ES2374904B1 - Dispositivo de guiado automático del extremo distal de un fibrobroncoscopio/videobroncoscopio. - Google Patents

Dispositivo de guiado automático del extremo distal de un fibrobroncoscopio/videobroncoscopio. Download PDF

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Abstract

Dispositivo de guiado automático del extremo distal de un fibrobroncoscopio/videobroncoscopio.#El fibrobroncoscopio/videobroncoscopio (1) comprende un tubo flexible (2) dotado en su extremo distal (7) de un elemento de captación de imágenes que comunica con un visor (3), e incluye longitudinalmente un par de hilos metálicos (6) cuya actuación produce el desplazamiento angular del extremo distal (7) para orientarlo en una dirección angular deseada. Se caracteriza por incorporar un primer servomotor (8) relacionado con hilos metálicos (6), un segundo servomotor (9) relacionado con el tubo flexible (2) y un procesador de imágenes (10) de procesado de la imagen captada que a partir del procesado de la imagen captada actúa el primer (8) y segundo servomotor (9) para orientar el extremo distal (7) del tubo flexible (2) en la dirección de la vía respiratoria del paciente (11).#Además señaliza cuando la orientación del extremo distal es la adecuada para realizar la introducción.

Description

urgencia, e incluso donde su vida pueda depender de
Dispositivo de guiado automático del extremo distal de un fibrobroncoscopio/videobroncoscopio. Objeto de la invención
La presente invención, tal y como se expresa en el enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a un dispositivo de guiado del extremo distal de un fibrobroncoscopio/videobroncoscopio, que tiene por objeto permitir realizar dicho guiado de forma automática facilitando considerablemente la labor del especialista que ha de introducir el tubo flexible del fibrobroncoscopio/videobroncoscopio a lo largo de la vía respiratoria de un paciente. Antecedentes de la invención
En la actualidad es conocido el uso de fibrobroncoscopios que comprenden un tubo flexible en cuyo extremo distal incorpora un elemento de captación de imágenes que comunica con un visor, previsto en el extremo proximal del fibrobroncoscopio, para visualización de las imágenes captadas. Además incorpora un haz de fibra óptica que discurre a lo largo del tubo flexible mediante el cual se realiza la iluminación del extremo distal del fibrobroncoscopio y permitir captar imágenes. Así, un elemento de captación de imágenes puede estar constituido por un objetivo que mediante un haz de fibra óptica, que discurre a lo largo del tubo flexible, envía la imagen captada hasta el visor previsto en el extremo proximal del fibrobroncoscopio. En otras realizaciones se utilizan videobroncoscopios en los que reemplaza la fibra óptica de captación de la imagen por un sistema CCD (charge couped device), que comprende un chip colocado en la punta del videobroncoscopio, a continuación de la lente, que hace las veces de una cámara de televisión en miniatura, y transmite la imagen hasta un vídeo procesador, para posteriormente remitirla a un monitor de televisión. En este caso se utiliza un vídeo convertidor, que está conectado con el CCD, que va desde el visor hasta el vídeo procesador, y está conectado a su vez al monitor de televisión.
Además el fibrobroncoscopio/videobroncoscopio está dotado de un canal de trabajo que discurre a lo largo del tubo flexible, que permite la aspiración de secreciones, instalación de fármacos, paso de catéteres, pinzas, cepillos, etc.
También cabe señalar que a lo largo del tubo flexible se incorporan al menos dos hilos metálicos que están conectados a un mecanismo, previsto en la zona del visor, para actuar sobre los hilos metálicos, y gobernar la angulación del extremo distal, para orientarlo en la dirección de la vía respiratoria de un paciente, lo que permite realizar su introducción a lo largo de la misma por parte de un especialista.
En este sentido puede citarse la patente de invención US 5846183, en la que se realiza el gobierno de la angulación del extremo distal mediante un mando previsto en la zona del visor.
