ES2256160T3 - Mecanismo de control giratorio para cateter dirigible. - Google Patents

Mecanismo de control giratorio para cateter dirigible.

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ES2256160T3 ES01205104T ES01205104T ES2256160T3 ES 2256160 T3 ES2256160 T3 ES 2256160T3 ES 01205104 T ES01205104 T ES 01205104T ES 01205104 T ES01205104 T ES 01205104T ES 2256160 T3 ES2256160 T3 ES 2256160T3
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Abstract

Catéter (12) dirigible para la manipulación controlable a través de una vasculatura, comprendiendo dicho catéter (12): un árbol que tiene un extremo (16) distal; al menos dos hilos (18, 20) de control que tienen partes distales respectivas ancladas al extremo distal (16) del árbol y que corresponden a desplazamientos direccionales predeterminados de dicho árbol, y que tienen partes proximales respectivas; un mecanismo (30) de control montado sobre el árbol, incluyendo dicho mecanismo (30) de control un propulsor (32) que tiene un conmutador (34) giratorio alrededor de un eje central; y un dispositivo (60) de desplazamiento acoplado a dicho propulsor y que comprende un par de poleas (62, 64) que pueden girar independientemente dispuestas coaxialmente sobre dicho eje central; caracterizado porque dicho conmutador (34) giratorio incluye un pasador (42) formado dispuesto radialmente hacia fuera desde dicho eje central; y cada una de dichas poleas (62, 64) es una polea de leva excéntrica que incluye: lengüetas (78, 80) formadas respectivas que sobresalen radialmente hacia fuera para acoplarse selectivamente a dicho pasador (42) a medida que dicho conmutador (34) giratorio gira en una dirección seleccionada, colocando así uno de dichos hilos (18, 20) seleccionado en tensión; y superficies (70, 72) de desplazamientos excéntricas respectivas para acoplar tangencialmente dichos hilos (18, 20) de control, proporcionando cada una de dichas superficies un radio reducible que se reduce en respuesta al giro de dicho propulsor desde una posición neutra predeterminada, elementos (82, 84) de conexión respectivos para anclar radialmente el extremo proximal respectivo de un hilo (18 o 20) de control, en el que, a medida que dicho propulsor (32) gira en una dirección radial seleccionada lejos de dicha posición neutra predeterminada, una de dichas poleas seleccionada coloca uno de dichos hilos (18 o 20) seleccionado en tensión a medida que dicho radio se reduce y disminuye correspondientemente elmomento de torsión que actúa sobre dicho propulsor, minimizando así la fatiga del operario, 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 dirigible.
Campo de la invención
La invención se refiere al campo de los catéteres dirigibles y, más particularmente, a un catéter dirigible que comprende un mecanismo de control giratorio que minimiza la fatiga del hilo de control y fatiga del operario.
Antecedentes de la invención
Con frecuencia, los médicos deben acceder comúnmente al interior del cuerpo humano para realizar diagnósticos tisulares detallados o intervenciones quirúrgicas. Como herramienta indispensable para tales procedimientos, los catéteres proporcionan convenientemente un medio de acceso sin el traumatismo invasivo asociado frecuentemente con, por ejemplo, la cirugía a corazón abierto. Insertados dentro de la vasculatura del organismo, tales catéteres deben poderse controlar con precisión para colocar, por ejemplo, electrodos de ablación o sondas de obtención de imágenes próximas a los tejidos específicos de interés.
Para permitir la manipulación con precisión del catéter dentro de una vasculatura, los expertos en la técnica han puesto en práctica mecanismos con hilo de control que "dirigen" selectivamente la punta distal del catéter mientras que el operario inserta el dispositivo en el organismo. Tales mecanismos incluyen normalmente un par de hilos de control con extremos distales anclados en localizaciones específicas en la punta distal del cuerpo del catéter correspondiente al movimiento de desplazamiento predeterminado. Los extremos proximales de los hilos se montan a un accionador giratorio que responde al operario para colocar uno de los hilos en tensión, que tira en el extremo del catéter para la desplazamiento en una primera dirección, mientras se comprime, o se retuerce, simultáneamente el otro hilo. Un ejemplo de una configuración de catéter así que incorpora un mecanismo de control de este tipo puede encontrarse en el documento US-A-5.383.852, cedido al cesionario de la presente invención.
Aunque tales dispositivos proporcionan generalmente un grado de desplazamiento direccional relativamente alto para la punta del catéter, durante un periodo de tiempo relativamente corto el tensionado y retorcimiento repetitivo de los hilos de control pueden producir la fatiga del hilo de control. Como resultado, la vida útil funcional del dispositivo puede acortarse sustancialmente.
