ES2211456T3 - Dispositivo quirurgico con sensor de imagen montado de forma integral. - Google Patents

Abstract

Dispositivo quirúrgico para su uso con una pantalla de vídeo, destinándose dicho dispositivo quirúrgico para retraer, visualizar y acceder al tejido, comprendiendo dicho dispositivo quirúrgico: a. una plataforma alargada (12) que tiene unos extremos proximal y distal; b. un cabezal cóncavo (30) conectado a dicho extremo distal de dicha plataforma, definiendo el cabezal cóncavo una cavidad (32) dentro del mismo, en el que dicha cavidad proporciona un espacio de trabajo para un efector terminal (90) de un instrumento; c. un sensor (40) de imágenes unido al interior de dicho cabezal cóncavo, suministrando dicho sensor de imagen una señal eléctrica con destino a una pantalla (44) de vídeo, y un medio (43) de transmisión de señal para transferir dicha señal eléctrica a una pantalla de vídeo, por medio de lo cual el tejido situado dentro del espacio operativo puede ser representado en imágenes mediante dicho sensor de imagen; y d. una fuente (68) de energía para operar dicho sensor de imagen.

Description

Dispositivo quirúrgico con sensor de imagen montado de forma integral.

Campo de la invención

La presente invención se refiere, en general, a instrumentos quirúrgicos y a la videoendoscópia. En particular, la presente invención se refiere a un instrumento endoscópico para recolectar una sección de un vaso sanguíneo procedente de un paciente intervenido quirúrgicamente.

Antecedentes de la invención

Son bien conocidas las ventajas de utilizar la visualización endoscópica durante procedimientos quirúrgicos en pacientes. Dichos procedimientos son mínimamente invasivos, suponen estancias hospitalarias más cortas, una recuperación más rápida, una menor incidencia estética y unos costes globales más bajos en comparación con los procedimientos "abiertos" convencionales.

Asimismo son bien conocidos los instrumentos y procedimientos endoscópicos quirúrgicos para extraer una sección de un vaso sanguíneo de un paciente sometido a cirugía para su uso en otra parte del cuerpo del paciente o para su trasplante al cuerpo de un segundo paciente. En la Patente estadounidense Re. 36.043, concedida a Knighton se describen un endoscopio y un procedimiento para la extracción de venas. El endoscopio tiene una luz que se extiende longitudinalmente y en la que se aloja al menos un instrumento y que incluye un medio para visualizar un área adyacente al extremo distal de la luz. En la Patente de Knighton (36.043), una imagen del tejido es transmitida ópticamente a través de un tubo transmisor desde el extremo distal del dispositivo hasta el extremo proximal. La imagen es convertida en señal eléctrica mediante un sensor externo para su transmisión a un monitor externo. La fuente de iluminación es también externa y está operativamente conectada al tubo transmisor. Las porciones de iluminación y visualización por fibra óptica del endoscopio son separables del dispositivo para su limpieza y reutilización. El dispositivo empleado para el procedimiento descrito en la Patente de Knighton (36.043), sin embargo, no incluye una estructura en su extremo distal para crear un espacio operativo sin obstrucciones cerca del emplazamiento quirúrgico para la disección del vaso. El dispositivo descrito tiene también que utilizarse con una fuente de luz separada, una cámara, un controlador de la cámara y un monitor de vídeo. Este equipo cuesta varios miles de dólares y requiere su limpieza y mantenimiento antes de cada uso. Las porciones del sistema de visualización situado dentro del campo quirúrgico estéril tienen también que esterilizarse o sustituirse antes de su uso en cada paciente, contribuyendo al coste del procedimiento quirúrgico.

Otro ejemplo de un dispositivo del tipo indicado se divulga en las Patentes estadounidenses 5.722.934 y 5.667.480, concedidas a Knight, et al, que en este momento se incorporan por referencia a la presente memoria. Knight describe en las Patentes 5.722.934 y 5.667.480 un procedimiento y unos dispositivos, respectivamente, para la extracción endoscópica de un vaso del cuerpo de un paciente. Los dispositivos incorporan una luz longitudinal para que pueda utilizarse en combinación con los endoscopios reutilizables convencionales. Primeramente se practica una incisión en el cuerpo del paciente cerca del vaso identificado. Se inserta un disector óptico a través de la incisión y, a continuación, se inserta el endoscopio dentro de un canal que discurre longitudinalmente a lo largo del disector óptico. El tejido es ópticamente disecado separándolo de la superficie del vaso con el disector óptico. El disector óptico tiene un cabezal cóncavo montado en el extremo distal para separar el tejido del extremo distal del endoscopio y para crear un espacio inicial alrededor del vaso que va a recolectarse. El disector óptico y el endoscopio son entonces retirados del cuerpo para insertar un retractor óptico dentro del cuerpo a través de la incisión. El endoscopio se inserta dentro de un canal que discurre longitudinalmente a lo largo del retractor óptico, el cual se utiliza luego para retraer el tejido disecado separándolo de la superficie del vaso. Se incorpora un cabezal óptico unido al extremo distal del retractor óptico para facilitar la retracción de tejido separándolo del vaso. El cabezal cóncavo destinado al retractor óptico es mayor que el cabezal cóncavo del disector óptico, y proporciona así un espacio operativo alrededor del vaso que va a recolectarse. El vaso y sus ramas laterales son luego disecadas, ligadas y seccionadas transversalmente. El vaso se extrae entonces del cuerpo a través de la incisión. Este procedimiento quirúrgico está especialmente indicado para la extracción de la vena safena de la pierna, para utilizarse como injerto en un procedimiento de injerto por bypass de las arterias coronarias (CABG) con destino al mismo paciente. Los pacientes sometidos a este procedimiento quirúrgico endoscópico para la extracción de la vena safena de la pierna han experimentado un dolor significativamente menor, durante su recuperación, que los pacientes sometidos al procedimiento quirúrgico abierto más tradicional, en el que se practica una incisión de casi la entera longitud de la pierna del paciente. Utilizando el procedimiento endoscópico, en comparación con el empleo del procedimiento abierto, se reduce también el tiempo de recuperación y las complicaciones asociadas a éste.

