BRPI0709241A2 - acoplamento acústico elastomérico, cassete cirúrgico, e, sistema cirúrgico - Google Patents

acoplamento acústico elastomérico, cassete cirúrgico, e, sistema cirúrgico Download PDF

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Abstract

ACOPLAMENTO ACúSTICO ELASTOMéRICO, CASSETE CIRúRGICO, E, SISTEMA CIRúRGICO. é descrito um acoplamento acústico elastomérico formado por moldagem de uma borracha termoplástica ou de silicone em um rebaixo de um alojamento de cassete cirúrgico. O acoplamento tem um bloco saliente para ajudar na remoção de todo ar entre o transdutor e o conduto de fluido, e prover uma transmissão eficiente de um sinal ultra-sónico no conduto de fluido.

Description

"ACOPLAMENTO ACÚSTICO ELASTOMÉRICO, CASSETECIRÚRGICO, E, SISTEMA CIRÚRGICO"Campo Da Invenção
A presente invenção diz respeito a um sensor de fluxo ultra-sônico e, mais particularmente, a um sistema e cassete cirúrgico que têm umsensor de fluxo ultra-sônico.
Descrição Da Técnica Relacionada
Sistemas de instrumentos cirúrgicos oftálmicos convencionaisusam vácuo para aspirar o sítio cirúrgico e pressão positiva para irrigar o sítio.Tipicamente, um cassete é conectado seriadamente entre o dispositivo usadopara gerar pressão e o instrumento cirúrgico. O uso de cassetes cominstrumentos cirúrgicos ajuda controlar os fluxos de irrigação e aspiração emum sítio cirúrgico, como é bem conhecido. As patentes U.S. 4.493.695 e4.627.833 (Cook), 4.395.258 (Wang, et ai.), 4.713.051 (Steppe, et al.),4.798.850 (DeMeo, et al.), 4.758.238, 4.790.816 (Sundblom, et al.) e5.267.956 (Beuchat), 5.364.342 (Beuchat) e 5.747.824 (Jung, et al.) todasrevelam cassetes cirúrgicos oftálmicos com ou sem tubos, e elas estão aquiincorporadas nas suas íntegras por esta referência. Vazão de fluido deaspiração, velocidade de bombeamento, nível de vácuo, pressão do fluido deirrigação e vazão do fluido de irrigação são alguns dos parâmetros que exigemcontrole preciso durante cirurgia oftálmica.
Dispositivos da técnica anterior têm usado sensores de pressãonas linhas de aspiração e irrigação, e vazões de fluido calculadas com base napressão detectada. No passado, a medição de pressões de fluido em cassetescirúrgicos têm sido muito precisas e, como a resistência nos trajetos de fluidoé conhecida, vazões de fluido podem ser calculadas confiavelmente a partir dapressão de fluido. Melhorias recentes na confiabilidade de sensores de fluxoultra-sônico, entretanto, possibilitaram agora medir não invasivamente o fluxode fluido com precisão.Por exemplo, um sensor de fluxo ultra-sônico revelado napatente U.S. 6.098.466 (Shkarlet) revela um sensor de fluxo capaz de medirprecisamente o fluxo de fluido em vasos ou tubos com menor sensibilidade afalta de uniformidade na distribuição do fluxo e menor tamanho geral,empregando múltiplas superfícies refletoras anguladas, que fazem com que asondas ultra-sônicas incidentes provenientes de um ou mais transdutores ultra-sônicos atravesse o volume de fluxo diversas vezes em diversas direções semmudar a orientação plana das ondas ultra-sônicas. Os trajetos de ondaresultantes de múltiplas reflexões e iluminação multidirecional do volume defluxo diminuem o tamanho do cabeçote e a sensibilidade a falta deuniformidade de distribuição espacial. As múltiplas superfícies refletorasanguladas também permitem que transdutores ultra-sônicos transmissores ereceptores sejam colocados próximos uns dos outros, reduzindo assim otamanho geral do cabeçote e tornando-os particularmente adequados paraincorporação no cassete de fluxo de fluido relativamente pequeno usado emcirurgia oftálmica. A fim de que um sensor de fluxo ultra-sônico funcione, otransdutor tem que ser acusticamente acoplado na tubulação na qual o fluidoestá escoando, de forma que qualquer ar localizado entre o transdutor e atubulação seja removido. Sensores de fluxo da técnica anterior geralmenteusam um gel acústico, tal como um material hidrogel de alto teor de água,para conseguir o acoplamento acústico. Quando o acoplamento acústicoprecisa ser usado com relação a um cassete cirúrgico instalado em um consolecirúrgico, esterilidade e limpeza são preocupantes, tornando o gel acústicomenos desejável do que um acoplamento acústico que é formado como partedo cassete ou do console, e que não exige gel.
