ES2609662T3 - Dispositivo inyector de lente intraocular automatizado - Google Patents

Abstract

Un dispositivo (10) para implantar una lente intraocular en la cápsula de lente de un ojo, el dispositivo que comprende: una envolvente (15) tubular que tiene un eje primario que se extiende entre los extremos delantero y trasero de la envolvente; un émbolo (32) dispuesto longitudinalmente dentro de la envolvente y que tiene unos primero y segundo extremos, estando dispuesto el primer extremo hacia el extremo delantero de la envolvente ; un sistema de accionamiento eléctrico (38) dispuesto dentro de la envolvente, incluyendo el sistema de accionamiento eléctrico un motor eléctrico (42) y configurado para provocar la traslación longitudinal del émbolo a lo largo del eje primario de la envolvente; una montura de cartucho (18) en o cerca del extremo delantero de la envolvente y configurado para alojar un cartucho de inserción (20) desmontable alineado con el émbolo de manera que una lente intraocular dispuesta en el cartucho de inserción sea desplazada desde cartucho de inserción cuando el émbolo se traslada hacia el extremo delantero de la envolvente; caracterizado por que el dispositivo comprende además un circuito de control (100), conectado eléctricamente al motor eléctrico y configurado para realizar las etapas de: hacer avanzar (220) el émbolo (32) hasta un punto crítico en el que una fuerza de compresión axial sobre la lente aumenta súbitamente; retraer (230) el émbolo desde el punto crítico hasta una distancia suficiente para que el material de la lente intraocular se relaje; hacer una pausa (240) después de que el émbolo se retrae para permitir que el material de la lente intraocular se relaje; hacer avanzar (250) el émbolo hasta el punto crítico una segunda vez; y continuar (260) el avance del émbolo más allá del punto crítico para implantar la lente intraocular.

Description

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DESCRIPCION

Dispositivo inyector de lente intraocular automatizado.

Campo tecnico

La presente invencion se refiere en general a un dispositivo para suministrar una lente intraocular a un ojo y mas particularmente a un circuito de control para controlar dicho dispositivo para permitir la relajacion de un material de lente intraocular.

Antecedentes

El ojo humano funciona para proporcionar vision transmitiendo luz a traves de una parte exterior transparente llamada cornea y enfocando la imagen por medio de una lente cristalina sobre una retina. La calidad de la imagen enfocada depende de muchos factores que incluyen el tamano y la forma del ojo y la transparencia de la cornea y la lente. Cuando la edad o la enfermedad provoca que la lente se vuelva menos transparente, la vision se deteriora debido a la disminucion de la luz que puede transmitirse a la retina. Esta deficiencia en la lente del ojo es clmicamente conocida como una catarata. Un tratamiento aceptado para esta condicion es la extirpacion quirurgica de la lente y el reemplazo de la funcion de la lente por una lente intraocular artificial (LIO).

En los Estados Unidos, la mayona de las lentes de cataratas se eliminan mediante una tecnica quirurgica llamada facoemulsificacion. Durante este proceso, se hace una abertura en la capsula anterior y se inserta una punta de corte fina de facoemulsificacion en la lente enferma y se hace vibrar por ultrasonidos. La punta de corte vibratoria licua o emulsiona la lente para que la lente pueda ser aspirada fuera del ojo. La lente enferma, una vez eliminada, es reemplazada por una lente artificial.

La LIO se inyecta en el ojo a traves de la misma pequena incision utilizada para extirpar la lente enferma. Un cartucho de insercion de un inyector LIO se carga con la LIO, la punta del cartucho de insercion se inserta en la incision y la lente se suministra en el ojo.

Muchas LIO fabricadas hoy en dfa estan hechas de un polfmero con caractensticas espedficas. Estas caractensticas permiten que la lente se pliegue, y en cuanto se suministra en el ojo, permite que la lente se despliegue en la forma apropiada. Varios dispositivos de inyeccion manual estan disponibles para implantar estas lentes en el ojo. Sin embargo, los inyectores manuales de tipo roscado requieren el uso de dos manos, que es engorroso y tedioso. Los inyectores de tipo jeringa producen una fuerza de inyeccion y un desplazamiento no constantes.

Los inyectores mecanicos automatizados pueden proporcionar perfiles de fuerza mas uniformes, ya que las fuerzas de inyeccion variables a medida que la lente llega a estar fuertemente comprimida pueden incluso a veces dar lugar a danos o deformaciones permanentes en la LIO. Por lo tanto, se necesitan dispositivos y metodos mejorados para suministrar las LIOs en el ojo.

Los documentos US 2011/172676 A1 y US 2009/0318933 A1 son representativos de la tecnologfa de vanguardia de referencia.

Resumen

La presente invencion se define por la reivindicacion 1 con formas de realizacion preferidas de acuerdo con las reivindicaciones dependientes. De acuerdo con una forma de realizacion de ejemplo, un dispositivo de inyeccion de LIO comprende una envolvente tubular con un embolo dispuesto longitudinalmente dentro de la envolvente tubular. El embolo se traslada longitudinalmente hacia delante y hacia atras, con respecto a un extremo delantero de la envolvente, mediante un sistema de accionamiento electrico dispuesto dentro de la envolvente y que comprende un motor electrico. El dispositivo esta configurado de manera que cuando el embolo se traslada hacia la parte delantera del dispositivo, su punta se acopla a un cartucho de insercion de lente intraocular montado en o cerca del extremo delantero de la envolvente. La punta del embolo, que puede ser, en algunas formas de realizacion, un manguito de plastico desechable que se ajusta a presion a una barra empujadora, pasa a traves del cartucho de insercion para plegar y desplazar una lente intraocular dispuesta dentro e inyectar la lente plegada en la capsula de lente de un ojo.

