ES2367248T3 - Cuchilla de corte ultrasónico con enfriamiento. - Google Patents

Abstract

Una cuchilla quirúrgica ultrasónica que comprende un cuerpo de cuchilla (12) y un vástago (32) fijo por un extremo al citado cuerpo de cuchilla (12) y que se puede conectar funcionalmente por un extremo opuesto a una fuente de vibraciones ultrasónicas, teniendo dicho cuerpo de cuchilla (12) un filo de corte continuo suave (42), estando el citado vástago (32) provisto de un ánima u orificio (52) que se extiende paralelamente al eje longitudinal de la cuchilla quirúrgica (12) para el transporte de fluido de refrigeración al citado cuerpo de cuchilla (12), estando dicho filo de corte (42) dispuesto en un plano único y teniendo una sección arqueada (44), caracterizada porque dicho cuerpo de cuchilla (12) está provisto de una ranura pasante alargada (56) que se extiende esencialmente paralela al citado eje y que comunica por un extremo con dicha ánima (52) para recibir fluido de refrigeración desde la citada ánima (52), extendiéndose la citada ranura pasante (56) transversalmente a través de dicho cuerpo de cuchilla (12) desde una cara lateral (40) hasta una cara lateral opuesta del citado cuerpo de cuchilla (12).

Description

CAMPO DE LA INVENCION

Esta invención se refiere a una cuchilla u hoja de corte ultrasónico. La cuchilla es particularmente útil en una aplicación quirúrgica para cortar tejido, tal como cartílago y hueso.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION

En el campo de la ortopedia, el corte de hueso vivo es un requisito previo para muchas operaciones. Tales operaciones incluyen la reconstrucción de estructuras de tejido dañadas debido a accidentes, el injerto de hueso sano en zonas dañadas por enfermedad, o la corrección de anormalidades faciales congénitas, como un perfil de barbilla retraída. A lo largo de varios siglos estas tareas fueron realizadas por medio de la utilización de dispositivos denominados sierras.

Las sierras tradicionales para huesos estaban clasificadas en varias categorías básicas. Sierras o taladros accionados a mano son justamente los dispositivos soportados en la mano, que requieren que un operador mueva el dispositivo de una manera similar a la utilizada para útiles de carpintería. Los dispositivos mecánicos, ya sea eléctricos o neumáticos, son o bien del tipo de movimiento en vaivén o rotativo. Los dispositivos de movimiento en vaivén usan una hoja o cuchilla plana, similar a una espada, en la que el movimiento de vaivén es producido por un motor en lugar de la mano. Los dispositivos rotativos usan un motor rotativo para hacer girar una broca de perforación o una cuchilla que tiene dientes dispuestos alrededor de su circunferencia de manera similar a una cuchilla de sierra de mesa. Todas estas sierras tradicionales para huesos son utilizadas actualmente en operaciones médicas en todo el mundo.

Aunque las sierras tradicionales son funcionales, tienen muchas desventajas. Con sierras, ya sean de banda o movimiento en vaivén, no es fácil, por ejemplo, iniciar y dirigir un corte. Un corte debe iniciarse desde un borde o, alternativamente, se debe usar un orificio de iniciación. Para crear un orificio de iniciación, es accionado un taladro o instrumento similar para perforar dentro del hueso. A continuación, se inserta una cuchilla de corte dentro del orificio perforado. El usuario puede entonces proceder al corte. Alternativamente, se puede usar una cuchilla de tipo rotativo. Sin embargo, cuando se utiliza una cuchilla rotativa, el corte debe seguir una trayectoria relativamente recta para evitar que la cuchilla se atasque en el corte. Con todas las cuchillas, la capacidad de crear un corte curvado o de ángulo compuesto está extremadamente limitada por la cuchilla elegida. Las cuchillas relativamente gruesas producen un corte ancho; de manera que se pierde en la operación de corte un espesor significativo del hueso viable. Los cirujanos les gustaría que esta anchura fuera lo más pequeña posible en la mayoría de las operaciones en las que sea necesaria la reconstrucción.

Sobre todo, las velocidades lineales o tangenciales relativamente lentas de las cuchillas convencionales de serrar huesos, unido a los dientes necesarios para el corte, dan lugar a elevadas pérdidas por fricción, que se manifiestan como calor. El calor origina la necrosis del tejido si las temperaturas del hueso llegan a 47oC durante más de unos pocos segundos. Cuando el tejido sufre necrosis, el hueso retrocede después de a cirugía al sobrecrecer el hueso necrótico. Durante tales desarrollos naturales post-quirúrgicos de tejido, aumenta realmente el grosor de los cortes del hueso. El proceso de rescisión debe ser completo antes de que comience la curación. Para evitar el acortamiento de la longitud del hueso, se usan placas de metal y tornillos para fijar los fragmentos de hueso en posición apropiada. Todos estos factores conducen obviamente a un tiempo operativo incrementado y, lo que es más importante, a aumentar enormemente el tiempo de curación, ya que el hueso debe unirse a través de un espacio de separación mayor. Algunos estudios han mostrado la resistencia del hueso a ser afectado también negativamente.