Para tratar el problema de la fatiga del hilo en un catéter dirigible, una propuesta de Thompson (documento US-A-5.358.478), describe una leva giratoria formada con una primera superficie de leva de un primer radio sobre el lado derecho de una rueda excéntrica asimétrica. El lado izquierdo de la rueda excéntrica se forma con una segunda superficie de leva de un segundo radio diferente. La leva giratoria incluye agujeros roscados para albergar de ese modo topes ajustables. Los extremos proximales de los cables de dirección primero y segundo pasan a través de las aberturas centrales formadas en los topes respectivos y se unen a los terminales respectivos del hilo de dirección.
Durante el funcionamiento, mediante el impulso de la leva giratoria hacia la izquierda, el segundo tope del hilo de dirección carga contra el bloque terminal izquierdo y la superficie de leva. Este movimiento tensiona el segundo cable de dirección para desplazar la punta del catéter hacia la izquierda, mientras que el primer cable de dirección permanece relajado. Asimismo, mediante el impulso de la leva giratoria hacia la derecha, se coloca el primer cable de dirección en tensión mientras que el segundo cable de dirección permanece relajado.
Aunque este dispositivo funciona bien para los fines deseados, los operarios pueden experimentar fatiga en la manipulación del catéter durante periodos de tiempo prolongados. Esto puede producirse porque el radio de la rueda excéntrica con respecto al hilo de control cargado aumenta a medida que aumenta la carga. La carga adicional produce más momento de torsión en el accionador, lo que contribuye a la fatiga del operario en un plazo de tiempo relativamente corto.
Una segunda propuesta para tratar la fatiga del hilo de control, de Lundquist (documento US-A-5.395.327), describe independientemente el tensionado de un primer cable de dirección mientras que se mantiene simultáneamente un segundo cable de dirección en reposo. El dispositivo incluye dos ruedas excéntricas separadas dispuestas en línea a lo largo del cuerpo del catéter y unidas a los cables de dirección respectivos. Las ruedas excéntricas se unen independientemente a empuñaduras de operario separadas. Durante su uso, el operario gira una rueda para colocar un hilo en tensión y doblar la punta del catéter en consecuencia. Para realizar el desplazamiento en otra dirección, el operario cambia a la otra empuñadura. A medida que aumenta la carga sobre cada rueda a partir del tensionado de los cables respectivos, el momento de torsión de las respectivas empuñaduras aumenta correspondientemente. Como resultado, puede producirse la fatiga del operario en el plazo de un periodo de tiempo relativamente corto. Además, debido a la disposición de doble empuñadura, el funcionamiento del dispositivo es algo más complejo que una configuración de empuñadura unitaria.
El documento EP-A-521 595 describe un catéter dirigible según el preámbulo de la reivindicación 1.
Por tanto, existe la necesidad de un catéter dirigible mejorado que comprenda un mecanismo de control que minimice la fatiga del hilo de control y la fatiga del operario. El catéter dirigible de la presente invención satisface estas necesidades.
Sumario de la invención
La presente invención proporciona un catéter dirigible según la reivindicación 1. Las realizaciones preferidas se especifican adicionalmente en las reivindicaciones independientes.
El catéter dirigible de la presente invención proporciona la capacidad de colocar selectivamente un hilo de control en tensión mientras que se mantiene simultáneamente el otro hilo en un estado estático. Mediante el mantenimiento del estado estático, se minimiza sustancialmente la fatiga del hilo de control debida al retorcimiento repetitivo. Además, la presente invención también minimiza la fatiga del operario mediante el mantenimiento del momento de torsión sobre el accionador a un nivel constante durante la carga aumentada del hilo de control.
Para obtener las ventajas identificadas anteriormente, el catéter dirigible de la presente invención comprende un mecanismo de control que manipula un par de hilos de control que tienen partes distales respectivas ancladas al extremo distal de un catéter dirigible. Más específicamente, el mecanismo de control incluye un propulsor giratorio alrededor de un eje central y un dispositivo de desplazamiento que comprende un par de poleas acopladas al propulsor para fijar selectivamente los extremos proximales del hilo de control. Las poleas se forman con una superficie de desplazamiento excéntrica para acoplar tangencialmente los hilos de control e incluyen un radio que se reduce en respuesta al giro del propulsor desde una posición neutra predeterminada. El dispositivo de desplazamiento funciona, a medida que el propulsor gira en una dirección radial seleccionada, para colocar un de los hilos en tensión seleccionado a medida que el radio disminuye y reducir correspondientemente el momento de torsión que actúa sobre el propulsor, minimizando así la fatiga del operario.
