ES2326603T3 - Sistema quirurgico que proporciona reconfiguracion automatica. - Google Patents
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Abstract
Un sistema para controlar una pluralidad de instrumentos microquirúrgicos oftálmicos conectados al mismo, siendo dichos instrumentos microquirúrgicos para su uso por un usuario, tal como un cirujano al realizar intervenciones quirúrgicas oftálmicas, comprendiendo dicho sistema: un bus de comunicaciones de datos; una interfaz de usuario conectada al bus de comunicaciones de datos, proporcionando dicha interfaz de usuario información al usuario y recibiendo información a partir del usuario, información que es representativa de parámetros de operación de los instrumentos microquirúrgicos; un primer módulo quirúrgico conectado a, y que controla uno de, los instrumentos microquirúrgicos en función de al menos uno de los parámetros de operación, estando conectado dicho primer módulo quirúrgico al bus de comunicaciones de datos; un segundo módulo quirúrgico conectado a, y que controla otro de, los instrumentos microquirúrgicos en función de al menos uno de los parámetros de operación, estando conectado dicho segundo módulo quirúrgico al bus de comunicaciones de datos; una unidad informática que proporciona control modular de los instrumentos microquirúrgicos y que comprende un procesador central para ejecutar rutinas para identificar dichos módulos quirúrgicos e inicializar los módulos que se comunican mediante el bus de comunicaciones de datos, en el que el bus de comunicaciones de datos proporciona comunicación de datos representativa de los parámetros de operación entre la interfaz de usuario y los módulos quirúrgicos; caracterizado por: presentar cada módulo quirúrgico una cubierta frontal y uno o más puertos provistos en dicha cubierta frontal, estando adaptados dichos puertos para conectarse a uno o más de dichos instrumentos microquirúrgicos; y siendo dichos módulos quirúrgicos primero y segundo intercambiables e instalables en una pluralidad de ubicaciones diferentes en una unidad base.
Description
Sistema quirúrgico que proporciona
reconfiguración automática.
La presente invención se refiere, de forma
general, a sistemas microquirúrgicos y oftálmicos y, de forma
particular, a un sistema de control para operar instrumentos
microquirúrgicos.
Los sistemas microquirúrgicos oftálmicos
actuales proporcionan uno o más instrumentos quirúrgicos conectados
a una consola de control. Los instrumentos se operan a menudo de
forma eléctrica o neumática y la consola de control proporciona
señales de control eléctricas o por presión de fluido para operar
los instrumentos. La consola de control con frecuencia incluye
varios tipos diferentes de controladores que puede accionar el ser
humano para generar las señales de control suministradas a los
instrumentos quirúrgicos. A menudo, el cirujano usa un controlador
de pedal para controlar de forma remota los instrumentos
quirúrgicos.
La consola convencional presenta conmutadores de
pulsador y diales ajustables para ajustar las características de
operación deseadas del sistema. Con frecuencia, el sistema de
control convencional da servicio a varias funciones diferentes. Por
ejemplo, el sistema microquirúrgico oftálmico típico presenta
capacidades de segmento anterior y/o posterior y puede incluir una
diversidad de funciones, tal como irrigación/aspiración,
vitrectomía, corte con microtijera, iluminación con fibra óptica y
fragmentación/emulsificación.
Aunque los sistemas microquirúrgicos y sistemas
oftálmicos convencionales han contribuido a hacer posible la
microcirugía y la cirugía oftálmica, estos sistemas no carecen de
inconvenientes. Los sistemas microquirúrgicos y oftálmicos son
relativamente caros y los hospitales y clínicas los compran a menudo
para que se compartan entre muchos cirujanos de diferentes
especialidades. En cirugía ocular, por ejemplo, algunos cirujanos
pueden especializarse en intervenciones de segmento anterior,
mientras que otros cirujanos pueden especializarse en
intervenciones de segmento posterior. Debido a las diferencias en
estas intervenciones, el sistema de control no se configurará con
las mismas características de operación para ambas intervenciones.
También, debido a la delicada naturaleza de la cirugía ocular, las
características de respuesta o "sensación" del sistema pueden
ser una preocupación para cirujanos que ejerzan en varios hospitales
diferentes, usando diferentes marcas y modelos de equipo.
Las patentes estadounidenses n.^{os}
4,933,843, 5,157,603, 5,417,246 y 5,455,766, todas las cuales son
transferidas legalmente y cuyas descripciones completas se
incorporan en el presente documento por referencia, dan a conocer
sistemas de control microquirúrgico mejorado. Por ejemplo, tales
sistemas proporcionan uniformidad mejorada de las características
de funcionamiento, mientras que al mismo tiempo proporcionan
bastante flexibilidad en el sistema para permitir una diversidad de
intervenciones diferentes. Los sistemas mostrados en estas patentes
suponen mejoras frente a la técnica anterior, proporcionando un
sistema de control microquirúrgico programable y universal, que
puede programarse fácilmente para realizar una diversidad de
intervenciones quirúrgicas diferentes y que puede programarse para
proporcionar las características de respuesta que puede requerir
cualquier cirujano dado. El sistema de control está preprogramado
para realizar una diversidad de funciones diferentes para
proporcionar una diversidad de intervenciones diferentes. Estas
funciones preprogramadas pueden seleccionarse presionando botones de
panel frontal.
Además de las funciones preprogramadas, estas
patentes dan a conocer proporcionar a cada cirujano una llave de
programación, que incluye un circuito de memoria digital cargado con
parámetros de característica de respuesta particulares y parámetros
de intervención quirúrgica particulares seleccionados por ese
cirujano. Insertando la llave en el conector hembra de la consola
del sistema, el sistema se configura de forma automática para
responder de una forma consabida a cada cirujano.
Para la máxima versatilidad, pueden programarse
los pulsadores y los diales de potenciómetro de la consola. Sus
funciones y características de respuesta pueden cambiarse para
adecuarse a las necesidades de los cirujanos. Una pantalla de
visualización electrónica sobre la consola visualiza la función
actual de cada botón y dial programable así como otra información
pertinente. La pantalla de visualización tiene su propia fuente de
luz de modo que puede leerse fácilmente en salas de operaciones poco
iluminadas.
Aunque los sistemas descritos anteriormente
proporcionan mejoras sobre la técnica anterior, son necesarias más
mejoras para mejorar el funcionamiento, simplificar la operación,
simplificar la reparación y el reemplazo, reducir el tiempo y coste
de las reparaciones, etc.
La solicitud de patente internacional WO
96/13216 da a conocer un sistema para controlar una pluralidad de
instrumentos microquirúrgicos oftálmicos conectados al mismo, siendo
dichos instrumentos microquirúrgicos para su uso por un usuario tal
como un cirujano al realizar intervenciones quirúrgicas oftálmicas,
comprendiendo dicho sistema:
- un bus de comunicaciones de datos;
- una interfaz de usuario conectada al bus de comunicaciones de datos, proporcionando dicha interfaz de usuario información al usuario y recibiendo información a partir del usuario, información que es representativa de parámetros de operación de los instrumentos microquirúrgicos;
- un primer módulo quirúrgico conectado a y que controla uno de los instrumentos microquirúrgicos en función de al menos uno de los parámetros de operación, estando conectado dicho primer módulo quirúrgico al bus de comunicaciones de datos; y
- una unidad informática que proporciona control modular de los instrumentos microquirúrgicos y que comprende un procesador central para ejecutar rutinas para identificar dichos módulos quirúrgicos e inicializar los módulos que se comunican mediante el bus de comunicaciones de datos, en el que el bus de comunicaciones de datos proporciona comunicación de datos representativa de los parámetros de operación entre la interfaz de usuario y los módulos quirúrgicos. La reivindicación 1, que consta de dos partes, se basa en este documento.
Según un primer aspecto, la presente invención
está caracterizada por presentar cada módulo quirúrgico una
cubierta frontal y uno o más puertos previstos en dicha cubierta
frontal, estando adaptados dichos puertos para conectarse a uno o
más de dichos instrumentos microquirúrgicos; y siendo dichos módulos
quirúrgicos primero y segundo intercambiables e instalables en una
pluralidad de ubicaciones diferentes en una unidad base.
Preferentemente, cada módulo presenta al menos
un parámetro de comunicaciones que identifica al módulo y en el que
los módulos conectados al bus de comunicaciones de datos se
comunican en función de los parámetros de comunicaciones, que
comprende además una memoria que almacena un conjunto de parámetros
de comunicaciones correspondiente a los módulos conectados al bus
de comunicaciones de datos, y en el que las rutinas ejecutadas
mediante el procesador central incluyen rutinas para detectar un
cambio en los módulos conectados al bus de comunicaciones de datos
y reconfigurar el conjunto de parámetros de comunicaciones
almacenado en la memoria en función del cambio en los módulos
conectados al bus de comunicaciones de datos.
Según un segundo aspecto, se proporciona un
procedimiento para reconfigurar de forma automática el sistema
microquirúrgico oftálmico según la reivindicación 1, que
comprende:
- proporcionar un bus de comunicaciones de datos;
- conectar una interfaz de usuario al bus de comunicaciones de datos; conectar una pluralidad de módulos quirúrgicos para cirugía oftálmica al bus de comunicaciones de datos;
- conectar uno o más instrumentos microquirúrgicos a dichos uno o más módulos quirúrgicos a través de uno o más puertos, presentando cada uno de dichos módulos quirúrgicos una cubierta frontal, estando uno o más de dichos puertos previstos en dichas cubiertas frontales;
- conectar una unidad informática que proporciona control modular de los instrumentos microquirúrgicos y que comprende un procesador central al bus de comunicaciones de datos, en el que el procesador central ejecuta rutinas para identificar e inicializar cada uno de los módulos que se comunican a través del bus de comunicaciones de datos y que son intercambiables y amovibles a una pluralidad de ubicaciones diferentes en una unidad base.
Entre los varios objetos de la presente
invención, puede observarse para una o más realizaciones preferidas,
la provisión de un sistema mejorado que permite comunicaciones de
red entre sus componentes; la provisión de un sistema de este tipo
que es modular; la provisión de un sistema de este tipo que permite
un control distribuido de sus componentes; la provisión de un
sistema de este tipo que se reconfigura a sí mismo de forma
automática durante el encendido; la provisión de un sistema de este
tipo que permite la operación en una serie de modos diferentes; la
provisión de un sistema de este tipo que opera en los modos
diferentes en una secuencia predefinida; la provisión de un sistema
de este tipo que permite la adaptación a configuraciones diferentes;
la provisión de un sistema de este tipo que es fácilmente
reprogramable; y la provisión de un circuito de sistema de este tipo
que es económicamente factible y comercialmente práctico.
De forma alternativa, la invención puede
comprender otros sistemas y procedimientos diversos.
Otros objetos y características serán en parte
evidentes y en parte se indicarán a continuación en el presente
documento.
La figura 1 es una perspectiva de un sistema de
control microquirúrgico según la invención para su uso con
instrumentos microquirúrgicos oftálmicos y que presenta una
pluralidad de módulos;
la figura 2 es un diagrama de bloques del
sistema de la figura 1;
la figura 3 es una perspectiva de una unidad
base del sistema de la figura 1;
la figura 4 es una perspectiva de la unidad base
mostrada sin una cubierta frontal;
la figura 5 es un alzado frontal de un bastidor
de unidad base;
la figura 6 es una vista desde arriba en planta
del bastidor de unidad base;
la figura 7 es un alzado posterior de la unidad
base;
la figura 8 es un alzado lateral izquierdo de la
cubierta frontal de la unidad base;
la figura 9 es una perspectiva de un módulo
típico del sistema de la figura 1;
la figura 10 es un alzado posterior del
módulo;
la figura 11 es una vista desde abajo en planta
fragmentada del módulo;
la figura 12 es una perspectiva de un ensamblaje
típico de unidad base y de módulo;
la figura 13 es una sección transversal
fragmentada tomada en el plano de la línea 5B-5B de
la figura 7 pero con un módulo instalado en la unidad base;
la figura 14 es una sección transversal
fragmentada tomada en el plano de la línea 5C-5C de
la figura 13;
la figura 15 es un diagrama esquemático de una
red de comunicaciones según la invención;
la figura 16 es un diagrama esquemático de un
circuito de terminación para terminar de forma selectiva la red de
la figura 15;
las figuras 17 y 18 son un diagrama de bloques
de un ordenador de interfaz de usuario según una realización
preferida del sistema de la figura 1;
la figura 19 es un diagrama de bloques de un
circuito de red de comunicaciones para el ordenador de interfaz de
usuario de las figuras 17 a 18;
la figura 20 es un diagrama esquemático de un
circuito de terminación del circuito de red de la figura 19 para
terminar de forma selectiva la red;
la figura 21 es un diagrama de bloques del
sistema de la figura 1 que ilustra el flujo de datos en el sistema
según la invención;
la figura 22 es un visualizador de pantalla
ejemplar de un teclado numérico según la invención;
las figuras 23 y 24 son diagramas de flujo
ejemplares que ilustran la operación del procesador central en el
ordenador de interfaz de usuario para definir modos de operación y
secuencias de modos para el sistema;
las figuras 25 y 26 son diagramas de flujo
ejemplares que ilustran la operación del procesador central en el
ordenador de interfaz de usuario para adaptar archivos de
configuración al sistema;
las figuras 27 a 30 son visualizaciones de
pantalla ejemplares generadas por el ordenador de interfaz de
usuario para seleccionar un modo de operación según la
invención;
la figura 31 es un diagrama de flujo ejemplar
que ilustra la operación de un procesador central en el ordenador de
interfaz de usuario para configurar de forma automática el
sistema;
la figura 32 es un diagrama de bloques de un
módulo de irrigación, aspiración y/o vitrectomía según una
realización preferida del sistema de la figura 1;
la figura 33 es un diagrama de bloques de un
módulo de facoemulsificación y/o facofragmentación según una
realización preferida del sistema de la figura 1;
la figura 34 es un diagrama de bloques de un
módulo de intercambio aire/fluido, de tijeras eléctricas y/o de
fórceps según una realización preferida del sistema de la figura
1;
\newpage
la figura 35 es un diagrama de bloques de un
módulo de coagulación bipolar según una realización preferida del
sistema de la figura 1;
la figura 36 es un diagrama de bloques de un
módulo de iluminación según una realización preferida del sistema de
la figura 1;
la figura 37 es un diagrama de bloques de un
circuito de control para el pie periférico según una realización
preferida del sistema de la figura 1;
la figura 38 es un diagrama de bloques de un
circuito de control de pie de soporte intravenoso periférico según
una realización preferida del sistema de la figura 1;
la figura 39 es un diagrama de bloques de un
módulo de potencia según una realización preferida del sistema de la
figura 1;
las figuras 40 a 42 son diagramas esquemáticos
que ilustran un panel posterior de cableado de comunicaciones y
potencia en la unidad base de las figuras 3 a 8;
las figuras 43 a 60 son diagramas esquemáticos
que ilustran el módulo de irrigación, aspiración y/o vitrectomía de
la figura 32;
la figura 61 es un diagrama esquemático que
ilustra un detector de casete para su uso con el módulo de
irrigación, aspiración y/o vitrectomía de las figuras 32 y 43 a
60;
las figuras 62 a 71 y 74 a 88 son diagramas
esquemáticos que ilustran el módulo de facoemulsificación y/o
facofragmentación de la figura 33;
las figuras 89 a 103 son diagramas esquemáticos
que ilustran el módulo de intercambio aire/fluido, de tijeras
eléctricas y/o de fórceps de la figura 34;
las figuras 104 a 113 son diagramas esquemáticos
que ilustran el módulo de coagulación bipolar de la figura 19;
las figuras 114 a 125 son diagramas esquemáticos
que ilustran el módulo de iluminación de la figura 36;
las figuras 126 a 136 son diagramas esquemáticos
que ilustran el circuito de control para el pie de la figura 37;
las figuras 137 a 146 son diagramas esquemáticos
que ilustran el circuito de control de pie de soporte intravenoso de
la figura 38; y
las figuras 147 y 148 son diagramas esquemáticos
que ilustran un circuito de detección de presión para su uso con una
bomba de desplazamiento tipo scroll según una realización
alternativa del módulo de irrigación, aspiración y/o vitrectomía de
las figuras 32 y 43 a 60;
las figuras 149 y 150 son diagramas esquemáticos
que ilustran el módulo de potencia de la figura 39 para proporcionar
potencia al panel posterior de cableado de las figuras 40 a 42.
La figura 1 ilustra un sistema de control
microquirúrgico, indicado de forma general por 1, según una
realización preferida de la presente invención. Según se muestra,
el sistema 1 incluye una unidad 3 informática que presenta un
visualizador 5 de pantalla plana, una unidad 7 base que aloja una
pluralidad de módulos 13, y periféricos tales como un ensamblaje 15
de control para el pie y un ensamblaje 17 de pie de soporte
intravenoso (IV) accionado por motor (cada uno de los cuales se
indica de forma general por su número de referencia respectivo).
Cada uno de los módulos 13 alojado en la unidad 7 base controla al
menos un instrumento 19 microquirúrgico oftálmico para su uso por
un cirujano al realizar diversas intervenciones quirúrgicas
oftálmicas. Como se conoce ampliamente en la técnica, la
microcirugía oftálmica implica el uso de una serie de instrumentos
19 diferentes para realizar funciones diferentes. Estos
instrumentos 19 incluyen cúteres de vitrectomía, piezas de mano de
facoemulsificación o facofragmentación, microtijeras eléctricas,
instrumentos de iluminación con fibra óptica, piezas de mano de
coagulación y otros instrumentos microquirúrgicos conocidos en la
técnica. Para optimizar el funcionamiento de los instrumentos 19
durante la cirugía, sus parámetros de operación difieren según, por
ejemplo, la intervención particular que está realizándose, las
diferentes fases de la intervención, las preferencias personales del
cirujano, tanto si la intervención va a realizarse en la parte
anterior como posterior del ojo del paciente, etc.
Según se muestra en la figura 1, un carrito de
instrumental, indicado de forma general por 21, soporta el sistema
1. Preferentemente, el carrito 21 incluye una mesa 25 quirúrgica, o
de Mayo, el ensamblaje 17 de pie de soporte IV automatizado, un
compartimento 27 de almacenamiento para recoger el ensamblaje 15 de
control para el pie, paquetes desechables y otros artículos, una
abertura 33 para alojar una unidad base de expansión (no mostrada
en la figura 1), y ruedecillas 35 giratorias. La unidad 7 base y la
unidad 3 informática preferentemente se encuentran en la parte
superior del carrito 21 de instrumental según se muestra en la
figura 1 y la mesa 25 de Mayo está montada sobre un brazo de
articulación (no mostrado) unido preferentemente a la parte superior
del carrito 21 de instrumental, directamente bajo la unidad 7 base.
El carrito 21 de instrumental también contiene un transmisor de
control remoto, indicado de forma general por 39, para su uso en el
control remoto del sistema 1.
Según la invención, los módulos 13 en la unidad
7 base alojan circuitos de control para los diversos instrumentos
19 microquirúrgicos de modo que el usuario del sistema puede
configurar el sistema 1 para optimizar su uso por el cirujano. Como
se describe en detalle a continuación, los módulos 13 incluyen
conexiones o puertos mediante los que uno o más instrumentos 19
microquirúrgicos se conectan a cada módulo 13 y alojan el conjunto
de circuitos de control necesario para controlar la operación del
instrumento o instrumentos 19 particulares conectados al mismo. Por
tanto, el usuario, insertando los módulos 13 deseados en la unidad 7
base, configura el sistema 1 para cumplir la preferencia del
cirujano particular, para controlar cada uno de los instrumentos 19
necesarios para una intervención quirúrgica particular, o para
optimizar de otra forma el sistema 1 para su uso por el
cirujano.
Como se describe en detalle a continuación, el
ensamblaje 15 de control para el pie y el ensamblaje 17 de pie de
soporte IV incluyen circuitos de control electrónico para controlar
su operación.
Para soportar la capacidad de configuración por
parte del usuario, la unidad 3 informática, cada uno de los módulos
13, y los circuitos de control para cada uno de los periféricos,
concretamente, el ensamblaje 15 de control para el pie y el
ensamblaje 17 de pie de soporte IV, constituyen nodos en una red
informática. La red informática proporciona distribución de potencia
y comunicación de datos entre pares entre los nodos.