A pesar de los avances de la técnica quirúrgica proporcionados con el procedimiento y dispositivos descritos por Knight, la necesidad de utilizar dispositivos con un sistema de visualización endoscópico convencional separado, presenta también algunos de los inconvenientes señalados en relación con los instrumentos empleados en el procedimiento divulgado por Knighton. Los costes iniciales del equipo capital, el suministrar espacio en la sala de operaciones para el equipo, el mantenimiento, limpieza y esterilización, todo contribuye al incremento de los costes del procedimiento quirúrgico. Además, la ejecución del procedimiento endoscópico de recolección de vasos tiene una curva de aprendizaje asociada. El manejo del equipo convencional endoscópico para el registro de imágenes y el cableado, al tiempo que se controla la técnica quirúrgica constituye una carga adicional para el cirujano. Otra limitación de los instrumentos de la técnica prioritaria es el acceso. La longitud del retractor óptico no puede ser mayor que la longitud del endoscopio que se inserta en la luz longitudinal del retractor óptico. Esto es así porque el endoscopio debe extenderse hasta el extremo distal del retractor óptico para visualizar el tejido que está diseccionándose. Esta limitación de la longitud puede afectar de modo adverso, en algunos procedimientos, el acceso del retractor óptico al emplazamiento quirúrgico deseado.

Los instrumentos para la recolección de vasos descritos hasta el momento emplean unas técnicas de registro de imágenes endoscópicas convencionales. Los endoscopios convencionales están construídos de forma que un objetivo y una lente ocular están dispuestos en unas porciones terminales opuestas de las fibras ópticas para la transmisión de una imagen. Se hace que la imagen de un artículo que va a observarse se focalice en la cara de un extremo de las fibras ópticas y que la imagen transmitida a través de las fibras ópticas y que aparece en la otra cara terminal sea observada a través de la lente ocular. Más recientemente, se han construído endoscopios en los cuales se emplea un sensor de imagen para sustituir la lente ocular y convertir la imagen óptica enfocada sobre el sensor en señales eléctricas. El sensor de imagen normalmente incluye un conjunto de elementos de detección de luz, en el que cada elemento produce una señal correspondiente a la intensidad de la luz que incide en ese elemento cuando se enfoca una imagen sobre el conjunto. Estas señales pueden entonces utilizarse, por ejemplo, para proyectar una imagen correspondiente en un monitor o si no utilizarse para proporcionar información acerca de la imagen óptica.

Un tipo muy común de sensor de imagen es un CCD (Dispositivo de Transferencia de Carga)
(Charged Coupled Device). Un ejemplo de un dispositivo médico que utiliza un CCD es el que incorpora el documento WO99/23812 concedido a Avni. Dicho dispositivo médico comprende una plataforma alargada, un cabezal cóncavo que define una cavidad, estando situado un CCD dentro del cabezal y comprendiendo asimismo una fuente de suministro de energía.