Tanto en el fibrobroncoscopio indicado del documento anterior, como en cualquiera de los previstos en el estado de técnica, el gobierno de la angulación del extremo distal se realiza de forma manual actuando sobre el mecanismo previsto en la zona del visor, lo que determina que la intubación requiera de gran habilidad por parte del profesional médico (anestesista), para la introducción del tubo flexible a través de la vía respiratoria, especialmente en ocasiones críticas donde incluso puede que el paciente no se encuentre la correcta colocación del fibrobroncoscopio.
La invención resuelve estos inconvenientes mediante un nuevo dispositivo que realiza el guiado del extremo distal de los fibrobroncoscopios y de los videobroncoscopios de forma automática. Descripción de la invención
Para conseguir los objetivos y resolver los inconvenientes anteriormente indicado, la invención ha desarrollado un nuevo dispositivo de guiado del extremo distal de un fibrobroncoscopio y de un videobroncoscopio, que al igual que los previstos en el estado de la técnica están dotados entre otros elementos, de un tubo flexible cuyo extremo distal incluye un elemento de captación de imágenes que comunica con un visor previsto en su extremo proximal, para realizar la visualización de las imágenes captadas por el extremo distal. Además, el tubo flexible está dotado longitudinalmente de un par de hilos metálicos cuya actuación produce el desplazamiento angular del extremo distal del tubo flexible para orientarlo en la dirección de la vía respiratoria de un paciente, y presenta la novedad de que además comprende un primer servomotor que está relacionado con una bobina en la que se encuentran enrollados los hilos metálicos en diferentes sentidos de enrollado, para realizar el desplazamiento longitudinal de los hilos metálicos en diferentes sentidos y así gobernar el desplazamiento angular del extremo distal del tubo flexible.
Además, el fibrobroncoscopio está dotado de un segundo servomotor, que está relacionado con una bobina solidaria del tubo flexible, para provocar la torsión del mismo, y así gobernar la angulación del extremo distal del tubo flexible en cualquier dirección en combinación con el movimiento del primer servomotor.
Además el dispositivo de guiado de la invención comprende un procesador de imágenes al que se aplican las imágenes captadas para realizar su procesado, de modo que dicho procesador comprende medios de detección de la dirección de la vía respiratoria a partir del procesador de la imagen captada, y también comprende medios de actuación del primer y segundo servomotor de modo que realizan la actuación del extremo distal del tubo flexible en la dirección de la vía respiratoria detectada en la imagen. El dispositivo además está dotado de un elemento de señalización de cuando el extremo distal está orientado según la dirección de la vía respiratoria, para indicar al usuario del fibrobroncoscopio/videobroncoscopio cuando puede realizar la introducción del tubo flexible.
Por lo tanto mediante la configuración descrita, se realiza el control de la angulación del extremo distal del fibrobroncoscopio/videobroncoscopio de forma automática, al mismo tiempo que se señaliza cuando se ha realizado la orientación correcta en la vía respiratoria para permitir efectuar la introducción del tubo flexible, lo que simplifica y facilita considerablemente el proceso de intubación que convencionalmente presenta los problemas ya comentados en el apartado anterior.
En una realización de la invención, se prevé que el dispositivo además esté dotado de un segundo elemento de señalización que indica cuando el extremo distal ha perdido la orientación de la dirección de la vía respiratoria, de forma que el usuario sabe que ha de detener la introducción del tubo flexible por haberse perdido la orientación correcta de la vía respiratoria.
El primer y segundo elemento de señalización están determinados por elementos ópticos, acústicos o ambos, como por ejemplo puede ser mediante diodos led que realizan la señalización óptica de cuando se produce la correcta e incorrecta orientación del extremo distal del fibrobroncoscopio/videobroncoscopio en la vía respiratoria del paciente, y como por ejemplo puede ser la incorporación de un altavoz cuyos sonidos indican dicha correcta e incorrecta orientación.