Haciendo referencia ahora al diagrama de bloques
de la figura 2, la unidad 7 base incluye una serie de módulos 13
que controlan diversos instrumentos 19 microquirúrgicos
habitualmente usados al realizar intervenciones quirúrgicas
oftálmicas. En una realización preferida, cada módulo 13 controla
uno o más instrumentos 19 quirúrgicos conectados a él. Un bus de
potencia y un bus de comunicaciones de datos, cada uno ubicado sobre
un panel 101 posterior de cableado (mostrado en detalle en las
figuras 5 y 40 a 42), conectan los módulos 13 entre sí. Al
recibirse por la unidad 7 base, los módulos 13 se acoplan al panel
101 posterior de cableado a través de un conector (por ejemplo, el
conector 171 de la figura 10) en la parte posterior de cada módulo
13. Al estar acoplado, el panel 101 posterior de cableado
proporciona distribución de potencia entre los módulos 13 así como
comunicación de datos entre los módulos 13 y entre los módulos 13 y
la unidad 3 informática. Según la invención, los módulos 13 también
incluyen un módulo 103 de potencia alojado por la unidad 7 base que
está conectado tanto a una fuente de potencia de CA externa como al
panel 101 posterior de cableado. El módulo 103 de potencia
proporciona potencia al panel 101 posterior de cableado y, por
tanto, proporciona potencia al sistema 1.
Según la invención, un circuito 105 de control
(véanse las figuras 37, 126 a 136) controla el ensamblaje 15 de
control para el pie y un circuito 107 de control (véanse las figuras
38 y 137 a 146) controla el ensamblaje 17 de pie de soporte IV.
Según se ha descrito anteriormente, la unidad 3 informática, cada
módulo 13 y los circuitos 105, 107 de control para los periféricos
constituyen nodos en una red informática. La red informática
proporciona comunicación de datos entre pares entre los nodos. Dicho
de otra forma, cada módulo 13 puede comunicarse directamente con
los otros módulos 13, los periféricos y la unidad 3 informática.
Como tal, el sistema 1 proporciona control modular de varios
instrumentos 19 diferentes así como capacidad de configuración por
parte del usuario.
Haciendo referencia ahora a la figura 3, la
unidad 7 base forma un armazón electrónico que presenta posiciones
o ranuras para recibir una pluralidad de módulos 13 que controlan
electrónicamente la operación de los instrumentos 19 quirúrgicos
usados por un cirujano al realizar intervenciones quirúrgicas
oftálmicas. Preferentemente, la unidad 7 base incluye un bastidor
(indicado de forma general por 109), una cubierta 111 superior que
presenta la forma de un canal invertido, y una cubierta 113 frontal
o tapa frontal que puede retirarse según se muestra en la figura 4
para insertar y retirar los módulos 13. Cuando la cubierta 113
frontal se sujeta en su posición, la pared 115 trasera de la
cubierta mantiene los módulos en su posición dentro de la unidad 7
base formando de ese modo un dispositivo de retención para retener
los módulos en el armazón electrónico. La cubierta 113 frontal se
mantiene en su posición mediante dos elementos de sujeción (no
mostrados) atornillados en los orificios 117 roscados en la parte
frontal del bastidor 109. De forma alternativa, la cubierta 113
frontal se sujeta a presión en su posición. La cubierta 111
superior incluye cuatro cavidades 119 circulares para albergar patas
en la parte inferior de la unidad 3 informática. Cada una de estas
cavidades 119 está ahusada para ajustarse a la forma de la patas de
la unidad informática y para centrar las patas en las
cavidades.
cavidades.
Según se ilustra en las figuras 5 y 6, el
bastidor 109 comprende un panel 121 posterior conformado de forma
solidaria con un panel 123 inferior. El panel 123 inferior se
extiende en perpendicular al plano frontal (es decir, la superficie
frontal) del panel 101 posterior de cableado que se sujeta al panel
121 posterior con los elementos 125 de sujeción. Se prevén diez
conectores 127 eléctricos hembra de 18 pines en la superficie
frontal del panel 101 posterior de cableado. Los tres conectores 127
más a la izquierda según se muestran en la figura 5 se separan a
intervalos de 7,62 centímetros, y los conectores 127 restantes se
separan a intervalos de 3,81 centímetros. Cada receptáculo de cada
conector 127 está conectado en paralelo a los receptáculos ubicados
de forma similar de los otros conectores formando de ese modo los
buses de potencia y de comunicaciones de datos mencionados
anteriormente. Se prevén rejillas 131 de ventilación en el panel 121
posterior por encima del panel 101 posterior de cableado para
permitir que el aire salga de la unidad 7 base (figura 5). Una
abertura 133 generalmente rectangular se extiende a través del
panel 121 posterior debajo del panel 101 posterior de cableado para
proporcionar acceso a un conector de 3 dientes en la parte trasera
del módulo 103 de potencia, según se explica a continuación. De
forma similar, se prevé una abertura 135 circular en el panel 121
posterior para aceptar un acoplamiento de desconexión rápida
neumática (no mostrado) en la parte trasera de una
irrigación/aspiración/vitrectomía (IAV) (por ejemplo, el módulo 321
en las figuras 32 y 43 a 60). Trece rieles paralelos, cada uno
indicado de forma general por 137, están unidos al panel 123
inferior mediante elementos 139 de sujeción (figura 6). Los rieles
137 están espaciados uniformemente a intervalos de 3,81 centímetros
y se extienden en perpendicular a la parte frontal del panel 101
posterior de cableado. Uno o más de los rieles 137 se usa para guiar
los módulos 13 en posición en la unidad 7 base de modo que estén
alineados adecuadamente para su conexión con el panel 101 posterior
de cableado. Según se muestra en la figura 14, cada uno de los
rieles 137 presenta una sección transversal con forma de I que
comprende rebordes horizontales superior e inferior (141, 143,
respectivamente) unidos por una banda 145 vertical.
Volviendo a la figura 5, las cuatro patas 141 se
extienden hacia abajo desde el panel 123 inferior y están
dimensionadas para apoyarse en depresiones (no mostradas) moldeadas
en el carrito 21. Según se muestra en la figura 6, se prevé un
reticulado 153 de admisión en el panel 123 inferior para permitir
que el aire entre en la unidad 7 base para enfriar los módulos 13.
La figura 7 muestra dos conectores 157 eléctricos hembra de 9 pines
circulares montados sobre la cara trasera del panel 121 posterior.
Cada uno de estos conectores 157 está conectado en paralelo al bus
de comunicaciones de datos sobre el panel 101 posterior de cableado
para comunicarse con periféricos tales como el carrito 21
(incluyendo el ensamblaje 17 de pie de soporte IV), la unidad 3
informática o el ensamblaje 15 de control para el pie. Los
conectores 157 pueden usarse también para conectar la unidad 7 base
a una unidad base de expansión separada según se explica en detalle
a continuación. Aunque se prevé que otros conectores estén dentro
del alcance de la presente invención, los conectores de la
realización preferida son conectores eléctricos Series 703,
comercializados por Amphenol Corporation de Wallingford,
Connecticut.
Las figuras 9 a 11 ilustran módulos 13
ejemplares para controlar electrónicamente la operación de los
instrumentos 19 quirúrgicos usados por un cirujano al realizar
intervenciones quirúrgicas oftálmicas. El módulo ejemplar mostrado
en la figura 9 es el módulo 103 de potencia para suministrar
potencia al bus de potencia del panel 101 posterior de cableado.
Cada uno de los módulos 13 comprende una camisa 161 conformada a
partir de una lámina de aluminio y una cubierta 163 frontal
moldeada en plástico. Según se muestra en la figura 12, determinados
módulos 13 presentan uno o más puertos previstos en su cubiertas
163 frontales para conectar diversos instrumentos quirúrgicos (no
mostrados) a los módulos. El módulo 103 de potencia ilustrado en la
figura 9 tiene una anchura de 7,62 centímetros. Otros módulos
presentan otras anchuras que son múltiplos de 3,81 centímetros (por
ejemplo, 3,81 centímetros o 11,43 centímetros). Cada uno de los
módulos 13 presenta un diodo 165 emisor de luz (LED) verde, u otro
indicador visual, montado sobre la cubierta 163 frontal para indicar
cuándo el módulo está activo.
Volviendo a la figura 10, cada módulo 13 incluye
un conector 171 eléctrico macho de 18 pines adaptado para
conectarse a cualquiera de los conectores 127 hembra montado sobre
el panel 101 posterior de cableado. El conector 171 está embutido
en la camisa 161 para proteger el conector y para maximizar el
espacio previsto dentro de la unidad 7 base. Un ventilador 173 de
enfriamiento está ubicado adyacente a un puerto 175 de escape
previsto en la cara trasera de la camisa 161 de módulo por encima
del conector 171 de 18 pines para expulsar aire desde la camisa 161
para enfriar los componentes dentro del módulo 13.
Haciendo referencia a la figura 11, se forma un
rebaje 177 en la parte inferior de la cubierta 163 frontal para
agarrar el módulo 13 para deslizarlo dentro y fuera de la unidad 7
base. Se prevé una abertura 179 en la parte inferior de la camisa
161 de módulo para permitir que el aire entre en el módulo cuando se
da energía al ventilador 173 para enfriar los componentes alojados
dentro del módulo 13. Se forman una o más ranuras 181 en la pared
183 inferior de cada camisa 161 de módulo. Cada una de estas ranuras
181 se extiende desde una pared 185 posterior de la camisa 161 y
está configurada para albergar uno de los rieles 139 guía sobre el
panel 123 inferior del bastidor 109 de unidad base para guiar el
módulo 13 y alinear su conector 171 con el conector 127
correspondiente sobre el panel 101 posterior de cableado. Por tanto,
los rieles 137 y las ranuras 181 forman una guía para guiar cada
uno de los módulos 13 en el armazón electrónico de modo que el
conector 127 de módulo respectivo está alineado para su
conexión
al bus.
al bus.
Según se ilustra en la figura 14, un canal 187
está soldado por puntos a la pared 183 inferior de la camisa 161 de
módulo por encima de cada ranura 181 para evitar que entren desechos
en la camisa a través de las ranuras 181 y para proteger los
componentes electrónicos alojados dentro de la camisa de
interferencias electromagnéticas. Cuando los módulos 13 se
introducen en la unidad 7 base, se alberga cada uno de los rieles
137 de unidad base en una ranura 181 y canal 187 respectivos de la
manera mostrada en la figura 14, es decir, con el reborde 141
horizontal superior pudiendo deslizarse en el canal 187 y la banda
145 pudiendo deslizarse en la ranura 181 bajo el mismo. El enganche
conjunto entre la banda 145 y la ranura 181 y entre el reborde 141
superior y la pared 183 inferior de camisa mantiene el módulo 13 en
posición en la unidad 7 base y evita que el módulo se mueva
sustancialmente en perpendicular a los rieles 137 en las direcciones
o bien vertical o bien horizontal.
No obstante, los rieles 137 y las ranuras 181
están dimensionados para permitir algún movimiento (por ejemplo
0,15875 centímetros) entre el módulo 13 y la unidad 7 base de modo
que los pines del conector 171 de módulo puedan alinearse
adecuadamente con los receptáculos del conector 127 de panel
posterior de cableado. Los conectores 127, 171 están ahusados para
guiar los pines en los receptáculos incluso aunque los conectores
estén inicialmente no alineados en alguna cantidad (por ejemplo,
0,254 centímetros). Incluso aunque los rieles y las ranuras están
dimensionados para permitir algún movimiento, no permiten ningún
error de alineamiento más que el que los conectores tolerarán. Por
lo tanto, los rieles 137 y las ranuras 181 proporcionan tolerancias
pieza-parte de forma adecuada, pero guían cada uno
de los módulos 13 en el armazón electrónico de modo que el conector
127 de módulo respectivo está alineado para su conexión al bus.
Pueden engancharse partes de la pared 183
inferior de la camisa 161 de módulo adyacente a cada ranura con la
parte superior del reborde 143 inferior de un riel 137 respectivo
para espaciar la camisa 161 del bastidor de la unidad 109 base y
minimizar el contacto metal con metal entre los módulos 13 y la
unidad 7 base. Aunque están presentes dos ranuras 181 en el módulo
13 ejemplar mostrado en la figura 11, una o más ranuras pueden
estar presentes en otros módulos dependiendo de sus anchuras. Por
ejemplo, los módulos 13 de anchura de 3,81 centímetros presentan una
ranura 181 y los módulos de anchura de 11,43 centímetros presentan
tres ranuras.
Cuando el módulo 13 está instalado en la unidad
7 base, el puerto 175 de escape y el ventilador 173 se alinean con
las rejillas 131 de ventilación en el panel 121 posterior de la
unidad base según se muestra en la figura 13 para purgar aire
libremente desde el módulo cuando se da energía al ventilador de
enfriamiento. De forma similar, la abertura 179 de admisión del
módulo se alinea con el reticulado 153 en el panel 123 inferior de
unidad base para permitir que el aire entre en el módulo 13 desde el
exterior de la unidad 7 base.
Cada módulo 13 también proporciona protección
frente a sobrecorriente para garantizar que un fallo de un único
módulo no daña otras partes del sistema 1.
Según se muestra en las figuras 9 y 12, la
cubierta 163 frontal de cada módulo 13 incluye superficies 191
biseladas que se extienden hacia atrás a partir de la superficie 193
frontal a lo largo de lados opuestos a la superficie frontal. Las
superficies 191 biseladas son convergentes entre sí hacia la
superficie 193 frontal de modo que, cuando el módulo 13 se coloca
en la unidad 7 base junto a otro módulo, con una superficie biselada
de un módulo adyacente a una superficie biselada del otro módulo,
las superficies frontales de forma general planas de los módulos
adyacentes se espacian lateralmente entre sí en una distancia D. El
espaciado lateral entre las superficies frontales de módulo reduce
la "obviedad" de cualquier error de alineamiento entre las
superficies 193 frontales de módulos adyacentes. Por tanto, se
permiten tolerancias pieza-parte mayores sin
desvirtuar la apariencia del sistema 1.
Según se ha explicado previamente, los
conectores 171 de módulo se conectan a los conectores 127 sobre el
panel 101 posterior de cableado cuando los módulos 13 están
instalados en la unidad 7 base. Cuando los conectores macho y
hembra están conectados, están conectados circuitos adecuados dentro
del módulo 13 a los buses de potencia y de comunicaciones de datos
en el panel 101 posterior de cableado. A pesar de la posición del
módulo 13 dentro de la unidad 7 base, los mismos circuitos de
módulo se conectan a los mismos circuitos de los buses de potencia
y de comunicaciones de datos. Por tanto, los módulos 13 pueden
intercambiarse de forma general y pueden ordenarse en cualquier
secuencia dentro de la unidad 7 base. Además, debido a que cada
módulo 13 se controla de forma separada, sólo aquellos módulos que
controlan los instrumentos necesarios para una intervención
quirúrgica particular necesitan instalarse en la unidad 7 base. Por
lo tanto, el armazón electrónico anteriormente descrito está
configurado para albergar los módulos 13 en una pluralidad de
posiciones diferentes a lo largo de los buses de potencia y de
comunicaciones de datos de modo que pueden organizarse de forma
selectiva en una pluralidad de secuencias diferentes en el armazón
electrónico.
No obstante, el módulo 103 de potencia presenta
una ubicación dedicada dentro de la unidad 7 base de modo que puede
conectarse de forma conveniente a la fuente de potencia externa a
través de la abertura 133 rectangular en el panel 121 posterior de
unidad base. Debido a que el módulo 103 de potencia tiene una
anchura de 7,62 centímetros, el espaciado entre los dos conectores
127 más a la izquierda según se muestra en la figura 5 es de 7,62
centímetros. El espaciado entre los conectores segundo y tercero
desde la izquierda según se muestra en la figura 5 permite que un
módulo de una anchura de o bien 7,62 o bien de 11,43 centímetros se
inserte a continuación en el módulo 103 de potencia. Si se usa un
IAV (por ejemplo, el módulo 321 en las figuras 32 y 43 a 60), debe
instalarse sobre los tres rieles 137 más a la derecha, según se
muestra en la figura 5. Según se ha mencionado anteriormente, un
acoplamiento de desconexión rápida neumática sobresale de la parte
trasera del módulo 321 de IAV. El módulo 321 de IAV puede
instalarse sólo en la posición más a la derecha debido a que el
acoplamiento debe extenderse a través de la abertura 135 circular en
el panel 121 posterior de la unidad 7 base. Si no está usándose un
módulo de IAV, puede instalarse cualquier otro módulo (además de un
módulo de potencia) en la posición más a la derecha. Con las
excepciones indicadas anteriormente, los módulos 13 son
completamente intercambiables y pueden instalarse en cualquier
orden, según se desee. Por tanto, la unidad 7 base está configurada
de modo que los módulos 13 pueden albergarse en una pluralidad de
posiciones diferentes dentro del armazón electrónico y de modo que
pueden organizarse de forma selectiva en una pluralidad de
secuencias diferentes en el armazón electrónico. Todos los módulos
13 pueden instalarse en o retirarse de la unidad 7 base rápidamente
desde la parte frontal sin la ayuda de ninguna herramienta debido a
su construcción modular y al enganche liberable del panel 101
posterior de cableado. Esta rápida instalación y retirada facilita
el mantenimiento o reemplazo adecuado de módulos. Por ejemplo, si
un módulo 13 particular necesita reparación, puede retirarse
fácilmente y enviarse a una instalación de reparación. Durante la
reparación, puede usarse otro módulo en su lugar, o puede operarse
el sistema 1 sin el módulo 13 particular.
Además, según se muestra en la figura 8, un
elemento 195 de apoyo se extiende desde la cara posterior de la
cubierta 113 frontal de la unidad 7 base. El elemento 195 de apoyo
está ubicado sobre la cubierta frontal de modo que se engancha a la
abertura 197 (la figura 9) en el módulo 103 de potencia cuando la
cubierta está instalada sobre la unidad base con los módulos 13
instalados. Un conmutador corta-corriente (por
ejemplo, el conmutador 783 corta-corriente en la
figura 39) ubicado detrás de la abertura 197 en el módulo 103 de
suministro de potencia interrumpe la potencia a cada uno de los
módulos 13 tras la retirada de la cubierta 113 frontal de la unidad
base. Por tanto, los usuarios no pueden entrar en contacto con el
panel 101 posterior de cableado cuando se le da energía. Además, se
comprueba la configuración particular de los módulos en el armazón
electrónico durante cada arranque (según se explica a continuación
con respecto a la figura 31), y no puede cambiarse sin retirar la
cubierta 113 frontal. Interrumpiendo la potencia cuando se retira la
cubierta 113, la configuración de los módulos 13 no puede cambiarse
sin que se detecte.
Haciendo referencia a la figura 2, el sistema 1
puede incluir además un conector 203 de expansión (véase la figura
16) para conectar la unidad 7 base a una unidad 207 base de
expansión opcional para expandir de ese modo la red. Física y
funcionalmente, la unidad 207 base de expansión es sustancialmente
idéntica a la unidad 7 base. En una realización preferida de la
invención, el usuario puede expandir la red y, por tanto, expandir
las capacidades de operación del sistema 1, conectando uno u otro de
los conectores 157 de 9 pines sobre el panel 121 posterior de la
unidad 7 base al conector similar en la unidad 207 base de expansión
con el conector 203 de expansión. La unidad 207 base de expansión
de la realización preferida incluye su propio módulo 211 de
potencia. Por lo tanto, el conector 203 de expansión conecta los
buses de comunicación de datos de las unidades, pero no los buses
de potencia. No obstante, se prevé que un único módulo de potencia
podría suministrar potencia a ambas unidades sin apartarse del
alcance de la presente invención. Cuando se usa un único módulo de
potencia, la potencia se proporciona a la unidad 207 base de
expansión a través del conector 203 de expansión, conectando el bus
de potencia sobre el panel 101 posterior de cableado de la unidad 7
base, al bus de potencia sobre el panel 209 posterior de cableado de
la unidad 207 base de expansión.
Haciendo referencia ahora a la figura 15, el bus
de comunicaciones de datos comprende preferentemente un cable 215
de par trenzado que presenta un primer hilo 217 metálico y un
segundo hilo 219 metálico. En una realización preferida, la red
informática que enlaza cada uno de los componentes del sistema 1 es
del tipo comercializado por Echelon Corporation bajo la marca
comercial LONTALK® que utiliza un protocolo de comunicaciones RS485.