El dispositivo de inyeccion de LIO comprende ademas un circuito de control, conectado electricamente al motor electrico y configurado para iniciar la traslacion del embolo, en respuesta a la entrada del usuario. El circuito de control esta configurado ademas para realizar las etapas de hacer avanzar el embolo hasta un punto cntico en el que una fuerza de compresion axial sobre la lente aumenta repentinamente, retrayendo el embolo desde el punto cntico hasta una distancia suficiente para que el material de la lente intraocular se relaje, haciendo una pausa para permitir que el material de la lente intraocular se relaje, haciendo avanzar el embolo hasta el punto cntico una segunda vez, y continuando el avance del embolo mas alla del punto cntico para implantar la lente intraocular. Las formas de realizacion de la presente invencion incluyen ademas un metodo para implantar una lente intraocular usando etapas similares.

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Por supuesto, los expertos en la tecnica apreciaran que la presente invencion no se limita a las caractensticas, ventajas, contextos o ejemplos anteriores y reconoceran caractensticas y ventajas adicionales al leer la siguiente descripcion detallada y al ver los dibujos adjuntos.

Breve descripcion de los dibujos

La Figura 1 es una vista isometrica de un aparato de inyeccion de LIO modelo, con un cartucho de insercion instalado.

La Figura 2 es una vista isometrica parcialmente cortada del mecanismo de accionamiento de un dispositivo de inyeccion de LIO modelo.

La Figura 3 ilustra el sistema de accionamiento electrico y el mecanismo de acoplamiento de un dispositivo de inyeccion de LIO modelo.

La Figura 4 ilustra una punta de embolo desmontable de acuerdo con algunas formas de realizacion de la presente invencion.

La Figura 5 es una vista en seccion transversal de un dispositivo de inyeccion de LIO de acuerdo con algunas formas de realizacion de la presente invencion.

La Figura 6 ilustra un aparato de accionamiento completamente retrafdo.

La Figura 7 ilustra un aparato de accionamiento parcialmente extendido.

Las Figuras 8A y 8B son vistas en seccion transversal de formas de realizacion alternativas del dispositivo de las Figuras 6 y 7, tomadas a lo largo de la lmea VIII.

La Figura 9 es otra vista en seccion transversal de las Figuras 6 y 7, tomada a lo largo de la lmea IX.

La Figura 10 ilustra una llave de punta de embolo de acuerdo con algunas formas de realizacion de la invencion.

La Figura 11 ilustra la llave de punta del embolo de la Figura 10 instalada en un dispositivo de inyeccion de LIO modelo.

La Figura 12 es un diagrama esquematico que ilustra un circuito de control modelo para un dispositivo de inyeccion de LIO.

La Figura 13 es un diagrama de flujo de proceso que ilustra un metodo para controlar un dispositivo de inyeccion de LIO de acuerdo con algunas formas de realizacion de la presente invencion.

Las Figuras 14A y 14B ilustran una caractenstica de detencion modelo para uso con una punta de embolo desechable.

La Figura 15 ilustra un programa de ejemplo para hacer avanzar un embolo en un sistema de suministro de lente intraocular de acuerdo con ciertas formas de realizacion de la presente invencion.

Descripcion detallada

Varias formas de realizacion de la presente invencion proporcionan un metodo y un circuito de control para controlar un dispositivo de inyeccion de una lente intraocular. En particular, ciertas formas de realizacion de la presente invencion proporcionan tecnicas para abordar de forma ventajosa las dificultades que resultan de las fuerzas de compresion axial sobre las lentes intraoculares (LIO), particularmente las LIOs inyectadas a traves de pequenas incisiones de menos de 2,0 mm. Durante la inyeccion a traves de un cartucho de pequeno calibre, la LIO se comprime mas y mas hasta un punto en el que la fuerza de compresion axial requerida para hacer avanzar la LIO aumenta bruscamente y de repente, denominada aqu "punto cntico". Debido al aumento significativo de las fuerzas sobre el material de la LIO en el punto cntico, la LIO puede llegar a ser vulnerable a deformacion permanente y dano ya que se acerca a su lfmite elastico.

Ciertas formas de realizacion de la presente invencion abordan de forma ventajosa esta dificultad permitiendo la relajacion del material para reducir la tension interna en el material. Por lo tanto, en el punto cntico, un embolo que hace avanzar la LIO se retrae a una distancia suficiente durante un tiempo suficiente para permitir que el material de la LIO se relaje, de modo que la fuerza de compresion axial sobre la lente no se incremente mas del punto cntico. El embolo se hace entonces avanzar al punto cntico una segunda vez y la LIO se implanta entonces con una fuerza axial menos prolongada que en los metodos anteriores.

