ES2611081T3 - Chasis estructural de soporte interno para un dispositivo quirúrgico - Google Patents

Chasis estructural de soporte interno para un dispositivo quirúrgico Download PDF

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ES2611081T3
ES2611081T3 ES10251741.4T ES10251741T ES2611081T3 ES 2611081 T3 ES2611081 T3 ES 2611081T3 ES 10251741 T ES10251741 T ES 10251741T ES 2611081 T3 ES2611081 T3 ES 2611081T3
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Stanislaw Marczyk
Adam J. Ross
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Abstract

Un cabezal alimentado (900) de instrumento quirúrgico que comprende: un alojamiento (110) que comprende al menos partes primera y segunda de alojamiento (110a, 110b) que definen un volumen interior (1002), dicho alojamiento (110) permite acceso al volumen interior, un conjunto de chasis que comprende un chasis (1001) que monta un set de componentes de funcionamiento (1000) configurados y alineados para funcionar dentro del cabezal alimentado (900), dicho chasis (1001) se monta dentro del volumen interior (1002), caracterizado por que el chasis (1001) monta todos los componentes de funcionamiento (1000) del cabezal alimentado por lo que al menos la primera parte de alojamiento (110a) es retirable para exponer al menos una parte del volumen interior (1002) del instrumento quirúrgico, y el set de componentes de funcionamiento (1000) montados en el chasis (1001) son retirables del alojamiento (110) al exponer el volumen interior (1002) y retirar el conjunto de chasis, y son reemplazables por sustitución de un conjunto de chasis de reemplazo que monta un set de reemplazo de componentes de funcionamiento (1000).

Description

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DESCRIPCION
Chasis estructural de soporte interno para un dispositivo quirurgico
Antecedentes
Campo tecnico
Esta solicitud esta relacionada con un cabezal alimentado para un aparato quirurgico, y, mas particularmente, con el montaje de componentes del cabezal alimentado.
Antecedentes de la tecnica relacionada
Dispositivos quirurgicos y/o grapadoras que incluyen batenas pueden requerir medios para retirarlos para su eliminacion, reciclaje o recarga. El contacto o exposicion a contaminacion de la superficie externa de un dispositivo quirurgico usado, guantes o prendas clasificaran el grupo de batenas como desechos medicos peligrosos. Esta clasificacion crea mayores costes de eliminacion y elimina la capacidad de un hospital para reciclar o reutilizar las batenas.
En otros aspectos relacionados con la produccion de desechos, reduccion de tamano e incluso crecientes requisitos funcionales de dispositivos quirurgicos impulsan continuamente la demanda de componentes internos con mayores prestaciones. Estos componentes pueden requerir materiales raros o metodos de procesamiento intensivos. Adicionalmente los componentes son generalmente mas complejos, de mayor precision y requieren restricciones mas estrechas de tolerancia para su produccion. Estas piezas de mayor coste tambien pueden llevar los disenos hacia mayor posibilidad de reutilizacion. Para combinar apropiadamente todos estos componentes complejos y subconjuntos juntos hasta un dispositivo preciso, robusto y de alta calidad, se requiere un chasis o plataforma de ensamblaje que los ubica, alinea y posiciona juntos con precision. Este chasis tambien debe tener suficiente fortaleza y estructura para resistir deformacion y fatiga que son contraproducentes para la robustez, las alineaciones con precision y las tolerancias de un conjunto.
La mayona de plataformas de conjunto de chasis se incorporan en el alojamiento o cubierta de set de asidero (HSC, handle set cover) del dispositivo. Estos componentes se limitan a ciertos materiales, formas y procesos que a su vez limitan la precision y la fortaleza.
Cuando se contamina un alojamiento de un cabezal alimentado de instrumento quirurgico, a menudo se impide la posibilidad de reutilizacion y procesamiento de componentes internos costosos debido a la dificultad de retirar los componentes internos del alojamiento contaminado sin contaminar tambien los componentes internos.
La solicitud de patente de EE. UU. n.° de publicacion US 2009/0057369 A1 describe un instrumento quirurgico accionado electricamente que incluye un asidero, un efector final quirurgico, un conjunto de accionamiento y un suministro de energfa, en donde el suministro de energfa y el conjunto de impulso se disponen enteramente dentro del asidero. El conjunto de accionamiento comprende varios componentes y subconjuntos separados que se montan por separado en ejes dentro del asidero.
Compendio
La presente invencion proporciona un cabezal alimentado de instrumento quirurgico que comprende: un alojamiento que comprende al menos partes primera y segunda de alojamiento que definen un volumen interior, dicho alojamiento permite el acceso al volumen interior, un conjunto de chasis que comprende un chasis que monta un set de componentes de funcionamiento configurados y alineados para funcionar dentro del cabezal alimentado, dicho chasis se monta dentro del volumen interior, caracterizado por que el chasis monta todos los componentes de funcionamiento del cabezal alimentado por lo que al menos la primera parte de alojamiento es retirable para exponer al menos una parte del volumen interior del instrumento quirurgico, y el set de componentes de funcionamiento montado en el chasis son retirables del alojamiento al exponer el volumen interior y retirar el conjunto de chasis, y son reemplazables por sustitucion de un conjunto de chasis de reemplazo que monta un set de reemplazo de componentes de funcionamiento.
El chasis se configura para proporcionar la configuracion apropiada para la alineacion del set de componentes de funcionamiento montados en el chasis si el chasis y el set de componentes de funcionamiento se montan dentro del volumen interior del alojamiento y un set de reemplazo de componentes de funcionamiento del cabezal alimentado montados en el chasis si el chasis y el set de reemplazo de componentes de funcionamiento se montan dentro del volumen interior del alojamiento. En una realizacion, el chasis se forma de metal y el alojamiento se forma de un polfmero.
Breve descripcion de los dibujos
La invencion se describira ahora ademas con referencia a los dibujos adjuntos, en los que las figuras 1 a 36 muestran realizaciones de referencia para ilustrar la construccion de dispositivos quirurgicos alimentados, y las figuras 37 a 41 muestran realizaciones segun la presente invencion. En los dibujos:
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la figura 1 es una vista en perspectiva de un ejemplo de un instrumento quirurgico alimentado adecuado segun la presente descripcion;
la figura 2 es una vista en perspectiva agrandada parcial del instrumento quirurgico alimentado de la figura 1;
la figura 2A es una vista en perspectiva agrandada parcial de una variante del instrumento quirurgico alimentado de las figuras 1 y 2;
la figura 2B es una vista de extremo proximal de la variante del instrumento quirurgico alimentado de la figura 2A;
la figura 3 es una vista en planta agrandada parcial del instrumento quirurgico alimentado de la figura 1;
la figura 4 es una vista en seccion en perspectiva parcial de componentes internos del instrumento quirurgico alimentado de la figura 1;
la figura 4A es una vista en perspectiva parcial de componentes internos de la variante del instrumento quirurgico alimentado de la figura 4;
la figura 5 es una vista en perspectiva de un mecanismo de articulacion con piezas separadas del instrumento quirurgico alimentado de la figura 1;
la figura 6 es una vista en seccion transversal parcial que muestra componentes internos del instrumento quirurgico alimentado de la figura 1 dispuestos en una primera posicion;
la figura 7 es una vista en seccion transversal parcial que muestra componentes internos del instrumento quirurgico alimentado de la figura 1 dispuestos en una segunda posicion;
la figura 8 es una vista en perspectiva del conjunto de montaje y la parte de cuerpo proximal de una unidad de carga con piezas separadas del instrumento quirurgico alimentado de la figura 1;
la figura 9 es una vista lateral en seccion transversal de un efector final del instrumento quirurgico alimentado de la figura 1;
la figura 10 es una vista lateral agrandada parcial que muestra componentes internos del instrumento quirurgico alimentado de la figura 1;
la figura 10A es una vista parcial ampliada de los componentes internos de la variante del instrumento quirurgico alimentado de la figura 4A;
la figura 11 es una vista en perspectiva de una placa de embrague unidireccional del instrumento quirurgico alimentado de la figura 1;
la figura 12 es una vista lateral agrandada parcial que muestra componentes internos del instrumento quirurgico alimentado de la figura 1;
la figura 13 es un diagrama esquematico de una fuente de alimentacion del instrumento quirurgico alimentado de la figura 1;
la figura 14 es un diagrama de flujo que ilustra un metodo para autentificar la fuente de alimentacion del instrumento quirurgico alimentado de la figura 1;
las figuras 15A-B son vistas traseras parciales en perspectiva de una unidad de carga del instrumento quirurgico alimentado de la figura 1;
la figura 16 es un diagrama de flujo que ilustra un metodo para autentificar la unidad de carga del instrumento quirurgico alimentado de la figura 1;
la figura 17 es una vista en perspectiva de la unidad de carga del instrumento quirurgico alimentado de la figura 1;
la figura 18 es una vista lateral en seccion transversal del efector final del instrumento quirurgico alimentado de la figura 1;
la figura 19 es una vista lateral en seccion transversal del instrumento quirurgico alimentado de la figura 1;
la figura 20 es un diagrama esquematico de un sistema de control del instrumento quirurgico alimentado de la figura 1;
la figura 21 es un diagrama esquematico de un ejemplo adecuado de un sistema de control de retroinformacion segun la presente descripcion;
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las figuras 22A-B con vistas delantera y trasera en perspectiva de un ejemplo adecuado de un controlador de retroinformacion del sistema de control de retroinformacion de la presente descripcion;
la figura 23 es un diagrama esquematico del controlador de retroinformacion segun la presente descripcion;
la figura 24 es una vista en seccion parcial de componentes internos de un ejemplo de un instrumento quirurgico alimentado adecuado segun la presente descripcion;
la figura 25 es una vista en seccion en perspectiva parcial de componentes internos del instrumento quirurgico alimentado ejemplar segun la presente descripcion;
la figura 26 es una vista en perspectiva parcial de un conjunto de morro del instrumento quirurgico alimentado ejemplar segun la presente descripcion;
la figura 27 es una vista en perspectiva parcial de una palanca de retraccion del instrumento quirurgico alimentado ejemplar segun la presente descripcion;
la figura 28 es una vista en perspectiva parcial del instrumento quirurgico alimentado ejemplar segun la presente descripcion;
la figura 29 es una vista en perspectiva del instrumento quirurgico alimentado ejemplar segun la presente descripcion;
la figura 30 es una vista en perspectiva de un conjunto de retraccion modular del instrumento quirurgico alimentado ejemplar segun la presente descripcion;
la figura 31 es una vista en seccion parcial agrandada de componentes internos de un instrumento quirurgico alimentado ejemplar segun la presente descripcion; y
la figura 32 es una vista en seccion parcial agrandada de componentes internos de un instrumento quirurgico alimentado ejemplar segun la presente descripcion.
la figura 33 es una vista en perspectiva de un instrumento quirurgico alimentado que tiene uno o mas miembros de sellado alrededor de un cabezal alimentado del instrumento segun la presente descripcion;
la figura 34 es una vista en seccion transversal del cabezal alimentado de la figura 33 que ilustra los componentes internos del cabezal alimentado y el uno o mas miembros de sellado;
la figura 35 es una vista en perspectiva que ilustra un grupo de batenas o grupo de suministro de energfa para el cabezal alimentado de las figuras 33 y 34 segun la presente descripcion;
la figura 36 es otra vista en perspectiva del grupo de batenas o grupo de suministro de energfa de la figura 35 que tiene un miembro de sellado segun la presente descripcion;
la figura 37 es una vista en perspectiva del exterior del alojamiento del cabezal alimentado del instrumento quirurgico segun la presente invencion;
la figura 38 es una vista en seccion transversal del cabezal alimentado de la figura 37 que ilustra un set de componentes de funcionamiento montados en un chasis o miembro estructural segun una realizacion de la presente invencion;
la figura 39 es una vista de un lado del chasis o miembro estructural que muestra las caractensticas para montar los componentes de funcionamiento segun una realizacion de la presente invencion;
la figura 40 es una vista en perspectiva en despiece ordenado del cabezal alimentado de la figura 36 que muestra las partes de alojamiento y un set de componentes de funcionamiento montados en el chasis o miembro estructural segun la presente invencion;
la figura 41 es otra vista en perspectiva en despiece ordenado del cabezal alimentado de la figura 36 que muestra las partes de alojamiento y un set de componentes de funcionamiento montados en el chasis o miembro estructural segun la presente invencion;
la figura 42 es una vista del lado del chasis o miembro estructural como se ilustra en la figura 39 y que ilustra un set de componentes de funcionamiento montados en el chasis o miembro estructural; y
la figura 43 es una vista de otro lado del chasis o miembro estructural y que ilustra un set de componentes de funcionamiento montados en el chasis o miembro estructural.
Descripcion detallada
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Ahora se describen en detalle realizaciones y ejemplos de referencia del instrumento quirurgico alimentado adecuado descrito actualmente con referencia a los dibujos, en los que numeros de referencia semejantes designan elementos identicos o correspondientes en cada una de las varias vistas. Como se emplea en esta memoria el termino "distal" se refiere a la parte del instrumento quirurgico alimentado, o componente del mismo, mas alejada del usuario, mientras que el termino "proximal" se refiere a la parte del instrumento quirurgico alimentado o componente del mismo, mas cerca del usuario.
Adicionalmente, en los dibujos y en la descripcion que sigue, terminos tales como “delantero”, “trasero”, “superior”, “inferior”, “cima”, “fondo” y similares se usan simplemente por conveniencia de descripcion y no pretenden limitar la descripcion a los mismos.
Un instrumento quirurgico alimentado, p. ej., una grapadora quirurgica, segun la presente descripcion se denomina en las figuras como numeral de referencia 10. Haciendo referencia inicialmente a la figura 1, el instrumento quirurgico alimentado 10 incluye un alojamiento 110, una parte endoscopica 140 que define un primer eje longitudinal A-A que se extiende a traves de la misma, y un efector final 160, que define un segundo eje longitudinal B-B que se extiende a traves del mismo. La parte endoscopica 140 se extiende distalmente del alojamiento 110 y el efector final 160 se dispone adyacente a una parte distal de la parte endoscopica 140. En un ejemplo de un instrumento quirurgico adecuado segun la presente descripcion, los componentes del alojamiento 110 se sellan contra infiltracion de contaminacion de partfculas y/o fluido y ayudan a prevenir el dano del componente por el proceso de esterilizacion.
Segun un ejemplo de la presente descripcion, el efector final 160 incluye un primer miembro de mordaza que tiene uno o mas sujetadores quirurgicos (p. ej., conjunto de cartucho 164) y un segundo miembro de mordaza opuesto que incluye una parte de yunque para desplegar y formar los sujetadores quirurgicos (p. ej., un conjunto de yunque 162). En ciertos ejemplos, las grapas se alojan en un conjunto de cartucho 164 para aplicar filas lineales de grapas al tejido corporal ya sea de manera simultanea o secuencial. Ya sea uno o ambos del conjunto de yunque 162 y el conjunto de cartucho 164 son movibles con respecto al otro entre una posicion de apertura en la que el conjunto de yunque 162 se espacia del conjunto de cartucho 164 y una posicion de sujecion o de aproximacion en la que el conjunto de yunque 162 esta en alineacion yuxtapuesta con el conjunto de cartucho 164.
Se concibe ademas que el efector final 160 se conecte a una parte de montaje 166, que se conecta de manera pivotable a una parte de cuerpo 168. La parte de cuerpo 168 puede ser integral con la parte endoscopica 140 del instrumento quirurgico alimentado 10, o se puede conectar de manera retirable al instrumento 10 para proporcionar una unidad de carga desechable (DLU, disposable loading unit) reemplazable o una unidad de carga de un solo uso (SULU, single use loading unit) (p. ej., unidad de carga 169). En ciertos ejemplos, la parte reutilizable se puede configurar para esterilizacion y reutilizacion en un procedimiento quirurgico subsiguiente.
La unidad de carga 169 puede ser conectable a la parte endoscopica 140 a traves de una conexion de bayoneta. Se concibe que la unidad de carga 169 tenga un enlace de articulacion conectado a la parte de montaje 166 de la unidad de carga 169 y el enlace de articulacion se conecta a una varilla de enlace de modo que el efector final 160 se articule cuando la varilla de enlace se traslada en sentido distal-proximal a lo largo del primer eje longitudinal A-A. Se pueden usar otros medios para conectar el efector final 160 a la parte endoscopica 140 para permitir la articulacion, tales como un tubo flexible o un tubo que comprenda una pluralidad de miembros pivotables.
La unidad de carga 169 puede incorporar o configurarse para incorporar diversos efectores finales, tales como dispositivos de sellado de vasos, dispositivos de grapado lineal, dispositivos de grapado circular, cortadores, etc. Dichos efectores finales se pueden acoplar a la parte endoscopica 140 del instrumento quirurgico alimentado 10. La unidad de carga 169 puede incluir un efector final de grapado lineal que no se articula. Se puede incluir un vastago flexible intermedio entre la parte de asidero 112 y la unidad de carga. Se concibe que la incorporacion de un vastago flexible pueda facilitar acceso a y/o dentro de ciertas zonas del cuerpo de un paciente.
Con referencia a la figura 2, se ilustra una vista ampliada del alojamiento 110 segun un ejemplo de la presente descripcion. En el ejemplo ilustrado, el alojamiento 110 incluye una parte de asidero 112 que tiene un interruptor de impulso principal 114 dispuesto en la misma. El interruptor 114 puede incluir interruptores primero y segundo 114a y 114b formados juntos como interruptor basculante. La parte de asidero 112, que define un eje H-H de asidero, se configura para ser agarrada por los dedos de un usuario. La parte de asidero 112 tiene una forma ergonomica que proporciona abundante palanca de agarre con la palma que ayuda a prevenir que la parte de asidero 112 se salga de la mano del usuario durante el funcionamiento. Cada interruptor 114a y 114b se muestra dispuesto en una ubicacion adecuada en la parte de asidero 112 para facilitar que sea oprimido por un dedo o dedos del usuario. En otro ejemplo, el instrumento 10 incluye dos interruptores separados 114a y 114b separados por una caractenstica de nervadura.
Adicionalmente, y con referencia a las figuras 1 y 2, los interruptores 114a, 114b se puede usar para iniciar y/o detener el movimiento del motor de impulsion 200 (figura 4). En un ejemplo, el interruptor 114a se configura para activar el motor de impulsion 200 en un primer sentido para hacer avanzar la varilla de disparo 220 (figura 6) en sentido distal sujetando de ese modo los conjuntos de yunque y cartucho 162 y 164. Por el contrario, el interruptor 114b se puede configurar para retraer la varilla de disparo 220 para abrir conjuntos de yunque y cartucho 162 y 164
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al activar el motor de impulsion 200 en sentido inverso. Una vez se ha iniciado el modo de corte y grapado, durante el modo de retraccion, se acciona un trabado mecanico (no se muestra), impidiendo la progresion adicional de grapado y corte de la unidad de carga 169. El trabado esta apoyado de manera redundante con software para prevenir el corte de tejido despues de que previamente se hayan desplegado las grapas. El basculante tiene una primera posicion para activar el interruptor 114a, una segunda posicion para activar el interruptor 114b, y una posicion neutral entre las posiciones primera y segunda. Los detalles de funcionamiento de los componentes de impulso del instrumento 10 se tratan mas en detalle a continuacion.
El alojamiento 110, en particular la parte de asidero 112, incluye protectores 117a y 117b de interruptor. Los protectores 117a y 117b de interruptor pueden tener una forma semejante a nervadura que rodea la parte inferior del interruptor 114a y la parte superior del interruptor 114b, respectivamente. El protector 117a y 117b de interruptor impide la activacion accidental del interruptor 114. Ademas, los interruptores 114a y 114b tienen alta reaccion tactil que exige aumentar la presion para la activacion.
En un ejemplo, los interruptores 114a y 114b se configuran como interruptores multivelocidad (p. ej., dos o mas), incrementales o de velocidad variable, que controlan la velocidad del motor de impulsion 200 y de la varilla de disparo 220 de una manera no lineal. Por ejemplo, los interruptores 114a, b pueden ser sensibles a la presion. Este tipo de interfaz de control permite un aumento gradual en la tasa de velocidad de los componentes de impulso desde un modo mas lento y mas preciso a un funcionamiento mas rapido. Para prevenir una activacion accidental de la retraccion, el interruptor 114b se puede desconectar electronicamente hasta que se presiona un interruptor contrafallos. Adicionalmente tambien se puede usar un tercer interruptor 114c para este proposito. Adicionalmente o como alternativa, el contrafallos se puede superar presionando y manteniendo el interruptor 114b durante un periodo de tiempo predeterminado de aproximadamente 100 ms a aproximadamente 2 segundos. La varilla de disparo 220 se retrae entonces automaticamente a su posicion inicial a menos que se activen los interruptores 114a y 114b (p. ej., se presionen y liberen) durante el modo de retraccion para detener la retraccion. El subsiguiente apriete del interruptor 114b tras la liberacion del mismo reanuda la retraccion. Como alternativa, la retraccion de la varilla de disparo 220 puede continuar hasta la retraccion completa incluso si se libera el interruptor 114b, en otros ejemplos. Otros ejemplos de instrumentos quirurgicos alimentados adecuados, como se describe en la presente memoria, incluyen un modo de retraccion automatica de la varilla de disparo 220 que retrae totalmente la varilla de disparo 220 incluso si el interruptor 114b esta liberado. El modo se puede interrumpir en cualquier momento si se acciona uno de los interruptores 114a o 114b.