Otras características y ventajas de la presente invención serán claras a partir de la siguiente descripción detallada cuando se lee en conjunto con los dibujos adjuntos.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es una vista en perspectiva de un catéter dirigible según la presente invención que comprende un mecanismo de control giratorio;
la figura 2 es una vista en corte transversal parcial a lo largo de la línea 2-2 de la figura 1;
la figura 3 es una vista en perspectiva en despiece ordenado de un mecanismo de control giratorio;
la figura 4 es una ilustración esquemática del mecanismo de control en una posición neutra;
las figuras 5-6 son ilustraciones esquemáticas que muestran la acción giratoria del mecanismo de control; y
las figuras 7-9 son ilustraciones esquemáticas que muestran el movimiento de doblado distal del extremo distal del catéter que corresponde a la acción del mecanismo de control mostrado en las figuras 4-6.
Descripción detallada de las realizaciones preferidas
Los catéteres dirigibles 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 invasivas. Tal como se muestra por ejemplo en la figura 1, un catéter dirigible según una realización de la presente invención, y se designa generalmente con 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 se designa generalmente con 30.
En referencia adicional a la figura 1, un árbol 16 flexible estrecho sobresale longitudinalmente desde un extremo del mango para la inserción intravascular. El árbol está formado normalmente de un material de poliuretano de una rigidez predeterminada e incluye una o más luces (no mostradas) que se extienden longitudinalmente para hacer pasar dos o más hilos 18 y 20 de control o dirección (figuras 7 - 9) a su través.
Para llevar a cabo la dirección con precisión del extremo 16 distal del catéter durante la inserción intravascular, los hilos 18 y 20 de control se hacen pasar longitudinalmente a través de la luz del árbol del catéter y se montan respectivamente en puntos distales específicos en el árbol, de manera que la tensión en un hilo seleccionado desplaza el árbol en una dirección predecible. Los extremos proximales de los hilos de control normalmente terminan en pasadores 22 y 24 respectivos (figura 3) para anclarse al mecanismo 30 de control dentro del compartimento 15.
En referencia ahora a las figuras 2 y 3, el mecanismo 30 de control incorpora un propulsor 32 giratorio, y un dispositivo 60 de desplazamiento que tiene un radio que puede reducirse en respuesta a la acción del propulsor y que puede colocar selectivamente uno de los dos hilos de control en tensión mientras mantiene el otro hilo en un estado estático.
En referencia adicional a las figuras 2 y 3, el propulsor 32 comprende un conmutador 34 giratorio circular formado centralmente con un husillo 38 cilíndrico que sobresale axialmente desde un saliente 40 interior del conmutador giratorio. El husillo incluye un agujero pasante axial formado centralmente para albergar un cierre 48 roscado que monta giratoriamiente el propulsor en un agujero roscado formado en el compartimento 15. Un canal 50 anular formado externamente sobre el husillo proporciona una ranura radial para fijar un tope 52 de husillo. Un pasador 42 de propulsor que sobresale axialmente se dispone a una distancia radial predeterminada del husillo 38, y proporciona una característica importante accionando selectivamente el dispositivo 60 de desplazamiento para producir tensión sobre uno de los hilos según el giro direccional del conmutador giratorio.
Para un máximo control táctil el conmutador 34 giratorio se forma con una periferia 44 exterior finamente dentada. Adicionalmente, para ajustar convenientemente el mecanismo 30 de control en una posición neutra, se configura una muesca 46 de localización amplia en la rueda para abrir verticalmente y presentar un marcador identificable como "neutro".
El dispositivo 60 de desplazamiento comprende un par de poleas 62 y 64 excéntricas que pueden actuar independientemente, formadas respectivamente con aberturas 66 y 68 axiales para albergar el husillo 38 en relación coaxial. Las poleas están formadas como un par especular, con superficies 70 y 72 de desplazamiento excéntricas respectivas que definen respectivamente un radio variable con relación al centro del husillo, que define un eje central. Formado en la periferia de las superficies de desplazamiento hay hendiduras 74 y 76 respectivas para acoplar y devanar tangencialmente los hilos 18 y 20 de control respectivos durante el funcionamiento.