Cuando una garra superior o inferior es para cortar en cirugía electiva, el efecto de calentamiento de las sierras tradicionales requiere incluso intervención más extraordinaria para evitar daños. Cortando la garra entre los dientes originará pérdida de dientes si el hueso es dañado o no sana rápidamente. Para evitar la pérdida de dientes, los dientes deben separarse previamente a la operación; obligando algunas veces al paciente a utilizar refuerzos 6 meses antes de que tenga lugar la operación. En estos casos aumentan drásticamente los costes y la incomodidad del paciente.

Para limitar la elevación de la temperatura del tejido en un intento por reducir la necrosis, algunas sierras quirúrgicas tradicionales proporcionan líquido de enfriamiento al lugar de la operación. Véase, por ejemplo, la patente de Estados Unidos No. 4.008.720, de Brinckmann et al. Estos dispositivos introducen normalmente refrigerante en espacios entre segmentos en el filo de corte o se basan en métodos de rociado para inundar con fluido el lugar del corte. Otra técnica empleada por cirujanos es efectuar cortes muy pequeños y aumentar el tiempo entre pasadas del útil. Junto con la irrigación de la zona, la elevación de la temperatura del hueso se reduce moderadamente. Naturalmente, esta técnica aumenta el tiempo de la operación y la fatiga del cirujano.

Algunos investigadores han propuesto el uso de útiles ultrasónicos para separación de hueso. Es bien conocido el uso de instrumentos quirúrgicos ultrasónicos para cortar a través del tejido. Aunque estos dispositivos son superiores a las sierras tradicionales en varios aspectos, tales como tamaño de corte reducido, ruido reducido y superior capacidad para efectuar cortes geométricos complejos, la elevación de temperatura del hueso, debido al calentamiento por fricción en la interfaz cuchilla/tejido, es todavía un problema significativo. El problema es exacerbado con el uso de elementos ultrasónicos debido al rápido movimiento implicado en comparación con el de las sierras tradicionales de movimiento en vaivén. Algunos diseñadores han intentado reducir el calentamiento modificando la sección transversal de la cuchilla de corte. La patente de Estados Unidos No. 5.188.102, de Idernoto, la patente de Estados Unidos No. 4.188.952, de Loschilov, y la patente de Estados Unidos No. 5.261.922, de Hood, muestran todas diseños para cortar que tienen sección transversal modificada para reducir el calentamiento por fricción.

Varios dispositivos ultrasónicos han proporcionado enfriamiento a la cuchilla de corte con diversos grados de éxito. La patente de Estados Unidos No. 4.823.790, de Alperovich et al. muestra un diseño para una cuchilla de escalpelo criogénicamente refrigerada. Sin embargo, este diseño puede dañar realmente tejido viable por congelación. Además, este diseño no proporciona refrigerante alguno para tejido circundante no en contacto directo con la cuchilla.

Las patentes de Estados Unidos números 5.205.817, 5.188.102 y 4.832.683, todas de Idemoto, muestran ejemplos de instrumentos ultrasónicos con previsiones para refrigeración por fluido. Sin embargo, estos instrumentos o bien no proporcionan flujo de refrigerante óptimo donde es necesario, principalmente en la parte de corte de la cuchilla, o para unos que sólo proporcionan refrigerante en la punta, interrumpen el filo de corte con orificios para el refrigerante. Un filo de corte interrumpido, desigual, dificulta la manipulación y hace difícil guiar la cuchilla sobre la superficie del hueso.

Un fenómeno asociado con los útiles ultrasónicos que actúan para impedir los efectos beneficiosos de irrigación del lugar de operación es la atomización ultrasónica. Cuando un cuerpo que vibra ultrasónicamente es llevado a contacto con fluido, ese fluido es desmenuzado en pequeñas gotitas que tienen un tamaño inversamente proporcional a la frecuencia de vibración. En otras palabras, cuanto mayor es la frecuencia, menor y más móvil es la gota de líquido. Las gotitas creadas por vibraciones ultrasónicas pueden ser de tamaño muy pequeño, siendo algunas de un diámetro menor que 1 micrómetro. Este fenómeno es bien conocido en la técnica. De hecho, muchos dispositivos destinados a atomizar líquido, tales como humidificadores de recintos, nebulizadores médicos u boquillas de rociado industriales están basados en este principio. Sin embargo, en el teatro de las operaciones la presencia de partículas nebulizadas no es apreciada, ya que estas partículas pueden contener agentes virales o bacterianos. Así mismo, algo del fluido será atomizado antes de alcanzar el lugar a la operación, reduciendo la eficacia del enfriamiento. Se precisa un modo efectivo para asegurar el transporte de líquido.