Los interruptores 114a y 114b se acoplan a un circuito de control de velocidad no lineal 115 que se puede implementar como circuito de regulacion de tension, un circuito de resistencia variable o un circuito microelectronico de modulacion de ancho de pulsos. Los interruptores 114a y 144b pueden tener interfaz con el circuito de control 115 al desplazar o accionar dispositivos de control variable, tales como dispositivos reostaticos, circuito de interruptor de posicion multiple, transductores lineales y/o rotatorios de desplazamiento variable, potenciometros lineales y/o rotatorios, codificadores opticos, sensores ferromagneticos y sensores de efecto Hall. Esto permite a los interruptores 114a y 114b hacer funcionar el motor de impulsion 200 en modos de velocidad multiple, tal como aumentar gradualmente la velocidad del motor de impulsion 200 ya sea incremental o gradualmente dependiendo del tipo del circuito de control 115 que se use, sobre la base de la opresion de los interruptores 114a y 114b.
En un ejemplo particular, tambien se puede incluir el interruptor 114c (figuras 1, 2 y 4), en donde la opresion del mismo puede cambiar mecanica y/o electricamente el modo de funcionamiento de sujecion a disparo. El interruptor 114c esta rebajado dentro del alojamiento 110 y tiene alta reaccion tactil para prevenir falsos accionamientos. Proporcionar un interruptor de control separado para iniciar el modo de disparo permite abrir y cerrar repetidamente las mordazas del efector final, de modo que el instrumento 10 se usa como agarrador hasta que se presiona el interruptor 114c, activando asf el modo de grapado y/o de corte. El interruptor 114 puede incluir uno o mas interruptores microelectronicos, por ejemplo. Por ejemplo, un interruptor de membrana microelectronica proporciona una sensacion tactil, pequeno tamano, tamano y forma ergonomicos, perfil bajo, la capacidad de incluir letras moldeadas en el interruptor, sfmbolos, representaciones y/o indicaciones, y un bajo coste de material. Adicionalmente, los interruptores 114 (tales como interruptores de membrana microelectronica) se pueden sellar para ayudar a facilitar la esterilizacion del instrumento 10, asf como para ayudar a prevenir contaminacion con partfculas y/o fluidos.
Como alternativa o ademas de los interruptores 114, otros dispositivos de entrada pueden incluir tecnologfa de entrada de voz, que puede incluir hardware y/o software incorporados en un sistema de control 501 (figura 20), o un modulo digital separado conectado al mismo. La tecnologfa de entrada de voz puede incluir reconocimiento de voz, activacion por voz, rectificacion por voz y/o lenguaje integrado. El usuario puede controlar el funcionamiento del instrumento en total o en parte a traves de ordenes de voz, liberando asf una o ambas manos del usuario para manejar otros instrumentos. Tambien se puede usar salida de voz u otra audible para proporcionar retroinformacion al usuario.
Antes de continuar con la descripcion del instrumento quirurgico 10, las figuras 2A y 2B ilustran una variante del instrumento quirurgico 10. Mas particularmente, el instrumento quirurgico 10' incluye un alojamiento 110' que se configura con un asidero 112' que tiene una forma de reloj de arena parcial. El instrumento quirurgico 10' proporciona una configuracion ergonomica alternativa al instrumento quirurgico 10.
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Volviendo de nuevo a la descripcion del instrumento quirurgico 10 y haciendo referencia a la figura 3, se muestra una zona proximal 118 del alojamiento 110 que tiene una interfaz 120 de usuario. La interfaz 120 de usuario incluye una pantalla 122 y una pluralidad de interruptores 124. La interfaz 120 de usuario puede exponer diversos tipos de parametros de funcionamiento del instrumento 10 tales como “modo” (p. ej., rotacion, articulacion o accionamiento), que se pueden comunicar a la interfaz de usuario por medio de un sensor, “estado” (p. ej., angulo de articulacion, velocidad de rotacion o tipo de accionamiento) y “retroinformacion,” tal como si se han disparado grapas sobre la base de la informacion informada por los sensores dispuestos en el instrumento 10, junto con codigos de error y otros (p. ej., carga incorrecta, reemplazar batena, nivel de batena, el numero estimado de disparos restantes o cualquier subsistema que no funcione).
La pantalla 122 puede ser una pantalla LCD, una pantalla de plasma, una pantalla electroluminiscente y similares. En un ejemplo la pantalla 122 puede ser una pantalla tactil, obviando la necesidad de los interruptores 124. La pantalla tactil puede incorporar tecnologfas de pantalla tactil resistiva, onda de superficie, capacitiva, infrarrojos, galga extensiometrica, optica, senal dispersiva o reconocimiento de pulso acustico. La pantalla tactil se puede usar para permitir al usuario proporcionar aportes mientras ve la retroinformacion de funcionamiento. Este planteamiento permite que componentes de pantalla sellados ayuden a esterilizar el instrumento 10, asf como prevenir contaminacion con partfculas y/o fluido. En ciertos ejemplos, la pantalla 122 se monta de manera pivotable o rotatoria en el instrumento 10 para tener flexibilidad al ver la pantalla durante el uso o la preparacion (p. ej., por medio de una bisagra o soporte de rotula).
Los interruptores 124 se pueden usar para iniciar y/o detener el movimiento del instrumento 10 asf como seleccionar el tipo de una unidad de carga de un solo uso (SULU) o unidad de carga desechable (DLU), la direccion de pivote, la velocidad y/o el par. Tambien se concibe que se pueda usar al menos un interruptor 124 para seleccionar un modo de emergencia que evite diversas configuraciones. Los interruptores 124 tambien se pueden usar para seleccionar diversas opciones en la pantalla 122, tales como responder a recordatorios mientras se navega por menus de interfaz de usuario y se seleccionan diversas configuraciones, permitiendo a un usuario introducir diferentes tipos de tejido y diversos tamanos y longitudes de cartuchos de grapas.
Los interruptores 124 se pueden formar de una membrana microelectronica tactil o no tactil, una membrana de poliester, elastomero, teclas de plastico o metal de diversas formas y tamanos. Adicionalmente, se pueden colocar interruptores a diferentes alturas entre sf y/o pueden incluir indicaciones elevadas u otras caractensticas con textura (p. ej., concavidad o convexidad) para permitir al usuario oprimir un interruptor apropiado sin necesidad de mirar la interfaz 120 de usuario.
Ademas de la pantalla 124, la interfaz 120 de usuario puede incluir una o mas salidas visuales 123 que pueden incluir una o mas luces coloreadas visibles o diodos emisores de luz (“LED”) para reenviar retroinformacion al usuario. Las salidas visuales 123 pueden incluir indicadores correspondientes de diversas formas, tamanos y colores que tienen numeros y/o texto que identifican las salidas visuales 123. Las salidas visuales 123 se disponen en la parte superior del alojamiento 110 de manera que las salidas 123 esten elevadas y sobresalgan con respecto al alojamiento 110 permitiendo mejor visibilidad de las mismas.
Las multiples luces se exponen en una cierta combinacion para ilustrar un modo de funcionamiento espedfico para el usuario. En un ejemplo, las salidas visuales 123 incluyen una primera luz (p. ej., amarilla) 123a, una segunda luz (p. ej., verde) 123b y una tercera luz (p. ej., roja) 123c. Las luces funcionan en una combinacion particular asociada con un modo de funcionamiento particular listado en la Tabla 1 a continuacion.
Combinacion de luces
Modo de funcionamiento
Luz
Estado No hay cargada unidad de carga 169 o cartucho de grapas.
Primera luz
Apagada
Segunda luz
Apagada
Tercera luz
Apagada
Luz
Estado La unidad de carga 169 y/o el cartucho de grapas estan cargados apropiadamente y la alimentacion esta activada, permitiendo al efector final
Primera luz
Encendida 160 sujetar como agarrador y articular.
Segunda luz
Apagada
Tercera luz
Apagada
Luz
Estado Se ha cargado una unidad de carga 169 o cartucho de grapas usados.
Primera luz
Destello
Segunda luz
Apagada
Tercera luz
Apagada
Luz
Estado Instrumento 10 desactivado y no puede disparar grapas ni cortar.
Primera luz
No disponible
Segunda luz
Apagada
Tercera luz
No disponible
Luz
Estado Se ha cargado una unidad de carga 169 nueva, el efector final 160 esta totalmente sujeto y el instrumento 10 esta en modos de disparo de grapas y
Primera luz
Encendida corte.
Segunda luz
Encendida
Tercera luz
Apagada
Luz
Estado Debido a altas fuerzas de grapado se efectua un modo de “tejido grueso”, que permite un retraso de tiempo de progresion o pulsado durante el que se
Primera luz
Encendida comprime tejido.
Segunda luz
Destello
Tercera luz
Apagada
Luz
Estado No se han detectado errores de sistema.
Primera luz
No disponible
Segunda luz
No disponible
Tercera luz
Apagada
Luz
Estado Grosor de tejido y/o carga de disparo son demasiado altos, esta advertencia se puede omitir.
Primera luz
Encendida
Segunda luz
Encendida
Tercera luz
Encendida
Luz
Estado
Primera luz
No disponible Error funcional de sistema detectado, el instrumento 10 se debe reemplazar.
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Segunda luz Tercera luz Primera luz Segunda luz Tercera luz
No disponible Destello No disponible No disponible
Encendida Reemplazar el grupo de batenas o la fuente de alimentacion no esta conectada correctamente.
Tabla 1
En otro ejemplo, la salida visual 123 puede incluir un solo LED multicolor que expone un color particular asociado con los modos de funcionamiento, como se ha tratado anteriormente con respecto a las luces primera, segunda y tercera en la Tabla 1.
La interfaz 120 de usuario tambien incluye salidas de audio 125 (p. ej., tonos, campanas, zumbadores, altavoz integrado, etc.) para comunicar diversos cambios de estado al usuario, tal como batena baja, cartucho vado, etc. La retroinformacion audible se puede usar junto con las salidas visuales 123 o en lugar de estas. La retroinformacion audible se puede proporcionar en forma de clics, saltos elasticos, pitidos, aros y zumbadores en secuencias de uno o multiples pulsos. En un ejemplo, se puede grabar de antemano un sonido mecanico simulado que replica los sonidos de clic y/o salto elastico generados por bloqueos mecanicos y mecanismos de instrumentos no alimentados convencionales. Esto elimina la necesidad de generar dichos sonidos mecanicos a traves de los componentes reales del instrumento 10 y tambien evita el uso de pitidos y otros sonidos electronicos que se asocian usualmente con otros equipos de quirofano, impidiendo de ese modo la confusion con retroinformacion audible extrana. El instrumento 10 puede incluir uno o mas microfonos u otros dispositivos de entrada de voz que se pueden usar para determinar los niveles de ruido de fondo y ajustar los volumenes de retroinformacion audible por consiguiente para un claro reconocimiento de retroinformacion.
El instrumento 10 tambien puede proporcionar retroinformacion haptica o vibratoria a traves de un mecanismo haptico (no mostrado explfcitamente) dentro del alojamiento 110. La retroinformacion haptica se puede usar junto con la retroinformacion auditiva y visual o en lugar de la misma para evitar la confusion con los equipos de quirofano que se basan en retroinformacion audible y visual. El mecanismo haptico puede ser un motor asmcrono que vibra de una manera pulsada. En un ejemplo, las vibraciones son a una frecuencia de aproximadamente 20 Hz o superior, por ejemplo de aproximadamente 20 Hz a aproximadamente 60 Hz, y proporcionan un desplazamiento que tiene una amplitud de 2 mm o inferior, por ejemplo de aproximadamente 0,25 mm a aproximadamente 2 mm, para limitar que los efectos vibratorios lleguen a la unidad de carga 169.
Tambien se concibe que la interfaz 120 de usuario incluya diferentes colores y/o intensidades de texto en pantalla y/o en interruptores para diferenciacion adicional entre los elementos expuestos. La retroinformacion visual, auditiva o haptica se puede aumentar o disminuir en intensidad. Por ejemplo, la intensidad de la retroinformacion se puede usar para indicar que las fuerzas en el instrumento se estan volviendo excesivas.
Las figuras 2, 3 y 4 ilustran un mecanismo de articulacion 170, que incluye un alojamiento 172 de articulacion, un interruptor alimentado 174 de articulacion, un motor 132 de articulacion y un mando manual 176 de articulacion. El interruptor 174 de articulacion puede ser un interruptor oscilante y/o deslizante que tiene un brazo 174a y 174b en cada lado del alojamiento 110 que permite el uso del mismo con la mano derecha o izquierda. La traslacion del interruptor alimentado 174 de articulacion activa el motor 132 de articulacion. Pivotar el mando de articulacion manual 176 accionara el engranaje 233 de articulacion del mecanismo de articulacion 170 como se muestra en la figura 5. El accionamiento del mecanismo de articulacion 170, ya sea por el interruptor 174 o el mando 176, provoca que el efector final 160 se mueva desde su primera posicion, donde el eje longitudinal B-B esta sustancialmente alineado con el eje longitudinal A-A, hacia una posicion en la que el eje longitudinal B-B se dispone en un angulo con el eje longitudinal A-A. Preferiblemente, se logra una pluralidad de posiciones articuladas. El interruptor alimentado 174 de articulacion tambien puede incorporar controles similares de velocidad no lineal como mecanismo de sujecion controlado por los interruptores 114a y 114b.
Ademas, el alojamiento 110 incluye protectores 117c y 117d de interruptor que tienen una forma semejante a ala y se extienden desde la superficie superior del alojamiento 110 sobre el interruptor 174. Los protectores 117c o 117d de interruptor impiden la activacion accidental del interruptor 174 cuando se deja el instrumento 10 o de obstrucciones ffsicas durante el uso y requiere que el usuario llegue por debajo del protector 169 con el fin de activar el mecanismo de articulacion 170.
La rotacion de un mando de rotacion 182 alrededor del primer eje longitudinal A-A provoca que el conjunto de alojamiento 180 asf como el alojamiento 172 de articulacion y el mando de articulacion manual 176 roten alrededor del primer eje longitudinal A-A, y provocando asf la correspondiente rotacion de la parte distal 224 de la varilla de
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disparo 220 y del efector final 160 alrededor del primer eje longitudinal A-A. El mecanismo de articulacion 170 se acopla electro-mecanicamente a anillos conductores primero y segundo 157 y 159 que se disponen en el conjunto de morro de alojamiento 155 como se muestra en las figuras 4 y 26. Los anillos conductores 157 y 159 se pueden soldar, pegar, encajar a presion, encajar por salto elastico o apretar ondulados sobre el conjunto de morro 155 y estan en contacto electrico con la fuente de alimentacion 400 proporcionando de ese modo energfa electrica al mecanismo de articulacion 170. El conjunto de morro 155 puede ser modular (p. ej., separado del alojamiento 110) y se puede conectar al alojamiento 110 durante el ensamblaje para facilitar los metodos mencionados anteriormente de montaje de los anillos. El mecanismo de articulacion 170 incluye una o mas escobillas y/o contactos cargados por resorte en contacto con los anillos conductores 157 y 159 de manera que cuando se hace rotar el conjunto de alojamiento 180 junto con el alojamiento 172 de articulacion el mecanismo de articulacion 170 esta en contacto continuo con los anillos conductores 157 y 159 recibiendo de ese modo energfa electrica de la fuente de alimentacion 400.
Detalles adicionales del alojamiento 172 de articulacion, interruptor alimentado 174 de articulacion, mando de articulacion manual 176 y de la aportacion de articulacion al efector final 160 se describen en detalle en la solicitud de patente de EE. UU. de propiedad conjunta 2008/0223903 A1. Se concibe que cualquier combinacion de interruptores lfmite, sensores de proximidad (p. ej., opticos y/o ferromagneticos), transductores de desplazamiento variable lineal y codificadores de vastago, que se puedan disponer dentro del alojamiento 110, se puedan utilizar para controlar y/o registrar un angulo de articulacion del efector final 160 y/o la posicion de la varilla de disparo 220.
Las figuras 4, 5-10 y 11-12 ilustran diversos componentes internos del instrumento 10, incluido un motor de impulsion 200, un tubo de impulso roscado internamente 210 y una varilla de disparo 220 que tiene una parte proximal 222 y una parte distal 224. El tubo de impulso 210 es rotatorio alrededor del eje C-C de tubo de impulso que se extiende a traves del mismo. El motor de impulsion 200 se dispone en cooperacion mecanica con el tubo de impulso 210 y se configura para hacer rotar el tubo de impulso 210 alrededor del eje C-C de engranaje de impulso. En un ejemplo de un instrumento quirurgico alimentado adecuado, como se describe en la presente memoria, el motor de impulsion 200 puede ser un motor electrico o un motor de engranajes, que puede incluir engranajes incorporados dentro de su alojamiento.
En una realizacion preferida, el alojamiento 110 se puede formar de dos mitades 110a y 110b como se ilustra en la figura 3. Las dos semipartes de alojamiento 110a y 110b se pueden conectar entre sf usando tornillos en ubicadores 111 de elevacion que alinean las partes de alojamiento 110a y 110b. En un ejemplo de un instrumento quirurgico alimentado adecuado como se describe en la presente memoria, se pueden usar grnas de soldadura ultrasonica para conectar las mitades 110a y 110b para sellar el alojamiento contra contaminacion externa. Adicionalmente, el alojamiento 110 se puede formar de plastico y puede incluir miembros de soporte de caucho aplicados a la superficie interna del alojamiento 110 por medio de un proceso de moldeo en dos tiros. Los miembros de soporte de caucho pueden aislar la vibracion de los componentes de impulso (p. ej., motor de impulsion 200) del resto del instrumento 10.
Las mitades de alojamiento 110a y 110b se pueden conectar entre sf por medio de una seccion delgada de plastico (p. ej., una bisagra activa) que interconecta las mitades 110a y 110b que permite abrir el alojamiento 110 separando las mitades 110a y 110b.
En una realizacion, los componentes de impulso (p. ej., incluido un motor de impulsion 200, un tubo de impulso 210 y una varilla de disparo 220, etc.) se pueden montar en una placa de soporte que permite retirar los componentes de impulso del alojamiento 110 despues de haber usado el instrumento 10. El montaje en placa de soporte junto con las mitades de alojamiento abisagradas 110a y 110b permite la posibilidad de reutilizacion y reciclaje de componentes internos espedficos al tiempo que se limita la contaminacion del mismo.
La figura 4A ilustra los componentes internos de la variante de instrumento quirurgico 10'. La figura 4A se proporciona para una comparacion general con respecto a la figura 4 y no se tratara en detalle en esta memoria.
Volviendo de nuevo a la descripcion del instrumento quirurgico 10 y con referencia a las figuras 4, 5, 6 y 7, se ilustra un acoplamiento 190 de varilla de disparo. El acoplamiento 190 de varilla de disparo proporciona un enlace entre la parte proximal 222 y la parte distal 224 de la varilla de disparo 220. Espedficamente, el acoplamiento 190 de varilla de disparo permite la rotacion de la parte distal 224 de la varilla de disparo 220 con respecto a la parte proximal 222 de la varilla de disparo 220. Asf, el acoplamiento 190 de varilla de disparo permite a la parte proximal 222 de la varilla de disparo 220 permanecer no rotatoria, como se trata mas adelante con referencia a una placa de alineacion 350, mientras permite la rotacion de la parte distal 224 de la varilla de disparo 220 (p. ej., con la rotacion del mando de rotacion 182).
Con referencia a las figuras 6 y 7, la parte proximal 222 de la varilla de disparo 220 incluye una parte roscada 226, que se extiende a traves de una parte roscada internamente 212 del tubo de impulso 210. Esta relacion entre varilla de disparo 220 y tubo de impulso 210 provoca que la varilla de disparo 220 se mueva distal y/o proximalmente, en las direcciones de las flechas D y E, a lo largo de la parte roscada 212 del tubo de impulso 210 con la rotacion del tubo de impulso 210 en respuesta a la rotacion del motor de impulsion 200. Cuando el tubo de impulso 210 rota en un primer sentido (p. ej., sentido horario), la varilla de disparo 220 se mueve proximalmente. Como se ilustra en la
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figura 6, la varilla de disparo 220 se dispone en su posicion mas proximal. Cuando el tubo de impulso 210 rota en un segundo sentido (p. ej., sentido antihorario), la varilla de disparo 220 se mueve distalmente. Como se ilustra en la figura 6, la varilla de disparo 220 se dispone en su posicion mas distal.