Los CCDs han experimentado una gran mejora en los últimos años, y ahora proporcionan imágenes con una buena resolución. Los chips de circuito integrado que contienen un sensor de imagen CCD tienen, sin embargo, una proporción escasa de circuitos en buenas condiciones durante su fabricación y son costosos debido al tratamiento especializado que conllevan. Los CCDs son de una elevada complejidad y consumen una cantidad relativamente grande de energía. Un CCD requiere también el suministro de un conjunto de voltajes diferentes a las diferentes partes del chip con múltiples conducciones de energía eléctrica. Debido a su tamaño, los CCDs están normalmente montados en la porción proximal del instrumento médico endoscópico en la que un tamaño mínimo es menos importante que en el extremo distal de los instrumentos. El CCD debe utilizarse en combinación con un dispositivo de videotratamiento para convertir la imagen en un formato eléctrico que pueda utilizarse por una pantalla de vídeo. El dispositivo de videotratamiento puede construirse en un chip relativamente pequeño montado dentro del instrumento, pero normalmente el dispositivo irá montado dentro de una unidad de torre separada junto con una fuente de suministro de energía, una fuente de suministro de luz, una pantalla de vídeo, y otros componentes requeridos. Los CCDs tienen baja sensibilidad a la luz y, por consiguiente, requieren una fuente lumínica muy intensa. Los sistemas comercialmente disponibles de registro de imágenes a base de CCD contienen una fuente de luz de xenón de alta intensidad, situada en la unidad de torre. La luz es transmitida a través de una fibra óptica hasta el extremo distal del instrumento para iluminar la imagen. La intensidad de la luz transmitida es una función de la longitud y de la orientación de las fibras ópticas. Las pérdidas de energía son muy significativas respecto de las fibras ópticas que tienen varios centímetros de largo (para llegar desde el instrumento de sujeción a mano hasta la unidad de torre) y tienen numerosos pliegues, lo mismo que en un cable flexible de transmisión óptica.

Un tipo de sensor de imagen mucho menos costoso es el constituido en forma de circuito integrado utilizando un procesamiento CMOS (Metal Oxido Complementario Semiconductor) (Complementary Metal Oxide Semiconductor). En dicho sensor de imagen tipo CMOS, se utiliza, como elemento de detección de luz, un fotodiodo o fototransistor (u otro dispositivo adecuado), en el que la conductividad del elemento se corresponde con la intensidad de la luz que incide en el elemento. La señal variable así generada por el elemento de detección de luz es una señal analógica cuya magnitud es aproximadamente proporcional (dentro de un cierto límite) a la cantidad de luz que incide en el elemento. Un ejemplo de un dispositivo médico que utiliza un chip CMOS se encuentra en la Patente estadounidense 5.817.015 concedida a Adair el 6 de octubre de 1998, y que aquí se incorpora por referencia a la presente memoria.

Es conocida la formación de estos elementos de detección lumínicos en una matriz de núcleos magnéticos de dos dimensiones dirigible por fila y columna. Una vez que una fila de elementos ha sido dirigida, las señales analógicas procedentes de cada uno de los elementos de detección lumínicos son acoplados a las respectivas columnas de la matriz. En algunos sistemas basados en el CMOS puede emplearse un convertidor A/D (Analógico a Digital) (Analog-to-Digital) para convertir las señales analógicas de las columnas en señales digitales para obtener únicamente señales digitales en la salida del chip sensor de imagen. Estas señales pueden entonces ser transmitidas a una pantalla de vídeo para la visualización de la imagen. Ejemplos de este tipo de formato de vídeo incluyen el formato PAL comúnmente utilizado en las televisiones europeas y el formato de vídeo S, de alta resolución, utilizado, por ejemplo, en salas de intervenciones quirúrgicas. (La mayoría de los sistemas endoscópicos basados en el CCD incluyen también el formato de vídeo S). Otros sistemas basados en el CMOS envían una señal analógica a la pantalla de vídeo. Un ejemplo de este tipo de formato es el formato NTSC, como por ejemplo el empleado para la televisión estándar de Estados Unidos. Este último, por consiguiente, es un formato muy popular para sistemas basados en el CMOS, debido al enorme número de televisiones con NTSC disponible.

Los sensores de imagen CMOS son en general varias veces más sensibles a la luz que los sensores de imagen CCD. Como resultado de ello, la intensidad de luz requerida para iluminar la imagen cuando se utiliza un sistema CMOS (normalmente inferior o igual a un lux) es mucho menor que la que tiene que suministrarse mediante la fuente de luz para un sistema CCD. De hecho, una fuente de energía lumínica muy baja, como por ejemplo un filamento de
tungsteno, incandescente, para una bombilla de pluma, situada cerca del área que está siendo representada, o utilizada con una longitud corta de un elemento de transmisión de luz, como por ejemplo una barra acrílica, es suficiente para que el sistema CMOS obtenga una buena imagen. La fuente de luz de baja potencia y el elemento de transmisión son lo suficientemente pequeños para alojar en su interior un instrumentos médico endoscópico, de sujeción manual. La fuente de luz de xenón del sistema CCD, sin embargo, es necesariamente mayor de lo que permitiría su alojamiento en un instrumento médico endoscópico, y, por consiguiente, se monta en la unidad de torre y se utiliza con un elemento de transmisión de fibras ópticas largas con las pérdidas inherentes ya descritas.

Los sensores de imagen CMOS requieren muy poca energía eléctrica y resulta práctico utilizar pequeñas pilas (de 6 a 9 Vcc) para ponerlas en funcionamiento, aunque puede utilizarse un sensor de imagen CMOS con un suministro de energía de cc convencional conectado a un enchufe de pared. Los sensores de imagen CCD, sin embargo, requieren mucha más energía operativa (normalmente y de modo aproximado 60 voltios-amperios) transmitida a través de múltiples líneas de transporte de energía y no resulta práctico mantenerlos en funcionamiento con pilas, durante períodos prolongados de tiempo.

