ES2330780T3 - Interruptor de pedal para controlar un sistema quirurgico. - Google Patents
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Abstract
Sistema quirúrgico (26), que comprende: un interruptor de pedal (10) que comprende: una base; un pedal (16) montado en la base, estando adaptado el pedal para pivotar alrededor de un plano asociado con la base; un conjunto codificador (22) acoplado al pedal, en el que el conjunto codificador puede hacerse funcionar para producir una señal de control basándose en la posición y/u orientación del pedal; una interfaz inalámbrica (24) acoplada comunicativamente al conjunto codificador, en el que la interfaz puede hacerse funcionar para acoplar comunicativamente el interruptor de pedal quirúrgico a una consola quirúrgica (28), y pudiendo hacerse funcionar la consola quirúrgica para controlar un equipo quirúrgico (32) sobre la base de la señal de control; un primer interruptor (38) acoplado funcionalmente al pedal, activando el primer interruptor una primera señal de control; un segundo interruptor (40) acoplado funcionalmente al pedal, activando el segundo interruptor una segunda señal de control; en el que el pedal del interruptor de pedal está adaptado para un movimiento angular, activándose el primer interruptor cuando el pedal se orienta más allá de un primer punto predeterminado y es presionado inicialmente hacia abajo, activándose el segundo interruptor cuando el pedal se orienta más allá de un segundo punto predeterminado próximo al final de su movimiento angular o es presionado hacia abajo completamente; caracterizado porque el sistema quirúrgico (26) comprende un láser quirúrgico (42); la primera señal de control del interruptor de pedal funciona para inicializar el láser; y la segunda señal de control del interruptor de pedal funciona para disparar el láser; estando decalada la segunda señal de control en tiempo respecto de la activación de la primera señal de control en la medida de un tiempo de disparo suficiente para calentar lentamente el láser quirúrgico antes del disparo.
Description
Interruptor de pedal para controlar un sistema
quirúrgico.
La presente invención se refiere generalmente a
interruptores de pedal quirúrgicos y, más particularmente, a un
sistema fiable seguro y a un procedimiento para controlar de forma
inalámbrica sistemas quirúrgicos complejos.
Durante la utilización de un complejo aparato de
tratamiento de pacientes o de un complejo sistema quirúrgico, por
ejemplo un equipo quirúrgico utilizado cuando se realiza cirugía
oftálmica, puede requerirse el control de una variedad de
diferentes subsistemas tales como subsistemas accionados neumática y
electrónicamente. Es típico que el funcionamiento de los
subsistemas sea controlado por una consola activada por
microprocesador. Los controles del microprocesador dentro de una
consola quirúrgica reciben entradas mecánicas provenientes del
operador del sistema quirúrgico o de un asistente. Un dispositivo de
entrada de control, tal como un interruptor de pedal, se utiliza
frecuentemente para aceptar entradas mecánicas. Estas entradas
mecánicas se originan con el movimiento del pie de un operador para
gobernar el funcionamiento de un subsistema dentro del aparato de
tratamiento del paciente. Las entradas mecánicas provenientes del
movimiento del pie del operador se traducen en señales eléctricas
que son suministradas a los controles del microprocesador. Las
señales eléctricas se utilizan entonces para controlar las
características operacionales de un subsistema en un complejo
aparato de tratamiento de pacientes.
En varias patentes de Estados Unidos incluidas
las patentes US nº 4.837.857 (Scheller, et al.), nº
4.965.417
(Massie), nº 4.983.901 (Lehmer), nº 5.091.656 (Gahn), nº 5.268.624 (Zanger), nº 5.554.894 (Sepielli), nº 5.580.347 (Reimels), nº 5.635.777 (Telyn: onde, et al.), nº 5.787.760 (Thorlakson), nº 5.983.749 (Holtorf), nº 6.179.829 B1
(Bisch, et al), 2004/115591-A (Warner), en las publicaciones de las solicitudes de patente internacionales nº WO 98/08442 (Bisch, et al.), WO 00/12037 (Chen), WO 02/01310 (Chen), WO 04/019751 (Steute Schaltgeräte GMBH & Co. KG), en la publicación de la solicitud de patente europea nº 1.498.082-A (Olympus Corporation), y en la publicación de patente alemana nº DE 102 45 591-A1 (Carl Zeiss) pueden encontrarse ejemplos de interruptores de pedal que están diseñados para recibir entradas mecánicas provenientes del movimiento del pie de un operador de un complejo aparato de tratamiento de pacientes. Estas patentes y solicitudes de patente se centran principalmente en interruptores de pedal que incluyen un pedal o palanca de pie inclinable similar al pedal acelerador utilizado para gobernar la velocidad de un automóvil. El movimiento del pedal o de la palanca de pie inclinada proporciona típicamente una entrada de control lineal. Dichas entradas de control lineales pueden utilizarse, por ejemplo, para regular vacío, velocidad rotacional, potencia o movimiento alternativo.