La varilla de disparo 220 es trasladable distal y proximalmente dentro de lfmites particulares. Espedficamente, un primer extremo 222a de la parte proximal 222 de la varilla de disparo 220 actua como parada mecanica en combinacion con la placa de alineacion 350. Esto es, con la retraccion cuando la varilla de disparo 220 se traslada proximalmente, el primer extremo 222a contacta en una superficie distal 351 de la placa de alineacion 350, impidiendo asf que continue la traslacion proximal de la varilla de disparo 220 como se muestra en la figura 6. Adicionalmente, la parte roscada 226 de la parte proximal 222 actua como parada mecanica en combinacion con la placa de alineacion 350. Esto es, cuando la varilla de disparo 220 se traslada distalmente, la parte roscada 226 contacta en una superficie proximal 353 de la placa de alineacion 350, impidiendo asf ademas la traslacion distal de la varilla de disparo 220 como se muestra en la figura 7. La placa de alineacion 350 incluye una abertura a traves de la misma, que tiene una seccion transversal no redonda. La seccion transversal no redonda de la abertura impide la rotacion de la parte proximal 222 de la varilla de disparo 220, limitando asf la traslacion axial de la parte proximal 222 de la varilla de disparo 220 a traves de la misma. Ademas, se dispone un apoyo proximal 354 y un apoyo distal 356 al menos parcialmente alrededor del tubo de impulso 210 para facilitar la rotacion del tubo de impulso 210, mientras se ayuda a alinear el tubo de impulso 210 dentro del alojamiento 110. El tubo de impulso 210 incluye un reborde radial distal 210a y un reborde radial proximal 210b en cada extremo del tubo de impulso 210 que retienen el tubo de impulso 210 entre el apoyo distal 356 y el apoyo proximal 354, respectivamente.
La rotacion del tubo de impulso 210 en un primer sentido (p. ej., sentido antihorario) corresponde con traslacion distal de la varilla de disparo 220 que acciona el miembro de mordaza 162 o 164 (es decir, conjuntos de yunque y cartucho 162, 164) del efector final 160 para agarrar o sujetar tejido sostenido entre los mismos. La traslacion distal adicional de la varilla de disparo 220 expulsa sujetadores quirurgicos desde el efector final 160 para sujetar tejido por accionamiento de barras de leva y/o una corredera de accionamiento 74 (figura 9). Ademas, la varilla de disparo 220 tambien se puede configurar para accionar una cuchilla (no mostrada explfcitamente) para seccionar tejido. La traslacion proximal de la varilla de disparo 220 correspondiente con rotacion del tubo de impulso 210 en un segundo sentido (p. ej., sentido horario) acciona los conjuntos de yunque y cartucho 162, 164 y/o la cuchilla para retraer o volver a las posiciones correspondientes predisparo. Detalles adicionales del disparo y accionamiento de otro modo del efector final 160 se describen en detalle en la patente de EE. UU. de propiedad conjunta n.° 6.953.139 de Milliman et al. (la patente de Milliman '139).
La figura 8 muestra una vista parcial en despiece ordenado de la unidad de carga 169. El efector final 160 puede ser accionado por un conjunto de impulso axial 213 que tiene una barreta de impulso o miembro de impulso 266. El extremo distal de la barreta de impulso 213 puede incluir una hoja de cuchilla. Adicionalmente, la barreta de impulso 213 incluye un reborde de retencion 40 que tiene una pareja de miembros de leva 40a que se acoplan al conjunto de yunque y de cartucho 162 y 164 durante el avance longitudinal de la barreta de impulso 213. La barreta de impulso 213 hace avanzar longitudinalmente una corredera de accionamiento 74 a traves del cartucho 164 de grapas. Como se muestra en la figura 9, la corredera 74 tiene cunas de leva para acoplarse a empujadores 68 dispuestos en ranuras del conjunto de cartucho 164, cuando se avanza la corredera 74. Los empujadores 66 impulsan grapas 66 dispuestas en las ranuras a traves de tejido y contra el conjunto de yunque 162.
Con referencia a la figura 10, se muestra un vastago 202 de motor de impulsion que se extiende desde una transmision 204 que se conecta al motor de impulsion 200. El vastago 202 de motor de impulsion esta en cooperacion mecanica con el embrague 300. El vastago 202 de motor de impulsion es rotado por el motor de impulsion 200, dando como resultado asf rotacion del embrague 300. El embrague 300 incluye una placa de embrague 302 y un resorte 304 y se muestra que tiene partes acunadas 306 dispuestas en la placa de embrague 302, que se configuran para emparejarse con una interfaz (p. ej., cunas 214) dispuesta en una cara proximal 216 del tubo de impulso 210.
El resorte 304 se ilustra entre la transmision 204 y el tubo de impulso 210. Espedficamente, y segun el ejemplo de un instrumento quirurgico alimentado adecuado ilustrado en la figura 10, el resorte 304 se ilustra entre la cara de embrague 302 y una arandela de embrague 308. Adicionalmente, motor de impulsion 200 y transmision 204 se montan en un soporte 310 de motor. Como se ilustra en la figura 8, el soporte 310 de motor es ajustable proximal y distalmente con respecto al alojamiento 110 por medio de ranuras 312 dispuestas en el soporte 310 de motor y protuberancias 314 dispuestas en el alojamiento 110.
En un ejemplo de la descripcion, el embrague 300 se implementa como embrague bidireccional de deslizamiento para limitar el par y altas cargas de inercia en los componentes de impulso. Las partes acunadas 306 del embrague 300 se configuran y disponen para deslizar con respecto a las cunas 214 de la cara proximal 216 del tubo de impulso 210 a menos que se aplique una fuerza umbral a la placa de embrague 302 por medio del resorte de embrague 304. Ademas, cuando el resorte 304 aplica la fuerza umbral necesaria para que las partes acunadas 306 y las cunas 214 se acoplen sin deslizar, el tubo de impulso 210 rotara con la rotacion del motor de impulsion 200. Se concibe que las partes acunadas 306 y/o las cunas 214 se configuren para deslizar en uno y/o ambos sentidos (es decir, sentido horario y/o sentido antihorario) relativo entre sf cuando se obtiene una fuerza de disparo en la varilla de disparo 220.
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La figura 10A ilustra una vista parcial ampliada de los componentes internos del instrumento quirurgico 10' como se ha descrito anteriormente con respecto a las figuras 2A, 2B y 4A. De nuevo, de una manera similar, la figura 10A se proporciona para una comparacion general con respecto a la figura 10 y no se tratara en detalle en esta memoria. Alguno de los componentes que son comunes con el instrumento quirurgico 10 se han identificado con los numerales de identificacion correspondientes concernientes al instrumento quirurgico 10.
Volviendo de nuevo a la descripcion del instrumento quirurgico 10 y con referencia a las figuras 11 y 12, el embrague 300 se muestra con una placa de embrague unidireccional 700. La placa de embrague 700 incluye una pluralidad de partes acunadas 702, cada una tiene una cara de deslizamiento 704 y una cara de agarre 706. La cara de deslizamiento 704 tiene un canto curvado que se acopla a las cunas 214 del tubo de impulso 210 hasta una carga predeterminada. La cara de agarre 706 tiene un canto plano que se acopla totalmente al tubo de impulso 210 e impide el deslizamiento. Cuando se rota la placa de embrague 700 en un sentido inverso (p. ej., sentido antihorario), la cara de agarre 706 de las partes acunadas 702 se acopla a las cunas 214 sin deslizar, proporcionando par completo desde el motor de impulsion 200. Este caractenstica ayuda a asegurar que las mordazas 162, 164 se abran bajo retraccion durante escenarios de carga extrema. Cuando se rota la placa de embrague 700 en un sentido hacia delante (p. ej., sentido horario), las caras de deslizamiento 704 de las partes acunadas 702 se acoplan a las cunas 214 y limitan el par transferido al tubo de impulso 210. Asf, si la carga aplicada a una cara de deslizamiento 704 esta sobre el lfmite, el embrague 300 desliza y el tubo de impulso 210 no rota. Esto puede prevenir dano por cargas altas en el efector final 160 o el tejido por el motor y los componentes de impulso. Mas espedficamente, el mecanismo de impulso del instrumento 10 puede impulsar la varilla de disparo 220 en un sentido hacia delante con menos par que a la inversa. Adicionalmente, tambien se puede usar un embrague electronico para aumentar o disminuir el potencial de motor (p. ej., impulsion de la varilla de impulso 220 hacia delante o hacia atras junto con motor de impulsion 200, tubo de impulso 210, conjunto de embrague 300, placa de alineacion 350, y cualquier parte de la varilla de disparo 220) como se trata mas en detalle a continuacion.
Se concibe ademas que el vastago 202 de motor de impulsion incluya una seccion transversal 708 en forma de D o no redonda, que incluya una parte substancialmente llana 710 y una parte redondeada 712. Asf, mientras el vastago 202 de motor de impulsion es trasladable con respecto a la placa de embrague 700, el vastago 202 de motor de impulsion no “deslizara” con respecto a la placa de embrague 700 con la rotacion del vastago 202 de motor de impulsion. Esto es, la rotacion del vastago 202 de motor de impulsion dara como resultado una rotacion sin deslizamiento de la placa de embrague 700.
La unidad de carga, en ciertas realizaciones segun la presente descripcion, incluye un conjunto de impulso axial que coopera con la varilla de disparo 220 para aproximar conjunto de yunque 162 y conjunto de cartucho 164 del efector final 160, y disparar grapas desde el cartucho de grapas. El conjunto de impulso axial puede incluir una barreta que se desplaza distalmente a traves del cartucho de grapas y se puede retraer despues de que se han disparado las grapas, como se ha tratado anteriormente y descrito en ciertas realizaciones de la patente '139 de Milliman.
Con referencia a la figura 4, el instrumento 10 incluye una fuente de alimentacion 400 que puede ser una batena recargable (p. ej., a base de plomo, mquel, iones de litio, etc.). Tambien se concibe que la fuente de alimentacion 400 incluya al menos una batena desechable. La batena desechable puede ser de entre aproximadamente 9 voltios y aproximadamente 30 voltios.
La fuente de alimentacion 400 incluye una o mas celdas 401 de batena, dependiendo de las necesidades de energfa y potencial de tension del instrumento 10. Ademas, la fuente de alimentacion 400 puede incluir uno o mas ultracondensadores 402 que actuan como almacenamiento complementario de energfa debido a su densidad de energfa mucho mayor que los condensadores convencionales. Los ultracondensadores 402 se pueden usar junto con las celdas 401 durante gran consumo de energfa. Los ultracondensadores 402 se pueden usar para una rafaga de alimentacion cuando es desea/requiere energfa mas rapidamente que la que pueden proporcionar solamente las celdas 401 (p. ej., cuando se sujeta tejido grueso, disparo rapido, sujecion, etc.), ya que las celdas 401 tfpicamente son dispositivos de descarga lenta cuya corriente no se puede consumir rapidamente. Esta configuracion puede reducir la carga de corriente en las celdas, reduciendo de ese modo el numero de celdas 401. Los ultracondensadores 402 tambien pueden regular la tension de sistema, proporcionando una velocidad mas consistente del motor 200 y de la varilla de disparo 220. Se concibe que las celdas 401 se puedan conectar a los ultracondensadores 402 para cargar los condensadores.
La fuente de alimentacion 400 puede ser retirable junto con el motor de impulsion 200 para permitir el reciclaje de estos componentes y la reutilizacion del instrumento 10. En otro ejemplo de un instrumento quirurgico alimentado adecuado como se describe en la presente memoria, la fuente de alimentacion 400 puede ser un grupo de batenas externo que lleva en un cinturon y/o arnes el usuario y cableado al instrumento 10 durante el uso.
La fuente de alimentacion 400 se encierra dentro de un protector aislante 404 que se puede formar de un material absorbente, resistente y retardador de llama. El protector 404 afsla electrica y termicamente de la fuente de alimentacion 400 a componentes del instrumento 10. Mas espedficamente, el protector 400 impide que el calor generado por la fuente de alimentacion 400 caliente otros componentes del instrumento 10. Adicionalmente, el protector 404 tambien se puede configurar para absorber productos qrnmicos o fluidos que puedan fugar desde las celdas 402 durante uso exigente y/o dano.
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La fuente de alimentacion 400 se puede acoplar a un adaptador de alimentacion 406 que se configura para conectarse a una fuente de alimentacion externa (p. ej., transformador de CC). La fuente de alimentacion externa se puede usar para recargar la fuente de alimentacion 400 o permitir requisitos de alimentacion adicionales. El adaptador de alimentacion 406 tambien se puede configurar para tener interfaz con generadores electroquirurgicos que entonces pueden suministrar energfa al instrumento 10. En esta configuracion, el instrumento 10 tambien incluye una fuente de alimentacion de CA a CC que convierte energfa de RF desde los generadores electroquirurgicos y alimenta el instrumento 10.
En otro ejemplo la fuente de alimentacion 400 se recarga usando una interfaz de carga inductiva. La fuente de alimentacion 400 se acopla a una bobina inductiva (no mostrada explfcitamente) dispuesta dentro de la parte proximal del alojamiento 110. Al colocarse dentro de un campo electromagnetico, la bobina inductiva convierte la energfa en corriente electrica que se usa luego para cargar la fuente de alimentacion 400. El campo electromagnetico puede ser producido por una estacion base (no mostrada explfcitamente) que se configura para tener interfaz con la parte proximal del alojamiento 110, de manera que la bobina inductiva es envuelta por el campo electromagnetico. Esta configuracion elimina la necesidad de contactos externos y permite que la parte proximal del alojamiento 110 selle la fuente de alimentacion 400 y la bobina inductiva dentro de un ambiente hermetico e impide la exposicion a fluidos y contaminacion.
Con referencia a la figura 6, el instrumento 10 tambien incluye uno o mas circuitos de seguridad tales como un circuito de descarga 410 y un motor y modulo 412 de funcionamiento de batena. Por claridad, no se muestran cables ni otros elementos de circuito que interconectan diversos componentes electronicos del instrumento 10, pero dichos cables de conexiones electromecanicas son contemplados por la presente descripcion. Ciertos componentes del instrumento 10 se comunican inalambricamente.
El circuito de descarga 410 se acopla a un interruptor 414 y a una carga resistiva 417 que a su vez se acoplan a la fuente de alimentacion 400. El interruptor 414 puede ser un interruptor activado por usuario o automatico (p. ej., temporizador, contador) que se activa cuando la fuente de alimentacion 400 necesita descargarse totalmente para una eliminacion segura y a baja temperatura (p. ej., al final del procedimiento quirurgico). Una vez se activa el interruptor 414, la carga 417 se conecta electricamente a la fuente de alimentacion 400 de manera que el potencial de la fuente de alimentacion 400 se dirige a la carga 417. El interruptor automatico puede ser un temporizador o un contador que se activa automaticamente tras un periodo de tiempo de funcionamiento o numero de usos predeterminados para descargar la fuente de alimentacion 400. La carga 417 tiene una resistencia predeterminada suficiente para descargar totalmente y con seguridad todas las celdas 401.
El motor y el modulo 412 de funcionamiento de batena se acoplan a uno o mas sensores termicos 413 que determinan la temperatura dentro del motor de impulsion 200 y la fuente de alimentacion 400 para asegurar un funcionamiento seguro del instrumento 10. Los sensores pueden ser un ampenmetro para determinar la corriente consumida dentro de la fuente de alimentacion 400, un termistor, una termopila, un termopar, un sensor termico de infrarrojos y similares. La monitorizacion de la temperatura de estos componentes permite la determinacion de la carga aplicada sobre los mismos. El aumento de la corriente que fluye a traves de estos componentes provoca un aumento de temperatura en los mismos. Los datos de temperatura y/o de consumo de corriente se pueden usar entonces para controlar el consumo de potencia de una manera eficiente o asegurar niveles seguros de funcionamiento.
Con el fin de asegurar un funcionamiento seguro y fiable del instrumento 10, es deseable asegurar que la fuente de alimentacion 400 sea autentica y/o valida (p. ej., conforme a estandares estrictos de calidad y seguridad) y que funcione dentro de un intervalo de temperaturas predeterminado. La autentificacion de que la fuente de alimentacion 400 es valida minimiza el riesgo de lesiones para el paciente y/o el usuario debido a mala calidad.
Con referencia a la figura 13, se muestra que la fuente de alimentacion 400 tiene una o mas celdas 401 de batena, el sensor termico 413 y un microcontrolador incrustado 405 acoplado a la misma. El microcontrolador 405 se acopla a traves de protocolos de comunicacion cableada y/o inalambrica al microcontrolador 500 (figuras 6, 13 y 20) del instrumento 10 para autentificar la fuente de alimentacion 400. En un ejemplo, el sensor termico 413 se puede acoplar directamente al microcontrolador 500 en lugar de acoplarse al microcontrolador incrustado 405. El sensor termico 413 puede ser un termistor, una termopila, un termopar, un sensor termico de infrarrojos, un detector de temperatura de resistencia, un termistor activo lineal, tiras de cambio de color que responden a temperatura, interruptores de contacto bimetalico y similares. El sensor termico 413 informa de la temperatura medida al microcontrolador 405 y/o al microcontrolador 500.
El microcontrolador incrustado 405 ejecuta un algoritmo de autentificacion denominado de reto-respuesta con el microcontrolador 500 que se ilustra en la figura 13. En la etapa 630, la fuente de alimentacion 400 se conecta al instrumento 10 y el instrumento 10 se enciende. El microcontrolador 500 envfa una solicitud de reto al microcontrolador incrustado 405. Adicionalmente el microcontrolador 500 puede solicitar la temperatura de batena al microcontrolador 405 que la recibe del sensor termico 413. En la etapa 632, el microcontrolador 405 interpreta la solicitud de reto y genera una respuesta como contestacion a la solicitud. La respuesta puede incluir un identificador, tal como un numero de serie unico almacenado en una etiqueta de identificacion por radiofrecuencia o en la memoria del microcontrolador 405, un valor electrico medible unico de la fuente de alimentacion 400 (p. ej.,
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resistencia, capacitancia, inductancia, etc.). Adicionalmente, la respuesta incluye la temperatura medida por el sensor termico 413.
En la etapa 634, el microcontrolador 500 decodifica la respuesta para obtener el identificador y la temperatura medida. En la etapa 636, el microcontrolador 500 determina si la fuente de alimentacion 400 es autentica sobre la base del identificador, comparando el identificador frente a una lista aprobada previamente de identificadores autenticos. Si el identificador no es valido, el instrumento 10 no va a funcionar y muestra un codigo de error o un mensaje “fallo al autentificar batena” por medio de la interfaz 120 de usuario. Si el identificador es valido, el proceso procede a la etapa 640 en la que se analiza la temperatura medida para determinar si la medicion esta dentro de un intervalo de funcionamiento predeterminado. Si la temperatura esta fuera del lfmite, el instrumento 10 tambien muestra un mensaje de error. Asf, si la temperatura esta dentro del lfmite predeterminado y el identificador es valido, en la etapa 642, el instrumento comienza a funcionar, que puede incluir proporcionar un mensaje de “batena autentificada” al usuario.
Haciendo referencia de nuevo a las figuras 4 y 6 se ilustra una pluralidad de sensores para proporcionar informacion de retroinformacion relacionada con la funcion del instrumento 10. Dentro del instrumento 10 se puede disponer cualquier combinacion de sensores para determinar su fase de funcionamiento, tales como, deteccion de carga de cartucho de grapas asf como estado del mismo, articulacion, sujecion, rotacion, grapado, corte y retraccion, y similares. Los sensores pueden ser accionados por codificadores rotacionales, proximidad, desplazamiento o contacto de diversos componentes internos del instrumento 10 (p. ej., varilla de disparo 220, motor de impulsion 200, etc.).
En los ejemplos ilustrados, los sensores pueden ser reostatos (p. ej., dispositivos de resistencia variable), monitores de corriente, sensores conductores, sensores capacitivos, sensores inductivos, sensores termicos, interruptores accionados por lfmite, circuitos de multiples interruptores de posicion, transductores de presion, transductores de desplazamiento variable lineal y/o rotatorio, potenciometros lineales y/o rotatorios, codificadores opticos, sensores ferromagneticos, sensores de efecto Hall, e interruptores de proximidad. Los sensores miden velocidad de rotacion, aceleracion, deceleracion, desplazamiento lineal y/o angular, deteccion de lfmites mecanicos (p. ej., paradas), etc. Esto se obtiene implementando multiples indicadores dispuestos en distribuciones lineales o rotacionales en los componentes de impulso mecanico del instrumento 10. Los sensores transmiten luego las mediciones al microcontrolador 500 que determina el estado de funcionamiento del instrumento 10. Adicionalmente, el microcontrolador 500 tambien ajusta la velocidad o el par del motor del instrumento 10 sobre la base de la retroinformacion medida.