La Figura 1 ilustra un dispositivo de inyeccion de LIO 10 de mano para implantar una LIO en la capsula anterior del ojo. Como se representa en la imagen, el dispositivo de inyeccion de LIO 10 incluye un conjunto cable 12 que transporta las senales de potencia y/o control desde una consola de usuario separada (no mostrada), aunque algunas formas de realizacion pueden incluir una o mas batenas en la envolvente 15 principal para proporcionar

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energfa electrica al dispositivo y/o uno o mas conmutadores u otros dispositivos de entrada de usuario para controlar el funcionamiento del dispositivo. El dispositivo de inyeccion de LIO 10 representado en la imagen tambien comprende una montura de cartucho 18, que sostiene un cartucho de insercion 20 instalado de forma desmontable. Como se explicara con mas detalle a continuacion, el cartucho de insercion 20 en algunas formas de realizacion es un componente polimerico desechable adaptado para alojar una lente de LIO desplegada y plegar y desplazar la lente cuando una punta 25 del embolo se traslada hacia adelante desde el cuerpo de la envolvente 15 y a traves del cartucho de insercion 20. En algunas formas de realizacion, la montura de cartucho 18 puede comprender una "ojiva" metalica que incluye un recorte unico para alojar el cartucho LIO y que esta ajustado a presion a una cubierta interna de la envolvente 15.

La Figura 2 ilustra una vista parcialmente recortada de una forma de realizacion modelo del dispositivo de inyeccion de LIO 10, que muestra el funcionamiento interno de un conjunto de accionamiento 30 para trasladar linealmente la punta 25 del embolo a lo largo del eje primario de la envolvente del dispositivo. Las Figuras 3 y 4 proporcionan detalles del conjunto de la Figura 2 y la Figura 5 ilustra una vista en seccion transversal del dispositivo de inyeccion de LIO 10.

En la forma de realizacion representada en la imagen, el conjunto de accionamiento comprende, ademas de la punta 25 del embolo, un embolo 32 configurado para la traslacion longitudinal dentro de un acoplador tubular 35 roscado internamente y un sistema de accionamiento 38 electrico. Segun se muestra en las Figuras 3 y 5, el sistema de accionamiento 38 electrico puede comprender un motor electrico 42 y un conjunto de engranajes 44 dispuesto dentro de un cuerpo soldado y configurado para girar el acoplador tubular 35 que se mantiene en su sitio mediante un manguito de acoplamiento 48 polimerico. Las rosca interna en el acoplador tubular 35 se acopla con un acoplador macho 46 roscado externamente en el extremo trasero del embolo 32, forzando la traslacion lineal del embolo 32 y la punta 25 del embolo dentro del acoplador tubular 35, en respuesta a la activacion del sistema de accionamiento 38. La rosca interna del acoplador tubular 35 y/o la rosca del acoplador macho 46 estan recubiertas con un lubricante (que puede ser un revestimiento de pelfcula seca tal como Endura 200TX, Brycoat WS2, Teflon/FEP o similar) para minimizar la friccion. Las juntas toricas 39, que pueden estar formadas a partir de un elastomero, proporcionan un sello a la envolvente tubular 15, evitando que la humedad y/o otros contaminantes alcancen el interior de la envolvente 15.

En algunas formas de realizacion, el sistema de accionamiento 38 electrico comprende un motor electrico 42 de corriente continua sin escobillas para proporcionar un par de giro al conjunto de engranajes 44, que a su vez hace girar el acoplador tubular 35 para extender o retraer el embolo 32. El conjunto de engranajes 44 es efectivo para reducir la velocidad angular del motor de acuerdo con una relacion de reduccion predeterminada, por ejemplo, 125:1. Esto aumenta el par disponible del sistema de accionamiento 38 y retarda el movimiento lineal del embolo 32 a una velocidad apropiada para el proceso de inyeccion de LIO.

En algunas formas de realizacion, la punta 25 del embolo puede ser desmontable del embolo 32, segun se muestra en la Figura 4. En estas formas de realizacion, la punta 25 del embolo puede comprender un manguito de plastico desechable que se fija al extremo delantero del embolo 32, en algunos casos segun un mecanismo de "encaje a presion". El extremo del manguito de plastico que se acopla a la LIO es mas compatible que un embolo metalico desnudo y tiene un acabado superficial liso, evitando asf el dano a la LIO a medida que es empujada a traves del cartucho de insercion 20 dentro del ojo. La utilizacion de un manguito de plastico desechable puede tambien facilitar el reprocesamiento del dispositivo de inyeccion de LIO 10 entre usos.

Las Figuras 6, 7, 8 y 9 proporcionan detalles adicionales del dispositivo de inyeccion de LIO modelo de acuerdo con algunas formas de realizacion de la presente invencion. Las Figuras 6 y 7 ilustran una seccion transversal longitudinal del dispositivo de inyeccion de LIO 10 con el embolo 32 en las posiciones totalmente retrafdo y parcialmente extendido, respectivamente. En la posicion parcialmente extendido ilustrada en la Figura 7, la punta 25 del embolo esta empezando a pasar al cartucho de insercion 20.