(Massie), nº 4.983.901 (Lehmer), nº 5.091.656 (Gahn), nº 5.268.624 (Zanger), nº 5.554.894 (Sepielli), nº 5.580.347 (Reimels), nº 5.635.777 (Telyn: onde, et al.), nº 5.787.760 (Thorlakson), nº 5.983.749 (Holtorf), nº 6.179.829 B1
(Bisch, et al), 2004/115591-A (Warner), en las publicaciones de las solicitudes de patente internacionales nº WO 98/08442 (Bisch, et al.), WO 00/12037 (Chen), WO 02/01310 (Chen), WO 04/019751 (Steute Schaltgeräte GMBH & Co. KG), en la publicación de la solicitud de patente europea nº 1.498.082-A (Olympus Corporation), y en la publicación de patente alemana nº DE 102 45 591-A1 (Carl Zeiss) pueden encontrarse ejemplos de interruptores de pedal que están diseñados para recibir entradas mecánicas provenientes del movimiento del pie de un operador de un complejo aparato de tratamiento de pacientes. Estas patentes y solicitudes de patente se centran principalmente en interruptores de pedal que incluyen un pedal o palanca de pie inclinable similar al pedal acelerador utilizado para gobernar la velocidad de un automóvil. El movimiento del pedal o de la palanca de pie inclinada proporciona típicamente una entrada de control lineal. Dichas entradas de control lineales pueden utilizarse, por ejemplo, para regular vacío, velocidad rotacional, potencia o movimiento alternativo.
En conjuntos de interruptor de pedal más
complejos pueden añadirse interruptores laterales o de ala a
alojamientos dispuestos a ambos lados del pedal con el fin de
proporcionar capacidades adicionales al interruptor de pedal. La
condición de estos interruptores laterales o de ala es cambiada por
la aplicación de presión de la parte delantera del pie del
operador o de la porción trasera del pie del operador.
A medida que estos interruptores de pedal se han
ido haciendo más complejos, la necesidad de establecer
comunicaciones fiables seguras entre el interruptor de pedal y la
consola quirúrgica ha dado como resultado una pluralidad de
trayectos cableados que conectan el interruptor de pedal y la
consola quirúrgica. Cuando los interruptores de pedal se mueven
alrededor del quirófano, estos ramales, alambres y cables pueden
llegar a enredarse con otros equipos. La desconexión accidental de
estos cables puede dar como resultado entradas de control
inadecuadas que tienen el potencial de lesionar a un paciente. Por
tanto, existe la necesidad de un interruptor de pedal fiable que
pueda hacerse funcionar para que se comunique con el sistema
quirúrgico, mientras que evita el potencial entorno peligroso o
restrictivo creado por cables enredados.
La presente invención proporciona un interruptor
de pedal quirúrgico de doble interruptor utilizado para disparar un
láser de acuerdo con las siguientes reivindicaciones.
Una forma de realización proporciona un
interruptor de pedal quirúrgico que tiene una base, un pedal, un
conjunto codificador y una interfaz inalámbrica. El pedal se monta
sobre la base y pivota. El conjunto codificador se acopla al pedal.
Cuando el pedal pivota, el conjunto codificador traduce la señal
mecánica del pedal en una señal de control basándose en la posición
y/o la orientación de los pedales. La interfaz inalámbrica acopla
el conjunto codificador para que reciba la señal de control. La
interfaz inalámbrica acopla también el interruptor de pedal
quirúrgico a una consola quirúrgica que puede maniobrarse para
controlar y dirigir el equipo quirúrgico. La interfaz inalámbrica
deja que pase la señal de control desde el codificador a la consola
quirúrgica, la cual dirige a continuación al equipo quirúrgico
basándose en la señal de control. La interfaz inalámbrica elimina
el enredamiento de cables o ramales, lo que puede ser un peligro en
el quirófano.
