ES2306692T3 - Procedimiento para diferenciar entre cuchillas cargadas y medallas sintonizadas ultrasonicamente. - Google Patents

Abstract

Un procedimiento para distinguir entre cuchillas sintonizadas de forma ultrasónica con materiales de desecho y melladas en un sistema quirúrgico ultrasónico, que comprende las etapas de: la aplicación de una señal de accionamiento que tiene un nivel de corriente de accionamiento y un nivel de tensión de accionamiento hasta una pieza manual/cuchilla que utiliza un generador ultrasónico a través de una gama de frecuencias predeterminada, en el que dicha señal de accionamiento se aplica a un primer nivel de excitación y a un segundo nivel de excitación mayor que dicho primer nivel de excitación; la medición para cada uno de dichos niveles de excitación de a) la magnitud de impedancia mínima a través de dicha gama de frecuencias o b) la diferencia de fase máxima entre la corriente de accionamiento y la tensión de accionamiento a través de dicha gama de frecuencias; la representación de un primer mensaje en una pantalla de cristal líquido, si la magnitud de impedancia mínima a dicho primer nivel de excitación es menor que la magnitud de impedancia mínima a dicho segundo nivel de excitación, o la diferencia de fase máxima obtenida a dicho primer nivel de excitación es mayor que la diferencia de fase máxima obtenida a dicho segundo nivel de excitación; y si no, mostrar un segundo mensaje en la pantalla de cristal líquido.

Description

Procedimiento para diferenciar entre cuchillas cargadas y melladas sintonizadas ultrasónicamente.

Antecedentes de la invención 1. Campo de la invención

La presente invención se refiere en general al campo de los sistemas quirúrgicos ultrasónicos y, más concretamente, a un procedimiento para diferenciar entre cuchillas sintonizadas ultrasónicamente que están rotas o melladas.

2. Descripción de la técnica relacionada

Es sabido que los bisturís y láseres eléctricos pueden ser utilizados como instrumentos quirúrgicos para llevar a cabo la doble función de efectuar simultáneamente la incisión y la hemostasia de tejido blando mediante la cauterización de tejidos y vasos sanguíneos. Sin embargo, dichos instrumentos emplean unas temperaturas muy altas para conseguir la coagulación, provocando vaporización y humos así como salpicaduras. Así mismo, el empleo de dichos instrumentos a menudo se traduce en la aparición de amplias zonas de daños térmicos para el tejido.

También es sobradamente conocido el corte y cauterización de tejido por medio de cuchillas quirúrgicas que se hacen vibrar a altas velocidades mediante mecanismos de accionamiento ultrasónicos. Uno de los problemas asociados con los instrumentos de corte ultrasónicos es el constituido por las vibraciones no controladas o no amortiguadas y por el calor, así como por la fatiga del material resultante de aquellas. En entornos de quirófano se han realizado tentativas para controlar el problema del calentamiento mediante la inclusión de sistemas de refrigeración con intercambiadores térmicos para enfriar la cuchilla. En un sistema conocido, por ejemplo, el sistema de corte y fragmentación de tejido ultrasónicos requiere un sistema de refrigeración aumentado con una camisa exterior de agua circulante y unos medios de irrigación y aspiración de la zona de corte. Otro sistema conocido requiere el suministro de fluidos criogénicos sobre la cuchilla de corte.

Es conocido el sistema de limitar la corriente suministrada al transductor como medio para limitar el calor generado dentro de éste. Sin embargo, esto podría provocar una energía insuficiente en la cuchilla en un momento en el que se necesita un tratamiento del paciente de la máxima efectividad. La Patente estadounidense No. 5,026,387 de Thomas que está transferida al cesionario de la presente solicitud, divulga un sistema quirúrgico ultrasónico de corte y hemostasia sin el empleo de refrigerante mediante el control de la energía de accionamiento suministrada a la cuchilla. En el sistema de acuerdo con esta patente se incorpora un generador ultrasónico que produce una señal eléctrica con unas tensión, corriente y frecuencia determinadas, por ejemplo de 55,500 ciclos por segundo. El generador está conectado por un cable a una pieza manual que comprende unos elementos piezocerámicos que constituyen un transductor ultrasónico. En respuesta a un interruptor situado en la pieza manual o a un interruptor de pedal conectado al generador por otro cable, la señal del generador es aplicado al transductor, lo que provoca una vibración longitudinal de sus elementos. Una estructura conecta el transductor a una cuchilla quirúrgica, la cual es sometida a vibración a frecuencias ultrasónicas cuando la señal del generador es aplicada al transductor. La estructura está diseñada para resonar a la frecuencia seleccionada, amplificando de esta forma el movimiento iniciado por el
transductor.

La señal suministrada al transductor está controlada para proporcionar energía cuando se solicite al transductor en respuesta a la detección continua o periódica del estado de la carga (contacto o retirada de tejido) de la cuchilla. Como resultado de ello, el dispositivo oscila desde una potencia baja, de un estado en reposo a una potencia seleccionable alta, dependiendo automáticamente el estado de corte de si el bisturí está o no en contacto con el tejido. Un tercer modo de coagulación de alta potencia es seleccionable manualmente con un retorno automático a un nivel de potencia en reposo cuando la cuchilla no está en contacto con el tejido. Dado que la potencia ultrasónica no es continuamente suministrada a la cuchilla, ello genera menos calor ambiental, pero transmite la suficiente potencia al tejido para efectuar las incisiones y la cauterización en caso necesario.

El sistema de control de la patente de Thomas es de tipo analógico. Un bucle de enganche de fase (que incluye un oscilador controlado por tensión, un divisor de frecuencias, un interruptor de potencia, una red de adaptación y un detector de fase), estabiliza la frecuencia aplicada a la pieza manual. Un microprocesador controla la cantidad de potencia del muestreo de la frecuencia, la corriente y la tensión aplicada a la pieza manual, porque estos parámetros cambian con la carga existente sobre la cuchilla.

La curva de potencia con respecto a la carga de un generador en un sistema quirúrgico ultrasónico típico, como el descrito en la Patente de Thomas tiene dos segmentos. El primer segmento tiene una pendiente positiva de potencia creciente cuando la carga aumenta, lo que indica un suministro de corriente constante. El segundo segmento tiene una pendiente negativa de potencia decreciente cuando la carga aumenta, lo cual indica una tensión de salida constante o saturada. La corriente regulada para el primer segmento se fija mediante el diseño de los componentes electrónicos y la tensión del segundo segmento se limita por la tensión de salida máxima del diseño. Esta disposición es inflexible dado que las características de potencia con respecto a la carga de la salida de dicho sistema puede que no sean las óptimas para los diversos tipos de transductores de piezas manuales y de cuchillas ultrasónicas. El rendimiento de los sistemas de potencia ultrasónica análogos tradicionales para instrumentos quirúrgicos resulta afectada por las tolerancias de los componentes y su viabilidad en el sistema electrónico del generador debido a los cambios de la temperatura operativa. En particular, los cambios de temperatura pueden provocar amplias variaciones en parámetros claves del sistema, como por ejemplo el margen de fijación de las frecuencias, el nivel de la señal de accionamiento, y otras mediciones de rendimiento del sistema.

