Figura 3). Os anéis de vedação 34 podem ser feitos, por exemplo, a partir de silicone, borracha ou qualquer outro material(is) conhecido(s) que forneça a vedação apertada.

[0029] A Figura 4 mostra vista em corte transversal da tubulação única antiderrapante 35 em que o corpo do tubo é construído a partir de espuma de células abertas macia 36. Em uma modalidade diferente, a espuma de células abertas 36 pode ser substituída por uma espuma de células fechadas 36. A bainha antiderrapante protetora 41 cobre todo o corpo do cabo de tubulação. A dita bainha pode ser construída a partir de um material siliconizado com acabamento de superfície apropriado para evitar deslizamento logo que são instalados nos lençóis estéreis do campo cirúrgico.

[0030] Ainda em uma outra modalidade, o alojamento de tubulação único pode ser construído a partir de tubulação ou conduto de plástico maleável sem o núcleo de espuma. Os cordões de sucção/irrigação e dados/fonte de alimentação são instalados dentro da tubulação de plástico única.

[0031] O tubo antiderrapante fornece um corte longitudinal 40 situado ao longo de todo o comprimento da tubulação no nível do fluxo de saída tubo de sucção 30 para permitir uma troca fácil caso a tubulação de sucção seja tampada por resíduos de tecido.

[0032] Em referência à Figura 5, o artroscópio é, então, fixado à câmera digital 37 pela inserção da extremidade proximal do artroscópio na reentrância da câmera após alinhar o plugue de dados de câmera 44 e inseri-lo no receptáculo de dados correspondente 47 localizado diante da câmera digital 37. Dessa maneira, se alinhará a lente ocular 8 do artroscópio com a lente da câmera 45. O aro de travamento do artroscópio 10 irá, então, ser travado firmemente no lugar pelo anel de travamento giratório da câmera 43. Outros mecanismos de travamento conhecidos da técnica podem ser usados.

[0033] O aparelho de imageamento endoscópico pode ser construído a partir de uma liga metálica leve, um material plástico ou compósito e pode ser descartado após uma utilização única.

[0034] Deve-se entender que os arranjos descritos acima são apenas ilustrativos da aplicação dos princípios da revelação. Modificações e arranjos alternativos múltiplos podem ser desenvolvidos por pessoas versadas na técnica sem se afastar do espírito e escopo da revelação e as reivindicações tem a intenção de abranger tais modificações e arranjos. Assim, embora a revelação tenha sido mostrada nos desenhos e descrita acima com particularidade e detalhe, ficará evidente para as pessoas comumente versadas na técnica que múltiplas modificações, que incluem, mas não são limitadas a, variações em tamanho, materiais, formatos, formas, função e modo de operação, montagem e uso podem ser feitas sem se afastar dos princípios e conceitos expostos no presente documento.

Claims

1. Aparelho de imageamento endoscópico resfriado por líquido que compreende:um endoscópio que tem uma porção proximal e uma distal, sendo que o dito endoscópio compreende:uma câmera digital (37);uma câmara de resfriamento (7);um tubo de alojamento único (35);uma extensão de conexão rápida (39) que tem portas de fluido de irrigação de entrada e saída de conexão rápida a serem conectadas de modo separável ao dito tubo de alojamento único (35);em que a extensão de conexão rápida (39) e a câmara de resfriamento (7) estão em comunicação com o tubo de alojamento único (35);caracterizado pelo fato de quea câmera digital (37) é removivelmente montável sobre a porção proximal do endoscópio,a câmara de resfriamento (7) está localizada na porção proximal do endoscópio, adjacente à câmera digital e,o tubo de alojamento único (35) é adjacente à porção proximal do endoscópio,o endoscópio, adicionalmente, compreende uma base de fonte de luz circular à prova d'água (6) que tem uma porção central oca (42); um ou mais elementos de LED (5) integrados na dita base de fonte de luz circular à prova d'água (6) estando dentro da câmara de resfriamento (7), em que a porção central oca (42) permite que o fluido de irrigação passe através da mesma da porção proximal para a distal do endoscópio e, assim, dissipe o calor gerado pelos ditos um ou mais elementos de LED (5), os um ou mais elementos LED (5) estando em contato direto com a porção central oca (42), os elementos de LED (5) estando ainda em contato com o fluido de irrigação presente na câmara de resfriamento (7).