De la exposición anterior, resulta evidente que sería práctico y ventajoso eliminar la unidad de torre de un sistema de visualización endoscópico CCD, en lugar de un sistema de visualización CMOS. Tanto la fuente de luz como la fuente de energía, o bien una sola de ellas, podría integrarse en un instrumento de sujeción a mano para operar el sensor de imagen CMOS construído dentro del extremo visualizador del instrumento. La señal de salida del sensor de imagen CMOS podría entonces conectarse a una cualquiera de una serie de pantallas de vídeo, incluyendo televisiones convencionales, dependiendo del formato de vídeo escogido. Eliminando la unidad de torre, el coste del equipo capital para el hospital por llevar a cabo un procedimiento quirúrgico como una recolección de la vena safena, podría disminuir en gran medida. Esto haría que dichos procedimientos quirúrgicos fueran mucho más factibles desde el punto de vista económico para hospitales que no cuenten ya con el número requerido de los costosos sistemas de visualización endoscópicos. Además, el espacio disponible de la sala de operaciones, normalmente atestada, podría incrementarse. Y debido al coste relativamente bajo de los dispositivos de representación de imágenes basados en el CMOS, sería práctico construir instrumentos quirúrgicos endoscópicos que fueran desechables para su uso en un único paciente, de modo que no sería necesaria la limpieza y reesterilización del instrumento.

Por consiguiente, se necesita un dispositivo quirúrgico para retraer, visualizar y acceder al tejido, que incorpore las características y ventajas del retractor óptico descrito en la Patente de Knight (5.667.480) y construído de manera integral con un sensor de registro de imágenes de bajo coste. Particularmente, lo que se necesita es un retractor de registro de imágenes poco costoso que incorpore un sensor de registro de imágenes con un chip CMOS y un medio de iluminación para visualizar el tejido sobre el que se está interviniendo, disminuyendo de esta forma la necesidad de una unidad de torre separada como la utilizada en sistemas de registro de imágenes convencionales basados en el CCD.

Sumario de la invención

Se proporciona un dispositivo quirúrgico para retraer, visualizar, y acceder al tejido, particularmente para recolectar un vaso sanguíneo de un paciente intervenido quirúrgicamente. El dispositivo quirúrgico comprende una plataforma alargada y un cabezal cóncavo conectado a un extremo distal de la plataforma. El cabezal cóncavo define una cavidad dentro del mismo y proporciona un espacio operativo para un efector terminal de un instrumento. Un sensor de imagen está unido a la parte interior del cabezal cóncavo del dispositivo quirúrgico, por medio de lo cual el tejido situado dentro del espacio operativo puede representarse en imágenes mediante el sensor de imagen, y por medio de lo cual el sensor de imagen suministra una señal eléctrica a una pantalla de vídeo. Se incorpora un medio de iluminación para iluminar el tejido del interior y adyacente a la cavidad del cabezal cóncavo. El dispositivo quirúrgico comprende asimismo una empuñadura conectada al extremo proximal de la plataforma. En una forma de realización, el medio de iluminación para iluminar el tejido comprende una fuente de luz electroaccionada montada dentro del extremo proximal de la plataforma y un elemento de transmisión de luz alargado contenido de la plataforma. La luz procedente de la fuente lumínica es transmitida desde el extremo proximal del elemento de transmisión de luz a su extremo distal. En una forma de realización preferente, el sensor de imagen comprende un chip de metal óxido complementario semiconductor (CMOS) y un elemento óptico (como por ejemplo una lente) unidos al cabezal cóncavo, por medio de lo cual la luz vehícular de una imagen es transmitida a través del elemento óptico, es capturada por el chip CMOS y procesada por el chip CMOS en una señal eléctrica con destino a una pantalla de vídeo.

Breve descripción de los dibujos

Las características novedosas de la invención se exponen de modo particularizado en las reivindicaciones adjuntas. La invención misma, sin embargo, tanto respecto a la organización y procedimientos operativos, junto con los objetos y ventajas adicionales de la misma, pueden ser comprendidos de manera óptima con referencia a la descripción subsecuente, tomada en combinación con los dibujos que se acompañan en los cuales:

La Figura 1 ilustra la presente invención, un dispositivo quirúrgico para su uso con una pantalla de vídeo (mostrada genéricamente), comprendiendo el dispositivo quirúrgico un retractor de registro de imágenes que contiene un sensor de imagen y un medio de iluminación, y una fuente de energía (mostrada genéricamente).

La Figura 2 es una vista isométrica en despiece ordenado de un retractor de registro de imágenes ilustrado en la Figura 1.

La Figura 3 es una vista en sección transversal longitudinal de la porción distal del retractor de registro de imágenes ilustrado en la Figura 1.

La Figura 4 es una vista desde abajo de la porción distal del retractor de registro de imágenes ilustrado en la Figura 1.