O pedido de patente canadense 2.127.039 Al descreve umelastômero para uso como um acoplamento acústico para dispositivos ultra-sônicos. Conforme descrito neste pedido de patente, a dificuldade comacoplamentos ultra-sônicos elastoméricos formados independentemente éestabelecer contato imediato entre o transdutor ultra-sônico e o elastômero deforma que não fique nenhum vazio de ar presente na interface. A soluçãodescrita neste pedido de patente é um elastômero que é extremamente macio eflexível e acusticamente transparente. Essas propriedades permitem o uso deacoplamentos relativamente espessos que podem ser facilmente comprimidospelo transdutor, proporcionando assim um contato maior e mais firme entre otransdutor e o elastômero. Quando usado com relação a um cassete cirúrgicoinstalado em um console cirúrgico, um acoplamento acústico elastoméricopré-formado tem que ser tanto anexado no cassete quanto no transdutor ultra-sônico localizado no console. O uso de um adesivo é indesejável, em virtudeda possibilidade de bolhas de ar na interface do acoplamento elastomérico eda superfície na qual ele é anexado, e ao fato de o adesivo poder interferir natransmissão das ondas ultra-sônicas. Além do mais, um adesivo incorporainterfaces adicionais no trajeto acústico. Cada interface adicional degrada osinal acústico e a confiabilidade, reprodutibilidade e sensibilidade do sistemade detecção.
Dessa maneira, continua existir uma necessidade de umacoplamento acústico simples, confiável e preciso que pode ser usado em umcassete cirúrgico ou juntamente com ele.
Sumário Da Invenção
É descrito um acoplamento acústico formado por moldagemde uma borracha elastômero termoplástico ou de silicone em uma cavidade deum cassete cirúrgico. O acoplamento elastomérico compreende um rebordoperiférico e um bloco saliente para fazer contato com o transdutor ultra-sônico. Na modalidade preferida, o bloco saliente tem forma semi-cilíndrica.
Em modalidades alternativas, o bloco saliente pode ser circular ou em formade "pão de forma". Um acoplamento como esse ajuda na remoção de todo arentre o transdutor e o conduto de fluido, e proporciona uma transmissãoeficiente de um sinal ultra-sônico para o conduto de fluido. Um cassetecirúrgico e um sistema cirúrgico que empregam o acoplamento acústico sãotambém revelados.
Descrição Resumida Dos Desenhos
Para um entendimento mais completo da presente invenção, epara seus objetivos e vantagens adicionais, é feita referência à descriçãoseguinte considerada em conjunto com os desenhos anexos, em que:
A figura 1 é uma vista em perspectiva frontal do cassete dapresente invenção.
A figura 2 é uma vista em perspectiva do cassete da presenteinvenção.
A figura 3 é uma vista em perspectiva explodida do cassete dapresente invenção.
A figura 4 é uma vista seccional transversal parcial do casseteda presente invenção.
A figura 5 é uma vista em perspectiva frontal de um consolecirúrgico que pode ser usado com o cassete da presente invenção.
A figura 6 é uma vista detalhada do acoplamento acústicoelastomérico preferido da presente invenção, mostrando um bloco salientesemicircular.
A figura 7 é uma vista detalhada de um acoplamento acústicoelastomérico alternativo, mostrando um bloco saliente circular.
A figura 8 é uma vista detalhada de um acoplamento acústicoelastomérico alternativo adicional, mostrando um bloco saliente em forma de"pão de forma".
Descrição Detalhada Das Modalidades Preferidas
As modalidades preferidas da presente invenção e suasvantagens são mais bem entendidas com referência às figuras 1-3 dosdesenhos, em que números iguais são usados para partes iguais ecorrespondentes dos vários desenhos.O cassete 10 da presente invenção no geral inclui uma placa daválvula 12, corpo 14 e tampa 16. A placa da válvula 12, corpo 14 e tampa 16podem todos ser formados de um termoplástico relativamente rígidoadequado. A placa da válvula 12 tem uma pluralidade de aberturas 18 e canalde bombeamento 20 que são selados à prova de fluido pelos elastômeros 22 e24, formando uma pluralidade de trajetos de fluido. Orifícios 26 fornecemconexões entre o cassete 10 e o console cirúrgico 100 para as várias funçõesde irrigação e aspiração do cassete 10. Tais funções podem exigir o uso defiltro 28. Anexado no corpo 14 está um refletor ultra-sônico 30 e a tampa dorefletor 32. O refletor acústico 30 e a tampa do refletor 32 podem sermoldados como uma peça única e ficar localizados no corpo 14 paraalinhamento com a janela de transmissão 125 no rebaixo 36 ao longo dapassagem de fluido 34 formada na placa da válvula 12 quando a placa daválvula 12 é montada no corpo 14 da maneira mostrada na figura 3.Localizado no rebaixo 36 na placa da válvula 12 fica o acoplamento acústicoelastomérico 38.