La norma RS485 proporciona una plataforma para la transmisión de
datos multipunto sobre una línea de transmisión de par trenzado
equilibrada. Cada módulo 13 incluye un transceptor 223 RS485 para
recibir datos desde y transmitir datos al bus de comunicaciones de
datos y un procesador 225 acoplado al transceptor 223. Motorola
fabrica un procesador 225 adecuado denominado chip NEURON® modelo
n.º MC143150 y National Semiconductor fabrica un transceptor 223
adecuado denominado chip modelo n.º 75156.
El bus de comunicaciones de datos, los
transceptores 223 y los procesadores 225 forman conjuntamente la red
de comunicaciones mediante la que los módulos 13, la unidad 3
informática, el circuito 105 de control del ensamblaje 15 de
control para el pie y el circuito 107 de control del ensamblaje 17
de pie de soporte IV se comunican entre sí. A través del uso de la
red, el sistema 1 proporciona comunicación entre pares entre sus
componentes.
En una red de este tipo, también se hace
referencia al procesador 225 en el presente documento como una
"neurona" o "procesador neurona" (NEURON® es una marca
comercial registrada de Echelon Corporation). Cada procesador 225
neurona comprende preferentemente tres procesadores sobre placa de 8
bits. Dos de los tres procesadores sobre placa implementan un
subsistema de comunicación, habilitando la transferencia de
información de nodo a nodo en la red. El tercer procesador sobre
placa ejecuta un programa de aplicación incrustada. Por tanto,
además de funcionar como procesadores de comunicación, los
procesadores 225 neurona controlan los instrumentos 19
microquirúrgicos conectados a los mismos. Preferentemente, los
procesadores 225 neurona de los módulos 13 reciben los datos
comunicados a través del bus de comunicaciones de datos y, en
respuesta a los datos, generan las señales de control para controlar
los instrumentos 19 microquirúrgicos.
Según se muestra, los transceptores 223
establecen una conexión con los hilos 217, 219 metálicos primero y
segundo del cable 215 de par trenzado. En una realización preferida
de la invención, el cable 215 de par trenzado está ubicado sobre el
panel 101 posterior de cableado (es decir, como líneas sobre el
panel 101 posterior de cableado). Por tanto, cuando los conectores
171 en la parte posterior de los módulos 13 se acoplan al panel 101
posterior de cableado, establecen una conexión con el cable 215 de
par trenzado. Según se ha descrito anteriormente con referencia a
la figura 5, el panel 101 posterior de cableado incluye también un
par de conectores 157 de cable de datos adicionales para conectar
los cables de datos al panel 101 posterior de cableado. Los cables
de datos incluyen un cable de par trenzado y extienden el bus de
comunicaciones de datos desde el panel 101 posterior de cableado a
la unidad 3 informática y a los periféricos. Por ejemplo, un cable
de datos discurre desde un conector 157 de cable de datos a la
unidad 3 informática y otro cable de datos discurre desde los otros
conectores 157 de cable de datos a o bien el ensamblaje 15 de
control para el pie directamente, o bien al ensamblaje 17 de pie de
soporte IV y el ensamblaje 17 de control para el pie, a través del
carrito 21 de instrumental.
Según el protocolo RS485, cada extremo del cable
215 de par trenzado debe terminarse por una resistencia, tal como
un resistor de 120 \Omega. No obstante, la necesidad de una
terminación hace difícil expandir la red. De forma ventajosa, la
presente invención proporciona un circuito 229 de terminación,
mostrado en la figura 16, ubicado en un extremo del cable 215 de
par trenzado para terminar de forma selectiva la red mediante un
resistor de 120 ohmios y permitir una expansión sencilla de la
red.
La figura 16 ilustra el circuito 229 de
terminación para terminar de forma selectiva el bus de
comunicaciones de datos. Según se muestra, el bus de comunicaciones
de datos (es decir, el cable 215 de par trenzado) se representa
mediante las líneas RS485-HI y
RS485-LO. Preferentemente, el circuito 229 de
terminación es parte del conector 203 de expansión y está conectado
en serie entre los extremos de los hilos 217, 219 metálicos primero
y segundo del primer cable 215 de par trenzado. En una realización,
el circuito 229 de terminación comprende un conmutador 231
normalmente cerrado conectado en serie con la resistencia de 120
ohmios para terminar el bus de comunicaciones de datos. Para
expandir la red, el usuario conecta un cable 233 de expansión que
presenta un segundo cable 235 de par trenzado asociado con la unidad
207 base de expansión al conector 203 de expansión. Como con el
primer cable 215 de par trenzado, el segundo cable 235 de par
trenzado presenta un primer hilo 237 metálico y un segundo hilo 239
metálico previsto para su conexión al circuito 229 de terminación.
Según la invención, el segundo par 235 trenzado está ubicado sobre
el panel 209 posterior de cableado y constituye el bus de
comunicaciones de datos para la unidad 207 de expansión.
El circuito 229 de terminación incluye también
una bobina 243 conectada a un suministro de voltaje positivo.
Cuando el usuario conecta el cable 233 de expansión asociado con la
unidad 207 base de expansión al conector 203 de expansión, la
bobina 243 se conecta directamente a tierra. Como resultado, el
voltaje positivo excita la bobina 243 que a su vez abre el
conmutador 231 normalmente cerrado. Por tanto, cuando los extremos
de los hilos 217, 219 metálicos primero y segundo del primer cable
215 de par trenzado están conectados a los extremos de los hilos
237, 239 metálicos primero y segundo del segundo cable 235 de par
trenzado, respectivamente, el conmutador 231 se abre para eliminar
la terminación. La terminación se encuentra entonces en el otro
extremo de la unidad 207 base de expansión. En una realización
preferida, o bien el cable 233 de expansión o el panel 209 posterior
de cableado de la unidad 207 base de expansión incluye también el
circuito 229 de terminación.
La figura 16 también muestra líneas denominadas
REAJUSTE-HI y REAJUSTE-LO.
Preferentemente, la unidad 3 informática comunica una señal de
reajuste a través del bus de comunicaciones de datos a los módulos
13 instalados en la unidad 7 base a través de panel 101 posterior
de cableado y a los módulos 13 instalados en la unidad 207 base de
expansión a través de panel 209 posterior de cableado.
Según una realización preferida de la invención,
la unidad 207 base de expansión incluye su propio módulo 211 de
potencia. Como tal, la potencia no se distribuye entre la unidad 7
base y la unidad 207 base de expansión. De forma alternativa, el
bus de potencia puede ubicarse también sobre los paneles 101, 209
posteriores de cableado para distribuir potencia desde el módulo
103 de potencia a cada uno de los módulos 13 del sistema 1 que están
ubicados en o bien la unidad 7 base o bien la unidad 207 base de
expansión.
Haciendo referencia ahora al diagrama de bloques
de las figuras 17 a 18, la unidad 3 informática comprende un
ordenador 245 de procesamiento central incrustado, al menos una
unidad 247 de disco y una unidad 249 de disco duro interna. En una
realización preferida de la invención, el procesador 245 central de
la unidad 3 informática es una tarjeta basada en microprocesador
compatible con IBM que incluye, por ejemplo, un procesador Intel
486® o Pentium®, y que presenta una placa base AT convencional del
sector. La unidad 247 de disco es una unidad de disco flexible de
1,44 MB y 3,5 pulgadas convencional, y la unidad 249 de disco duro
es una unidad de disco duro interna de 3,5 pulgadas IDE
convencional que presenta al menos 250 MB de memoria. En una
realización alternativa, la unidad 3 informática incluye una unidad
251 de CD-ROM además de la unidad 247 de disco
flexible. La unidad 3 informática incluye también el visualizador 5
de pantalla plana, una pantalla 255 táctil para su uso con el
visualizador 5 de pantalla plana y diversos accesorios de hardware
multimedia tales como una tarjeta de vídeo, o controlador 259 de
pantalla, una tarjeta 261 de sonido y los altavoces 263. De forma
ventajosa, cada una de las diversas tarjetas de expansión de la
unidad 3 informática es compatible con arquitecturas de PC
convencionales.
La unidad 3 informática constituye una interfaz
de usuario mediante la que el usuario (tal como un cirujano,
ayudante o auxiliar médico) recibe información representativa de los
diversos parámetros de operación de los instrumentos 19
microquirúrgicos y periféricos que proporcionan las funciones
diferentes necesarias para realizar las intervenciones quirúrgicas.
El usuario también proporciona información al sistema 1 a través de
una interfaz gráfica de usuario proporcionada por la unidad 3
informática. De forma ventajosa, la unidad 249 de disco duro de la
unidad 3 informática almacena parámetros de operación programables
para cada uno de los instrumentos 19 microquirúrgicos y
periféricos. Proporcionando información al procesador 245 central a
través de la interfaz de usuario, el usuario puede reprogramar o
seleccionar de entre los parámetros de operación almacenados en la
unidad 249 de disco duro. La unidad 3 informática comunica entonces
los parámetros de operación a los módulos 13 así como al ensamblaje
15 para el pie y el ensamblaje 17 de pie de soporte IV a través del
panel 101 posterior de cableado y cables de datos externos y su
red. De esta manera, el usuario puede optimizar el funcionamiento de
los instrumentos 19 durante la cirugía.
En una realización, el usuario almacena datos
representativos de una pluralidad de parámetros de operación en una
memoria extraíble, tal como un disco flexible, para su uso con la
unidad 247 de disco de la unidad 3 informática. En esta
realización, el procesador 245 central de la unidad 3 informática
define un conjunto de parámetros de operación para los instrumentos
19 microquirúrgicos y periféricos basándose en los datos
almacenados en la memoria extraíble. Por ejemplo, el conjunto de
parámetros de operación definido por el procesador 245 central
comprende un conjunto individualizado de parámetros de operación
seleccionados por el cirujano. De forma similar, la unidad 249 de
disco duro de la unidad 3 informática almacena parámetros de
operación por defecto que pueden adaptarse para aproximar el
conjunto individualizado de parámetros proporcionado por el
usuario.
Como ejemplo, los parámetros de operación
definen uno o más de lo siguiente para su uso al controlar los
diversos instrumentos 19: una tasa de corte de tijeras linealmente
variable; una tasa de corte de tijeras fija; un corte de tijeras de
actuación única; un nivel de cierre de tijeras de actuación
proporcional; una presión de aire/fluido; una tasa de flujo
aire/fluido; un nivel de potencia bipolar linealmente variable; un
nivel de potencia bipolar fijo; un nivel de intensidad de
iluminación; un nivel de presión en vacío de aspiración; una tasa
de flujo de aspiración; una tasa de corte de vitrectomía linealmente
variable; una tasa de corte de vitrectomía fija; un corte de
vitrectomía de actuación única; un nivel de potencia de
facoemulsificación; un nivel de potencia de facofragmentación; una
tasa de impulso de facoemulsificación; y una tasa de impulso de
facofragmentación.
Los circuitos 105, 107 de control de los
periféricos forman también nodos en la red informática y operan en
función de al menos un parámetro de operación. En el ejemplo
anterior, los parámetros de operación también definen uno o más de
lo siguiente para los periféricos: una pluralidad de niveles de
detención de inclinación de control para el pie; y una altura de pie
de soporte intravenoso.
Haciendo referencia adicional a las figuras 17 a
18, la unidad 3 informática incluye también un circuito 267 de
receptor infrarrojo (IR) para recibir señales IR desde el control 39
remoto manual. Las señales IR representan preferentemente órdenes
para controlar la operación del sistema 1. Como ejemplo, el control
39 remoto es un transmisor infrarrojo inalámbrico similar en tamaño
y apariencia a un aparato de grabación de vídeo casete remoto o de
televisión convencional. La unidad proporciona línea de operación de
visión y preferentemente usa un esquema de codificación de
transmisor/receptor para minimizar el riesgo de interferencia a
partir de otros transmisores y/o receptores infrarrojos. En
términos de función, el teclado numérico del control 39 remoto
incluye preferentemente botones de control para variar los niveles
de aspiración, potencia de coagulación bipolar y potencia de
ultrasonidos (para facoemulsificación y facofragmentación) así como
para variar la altura de pie de soporte IV, encender y apagar el
instrumento de iluminación y variar el nivel de intensidad de la
luz proporcionada por el instrumento de iluminación. En una
realización preferida, el control 39 remoto incluye también botones
de control para avanzar al modo siguiente y para volver al modo
anterior en una secuencia predefinida de modos operativos.
Además, la unidad 3 informática incluye una
tarjeta 271 de red diseñada específicamente para su uso en el
sistema 1 microquirúrgico. Esta tarjeta 271 de red de aplicación
específica incluye el transceptor 223 y el procesador 225 neurona
para conectar la unidad 3 informática a la red. Preferentemente, la
tarjeta 271 de red se usa para interconectar el procesador 245
central con la pantalla 255 táctil y el receptor 267 de IR así como
los módulos 13 quirúrgicos, el ensamblaje 15 de control para el pie
y el ensamblaje 17 de pie de soporte IV.
En una realización preferida, el procesador 245
central de la unidad 3 informática actúa conjuntamente con cada uno
de los procesadores 225 neurona de los circuitos de control
individuales de los módulos 13, el ensamblaje 15 de control para el
pie y/o el ensamblaje 17 de pie de soporte IV para ejecutar software
en una jerarquía de software de dos niveles. El primer nivel de la
jerarquía de software es la interfaz de usuario que proporciona una
interfaz entre el usuario (es decir, el personal del equipo
quirúrgico) y el sistema 1 microquirúrgico de la invención. Según
se usa en el presente documento, el término "interfaz de
usuario" se refiere de forma general a la unidad 3 informática y
específicamente a las rutinas ejecutadas por la unidad 3 informática
para generar una serie de visualizadores de pantalla funcionales
que habilitan al usuario para interactuar con el sistema 1.
La interfaz de usuario visualiza los parámetros
de operación y su configuración así como otras condiciones sobre el
visualizador 5 de pantalla plana. La interfaz de usuario también
recibe entradas a partir de la pantalla 255 táctil, el ensamblaje
15 de control para el pie o el control 39 remoto de IR para
personalizar la operación del sistema 1 en la intervención
quirúrgica del cirujano actual. Preferentemente, la interfaz de
usuario es un entorno basado en Microsoft® Windows '95 que
proporciona un entorno de operación de muy fácil utilización y alta
capacidad gráfica, que genera iconos, símbolos y similares. Como
resultado, la interfaz de usuario simplifica el uso del sistema 1 y
está particularmente bien adecuada para su uso con la pantalla 255
táctil.
El segundo nivel del sistema software es un
entorno de control incrustado usado por los módulos 13, el circuito
105 de control y el circuito 107 de control. Según se ha descrito
anteriormente, cada componente del sistema 1 forma parte de una red
informática de modo que la interfaz de usuario se comunica con el
software incrustado a través de una arquitectura de comunicación
predeterminada tal como la arquitectura de comunicación Echelon
LONTALK®.
El uso de programas de software incrustado por
los módulos 13 y los periféricos proporciona control distribuido
del sistema 1. Dicho de otra forma, cada uno de los módulos 13 y
periféricos opera independientemente de los otros módulos 13 y
periféricos mientras aún esté enlazado mediante la red. Por tanto,
el fallo de un componente no afectará a la funcionalidad de los
otros componentes del sistema 1. Además de software de control
incrustado, cada módulo 13 y periférico contiene pruebas
incorporadas de modo que pueden identificarse fallos específicos e
informarse a la unidad 3 informática y, por tanto, informarse al
usuario. El estatus operativo de cada módulo 13 y periférico se
comprueba de forma continua durante la operación a través del uso de
un temporizador de vigilancia de software (por ejemplo, véase el
temporizador 475 de vigilancia de la figura 32).
Según la invención, la unidad 3 informática está
especialmente bien adecuada para su uso en un sistema modular tal
como el sistema 1. La unidad 249 de disco duro almacena los diversos
programas para operar el sistema 1, incluyendo los programas
normalmente residentes en los módulos 13. En el caso de que un
programa residente en uno de los módulos 13 se corrompa o necesite
una actualización, el usuario puede descargar el programa residente
adecuado a partir de la unidad 249 de disco duro al módulo 13 a
través de la red facilitando de ese modo su reprogramación. La
unidad 247 de disco flexible también permite al usuario instalar
actualizaciones de software o software de aplicación específica
para su uso con los módulos nuevos basándose en este producto. De
esta manera, el software del sistema 1 sigue un enfoque modular que
es paralelo al diseño modular del hardware. Además, el usuario
puede guardar, cargar y transportar la configuración de usuario
desde el sistema 1 a otro sistema microquirúrgico similar en una
ubicación diferente a través del uso de la unidad 247 de disco
flexible.
La unidad 3 informática emplea la tarjeta 261 de
sonido y los altavoces 263 para generar señales de audio para
mensajes de advertencia, alarmas u otras indicaciones audibles.
Además, la tarjeta 261 de sonido y los altavoces 263 actúan
conjuntamente con la tarjeta 259 de vídeo y la unidad 251 de
CD-ROM para proporcionar presentaciones de
audio/visuales, o multimedia, tales como servicio en línea animado y
manuales de instrucciones, demostraciones operativas y similares en
varios idiomas diferentes.
El visualizador 5 de pantalla plana y la
pantalla 255 táctil son los medios principales de la interfaz entre
el sistema 1 y el usuario. En una realización, el visualizador 5 de
pantalla plana es un visualizador de cristal líquido (LCD)
matricial activo (10,4'' diagonal, resolución VGA, LCD matricial
activo, 256 colores) superpuesto por la pantalla 255 táctil.
Preferentemente, la pantalla 255 táctil es una pantalla táctil
resistiva analógica que es químicamente resistente a soluciones
esterilizantes comunes y está alojada en una tapa frontal
estanca.
Preferentemente, la unidad 3 informática incluye
también un suministro 275 de potencia separada. De forma
alternativa, el módulo 103 de potencia de la unidad 7 base
proporciona potencia a la unidad 3 informática.
La figura 19 ilustra la tarjeta 271 de red de
aplicación específica de la unidad 3 informática. Según se ilustra,
la tarjeta 271 de red incluye un circuito 277 de conector de red
RS485 así como un circuito 279 de administrador/controlador de red
y un circuito 281 de terminación de RS485. De forma ventajosa, los
circuitos 277, 279, 281 proporcionan una interfaz de red para la
unidad 3 informática para comunicarse a través del bus de
comunicaciones de datos. La tarjeta 271 de red incluye además un
conector 283 de bus ISA, un transceptor 285 de bus ISA y un circuito
287 de interfaz de bus ISA, tal como un dispositivo lógico
electrónicamente programable (EPLD). Los circuitos 283, 285, 287
proporcionan una interfaz entre la tarjeta 271 de red y el
procesador 245 central.
Además, la tarjeta 271 de red proporciona
interfaces y conexiones de circuito para la pantalla 255 táctil, el
visualizador 5 de pantalla plana y el control 39 remoto de IR. En
este ejemplo, la tarjeta 271 de red incluye un
controlador/codificador 289 de pantalla táctil conectado al
procesador 245 central a través de un conector 291 serie y
conectado al visualizador 5 de pantalla plana a través de un
conector 293 de circuito flexible. El conector 293 de circuito
flexible también conecta un control 295 de brillo de iluminación
posterior al visualizador 5 de pantalla plana y conecta el receptor
267 de IR a un circuito 297 de decodificador remoto de IR. La
tarjeta 271 de red incluye también un conector 299 de control de
brillo para su uso con un dial de codificador (no mostrado) sobre
la unidad 3 informática mediante la que el usuario controla la
intensidad del visualizador 5 de pantalla plana. En este ejemplo,
el control 39 remoto también proporciona medios para variar la
intensidad de visualizador de modo que la entrada recibida en el
conector de control de brillo se encamina a través del
decodificador 297 remoto de IR al circuito 287 de interfaz de bus. A
su vez, el circuito 287 de interfaz de bus proporciona las señales
de control necesarias para el control 295 de brillo para variar la
intensidad del visualizador 5 de pantalla plana.
Según se muestra en la figura 19, la tarjeta 271
de red incluye además un temporizador de vigilancia y un circuito
301 de reajuste en una realización preferida de la invención.