Otra forma de realización proporciona un
interruptor de pedal quirúrgico de doble interruptor que puede
hacerse funcionar para cebar y disparar un láser quirúrgico. Este
interruptor de pedal quirúrgico de doble interruptor incluye una
base, un pedal, un primer interruptor, un segundo interruptor, un
conjunto codificador y una interfaz. El pedal está montado en la
base y es accionable para pivotar alrededor de un plano asociado con
la base. El primer interruptor se acopla al pedal y se activa
cuando el pedal se orienta más allá del primer punto predeterminado
al presionar inicialmente el pedal. Cuando se activa el primer
interruptor, una primera señal de control inicializa el láser
dentro del sistema quirúrgico. El segundo interruptor se acopla
también funcionalmente al pedal y es activado cuando se orienta el
pedal más allá de un segundo punto predeterminado, tal como
alcanzando la parte inferior del rango de movimiento. Esta segunda
señal de control dirige el disparo del láser que ha aumentado
progresivamente. El tiempo de disparo entre la activación del primer
interruptor y del segundo interruptor permite que se alivien
tensiones actuantes sobre el láser al permitir el aumento progresivo
del láser hasta su potencia.
Para una comprensión más completa de la presente
invención y las ventajas de la misma, se hace referencia a
continuación a la siguiente descripción tomada en conjunto con los
dibujos adjuntos, en los que números de referencia iguales indican
características iguales y en los que:
La figura 1 representa una forma de realización
de un conjunto de interruptor de pedal de acuerdo con una forma de
realización de la presente invención;
la figura 2 proporciona una vista en sección
transversal de una forma de realización de un conjunto de
interruptor de pedal de acuerdo con una forma de realización de la
presente invención;
la figura 3 proporciona un diagrama funcional
que ilustra la forma en que el interruptor de pedal se acopla de
manera inalámbrica a un sistema quirúrgico de acuerdo con una forma
de realización de la presente invención; y
la figura 4 proporciona un diagrama funcional de
otra forma de realización de un interruptor de pedal quirúrgico de
acuerdo con una forma de realización de la presente invención.
Las formas de realización preferidas de la
presente invención se ilustran en las figuras, utilizándose los
mismos números para referirse a partes iguales y correspondientes de
los diversos dibujos.
La figura 1 representa una forma de realización
de un conjunto 10 de interruptor de pedal. El conjunto 10 de
interruptor de pedal quirúrgico incluye un cuerpo o alojamiento que
incluye además un alojamiento inferior 12 y un alojamiento superior
14, así como un pedal o palanca de pie 16. Todos estos elementos
pueden hacerse de cualquier material adecuado, tal como acero
inoxidable, titanio o plástico. Otras formas de realización pueden
incluir adicionalmente un conjunto 18 de cavidad de talón
independiente y un asa 4 posicionada en la parte frontal. Unos
interruptores laterales 10 o de ala 20 pueden colocarse sobre la
parte superior del alojamiento 14 a ambos lados del
pedal 16.
pedal 16.
Sujeto al pedal o palanca de pie inclinable 16
hay un conjunto codificador 22 como se ilustra en la sección
transversal proporcionada por la figura 2. El conjunto codificador
22 traduce la posición angular o de inclinación del pedal o palanca
de pie 16, que es inclinable con respecto a un plano horizontal o a
un plano neutro o de origen, convirtiendo una entrada mecánica
basada en el movimiento del pie del operador en una señal eléctrica.
De este modo, el movimiento de inclinación 15 del pedal o palanca
de pie inclinable 16, típicamente en una dirección hacia abajo,
proporciona una entrada de control. La entrada de control es
preferentemente una entrada de control lineal. Sin embargo, cuando
una entrada alta variable y una entrada baja constante son
satisfactorias, el plano neutro o de origen puede proporcionar la
entrada baja constante y el presionado del pedal puede usarse para
la entrada alta variable.
La figura 3 proporciona un diagrama funcional
que ilustra la forma en que el interruptor de pedal 10 se acopla
inalámbricamente a un sistema quirúrgico 26. El interruptor de pedal
10 contiene un dispositivo de entrada mecánica, tal como el pedal
16, que se acopla al conjunto codificador 22 con el fin de producir
una señal de control que se proporciona a la interfaz inalámbrica
24. La interfaz inalámbrica 24 puede hacerse funcionar para
establecer un trayecto de comunicación inalámbrico entre el
interruptor de pedal 10 y el sistema quirúrgico 26.