2. Aparelho de imageamento endoscópico resfriado por líquido de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os ditos um ou mais elementos de LED (5) são configurados para produzir luz UV para o propósito de executar endoscopia de fluorescência de luz azul.

3. Aparelho de imageamento endoscópico resfriado por líquido, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a dita extensão de conexão rápida (39) compreende adicionalmente uma porca de travamento para prender a extremidade proximal do dito tubo de alojamento único (25) na dita extensão de conexão rápida (39) do aparelho de imageamento endoscópico resfriado por líquido.

4. Aparelho de imageamento endoscópico resfriado por líquido, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o dito tubo de alojamento único (35) é produzido a partir de espuma flexível que tem uma bainha protetora envoltória produzida a partir de material antiderrapante para evitar o deslizamento do dito tubo de alojamento único (35).

5. Aparelho de imageamento endoscópico resfriado por líquido, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o dito material antiderrapante é selecionado do grupo que consiste em plástico, espuma de células abertas macia e espuma de células fechadas macia.

6. Aparelho de imageamento endoscópico resfriado por líquido, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o dito tubo de alojamento único (35) tem canais longitudinais múltiplos, sendo que cada um aloja adicionalmente um ou mais canais de tubulação adicionais.

7. Aparelho de imageamento endoscópico resfriado por líquido, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que os ditos um ou mais canais de tubulação adicionais compreendem adicionalmente:um tubo de irrigação;um tubo de sucção;um cabo de alimentação e suprimento de dados para a dita câmera digital; e um cabo de alimentação e suprimento para a fonte de luz de LED de um ou mais elementos de LED (5).

8. Aparelho de imageamento endoscópico resfriado por líquido, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente:um plugue de dados de câmera localizado na porção proximal do aparelho de imageamento endoscópico eum receptáculo de dados localizado na câmera digital (37) para alinhar o plugue de dados de câmera e inserir o mesmo no dito receptáculo de dados correspondente.

9. Método para o resfriamento térmico de uma fonte de luz de LED integral contida em um aparelho de imageamento endoscópico que caracterizado pelo fato de que compreende:fixar uma câmera digital (37) a uma porção proximal de um endoscópio, em que o endoscópio compreende uma câmara de resfriamento (7) localizada na porção proximal do endoscópio e um tubo de alojamento único conectado de modo separável (35) adjacente à porção proximal do endoscópio;acoplar uma extensão de conexão rápida que tem portas de fluido de irrigação de entrada e saída a serem conectadas de modo separável ao tubo de alojamento único, em que a extensão de conexão rápida e a câmara de resfriamento estão em comunicação com o tubo de alojamento único;integrar um ou mais elementos de LED (5) em uma base de fonte de luz circular à prova d'água localizada dentro da câmara de resfriamento (7) adjacente à porção proximal do endoscópio, a fonte de luz circular à prova d'água tendo uma porção central oca (42) e um ou mais elementos de LED (5) estando em contato direto com a porção central oca (42);passar um fluido de irrigação estéril de uma porção proximal do endoscópio para uma distal do dito endoscópio através da porção central oca, em que o fluido de irrigação estéril entrará em contato diretamente com os um ou mais elementos de LED (5) e irá dissipar, assim, o calor gerado a partir dos ditos um ou mais elementos de LED.

10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o dito fluido de irrigação será, então, canalizado para a porção distal do endoscópio por um canal de irrigação do endoscópio.

11. Método, de acordo com a reivindicação 9 ou 10, caracterizado pelo fato de que um ou mais elementos de LED (5) são capazes de produzir luz UV para o propósito de executar uma endoscopia de fluorescência de luz azul.

12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 11, caracterizado pelo fato de que a fixação da câmera digital (37) ao endoscópio compreende:inserir a extremidade proximal do dito endoscópio em uma reentrância da câmera digital (37) após alinhar um plugue de dados de câmera e inserir o mesmo em um receptáculo de dados correspondente localizado na câmera digital, de modo que uma lente ocular do endoscópio seja alinhada com uma lente de câmera da câmera digital (37).

13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a câmera digital fixada (37) é travada no lugar firmemente por um anel de travamento giratório disposto na câmera digital (37).

14. Aparelho de imageamento endoscópico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que é construído a partir de uma liga metálica leve, um material compósito ou plástico que pode ser descartável após uma utilização única.