Haciendo referencia ahora a la figura 20, el
circuito 281 de terminación se muestra en forma de diagrama
esquemático. Además del circuito 229 de terminación asociado con el
conector 203 de expansión de la unidad 7 base, la tarjeta 271 de
red proporciona el circuito 281 de terminación para terminar de
forma selectiva el extremo de unidad informática del bus de
comunicaciones de datos. En este ejemplo, el circuito 281 de
terminación comprende un conmutador 303 normalmente cerrado
conectado en serie con una resistencia de aproximadamente 120
ohmios. Para expandir la red en este extremo (como opuesto al
extremo del conector 203 de expansión), el usuario conecta un cable
de expansión (no mostrado) a partir de un periférico a o bien un
primer puente 305 conector o un segundo puente 307 conector. Los
puentes 303, 305 conectores proporcionan preferentemente medios para
conectar periféricos adicionales a la red del sistema 1. Por
ejemplo, el usuario puede conectar el ensamblaje 15 de control para
el pie o algún otro periférico a la red a través de un conector (no
mostrado) asociado con uno de los puentes 305, 307 conectores en
lugar de a través del conector 157.
Según una realización preferida de la invención,
los cables de expansión a partir de los periféricos que van a
conectarse a la red ponen en cortocircuito un par de pines de
conmutador de terminación sobre los puentes 305, 307 conectores. En
este ejemplo, un cable de expansión periférico conectado al puente
305 conector produce un cortocircuito entre el CONMUTADOR 1A DE
TERMINACIÓN y el CONMUTADOR 1B DE TERMINACIÓN. Asimismo, un cable
de expansión periférico conectado al puente 307 conector produce un
cortocircuito entre el CONMUTADOR 2A DE TERMINACIÓN y el CONMUTADOR
2B DE TERMINACIÓN. Según se muestra en la figura 20, el circuito 281
de terminación incluye también una bobina 309 conectada a un
suministro de voltaje positivo. En una realización preferida, la
bobina 309 se conecta directamente a tierra y, por tanto, se excita
cuando ambos CONMUTADOR 1A Y 1B DE TERMINACIÓN y el CONMUTADOR 2A y
2B DE TERMINACIÓN se ponen en cortocircuito. Como resultado de estar
excitada la bobina 309, el conmutador 303 normalmente cerrado se
abre para eliminar la terminación. La terminación se encuentra
entonces en el extremo de periférico del bus de comunicaciones de
datos.
\newpage
La figura 21 ilustra el flujo de datos en el
sistema 1 según una realización preferida de la invención.
Preferentemente, cada módulo 13 instalado en la unidad 7 base
controla uno o más instrumentos 19 microquirúrgicos para
proporcionar varias funciones quirúrgicas diferentes. Por ejemplo,
los instrumentos 19 proporcionan presión intraocular (IOP), corte
de tijeras, control de fórceps, ultrasonido (por ejemplo, para
facoemulsificación o facofragmentación), irrigación, aspiración,
corte de vitrectomía, coagulación bipolar y/o iluminación. En una
configuración ejemplar del sistema 1, los módulos 13 incluyen un
módulo 321 de IAV venturi y un módulo 323 de IAV de desplazamiento
tipo scroll, controlando ambos las funciones de irrigación,
aspiración y vitrectomía del sistema 1. El módulo 321 de IAV
venturi va a usarse con una bomba venturi mientras que el módulo 323
de IAV de desplazamiento tipo scroll va a usarse con una
bomba de desplazamiento tipo scroll. Los módulos 13 incluyen
también un módulo 325 de faco que controla las funciones de
facoemulsificación y facofragmentación y un módulo 327 de tijeras
que controla una función de corte de tijeras. Además, el módulo 327
de tijeras también controla una función de fórceps e incluye el
conjunto de circuitos de control de intercambio aire/fluido para
controlar una función de IOP. Según se muestra en la figura 21, los
módulos 13 incluyen además un módulo 329 de coagulación que
controla una función de coagulación bipolar y un módulo 331 de
iluminación que controla una función de iluminación.
Esta realización de la invención incluye también
el circuito 105 de control para el pie y circuito 107 de control de
pie de soporte IV como periféricos conectados a la red del sistema
1. De forma ventajosa, el módulo 321 de IAV venturi, el módulo 323
de IAV de desplazamiento tipo scroll, el módulo 325 de faco,
el módulo 327 de tijeras, el módulo 329 de coagulación y el módulo
331 de iluminación así como los circuitos 105, 107 de control para
el ensamblaje 15 de control para el pie y el ensamblaje 17 de pie de
soporte IV, respectivamente, constituyen cada uno nodos en la
red.
Según se ha descrito anteriormente, el usuario o
bien programa los parámetros de operación, los selecciona a partir
de un conjunto de parámetros de operación por defecto o bien los
introduce directamente a partir de la interfaz de usuario para
optimizar la realización de la cirugía. Según se muestra en la
configuración de sistema ejemplar de la figura 21, la unidad 3
informática comunica a su vez los parámetros de operación a los
módulos 13 a través de la línea 335. Cada módulo 13 activo
proporciona entonces señales de control en función de al menos uno
de los parámetros de operación introducidos por el usuario o por
defecto para controlar el instrumento o instrumentos 19
microquirúrgicos conectados al mismo. Además, la unidad 3
informática proporciona control de encendido/apagado de una serie
de instrumentos 19 y el ensamblaje 17 de pie de soporte IV a través
de la línea 337 y recibe realimentación referente a su estatus
operativo a través de la línea 339. El circuito 105 de control del
ensamblaje 15 de control para el pie proporciona tanto control
lineal (por ejemplo, mediante su pedal) a través de la línea 341
como control discreto (por ejemplo, mediante sus pulsadores) a
través de la línea 343 de los diversos módulos 13. Además, con su
botón de función programable, el ensamblaje 15 de control para el
pie también proporciona control del sistema 1 basándose en
instrucciones a partir de la unidad 3 informática. Ha de entenderse
que el bus de comunicaciones de datos de la invención transporta los
datos comunicados mediante las líneas 335, 337, 339, 341 y 343.
Preferentemente, el bus de comunicaciones de datos es un bus serie
bidireccional que transporta todo tipo de señales. Por tanto, las
líneas 335, 337, 339, 341, 343 representan el flujo de datos en el
sistema 1 pero no representan el bus de
comunicaciones de datos.
comunicaciones de datos.
Además, la red del sistema 1 proporciona
comunicación entre pares entre sus nodos. Por ejemplo, puede ser
deseable deshabilitar la interfaz de usuario cuando el ensamblaje 15
de control para el pie está acoplado. Dicho de otra forma, se evita
que el usuario cambie los parámetros de operación de los
instrumentos 19 cuando el cirujano está usando el ensamblaje 15 de
control para el pie para controlar de forma remota los instrumentos
19. En este ejemplo, el ensamblaje 15 de control para el pie se
comunica a través de la red directamente con la interfaz de usuario
y los otros módulos 13 para proporcionar comunicación entre pares.
De forma similar, puede ser deseable evitar que determinados
instrumentos 19 operen de forma simultánea por motivos de seguridad.
Por ejemplo, el instrumento de facoemulsificación se deshabilita
mediante el instrumento de coagulación bipolar cuando aquél está
usándose y viceversa. Por el contrario, la función de aspiración es
necesaria durante la facoemulsificación o facofragmentación. Por
tanto, la información referente a ambas funciones se comunica a
través de la red entre el módulo 325 de faco y o bien el módulo 321
de IAV venturi o bien el módulo 323 de IAV de desplazamiento tipo
scroll.
Haciendo referencia ahora a un ejemplo de la
operación de la interfaz de usuario, un visualizador de pantalla
que se abre en el arranque permite al usuario seleccionar las
diversas funciones quirúrgicas disponibles para o bien las partes
anterior o bien posterior del ojo del paciente o seleccionar un
programa de utilidades para programar el sistema 1 o para realizar
otra funciones de configuración. Cuando el usuario selecciona o bien
la parte anterior o bien la parte posterior, la unidad 3
informática visualiza preferentemente un menú de selección de
cirujano sobre el visualizador 5 de pantalla plana. Según la
invención, la unidad 249 de disco duro almacena un conjunto
individualizado de parámetros de operación iniciales para cada
cirujano enumerado en el menú. En respuesta a las selecciones del
usuario, la unidad 3 informática ajusta la parte de operación a o
bien anterior o bien posterior con el conjunto adecuado de
parámetros de operación iniciales dependiendo de las selecciones
del usuario. Si un cirujano particular no está incluido en el menú,
la unidad 3 informática ajusta la parte de operación a o bien
anterior o bien posterior con los parámetros de operación por
defecto. Si se desea, el cirujano puede entonces cambiar los
parámetros de operación desde sus valores
por defecto.
por defecto.
Además del ejemplo, la unidad 3 informática
visualiza una pantalla de utilidades sobre el visualizador 5 de
pantalla plana cuando el usuario selecciona la opción de utilidades
a partir la pantalla que se abre. En este ejemplo, la unidad 3
informática ajusta el modo de operación a "ninguno". El
programa de utilidades permite al usuario modificar la diversa
configuración de sistema (por ejemplo, modificar o añadir nuevos
cirujanos al menú de selección de cirujano, modificar parámetros de
operación iniciales anteriormente guardados o añadir nuevos
parámetros de operación iniciales, y acceder a información de ayuda
de usuario).
En una realización preferida de la invención, la
interfaz de usuario establece partes dedicadas de la pantalla 255
táctil para ventanas de selección o información diferentes. Por
ejemplo, se generan ventanas principales para visualizar las
funciones de aspiración, facoemulsificación, facofragmentación,
vitrectomía, tijeras y coagulación lineal. Están disponibles
entonces ventanas secundarias para que el usuario visualice las
funciones de configuración de coagulación no lineal, IOP,
iluminación, pie de soporte IV y control para el pie.
Preferentemente, la interfaz de usuario también emplea una serie de
pestañas de selección (véase la figura 27) que permiten al usuario
seleccionar el modo de operación actual del sistema 1, activar o
desactivar funciones quirúrgicas (por ejemplo, coagulación),
visualizar ayuda en línea y salir del sistema 1. Si es necesario,
las pestañas de selección de usuario incluyen también múltiples
elecciones para una o más de las selecciones y se expanden para
visualizar estas selecciones adicionales.
Durante la operación, el usuario puede
personalizar los diferentes parámetros de operación para cumplir las
preferencias particulares de un cirujano a través del uso de una
interfaz de función quirúrgica de la interfaz de usuario. En
general, la interfaz de función quirúrgica usa una serie de
visualizadores para representar las diversas funciones de sistema
microquirúrgicas (por ejemplo, vacío venturi, vacío de
desplazamiento tipo scroll, vitrectomía, ultrasonido,
coagulación, corte de tijeras, iluminación, etc.) que están activas.
En una realización preferida, la interfaz de función quirúrgica
visualiza parámetros de operación actuales de forma numérica o
gráfica, visualiza puntos de ajuste de operación y/o visualiza el
estatus encendido o apagado de las diversas funciones. El
procesador 245 central de la unidad 3 informática también ejecuta
rutinas para generar diversos iconos de control para su uso al
ajustar los diferentes parámetros de operación y/o para su uso en
apagar o encender las funciones. Por ejemplo, durante la realización
de la función de vacío venturi, la interfaz proporciona un control
de botón giratorio, o ascendente/descendente, para aumentar o
disminuir el parámetro de operación en vacío actual. La interfaz
también usa controles de pulsador para indicar una serie de
funciones. Por ejemplo, durante la realización de la función de
aspiración, el cirujano habitualmente prepara la vía de aspiración
antes de avanzar para eliminar en primer lugar cualquier aire en la
vía. La función de preparación se indica preferentemente sobre la
pantalla mediante un pulsador. Además del botón giratorio y los
controles de pulsador, la interfaz también utiliza barras de
progreso para mostrar los parámetros de operación actuales con
respecto a sus valores mínimo y máximo preajustados. Por ejemplo, si
el nivel de potencia de ultrasonidos está al 20% del nivel de
potencia máximo durante la facofragmentación, una barra de progreso
cubre el 20% de una ventana etiquetada como 0% sobre su borde
izquierdo y como 100% sobre su borde derecho.
Haciendo referencia ahora a la figura 22, el
procesador 245 central preferentemente ejecuta una interfaz de
función de calculadora en respuesta al toque por parte del usuario
de la parte de la pantalla 255 táctil correspondiente al
visualizador numérico de uno de los valores de parámetro de
operación. La interfaz de función de calculadora preferentemente
produce que el visualizador 5 de pantalla plana visualice un teclado
numérico, indicado de forma general por 347, como parte de la
pantalla 255 táctil para su uso al introducir un valor deseado del
parámetro de operación seleccionado en lugar de aumentar o disminuir
el valor a través de un control de botón giratorio. Como tal, el
usuario puede rápida y fácilmente cambiar la configuración
quirúrgica numérica sin presionar repetida o continuamente la
flecha arriba o abajo del control de botón giratorio.
Según se muestra en la figura 22, la interfaz
visualiza el valor particular introducido a través del teclado 347
numérico en una ventana 349 con una leyenda que indica el parámetro
de operación que está modificándose (por ejemplo, la configuración
de máximo vacío). El teclado 347 numérico incluye además un pulsador
351 para introducir el valor por defecto o programado máximo, un
pulsador 353 para introducir el valor por defecto o programado
mínimo y pulsadores 355, 357 para aumentar o disminuir el valor,
respectivamente. Preferentemente, la interfaz de función de
calculadora se deshabilita durante la operación de ensamblaje 15 de
control para el pie cuando se realiza una operación activa.
Además de las interfaces de función quirúrgica,
la interfaz de usuario proporciona interfaces de función de
programación para representar las funciones de sistema
microquirúrgicas para su uso al programar la configuración de
modos. En la presente realización, el usuario accede a las
interfaces de función de programación a través del menú de
utilidades descrito anteriormente. Las interfaces de programación
visualizan puntos de ajuste de operación y proporcionan medios para
modificar los puntos de ajuste de operación para un modo de
operación dado, cambiar las funciones de lineal a fija, o
viceversa, encender/apagar las funciones para un modo de operación
dado, etc.
Según la presente invención, el sistema 1 es un
sistema quirúrgico basado en modos. Un modo que se define como una
configuración quirúrgica que incluye el uso de uno o más
instrumentos 19 quirúrgicos que presenta parámetros de operación
iniciales especificados. Cada uno de los instrumentos 19 quirúrgicos
que están activos en un modo particular realiza una o más funciones
quirúrgicas. Aunque los términos "modo" y "función" se
usan a veces de forma intercambiable en patentes transferidas
legalmente, por ejemplo, las patentes estadounidenses n.^{os}
4,933,843, 5,157,603, 5,417,246 y 5,455,766, ha de entenderse que
estos términos se usan de manera distinta en el presente documento.
Por ejemplo, un modo de facoemulsificación se define como un
instrumento de aspiración que proporciona la función de vacío y una
pieza de mano de facoemulsificación que proporciona la función de
ultrasonido, o de facoemulsificación, y estos dos instrumentos
presentan parámetros de operación iniciales específicos.
\newpage
Según se ha descrito anteriormente, el
visualizador 5 de pantalla plana de la unidad 3 informática
visualiza información para el usuario. En una realización
preferida, el visualizador 5 de pantalla plana visualiza esta
información en forma de diversos menús de opciones sobre pantalla
disponibles para el usuario. Los menús pueden estar en forma de
listados, pulsadores etiquetados, pestañas seleccionables por el
usuario y similares. El usuario selecciona una o más de las
opciones disponibles a partir del menú sobre pantalla tocando una
parte correspondiente de la pantalla 255 táctil. Un visualizador de
este tipo incluye un menú de los modos seleccionables.
Preferentemente, la unidad 249 de disco duro de la unidad 3
informática almacena parámetros de operación según modos de
operación quirúrgicos predefinidos en forma de una colección de
archivos de configuración. Según se ha descrito anteriormente, cada
modo es representativo de una o más intervenciones quirúrgicas que
van a realizarse y definirse mediante la operación de al menos uno
de los instrumentos 19 microquirúrgicos. Cada modo determina qué
instrumentos 19 van a usarse en el modo particular así como los
parámetros de operación asociados con esos instrumentos. De forma
ventajosa, el usuario puede modificar o definir los modos a través
de la interfaz de usuario.
La figura 23 es un diagrama de flujo que ilustra
la operación de la unidad 3 informática para proporcionar modos de
operación según la invención. Comenzando en la etapa 361, el sistema
1 en primer lugar identifica e inicializa cada uno de los módulos
13 instalados en la unidad 7 base durante el encendido. Cuando el
usuario hace una selección de cirujano inicial en la etapa 363, el
procesador 245 central recupera un archivo de configuración
particular correspondiente al cirujano seleccionado en la etapa 365.
Según una realización de la invención, el archivo de configuración
recuperado comprende una base de datos de modos que presenta una
serie de registros de modos, siendo representativo cada uno de un
modo diferente y los parámetros de operación para las diversas
funciones quirúrgicas que van a realizarse por el sistema 1 que
opera en ese modo. El archivo de configuración puede incluir
también valores iniciales para otros parámetros de operación que no
son parte de los registros de modos tales como niveles de audio u
otra configuración de modo independiente. El archivo de
configuración recuperado incluye también una base de datos de
secuencias de modos que define una secuencia en la que algunos de
los modos van a proporcionarse. En la etapa 367, la unidad 3
informática compara la información de la identificación con el
archivo de configuración recuperado para verificar que los módulos
13 necesarios están presentes en el sistema 1 para realizar las
funciones quirúrgicas deseadas especificadas en los registros de
modos de la base de datos de modos. Si no, la unidad 3 informática
genera un archivo de configuración traducido en la etapa 369
traduciendo o sustituyendo parámetros de operación por los
parámetros de operación en el archivo de configuración recuperado,
de modo que corresponda a los módulos 13 reales en la unidad 7 base.
Si los módulos 13 necesarios están presentes en el sistema 1, o si
la unidad 3 informática ha generado un archivo de configuración
traducido, la unidad 3 informática determina que el archivo de
configuración es aceptable en la etapa 371.
De esta manera, el procesador 245 central
recupera un conjunto de los parámetros de operación a partir de la
unidad 249 de disco duro para el instrumento o instrumentos 19
microquirúrgicos que van a usarse en un modo seleccionado y los
módulos 13 quirúrgicos controlan los instrumentos 19
microquirúrgicos conectados al mismo en función de los parámetros de
operación recuperados a partir de la memoria.
Según la invención, la interfaz de modos también
define una secuencia en la que los modos van a activarse. Para
simplificar la operación de secuencias de modos, el menú sobre
pantalla incluye también una opción para o bien avanzar al modo
siguiente en la secuencia definida en la base de datos de secuencias
de modos, o bien volver al modo anterior en la secuencia. Esto
habilita al cirujano para avanzar de modo a modo tocando un único
pulsador sobre la pantalla 255 táctil. De forma alternativa, el
cirujano puede avanzar también de modo a modo haciendo bajar un
botón particular sobre el ensamblaje 15 de control para el pie o
haciendo bajar un botón particular sobre el control 39 remoto
manual. En respuesta a las instrucciones del usuario, el procesador
245 central recupera en secuencia el conjunto de parámetros de
operación a partir de la unidad 249 de disco duro para los
instrumentos 19 microquirúrgicos que van a usarse en el modo
seleccionado y recupera entonces otro conjunto de los parámetros de
operación a partir de la unidad 249 de disco duro para los
instrumentos 19 microquirúrgicos que van a usarse en o bien el modo
siguiente o bien el anterior en la secuencia predefinida dependiendo
de las instrucciones del usuario.
Por ejemplo, si la base de datos de modos del
archivo de configuración de un cirujano particular presenta
registros para varios modos, la base de datos de secuencias de modos
puede definir sólo una secuencia para algunos de esos modos. En
particular, la base de datos de secuencias de modos puede definir
una secuencia en la que el tercer modo va a seguir al modo definido
en primer lugar en la base de datos de modos, después el modo
noveno y después el modo séptimo. Dicho de otra forma, no es
necesario que haya una correspondencia uno a uno entre los
registros de modos en la base de datos de modos y los modos
enumerados en la base de datos de secuencias de modos.
La figura 24 ilustra la operación de
secuenciación de modos de la unidad 3 informática en forma de
diagrama de flujo. Comenzando en la etapa 375, el usuario introduce
una orden de secuencia de modos a través de la interfaz de usuario.