La Figura 5 ilustra el empleo del retractor de registro de imágenes en combinación con un disector de vasos y un aplicador de clips durante un procedimiento quirúrgico de recolección de vasos.

La Figura 6 es una vista en corte de una fuente de luz alimentada por energía eléctrica de un iluminador mostrado en la Figura 2.

Descripción detallada de la invención

La Figura 1 ilustra una forma de realización de la presente invención, un retractor 10 de registro de imágenes, que comprende una empuñadura 20 conectada a un cabezal cóncavo 30 por una plataforma alargada 12. El cabezal cóncavo 30 tiene forma de cuchara y presenta un borde periférico exterior 34 y una cavidad 32 situada dentro del mismo. El cabezal cóncavo 30 está preferentemente hecho de un material transparente, como por ejemplo plástico policarbonato. La forma y tamaño del cabezal cóncavo 30, según se representa en la Figura 1, es un ejemplo de la amplia variedad de formas y tamaños que podrían incorporarse sin alterar sustancialmente la función o los resultados obtenidos con la presente invención.

El retractor 10 de registro de imágenes comprende asimismo un par de conductores 43 de señal (también designados como medios de transmisión de señal) para transmitir una señal digital o analógica a una pantalla de vídeo 44. Se incorpora un par de conductores de energía 42 para enlazar eléctricamente una fuente de energía 68 a una pastilla de chip 40 CMOS (véase la Figura 2). Un par de conductores de iluminación 72 están provistos para unir eléctricamente un iluminador 78 (también designado como medio de iluminación 78, véase la Figura 2) a una fuente de energía 68. La fuente de energía 68 está adaptada para proporcionar los voltajes adecuados de corriente continua tanto a la pastilla de chip 40 CMOS (la cual puede requerir, por ejemplo, entre 6 y 9 Vcc) como al iluminador 78 (el cual puede requerir, por ejemplo, entre 3 y 6 Vcc) empleando una circuitería electrónica convencional bien conocida por los expertos en la materia. También es posible proporcionar fuentes de energía individualmente dedicadas con destino a la pastilla de chip 40 CMOS y un iluminador 78. Además, la fuente de energía 68 puede estar físicamente separada del retractor 10 de registro de imágenes o construirse de manera integral dentro del retractor 10 de registro de imágenes. Por ejemplo, la empuñadura 20 puede contener al menos una pila eléctrica y un circuito eléctrico simple para suministrar la energía eléctrica requerida a la pastilla de chip 40 CMOS y al iluminador 78, como podrán apreciar los expertos en la materia. Los conductores de iluminación 72 y los conductores de energía 42 pueden conectarse de manera separable bien a la fuente de energía 68 o al retractor 10 de registro de imágenes utilizando unos conectores eléctricos convencionales, facilitando así la limpieza, esterilización o inutilización del retractor 10 de registro de imágenes.

La pastilla de chip 40 CMOS contiene un elemento de videotratamiento y el formato de la señal eléctrica generada puede variar. La pantalla de vídeo 44 de la Figura 1 puede, por ejemplo, ser una televisión americana convencional si la pastilla de chip 40 CMOS utiliza el formato NTSC. La pastilla de chip 40 CMOS puede también procesar una imagen en un formato PAL o S, y el tipo de pantalla de vídeo 44 requerida necesitaría por tanto ser susceptible de alojar el formato particular de la señal enviada por la pastilla de chip 40 CMOS. Para el formato de vídeo S, se requeriría un tipo de monitor digital de pantalla de vídeo 44, suministrando una muy alta resolución. Los conductores 43 de señal pueden estar conectados de forma separable bien a la pantalla de vídeo 44 bien al retractor 10 de registro de imágenes utilizando unos conectores de señal convencionales (como por ejemplo un conector RCA) bien conocidos en la técnica. Esto también facilita la limpieza, esterilización, o la inutilización del retractor 10 de registro de imágenes. La pantalla de vídeo 44 puede estar físicamente separada del retractor 10 de registro de imágenes. En la actualidad se encuentran disponibles unas pantallas de vídeo muy pequeñas de forma que sería posible también montar la pantalla de vídeo 44 en la empuñadura 20, como por ejemplo se describe por Green en la Publicación Internacional con el Número WO 97/41767. Para esta disposición, la pantalla de vídeo 44 podría también alimentarse por una fuente de
energía 68.

La Figura 2 es una vista isométrica en despiece ordenado del retractor 10 de registro de imágenes. La empuñadura 20 comprende un morro 24 que se une a un extremo proximal de la plataforma 12, y una abertura 22. El cabezal cóncavo 30 se une de modo similar a un extremo distal 14 de la plataforma 12. La empuñadura 20 y la plataforma 12 están preferentemente hechas de un plástico rígido de calidad médica, como por ejemplo policarbonato. La plataforma 12 incorpora asimismo un par de nervaduras longitudinales 17 (parcialmente visibles) que están separadas y situadas longitudinalmente a lo largo de una superficie inferior 15 de la plataforma 12.