Con el fin de manejar un sistema quirúrgico ultrasónico de manera eficiente, durante la puesta en marcha la frecuencia de la señal suministrada al transductor de la pieza manual es sometida a un barrido a lo largo de una gama de frecuencias para situar la frecuencia de resonancia. Una vez que se ha encontrado, el bucle de enganche de fase del generador se sincroniza con la frecuencia de resonancia, continúa hasta verificar la corriente del transductor respecto del ángulo de fase de la tensión, y mantiene el transductor resonando mediante su accionamiento a la frecuencia de resonancia. Una función clave de dichos sistemas es mantener el transductor resonando durante los cambios de carga y temperatura que modifican la frecuencia de resonancia. Sin embargo, estos sistemas de accionamiento ultrasónico tradicionales tienen poca o ninguna flexibilidad con respecto al control adaptativo de la frecuencia. Dicha flexibilidad es clave para la capacidad del sistema para discriminar resonancias no deseadas. En particular estos sistemas pueden únicamente buscar la resonancia en una dirección, esto es, con frecuencias crecientes o decrecientes y su patrón de búsqueda es fijo. El sistema no puede: i) saltar sobre otros modos de resonancia o efectuar cualquier decisión heurística, como por ejemplo sobre qué resonancia saltar o seguir, y ii) asegurar el suministro de energía únicamente cuando se consigue una sincronización de la frecuencia apropiada.

Los sistemas de generador ultrasónico de la técnica anterior tienen también poca flexibilidad con relación al control de la amplitud, lo que permitiría que el sistema empleara algoritmos de control adaptativos y toma de decisiones. Por ejemplo, estos sistemas fijos carecen de la capacidad de adoptar decisiones heurísticas con relación al accionamiento de salida, por ejemplo, la corriente o la frecuencia en base a la carga existente en la cuchilla y/o el ángulo de fase de corriente a tensión. También limita la capacidad del sistema de fijar unos niveles óptimos de la señal de accionamiento del transductor para obtener un rendimiento de eficiencia constante, lo que incrementaría la vida útil del transductor y aseguraría unas condiciones operativas seguras de la cuchilla. Así mismo, la falta de control respecto del control de la amplitud y la frecuencia reduce la capacidad del sistema para llevar a cabo pruebas diagnósticas en el sistema transductor/cuchilla y para resolver en general la localización y reparación de averías.

Algunas pruebas diagnósticas limitadas llevadas a cabo en el pasado consisten en el envío de una señal al transductor para hacer que la cuchilla se desplace y que el sistema se sitúe en resonancia o en algún otro modo de vibración. La respuesta de la cuchilla a continuación se determina mediante la medición de la señal eléctrica suministrada al transductor cuando el sistema está en uno de estos modos. El sistema ultrasónico descrito en el documento EP-A-1199047 posee la capacidad de barrer la frecuencia de accionamiento de salida, verificar la respuesta de frecuencia del transductor ultrasónico y la cuchilla, extraer los parámetros a partir de esta respuesta, y utilizar estos parámetros para diagnósticos del sistema. Este modo de barrido de frecuencia y medición de respuesta se consigue por medio de un código digital de forma que la frecuencia de accionamiento de salida puede escalonarse con una alta resolución, precisión, y repetibilidad no existentes en los sistemas ultrasónicos de la técnica anterior.

Un problema asociado con los sistemas ultrasónicos de la técnica anterior es la rotura o mellado de la cuchilla en puntos de gran esfuerzo sobre la cuchilla. La rotura o el mellado de la cuchilla son dos causas importantes de que el generador ultrasónico no consiga adquirir la sincronización o que no consiga mantener el desplazamiento longitudinal. Por ejemplo, cuando se producen mellas tanto la frecuencia de oscilación como la magnitud de la impedancia mecánica cambian hasta un extremo tal que el generador ultrasónico ya no puede localizar la resonancia de la pieza manual/cuchilla. Un generador más avanzado puede ser capaz de sincronizarse con un transductor acoplado a dicha cuchilla. Sin embargo, una cuchilla mellada tiene una capacidad reducida para oscilar en la dirección longitudinal. En esta situación, no es útil una capacidad incrementada para localizar la resonancia deseada sobre la cual sincronizarse, y puede de hecho enmascarar la pérdida de condiciones de corte óptimas.

Así mismo, las cuchillas contaminadas o con material de desecho, esto es cuchillas con sangre seca, piel, pelo y tejido desecado acumulado alrededor de la cuchilla en el punto en que la vaina rodea la cuchilla, presentan una mayor carga que las cuchillas limpias. En particular, el material de desecho produce una carga en la cuchilla, y representa un aumento de la impedancia mecánica del transductor presente en el generador ultrasónico.

Este fenómeno tiene la consecuencia no deseada que se expone a continuación. Los generadores ultrasónicos poseen una tensión operativa máxima más allá de la cual se pierde el funcionamiento óptimo de la pieza manual/cuchilla. Muchos accionadores ultrasónicos intentan mantener un nivel de corriente de accionamiento constante sobre el transductor para mantener constante el desplazamiento en la punta de la cuchilla en presencia de las diferentes cargas existentes en la cuchilla. Cuando la impedancia del transductor aumenta (como resultado de la presión de tejido, del tejido de desecho, etc.), la tensión de accionamiento debe incrementarse para mantener la corriente de mantenimiento en un nivel constante. En último término, la carga de la cuchilla resulta lo suficientemente grande para que la tensión alcance un nivel máximo, y cualquier carga adicional de la cuchilla da como resultado una reducción del nivel de la señal de la corriente de accionamiento.

Cuando la señal de la corriente de accionamiento se reduce, el desplazamiento empezará a caer. El generador puede accionar una carga creciente únicamente en tanto en cuanto la pieza manual/cuchilla no esté cargada de forma que el punto de resonancia resulte irreconocible (debido a la degradación de la relación señal a ruido o a una incapacidad de la pieza manual/cuchilla para resonar). Como consecuencia de ello, se degradan la fuerza aplicada al tejido a la máxima potencia, la fuerza máxima aplicada al tejido antes de perder la señal de resonancia, y la capacidad de corte/coagulación de la cuchilla entre estos dos puntos operativos.

Además de los problemas asociados con las cargas existentes en la cuchilla, existe una acumulación de calor en el coágulo. Esta acumulación absorbe energía procedente de la cuchilla, y calienta tanto la cuchilla como la vaina en ese punto. Una cuchilla mellada o rota, pierde la capacidad de resonar como lo hace una cuchilla que esté en buenas condiciones, y por tanto debe ser desechada. Sin embargo, una cuchilla con material de desecho puede ser limpiada o utilizada y resuena también como una cuchilla nueva. En un quirófano, no es práctico el acceso a cuchillas melladas o con material de desecho que sean inspeccionadas visualmente. Sin embargo, es ventajoso diferenciar entre cuchillas rotas y las que tienen material de desecho adherido, pero que, por lo demás, están en buenas condiciones, porque un usuario puede rápidamente sin temor decidir si hay que desechar o limpiar una cuchilla costosa. La limpieza de una cuchilla con material adherido, y que parece candidata a ser desechada pero que es una buena cuchilla, se traduce en una sustancial reducción de los costes de compra que repercuten en los pacientes del hospital en forma de ahorro.

La detección de desechos en la cuchilla, y la determinación del estado del tejido con el cual la cuchilla está en contacto son problemas adicionales asociados con los sistemas ultrasónicos convencionales. Algunas cuchillas ultrasónicas están equipadas con una vaina que cubre la cuchilla. La mayoría de la vaina no está en contacto con la cuchilla. El espacio (vacíos) entre la vaina y la cuchilla permite que la cuchilla se mueva libremente. Durante el uso, este espacio puede resultar ocupado por desechos tales como sangre y tejido. Estos desechos tienen tendencia a ocupar el espacio existente entre la vaina y la cuchilla, e incrementar el acoplamiento entre la cuchilla y la vaina. Como resultado de ello, puede producirse un incremento no deseado de la carga de la cuchilla, puede aumentar la temperatura de la vaina de la cuchilla y la energía suministrada a la punta puede reducirse. Así mismo, si los desechos se coagulan/endurecen hasta un punto determinado dentro de la vaina, puede impedirse la capacidad del generador para iniciar la vibración de la cuchilla mientras está en contacto con el tejido. Así mismo, puede impedirse la vibración/puesta en marcha de la cuchilla con el solo contacto con el aire.

