ES2605986T3 - Instrumentos quirúrgicos ultrasónicos con conjuntos de mandíbula situados distalmente - Google Patents
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Abstract
Instrumento quirúrgico que comprende: un efector terminal (1000) que comprende una cuchilla ultrasónica (1014) que se prolonga distalmente sustancialmente paralela a un eje longitudinal; un vástago (1004) que se prolonga proximalmente desde el efector terminal a lo largo del eje longitudinal (1002); y un conjunto de mandíbula (1003) que comprende unos elementos de mandíbula primero y segundo (1010, 1012), en el que el conjunto de mandíbula puede pivotar alrededor de un primer eje (1018) sustancialmente perpendicular al eje longitudinal (1002) desde una primera posición en la que los elementos de mandíbula primero y segundo están sustancialmente paralelos a la cuchilla ultrasónica (1014) hasta una segunda posición, y en el que los elementos de mandíbula primero y segundo (1010, 1012) pueden pivotar, uno con respecto al otro y totalmente, alrededor de un segundo eje (1016) sustancialmente perpendicular al primer eje (1018).
Description
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Instrumentos quirurgicos ultrasonicos con conjuntos de mandfbula situados distalmente
Descripcion
ANTECEDENTES
Diversas formas de realizacion se refieren a instrumentos quirurgicos que incluyen conjuntos de mandlbula situados distalmente de instrumentos ultrasonicos.
Los dispositivos quirurgicos ultrasonicos, tales como los escalpelos ultrasonicos, se utilizan en muchas aplicaciones en procedimientos quirurgicos en virtud de sus caracterlsticas de funcionamiento unicas. Dependiendo de los parametros operativos y las configuraciones de dispositivo especlficos, los dispositivos quirurgicos ultrasonicos pueden proporcionar la transeccion del tejido y homeostasis por coagulacion sustancialmente simultaneas, minimizando idealmente el traumatismo al paciente. Un dispositivo quirurgico ultrasonico comprende un transductor ultrasonico situado proximalmente y un instrumento acoplado al transductor ultrasonico que tiene un efector terminal montado distalmente que comprende una cuchilla ultrasonica para cortar y sellar tejido. El efector terminal esta acoplado por lo general a un mango y/o a un instrumento de cirugla robotica por medio de un vastago. La cuchilla esta acoplada acusticamente al transductor por medio de una gula de ondas que se prolonga a traves del vastago. Los dispositivos quirurgicos ultrasonicos de esta naturaleza pueden configurarse para el uso en cirugla abierta, procedimientos quirurgicos laparoscopicos o endoscopicos incluidos procedimientos asistidos por robot.
La energla ultrasonica corta y coagula el tejido utilizando temperaturas inferiores a las utilizadas en los procedimientos electroquirurgicos. Al vibrar a altas frecuencias (por ejemplo, 55.500 veces por segundo), la cuchilla ultrasonica desnaturaliza las protelnas del tejido para formar un coagulo pegajoso. La presion ejercida sobre el tejido por la superficie de la cuchilla colapsa los vasos sangulneos y permite que el coagulo forme un sello hemostatico. Un cirujano puede controlar la velocidad de corte y la coagulacion mediante la fuerza aplicada al tejido por el efector terminal, el tiempo durante el que se aplica la fuerza y el nivel de excursion seleccionado del efector terminal.
Con frecuencia es deseable que los cllnicos articulen una porcion distal del vastago del instrumento a fin de dirigir la aplicacion de energla ultrasonica y/o de RF. Tal articulacion resulta diflcil y, con frecuencia, esta limitada en las formas de realizacion en las que una gula de ondas ultrasonica se prolonga desde un transductor situado proximalmente hasta la cuchilla ultrasonica situada distalmente.
En el documento US2006079884 se describe una herramienta robotica con unos efectores terminales electroquirurgicos monopolares con muneca. En el documento US2008077159 se describe un instrumento quirurgico articulado para realizar una cirugla mlnimamente invasiva con mayor destreza y sensibilidad. En el documento US6063098 se describe una pinza de coagulacion ultrasonica que esta configurada para efectuar el corte, la coagulacion y la sujecion del tejido mediante la cooperacion de un mecanismo de sujecion del aparato con un efector terminal ultrasonico asociado. En el documento US2005021018 se describe un instrumento quirurgico para mejorar la cirugla robotica, que generalmente incluye un vastago alargado con una sonda de ultrasonidos, un efector terminal en el extremo distal del vastago y una base en el extremo proximal del vastago.
DIBUJOS
Las formas de realizacion segun la invention, tal como se definen en las reivindicaciones, mediante las figuras 37 a 56 junto con los correspondientes pasajes de la descripcion.
Las demas figuras as! como los demas pasajes de la descripcion muestran formas ejemplares que no forman parte de la invencion.
La FIG. 1 ilustra una forma de realizacion de un sistema quirurgico que incluye un instrumento
generador de ultrasonidos.
La FIG. 2 ilustra una forma de realizacion del instrumento quirurgico mostrado en la FIG. 1.
La FIG. 3 ilustra una forma de realizacion de un efector terminal ultrasonico.
La FIG. 4 ilustra otra forma de realizacion de un efector terminal ultrasonico.
La FIG. 5 ilustra una vista despiezada de una forma de realizacion del instrumento quirurgico mostrado en la FIG.
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La FIG. 6 ilustra una vista transversal de una forma de realizacion del instrumento quirurgico mostrado en la FIG.
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se representan de realizacion quirurgico y un
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La FIG. 7 ilustra diversos componentes internos de una forma de realizacion del instrumento quirurgico mostrado en la FIG. 1.
La FIG. 8 ilustra una vista superior de una forma de realizacion de un sistema quirurgico que incluye un instrumento quirurgico y un generador de ultrasonidos.
La FIG. 9 ilustra una forma de realizacion de un conjunto de rotacion incluido en una forma de realizacion de ejemplo del instrumento quirurgico de la FIG. 1.
La FIG. 10 ilustra una forma de realizacion de un sistema quirurgico que incluye un instrumento quirurgico que tiene un efector terminal de elemento unico.
La FIG. 11 ilustra un diagrama de bloques de una forma de realizacion de un sistema quirurgico robotico.
La FIG. 12 ilustra una forma de realizacion de un carro de brazo robotico.
La FIG. 13 ilustra una forma de realizacion del manipulador robotico del carro de brazo robotico de la FIG. 12.
La FIG. 14 ilustra una forma de realizacion de un carro de brazo robotico que tiene una estructura de la articulacion del dispositivo alternativa.
La FIG. 15 ilustra una forma de realizacion de un controlador que puede utilizarse junto con un carro de brazo robotico, tal como los carros de brazo roboticos de las FIGS. 11-14.
La FIG. 16 ilustra una forma de realizacion de un instrumento quirurgico ultrasonico concebido para utilizarse con un sistema robotico.
La FIG. 25 ilustra una forma de realizacion de un instrumento electroquirurgico concebido para utilizarse con un sistema robotico.
La FIG. 17 ilustra una forma de realizacion de un conjunto de accionamiento del instrumento que puede acoplarse a unos manipuladores quirurgicos para recibir y controlar el instrumento quirurgico mostrado en la FIG.16.
La FIG. 18 ilustra otra vista de la forma de realizacion del conjunto de accionamiento del instrumento de la FIG. 26 que incluye el instrumento quirurgico de la FIG. 16.
Las FIGS. 19-21 ilustran vistas adicionales de la porcion de adaptador de la forma de realizacion del conjunto de accionamiento del instrumento de la FIG. 26.
Las FIGS. 22-24 ilustran una forma de realizacion de la porcion de montaje del instrumento de la FIG. 16 que muestra los componentes para convertir el movimiento de los elementos accionados en movimiento del instrumento quirurgico.
Las FIGS. 25-27 ilustran una forma de realizacion alternativa de la porcion de montaje del instrumento de la FIG. 16 que muestra un mecanismo de ejemplo alternativo para convertir la rotacion de los elementos accionados en movimiento de rotacion alrededor del eje del vastago y un mecanismo de ejemplo alternativo para generar una traslacion en vaiven de uno o mas elementos a lo largo del eje del vastago.
Las FIGS. 28-32 ilustran una forma de realizacion alternativa de la porcion de montaje del instrumento de la FIG. 16 que muestra otro mecanismo de ejemplo alternativo para convertir la rotacion de los elementos accionados en movimiento de rotacion alrededor del eje del vastago.
Las FIGS. 33-36A ilustran una forma de realizacion alternativa de la porcion de montaje del instrumento que muestra un mecanismo de ejemplo alternativo para la traslacion diferencial de los elementos a lo largo del eje del vastago (por ejemplo, para la articulacion).
Las FIGS. 36B-36C ilustran una forma de realizacion de una porcion de montaje del armamentario que comprende fuentes de energla y alimentacion internas.
Las FIGS. 37-38 ilustran una forma de realizacion de una porcion distal de un instrumento quirurgico que comprende un conjunto de mandlbula situado distalmente.
La FIG. 39 ilustra una vista frontal de una forma de realizacion de la porcion distal del instrumento quirurgico de las FIGS. 37-38.
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Las FIGS. 40-41 ilustran una forma de realizacion de la porcion distal del instrumento quirurgico de las FIGS. 3738 acoplada a una porcion de montaje del instrumento para utilizarse con un sistema quirurgico robotico.
Las FIGS. 42-44 ilustran una forma de realizacion de la porcion distal del instrumento quirurgico de las FIGS. 3738 que muestra unos mecanismos de control adicionales.
La FIG. 45A ilustra una forma de realizacion de la porcion de montaje del instrumento que muestra un mecanismo de ejemplo para accionar diversas cuerdas de control del instrumento quirurgico de las FIGS. 37-38.
La FIG. 45B ilustra una vista lateral de una forma de realizacion de los elementos direccionadores.
Las FIGS. 46-47 ilustran una forma de realizacion de la porcion distal del instrumento quirurgico de las FIGS. 3738 con una cuchilla ultrasonica retractil.
La FIG. 48 ilustra una forma de realizacion de la porcion distal del instrumento quirurgico de las FIGS. 37-38 acoplada a una porcion de montaje del instrumento de un sistema quirurgico robotico configurado para extender y retraer la cuchilla ultrasonica.
La FIG. 49 ilustra una forma de realizacion alternativa de la porcion distal del instrumento quirurgico de las FIGS. 37-38 acoplada a una porcion de montaje del instrumento de un sistema quirurgico robotico con un transductor externo.
La FIG. 50 ilustra una vista adicional de la porcion distal del instrumento quirurgico de las FIGS. 37-38, como se ilustra en la FIG. 49.
La FIG. 51 ilustra una forma de realizacion del conjunto de mandlbula que comprende una almohadilla de pinza.
Las FIGS. 52-56 ilustran una forma de realizacion de una porcion distal de un instrumento quirurgico que comprende un conjunto de mandlbula con un elemento de mandlbula con forma de U.
DESCRIPCION
Diversas formas de realizacion descritas en el presente documento se refieren a instrumentos quirurgicos que comprenden unos conjuntos de mandlbula articulables situados distalmente. Los conjuntos de mandlbula pueden utilizarse en lugar de o ademas de la articulacion del vastago. Por ejemplo, los conjuntos de mandlbula pueden utilizarse para sujetar el tejido y moverlo hacia una cuchilla ultrasonica, unos electrodos de RF u otro componente para tratar el tejido.
Segun una forma de realizacion de ejemplo, un instrumento quirurgico puede comprender un efector terminal con una cuchilla ultrasonica que se prolonga distalmente desde el mismo. El conjunto de mandlbula puede ser articulable y puede pivotar alrededor de al menos dos ejes. Un primer eje, o eje de pivotaje de la muneca, puede ser sustancialmente perpendicular a un eje longitudinal del vastago del instrumento. El conjunto de mandlbula puede pivotar alrededor del eje de pivotaje de la muneca desde una primera posicion en la que el conjunto de mandlbula esta sustancialmente paralelo a la cuchilla ultrasonica hasta una segunda posicion en la que el conjunto de mandlbula no esta sustancialmente paralelo a la cuchilla ultrasonica. Ademas, el conjunto de mandlbula puede comprender unos elementos de mandlbula primero y segundo que pueden pivotar alrededor de un segundo eje o eje de pivotaje de la mandlbula. El eje de pivotaje de la mandlbula puede ser sustancialmente perpendicular al eje de pivotaje de la muneca. En algunas formas de realizacion, el propio eje de pivotaje de la mandlbula puede pivotar a medida que el conjunto de mandlbula pivota alrededor del eje de pivotaje de la muneca. Los elementos de mandlbula primero y segundo pueden pivotar uno con respecto al otro alrededor del eje de pivotaje de la mandlbula de manera que los elementos de mandlbula primero y segundo puedan "abrirse" y "cerrarse". Ademas, en algunas formas de realizacion, los elementos de mandlbula primero y segundo tambien pueden pivotar alrededor del eje de pivotaje de la mandlbula juntos, de manera que pueda cambiar la direccion de los elementos de mandlbula primero y segundo.
En diversas formas de realizacion, el conjunto de mandlbula esta controlado por una serie de cuerdas y/o cables que se prolongan proximalmente desde el conjunto de mandlbula hasta un mango manual y/o una porcion de montaje del instrumento de un sistema quirurgico robotico. Unas cuerdas primera y segunda pueden controlar el pivotaje del conjunto de mandlbula alrededor del eje de pivotaje de la muneca. Una primera cuerda puede estar acoplada al conjunto de mandlbula en una posicion desplazada con respecto al eje de pivotaje de la muneca. Una segunda cuerda puede estar acoplada al conjunto de mandlbula en una segunda posicion desplazada con respecto al eje de pivotaje de la muneca y sustancialmente opuesta a la primera posicion. La traslacion diferencial de las cuerdas primera y segunda puede hacer pivotar el conjunto de mandlbula alrededor del eje de pivotaje de la muneca. Por ejemplo, la traslacion proximal de una de las cuerdas puede hacer que el conjunto de mandlbula pivote alejandose del eje longitudinal del vastago hacia la cuerda trasladada proximalmente. En algunas formas de realizacion, el conjunto de mandlbula puede comprender una polea situada alrededor del eje de pivotaje de la
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muneca. Las cuerdas primera y segunda pueden ser los extremos primero y segundo de una unica cuerda que pasa alrededor de la polea.
Los elementos de mandlbula primero y segundo pueden controlarse de manera similar. Por ejemplo, en algunas formas de realizacion, cada elemento de mandlbula esta acoplado a dos cuerdas de control que se prolongan proximalmente desde el conjunto de mandlbula a traves del vastago hasta el mango manual y/o la porcion de montaje del instrumento del sistema quirurgico robotico. Las cuerdas de control para cada elemento de mandlbula pueden estar desplazadas entre si alrededor del eje de pivotaje de la mandlbula de manera que la traslacion proximal de una cuerda de control haga pivotar la mandlbula alrededor del eje de pivotaje de la mandlbula en una primera direccion y la traslacion proximal de la otra cuerda de control haga pivotar la mandlbula alrededor del eje de pivotaje de la mandlbula en una segunda direccion opuesta a la primera. En algunas formas de realizacion, los elementos de mandlbula primero y segundo comprenden unas poleas situadas alrededor del eje de pivotaje de la mandlbula y las cuerdas de control primera y segunda para cada elemento de mandlbula son los extremos de una unica cuerda de control que pasa alrededor de las poleas respectivas. En algunas formas de realizacion, los elementos de mandlbula pueden controlarse por separado. Por ejemplo, los elementos de mandlbula pueden abrirse y cerrarse alrededor del eje de pivotaje de la mandlbula y pueden pivotar juntos ademas alrededor del eje de pivotaje de la mandlbula.
A continuacion se hara referencia detalladamente a varias formas de realizacion, incluidas las formas de realizacion que muestran implementaciones de ejemplo de instrumentos quirurgicos manuales y roboticos con efectores finales que comprenden elementos ultrasonicos y/o electroquirurgicos. Siempre que sea posible, pueden utilizarse en las figuras numeros de referencia similares o parecidos, y pueden indicar una funcionalidad similar o parecida. Las figuras representan formas de realizacion de ejemplo de los instrumentos quirurgicos y/o metodos de uso divulgados con fines ilustrativos unicamente. Un experto en la materia reconocera facilmente a partir de la siguiente descripcion que pueden emplearse formas de realizacion de ejemplo alternativas de las estructuras y los metodos ilustrados en el presente documento sin alejarse de los principios descritos en el presente documento.
La FIG. 1 es una vista lateral derecha de una forma de realizacion de un instrumento quirurgico ultrasonico 10. En la forma de realizacion ilustrada, el instrumento quirurgico ultrasonico 10 puede emplearse en diversos procedimientos quirurgicos, incluidos procedimientos de cirugla abierta tradicionales o endoscopicos. En una forma de realizacion de ejemplo, el instrumento quirurgico ultrasonico 10 comprende un conjunto de mango 12, un conjunto de vastago alargado 14 y un transductor ultrasonico 16. El conjunto de mango 12 comprende un conjunto de gatillo 24, un conjunto de rotacion distal 13 y un conjunto de interruptor 28. El conjunto de vastago alargado 14 comprende un conjunto de efector terminal 26 que comprende unos elementos para diseccionar tejido o sujetar, cortar y coagular mutuamente vasos y/o tejido, y unos elementos de accionamiento para accionar el conjunto de efector terminal 26. El conjunto de mango 12 esta concebido para recibir el transductor ultrasonico 16 en el extremo proximal. El transductor ultrasonico 16 esta engranado mecanicamente al conjunto de vastago alargado 14 y a porciones del conjunto de efector terminal 26. El transductor ultrasonico 16 esta acoplado electricamente a un generador 20 por medio de un cable 22. Aunque la mayorla de los dibujos representan un conjunto de efector terminal multiple 26 para utilizarse en relacion con procedimientos quirurgicos laparoscopicos, el instrumento quirurgico ultrasonico 10 puede emplearse en procedimientos de cirugla abierta mas tradicionales y en otras formas de realizacion, puede estar configurado para utilizarse en procedimientos endoscopicos. Para los fines de la presente invencion, el instrumento quirurgico ultrasonico 10 se describe en terminos de un instrumento endoscopico; sin embargo, se contempla que una version abierta y/o laparoscopica del instrumento quirurgico ultrasonico 10 tambien pueda incluir iguales o similares caracterlsticas y componentes operativos a los descritos en el presente documento.