En ejemplos en los que el embrague 300 se implementa como embrague de deslizamiento como se muestra en las figuras 11 y 12, se posicionan sensores de desplazamiento lineal (p. ej., sensor de desplazamiento lineal 237, figura 4) distalmente del embrague 300 para proporcionar mediciones precisas. En esta configuracion, el deslizamiento del embrague 300 no afecta a las mediciones de posicion, velocidad y aceleracion registradas por los sensores.
Con referencia a la figura 4, se dispone un interruptor de carga 230 dentro del conjunto de morro de alojamiento 155. El interruptor 230 se conecta en serie con la fuente de alimentacion 400, impidiendo la activacion del microcontrolador 500 y del instrumento 10 a menos que la unidad de carga 169 se cargue apropiadamente en el instrumento 10. Si la unidad de carga 169 no se carga en el instrumento 10, la conexion a la fuente de alimentacion 400 esta abierta, impidiendo de ese modo el uso de componentes electronicos o electricos del instrumento 10. Esto impide cualquier posible consumo de corriente de la fuente de alimentacion 400, lo que permite que la fuente de alimentacion 400 mantenga un potencial maximo durante su vida de almacenamiento especifica.
Asf, el interruptor 230 actua como interruptor denominado de “encendido” que impide la activacion falsa del instrumento 10 dado que el interruptor es inaccesible a manipulacion externa y unicamente puede ser activado por la insercion de la unidad de carga 169. En las figuras 18 y 19, el interruptor 230 se activa por desplazamiento de la placa de sensor 360 al tubo de sensor 362 que desplaza el capuchon 364 de sensor cuando la unidad de carga 169 se inserta en la parte endoscopica 140. Una vez se activa el interruptor 230, la alimentacion de la fuente de alimentacion 400 se suministra a los componentes electronicos (p. ej., sensores, microcontrolador 500, etc.) del instrumento 10 proporcionando al usuario acceso a la interfaz 120 de usuario y otras entradas/salidas. Esto tambien activa las salidas visuales 123 para que iluminen segun la combinacion de luces indicativa de una unidad de carga 169 cargada apropiadamente en donde todas las luces estan apagadas como se describe en la Tabla 1.
Mas espedficamente, como se muestra en las figuras 18 y 19, la parte endoscopica 140 incluye una placa de sensor 360 en la misma que esta en contacto mecanico con un tubo de sensor tambien dispuesto dentro de la parte endoscopica 140 y alrededor de la parte distal 224 de la varilla de disparo 220. La parte distal 224 de la varilla de disparo 220 pasa a traves de una abertura 368 en un extremo distal de un capuchon de sensor 364. El capuchon de sensor 364 incluye un resorte y topa en el interruptor 230. Esto permite predisponer el capuchon de sensor 364 contra el tubo de sensor 362 que reposa en el extremo distal del capuchon de sensor 364 sin pasar a traves de la abertura 368. La predisposicion del tubo de sensor 362 saca entonces por consiguiente la placa de sensor 360.
Cuando la unidad de carga 169 se carga en la parte endoscopica 140, la parte proximal 171 topa en la placa de sensor 360 y desplaza la placa 360 en sentido proximal. La placa de sensor 360 empuja entonces el tubo de sensor
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362 en sentido proximal que entonces aplica presion en el capuchon de sensor 364 comprimiendo de ese modo el resorte 366 y activando el interruptor 230 indicando que la unidad de carga 169 se ha insertado apropiadamente.
Una vez que la unidad de carga 169 se inserta en la parte endoscopica, el interruptor 230 tambien determina si la unidad de carga 169 esta cargada correctamente sobre la base de la posicion de la misma. Si la unidad de carga 169 se carga inapropiadamente, no se activan interruptores y se emite un codigo de error para el usuario por medio de la interfaz 120 de usuario (p. ej., todas las luces apagadas como se describe en la Tabla 1). Si la unidad de carga 169 ya se ha disparado, se ha activado previamente cualquier trabado mecanico o se ha usado el cartucho de grapas, el instrumento 10 emite el error por medio de la interfaz 120 de usuario, p. ej., la primera luz 123a destella.
En un ejemplo, en el instrumento 10 se puede implementar un segundo interruptor de trabado (no se muestra) acoplado al microcontrolador 500 (vease la figura 6) como bioimpedancia, capacitancia o sensor de presion dispuestos en la superficie superior o dentro de la parte de asidero 112 configurado para activarse cuando el usuario agarra el instrumento 10. Asf, a menos que el instrumento 10 se agarre apropiadamente, todos los interruptores estan inhabilitados.
En un ejemplo, con referencia a la figura 6, el instrumento 10 incluye una calculadora de posicion 416 para determinar y sacar la posicion lineal en este momento de la varilla de disparo 220. La calculadora de posicion 416 se conecta electricamente a un sensor de desplazamiento lineal 237 y un aparato de deteccion de velocidad de rotacion 418 se acopla al motor de impulsion 200. El aparato 418 incluye un codificador 420 acoplado al motor para producir dos o mas senales de pulsos de codificador en respuesta a la rotacion del motor de impulsion 200. El codificador 420 transmite las senales de pulsos al aparato 418 que entonces determina la velocidad rotacional del motor de impulsion 200. La calculadora de posicion 416 determina despues de eso la velocidad lineal y la posicion de la varilla de disparo sobre la base de la velocidad rotacional del motor de impulsion 200 dado que la velocidad de rotacion es directamente proporcional a la velocidad lineal de la varilla de disparo 220. La calculadora de posicion 416 y la calculadora de velocidad 422 se acoplan al microcontrolador 500 que controla el motor de impulsion 200 en respuesta a la retroinformacion sentida desde las calculadoras 416 y 422. Esta configuracion se trata mas en detalle a continuacion con respecto a la figura 20.
El instrumento 10 incluye indicadores primero y segundo 320a, 320b dispuestos en la varilla de disparo 220, que determinan los lfmites de la varilla de disparo 220. El sensor de desplazamiento lineal 237 determina la ubicacion de la varilla de disparo 220 con respecto al tubo de impulso 210 y/o al alojamiento 110. Por ejemplo, un interruptor de lfmite puede ser activado (p. ej., sensor de posicion inicial 231 de vastago y sensor de posicion 232 de pinza) por indicadores sensitivos primero y segundo 320a y/o 320b (p. ej., bultos, surcos, entrantes, etc.) que pasan para determinar de ese modo los lfmites de la varilla de disparo 220 y el del instrumento 10 (p. ej., sujecion, agarre, disparo, sellado, corte, retraccion). Ademas, la retroinformacion recibida de los indicadores primero y segundo 320a, 320b se puede usar para determinar cuando debe parar la varilla de disparo 220 su movimiento axial (p. ej., cuando debe cesar el motor de impulsion 200) dependiendo del tamano de la unidad de carga particular conectada a la misma.
Mas espedficamente, cuando la varilla de disparo 220 se mueve en sentido distal desde su posicion de reposo (p. ej., inicial), el primer accionamiento del sensor de posicion 231 es activado por el primer indicador 320a que indica que ha comenzado el funcionamiento del instrumento 10. A medida que continua el funcionamiento, la varilla de disparo 220 se mueve aun mas distalmente para iniciar la sujecion, que mueve el primer indicador 320a para tener interfaz con el sensor de posicion 232 de pinza. Un avance adicional de la varilla de disparo 220 mueve el segundo indicador 320b para tener interfaz con el sensor de posicion 232 que indica que se ha disparado el instrumento 10.
Como se ha tratado anteriormente, la calculadora de posicion 416 se acopla a un sensor de desplazamiento lineal 237 dispuesto adyacente a la varilla de disparo 220. En un ejemplo, el sensor de desplazamiento lineal 237 puede ser un sensor magnetico. La varilla de disparo 220 puede incluir imanes o caractensticas magneticas. El sensor magnetico puede ser un sensor ferromagnetico o un sensor de efecto Hall que se configura para detectar cambios en un campo magnetico. Cuando la varilla de disparo 220 se traslada linealmente debido a la rotacion del motor de impulsion 200, el cambio en el campo magnetico en respuesta al movimiento de traslacion es registrado por el sensor magnetico. El sensor magnetico transmite datos relativos a los cambios en el campo magnetico a la calculadora de posicion 416 que entonces determina la posicion de la varilla de disparo 220 como funcion de los datos de campo magnetico.
En un ejemplo, una parte selecta de la varilla de disparo 220 puede ser un material magnetico, tal como las roscas de la parte roscada internamente 212 u otras hendiduras (p. ej., indicadores 320a y/o 320b) dispuestos en la varilla de disparo 220 pueden incluir o hacerse de un material magnetico. Esto permite la correlacion de las variaciones dclicas en el campo magnetico con cada traslacion discreta de las roscas cuando las partes magnetizadas de la varilla de disparo 220 se trasladan linealmente. La calculadora de posicion 416 determina despues de eso la distancia y la posicion de la varilla de disparo 220 sumando el numero de cambios dclicos en el campo magnetico y multiplica la suma por una distancia predeterminada entre las roscas y/o las hendiduras.
En un ejemplo, el sensor de desplazamiento lineal 237 puede ser un potenciometro o un reostato. La varilla de disparo 220 incluye un contacto (p. ej., terminal de barrido) dispuesto en contacto electromecanico con el sensor de
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desplazamiento lineal 237. El contacto se desliza a lo largo de la superficie del sensor de desplazamiento lineal 237 cuando la varilla de disparo 220 es movida en sentido distal por el motor de impulsion 200. Cuando el contacto se desliza por el potenciometro y/o el reostato, la tension del potenciometro y la resistencia del reostato vanan en consecuencia. Asf, la variacion en tension y resistencia se trasmite a la calculadora de posicion 416 que entonces extrapola la distancia recorrida por la varilla de disparo 220 y/o el acoplamiento 190 de varilla de disparo y la posicion de los mismos.
En un ejemplo, la calculadora de posicion 416 se acopla a uno o mas interruptores 421 que son accionados por las roscas de la parte roscada internamente 212 o los indicadores 320a y/o 320b cuando la varilla de disparo 220 y el acoplamiento 190 de varilla de disparo se mueven en sentido distal. La calculadora de posicion 416 cuenta el numero de roscas que activan el interruptor 421 y entonces multiplica el numero por una distancia predeterminada entre las roscas o los indicadores 320a y/o 320b.
El instrumento 10 tambien incluye una calculadora de velocidad 422 que determina la velocidad en ese momento de una varilla de disparo 220 que se mueve linealmente y/o el par que es proporcionado por el motor de impulsion 200. La calculadora de velocidad 422 se conecta al sensor de desplazamiento lineal 237 que permite a la calculadora de velocidad 422 determinar la velocidad de la varilla de disparo 220 sobre la base de la tasa de cambio del desplazamiento de la misma.
La calculadora de velocidad 422 se acopla al aparato de deteccion de velocidad de rotacion 424 que incluye el codificador 426. El codificador 426 transmite los impulsos correlativos a la rotacion del motor de impulsion 200 que la calculadora de velocidad 422 usa luego para calcular la velocidad lineal de la varilla de disparo 220. En otro ejemplo, la calculadora de velocidad 422 se acopla a un sensor rotacional 239 que detecta la rotacion del tubo de impulso 210, midiendo asf la tasa de rotacion del tubo de impulso 210 que permite la determinacion de la velocidad lineal de la varilla de disparo 220.
La calculadora de velocidad 422 tambien se acopla a un sensor de tension 428 que mide la fuerza electromotriz (“FEM”) contraria inducida en el motor de impulsion 200. La tension de FEM contraria del motor de impulsion 200 es directamente proporcional a la velocidad rotacional del motor de impulsion 200 que, como se ha tratado anteriormente, se usa para determinar la velocidad lineal de la varilla de disparo 220.
La monitorizacion de la velocidad del motor de impulsion 200 tambien se puede conseguir midiendo la tension entre los terminales del mismo bajo condiciones de corriente constante. Un aumento en una carga del motor de impulsion 200 produce una disminucion en la tension aplicada en los terminales de motor, que se relaciona directamente con la disminucion en la velocidad del motor. Asf, medir la tension en el motor de impulsion 200 permite determinar la carga colocada en el mismo. Adicionalmente, monitorizando el cambio de la tension con el tiempo (dV/dt), el microprocesador 500 puede detectar una cafda rapida de tension que se correlaciona con un gran cambio en la carga o un aumento en la temperatura del motor de impulsion 200 y/o de la fuente de alimentacion 400.
En un ejemplo adicional, la calculadora de velocidad 422 se acopla a un sensor de corriente 430 (p. ej., un ampenmetro). El sensor de corriente 430 esta en comunicacion electrica con un reostato de derivacion 432 que se acopla al motor de impulsion 200. El sensor de corriente 430 mide la corriente consumida por el motor de impulsion 200 midiendo la cafda de tension en el reostato 432. Como la tension aplicada para alimentar el motor de impulsion 200 es proporcional a la velocidad rotacional del motor de impulsion 200 y, por tanto, a la velocidad lineal de la varilla de disparo 220, la calculadora de velocidad 422 determina la velocidad de la varilla de disparo 220 sobre la base del potencial de tension del motor de impulsion 200.
El sensor de corriente 430 tambien se puede acoplar a la fuente de alimentacion 400 para determinar la corriente consumida del mismo que permite el analisis de la carga en el efector final 160. Esto puede ser indicativo del tipo de tejido que se esta grapando, dado que diversos tejidos tienen diferentes propiedades de traccion que afectan a la carga ejercida en el instrumento 10 y en la fuente de alimentacion 400 y/o el motor 200.
La calculadora de velocidad 422 tambien se puede acoplar a un segundo sensor de tension (no mostrado explfcitamente) para determinar la tension dentro de la fuente de alimentacion 400 calculando de ese modo la potencia consumida directamente de la fuente. Adicionalmente, se puede monitorizar el cambio de corriente en el tiempo (dl/dt) para detectar picos rapidos en las mediciones que corresponden a un gran aumento en el par aplicado por el motor de impulsion 200. Asf, el sensor de corriente 430 se usa para determinar el par y la carga del motor de impulsion 200.
Adicionalmente, la velocidad de la varilla de disparo 220 medida por la calculadora de velocidad 422 se puede comparar entonces con la corriente consumida del motor de impulsion 200 para determinar si el motor de impulsion 200 esta funcionando apropiadamente. Es decir, si el consumo de corriente no es proporcionado (p. ej. grande) con la velocidad (p. ej. baja) de la varilla de disparo 220 entonces el motor 200 esta funcionando mal (p. ej., trabado, calado, etc.). Si se detecta una situacion de calado, o el consumo de corriente supera lfmites predeterminados, la calculadora de posicion 416 determina entonces si la varilla de disparo 220 esta en una parada mecanica. Si este es el caso, entonces el microcontrolador 500 puede detener el motor de impulsion 200 o entrar en un modo de pulsos y/o de pausa (p. ej., suministro discontinuo de alimentacion al motor de impulsion 200) para prevenir dano al motor
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200, batena o fuente de alimentacion 400, y microcontrolador 500, para destrabar el instrumento 10 y para retraer la varilla de disparo 220.
En un ejemplo, la calculadora de velocidad 422 compara la velocidad de rotacion del tubo de impulso 210 detectada por el sensor de rotacion 239 y la del motor de impulsion 200 sobre la base de las mediciones del aparato de deteccion de velocidad de rotacion 424. Esta comparacion permite a la calculadora de velocidad 422 determinar si hay problema de activacion de embrague (p. ej., deslizamiento) si hay una discrepancia entre la rotacion del embrague 300 y la del tubo de impulso 210. Si se detecta deslizamiento, la calculadora de posicion 416 determina entonces si la varilla de disparo 220 esta en una parada mecanica. Si este es el caso, entonces el microcontrolador 500 puede detener el instrumento 10 o entrar en un modo de pulsos y/o de pausa (p. ej., suministro discontinuo de alimentacion al motor de impulsion 200), o retraer la varilla de disparo 220.
Ademas de desplazamiento lineal y/o rotacional de la varilla de disparo 220 y otros componentes de impulso, el instrumento 10 tambien incluye sensores adaptados para detectar la articulacion del efector final 160. Con referencia a la figura 4, el instrumento 10 incluye un sensor de rotacion 241 adaptado para indicar la posicion inicial, el sentido de rotacion y el desplazamiento angular del conjunto de alojamiento rotatorio 180 en el inicio del procedimiento detectado por el sensor de posicion inicial 231 de vastago. El sensor de rotacion 241 funciona contando el numero de indicadores dispuestos en la superficie interior del mando de rotacion 182 que se ha rotado el mando de rotacion 182. La cuenta se trasmite entonces al microcontrolador 500 que entonces determina la posicion rotacional de la parte endoscopica 142. Esto se puede comunicar inalambricamente o a traves de una conexion electrica en la parte endoscopica y cables al microcontrolador 500.
El instrumento 10 tambien incluye un sensor de articulacion 235 que determina la articulacion del efector final 160. El sensor de articulacion 235 cuenta el numero de caractensticas 263 dispuestas en el engranaje 233 de articulacion que se ha rotado el mando de articulacion 176 desde su posicion de 0°, es decir la posicion central del mando de articulacion 176 y, por tanto, del efector final 160 como se muestra en la figura 5. La posicion de 0° puede ser designada por un indicador central unico 265 dispuesto tambien en el engranaje 233 de articulacion que corresponde con la primera posicion del efector final 160, donde el eje longitudinal B-B esta sustancialmente alineado con el eje longitudinal A-A. La cuenta se trasmite entonces al microcontrolador 500 que entonces determina la posicion de articulacion del efector final 160 e informa del angulo de articulacion por medio de la interfaz 120. Las caractensticas pueden incluir protuberancias, material magnetico, transmisores, etc.
Adicionalmente, el angulo de articulacion se puede usar para el modo denominado de “parada automatica”. Durante este modo de funcionamiento, el instrumento 10 para automaticamente la articulacion del efector final 160 cuando el efector final 160 esta en su primera posicion central. Es decir, cuando el efector final 160 se articula desde una posicion en la que eje longitudinal B-B se dispone en un angulo con el eje longitudinal A-A hacia la primera posicion, la articulacion se para cuando el eje longitudinal B-B esta sustancialmente alineado con el eje longitudinal A-A. Esta posicion es detectada por el sensor de articulacion 235 sobre la base del indicador central. Este modo permite extraer la parte endoscopica 140 sin que el usuario tenga que alinear manualmente el efector final 160.
Con referencia a la figura 1, la presente descripcion proporciona un sistema de identificacion 440 de unidad de carga que permite al instrumento 10 identificar la unidad de carga 169 y determinar el estado de funcionamiento de la misma. El sistema de identificacion 440 proporciona informacion al instrumento 10 sobre tamano de grapa, longitud de cartucho, tipo de la unidad de carga 169, estado del cartucho, acoplamiento apropiado y similares. Esta informacion permite al instrumento ajustar fuerzas de sujecion, velocidad de sujecion y disparo y final de carrera para cartuchos de grapas de diversas longitudes.
El sistema de identificacion 440 de unidad de carga tambien se puede adaptar para determinar y comunicar al instrumento 10 (p. ej., un sistema de control 501 mostrado en la figura 20) diversa informacion, incluida la velocidad, potencia, par, sujecion, longitud de desplazamiento y limitaciones de fortaleza para el funcionamiento del efector final particular 160. El sistema de control 501 tambien puede determina el modo de funcionamiento y ajusta la tension, la carga de resorte de embrague y los puntos de parada para el desplazamiento de los componentes. Mas espedficamente, el sistema de identificacion puede incluir un componente (p. ej., un microchip, emisor o transmisor) dispuesto en el efector final 160 que se comunica (p. ej., inalambricamente, por medio de senales de infrarrojos, etc.) con el sistema de control 501, o un receptor en el mismo. Tambien se concibe que se pueda enviar una senal por medio de la varilla de disparo 220, de manera que la varilla de disparo 220 funcione como conducto para comunicaciones entre el sistema de control 501 y el efector final 160. En otro ejemplo, las senales se pueden enviar a traves de una interfaz intermedia, tal como un controlador de retroinformacion 603 (figuras 21-23).
A modo de ejemplo, los sensores tratados anteriormente se pueden usar para determinar si las grapas se han disparado desde el cartucho de grapas, si se han disparado totalmente, si la barreta se ha retrafdo proximalmente y en que medida a traves del cartucho de grapas y otra informacion relativa al funcionamiento de la unidad de carga. En ciertos ejemplos de la presente descripcion, la unidad de carga incorpora componentes para identificar el tipo de unidad de carga y/o de cartucho de grapas cargados en el instrumento 10, incluidos magnetico, optico, infrarrojos, celular, radiofrecuencia o chips de identificacion de conductor. El tipo de unidad de carga y/o de cartucho de grapas puede ser recibido por un receptor asociado dentro del sistema de control 501, o un dispositivo externo en el quirofano para proporcionar control de retroinformacion y/o analisis de inventario.