Sumario de la invención

La invención consiste en un procedimiento para distinguir entre cuchillas sintonizadas ultrasónicamente con material de desecho y melladas en un sistema quirúrgico ultrasónico; que comprende las etapas de:

la aplicación de una señal de accionamiento que tiene un nivel de corriente de accionamiento y un nivel de tensión de accionamiento a una pieza manual/cuchilla ultrasónica que utiliza un generador ultrasónico a través de una gama predeterminada de frecuencias, en el que dicha señal de accionamiento es aplicada a un primer nivel de excitación y a un segundo nivel de excitación que es mayor que dicho primer nivel de excitación;

para cada uno de dichos niveles de excitación, la medición de a) la magnitud mínima de impedancia a través de dicha gama de frecuencias, o b) la diferencia máxima de fase entre la corriente de accionamiento y la tensión de accionamiento a través de dicha gamas de frecuencias;

la representación de dicho primer mensaje en una pantalla de cristal líquido si la magnitud de impedancia mínima obtenida a dicho primer nivel de excitación es inferior a la magnitud de impedancia mínima obtenida a dicho segundo nivel de excitación, o la diferencia máxima de fase obtenida a dicho primer nivel de excitación es mayor que la diferencia máxima de fase obtenida a dicho nivel de excitación; y

si no la representación de un segundo mensaje en la pantalla de cristal líquido.

De acuerdo con la invención, el procedimiento se lleva a cabo con independencia de la antigüedad de la pieza manual/cuchilla, de la temperatura o del tipo específico de pieza manual o cuchilla y no resulta afectado por los efectos autorregenerantes de las cuchillas ligeramente melladas. Así mismo, en una forma de realización preferente, el procedimiento facilita la determinación cuantificable de la cantidad de material de desecho adherido a la cuchilla. Las mediciones de la impedancia absoluta del transductor de la cuchilla son innecesarias. Por el contrario, solo se requieren mediciones de la impedancia relativa, lo que simplifica en gran medida los criterios de medición. En una forma de realización, el procedimiento se utiliza para evaluar las diferencias de la impedancia medidas cuando un sistema es primeramente excitado con una señal de desplazamiento baja y a continuación con una señal de desplazamiento alta. Esto proporciona una forma de medir la cantidad de acumulación de material de desecho, y con ello una forma de calcular/estimar la cantidad de calor generado en la vaina, así como una forma de calcular/estimar las cantidades de degradación de la curva de carga del sistema ultrasónico.

En una forma de realización de la invención, una cuchilla que posee una frecuencia de resonancia más baja a un nivel de tensión de accionamiento determinado se utiliza para detectar cuchillas rotas. En la fase siguiente típicamente se sacude la cuchilla, esto es, se hace que la cuchilla se mueva rápidamente de alante atrás. En primer lugar, la impedancia y/o la fase de la señal en la pieza manual se mide a niveles de excitación normales a lo largo de una gama de frecuencias alrededor de la frecuencia de resonancia, en segundo lugar, las mismas mediciones se llevan a cabo a un nivel de excitación (corriente) más bajo. Son comparadas las mediciones a las mismas frecuencias para el nivel de excitación normal y bajo de la cuchilla. Las primeras mediciones o mediciones del nivel normal cambiarán con respecto a las segundas mediciones o mediciones de nivel bajo, cuando la cuchilla sacudida resulte más o menos homogénea en el nivel bajo. Estas mediciones nivel alto - bajo, esto es, estas sacudidas, son repetidas muchas veces, y la cantidad de cambio de impedancia se utiliza para determinar si la cuchilla está mellada. Al utilizar una cuchilla no rota, la impedancia no cambia de modo significativo entre dichas sacudidas de la cuchilla. Sin embargo, si la cuchilla está rota las cuchillas producirán un cambio en la medición porque en el nivel alto la cuchilla parcialmente se separa, y en el nivel bajo la autoregeneración provoca que el patrón de impedancia cambie. detectado (sic.) aún cuando la amortiguación haya sustancialmente cambiado. Por ejemplo, si la cuchilla no se utiliza durante un periodo extenso de tiempo, la sangre/tejido que entra por el huelgo de la vaina durante el uso se coagulará y amortiguará sensiblemente la cuchilla. Este cambio de la amortiguación puede observarse y detectarse, y el usuario puede ser avisado respecto al cambio.

En una forma de realización adicional de la invención, se determina el estado del tejido. Una cuchilla en contacto con el tejido posee una respuesta amortiguada que depende del estado del tejido y de la tensión aplicada. Para una cuchilla determinada, el estado del tejido y la presión del contacto, la cantidad de amortiguación cambia cuando el estado del tejido cambia. En consecuencia, el estado del tejido se determina mediante la obtención de mediciones relativas de la amortiguación mientras la cuchilla está en contacto con el tejido. Esto se lleva a cabo interrumpiendo periódicamente la señal de accionamiento normal sobre el transductor, proporcionando una señal de accionamiento de prueba para obtener una breve medición de la amortiguación, y a continuación volviendo a aplicar la señal de accionamiento normal sobre el transductor. Esto no degrada el rendimiento global del sistema ultrasónico y no interrumpe el uso continuo del sistema.

El procedimiento puede ser ventajosamente utilizado para centrarse en un episodio específico, como por ejemplo la coagulación de un vaso. Cuando el usuario del sistema ultrasónico empieza a coagular el vaso sanguíneo, la consola mide el nivel de amortiguación inicial y periódicamente continúa las mediciones de amortiguación hasta que el nivel de amortiguación ha suficientemente cambiado y/o la velocidad de amortiguación ha apropiadamente cambiado. Cuando se alcanza la respuesta de amortiguación apropiada (por ejemplo, cuando el tejido de un tipo o estado ha sido cortado y la cuchilla ha encontrado tejido de otro tipo o condición, la consola indica el "status " al usuario, o detiene/reduce el suministro de energía sobre la pieza manual/cuchilla. El suministro de energía es ajustable en tiempo real de acuerdo con los niveles de amortiguación medidos sobre la marcha. El nivel de amortiguación es visualizable para el usuario, o es utilizable en un algoritmo para controlar el suministro de energía sobre la pieza manual /cuchilla.

También es deseable saber el estado relativo del tejido de la piel, especialmente el estado del tejido que ha sido alterado por la energía ultrasónica. La valoración del estado del tejido permite el ajuste adecuado de la energía aplicada sobre el tejido, y permite también la indicación de cuándo se ha producido la suficiente cauterización, desecación u otros efectos del tejido. En conjunto, estas valoraciones proporcionan un medio para determinar si se requiere una energía adicional o una extensión del tiempo de aplicación de la energía. Así mismo, la valoración del estado del tejido permite la supresión del procedimiento.