Como ejemplo, la orden de secuencia de modos puede ser una orden
para avanzar al modo siguiente en la secuencia, para volver al modo
anterior en la secuencia o para volver al último modo realizado. En
respuesta a la orden, en la etapa 377, la unidad 3 informática
identifica el registro de modos a partir de la base de datos de
modos que corresponde al modo en la secuencia predefinida. Siguiendo
a la etapa 377, la unidad 3 informática avanza a la etapa 379 para
indicar a cada módulo 13 y periférico del sistema 1 del cambio de
modo deseado del usuario. También en la etapa 379, la unidad 3
informática ejecuta rutinas de seguridad determinadas. Por ejemplo,
sólo se permite al cirujano cambiar de modo a modo cuando el pedal
del ensamblaje 15 de control para el pie está inactivo. Se hace una
excepción para los modos de facofragmentación, tijeras y otros, que
pueden seleccionarse cuando el pedal del ensamblaje 15 para el pie
está activo si la función de irrigación está operando para
proporcionar irrigación continua.
Haciendo referencia adicional a la figura 24, la
unidad informática también avanza a la etapa 379 después de recibir
una nueva orden de selección de modos en la etapa 381. Siguiendo a
la etapa 379, la unidad 3 informática reprograma los parámetros de
operación de los instrumentos 19 microquirúrgicos que van a usarse
en el modo de operación seleccionado en la etapa 383. En la etapa
385, la unidad 3 informática habilita o deshabilita los diversos
componentes de visualizador de modo que la visualización sobre el
visualizador 5 de pantalla plana corresponde a las funciones
quirúrgicas disponibles en el modo seleccionado. Siguiendo a la
etapa 385, la unidad 3 informática habilita cada uno de los módulos
13 o periféricos que van a usarse en el modo de operación
seleccionado en la etapa 387.
Como ejemplo, la tabla I, dada a continuación,
recoge modos y parámetros de operación ejemplares asociados con los
instrumentos 19 que van a usarse en cada uno de los modos. Dicho de
otra forma, la tabla I recoge los registros de modos de una base de
datos de modos ejemplar.
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\vskip1.000000\baselineskip
Además del ejemplo de la tabla I, el cirujano
puede definir una base de datos de secuencias de modos a través de
la interfaz de usuario que incluye sólo algunos de los nueve modos.
Por ejemplo, la base de datos de secuencias de modos define una
secuencia que comienza con el modo 1 (abrir), seguido por el modo 3
(emulsificación-intermedia), seguido por el modo 9
(dual) y que finaliza con el modo 7 (limpieza II).
Según se ha descrito anteriormente en conexión
con la figura 23, la unidad 3 informática compara la información de
identificación de sistema, construida durante el encendido en forma
de una base de datos en hardware, con el archivo de configuración
recuperado. Haciendo esto, la unidad 3 informática puede verificar
que los módulos 13 necesarios están presentes en el sistema 1 para
realizar las funciones quirúrgicas deseadas de los modos en la base
de datos de modos. Si no, la unidad 3 informática genera un archivo
de configuración traducido traduciendo o sustituyendo parámetros de
operación por los parámetros de operación en el archivo de
configuración recuperado de modo que corresponda a los módulos 13
reales en la unidad 7 base. Las figuras 25 y 26 ilustran unos medios
preferidos para adaptar los archivos de configuración según la
invención.
\newpage
Según se muestra en la figura 25, la unidad 3
informática examina en primer lugar cada registro de modos en la
base de datos de modos en la etapa 391. Durante la inicialización
del sistema 1, descrito en detalle a continuación, la unidad 3
informática lee un conjunto de parámetros de comunicaciones
correspondiente al hardware (es decir, los diferentes módulos 13 y
circuitos 105, 107 de control) en la red. Según se ha descrito
anteriormente, cada procesador 225 neurona de los diversos nodos en
la red ejecuta programas incrustados para controlar los diferentes
instrumentos 19 microquirúrgicos y periféricos. Los parámetros de
comunicaciones representan una etiqueta de identificación única
específica para cada procesador 225 que incluye información
referente al tipo de dispositivo que está controlándose (por
ejemplo, pieza de mano de vitrectomía o dispositivo de ultrasonidos)
y la versión del módulo 13 o periférico en el que está ubicado el
procesador 225. La etiqueta de identificación incluye también un
identificador específico (por ejemplo, un número de serie) que es
único para el módulo 13 particular o circuito 105, 107 de control.
Como ejemplo, la versión de un módulo 13 particular puede cambiar a
medida que se actualiza o bien el hardware o bien el software. Según
la invención, los registros de modos en la base de datos de modos
representan cada uno un modo de operación diferente y los parámetros
de operación para las diversas funciones quirúrgicas que van a
proporcionarse por el sistema 1 que opera en ese modo. Como tal, los
parámetros de operación corresponden a nodos específicos en la red
tanto por función como por versión.
En la etapa 393, la unidad 3 informática
determina si el tipo de hardware necesario para cada instrumento o
periférico que va a usarse en el modo de operación definido por el
registro de modos está presente en el sistema 1. Si esto es así, en
la etapa 395, la unidad 3 informática determina si la información de
versión para cada módulo 13 y circuito 105, 107 de control de
periféricos se corresponde con la información de versión
especificada por el registro de modos. Si la información de versión
es correcta, la unidad 3 informática vuelve a la etapa 391 para
examinar el registro de modos siguiente en la base de datos de
modos. Por otra parte, si la información de versión es incorrecta,
la unidad 3 informática determina en la etapa 397 si la información
de versión para el hardware instalado es compatible con la
información de versión especificada por el registro de modos. Si es
compatible, la unidad informática avanza a la etapa 399 en la que
sustituye los parámetros de operación asociados con el hardware
real del sistema 1 para los parámetros de operación expuestos en el
registro de modos. Si las versiones no son compatibles, la unidad 3
informática deniega el modo particular en la etapa 401. Siguiendo a
o bien la etapa 399 o bien la etapa 401, la unidad 3 informática
vuelve a la etapa 391 para examinar el registro de modos siguiente
en la base de datos de modos.
En la etapa 393, la unidad 3 informática
determina si el hardware está presente en el sistema 1 para cada
instrumento o periférico que va a usarse en el modo de operación
definido por el registro de modos. Si no, la unidad 3 informática
avanza a la etapa 403 mostrada en el diagrama de flujo de la figura
26. En la etapa 403, la unidad 3 informática determina si el
hardware ausente es necesario para la operación del sistema 1 en el
modo particular. Si el hardware ausente no es necesario, la unidad 3
informática elimina la referencia al hardware ausente del registro
de modos en la etapa 405 y entonces vuelve a la etapa 391 de la
figura 25 para avanzar al registro de modos siguiente. Por otra
parte, si el hardware ausente es necesario, la unidad 3 informática
determina en la etapa 407 si hay disponible hardware de reemplazo.
Si no, la unidad 3 informática elimina el registro de modos de la
base de datos de modos en la etapa 409 y entonces vuelve a la etapa
391 para avanzar al registro de modos siguiente. Si hay disponible
hardware de reemplazo, la unidad 3 informática avanza a la etapa
411. En la etapa 411, la unidad 3 informática traduce los parámetros
de operación en el registro de modos para corresponderse con el
hardware de reemplazo. Como ejemplo, una configuración particular
del sistema 1 puede incluir el módulo 321 de IAV venturi pero no el
módulo 323 de IAV de desplazamiento tipo scroll. En este
ejemplo, si un registro de modos especifica un modo de operación que
proporciona la función de aspiración de flujo, que no está
disponible con el módulo 321 de IAV venturi, la unidad 3 informática
sustituiría los parámetros de operación de aspiración de flujo por
parámetros de operación en vacío, lo que se aproximaría a una
respuesta de aspiración de flujo.
Siguiendo a la etapa 411, la unidad 3
informática vuelve a la etapa 391. Después de adaptar los registros
de modos del archivo de configuración, la unidad 3 informática
examina la base de datos de secuencias de modos del archivo de
configuración recuperado. Si un modo en la secuencia de modos ya no
está disponible (es decir, fue eliminado en la etapa 409), la
unidad 3 informática también elimina el modo de la base de datos de
secuencias de modos. De esta manera, la unidad 3 informática adapta
el archivo de configuración recuperado para su uso con la
configuración particular del sistema 1. Dicho de otra forma, la
unidad 3 informática genera un archivo de configuración
traducido.
traducido.
Los registros de modos mostrados anteriormente
en la tabla I definen los modos particulares en términos de las
diversas intervenciones realizadas por el cirujano. Por ejemplo, el
cirujano selecciona el modo "abrir" cuando se realiza la
intervención de abrir el ojo del paciente. Se contempla también que
los modos de operación del sistema 1 estén definidos en términos de
las diferentes funciones quirúrgicas realizadas durante estas
intervenciones. Las tablas II y III, dadas a continuación, recogen
modos ejemplares en las partes anterior y posterior en términos de
las diferentes funciones quirúrgicas.
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Las tablas IV-IX dadas a
continuación recogen parámetros de operación iniciales ejemplares
para los diversos modos mostrados en las tablas II y III.
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Los siguientes parámetros de operación de
control para el pie se aplican a cada uno de los modos de
irrigación/aspiración:
- conmutador de coagulación - - controla el encendido/apagado de coagulación
- conmutador de función programable - - sin función
- inclinación - - control de irrigación para recorrido de pedal de 1 a 100%
- oblicuidad izquierda - - reflujo
- oblicuidad derecha - - ninguno
\vskip1.000000\baselineskip
Los parámetros de operación para las siguientes
funciones (que están inicialmente deshabilitadas en cada uno de los
modos de irrigación/aspiración) son:
- potencia de coagulación - - 12%
- altura de pie de soporte IV - - 60 cm (40 cm en modo de pulido de cápsula; 50 cm en modo de eliminación viscoelástica)
- IOP - - 5,32 kPa
- lámpara 1 - - apagada
- lámpara 2 - - apagada
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Los siguientes parámetros de operación se
aplican a cada uno de los modos de facoemulsificación:
- potencia de ultrasonidos - - lineal
- mínimo nivel de potencia de ultrasonidos - - 0%
- máximo nivel de potencia de ultrasonidos - - 35%
\newpage
Los siguientes parámetros de operación de
control para el pie se aplican a cada uno de los modos de
facoemulsificación:
- conmutador de coagulación - - controla el encendido/apagado de coagulación
- conmutador de función programable - - sin función
- inclinación - - control de irrigación para recorrido de pedal de 1 a 100%
- oblicuidad izquierda - - reflujo
\vskip1.000000\baselineskip
Los parámetros de operación para las siguientes
funciones (que inicialmente están deshabilitadas en cada uno de los
modos de facoemulsificación) son:
- potencia de coagulación - - 12%
- altura de pie de soporte IV - - 75 cm (80 cm en modo 2 y modo 4)
- IOP - - 5,32 kPa
- lámpara 1 - - apagada
- lámpara 2 - - apagada
\vskip1.000000\baselineskip
Los siguientes parámetros de operación se
aplican a cada uno de los modos de facofragmentación:
- potencia de ultrasonidos - - lineal
- mínimo nivel de potencia de ultrasonidos - - 0%
- máximo nivel de potencia de ultrasonidos - - 25%
\vskip1.000000\baselineskip
Los siguientes parámetros de operación de
control para el pie se aplican a cada uno de los modos de
facofragmentación:
- conmutador de coagulación - - controla encendido/apagado de coagulación
- conmutador de función programable - - sin función
- oblicuidad izquierda - - reflujo
\vskip1.000000\baselineskip
Los parámetros de operación para las siguientes
funciones (que inicialmente están deshabilitadas en cada uno de los
modos de facofragmentación) son:
- potencia de coagulación - - 12%
- altura de pie de soporte IV - - 75 cm
- IOP - - 3,99 kPa
- lámpara 1 - - apagada
- lámpara 2 - - apagada
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Los siguientes parámetros de operación de
control para el pie se aplican a cada uno de los modos de
vitrectomía (anterior):
- conmutador de coagulación - - controla el encendido/apagado de coagulación
- conmutador de función programable - - sin función
- inclinación - - control de irrigación para recorrido de pedal de 1 a 100%
- oblicuidad izquierda - - reflujo
\vskip1.000000\baselineskip
Los parámetros de operación para las siguientes
funciones (que inicialmente están deshabilitadas en cada uno de los
modos de vitrectomía (anterior)) son:
- potencia de coagulación - - 12%
- altura de pie de soporte IV - - 40 cm
- IOP - - 5,32 kPa
- lámpara 1 - - apagada
- lámpara 2 - - apagada
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\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
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Los siguientes parámetros de operación de
control para el pie se aplican a cada uno de los modos de
vitrectomía (posterior):
- conmutador de coagulación - - controla el encendido/apagado de coagulación
- conmutador de función programable - - sin función
- oblicuidad izquierda - - reflujo
\vskip1.000000\baselineskip
Los parámetros de operación para las siguientes
funciones (que inicialmente están deshabilitadas en cada uno de los
modos de vitrectomía (posterior)) son:
- potencia de coagulación - - 12%
- altura de pie de soporte IV - - 75 cm (40 cm para corte único)
- IOP - - 3,99 kPa (5,32 kPa para corte único)
- lámpara 1 - - apagada
- lámpara 2 - - apagada
\vskip1.000000\baselineskip
Los siguientes parámetros de operación de
control para el pie se aplican a cada uno de los modos de
tijeras:
- conmutador de coagulación - - controla el encendido/apagado de coagulación
- conmutador de función programable - - sin función
- oblicuidad izquierda - - ninguna
- oblicuidad derecha - - ninguna
\vskip1.000000\baselineskip
Los parámetros de operación para las siguientes
funciones (que inicialmente están deshabilitadas en cada uno de los
modos de tijeras) son:
- potencia de coagulación - - 12%
- altura de pie de soporte IV - - 75 cm
- IOP - - 3,99 kPa
- lámpara 1 - - apagada
- lámpara 2 - - apagada
\vskip1.000000\baselineskip
Con respecto a los modos basados en función
mostrados en las tablas II a IX, en general, el usuario selecciona
uno de los diversos modos predefinidos descritos anteriormente a
partir de las pestañas 415 de selección de usuario de nivel
superior, un ejemplo de lo cual se muestra en la figura 27 para
operaciones de parte anterior. Preferentemente, las pestañas 415
están ubicadas en la parte inferior de la pantalla 255 táctil. Sólo
un modo puede estar activo a la vez de manera que la unidad 3
informática deselecciona de forma automática los modos de operación
actuales cuando el usuario selecciona una de las pestañas de
selección de usuario. En un ejemplo de selección de modos, el
usuario toca una pestaña 417 de modo de faco para los modos de
facoemulsificación disponibles. Haciendo referencia ahora a las
figuras 28 y 29, el visualizador 5 de pantalla plana inicialmente
visualiza sólo los primeros cuatro modos (es decir, moldeado,
eliminación de segmento, moldeado (dual) y eliminación de seg
(dual)) cuando el usuario toca la pestaña 417 de selección de
usuario de modos de faco. En respuesta al toque por parte del
usuario de una pestaña 419 que contiene el símbolo de flecha, la
unidad 3 informática genera un menú adicional de modos de faco
disponibles (es decir, vacío fijo, vacío lineal, flujo fijo y flujo
lineal) para su visualización sobre el visualizador 5 de pantalla
plana. Por ejemplo, el usuario toca una pestaña 421 para
seleccionar el modo de faco de vacío lineal a partir del menú. La
figura 30 ilustra un visualizador de pantalla ejemplar para el modo
de faco de vacío lineal. Según se muestra, las funciones de vacío,
ultrasonidos (es decir, facoemulsificación) y coagulación están
disponibles y activas en este modo.
Según se ha descrito anteriormente, para operar
según los diversos modos de operación del sistema microquirúrgico,
la unidad 3 informática en primer lugar identifica e inicializa cada
uno de los nodos en la red (es decir, los módulos 13 instalados en
la unidad 7 base y circuitos 105, 107 de control para el ensamblaje
15 de control para el pie y el ensamblaje 17 de pie de soporte IV,
respectivamente). En una realización preferida, el procesador 245
central de la unidad 3 informática ejecuta software que constituye
una máquina de sistema que presenta tres componentes operativos:
inicialización de encendido, gestión de red y coordinación de red.
La componente de inicialización de la máquina de sistema crea e
inicia la red. La componente de gestión de red proporciona
enlace/rotura de enlace de variables de red para los módulos 13 en
la red para implementar modos seleccionados por el usuario,
monitoriza los módulos 13 para funcionalidad y procesa mensajes
entrantes desde la red. La componente de coordinación de red
procesa los cambios de modo y archivo de configuración y notifica a
la interfaz de usuario de cambios en la visualización y de la
aparición de errores.
La figura 31 ilustra la operación de la unidad 3
informática que ejecuta la componente de inicialización de la
máquina de sistema durante el encendido del sistema 1. En general,
la máquina de sistema identifica cada uno de los nodos en la red y
crea un objeto de programación para cada procesador 225 neurona del
nodo que contiene variables de red locales mediante las que la
interfaz de usuario accede al nodo. Comenzando en la etapa 427, la
máquina de sistema inicializa una base de datos de red almacenada en
la unidad 249 de disco duro de la unidad 3 informática. Según se ha
descrito anteriormente, cada procesador 225 neurona de los diversos
nodos en la red ejecuta programas incrustados para controlar los
diferentes instrumentos 19 microquirúrgicos y periféricos. Los
parámetros de comunicaciones representan una etiqueta de
identificación única específica para cada procesador 225 que
incluye información referente al tipo de dispositivo que está
controlándose (por ejemplo, una pieza de mano de vitrectomía o un
dispositivo de ultrasonidos), así como información referente a la
versión del módulo 13 o periférico en el que está ubicado el
procesador 225. La etiqueta de identificación incluye también un
identificador específico (por ejemplo, un número de serie) que es
único para el módulo 13 particular o circuito 105, 107 de control.
Como ejemplo, la versión de un módulo 13 particular puede cambiar a
medida que se actualiza o bien el hardware o bien el software. La
base de datos de red incluye nodos instalados previamente en forma
de identificadores o nombres del módulo 13 o circuito 105, 107 de
control específicos para los nodos que corresponden a los
diferentes tipos de dispositivos y nombres para los diferentes
programas que corresponden a esos nodos. Dicho de otra forma, la
base de datos de red puede incluir información referente a un
sistema que presenta cada uno de los diferentes tipos de módulos 13
y periféricos que están disponibles ya instalados en la red.
En la etapa 429, la máquina de sistema lee un
conjunto de parámetros de comunicaciones correspondiente al
hardware (es decir, los diferentes módulos 13 y circuitos 105, 107
de control) presentes realmente en la red y crea un objeto de nodo
en software para proporcionar acceso al módulo 13 o periférico
particular. Avanzando a la etapa 431, la máquina de sistema
comienza con el primer módulo 13 o circuito 105, 107 de control de
periféricos para el que ya está instalado en la base de datos de
red y, en la etapa 433, crea un objeto de dispositivo en software
para representar este nodo. Preferentemente, la máquina de sistema
obtiene el objeto de dispositivo a partir del objeto de nodo que
proporciona acceso al hardware. Si la máquina de sistema determina
en la etapa 435 que otros módulos 13 o circuitos 105, 107 de
control de periféricos ya tienen instalados nodos en la base de
datos de red, vuelve a la etapa 431 y avanza al siguiente módulo 13
o circuito 105, 107 de control de periféricos. De esta manera, la
máquina de sistema crea objetos de dispositivo para el hardware ya
instalado en la base de datos de red. Estos objetos de dispositivo
creados por la máquina de sistema contienen las variables de red
locales mediante las que la interfaz de usuario accede a los
nodos.
Después de crear objetos de dispositivo para
representar los nodos ya instalados en la base de datos de red, la
máquina de sistema avanza a la etapa 437 para examinar los módulos
13 o circuitos 105, 107 de control de periféricos presentes en la
red según una comparación con los nodos instalados anteriormente.
Avanzando a la etapa 439, la máquina de sistema determina si hay un
nodo instalado en la base de datos de red (que ya no está presente
en la red) que corresponde al mismo tipo de módulo 13 o circuito
105, 107 de control de periféricos que está examinándose. Si esto
es así, la máquina de sistema reemplaza los parámetros de
comunicaciones para el nodo instalado previamente con los
parámetros de comunicación para el módulo 13 o circuito 105, 107 de
control de periféricos particular en la etapa 441. Cuando se realiza
una operación de reemplazo, cualquier enlace de variable de red se
transfiere al nuevo nodo. Además, no es necesario modificar la base
de datos de red así como otros nodos implicados en el enlace de
variable de red. Por otra parte, si no se ha instalado un nodo en
la base de datos de red que corresponde al mismo tipo de módulo 13 o
circuito 105, 107 de control de periféricos que está examinándose,
entonces la máquina de sistema avanza a la etapa 443. En la etapa
443, la máquina de sistema instala un nuevo nodo con los parámetros
de comunicación para el nuevo módulo 13 o circuito 105, 107 de
control de periféricos y crea un objeto de dispositivo para
representar este nuevo nodo. Siguiendo a o bien la etapa 441 o bien
la 443, la máquina de sistema avanza a la etapa 445 para determinar
si otros módulos 13 o circuitos 105, 107 de control de periféricos
están presentes en la red que ya no tienen instalados nodos en la
base de datos de red. Si esto es así, la máquina de sistema vuelve a
la etapa 437. De otra forma, la máquina de sistema avanza a la etapa
447.
