ES2263839T3

ES2263839T3 - Un deposito colector para uso con un sistema de control de caudalometro.

Info

Publication number: ES2263839T3
Application number: ES02789829T
Authority: ES
Inventors: William J. Neubert
Original assignee: Bausch and Lomb Inc
Current assignee: Bausch and Lomb Inc
Priority date: 2001-11-30
Filing date: 2002-11-21
Publication date: 2006-12-16
Anticipated expiration: 2022-11-21
Also published as: DE60233687D1; ATE325630T1; CA2468913A1; US6634237B2; EP1448248A1; EP1642604B1; ES2331616T3; US20030101826A1; ATE442170T1; CN1596132A; AU2002352870A1; JP2005515806A; DE60211374T2; WO2003047652A1; HK1076405A1; EP1642604A1; EP1448248B1; CN100479870C; CA2468913C; DE60211374D1

Abstract

un sistema de bomba quirúrgica que comprende: un tubo de aspiración (50) para recibir fluido y tejido desde un sitio quirúrgico, un depósito colector (54, 66), una bomba (56) y un caudalómetro (34) caracterizado porque una pareja de electrodos (36, 64) están conectados eléctricamente al caudalómetro y están colocados de tal forma que están expuestos a fluido y a tejido que fluyen desde el sitio quirúrgico hasta el depósito colector, de manera que el caudalómetro mide directamente un caudal de flujo de fluido y de tejido a partir del sitio quirúrgico.

Description

Un depósito colector para uso con un sistema de control de caudalómetro.

Antecedentes de la invención 1. Campo de la invención

La presente invención se refiere a la detección de un caudal de flujo de aspiración en un sistema de bombeo quirúrgico. Más particularmente, la presente invención se refiere a un caudalómetro y a un sistema de control para uso con sistemas de bombas quirúrgicas.

2. Descripción de la técnica relacionada

El flujo y el caudal de flujo de tejido y de fluidos a través de un tubo de aspiración tienen interés durante operaciones, incluyendo operaciones oftálmicas. No obstante, la medición directa del causal de flujo es típicamente inaplicable en la práctica. Los caudales de flujo inferidos generalmente para las bombas de desplazamiento positivo, por ejemplo las bombas basadas en flujo que se basan en la rotación de la bomba o en otras mediciones periódicas en directo, siendo referidas estas bombas también comúnmente como bombas peristálticas. Los caudales de flujo para las bombas basadas en venturi no se han medido en general y se ha utilizado una medición indirec-
ta.

La medición del caudal de flujo de aspiración quirúrgica puede ser valiosa porque puede proporcionar el control seguro del equipo quirúrgico oftálmico. En la mayoría de los sistemas basados en el desplazamiento positivo, se sabe que el flujo ha sido inferior a partir de la frecuencia del ciclo, es decir, la velocidad de rotación, de la bomba de aspiración. Sin embargo, esta inferencia puede no ser válida en situaciones en las que existen diferenciales de presión variables dentro del sistema de bomba. Las variaciones de la presión pueden ocurrir como resultado de cambios en la altura de la botella de fluido de riego, cambios en la viscosidad del aspirante y condiciones variables de oclusión en el extremo distante del tubo de aspiración. Para los sistemas de aspiración basados en venturi conocidos, hasta ahora no ha sido fiable ninguna medición del flujo ni se puede inferir el flujo con exactitud a partir del nivel de vacío. Esto es debido a que el caudal de flujo real varía con la viscosidad del aspirante y al estado de oclusión del tubo de aspiración.

En la técnica anterior, es posible medir el caudal de flujo en el tubo de aspiración con un desplazamiento positivo o un sistema basado en venturi o cualquier otro tipo de sistema de bomba utilizando sensores de flujo tradicionales. Estos sensores de flujo tradicionales incluyen ruedas de paletas u otros dispositivos que son desviados en la presencia de flujo de fluido. Sin embargo, estos dispositivos se contaminan o se cierran por el aspirante y no se pueden reutilizar en un paciente diferente, haciendo de esta manera costoso el uso de tales censores.

Por lo tanto, es deseable tener un sensor de flujo de bajo coste que pueda incorporarse de forma poco costosa a un sistema desechable o reutilizable para medir directamente el caudal de flujo. Una medición de flujo de este tipo puede permitir nuevos modos de funcionamiento, en particular para sistemas basados en vacío. Una aplicación de este tipo es la emulación de una bomba basada en flujo por una bomba basada en vacío utilizando un circuito de control
adicional.