Una característica particularmente ventajosa de la presente invención supone la orientación de las superficies 70 y 72 de desplazamiento con respecto a los hilos de control, de manera que la acción de una polea seleccionada reduce el radio entre el punto de acoplamiento 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 giratorio puede mantenerse sustancialmente constante bajo cargas de tracción que aumentan proporcionalmente sobre la polea seleccionada, disminuyendo así correspondientemente la fatiga del operario.
Las poleas 62 y 64 se forman adicionalmente con lengüetas 78 y 80 de accionador respectivas elevadas radialmente hacia fuera de los respectivos reversos de las poleas. Las lengüetas respectivas están desviadas en una relación especular, cuando se montan en el conmutador giratorio, para colocar a ambos lados el pasador de propulsor y realizar una acción selectiva de una polea respectiva en respuesta al avance direccional del pasador de propulsor. Las aberturas 82 y 84 axiales formadas próximas a las lengüetas sirven para anclar radialmente los pasadores 22 y 24 del hilo de control.
El montaje del mecanismo 30 de control comprende técnicas bastante sencillas bien conocidas por los expertos en la técnica y comienza montando en primer lugar el husillo al conmutador 34 giratorio. Con el árbol del catéter colocado en una orientación sustancialmente recta, los pasadores 22 y 24 respectivos del hilo de control se insertan entonces en las aberturas 82 y 84 formadas de manera complementaria en las poleas respectivas. El husillo puede insertarse entonces coaxialmente a través de las poleas respectivas con el pasador 42 de propulsor colocado a medio camino entre las dos lengüetas 78 y 80 simétricamente desviadas. Para mantener la alineación axial, el tope 52 de husillo encaja con seguridad dentro del canal 50 anular e incluye un saliente 88 que sobresale radialmente para minimizar el movimiento axial relativo entre las poleas.
Una vez completado el submontaje del mecanismo de control, el fabricante puede proceder entonces a instalar el submontaje en un alojamiento o mango adecuado, tal como se conoce bien en la técnica. Normalmente, el mecanismo de control se instalará de manera que el conmutador giratorio sobresalga 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 manera que el indicador 46 de posición "neutra" corresponda a que el árbol 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 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 montaje 12 de catéter se fijará normalmente en la configuración neutra o relajada calibrada, tal como la mostrada en las figuras 4 y 7. La confirmación visual del estado neutro puede realizarse mediante la simple referencia a la posición de la muesca 46 formada, que normalmente se abre verticalmente. El catéter puede insertarse entonces en la vasculatura de interés.
Una vez insertado en el organismo, la manipulación de la punta distal del catéter puede realizarse haciendo girar el conmutador giratorio en una dirección que corresponde a la dirección de desplazamiento deseada. Haciendo 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 propulsor para acoplar la lengüeta 78 superior de la polea 62 y realizar la acción en la dirección de giro del conmutador giratorio. El giro de la polea produce una acción de devanado sobre el hilo 18 inferior anclado y orienta la superficie 70 de desplazamiento hacia el acoplamiento tangencial con el hilo para colocarlo en tensión. La acción de la superficie de desplazamiento tira eficazmente del hilo para desplazar correspondientemente la punta distal del árbol 16 del catéter, tal como se muestra en la figura 8.
En funcionamiento, la acción del conmutador giratorio produce el apalancamiento de una magnitud correspondiente al radio de la polea entre el punto de acoplamiento 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 giratorio. Aunque el giro continuado de la polea aumenta la carga de tracción sobre el hilo, dado que el radio de la polea disminuye hasta un radio "r" (figura 5) con el giro continuado, el momento de torsión experimentado en el conmutador giratorio que resulta de los efectos combinados de la tensión adicional y la reducción del radio, sigue siendo sustancialmente constante. Así, durante un periodo de tiempo, la fatiga del operario producida por los niveles variables del momento de torsión se reduce sustancialmente.
Aunque la acción de la polea seleccionada desde el conmutador giratorio somete al hilo 18 inferior a una fuerza de tracción, el hilo 20 superior, al estar anclado en la polea 64 no alterada, permanece en un estado estático. La relación independiente entre las dos poleas y la interacción unidireccional entre las lengüetas de propulsor respectivas y el pasador de propulsor preserva la naturaleza estática de la otra polea y, en consecuencia, del hilo. Esta característica elimina prácticamente la compresión o retorcimiento del hilo no seleccionado e inhibe sustancialmente la fatiga prematura del hilo debido a tal retorcimiento.