Cabe señalar que, de acuerdo con una realización de la invención, el primer y segundo servomotor están determinados por microservomotores que están dispuestos en la zona del visor del fibrobroncoscopio/videobroncoscopio actuando sobre las bobinas de la forma ya comentadas, pero también se prevé la posibilidad de que el primer y segundo servomotor queden dispuestos en un soporte en el que a su vez se fija el fibrobroncoscopio/videobroncoscopio, como por ejemplo puede ser el empleo de un bastidor a modo de caja en el que se encuentran fijados tanto el primer y segundo servomotor como el fibrobroncoscopio/videobroncoscopio, de forma que el tubo flexible sale al exterior a través de una de las paredes del soporte.
La configuración descrita permite, en situaciones en las que el paciente presente un patrón anatómico fuera de la normalidad, sacar una foto que el procesador de imágenes la convierte en la imagen objetivo hacia donde se tendrá que dirigir la punta, lo que otorga gran versatilidad.
A continuación para facilitar una mejor comprensión de esta memoria descriptiva, y formando parte integrante de la misma, se acompañan una serie de figuras en las que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado el objeto de la invención. Breve enunciado de las figuras
Figura 1.-Muestra una vista de un fibrobroncoscopio convencional introducido en las vías respiratorias de un paciente.
Figura 2.-Muestra un detalle del extremo distal del tubo flexible y de la posible angulación que éste puede adoptar.
Figura 3.-Muestra un posible ejemplo de realización del dispositivo de la invención.
Figura 4.-Muestra otro posible ejemplo de realización del dispositivo de la invención. Descripción de la forma de realización preferida
A continuación se realiza una descripción de la invención basada en las figuras anteriormente comentadas.
Con ayuda de las figuras 1 y 2 se describe de forma somera la estructura de un fibrobroncoscopio 1 convencional para permitir su introducción en las vías respiratorias de un paciente.
Así, tal y como ya fue comentado en el apartado de antecedentes de la invención, un fibrobroncoscopio convencional comprende un tubo flexible 2 en cuyo extremo distal 7 comprende una lente de captación de imágenes que comunica con un visor 3 previsto en su extremo proximal para la visualización de las imágenes captadas.
Además en el extremo distal incluye una entrada 4 a un canal de trabajo 5 que discurre a lo largo del tubo flexible 2, y que permite la aspiración de secreciones, instalación de fármacos, el paso de catéteres, pinzas, etc.
Además a lo largo del tubo flexible se prevén dos hilos metálicos 6 previstos para gobernar la angulación de la punta distal 7 del tubo flexible 2 mediante un mecanismo de actuación 8 que fracciona de dichos hilos metálicos 6 y permite además realizar el giro del tubo flexible 2 para conseguir gobernar la angulación del extremo distal del tubo flexible 2 en cualquier dirección.
Para permitir realizar la captación de imágenes en el extremo distal 7 del tubo flexible 2, también se prevé la incorporación de haces de fibra óptica (no representados) que iluminan dicho extremo distal.
La novedad de la invención reside en la incorporación de un primer servomotor 8 cuya actuación provoca el desplazamiento longitudinal de los hilos metálicos 6 en diferentes sentidos, e incluye un segundo servomotor 9 que provoca el desplazamiento angular del tubo flexible 2, de forma que combinando la actuación del primer8ysegundo servomotor 9 se gobierna el desplazamiento angular del extremo distal 7 del tubo flexible 2 en cualquier dirección.
Cada uno de los servomotores está conectado a un procesador de imágenes 10, como por ejemplo puede ser un ordenador personal, en el que se reciben las imágenes captadas por el extremo distal 7 del fibrobroncoscopio 1. De esta forma, el procesador de imágenes 10 realiza el procesado de la imagen captada, e incluye medios para realizar la detección de la dirección de la vía respiratoria a partir del procesado de dicha imagen captada, de modo que una vez realizada la detección de dicha dirección, calcula la actuación a realizar sobre el primer 8 y segundo servomotor 9 para provocar el control angular del extremo distal 7, de forma que éste se oriente en la dirección de la vía respiratoria detectada en la imagen. La captación de imagen se ha representado esquemáticamente mediante la línea de trazos 17.