De acuerdo con la presente invención, se proporciona un sistema de bomba quirúrgica que comprende:

un tubo de aspiración para recibir fluido y tejido desde un sitio quirúrgico,

un depósito colector,

una bomba y

un caudalómetro

caracterizado porque una pareja de electrodos están conectados eléctricamente al caudalómetro y están colocados de tal forma que están expuestos a fluido y a tejido que fluyen desde el sitio quirúrgico hasta el depósito colector, de manera que el caudalómetro mide directamente un caudal de flujo de fluido y de tejido a partir del sitio quirúrgico.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es un diagrama de circuito de la técnica anterior de un caudalómetro de efecto Hall.

La figura 2 es una vista parcialmente en sección de un sistema de bomba de acuerdo con la presente invención.

La figura 3 es una vista delantera de una cassette quirúrgica insertada en una consola de acuerdo con la presente invención.

La figura 4 es una cassette quirúrgica de acuerdo con un aspecto de la presente invención.

La figura 5 es una ilustración de un tubo de aspiración para la conexión a una cassette quirúrgica de acuerdo con una forma de realización alternativa de la presente invención.

Breve descripción de la forma de realización preferida

Los caudalómetros de efecto Hall para detectar el flujo de fluidos conductores son conocidos. Un caudalómetro de efecto Hall de la técnica anterior se muestra en la figura 1. El caudalómetro 10 incluye un conducto 12, que incluye electrodos 14, que están en comunicación con el diámetro interior del conducto 12, de tal manera que los electrodos están en contacto con fluidos conductores 16 que fluyen a través del conducto 12. Un núcleo magnético 18 está colocado alrededor del conducto 12 para inducir un campo electromagnético perpendicular a una línea trazada a través de los electrodos 14. El transformador 20 está conectado al circuito de excitación 22 y al oscilador 24. Las señales de los electrodos 14 son amplificadas por el amplificador 26, y las señales amplificadas son alimentadas a un demodulador síncrono 28. Una señal representativa del caudal de flujo del fluido conductor 16 es emitida al nodo 30.

Los sistemas quirúrgicos oftálmicos están ampliamente clasificados como sistemas basados en flujo o basados en vacío. Los sistemas de bombas basados en flujo tratan de mantener un caudal constante o controlado del flujo dentro de rangos específicos de vacío. Un circuito de realimentación o de control se puede utilizar para asegurar la constancia del sistema de accionamiento en diferentes condiciones de carga. Puede existir un circuito de control de realimentación adicional entre un sensor de vacío en la línea de aspiración en el motor, para limitar la cantidad de vacío en el tubo de aspiración.

Los sistemas basados en vacío tienen también circuitos de control de realimentación, en los que la señal procedente de un sensor de vacío en la trayectoria de aspiración es comparada con el nivel de vacío deseado previamente ajustado. Las señales de error son emitidas entonces a un generador de vacío, tal como una válvula proporcional y una cámara venturi, para incrementar o reducir el nivel de vacío.

En ciertas situaciones, puede ser deseable la emulación de un sistema de bomba basada en flujo por un sistema de bomba basado en vacío. Tal emulación no ha sido lleva a la práctica con anterioridad a la presente invención, debido a que no han existido medios prácticos para medir el caudal de flujo en el sistema basado en vacío.

La solución de la presente invención para la medición del caudal de flujo de aspiración oftálmica utiliza con preferencia un caudalómetro electromagnético de efecto Hall aislado, tal como se describe anteriormente en la figura 1. La presente invención, mostrada en la figura 2, toma ventaja del hecho de que la solución salina utilizada comúnmente en cirugía oftálmica es eléctricamente conductora. Por lo tanto, se puede inducir una alta tensión a través de un tubo de aspiración si se aplica un campo magnético. El caudalómetro 34 (con preferencia similar al caudalómetro 10 de la figura 1) en el sistema de bomba quirúrgica oftálmica 32 incluye una fuente de campo magnético o un imán electromagnético y un medidor 34 que se conecta en uso a un conjunto de electrodo desechable 36 (como se muestra en las figuras 3 a 5). El conjunto electrónico de control 38 (con preferencia responde a la salida del caudalómetro 34) controla una válvula proporcional o cámara venturi (no se muestra) de una bomba venturi 56 para evaluar una bomba peristáltica manteniendo un caudal de flujo constante de flujo y de tejidos a través de una trayectoria o tubo 50. La forma de realización preferida muestra un tubo de aspiración 50, pero el tubo podría ser también otras trayectorias que permitan transportar fluidos o tejidos fuera del sitio quirúrgico.