En diversas formas de realizacion, el generador 20 comprende varios elementos funcionales, tales como modulos y/o bloques. Los diferentes modulos o elementos funcionales pueden configurarse para accionar diferentes tipos de dispositivos quirurgicos. Por ejemplo, un modulo generador de ultrasonidos 21 puede accionar un dispositivo ultrasonico, tal como el instrumento quirurgico ultrasonico 10. En algunas formas de realizacion de ejemplo, el generador 20 tambien comprende un modulo generador de electrocirugla/RF 23 para accionar un dispositivo electroquirurgico (o una forma de realizacion electroquirurgica del instrumento quirurgico ultrasonico 10). En la forma de realizacion de ejemplo ilustrada en la FIG. 1, el generador 20 incluye un sistema de control 25 integrado en el generador 20, y un interruptor de pedal 29 conectado al generador por medio de un cable 27. El generador 20 puede comprender tambien un mecanismo de activacion para activar un instrumento quirurgico, tal como el instrumento 10. El mecanismo de activacion puede incluir un interruptor de alimentacion (no mostrado) as! como un interruptor de pedal 29. Cuando es activado por el interruptor de pedal 29, el generador 20 puede proporcionar energla para accionar el conjunto acustico del instrumento quirurgico 10 y para accionar el efector terminal 18 a un nivel de excursion predeterminado. El generador 20 acciona o excita el conjunto acustico a cualquier frecuencia de resonancia adecuada del conjunto acustico y/u obtiene la energla electromagnetica/de RF terapeutica/subterapeutica.
En una forma de realizacion, el modulo generador electroquirurgico/de RF 23 puede implementarse como una unidad de electrocirugla (ESU) capaz de suministrar energla suficiente para realizar la electrocirugla bipolar utilizando energla de radiofrecuencia (RF). En una forma de realizacion, la ESU puede ser un ERBE ICC 350 bipolar
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comercializado por ERBE USA, Inc. of Marietta, Ga. En aplicaciones de electrocirugla bipolar, como se ha analizado anteriormente, puede utilizarse un instrumento quirurgico que tiene un electrodo activo y un electrodo de retorno, en el que el electrodo activo y el electrodo de retorno pueden estar situados contra el, o adyacentes al, tejido a tratar de manera que la corriente pueda fluir del electrodo activo al electrodo de retorno a traves del tejido. Por consiguiente, el modulo generador electroquirurgico/de RF 23 puede configurarse con fines terapeuticos aplicando energla electrica al tejido T suficiente para tratar el tejido (por ejemplo, cauterizacion). Por ejemplo, en algunas formas de realizacion, el electrodo activo y/o de retorno puede estar situado en el conjunto de mandlbula descrito en el presente documento.
En una forma de realizacion, el modulo generador electroquirurgico/de RF 23 puede estar configurado para suministrar una senal de RF subterapeutica para implementar un modulo de medicion de impedancia del tejido. En una forma de realizacion, el modulo generador electroquirurgico/de RF 23 comprende un generador de radiofrecuencia bipolar como se describe con mas detalle mas adelante. En una forma de realizacion, el modulo generador electroquirurgico/de RF 23 puede estar configurado para monitorizar la impedancia electrica Z, del tejido T y para controlar las caracterlsticas de tiempo y nivel de potencia basandose en el tejido T por medio de un electrodo de retorno dispuesto en un elemento de pinza del conjunto de efector terminal 26. Por consiguiente, el modulo generador electroquirurgico/de RF 23 puede configurarse con fines subterapeuticos para medir la impedancia u otras caracterlsticas electricas del tejido T. En la publicacion de patente de EE.UU. n° 2011/0015631, titulada "Electrosurgical Generator for Ultrasonic Surgical Instrument" se analizan con mas detalle tecnicas y configuraciones de circuitos para medir la impedancia u otras caracterlsticas electricas del tejido T.
Puede configurarse un modulo generador de ultrasonidos 21 adecuado para que opere funcionalmente de manera similar al GEN300 comercializado por Ethicon Endo-Surgery, Inc. de Cincinnati, Ohio, tal como se divulga en una o mas de las siguientes patentes de EE.UU.: patente de EE.Uu. n° 6.480.796 (Method for Improving the Start Up of an Ultrasonic System Under Zero Load Conditions); patente de EE.UU. n° 6.537.291 (Method for Detecting Blade Breakage Using Rate and/or Impedance Information); patente de EE.UU. n° 6.662.127 (Method for Detecting Presence of a Blade in an Ultrasonic System); patente de EE.UU. n° 6.977.495 (Detection Circuitry for Surgical Handpiece System); patente de EE.UU. n° 7.077.853 (Method for Calculating Transducer Capacitance to Determine Transducer Temperature); patente de EE.UU. n° 7.179.271 (Method for Driving an Ultrasonic System to Improve Acquisition of Blade Resonance Frequency at Startup); y patente de EE.UU. n° 7.273.483 (Apparatus and Method for Alerting Generator Function in an Ultrasonic Surgical System).
Se entendera que en diversas formas de realizacion, el generador 20 puede estar configurado para operar en varios modos. En un modo, el generador 20 puede estar configurado de manera que el modulo generador de ultrasonidos 21 y el modulo generador electroquirurgico/de RF 23 puedan operarse independientemente.
Por ejemplo, el modulo generador de ultrasonidos 21 puede activarse para aplicar energla ultrasonica al conjunto de efector terminal 26 y, posteriormente, puede aplicarse energla de RF terapeutica/subterapeutica al conjunto de efector terminal 26 mediante el modulo generador electroquirurgico/de RF 23. Tal como se ha analizado anteriormente, la energla electroquirurgica/de RF subterapeutica puede aplicarse al tejido sujeto entre los elementos de pinza del conjunto de efector terminal 26 para medir la impedancia del tejido para controlar la activacion, o modificar la activacion, del modulo generador de ultrasonidos 21. La realimentacion de impedancia del tejido a partir de la aplicacion de la energla subterapeutica tambien puede emplearse para activar un nivel terapeutico del modulo generador electroquirurgico/de RF 23 para sellar el tejido (por ejemplo, un vaso) sujeto entre los elementos de pinza del conjunto de efector terminal 26.
En otra forma de realizacion, el modulo generador de ultrasonidos 21 y el modulo generador electroquirurgico/de RF 23 pueden activarse simultaneamente. En un ejemplo, el modulo generador de ultrasonidos 21 se activa simultaneamente con un nivel de potencia de RF subterapeutico para medir la impedancia del tejido simultaneamente mientras la cuchilla ultrasonica del conjunto de efector terminal 26 corta y coagula el tejido (o vaso) sujeto entre los elementos de pinza del conjunto de efector terminal 26. Tal realimentacion puede emplearse, por ejemplo, para modificar la salida del modulo generador de ultrasonidos 21. En otro ejemplo, el modulo generador de ultrasonidos 21 puede accionarse simultaneamente con el modulo generador electroquirurgico/de RF 23 de manera que la porcion de cuchilla ultrasonica del conjunto de efector terminal 26 se emplea para cortar el tejido danado mientras se aplica la energla electroquirurgica/de RF a las porciones de electrodo del conjunto de pinza del efector terminal 26 para sellar el tejido (o vaso).
Cuando el generador 20 se activa por medio del mecanismo de activacion, el generador 20 aplica continuamente energla electrica a un conjunto o cadena de transductores del conjunto acustico. En otra forma de realizacion, el generador 20 aplica energla electrica de manera intermitente (por ejemplo, pulsada). Un bucle de enganche de fase en el sistema de control del generador 20 puede monitorizar la realimentacion del conjunto acustico. El bucle de enganche de fase ajusta la frecuencia de la energla electrica enviada por el generador 20 para que coincida con la frecuencia de resonancia del modo de vibracion longitudinal seleccionado del conjunto acustico. Ademas, un segundo bucle de realimentacion en el sistema de control 25 mantiene la corriente electrica suministrada al conjunto acustico a un nivel constante preseleccionado a fin de conseguir una excursion sustancialmente constante en el efector terminal 18 del conjunto acustico. En otra forma de realizacion mas, un
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tercer bucle de realimentacion en el sistema de control 25 monitoriza la impedancia entre los electrodos situados en el conjunto de efector terminal 26. Aunque las FIGS. 1-9 muestran un instrumento quirurgico ultrasonico operado manualmente, se entendera que los instrumentos quirurgicos ultrasonicos tambien pueden utilizarse en aplicaciones roboticas, por ejemplo, como se describe en el presente documento, as! como combinaciones de aplicaciones manuales y roboticas.
En el modo de funcionamiento ultrasonico, la senal electrica suministrada al conjunto acustico puede hacer que el extremo distal del efector terminal 18 vibre longitudinalmente en el intervalo de, por ejemplo, aproximadamente 20 kHz a 250 kHz. Segun diversas formas de realizacion, la cuchilla 22 puede vibrar en el intervalo de aproximadamente 54 kHz a 56 kHz, por ejemplo, a aproximadamente 55,5 kHz. En otras formas de realizacion, la cuchilla 22 puede vibrar a otras frecuencias que incluyen, por ejemplo, aproximadamente 31 kHz o aproximadamente 80 kHz. La excursion de las vibraciones en la cuchilla puede controlarse, por ejemplo, controlando la amplitud de la senal electrica aplicada al conjunto transductor del conjunto acustico por el generador 20. Como se ha indicado anteriormente, el mecanismo de activacion del generador 20 permite a un usuario activar el generador 20 de manera que pueda suministrarse energla electrica de forma continua o intermitente al conjunto acustico. El generador 20 tambien tiene una llnea electrica para su insercion en una unidad electroquirurgica o una toma de corriente convencional. Se contempla que el generador 20 tambien pueda alimentarse con una fuente de corriente continua (CC), tal como una baterla. El generador 20 puede comprender cualquier generador adecuado, tal como el modelo n° GEN04, y/o el modelo n° GEN11 disponibles en Ethicon Endo-Surgery, Inc.
La FIG. 2 es una vista en perspectiva izquierda de una forma de realizacion de ejemplo del instrumento quirurgico ultrasonico 10 que muestra el conjunto de mango 12, el conjunto de rotacion distal 13, el conjunto de vastago alargado 14 y el conjunto de efector terminal 26. En la forma de realizacion ilustrada, el conjunto de vastago alargado 14 comprende un extremo distal 52 dimensionado para engranar mecanicamente el conjunto de efector terminal 26 y un extremo proximal 50 que engrana mecanicamente el conjunto de mango 12 y al conjunto de rotacion distal 13. El extremo proximal 50 del conjunto de vastago alargado 14 es recibido dentro del conjunto de mango 12 y el conjunto de rotacion distal 13. Se proporcionan mas detalles referentes a las conexiones entre el conjunto de vastago alargado 14, el conjunto de mango 12 y el conjunto de rotacion distal 13 en la descripcion de las FIGS. 5 y 7.
En la forma de realizacion ilustrada, el conjunto de gatillo 24 comprende un gatillo 32 que opera junto con un mango fijo 34. El mango fijo 34 y el gatillo 32 estan conformados ergonomicamente y concebidos para interaccionar comodamente con el usuario. El mango fijo 34 esta asociado integralmente con el conjunto de mango 12. El gatillo 32 puede moverse de forma pivotante con respecto al mango fijo 34, tal como se explica con mas detalle mas adelante con respecto al funcionamiento del instrumento quirurgico ultrasonico 10. El gatillo 32 puede moverse de forma pivotante en la direccion 33A hacia el mango fijo 34 cuando el usuario aplica una fuerza de apriete contra el gatillo 32. Un elemento de resorte 98 (FIG. 5) hace que el gatillo 32 se mueva de forma pivotante en la direccion 33B cuando el usuario libera la fuerza de apriete contra el gatillo.
En una forma de realizacion de ejemplo, el gatillo 32 comprende un gancho de gatillo alargado 36 que define una abertura 38 entre el gancho de gatillo alargado 36 y el gatillo 32. La abertura 38 tiene el tamano adecuado para recibir uno o varios dedos del usuario a traves del mismo. El gatillo 32 tambien puede comprender una porcion elastica 32a moldeada sobre el sustrato del gatillo 32. La porcion elastica sobremoldeada 32a esta conformada para proporcionar una superficie de contacto mas comoda para el control del gatillo 32 en direccion al exterior 33B. En una forma de realizacion de ejemplo, la porcion elastica sobremoldeada 32a puede estar dispuesta sobre una porcion del gancho de gatillo alargado 36. La superficie proximal del gancho de gatillo alargado 32 permanece sin recubrir o esta recubierta con un sustrato no elastico para permitir al usuario deslizar facilmente los dedos dentro y fuera de la abertura 38. En otra forma de realizacion, la geometrla del gatillo forma un bucle totalmente cerrado que define una abertura del tamano adecuado para recibir uno o varios dedos del usuario a traves de la misma. El gatillo de bucle completamente cerrado tambien puede comprender una porcion elastica moldeada sobre el sustrato del gatillo.
En una forma de realizacion de ejemplo, el mango fijo 34 comprende una superficie de contacto proximal 40 y una superficie de agarre en silla de montar o ancla 42. La superficie en silla de montar 42 se apoya sobre la membrana en la que el pulgar y el dedo Indice se unen en la mano. La superficie de contacto proximal 40 tiene un contorno de empunadura de pistola que recibe la palma de la mano en una empunadura de pistola normal sin anillos ni aberturas. La curva de perfil de la superficie de contacto proximal 40 puede estar contorneada para alojar o recibir la palma de la mano. Hay un faldon de estabilizacion 44 situado hacia una porcion mas proximal del conjunto de mango 12. El faldon de estabilizacion 44 puede estar en contacto con la porcion de membrana mas alta de la mano situada entre el pulgar y el dedo Indice para estabilizar el conjunto de mango 12 y hacer el mango 12 mas controlable.
En una forma de realizacion de ejemplo, el conjunto de interruptor 28 puede comprender un interruptor de palanca 30. El interruptor de palanca 30 puede implementarse como un componente unico con un pivote central 304 situado dentro del conjunto de mango 12 para evitar la posibilidad de activacion simultanea. En una forma de realizacion de ejemplo, el interruptor de palanca 30 comprende un primer pulsador saliente 30a y un segundo
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pulsador saliente 30b para fijar el ajuste de la potencia del transductor de ultrasonidos 16 entre un nivel de potencia mlnimo (por ejemplo, MIN) y un nivel de potencia maximo (por ejemplo, MAX). En otra forma de realizacion, el interruptor oscilante puede pivotar entre un ajuste normal y un ajuste especial. El ajuste especial puede permitir que el dispositivo ejecute uno o mas programas especiales. El interruptor de palanca 30 rota alrededor del pivote central a medida que se accionan el primer pulsador saliente 30a y el segundo pulsador saliente 30b. El uno o mas pulsadores salientes 30a, 30b estan acoplados a uno o mas brazos que se mueven a traves de un pequeno arco y hacen que los contactos electricos cierren o abran un circuito electrico para excitar o desexcitar electricamente el transductor ultrasonico 16 segun la activacion de los pulsadores salientes primero o segundo 30a, 30b. El interruptor de palanca 30 esta acoplado al generador 20 para controlar la activacion del transductor ultrasonico 16. El interruptor de palanca 30 comprende uno o mas interruptores de ajuste de la potencia electrica para activar el transductor ultrasonico 16 para fijar uno o mas ajustes de la potencia para el transductor ultrasonico 16. Las fuerzas necesarias para activar el interruptor de palanca 30 se dirigen sustancialmente hacia la superficie en silla de montar 42, evitando as! cualquier tendencia del instrumento a rotar en la mano cuando se activa el interruptor de palanca 30.
En una forma de realizacion de ejemplo, los pulsadores salientes primero y segundo 30a, 30b estan situados en el extremo distal del conjunto de mango 12 de manera que el usuario puede acceder a ellos facilmente para activar la alimentacion practicamente sin recolocar, o recolocando mlnimamente, el agarre con la mano, lo que resulta adecuado para mantener el control y enfocar la atencion en el sitio quirurgico (por ejemplo, un monitor en un procedimiento laparoscopico) mientras se activa el interruptor de palanca 30. Los pulsadores salientes 30a, 30b pueden estar configurados para envolver el lateral del conjunto de mango 12 hasta cierto punto para ser mas facilmente accesibles por longitudes de dedo variables y para permitir una mayor libertad de acceso a la activacion en posiciones incomodas o para dedos mas cortos.
En la forma de realizacion ilustrada, el primer pulsador saliente 30a comprende una pluralidad de elementos tactiles 30c, por ejemplo, unos salientes texturados o "protuberancias" en la forma de realizacion ilustrada, para permitir al usuario diferenciar el primer pulsador saliente 30a del segundo pulsador saliente 30b. Los expertos en la materia entenderan que pueden incorporarse varias caracterlsticas ergonomicas en el conjunto de mango 12. Tales caracterlsticas ergonomicas se describen en la publicacion de solicitud de patente de EE.UU. n° 2009/0105750 titulada "Ergonomic Surgical Instruments".
En una forma de realizacion de ejemplo, el interruptor de palanca 30 puede accionarse con la mano del usuario. El usuario puede acceder facilmente a los pulsadores salientes primero y segundo 30a, 30b en cualquier punto, evitando tambien al mismo tiempo la activacion involuntaria o no intencionada en cualquier momento. El interruptor de palanca 30 puede accionarse facilmente con un dedo para controlar la alimentacion al conjunto ultrasonico 16 y/o al conjunto ultrasonico 16. Por ejemplo, puede emplearse el dedo Indice para activar la primera porcion de contacto 30a para poner el conjunto ultrasonico 16 a un nivel de potencia maximo (MAX). Puede emplearse el dedo Indice para activar la segunda porcion de contacto 30b para poner el conjunto ultrasonico 16 a un nivel de potencia mlnimo (MIN). En otra forma de realizacion, el interruptor oscilante puede hacer pivotar el instrumento 10 entre un ajuste normal y un ajuste especial. El ajuste especial puede permitir que el instrumento 10 ejecute uno o mas programas especiales. El interruptor de palanca 30 puede accionarse sin que el usuario tenga que mirar a los pulsadores salientes primero o segundo 30a, 30b. Por ejemplo, el primer pulsador saliente 30a o el segundo pulsador saliente 30b pueden comprender una textura o unos salientes para diferenciar mediante el tacto los pulsadores salientes primero y segundo 30a, 30b sin mirar.