En la etapa 447, la máquina de sistema elimina
todos los nodos restantes instalados en la base de datos de red
para los que no está presente hardware en la red. Avanzando a la
etapa 449, en el caso de que más de un módulo 13 o circuito 105,
107 de control de periféricos del mismo tipo están presentes en la
red, la máquina de sistema activa el primer objeto de dispositivo
para cada tipo. Dicho de otra forma, la máquina de sistema da
prioridad a uno de los módulos 13 o circuitos 105, 107 de control de
periféricos múltiples, o por duplicado.
Por tanto, si un nuevo módulo 13 se ha añadido a
la configuración desde la secuencia de encendido anterior, ya sea
el mismo tipo o un tipo diferente de módulo 13 comparado con esos
módulos 13 instalados previamente, el sistema 1 detecta e
inicializa de forma automática el nuevo módulo 13 y reconfigura
tanto los parámetros de comunicación como la interfaz de usuario.
Haciendo esto, el usuario tiene ahora acceso al nuevo módulo 13 y
puede controlar cualquier instrumento 19 quirúrgico asociado con él.
De forma similar, si un módulo 13 particular se ha retirado de la
red desde la secuencia de encendido anterior, el sistema 1 detecta
de forma automática la ausencia del módulo 13 y elimina cualquier
parámetro de comunicación y función de interfaz de usuario
asociados. Además, la unidad 3 informática, al ejecutar la
reconfiguración de red automática, permite que se instale en el
sistema 1 más de uno del mismo tipo de módulo 13. La unidad 3
informática determina, según se requiera, prioridades principales y
secundarias, para la identificación y el control a través de la
interfaz de usuario. La unidad 3 informática determina también
configuraciones de sistema denegadas e indica al usuario a través de
la interfaz de usuario de que tome la acción adecuada.
De esta manera, la unidad 3 informática
inicializa el sistema 1 durante el encendido, configurando los
procesadores 225 neurona y creando las variables de red local
necesarias para su uso por la interfaz de usuario para acceder a la
red, verificando que el sistema 1 cumple determinados requisitos
operativos mínimos y realizando todos los enlaces de red
constantes. La unidad 3 informática también notifica a la interfaz
de usuario cualquier cambio de configuración a partir de la última
configuración incluyendo la adición/retirada de módulos 13 o
periféricos del sistema 1. Tras la inicialización de encendido, el
control del sistema 1 pasa a la interfaz de usuario. En una
realización alternativa, la unidad 3 informática identifica además
la posición de los módulos 13 particulares dentro de la unidad 7
base durante el encendido.
Haciendo referencia ahora a los componentes
individuales mostrados de forma general en la configuración del
sistema ejemplar de la figura 21, cada módulo 13 instalado en la
unidad 7 base controla uno o más instrumentos 19 microquirúrgicos
para proporcionar varias funciones quirúrgicas diferentes. Por
ejemplo, los módulos 13 incluyen el módulo 321 de IAV venturi, el
módulo 323 de IAV de desplazamiento tipo scroll, el módulo
325 de faco, el módulo 327 de tijeras, el módulo 329 de coagulación
y el módulo 331 de iluminación (también denominado como módulo 13A
de iluminación con respecto a las figuras 4A a 4D). El sistema 1
incluye también el ensamblaje 15 de control para el pie y el
ensamblaje 17 de pie de soporte IV como periféricos conectados a la
red del sistema 1.
La figura 32 muestra el módulo 321 de IAV
venturi en forma de diagrama de bloques (mostrado en detalle en las
figuras 43 a 60). Según se muestra en la figura 32, el módulo 321
presenta un circuito 455 neurona conectado a la red a través del
conector 171 de red en la parte posterior del módulo 321 que conecta
con el panel 101 posterior de cableado. El circuito 455 neurona
incluye el transceptor 223 RS485 para recibir y transmitir datos
sobre el bus de comunicaciones de datos. El procesador 225 neurona,
acoplado al transceptor 223, proporciona un control de
comunicaciones de red para el módulo 321. El procesador 225 neurona
también ejecuta programas de aplicación incrustados para controlar
las funciones de irrigación, aspiración y vitrectomía del sistema
1. En este ejemplo, el circuito 455 neurona incluye una memoria 457
(por ejemplo, una EEPROM flash), para almacenar los programas de
aplicación para el módulo 321 de IAV. Además, la memoria 457
almacena los datos de configuración e identificación para su uso al
inicializar el módulo 321 en la red. De forma ventajosa, el
procesador 245 central puede volver a programar la memoria 457 a
través del bus de comunicaciones de datos, en respuesta a la
información proporcionada por el usuario. El circuito 455 neurona
incluye también un circuito 459 de reloj (por ejemplo, un oscilador
de cristal) que proporciona una base de tiempo para que la neurona
225 opere. El módulo 321 de IAV venturi incluye además un LED 461 de
estatus, tal como un LED verde, sobre el panel frontal del módulo
321, para indicar que el módulo está activo, y un circuito 463 de
regulación de potencia para generar un suministro de -5 voltios
para su uso por el conjunto de circuitos. Aunque no se muestra en
la figura 32, el circuito 455 neurona incluye también otro
transceptor RS485 para recibir una señal de reajuste a partir de la
unidad 3 informática.
En general, los procesadores 225 neurona pueden
usarse con coprocesadores si se requiere mayor capacidad de
procesamiento que la proporcionada por el procesador 225. En estos
casos, los módulos 13 particulares pueden incluir un coprocesador
que recibe y es sensible a las señales de control generadas por el
procesador 225 neurona para generar señales de control adicionales
para proporcionar control de lazo cerrado durante la realización de
las intervenciones quirúrgicas. En una realización preferida de la
invención, el módulo 321 de IAV incluye un circuito 465 de
coprocesador que actúa conjuntamente con un circuito lógico
programable, tal como un dispositivo 467 lógico electrónicamente
programable (EPLD). El circuito 465 de coprocesador incluye
preferentemente un coprocesador 469 (por ejemplo, un procesador
Intel 386EX) y una memoria 471 asociada (por ejemplo, una EEPROM
flash y una RAM estática), un circuito 473 de reloj (por ejemplo, un
oscilador de cristal) para proporcionar las señales de reloj usadas
por el circuito 465 de coprocesador, y un temporizador 475 de
vigilancia.
Haciendo referencia adicional a la figura 32, el
coprocesador 469 del circuito 465 de coprocesador genera una señal
de control de aspiración en función de un parámetro de operación de
nivel de aspiración y la proporciona a un convertidor 483 de
digital a analógico (D/A). En la realización ilustrada, el
convertidor 483 D/A proporciona una interfaz paralela mediante la
que el coprocesador 469 controla el flujo de aire a través de la
bomba del módulo venturi. Una unidad 485 de aspiración recibe la
salida analógica del convertidor 483 D/A y acciona una servoválvula
487 de aspiración en respuesta a la misma. La apertura y cierre de
la servoválvula 487 de aspiración determina el flujo de aire a
través del venturi y, por tanto, determina el nivel de vacío. El
módulo 321 de IAV venturi preferentemente soporta la operación de
un único puerto de aspiración accionado a partir de la bomba
venturi ubicada dentro del módulo. La bomba venturi requiere una
entrada de gas/aire externa con presiones entre, por ejemplo, 551,6
y 689,5 kilopascales-manométricos. El módulo 321
incluye además una válvula de seguridad (no mostrada) para impedir
condiciones de sobrepresión. De forma ventajosa, el conjunto de
circuitos de control del módulo 321 proporciona tanto control fijo
como lineal del nivel de aspiración. Por ejemplo, el nivel de vacío
de aspiración puede variar de 0 kPa a 73,15 kPa y puede variarse en
incrementos de 0,133 kPa. El usuario ajusta todos los parámetros de
aspiración a través de la pantalla 255 táctil, el control 39 remoto
o el ensamblaje 15 de control para el pie y controla la función de
aspiración a través del ensamblaje 15 de control para el pie.
La parte de irrigación del módulo 321 de IAV
venturi soporta irrigación alimentada por gravedad. Por ejemplo, el
ensamblaje 17 de pie de soporte IV soporta una bolsa de solución
salina estéril que el cirujano usa para irrigar el ojo del paciente
durante la cirugía. El módulo 321 incluye un conjunto de válvulas
493 de solenoide, una de las cuales es una válvula 495 de pinza que
evita que todo fluido entre en el sistema 1 cuando está cerrado. O
bien la pantalla 255 táctil o el ensamblaje 15 de control para el
pie proporcionan al usuario un control fijo y de encendido/apagado
(abierto/cerrado) de la función de irrigación del módulo 321 de IAV
venturi. El procesador 225 neurona actúa conjuntamente con el
coprocesador 469 y un registro 496 de control del EPLD 467 para
generar señales de accionamiento para controlar un conjunto de
controladores 497 de solenoide. A su vez, los controladores 497 de
solenoide hacen que las válvulas 493 de solenoide se abran y cierren
en la cantidad deseada.
Preferentemente, el módulo 321 de IAV incluye un
conjunto de transductores 501 de presión neumática que proporcionan
una realimentación con respecto a las presiones de aspiración o de
irrigación real. Por ejemplo, un transductor 503 de aspiración
detecta el nivel de presión de aspiración y un transductor 505 de
presión de vía detecta el nivel de presión de irrigación. Un
circuito 507 de amplificador instrumental asociado con el
transductor 505 de presión de vía amplifica sus señales de presión
antes de procesarse. Preferentemente, el transductor de aspiración
incluye un amplificador interno. Un convertidor 511 de analógico a
digital (A/D) recibe las señales de presión amplificadas y
convierte las señales de presión analógicas en valores digitales
para el procesamiento mediante el circuito 465 de coprocesador. De
esta manera, el módulo 321 de IAV proporciona un control de lazo
cerrado de las funciones de aspiración e irrigación.
Los sistemas oftálmicos microquirúrgicos emplean
habitualmente un sistema de aspiración operado en vacío con un
casete de recogida de fluidos extraíble, tal como se ilustra y
describe en la patente estadounidense de titularidad compartida n.º
4,773,897. El fluido de aspiración se extrae en un casete conectando
el instrumento de aspiración al casete que se encuentra en vacío o
presión negativa. El cirujano que lleva a cabo la intervención
oftálmica microquirúrgica tiene el control del sistema de aspiración
mediante, por ejemplo, el ensamblaje 15 de control para el pie, que
permite al cirujano controlar con precisión la succión activando un
solenoide tipo émbolo con forma de cuña, tal como se muestra en el
número de referencia 182 en la patente anteriormente mencionada, o
la servoválvula 487 de aspiración tal como se muestra en la figura
32, para bloquear o abrir la succión desde el casete al instrumento
microquirúrgico.
Los solenoides 493 de los módulos 321 incluyen
también una válvula 515 de retención de casete y una válvula 517 de
pinza de casete. El émbolo (no mostrado) de la válvula 515 de
retención de casete fija el casete en posición en el módulo 321. La
válvula 517 de pinza de casete cierra la vía de aspiración cuando la
función de aspiración no está activa para evitar el flujo de
retorno del fluido desde el casete o vía de aspiración al ojo del
paciente.
Además, uno de los solenoides 493 en el módulo
321 de IAV venturi es una válvula 519 de solenoide de reflujo para
accionar un émbolo de reflujo, tal como se muestra en 184 en la
patente anteriormente mencionada. Cuando se activa, el émbolo de
reflujo comprime una cámara de reflujo asociada con el casete para
forzar una pequeña cantidad de fluido en el tubo de aspiración de
vuelta fuera del conducto, asegurando de ese modo que el tubo
permanezca abierto y sin obstrucciones. Dependiendo de la
intervención que se está llevando a cabo, se requiere una cantidad
de reflujo diferente, por ejemplo, si se está llevando a cabo una
intervención anterior o posterior. Es importante que un casete que
está usándose para una intervención posterior use un casete que
proporcione mucha menos cantidad de reflujo que en el caso de un
casete usado para una intervención anterior. Una característica
ventajosa del sistema 1 es que detecta y diferencia de forma
automática entre un casete posterior, o de
micro-reflujo, y un casete anterior. Esta
característica evita que el usuario instale y use inadvertidamente
el casete de reflujo incorrecto para una intervención dada.
Según la presente invención, si un casete
diseñado para su uso durante una intervención anterior se inserta en
el módulo 321 de IAV que va a usarse en una intervención posterior,
la interfaz de usuario indica de manera visual y/o audible este
error y evita que se active el sistema 1 con un casete incorrecto
instalado.
Para identificar los casetes correspondientes a
la intervención con la que deben usarse, cada casete es de un color
particular. Preferentemente, los medios coloreados llevados por cada
casete son un elemento acoplador, o elemento de inserción, tal como
se ilustra en 150 en la patente anteriormente mencionada. De forma
general, presenta forma de I y se ajusta mediante fricción en un
rebaje en el casete, tal como se muestra en 130 en la patente
anteriormente mencionada. Estos medios coloreados extraíbles, por
ejemplo, uno amarillo y el otro azul, pueden fácilmente aplicarse a
y retirarse de los casetes que pueden ser formador lo demás
idénticos. Cuando un casete está insertado en el módulo 321, los
medios coloreados están ubicados adyacentes a un sensor 525 de
presencia de casete que genera una señal que indica la presencia del
casete. Preferentemente, el sensor 525 de presencia de casete se
realiza mediante un sensor de color fotoeléctrico, por ejemplo, una
fuente de luz infrarroja en un circuito fotoeléctrico, tal como el
que comercializa Tri-Tronics Co., Inc. de Tampa,
Florida con su modelo número F4. El color amarillo reflejará la luz
infrarroja y el azul la absorberá, diferenciando por tanto un
casete para una intervención particular de otro para una
intervención diferente. Por tanto, el sensor de presencia de casete
detecta la presencia del casete en función del color de los medios
coloreados. La figura 61 ilustra un circuito preferido que recibe
la señal generada por el sensor 525 de presencia de casete para la
comunicación con la unidad 3 informática. Si el color de casete no
corresponde a la intervención particular seleccionada por el
cirujano, una señal audible y/o visible lo indica al usuario a
través de la interfaz de usuario. También, la unidad 3 informática,
en respuesta a esta información, evita que se lleve a cabo
cualquier intervención oftálmica hasta que el usuario instale el
casete correcto. En la realización de la figura 32, el sensor 525
de presencia de casete proporciona una señal a la unidad 3
informática para informar al usuario del casete incorrecto,
proporcionando en primer lugar una señal a un registro 527 de
estatus del EPLD 467. A su vez, el EPLD 467 y el circuito 465 de
coprocesador proporcionan la señal al circuito 455 neurona para la
comunicación de vuelta a la unidad 3 informática.
Además de la realimentación con respecto a los
niveles de aspiración e irrigación particulares, el módulo 321
incluye también sensores 529 de nivel de casete para generar una
señal completa o casi completa para notificar al usuario a través de
la interfaz de usuario que el casete debe cambiarse.
Una función de preparación disponible para el
usuario a través de la interfaz de usuario permite al usuario
preparar las piezas de mano quirúrgicas abriendo y cerrando la
válvula 495 de pinza de irrigación y eliminando el aire de la vía
de aspiración. Esta función permite también al usuario expulsar el
casete de recogida de aspiración seleccionando una opción de
expulsión.
Según se ha descrito anteriormente, el módulo
321 de IAV venturi también soporta la función de vitrectomía del
sistema 1. En una realización preferida, el módulo 321 de IAV
venturi incluye un puerto de vitrectomía al que está conectado un
cúter de vitrectomía. Preferentemente, el módulo 321 controla el
cúter de vitrectomía de modo que proporciona tres tipos de acción
de corte: tasa de corte lineal; tasa de corte fija; y corte único.
Preferentemente, la tasa de corte lineal puede variar de 30 a 750
cortes por minuto y puede variarse en incrementos de 1 corte por
minuto. El usuario ajusta la tasa de corte a través de la pantalla
255 táctil, el control 39 remoto o el ensamblaje 15 de control para
el pie y controla la tasa de corte a través del ensamblaje 15 de
control para el pie. El usuario puede también programar la tasa de
corte fija para proporcionar de 30 a 750 cortes por minuto, en
incrementos de 1 corte por minuto. En este ejemplo, el usuario
ajusta la tasa de corte fija a través de la pantalla 255 táctil, el
control 39 remoto o el ensamblaje 15 de control para el pie y
cambia la tasa de corte fija a través del ensamblaje 15 de control
para el pie. El corte único se proporciona con control fijo,
encendido/apagado. Cuando se habilita un corte único (encendido), el
cúter de vitrectomía se cerrará/abrirá una vez con una única
activación. El usuario selecciona el corte único a través de la
pantalla 255 táctil, el control 39 remoto, o el ensamblaje 15 de
control para el pie y activa el corte a través del ensamblaje 15 de
control para el pie. El cúter de vitrectomía unido al módulo 321 de
IAV venturi se acciona a partir de la entrada de aire/gas externa
que se usa también para accionar la bomba venturi.
Según se muestra en la figura 32, el EPLD 467
incluye preferentemente un temporizador 533 de vitrectomía para
realizar las funciones de temporización necesarias para ajustar la
tasa de corte del cúter de vitrectomía. Los controladores 497 de
solenoide accionan un solenoide 535 de vitrectomía en función de la
señal de temporización a partir del temporizador 533 de vitrectomía
para controlar el corte de vitrectomía.
Preferentemente, el sistema 1 incluye el módulo
323 de IAV de desplazamiento tipo scroll además de o en
lugar del módulo 321 de IAV. Aunque similar al módulo 321 de IAV
venturi, el módulo 323 de IAV de desplazamiento tipo scroll
usa una bomba de desplazamiento tipo scroll (no mostrada), en
lugar de una bomba venturi, para proporcionar las funciones de
irrigación y aspiración. Según la invención, la bomba de
desplazamiento tipo scroll del módulo 323 de IAV de
desplazamiento tipo scroll puede funcionar como un sistema de
aspiración venturi (es decir, control de vacío) o como un sistema
de aspiración de desplazamiento tipo scroll (es decir,
control de flujo).
En este ejemplo, el módulo 323 opera junto con
un casete de desplazamiento tipo scroll desechable que
incluye la bomba de desplazamiento tipo scroll, las aberturas
de válvula de pinza para controlar la irrigación, aspiración,
ventilación y calibración, un diafragma transductor, y un depósito
de recogida. El casete de desplazamiento tipo scroll incluye
también la vía de irrigación, la vía de aspiración, y el depósito de
recogida en la parte frontal del alojamiento de casete. El usuario
carga el casete de desplazamiento tipo scroll en un cajón
retráctil ubicado sobre la parte frontal del módulo 323. Una vez
cargado, el casete de desplazamiento tipo scroll se acopla y
se desacopla de los sistemas de unidad y control del módulo 323 a
través de la pantalla 255 táctil. Dicho de otra forma, el módulo
323 de IAV de desplazamiento tipo scroll retira, o acopla,
el casete o extiende, o desacopla, el casete cuando se controla a
través de una entrada en la pantalla 255 táctil.
La parte de aspiración del módulo 323 de IAV de
desplazamiento tipo scroll acciona un único puerto de
aspiración que proporciona control o bien de vacío o bien de flujo
de aspiración. Preferentemente, la función de aspiración de vacío
proporciona niveles de vacío desde 0 kPa a 73,15 kPa en incrementos
de 0,133 kPa y la función de aspiración de flujo proporciona tasas
de flujo desde 1 cc/min hasta 60 cc/min en incrementos de 1 cc/min.
El usuario ajusta los parámetros de operación de aspiración a través
de la pantalla 255 táctil, el control 39 remoto o el ensamblaje 15
de control para el pie y los cambia a través del ensamblaje 15 de
control para el pie.