Como se ve en la Figura 6, el acoplador macho 46, que esta perforado y "achavetado" a lo largo de su eje para alojar al embolo 32, se mantiene en su lugar con un anillo de retencion 52 que se sujeta en una ranura circunferencial en el extremo trasero del embolo 32, fijando asf el acoplador macho 46 en su sitio. En el extremo opuesto del acoplador tubular 35, un conjunto cojinete 54, mantenido en su lugar por un manguito de cojinete 56 polimerico, mantiene el acoplador tubular 35 en una posicion concentrica a la envolvente y facilita el movimiento de rotacion suave del acoplador tubular 35. Un sello de compresion 58, que comprende una camisa de elastomero y un anillo acanalado metalico, proporciona un sello para impedir la entrada de humedad. El embolo 32, que tiene una seccion transversal con dos caras planas, esta impedido de girar con relacion a la envolvente por medio de un inserto de orientacion 60, que se mantiene en su lugar mediante pasadores 62.

Las Figuras 8A y 8B proporcionan vistas en seccion transversal, correspondientes a la seccion indicada como "VIII" en la Figura 7, de dos formas de realizacion diferentes del dispositivo de inyeccion de LIO 10. Como se ve en cada una de estas figuras, un eje de accionamiento 82 que se extiende desde la caja de engranajes 44 se acopla a una placa extrema 84 achavetada del acoplador tubular 35 para transferir el par de rotacion del sistema de accionamiento 38 al acoplador tubular 35. El acoplador tubular 35 esta rodeado por el manguito de acoplamiento 48, una carcasa interior 86 y una carcasa exterior 88 de la envolvente 15. En la forma de realizacion representada en la

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imagen en la Figura 8B, la placa extrema 84 del acoplador tubular 35 esta ranurada para subtender un arco que excede la parte de la ranura ocupada por el eje de accionamiento 82. Esto permite que el eje de accionamiento gire libremente durante parte de un giro tras una inversion en la direccion. Esta caractenstica puede facilitar el arranque del motor electrico en algunas formas de realizacion, y tambien puede utilizarse en algunas formas de realizacion para calibrar un circuito de supervision para una condicion de "sin carga". Como se explicara con mas detalle a continuacion, esta calibracion puede usarse para establecer uno o mas umbrales para la utilizacion en la deteccion de fallos.

La Figura 9 proporciona una vista en seccion transversal de algunas formas de realizacion del dispositivo 10 de inyeccion de LIO, que corresponde a la seccion indicada como "IX" en la Figura 7. Como se ha indicado anteriormente, el embolo 32 tiene una seccion transversal no circular y se mantiene en su lugar mediante el inserto de orientacion 60, que a su vez se fija en su posicion dentro de la carcasa interior 86 y la carcasa exterior 88 del alojamiento por medio de pasadores de retencion 62. Debido a que el embolo 32 esta impedido de este modo de girar con respecto a la envolvente, la rotacion del acoplador tubular 35 por el sistema de accionamiento 38 electrico se convierte en desplazamiento de traslacion del embolo 32 a lo largo del eje del dispositivo inyector de LIO, segun se muestra en las Figuras 6 y 7.

Segun se mostro anteriormente, en algunas formas de realizacion de un dispositivo de inyeccion de LIO, un conjunto de embolo comprende dos o mas partes, incluyendo una barra empujadora 32 y una punta 25 de embolo. En algunas formas de realizacion, la punta 25 de embolo puede comprender un manguito de plastico desmontable que encaja a presion sobre el embolo 32 y puede desecharse despues del uso. En algunas formas de realizacion, se puede utilizar una llave de punta de embolo para instalar la punta 25 de embolo de plastico sobre el embolo 32. La Figura 10 ilustra una llave 90 de punta de embolo modelo con una punta 25 de embolo retenida en su interior. La Figura 11 muestra la llave 90 de punta de embolo instalada sobre la montura de cartucho 18.

En la forma de realizacion representada en la imagen, la llave 90 de punta de embolo esta fijada sobre la montura de cartucho 18 de la misma manera que el cartucho de insercion 20. En algunas formas de realizacion, la punta 25 de embolo se instala automaticamente sobre el embolo 32 en respuesta a la activacion del usuario de un modo de instalacion. Por ejemplo, despues de que el usuario pulsa un boton apropiado en el dispositivo o en una consola de operador adjunta, el embolo 32 se acciona a una velocidad predeterminada para encajar a presion el embolo en el manguito desechable. Esta actuacion es seguida por la retraccion del embolo 32 a su posicion de partida original a una velocidad predeterminada. La retraccion tira de la punta 25 del embolo desde la llave 90 de punta de embolo, que puede a continuacion desmontarse y reemplazarse con un cartucho de insercion 20 de LIO cargado. Como se tratara con mas detalle a continuacion, ambas operaciones pueden terminar automaticamente en respuesta a la monitorizacion de la fuerza contraelectromotriz (a menudo llamada "back EMF") producida por el motor electrico 42 giratorio.

En algunas formas de realizacion en las que se utiliza una punta 25 de embolo desechable, la punta 25 de embolo y el cartucho de insercion 20 pueden estar provistos de caractensticas de modo que la punta 25 de embolo se retire automaticamente del embolo 32 despues de su uso. En algunas de estas formas de realizacion, por ejemplo, la punta 25 del embolo puede estar provista de uno o mas "dientes" u otros salientes, disenados para acoplarse con un enganche correspondiente del cartucho de insercion 20 cuando el extremo de la punta 25 del embolo pasa completamente a traves del cartucho de insercion 20. Una vez acoplado, dicho mecanismo de detencion proporciona suficiente resistencia al movimiento hacia atras de la punta 25 del embolo de manera que el manguito desechable se expulse a sf mismo del embolo. Cuando el embolo 32 esta completamente retrafdo, el cartucho de insercion 20 y la punta 25 del embolo pueden ser retirados del inyector de LIO como una unidad y desechados.