De esta forma, el procesador 10 gobierna el funcionamiento del primer 8 y segundo servomotor 9 en función del procesado realizado de la imagen captada para establecer la orientación angular adecuada del extremo distal 7, de acuerdo con la dirección de las vías respiratorias del paciente 11.
En el ejemplo de realización de la figura 3, el primer servomotor 8 está constituido por un microservomotor que mediante un engranaje reductor 12 se relaciona con una bobina 13 en la que están enrollados los hilos metálicos 6 en sentidos opuestos, en zonas diferentes de la misma, de modo que el giro de la bobina 13 produce el desplazamiento longitudinal de los cables metálicos 6 en diferentes sentidos. Igualmente, cabe la posibilidad de que los hilos metálicos 6 estén constituidos por un único hilo metálico 6 enrollado sobre la bobina 13, produciendo el mismo efecto comentado anteriormente.
Además, en el ejemplo de la figura 3, el segundo servomotor 9 está constituido por un microservomotor que mediante un engranaje reductor 14 engrana con una bobina 15 solidaria del tubo flexible 2 para producir el giro de la misma.
Los engranajes reductores 12 y 14 permiten gobernar el desplazamiento angular del extremo distal 7 del tubo flexible 2 con gran precisión.
En el ejemplo de realización de la figura 4 el fibrobroncoscopio 1 se encuentra situado en un soporte 16, que está determinado por un bastidor a modo de caja, en el que a su vez se encuentran fijados el primer 8 y segundo servomotor 9, para realizar la funcionalidad descrita de forma equivalente al ejemplo de la realización de la figura 3, es decir, mediante engranajes reductores y bobinas equivalentes a los descritos para dicho ejemplo de realización de la figura 3.
Por último señalar, que el procesador 10 está conectado a un primer elemento de señalización 18, como por ejemplo puede ser una luz verde, y a un segundo elemento de señalización 19, como por ejemplo puede ser una luz roja, de modo que cuando el procesador 10 detecta la correcta orientación del extremo distal 7 sobre las vías respiratorias del paciente 11, activa la luz verde 18, que indica al operador que puede avanzar en la introducción del tubo flexible 2 sobre la vía respiratoria del paciente 11. Si durante el avance se pierde la localización de la dirección de la vía respiratoria, activa la luz roja 19 indicando al operador que debe detenerse, para que el procesador 10 reoriente de nuevo la posición correcta del extremo distal 7 del tubo flexible 2, activando nuevamente la luz verde 18 al conseguir la reorientación.
Cabe señalar que las diferentes imágenes se muestran en la pantalla del ordenador 10, para facilitar en mayor medida la intubación del tubo flexible 2 en la vía respiratoria del paciente 11.

Claims (7)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Dispositivo de guiado automático del extremo distal de un fibrobroncoscopio/videobroncoscopio, comprendiendo dicho fibrobroncoscopio/videobroncoscopio (1) un tubo flexible (2) cuyo extremo distal (7) incluye un elemento de captación de imágenes que comunica con un visor (3) previsto en su extremo proximal, de visualización de las imágenes captadas, incluyendo el tubo flexible (2) longitudinalmente un par de hilos metálicos (6) cuya actuación produce el desplazamiento angular del extremo distal
    (7) del tubo flexible (2) para orientarlo en la dirección de la vía respiratoria de un paciente (11) y permitir su introducción a lo largo de la misma, caracterizado porque comprende:
    -
    Un primer servomotor (8), relacionado con una bobina (13) alrededor de la cual están dispuestos los hilos metálicos (6) en diferentes sentidos de enrollado;
    -
    un segundo servomotor (9), relacionado con una bobina (15) solidaria del tubo flexible (2);
    -
    un procesador de imágenes (10) de procesado de la imagen captada y que está dotado de medios de detección de la dirección de la vía respiratoria y de medios de actuación del primer (8) y segundo servomotor (9) para orientar el extremo distal (7) del tubo flexible (2) en la dirección de la vía respiratoria detectada en la imagen;
    -
    un primer elemento de señalización (18) de cuando el extremo distal (7) está orientado según la dirección de la vía respiratoria, para indicar al usuario del fibrobroncoscopio/videobroncoscopio (1) cuando puede realizar la introducción del tubo flexible (2).