En una forma de realizacion de ejemplo, el conjunto de rotacion distal 13 puede rotar, sin limitacion, en cualquier direccion alrededor de un eje longitudinal "T." El conjunto de rotacion distal 13 esta engranado mecanicamente al conjunto de vastago alargado 14. El conjunto de rotacion distal 13 esta situado en un extremo distal del conjunto de mango 12. El conjunto de rotacion distal 13 comprende un buje cillndrico 46 y un boton giratorio 48 formado sobre el buje 46. El buje 46 engrana mecanicamente el conjunto de vastago alargado 14. El boton giratorio 48 puede comprender caracterlsticas polimericas acanaladas y puede engancharse con un dedo (por ejemplo, un dedo Indice) para hacer rotar el conjunto de vastago alargado 14. El buje 46 puede comprender un material moldeado sobre la estructura primaria para formar el boton giratorio 48. El boton giratorio 48 puede estar sobremoldeado sobre el buje 46. El buje 46 comprende una porcion de protector terminal 46a que esta expuesta en el extremo distal. La porcion de protector terminal 46a del buje 46 puede estar en contacto con la superficie de un trocar durante los procedimientos laparoscopicos. El buje 46 puede estar hecho de un plastico resistente duro, tal como policarbonato para atenuar cualquier friccion que pueda darse entre la porcion de protector terminal 46a y el trocar. El boton giratorio 48 puede comprender unas "ondas" o acanaladuras formadas por unos nervios elevados 48a y unas porciones concavas 48b situadas entre los nervios 48a para proporcionar un agarre giratorio mas preciso. En una forma de realizacion de ejemplo, el boton giratorio 48 puede comprender una pluralidad de acanaladuras (por ejemplo, tres o mas acanaladuras). En otras formas de realizacion, puede emplearse cualquier numero adecuado de acanaladuras. El boton giratorio 48 puede estar hecho de un material polimerico blando sobremoldeado sobre el material de plastico duro. Por ejemplo, el boton giratorio 48 puede estar hecho de materiales polimericos flexibles, elasticos y maleables, incluidas las aleaciones Versaflex® TPE fabricadas por GLS Corporation, por ejemplo. Este material sobremoldeado mas blando puede proporcionar un mayor agarre y un control mas preciso del movimiento del boton giratorio 48. Se entendera que, para formar el boton giratorio 48,
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puede emplearse cualquier material que proporcione una resistencia adecuada a la esterilizacion, sea biocompatible, y proporcione una adecuada resistencia a la friccion para los guantes quirurgicos.
En una forma de realizacion de ejemplo, el conjunto de mango 12 esta formado a partir de dos (2) porciones de cubierta o carcasa que comprenden una primera porcion 12a y una segunda porcion 12b. Desde la perspectiva de un usuario que esta viendo el conjunto de mango 12 desde el extremo distal hacia el extremo proximal, la primera porcion 12a se considera la porcion derecha y la segunda porcion 12b se considera la porcion izquierda. Cada una de las porciones primera y segunda 12a, 12b incluye una pluralidad de interfaces 69 (FIG. 5) dimensionadas para alinearse mecanicamente y engranar entre si para formar el conjunto de mango 12 y encerrar los componentes de trabajo internos del mismo. El mango fijo 34, que esta asociado integralmente con el conjunto de mango 12, adquiere forma tras el ensamblaje de las porciones primera y segunda 12a y 12b del conjunto de mango 12. Puede haber una pluralidad de interfaces adicionales (no mostradas) dispuestas en diversos puntos alrededor de la periferia de las porciones primera y segunda 12a y 12b del conjunto de mango 12 con fines de soldadura ultrasonica, por ejemplo, puntos de orientacion/deflexion de la energla. Las porciones primera y segunda 12a y 12b (as! como los demas componentes que se describen mas adelante) pueden ensamblarse de cualquier manera conocida en la tecnica. Por ejemplo, pueden utilizarse pasadores de alineacion, interfaces de tipo ajuste a presion, interfaces de ranura y lengueta, lenguetas de bloqueo, orificios adhesivos, ya sea solos o en combinacion con fines de ensamblaje.
En una forma de realizacion de ejemplo, el conjunto de vastago alargado 14 comprende un extremo proximal 50 concebido para engranar mecanicamente el conjunto de mango 12 y el conjunto de rotacion distal 13; y un extremo distal 52 concebido para engranar mecanicamente el conjunto de efector terminal 26. El conjunto de vastago alargado 14 comprende una vaina tubular exterior 56 y un elemento tubular de accionamiento en vaiven 58 situado dentro de la vaina tubular exterior 56. El extremo proximal del elemento tubular de accionamiento en vaiven 58 esta engranado mecanicamente al gatillo 32 del conjunto de mango 12 para moverse en cualquiera de las direcciones 60A o 60B en respuesta al accionamiento y/o liberacion del gatillo 32. El gatillo movible de forma pivotante 32 puede generar un movimiento de vaiven a lo largo del eje longitudinal "T." Tal movimiento puede utilizarse, por ejemplo, para accionar las mandlbulas o mecanismo de sujecion del conjunto de efector terminal 26. Una serie de elementos articulados convierten la rotacion pivotante del gatillo 32 en movimiento axial de un yugo acoplado a un mecanismo de accionamiento, que controla la apertura y cierre de las mandlbulas del mecanismo de sujecion del conjunto de efector terminal 26. El extremo distal del elemento tubular de accionamiento en vaiven 58 esta engranado mecanicamente al conjunto de efector terminal 26. En la forma de realizacion ilustrada, el extremo distal del elemento tubular de accionamiento en vaiven 58 esta engranado mecanicamente a un conjunto de brazo de pinza 64, que puede hacerse pivotar alrededor de un punto de pivotaje 70, para abrir y cerrar el conjunto de brazo de pinza 64 en respuesta al accionamiento y/o liberacion del gatillo 32. Por ejemplo, en la forma de realizacion ilustrada, el conjunto de brazo de pinza 64 es movil en la direccion 62A desde una posicion abierta hasta una posicion cerrada alrededor de un punto de pivotaje 70 cuando se aprieta el gatillo 32 en la direccion 33A. El conjunto de brazo de pinza 64 es movil en la direccion 62B desde una posicion cerrada hasta una posicion abierta alrededor del punto de pivotaje 70 cuando el gatillo 32 se libera o se pone en contacto con el exterior en la direccion 33B.
En una forma de realizacion de ejemplo, el conjunto de efector terminal 26 esta unido en el extremo distal 52 del conjunto de vastago alargado 14, e incluye un conjunto de brazo de pinza 64 y una cuchilla 66. Las mandlbulas del mecanismo de sujecion del conjunto de efector terminal 26 estan formadas por el conjunto de brazo de pinza 64 y la cuchilla 66. La cuchilla 66 puede accionarse mediante ultrasonidos y esta acoplada acusticamente al transductor ultrasonico 16. El gatillo 32 en el conjunto de mango 12 esta conectado finalmente a un conjunto de accionamiento, que juntos, cooperan mecanicamente para efectuar el movimiento del conjunto de brazo de pinza 64. Apretar el gatillo 32 en la direccion 33A mueve el conjunto de brazo de pinza 64 en la direccion 62A desde una posicion abierta, en la que el conjunto de brazo de pinza 64 y la cuchilla 66 se disponen en una relacion separada uno con respecto al otro, hasta una posicion sujeta o cerrada, en la que el conjunto de brazo de pinza 64 y la cuchilla 66 cooperan para sujetar el tejido entre ellos. El conjunto de brazo de pinza 64 puede comprender una almohadilla de pinza 69 para enganchar el tejido entre la cuchilla 66 y el brazo de pinza 64. La liberacion del gatillo 32 en la direccion 33B mueve el conjunto de brazo de pinza 64 en la direccion 62B desde una posicion cerrada, hasta una posicion abierta, en la que el conjunto de brazo de pinza 64 y la cuchilla 66 estan dispuestos en una relacion separada uno con respecto al otro.
La porcion proximal del conjunto de mango 12 comprende una abertura proximal 68 para recibir el extremo distal del conjunto ultrasonico 16. El conjunto ultrasonico 16 se inserta en la abertura proximal 68 y esta engranado mecanicamente al conjunto de vastago alargado 14.
En una forma de realizacion de ejemplo, la porcion de gancho de gatillo alargado 36 del gatillo 32 proporciona una palanca de gatillo mas larga con menor envergadura y recorrido de rotacion. La palanca mas larga del gancho de gatillo alargado 36 permite al usuario emplear varios dedos dentro de la abertura 38 para accionar el gancho de gatillo alargado 36 y hacer que el gatillo 32 pivote en la direccion 33B para abrir las mandlbulas del conjunto de efector terminal 26. Por ejemplo, el usuario puede insertar tres dedos (por ejemplo, el corazon, el anular y el menique) en la abertura 38. Los multiples dedos permiten al cirujano ejercer mayor fuerza sobre el gatillo 32 y el gancho de gatillo alargado 36 para activar el conjunto de efector terminal 26. La menor envergadura y recorrido de
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rotacion crea un agarre mas comodo cuando se cierra o aprieta el gatillo 32 en la direccion 33A o cuando se abre el gatillo 32 en un movimiento de apertura hacia fuera en la direccion 33B, disminuyendo la necesidad de extender los dedos mas hacia fuera. Esto disminuye sustancialmente la tension y fatiga de la mano asociadas con el movimiento de apertura hacia fuera del gatillo 32 en la direccion 33B. El movimiento de apertura hacia fuera del gatillo puede ser asistido por resorte mediante el elemento de resorte 98 (FIG. 5) para ayudar a atenuar la fatiga. La fuerza del resorte de apertura es suficiente para ayudar a facilitar la apertura, pero no es lo suficientemente fuerte como para repercutir negativamente en la realimentacion tactil de la tension del tejido durante la diseccion.
Por ejemplo, durante un procedimiento quirurgico, puede utilizarse el dedo Indice para controlar la rotacion del conjunto de vastago alargado 14 para colocar las mandlbulas del conjunto de efector terminal 26 en una orientacion adecuada. El dedo corazon y/o los demas dedos inferiores pueden utilizarse para apretar el gatillo 32 y sujetar el tejido dentro de las mandlbulas. Una vez que las mandlbulas se encuentran en la posicion deseada y las mandlbulas quedan sujetas contra el tejido, puede utilizarse el dedo Indice para activar el interruptor de palanca 30 para ajustar el nivel de potencia del transductor ultrasonico 16 para tratar el tejido. Una vez tratado el tejido, el usuario puede liberar el gatillo 32 empujando hacia el exterior en direccion distal contra el gancho de gatillo alargado 36 con los dedos corazon y/o inferiores para abrir las mandlbulas del conjunto de efector terminal 26. Este procedimiento basico puede llevarse a cabo sin que el usuario tenga que ajustar su agarre del conjunto de mango 12.
Las FIGS. 3-4 ilustran la conexion del conjunto de vastago alargado 14 con respecto al conjunto de efector terminal 26. Como se ha descrito anteriormente, en la forma de realizacion ilustrada, el conjunto de efector terminal 26 comprende un conjunto de brazo de pinza 64 y una cuchilla 66 para formar las mandlbulas del mecanismo de sujecion. La cuchilla 66 puede ser una cuchilla accionable mediante ultrasonidos acoplada acusticamente al transductor ultrasonico 16. El gatillo 32 esta conectado mecanicamente a un conjunto de accionamiento. Juntos, el gatillo 32 y el conjunto de accionamiento cooperan mecanicamente para mover el conjunto de brazo de pinza 64 hasta una posicion abierta en la direccion 62A en la que el conjunto de brazo de pinza 64 y la cuchilla 66 quedan dispuestos en una relacion separada uno con respecto al otro, hasta una posicion sujeta o cerrada en la direccion 62B en la que el conjunto de brazo de pinza 64 y la cuchilla 66 cooperan para sujetar tejido entre ellos. El conjunto de brazo de pinza 64 puede comprender una almohadilla de pinza 69 para enganchar el tejido entre la cuchilla 66 y el brazo de pinza 64. El extremo distal del elemento tubular de accionamiento en vaiven 58 esta engranado mecanicamente al conjunto de efector terminal 26. En la forma de realizacion ilustrada, el extremo distal del elemento tubular de accionamiento en vaiven 58 esta engranado mecanicamente al conjunto de brazo de pinza 64, que puede pivotar alrededor del punto de pivotaje 70, para abrir y cerrar el conjunto de brazo de pinza 64 en respuesta al accionamiento y/o liberacion del gatillo 32. Por ejemplo, en la forma de realizacion ilustrada, el conjunto de brazo de pinza 64 pude moverse desde una posicion abierta hasta una posicion cerrada en la direccion 62B alrededor de un punto de pivotaje 70 cuando se aprieta el gatillo 32 en la direccion 33A. El conjunto de brazo de pinza 64 pude moverse desde una posicion cerrada hasta una posicion abierta en la direccion 62A alrededor del punto de pivotaje 70 cuando el gatillo 32 se libera o se pone en contacto con el exterior en la direccion 33B.
Como se ha analizado anteriormente, el conjunto de brazo de pinza 64 puede comprender unos electrodos acoplados electricamente al modulo generador electroquirurgico/de RF 23 para recibir energla terapeutica y/o subterapeutica, donde la energla electroquirurgica/de Rf puede aplicarse a los electrodos ya sea de forma simultanea o no simultanea siendo aplicada la energla ultrasonica a la cuchilla 66. Tales activaciones de energla pueden aplicarse en cualquier combinacion adecuada para conseguir un efecto deseado en el tejido en cooperacion con un algoritmo u otra logica de control.
La FIG. 5 es una vista despiezada del instrumento quirurgico ultrasonico 10 mostrado en la FIG. 2. En la forma de realizacion ilustrada, la vista despiezada muestra los elementos internos del conjunto de mango 12, el conjunto de mango 12, el conjunto de rotacion distal 13, el conjunto de interruptor 28, y el conjunto de vastago alargado 14. En la forma de realizacion ilustrada, las porciones primera y segunda 12a, 12b se unen para formar el conjunto de mango 12. Cada una de las porciones primera y segunda 12a, 12b comprende una pluralidad de interfaces 69 dimensionadas para alinearse mecanicamente y engranar entre si para formar el conjunto de mango 12 y encerrar los componentes de trabajo internos del instrumento quirurgico ultrasonico 10. El boton giratorio 48 esta engranado mecanicamente a la vaina tubular exterior 56 de manera que pueda hacerse rotar en la direccion circular 54 hasta 360°. La vaina tubular exterior 56 esta situada sobre el elemento tubular de accionamiento en vaiven 58, que esta engranado mecanicamente a y retenido dentro del conjunto de mango 12 mediante una pluralidad de elementos de acoplamiento 72. Los elementos de acoplamiento 72 pueden comprender una junta torica 72a, una tapa de collar de tubo 72b, una arandela distal 72c, una arandela proximal 72d, y un collar de tubo de rosca 72e. El elemento tubular de accionamiento en vaiven 58 se encuentra dentro de una yugo de vaiven 84, que es retenida entre las porciones primera y segunda 12a, 12b del conjunto de mango 12. El yugo 84 es parte de un conjunto de yugo de vaiven 88. Una serie de elementos articulados convierten la rotacion pivotante del gancho de gatillo alargado 32 en movimiento axial de la yugo de vaiven 84, que controla la apertura y cierre de las mandlbulas del mecanismo de sujecion del conjunto de efector terminal 26 en el extremo distal del instrumento quirurgico ultrasonico 10. En una forma de realizacion de ejemplo, un diseno de cuatro elementos de union proporciona ventaja mecanica en un margen de rotacion relativamente corto, por ejemplo.
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En una forma de realizacion de ejemplo, hay una gula de ondas de transmision ultrasonica 78 dispuesta en el interior del elemento tubular de accionamiento en vaiven 58. El extremo distal 52 de la gula de ondas de transmision ultrasonica 78 esta acoplado acusticamente (por ejemplo, directa o indirectamente engranado mecanicamente) a la cuchilla 66 y el extremo proximal 50 de la gula de ondas de transmision ultrasonica 78 es recibido dentro del conjunto de mango 12. El extremo proximal 50 de la gula de ondas de transmision ultrasonica 78 esta concebido para acoplarse acusticamente al extremo distal del transductor ultrasonico 16 como se analiza con mas detalle mas adelante. La gula de ondas de transmision ultrasonica 78 esta aislada de los demas elementos del conjunto de vastago alargado 14 mediante una vaina protectora 80 y una pluralidad de elementos de aislamiento 82, tales como anillos de silicona. La vaina tubular exterior 56, el elemento tubular de accionamiento en vaiven 58, y la gula de ondas de transmision ultrasonica 78 estan engranados mecanicamente mediante un pasador 74. El conjunto de interruptor 28 comprende el interruptor de palanca 30 y los elementos electricos 86a,b para energizar electricamente el transductor ultrasonico 16 de acuerdo con la activacion de los pulsadores salientes primero o segundo 30a, 30b.
En una forma de realizacion de ejemplo, la vaina tubular exterior 56 alsla al usuario o al paciente de las vibraciones ultrasonicas de la gula de ondas de transmision ultrasonica 78. La vaina tubular exterior 56 incluye generalmente un buje 76. La vaina tubular exterior 56 esta ensartada en el extremo distal del conjunto de mango 12. La gula de ondas de transmision ultrasonica 78 se prolonga a traves de la abertura de la vaina tubular exterior 56 y los elementos de aislamiento 82 alslan la gula de ondas de transmision ultrasonica 24 de la vaina tubular exterior 56. La vaina tubular exterior 56 puede estar fijada a la gula de ondas 78 con el pasador 74. El agujero para recibir el pasador 74 en la gula de ondas 78 puede encontrarse concretamente en un nodo de desplazamiento. La gula de ondas 78 puede atornillarse o acoplarse a presion en el conjunto de mango de la pieza de mano 12 mediante un esparrago. Las porciones planas en el buje 76 pueden permitir que el conjunto sea torcido hasta un nivel necesario. En una forma de realizacion de ejemplo, la porcion de buje 76 de la vaina tubular exterior 56 esta hecha preferentemente de plastico y la porcion alargada tubular de la vaina tubular exterior 56 esta hecha de acero inoxidable. Como alternativa, la gula de ondas de transmision ultrasonica 78 puede comprender un material polimerico que la rodea para aislarla del contacto con el exterior.
En una forma de realizacion de ejemplo, el extremo distal de la gula de ondas de transmision ultrasonica 78 puede estar acoplada al extremo proximal de la cuchilla 66 mediante una conexion roscada interna, preferentemente en o cerca de un antinodo. Se contempla que la cuchilla 66 pueda estar fijada a la gula de ondas de transmision ultrasonica 78 mediante cualquier medio adecuado, tal como una junta soldada o similar. Aunque la cuchilla 66 puede ser separable de la gula de ondas de transmision ultrasonica 78, tambien se contempla que el efector terminal de elemento unico (por ejemplo, la cuchilla 66) y la gula de ondas de transmision ultrasonica 78 puedan conformarse como una sola pieza unitaria.