Por el documento WO99/42040 se conoce una cuchilla quirúrgica ultrasónica que tiene todas las características del preámbulo de la reivindicación 1.

SUMARIO DE LA INVENCION

La presente invención reconoce la necesidad que existe de una cuchilla mejorada para usar con instrumentos de corte ultrasónicos. La invención está dirigida a una cuchilla u hoja de corte ultrasónica de acuerdo con la reivindicación 1, la cual permite cortes delgados, no requiere orificios previamente taladrados para el corte, permite cortes geométricos complejos, tiene una superficie de corte continua y proporciona irrigación con líquido, principalmente en la interfaz de cuchilla/tejido. Más concretamente, la presente invención se refiere a una cuchilla de corte hecha vibrar ultrasónicamente con una provisión para el suministro de un medio refrigerante para reducir y limitar daños térmicos al tejido vivo. La presente invención tiene como objetivo concreto la aplicación de cortar huesos viables en cirugía, aunque el dispositivo no es exclusivo para esta aplicación.

Una cuchilla quirúrgica ultrasónica de acuerdo con la presente invención comprende un cuerpo de cuchilla que tiene un filo de corte suavemente continuo y comprende además un vástago conectado por un extremo al cuerpo de cuchilla y que se puede conectar para operar, por el extremo opuesto, a una fuente de vibraciones ultrasónicas.

El filo de corte está dispuesto en un plano único y tiene una sección arqueada. La sección arqueada es sensiblemente circular y está dispuesta en el cuerpo de cuchilla en oposición al vástago. El filo de corte podría incluir adicionalmente un par de secciones rectas continuas con la sección circular en extremos opuestos de la misma. Cuando el cuerpo de cuchilla tiene un eje geométrico longitudinal, las secciones rectas están orientadas en esencia paralelamente al eje geométrico.

De acuerdo con otra característica de la presente invención, el vástago está provisto de un taladro o ánima que se extiende axialmente para el transporte de fluido refrigerante al filo de corte, mientras que el cuerpo de cuchilla está provisto de una ranura pasante que se extiende axialmente, que comunica con el taladro por un extremo. El cuerpo de cuchilla está provisto, preferiblemente en un extremo opuesto del vástago, de un rebaje que comunica con el taladro, para distribuir fluido desde la ranura hacia el filo de corte. El rebaje tiene preferiblemente una configuración que es paralela al menos a una parte del filo de corte. Donde el filo de corte es circular y el cuerpo de cuchilla tiene una superficie plana entre la superficie de guía de distribución de fluido y el filo de corte, por ejemplo, el rebaje tiene una superficie de distribución de fluido inclinada con respecto a la superficie de cuchilla plana y que se extiende a lo largo de un arco circular.

Donde la superficie de guía de distribución de fluido es una superficie inclinada, se extiende entre el pasaje o taladro y el filo de corte.

Las ventajas básicas derivadas de la presente invención son las siguientes. El filo de corte es continuo, es decir, que no tiene dientes, muescas o huecos: Esta continuidad proporciona una superficie de contacto suave, esencial cuando se hacen cortes precisos. En contraposición, en una cuchilla de corte ultrasónica que tiene dientes, muesas

o interrupciones, la sensación del instrumento cambia y los instrumentos son más difíciles de guiar, ya que los dientes, muescas o interrupciones son movidos a través del hueso en el lugar de la operación. Los dientes del filo de la cuchilla no sólo no mejoran la velocidad de corte, sino que hacen difícil mantener el filo en la línea de corte predeterminada. El filo de cuchilla continuo de la presente invención proporciona también al proceso de corte una sensación de consistencia al cirujano, similar a la sensación de una cuchilla de escalpelo estándar.

Otra ventaja del presente instrumento ultrasónico es la estructura dentro de la cuchilla para proporcionar irrigación al filo de cuchilla. Los experimentos han mostrado que se reduce esencialmente la atomización. Adicionalmente, el fluido refrigerante es suministrado a lo largo del costado de la cuchilla y hacia el corte, pero el mecanismo de suministro no interrumpe el filo de corte como se ha visto que es significativo en la sensación y rendimiento de los instrumentos.

Las ventajas de la invención más allá de su uso están en sus resultados previstos; habrá menos hueso muerto y una pequeña anchura de corte. Esto mantiene el corte estrecho y proporciona curación más rápida que si el hueso fuera sobrecalentado hasta la necrosis o si el corte fuera más ancho.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La figura 1 es una vista general de un sistema quirúrgico que tiene una cuchilla u hoja de corte ultrasónica de acuerdo con la presente invención.

La figura 2 es una vista en perspectiva de una sonda ultrasónica y una cuchilla ultrasónica asociada de acuerdo con la invención.