  2. 2.
    Dispositivo de guiado automático del extremo distal de un fibrobroncoscopio/videobroncoscopio, según reivindicación 1, caracterizado porque comprende un segundo elemento de señalización (19) del momento en que el extremo distal (17) ha perdido la orientación de la dirección de la vía respiratoria, para indicar que se ha de detener la introducción del tubo flexible (2).
  3. 3.
    Dispositivo de guiado automático del extremo distal de un fibrobroncoscopio/videobroncoscopio, según reivindicaciones1y2, caracterizado porque el primer (18) y segundo elemento de señalización (19), están seleccionados entre elementos ópticos, acústicos y combinación de ambos.
  4. 4.
    Dispositivo de guiado automático del extremo distal de un fibrobroncoscopio/videobroncoscopio, según reivindicación 1, caracterizado porque el primer (8) y segundo servomotor (9), están determinados por microservomotores dispuestos en la zona del visor
    (3) del fibrobroncoscopio/videobroncoscopio (1).
  5. 5.
    Dispositivo de guiado automático del extremo distal de un fibrobroncoscopio/videobroncoscopio, según reivindicación 1, caracterizado porque el primer (8) y segundo servomotor (9), y el fibrobroncoscopio/videobroncoscopio (1) están dispuestos en un soporte (16).
  6. 6.
    Dispositivo de guiado automático del extremo distal de un fibrobroncoscopio/videobroncoscopio, según reivindicación 5, caracterizado porque el soporte (16) es un bastidor a modo de caja.
    OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS
    N.º solicitud: 201031084
    ESPAÑA
    Fecha de presentación de la solicitud: 16.07.2010
    Fecha de prioridad:
    INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA
    51 Int. Cl. : Ver Hoja Adicional
    DOCUMENTOS RELEVANTES
    Categoría
    56 Documentos citados Reivindicaciones afectadas
    X
    US 2009149711 A1 (TANAKA et al.) 11.06.2009, resumen; párrafos 12-13,54-56,80-87,97-105,107-121. 1-6
    X
    US 2004199053 A1 (BOULAIS et al.) 07.10.2004, resumen; párrafo 19. 1-6
    A
    US 2006030753 A1 (BOUTILLETTE et al.) 09.02.2006, párrafos 30,31. 1-6
    A
    US 2009287053 A1 (OKAMOTO et al.) 19.11.2009, párrafos 42-44,52-56,74-77. 1-6
    A
    US 2004193014 A1 (MIYAGI et al.) 30.09.2004, párrafos 50-70. 1-6
    A
    CN 201286696 Y (YUHUA SHENTU) 12.08.2009, resumen. 1-6
    Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud
    El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº:
    Fecha de realización del informe 08.02.2012
    Examinador A. Cárdenas Villar Página 1/4
    INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA
    Nº de solicitud: 201031084
    CLASIFICACIÓN OBJETO DE LA SOLICITUD
    A61B1/267 (2006.01) A61B1/01 (2006.01) A61B1/012 (2006.01) A61B1/05 (2006.01)
    Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación)
    A61B
    Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de búsqueda utilizados)
    INVENES, EPODOC, WPI, NPL, INSPEC, BIOSIS, MEDLINE
    Informe del Estado de la Técnica Página 2/4
    OPINIÓN ESCRITA
    Nº de solicitud: 201031084
    Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 08.02.2012
    Declaración
    Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986)
    Reivindicaciones Reivindicaciones 1 -6 SI NO
    Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986)
    Reivindicaciones Reivindicaciones 1 -6 SI NO
    Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986).