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Se puede transmitir informacion al instrumento 10 por medio de una variedad de protocolos de comunicacion (p. ej., cableado o inalambrico) entre la unidad de carga 169 y el instrumento 10. La informacion se puede almacenar dentro de la unidad de carga 169 en un microcontrolador, microprocesador, memoria no volatil, etiquetas de identificacion por radiofrecuencia e identificadores de diversos tipos tales como optico, color, desplazamiento, magnetico, electrico, binario y codigo Gray (p. ej., conductancia, resistencia, capacitancia, impedancia).
En un ejemplo, la unidad de carga 169 y el instrumento 10 incluyen transceptores inalambricos correspondientes, un identificador 442 y un interrogador 444 respectivamente. El identificador 442 incluye memoria o se puede acoplar a un microcontrolador para almacenar diversa informacion de identificacion y estado relativa a la unidad de carga 169. Una vez la unidad de carga 169 se acopla al instrumento 10, el instrumento 10 interroga al identificador 442 por medio del interrogador 444 para obtener un codigo de identificacion. En respuesta al interrogatorio, el identificador 442 responde con el codigo de identificacion correspondiente a la unidad de carga 169. Durante el funcionamiento, una vez se ha producido la identificacion, el identificador 442 se configura para proporcionar al instrumento 10 actualizaciones como del estado de la unidad de carga 169 (p. ej., disfuncion mecanica y/o electrica, posicion, articulacion, etc.).
El identificador 442 y el interrogador 444 se configuran para comunicarse entre sf usando uno o mas de los siguientes protocolos de comunicacion tales como Bluetooth®, ANT3®, KNX®, ZWave®, X10® Wireless USB®, IrDA®, Nanonet®, Tiny OS®, ZigBee®, 802.11 IEEE, y otras comunicaciones por radio, infrarrojos, UHF, VHF y similares. En un ejemplo, el transceptor 400 puede ser una etiqueta de identificacion por radiofrecuencia (RFID) ya sea activa o pasiva, dependiendo de las posibilidades como interrogador del transceptor 402.
Las figuras 15A y 15B ilustran ejemplos adicionales de la unidad de carga 169 que tienen diversos tipos de dispositivos de identificacion. Con referencia a la figura 15A, se muestra un extremo proximal 171 de la unidad de carga 169 que tiene un identificador electrico 173. El identificador 173 puede incluir uno o mas reostatos, condensadores, inductores y se acopla con un contacto electrico correspondiente 181 dispuesto en el extremo distal de la parte endoscopica 140. El contacto puede incluir aros de deslizamiento, escobilla y/o contactos fijos dispuestos en la parte endoscopica. El identificador 173 se puede disponer en cualquier ubicacion de la unidad de carga 168 y se puede formar en un circuito flexible o fijo o se puede trazar directamente en la superficie de la unidad de carga 169.
Cuando la unidad de carga 169 se acopla con la parte endoscopica 140, el contacto aplica una pequena corriente a traves del identificador electrico 173. El contacto interrogador tambien incluye un sensor electrico correspondiente que mide la resistencia, impedancia, capacitancia, y/o impedancia del identificador 173. El identificador 173 tiene una propiedad electrica unica (p. ej., frecuencia, patrones de onda, etc.) que corresponde al codigo de identificacion de la unidad de carga 169, asf, cuando se determina la propiedad electrica del mismo, el instrumento 10 determina la identidad de la unidad de carga 169 sobre la base de la propiedad medida.
En un ejemplo, el identificador 173 puede ser un identificador magnetico tal como imanes con codigo Gray y/o nodos ferrosos que incorporan patrones magneticos unicos predeterminados que identifican la unidad de carga 169 por el codigo de identificacion. El identificador magnetico se lee por medio de un sensor magnetico (p. ej., sensor ferromagnetico, sensor de efecto Hall, etc.) dispuesto en el extremo distal de la parte endoscopica 140. El sensor magnetico transmite los datos magneticos al instrumento 10 que entonces determina la identidad de la unidad de carga 169. Tambien se puede concebir que los contactos 181 se comporten como antena sin contacto de una tinta conductora o circuito flexible en la que los contactos 181 excitan el identificador 173 para que emita una senal de identificacion de frecuencia.
La figura 15B ilustra el extremo proximal 171 de la unidad de carga 169 que tiene una o mas protuberancias 175. Las protuberancias 175 pueden ser de cualquier forma, tales como hoyos, bultos, tiras, etc., de diversas dimensiones. Las protuberancias 175 tienen interfaz con sensores de desplazamiento correspondientes 183 dispuestos dentro del segmento proximal de la parte endoscopica 140. Los sensores se desplazan cuando las protuberancias 175 se insertan en la parte endoscopica. La cantidad del desplazamiento es analizada por los sensores y convertida en datos de identificacion, permitiendo al instrumento 10 determinar tamano de grapa, longitud de cartucho, tipo de la unidad de carga 169, acoplamiento apropiado y similares. Los sensores de desplazamiento pueden ser interruptores, contactos, sensores magneticos, sensores opticos, reostatos variables, transductores de desplazamiento variable lineales y rotatorios que pueden estar cargados por resorte. Los interruptores se configuran para transmitir codigo binario al instrumento 10 sobre la base de su estado de activacion. Mas espedficamente, algunas protuberancias 175 se extienden una distancia suficiente para activar selectivamente alguno de los interruptores, generando de ese modo un codigo unico sobre la base de la combinacion de las protuberancias 175.
En otro ejemplo, la protuberancia 175 puede estar codificada por colores. Los sensores de desplazamiento 183 incluyen un sensor de color configurado para determinar el color de la protuberancia 175 para medir una o mas propiedades de la unidad de carga 169 sobre la base del color y transmitir la informacion al instrumento 10.
La figura 16 muestra un metodo para identificar la unidad de carga 169 y proporcionar informacion de estado concerniente a la unidad de carga 169 al instrumento 10. En la etapa 650 se determina si la unidad de carga 169
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esta cargada apropiadamente en el instrumento 10. Esto se puede determinar detectando si se ha hecho contacto con el identificador 173 y/o las protuberancias 175. Si la unidad de carga 169 esta cargada apropiadamente, en la etapa 652, la unidad de carga 169 comunica al instrumento 10 un estado de preparado (p. ej., encendiendo la primera luz de las salidas visuales 123).
En la etapa 654, el instrumento 10 verifica si se ha disparado previamente la unidad de carga 169. Esto se puede conseguir proporcionando uno o mas sensores de disparo 900 dispuestos en el conjunto de cartucho 164 (figura 9) que determinan si se ha disparado alguna de las grapas 66. El sensor de disparo 900 puede ser un interruptor o un fusible que se activa cuando se avanza la corredera 74 en sentido distal que es indicativo de que se esta usando el efector final 160. El sensor de disparo 900 se puede acoplar al identificador 442 que entonces almacena un valor indicativo del estado previamente disparado. Un segundo sensor de disparo 900 se puede colocar distal de la ultima fila de grapas 66 de manera que cuando se activa el sensor 900, se indica que se ha completado el disparo del conjunto de cartucho 164.
Si se ha disparado la unidad de carga 169, en la etapa 656, el instrumento 10 proporciona una respuesta de error (p. ej., destello de la primera luz de las salidas visuales 123). Si no se ha disparado la unidad de carga 169 en la etapa 658 la unidad de carga 169 proporciona informacion de identificacion y de estado (p. ej., se enciende la primera luz) al instrumento 10 por medio del sistema de identificacion 440. La determinacion de si se ha disparado la unidad de carga 169 se hace sobre la base de la senal guardada de “previamente disparado” guardada en la memoria del identificador 442 como se trata mas en detalle a continuacion con respecto a la etapa 664. En la etapa 660, el instrumento 10 ajusta sus parametros de funcionamiento en respuesta a la informacion recibida de la unidad de carga 169.
El usuario realiza un procedimiento quirurgico por medio del instrumento 10 en la etapa 662. Una vez completo el procedimiento y disparadA la unidad de carga 169, el instrumento 10 transmite una senal de “previamente disparado” a la unidad de carga 169. En la etapa 664, la unidad de carga 169 guarda la senal de “previamente disparado” en la memoria del identificador 442 para futuras interrogaciones por parte del instrumento 10 como se trata con respecto a la etapa 654.
Con referencia a la figura 17, la unidad de carga 169 incluye uno o mas sensores de tejido dispuestos dentro del efector final 160 para detectar el tipo de objeto agarrado, reconociendo asf objetos que no son tejido y el tipo de tejido del objeto. Los sensores tambien se pueden configurar para determinar la cantidad de flujo sangumeo que pasa entre los miembros de mordaza del efector final 160. Mas espedficamente, un primer sensor de tejido 177 se dispone en una parte distal del conjunto de yunque 162 y un segundo sensor de tejido 179 se dispone en una parte distal del conjunto de cartucho 164. Los sensores 177 y 179 se acoplan al identificador 442 permitiendo transmision de datos de sensor al microcontrolador 500 del instrumento 10.
Los sensores 177 y 179 se adaptan para generar un campo y/u ondas en una o mas distribuciones o frecuencias entre los mismos. Los sensores 177 y 179 puede ser acusticos, ultrasonicos, ferromagneticos, sensores de efecto Hall, laser, infrarrojos, radiofrecuencia o dispositivos piezoelectricos. Los sensores 177 y 179 se calibran para ignorar material que aparece comunmente, tal como aire, fluidos corporales y diversos tipos de tejido humano y para categorizar tipos de tejidos espedficos (p. ej., tejido cicatrizal, pulmon, estomago, esfmter) o detectar ciertos tipos de materia extrana. La materia extrana puede ser hueso, tendones, cartflago, nervios, arterias principales y materia que no es tejido, tal como ceramica, metal, plastico, etc.
Los sensores 177 y 179 detectan el material extrano que pasa entre los conjuntos de yunque y cartucho 162 y 164 sobre la base de la absorcion, reflexion y/o filtrado de las senales de campo generadas por los sensores. Si el material reduce o refleja una senal, de manera que el material esta fuera del intervalo de calibracion y, por lo tanto, es extrana, los sensores 177 y 179 transmiten la informacion de interferencia al microcontrolador 500 que entonces determina el tipo del material agarrado por el efector final 160. La determinacion se puede hacer comparando las senales de interferencia con una tabla de busqueda que enumera diversos tipos de materiales y sus intervalos de interferencia asociados. El microcontrolador 500 alerta entonces al usuario del material extrano agarrado asf como de la identidad del mismo. Esto permite al usuario prevenir agarre, corte o grapado a traves de zonas que contienen materia extrana o el sistema de control 501 puede alterar las prestaciones del motor de impulsion 200 para escenarios de tejido espedfico.
La figura 20 ilustra un sistema de control 501 que incluye el microcontrolador 500 que se acopla a las calculadoras de posicion y de velocidad 416 y 422, el sistema de identificacion 440 de unidad de carga, la interfaz 120 de usuario, el motor de impulsion 200, y un modulo de almacenamiento de datos 502. Adicionalmente el microcontrolador 500 se puede acoplar directamente a diversos sensores (p. ej., sensores primero y segundo 177 y 179 de tejido, el interruptor de carga 230, sensor de posicion inicial 231 de vastago, sensor de posicion 232 de pinza, sensor de articulacion 235, sensor de desplazamiento lineal 237, sensor rotacional 239, sensor de rotacion 241 de varilla de disparo, motor y modulo de funcionamiento de batena 412, aparato de deteccion de velocidad de rotacion 418, interruptores 421, sensor de tension 428, sensor de corriente 430, el interrogador 444, etc.).
El microcontrolador 500 incluye memoria interna que almacena una o mas aplicaciones de software (p. ej., firmware) para controlar el funcionamiento y la funcionalidad del instrumento 10. El microcontrolador 500 procesa datos de
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entrada de la interfaz 120 de usuario y ajusta el funcionamiento del instrumento 10 en respuesta a las entradas. Los ajustes al instrumento 10 pueden incluir encender o apagar el instrumento 10, control de velocidad por medio de regulacion de tension o modulacion de ancho de pulsos de tension, limitacion de par reduciendo el ciclo de trabajo o pulsar la tension para limitar la entrega promedio de corriente durante un periodo de tiempo predeterminado.
El microcontrolador 500 se acopla a la interfaz 120 de usuario por medio de un modulo 504 de retroinformacion de usuario que se configura para informar al usuario de parametros de funcionamiento del instrumento 10. El modulo 504 de retroinformacion de usuario da instrucciones a la interfaz 120 de usuario para que saque datos de funcionamiento en la pantalla 122. En particular, las salidas de los sensores se transmiten al microcontrolador 500 que entonces envfa retroinformacion al usuario dando instrucciones al usuario para que seleccione un modo, velocidad o funcion espedficos para el instrumento 10 en respuesta al mismo.
El sistema de identificacion 440 de unidad de carga informa al microcontrolador 500 de que efector final esta en la unidad de carga. En un ejemplo, el sistema de control 501 puede almacenar informacion relativa a la fuerza aplicada a la varilla de disparo 220 y/o al efector final 160, de manera que cuando se identifica la unidad de carga 169 el microcontrolador 500 selecciona automaticamente los parametros de funcionamiento para el instrumento 10. Esto permite el control de la fuerza aplicada a la varilla de disparo 220 de modo que la varilla de disparo 220 pueda impulsar el efector final 160 particular que esta en la unidad de carga en uso en ese momento.
En un ejemplo, el microcontrolador 500 tambien analiza los calculos de las calculadoras de posicion y de velocidad 416 y 422 y de otros sensores para determinar la posicion real y/o la velocidad de la varilla de disparo 220 y el estado de funcionamiento de los componentes del instrumento 10. El analisis puede incluir interpretacion de la senal de retroinformacion sentida desde las calculadoras 416 y 422 para controlar el movimiento de la varilla de disparo 220 y de otros componentes del instrumento 10 en respuesta a la senal sentida. El microcontrolador 500 se configura para limitar el desplazamiento de la varilla de disparo 220 una vez que la varilla de disparo 220 se ha movido mas alla de un punto predeterminado informado por la calculadora de posicion 416. Parametros adicionales que pueden ser usados por el microcontrolador 500 para controlar el instrumento 10 incluyen temperatura de motor y/o batena, numero de ciclos restantes y usados, vida restante de batena, grosor de tejido, estado en ese momento del efector final, transmision y recepcion, estado de conexion de dispositivo externo, etc.
En un ejemplo, el instrumento 10 incluye diversos sensores configurados para medir corriente (p. ej., ampenmetro), tension (p. ej., voltfmetro), proximidad (p. ej., sensores opticos), temperatura (p. ej., termopares, termistores, etc.), y fuerza (p. ej., galgas extensiometricas, celdas de carga, etc.) para determinar condiciones de carga en la unidad de carga 169. Durante el funcionamiento del instrumento 10 es deseable saber las fuerzas ejercidas por el instrumento 10 en el tejido objetivo durante el proceso de aproximacion y durante el proceso de disparo. La deteccion de cargas anomalas (p. ej., fuera de un intervalo de carga predeterminado) indica un problema con el instrumento 10 y/o tejido sujeto que se comunica al usuario.
La monitorizacion de condiciones de carga puede ser realizada por uno o mas de los siguientes metodos: monitorizacion de velocidad del motor de impulsion 200, monitorizacion de par aplicado por el motor, proximidad de los miembros de mordaza 162 y 164, monitorizacion de temperatura de componentes del instrumento 10, medicion de la carga en la varilla de disparo 220 por medio de un sensor de alargamiento 185 (figura 4) y/u otros componentes de soporte de carga del instrumento 10. La monitorizacion de velocidad y par se trata anteriormente con respecto a la figura 6 y la calculadora de velocidad 422.
Medir la distancia entre los miembros de mordaza 162 y 164 tambien puede ser indicativo de condiciones de carga en el efector final 160 y/o en el instrumento 10. Cuando se imparten grandes cantidades de fuerza en los miembros de mordaza 162 y 164, los miembros de mordaza se desvfan hacia fuera. Los miembros de mordaza 162 y 164 estan paralelos entre sf durante el funcionamiento normal, sin embargo, durante la deformacion los miembros de mordaza estan en un angulo relativamente entre sf. Asf, medir el angulo entre los miembros de mordaza 162 y 164 permite la determinacion de la deformacion de los miembros de mordaza debido a la carga ejercida sobre los mismos. Los miembros de mordaza pueden incluir galgas extensiometricas 187 y 189 como se muestra en la figura 17 para medir directamente la carga ejercida sobre los mismos. Como alternativa, uno o mas sensores de proximidad 191 y 193 se pueden disponer en las extremidades distales de los miembros de mordaza 162 y 164 para medir el angulo entre los mismos. Estas mediciones se transmiten entonces al microcontrolador 500 que analiza las mediciones de angulo y/o alargamiento y alerta al usuario del esfuerzo en el efector final 160.
En otro ejemplo, la varilla de disparo 220 u otros componentes de soporte de carga incluyen una o mas galgas extensiometricas y/o sensores de carga dispuestos en los mismos. Bajo altas condiciones de alargamiento, la presion ejercida en el instrumento 10 y/o en el efector final 160 se traslada a la varilla de disparo 220 provocando que la varilla de disparo 220 se desvfe, llevando al aumento de alargamiento sobre la misma. Las galgas extensiometricas entonces informan de las mediciones de esfuerzo al microcontrolador 500. En otro ejemplo, se puede disponer un sensor de posicion, alargamiento o fuerza en la placa de embrague 302.
Durante el proceso de aproximacion, cuando el efector final 160 sujeta alrededor del tejido, los sensores dispuestos en el instrumento 10 y/o el efector final 160 indican al microprocesador 500 que el efector final 160 esta desplegado alrededor de tejido anomalo (p. ej., bajas o altas condiciones de carga). Bajas condiciones de carga son indicativas
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Durante el proceso de disparo, los sensores pueden alertar al usuario de una variedad de errores. Los sensores pueden comunicar al microcontrolador 500 que un cartucho de grapas o una parte del instrumento 10 es defectuoso. Ademas, los sensores pueden detectar picos subitos en la fuerza ejercida sobre la cuchilla, que es indicativo de que se encuentra un cuerpo extrano. La monitorizacion de picos de fuerza tambien se podna utilizar para detectar el final de la carrera de disparo, tal como cuando la varilla de disparo 220 encuentra el extremo del cartucho de grapado y entra en una parada dura. Esta parada dura crea un pico de fuerza que es relativamente mas grande que los observados durante el funcionamiento normal del instrumento 10 y se podna usar para indicar al microcontrolador que la varilla de disparo 220 ha llegado al final de la unidad de carga 169. La medicion de los picos de fuerza se puede combinar con mediciones de retroinformacion posicional (p. ej., de un codificador, transductor de desplazamiento variable lineal, potenciometro lineal, etc.) como se trata con respecto a las calculadoras de posicion y de velocidad 416 y 422. Esto permite el uso de diversos tipos de cartuchos de grapas (p. ej., multiples longitudes) con el instrumento 10 sin modificar el efector final 160.
Cuando se encuentran picos de fuerza, el instrumento 10 notifica al usuario de la condicion y adopta medidas preventivas entrando a un modo denominado de “pulsos”, o de modulacion de ancho de pulsos (PWM) o de embrague electronico, que se trata mas en detalle mas adelante. Durante este modo el motor de impulsion 200 se controla para funcionar unicamente en rafagas cortas para permitir igualar la presion entre el tejido agarrado y el efector final 160. El embrague electronico limita el par ejercido por el motor de impulsion 200 e impide situaciones en las que se consumen grandes cantidades de corriente de la fuente de alimentacion 400. Esto, a su vez, impide el dano a componentes electronicos y mecanicos debido a sobrecalentamiento que acompana a la sobrecarga y situaciones de alto consumo de corriente.
El microcontrolador 500 controla el motor de impulsion 200 a traves de un impulsor de motor por medio de una senal de control modulada por anchura de pulsos. El impulsor de motor se configura para ajustar la velocidad del motor de impulsion 200 ya sea en sentido horario o en sentido antihorario. El impulsor de motor tambien se configura para cambiar entre una pluralidad de modos de funcionamiento que incluyen un modo electronico de frenado de motor, un modo de velocidad constante, un modo de embrague electronico, y un modo de activacion de corriente controlada. En el modo de frenado electronico, se cortocircuitan dos terminales del motor de impulsion 200 y la FEM contraria generada contrarresta la rotacion del motor de impulsion 200 permitiendo una parada mas rapida y mayor precision posicional al ajustar la posicion lineal de la varilla de disparo 220.