En una forma de realizacion de ejemplo, el gatillo 32 esta acoplado a un mecanismo articulado para convertir el movimiento de rotacion del gatillo 32 en las direcciones 33A y 33B en movimiento lineal del elemento tubular de accionamiento en vaiven 58 en las direcciones 60A y 60B correspondientes. El gatillo 32 comprende un primer conjunto de pestanas 98 con unas aberturas formadas en las mismas para recibir un primer pasador de yugo 92a. El primer pasador de yugo 92a tambien esta situado a traves de un conjunto de aberturas formadas en el extremo distal del yugo 84. El gatillo 32 tambien comprende un segundo conjunto de pestanas 96 para recibir un primer extremo 92a de un elemento de union 92. Un pasador de gatillo 90 es recibido en las aberturas formadas en el elemento de union 92 y el segundo conjunto de pestanas 96. El pasador de gatillo 90 es recibido en las aberturas formadas en el elemento de union 92 y el segundo conjunto de pestanas 96 y esta concebido para acoplarse a las porciones primera y segunda 12a, 12b del conjunto de mango 12 para formar un punto de pivotaje del gatillo para el gatillo 32. Un segundo extremo 92b del elemento de union 92 es recibido en una ranura 384 formada en un extremo proximal del yugo 84 y es retenido en la misma mediante un segundo pasador de yugo 94b. A medida que el gatillo 32 se hace rotar de forma pivotante alrededor del punto de pivotaje 190 formado por el pasador de gatillo 90, el yugo se traslada horizontalmente a lo largo del eje longitudinal "T" en una direccion indicada por las flechas 60A,B.
La FIG. 8 ilustra una forma de realizacion de ejemplo de un instrumento quirurgico ultrasonico 10. En la forma de realizacion ilustrada, se muestra una vista en seccion transversal del transductor ultrasonico 16 dentro de una vista en seccion parcial del conjunto de mango 12. Una forma de realizacion de ejemplo del instrumento quirurgico ultrasonico 10 comprende el generador de senales ultrasonicas 20 acoplado al transductor ultrasonico 16, que comprende un cubierta de la pieza de mano 99, y un conjunto de efector terminal 26 de elemento unico o multiple accionable mediante ultrasonidos. Como ya se ha analizado, el conjunto de efector terminal 26 comprende la cuchilla 66 accionable mediante ultrasonidos y el brazo de pinza 64. El transductor ultrasonico 16, que se conoce como "apilamiento de Langevin", incluye generalmente una porcion de transduccion 100, una primera porcion de resonador o campana posterior 102, y una segunda porcion de resonador o campana anterior 104, y unos componente complementarios. La estructura total de estos componentes es un resonador. El transductor ultrasonico 16 es preferentemente un numero entero de medias longitudes de onda del sistema (nA/2; donde "n" es cualquier numero entero positivo, por ejemplo, n = 1, 2, 3.) de longitud, como se describira con mas detalle mas adelante. Un conjunto acustico 106 incluye el transductor ultrasonico 16, un cono de morro 108, un transformador de velocidad 118, y una superficie 110.
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En una forma de realization de ejemplo, el extremo distal de la campana posterior 102 esta conectado al extremo proximal de la portion de transduction 100, y el extremo proximal de la campana anterior 104 esta conectado al extremo distal de la porcion de transduccion 100. La campana anterior 104 y la campana posterior 102 tienen una longitud determinada por un numero de variables, incluidos el espesor de la porcion de transduccion 100, la densidad y el modulo de elasticidad del material utilizado para fabricar la campana posterior 102 y la campana anterior 22, y la frecuencia de resonancia del transductor ultrasonico 16. La campana anterior 104 puede ahusarse hacia el interior desde su extremo proximal hasta su extremo distal para amplificar la amplitud de la vibration ultrasonica como el transformador de velocidad 118, o como alternativa puede no tener amplification. Un intervalo de frecuencias de vibracion adecuado puede ser de aproximadamente 20 Hz a 32 kHz y un intervalo de frecuencias de vibracion muy adecuado puede ser de aproximadamente 30 kHz-10 kHz. Una frecuencia de vibracion operativa adecuada puede ser de aproximadamente 55,5 kHz, por ejemplo.
En una forma de realizacion de ejemplo, los elementos piezoelectricos 112 pueden estar hechos de cualquier material adecuado, tal como, por ejemplo, zirconato-titanato de plomo, metaniobato de plomo, titanato de plomo, titanato de bario, u otro material ceramico piezoelectrico. Cada uno de los electrodos positivos 114, los electrodos negativos 116, y los elementos piezoelectricos 112 tiene una perforation que se prolonga a traves del centro. Los electrodos positivo y negativo 114 y 116 estan acoplados electricamente a los cables 120 y 122, respectivamente. Los cables 120 y 122 estan encerrados en el cable 22 y pueden conectarse electricamente al generador de senales ultrasonicas 20.
El transductor ultrasonico 16 del conjunto acustico 106 convierte la senal electrica del generador de senales ultrasonicas 20 en energla mecanica que da como resultado principalmente una onda acustica estacionaria de movimiento vibratorio longitudinal del transductor ultrasonico 16 y la porcion de cuchilla 66 del conjunto de efector terminal 26 a frecuencias ultrasonicas. En otra forma de realizacion, el movimiento vibratorio del transductor ultrasonico puede actuar en una direction diferente. Por ejemplo, el movimiento vibratorio puede comprender un componente longitudinal local de un movimiento mas complicado de la punta del conjunto de vastago alargado 14. Se dispone de un generador adecuado como el numero de modelo GEN11, en Ethicon Endo-Surgery, Inc., Cincinnati, Ohio. Cuando el conjunto acustico 106 se energiza, se genera una onda estacionaria de movimiento vibratorio a traves del conjunto acustico 106. El instrumento quirurgico ultrasonico 10 esta disenado para funcionar a una resonancia de manera que se produzca un patron de ondas estacionarias acusticas de amplitud predeterminada. La amplitud del movimiento vibratorio en cualquier punto a lo largo del conjunto acustico 106 depende de la ubicacion a lo largo del conjunto acustico 106 a la que se mide el movimiento vibratorio. Un cruzamiento mlnimo o nulo en la onda estacionaria de movimiento vibratorio se denomina generalmente nodo (es decir, donde el movimiento es mlnimo), y un valor absoluto local maximo o pico en la onda estacionaria se denomina generalmente antinodo (por ejemplo, donde el movimiento local es maximo). La distancia entre un antinodo y su nodo mas cercano es un cuarto de longitud de onda (A/4).
Los cables 120 y 122 transmiten una senal electrica desde el generador de senales ultrasonicas 20 hasta los electrodos positivos 114 y los electrodos negativos 116. Los elementos piezoelectricos 112 son energizados por la senal electrica suministrada desde el generador de senales ultrasonicas 20 en respuesta a un accionador 224, tal como un interruptor de pedal, por ejemplo, para producir una onda estacionaria acustica en el conjunto acustico 106. La senal electrica provoca perturbaciones en los elementos piezoelectricos 112 en forma de pequenos desplazamientos repetidos que dan como resultado grandes fuerzas de compresion y tension alternas dentro del material. Los pequenos desplazamientos repetidos hacen que los elementos piezoelectricos 112 se expandan y contraigan de manera continua a lo largo del eje del gradiente de voltaje, produciendo ondas longitudinales de energla ultrasonica. La energla ultrasonica se transmite a traves del conjunto acustico 106 a la porcion de cuchilla 66 del conjunto de efector terminal 26 por medio de un componente de transmision o una porcion de gula de ondas de transmision ultrasonica 78 del conjunto de vastago alargado 14.
En una forma de realizacion de ejemplo, para que el conjunto acustico 106 suministre energla a la porcion de cuchilla 66 del conjunto de efector terminal 26, todos los componentes del conjunto acustico 106 deben estar acoplados acusticamente a la cuchilla 66. El extremo distal del transductor ultrasonico 16 puede estar acoplado acusticamente a la superficie 110 en el extremo proximal de la gula de ondas de transmision ultrasonica 78 mediante una conexion roscada tal como un esparrago 124.
En una forma de realizacion de ejemplo, los componentes del conjunto acustico 106 estan preferentemente sintonizados acusticamente, de manera que la longitud de cualquier conjunto sea un numero entero de medias longitudes de onda (nA/2), donde la longitud de onda A es la longitud de onda de una frecuencia de excitation de la vibracion longitudinal preseleccionada o de funcionamiento fd del conjunto acustico 106. Tambien se contempla que el conjunto acustico 106 pueda incorporar cualquier disposition adecuada de elementos acusticos.
En una forma de realizacion de ejemplo, la cuchilla 66 puede tener una longitud sustancialmente igual a un multiplo entero de medias longitudes de onda del sistema (nA/2). Un extremo distal de la cuchilla 66 puede estar dispuesto cerca de un antinodo para proporcionar la maxima excursion longitudinal del extremo distal. Cuando se energiza el conjunto de transductor, el extremo distal de la cuchilla 66 puede estar configurado para moverse en el
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intervalo de, por ejemplo, aproximadamente 10 a 500 micrometros de pico a pico, y preferentemente en el intervalo de aproximadamente 30 a 64 micrometros a una frecuencia de vibracion predeterminada de 55 kHz, por ejemplo.
En una forma de realizacion de ejemplo, la cuchilla 66 puede estar acoplada a la gula de ondas de transmision ultrasonica 78. La cuchilla 66 y la gula de ondas de transmision ultrasonica 78 tal como se ilustra estan formadas como una sola estructura unitaria a partir de un material adecuado para la transmision de energla ultrasonica. Los ejemplos de tales materiales incluyen Ti6Al4V (una aleacion de titanio que incluye aluminio y vanadio), aluminio, acero inoxidable, u otros materiales adecuados. Como alternativa, la cuchilla 66 puede ser separable de (y tener diferente composicion que) la gula de ondas de transmision ultrasonica 78, y acoplarse mediante, por ejemplo, un esparrago, soldadura, pegamento, conexion rapida "Quick Connect", u otros metodos conocidos adecuados. La longitud de la gula de ondas de transmision ultrasonica 78 puede ser sustancialmente igual a un numero entero de medias longitudes de onda (nA/2), por ejemplo. La gula de ondas de transmision ultrasonica 78 puede fabricarse preferentemente a partir de un vastago central solido hecho de un material adecuado para propagar la energla ultrasonica de manera eficaz, tal como las aleaciones de titanio mencionadas anteriormente (es decir, Ti6Al4V) o cualquier aleacion de aluminio adecuada, u otras aleaciones, por ejemplo.
En una forma de realizacion de ejemplo, la gula de ondas de transmision ultrasonica 78 comprende una barra de fijacion que se proyecta longitudinalmente en un extremo proximal para acoplarse a la superficie 110 de la gula de ondas de transmision ultrasonica 78 mediante una conexion roscada tal como el esparrago 124. La gula de ondas de transmision ultrasonica 78 puede incluir una pluralidad de soportes flexibles o anillos de silicona estabilizadores 82 (FIG. 5) situados en una pluralidad de nodos. Los anillos de silicona 82 amortiguan la vibracion no deseable y alslan la energla ultrasonica de una vaina protectora exterior 80 (FIG. 5) asegurando el flujo de energla ultrasonica en una direccion longitudinal hasta el extremo distal de la cuchilla 66 con la maxima eficacia.
La FIG. 9 ilustra una forma de realizacion de ejemplo del conjunto de rotacion proximal 128. En la forma de realizacion ilustrada, el conjunto de rotacion proximal 128 comprende el boton giratorio proximal 134 insertado sobre el buje cillndrico 135. El boton giratorio proximal 134 comprende una pluralidad de salientes radiales 138 que son recibidos en las correspondientes ranuras 130 formadas en un extremo proximal del buje cillndrico 135. El boton giratorio proximal 134 define una abertura 142 para recibir el extremo distal del transductor ultrasonico 16. Los salientes radiales 138 estan hechos de un material polimerico suave y definen un diametro que esta subdimensionado con respecto al diametro exterior del transductor ultrasonico 16 para crear un ajuste de interferencia por friccion con el extremo distal del transductor ultrasonico 16. Los salientes radiales polimericos 138 sobresalen radialmente dentro de la abertura 142 para formar unos nervios "de agarre" que sujetan firmemente la carcasa exterior del transductor ultrasonico 16. Por lo tanto, el boton giratorio proximal 134 sujeta firmemente el transductor ultrasonico 16.
El extremo distal del buje cillndrico 135 comprende un labio circunferencial 132 y una superficie de apoyo circunferencial 140. El labio circunferencial se acopla en un surco formado en la carcasa 12 y la superficie de apoyo circunferencial 140 se acopla a la carcasa 12. Por lo tanto, el buje cillndrico 135 es retenido mecanicamente dentro de las dos porciones de carcasa (no mostradas) de la carcasa 12. El labio circunferencial 132 del buje cillndrico 135 esta situado o "atrapado" entre las porciones de carcasa primera y segunda 12a, 12b y es libre de rotar en su sitio dentro del surco. La superficie de apoyo circunferencial 140 se apoya contra las porciones interiores de la carcasa para ayudar a la rotacion adecuada. Por lo tanto, el buje cillndrico 135 es libre de rotar en su sitio dentro de la carcasa. El usuario engancha las acanaladuras 136 formadas en el boton giratorio proximal 134 con el dedo o con el pulgar para hacer rotar el buje cillndrico 135 dentro de la carcasa 12.
En una forma de realizacion de ejemplo, el buje cillndrico 135 puede estar hecho de un plastico resistente tal como policarbonato. En una forma de realizacion de ejemplo, el buje cillndrico 135 puede estar hecho de un material de policarbonato siliconado. En una forma de realizacion de ejemplo, el boton giratorio proximal 134 puede estar hecho de materiales polimericos flexibles, elasticos y maleables, incluidas las aleaciones Versaflex® TPE fabricadas por GLS Corporation, por ejemplo. El boton giratorio proximal 134 puede estar hecho de materiales elastomericos, el caucho termoplastico conocido como Santoprene®, otros vulcanizados termoplasticos (TPV), o elastomeros, por ejemplo. Sin embargo, las formas de realizacion no estan limitadas en este contexto.
La FIG. 10 ilustra una forma de realizacion de ejemplo de un sistema quirurgico 200 que incluye un instrumento quirurgico 210 que tiene un efector terminal de elemento unico 278. El sistema 200 puede incluir un conjunto de transductor 216 acoplado al efector terminal 278 y una vaina 256 situada alrededor de las porciones proximales del efector terminal 278, como se muestra. El conjunto de transductor 216 y el efector terminal 278 pueden operar de manera similar a la del conjunto de transductor 16 y el efector terminal 18 descritos anteriormente para producir energla ultrasonica que puede transmitirse a los tejidos mediante la cuchilla 226'.
A traves de los anos, se han desarrollado diversos sistemas roboticos mlnimamente invasivos (o "telequirurgicos") para aumentar la destreza quirurgica, as! como para permitir que un cirujano opere a un paciente de manera intuitiva. Los sistemas quirurgicos roboticos pueden utilizarse con muchos tipos diferentes de instrumentos quirurgicos, incluidos, por ejemplo, instrumentos ultrasonicos, tal como se describe en el presente documento. Los sistemas roboticos de ejemplo incluyen los fabricados por Intuitive Surgical, Inc., de Sunnyvale,
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California, EE.UU. Tales sistemas, as! como los sistemas roboticos de otros fabricantes, se divulgan en las siguientes patentes estadounidenses: patente de EE.UU. n° 5.792.135, titulada "Articulated Surgical Instrument For Performing Minimally Invasive Surgery With Enhanced Dexterity and Sensitivity", patente de EE.UU. n° 6.231.565, titulada "Robotic Arm DLUs For Performing Surgical Tasks", patente de EE.UU. n° 6.783.524, titulada "Robotic Surgical Tool With Ultrasound Cauterizing and Cutting Instrument", patente de EE.UU. n° 6.364.888, titulada "Alignment of Master and Slave In a Minimally Invasive Surgical Apparatus", patente de EE.UU. n° 7.524.320, titulada "Mechanical Actuator Interface System For Robotic Surgical Tools", patente de EE.UU. n° 7.691.098, titulada “Platform Link Wrist Mechanism", patente de EE.UU. n° 7.806.891, titulada “Repositioning and Reorientation of Master/Slave Relationship in Minimally Invasive Telesurgery", y patente de EE.UU. n° 7.824.401, titulada “Surgical Tool With Wristed Monopolar Electrosurgical End Effectors". Sin embargo, muchos de tales sistemas han sido incapaces en el pasado de generar la magnitud de fuerzas necesaria para cortar y sujetar el tejido de manera eficaz.
Las FIGS. 11-26 ilustran formas de realizacion de ejemplo de sistemas quirurgicos roboticos. En algunas formas de realizacion, los sistemas quirurgicos roboticos divulgados pueden utilizar los instrumentos ultrasonicos o electroquirurgicos descritos en el presente documento. Los expertos en la materia entenderan que los sistemas quirurgicos roboticos ilustrados no se limitan solo a los instrumentos descritos en el presente documento, y que pueden utilizar cualquier instrumento quirurgico compatible. Los expertos en la materia entenderan ademas que, aunque pueden utilizarse diversas formas de realizacion descritas en el presente documento con los sistemas quirurgicos roboticos descritos, la divulgacion no se limita a ellos, y que puede utilizarse con cualquier sistema quirurgico robotico compatible.
Las FIGS. 11-16 ilustran la estructura y el funcionamiento de varios sistemas quirurgicos roboticos de ejemplo y sus componentes. La FIG. 11 muestra un diagrama de bloques de un sistema quirurgico robotico 1000 de ejemplo. El sistema 1000 comprende al menos un controlador 508 y al menos un carro de brazo 510. El carro de brazo 510 puede estar engranado mecanicamente a uno o mas brazos o manipuladores roboticos, indicado mediante el recuadro 512. Cada uno de los brazos roboticos 512 puede comprender uno o mas instrumentos quirurgicos 514 para realizar diversas tareas quirurgicas en un paciente 504. El manejo del carro de brazo 510, incluidos los brazos 512 y los instrumentos 514 puede ser dirigido por un cllnico 502 desde un controlador 508. En algunas formas de realizacion, un segundo controlador 508', manejado por un segundo cllnico 502' tambien puede dirigir la operacion del carro de brazo 510 junto con el primer cllnico 502'. Por ejemplo, cada uno de los cllnicos 502, 502' puede controlar diferentes brazos 512 del carro o, en algunos casos, puede pasarse el control completo del carro de brazo 510 entre los cllnicos 502, 502'. En algunas formas de realizacion, pueden utilizarse carros de brazo adicionales (no mostrados) en el paciente 504. Estos carros de brazo adicionales pueden ser controlados por uno o mas de los controladores 508, 508'. El carro (o carros) de brazo 510 y los controladores 508, 508' pueden estar en comunicacion uno con otro por medio de un enlace de comunicaciones 516, que puede ser cualquier tipo adecuado de enlace de comunicaciones por cable o inalambrico que transporte cualquier tipo adecuado de serial (por ejemplo, electrica, optica, de infrarrojos, etc.) segun cualquier protocolo de comunicaciones adecuado. Las implementaciones de ejemplo de sistemas quirurgicos roboticos, tales como el sistema 1000, se divulgan en la patente de EE.UU. n° 7.524.320. Por lo tanto, no se describiran detalladamente diversos detalles de tales dispositivos en el presente documento mas alla de lo que pueda ser necesario para comprender las diversas formas de realizacion del dispositivo reivindicado.