    Base de la Opinión.-
    La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.
    Informe del Estado de la Técnica Página 3/4
    OPINIÓN ESCRITA
    Nº de solicitud: 201031084
    1. Documentos considerados.-
    A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.
    Documento
    Número Publicación o Identificación Fecha Publicación
    D01
    US 2009149711 A1 (TANAKA et al.) 11.06.2009
    D02
    US 2004199053 A1 (BOULAIS et al.) 07.10.2004
    D03
    US 2006030753 A1 (BOUTILLETTE et al.) 09.02.2006
    D04
    US 2009287053 A1 (OKAMOTO et al.) 19.11.2009
    D05
    US 2004193014 A1 (MIYAGI et al.) 30.09.2004
    D06
    CN 201286696 Y (YUHUA SHENTU) 12.08.2009
  7. 2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración
    La solicitud de patente en estudio tiene una reivindicación independiente, la nº 1, que se refiere a un dispositivo de guiado automático del extremo distal de un videobroncoscopio que comprende un tubo flexible que incluye un elemento de captación de imágenes y un par de hilos metálicos en su interior cuya actuación produce el desplazamiento angular del extremo distal. Está dotado de dos servomotores, un procesador de imágenes con medios de detección de la dirección de la vía respiratoria, medios de actuación de los servomotores y un elemento de señalización. Las reivindicaciones dependientes 2 – 3 se refieren a los elementos de señalización y las reivindicaciones 4 – 6 se refieren a las características adicionales de la disposición de los servomotores y del soporte del dispositivo. Tal y como aparecen redactadas actualmente las reivindicaciones la solicitud de patente en estudio tiene novedad pero en cualquiera de los documentos citados D01 o D02 se encuentran descritos sistemas y los correspondientes componentes que afectarían a la actividad inventiva según lo especificado en el artículo 8 de la Ley de Patentes. En efecto, el documento D01 describe un sistema para el control de un endoscopio con un elemento captador de imágenes y cuyo extremo distal tiene una porción orientable. Este sistema dispone de un dispositivo de control para el procesamiento de las imágenes procedentes del elemento captador que sirve para obtener información sobre la posición del endoscopio y controlar los motores que permiten el movimiento de orientación del extremo distal del endoscopio (párrafos 12,13, 55). En este documento se describen también la estructura de la porción orientable y de los cables presentes en el interior del endoscopio (ver por ej. párrafo 79 y siguientes) así como el modo de control automático del movimiento del extremo distal junto con el sistema de cálculo del grado de movimiento de dicho extremo a partir de la información de la posición y dirección del endoscopio (ver por ej. párrafo 86 y párrafos 97 – 105 y 107 – 121). Por otra parte el documento D02 describe un mecanismo de control para el guiado automático del extremo distal de un endoscopio dotado de un elemento captador de imágenes introducido en el interior de una cavidad del cuerpo de un paciente. Dispone de servomotores, cables internos y de un elemento controlador de dichos servomotores que actúa (según la información obtenida por una unidad procesadora de imágenes a partir de las imágenes captadas por el endoscopio) para gobernar el movimiento de avance del extremo distal en la dirección deseada (ver por ej. resumen y párrafo 19). En cuanto a las reivindicaciones dependientes se considera que son sobradamente conocidos elementos ópticos o acústicos que pueden servir como elementos de señalización y que la situación de los servomotores en la zona del visor y su disposición en un soporte es la habitual en el estado de la técnica. Los documentos citados D03 – D06 describen diferentes aspectos del estado de la técnica.
    Informe del Estado de la Técnica Página 4/4
ES201031084A 2010-07-16 2010-07-16 Dispositivo de guiado automático del extremo distal de un fibrobroncoscopio/videobroncoscopio. Withdrawn - After Issue ES2374904B1 (es)

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