La parte de irrigación del módulo 323 de IAV de
desplazamiento tipo scroll soporta también irrigación
alimentada por gravedad similar al módulo 321 de IAV venturi. Al
contrario que el módulo 321 de IAV venturi, no obstante, el módulo
323 no incluye la válvula 495 de pinza. En su lugar, el módulo 323
de IAV de desplazamiento tipo scroll proporciona un control
de irrigación a través del casete de desplazamiento tipo
scroll desechable en combinación con un solenoide tipo
émbolo dentro del módulo 323. Como con el módulo 321, el usuario
tiene control fijo, encendido/apagado (abierto/cerrado) de la
función de irrigación del módulo 323 de IAV de desplazamiento tipo
scroll a través de la pantalla 255 táctil o el ensamblaje 15
de control para el pie.
Similar al módulo 321 de IAV venturi, el módulo
323 de IAV de desplazamiento tipo scroll también soporta la
función de vitrectomía del sistema 1. No obstante, una bomba
neumática ubicada dentro del módulo 323 acciona el cúter de
vitrectomía unido al módulo 323 de IAV de desplazamiento tipo
scroll en lugar de la entrada de aire/gas externa del módulo
321 de IAV venturi.
Las figuras 147 y 148 ilustran, en forma de
diagrama esquemático, un circuito de detección de presión preferido
para su uso con el módulo 323 de IAV de desplazamiento tipo
scroll.
Volviendo ahora a la figura 33, el módulo 325 de
facoemulsificación y facofragmentación (de faco) (mostrado en
detalle en las figuras 26A a 26T) es un módulo independiente que
suministra, por ejemplo, hasta 35 vatios de potencia de faco en
5.000 ohmios a una frecuencia de 29 \pm 2 kHz a un puerto 537 de
salida de faco al que está conectado una pieza 539 de mano de
facoemulsificación y/o facofragmentación. En una realización
preferida, el módulo 325 de faco soporta operación tanto lineal
como por impulsos. La función de faco lineal proporciona potencia
de faco continua que el usuario puede programar para que varíe del
0% al 100% como máximo con incrementos del 1%. El cirujano activa
la salida de faco lineal al mínimo nivel de potencia de faco
programado haciendo bajar el pedal central del ensamblaje 15 de
control para el pie y aumentándolo entonces al nivel de salida
programado máximo en función del recorrido del pedal lineal. En este
ejemplo, la potencia de faco lineal asciende desde cero a una tasa
lineal fija. Preferentemente, el usuario ajusta los niveles de
salida a través de la pantalla 255 táctil, el control 39 remoto, o
el ensamblaje 15 de control para el pie y controla la función de
faco lineal a través del ensamblaje 15 de control para el pie. Al
contrario que la operación lineal, la función de faco por impulsos
proporciona potencia de faco para duraciones de tiempo programadas,
finitas (por ejemplo, periódicas). El módulo 325 proporciona al
usuario un control de potencia de encendido/apagado fijo que el
usuario puede ajustar del 1% al 100% como máximo con incrementos del
1%. El usuario puede programar entonces el control de salida por
impulsos para proporcionar entre 1 y 20 impulsos por segundo en
incrementos de 1 impulso por segundo. El usuario ajusta el nivel de
potencia de salida y la tasa de impulso a través de la pantalla 255
táctil y los controla a través del ensamblaje 15 de control para el
pie.
En una realización preferida, el módulo 325 de
faco presenta un circuito 541 neurona conectado a la red a través
del conector 171 de red en la parte posterior del módulo 325 que
conecta con el panel 101 posterior de cableado. El circuito 541
neurona incluye el transceptor 223 RS485 para recibir y transmitir
datos sobre el bus de comunicaciones de datos. El procesador 225
neurona, acoplado al transceptor 223, proporciona un control de
comunicaciones de red para el módulo 325. El procesador 225 neurona
también ejecuta programas de aplicación incrustada almacenados en
una memoria 543 (por ejemplo, una EEPROM flash) para controlar las
funciones de facoemulsificación y facofragmentación del sistema 1.
La memoria 543 también almacena los datos de configuración e
identificación para su uso al inicializar el módulo 325 en la red.
De forma ventajosa, el procesador 245 central puede volver a
programar memoria 543 a través del bus de comunicaciones de datos,
en respuesta a la información proporcionada por el usuario. El
circuito 541 neurona incluye también un circuito 545 de reloj (por
ejemplo, un oscilador de cristal) que proporciona una base de tiempo
para que la neurona 225 opere. El módulo 325 de faco, similar al
módulo 321 de IAV, incluye un circuito 546 de referencia de voltaje
o de regulación de potencia para generar suministros de \pm 5
voltios y 4 voltios para su uso por el conjunto de circuitos.
Aunque no se muestra en la figura 33, el circuito 541 neurona
incluye también otro transceptor RS485 para recibir una señal de
reajuste a partir de la unidad 3 informática y un LED de estatus
para indicar que el módulo 325 está activo.
Según se muestra en la figura 33, el módulo 325
de faco incluye también un circuito 547 de coprocesador que actúa
conjuntamente con un EPLD 549. El circuito 547 de coprocesador
incluye preferentemente un coprocesador 551 (por ejemplo, un
procesador Intel 386EX) y una memoria 553 asociada (por ejemplo, una
EEPROM flash y una RAM estática), un circuito 555 de reloj (por
ejemplo, un oscilador de cristal) y un temporizador 557 de
vigilancia. El EPLD 549 presenta un temporizador 559 de impulsos
para proporcionar señales de reloj usadas para un generador 561 de
frecuencia (por ejemplo, un generador de ondas sinusoidales). El
coprocesador 551 del circuito 545 de coprocesador actúa
conjuntamente con el EPLD 547 para proporcionar señales de control
al generador 561 de frecuencia para generar una frecuencia
programable para la salida de faco por impulsos. Un circuito 563 de
unidad de faco usa la frecuencia programable generada por el
generador 561 de frecuencia para accionar la salida 537 de faco. De
forma ventajosa, el módulo 325 de faco incluye un regulador 565
elevador de voltaje para mantener el voltaje de riel proporcionado
a la unidad 563 de faco en 3 voltios, por ejemplo, mayor que el
nivel de voltaje de faco indicado. Esto evita la disipación de
potencia excesiva en la unidad 563 de faco. El módulo 325 de faco
incluye también un circuito 567 de monitorización para monitorizar
no sólo el voltaje elevado sino también la fase de la potencia de
faco. Para las funciones óptimas de faco, es deseable que la fase
de la corriente y del voltaje permanezcan sobre la frecuencia de
resonancia de la pieza 539 de mano incluso cuando cambia su carga.
El circuito 567 de monitorización proporciona también un detector de
sobrecorriente para impedir condiciones de sobrecorriente en el
módulo 325 de faco.
Según la invención, el módulo 325 de faco
incluye también un circuito 571 de presencia de sonda para detectar
la presencia de la pieza 539 de mano conectada a la salida 537 de
faco. El circuito 547 de coprocesador y el EPLD 549 combinan la
salida del circuito de presencia de sonda con señales de apagado
generadas por el circuito 567 de monitorización para accionar un
control 575 de relé. A su vez, el control 575 de relé deshabilita la
unidad 563 de faco en el caso de condiciones de operación no
deseables.
Con respecto a la figura 34, el módulo 327 de
tijeras (mostrado en detalle en las figuras 89 a 103) proporciona
preferentemente al sistema 1 no sólo una función de tijeras sino
también funciones de intercambio de aire/fluido y de fórceps. En
una realización preferida, el módulo 327 soporta un puerto 579
accionado de forma eléctrica, que el módulo 327 controla con
respecto al modo de operación seleccionado por el usuario y a los
parámetros de operación de una pieza de mano de tijeras/fórceps
conectada al puerto 579.
El módulo 327 de tijeras proporciona
preferentemente la función de tijeras/fórceps con una tasa de corte
lineal, una tasa de corte fija, una actuación única y una actuación
proporcional. Por ejemplo, el usuario puede programar el módulo 327
de tijeras para proporcionar una tasa de corte lineal de entre 30 y
300 cortes por minuto, en incrementos de un corte por minuto, a
través de la pantalla 255 táctil o el ensamblaje 15 de control para
el pie. En este ejemplo, el cirujano controla la tasa de cúter real
a través del ensamblaje 15 de control para el pie. El usuario puede
también programar el módulo 327 para proporcionar una tasa de corte
fija de entre 30 y 300 cortes por minuto, en incrementos de un
corte por minuto, a través de la pantalla 255 táctil o el
ensamblaje 15 de control para el pie proporcionando el ensamblaje 15
de control para el pie control de encendido/apagado. Como con los
otros parámetros de operación, el usuario puede también programar el
módulo 327 para proporcionar un corte único, o un ciclo de
tijeras/fórceps individual. El cirujano activa preferentemente el
corte único a través del ensamblaje 15 de control para el pie. La
función de actuación proporcional cierra la pieza de mano de
tijeras mediante un determinado porcentaje. Por ejemplo, el usuario
puede programar el módulo 327 de tijeras para proporcionar una
actuación proporcional del 0% al 100% de cierre en incrementos de
cierre del 25%, donde la pantalla 255 táctil y el ensamblaje 15 de
control para el pie proporcionan al usuario el control lineal.
Como con los otros módulos 13, el módulo 327 de
tijeras presenta un circuito 583 neurona conectado a la red a
través del conector 171 de red en la parte posterior del módulo 327
que conecta con el panel 101 posterior de cableado. El circuito 583
neurona incluye el transceptor 223 RS485 para recibir y transmitir
datos sobre el bus de comunicaciones de datos acoplado al
procesador 225 neurona. Además del control de comunicaciones de
red, el procesador 225 neurona también ejecuta un programa de
aplicación incrustada almacenado en una memoria 585 (por ejemplo,
una EEPROM flash) para controlar las funciones de tijeras/fórceps y
de intercambio de aire/fluido del sistema 1. La memoria 585 también
almacena los datos de configuración e identificación para su uso al
inicializar el módulo 327 en la red. De forma ventajosa, el
procesador 245 central puede volver a programar la memoria 585 a
través del bus de comunicación de datos, en respuesta a la
información proporcionada por el usuario. El circuito 583 neurona
incluye también un circuito 587 de temporizador de vigilancia y un
circuito 589 de reloj. Aunque no se muestra en la figura 34, el
circuito 585 neurona incluye también otro transceptor RS485 para
recibir una señal de reajuste a partir de la unidad 3
informática.
El módulo 327 de tijeras, similar a algunos de
los otros módulos 13, incluye un EPLD 595 para su uso con el
procesador 225 neurona del circuito 585 neurona para controlar la
pieza de mano de tijeras/fórceps en función de los parámetros de
operación introducidos por el usuario. En particular, el EPLD 595 es
un selector de unidad para seleccionar o bien una unidad 597 de
solenoide o una unidad 599 de motor de CC para accionar el puerto
579 de la pieza de mano. De esta manera, el módulo 327 de tijeras
puede accionar dos tipos de instrumentos de tijeras.
Según se muestra en la figura 34, el módulo 327
de tijeras incluye también controles 605 neumáticos para
proporcionar la función de intercambio de aire/fluido. Por ejemplo,
los controles neumáticos accionan tres válvulas de solenoide para
controlar la carga, el escape y el mantenimiento de la IOP.
Preferentemente, la parte de intercambio de aire/fluido del módulo
327 soporta un único puerto de aire (no mostrado) accionado por una
bomba neumática que es parte de los controles 605 neumáticos. Como
ejemplo, la bomba soporta presiones de aire de hasta 13,3 kPa en
incrementos de 0,133 kPa en tasas de flujo de hasta 0,142 metros
cúbicos por hora. El usuario controla el puerto de intercambio de
aire/fluido a través de la pantalla 255 táctil o el ensamblaje 15 de
control para el pie. La figura 34 muestra también un detector 607
de IOP (por ejemplo, un transductor de presión) para proporcionar
realimentación al circuito 583 neurona. En respuesta al detector 607
de IOP, que detecta una condición o bien de sobrepresión o bien de
subpresión, la interfaz de usuario proporciona un aviso audible. El
módulo 327 de tijeras incluye además un LED 611 de estatus, tal como
un LED verde, sobre el panel frontal del módulo 327, para indicar
que el módulo está activo y un circuito 613 de detector de pieza de
mano para detectar la presencia de una pieza de mano de tijeras
conectada al puerto 579. Aunque no se muestra en la figura 34, el
circuito neurona incluye también otro transceptor RS485 para recibir
una señal de reajuste a partir de la unidad 3 informática.
En el caso de pérdida de potencia o fallo de
módulo, el módulo 327 está equipado con un receptor neumático y una
válvula de cierre, para dar al usuario el tiempo adecuado para
responder a la condición de fallo.
Según se muestra en la figura 35, el módulo 329
de coagulación bipolar (mostrado en detalle en las figuras 104 a
113) es un módulo independiente que soporta una única salida 625
bipolar. En una realización preferida, la salida bipolar suministra
hasta 7,5 voltios de potencia bipolar a 100 ohmios. Preferentemente,
el módulo 329 controla el puerto para proporcionar o bien una
función bipolar fija o bien una función bipolar lineal. El usuario
puede programar el módulo 329 de coagulación bipolar para
proporcionar la potencia bipolar fija de entre el 2% y el 100% como
máximo con incrementos del 1%. La salida bipolar está activada
preferentemente en el nivel de potencia de salida programado a
través de un conmutador (pulsador) de contacto momentáneo en el
ensamblaje 15 de control para el pie. La salida bipolar permanece
activada durante tanto tiempo como el pulsador permanezca pulsado.
El usuario ajusta el nivel de salida a través de la pantalla 255
táctil, el control 39 remoto o el ensamblaje 15 de control para el
pie y cambia la configuración a través de un pulsador en el
ensamblaje 15 de control para el pie. El usuario puede programar el
módulo 329 para proporcionar potencia bipolar lineal de entre el 2%
y el 100% como máximo y puede variar el nivel de potencia en
incrementos del 1%. La salida bipolar está activada preferentemente
al mínimo nivel de potencia de salida programado cuando el cirujano
hace bajar el pedal central del ensamblaje 15 de control para el pie
y aumenta entonces al máximo nivel de potencia de salida programado
en función del recorrido lineal del pedal. El usuario ajusta el
nivel de salida a través de la pantalla 255 táctil, el control 39
remoto o el ensamblaje 15 de control para el pie y controla el nivel
a través del ensamblaje 15 de control para el pie.
Como con los otros módulos 13, el módulo 329 de
coagulación presenta un circuito 627 neurona conectado a la red a
través del conector 171 de red en la parte posterior del módulo 329
que conecta con el panel 101 posterior de cableado. El circuito 627
neurona incluye el transceptor 223 RS485 para recibir y transmitir
datos sobre el bus de comunicaciones de datos. El procesador 225
neurona, acoplado al transceptor 223, proporciona un control de
comunicaciones de red para el módulo 329. El procesador 225 neurona
también ejecuta un programa de aplicación incrustada para controlar
la función de coagulación bipolar del sistema 1. En este ejemplo,
el circuito 627 neurona incluye una memoria 629 (por ejemplo, una
EEPROM flash), para almacenar el programa de aplicación para el
módulo 329 de coagulación. Además, la memoria 629 almacena los datos
de configuración e identificación para su uso al inicializar el
módulo 329 en la red. De forma ventajosa, el procesador 245 central
puede volver a programar la memoria 629 a través del bus de
comunicación de datos, en respuesta a la información proporcionada
por el usuario. El circuito 627 neurona incluye también un circuito
631 de reloj (por ejemplo, un oscilador de cristal) que proporciona
una base de tiempo para que la neurona 225 opere. Aunque no se
muestra en la figura 35, el circuito 627 neurona incluye también
otro transceptor RS485 para recibir una señal de reajuste a partir
de la unidad 3 informática.
El módulo 329 de coagulación incluye también un
EPLD 635, para su uso con el procesador 225 neurona del circuito
627 neurona para controlar el dispositivo de coagulación bipolar en
función de los parámetros de operación introducidos por el usuario.
En particular, el EPLD 635 incluye un circuito 637 lógico de control
para generar una señal de habilitación para habilitar la
coagulación, un dispositivo 639 de monitorización de actividad para
monitorizar el voltaje bipolar de salida y la actividad de salida
(ya sea salida fija o lineal) y un temporizador 641 bipolar para
generar una frecuencia de modulación por anchura de impulsos.
El módulo 329 de coagulación bipolar incluye
además un detector 645 de sobrevoltaje para interrumpir la potencia
en la salida 625 bipolar en el caso de una condición de salida
excesiva o no deseada. Preferentemente, el detector 645 de
sobrevoltaje se comunica también con la red a través del procesador
225 neurona y el transceptor 223, para señalizar una alarma al
usuario de la condición de salida no deseable.
Según la invención, el procesador 225 neurona
del circuito 627 neurona, en combinación con el EPLD 635, habilitan
un conjunto de precontroladores 649 en la secuencia de fases
adecuada y, a su vez, un conjunto de controladores 651 de potencia
proporcionan potencia a la salida 625 bipolar. En una realización,
el módulo 329 de coagulación incluye también una red 653 de
adaptación de aislamiento e impedancias para acondicionar la salida
de los controladores 651 de potencia.
La figura 35 también ilustra un LED 657 de
estatus que, según se ha descrito anteriormente, es preferentemente
un LED verde, ubicado sobre el panel frontal del módulo 329, para
indicar al usuario que el módulo 329 de coagulación está activo. El
módulo 329 incluye también un conjunto de circuitos 659 de filtrado
y de protección mediante fusibles de potencia para evitar
condiciones de sobrecorriente y para reducir el ruido.
Haciendo referencia ahora a la figura 36, el
módulo 331 de iluminación (mostrado en detalle en las figuras 114 a
125, es un módulo independiente que presenta al menos dos lámparas,
tal como una primera lámpara 665 y una segunda lámpara 667, para
proporcionar luz a puertos de iluminación correspondientes en la
parte frontal del módulo 331. Según la invención, el usuario
conecta un instrumento de iluminación mediante fibra óptica, tal
como el endoiluminador a uno o ambos puertos para su uso por el
cirujano en la iluminación de la parte posterior de un ojo del
paciente durante la cirugía. Aunque el módulo 331 proporciona un
control individual sobre la luz suministrada a cada uno de los
puertos por las lámparas 665, 667, pueden usarse de manera
simultánea si se desea. Además, el módulo 331 proporciona un
control independiente de la intensidad de la luz proporcionada en
los puertos. El usuario puede seleccionar los niveles de iluminación
de salida como alto (100%), intermedio (75%) o bajo (50%) a través
de la pantalla 255 táctil o del control 39 remoto.
En una realización preferida, el módulo 331 de
iluminación presenta un circuito 671 neurona conectado a la red a
través del conector 171 de red en la parte posterior del módulo 331
que conecta con el panel 101 posterior de cableado. El circuito 671
neurona incluye el transceptor 223 RS485 y el procesador 225
neurona. El procesador 225 neurona ejecuta el control de
comunicaciones de red así como el programa de aplicación para
controlar la función de iluminación del sistema 1. En este ejemplo,
el circuito 671 neurona incluye una memoria 673 (por ejemplo, una
EEPROM flash), para almacenar el programa de aplicación para el
módulo 331 de iluminación. Además, la memoria 673 almacena los
datos de configuración e identificación para su uso al inicializar
el módulo 331 en la red. De forma ventajosa, el procesador 245
central puede volver a programar la memoria 673 a través del bus de
comunicación de datos, en respuesta a la información proporcionada
por el usuario. El circuito 671 neurona incluye también un circuito
675 de reloj (por ejemplo, un oscilador de cristal) para
proporcionar las señales de reloj usadas por el circuito 671
neurona, y un temporizador 676 de vigilancia. Aunque no se muestra
en la figura 36, el circuito 671 neurona incluye también otro
transceptor RS485 para recibir una señal de reajuste a partir de la
unidad 3 informática.
Según se muestra en la figura 36, el procesador
225 neurona del circuito 671 neurona proporciona una señal de
encendido/apagado a un primer relé 677 de potencia para la lámpara
665 y una señal de encendido/apagado para un segundo relé 679 de
potencia para la lámpara 667. A su vez, alguno de ellos o ambos de
los relés 677, 679 conectan un suministro 681 de 12 voltios
(proporcionado a través del panel 101 posterior de cableado desde
el módulo 103 de potencia) a un primer circuito 683 controlador de
lámpara y/o a un segundo circuito 685 controlador de lámpara,
respectivamente, para la alimentación de alguna o ambas de la
lámpara 665 y la lámpara 667. En una realización preferida, los
controladores 683, 685 de lámpara proporcionan realimentación al
circuito 671 neurona con respecto al estatus de las lámparas 665,
667.