O acoplamento acústico elastomérico 38 preferivelmente é formado por sobre-moldagem de um material elastomérico, tal como umaborracha de elastômero termoplástico ou silicone, no rebaixo 36 da placa daválvula 12. Um método de construção como esse elimina a necessidade deadesivos para anexar o acoplamento acústico elastomérico 38 na placa daválvula 12 e garantir a remoção de qualquer ar entre o acoplamento acústicoelastomérico 38 e a placa da válvula 12.
Conforme mais bem ilustrado nas figuras 6-8, o acoplamentoelastomérico 38 consiste em um corpo 206 e uma aba 208 que estende-se apartir da borda inferior do corpo 206. Um rebordo 200 envolve a periferia docorpo 206 e as abas 208. A altura do rebordo 200 é preferivelmente cerca de0,0037 polegada (0,094 milímetro). Um bloco central saliente 202 é dispostoaproximadamente no centro do corpo 206 e estende-se para baixo através docentro da aba 208. A altura do bloco saliente 202 é preferivelmente entrecerca de 0,030 polegada (0,76 milímetro) e cerca de 0,050 polegada (1,27milímetro). Uma membrana fina 204 de material elastomérico conectada obloco saliente 202 no rebordo 200. A figura 6 ilustra a modalidade maispreferida onde a parte do rebordo saliente 202 disposta no corpo 206 temforma semi-cilíndrica. Nesta modalidade, as bordas superior e inferior dobloco saliente 20 são colineares com a borda interior do rebordo 200. A figura7 mostra uma modalidade alternativa em que a parte do bloco saliente 202disposto no corpo 206 tem forma circular. A figura 8 mostra uma modalidadealternativa em que a parte do bloco saliente 20 disposto no corpo 206 temforma de "pão de forma".
O rebaixo 36 fica localizado adjacente a uma passagem defluido 34 na placa da válvula 12 e alinhado com o refletor acústico 30 e atampa do refletor 32 quando a placa da válvula 12 é montado no corpo 14.
Quando o cassete 10 é instalado na parte de recebimento do cassete 110 doconsole 100, o transdutor ultra-sônico 120 faz pressão contra o acoplamentoacústico elastomérico 38, e comprime firmemente o bloco saliente 202 entre otransdutor ultra-sônico 120 e a passagem de fluido 34. Isto fornece umacoplamento acústico entre o transdutor 120 e a passagem de fluido 34,permitindo assim o uso do transdutor ultra-sônico 120 para medir a vazão defluido na passagem de fluido 34. Verificou-se que a forma revelada do blocosaliente 202, da maneira supra-descrita, aumenta bastante a eficiência doacoplamento 38.
Pelo exposto, pode-se perceber que a presente invençãofornece um aparelho e métodos melhorados para usar técnica acústica paramedir vazões. Uma invenção tal como esta elimina a necessidade de o usuárioaplicar o material acoplante no dispositivo em uso, impedindo assim qualqueruso indevido do dispositivo. Além disso, uma invenção tal como essa garantecontato reprodutível entre o transdutor, o acoplamento e o conduto de fluido,e garante a remoção de ar entre o transdutor e o acoplamento, bem como entreo acoplamento e o conduto de fluido. Além disso, uma invenção como essafornecerá uma maior relação sinal para ruído para o sinal ultra-sônicotransmitido, não exigirá nenhum tempo de adaptação do material deelastômero enquanto sob pressão pelo transdutor ultra-sônico, proporcionaráboa sensibilidade para transmissão e recepção de sinal ultra-sônico, epermitirá confiabilidade de medição a alta vazão.
Acredita-se que a operação e construção da presente invençãoficarão aparentes a partir da descrição apresentada. Embora o aparelho emétodos mostrados ou descritos anteriormente tenham sido caracterizadoscomo preferidos, várias mudanças e modificações podem ser feitas nelas semfugir do espírito e escopo da invenção definida nas reivindicações seguintes.