En el modo de velocidad constante, la calculadora de velocidad 422 junto con el microcontrolador 500 y/o el impulsor de motor ajustan la velocidad rotacional del motor de impulsion 200 para asegurar velocidad lineal constante de la varilla de disparo 220. El modo de embrague electronico implica repetir acoplamiento y/o desacoplamiento del embrague 300 del motor de impulsion 200 en respuesta a senales de retroinformacion sentidas desde las calculadoras de posicion y de velocidad 416 y 422. En el modo de activacion de corriente controlada, la corriente se aumenta o disminuye para prevenir danos por picos de corriente y par durante la transicion entre modo estatico a dinamico para proporcionar los llamados “inicio suave” y “parada suave”.
El modulo de almacenamiento de datos 502 registra los datos de los sensores acoplados al microcontrolador 500. Adicionalmente, el modulo de almacenamiento de datos 502 registra el codigo de identificacion de la unidad de carga 169, el estado del efector final 100, numero de ciclos de grapado durante el procedimiento, etc. El modulo de almacenamiento de datos 502 tambien se configura para conectarse a un dispositivo externo tal como un ordenador personal, una PDA, un telefono inteligente, un dispositivo de almacenamiento (p. ej., tarjeta Secure Digital®, tarjeta Compact Flash®, MemoryStick®, etc. a traves de un puerto de datos inalambrico o cableado 503. Esto permite al modulo de almacenamiento de datos 502 transmitir datos de prestaciones al dispositivo externo para subsiguiente analisis y/o almacenamiento. El puerto de datos 503 tambien permite mejoras de firmware del microcontrolador 500 denominadas “en el campo”.
Un sistema de control de retroinformacion 601 se muestra en las figuras 21-23. El sistema incluye un controlador de retroinformacion 603 que se muestra en las figuras 22A-B. El instrumento 10 se conecta al controlador de retroinformacion 603 por medio del puerto de datos 502 que puede ser cableado (p. ej., Firewire®, USB®, Serial RS232®, Serial RS485®, USART®, Ethernet®, etc.) o inalambrico (p. ej., Bluetooth®, ANT3®, KNX®, ZWave®, X10® Wireless USB®, IrDA®, Nanonet®, Tiny OS®, ZigBee®, 802.11 IEEE, y otras comunicaciones por radio, infrarrojos, UHF, VHF y similares).
Con referencia a la figura 21, el controlador de retroinformacion 603 se configura para almacenar los datos transmitidos al mismo por el instrumento 10 asf como procesar y analizar los datos. El controlador de retroinformacion 603 tambien se conecta a otros dispositivos, tales como una pantalla de video 604, un procesador de video 605 y un dispositivo informatico 606 (p. ej., un ordenador personal, una PDA, un telefono inteligente, un dispositivo de almacenamiento, etc.). El procesador de video 605 se usa para procesar datos de salida generados por el controlador de retroinformacion 603 para salida en la pantalla de video 604. El dispositivo informatico 606 se
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usa para procesamiento adicional de los datos de retroinformacion. En un ejemplo, los resultados del analisis de retroinformacion de sensor realizado por el microcontrolador 600 se pueden almacenar internamente para recuperacion posterior por parte del dispositivo informatico 606.
El controlador de retroinformacion 603 incluye un puerto de datos 607 (figura 22B) acoplado al microcontrolador 600 que permite al controlador de retroinformacion 603 conectarse al dispositivo informatico 606. El puerto de datos 607 puede permitir comunicacion cableada y/o inalambrica con el dispositivo informatico 606 que permite una interfaz entre el dispositivo informatico 606 y el controlador de retroinformacion 603 para recuperacion de datos de retroinformacion almacenados, configuracion de parametros de funcionamiento del controlador de retroinformacion 603 y mejora de firmware y/u otro software del controlador de retroinformacion 603.
El controlador de retroinformacion 603 se ilustra ademas en las figuras 22A-B. El controlador de retroinformacion 603 incluye un alojamiento 610 y una pluralidad de puertos de entrada y salida, tales como una entrada de video 614, una salida de video 616, una salida de pantalla “HUD” (head-up, sin bajar la cabeza) 618. El controlador de retroinformacion 603 tambien incluye una pantalla 620 para exponer informacion de estado concerniente al controlador de retroinformacion 603.
Componentes del controlador de retroinformacion 603 se muestran en la figura 23. El controlador de retroinformacion 603 incluye un microcontrolador 600 y un modulo de almacenamiento de datos 602. El microcontrolador 600 y el modulo de almacenamiento de datos 602 proporcionan una funcionalidad similar que el microcontrolador 500 y el modulo de almacenamiento de datos 502 del instrumento 10. Proporcionar estos componentes en un modulo autonomo, en forma de controlador de retroinformacion 603, alivia la necesidad de tener estos componentes dentro del instrumento 10.
El modulo de almacenamiento de datos 602 puede incluir uno o mas dispositivos de almacenamiento internos y/o externos, tales como discos duros magneticos, memoria flash (p. ej., tarjeta Secure Digital®, tarjeta Compact Flash®, MemoryStick®, etc.) El modulo de almacenamiento de datos 602 es usado por el controlador de retroinformacion 603 para almacenar datos de retroinformacion del instrumento 10 para analisis posterior de los datos por parte del dispositivo informatico 606. Los datos de retroinformacion incluyen informacion suministrada por los sensores dispuestos dentro del instrumento 10 y similares.
El microcontrolador 600 se configura para suplantar y/o complementar los circuitos de control, si estan presentes, del instrumento 10. El microcontrolador 600 incluye memoria interna que almacena una o mas aplicaciones de software (p. ej., firmware) para controlar el funcionamiento y la funcionalidad del instrumento 10. El microcontrolador 600 procesa datos de entrada de la interfaz 120 de usuario y ajusta el funcionamiento del instrumento 10 en respuesta a las entradas. El microcontrolador 600 se acopla a la interfaz 120 de usuario por medio de un modulo 504 de retroinformacion de usuario que se configura para informar al usuario de parametros de funcionamiento del instrumento 10. Mas espedficamente, el instrumento 10 se configura para conectarse al controlador de retroinformacion 603 inalambricamente o a traves de una conexion cableada por medio de un puerto de datos 407 (figura 6).
En un ejemplo descrito, el microcontrolador 600 se conecta al motor de impulsion 200 y se configura y dispone para monitorizar la impedancia, tension, temperatura y/o consumo de corriente de la batena y para controlar el funcionamiento del instrumento 10. La carga o cargas en la batena 400, transmision, motor de impulsion 200 y componentes de impulso del instrumento 10 se determinan para controlar una velocidad de motor si la carga o cargas indican que se llega o se aproxima a una limitacion danina. Por ejemplo, se puede determinar la energfa restante en la batena 400, el numero de disparos restantes, si se debe reemplazar o cargar la batena 400, y/o la aproximacion a los potenciales lfmites de carga del instrumento 10. El microcontrolador 600 tambien se puede conectar a uno o mas de los sensores del instrumento 10 tratados anteriormente.
El microcontrolador 600 tambien se configura para controlar el funcionamiento del motor de impulsion 200 en respuesta a la informacion monitorizada. Para controlar el instrumento 10 se pueden usar esquemas de control por modulacion de pulsos, que pueden incluir un embrague electronico. Por ejemplo, el microcontrolador 600 puede regular el suministro de tension del motor de impulsion 200 o suministrar una senal modulada por pulsos al mismo para ajustar la salida de potencia y/o de par para prevenir dano al sistema u optimizar el uso de energfa.
En un ejemplo, se puede usar un circuito de frenado electrico para controlar el motor de impulsion 200, que usa la fuerza electromotriz contraria existente del motor de impulsion rotatorio 200 para contrarrestar y reducir sustancialmente el momento del tubo de impulso 210. El circuito de frenado electrico mejora el control del motor de impulsion 200 y/o del tubo de impulso 210 para la precision de parada y/o ubicacion de cambio del instrumento quirurgico alimentado 10. Sensores para monitorizar componentes de instrumento quirurgico alimentado 10 y ayudar a prevenir la sobrecarga del instrumento quirurgico alimentado 10 pueden incluir sensores tipo termico, tales como sensores termicos, termistores, termopilas, termopares y/o imagenologfa termal por infrarrojos y proporcionan retroinformacion al microcontrolador 600. El microcontrolador 600 puede controlar los componentes del instrumento quirurgico alimentado 10 en el caso de que se lleguen o se aproximen a lfmites, y dicho control puede incluir corte de la alimentacion desde la fuente de alimentacion 400, interrumpir temporalmente la alimentacion o ir a un modo de pausa y/o modulacion por pulsos para limitar la energfa usada. El microcontrolador 600 tambien puede monitorizar la
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temperatura de componentes para determinar cuando se puede reanudar el funcionamiento. Los usos anteriores del microcontrolador 600 se pueden usar independientemente o factorizados con mediciones de corriente, tension, temperatura y/o impedancia.
El resultado del analisis y del procesamiento de los datos por parte del microcontrolador 600 se saca en la pantalla de video 604 y/o en la pantalla HUD 622. La pantalla de video 604 puede ser cualquier tipo de pantalla tal como una pantalla LCD, una pantalla de plasma, pantalla electroluminescente y similares. En un ejemplo, la pantalla de video 604 puede incluir una pantalla tactil y puede incorporar tecnologfas de pantalla tactil resistiva, onda de superficie, capacitiva, infrarrojos, galga extensiometrica, optica, senal dispersiva o reconocimiento de pulso acustico. La pantalla tactil se puede usar para permitir al usuario proporcionar aportes mientras ve la retroinformacion de funcionamiento. La pantalla HUD 622 se puede proyectar sobre cualquier superficie visible para el usuario durante procedimientos quirurgicos, tales como lentes de una pareja de gafas y/o binoculares, un protector facial y similares. Esto permite al usuario visualizar informacion de retroinformacion vital desde el controlador de retroinformacion 603 sin perder enfoque en el procedimiento.
El controlador de retroinformacion 603 incluye un modulo de exposicion en pantalla 624 y un modulo HUD 626. Los modulos 626 procesan la salida del microcontrolador 600 para exposicion en las pantallas respectivas 604 y 622. Mas espedficamente, el modulo OSD 624 superpone texto y/o informacion grafica del controlador de retroinformacion 603 sobre otras imagenes de video recibidas del lugar quirurgico por medio de cameras dispuestas en el mismo. La senal de video modificada, que tiene texto superpuesto, se transmite a la pantalla de video 604, permitiendo al usuario visualizar informacion de retroinformacion util del instrumento 10 y/o del controlador de retroinformacion 603 mientras todavfa se observa el lugar quirurgico.
Las figuras 24-25 ilustran otro ejemplo del instrumento 10'. El instrumento 10' incluye una fuente de alimentacion 400' que tiene una pluralidad de celdas 401 dispuestas en una configuracion en serie recta. La fuente de alimentacion 400' se inserta verticalmente en una camara vertical 800 de batena dentro de la parte de asidero 112. La camara 800 de batena incluye contactos 802 de resorte dentro de la parte superior de la misma para empujar hacia abajo a la fuente de alimentacion 400'. En un ejemplo, los contactos 802 de resorte puede incluir contactos para acoplarse electricamente con la fuente de alimentacion 400'. La fuente de alimentacion 400' se mantiene dentro de la camara 800 de batena por medio de una tapa 804 de batena que se configura para deslizar en sentido distal para trabarse en el sitio. La tapa 804 y el asidero 112 pueden incluir acoplamientos de lengua y surco para impedir que la tapa 804 deslice fuera. La fuente de alimentacion 400' se predispone contra la tapa 804 debido a la fuerza hacia abajo de los contactos 802 de resorte. Cuando la tapa 804 se desliza en sentido proximal, la fuente de alimentacion 400' es expulsada de la camara 800 de batena por los contactos 802 de resorte.
La figura 25 muestra otro ejemplo del sensor rotacional 239 que detecta la rotacion del tubo de impulso 210, midiendo asf la tasa de rotacion del tubo de impulso 210 que permite la determinacion de la velocidad lineal de la varilla de disparo 220. El sensor rotacional 239 incluye una ruleta 810 de codificador montada en el tubo de impulso 210 y un lector optico 812 (p. ej., fotointerruptor). El lector optico 812 se configura para determinar el numero de interrupciones en un haz de luz que se proporciona continuamente entre dos cantos opuestos 814 y 816 del mismo. La ruleta 810 rota con el tubo de impulso 210 e incluye una pluralidad de rendijas 811 a traves de la misma.
El canto exterior de la ruleta 810 se dispone entre los cantos opuestos del lector optico 812 de manera que la luz que se transmite entre los cantos 814 y 816 brilla a traves de las rendijas 811. En otras palabras, el haz de luz entre los cantos 814 y 816 es interrumpido por la ruleta 810 cuando se rota el tubo de impulso 210. El lector optico 812 mide el numero de interrupciones en el haz de luz y la tasa de apariciones del mismo y transmite estas mediciones a la calculadora de velocidad 422 que entonces determina la velocidad de la varilla de impulso 220 como se ha tratado anteriormente.
Las figuras 27-32 muestran el instrumento 10' que tiene un conjunto de retraccion 820 para retraer la varilla de disparo 220 desde una posicion de disparado. El conjunto de retraccion 820 permite una interfaz mecanica impulsada manualmente con el tubo de impulso 210 que permite la retraccion manual de la varilla de disparo 220 por medio de accion de trinquete del conjunto de retraccion 820. Esto puede ser util en ciertas situaciones, para dar al usuario del instrumento control manual sobre la posicion de la varilla de disparo 220 (p. ej., disfuncion electrica, efector final 160 atascado, etc.). El conjunto de retraccion 820 se puede configurar como conjunto modular que se puede insertar en el instrumento 10'.
Con referencia a la figura 30, el conjunto de retraccion 820 incluye un chasis de retraccion 822 que tiene una parte superior 823 y una parte inferior 825. El conjunto de retraccion 820 tiene interfaz mecanica con el tubo de impulso 210 por medio de un engranaje de impulso 826 y un engranaje de retraccion 824. El primer engranaje recto 830 se conecta ngidamente al engranaje de retraccion 824. El engranaje de impulso 826 se conecta al tubo de impulso 210 y se traslada en respuesta a la rotacion del tubo de impulso 210. Por el contrario, la rotacion del engranaje de impulso 826 imparte rotacion en el tubo de impulso 210. El engranaje de impulso 826 y el engranaje de retraccion 824 pueden ser engranajes conicos que permiten a los engranajes 824 y 826 tener interfaz de una manera ortogonal.
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El engranaje de retraccion 824 se acopla a un primer arbol 828 que se dispone de una manera sustancialmente ortogonal entre las partes superior e inferior 823 y 825 del chasis de retraccion 822. El primer arbol 828 es rotatorio alrededor de un eje longitudinal definido por el mismo. El primer arbol 828 incluye ademas un primer engranaje recto 830 conectado al mismo y al engranaje de retraccion 824. El primer engranaje recto 830 tiene interfaz con un segundo engranaje recto 832 dispuesto en un segundo arbol 834 que tambien se dispone de una manera sustancialmente perpendicular entre las partes superior e inferior 823 y 825 del chasis de retraccion 822 y es rotatorio alrededor de un eje longitudinal definido por el mismo.
El segundo engranaje recto 832 tiene interfaz mecanica con un tercer engranaje recto 836 que se dispone en el primer arbol 828. El tercer engranaje recto 836 se conecta a una primera parte de embrague 838 de un conjunto de embrague unidireccional 840. El conjunto de embrague 840 incluye ademas una segunda parte de embrague 840 dispuesta rotatoriamente en el primer arbol 828 encima de la primera parte de embrague 838 con un resorte 843 dispuesto entre las partes primera y segunda de embrague 838 y 842, predisponiendo de ese modo las partes primera y segunda de embrague 838 y 842 hacia una configuracion elevada sin trabado mutuo (p. ej., primera configuracion) como se muestra en la figura 31.
La rotacion del tubo de impulso 210 y/o del engranaje de impulso 826 imparte rotacion en el engranaje de retraccion 824 y los engranajes rectos primero, segundo y tercero 830, 832 y 836 junto con la primera parte 838 y los arboles respectivos 828 y 834. Dado que la segunda parte de embrague 842 puede rotar alrededor del arbol 828 y esta separada de la primera parte de embrague 838 por el resorte 843; la rotacion de la primera parte 838 no se traslada a la misma.
Las partes primera y segunda de embrague 838 y 842 incluyen una pluralidad de dientes de trabado mutuo 844 que tiene una superficie plana de trabado mutuo 846 y una superficie de deslizamiento inclinada 848. (Figura 30) El conjunto de retraccion 820 es accionado por una palanca de retraccion 845. Como se muestra en la figura 32, la segunda parte de embrague 842 es empujada hacia abajo por la palanca de retraccion 845 teniendo interfaz de ese modo con los dientes 844. Las superficies de deslizamiento 848 permiten que las superficies de trabado mutuo 846 entren en contacto entre sf permitiendo de ese modo la rotacion de la segunda parte de embrague 842 para que haga rotar la primera parte de embrague 838 y todos los engranajes de interfaz.
La palanca de retraccion 845 incluye una parte de leva 847 y un asidero 849 conectado a la misma. La parte de leva 847 incluye una abertura 853 que aloja un embrague de rodillos unidireccional 855 que esta en cooperacion mecanica con un acople 856 que se acopla funcionalmente al primer arbol 828 permitiendo de ese modo que la palanca de retraccion 845 rote alrededor del primer arbol 828.
Con referencia a la figura 29, la palanca 845 incluye uno o mas miembros de leva 850, cada uno tiene una superficie de leva 852. En la primera configuracion, la palanca 845 se dispone a lo largo de un bolsillo 860 de palanca del alojamiento 110 como se muestra en la figura 27. Al meter la palanca 845 en el alojamiento 110, se puede utilizar una palanca mas larga que da al usuario una ventaja mecanica mucho mayor sobre otros sistemas manuales de retraccion. La palanca 845 es empujada hacia arriba por el resorte 843 contra la parte superior 823 y los miembros de leva 850 se disponen dentro de bolsillos de leva correspondientes 858. La palanca 845 tambien es mantenida en la primera configuracion por un resorte de extension de retorno 862 montado entre la parte superior 823 y la parte de leva 847. Los miembros de leva 850 y el bolsillo 860 de palanca limitan el alcance rotacional de la palanca 845.
Cuando se saca la palanca 845 del bolsillo 860 de palanca, los miembros de leva 850 forman interfaz con los bolsillos de leva correspondientes 823 y empujan hacia abajo la parte de leva 847 de la palanca 845. El movimiento hacia abajo comprime el resorte 843 y empuja las partes primera y segunda de embrague 838 y 842 juntandolas para trabar mutuamente los dientes 844 acoplando de ese modo las partes 838 y 842 en una segunda configuracion. La rotacion en sentido antihorario de la parte de leva 847 acciona el embrague de rodillos 855 que tiene interfaz con el acople 856 y se acopla axialmente al primer arbol 828. La rotacion continua de la palanca 845 hace rotar el conjunto de embrague 840 que a su vez hace rotar el acople 856 que se encaja guiado en el embrague superior 842, que se empareja ahora con el embrague inferior 838. Este embrague inferior 838 se sujeta al tercer engranaje recto 836 que entonces acciona los engranajes rectos 836, 832 y 830 y los engranajes de retraccion y de impulso 824 y 826. Esto a su vez hacer rotar el tubo de impulso 210 y retrae la varilla de impulso 220.
La palanca 845 se puede rotar hasta que el asidero 849 topa en el alojamiento 110 como se muestra en la figura 28. Despues de eso, se lleva la palanca 845 de nuevo a su primera configuracion por el resorte de extension de retorno 862 que se monta en el surco radial 854. Esto sube la parte de leva 847 permitiendo que la segunda parte de embrague 842 tambien se mueva hacia arriba y desacople la primera parte de embrague 838. El embrague de rodillos 855 libera el acople 856 permitiendo que la palanca 845 vuelva a la primera configuracion sin afectar al movimiento del tubo de impulso 210. Una vez la palanca 845 se devuelve a la primera configuracion, la palanca 845 se puede retraer una vez de nuevo para continuar el trinquete de la varilla de impulsion 220. Asf, el conjunto se puede configurar para uno o mas movimientos de la palanca 845 para retraer parcial o totalmente la varilla de disparo 220.
Con respecto a otros aspectos de la presente descripcion, para hacer avanzar el estado de la tecnica de minimizar el desperdicio medico, se contempla que un compartimento sellado de grupo de batenas, y/o un alojamiento sellado de
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instrumento y/o un conjunto de asidero sellado, se pueda configurar como parte de un aparato quirurgico segun la presente descripcion para prevenir la contaminacion de las batenas de los aparatos quirurgicos alimentados por batena. As^ se puede extender el penmetro en el que se produce el sellado del grupo de batenas, en un ejemplo, del grupo de batenas al conjunto de asidero y en incluso otro ejemplo al alojamiento de instrumento.