Breve descripción de los dibujos

Las expuestas y otras ventajas y características de la invención se apreciarán con mayor claridad mediante la descripción detallada de las formas de realización preferente de la presente invención que se ofrecen seguidamente con referencia a los dibujos que se acompañan, en los cuales:

La Fig. 1 es una ilustración de unos gráficos de la impedancia vs. la frecuencia para una cuchilla ultrasónica que está mellada, con material de desecho o que está en buenas condiciones al ser accionada a un nivel de señal bajo o a un nivel de señal alto;

la Fig. 2 es una ilustración de los gráficos de la fase vs. la frecuencia para una cuchilla ultrasónica que está mellada, con material de desecho o que está en buenas condiciones al ser accionada a un nivel de señal bajo o a un nivel de señal alto;

la Fig. 3 es una ilustración de unos gráficos de la impedancia vs. la frecuencia para una cuchilla ultrasónica que está mellada o que se ha roto completamente y desprendido de una pieza manual al ser accionada a un nivel de señal bajo o a un nivel de señal alto;

la Fig. 4 es una ilustración de una consola para un sistema quirúrgico ultrasónico de corte y hemostasia, así como de una pieza manual y de un interruptor de pedal en el cual se lleva a la práctica el procedimiento de la presente invención;

la Fig. 5 es una vista esquemática de una sección transversal a través de la pieza manual del bisturí ultrasónico del sistema de la Fig. 4;

las Figs. 6(a) y 6(b) son diagramas de bloque que ilustran un generador ultrasónico para poner en práctica el procedimiento de la presente invención;

las Figs. 7(a) y 7(b) son diagramas de flujo que ilustran una forma de realización preferente del procedimiento de la invención;

las Figs. 8(a) y 8(b) son diagramas de flujo que ilustran una forma de realización alternativa de la invención;

Descripción detallada de las formas de realización preferentes

Las mediciones de la impedancia de los sistemas mecánicos o acústicos obtenidas en niveles de excitación altos proporciona mucha más información que las mediciones de la impedancia obtenidas en niveles de excitación bajos. Así mismo, las comparaciones de las mediciones de la impedancia entre los niveles de excitación de la energía altos y bajos proporciona una información aún más detallada acerca del estado de la pieza manual/cuchilla. El estado de la pieza manual/cuchilla abarca tres principales categorías.

En primer lugar, las cuchillas con material de desecho y las cuchillas nuevas limpias pertenecen a la misma categoría porque los soportes antinodo de silicio y otras ineficiencias mecánicas, como por ejemplo, la resistencia mecánica en la dirección longitudinal de la cuchilla, tienen el mismo efecto amortiguante que el material de desecho sobre la pieza manual/cuchilla. En particular, los sistemas de cuchillas limpias/con material de desecho resultan ser unos resonadores mucho mejores cuando aumenta la amplitud de excitación, esto es, se convierten en unos sistemas de sobretensión más alta (la impedancia mínima resulta marcadamente inferior y las fases máximas resultan marcadamente más elevadas; véase la Fig. 1 y compárese el gráfico de la impedancia vs. la frecuencia mostrado en el gráfico B respecto del gráfico de la impedancia vs. la frecuencia mostrado en el gráfico E, y véase la Fig. 2 y compárese el gráfico de la fase vs. la frecuencia mostrado en el gráfico H respecto del gráfico de la fase vs. la frecuencia mostrado en el gráfico K). El grado de mejora depende del efecto de la carga del material de desecho adherido. Cuando el nivel de excitación cambia, hay un cambio mínimo de la frecuencia de resonancia que se aproxima a la frecuencia de resonancia de una pieza manual/ cuchilla limpia. En un nivel de excitación bajo, por ejemplo de 5mA, una cuchilla mellada o ligeramente mellada es en general autorregenerante y se parece mucho a una cuchilla con material de desecho (véase la Fig. 1 y compárese el gráfico de la impedancia vs. la frecuencia mostrado en el gráfico A con el gráfico de la impedancia vs. la frecuencia mostrado en el gráfico B, y véase la Fig. 2 y compárese el gráfico de la fase vs. la frecuencia mostrado en el gráfico G con el gráfico de la fase vs. la frecuencia mostrado en el gráfico H). La característica de autoregeneración, en la cual en un nivel molecular la cuchilla resulta más homogénea si no es excesivamente excitada, produce un sistema óptimamente sintonizado. En niveles de excitación bajos, las superficies al nivel de las zonas limítrofes de la melladura no se comportan como superficies disjuntas y se mantienen en estrecho contacto entre sí mediante las partes de las cuchillas que todavía están en contacto. En esta situación, el sistema aparece como "saludable".

En segundo lugar, en niveles de excitación mayores, como por ejemplo de 25mA o más altos, los esfuerzos sobre la melladura resultan lo suficientemente acusados como para que la porción de la cuchilla que está en posición distal con respecto a la melladura ya no actúe como si estuviera en íntima contacto con la porción proximal de la cuchilla. Una característica de estas piezas manuales/cuchillas es su comportamiento no lineal (esto es, cambios no continuos muy pronunciados en las magnitudes de impedancia y fase) lo que se produce cuando la frecuencia de resonancia es apropiado y los esfuerzos en el eje de la pieza manual resultan acusados. Cuando la frecuencia se aproxima a la resonancia de la "cuchilla intacta", los esfuerzos resultan cada vez mayores hasta que en un punto determinado la cuchilla repentinamente resulta disjunta al nivel de la melladura. Esto se convierte en un efectivo acortamiento de la cuchilla, y el resonador o la cuchilla poseerán unas características de impedancia de resonancia completamente diferentes. Típicamente, la impedancia de dicha cuchilla más corta se traduce en una pieza manual/cuchilla que posee una sobretensión más baja, así como una frecuencia de resonancia más baja (véase la Fig. 1 y compárense los respectivos gráficos de la impedancia vs. la frecuencia mostrados en los gráficos A y C con los respectivos gráficos de la impedancia vs. la frecuencia mostrados en los gráficos D y F, y véase la Fig. 2 y compárense los respectivos gráficos de la fase vs. la frecuencia mostrados en los gráficos G e I con los respectivos gráficos de la fase vs. la frecuencia mostrados en los gráficos J y L).

Por último, unas cuchillas con profundas melladuras incluyen, sin que ello suponga limitación, las cuchillas cuyas puntas que se han completamente desprendido debido al esfuerzo mecánico que actúa sobre las cuchillas. Estas cuchillas son sustancialmente equivalentes a las cuchillas con material de desecho. Sin embargo, no son útiles para el corte/coagulación de tejido en direcciones longitudinales. Dichas cuchillas aparentemente se comportan de modo similar en el sentido de que presentan unas características de impedancia mejoradas (aunque solo marginalmente) a niveles de excitación más altos y su frecuencia de resonancia no resulta afectada por niveles de excitación más altos. Sin embargo, pueden distinguirse de las cuchillas con materiales de desecho debido a su nivel de impedancia extremadamente alto. Ello requiere unas mediciones absolutas, pero solo se requieren unos niveles aproximados de precisión. En general, la frecuencia de resonancia del transductor de la cuchilla se ve desplazada de la resonancia normal que se utiliza típicamente para un sistema ultrasónico específico. Este desplazamiento es generalmente un desplazamiento descendente de la frecuencia de resonancia de aproximadamente 2 kilohertzios. Cuando las cuchillas son sometidas a una excitación con un nivel más alto de corriente y se las compara con un nivel de corriente más bajo, la magnitud de la impedancia, la frecuencia de resonancia y la fase máxima de resonancia son cuantitativamente muy diferentes de las correspondientes características de las cuchillas que únicamente presentan materiales de desecho (véase la Fig. 3 y compárese el gráfico de la impedancia vs. la frecuencia mostrado en el gráfico M con respecto al gráfico de la impedancia vs. la frecuencia mostrado en el gráfico N, y compárese el gráfico de la fase vs. la frecuencia mostrado en el gráfico O con el gráfico de la fase vs. la frecuencia mostrado en el gráfico P). En este caso, la pieza manual/cuchilla típicamente posee una magnitud de impedancia en la resonancia que es aproximadamente 400 ohmios más alta para las cuchillas melladas que para las cuchillas que presentan fuertes materiales de desecho pero que, por otro lado, son cuchillas buenas. A destacar resulta que las Figs. 1 a 3 muestran valores que ejemplifican un sistema estadounidense concreto, y que los valores absolutos dependen del concreto diseño del sistema.

