ES2205463T3 - Mecanismo de control giratorio para cateter orientable. - Google Patents

Mecanismo de control giratorio para cateter orientable.

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ES2205463T3 ES98911769T ES98911769T ES2205463T3 ES 2205463 T3 ES2205463 T3 ES 2205463T3 ES 98911769 T ES98911769 T ES 98911769T ES 98911769 T ES98911769 T ES 98911769T ES 2205463 T3 ES2205463 T3 ES 2205463T3
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Abstract

Mecanismo (30) de control para manipular un par de hilos (18, 20) de control que tienen partes distales respectivas ancladas al extremo (16) distal de un catéter orientable correspondientes a desviaciones direccionales predeterminadas de dicho catéter, incluyendo dicho mecanismo de control: - un dispositivo (32) de accionamiento que puede girar alrededor de un eje central; y - un dispositivo (60) de desviación acoplado a dicho dispositivo de accionamiento y que comprende un par de poleas (62, 64) que pueden girar independientemente dispuestas coaxialmente en dicho eje central, caracterizado porque cada polea (62, 64) incluye un elemento (82, 84) de conexión respectivo para anclar radialmente el extremo proximal respectivo de un hilo (18 ó 20) de control y porque dichas poleas responden selectivamente a la rotación direccional de dicho dispositivo (32) de accionamiento, ya que dicho dispositivo de accionamiento gira en una dirección radial selectiva, para colocar uno seleccionado de dichoshilos (18 ó 20) en tensión mediante la polea (62 ó 64) seleccionada, mientras que la otra de dichas poleas mantiene dicho otro de dichos hilos en un estado estático minimizando así la fatiga del hilo de control.

Description

Mecanismo de control giratorio para catéter orientable.
Campo de la invención
La invención se refiere al campo de los catéteres orientables y, más particularmente, a un mecanismo de control para manipular un par de hilos de control, que tienen partes distales respectivas ancladas al extremo distal de un catéter orientable, que corresponden a desviaciones direccionales predeterminadas de dicho catéter, incluyendo dicho mecanismo de control un dispositivo de accionamiento que puede girar alrededor de un eje central y un dispositivo de desviación acoplado a dicho dispositivo de accionamiento y que comprende un par de poleas, que pueden girar independientemente, dispuestas coaxialmente sobre dicho eje central.
Antecedentes de la invención
A menudo, los médicos deben acceder comúnmente al interior del cuerpo humano para llevar a cabo diagnósticos detallados en tejidos o procedimientos quirúrgicos. Como una herramienta indispensable para tales procedimientos, los catéteres proporcionan convenientemente un medio de acceso sin el traumatismo agresivo a menudo asociado, por ejemplo, con la cirugía a corazón abierto. Cuando se insertan dentro de los vasos sanguíneos del organismo, se debe poder controlar precisamente la posición de tales catéteres, como ejemplos, los electrodos de extirpación quirúrgica o las sondas de toma de imágenes que se aproximan a tejidos específicos de interés.
Para permitir la manipulación del catéter con precisión dentro de los vasos sanguíneos, aquellos expertos en la técnica han puesto en práctica mecanismos de hilo de control que "orientan" selectivamente la punta distal del catéter mientras que el cirujano inserta el dispositivo dentro del organismo. Tales mecanismos normalmente incluyen un par de hilos de control con extremos distales anclados a localizaciones específicas en la punta distal del cuerpo del catéter que corresponden al movimiento de desviación predeterminado. Los extremos proximales de los hilos se montan en un accionador giratorio que responde al cirujano para colocar uno de los hilos en tensión, que tira en el extremo del catéter para la desviación en una primera dirección, mientras que simultáneamente se comprime o se tuerce el otro hilo. Un ejemplo de tal configuración de catéter que incorpora tal mecanismo de control puede encontrarse en la patente de los EE. UU. número 5.383.852, cedida al cesionario de la presente invención.