Mas particularmente, haciendo referencia a las figuras 33-36, se ilustra el instrumento quirurgico 10”. El instrumento quirurgico 10” es sustancialmente identico al instrumento quirurgico 10' excepto que el instrumento quirurgico 10” incluye al menos una estructura de retencion de batena tal como una camara o compartimento 800' de batena que difiere de la camara o compartimento 800 de batena. Adicionalmente, aunque el instrumento quirurgico 10' tambien incluye un cabezal alimentado), el instrumento quirurgico 10” incluye un cabezal alimentado 900' que se configura para incluir la camara o compartimento 800' de batena. Como se define en esta memoria, el cabezal alimentado 900' es la parte del instrumento quirurgico 10” que se extiende desde la parte proximal 118 del alojamiento 110 a una parte distal 118' de la parte de alojamiento 110. El cabezal alimentado 900' incluye, como se define mas adelante con respecto a la figura 38 y las figuras 4-12, un set de componentes de funcionamiento que proporcionan alimentacion y hacen funcionar el instrumento quirurgico 10” y que se montan dentro del alojamiento 110 o adyacentes a este. Por motivos de referencia, la camara 800' de batena incluye un extremo superior 800'a y un extremo inferior 800'b. Como se ilustra en las figuras 35 y 36, al menos una batena 451' o una pluralidad de las celdas o batenas 451' que forman un grupo de batenas 451 se pueden orientar en una configuracion en paralelo 451a como se ilustra en la figura 35 o en una configuracion de extremo con extremo 451b como se ilustra en la figura 36. Como se define en esta memoria, una batena puede incluir, ademas de celdas 451' de batena, un condensador o una bobina de induccion, cada uno almacena carga electrica o una celda de combustible u otro mecanismo adecuado de suministro de energfa. Las celdas 451' de batena en las configuraciones 451a y 451b proporcionan una alineacion/forma/configuracion de celdas que facilita la expulsion de la celda o grupo de batenas 451' de la camara 800' de batena para evitar la contaminacion medica de las celdas de batena individuales 451' o del grupo de batenas 451 ya sea durante o despues del proceso de expulsion. Los grupos de batenas en la configuracion en paralelo 451a incluyen tiras 902 de conectores de terminales que se extienden alternadamente entre terminales polarizados positivos y negativos, y los conectan, de las celdas 451' de batena. En la configuracion 451a, el grupo de batenas 451 incluye un extremo superior 452a' y un extremo inferior 452a”.
Los grupos de batenas en la configuracion de extremo con extremo 451b incluyen tiras 902 de conectores de terminales que se disponen unicamente en los extremos longitudinales de las celdas 451' de batena. En la configuracion 451b, el grupo de batenas 451 incluye un extremo superior 452b' y un extremo inferior 452b”. Se pueden disponer postes y/o clavijas de alineacion 920 en el penmetro o en el exterior del grupo de batenas 451 para asegurar la correcta orientacion durante el emparejamiento/carga en la camara 800' de batena. La orientacion correcta tambien asegura una polaridad apropiada de terminales de batena dentro de la camara 800' de batena o del alojamiento del dispositivo.
Se pueden disponer contactos electricos 906 en el extremo superior 800'a de la camara 800' de batena para que se emparejen con los terminales polarizados correspondientes en el grupo de batenas particular 451 y estan en comunicacion electrica con circuitos de alimentacion (no se muestran). Los contactos 906 pueden servir al menos para dos funciones.
En un ejemplo, haciendo referencia a la figura 34, los contactos 906 pueden ser conexiones electricas positivas y negativas 802 cargadas por resorte. Durante la carga del grupo de batenas 451 en la camara 800' de batena a traves del acceso 910 de camara de batena, los extremos superiores 452a', 452b' de cada configuracion 451a o 451b de grupo de batenas, respectivamente, se insertan a traves del acceso 910 de camara de modo que las clavijas de alineacion 920 se pueden alinear apropiadamente dentro de la camara 800' por medio de receptaculos (no se muestran) hasta que se hace contacto con los contactos 906 que estan cargados por resorte y que se ubican en el extremo superior 800'a de la camara 800'. La camara 800' de batena incluye nervaduras 904 en el alojamiento 110 de instrumento para cautivar, aislar y expulsar facilmente el grupo de batenas 451. La nervadura 904 ayuda a contener y alinear el grupo de batenas 451 y define un recorrido de expulsion de batena dentro de la camara 800' de batena que forma al menos una estructura de retencion de batena del cabezal alimentado 900'.
Cuando se comprimen por el contacto con el grupo de batenas 451, los contactos 906 crean una fuerza de compresion que tiende a expulsar el grupo de batenas 451 en una direccion, como se muestra con la flecha A, hacia el extremo inferior 800'b de la camara 800' de batena de nuevo a traves del acceso 910 de camara, definiendo asf ademas el recorrido de expulsion de batena a traves del acceso 910 de camara.
Una puerta de acceso 912 de camara de batena se configura para tener interfaz de manera sellada con el acceso 910 de camara en el extremo inferior 800'b de la camara 800'. La puerta de acceso 912 se monta rotatoriamente en la parte de asidero 112 por medio de una bisagra desviada o conexion de pivote 914 que se dispone para permitir a la puerta de acceso 912 oscilar rotatoriamente hacia abajo o hacia arriba, como se muestra con la flecha B, ya sea alejandose del acceso 910 de camara o hacia el acceso 910 de camara, respectivamente, para exponer o sellar el acceso 910 de camara, respectivamente. La bisagra o conexion de pivote 914 puede incluir un resorte (no se muestra) para potenciar una fuerza de cierre adicional, como se explica mas adelante. La puerta de acceso 912 incluye un extremo libre 912a que oscila rotatoriamente hacia abajo y hacia arriba como se muestra con la flecha B y un extremo fijo 912b que se monta en la bisagra desviada o conexion de pivote 914. El extremo libre 912a se
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configura como un extremo de recepcion 916 para acoplarse con una pua, y recibirla, en un enganche, como se trata mas adelante. En un ejemplo, la bisagra o conexion de pivote 914 se monta en un lado distal 112b de la parte de asidero 112, como se ilustra en la figura 34.
Como se ha mencionado anteriormente, un enganche 930, que tiene un brazo superior 930a con un extremo 930a' y un brazo inferior 930b con un extremo inferior 930b', se monta de manera movible dentro de la parte de asidero 112 en las inmediaciones de un lado proximal 112a por medio de una conexion de pivote 932 que se dispone para permitir al enganche 930 oscilar rotatoriamente alrededor de la conexion de pivote 932 de manera que los extremos 930a y 930b del enganche 930 basculan alternadamente hacia y desde el lado proximal 112a. El brazo inferior 930b del enganche 930 se configura como un extremo o pua de acoplamiento 934 que se acopla o engrana con el extremo de recepcion 916 de la puerta de acceso 912, acoplandose de ese modo al extremo o pua 934 del enganche 930.
En un ejemplo, un mecanismo de almacenamiento de energfa 936, p. ej., un resorte de compresion, tambien se puede disponer en el interior de la parte de asidero 112 en el lado proximal 112a para limitar el movimiento del brazo superior 930a del enganche 930 en sentido proximal hacia el lado proximal 112a y predisponer el movimiento del brazo superior 930a hacia el lado distal 112b.
Un mecanismo de accionamiento de acceso 940 de camara de batena, p. ej., un pulsador alargado como se muestra, se puede disponer en una abertura rebajada 942 en el lado proximal 112a de la parte de asidero 112. El mecanismo de acceso 940 de camara de batena se configura para ser accionado por un usuario del instrumento quirurgico 10”. La abertura rebajada 942 penetra a traves del lado proximal 112a y permite contacto entre el mecanismo de accionamiento de acceso 940 y el brazo inferior 930b del enganche 930.
Cuando el mecanismo de accionamiento de acceso 940 de camara de batena se oprime en sentido distal hacia el lado distal 112b, el mecanismo de accionamiento de acceso 940 de camara de batena obliga en sentido distal al brazo inferior 930b, forzando de ese modo al enganche 930 a oscilar rotatoriamente alrededor de la conexion de pivote 932, contra la fuerza de compresion del resorte 936, y provocando el desacoplamiento del extremo o pua de acoplamiento 934 del enganche 930 respecto el extremo de recepcion 916 de la puerta de acceso 912. El desacoplamiento del extremo o pua de acoplamiento 934 del enganche 930 respecto el extremo de recepcion 916 de la puerta de acceso 912 permite a la puerta de acceso 912 oscilar rotatoriamente o rotar hacia abajo en la direccion de la flecha B al pivotar alrededor de la bisagra o conexion de pivote 914, transfiriendo de ese modo la puerta de acceso 912 desde una posicion de cierre, como se muestra, a una posicion de apertura (no se muestra) y exponiendo al menos parcialmente el acceso 910 de camara. La eliminacion del mecanismo de accionamiento de acceso 940 de camara de batena en la abertura rebajada 942 reduce la probabilidad de accionamiento involuntario del grupo de batenas 451 durante un procedimiento quirurgico. Se puede proporcionar una caractenstica de trabado mutuo (no se muestra), p. ej., una caractenstica mecanico tal como un capuchon, para trabar el mecanismo de accionamiento de acceso 940 de camara de batena durante el procedimiento quirurgico. Si el grupo de batenas 451 no se comporta adecuadamente durante el procedimiento quirurgico, el cabezal alimentado 900' se puede retirar de la zona de funcionamiento para realizar la expulsion del grupo de batenas 451.
La rotacion u oscilacion de la puerta de acceso 912 es permitida ademas por la fuerza de compresion, creada por los contactos 906, que, como se ha descrito anteriormente, tienden a expulsar el grupo de batenas 451 en una direccion, como se muestra con la flecha A, hacia el extremo inferior 800'b de la camara de batena de nuevo a traves del acceso 910 de camara. La combinacion de la rotacion u oscilacion de la puerta de acceso 912, junto con la fuerza de compresion, y la ayuda de la gravedad, permite al grupo de batenas 451 superar fuerzas de rozamiento restrictivas y ser expulsado en una direccion que puede incluir la direccion de la gravedad hacia un ambiente o recipiente esteriles para la carga, eliminacion de desperdicio no peligroso o reciclaje. La configuracion simplificada del grupo de batenas 451, junto con la aportacion de la nervadura 904 en la camara 800' de batena, facilita tanto la carga como la expulsion del grupo de batenas 451 desde la camara 800' de batena. Asf, el aparato quirurgico 10” se configura para permitir la expulsion de la al menos una celda 451' de batena del grupo de batenas 451 con la mano de un usuario sin contaminacion medica del mismo. El mecanismo de accionamiento de acceso 940 proporciona asf acceso a la camara 800' de batena al abrir la puerta de acceso 912. En efecto, la puerta de acceso 912 sirve como cubierta abisagrada de alojamiento para el cabezal alimentado 900'. Mas particularmente, dado que la camara 800' de batena forma al menos una estructura de retencion de batena del cabezal alimentado 900', la estructura de retencion de batena incluye ademas la puerta de acceso o cubierta abisagrada 912. Cuando la puerta de acceso o cubierta abisagrada 912 esta en una posicion de cierre, la puerta de acceso o cubierta abisagrada 912 impide acceso a la al menos una batena 451' y cuando la puerta de acceso o cubierta abisagrada 912 esta en una posicion de apertura, la puerta de acceso o cubierta abisagrada 912 permite la expulsion de la al menos una batena 451' desde la al menos una estructura de retencion de batena a lo largo del recorrido de expulsion de batena.
Adicionalmente, las conexiones electricas positivas y negativas 802 cargadas por resorte de los contactos 906 proporcionan una estructura que rompe o interrumpe la conexion electrica o comunicacion electrica del grupo de batenas 451 con todos los contactos externos, incluido a al menos un componente electrico, dentro del cabezal alimentado 900' para ayudar al manejo y eliminacion del grupo de batenas 451. Como se define en esta memoria, un componente electrico incluye un componente electronico.
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Se contempla que la estructura que rompe o interrumpe la conexion electrica o comunicacion electrica del grupo de batenas 451 pueda incluir ademas una lamina o puente de alambre rompibles. Tambien se contempla que se pueda incorporar un circuito o reostato de descarga lenta en el cabezal alimentado 900' para descargar lentamente la batena con una tasa segura a baja temperatura para ayudar ademas al manejo y eliminacion.
En un ejemplo aparte, el boton puede ser un interruptor para activar uno o mas solenoides que trasladan vastagos de salida para desenganchar la puerta de batena y/o liberar una fuerza de resorte para expulsar la batena. Por ejemplo, el mecanismo de almacenamiento de energfa 936, p. ej., el resorte de compresion, que tambien se puede disponer en el interior de la parte de asidero 112 en el lado proximal 112a para limitar el movimiento del brazo superior 930a del enganche 930 en sentido proximal hacia el lado proximal 112a y para predisponer el movimiento del brazo superior 930a hacia el lado distal 112b, se puede reemplazar por un solenoide (no se muestra) que es activado por el mecanismo de accionamiento de acceso 940 de camara de batena.
Todas o parte de las fuerzas de expulsion de resorte para el grupo de batenas 451 se pueden restringir o aislar del grupo con un pasador o enganche de modo que el grupo de batenas 451 no experimenta normalmente la fuerza de compresion del resorte 802 durante un funcionamiento de rutina. La energfa potencial resultante del resorte 802 puede ser liberada entonces por un mecanismo aparte (no se muestra) activado cuando se oprime el boton de expulsion de batena.
En un ejemplo, como se ilustra en las figuras 33-34, el cabezal alimentado 900' del instrumento o aparato quirurgico 10” incluye ademas al menos un miembro de sellado 950 que se extiende alrededor de la una o mas estructuras de retencion de batenas, p. ej., camara 800' de batena, de manera que el miembro de sellado 950 se configura para permitir la expulsion de al menos una celda 451' de batena del grupo de batenas 451, o del grupo de batenas entero 451, desde la una o mas estructuras de retencion de batenas, p. ej., la camara 800' de batena, a lo largo del recorrido de expulsion de batena como se ha descrito anteriormente sin contaminacion medica de la celda(s) 451' de batena o del grupo de batenas 451. El miembro de sellado 950 puede incorporar un anillo torico o empaquetadura 960 que forma un penmetro en el miembro de sellado 950, que se puede extender desde una posicion 960a en el lado proximal 112a del asidero 112 a una posicion 960b en el lado distal 112b del asidero 112, para permitir abrir la puerta de acceso 912 durante la expulsion de la celda(s) 451' de batena o el grupo de batenas 451.
En un ejemplo, el cabezal alimentado 900' del instrumento o aparato quirurgico 10” incluye un conjunto de asidero, p. ej., parte de asidero 112, en donde el conjunto de asidero o parte de asidero 112 incluye la una o mas estructuras de retencion de batenas, p. ej., camara 800' de batena, y en donde al menos un miembro de sellado 952 se extiende alrededor del conjunto de asidero o parte de asidero 112 o la una o mas estructuras de retencion de batenas, tal como la camara 800' de batena, de manera que el uno o mas miembros de sellado 952 se configuran para permitir la expulsion de al menos una celda 451' de batena, o el grupo de batenas entero 451, desde la una o mas estructuras de retencion de batenas, p. ej., camara 800' de batena, a lo largo del recorrido de expulsion de batena como se ha descrito anteriormente sin contaminacion medica de la celda(s) 451' de batena o el grupo de batenas 451. De una manera similar a como con respecto al miembro de sellado 950, el miembro de sellado 952 puede incorporar un anillo torico o empaquetadura 960, que se puede extender desde una posicion 960a en el lado proximal 112a del asidero 112 a una posicion 960b en el lado distal 112b del asidero 112, para permitir abrir la puerta de acceso 912 durante la expulsion de la celda(s) 451' de batena o el grupo de batenas 451.
En un ejemplo, el cabezal alimentado 900' del instrumento o aparato quirurgico 10” incluye un alojamiento de instrumento, p. ej., alojamiento 110 de instrumento, en donde el alojamiento 110 de instrumento incluye la una o mas estructuras de retencion de batenas, p. ej., compartimento 800' de batena, en donde el miembro de sellado 954 se extiende alrededor del alojamiento 110 de instrumento o la una o mas estructuras de retencion de batenas, tal como la camara 800' de batena, de manera que el uno o mas miembros de sellado 954 se configuran para permitir la expulsion de al menos una celda 451' de batena, o del grupo de batenas entero 451, desde la una o mas estructuras de retencion de batenas, p. ej., camara 800' de batena, sin contaminacion medica de la celda(s) 451' de batena o del grupo de batenas 451. De nuevo como con respecto a los miembros de sellado 950 y 952, el miembro de sellado 954 puede incorporar un anillo torico o empaquetadura 960, que se puede extender desde una posicion 960a en el lado proximal 112a del asidero 112 a una posicion 960b en el lado distal 112b del asidero 112, para permitir abrir la puerta de acceso 912 durante la expulsion de la celda(s) 451' de batena o del grupo de batenas 451.
Como se puede apreciar a partir de la anterior descripcion de los miembros de sellado 950, 952 y 954 del cabezal alimentado 900', los miembros de sellado 950, 952 y 954 proporcionan una junta sellada o empaquetadura integral o separada o un sistema adhesivo entre el grupo de batenas 451 y otros componentes de alojamiento, mientras se permite la comunicacion electrica entre el grupo de batenas 451 y los contactos 906 que pueden ser conexiones electricas positivas y negativas 802 cargadas por resorte.
Como tambien se puede apreciar a partir de la descripcion anterior, la presente descripcion tambien esta relacionada con el cabezal alimentado 900' que tiene al menos una estructura de retencion de batena, p. ej., camara 800' de batena, que se configura para retener al menos una celda 451' de batena. La una o mas estructuras de retencion de batenas se configuran para permitir la expulsion de la celda(s) 451' de batena sin contaminacion medica de las mismas, p. ej., por expulsion a lo largo de un recorrido de expulsion de batena definido por la nervadura 904 dentro de la camara 800' de batena.
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En un ejemplo, la al menos una estructura de retencion de batena, p. ej., camara 800' de batena, se configura para permitir la expulsion de la celda(s) 451' de batena con una mano de un usuario. La expulsion de la celda(s) 451' de batena se produce sin contaminacion medica de la misma, p. ej., por expulsion a lo largo de un recorrido de expulsion de batena definido por la nervadura 904 dentro de la camara 800' de batena.
En un ejemplo, como se ilustra en la figura 34, el cabezal alimentado 900' incluye al menos un mecanismo de almacenamiento de energfa, p. ej., resorte 802, que se acopla funcionalmente a la una o mas estructuras de retencion de batenas, p. ej., camara 800' de batena, en donde el accionamiento del uno o mas mecanismos de almacenamiento de energfa, p. ej., resorte 802, permite la expulsion de la celda(s) 451' de batena sin contaminacion medica del mismo, p. ej., por expulsion a lo largo de un recorrido de expulsion de batena definido por la nervadura 904 dentro de la camara 800' de batena.
De una manera similar a como se ha descrito anteriormente con respecto al mecanismo de almacenamiento de energfa 936, el resorte 802 se puede reemplazar por un solenoide (no se muestra) que es activado por el mecanismo de accionamiento de acceso 940 de camara de batena.
En un ejemplo, como tambien se ilustra en la figura 34, el cabezal alimentado 900' incluye al menos un mecanismo de almacenamiento de energfa, p. ej., resorte 802, que se acopla funcionalmente a la una o mas estructuras de retencion de batenas, p. ej., camara 800' de batena, y se configura en donde el accionamiento del uno o mas mecanismos de almacenamiento de energfa, p. ej., resorte 802 por medio de accionamiento del mecanismo de accionamiento de acceso 940 de camara de batena, permite la expulsion de la celda(s) 451' de batena con una mano de un usuario y se configura en donde la expulsion de la celda(s) 451' de batena con la mano de un usuario permite la expulsion de la celda(s) 451' de batena sin contaminacion medica del mismo, p. ej., por expulsion a lo largo de un recorrido de expulsion de batena definido por la nervadura 904 dentro de la camara 800' de batena.
Volviendo de nuevo a las figuras 4-12, como se describe previamente, las figuras 4-12 ilustran diversos componentes internos del instrumento 10, incluido un motor de impulsion 200, un tubo de impulso 210 y una varilla de disparo 220 que tiene una parte proximal 222 y una parte distal 224. El tubo de impulso 210 es rotatorio alrededor del eje C-C de tubo de impulso que se extiende a traves del mismo. El motor de impulsion 200 se dispone en cooperacion mecanica con el tubo de impulso 210 y se configura para hacer rotar el tubo de impulso 210 alrededor del eje C-C de engranaje de impulso. En una realizacion, el motor de impulsion 200 puede ser un motor electrico o un motor de engranajes, que puede incluir engranajes incorporados dentro de su alojamiento.