La FIG. 12 muestra una forma de realizacion de ejemplo de un carro de brazo robotico 520. El carro de brazo robotico 520 esta configurado para accionar una pluralidad de instrumentos o instrumentos quirurgicos, indicados generalmente como 522 dentro de un perlmetro de trabajo 519. Se divulgan diversos metodos y sistemas de cirugla robotica que emplean dispositivos de brazo de carro robotico y controlador maestro en la patente de EE.UU. n° 6.132.368, titulada "Multi-Component Telepresence System and Method". En diversas formas, el carro de brazo robotico 520 incluye una base 524 que soporta, en la forma de realizacion ilustrada, tres instrumentos quirurgicos 522. En diversas formas, cada uno de los instrumentos quirurgicos 522 esta soportado por una serie de elementos articulados operados manualmente, generalmente denominados articulaciones del dispositivo 526, y un manipulador robotico 528. Estas estructuras se ilustran en el presente documento con unas cubiertas protectoras que abarcan gran parte de la articulacion robotica. Estas cubiertas protectoras pueden ser opcionales, y pueden tener un tamano limitado o eliminarse totalmente en algunas formas de realizacion para minimizar la inercia a la que se enfrentan los servomecanismos utilizados para manipular tales dispositivos, para limitar el volumen de los componentes moviles a fin de evitar colisiones, y para limitar el peso total del carro 520. El carro 520 tendra generalmente las dimensiones adecuadas para transportar el carro 520 entre los quirofanos. El carro 520 puede estar configurado para caber por lo general por las puertas de un quirofano convencional y los ascensores convencionales de un hospital. En diversas formas, el carro 520 preferentemente tendrla un peso e incluirla un sistema de ruedas (u otro sistema de transporte) que permitiese que un solo asistente colocase el carro 520 adyacente a una mesa de operaciones.
La FIG. 13 muestra una forma de realizacion de ejemplo del manipulador robotico 528 del carro de brazo robotico 520. En el ejemplo mostrado en la FIG. 13, el manipulador robotico 528 puede incluir un elemento articulado 530 que limita el movimiento del instrumento quirurgico 522. En diversas formas de realizacion, el elemento articulado 530 incluye unos elementos de union rlgidos acoplados entre si mediante unas articulaciones giratorias en una disposicion en paralelogramo de manera que el instrumento quirurgico 522 rote alrededor de un punto en el
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espacio 532, como se describe mas detalladamente en la patente de EE.UU. expedida n° 5.817.084. La disposicion en paralelogramo limita la rotacion a pivotar alrededor de un eje 534a, a veces llamado eje de cabeceo. Los elementos de union que soportan el elemento articulado en paralelogramo estan montados de forma pivotante a las articulaciones del dispositivo 526 (FIG. 12) de manera que el instrumento quirurgico 522 rote adicionalmente alrededor de un eje 534b, a veces llamado eje de guinada. Los ejes de cabeceo y guinada 534a, 534b se intersecan en el centro remoto 536, que esta alineado a lo largo de un vastago 538 del instrumento quirurgico 522. El instrumento quirurgico 522 puede tener grados de libertad accionados adicionales soportados por el manipulador 540, incluido el movimiento de deslizamiento del instrumento quirurgico 522 a lo largo del eje longitudinal del instrumento "LT-LT". A medida que el instrumento quirurgico 522 se desliza a lo largo del eje del instrumento LT-LT con respecto al manipulador 540 (flecha 534c), el centro remoto 536 permanece fijo con respecto a la base 542 del manipulador 540. Por lo tanto, todo el manipulador 540 se mueve en general para recolocar el centro remoto 536. El elemento articulado 530 del manipulador 540 es accionada por una serie de motores 544. Estos motores 544 mueven activamente el elemento articulado 530 en respuesta a las ordenes de un procesador de un sistema de control. Como se analizara con mayor detalle mas adelante, los motores 544 tambien se emplean para manipular el instrumento quirurgico 522.
La FIG. 14 muestra una forma de realizacion de ejemplo de un carro de brazo robotico 520' que tiene una estructura de la articulacion del dispositivo alternativa. En esta forma de realizacion de ejemplo, un instrumento quirurgico 522 esta soportado por una estructura de manipulador alternativa 528' entre dos instrumentos de manipulacion de tejido. Los expertos en la materia entenderan que las diversas formas de realizacion del dispositivo reivindicado pueden incorporar una gran diversidad de estructuras roboticas alternativas, incluidas las descritas en la patente de Ee.UU. n° 5.878.193. Ademas, aunque la comunicacion de datos entre un componente robotico y el procesador del sistema quirurgico robotico se describe principalmente en el presente documento con respecto a la comunicacion entre el instrumento quirurgico 522 y el controlador, debe entenderse que puede tener lugar una comunicacion similar entre los circuitos de un manipulador, una articulacion del dispositivo, un endoscopio u otro dispositivo de captura de imagenes, o similares, y el procesador del sistema quirurgico robotico para la verification de la compatibilidad de los componentes, la identification del tipo de componente, la comunicacion de la calibration de los componentes (tal como el desplazamiento, o similares), la confirmation del acoplamiento del componente al sistema quirurgico robotico, o similares.
La FIG. 15 muestra una forma de realizacion de ejemplo de un controlador 518 que puede utilizarse junto con un carro de brazo robotico, tal como los carros de brazo robotico 520, 520' representados en las FIGS. 12-14. El controlador 518 incluye en general unos controladores maestros (generalmente representados como 519 en la FIG. 15), que son sujetados por el cllnico y manipulados en el espacio mientras el cllnico mira el procedimiento a traves de una pantalla estereoscopica 521. Puede verse un indicador de retroinformacion al cirujano 515 a traves de la pantalla 521 y proporcionar al cirujano una indication visual de la cantidad de fuerza que se esta aplicando al instrumento de corte o al elemento de sujecion dinamico. Los controladores maestros 519 comprenden generalmente dispositivos de entrada manuales que se mueven preferentemente con multiples grados de libertad, y que con frecuencia tienen ademas un mango o gatillo para accionar los instrumentos (por ejemplo, para cerrar sierras de agarre, aplicar un potencial electrico a un electrodo, o similares).
La FIG. 16 muestra una forma de realizacion de ejemplo de un instrumento quirurgico ultrasonico 522 concebido para utilizarse con un sistema quirurgico robotico. Por ejemplo, el instrumento quirurgico 522 puede estar acoplado a uno de los manipuladores quirurgicos 528, 528' descritos anteriormente. Como puede apreciarse en la FIG. 16, el instrumento quirurgico 522 comprende un efector terminal quirurgico 548 que comprende una cuchilla ultrasonica 550 y un brazo de pinza 552, que puede estar acoplado a un conjunto de vastago alargado 554 que, en algunas formas de realizacion, puede comprender una union articulada 556. La FIG. 17 muestra una forma de realizacion de ejemplo de un conjunto de accionamiento del instrumento 546 que puede estar acoplado a uno de los manipuladores quirurgicos 528, 528' para recibir y controlar el instrumento quirurgico 522. El conjunto de accionamiento del instrumento 546 tambien puede estar acoplado operativamente al controlador 518 para recibir las entradas del cllnico para controlar el instrumento 522. Por ejemplo, el accionamiento (por ejemplo, apertura y cierre) del brazo de pinza 552, el accionamiento (por ejemplo, apertura y cierre) de las mandlbulas 551A, 551B, el accionamiento de la cuchilla ultrasonica 550, la extension del bisturl 555 y el accionamiento de las superficies de suministro de energla 553A, 553B, etc., puede controlarse mediante el conjunto de accionamiento del instrumento 546 basandose en las entradas del cllnico proporcionadas a traves del controlador 518. El instrumento quirurgico 522 esta acoplado operativamente al manipulador mediante una portion de montaje del instrumento, indicada en general como 558. Los instrumentos quirurgicos 522 incluyen adicionalmente una interfaz 560 que acopla mecanica y electricamente la porcion de montaje del instrumento 558 al manipulador.
La FIG. 18 muestra otra vista del conjunto de accionamiento del instrumento de la FIG. 17 que incluye el instrumento quirurgico ultrasonico 522. La porcion de montaje del instrumento 558 incluye una placa de montaje del instrumento 562 que soporta operativamente una pluralidad de (en la FIG. 17 se muestran cuatro) porciones de cuerpo giratorio, elementos o discos accionados 564, que incluyen cada uno un par de pasadores 566 que se prolongan desde una superficie del elemento accionado 564. Un pasador 566 esta mas cerca de un eje de rotacion de cada uno de los elementos accionados 564 que el otro pasador 566 en el mismo elemento accionado 564, lo que
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ayuda a asegurar la alineacion angular positiva del elemento accionado 564. Los elementos accionados 564 y los pasadores 566 pueden estar situados en un lado del adaptador 567 de la placa de montaje del instrumento 562.
La interfaz 560 tambien incluye una porcion de adaptador 568 que esta configurada para acoplar de forma montada la placa de montaje 562 como se analizara adicionalmente mas adelante. La porcion de adaptador 568 puede incluir una serie de clavijas de conexion electrica 570, que pueden acoplarse a una estructura de memoria mediante una placa de circuito dentro de la porcion de montaje del instrumento 558. Aunque la interfaz 560 se describe en el presente documento con respecto a elementos de acoplamiento mecanicos, electricos y magneticos, debe entenderse que puede utilizarse gran diversidad de modalidades de telemetrla, incluidos infrarrojos, acoplamiento inductivo, o similares.
Las FIGS. 19-21 muestran vistas adicionales de la porcion de adaptador 568 del conjunto de accionamiento del instrumento 546 de la FIG. 17. La porcion de adaptador 568 incluye en general un lado del instrumento 572 y un lado de soporte 574 (FIG. 19). En diversas formas de realizacion, hay una pluralidad de cuerpos giratorios 576 montados en una placa flotante 578 que tiene un rango limitado de movimiento con respecto a la estructura de adaptador circundante normal a las superficies principales del adaptador 568. El movimiento axial de la placa flotante 578 ayuda a desacoplar los cuerpos giratorios 576 de la porcion de montaje del instrumento 558 cuando se accionan las palancas 580 a lo largo de los lados de la carcasa 582 de la porcion de montaje del instrumento (vease la FIG. 16). Pueden emplearse otros mecanismos/dispositivos para acoplar de manera liberable la porcion de montaje del instrumento 558 al adaptador 568. En al menos una forma, los cuerpos giratorios 576 estan montados elasticamente a la placa flotante 578 mediante unos elementos radiales elasticos que se prolongan en una escotadura circunferencial alrededor de los cuerpos giratorios 576. Los cuerpos giratorios 576 pueden moverse axialmente con respecto a la placa 578 por desviacion de estas estructuras elasticas. Cuando estan dispuestos en una primera posicion axial (hacia el lado del instrumento 572) los cuerpos giratorios 576 pueden rotar libremente sin limitacion angular. Sin embargo, a medida que los cuerpos giratorios 576 se mueven axialmente hacia el lado del instrumento 572, las lenguetas 584 (que se prolongan radialmente desde los cuerpos giratorios 576) engranan lateralmente unos fijadores en las placas flotantes a fin de limitar la rotacion angular de los cuerpos giratorios 576 alrededor de sus ejes. Esta rotacion limitada puede utilizarse para ayudar a engranar de manera que puedan accionarse los cuerpos giratorios 576 con los pasadores de accionamiento 586 de una correspondiente porcion de soporte del instrumento 588 del sistema robotico, ya que los pasadores de accionamiento 586 empujaran los cuerpos giratorios 576 a la posicion de rotacion limitada hasta que los pasadores 586 esten alineados con (y se deslicen en) las aberturas 590.
Las aberturas 590 del lado del instrumento 572 y las aberturas 590 en el lado de soporte 574 de los cuerpos giratorios 576 estan configuradas para alinear con precision los elementos accionados 564 (FIGS. 18, 28) de la porcion de montaje del instrumento 558 con los elementos de accionamiento 592 del soporte del instrumento 588. Como se ha descrito anteriormente con respecto a los pasadores interior y exterior 566 de los elementos accionados 564, las aberturas 590 estan a diferentes distancias del eje de rotacion en sus respectivos cuerpos giratorios 576 a fin de garantizar que la alineacion no sea de 33 grados con respecto a su posicion prevista. Ademas, cada una de las aberturas 590 puede ser ligeramente alargada radialmente a fin de recibir apropiadamente los pasadores 566 en la orientacion circunferencial. Esto permite que los pasadores 566 se deslicen radialmente dentro de las aberturas 590 y se adapten a cierta desalineacion axial entre el instrumento 522 y el soporte del instrumento 588, al tiempo que se minimiza cualquier desalineacion angular y holgura entre los elementos accionados y de accionamiento. Las aberturas 590 en el lado del instrumento 572 pueden estar desplazadas aproximadamente 90 grados con respecto a las aberturas 590 (mostradas en llneas discontinuas) en el lado de soporte 574, como puede apreciarse mas claramente en la FIG. 21.
Diversas formas de realizacion pueden incluir adicionalmente una serie de clavijas de conexion electrica 570, situadas en el lado de soporte 574 del adaptador 568, y el lado del instrumento 572 del adaptador 568 puede incluir unas ranuras 594 (FIG. 21) para recibir un conjunto de clavijas (no mostrado) desde la porcion de montaje del instrumento 558. Ademas de transmitir senales electricas entre el instrumento quirurgico 522, 523 y el soporte del instrumento 588, al menos algunas de estas conexiones electricas pueden estar acopladas a un dispositivo de memoria 596 del adaptador (FIG. 20) mediante una placa de circuito del adaptador 568.
Puede emplearse un dispositivo de retencion desmontable 598 para fijar de manera liberable el adaptador 568 al soporte del instrumento 588. Tal como se utiliza en el presente documento, la expresion "conjunto de accionamiento del instrumento" cuando se utiliza en el contexto del sistema robotico, abarca al menos diversas formas de realizacion del adaptador 568 y del soporte del instrumento 588, y que se ha indicado en general como 546 en la FIG. 17. Por ejemplo, como puede apreciarse en la FIG. 17, el soporte del instrumento 588 puede incluir un primer dispositivo de pasador de retencion 600 que esta dimensionado para ser recibido en unas ranuras en horquilla 602 dispuestas en el adaptador 568. Ademas, el soporte del instrumento 588 puede tener adicionalmente unos segundos pasadores de retencion 604 que estan dimensionados para ser retenidos en las correspondientes horquillas de retencion 606 en el adaptador 568. Vease la FIG. 20. En al menos una forma, hay un conjunto de retencion 608 soportado de manera movil en el adaptador 568 y desviable entre una primera posicion bloqueada en la que los pasadores de retencion 600 estan retenidos dentro de sus respectivas horquillas de retencion 606 y una posicion desbloqueada en la que los segundos pasadores de retencion 604 pueden estar dentro de o fuera de las horquillas de retencion 606. Se emplea un muelle o muelles (no mostrados) para desviar el conjunto de retencion a
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la posicion bloqueada. Un labio en el lado del instrumento 572 del adaptador 568 puede recibir de manera deslizable unas pestanas que se prolongan lateralmente de la carcasa 582 de la porcion de montaje del instrumento.
Como se describe, los elementos accionados 564 pueden estar alineados con los elementos de accionamiento 592 del soporte del instrumento 588 de manera que el movimiento de rotacion de los elementos de accionamiento 592 induzca el correspondiente movimiento de rotacion de los elementos accionados 564. La rotacion de los elementos de accionamiento 592 y los elementos accionados 564 puede controlarse electronicamente, por ejemplo, mediante el brazo robotico 612, en respuesta a las instrucciones recibidas del cllnico 502 a traves de un controlador 508. La porcion de montaje del instrumento 558 puede convertir la rotacion de los elementos accionados 564 en movimiento del instrumento quirurgico 522, 523.
Las FIGS. 22-24 muestran una forma de realizacion de ejemplo de la porcion de montaje del instrumento 558 que muestra los componentes para convertir el movimiento de los elementos accionados 564 en movimiento del instrumento quirurgico 522. Las FIGS. 22-24 muestran la porcion de montaje del instrumento con un vastago 538 que tiene un efector terminal quirurgico 610 en un extremo distal del mismo. El efector terminal 610 puede ser cualquier tipo adecuado de efector terminal para llevar a cabo una tarea quirurgica en un paciente. Por ejemplo, el efector terminal puede estar configurado para proporcionar energla ultrasonica al tejido en un sitio quirurgico. El vastago 538 puede estar acoplado de forma giratoria a la porcion de montaje del instrumento 558 y fijado mediante un soporte de vastago superior 646 y un soporte de vastago inferior 648 en un acoplador 650 del vastago 538.
En una forma de realizacion de ejemplo, la porcion de montaje del instrumento 558 comprende un mecanismo para convertir la rotacion de los diversos elementos accionados 564 en rotacion del vastago 538, la traslacion diferencial de los elementos a lo largo del vastago (por ejemplo, para la articulacion), y la traslacion en vaiven de uno o mas elementos a lo largo del eje del vastago 538 (por ejemplo, para extender y retraer los elementos de corte de tejido, tales como 555, sobretubos y/u otros componentes). En una forma de realizacion de ejemplo, los cuerpos giratorios 612 (por ejemplo, unos carretes giratorios) estan acoplados a los elementos accionados 564. Los cuerpos giratorios 612 pueden estar integrados con los elementos accionados 564. En algunas formas de realizacion, los cuerpos giratorios 612 pueden estar formados por separado de los elementos accionados 564 siempre que los cuerpos giratorios 612 y los elementos accionados 564 esten acoplados fijamente de manera que el accionamiento de los elementos accionados 564 haga rotar los cuerpos giratorios 612. Cada uno de los cuerpos giratorios 612 esta acoplado a un tren de engranajes o mecanismo de engranaje para proporcionar la articulacion del vastago y la rotacion y la apertura/cierre de la mandlbula de pinza y el accionamiento del bisturl.