Aunque tales dispositivos generalmente proporcionan un grado relativamente elevado de desviación direccional para la punta del catéter, durante un periodo de tiempo relativamente corto, el tensionado y la torcedura repetitivos de los hilos de control puede producir la fatiga del hilo de control. Como resultado, la duración funcional del dispositivo puede acortarse sustancialmente.
Para encarar el problema de la fatiga del hilo en un catéter orientable, una propuesta realizada por Thompson (patente de los EE. UU. número 5.358.478) describe una leva giratoria formada por una primera superficie de leva de un primer radio sobre el lado derecho de una rueda asimétrica de la leva. El lado izquierdo de la rueda de la leva se forma de una segunda superficie de leva de un segundo radio diferente. La leva giratoria incluye agujeros roscados para alojar de manera roscada los topes ajustables. Los extremos proximales de los cables orientables primero y segundo pasan a través de las aberturas centrales formadas en los topes respectivos y se unen a las terminaciones respectivas del hilo de orientación.
Durante el funcionamiento, forzando la leva giratoria hacia la izquierda, el segundo tope del hilo de orientación resiste contra el bloque terminal izquierdo y la superficie de leva. Este movimiento tensiona el segundo cable de orientación para desviar la punta del catéter hacia la izquierda, mientras que el primer cable de orientación permanece relajado. Asimismo, forzando la leva giratoria hacia la derecha coloca el primer cable de orientación en tensión, mientras que el segundo cable de orientación permanece relajado.
Aunque este dispositivo funciona bien para los propósitos a los que está destinado, los operarios pueden experimentar fatiga en la manipulación del catéter durante periodos prolongados de tiempo. Esto puede producirse porque el radio de la rueda de leva con respecto al hilo de control cargado aumenta a medida que aumenta la carga. La carga adicional produce mayor momento de torsión en el accionador, contribuyendo a la fatiga del operario dentro de un tiempo relativamente corto.
Un segundo propósito para encarar la fatiga del hilo de control, realizado por Lundquist (patente de los EE. UU. número 5.395.327) describe tensionar independientemente un primer cable de orientación mientras se mantiene simultáneamente un segundo cable de orientación en reposo. El dispositivo incluye dos ruedas de leva separadas dispuestas en línea a lo largo del cuerpo del catéter y unidas a los respectivos cables de orientación. Las ruedas de leva están unidas independientemente para separar los tiradores del operario. Durante su uso, el operario hace girar una rueda para colocar un hilo en tensión y doblar la punta del catéter en consecuencia. Para llevar a cabo la desviación en otra dirección, el operario cambia al otro tirador. A medida que aumenta la carga sobre cada rueda a partir del tensionado de los cables respectivos, aumenta correspondientemente el momento de torsión sobre los tiradores respectivos. Como resultado, puede producirse la fatiga del operario dentro de un periodo de tiempo relativamente corto. Además, debido a la disposición dual de tiradores, el funcionamiento del dispositivo es algo más complejo que una configuración de tirador unitario.
El documento US-A-5.413.107 describe un mecanismo de control según el preámbulo de la reivindicación 1 en el que se describe una sonda ultrasónica endoscópica que tiene dos tiradores de control coaxiales para la articulación de la sonda. Cada tirador de control acciona un cabrestante, controlando los cabrestantes la tensión sobre dos pares de elementos de tensión, mediante la liberación de la tensión en uno de los elementos de los pares de elementos de tensión, mientras se ejerce tensión sobre el otro. De nuevo, el tensionado y la torcedura repetitivos de los elementos de tensión pueden dar como resultado problemas de fatiga.
Por tanto, se necesita un mecanismo de control mejorado de catéter orientable que minimice la fatiga del hilo de control. Además, también se necesita un mecanismo de control capaz de minimizar la fatiga del operario. El mecanismo de control de la presente invención satisface estas necesidades.
Sumario de la invención
El mecanismo de control según la presente invención se caracteriza por los rasgos distintivos de la reivindicación 1.