La pastilla de chip 40 CMOS se muestra en la Figura 2 relativamente posicionada para su unión con el cabezal cóncavo 30, empleando por ejemplo un adhesivo biocompatible. Los conductores 43 de señal y los conductores 42 eléctricos, se representan unidos eléctricamente a la pastilla de chip 40 CMOS, discurriendo longitudinalmente a lo largo de las nervaduras longitudinales 17 de la plataforma 12, e insertadas en el morro 24 hasta salir por la abertura 22 de la empuñadura 20. Los conductores 43 de señal y los conductores eléctricos están preferentemente hechos de un alambre eléctrico aislado. Un ejemplo apropiado de pastilla de chip 40 CMOS se encuentra comercialmente disponible como Pieza Número (Part Number) 0V7910 comercializada por Omnivision, Inc. situada en Sunnyvale, California. Este chip CMOS es una cámara de amplio nivel en color de alta resolución que incorpora un Registrador de Imágenes en Pixeles Activos en color NTCS o PAL con un chip CMOS de 0,85 cm, con un área de imagen de 4,8 mm x 3,6 mm, de exploración entrelazada, 2:1 desequilibrada,
S-vídeo Y/C de 0,75 Ohmios, relación S/N 68/dB, sensibilidad de 0,2 Lux @, operando a una corriente de 6 a 15 voltios, cc, 150 mW, con una carga de 75 Ohmios y con unas dimensiones de 14,5 mm x 14,5 mm. Ejemplos de una fuente de energía eléctrica 68 adecuada para el chip CMOS son una pila (posiblemente recargable), un panel solar o un transformador de ca/cc convencional.

Con referencia todavía a la Figura 2, el iluminador 78 comprende una barra 70, una pieza terminal 74, una fuente de luz 73 (véase la Figura 6) situada dentro de la pieza terminal 74, y un tubo hueco 60. La barra 70 (también designada como elemento de transmisión de luz 70) tiene un extremo proximal 71 unido a la pieza terminal proximal 74. Los conductores 72 de iluminación están eléctricamente unidos a una fuente de energía eléctrica de corriente contínua situada a distancia, como por ejemplo una pila, un panel solar o un transformador de ca/cc. La barra 70 está hecha de un material transparente como por ejemplo acrílico claro, y ultrapulimentada al nivel de una cara terminal distal 76 en la cara terminal proximal 69 (véase la Figura 6) al nivel del extremo proximal 71. La cara terminal distal 76 y la cara terminal proximal 69 aparecen en la Figura 2 como superficies planas, pero ambas pueden aparecer también como convexamente curvadas para dispersar la luz o curvadas de forma cóncava para enfocar la luz. El tubo 60 tiene un extremo proximal 64 y un extremo distal 62. El tubo 60 alberga la barra 70 a lo largo de su entera longitud y está preferentemente hecha de acero inoxidable, aunque también pueden incorporarse otros materiales para obtener la necesaria rigidez y evitar el escape de la luz transmitida desde la barra 70. El tubo 60 queda fijado con un adhesivo biocompatible a la plataforma 12 entre el par de nervaduras longitudinales 17 situadas en la superficie inferior 15. En esta forma de realización, el tubo 60, los conductores 43 de señal, y los conductores de energía eléctrica 42 están adheridos a la superficie inferior 15 con un adhesivo biocompatible. Una cubierta 50 protege la pastilla de chip 40 CMOS y sujeta un elemento óptico montado en posición frontal 52 para mejorar ópticamente la imagen proyectada sobre la pastilla de chip 40 CMOS. El elemento óptico 52, por ejemplo, puede ser una lente óptica (fl. 4, por ejemplo) para enfocar una imagen sobre la pastilla de chip 40 CMOS. La cubierta 50 y el elemento óptico 52 pueden estar moldeados como pieza única a partir de un plástico ópticamente transparente, o pueden ser elementos separados unidos entre sí. Por ejemplo, el elemento óptico 52 puede estar hecho con un material cerámico óptico como por ejemplo vidrio, y unirse con un adhesivo de cinoacrilato a la cubierta 50, la cual está hecha de un plástico de calidad médico, moldeado por inyección. Como se muestra en la Figura 2, la pastilla de chip 40 CMOS, el elemento óptico 52 y la cubierta 50 son también designados conjuntamente como sensor 48 de imágenes. En otra forma de realización, el elemento óptico 52 puede incorporar un filtro óptico para filtrar selectivamente una o más longitudes de onda de luz. Por ejemplo, el elemento óptico 52 puede incorporar un filtro óptico para eliminar la longitud de onda de luz roja.