Claims (16)

1. Acoplamento acústico elastomérico, caracterizado pelo fatode que compreende:um corpo;um rebordo envolvendo uma borda periférica do dito corpo;um bloco central saliente próxima ao centro do dito corpo; euma membrana conectando o dito bloco no dito rebordo.
2. Acoplamento acústico elastomérico de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito bloco saliente tem formasemi-cilíndrico.
3. Acoplamento acústico elastomérico de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito bloco saliente tem formacircular.
4. Acoplamento acústico elastomérico de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito bloco saliente tem formade pão de forma.
5. Acoplamento acústico elastomérico de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a altura do dito rebordo éaproximadamente 0,037 polegada (0,94 milímetro).
6. Acoplamento acústico elastomérico de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a altura o dito bloco é entrecerca de 0,030 polegada (0,76 milímetro) e cerca de 0,050 polegada (1,27milímetro).
7. Acoplamento acústico elastomérico de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmenteuma aba conectada no dito corpo.
8. Acoplamento acústico elastomérico de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito bloco saliente tem umaparte que estende-se até a dita aba.
9. Cassete cirúrgico, caracterizado pelo fato de quecompreende:um corpo do cassete com uma pluralidade de passagens defluido, em que a dita pluralidade de passagens de fluido tem um rebaixodisposto nela; eum acoplamento acústico disposto no dito rebaixo, o ditoacoplamento tendo:um corpo;um rebordo envolvendo uma borda periférica do dito corpo;um bloco central saliente disposto próximo ao centro do ditocorpo; euma membrana conectando o bloco no dito rebordo.
10. Cassete cirúrgico de acordo com a reivindicação 9,caracterizado pelo fato de que o dito bloco saliente tem forma semi-cilíndrica.
11. Cassete cirúrgico de acordo com a reivindicação 9,caracterizado pelo fato de que o dito bloco saliente tem forma circular.
12. Cassete cirúrgico de acordo com a reivindicação 9,caracterizado pelo fato de que o dito bloco saliente tem forma de pão deforma.
13. Sistema cirúrgico, caracterizado pelo fato de quecompreende:um console cirúrgico, o console cirúrgico tendo uma parte derecebimento do cassete;um transdutor ultra-sônico localizado na parte de recebimentodo cassete do console cirúrgico, o transdutor ultra-sônico adaptado para mediro fluxo de fluido em uma passagem de fluido;um cassete cirúrgico que tem uma pluralidade de passagens defluido; eum acoplamento acústico anexado no cassete, o acoplamentoacústico acoplando acusticamente o transdutor ultra-sônico no cassete quandoo cassete é instalado na parte de recebimento do cassete do console cirúrgicode maneira a permitir que o transdutor ultra-sônico meça o fluxo de fluido empelo menos uma da pluralidade de passagens de fluido no cassete, o ditoacoplamento tendo:um corpo;um rebordo envolvendo uma borda periférica do dito corpo;um bloco central saliente disposto próximo ao centro do ditocorpo; euma membrana conectando o bloco no dito rebordo.
14. Sistema cirúrgico de acordo com a reivindicação 13,caracterizado pelo fato de que o dito bloco saliente tem forma semi-cilíndrica.
15. Sistema cirúrgico de acordo com a reivindicação 13,caracterizado pelo fato de que o dito bloco saliente tem forma circular.
16. Sistema cirúrgico de acordo com a reivindicação 13,caracterizado pelo fato de que o dito bloco saliente tem forma de pão deforma.
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