En una forma de realizacion de ejemplo, la porcion de montaje del instrumento 558 comprende un mecanismo para provocar la traslacion diferencial de dos o mas elementos a lo largo del eje del vastago 538. En el ejemplo proporcionado en las FIGS. 22-24, este movimiento se utiliza para manipular la union articulada 556. En la forma de realizacion ilustrada, por ejemplo, la porcion de montaje del instrumento 558 comprende un mecanismo de engranaje de pinon y cremallera para proporcionar la traslacion diferencial y, por lo tanto, la funcionalidad de articulacion del vastago. En una forma de realizacion de ejemplo, el mecanismo de engranaje de pinon y cremallera comprende un primer pinon 614 acoplado a un cuerpo giratorio 612 de manera que la rotacion del correspondiente elemento accionado 564 haga rotar el primer pinon 614. Hay un cojinete 616 acoplado al cuerpo giratorio 612 y esta dispuesto entre el elemento accionado 564 y el primer pinon 614. El primer pinon 614 esta engranado a una primera cremallera 618 para convertir el movimiento de rotacion del primer pinon 614 en movimiento lineal de la primera cremallera 618 para controlar la articulacion de la seccion de articulacion 556 del conjunto de vastago 538 en una direccion izquierda 620L. La primera cremallera 618 esta fijada a una primera banda de articulacion 622 (FIG. 22) de manera que el movimiento lineal de la primera cremallera 618 en direccion distal haga que la seccion de articulacion 556 del conjunto de vastago 538 se articule en la direccion izquierda 620L. Hay un segundo pinon 626 acoplado a otro cuerpo giratorio 612 de manera que la rotacion del correspondiente elemento accionado 564 hace rotar el segundo pinon 626. Hay un cojinete 616 acoplado al cuerpo giratorio 612 y esta dispuesto entre el elemento accionado 564 y el segundo pinon 626. El segundo pinon 626 esta engranado a una segunda cremallera 628 para convertir el movimiento de rotacion del segundo pinon 626 en movimiento lineal de la segunda cremallera 628 para controlar la articulacion de la seccion de articulacion 556 en una direccion derecha 620R. La segunda cremallera 628 esta fijada a una segunda banda de articulacion 624 (FIG. 23) de manera que el movimiento lineal de la segunda cremallera 628 en direccion distal hace que la seccion de articulacion 556 del conjunto de vastago 538 se articule en la direccion derecha 620R. Pueden proporcionarse unos cojinetes adiciones entre los cuerpos giratorios y los correspondientes engranajes. Puede proporcionarse cualquier cojinete adecuado para soportar y estabilizar el montaje y reducir la friccion por rotacion del vastago y los engranajes, por ejemplo.
En una forma de realizacion de ejemplo, la porcion de montaje del instrumento 558 comprende adicionalmente un mecanismo para convertir la rotacion de los elementos accionados 564 en movimiento de rotacion alrededor del eje del vastago 538. Por ejemplo, el movimiento de rotacion puede ser la rotacion del vastago 538 en si. En la forma de realizacion ilustrada, hay un primer tornillo sin fin en espiral 630 acoplado a un cuerpo giratorio 612 y un segundo tornillo sin fin en espiral 632 acoplado al conjunto de vastago 538. Hay un cojinete 616 (figura 17) acoplado a un cuerpo giratorio 612 y esta dispuesto entre un elemento accionado 564 y el primer tornillo sin fin en espiral 630. El primer tornillo sin fin en espiral 630 esta engranado al segundo tornillo sin fin en espiral 632, que puede estar acoplado al conjunto de vastago 538 y/o a otro componente del instrumento 522, 523 para el que se
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desea la rotacion longitudinal. La rotacion puede producirse en sentido horario (CW) y en sentido antihorario (CCW), segun la direccion de rotacion de los tornillos sin fin en espiral primero y segundo 630, 632. Por consiguiente, la rotacion del primer tornillo sin fin en espiral 630 alrededor de un primer eje se convierte en rotacion del segundo tornillo sin fin en espiral 632 alrededor de un segundo eje, que es ortogonal al primer eje. Como se muestra en las FIGS. 22-23, por ejemplo, una rotacion CW del segundo tornillo sin fin en espiral 632 da como resultado una rotacion CW del conjunto de vastago 538 en la direccion indicada por 634CW. Una rotacion CCW del segundo tornillo sin fin en espiral 632 da como resultado una rotacion CCW del conjunto de vastago 538 en la direccion indicada por 634CCW. Pueden proporcionarse unos cojinetes adiciones entre los cuerpos giratorios y los correspondientes engranajes. Puede proporcionarse cualquier cojinete adecuado para soportar y estabilizar el montaje y reducir la friccion por rotacion del vastago y los engranajes, por ejemplo.
En una forma de realizacion de ejemplo, la porcion de montaje del instrumento 558 comprende un mecanismo para generar la traslacion en vaiven de uno o mas elementos a lo largo del eje del vastago 538. Tal traslacion puede utilizarse, por ejemplo, para accionar un elemento de corte de tejido, tal como 555, accionar un sobretubo para el cierre y/o la articulacion del efector terminal 610, etc. En la forma de realizacion ilustrada, por ejemplo, un mecanismo de engranaje de pinon y cremallera puede proporcionar la traslacion en vaiven. Hay un primer engranaje 636 acoplado a un cuerpo giratorio 612 de manera que la rotacion del correspondiente elemento accionado 564 hace rotar el primer engranaje 636 en una primera direccion. Un segundo engranaje 638 es libre de rotar alrededor de una barra 640 formada en la placa de montaje del instrumento 562. El primer engranaje 636 esta engranado al segundo engranaje 638 de manera que el segundo engranaje 638 rota en una direccion que es opuesta a la del primer engranaje 636. En una forma de realizacion de ejemplo, el segundo engranaje 638 es un pinon engranado a un cremallera 642, que se mueve en una direccion lineal. La cremallera 642 esta acoplada a un bloque de traslacion 644, que puede trasladarse distal y proximalmente con la cremallera 642. El bloque de traslacion 644 puede estar acoplado a cualquier componente adecuado del conjunto de vastago 538 y/o el efector terminal 610 a fin de proporcionar un movimiento longitudinal de vaiven. Por ejemplo, el bloque de traslacion 644 puede estar engranado mecanicamente al elemento de corte de tejido 555 del dispositivo quirurgico de RF 523. En algunas formas de realizacion, el bloque de traslacion 644 puede estar acoplado a un sobretubo, u otro componente del efector terminal 610 o vastago 538.
Las FIGS. 25-27 ilustran una forma de realizacion alternativa de la porcion de montaje del instrumento 558, que muestra un mecanismo de ejemplo alternativo para convertir la rotacion de los elementos accionados 564 en movimiento de rotacion alrededor del eje del vastago 538 y un mecanismo de ejemplo alternativo para generar una traslacion en vaiven de uno o mas elementos a lo largo del eje del vastago 538. Haciendo referencia a continuacion al mecanismo de rotacion alternativo, hay un primer tornillo sin fin en espiral 652 acoplado a un segundo tornillo sin fin en espiral 654, que esta acoplado a un tercer tornillo sin fin en espiral 656. Una disposicion de este tipo puede proporcionarse por diversas razones, incluidas mantener la compatibilidad con los sistemas roboticos 1000 existentes y/o cuando el espacio pueda ser limitado. El primer tornillo sin fin en espiral 652 esta acoplado a un cuerpo giratorio 612. El tercer tornillo sin fin en espiral 656 esta engranado a un cuarto tornillo sin fin en espiral 658 acoplado al conjunto de vastago 538. Hay un cojinete 760 acoplado a un cuerpo giratorio 612 y esta dispuesto entre un elemento accionado 564 y el primer tornillo sin fin en espiral 738. Hay otro cojinete 760 acoplado a un cuerpo giratorio 612 y esta dispuesto entre un elemento accionado 564 y el tercer tornillo sin fin en espiral 652. El tercer tornillo sin fin en espiral 652 esta engranado al cuarto tornillo sin fin en espiral 658, que puede estar acoplado al conjunto de vastago 538 y/o a otro componente del instrumento 522 para el que se desea la rotacion longitudinal. La rotacion puede producirse en sentido CW y CCW segun la direccion de rotacion de los tornillos sin fin en espiral 656, 658. Por consiguiente, la rotacion del tercer tornillo sin fin en espiral 656 alrededor de un primer eje se convierte en rotacion del cuarto tornillo sin fin en espiral 658 alrededor de un segundo eje, que es ortogonal al primer eje. Como se muestra en las FIGS. 26 y 27, por ejemplo, el cuarto tornillo sin fin en espiral 658 esta acoplado al vastago 538, y una rotacion CW del cuarto tornillo sin fin en espiral 658 da como resultado una rotacion CW del conjunto de vastago 538 en la direccion indicada por 634CW. Una rotacion CCW del cuarto tornillo sin fin en espiral 658 da como resultado una rotacion CCW del conjunto de vastago 538 en la direccion indicada por 634CCW. Pueden proporcionarse unos cojinetes adiciones entre los cuerpos giratorios y los correspondientes engranajes. Puede proporcionarse cualquier cojinete adecuado para soportar y estabilizar el montaje y reducir la friccion por rotacion del vastago y los engranajes, por ejemplo.
Haciendo referencia a continuacion al mecanismo de ejemplo alternativo para generar una traslacion en vaiven de uno o mas elementos a lo largo del eje del vastago 538, la porcion de montaje del instrumento 558 comprende un mecanismo de engranaje de pinon y cremallera para proporcionar la traslacion en vaiven a lo largo del eje del vastago 538 (por ejemplo, la traslacion de un elemento de corte de tejido 555 del dispositivo quirurgico de RF 523). En una forma de realizacion de ejemplo, hay un tercer pinon 660 acoplado a un cuerpo giratorio 612 de manera que la rotacion del correspondiente elemento accionado 564 hace que el tercer pinon 660 gire en una primera direccion. El tercer pinon 660 esta engranado a una cremallera 662, que se mueve en una direccion lineal. La cremallera 662 esta acoplada a un bloque de traslacion 664. El bloque de traslacion 664 puede estar acoplado a un componente del dispositivo 522, 523, tal como, por ejemplo, el elemento de corte de tejido 555 del dispositivo quirurgico de RF y/o un sobretubo u otro componente que se desea se traslade longitudinalmente.
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Las FIGS. 28-32 ilustran una forma de realizacion alternativa de la porcion de montaje del instrumento 558 que muestra otro mecanismo de ejemplo alternativo para convertir la rotacion de los elementos accionados 564 en movimiento de rotacion alrededor del eje del vastago 538. En las FIGS. 28-32, el vastago 538 esta acoplado al resto de la porcion de montaje 558 por medio de un acoplador 676 y un casquillo 678. Un primer engranaje 666 acoplado a un cuerpo giratorio 612, una barra fija 668 que comprende unas aberturas primera y segunda 672, unos pasadores giratorios primero y segundo 674 acoplados al conjunto de vastago, y un cable 670 (o cuerda). El cable esta enrollado alrededor del cuerpo giratorio 612. Un extremo del cable 670 esta situado a traves de una abertura superior 672 de la barra fija 668 y esta acoplado fijamente a un pasador giratorio superior 674. Otro extremo del cable 670 esta situado a traves de una abertura inferior 672 de la barra fija 668 y acoplado fijamente a un pasador giratorio inferior 674. Una disposition de este tipo se proporciona por diversas razones, incluidas mantener la compatibilidad con los sistemas roboticos 1000 existentes y/o cuando el espacio pueda ser limitado. Por consiguiente, la rotacion del cuerpo giratorio 612 provoca la rotacion alrededor del conjunto de vastago 538 en sentido CW y CCW segun la direction de rotacion del cuerpo giratorio 612 (por ejemplo, la rotacion del vastago 538 en si). Por consiguiente, la rotacion del cuerpo giratorio 612 alrededor de un primer eje se convierte en rotacion del conjunto de vastago 538 alrededor de un segundo eje, que es ortogonal al primer eje. Como se muestra en las FIGS. 28-29, por ejemplo, una rotacion CW del cuerpo giratorio 612 da como resultado una rotacion CW del conjunto de vastago 538 en la direccion indicada por 634CW. Una rotacion CCW del cuerpo giratorio 612 da como resultado una rotacion CCW del conjunto de vastago 538 en la direccion indicada por 634CCW. Pueden proporcionarse unos cojinetes adiciones entre los cuerpos giratorios y los correspondientes engranajes. Puede proporcionarse cualquier cojinete adecuado para soportar y estabilizar el montaje y reducir la friction por rotacion del vastago y los engranajes, por ejemplo.
Las FIGS. 33-36A ilustran una forma de realizacion alternativa de la porcion de montaje del instrumento 558 que muestra un mecanismo de ejemplo alternativo para la traslacion diferencial de los elementos a lo largo del eje del vastago 538 (por ejemplo, para la articulation). Por ejemplo, como se ilustra en las FIGS. 33-36A, la porcion de montaje del instrumento 558 comprende un mecanismo de doble leva 680 para proporcionar la funcionalidad de articulacion del vastago. En una forma de realizacion de ejemplo, el mecanismo de doble leva 680 comprende unas porciones de leva primera y segunda 680A, 680B. Hay unos brazos seguidores primero y segundo 682, 684 acoplados de forma pivotante a unos correspondientes carretes de pivotaje 686. A medida que gira el cuerpo giratorio 612 acoplado al mecanismo de doble leva 680, la primera porcion de leva 680A actua sobre el primer brazo seguidor 682 y la segunda porcion de leva 680B actua sobre el segundo brazo seguidor 684. A medida que rota el mecanismo de leva 680 los brazos seguidores 682, 684 pivotan alrededor de los carretes de pivotaje 686. El primer brazo seguidor 682 puede estar fijado a un primer elemento que va a trasladarse de manera diferencial (por ejemplo, la primera banda de articulacion 622). El segundo brazo seguidor 684 esta fijado a un segundo elemento que va a trasladarse de manera diferencial (por ejemplo, la segunda banda de articulacion 624). A medida que la porcion de leva superior 680A actua sobre el primer brazo seguidor 682, los elementos primero y segundo se trasladan de manera diferencial. En la forma de realizacion de ejemplo en la que los elementos primero y segundo son las respectivas bandas de articulacion 622 y 624, el conjunto de vastago 538 se articula en una direccion izquierda 620l. A medida que la porcion de leva inferior 680B actua sobre el segundo brazo seguidor 684, el conjunto de vastago 538 se articula en una direccion derecha 620R. En algunas formas de realizacion de ejemplo, hay dos casquillos 688, 690 separados montados por debajo de los respectivos brazos seguidores primero y segundo 682, 684 para permitir la rotacion del vastago sin influir en las posiciones de articulacion de los brazos seguidores primero y segundo 682, 684. Para el movimiento de articulacion, estos casquillos se mueven en vaiven con los brazos seguidores primero y segundo 682, 684 sin influir en la position rotatoria de la mandlbula 902. La FIG. 36A muestra los casquillos 688, 690 y el conjunto de doble leva 680, incluidas las porciones de leva primera y segunda 680B, 680B, sin los brazos seguidores primero y segundo 682, 684 para proporcionar una vista mas detallada y mas clara.
En diversas formas de realizacion, la porcion de montaje del instrumento 558 puede comprender adicionalmente unas fuentes de alimentation interna para alimentar la electronica y proporcionar las senales de frecuencia ultrasonicas y/o de RF al armamentario quirurgico. Las FIGS. 36B-36C ilustran una forma de realizacion de una porcion de montaje del armamentario 558' que comprende unas fuentes de energla y alimentacion internas. Por ejemplo, no es necesario que los instrumentos quirurgicos (por ejemplo, el instrumento 522) montados utilizando la porcion de montaje del armamentario 558' esten cableados a un generador externo u otra fuente de alimentacion. En lugar de ello, la funcionalidad del generador 20 descrito en el presente documento puede implementarse incorporada en la porcion de montaje 558.
Como se ilustra en las FIGS. 36B-36C, la porcion de montaje del instrumento 558' puede comprender una porcion distal 702. La porcion distal 702 puede comprender diversos mecanismos para acoplar la rotacion de los elementos de accionamiento 612 a los efectores terminales de los diversos instrumentos quirurgicos 522, por ejemplo, como se ha descrito anteriormente en el presente documento. Proxima a la porcion distal 702, la porcion de montaje del instrumento 558 comprende una fuente de energla de corriente continua (CC) interna y un circuito de accionamiento y de control interno 704. En la forma de realizacion ilustrada, la fuente de energla comprende una baterla primera y segunda 706, 708. En los demas aspectos, la porcion de montaje del armamentario 558' es similar a las diversas formas de realizacion de la porcion de montaje del armamentario 558 descritas anteriormente en el presente documento. El circuito de control 704 puede funcionar de manera similar a la descrita anteriormente con
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respecto al generador 20. Por ejemplo, el circuito de control 704 puede proporcionar una senal de excitacion ultrasonica y/o electroquirurgica de manera similar a la descrita anteriormente con respecto al generador 20.
Las FIGS. 37-38 ilustran una forma de realizacion de una porcion distal 1000 de un instrumento quirurgico que comprende un conjunto de mandlbula 1003 situado distalmente. La porcion distal 1000 tambien comprende una cuchilla ultrasonica 1014 y un vastago 1004 que se prolonga a lo largo de un eje longitudinal 1002. Una horquilla 1006 acoplada a una porcion distal del vastago 1004 recibe de forma pivotante el conjunto de mandlbula 1003. Por ejemplo, un elemento de muneca 1008 del conjunto de mandlbula 1003 puede estar acoplado de forma pivotante a la horquilla 1006 alrededor de un primer eje o eje de pivotaje de la muneca 1018. El pivotaje del conjunto de mandlbula 1003 alrededor del eje de pivotaje de la muneca 1018 puede hacer que el conjunto de mandlbula 1003 pivote en las direcciones indicadas por la flecha 1022. El elemento de muneca 1008 puede estar acoplado a la horquilla 1006 utilizando cualquier conjunto de conector o conector giratorio adecuado. Por ejemplo, en algunas formas de realizacion, el elemento de muneca 1008 puede estar acoplado a la horquilla 1006 con un pasador 1011 que puede moverse dentro de un agujero 1013 definido por la horquilla 1006.