La Figura 14 ilustra un mecanismo de detencion modelo, como se ha tratado anteriormente. La Figura 14A proporciona una vista superior de la punta 25 del embolo totalmente insertada en el cartucho de insercion 20, al tiempo que la Figura 14B ilustra un mecanismo de detencion 140 modelo, que comprende caractensticas de detencion del acoplamiento de la punta 25 del embolo y el cartucho de insercion. En la forma de realizacion modelo de la Figura 14B, un saliente desde la punta 25 del embolo se acopla a un labio inferior del cartucho de insercion 20 cuando la punta 25 del embolo esta en su posicion completamente extendida.

La Figura 12 ilustra un circuito de control 100 modelo, segun algunas formas de realizacion de la invencion, para controlar el funcionamiento de un dispositivo de inyeccion de LIO. El circuito de control 100 ilustrado es para un motor 42 de corriente continua sin escobillas de tres fases que incluye sensores de efecto Hall 104. Aunque no se muestra en la Figura 12, el motor 42 puede, en algunas formas de realizacion, proporcionar un punto de referencia neutro; los expertos en la tecnica apreciaran que la presencia de un terminal neutro simplifica la medicion de la fuerza contraelectromotriz, pero no es absolutamente necesario. En cualquier caso, los expertos en la tecnica apreciaran que el circuito de la Figura 12 puede adaptarse facilmente para motores de diferentes tipos, incluyendo motores con escobillas. En particular, los expertos en la tecnica apreciaran que las tecnicas para controlar un motor de corriente continua sin escobillas sin el uso de la retroalimentacion de un sensor de efecto Hall sean bien conocidas.

El circuito de control 100 incluye un procesador de control 95 que produce senales de control moduladas por anchura de pulso (PWM) para conmutar el motor 42, asf como un circuito controlador 98 para convertir las senales

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digitales de control en senales de excitacion analogicas aplicadas al devanado del estator, entradas A, B y C. El circuito de control 100 incluye ademas un circuito de muestreo 97 para detectar senales de fuerza contraelectromotriz a partir de las entradas A, B y C del rotor del motor; en algunas formas de realizacion, el circuito de muestreo 97 incluye convertidores analogico digital para convertir los voltajes en las entradas de motor en senales digitales para su uso por el procesador de control 95. En algunas formas de realizacion, el circuito de muestreo 97 puede sincronizarse con las senales de control de PWM producidas por el procesador de control 95, de manera que la fuerza contraelectromotriz para una entrada de rotor dada solo se muestrea cuando el accionamiento para esa entrada es flotante. Sin embargo, los expertos en la tecnica apreciaran que en otras formas de realizacion las entradas del motor pueden muestrearse durante el ciclo de trabajo completo y las senales de fuerza contraelectromotriz aislarse mediante procesos digitales en el procesador de control 95. Los expertos en la tecnica apreciaran que el circuito de muestreo 97 tambien puede incluir filtros de paso bajo para cada senal de entrada del motor en algunas formas de realizacion, aunque se entendera que el retardo causado por tales filtros de paso bajo debe considerarse cuando el motor esta funcionando a alta velocidad.

En la forma de realizacion representada en la imagen, el procesador de control 95 tiene acceso a las senales de los sensores de efecto Hall 104; estas salidas de los sensores proporcionan una indicacion de la posicion del rotor del motor y pueden ser utilizadas por el procesador de control 95 para controlar la temporizacion de las senales PWM de acuerdo con tecnicas convencionales. Alternativamente, pueden detectarse los pasos por cero de las senales de fuerza contraelectromotriz, utilizando los tiempos de paso por cero para sincronizar las senales PWM que controlan la corriente aplicada al motor. De nuevo, son bien conocidas las tecnicas para poner en marcha y controlar un motor sin escobillas y sin sensores que usa senales de fuerza contraelectromotriz. Varias tecnicas de este tipo se describen, por ejemplo, en una tesis de maestna titulada "Metodo de deteccion directo de fuerza contraelectromotriz para accionamientos de motor de corriente continua sin escobillas y sin sensores (BLDC)", de Jianwen Shao, Instituto Politecnico de Virginia y Universidad Estatal, Blacksburg, Virginia, septiembre de 2003 (disponible en
http://scholar.lib.vt.edu/theses/available/etd-09152003-171904/unrestrictedyT.pdf).

En algunas formas de realizacion de la invencion, la fuerza contraelectromotriz tambien puede monitorizarse y utilizarse para detectar fallas en el funcionamiento del dispositivo de inyeccion de LIO. Por ejemplo, debido a la geometna de la lente intraocular y al volumen de viscoelastico inyectado en el cartucho de insercion, un cartucho cargado apropiadamente tiene una resistencia viscosa unica inherente al embolo, y por lo tanto proporciona una carga conocida en el motor. Cuando se compara con un cartucho cargado, el cartucho vacfo tambien tiene una marca de carga distinta. Debido a la relacion entre el par y la velocidad en un motor de corriente continua, un aumento en la carga se refleja en una disminucion de la velocidad del motor, para un nivel de accionamiento dado. Por el contrario, una disminucion de la carga se refleja en un aumento de la velocidad del motor. Debido a que la fuerza contraelectromotriz del motor es directamente proporcional a la velocidad de rotacion del motor, el nivel de la fuerza contraelectromotriz puede monitorizarse para determinar la velocidad del motor y, por tanto, la carga aplicada. Al comparar el nivel de fuerza contraelectromotriz monitorizado en un caso dado con un umbral predeterminado, el procesador de control 95 puede detectar si el motor esta o no funcionando a una velocidad esperada. Por lo tanto, el procesador de control puede detectar fallas en el funcionamiento y responder automaticamente (por ejemplo, apagando) y/o proporcionando retroalimentacion al usuario.