El mecanismo de control de la presente invención proporciona la capacidad de colocar selectivamente un hilo de control en tensión mientras se mantiene simultáneamente el otro hilo en un estado estático. Manteniendo el estado estático, se minimiza sustancialmente la fatiga del hilo de control debida a la torcedura repetitiva. Además, según una realización preferida, la presente invención también minimiza la fatiga del operario manteniendo el momento de torsión sobre el accionador a un nivel constante durante el aumento de la carga del hilo de control. Para este fin, las poleas están formadas cada una con una superficie de desviación excéntrica para ajustar tangencialmente los hilos de control e incluye un radio que se puede reducir en respuesta a la rotación del dispositivo de accionamiento desde una posición neutral predeterminada. Las poleas son funcionales, a medida que el dispositivo de accionamiento gira en una dirección radial seleccionada, para colocar un hilo seleccionado de los hilos en tensión a medida que disminuye el radio y reducir correspondientemente el momento de torsión que actúa sobre el dispositivo de accionamiento, minimizando así la fatiga del operario.
Otras características y ventajas de la presente invención serán evidentes a partir de la siguiente descripción detallada cuando se lea junto con los dibujos adjuntos.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es una vista en perspectiva de un catéter orientable que pone en práctica un mecanismo de control giratorio según una realización de la presente invención;
la figura 2 es una vista en sección transversal parcial a lo largo de la línea 2-2 de la figura 1;
la figura 3 es una vista en despiece ordenado en perspectiva de un mecanismo de control giratorio según una realización de la presente invención;
la figura 4 es una ilustración esquemática del mecanismo de control en una posición neutral;
las figuras 5-6 son ilustraciones esquemáticas que muestran el funcionamiento giratorio del mecanismo de control; y
las figuras 7-9 son ilustraciones esquemáticas que muestran el movimiento de curvado distal del extremo distal del catéter que corresponde al funcionamiento del mecanismo de control mostrado en las figuras 4-6.
Descripción detallada de las realizaciones preferidas
Los catéteres orientables proporcionan a los médicos, o a los operarios, una herramienta indispensable para acceder convenientemente al interior del cuerpo humano sin el nivel de traumatismo comúnmente asociado con técnicas quirúrgicas más agresivas. Tal como se muestra en el ejemplo en la figura 1, un catéter orientable según una realización de la presente invención y designado generalmente en 12, incluye un mango 14 hueco alargado. El interior del mango define un compartimento 15 para alojar un mecanismo de control según la presente invención y designado generalmente en 30.
Haciendo referencia adicionalmente a la figura 1, un árbol 16 flexible estrecho se proyecta longitudinalmente desde un extremo del mango para la inserción intravascular. El árbol se forma normalmente de un material de poliuretano de una rigidez predeterminada e incluye uno o más lúmenes que se extienden longitudinalmente (no mostrados) para dirigir dos o más hilos 18 y 20 de control o de orientación (figuras 7-9) a través de ellos.
Para realizar la orientación con precisión del extremo 16 distal del catéter durante la inserción intravascular, los hilos 18 y 20 de control se dirigen longitudinalmente a través del lumen del árbol del catéter y se montan respectivamente en puntos distales específicos en el árbol, de manera que la tensión sobre un hilo seleccionado desvíe el árbol en una dirección previsible. Los extremos proximales de los hilos de control terminan normalmente en pasadores 22 y 24 respectivos (figura 3) para anclar el mecanismo 30 de control dentro del compartimento 15.
En referencia ahora a las figuras 2 y 3, el mecanismo de control de la presente invención 30 incorpora un dispositivo 32 de accionamiento giratorio, y un dispositivo 60 de desviación que tiene un radio que se puede reducir en respuesta al funcionamiento del dispositivo de accionamiento y que es capaz de colocar selectivamente uno de los dos hilos de control en tensión mientras mantiene el otro hilo en un estado estático.