Los elementos de mandlbula primero y segundo 1010, 1012 pueden estar acoplados de forma pivotante al elemento de muneca 1008 y configurados para pivotar alrededor de un segundo eje, o eje de pivotaje de la mandlbula 1016. El pivotaje de los elementos de mandlbula 1010, 1012 alrededor del eje de pivotaje de la mandlbula 1016 puede hacer que los respectivos elementos de mandlbula 1010, 1012 pivoten en las direcciones indicadas por la flecha 1020. Los elementos de mandlbula 1010, 1012 pueden ser giratorios alrededor del eje de pivotaje de la mandlbula 1016 uno con respecto al otro y totalmente. Por ejemplo, los elementos de mandlbula 1010, 1012 pueden pivotar uno con respecto al otro desde unas posiciones abiertas, en las que los elementos de mandlbula 1010, 1012 estan separados entre si como se muestra en la FIG. 37, hasta una posicion cerrada en la que los elementos de mandlbula 1010, 1012 estan sustancialmente paralelos entre si (y opcionalmente en contacto uno con otro). Por ejemplo, el tejido puede ser sujetado entre los elementos de mandlbula 1010, 1012 cuando estan en o cerca de la posicion cerrada. En algunas formas de realizacion, uno o ambos de los elementos de mandlbula 1010, 1012 es tambien totalmente giratorio alrededor del eje de pivotaje de la mandlbula 1016. Esto puede permitir que la orientacion general del conjunto de mandlbula 1003 pivote alrededor del eje 1016 (de izquierda a derecha en la orientacion ilustrada en la FIG. 37).
La FIG. 39 ilustra una vista frontal de una forma de realizacion de la porcion distal 1000 del instrumento quirurgico de las FIGS. 37-38. En la FIG. 39, se ilustran diversas poleas de control 1026, 1028, 1030, 1032, junto con unas aberturas 1031, 1032 en la horquilla 1006 para que pasen las cuerdas de control. Mas adelante se proporcionan en el presente documento detalles adicionales de las diversas cuerdas de control y poleas de control. La FIG. 39 tambien ilustra detalles adicionales de los elementos de mandlbula 1010, 1012. En la forma de realizacion mostrada en la FIG. 39, por ejemplo, los elementos de mandlbula 1010, 1012 definen unos dientes 1024. En algunas formas de realizacion, los dientes 1024 endentan cuando los elementos de mandlbula 1010, 1012 estan en una posicion cerrada uno con respecto al otro. Sin embargo, en otras formas de realizacion los dientes 1024 no endentan cuando los elementos de mandlbula 1010, 1012 estan en una posicion cerrada uno con respecto al otro.
Las FIGS. 40-41 ilustran una forma de realizacion de la porcion distal 1000 del instrumento quirurgico de las FIGS. 37-38 acoplado a una porcion de montaje del instrumento 1034 para utilizarse con un sistema quirurgico robotico, tal como el sistema 500 descrito anteriormente en el presente documento. El vastago 1004 puede estar acoplado a la porcion de montaje del instrumento 1034. La porcion de montaje del instrumento 1034 puede contener diversos mecanismos e interfaces para accionar la cuchilla ultrasonica 1014, articular el conjunto de mandlbula 1003 y, en algunas formas de realizacion, retraer y extender la cuchilla ultrasonica 1014, por ejemplo, como se describe mas adelante en el presente documento.
Las FIGS. 42-44 ilustran una forma de realizacion de la porcion distal 1000 del instrumento quirurgico de las FIGS. 37-38 que muestra unos mecanismos de control adicionales. Cada uno de los elementos de mandlbula 1010, 1012 puede comprender unas respectivas poleas 1041, 1043 centradas en el eje de pivotaje de la mandlbula 1016. La rotacion de las poleas 1041, 1043 puede producir el correspondiente pivotaje de los respectivos elementos de mandlbula 1010, 1012. La rotacion de las poleas 1041, 1043 (y el correspondiente pivotaje de los elementos de mandlbula 1010, 1012) puede lograrse utilizando las cuerdas de control 1038, 1040, 1048, 1050. Por ejemplo, la cuerda de control 1040 puede estar acoplada a y/o pasar alrededor de la polea 1043 de manera que la traslacion proximal de la cuerda de control 1040 haga que el elemento de mandlbula 1012 pivote alrededor del eje de pivotaje de la mandlbula 1016 hacia la cuerda de control 1040 (por ejemplo, fuera de la pagina desde la perspectiva mostrada en las FIGS. 42-43). El pivotaje del elemento de mandlbula 1012 en la direction opuesta (por ejemplo, dentro de la pagina desde la perspectiva mostrada en las FIGS. 42-43) puede accionarse utilizando una cuerda de control 1048 tambien acoplada a y/o que pasa alrededor de la polea 1043. La traslacion proximal de la cuerda de control 1048 puede hacer que el elemento de mandlbula 1012 pivote hacia la cuerda de control 1048. Cuando la cuerda de control 1048 se acopla a la polea 1043, puede acoplarse en una posicion sustancialmente opuesta a la posicion en la que la cuerda de control 1040 se acopla a la polea 1043. Ademas, en algunas formas de realizacion, las cuerdas de control 1048, 1040 pueden ser extremos opuestos de un solo cable que pasa alrededor de la polea 1043.
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De manera similar, la cuerda de control 1038 puede estar acoplada a y/o pasar alrededor de la polea 1041 de manera que la traslacion proximal de la cuerda de control 1038 haga que el elemento de mandlbula 1010 pivote alrededor del eje de pivotaje de la mandlbula 1016 hacia la cuerda de control 1038 (por ejemplo, de nuevo fuera de la pagina desde la perspectiva mostrada en las FIGS. 42-43). La cuerda de control 1050 tambien puede estar acoplada a y/o pasar alrededor de la polea 1041 de manera que la traslacion proximal de la cuerda de control 1050 haga que el elemento de mandlbula 1010 pivote alrededor del eje de pivotaje de la mandlbula hacia la cuerda de control 1050 (por ejemplo, dentro de la pagina desde la perspectiva mostrada en las FIGS. 42-43). Las cuerdas de control 1038, 1050 pueden estar acopladas por separado a la polea 1041 o, en algunas formas de realizacion, pueden representar extremos separados de un solo cable u otra cuerda que pasa alrededor de la polea 1041. Se entendera que a medida que el conjunto de mandlbula 1003 pivota alrededor del eje de pivotaje de la muneca 1018, la orientacion de las cuerdas de control 1038, 1040, 1048, 1050 con respecto a las poleas 1041, 1043 puede cambiar.
Para evitar que las cuerdas de control se tensen y/o se suelten de las poleas 1041, 1043, pueden incluirse diversas poleas intermedias 1026, 1028, 1036, 1042, 1046, 1044, 1030, 1032 (FIG. 39) para direccionar las cuerdas de control 1038, 1040, 1048, 1050 al vastago 1004. Ademas, en algunas formas de realizacion, las cuerdas de control se direccionan al vastago 1004 por medio de unos agujeros en la horquilla 1006. La FIG. 39 ilustra unos agujeros de ejemplo 1031, 1032 que pueden ser utilizados por los cables 1048, 1050, respectivamente.
El pivotaje del elemento de muneca 1008 (y, por tanto, del conjunto de mandlbula 1003) tambien puede accionarse utilizando cuerdas de control. Por ejemplo, haciendo referencia a las FIGS. 42 y 44, puede verse una cuerda de control 1052 acoplada al elemento de muneca 1008 en una posicion desplazada con respecto al eje de pivotaje de la muneca 1018. La traslacion proximal de la cuerda de control 1052 puede tirar del conjunto de mandlbula 1003 alejandolo de la cuchilla ultrasonica 1014, por ejemplo, arriba desde la perspectiva mostrada en la FIG. 42 y fuera de la pagina desde la perspectiva mostrada en la FIG. 44. Puede haber una cuerda de control similar 1053 acoplada a una porcion inferior del elemento de muneca 1008 de manera que la traslacion proximal de la cuerda de control 1053 haga que el conjunto de mandlbula 1003 pivote hacia la cuchilla ultrasonica 1014 (por ejemplo, abajo desde la perspectiva mostrada en la FIG. 42 y dentro de la pagina desde la perspectiva mostrada en la FIG. 44). Las cuerdas de control 1052, 1053, en algunas formas de realizacion, pueden ser los extremos de un solo cable o cuerda de control puesta alrededor de y acoplada al elemento de muneca 1008. Ademas, en algunas formas de realizacion, la cuerda de control 1053 puede omitirse. El pivotaje del conjunto de mandlbula 1003 hacia la cuchilla ultrasonica 1014 puede lograrse mediante la traslacion distal del elemento de control 1052.
Las diversas cuerdas de control 1038, 1040, 1048, 1050, 1052, 1053 pueden prolongarse proximalmente a traves del vastago 1004 donde pueden ser accionadas en un mango o una porcion de montaje del instrumento de un sistema quirurgico robotico, tal como la porcion de montaje del instrumento 1034 descrita en el presente documento. Como se ha descrito anteriormente, la traslacion diferencial de los pares de cuerdas de control (1038/1050, 1040/1048, 1052, 1053) puede producir la articulacion de los diversos componentes el conjunto de mandlbula 1003. La traslacion diferencial de las cuerdas de control puede lograrse de cualquier manera manual y/o automatizada adecuada, por ejemplo, como se ha descrito anteriormente.
La FIG. 45A ilustra una forma de realizacion de la porcion de montaje del instrumento 1034 que muestra un mecanismo de ejemplo para accionar diversas cuerdas de control del instrumento quirurgico de las FIGS. 37-38. Las diversas cuerdas de control 1038, 1040, 1048, 1050, 1052, 1053 pueden prolongarse proximalmente a traves del vastago 1004 y entrar en la porcion de montaje del instrumento 1034. Las diversas cuerdas de control pueden ser direccionadas por los elementos direccionadores 1056 a diversos carretes 1039, 1041, 1043 montados en los cuerpos giratorios descritos anteriormente. La FIG. 45B ilustra una vista lateral de una forma de realizacion de los elementos direccionadores 1056. Por ejemplo, el elemento direccionador 1056 mostrado en la FIG. 45B comprende una pluralidad de surcos 1058 para recibir y direccionar las diversas cuerdas de control. Pueden incluirse mas o menos surcos en los elementos direccionadores 1056, por ejemplo, segun el numero de cuerdas de control que vayan a direccionar.
Haciendo referencia de nuevo a la FIG. 45A, en algunas formas de realizacion, las cuerdas de control 1038 y 1050 pueden ser direccionadas al carrete 1039. Segun la configuration representada, la rotation en sentido horario del carrete 1039 provoca la traslacion proximal de la cuerda de control 1038 y la traslacion distal de la cuerda de control de 1050. Esto, como se descrito anteriormente, puede hacer que el elemento de mandlbula 1010 pivote alrededor del eje de pivotaje de la mandlbula 1016 hacia la izquierda desde la perspectiva de la FIG. 44 y fuera de la pagina desde la perspectiva de las FIGS. 42-43. La rotacion en sentido antihorario del carrete 1039 provoca la traslacion distal de la cuerda de control 1038 y la traslacion proximal de la cuerda de control de 1050. Esto, de nuevo como se ha descrito anteriormente, puede hacer que el elemento de mandlbula 1010 pivote alrededor del eje de pivotaje de la mandlbula 1016 hacia la derecha desde la perspectiva de la FIG. 44 y dentro de la pagina desde la perspectiva de las FIGS. 42-43. Las cuerdas de control 1040 y 1048 pueden ser direccionadas al carrete 1040. La rotacion en sentido horario y en sentido antihorario del carrete 1041 puede trasladar de manera diferencial las cuerdas de control 1040 y 1048, haciendo que el elemento de mandlbula 1012 pivote alrededor del eje de pivotaje de la mandlbula 1016 como el elemento de mandlbula 1010 descrito anteriormente. Las cuerdas de control 1052 y 1053 pueden acoplarse de manera similar al carrete 1043 para controlar el pivotaje del conjunto de mandlbula 1003
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alrededor del eje de pivotaje de la muneca 1016 tras la rotacion en sentido horario y en sentido antihorario del carrete 1043.
Segun diversas formas de realizacion, el instrumento quirurgico de las FIGS. 37-38 puede implementarse con una cuchilla ultrasonica 1014 retractil. Por ejemplo, la cuchilla ultrasonica 1014 puede ser retractil en direccion proximal de manera que quede parcial o completamente dentro del vastago 1004 y/o la horquilla 1006. Esto puede aumentar el grado de movilidad del conjunto de mandlbula 1003 alrededor del eje de pivotaje de la muneca 1018. Las FIGS. 46-47 ilustran una forma de realizacion de la porcion distal 1000 del instrumento quirurgico de las FIGS. 37-38 con una cuchilla ultrasonica retractil 1014. Haciendo referencia a continuacion a la FIG. 46, la cuchilla 1014 se muestra retralda en la direccion proximal indicada por la flecha 1060 dentro del vastago 1004. Como puede apreciarse, esto aumenta el grado de movilidad del conjunto de mandlbula 1003 para pivotar alrededor del eje de pivotaje de la muneca 1018. Por ejemplo, como se ilustra en la FIG. 46, el conjunto de mandlbula 1003 puede pivotar hacia y mas alla de un lugar donde, de lo contrario, habrla entrado en contacto con la cuchilla ultrasonica 1014. Esto puede aumentar el grado en el que el conjunto de mandlbula 1003 es capaz de sujetar el tejido. Durante el funcionamiento, el conjunto de mandlbula 1003 puede sujetar el tejido mientras pivota a la posicion mostrada en la FIG. 46. A continuacion, el conjunto de mandlbula 1003 puede pivotar de vuelta a y/o mas alla de la posicion mostrada en la FIG. 47 de manera que la cuchilla 1014 pueda extenderse distalmente para actuar sobre el tejido sujetado.
La cuchilla ultrasonica 1014 puede estar acoplada a una gula de ondas ultrasonica 1058 que puede prolongarse proximalmente a traves del vastago 1004 hasta un transductor ultrasonico, tal como el transductor 16 descrito anteriormente. En algunas formas de realizacion, la traslacion de la cuchilla ultrasonica 1014 puede lograrse mediante la traslacion de la cuchilla 1014, la gula de ondas 1058 y el conjunto de transductor. La FIG. 48 ilustra una forma de realizacion de la porcion distal 1000 del instrumento quirurgico de las FIGS. 37-38 acoplado a una porcion de montaje del instrumento 1034 de un sistema quirurgico robotico configurado para extender y retraer la cuchilla ultrasonica 1014. Como se ilustra, la gula de ondas 1058 se prolonga proximalmente desde la cuchilla ultrasonica 1014 a traves del vastago 1004 hasta la porcion de montaje del instrumento donde se acopla a un conjunto de transductor ultrasonico 1064 situado dentro de la porcion de montaje del instrumento 1034. Hay una cremallera 1062 acoplada a la gula de ondas 1058 y puede situarse para ser engranada por un engranaje redondo acoplado a uno de los cuerpos giratorios 612 de la porcion de montaje del instrumento 1034. Por ejemplo, la FIG. 45 ilustra la cremallera 1062 acoplada a un engranaje 1047, que esta, a su vez, acoplado a un engranaje 1045 que rota con el cuerpo giratorio 612. La rotacion alternativa del cuerpo giratorio 612 puede hacer rotar los respectivos engranajes 1045, 1047 que pueden, a su vez, provocar la traslacion distal y proximal de la cremallera 1062. A medida que la cremallera 1062 se acopla a la gula de ondas 1058, la traslacion distal y proximal de la cremallera 1062 tambien puede provocar la traslacion distal y proximal de la gula de ondas 1058, la cuchilla 1014 y el transductor 1064.
En la forma de realizacion ilustrada en la FIG. 48, el transductor 1064 esta situado dentro de la porcion de montaje del instrumento 1034. Puede haber un cable flexible/extensible 1066 acoplado el transductor 1064 y, en ultima instancia, a un cable externo 1067. A medida que el transductor se traslada distal y proximalmente con la gula de ondas 1058 y la cuchilla 1014, el cable 1066 puede aflojarse y tensarse alternativamente a fin de mantener su conexion con el cable externo 1067. La FIG. 49 ilustra una forma de realizacion alternativa de la porcion distal 1000 del instrumento quirurgico de las FIGS. 37-38 acoplado a una porcion de montaje del instrumento de un sistema quirurgico robotico con un transductor externo 1070. Como se ilustra, el transductor se prolonga mas alla de la porcion de montaje del instrumento 1034. La FIG. 49 ilustra tambien la cremallera 1062 acoplada a la gula de ondas 1058 que puede actuar (junto con uno de los elementos giratorios 612) para trasladar la gula de ondas 1058, la cuchilla 1014 (no mostrada en la FIG. 49) y el transductor 1070 proximal y distalmente. La FIG. 50 ilustra una vista adicional de la porcion distal 1000 del instrumento quirurgico de las FIGS. 37-38 como se ilustra en la FIG. 49.
La FIG. 51 ilustra una forma de realizacion del conjunto de mandlbula 1003 que comprende una almohadilla de pinza 1072. La almohadilla de pinza 1072 puede comprender uno o mas componentes acoplados a al menos una cara del elemento de muneca 1008 y/o uno de los elementos de mandlbula 1010, 1012. Por ejemplo, FIG. 51 ilustra una cara 1074 del elemento de muneca 1008 dirigida hacia la cuchilla ultrasonica 1014 y una cara 1076 del elemento de mandlbula 1012 dirigida hacia la cuchilla ultrasonica 1014. Una o mas de estas caras pueden estar acopladas a una almohadilla de pinza 1072. La almohadilla de pinza 1072 puede ser similar al conjunto de brazo de pinza 64 descrito en el presente documento. Por ejemplo, la almohadilla de pinza 1072 puede estar configurada para estar en contacto flsico con la cuchilla ultrasonica 1014 sin influir sustancialmente en el funcionamiento de la cuchilla 1014. De esta manera, un cllnico puede utilizar el conjunto de mandlbula 1003 para sujetar el tejido a la cuchilla 1014 de manera similar a la descrita anteriormente con respecto al conjunto de brazo de pinza 64.
Las FIGS. 52-55 ilustran una forma de realizacion de una porcion distal 1101 de un instrumento quirurgico que comprende un conjunto de mandlbula 1100. La porcion distal 1101 puede comprender adicionalmente una porcion de vastago 1110, una horquilla 1102 y una cuchilla ultrasonica 1106. Como se ha descrito anteriormente en el presente documento, la cuchilla ultrasonica 1106 puede estar en comunicacion mecanica con una gula de ondas ultrasonica (no mostrada en la FIG. 52) que puede prolongarse proximalmente hasta un transductor, tal como el transductor 16 de la FIG. 1. En algunas formas de realizacion, la cuchilla ultrasonica 1106 puede ser retractil, como se ha descrito anteriormente en el presente documento.