La mayoría de las cuchillas rotas o melladas tienen características autorregenerantes asociadas a ellas. La característica autorregenerante, en la cual en un nivel molecular la cuchilla resulta más homogénea si no ha sido demasiado excitada, da como resultado un sistema óptimamente sintonizado. Esta homogeneidad resulta perturbada a un nivel de excitación alto, dando como resultado un sistema no sintonizado. Cuando no son energizadas cuchillas melladas o rotas durante un periodo extenso de tiempo, o si la energización ha sido de baja intensidad durante un cierto periodo de tiempo, dichas cuchillas presentan una impedancia mecánica en el generador ultrasónico que se aproxima más a la impedancia mecánica mostrada por una cuchilla no rota. En niveles de excitación altos, la porción de la cuchilla distal a la melladura deja ya de estar íntimamente conectada con la pieza manual/cuchilla. El efecto del nivel de excitación alto sobre la cuchilla es que la porción de la cuchilla proximal a la melladura "brinca" contra la porción de la cuchilla distal a la melladura, lo que provoca un efecto de carga que es mayor que el efecto de carga a niveles de desplazamiento de la excitación bajos.

En otras palabras, en la amplitud de frecuencia de aproximadamente 1.000 Hz, centrada alrededor de la frecuencia de resonancia de una cuchilla no rota, el mismo tipo de cuchilla rota mostrará una característica de barrido de impedancia a una excitación de tensión baja del transductor de accionamiento y otra a un nivel alto de excitación de la tensión. Por contra, la cuchilla no rota muestra la misma impedancia en ambos niveles de excitación, por cuanto la medición de la impedancia se lleva a cabo con la rapidez suficiente o a un nivel de desplazamiento lo suficientemente bajo como para que el transductor o la cuchilla no se recalienten. El calor provoca que el punto de resonancia descienda en frecuencia. Este efecto de calentamiento prevalece hasta el grado máximo cuando la magnitud de la frecuencia de excitación se aproxima a la frecuencia de resonancia debido al material de desecho.

Así mismo, existe un umbral de excitación, por debajo del cual la cuchilla se "autoregenera" y presenta unos niveles de impedancia cada vez más "sintonizados" (a lo largo del tiempo) con los elementos de accionamiento y por encima de los cuales la melladura presenta una discontinuidad con respecto a la homogeneidad de la cuchilla. Así, por debajo de este umbral, la característica de impedancia puede mostrar la misma característica para todos los niveles de excitación. La cuchilla puede parecer también que se autoregenera a estos niveles de excitación bajos. Por encima de este umbral de excitación, la impedancia puede poseer una apariencia diferente a la de las mediciones de impedancia bajas, pero todavía no se modificará al elevarse los niveles de excitación. Este umbral de excitación es diferente para cada tipo de cuchilla como para cada punto mellado existente en la cuchilla, y resulta modulada por la cantidad de carga del material de desecho existente en la parte distal de la cuchilla.

Algunas de las diferencias de la impedancia apreciadas en un sistema que incorpora una cuchilla rota (que no se aprecian en un sistema que incorpora una cuchilla no rota), cuando son primeramente accionadas con una corriente de excitación baja y luego con una corriente de excitación alta son una sobretensión más baja (esto es, una impedancia mínima más baja) a lo largo de una gama de frecuencias centrada alrededor de la frecuencia de resonancia de una cuchilla no rota, esto es, una impedancia mínima más alta y/o una impedancia mínima más baja. Podría también significar un "margen de fase" más alto, esto es, Fa - Fr (donde Fa - Fr es la frecuencia antirresonancia menos la frecuencia de resonancia respectivamente). Otras diferencias son una impedancia más alta a una frecuencia ligeramente por encima de la frecuencia antirresonancia del sistema normalmente operativo, una impedancia más alta a una frecuencia ligeramente más baja por debajo del punto de resonancia de un sistema adecuadamente operativo, o un gran cambio de la frecuencia de resonancia. Las cuchillas con material de desecho o cargadas conectadas a un sistema de accionamiento muestran los efectos en cierta medida opuestos a los de una cuchilla mellada. Un sistema cargado de esta manera muestra una sobretensión constantemente mejorada alrededor del punto de resonancia cuando se incrementa la tensión de excitación.

La Fig. 4 es una ilustración de un sistema para llevar a la práctica el procedimiento de acuerdo con la invención. Por medio de un primer conjunto de alambres del cable 20 la energía eléctrica, esto es, la corriente de accionamiento es enviada desde la consola 10 hasta una pieza manual 30 donde transmite un movimiento longitudinal ultrasónico a un dispositivo quirúrgico, como por ejemplo una cuchilla aguda de un bisturí 32. Esta cuchilla puede utilizarse para la disección y cauterización simultáneas de tejido. El suministro de la corriente eléctrica a la pieza manual 30 puede efectuarse bajo el control de un interruptor 34 situado en la pieza manual, la cual está conectada al generador situado en la consola 10 por medio de los alambres del cable 20. El generador puede también ser controlado por un interruptor de pedal 40, el cual está conectado a la consola 10 mediante otro cable 50. Así, en uso, un cirujano puede aplicar una señal eléctrica ultrasónica a la pieza manual, haciendo que la cuchilla vibre longitudinalmente a una frecuencia de resonancia, mediante la activación con el dedo del interruptor 34 situado en la pieza manual, o mediante la activación con el pie del interruptor de pedal 40.

La consola 10 del generador incluye un dispositivo 12 de pantalla de cristal líquido, el cual puede utilizarse para indicar el nivel de la potencia de corte de diversas maneras como por ejemplo un porcentaje de potencia de corte máxima o unos niveles de potencia numéricos asociados con la potencia de corte. El dispositivo 12 de pantalla de cristal líquido puede también utilizarse para mostrar otros parámetros del sistema. El interruptor de potencia 11 se utiliza para poner en marcha la unidad. Mientras se está calentando, se ilumina una luz "en espera" 13. Cuando el sistema está listo para funcionar se enciende el indicador 14 de "listo" y se apaga la luz de en espera. Si la unidad tiene que suministrar una potencia máxima, se oprime el botón MAX 15. Si se desea una potencia menor se activa el botón MIN 17. El nivel de potencia cuando está activa la potencia MIN se fija mediante el botón 16.