La Figura 3 es una vista en sección de una porción distal del retractor 10 de registro de imágenes. La pastilla de chip 40 CMOS está alojada en el medio de retención 31 situado dentro de la cavidad 32 del cabezal cóncavo 30. El medio de retención 31 puede estar moldeado de manera integral dentro del cabezal cóncavo 30, o puede ser una pieza separada fijada al cabezal cóncavo 30 con un adhesivo u otro medio. El elemento óptico 52 está unido a la cubierta 50 la cual está unida al medio de retención 31, de forma que el elemento óptico 52 y la pastilla de chip 40 CMOS tienen un eje geométrico de visualización común 33. Una escotadura 36 existente entre el elemento óptico 52 y la pastilla de chip 40 CMOS puede tener anchura variable, dependiendo de las especificaciones de la pastilla de chip 40 CMOS y de las propiedades ópticas del elemento óptico 52. La pastilla de chip 40 CMOS, el elemento óptico 52, y el iluminador 78 están ensamblados en una alineación que posibilita que la formación de imágenes tenga lugar en una localización óptima A. En la forma de realización preferente, la localización óptima A es también el punto focal del elemento óptico 52 y coincide con la intersección del eje geométrico de visualización 33 y un eje geométrico 35 de la cara terminal de la barra, eje que es perpendicular a la cara terminal distal 76 de la barra 70. La localización óptima A está aproximadamente centrada de forma transversal dentro de la cavidad 32. La localización óptima A es aquella en que la intensidad de luz más alta procedente del iluminador 78 incide en el punto focal del elemento óptico 52. La extensión de la visualización óptima del retractor 10 de registro de imágenes, y el área en que tiene lugar la disección de tejido, se encuentra en contigüidad respecto de la localización óptima A. Es posible alterar la localización de la localización óptima A mediante la selección del punto focal del elemento óptico 52, la orientación del elemento óptico 52 y la pastilla de chip 40 CMOS, y la orientación de la cara terminal distal 76 durante la construcción del retractor 10 de registro de imágenes. Específicamente, el ángulo formado entre un eje geométrico 37 del medio de retención y un eje geométrico 39 longitudinal puede corresponderse con el ángulo formado entre el eje geométrico 35 de la cara terminal de la barra y el eje geométrico longitudinal 39, de forma que la localización óptima 9 esté aproximadamente en el punto focal del elemento óptico 52 a lo largo del eje geométrico de visualización 33. Para la forma de realización mostrada en la Figura 3, el ángulo entre el eje geométrico 37 del medio de retención y el eje geométrico 39 longitudinal oscila aproximadamente de 10 a 20º; y el ángulo entre el eje geométrico 35 de la cara terminal de la barra y el eje geométrico 39 longitudinal es aproximadamente de 30º.

La Figura 4 es una vista desde abajo de una porción distal de un retractor 10 de registro de imágenes. El cabezal cóncavo 30 se muestra sobre el lado abierto. El elemento óptico 52 y la cubierta 50 se encuentran mostrados dentro del medio de retención 31, de forma que la localización óptima A está centrada de forma transversal con respecto al eje geométrico longitudinal 39. La cara terminal 76 de la barra del iluminador 78 está también centrada transversalmente con respecto al eje geométrico longitudinal 39.

La Figura 6 es una vista en sección, de tamaño ampliado, de la pieza terminal 74 del iluminador 78. La pieza terminal 74 está preferentemente hecha de un plástico de calidad médico, rígido. La pieza terminal 74 comprende un rebajo distal 75 y una luz 79 de la pieza terminal, y un rebajo proximal 77, coaxiálmente alineado con la barra 70. El extremo proximal 71 de la barra 70 está unido dentro del rebajo distal 75 de la pieza terminal proximal 74 utilizando un adhesivo o un encaje a presión. La cara terminal proximal 69 de la barra 70 está en íntima proximidad con una fuente de luz alimentada por energía eléctrica 73 suspendida dentro de la luz 79 de la pieza terminal mediante el par de conductores iluminadores 72. Los conductores iluminadores 42 atraviesan y son soportados por un capacete 67 encajado a presión o pegado dentro del rebajo proximal 77 de la pieza terminal 74. Un ejemplo adecuado de la fuente de luz 73 es una bombilla de linterna estándar, con filamento de tungsteno, que requiere 3,0 VDC y con una intensidad de luz de 4000 lux @ 3,81 cm.