Haciendo referencia adicionalmente a las figuras 2 y 3, el dispositivo 32 de accionamiento comprende un conmutador 34 rotativo circular formado centralmente con un huso 38 cilíndrico que se proyecta axialmente desde una pestaña 40 hacia el interior del conmutador rotativo. El huso incluye un taladro pasante axial formado centralmente para alojar un cierre 48 roscado que monta giratoriamente el dispositivo de accionamiento a un agujero roscado formado en el compartimento 15. Un canal 50 anular formado externamente sobre el huso proporciona una ranura radial para fijar un tope 52 de huso. Un pasador 42 de arrastre que se proyecta axialmente se dispone a una distancia radial predeterminada desde el huso 38 y proporciona una característica importante accionando selectivamente el dispositivo 60 de desviación para producir tensión sobre uno de los hilos según la rotación direccional del conmutador rotativo.
Para el control táctil máximo, el conmutador 34 rotativo está formado con una periferia 44 externa finamente dentada. Adicionalmente, para fijar convenientemente el mecanismo 30 de control en una posición neutral, se configura una entalladura 46 de localización aproximada en la rueda para abrir verticalmente y presentar un marcador identificable como "neutral".
El dispositivo 60 de desviación comprende un par de poleas 62 y 64 excéntricas, que se accionan de manera independiente, respectivamente formadas con aberturas 66 y 68 axiales para alojar el huso 38 en relación coaxial. Las poleas se forman como un par especular, con superficies 70 y 72 de desviación excéntricas respectivas que definen respectivamente un radio variable en relación con el centro del huso, que define un eje central. Formadas en la periferia de las superficies de desviación están las hendiduras 74 y 76 respectivas para ajustar y enroscar los hilos 18 y 20 de control respectivos durante el funcionamiento.
Una característica particularmente ventajosa de la presente invención implica la orientación de las superficies 70 y 72 de desviación con respecto a los hilos de control, de tal manera que el accionamiento de una polea seleccionada reduce el radio entre el punto de ajuste con el hilo de control y el eje central. Mediante la reducción del radio aproximadamente a la mitad, el inventor ha descubierto que el momento de torsión que actúa sobre el conmutador rotativo puede mantenerse sustancialmente constante bajo cargas de tensión que aumentan proporcionalmente sobre la polea seleccionada, disminuyendo así correspondientemente la fatiga del operario.
Las poleas 62 y 64 están formadas además con lengüetas 78 y 80 del accionador respectivas, elevadas radialmente hacia fuera desde los lados posteriores respectivos de la polea. Las lengüetas respectivas se compensan en una relación especular, cuando se ensamblan al conmutador rotativo, para extender el pasador de arrastre y realizar el accionamiento selectivo de una polea respectiva en respuesta al avance direccional del pasador de arrastre. Las aberturas 82 y 84 axiales formadas cerca de las lengüetas sirven para anclar radialmente los pasadores 22 y 24 del hilo de control respectivo.
El ensamblaje del mecanismo 30 de control comprende técnicas bastante sencillas bien conocidas por aquellos expertos en la técnica y comienza montando primero el huso al conmutador 34 rotativo. Con el eje del catéter situado en una orientación sustancialmente recta, los pasadores 22 y 24 del hilo de control respectivos se insertan entonces en las aberturas 82 y 84 formadas complementariamente en las poleas respectivas. El huso puede insertarse entonces coaxialmente a través de las poleas respectivas con el pasador 42 de arrastre colocado a medio camino entre las dos lengüetas 78 y 80 compensadas simétricamente. Para mantener la alineación axial, el tope 52 de huso encaja de manera segura dentro del canal 50 anular e incluye una pestaña 88 que se proyecta radialmente para minimizar el movimiento axial relativo entre las poleas.
Una vez completado el subensamblaje del mecanismo de control, el fabricante puede pasar a instalar el subensamblaje en un alojamiento o mango adecuados tal como es bien conocido en la técnica. Normalmente, el mecanismo de control se instalará de tal manera que el conmutador rotativo se proyecte hacia fuera desde el mango para lograr el acceso libre del operario. Tras la instalación, se calibra el mecanismo de control con respecto al árbol del catéter de tal manera que el indicador 46 de la posición "neutral" corresponda al árbol que está en un estado relajado con los hilos de control respectivos en un estado estático. Una parte de la calibración incluye orientar las poleas respectivas de tal manera que el punto de contacto con los hilos respectivos, tal como se muestra en la figura 4, forme un radio "R" con respecto al eje central.