La figura 2 muestra, además, una botella de fluido de irrigación 40 conectada a una línea de irrigación 42, con la flecha 44 mostrando la dirección de avance del fluido salino dentro de la pieza manual 46. Los fluidos de la botella 40 y el tejido quirúrgico escindido son aspirados desde el ojo a través de la trayectoria de aspiración 50 (que es con preferencia un entubado quirúrgico estándar) en la dirección mostrada por la flecha 52. El fluido y el tejido aspirados son recibidos por el depósito colector 54, que está contenido dentro de la bomba 56 (con preferencia una bomba venturi a través de una bomba peristáltica o también se puede utilizar otra bomba). La bomba venturi es con preferencia la misma bomba vendida por Bausch & Lomb's Millenium® Ophthalmic Surgical System. La bomba ventura 56 crea un nivel de vacío para aspirar fluido y tejido desde el sitio quirúrgico en el ojo 48 hasta el depósito colector 54. El caudalómetro 34 está conectado eléctricamente (no se muestra la conexión) a la circuitería de control 38, estando conectado de la misma manera eléctricamente al entubado de aspiración 50 o bien al depósito colector 54, como se describe más adelante. La circuitería de control 38 está conectada al caudalómetro 34 y a la bomba venturi 56 para variar el nivel de vacío de la bomba 56 y para mantener de esta manera un caudal de flujo deseado del fluido y tejido que son aspirados desde el sitio quirúrgico.

Con preferencia, el depósito colector 54 es una cassette de pared rígida, de manera que la cassette se podrá accionar sin aplastarla durante la operación cuando se aplique un nivel de vacío por la bomba venturi 56. Por lo demás, el depósito colector 54 es similar a las cassettes vendidas actualmente por Bausch & Lomb, excepto las modificaciones descritas en esta invención. Los electrodos 36 no son visibles en la vista de la figura 2, aunque se pueden ver en formas de realización alternativas en las figuras 3 a 5.

La figura 3 muestra una vista frontal parcial de una bomba venturi 56 que incluye un depósito colector 54 para uso en el sistema de bomba quirúrgica 32. El depósito colector 54 es con preferencia una cassette de pared rígida adaptada para conexión al entubado de aspiración 50 y que recibe fluido y tejido aspirados desde un sitio quirúrgico. El depósito colector 54 incluye también una pareja de electrodos 36 colocados de manera que los electrodos se pueden conectar eléctricamente al caudalómetro 34. Durante el funcionamiento, los electrodos 36 están expuestos al fluido y tejido, de tal manera que el caudalómetro 34 indicará un caudal de flujo del fluido y tejido desde el sitio quirúrgico. Con preferencia, los electrodos 36 están colocados de tal manera que, en funcionamiento, los electrodos 36 se alinean perpendicularmente a un electroimán 60, formando de esta manera un caudalómetro de efecto Hall. La figura 4 muestra una vista en alzado lateral de un depósito colector 54, como se ha descrito anteriormente. Los electrodos 36 pueden estar moldeados en el depósito 54 o insertados por cualquier otro método conocido, pero en cualquier caso, los electrodos deberían formar un sellado suficiente con el depósito 54 para prevenir que se escapen los fluidos.

La figura 5 es una forma de realización alternativa de la presente invención, en la que el entubado quirúrgico 62 es esencialmente el mismo que el tubo 50, excepto que el tubo 62 incluye una pareja de electrodos 64 para conexión con el electroimán 60 y la circuitería del caudalómetro 34 y se conoce que se puede conectar con un depósito colector 66. El entubado quirúrgico 62 conduce fluido hacia o desde el sitio quirúrgico e incluye una pareja de electrodos colocados dentro del entubado, de tal manera que los electrodos, en funcionamiento, están expuestos a los fluidos y en el que los electrodos se pueden conectar eléctricamente a un caudalómetro para indicar un caudal de flujo de los fluidos a través del entubado. De una manera preferida, los electrodos 64 están colocados de tal forma que, en funcionamiento, los electrodos están perpendiculares a un electroimán, tal como se muestra en la figura 3, para formar un caudalómetro de efecto Hall. Los electrodos 64 pueden estar moldeados en el entubado 62 o pueden ajustarse a presión y deberían formar un sellado hermético con el entubado 62.

El caudalómetro 34 proporciona un campo magnético requerido para producir la tensión de efecto Hall. El circuito de excitación magnético puede estar constituido de un imán o con preferencia de un electroimán. Se prefiere un electroimán para que el campo magnético pueda oscilar. Alternativamente, el campo puede ser oscilado por rotación de un imán cilíndrico fijo (no se muestra). En cualquier configuración, se requiere un intersticio de aire para que el tubo de aspiración pueda ser insertado dentro del campo magnético. Los electrodos desechables 64 ó 36 deben estar en contacto con el aspirante. Estos electrodos pueden ser moldeados en un tubo de aspiración 60, como se muestra en la figura 5, en una cassette 54 como se muestra en 3 y 4, o en un bulbo de reflujo 68 de bajo coste. Hay que indicar que un caudalómetro de efecto Hall como se describe puede estar conectado a un entubado de irrigación 42 para proporcionar un caudal de flujo exacto de la solución salina al ojo.