Por ejemplo, un cartucho de carga que contiene menos que el viscoelastico requerido en el cartucho resultara en una fuerza contraelectromotriz mas alta que un nivel esperado, en cuyo caso el procesador de control 95 puede notificarlo al usuario. Por el contrario, cuando el valor de fuerza contraelectromotriz es menor que un nivel esperado, sugiere un cartucho ocluido. Una vez mas, el funcionamiento del dispositivo puede ser apagado y el aviso adecuado proporcionado al usuario. Por supuesto, la operacion "normal" caera dentro de un rango de niveles de fuerza contraelectromotriz. De este modo, se pueden utilizar dos umbrales separados para detectar resistencia excesiva a la traslacion hacia adelante del embolo y para detectar resistencia insuficiente a la traslacion del embolo. (Umbrales diferentes pueden aplicarse a la translacion hacia atras del embolo, en algunas formas de realizacion.) La diferencia entre estos dos umbrales define el rango de funcionamiento normal.

Como se trato anteriormente, la magnitud del nivel de fuerza contraelectromotriz es directamente proporcional a la velocidad del motor y puede utilizarse para monitorizar directamente la velocidad del motor y, de este modo, monitorizar indirectamente la carga, es decir, la resistencia a la translacion del embolo. Alternativamente, la velocidad del motor puede monitorizarse, usando la fuerza contraelectromotriz, contando los pasos por cero de la fuerza contraelectromotriz en un intervalo de tiempo dado. Esta tecnica cuenta efectivamente las rotaciones del motor; debido a la relacion fija (definida por la caja de engranajes y las roscas de los mecanismos de acoplamiento) entre el motor y la traslacion lineal, el numero de rotaciones del motor en un intervalo de tiempo dado es directamente proporcional a la velocidad. Esta velocidad estimada puede compararse, de la misma manera que se ha discutido anteriormente, a umbrales predeterminados para detectar fallas en el funcionamiento.

En algunas formas de realizacion de la presente invencion, contar los puntos de paso por cero en sentido positivo y en sentido negativo de la fuerza contraelectromotriz proporciona una ventaja adicional, puesto que la posicion longitudinal del embolo puede seguirse en todo momento. Debido a que el numero total de puntos de paso por cero netos acumulados es directamente proporcional a la traslacion lineal del embolo, la posicion longitudinal del embolo dentro del dispositivo puede determinarse en cualquier momento, dado solo un punto de referencia calibrado. Este punto de referencia calibrado puede definirse en el momento de la fabricacion, en algunas formas de realizacion, o

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en el momento de empleo en otras. Por ejemplo, se puede instruir a un usuario para que retraiga completamente el embolo y luego pulse un boton de calibracion, ajustando una posicion "cero" para el embolo. Alternativamente, se puede detectar automaticamente un "parada violenta" despues de la retraccion del embolo, usando cualquiera de los metodos expuestos anteriormente, indicando de este modo la posicion "cero" del embolo.

En aquellas formas de realizacion de la presente invencion que monitorizan la posicion longitudinal del embolo, la informacion de posicion de seguimiento puede utilizarse junto con el nivel de fuerza contraelectromotriz en un momento dado para detectar una o mas condiciones de falla. Por ejemplo, el embolo se acoplara con el cartucho de insercion solamente en un intervalo espedfico de posiciones laterales conocidas. De lo contrario, por ejemplo, cuando la punta del embolo se aproxima al cartucho, se espera que el embolo se mueva con poca resistencia. El umbral o los umbrales utilizados para detectar una falla pueden variar, dependiendo de la posicion lateral del embolo, para proporcionar una deteccion de fallas mas precisa y/o con mas informacion. Por ejemplo, el umbral para detectar una resistencia insuficiente al movimiento del embolo puede ajustarse a un nivel correspondiente a una resistencia cero para un intervalo de posiciones laterales sobre las que se espera un movimiento libre del embolo. En el mismo intervalo, el umbral para detectar resistencia excesiva puede ajustarse a un nivel correspondiente a un nivel de resistencia algo inferior al esperado cuando el embolo empieza a acoplarse en el cartucho de insercion. Para posiciones laterales en las que el embolo esta completamente acoplado con el cartucho, ambos umbrales pueden ajustarse para corresponder a niveles de resistencia mas altos.

De manera similar, los niveles de umbral pueden variar con la direccion del movimiento del embolo y/o entre dos o mas modos de operacion. Por ejemplo, puede definirse un modo operativo separado para la instalacion de una punta de embolo desmontable, en algunas formas de realizacion, como se describio anteriormente. En este modo de instalacion, los umbrales de deteccion de fallas pueden ser bastante diferentes que para el modo de funcionamiento normal, para tener en cuenta la resistencia esperada cuando la barra empujadora del conjunto de embolo se acopla a la punta del embolo y la resistencia esperada hacia atras cuando se extrae la punta del embolo de la llave de punta del embolo.