La figura 3 es una vista en perspectiva, a una escala ampliada, que muestra la cuchilla de la figura 2 y un vástago de cuchilla.

La figura 4 es una vista en alzado lateral de la sonda y la cuchilla de la figura 2.

La figura 5 es una vista en sección transversal longitudinal o axial tomada a lo largo de la línea V-V de la figura 4.

La figura 6 es una vista en alzado lateral de la cuchilla de corte de las figuras 2-5.

La figura 7 es una vista en planta desde arriba de la cuchilla de corte de las figuras 2-6.

La figura 8 es una vista en alzado frontal de la cuchilla de corte de las figuras 2-7.

La figura 9 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea IX-IX de la figura 7.

La figura 10 es una vista en sección transversal longitudinal de una parte de la sonda y la cuchilla de las figuras 2, 4 y 5, con flechas que indican una trayectoria de flujo de irrigación.

La figura 11 es una vista en planta desde arriba de otra cuchilla de corte ultrasónica de acuerdo con la presente invención.

La figura 12 es una vista en alzado lateral de la cuchilla de la figura 11.

La figura 13 es una vista en sección transversal longitudinal de la cuchilla de las figuras 11 y 12, a una escala menor, tomada a lo largo de la línea XIII-XIII de la figura 11.

La figura 14 es una vista en sección transversal esquemática de la cuchilla de las figuras 11-13, tomada a lo largo de la línea XIV-XIV de la figura 11.

La figura 15 es una vista esquemática en sección transversal de la cuchilla de las figuras 11-13, tomada a lo largo de la línea XV-XV de la figura 11.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION

Como se muestra en la figura 1, un sistema quirúrgico ultrasónico incluye una pieza de mano 10 que lleva una cuchilla u hoja de corte 12. La pieza de mano 10 está unida a la cuchilla 12 por medio de una sonda 14 e incluye además un alojamiento 16 que encierra un conjunto de cristal piezo-eléctrico del tipo descrito en la patente de Estados Unidos No. 5.371.429, de Manna. En respuesta a una señal de oscilación sinusoidal transmitida por un cable 18 desde un generador ultrasónico 20, el conjunto de cristal de la sonda produce ondas de presión ultrasónicas longitudinales, transmitidas a través de la sonda 14 a la cuchilla 12. El generador de señales 20 es activado a través de un tubo 26. Una bomba 24 mueve un líquido de irrigación desde un depósito o bolsa colgada 28 de tipo IV a través del tubo 26 a la pieza de mano 10 en respuesta a una señal transportada en un cable 30 desde el generador de señales 20 bajo el control de un conmutador de pie 22.

La vibración mecánica producida por el conjunto de cristal piezo-eléctrico de la pieza de mano 10 es amplificada mecánicamente a través de la forma de transductor y todavía más por la forma de la sonda 14 y la cuchilla 12, usando técnicas conocidas por los expertos en la técnica de ultrasonidos. La sonda 14 está unida a la pieza de mano 10 por medio de una conexión roscada exteriormente 31, mostrada en la figura 2. La sonda 14 es de ese modo sustituible por el usuario para facilitar el uso de cuchillas estériles desechables 12 de una operación a la siguiente. La pieza de mano 10 puede ser esterilizada por acción de autoclave, así como por otros métodos convencionales. Aunque la sonda 14 puede ser esterilizada, el mantenimiento de un buen filo de corte y de la limpieza es tal que se contempla una punta desechable o un conjunto de sonda/punta desechable. La finalidad principal de la sonda 14 consiste en amplificar mecánicamente la vibración desde el conjunto de transductor piezoeléctrico y transmitir la vibración a través de la cuchilla de corte 12.

Como se ilustra en la figura 3, la cuchilla de corte 12 incluye una parte de vástago enteriza 32 que tiene una rosca externa 34 para montar de manera sustituible la cuchilla en la sonda 14. Alternativamente, la cuchilla 12 puede estar permanentemente unida a la sonda 14. En el primer caso, la cuchilla 12 es apretada por una llave de tuercas (no mostrada) aplicada a partes planas 36 para llave de tuercas en la parte de vástago 32. La cuchilla 12 está conformada para amplificar el movimiento vibratorio longitudinal. Más concretamente, la cuchilla 12 incluye una parte 38 en estrechamiento progresivo o en forma de cuña conectada a la parte de vástago 32 para enfocar o concentrar la energía vibratoria ultrasónica y transmitir la energía a una parte plana 40 de la cuchilla 12. El conjunto completo de transductor, bocina y punta está diseñado para resonar en una clase de movimiento longitudinal o en vaivén. Este movimiento proporciona la acción de corte en la punta de la cuchilla 12.