Durante el funcionamiento, el ensamblaje 12 de catéter se fijará normalmente a la configuración neutral o relajada calibrada, tal como se muestra en las figuras 4 y 7. La confirmación visual del estado neutral puede realizarse haciendo referencia simplemente a la posición de la entalladura 46 formada, que normalmente se abre verticalmente. El catéter puede insertarse entonces en el vaso sanguíneo de interés.
Una vez insertado en el organismo, la manipulación de la punta distal del catéter puede realizarse haciendo girar el conmutador rotativo en una dirección correspondiente a la dirección deseada de desviación. En referencia ahora a la figura 5, una rotación en el sentido de las agujas del reloj de la rueda desplaza radialmente el pasador 42 de arrastre para ajustar la lengüeta 78 superior de la polea 62 y logra el accionamiento en la dirección de la rotación del conmutador rotativo. La rotación de la polea produce una acción de roscado sobre el hilo 18 inferior anclado y orienta la superficie 70 de desviación en el ajuste tangencial con el hilo para situarlo en tensión. La acción de la superficie de desviación tira eficazmente del hilo para desviar correspondiente la punta distal del árbol 16 del catéter, tal como se muestra en la figura 8.
En funcionamiento, el accionamiento del conmutador rotativo produce el apalancamiento de una magnitud correspondiente al radio de la polea entre el punto de ajuste con el hilo tensionado y el eje central. La longitud del brazo de palanca, o radio, contribuye al momento de torsión experimentado por el operario al accionar el conmutador rotativo. Aunque la rotación continuada de la polea aumenta la carga de tensión sobre el hilo, debido a que el radio de la polea desminuye hasta un radio "r" (figura 5) con la rotación continuada, el momento de torsión experimentado en el conmutador rotativo que resulta de los efectos combinados de la tensión adicional y el radio reducido permanece sustancialmente constante. Por tanto, durante un periodo de tiempo se reduce considerablemente la fatiga del operario a partir de la variación de los niveles de momento de torsión.
Aunque el accionamiento de la polea seleccionada a partir del conmutador rotativo somete al hilo 18 inferior a una fuerza de tensión, el hilo 20 superior, que está anclado a la polea 64 inalterada, permanece en un estado estático. La relación independiente entre las dos poleas y la interacción unidireccional entre las lengüetas del accionador respectivas y el pasador de arrastre preserva la naturaleza estática de la otra polea y, en consecuencia, al hilo. Esta característica elimina prácticamente la compresión o torcedura del hilo no seleccionado e inhibe sustancialmente la fatiga prematura del hilo debido a tal torcedura.
Para manipular la punta del catéter en otra dirección, el operario simplemente gira el conmutador rotativo hacia atrás, de tal manera que el pasador guía se retrae de la lengüeta 78 superior de la polea. Durante la retracción, la tensión acumulada en el hilo sirve como medio de desviación para devolver la polea 62 a su estado estático o neutral calibrado. La rotación hacia atrás continuada del conmutador rotativo dirige entonces el pasador 42 de arrastre en contacto con la lengüeta 80 inferior de la polea para accionar la otra polea 64. Las figuras 6 y 9 ilustran esta actividad, con resultados similares a los tratados anteriormente.
Aunque el mecanismo de control de la presente invención se ha descrito como el único dispositivo de manipulación para el árbol del catéter, se entenderá que pueden ponerse en práctica uno o más mecanismos de control adicionales para complementar la invención. Por ejemplo, las capacidades de la presente invención pueden complementarse mediante un mecanismo de control deslizable (no mostrado) dispuesto en las proximidades del conmutador rotativo para realizar el control orientable sobre los hilos de control adicionales que se encaminan a través del árbol y se anclan al extremo distal del árbol.