Para variar la intensidad de la luz
proporcionada por la lámpara 665, el circuito 671 neurona del módulo
331 de iluminación proporciona en primer lugar datos en serie,
representativos de la intensidad, deseada a un convertidor 689 de
digital a analógico (D/A). En respuesta a la salida del convertidor
689 D/A, un circuito 691 de controlador de atenuador acciona un
circuito 693 de atenuador. Según la invención, el circuito 693 de
atenuador ajusta la intensidad de la lámpara 665. Por tanto, el
controlador 691 de atenuador controla el circuito 693 de atenuador
en función de la entrada de datos en serie al convertidor 689 D/A
para ajustar la intensidad de la lámpara 665 al nivel deseado. De
una manera similar, el circuito 671 neurona proporciona también
datos representativos de la intensidad deseada a un convertidor 697
digital a analógico (D/A) para variar la intensidad de la luz
proporcionada por la lámpara 667. El convertidor 697 D/A proporciona
entonces una señal de intensidad analógica a un circuito 699 de
controlador de atenuador, que a su vez controla a un circuito 701
de atenuador en función de la entrada de datos en serie al
convertidor 697 D/A, para variar el nivel de intensidad de la
lámpara 667.
Haciendo referencia adicional a la figura 36, el
módulo 331 de iluminación incluye también un LED 705 de estatus,
tal como un LED verde, en la parte frontal del módulo 331, para
indicar que el módulo 331 está activo. El módulo 331 proporciona
también un sistema 707 de enfriamiento, tal como un ventilador, que
es sensible al procesador 225 neurona del circuito 671 neurona para
disipar el calor excesivo dentro del módulo 331 que podría dañar sus
componentes.
En una realización preferida de la invención, el
sistema 1 también soporta periféricos seleccionados a partir de los
siguientes: ensamblaje 15 de control remoto para el pie; carrito 21
de instrumental con ensamblaje 17 de pie de soporte IV automatizado;
unidad 207 base de expansión; y unidad 39 de control remoto IR
manual.
Uno de estos periféricos, concretamente, el
ensamblaje 15 de control para el pie, proporciona al cirujano el
control remoto de al menos un instrumento 19 microquirúrgico durante
la realización de las intervenciones quirúrgicas. Aunque el usuario
puede ser el cirujano, a menudo una enfermera u otra persona de la
sala de operaciones proporciona una entrada directamente en la
interfaz de usuario del sistema 1. Como tal, el ensamblaje 15 de
control para el pie proporciona la principal interfaz entre el
cirujano y el sistema 1 microquirúrgico. De forma ventajosa, el
cirujano puede controlar varias funciones proporcionadas por el
sistema 1, así como cambiar modos de operación desde el ensamblaje
15 de control para el pie.
La figura 37 ilustra el circuito 105 de control
según una realización preferida de la invención para controlar el
ensamblaje 15 de control para el pie. Preferentemente, el circuito
105 de control para el pie (mostrado en detalle en las figuras 126
a 136) proporciona una comunicación de red y controla la operación
del ensamblaje 15 de control para el pie en función de al menos un
parámetro de operación.
Aunque no está instalado en la unidad 7 base, el
circuito 105 de control para el pie presenta un circuito 717
neurona que incluye el transceptor 223 RS485 para recibir y
transmitir datos sobre el bus de comunicaciones de datos. El
procesador 225 neurona, acoplado a un transceptor 223, proporciona
un control de comunicaciones de red para el circuito 105 de control
para el pie. Por tanto, con respecto a la red informática, el
ensamblaje 15 de control para el pie, al estar controlado por el
circuito 105 de control para el pie, es funcionalmente equivalente
a los módulos 13. Dicho de otra forma, el circuito 105 de control
para el pie también está conectado al bus de comunicaciones de
datos que proporciona una comunicación de datos representativos de
los parámetros de operación entre la interfaz de usuario y el
circuito 105 de control para el pie. Por tanto, el bus de
comunicaciones de datos proporciona también comunicación entre
pares entre el circuito 105 de control para el pie y los módulos 13
quirúrgicos. Además, el circuito 105 de control para el pie es
sensible a las instrucciones del cirujano a través del ensamblaje
15 de control para el pie para cambiar los parámetros de operación
de los instrumentos 19 microquirúrgicos a través de la red.
En este ejemplo, el transceptor 223 del circuito
717 neurona está conectado al bus de comunicaciones de datos a
través de un cable de datos (no mostrado) que conecta con el
conector 157 en la parte trasera del panel 101 posterior de
cableado. De forma alternativa, el ensamblaje 17 de pie de soporte
IV proporciona un puente conector al que se conecta el circuito 105
de control para el pie. Una entrada 721 de potencia proporciona
potencia al circuito 105 de control para el pie y un regulador de
voltaje, tal como un generador 723 VCC, proporciona los voltajes
lógicos necesarios para el circuito. La figura 37 ilustra además un
circuito 725 de unidad de freno conectado a un freno 727 por
partículas magnéticas para proporcionar detenciones en el recorrido
del pedal.
El circuito 717 neurona incluye también una
memoria 731 (por ejemplo, una EEPROM flash) para almacenar un
programa de aplicación para el circuito 105 de control para el pie.
En este ejemplo, el procesador 225 neurona actúa conjuntamente con
un EPLD 735, para ejecutar el programa de aplicación incrustada para
controlar el ensamblaje 15 de control para el pie. Además, la
memoria 731 almacena los datos de configuración e identificación
para su uso en la inicialización del circuito 105 de control para el
pie en la red. Además, como con los módulos 13, el procesador 245
central puede volver a programar la memoria 731 a través del bus de
comunicación de datos, en respuesta a la información proporcionada
por el usuario. Según se muestra en la figura 37, el circuito 717
neurona incluye también un transceptor RS485 739 para recibir una
señal de reajuste a partir de la unidad 3 informática.
En una realización preferida, el ensamblaje 15
de control para el pie comprende un pedal central, un único
conmutador oscilante, y dos conmutadores de pulsador separados
(véase la figura 231). Los movimientos de inclinación y oblicuidad
del pedal central dotan preferentemente al sistema 1 de controles
lineales duales y de encendido/apagado. Cada uno de estos controles
son completamente programables con respecto a parámetros de función
y control (es decir, intervalo, modo, etc.). Según la invención, el
EPLD 735 recibe información a partir de los diversos conmutadores
743 y recibe información referente al recorrido del pedal central a
través de un codificador 745 de inclinación y un codificador 747 de
oblicuidad. Según la invención, el EPLD 735 proporciona una
decodificación de conmutador, decodificación/multiplicación de
cuadratura y codificación de intensidad de frenada. Debido al
número limitado de entradas disponibles para la neurona 225, el EPLD
735 proporciona una decodificación de las señales de conmutador
proporcionadas por los conmutadores 743. Además, los codificadores
745, 747 de inclinación y oblicuidad proporcionan cada uno dos
señales de cuadratura para representar la cantidad y la dirección
del recorrido del pedal. El EPLD 735 decodifica estas señales para
su uso por la neurona 225 del circuito 717 neurona. Además, el EPLD
735 codifica las señales de intensidad de frenada generadas por la
neurona 225 para su uso por el circuito 725 de
unidad de freno.
unidad de freno.
Como ejemplo, el pedal central del ensamblaje 15
de control para el pie proporciona aproximadamente 15º de
movimiento de ascenso y descenso en la dirección de inclinación, o
vertical. Dentro de este intervalo de movimiento, el usuario puede
programar dos posiciones de detención. Además, cuando el pedal
central realiza un recorrido a través de cualquiera de estas
posiciones de detención, la resistencia ofrecida por el pedal cambia
para proporcionar una realimentación táctil al cirujano. Esta
resistencia se mantiene preferentemente igual en la medida en la
que el pedal central esté realizando un recorro dentro del intervalo
programado de la detención. Cuando se libera, el pedal regresa a
una posición (superior) inicial. Funcionalmente, el usuario puede
también programar el movimiento de inclinación para proporcionar
control lineal o de encendido/apagado para cualquier función
quirúrgica aplicable. Por ejemplo, el ensamblaje 15 de control para
el pie proporciona un control lineal en función del desplazamiento
relativo del pedal (por ejemplo, de 0º a 15º hacia abajo corresponde
a una salida de entre el 0% y el 100%) y proporciona un control
fijo en función del desplazamiento absoluto del pedal (por ejemplo,
de 0º a 10º hacia abajo corresponde a apagado mientras que de 10º a
15º corresponde a encendido).
En la dirección horizontal o de oblicuidad, el
pedal central proporciona aproximadamente \pm10º de movimiento
izquierda/derecha. En este ejemplo, el pedal presenta una detención
central y, cuando se libera, regresa a una posición (central)
inicial. Funcionalmente, el usuario puede programar el movimiento de
oblicuidad para proporcionar control lineal o de encendido/apagado
para cualquier función quirúrgica aplicable. Por ejemplo, el pedal
proporciona un control lineal en función del desplazamiento relativo
del pedal (por ejemplo, de 0º a 10º a la izquierda corresponde a
entre el 0% y el 100% de salida) y proporciona un control fijo
encendido/apagado en función del desplazamiento absoluto del pedal
(por ejemplo, moverse a la izquierda (derecha) de la detención
central corresponde a encendido (apagado)).
Preferentemente, el conmutador oscilante es un
conmutador de dos posiciones ubicado a la derecha del pedal central
del ensamblaje 15 de control para el pie. Cuando se libera, el
conmutador oscilante regresa a una posición (central) de apagado.
Funcionalmente, el usuario puede programar el conmutador oscilante
para proporcionar controles de subida/bajada,
incremento/disminución, o de encendido/apagado para cualquier
función quirúrgica aplicable (por ejemplo, niveles de potencia de
facoemulsificación y facofragmentación, niveles de potencia
bipolar, niveles de aspiración, etc.). Los dos conmutadores de
pulsador del ensamblaje de control para el pie están ubicados
preferentemente enfrente del conmutador oscilante a la izquierda del
pedal central. En una realización preferida, uno de los
conmutadores está dedicado al control de salida bipolar, mientras el
usuario puede programar el otro conmutador para controlar una de
las funciones quirúrgicas. Cuando se libera, los conmutadores de
pulsador regresan a una posición (arriba) de apagado.
Haciendo referencia ahora a la figura 38, el
sistema 1 incluye también el ensamblaje 17 de pie de soporte IV que
presenta el circuito 107 de control (mostrado en detalle en las
figuras 137 a 146) para controlar un motor 753 para elevar y hacer
descender el pie de soporte IV del ensamblaje 17 de pie de soporte
IV. Preferentemente, el circuito 107 de control de pie de soporte
IV proporciona una comunicación de red y controla la operación de
ensamblaje 17 de pie de soporte IV en función de al menos un
parámetro de operación. Aunque no está instalado en la unidad 7
base, el circuito 107 de control de pie de soporte IV presenta un
circuito 755 neurona que incluye el transceptor 223 RS485 y el
procesador 225 neurona, acoplado al transceptor 223. Como tal, el
circuito 755 neurona proporciona un control de comunicaciones de
red para el circuito 107 de control de pie de soporte IV. Por
tanto, con respecto a la red informática, el ensamblaje 17 de pie de
soporte IV, al estar controlado por el circuito 107 de control de
pie de soporte IV, es funcionalmente equivalente a los módulos 13.
Dicho de otra forma, el circuito 107 de control de pie de soporte
IV también está conectado al bus de comunicaciones de datos que
proporciona una comunicación de datos representativos de los
parámetros de operación entre la interfaz de usuario y el circuito
107 de control de pie de soporte IV. El circuito 755 neurona incluye
también un circuito 757 de reloj (por ejemplo, un oscilador de
cristal) que proporciona una base de tiempo para que la neurona 225
opere. Una entrada 759 de potencia, preferentemente a partir de la
unidad 7 base, proporciona potencia al circuito 107 de control de
pie de soporte IV.
Similar al circuito 105 de control para el pie,
el transceptor 223 del circuito 107 de control de pie de soporte IV
está conectado al bus de comunicaciones de datos a través de un
cable de datos (no mostrado) que se conecta al conector 157 en la
parte trasera del panel 101 posterior de cableado. El circuito 755
neurona incluye también una memoria 763 (por ejemplo, una EEPROM
flash) para almacenar un programa de aplicación para el circuito
107 de control de pie de soporte IV. En este ejemplo, el procesador
225 neurona ejecuta el programa de aplicación incrustada para
controlar un circuito 765 de unidad de motor en función de los
parámetros de operación del ensamblaje 17 de pie de soporte IV.
Además, la memoria 763 almacena los datos de configuración e
identificación para su uso al inicializar el circuito 107 de
control de pie de soporte IV en la red. Además, como con los
módulos 13, el procesador 245 central puede volver a programar la
memoria 763 a través del bus de comunicación de datos, en respuesta
a la información proporcionada por el usuario. Aunque no se muestra
en la figura 38, el circuito 755 neurona incluye también un
temporizador de vigilancia y otro transceptor RS485 para recibir una
señal de reajuste a partir de la unidad 3 informática.
Preferentemente, el ensamblaje 17 de pie de
soporte IV es una parte integrada del carrito 21 de instrumental y
se usa para colocar, por ejemplo, dos recipientes de fluido de 500
cc de hasta 100 cm sobre el carrito 21. A este respecto, un pie de
soporte IV del ensamblaje 15 de pie de soporte IV puede moverse
hacia arriba o hacia abajo a una tasa de 6 cm/s y presenta una
resolución de posicionamiento de 1 cm y una repetibilidad de
posicionamiento de 2 cm. Funcionalmente, el usuario ajusta los
parámetros del pie de soporte IV a través de la pantalla 255
táctil, el control 39 remoto o el ensamblaje 15 de control para el
pie. Un par de conmutadores 767 de fin de carrera proporcionan
realimentación al circuito 755 neurona con respecto a la altura del
pie de soporte IV. Por ejemplo, si el pie de soporte IV alcanza su
máxima altura permitida, un conmutador 767 de fin de carrera indica
al circuito 755 neurona que deje de hacer que el motor 753 impulse
el pie de soporte hacia arriba. Asimismo, si el pie de soporte
alcanza su altura mínima, el otro conmutador 767 de fin de carrera
indica al circuito 755 neurona que deje de hacer que el motor 753
accione el pie de soporte hacia abajo. En una realización
alternativa, un único conmutador 767 de fin de carrera detecta
cuándo el pie de soporte IV alcanza su altura mínima. En esta
realización, el motor 753 es un motor paso a paso y la neurona 225
cuenta la serie de pasos para determinar cuándo el pie de soporte
alcanza su máxima altura.
La figura 39 ilustra el módulo 103 de potencia
en forma de diagrama de bloques. Según se muestra, el módulo 103 de
potencia incluye una entrada 771 de potencia que recibe potencia de
CA. Preferentemente, un filtro 773 de interferencia
electromagnética (EMI) acondiciona la potencia antes de que un
circuito 775 de suministro de potencia conmutable genere los
voltajes de CC usados por los diversos módulos 13 instalados en la
unidad 7 base. Entonces, un circuito 779 de conmutación proporciona
estos voltajes al panel 101 posterior de cableado, a través de un
conector de panel posterior de cableado (tal como el conector 171).
En una realización preferida, el módulo 103 de potencia incluye un
conmutador 783 de enclavamiento, preferentemente ubicado en la
abertura 197 mostrado en la figura 9, que está normalmente abierto
para interrumpir el suministro de potencia al bus de potencia del
panel 101 posterior de cableado. Cuando la cubierta 113 frontal está
instalada en la unidad 7 base, el elemento 195 de sujeción se
extiende en la abertura 197 para cerrar el conmutador 783 de
enclavamiento. De esta manera, el sistema 1 proporciona una
condición de reajuste cada vez que los módulos 13 se cambian y evita
que el usuario entre en contacto con el panel 101 posterior de
cableado cuando se le da energía.
El módulo 103 de potencia incluye también un LED
787 de estatus que indica su estatus activo y un ventilador 789 para
evitar el sobrecalentamiento dentro del módulo.
El apéndice de microficha adjunto es un listado
de programa del software para el sistema 1. Según la invención tal
como se describe en el presente documento, la unidad 3 informática
ejecuta el software indicado en el apéndice de microficha para
proporcionar las características de gestión de red e interfaz de
usuario de la invención. Además, los procesadores 225 neurona
ejecutan el software indicado en el apéndice para controlar los
diversos instrumentos 19 microquirúrgicos y periféricos.
En vista de lo anterior, podrá observarse que se
consiguen los varios objetos de la invención y se alcanzan otros
resultados ventajosos.
Puesto que pueden realizarse diversos cambios en
las construcciones y procedimientos anteriores sin apartarse del
alcance de las reivindicaciones, se pretende que todo el contenido
en la descripción anterior o mostrado en los dibujos adjuntos se
interprete como ilustrativo y no en un sentido limitativo.
Claims (3)
1. Un sistema para controlar una pluralidad de
instrumentos microquirúrgicos oftálmicos conectados al mismo, siendo
dichos instrumentos microquirúrgicos para su uso por un usuario, tal
como un cirujano al realizar intervenciones quirúrgicas oftálmicas,
comprendiendo dicho sistema:
- un bus de comunicaciones de datos;
- una interfaz de usuario conectada al bus de comunicaciones de datos, proporcionando dicha interfaz de usuario información al usuario y recibiendo información a partir del usuario, información que es representativa de parámetros de operación de los instrumentos microquirúrgicos;
- un primer módulo quirúrgico conectado a, y que controla uno de, los instrumentos microquirúrgicos en función de al menos uno de los parámetros de operación, estando conectado dicho primer módulo quirúrgico al bus de comunicaciones de datos;
- un segundo módulo quirúrgico conectado a, y que controla otro de, los instrumentos microquirúrgicos en función de al menos uno de los parámetros de operación, estando conectado dicho segundo módulo quirúrgico al bus de comunicaciones de datos;
- una unidad informática que proporciona control modular de los instrumentos microquirúrgicos y que comprende un procesador central para ejecutar rutinas para identificar dichos módulos quirúrgicos e inicializar los módulos que se comunican mediante el bus de comunicaciones de datos,
- en el que el bus de comunicaciones de datos proporciona comunicación de datos representativa de los parámetros de operación entre la interfaz de usuario y los módulos quirúrgicos; caracterizado por:
- presentar cada módulo quirúrgico una cubierta frontal y uno o más puertos provistos en dicha cubierta frontal, estando adaptados dichos puertos para conectarse a uno o más de dichos instrumentos microquirúrgicos; y
- siendo dichos módulos quirúrgicos primero y segundo intercambiables e instalables en una pluralidad de ubicaciones diferentes en una unidad base.
2. El sistema según la reivindicación 1, en el
que cada módulo presenta al menos un parámetro de comunicaciones que
identifica al módulo y en el que los módulos conectados al bus de
comunicaciones de datos se comunican en función de los parámetros de
comunicaciones, que comprende además una memoria que almacena un
conjunto de parámetros de comunicaciones correspondiente a los
módulos conectados al bus de comunicaciones de datos, y en el que
las rutinas ejecutadas mediante el procesador central incluyen
rutinas para detectar un cambio en los módulos conectados al bus de
comunicaciones de datos y reconfigurar el conjunto de parámetros de
comunicaciones almacenado en la memoria en función del cambio en los
módulos conectados al bus de comunicaciones de datos.
3. Un procedimiento para reconfigurar de forma
automática un sistema microquirúrgico oftálmico que comprende:
- proporcionar un bus de comunicaciones de datos;
- conectar una interfaz de usuario al bus de comunicaciones de datos;
- conectar una pluralidad de módulos quirúrgicos para cirugía oftálmica al bus de comunicaciones de datos;
- conectar uno o más instrumentos microquirúrgicos a dichos uno o más módulos quirúrgicos a través de uno o más puertos, presentando cada uno de dichos módulos quirúrgicos una cubierta frontal, estando uno o más de dichos puertos previstos en dichas cubiertas frontales;
- conectar una unidad informática que proporciona control modular de los instrumentos microquirúrgicos y que comprende un procesador central al bus de comunicaciones de datos, en el que el procesador central ejecuta rutinas para identificar e inicializar cada uno de los módulos que van a comunicarse a través del bus de comunicaciones de datos y que son intercambiables y amovibles a una pluralidad de ubicaciones diferentes en una unidad base.
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