La parte de cuchilla plana 40 está provista, en una parte en estrechamiento 38 del extremo opuesto, de un filo de cuchilla 42 que incluye una sección central 44 arqueada circularmente y un par de secciones lineales 46 y 48 de extremo. La cuchilla o filo de corte 44 está afilado a lo largo de un radio completo de la sección arqueada 44, así como a lo largo de las secciones rectas 46 y 48, con un filo del tipo de cuchillo que puede ser movido suavemente en vaivén en un movimiento del tipo de cepillado. Esta estructura de filo de corte permite al usuario mantener un movimiento constante en la punta, lo que ha mostrado ser importante para evitar el sobrecalentamiento del tejido en el lugar de la operación quirúrgica.

Como se ha ilustrado adicionalmente en las figuras 3, 5, 7, 9 y 10, la cuchilla 12 incorpora también una estructura que proporciona una trayectoria para refrigerante desde la bomba de irrigación 24 (figura 1) hasta alcanzar el filo de cuchilla 42, así como los tejidos que están siendo cortados durante la operación quirúrgica. Para conducir el fluido de irrigación al filo de cuchilla 42 y al lugar de la operación quirúrgica, la sonda 14 está formada con un paso axial o ánima 50 (figuras 5 y 10) que comunica con un paso axial o ánima 52 de la cuchilla 12 y, más particularmente, en el vástago 32 y parte de la porción de cuchilla 38 en estrechamiento progresivo. El fluido de irrigación es normalmente una solución salina estéril suministrada en la bolsa colgada 28 (figura 1). La bolsa 28 es perforada con un pico ventilado IV suministrado al final de un conjunto de tubo estéril 54. El pico permite al fluido circular hacia una sección de tubo de silicona 55 del tubo 26 del conjunto 54. La sección de tubo de silicona 55 pasa a través de la bomba 24 que adopta la forma de una bomba de tipo peristáltico o de rodillos. La bomba 24 empuja al fluido a lo largo del tubo 26 hasta una conexión en la pieza de mano 10. El fluido se desplaza de través de un canal integral dentro de la pieza de mano 10, como se describe en la patente de Estados Unidos No. 5.371.429. Desde la pieza de mano 10 el fluido se desplaza a través de la sonda 14 hasta la cuchilla 12.

El paso o ánima 52 termina en un canal o ranura longitudinal abierta 56 que hace posible que el refrigerante se extienda hacia fuera y sobre la parte plana 40 de la cuchilla 12. Este canal o ranura abierta 56 es una característica importante cuando la cuchilla 12 está situada profundamente en un corte debido a que el canal o ranura distribuye fluido de irrigación a todo lo largo de los lados o superficies laterales de la parte plana 40 de la cuchilla y no sólo en lugares concretos, como se indica con las flechas 60 en la figura 10. En el extremo del canal o ranura 56 opuesto al paso o ánima 52 está dispuesto un rebaje 58 en la parte plana 40 de la cuchilla, como se muestra en las figuras 2, 3 y 7. El rebaje 58 tiene una configuración arqueada o, más concretamente, circular (véase la figura 7), opcionalmente concéntrica con la de la sección 44 del filo de cuchilla. El rebaje 58 está definido en parte por un par de superficies inclinadas 61 y 62 (figura 9) para distribuir fluido de irrigación desde el canal o ranura 56 hacia la cuchilla 40 y después a la sección de cuchilla central circular 44, a lo largo de la longitud de la misma. El fluido que se desplaza hacia abajo por el canal o ranura encontrará las superficies inclinadas 61 y 62 del rebaje 58 que presentan un ángulo de incidencia que desvía el fluido hacia el corte (figura 10) mientras reduce al mínimo la salpicadura. Las superficies 61 y 62 pueden ser planas, convexas o cóncavas.

Las partes resonantes del transductor y la sonda 14 están hechas normalmente de material de pequeña pérdida acústica que ha de ser también biocompatible. Aleación de titanio 6AL4V es la elección preferida, pero pueden ser aceptables otras aleaciones. La cuchilla 12 puede ser construida ya sea de Titanio 6AL4V o de aleación de Acero Inoxidable 17-4PH. Este último material tiene una pequeña pérdida acústica en comparación con otros aceros inoxidables, aunque es suficientemente robusto para mecanizar y conservar un filo con la geometría requerida frente a otros materiales de acero inoxidable. Si la cuchilla 12 y la bocina o sonda 14 están hechas de una pieza continua, se pueden usar ya sea de aleación de acero inoxidable o de titanio.

Para hacer funcionar el sistema de la figura 1, el filo de cuchilla 42 es llevado a contacto con el lugar de cirugía previsto. El sistema es activado por medio de un conmutador de pie 22, cuya presión origina que se pongan en funcionamiento el generador ultrasónico 20 y la bomba de irrigación 24. La señal ultrasónica procedente del generador 20 es transformada en una vibración mecánica por medio de los cristales (no mostrados) del transductor piezo-eléctrico. Esta vibración es amplificada y acoplada desde el conjunto de transductor a la sonda 14 y a la cuchilla 12. Las vibraciones en el filo de cuchilla 42 realizan el corte y la separación del tejido óseo en el lugar de la operación quirúrgica.