Para manipular la punta del catéter en otra dirección, el operario simplemente gira el conmutador giratorio hacia atrás, de manera el pasador de guiado se retraiga desde la lengüeta 78 de la polea superior. Durante la retracción, la tensión acumulada en el hilo sirve como un medio de sesgo para devolver la polea 62 de nuevo a su estado estático o neutro calibrado. El giro hacia atrás continuado del conmutador giratorio dirige entonces el pasador 42 de propulsor en contacto con la lengüeta 80 de la polea inferior para actuar sobre la otra polea 64. Las figuras 6 y 9 ilustran esta actividad, con resultados similares a los tratados anteriormente.
Aunque el mecanismo de control del catéter dirigible 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 próximo al conmutador giratorio para realizar el control dirigible sobre los hilos de control adicionales dirigidos a través del árbol y anclados al extremo distal del árbol.
Los expertos en la técnica apreciarán los muchos beneficios y ventajas que permite el catéter dirigible de la presente invención. De importancia significativa son los radios reducibles de las superficies de desplazamiento de las poleas respectivas que proporcionan un momento de torsión relativamente constante en el conmutador giratorio incluso con aumentos en la carga de tracción del hilo seleccionado. Mediante el mantenimiento de un nivel constante del momento de torsión, la fatiga del operario se minimiza significativamente.
Además de minimizar la fatiga del operario, la presente invención también reduce significativamente la fatiga prematura del hilo debida a la compresión o retorcimiento del hilo no cargado durante el funcionamiento. Esta característica se realiza poniendo en práctica poleas que pueden girar independientemente en respuesta al desplazamiento direccional del conmutador giratorio.
Aunque la invención se ha mostrado y descrito particularmente con referencia a las realizaciones preferidas de la misma, los expertos en la técnica entenderán que pueden realizarse en la misma diversos cambios en la forma y el detalle sin apartarse del alcance de la invención tal como se define en las reivindicaciones adjuntas.

Claims (3)

1. Catéter (12) dirigible para la manipulación controlable a través de una vasculatura, comprendiendo dicho catéter (12):
un árbol que tiene un extremo (16) distal;
al menos dos hilos (18, 20) de control que tienen partes distales respectivas ancladas al extremo distal (16) del árbol y que corresponden a desplazamientos direccionales predeterminados de dicho árbol, y que tienen partes proximales respectivas;
un mecanismo (30) de control montado sobre el árbol, incluyendo dicho mecanismo (30) de control
un propulsor (32) que tiene un conmutador (34) giratorio alrededor de un eje central; y
un dispositivo (60) de desplazamiento acoplado a dicho propulsor y que comprende un par de poleas (62, 64) que pueden girar independientemente dispuestas coaxialmente sobre dicho eje central;
caracterizado porque dicho conmutador (34) giratorio incluye un pasador (42) formado dispuesto radialmente hacia fuera desde dicho eje central; y
cada una de dichas poleas (62, 64) es una polea de leva excéntrica que incluye:
lengüetas (78, 80) formadas respectivas que sobresalen radialmente hacia fuera para acoplarse selectivamente a dicho pasador (42) a medida que dicho conmutador (34) giratorio gira en una dirección seleccionada, colocando así uno de dichos hilos (18, 20) seleccionado en tensión; y
superficies (70, 72) de desplazamientos excéntricas respectivas para acoplar tangencialmente dichos hilos (18, 20) de control, proporcionando cada una de dichas superficies un radio reducible que se reduce en respuesta al giro de dicho propulsor desde una posición neutra predeterminada,
elementos (82, 84) de conexión respectivos para anclar radialmente el extremo proximal respectivo de un hilo (18 o 20) de control,
en el que, a medida que dicho propulsor (32) gira en una dirección radial seleccionada lejos de dicha posición neutra predeterminada, una de dichas poleas seleccionada coloca uno de dichos hilos (18 o 20) seleccionado en tensión a medida que dicho radio se reduce y disminuye correspondientemente el momento de torsión que actúa sobre dicho propulsor, minimizando así la fatiga del operario, 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. Catéter (12) dirigible según la reivindicación 1 en el que dicha superficie (70, 72) de desplazamiento se forma de manera que el giro de dicho propulsor (32) disminuye dicho radio proporcionalmente a dicha tensión para mantener un momento de torsión constante sobre dicho propulsor.
3. Catéter (12) dirigible según la reivindicación 1 o 2, en el que dichos elementos (82, 84) de conexión respectivos comprenden topes unidireccionales, cuando dicho propulsor gira, para tirar de uno de dichos hilos seleccionado en tensión mientras se mantiene simultáneamente dicho otro hilo en un estado estático.
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