La Figura 5 ilustra el retractor 10 de registro de imágenes utilizado en combinación con un instrumento de disección 80 y unas tijeras quirúrgicas 90 para extraer un vaso sanguíneo 7 de un paciente 2 sometido a intervención quirúrgica. La cara terminal distal 76 emite luz procedente del extremo distal del tubo 60 para iluminar el espacio operativo. El instrumento de disección 80, las tijeras 90, y el retractor 10 de registro de imágenes son insertados dentro de una incisión 11 practicada a través de la piel y de las capas subcutáneas 13. El cabezal cóncavo 30 se representa levantando la piel y las capas subcutáneas 13 para crear un espacio operativo debajo del cabezal cóncavo 30. Una pluralidad de clips quirúrgicos 92 de ligadura se muestran ya cerrados sobre una idéntica pluralidad de ramas laterales 9 del vaso sanguíneo 7, y las tijeras 90 se muestran cortando las ramas laterales 9 entre los clips 92 para liberar el vaso sanguíneo 7. La porción de vaso sanguíneo 7 que está siendo intervenida, los efectores terminales 84 del instrumento de disección 80 y las tijeras 90 están en el espacio operativo creado por el cabezal cóncavo 30 del retractor 10 de registro de imágenes y en el campo de visualización del elemento óptico 52. El cirujano utiliza la empuñadura 20 (véase la Figura 1) para avanzar y retraer axiálmente el cabezal cóncavo 30, y para girar el cabezal cóncavo 30 alrededor del eje geométrico longitudinal 39 para retraer el tejido contiguo respecto del vaso sanguíneo 7. Después de que cada rama lateral 9 es seccionada, el cabezal cóncavo 30 es avanzado distalmente a lo largo del vaso sanguíneo 7 hasta que la siguiente rama lateral 9 se encuentra dentro del campo de visualización del elemento óptico 52. Cuando se ha liberado hemostáticamente respecto del tejido circundante una longitud suficiente del vaso sanguíneo 7, la porción disecada del vaso sanguíneo 7 es seccionada con las tijeras 90. Los instrumentos, 80 y 90, y el retractor 10 de registro de imágenes, son retirados de la incisión 11. La extensión del vaso sanguíneo 7 es traccionada hacia afuera (utilizando un medio prensor quirúrgico, por ejemplo) sacándolo de la incisión 11 para utilizarse como vaso de injerto en cualquier otra parte del paciente.

El procedimiento quirúrgico anteriormente descrito es sólo un ejemplo de cómo la presente invención puede usarse para retraer, visualizar y acceder al tejido dentro de una cavidad corporal. La presente invención puede también utilizarse para otros procedimientos quirúrgicos que ahora serán evidentes para los expertos en la materia.

Aunque se ha mostrado y descrito en la presente memoria una forma de realización preferente de la presente invención, debe resultar obvio a los expertos en la materia que dicha forma de realización se proporciona únicamente a modo de ejemplo.

Claims (10)

1. Dispositivo quirúrgico para su uso con una pantalla de vídeo, destinándose dicho dispositivo quirúrgico para retraer, visualizar y acceder al tejido, comprendiendo dicho dispositivo quirúrgico:

a. una plataforma alargada (12) que tiene unos extremos proximal y distal;

b. un cabezal cóncavo (30) conectado a dicho extremo distal de dicha plataforma, definiendo el cabezal cóncavo una cavidad (32) dentro del mismo, en el que dicha cavidad proporciona un espacio de trabajo para un efector terminal (90) de un instrumento;

c. un sensor (40) de imágenes unido al interior de dicho cabezal cóncavo, suministrando dicho sensor de imagen una señal eléctrica con destino a una pantalla (44) de vídeo, y un medio (43) de transmisión de señal para transferir dicha señal eléctrica a una pantalla de vídeo, por medio de lo cual el tejido situado dentro del espacio operativo puede ser representado en imágenes mediante dicho sensor de imagen; y

d. una fuente (68) de energía para operar dicho sensor de imagen.

2. El dispositivo quirúrgico de la reivindicación 1 comprendiendo adicionalmente una empuñadura (20) conectada a dicho extremo proximal de dicha plataforma.

3. El dispositivo quirúrgico de las reivindicaciones 1 o 2 comprendiendo adicionalmente un medio de iluminación (78) para iluminar el tejido situado dentro y adyacente a dicha cavidad de dicho cabezal
cóncavo.

4. El dispositivo quirúrgico de la reivindicación 3, en el que dicho medio de iluminación comprende una fuente (73) de luz alimentada por energía eléctrica fijada dentro de dicho extremo distal de dicha plataforma.

5. El dispositivo quirúrgico de la reivindicación 3, en el que dicho medio de iluminación comprende una fuente de luz alimentada por energía eléctrica fijada dentro de dicho extremo proximal de dicha plataforma, y un elemento alargado (70) de transmisión de luz situado dentro de dicha plataforma para transmitir luz desde dicho extremo proximal a dicho extremo distal de dicha plataforma.

6. El dispositivo quirúrgico de una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5 en el que dicho medio de iluminación es alimentado por dicha fuente de energía y en el que dicha fuente de energía está conectada opcionalmente y de forma separable a dicho sensor de imagen y a dicho medio de iluminación.

7. El dispositivo quirúrgico de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 en el que dicho cabezal cóncavo es transparente.

8. El dispositivo quirúrgico de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 en el que dicho sensor de imágenes comprende un chip de óxido de metal complementario semiconductor que captura luz, representando una imagen y a continuación procesa dicha imagen convirtiéndola en señal eléctrica.

9. El dispositivo quirúrgico de la reivindicación 8, en el que dicho sensor de imagen comprende adicionalmente un elemento óptico (52) a través del cual dicha imagen es transmitida.

10. El dispositivo quirúrgico de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que dicha plataforma y/o dicha empuñadura y/o dicho cabezal cóncavo está(n) fabricado(s) de plástico.