Los expertos en la técnica apreciarán los muchos beneficios y ventajas permitidos por el mecanismo de control de la presente invención. La presente invención reduce significativamente la fatiga prematura del hilo debida a la compresión o torcedura del hilo no cargado durante el funcionamiento. Esta característica se lleva a cabo mediante la puesta en práctica de poleas que pueden girar independientemente en respuesta al desplazamiento direccional del conmutador rotativo. También tienen importancia significativa los radios que pueden reducirse de las respectivas superficies de desviación de la polea que proporcionan un momento de torsión relativamente constante sobre el conmutador rotativo, incluso con incrementos en la carga de tensión del hilo seleccionado. Manteniendo un nivel constante de momento de torsión, la fatiga del operario se minimiza significativamente.
Aunque la invención se ha mostrado y descrito particularmente con referencia a las realizaciones preferidas de la misma, aquellos expertos en la técnica entenderán que pueden hacerse en la misma varios cambios en la forma y detalle sin apartarse del alcance de la invención, tal como se define en las reivindicaciones adjuntas.

Claims (7)

1. Mecanismo (30) de control para manipular un par de hilos (18, 20) de control que tienen partes distales respectivas ancladas al extremo (16) distal de un catéter orientable correspondientes a desviaciones direccionales predeterminadas de dicho catéter, incluyendo dicho mecanismo de control:
- un dispositivo (32) de accionamiento que puede girar alrededor de un eje central; y
- un dispositivo (60) de desviación acoplado a dicho dispositivo de accionamiento y que comprende un par de poleas (62, 64) que pueden girar independientemente dispuestas coaxialmente en dicho eje central, caracterizado porque cada polea (62, 64) incluye un elemento (82, 84) de conexión respectivo para anclar radialmente el extremo proximal respectivo de un hilo (18 ó 20) de control y porque dichas poleas responden selectivamente a la rotación direccional de dicho dispositivo (32) de accionamiento, ya que dicho dispositivo de accionamiento gira en una dirección radial selectiva, para colocar uno seleccionado de dichos hilos (18 ó 20) en tensión mediante la polea (62 ó 64) seleccionada, mientras que la otra de dichas poleas mantiene dicho otro de dichos hilos en un estado estático minimizando así la fatiga del hilo de control.
2. Mecanismo (30) de control según la reivindicación 1, en el que:
- dicho dispositivo de accionamiento comprende un accionador (34) controlable manualmente; y
- dichas poleas (62, 64) responden selectivamente a la rotación direccional de dicho accionador.
3. Mecanismo (30) de control según la reivindicación 2, en el que dicho accionador comprende un conmutador (34) rotativo circular.
4. Mecanismo (30) de control según la reivindicación 1, en el que dichas poleas (62, 64) comprenden poleas de leva excéntricas respectivas.
5. Mecanismo (30) de control según la reivindicación 3, en el que:
- dicho conmutador (34) rotativo incluye un pasador (42) formado dispuesto radialmente hacia fuera desde dicho eje central; y
- dichas poleas (62, 64) incluyen lengüetas (78, 80) formadas respectivas que se proyectan radialmente hacia fuera para ajustar selectivamente dicho pasador a medida que gira dicho accionador en una dirección seleccionada, colocando así uno seleccionado de dichos hilos (18, 20) en tensión.
6. Mecanismo (30) de control según la reivindicación 4, en el que dichas poleas excéntricas están formadas cada una con una superficie (70, 72) de desviación excéntrica para ajustar tangencialmente dichos hilos (18, 20) de control, teniendo dicha superficie un radio que puede reducirse en respuesta a la rotación de dicho accionador (34) desde una posición neutral predeterminada, dichas poleas funcionales, a medida que dicho dispositivo de accionamiento gira en una dirección radial seleccionada alejándose de dicha posición neutral, para colocar uno seleccionado de dichos hilos en tensión, a medida que se reduce el radio y disminuye correspondientemente el momento de torsión que actúa sobre dicho dispositivo de accionamiento minimizando así la fatiga del operario.
7. Mecanismo (30) de control según la reivindicación 6, en el que dichas superficies (70, 72) de desviación respectivas se forman de tal manera que la rotación de una seleccionada de dichas levas disminuya dicho radio proporcionalmente a dicha tensión para mantener un momento de torsión constante sobre dicho dispositivo de accionamiento.
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