El filo 42 de la cuchilla es movido en vaivén en un tipo de movimiento de cepillado para mantener la punta en movimiento. Esta técnica de corte reduce el tiempo muerto en cualquier lugar dado, lo que ayuda a reducir al mínimo cualquier elevación de temperatura en el lugar de la operación. Un movimiento continuo de la punta o filo 42 de la cuchilla impide también que la cuchilla bloquee el transporte de fluido de irrigación a cualquier punto dado y da al fluido de irrigación una oportunidad de circular hacia esa zona. Los filos 44, 46, 48 de cuchilla suavemente continuos hacen más fácil para el usuario mantener la cuchilla 12 en movimiento y mantenerla en una línea o vía de corte previamente elegida en el lugar de la operación. Crestas, dientes, salientes o dentados, que existen generalmente en otras cuchillas quirúrgicas ultrasónicas, impiden de este modo de funcionamiento, ya que la superficie irregular hace que la cuchilla se arrastre e impide el guiado de la cuchilla. Las vibraciones ultrasónicas facilitan también el movimiento de la cuchilla 12 sobre las superficies del tejido en el lugar de la operación, ya que la cuchilla vibrante interrumpe el contacto con el tejido en cada ciclo vibratorio.

Cuando el filo 42 de la cuchilla 12 comienza a penetrar por debajo de la superficie del tejido, el canal o ranura 56 resulta particularmente beneficiosa. Durante la fase inicial de de una operación quirúrgica de corte, el canal o ranura 56 sólo guía el fluido hacia el filo de corte 42. A continuación, donde el filo 42 de la cuchilla, pero no el rebaje 58, está por debajo de la superficie del tejido, el diseño del rebaje permite que el fluido de irrigación circule por la punta de la cuchilla 12 abajo y ayuda a distribuir el fluido a través o a lo largo del filo de la cuchilla. Durante una etapa adicional de una operación quirúrgica de corte, cuando el rebaje 58 está situado por debajo de la superficie exterior del tejido, el canal o ranura 56 permite que el fluido de irrigación salga sobre ambos lados o superficies laterales (no señaladas separadamente) de la cuchilla 12 y a lo largo de toda la longitud d de la cuchilla. Este proceso proporciona irrigación de enfriamiento y lubricación para reducir el calentamiento por fricción en los lados de la cuchilla.

La presión sobre la cuchilla 12, particularmente sobre el filo 42 de la cuchilla y la parte plana 40 de la cuchilla, es también un factor significativo en el control de la temperatura en el lugar de la operación. Ha sido determinado que la presión aplicada a la cuchilla 12 ha de ser ligera, como escribir con un lápiz, no fuerte como muchos cirujanos la han usado con otros instrumentos de corte de huesos.

Aunque la irrigación es utilizada para enfriamiento, la solución de refrigerante no precisa ser enfriada. El fluido a la temperatura ambiente (18oC) ha mostrado ser adecuado para enfriar el lugar quirúrgico durante una operación de corte ultrasónica con la cuchilla 12. Esto, naturalmente, es más cómodo y facilita el mantenimiento adicional de fluido dispuesto sin preocupación por mantenerlo refrigerado. Un caudal de ejemplo es aproximadamente de 100 cc/min.

Las figuras 11-15 representan otra cuchilla de corte ultrasónica 64 utilizable en el sistema de la figura 1. La cuchilla de corte 64 incluye una parte de vástago integral 66 que tiene una rosca externa 68 para montar de manera sustituible la cuchilla en la sonda 14. Alternativamente, la cuchilla 64 puede estar unida permanentemente a la sonda

14. La cuchilla 64 está conformada para amplificar el movimiento vibratorio longitudinal. Más concretamente, la cuchilla 64 incluye una parte en estrechamiento progresivo o en forma de cuña 70 conectada a la parte de vástago 66 para enfocar o concentrar energía vibratoria ultrasónica y transmitir la energía a una parte plana 72 de la cuchilla

64.

La parte plana 72 de la cuchilla está provista, en la parte en estrechamiento 70 del extremo opuesto y el vástago 66, de un filo 74 de cuchilla que incluye una sección central 76 arqueada circularmente y un par de secciones extremas lineales 78 y 80, cada una de las cuales se extiende en un ángulo agudo con respecto a un eje longitudinal de la cuchilla y que por lo tanto se extiende en el doble que el ángulo de una con respecto a otra. La cuchilla o filo de corte 76 está afilado a lo largo de un radio completo de la sección arqueada 76, así como a lo largo de las secciones rectas 78 y 80, con un filo del tipo de cuchillo que puede ser impulsado suavemente en vaivén en un movimiento del tipo de cepillado.