Específicamente, la interfaz inalámbrica 24 se acopla de forma
comunicativa con la interfaz inalámbrica 30 de la consola
quirúrgica 28. Así, la señal o señales de control producidas por el
conjunto codificador 22 pueden comunicarse a la consola quirúrgica
28 a través del trayecto inalámbrico. La consola quirúrgica 28
puede hacerse funcionar para dirigir el equipo quirúrgico 30 sobre
la base de la señal o señales de control que son retransmitidas
inalámbricamente desde el interruptor de pedal a la consola
quirúrgica.
Volviendo a la figura 1, el conjunto 10 de
interruptor de pedal puede proporcionar entradas de control
proporcionales adicionales utilizando el conjunto 18 de cavidad de
talón que permite un movimiento arqueado. Como se muestra en las
figuras del dibujo, el conjunto 18 de cavidad del talón está
posicionado en la porción trasera del interruptor de pedal 10 para
acoplarse al talón del operador. El conjunto 18 de cavidad del talón
permite que el operador gire el conjunto 18 de cavidad del talón a
través de una trayectoria arqueada, mientras el talón del operador
permanece efectivamente en el mismo sitio con respecto al conjunto
10 de interruptor de pedal. Esta entrada mecánica de posición
angular a un potenciómetro produce una señal eléctrica recibida por
el conjunto codificador 22. Esta señal eléctrica puede ser una señal
de control adicional del interruptor de pedal enviada al sistema
quirúrgico. Esta señal de control puede ser lineal o no lineal.
Para mejorar aún más el control del operador, un
simple interruptor de encendido/apagado, bien conocido para los
expertos ordinarios en la materia, puede incluirse en el conjunto 18
de cavidad del talón para activar la salida de señal desde el
potenciómetro 38. Alternativamente, dichos interruptores de
encendido/apagado podrían utilizarse también para impedir la
activación inadvertida de los interruptores laterales 20. Tal
interruptor de encendido/apagado puede ser un interruptor deslizante
que se mueva a lo largo de una trayectoria lineal dentro del
conjunto 18 de cavidad del talón, como se designa por la flecha
marcada A' ilustrada en la figura 1.
La figura 4 proporciona un diagrama funcional de
otra realización de un interruptor de pedal quirúrgico. En este
caso, el interruptor de pedal quirúrgico 10 incluye un dispositivo
de entrada mecánica, tal como un pedal 16, un conjunto codificador
22 y una interfaz inalámbrica 24. Esta forma de realización añade
dos interruptores que se acoplan mecánicamente al dispositivo de
entrada mecánica, un primer interruptor 38 y un segundo interruptor
40. El primer interruptor activa una primera señal de control cuando
el pedal 16 se orienta una vez pasado un primer punto determinado.
Cuando se activa el interruptor 38, se produce una primera señal de
control que puede maniobrarse para inicializar el láser quirúrgico
42 dentro del sistema quirúrgico. Este primer interruptor puede
activarse cuando se presione inicialmente el pedal 16. El segundo
interruptor produce una segunda señal de control decalada en tiempo
respecto de la primera señal de control producida por la activación
del interruptor 38. Por ejemplo, el segundo interruptor 40 puede
activarse cuando el pedal 16 se acerca al final de su movimiento
angular, es decir, cuando el pedal está completamente presionado.
Esta segunda señal de control puede dirigir el disparo del láser
quirúrgico 42.
El tiempo de disparo entre la activación del
interruptor 38 y del interruptor 40 permite que se reduzca la
tensión actuante sobre el láser, ya que el láser 42 puede no
aumentar progresivamente hasta su potencia. El tiempo de disparo
entre la activación del primer interruptor y del segundo interruptor
permite que el láser se caliente "lentamente" antes del
disparo. En una forma de realización, el tiempo de disparo entre la
activación de los dos interruptores está comprendido entre
alrededor de 100 milisegundos y 300 milisegundos. El tiempo real
puede depender de la velocidad del pie del operador. Esto permite
que el láser 42 aumente de manera progresiva lentamente hasta su
potencia de trabajo dentro de un intervalo de alrededor 100
milisegundos a alrededor de 300 milisegundos. Esto es
particularmente útil, ya que ciertos láseres, conocidos por los
expertos en la materia, no pueden encenderse en menos de 50
milisegundos. La tensión reducida asociada al disparo del láser dará
como resultado unas prestaciones y una fiabilidad mejoradas del
láser. Aunque el interruptor de pedal 10 se ilustra en este entorno
como estableciendo un trayecto de comunicación inalámbrico entre el
interruptor de pedal y el láser quirúrgico 42, el interruptor de
pedal 10 puede acoplarse físicamente a los circuitos de control
asociados a la inicialización y disparo del láser 43.