En algunas formas de realizacion de la presente invencion, uno o mas de los umbrales anteriormente discutidos esta predeterminado, por ejemplo, mediante calibracion de fabrica, y almacenado en memoria en o accesible al procesador de control 95. (Los expertos en la tecnica apreciaran que esta memoria puede comprender una memoria de programa o una memoria separada que almacena parametros determinados en fabrica o similares, y puede comprender cualquiera de los varios tipos de memoria convencionales, incluyendo ROM, PROM, EEPROM, flash, etc.) En algunas formas de realizacion, los umbrales usados durante el funcionamiento pueden ajustarse con relacion a un nivel de fuerza contraelectromotriz "sin carga" o la velocidad de rotacion "sin carga" correspondiente determinada al arrancar el motor. Como se ha discutido brevemente, esto puede ser facilitado disenando el sistema de accionamiento del inyector de LIO de modo que tenga un intervalo corto tras cada inversion de la direccion durante la cual el sistema de accionamiento no esta enganchado con el embolo. Un forma de diseno se muestra en la Figura 8B, y se discutio anteriormente. En dichas formas de realizacion, el nivel "sin carga" para la fuerza contraelectromotriz o la velocidad puede medirse y utilizarse para establecer un nivel de referencia. Este nivel de referencia puede utilizarse para escalar y/o traducir los niveles de umbral almacenados para obtener umbrales de funcionamiento mas precisos.

Con las discusiones precedentes en mente, los expertos en la tecnica apreciaran que el diagrama de flujo de proceso de la Figura 13 ilustra unas formas de realizacion modelo de un metodo para controlar un dispositivo de inyeccion de lente intraocular de acuerdo con cualquiera de las configuraciones mecanicas discutidas anteriormente y las variaciones de las mismas. Los expertos en la tecnica apreciaran que este flujo de proceso particular no pretende ser limitativo; numerosas variaciones de este metodo que caen dentro del alcance de la presente invencion seran evidentes a la vista de la discusion precedente. Los expertos en la tecnica apreciaran ademas que el flujo de procesamiento de la Figura 13 puede implementarse en software o firmware almacenado en memoria de programa dentro o asociado con el procesador de control 95, por ejemplo, cuya memoria puede comprender uno o mas de los varios tipos convencionales incluyendo memoria de solo lectura (ROM), memoria programable de solo lectura (PROM), memoria flash, dispositivos de memoria magneticos u opticos o similares.

En cualquier caso, el flujo de proceso ilustrado en la Figura 13 comienza con el dispositivo de inyeccion de LIO en un estado inactivo. El dispositivo comprueba la entrada del usuario indicando que accion del conjunto de embolo debe comenzar, segun se muestra en el bloque 210. Esta entrada de usuario puede originarse en cualquiera de los varios dispositivos de entrada de usuario convencionales, tales como un teclado o pantalla tactil en una consola de operador conectada por cable al dispositivo de inyeccion LIO, un interruptor accionado por pedal conectado electricamente por cable al dispositivo de inyeccion de LIO o mediante una consola, o uno o mas interruptores o botones en el cuerpo del propio dispositivo de inyeccion de LIO. En cualquier caso, en respuesta a la entrada del usuario que indica que el conjunto de embolo debe moverse, un circuito de control comienza la traslacion del embolo en la direccion indicada, segun se muestra en el bloque 220.

El embolo continua trasladandose hasta que alcanza el punto cntico. El punto cntico, que corresponde al fuerte incremento de la fuerza de compresion axial, puede predeterminarse basandose en el modelado y/o ensayo o puede detectarse alternativamente usando, por ejemplo, cualquiera de las tecnicas para detectar las fuerzas descritas en el presente documento. Despues de alcanzar el punto cntico, el embolo se retrae a una distancia suficiente para

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permitir que el material de la LIO se relaje, segun se muestra en el bloque 230. El avance del embolo se detiene a continuacion durante un tiempo predeterminado para permitir la relajacion del material de la LIO, tal como se muestra en el bloque 240. El avance del embolo vuelve a continuacion al punto cntico, segun se muestra en el bloque 250. El embolo avanza a continuacion para implantar la lente completamente, segun se muestra en el bloque 260. El avance del embolo para implantar la lente puede implicar multiples pasos para impedir que la LIO se salga del cartucho demasiado rapido, de manera que, por ejemplo, el avance puede ser mas lento mas cerca del punto de expulsion de la LIO. Alternativamente, el avance puede ser mas lento al principio para evitar someter la LIO a aumentos en la fuerza de compresion axial, al tiempo que permite un avance algo mas rapido, aunque todavfa controlado, una vez que la LIO ha pasado el punto de maxima compresion.

La Figura 15 muestra un programa de ejemplo para hacer avanzar un embolo de acuerdo con formas de realizacion particulares de la presente invencion. En el ejemplo representado, la LIO tiene una posicion predeterminada de precarga de 21 mm desde la punta del cartucho y alcanza el punto cntico a 14,5 mm desde la punta del cartucho. El embolo avanza desde una posicion inicial ("cero") en el cartucho cargado hasta una posicion de precarga para la LIO a una velocidad de 4,4 mm/s, segun se muestra en el bloque 310. Al alcanzar la posicion de precarga, el embolo disminuye a 1,2 mm/s hasta el punto cntico, segun se muestra en el bloque 320. El embolo se retrae a continuacion a 4,4 mm/s durante 5 mm, segun se muestra en el bloque 330, y a continuacion se detiene durante 5 segundos para permitir la relajacion del material de la LIO, segun se muestra en el bloque 340. El embolo avanza a continuacion a 1,2 mm/s de vuelta al punto cntico, segun se muestra en el bloque 350.