Como se ilustra particularmente en la figura 13, para conducir el fluido de irrigación al filo 74 de la cuchilla y al lugar de la cirugía, el vástago 66 está formado con un paso o ánima axial 82 que comunica con un canal o ranura longitudinal 84 abierta, segmentada, que hace posible que el refrigerante se extienda hacia fuera y sobre la parte plana 72 de la cuchilla 64. Este canal o ranura abierta 84 está dividida en dos segmentos de ranura 84a, 84b, 84 por un par de secciones de alma 86 y 88 que puentean lados opuestos del canal o ranura 84. Como se muestra en la figura 15, cada una de las secciones de alma 86 y 88 define un rebaje, ranura o paso respectivo 90 (sólo está mostrado uno) dispuesto entre los respectivos segmentos de ranura 84a, 84b, 84c de los flancos. Estos rebajes, ranuras o pasos 90 se enfrentan en sentidos opuestos y comunican concomitantemente con caras laterales opuestas (no señaladas separadamente) de la parte plana 72 de la cuchilla.

En un extremo del canal o ranura 84 opuesto al paso o ánima 82 está dispuesto un rebaje 92 en la parte plana 72 de la cuchilla. El rebaje 92 tiene una configuración cónica o cilíndrica en estrechamiento. El rebaje 92 está definido en parte por un par de superficies inclinadas 94 y 96 (figura 13) para distribuir fluido de irrigación desde el canal o ranura 84 hacia la cuchilla 72 y después hacia la sección circular central 76 de la cuchilla, a lo largo de la longitud de la misma. El fluido que se desplaza hacia abajo por el canal o ranura 84 encontrará las superficies inclinadas 94 y 96 del rebaje 92 y será desviado hacia el corte (figura 10) mientras se reduce al mínimo la salpicadura.

La cuchilla de cote 64 está hecha de materiales a los que se ha hecho referencia anteriormente y opera de la manera descrita en lo que antecede. Se considera que la cuchilla 64 presenta varias mejoras sobre la cuchilla 12. La mayor longitud de la cuchilla 64 con respecto a la cuchilla 12 tiene la ventaja de ser capaz de cortar completamente tanto a través de la superficie cortical de un hueso como desde un lado. Un corte equivalente que usa la cuchilla 12 más corta requiere cortar todo alrededor del hueso con el fin de seccionar el hueso. Tal procedimiento no es posible, por ejemplo, en cirugía máxilofacial en el hueso de la mandíbula.

La forma cónica o cilíndrica en estrechamiento de cada superficie 94, 96 del rebaje 92 de distribución de fluido hace la cuchilla 64 más robusta y puede ser integrada en la cuchilla 12.

Las secciones de alma 86 y 88 estabilizan la cuchilla 64 y facilitan o hacen posible de ese modo su mayor longitud. Las secciones de alma 86 y 88 ayudan a reducir el ruido de vibración durante el corte y ayudan a incrementar el rendimiento del corte de la cuchilla 64. Cada una de las secciones de alma 86 y 88 está a los haces o al ras con un lado respectivo de la parte plana 72 de la cuchilla y abierta o rebajada (90) en el otro lado la parte plana 72 de la cuchilla. El hecho de que las secciones de alma 86 y 88 se enfrenten o abran en sentidos opuestos facilita la fabricación y mantiene la cuchilla 64 equilibrada durante la excitación ultrasónica. Las secciones de alma 86 y 88 de ranura de agua permiten también que la parte 72 de la cuchilla tenga una sección transversal menor, lo que acelera el corte del tejido óseo y da lugar a un corte más delgado.

Como se ilustra en la figura 11, la cuchilla 64 tiene una forma en estrechamiento progresivo, más ancha en el vástago 66 y que se estrecha hacia abajo, hacia la cuchilla 74. Los filos longitudinales 97 y 98 de la cuchilla 64 están en línea con respectivas secciones lineales 78 y 80 de la cuchilla y están por tanto inclinados en los mismos ángulos con respecto al eje de la cuchilla y uno con respecto a otro. El estrechamiento de la cuchilla 64 aumenta la resistencia de la cuchilla y reduce la incidencia de fallo.