Los electrodos metálicos 36 ó 60 están en contacto con la solución salina aspirada que da como resultado una reacción electroquímica, tal como corrosión, que, a su vez, produce señales eléctricas. El uso de un campo magnético alterno a partir del caudalómetro de efecto Hall induce tensiones alternas. La amplitud de este campo alterno está correlacionada entonces con un caudal de flujo. Las tensiones electroquímicas no asociadas con el caudal de flujo son filtradas y eliminadas fácilmente debido a que son corrientes parásitas.

Por lo tanto, se ha mostrado un caudalómetro de la invención para un sistema de bomba quirúrgica oftálmica. Este caudalómetro podría utilizarse con bombas basadas en flujo o con bombas basadas en vacío como se describe anteriormente.

Una aplicación importante utilizando el caudalómetro 34 en conexión con el sistema de bomba basada en venturi es la emulación de una bomba de desplazamiento positivo. La salida del caudal del medidor 34 se puede utilizar en un circuito de control de realimentación para ajustar el nivel de vacío. Este circuito de control de realimentación es con preferencia parte de la circuitería de control 38. Este circuito de control consiste en la medición del caudal de flujo con el medidor 34 y en la comparación de ese caudal con el caudal de flujo mandado. Si el caudal de flujo detectado es menor que el mandado, se incrementa un nivel generador de vacío para generar vacío adicional. Esto, a su vez, incrementa el caudal de flujo. A la inversa, si el caudal de flujo es demasiado alto, el nivel generador de vacío se reduce dando como resultado un caudal de flujo reducido. De esta manera, utilizando el diseño del sistema de control, se pueden emular las características de una bomba basada en flujo utilizando una bomba venturi 56. Con un sin un circuito de control de realimentación, se prefiere que el caudal de flujo detectado por el caudalómetro 34 sea representado (no se muestra) por el sistema de bomba 32.

Una aplicación adicional del sensor de flujo 34 es la detección de una oclusión. Esencialmente, la detección de la oclusión es simplemente otro esquema de detección del caudal de flujo, en el que el caudal de flujo detectado se aproxima a cero (0) cuando el tejido bloquea la punta de un dispositivo quirúrgico o el tubo de aspiración. Cuando el caudal de flujo se aproxima a cero (0), resultan condiciones peligrosas, tales como recalentamiento del dispositivo quirúrgico u oclusión de la trayectoria de aspiración y una detección rápida de tal condición es altamente deseable. Por lo tanto, la detección de un caudal de flujo que se aproxima a cero (0) podría utilizarse para avisar al usuario (acústica o visualmente) que el sistema tiene una oclusión o después de la detección, podría reducirse o detenerse la aspiración. Como apreciarán los técnicos en la materia, la detección y el aviso del caudal de flujo no tienen que ser cero (0), sino que podrían producirse con cualquier caudal por encima de cero (0), pero donde el recalentamiento puede ser todavía un problema.

Por lo tanto, se ha mostrado un sistema de bomba quirúrgica oftálmica inventiva que proporciona un caudalómetro de aspirante de bajo coste. Además, tal sistema podría utilizarse en otros sistemas de bombas quirúrgicas, tales como bombas endoscópicas.

Claims

1. Un sistema de bomba quirúrgica que comprende:

un tubo de aspiración (50) para recibir fluido y tejido desde un sitio quirúrgico,

un depósito colector (54, 66),

una bomba (56) y

un caudalómetro (34)

caracterizado porque una pareja de electrodos (36, 64) están conectados eléctricamente al caudalómetro y están colocados de tal forma que están expuestos a fluido y a tejido que fluyen desde el sitio quirúrgico hasta el depósito colector, de manera que el caudalómetro mide directamente un caudal de flujo de fluido y de tejido a partir del sitio quirúrgico.

2. Un sistema de bomba quirúrgica de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende adicionalmente un electroimán (60) y los electrodos están colocados de tal manera que están alineados con el electroimán, formando de esta manera un caudalómetro de efecto Hall.

3. Un sistema de bomba quirúrgica de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en el que el depósito colector está en forma de una cassette de pared rígida adaptada para conexión al tubo de aspiración.

4. Un sistema de bomba quirúrgica de acuerdo con la reivindicación 3, en el que los electrodos están moldeados en la cassette.

5. Un sistema de bomba quirúrgica de acuerdo con la reivindicación 3, en el que los electrodos están moldeados en un entubado (62), que está conectado al depósito colector.