En resumen, la presente invención proporciona un
interruptor de pedal quirúrgico que dispone de un interruptor de
pedal 10 quirúrgico de doble interruptor que puede hacerse funcionar
para cebar y disparar un láser quirúrgico 42. El primer interruptor
38 se acopla al pedal 16 y es activado cuando el pedal se orienta
más allá del primer punto predeterminado presionándose inicialmente
el pedal. Cuando se activa el primer interruptor 38, una primera
señal de control inicializa el láser 42 dentro del sistema
quirúrgico 26. El segundo interruptor 40 se acopla también
funcionalmente al pedal 16 y es activado cuando el pedal se orienta
más allá de un segundo punto predeterminado. Esta segunda señal de
control dirige el disparo del láser cebado 42. El tiempo de disparo
entre la activación del primer interruptor 38 y del segundo
interruptor 40 permite que se alivien las tensiones sobre el láser
42 al permitir el aumento progresivo del láser hasta su
potencia.
Como apreciará adicionalmente un experto medio
en la materia, la expresión "se acopla funcionalmente", tal
como puede utilizarse en la presente memoria, incluye un
acoplamiento directo y un acoplamiento indirecto a través de otro
componente, elemento, circuito o módulo, en donde, para el
acoplamiento indirecto, el componente, elemento, circuito o módulo
interviniente no modifica la información de una señal, sino que
puede ajustar su nivel de corriente, su nivel de voltaje y/o su
nivel de potencia.
Claims (6)
1. Sistema quirúrgico (26), que comprende:
un interruptor de pedal (10) que comprende:
una base;
un pedal (16) montado en la base, estando
adaptado el pedal para pivotar alrededor de un plano asociado con la
base;
un conjunto codificador (22) acoplado al pedal,
en el que el conjunto codificador puede hacerse funcionar para
producir una señal de control basándose en la posición y/u
orientación del pedal;
una interfaz inalámbrica (24) acoplada
comunicativamente al conjunto codificador, en el que la interfaz
puede hacerse funcionar para acoplar comunicativamente el
interruptor de pedal quirúrgico a una consola quirúrgica (28), y
pudiendo hacerse funcionar la consola quirúrgica para controlar un
equipo quirúrgico (32) sobre la base de la señal de control;
un primer interruptor (38) acoplado
funcionalmente al pedal, activando el primer interruptor una primera
señal de control;
un segundo interruptor (40) acoplado
funcionalmente al pedal, activando el segundo interruptor una
segunda señal de control;
en el que el pedal del interruptor de pedal está
adaptado para un movimiento angular, activándose el primer
interruptor cuando el pedal se orienta más allá de un primer punto
predeterminado y es presionado inicialmente hacia abajo,
activándose el segundo interruptor cuando el pedal se orienta más
allá de un segundo punto predeterminado próximo al final de su
movimiento angular o es presionado hacia abajo completamente;
caracterizado porque el sistema
quirúrgico (26) comprende un láser quirúrgico (42);
la primera señal de control del interruptor de
pedal funciona para inicializar el láser;
y la segunda señal de control del interruptor de
pedal funciona para disparar el láser;
estando decalada la segunda señal de control en
tiempo respecto de la activación de la primera señal de control en
la medida de un tiempo de disparo suficiente para calentar
lentamente el láser quirúrgico antes del disparo.
2. Sistema quirúrgico según la reivindicación 1,
en el que el tiempo de disparo está comprendido entre 100 y 300
milisegundos.
3. Sistema quirúrgico según la reivindicación 1,
en el que el tiempo de disparo se selecciona para permitir que se
alivien tensiones actuantes sobre el láser (42).
4. Sistema quirúrgico según la reivindicación 2,
en el que el tiempo de disparo se selecciona para permitir el
aumento progresivo del láser (42) hasta su potencia.
5. Sistema quirúrgico según cualquiera de las
reivindicaciones 2 a 4, en el que el conjunto codificador (22)
puede hacerse funcionar para producir una tercera señal de control
sobre la base de la posición y/u orientación del pedal.
6. Sistema quirúrgico según la reivindicación 1,
en el que la velocidad del pie del operador predetermina el tiempo
de disparo real.
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