En una realizacion preferida, el alojamiento 110 se puede formar de dos mitades 110a y 110b como se ilustra en la figura 3. Las dos semipartes de alojamiento 110a y 110b se pueden conectar entre sf usando tornillos en ubicadores 111 de elevacion que alinean las partes de alojamiento 110a y 110b. En un ejemplo, se pueden usar grnas de soldadura ultrasonica para conectar las mitades 110a y 110b para sellar el alojamiento contra contaminacion externa. Adicionalmente, el alojamiento 110 se puede formar de plastico y puede incluir miembros de soporte de caucho aplicados a la superficie interna del alojamiento 110 por medio de un proceso de moldeo en dos tiros. Los miembros de soporte de caucho pueden aislar la vibracion de los componentes de impulso (p. ej., motor de impulsion 200) del resto del instrumento 10.
Las mitades de alojamiento 110a y 110b se pueden conectar entre sf por medio de una seccion delgada de plastico (p. ej., una bisagra activa) que interconecta las mitades 110a y 110b que permite abrir el alojamiento 110 separando las mitades 110a y 110b (vease la figura 3).
En una realizacion, los componentes de impulso (p. ej., incluido un motor de impulsion 200, un tubo de impulso 210 y una varilla de disparo 220, etc.) se pueden montar en una placa de soporte que permite retirar los componentes de impulso del alojamiento 110 despues de haber usado el instrumento 10. El montaje en placa de soporte junto con las mitades de alojamiento abisagradas 110a y 110b permite la posibilidad de volver a usar y reciclar componentes internos espedficos al tiempo que se limita la contaminacion de los componentes internos espedficos.
Mas particularmente, al proporcionar como placa de soporte un chasis o miembro estructural interno separado para el instrumento quirurgico o dispositivo, se puede producir un conjunto mas fuerte y de mayor precision que es mas facil de ensamblar, asistir, reprocesar, reutilizar y reciclar.
Generalmente, dicho chasis o miembro estructural puede ser mucho mas pequeno y por lo tanto dimensionalmente mas preciso que una cubierta de set de asidero que incluye todo, p. ej., el alojamiento 110 con al menos las partes primera y segunda de alojamiento 110a y 110b, cuando se produce con procesos de fabricacion similares. Tambien se pueden disenar planos de referencia y caractensticas de ubicacion adicionales en el chasis o miembro estructural debido a su geometna que es sustancialmente independiente del diseno de superficie exterior del alojamiento 110. La geometna de superficie exterior del alojamiento 110 puede dificultar muchos aspectos de fortaleza y limitar numerosos aspectos de las caractensticas moldeadas de "forma neta".
Tambien se pueden aplicar metodos o procesos de fabricacion de mayor precision al chasis o miembro estructural para aumentar la precision y disminuir las tolerancias requeridas en comparacion con la cubierta de set de asidero. El chasis o miembro estructural se puede formar de materiales de mayor fortaleza/prestaciones y/o estructura adicional en comparacion con la cubierta de set de asidero, mejorando de ese modo la robustez y la vida a fatiga de
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al menos los componentes de funcionamiento contenidos dentro del alojamiento 110. Esto es, la precision, alineacion y fortaleza adicionales pueden beneficiar a los mecanismos, apoyos, engranajes, embragues y/o acoplamientos del instrumento quirurgico 10 o 10', particularmente para instrumentos que son impulsados y/o alimentados por subsistemas electromecanicos o neumaticos que funcionan bajo mayores cargas/velocidades de rotacion y/o lineales. La estructura anadida desde el chasis o miembro estructural puede soportar cargas de fatiga extremas o repetitivas, impidiendo la deformacion que puede tener como resultado desalineacion y/o fallos mecanicos.
Integrar caractensticas y/o puntos de montaje de sujetador en lados del chasis o miembro estructural permite que las partes de alojamiento 110a y 110b sean retiradas o reemplazadas facilmente mientras se mantienen todas las alineaciones funcionales de ensamblaje. Se pueden ensamblar componentes desde multiples planos de acceso, simplificando de ese modo ensamblaje, asistencia, reprocesamiento, reutilizacion y reciclaje en total del instrumento quirurgico.
Haciendo referencia ahora a las figuras 37-43, el cabezal alimentado 900' del instrumento quirurgico 10” incluye la primera parte de alojamiento 110a y la segunda parte de alojamiento 110b que definen la pluralidad de accesos o ubicadores 111 de elevacion, que como se ha descrito anteriormente con respecto a la figura 3, alinean entre sf los partes o mitades de alojamiento 110a y 110b y se disponen dentro de la segunda parte de alojamiento 110b para permitir la union de la primera parte de alojamiento 110a y la segunda parte de alojamiento 110b.
Haciendo referencia particularmente a las figuras 37-38, en una realizacion segun la presente descripcion, el cabezal alimentado 900' del instrumento quirurgico 10"' incluye un chasis o miembro estructural 1001 para montar un set de componentes de funcionamiento 1000 del cabezal alimentado 900' y/o del instrumento quirurgico 10”. El alojamiento 110, en una realizacion preferida, que esta formado por la primera parte de alojamiento 110a y la segunda parte de alojamiento 110b, permite acceso a un volumen interior 1002 del cabezal alimentado 900' del instrumento quirurgico 10"' que esta rodeado por el alojamiento 110. Como se ha descrito anteriormente con respecto a las figuras 4-12, un set de componentes de funcionamiento se monta en el volumen interior 1002. Mas particularmente, el set de componentes de funcionamiento 1000 incluye, entre otras cosas, motor de impulsion 200 (y conjunto de engranajes asociado), apoyo proximal 354 y apoyo distal 356, tubo de impulso 210, interruptor alimentado 174 de articulacion, y partes de interruptor 114, que pueden incluir interruptores primero y segundo 114a y 114b formados juntos como interruptor basculante externo al volumen interior 1002 y que tiene una interfaz interna 114' que se dispone sustancialmente dentro del volumen interior 1002, e interruptores de posicion y lfmite (p. ej., sensor de posicion inicial 231 de vastago y sensor de posicion 232 de pinza) que se disponen dentro del volumen interior 1002.
En una realizacion preferida, como se ha descrito anteriormente, los ubicadores 111 de elevacion alinean las dos mitades de alojamiento 110a y 110b para unirlas juntas como alojamiento 110. Adicionalmente, dado que el set de componentes de funcionamiento 1000 tiene una configuracion apropiada para la alineacion cuando se monta dentro del volumen interior 1002 rodeado por el alojamiento 110, los ubicadores 111 de elevacion tambien permiten la configuracion apropiada para la alineacion del set de componentes de funcionamiento 1000.
En una realizacion preferida segun la presente descripcion, el set de componentes de funcionamiento 1000 se pueden montar en el chasis 1001 en lugar de directamente en la parte o mitad de alojamiento 110a como es aplicable al cabezal alimentado 900' del instrumento quirurgico 10 (vease la figura 4).
Como se ilustra en la figura 39, en una realizacion preferida, el chasis 1001 incluye accesos 111' de ubicador de elevacion que se configuran para alinearse con los ubicadores 111 de elevacion de las partes o mitades de alojamiento 110a y 110b (vease la figura 38). El chasis 1001 se configura con una parte proximal 1010a, una parte central 1010b y una parte distal 1010c, en donde la parte proximal 1010a, la parte central 1010b y la parte distal 1010c se conectan funcionalmente entre las mismos o se forman integralmente entre las mismas para crear el chasis 1001. La parte proximal 1010a se configura con un primer rebaje 1012 y un segundo rebaje 1014, ambos rebajes se forman dentro del chasis 1001 para recibir componentes particulares del set de componentes de funcionamiento 1000. El segundo rebaje 1014 es distal al primer rebaje 1012. Mas particularmente, el primer rebaje 1012 se configura para recibir y alinear el motor de impulsion 200 (y conjunto de engranajes asociado) mientras el segundo rebaje 1014 se configura para recibir y alinear el apoyo proximal 354 (vease la figura 38). En la realizacion ejemplar ilustrada en la figura 38, la parte proximal 1010a tiene una parte proximal 1011 con una seccion transversal parcialmente en forma ovalada y es adyacente a una parte distal 1013 que tiene una seccion transversal con forma trapezoidal. El primer rebaje 1012 se forma en la parte proximal 1011 que tiene una seccion transversal parcialmente en forma ovalada mientras que el segundo rebaje 1014 se forma dentro de la parte distal 1013 que tiene una seccion transversal con forma trapezoidal.
La parte central 1010b, que se puede formar semicilmdricamente con una seccion transversal correspondiente en forma rectangular, se configura con un rebaje 1016 formado dentro del chasis 1001. El rebaje 1016 se configura para recibir y alinear el tubo de impulso 210.
En la realizacion ejemplar ilustrada en la figura 39, junto con la figura 38, la parte distal 1010c tiene una seccion transversal con forma trapezoidal con un rebaje 1017 formado en la misma que se configura para recibir y alinear el apoyo distal 356. La parte distal 1010c tiene una abertura generalmente en forma de T 1020 que es distal al rebaje
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1017. La abertura 1020 se configura para permitir recepcion, retencion y alineacion del interruptores de posicion y Kmite, p. ej., sensor de posicion inicial 231 de vastago y sensor de posicion 232 de pinza. La parte distal 1010c incluye preferiblemente ademas una ranura 1022 formada en la misma y dispuesta entre el rebaje 1017 y la abertura 1020. La ranura 1022 sirve como lugar de referencia para alineacion del set 1000 de componentes de funcionamiento y se configura y dispone para retener y alinear la placa de alineacion 350 que ubica concentricamente la varilla de disparo 220, como se ha descrito previamente con respecto a las figuras 6 y 7. De nuevo, la placa de alineacion 350 incluye una abertura 355 a traves de la misma, que tiene una seccion transversal no redonda (vease la figura 7). La seccion transversal no redonda de la abertura 355 impide la rotacion de la parte proximal 222 de la varilla de disparo 220, limitando asf que la parte proximal 222 de la varilla de disparo 220 se traslade axialmente a traves de la misma. La placa de alineacion 350 tambien funciona como soporte de apoyo y parada mecanica. La superficie distal 351 de la placa de alineacion 350 tambien se usa como cara de montaje y lugar de referencia para el sensor de posicion inicial 231 y el sensor de posicion 232 de pinza.
La parte distal 1010c incluye ademas una protuberancia o extension dirigida hacia abajo 1024 en la que se forma un rebaje 1026 que se configura para recibir y alinear la interfaz interna 114' del interruptor basculante 114, y que se dispone sustancialmente dentro del volumen interior 1002.
Como se puede apreciar de la descripcion anterior, el chasis 1001 se configura para proporcionar la configuracion apropiada para alineacion para el set de componentes de funcionamiento 1000 montados en el chasis 1001 si el chasis 1001 y el set de componentes de funcionamiento 1000 se montan dentro del volumen interior 1002 del alojamiento 110. Aunque no se ilustra explfcitamente en las figuras 37-43, el chasis 1001 se configura para proporcionar la configuracion apropiada para alineacion de un set de reemplazo de los componentes de funcionamiento (no mostrado explfcitamente) del instrumento quirurgico 10'" montado en el chasis 1001 si el chasis 1001 y el set de reemplazo de los componentes de funcionamiento se montan dentro del volumen interior 1002 del alojamiento 110. Asf el chasis 1001 se configura para proporcionar la configuracion apropiada para alineacion para el set de componentes de funcionamiento 1000 y/o el set de reemplazo de los componentes de funcionamiento incluye el set de componentes de funcionamiento 1000 o el set de reemplazo de los componentes de funcionamiento. Los expertos en la tecnica reconoceran que aunque el set de reemplazo de los componentes de funcionamiento es generalmente identico a un set original de los componentes de funcionamiento 1000 que sena proporcionado primeramente por el fabricante con el cabezal alimentado 900" del instrumento quirurgico 10"', el set de reemplazo de componentes de funcionamiento unicamente debe ser identico al set original de los componentes de funcionamiento 1000 en la medida necesaria para que mantenga la alineacion, encaje y funcionalidad adecuados del instrumento quirurgico 10'" cuando se inserta dentro del volumen interior 1002.
Haciendo referencia a la figura 37, y como se ha descrito anteriormente con respecto a las figuras 4-12, el alojamiento 110 incluye al menos primera parte de alojamiento 110a y segunda parte de alojamiento 110b. Al menos la primera parte de alojamiento 110a es retirable para exponer al menos una parte del volumen interior 1002 del instrumento quirurgico 10”'. La primera parte de alojamiento 110a define una pluralidad de accesos 111 y la segunda parte de alojamiento 110b define una pluralidad de accesos 1010 que se disponen para permitir la configuracion apropiada para alineacion del set de componentes de funcionamiento 1000 y de un set de reemplazo de componentes de funcionamiento (no mostrado explfcitamente) si se unen juntas la primera parte de alojamiento 110a y la segunda parte de alojamiento 110b.
Adicionalmente, como se ilustra en la figura 39, el chasis 1001 define una pluralidad de accesos 111' que se disponen para permitir la configuracion apropiada para alineacion del set de componentes de funcionamiento 1000 y de un set de reemplazo de componentes de funcionamiento (no mostrados explfcitamente) si o en donde la primera parte de alojamiento 110a y la segunda parte de alojamiento 110b se unen juntas y si o en donde el chasis 1001 y el set de componentes de funcionamiento 1000 o set de reemplazo de componentes de funcionamiento se montan dentro del volumen interior 1002 del alojamiento 110.
Se contempla que se puedan incorporar sujetadores, hebillas, saltos elasticos, sujetadores de giro rapido u otros conectores adecuados en ubicaciones apropiadas en las partes primera y segunda de alojamiento 110a y 110b, respectivamente, y/o en el chasis 1001 para proporcionar facilidad de desmontaje.
El chasis 1001 se puede hacer de metales ferrosos, conductores o magneticos para proteger componentes electronicos, p. ej., el interruptor de control 114 o sensor de posicion inicial 231 de vastago y sensor de posicion 232 de pinza, frente a ruido de radiofrecuencia (RF) e interferencia electromagnetica (EMI). El miembro estructural/chasis 1001 tambien se puede acoplar funcionalmente o conectar funcionalmente a dichos componentes, incluido el motor de impulsion 200, como tierra comun para aplicaciones de corriente continua (CC).
Las figuras 40-41 ilustran vistas en despiece ordenado del instrumento quirurgico 10”' que muestra partes primera y segunda de alojamiento 110a y 110b y, como se ha descrito anteriormente con respecto a las figuras 37-39, el set de componentes de funcionamiento 1000 montado en el chasis 1001.
El instrumento electroquirurgico 10"' incluye un conjunto de intercambio delantero de extremo rotatorio 1050 que se acopla funcionalmente al cabezal alimentado 900" para permitir al cabezal alimentado 10” impulsar y hacer funcionar la varilla de disparo 220 (vease la figura 6). El conjunto de intercambio delantero de extremo rotatorio 1050 incluye
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25
30
35
una conexion de interfaz 1052 para permitir el intercambio del extremo delantero 1054 de la varilla de disparo 220. Se muestra un extremo delantero Tyco Healthcare Modelo EGIA 1054. El conjunto de intercambio 1050 se configura para recibir y hacer funcionar otros extremos delanteros 1054, p. ej., Modelo EEA de Tyco Healthcare que tiene una seccion transversal circular, Modelo EEA que tiene una seccion transversal circular, Modelo TA que tiene una seccion transversal en angulo recto, o un cortador, un cauterio, una energfa de RF, o una pinza o un extremo delantero agarrador.
La figura 42 es una vista de un lado abierto 1001a del chasis 1001 que muestra el set de componentes de funcionamiento 1000 como se monta en el chasis 1001 con el lado abierto 1001a orientado al observador. La figura 43 es una vista de un lado cerrado 1001b del chasis 1001 que muestra el set de componentes de funcionamiento 1000 como se monta en el chasis 1001 con el lado cerrado 1001b orientado al observador.
En una realizacion preferida, el chasis 1001 se forma de metal y el alojamiento 110 se forma de un polfmero. En una realizacion preferida adicional, el set de componentes de funcionamiento 1000 o el set de reemplazo de componentes de funcionamiento (no se muestra) incluye al menos un componente electrico, p. ej., celda(s) 451' de batena (veanse las figuras 40-41), y el chasis 1001 se configura para permitir conexion electrica a tierra del componente electrico.
Asf, como se puede apreciar a partir de la descripcion anterior, un cabezal alimentado 900' de un instrumento quirurgico, tal como el instrumento quirurgico 10”, en donde el cabezal alimentado 900' incluye el chasis 1001, mejora la posibilidad de reutilizacion y procesamiento de componentes costosos al permitir una retirada/eliminacion mas faciles de un alojamiento o cubierta contaminados al tiempo que se permite mantener todas las, o las mas cnticas, alineaciones y posiciones de ensamblaje de componentes. Adicionalmente, el chasis 1001 proporciona las siguientes ventajas:
• permite durabilidad, fortaleza y soporte estructural adicionales para el instrumento quirurgico 10”;
• permite la utilizacion o implementacion como plataforma de chasis para montar componentes, sujetadores y cubiertas retirables de alojamiento;
• permite accesibilidad multiplano mas facil para ensamblar o reparar partes frente a una configuracion de ensamblaje de cubierta de alojamiento de unico plano;
• permite mayor aguante a multiples ciclos de instalar y retirar sujetadores para multiples ciclos de reproceso, asistencia y/o reparacion frente a elevaciones estandar de alojamiento de plastico;
• permite posicionamiento de referencia de mayor tolerancia para una precisa alineacion de mecanismo y apoyo en comparacion con metodos de ensamblaje de alojamiento moldeado;
• permite la utilizacion e implementacion como plataforma de conexion electrica a tierra para todos los componentes dentro de un dispositivo de CC o microelectronico; y
• crea blindaje a radiofrecuencia (RF) y a interferencia electromagnetica (EMI) para componentes electronicos dentro del dispositivo.
Se entendera que se pueden hacer diversas modificaciones a las realizaciones mostradas en esta memoria. Por lo tanto, la descripcion anterior no se debe interpretar como limitadora, sino meramente como ejemplos de realizaciones preferidas. Los expertos en la tecnica concebiran otras modificaciones dentro del alcance de las reivindicaciones que aqrn se acompanan.

Claims (5)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    REIVINDICACIONES
    1. Un cabezal alimentado (900) de instrumento quirurgico que comprende:
    un alojamiento (110) que comprende al menos partes primera y segunda de alojamiento (110a, 110b) que definen un volumen interior (1002), dicho alojamiento (110) permite acceso al volumen interior,
    un conjunto de chasis que comprende un chasis (1001) que monta un set de componentes de funcionamiento (1000) configurados y alineados para funcionar dentro del cabezal alimentado (900),
    dicho chasis (1001) se monta dentro del volumen interior (1002), caracterizado por que el chasis (1001) monta todos los componentes de funcionamiento (1000) del cabezal alimentado por lo que al menos la primera parte de alojamiento (110a) es retirable para exponer al menos una parte del volumen interior (1002) del instrumento quirurgico, y el set de componentes de funcionamiento (1000) montados en el chasis (1001) son retirables del alojamiento (110) al exponer el volumen interior (1002) y retirar el conjunto de chasis, y son reemplazables por sustitucion de un conjunto de chasis de reemplazo que monta un set de reemplazo de componentes de funcionamiento (1000).
  2. 2. El cabezal alimentado (900) segun la reivindicacion 1, en donde el chasis (1001) se forma de metal y el alojamiento (110) se forma de un polfmero.
  3. 3. El cabezal alimentado (900) segun la reivindicacion 2, en donde el set de componentes de funcionamiento
    (1000) incluye al menos un componente electrico y en donde el chasis (1001) se configura para habilitar la conexion electrica a tierra del al menos un componente electrico.
  4. 4. El cabezal alimentado (900) segun cualquier reivindicacion precedente, en donde el cabezal alimentado (900) comprende un alojamiento (110) formado de dos mitades (110a, 110b) que se conectan entre sf en al menos dos ubicadores (111) de elevacion en cada mitad de alojamiento (110a, 110b), los ubicadores (111) de elevacion dispuestos para alinear las dos mitades de alojamiento (110a, 110b) entre sf, el chasis (1001) comprende al menos dos accesos (111') de ubicador de elevacion que se configuran y disponen para alinearse con los al menos dos ubicadores (111) de elevacion en cada mitad de alojamiento (110a, 110b).
  5. 5. El cabezal alimentado (900) segun la reivindicacion 4 que comprende una varilla de disparo (220) que provoca la expulsion de sujetadores quirurgicos por medio de traslacion de la varilla de disparo (220), el chasis
    (1001) comprende ademas una ranura formada en el mismo, la ranura configurada y dispuesta como lugar de referencia para alineacion de la varilla de disparo (220) con respecto al cabezal alimentado (900).
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