Cuando la potencia se aplica a la pieza manual ultrasónica mediante el accionamiento del interruptor 34 o del interruptor 40, el montaje hará que la cuchilla quirúrgica o bisturí vibre longitudinalmente a, aproximadamente, 55,5 kHz, y la cantidad de movimiento longitudinal variará con la cantidad de la potencia de accionamiento (corriente) aplicada, de acuerdo con los valores seleccionados por el usuario. Cuando se aplica un potencia de corte relativamente alta, la cuchilla está diseñada para desplazarse longitudinalmente en un margen de aproximadamente 40 a 100 micrómetros a la velocidad vibratoria ultrasónica. Dicha vibración ultrasónica de la cuchilla generará calor cuando la cuchilla entre en contacto con el tejido, esto es, la aceleración de la cuchilla a través del tejido convierte la energía mecánica de la cuchilla en movimiento en energía térmica en un área muy estrecha y localizada. Este calor localizado crea una zona estrecha de coagulación, lo cual reducirá o eliminará el sangrado de los pequeños vasos, como por ejemplo los que tengan menos de un milímetro de diámetro. La eficiencia de corte de la cuchilla, así como el grado de la hemostasia, variará con el nivel de la potencia de accionamiento aplicada, de la velocidad de corte del cirujano, de la naturaleza del tipo de tejido y de la vascularidad del tejido.

Tal como se ilustra con mayor detalle en la Fig. 5, la pieza manual ultrasónica 30 alberga un transductor piezoeléctrico 36 para convertir la energía eléctrica en energía mecánica lo que produce el movimiento vibratorio longitudinal de los extremos del transductor. El transductor 36 consiste en una pila de elementos piezoeléctricos cerámicos con un punto nodal de movimiento en algún punto a lo largo de la pila. La pila del transductor está montada sobre dos cilindros 31 y 33. Además un cilindro 35 está fijado al cilindro 33, el cual a su vez está montado sobre la carcasa en otro punto nodal de movimiento 37. Un cuerno 38 está también fijado al punto nodal sobre un lado y a un acoplador 39 sobre el otro lado. La cuchilla 32 vibrará en la dirección longitudinal a una velocidad de frecuencia ultrasónica con el transductor 36. Los extremos del transductor consiguen un movimiento máximo al constituir una porción de la pila un nodo inmóvil, cuando el transductor es accionado con una corriente RMS de aproximadamente 380mA a la frecuencia resonante del transductor. Sin embargo, la corriente que ofrece el movimiento máximo variará con cada pieza manual y hay una válvula almacenada en la memoria no volátil de la pieza manual para que el sistema pueda utilizarla.

Las partes de la pieza manual están diseñadas de tal forma que la combinación oscilará a la misma frecuencia resonante. En particular, los elementos están sintonizados de tal forma que la longitud resultante de cada uno de dichos elementos es media longitud de onda. El movimiento longitudinal de atrás alante es amplificado cuando el diámetro más próximo a la cuchilla 32 del cuerno de montaje eléctrico 38 decrece. Así, el cuerno 38 lo mismo que la cuchilla/acoplador están configurados y dimensionados para amplificar el movimiento de la cuchilla y proporcionar una vibración de resonancia armónica con el resto del sistema acústico, el cual produce el movimiento máximo de alante atrás del extremo del cuerno de montaje acústico 38 próximo a la cuchilla 32. Un movimiento de la pila del transductor es amplificado por el cuerno 38 en un movimiento de aproximadamente 20 a 25 micrómetros. Un movimiento del acoplador 39 es amplificado por el cuerno 38 en un movimiento de aproximadamente 20 a 25 micrómetros. Un movimiento en el acoplador 39 es amplificado por la cuchilla 32 en un movimiento de la cuchilla de aproximadamente 40 a 100 micrómetros.

El sistema que crea la señal eléctrica ultrasónica para accionar el transductor situado en la pieza manual se ilustra en las Figs. 6(a) y 6(b). Este sistema de accionamiento es flexible y puede crear una señal de accionamiento con una regulación del nivel de la potencia y de la frecuencia deseadas. Un DSP o microprocesador del sistema se utiliza para controlar los parámetros de potencia apropiados y la frecuencia vibratoria así como hacer que se obtenga el nivel de potencia apropiado en los modos operativos de corte y coagulación. El DSP o microprocesador 60 almacena también programas informáticos que se utilizan para llevar a cabo pruebas diagnósticas del componente del sistema, como por ejemplo la pieza manual/cuchilla.

Por ejemplo, bajo el control de un programa almacenado en el DSP o microprocesador 60, como por ejemplo un algoritmo de corrección de fase, la frecuencia durante la puesta en marcha puede fijarse en un valor determinado, por ejemplo, 50 kHz. A continuación puede efectuarse un barrido ascendente a una velocidad determinada hasta que se detecte un cambio de impedancia, que indique la aproximación a la resonancia. A continuación la velocidad de barrido se reduce para que el sistema no sobrepase la frecuencia de resonancia, por ejemplo 55kHz. La velocidad de barrido puede conseguirse mediante el cambio de la frecuencia por incrementos, por ejemplo, 50 ciclos. Si se desea una velocidad más lenta, el programa puede reducir el incremento, por ejemplo, a 25 ciclos los cuales ambos pueden basarse de forma adaptativa en la magnitud y fase de la impedancia del transductor medidas. Por supuesto, una velocidad mayor puede conseguirse mediante el incremento del tamaño del incremento. Así mismo, la velocidad del barrido puede ser modificada mediante la modificación de la velocidad a la cual se actualiza el incremento de la frecuencia.

Si se sabe que hay un modo resonante no deseado, por ejemplo a, digamos, 51 kHz, el programa puede hacer que la frecuencia efectúe un barrido descendente, por ejemplo desde 60 kHz, para encontrar la resonancia. Así mismo el sistema puede efectuar un barrido descendente desde 50 kHz y salta por encima de los 51 kHz donde está situada la resonancia no deseada. En cualquier caso, el sistema tiene un considerable grado de flexibilidad.

En funcionamiento, el usuario fija un completo nivel de potencia que va a ser utilizado con el instrumento quirúrgico. Esto se efectúa mediante el interruptor 16 de selección del nivel de la potencia situado en el panel frontal de la consola. El interruptor genera unas señales 150 que se aplican al DSP 60. El DSP 60 a continuación presenta el nivel de potencia seleccionado mediante el envío de una señal en la línea 152 (Fig. 6(b)) sobre la pantalla 12 del panel frontal de la consola. Así mismo, el DSP o microprocesador 60 genera una señal 148 de nivel de la corriente digital que es convertida en una señal analógica mediante un convertidor analógico a digital (DAC) 130.

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Para provocar de hecho que la cuchilla quirúrgica vibre el usuario activa el interruptor de pedal 40 o el interruptor 34 de la pieza manual. Esta activación introduce una señal en línea 154 en las Figs. 6(a). Esta señal tiene el efecto de provocar que la potencia sea suministrada desde el amplificador equilibrado 78 hasta el transductor 36. Cuando el DSP o microprocesador 60 ha conseguido sincronizar la frecuencia de la resonancia del transductor de la pieza manual y la potencia ha sido satisfactoriamente aplicada al transductor de la pieza manual, una señal de accionamiento audio es introducido en la línea 156. Esto determina que una indicación audio del sistema suene, lo que comunica al usuario que la potencia está siendo suministrada a la pieza manual y que el bisturí está activo y operacional.

Con el fin de obtener las mediciones de impedancia y las mediciones de fase, se utilizan el DSP 60 y los demás elementos del circuito de las Figs. 6(a) y 6(b). En concreto, el amplificador equilibrado 78 suministra la señal electrónica a un transformador de potencia 86, el cual a su vez suministra la señal a través de una línea 85 del cable 26 hasta los transductores piezoeléctricos 36 de la pieza manual. La corriente de la línea 85 y la tensión en esa línea son detectados por el circuito 88 de detección de la corriente y por el circuito 92 de detección de la tensión. Las señales de detección de la corriente y de la tensión son enviadas al circuito de tensión media 122 y al circuito de corriente media 120, respectivamente, los cuales toman los valores medios de estas señales. La tensión media es convertida por un convertidor análogo a digital (ADC) 126 en un código digital que es introducido en el DSP 60. Así mismo, la señal media de corriente es convertida por el convertidor análogo a digital (ADC) 124 en un código digital que es introducido en el DSP 60. En el DSP la relación de la tensión respecto de la corriente es calculada sobre la marcha para ofrecer los valores de impedancia actuales cuando la frecuencia es modificada. Un cambio considerable de la impedancia se produce cuando se aproxima la resonancia.