La cuchilla 64 puede ser accionada a mayores amplitudes de vibración que la cuchilla 12 y proporciona de ese modo un mayor margen de seguridad para la cuchilla durante una operación quirúrgica. Las características de distribución de fluido de la cuchilla 64 reducen drásticamente las tensiones en la punta de la cuchilla 64, en comparación con la cuchilla 12. Las secciones de alma 86 y 88 reducen las tensiones en los extremos de aguas arriba y aguas abajo de la ranura 84, reduciendo de ese modo las fracturas entre la sección paralela de la cuchilla 64 y el cuerpo principal o taco. Además, los filos en estrechamiento 97 y 98 reducen las tensiones globales de la cuchilla 64 por disminución de la cantidad de masa vibrante en la punta de la cuchilla. Además, los filos en estrechamiento 97 y 98 y las secciones de alma 86 y 88 ayudan a reducir la posibilidad de excitar frecuencias transversales próximas (flexión). Esta reducción es ventajosa por cuanto que tales frecuencias transversales de las proximidades generan un elevado ruido y conducen eventualmente al fallo de la cuchilla.

El titanio parece ser el mejor material para cuchillas de corte de hueso. Aquel permanece frío durante la operación, mantiene un buen filo de corte, no se corroe y es biocompatible. El titanio tiene una mejor relación resistencia a peso que el acero inoxidable 17-4PH y da lugar a significativamente menos fallos.

Aunque la invención ha sido descrita en términos de realizaciones y aplicaciones particulares, un experto ordinario en la técnica puede producir, a la luz de esta tecnología, realizaciones y modificaciones sin apartarse de la invención según se define en las reivindicaciones adjuntas.

Por lo tanto, se ha de entender que los dibujos y la descripción de esta memoria son expuestos a modo de ejemplo para facilitar la comprensión y no se han de considerar como limitativos del alcance de la misma.

Claims (10)

1. REIVINDICACIONES

   1.

   Una cuchilla quirúrgica ultrasónica que comprende un cuerpo de cuchilla (12) y un vástago (32) fijo por un extremo al citado cuerpo de cuchilla (12) y que se puede conectar funcionalmente por un extremo opuesto a una fuente de vibraciones ultrasónicas, teniendo dicho cuerpo de cuchilla (12) un filo de corte continuo suave (42), estando el citado vástago (32) provisto de un ánima u orificio (52) que se extiende paralelamente al eje longitudinal de la cuchilla quirúrgica (12) para el transporte de fluido de refrigeración al citado cuerpo de cuchilla (12), estando dicho filo de corte (42) dispuesto en un plano único y teniendo una sección arqueada (44),

   caracterizada porque dicho cuerpo de cuchilla (12) está provisto de una ranura pasante alargada (56) que se extiende esencialmente paralela al citado eje y que comunica por un extremo con dicha ánima (52) para recibir fluido de refrigeración desde la citada ánima (52), extendiéndose la citada ranura pasante (56) transversalmente a través de dicho cuerpo de cuchilla (12) desde una cara lateral (40) hasta una cara lateral opuesta del citado cuerpo de cuchilla (12).

2. 2.

   La cuchilla quirúrgica de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada además porque la citada ranura pasante (56) es la única ranura pasante alargada pasante dispuesta en el citado cuerpo de cuchilla (12).

3. 3.

   La cuchilla quirúrgica de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizada además porque la citada ranura pasante (56) tiene una dimensión en longitud esencialmente paralela al citado eje y la citada ranura pasante (56) está abierta a lo largo de toda la dimensión longitudinal.

4. 4.

   La cuchilla quirúrgica de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada además porque dicho filo de corte continuo suave (42) incluye dos secciones lineales (46, 48), estando la citada ranura pasante (56) adaptada para suministrar fluido refrigerante a las citadas secciones lineales (46, 48).

5. 5.

   La cuchilla quirúrgica de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada además porque dicho cuerpo de cuchilla (12) está provisto, en un extremo opuesto de dicho vástago, de un rebaje arqueado (58, 61, 62) que comunica con la citada ánima (52) a través de la citada ranura pasante (56) y que se extiende alrededor de dicha ranura pasante (56) en un extremo opuesto de dicha ánima (52), para distribuir fluido desde la citada ranura pasante

   (56) hacia dicho filo de corte (42).

6. 6.

   La cuchilla quirúrgica de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada además porque la citada ranura pasante (56) está provista, en un extremo opuesto a dicha ánima (52), de al menos una superficie de guía (61, 62) de distribución de fluido, para distribuir fluido desde la citada ranura pasante (56) hacia dicho filo de corte (42).

7. 7.

   La cuchilla quirúrgica de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizada además porque la citada superficie de guía (61, 62) tiene una forma similar a la forma d dicho filo de corte (42).

8. 8.

   La cuchilla quirúrgica de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizada además porque dicho filo de corte

   (42) y la citada superficie de guía (61, 62) son circulares.

9. 9.

   La cuchilla quirúrgica de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada además porque el citado filo de corte (42) es el único filo de corte en el citado cuerpo de cuchilla (12).

10. 10.

    La cuchilla quirúrgica de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizada además porque dicho filo de corte

    (42) está dispuesto en un plano único y tiene una sección arqueada (44) flanqueada por una sección lineal (44) en un lado y otra sección lineal (46) en otro lado.