El embolo a continuacion comienza el avance para implantar la LIO. Despues de alcanzar de nuevo el punto cntico, el embolo avanza un poco mas rapidamente, a 1,7 mm/s, durante 3,5 mm, segun se muestra en el bloque 360. Esto comprime completamente la LIO y la posiciona para el avance. El avance del embolo puede detenerse de nuevo para permitir que el material de la LIO se relaje en su posicion final comprimida, segun se muestra por la pausa de dos segundos en el bloque 370. El embolo se hace avanzar a continuacion a traves de los 11,0 mm finales a 3,0 mm/s para producir una inyeccion de lente suave.

La descripcion precedente de diversas formas de realizacion de un dispositivo de inyeccion de una lente intraocular y de metodos para utilizar dicho dispositivo se dio con fines ilustrativos y de ejemplo. Los expertos en la tecnica apreciaran, por supuesto, que la presente invencion se puede llevar a cabo de otras formas distintas a las espedficamente expuestas en el presente documento sin apartarse de las caractensticas esenciales de la invencion. En particular, aunque los metodos y los circuitos de control se han descrito conjuntamente con un sistema mecanico automatizado que utiliza un motor electrico, las etapas citadas tambien podnan realizarse manualmente durante la inyeccion de una LIO utilizando una pieza de mano y un cartucho convencionales. Por lo tanto, las presentes formas de realizacion deben considerarse en todos los aspectos como ilustrativas y no restrictivas, y todos los cambios que estan dentro del rango de significado y equivalencia de las reivindicaciones adjuntas estan destinados a ser abarcados en las mismas.

Claims (8)

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   REIVINDICACIONES

   1. Un dispositivo (10) para implantar una lente intraocular en la capsula de lente de un ojo, el dispositivo que comprende:

   una envolvente (15) tubular que tiene un eje primario que se extiende entre los extremos delantero y trasero de la envolvente;

   un embolo (32) dispuesto longitudinalmente dentro de la envolvente y que tiene unos primero y segundo extremos, estando dispuesto el primer extremo hacia el extremo delantero de la envolvente ;

   un sistema de accionamiento electrico (38) dispuesto dentro de la envolvente, incluyendo el sistema de accionamiento electrico un motor electrico (42) y configurado para provocar la traslacion longitudinal del embolo a lo largo del eje primario de la envolvente;

   una montura de cartucho (18) en o cerca del extremo delantero de la envolvente y configurado para alojar un cartucho de insercion (20) desmontable alineado con el embolo de manera que una lente intraocular dispuesta en el cartucho de insercion sea desplazada desde cartucho de insercion cuando el embolo se traslada hacia el extremo delantero de la envolvente;

   caracterizado por que el dispositivo comprende ademas un circuito de control (100), conectado electricamente al motor electrico y configurado para realizar las etapas de:

   hacer avanzar (220) el embolo (32) hasta un punto critico en el que una fuerza de compresion axial sobre la lente aumenta subitamente;

   retraer (230) el embolo desde el punto critico hasta una distancia suficiente para que el material de la lente intraocular se relaje;

   hacer una pausa (240) despues de que el embolo se retrae para permitir que el material de la lente intraocular se relaje;

   hacer avanzar (250) el embolo hasta el punto critico una segunda vez; y

   continuar (260) el avance del embolo mas alla del punto critico para implantar la lente intraocular.
2. 2. El dispositivo de la reivindicacion 1, en donde la etapa de continuar (260) el avance del embolo (32) comprende ademas:

   hacer avanzar el embolo para comprimir completamente la lente intraocular;

   hacer una pausa despues de que la lente intraocular se comprima completamente para permitir que el material de la

   lente intraocular se relaje; y

   hacer avanzar el embolo para implantar la lente.
3. 3. El dispositivo de la reivindicacion 1, en donde el punto critico se identifica en base a una posicion predeterminada del embolo (32).
4. 4. El dispositivo de la reivindicacion 1, en donde el circuito de control (100) esta configurado ademas para detectar que el embolo (32) alcanza el punto critico en base a una fuerza detectada sobre el embolo.
5. 5. El dispositivo de la reivindicacion 4, en donde la fuerza detectada se detecta basandose en una senal de fuerza contraelectromotriz del motor electrico (42).
6. 6. El dispositivo de la reivindicacion 1, en donde la etapa de pausa (240) comprende hacer una pausa de al menos cinco segundos.
7. 7. El dispositivo de la reivindicacion 1, en donde durante las etapas de hacer avanzar (220) el embolo (32) hasta el punto critico y hacer avanzar (250) el embolo hasta el punto critico la segunda vez, el embolo avanza a una velocidad de 1,2 mm/s o menos cuando alcanza el punto critico.
8. 8. El dispositivo de la reivindicacion 1, en donde durante la etapa de continuar (260) el avance del embolo (32), una velocidad de avance del embolo es acelerada.