Las señales procedentes del detector 88 de la corriente y del detector 92 de la tensión son también aplicadas a los respectivos detectores 100, 102 de cruce de líneas en punto cero. Estos producen un impulso siempre que las respectivas señales cruzan las líneas en punto cero. El impulso procedente del detector 100 es aplicado a la lógica 104 de detección de la fase, la cual puede incluir un contador que es puesto en marcha por esa señal. El impulso procedente del detector 102 es así mismo aplicado al circuito lógico 104 y puede utilizarse para parar el contador. Como resultado de ello, la cuenta que se alcanza por el contador es un código digital en línea 104, el cual representa la diferencia de fase entre la corriente y la tensión. El tamaño de esta diferencia de fase es también una indicación de la resonancia. Estas señales pueden ser utilizadas como parte de un lazo de sincronización de fase que determina que la frecuencia del generador se sincronice con la resonancia, por ejemplo, mediante la comparación de la delta fase con el punto de fijación de la fase del DSP con el fin de generar una señal de frecuencia sobre un circuito 128 de síntesis digital directa (DDS) que accione el amplificador equilibrado 78.

Así mismo, los valores de impedancia y fase pueden ser utilizados de acuerdo con lo anteriormente indicado en una parte diagnóstica de funcionamiento para detectar si la cuchilla está floja. En dicho caso el DSP no busca establecer la sincronización de fase en la resonancia, sino que más bien acciona la pieza manual a determinadas frecuencias y mide la impedancia y la fase para determinar si la cuchilla está apretada.

Dado que el DSP ha medido y almacenado valores de impedancia y fase a frecuencias y valores y niveles de excitación determinados, pueden representarse gráficamente respuestas tales como las indicadas en las Figs. 1 a 3. Así, puede calcular también la sobretensión de la pieza manual.

Las Figs. 7(a) y 7(b) son diagramas de flujo que ilustran una forma de realización preferente de la invención. Bajo el control del programa almacenado en el DSP o microprocesador 60 mostrado en las Figs. 6(a) y 6(b), el procedimiento de la invención se pone en práctica mediante la utilización de la unidad de accionamiento ultrasónico para excitar la pieza manual/cuchilla y obtener los datos de impedancia a lo largo de un margen de frecuencias de 50 a 60 kilohertzios, tal como se indica en la etapa 700. Los datos de la magnitud de la impedancia y de la fase de la impedancia son obtenidos para dos o más niveles de excitación que van de un primer nivel de corriente a un segundo nivel de corriente, por ejemplo de 5 mA a 50 mA, tal como se indica en la etapa 710. Los datos incluidos dentro de este margen son recogidos en cualquier orden, incluyendo un barrido ascendente o descendente en una frecuencia de muestreo discontinua: para identificar o discriminar entre cuchillas con materiales de desecho y melladas, se llevan a cabo comparaciones entre mediciones de las características, a saber la magnitud de la impedancia más baja obtenida o la fase máxima entre la corriente y la tensión.

Si el(los) dato(s) de la impedancia a un nivel de excitación más bajo revela (n) que la magnitud mínima de la impedancia es menor que la magnitud mínima de la impedancia a un nivel de excitación más alto (etapa 730), entonces la cuchilla o la pieza manual está mellada, y en la LCD 12 se muestra un mensaje de "Cuchilla Mellada", tal como se indica en la etapa 735. Como una alternativa, si la diferencia entre la frecuencia de resonancia a un nivel alto y la frecuencia de resonancia a un nivel bajo es inferior o igual a un umbral, por ejemplo 20 Hz, puede utilizarse para indicar si existe una cuchilla mellada. Si, por otro lado, el(los) barrido(s) de excitación más bajo(s) muestra(n) poco o ningún cambio de la frecuencia de resonancia o una impedancia mínima más alta que los barridos de excitación más altos (etapa 740), entonces la cuchilla o pieza manual tiene materiales de desecho, y en la LCD 12, se muestra un mensaje de "Cuchilla con Materiales de Desecho", según se indica en la etapa 745. Así mismo, la cantidad de materiales de desecho se determina por las diferencias de las magnitudes de la impedancia obtenidas, y son comunicadas durante el mensaje de "Cuchilla con Materiales de Desecho". La cantidad de generación exceso de calor sobre la vaina en la zona del material de desecho es computado, tal como se indica en la etapa 760. El exceso de calor puede estimarse mediante el cálculo de la diferencia relativa de magnitud de las mediciones de la impedancia. Si la acumulación de calor de la temperatura fuera excesiva un mensaje de advertencia "Cuchilla Caliente" se muestra en la LCD 12 y/o el usuario está avisado para que cierre el sistema, como se indica en la etapa 775. Si, por otro lado, el calor no fuera excesivo, la prueba diagnóstica se termina. Merece destacarse que el mensaje de aviso de cuchilla caliente depende de las características de la cuchilla. El calor generado dentro de un diseño de cuchilla concreto puede ser determinado mediante la utilización de una conversión de potencia a calor I^{2}R para una cuchilla determinada. Debe destacarse que todos los procedimientos de medición descritos pueden llevarse a cabo utilizando el DSP o microprocesador 60 situado en el generador ultrasónico. Sin embargo, también pueden utilizarse otros dispositivos para llevar a cabo las mediciones, como por ejemplo un CPU, un Dispositivo Lógico Programable (PLD), o similares.

Las Figs. 8(a) y 8(b) son diagramas de flujo que ilustran una forma de realización alternativa de la invención. Para incrementar la precisión de las mediciones, las mediciones de los datos procedentes de una prueba inicial de una cuchilla buena conocida son comparados con los datos de las mediciones de una cuchilla de estado desconocido. Se calcula un umbral en base a límites o relaciones definidas con respecto a las características de la cuchilla buena conocidas: como resultado de ello se incrementa la precisión de la prueba y se detectan menos efectos perjudiciales pronunciados sobre las cuchillas. Así mismo, también se ofrece la capacidad para determinar claramente la extensión del material de desecho. Esto se debe a la obtención y empleo de un nivel mayor de datos de mediciones específicas de la cuchilla para la comparación, más que por el empleo de unos datos de comportamiento esperados con cuchillas genéricas buenas.

En una forma de realización, en lugar de obtener los datos mediante la realización de una prueba de la cuchilla efectiva existente en la pieza manual, los datos pueden ser obtenidos a partir de una fuente de datos para el modelo de cuchilla concreto que está en la cuchilla ID o introducida en la consola, o modelo similar. Para los detalles relacionados con la cuchilla ID, se hace referencia al documento EP-A-1260185.

El procedimiento permite la determinación acerca de si la cuchilla está gravemente dañada o es inciertamente problemática. En este caso, el usuario puede intentar limpiar la cuchilla y efectuar otra prueba para medir el avance de la limpieza y ayudar al usuario a determinar si la limpieza de la cuchilla es efectiva o inefectiva. En determinas formas de realización, la "graduación" puede utilizarse sin aprovechar las características de la "cuchilla nueva conocida" proporcionando una puntuación de los materiales de desecho antes o después de la limpieza para indicar hasta qué punto ha sido limpiada de manera efectiva la cuchilla. En formas de realización alternativas, el procedimiento se inicia automáticamente de forma periódica por la consola del generador.