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El conjunto de mandlbuia 1100 puede comprender un elemento de mandlbuia 1102 y un elemento de mandlbuia con forma de U oponible 1104. Los elementos de mandlbuia 1102, 1104 pueden estar acoplados de forma pivotante a la horquilla 1102 que puede estar, a su vez, acoplada a un vastago 1110. Los elementos de mandlbula 1102, 1104 pueden girar por separado alrededor de un eje 1109 de manera similar a la descrita anteriormente por la que los elementos de mandlbula 1010, 1012 giran por separado alrededor del eje 1016. Por ejemplo, los elementos de mandlbula 1102, 1104 pueden girar por separado alrededor del eje 1109 hasta una posicion abierta en la que los elementos de mandlbula 1102, 1104 se hacen pivotar alejandolos entre si. Los elementos de mandlbula 1102, 1104 tambien pueden hacerse pivotar por separado alrededor del eje 1109 hasta una posicion cerrada en la que los elementos de mandlbula 1102, 1104 se encuentran cerca y/o estan en contacto uno con otro, por ejemplo, como se muestra en las FIGS. 53 y 55. En diversas formas de realization, los elementos de mandlbula 1102, 1104 pueden estar en una posicion abierta o en una cerrada en varios angulos con respecto a un eje longitudinal 1002 del vastago. Por ejemplo, la FIG. 52 muestra los elementos de mandlbula 1102, 1104 en una posicion abierta pivotados alejandose del eje longitudinal 1002. La FIG. 53 muestra los elementos de mandlbula 1102, 1104 en una posicion cerrada sustancialmente paralela a la cuchilla ultrasonica 1106. El eje 1109 puede ser sustancialmente paralelo al eje longitudinal 1002.
En diversas formas de realizacion, los elementos de mandlbula 1102, 1104 pueden utilizarse para capturar el tejido y manipular el tejido capturado hacia la cuchilla ultrasonica 1106 para el corte y/o la coagulation. Por ejemplo, el elemento de mandlbula con forma de U 1104 puede comprender un par de puas 1104a, 1104b. Las puas 1104a, 1104b pueden definir una abertura 1105 entre las puas 1104a, 1104b. El elemento de mandlbula 1102 y la cuchilla ultrasonica 1106 pueden estar alineados con la abertura. De esta manera, los elementos de mandlbula 1102, 1104 pueden hacerse pivotar hasta una posicion abierta alejando al menos el elemento de mandlbula 1102 del eje longitudinal 1002 para capturar el tejido, tal como el tejido 1114 mostrado en la FIG. 55. En algunas formas de realizacion, el elemento de mandlbula 1102 puede encajar al menos en la abertura 1105 entre las puas 1104a, 1104b. Por consiguiente, el elemento de mandlbula 1102 puede empujar una portion del tejido 1114 a traves de la abertura 1105 donde puede entrar en contacto con la cuchilla ultrasonica 1106 para el corte y/o la coagulacion, como se muestra en la FIG. 55.
Los elementos de mandlbula 1102, 1104 pueden controlarse de cualquier manera adecuada. Por ejemplo, haciendo referencia a la FIG. 56, puede haber una polea 1116 situada alrededor del eje 1109 y acoplada al elemento de mandlbula 1104. Puede haber una polea 1118 similar situada alrededor del eje 1109 y acoplada al elemento de mandlbula 1106. Puede haber unos cables 1120, 1122 acoplados alrededor de las respectivas poleas 1116, 1118 de manera similar a la descrita anteriormente en el presente documento con respecto a las poleas 1041, 1043 y los cables 1038, 1040. El movimiento diferencial del cable 1120 puede hacer que el elemento de mandlbula 1102 pivote alrededor del eje 1109, como se ha descrito anteriormente. Del mismo modo, el movimiento diferencial del cable 1120 puede hacer que el elemento de mandlbula 1104 pivote alrededor del eje 1109 tambien como se ha descrito anteriormente. Haciendo referencia a continuation a la FIG. 54, el vastago 1112 puede definir una cavidad 1115. Los respectivos cables 1120, 1122 pueden prolongarse proximalmente desde el conjunto de mandlbula 1100 a traves de la cavidad 1115. Los cables 1120, 1122 pueden controlarse de cualquier manera adecuada. Por ejemplo, los cables pueden controlarse mediante una porcion de montaje del instrumento, similar a la porcion de montaje del instrumento mostrada en la FIG. 45 y/o mediante un controlador manual, tal como el mango 12 descrito anteriormente en el presente documento.
Formas de realizacion no limitativas
Diversas formas de realizacion se refieren a instrumentos quirurgicos que comprenden un efector terminal, un vastago y un conjunto de mandlbula. El efector terminal puede comprender una cuchilla ultrasonica que se prolonga distalmente sustancialmente paralela a un eje longitudinal. El vastago puede prolongarse proximalmente desde el efector terminal a lo largo del eje longitudinal. El conjunto de mandlbula puede comprender unos elementos de mandlbula primero y segundo. El conjunto de mandlbula puede ser giratorio alrededor de un primer eje sustancialmente perpendicular al eje longitudinal desde una primera posicion en la que los elementos de mandlbula primero y segundo estan sustancialmente paralelos a la cuchilla ultrasonica hasta una segunda posicion. Ademas, los elementos de mandlbula primero y segundo pueden ser giratorios alrededor de un segundo eje sustancialmente perpendicular al primer eje.
En algunas formas de realizacion, el conjunto de mandlbula comprende un elemento de muneca, un primer elemento de mandlbula y un segundo elemento de mandlbula. El elemento de muneca puede ser giratorio alrededor de un eje de pivotaje de la muneca sustancialmente perpendicular al eje longitudinal desde una primera posicion en la que el elemento de muneca esta sustancialmente paralelo a la cuchilla ultrasonica hasta una segunda posicion en la que el elemento de muneca se hace pivotar alejandolo de la cuchilla ultrasonica. El primer elemento de mandlbula puede prolongarse distalmente desde y estar acoplado de forma pivotante al elemento de muneca. El primer elemento de mandlbula tambien puede ser giratorio alrededor de un eje de pivotaje de la mandlbula sustancialmente perpendicular al eje de pivotaje de la muneca. El segundo elemento de mandlbula puede prolongarse distalmente desde y tambien estar acoplado de forma pivotante al elemento de muneca. El segundo elemento de mandlbula tambien puede ser giratorio alrededor del eje de pivotaje de la mandlbula. Los elementos de mandlbula primero y segundo pueden ser giratorios ademas alrededor del eje de pivotaje de la mandlbula uno con respecto al otro desde
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una posicion abierta en la que los elementos de mandlbuia primero y segundo se hacen pivotar alejandolos entre si hasta una posicion cerrada en la que los elementos de mandlbula primero y segundo se hacen pivotar uno hacia el otro.
Se entendera que los terminos "proximal" y "distal" se utilizan a lo largo de la memoria descriptiva con respecto a un cllnico que esta manipulando un extremo de un instrumento utilizado para tratar a un paciente. El termino "proximal" se refiere a la porcion del instrumento mas cercana al cllnico y el termino "distal" se refiere a la porcion situada mas alejada del cllnico. Se entendera ademas que por razones de concision y claridad, los terminos espaciales tales como "vertical", "horizontal", "arriba" o "abajo" pueden utilizarse en el presente documento con respecto a las formas de realization ilustradas. Sin embargo, los instrumentos quirurgicos pueden utilizarse en muchas orientaciones y posiciones, y estos terminos no pretenden ser limitativos ni absolutos.
En el presente documento se describen diversas formas de realizacion de instrumentos quirurgicos y sistemas quirurgicos roboticos. Los expertos en la materia entenderan que las diversas formas de realizacion descritas en el presente documento pueden utilizarse con los instrumentos quirurgicos y sistemas quirurgicos roboticos descritos. Las descripciones se proporcionan solo a modo de ejemplo, y los expertos en la materia entenderan que las formas de realizacion divulgadas no se limitan solamente a los dispositivos divulgados en el presente documento, sino que pueden utilizarse con cualquier instrumento quirurgico o sistema quirurgico robotico compatible.
La referencia a lo largo de la memoria descriptiva a "diversas formas de realizacion", "algunas formas de realizacion", "una forma de realizacion de ejemplo" o "una forma de realizacion" se refiere a que un elemento, estructura o caracterlstica concreta descrita en relation con la forma de realizacion esta incluida en al menos una forma de realizacion de ejemplo. Por lo tanto, no todas las apariciones de las expresiones "en diversas formas de realizacion", "en algunas formas de realizacion", "en una forma de realizacion de ejemplo" o "en una forma de realizacion" en lugares a lo largo de la memoria descriptiva se refieren necesariamente a la misma forma de realizacion. Ademas, los elementos, estructuras o caracterlsticas concretas ilustradas o descritas en relacion con una forma de realizacion de ejemplo pueden combinarse, en su totalidad o en parte, con los elementos, estructuras o caracterlsticas de una o mas de otras formas de realizacion sin limitation.
Aunque las diversas formas de realizacion del presente documento se han ilustrado describiendo varias formas de realizacion y aunque las formas de realizacion ilustrativas se han descrito con bastante detalle, el solicitante no pretende restringir ni limitar en modo alguno el alcance de las reivindicaciones adjuntas a tales detalles. Para los expertos en la materia pueden ponerse de manifiesto facilmente ventajas y modificaciones adicionales. Por ejemplo, cada una de las formas de realizacion divulgadas puede emplearse en procedimientos endoscopicos, procedimientos laparoscopicos, as! como en procedimientos abiertos, sin limitaciones a su uso previsto.
Debe entenderse que al menos algunas de las figuras y descripciones del presente documento se han simplificado para ilustrar los elementos que son pertinentes para una clara comprension de la divulgation, mientras se han eliminado, por razones de claridad, otros elementos. Sin embargo, los expertos en la materia reconoceran que estos y otros elementos pueden ser deseables. Sin embargo, dado que tales elementos son bien conocidos en la tecnica, y dado que no facilitan una mejor comprension de la divulgacion, en el presente documento no se proporciona un analisis de tales elementos.
Aunque se han descrito diversas formas de realizacion, se pondra de manifiesto sin embargo que diversas modificaciones, cambios y adaptaciones a estas formas de realizacion pueden ocurrlrseles a los expertos en la materia, consiguiendo algunas o todas las ventajas de la divulgacion. Por ejemplo, segun diversas formas de realizacion, un solo componente puede ser reemplazado por diversos componentes, y multiples componentes pueden ser reemplazados por un solo componente, para desempenar una determinada funcion o funciones. Por tanto, esta solicitud pretende incluir todas estas modificaciones, cambios y adaptaciones sin alejarse del alcance tal como se define en las reivindicaciones adjuntas.
Claims (16)
- 5101520253035404550556065REIVINDICACIONES1. Instrumento quirurgico que comprende:un efector terminal (1000) que comprende una cuchilla ultrasonica (1014) que se prolonga distalmente sustancialmente paralela a un eje longitudinal;un vastago (1004) que se prolonga proximalmente desde el efector terminal a lo largo del eje longitudinal (1002);yun conjunto de mandlbula (1003) que comprende unos elementos de mandlbula primero y segundo (1010, 1012), en el que el conjunto de mandlbula puede pivotar alrededor de un primer eje (1018) sustancialmente perpendicular al eje longitudinal (1002) desde una primera posicion en la que los elementos de mandlbula primero y segundo estan sustancialmente paralelos a la cuchilla ultrasonica (1014) hasta una segunda posicion, y en el que los elementos de mandlbula primero y segundo (1010, 1012) pueden pivotar, uno con respecto al otro y totalmente, alrededor de un segundo eje (1016) sustancialmente perpendicular al primer eje (1018).
- 2. Instrumento quirurgico segun la reivindicacion 1, en el que los elementos de mandlbula primero y segundo (1010, 1012) pueden pivotar uno con respecto al otro alrededor del segundo eje (1018) desde una posicion cerrada en la que los elementos de mandlbula primero y segundo (1010, 1012) estan sustancialmente paralelos entre si hasta una posicion abierta.
- 3. Instrumento quirurgico segun la reivindicacion 1, en el que el conjunto de mandlbula (1003) comprende adicionalmente un elemento de muneca (1008) que puede pivotar alrededor del primer eje, en el que los elementos de mandlbula primero y segundo (1010, 1012) estan acoplados de forma pivotante al elemento de muneca (1008) alrededor del segundo eje (1016).
- 4. Instrumento segun la reivindicacion 1, que comprende adicionalmente una cuerda de control del primer eje acoplada al conjunto de mandlbula (1003) y que se prolonga proximalmente a traves del vastago (1004), en el que la traslacion proximal de la cuerda de control del primer eje hace pivotar el conjunto de mandlbula (1003) proximalmente alrededor del primer eje hacia el primer elemento de muneca.
- 5. Instrumento quirurgico segun la reivindicacion 3, en el que el elemento de muneca puede pivotar alrededor del primer eje desde una primera posicion en la que el elemento de muneca (1008) esta sustancialmente paralelo a la cuchilla ultrasonica (1014) hasta una segunda posicion en la que el elemento de muneca (1008) se hace pivotar alejandola de la cuchilla ultrasonica (1014), prolongandose distalmente los elementos de mandlbula primero y segundo (1010, 1012) desde el elemento de muneca (1008); yen el que los elementos de mandlbula primero y segundo (1010, 1012) pueden pivotar alrededor del segundo eje (1016) uno con respecto al otro desde una posicion abierta en la que los elementos de mandlbula primero y segundo (1010, 1012) se hacen pivotar alejandolos entre si hasta una posicion cerrada en la que los elementos de mandlbula primero y segundo (1010, 1012) se hacen pivotar uno hacia el otro.
- 6. Instrumento segun la reivindicacion 1 o la reivindicacion 5, que comprende adicionalmente:unas cuerdas de control primera y segunda (1038, 1050) que se prolongan proximalmente desde el primer elemento de mandlbula (1010) a traves del vastago (1004), en el que la traslacion diferencial de las cuerdas de control primera y segunda hace que el primer elemento de mandlbula (1010) pivote alrededor del segundo eje (1016); yunas cuerdas de control tercera y cuarta (1040, 1048) que se prolongan proximalmente desde el segundo elemento de mandlbula (1012) a traves del vastago (1004), en el que la traslacion diferencial de las cuerdas de control tercera y cuarta hace que el segundo elemento de mandlbula (1012) pivote alrededor del segundo eje (1016).
- 7. Instrumento segun la reivindicacion 6, en el que el primer elemento de mandlbula (1010) comprende una polea (1041) situada alrededor del primer eje (1018) y en el que las cuerdas de control primera y segunda (1038, 1050) de la primera mandlbula se prolongan alrededor de la polea (1041).
- 8. Instrumento segun la reivindicacion 7, en el que las cuerdas de control primera y segunda (1038, 1050) son los extremos de una unica cuerda de control situada alrededor de la polea (1041).
- 9. Instrumento segun la reivindicacion 1 o la reivindicacion 5, en el que los elementos de mandlbula primero y segundo (1010, 1012) pueden pivotar alrededor del segundo eje (1016) individual y colectivamente.
- 10. Instrumento segun la reivindicacion 5, que comprende adicionalmente una cuerda de control (1052) del primer elemento de muneca acoplada al elemento de muneca y que se prolonga proximalmente a traves del vastago5101520253035404550556065(1004), en el que la traslacion proximal de la cuerda de control (1052) del primer elemento de muneca hace pivotar el elemento de muneca (1008) proximalmente alrededor del primer eje (1018) hacia el primer elemento de muneca.
- 11. Instrumento segun la reivindicacion 1 o la reivindicacion 5, en el que la cuchilla ultrasonica (1014) puede trasladarse en una direccion paralela al eje longitudinal (1002) desde una posicion extendida hasta una posicion retralda.
- 12. Instrumento segun la reivindicacion 1 o la reivindicacion 5, en el que un grado de movilidad del conjunto de mandlbula (1003) alrededor del primer eje (1018) se aumenta cuando la cuchilla ultrasonica (1014) esta en la posicion retralda.
- 13. Instrumento segun la reivindicacion 1 o la reivindicacion 5, en el que al menos uno de los elementos de muneca (1008), el conjunto de mandlbula, (1003), el primer elemento de mandlbula (1010), y el segundo elemento de mandlbula (1012) definen una cara orientada hacia la cuchilla ultrasonica (1014), y que comprende adicionalmente un material de almohadilla de pinza (1072) acoplado a la cara.
- 14. Instrumento quirurgico que comprende:un efector terminal (1101) que comprende una cuchilla ultrasonica (1106) que se prolonga distalmente sustancialmente paralela a un eje longitudinal (1002),un vastago (1110) que se prolonga proximalmente desde el efector terminal a lo largo del eje longitudinal (1002), yun conjunto de mandlbula (1100), en el que el conjunto de mandlbula comprende:un primer elemento de mandlbula (1102) que puede pivotar alrededor de un primer eje (1109) sustancialmente perpendicular al eje longitudinal;un segundo elemento de mandlbula (1104) que tambien puede pivotar alrededor del primer eje (1109) en el que el segundo elemento de mandlbula define unas puas primera y segunda (1104a, 1104b) en el que los elementos de mandlbula primero y segundo pueden pivotar alrededor del primer eje desde al menos una posicion abierta en la que los elementos de mandlbula primero y segundo se separan entre si hasta al menos una posicion cerrada en la que los elementos de mandlbula primero y segundo se hacen pivotar uno hacia el otro, y en el que las puas primera y segunda definen una abertura (1105) alineada con el primer elemento de mandlbula y la cuchilla ultrasonica.
- 15. Instrumento quirurgico segun la reivindicacion 14, en el que el primer elemento de mandlbula (1102) comprende una polea (1116) situada alrededor del primer eje y en el que el instrumento comprende adicionalmente un primer cable (1120) situado alrededor de la polea para hacer pivotar el primer elemento de mandlbula alrededor del primer eje.
- 16. Instrumento quirurgico segun la reivindicacion 14, en el que el segundo elemento de mandlbula (1104) comprende una polea (1118) situada alrededor del primer eje y en el que el instrumento comprende adicionalmente un segundo cable (1122) situado alrededor de la polea para hacer pivotar el segundo elemento de mandlbula alrededor del primer eje.
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