Bajo el control del programa almacenado en el DSP o microprocesador 60 mostrado en las Figs. 6(a) y 6(b), el procedimiento de la invención se lleva a la práctica mediante la obtención de los datos de impedancia de una nueva cuchilla o de una cuchilla en buen estado, tal como se indica en la etapa 800. La unidad de accionamiento ultrasónica se utiliza para excitar la pieza manual/cuchilla y obtener los datos de impedancia a lo largo de una gama de frecuencias de 50 a 60 kilohertzios, tal como se indica en la etapa 810. Los datos de la magnitud de la impedancia y de la fase de la impedancia son obtenidos para dos o más niveles de excitación que van de un primer nivel de corriente a un segundo nivel de corriente, por ejemplo de 5 mA a 50 mA, como se indica en la etapa 820. Los datos situados dentro de este margen son recogidos en cualquier orden, incluyendo el barrido ascendente o descendente en una frecuencia de muestreo continua. Para identificar o discriminar entre las cuchillas con materiales de desecho o melladas, se llevan a cabo comparaciones entre mediciones de las características, a saber la magnitud de la impedancia más baja obtenida o la fase máxima entre la corriente de accionamiento y la tensión de accionamiento, la frecuencia de resonancia de la cuchilla, y/o una evaluación de la no linealidad y/o la continuidad de los datos medidos, como se indica en la etapa 830.

Si el(los) barrido(s) de los datos de la impedancia a un nivel de excitación más bajo revela(n) que la magnitud de la impedancia mínima es inferior a la magnitud de la impedancia mínima obtenida a un nivel de excitación más alto (etapa 840), entonces la cuchilla o la pieza manual está mellada, y en la LCD 12 se muestra un mensaje de "Cuchilla Mellada", como se indica en la etapa 845. Si, por otro lado, el (los) barrido(s) de excitación(es) inferior(es) muestra(n) una impedancia mínima más alta que los barridos de excitación más alta (etapa 850), entonces la cuchilla o pieza manual presenta materiales de desecho y en la LCD 12 se muestra un mensaje de "Extensión de Material de Desecho"; como se indica en la etapa 855. Así mismo, la cantidad de material de desecho se determina por las diferencias de las magnitudes de la impedancia que se obtienen, y se comunica al usuario durante la presentación del mensaje de "Extensión del Material de Desecho". Se computa la cantidad de generación de calor sobrante sobre la vaina en el emplazamiento del material sobrante, como se indica en la etapa 870. El calor sobrante puede estimarse mediante el cálculo de la diferencia relativa de magnitud de las mediciones de la impedancia. Si la acumulación de calor fuera excesivo, en la LCD 12 se mostraría un mensaje de advertencia de "Cuchilla Caliente" y/o el usuario quedaría advertido para el cierre del sistema, como se indica en la etapa 885. Si, por otro lado, el calor no fuera excesivo, la prueba diagnóstica finaliza. De acuerdo con lo anteriormente expuesto, el mensaje de advertencia sobre la cuchilla depende de las características de la cuchilla. El calor generado en un diseño de cuchilla concreto puede determinarse mediante la utilización de una conversión de potencia a calor I^{2}R para una cuchilla determinada. Así mismo, los procedimientos de medición descritos pueden llevarse también a cabo utilizando el DSP o microprocesador 60 situado en el generador ultrasónico. Sin embargo, también pueden utilizarse otros dispositivos para llevar a cabo las mediciones, como por ejemplo una CPU, un Dispositivo Lógico Programable (PLD), o similares.

Utilizando el procedimiento de la presente invención, puede determinarse rápida, fácilmente y con precisión el estado de la cuchilla (esto es, si la cuchilla está mellada, presenta materiales de desecho o es buena) durante su uso en un quirófano. El(los) procedimiento(s) hace(n) esta determinación independientemente del tipo de pieza manual/cuchilla, de la temperatura de la pieza manual/cuchilla o de la antigüedad del PZT, etc. EL procedimiento facilita la prueba de cuchilla desconocidas dado que se requieren menos puntos de datos característicos para obtener conclusiones debido a la adquisición de la información de la concreta cuchilla. La invención informa a un cirujano o enfermera si hay que desechar una pieza manual/cuchilla rota, proporcionando al tiempo la oportunidad de limpiar una cuchilla con material de desecho.

Aunque la invención ha sido descrita e ilustrada con detalle, debe entenderse claramente que lo es a modo de ilustración y ejemplo y que no debe considerarse de forma limitativa. El alcance de la invención debe quedar únicamente limitada por los términos de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (11)

1. Un procedimiento para distinguir entre cuchillas sintonizadas de forma ultrasónica con materiales de desecho y melladas en un sistema quirúrgico ultrasónico, que comprende las etapas de:

la aplicación de una señal de accionamiento que tiene un nivel de corriente de accionamiento y un nivel de tensión de accionamiento hasta una pieza manual/cuchilla que utiliza un generador ultrasónico a través de una gama de frecuencias predeterminada, en el que dicha señal de accionamiento se aplica a un primer nivel de excitación y a un segundo nivel de excitación mayor que dicho primer nivel de excitación;

la medición para cada uno de dichos niveles de excitación de a) la magnitud de impedancia mínima a través de dicha gama de frecuencias o b) la diferencia de fase máxima entre la corriente de accionamiento y la tensión de accionamiento a través de dicha gama de frecuencias;

la representación de un primer mensaje en una pantalla de cristal líquido, si la magnitud de impedancia mínima a dicho primer nivel de excitación es menor que la magnitud de impedancia mínima a dicho segundo nivel de excitación, o la diferencia de fase máxima obtenida a dicho primer nivel de excitación es mayor que la diferencia de fase máxima obtenida a dicho segundo nivel de excitación; y

si no, mostrar un segundo mensaje en la pantalla de cristal líquido.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la gama de frecuencias predeterminada oscila entre 50 kHz y 60 kHz.

3. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la etapa de representar el primer mensaje comprende la representación de un mensaje de "Cuchilla Mellada" en la pantalla de cristal líquido.

4. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el primer nivel de excitación oscila entre 5 mA y 25 mA.

5. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el segundo nivel de excitación oscila entre 25 mA y 500 mA.

6. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la etapa de representación del segundo mensaje comprende la representación de un mensaje de "Cuchilla con Material de Desecho" o "Extensión del Material de Desecho" en la pantalla de cristal líquido.

7. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que dicha etapa de medición comprende la medición de la magnitud de impedancia mínima a través de dicha gama de frecuencias, y dicho procedimiento comprende así mismo la etapa de la computación de excesivo de calor generado sobre una vaina de la pieza manual/cuchilla.

8. El procedimiento de la reivindicación 7, en el que dicho exceso de calor es computado mediante el cálculo de las diferencias entre las magnitudes de impedancia.

9. El procedimiento de la reivindicación 8, en el que las diferencias entre las magnitudes de impedancia son representadas durante la etapa de representación del segundo mensaje.

10. El procedimiento de la reivindicación 7, que comprende asimismo las etapas de:

al menos una representación de un tercer mensaje en la pantalla de cristal líquido, si dicho exceso de calor indica que la pieza manual/cuchilla está caliente, y el cierre del sistema quirúrgico ultrasónico.

11. El procedimiento de la reivindicación 10, en el que la etapa de representación del tercer mensaje comprende la representación de un mensaje de "Pieza Manual Caliente" en la pantalla de cristal líquido.