ES2646491T3 - Dispositivo de grapado quirúrgico alimentado - Google Patents

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Abstract

Una grapadora quirúrgica alimentada (10) que comprende: un alojamiento (110); una parte endoscópica (140) que se extiende distalmente desde el alojamiento (110) y que define un primer eje longitudinal; un motor de impulsión (200) dispuesto al menos parcialmente dentro de un alojamiento; una varilla de disparo (220) dispuesta en cooperación mecánica con el motor de impulsión (200), la varilla de disparo (220) es trasladada longitudinalmente por el motor (200) e incluye un primer indicador (320a) y un segundo indicador (320b) dispuestos sobre la misma; un efector final (160) dispuesto adyacente a una parte distal de la parte endoscópica (140), el efector final (160) en cooperación mecánica con la varilla de disparo (220) de modo que la varilla de disparo (220) impulsa una función quirúrgica del efector final (160); una calculadora de posición (416) para determinar la posición lineal en ese momento de la varilla de disparo (220), la calculadora de posición (416) acoplada a un sensor de desplazamiento lineal (237) dispuesto adyacente a la varilla de disparo (220) y configurado para detectar movimiento lineal de la varilla de disparo (220); y una calculadora de velocidad (422) para determinar al menos una de velocidad lineal de la varilla de disparo (220) y velocidad rotacional del motor de impulsión (200).

Description

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DESCRIPCION
Dispositivo de grapado quirurgico alimentado
Antecedentes
Campo tecnico
La presente descripcion esta relacionada con una grapadora quirurgica para implantar sujetadores quirurgicos mecanicos en el tejido de un paciente, y en particular, con una grapadora quirurgica que es alimentada por un motor para disparar sujetadores quirurgicos adentro de tejido y un controlador de retroinformacion para controlar la grapadora en respuesta a una o mas senales de retroinformacion sentidas.
Antecedentes de la tecnica relacionada
Dispositivos conocidos actualmente pueden requerir tipicamente 4,5-27,2 kg (10-60 libras) de fuerza manual para sujetar tejido y desplegar y formar sujetadores quirurgicos en tejido que, con uso repetitivo, puede provocar que se fatigue la mano del cirujano. En la tecnica se conocen grapadoras neumaticas alimentadas por gas que implantan sujetadores quirurgicos en tejido. Algunos de estos instrumentos utilizan un suministro de gas presurizado que se conecta a un mecanismo de gatillo. El mecanismo de gatillo, cuando es oprimido, simplemente libera gas presurizado para implantar un sujetador en tejido.
En la tecnica tambien se conocen grapadoras quirurgicas accionadas por motor. Estas incluyen grapadoras quirurgicas alimentadas que tienen motores que activan mecanismos de disparo de grapas. Sin embargo, estos dispositivos accionados por motor unicamente proporcionan al usuario control limitado del proceso de grapado. El usuario unicamente puede bascular un unico interruptor y/o boton para accionar el motor y aplicar el par correspondiente a los mecanismos de disparo de la grapadora. En otros ciertos dispositivos, se usa un controlador para controlar la grapadora.
Hay una continua necesidad de nuevas y mejores grapadoras quirurgicas alimentadas que incluyan diversos sensores. Los sensores proporcionan retroinformacion pertinente a controladores de retroinformacion que ajustan automaticamente diversos parametros de la grapadora alimentada en respuesta a senales de retroinformacion sentidas representativas del funcionamiento de la grapadora.
El documento CA 2 451 558 describe un dispositivo quirurgico electro-mecanico con una unidad de memoria de datos.
La patente europea EP 1 813 199 describe un instrumento quirurgico que tiene un sistema de retroinformacion.
El documento US 2006/0278680 describe una grapadora quirurgica con temporizador y pantalla de retroinformacion.
El documento US 5.954.259 describe un aparato quirurgico alimentado autonomo para aplicar sujetadores quirurgicos.
El dispositivo del ultimo documento comprende un motor de impulsion, una varilla de disparo, un efector final y una calculadora de posicion y de velocidad. Velocidad y posicion se calculan por medio de la salida de un codificador que cuenta las revoluciones del vastago de impulsion.
Compendio
El aspecto y las realizaciones de la presente invencion se presentan en las reivindicaciones.
Segun un aspecto de la presente descripcion, se describe una grapadora quirurgica alimentada. La grapadora incluye un alojamiento, una parte endoscopica que se extiende distalmente desde el alojamiento y que define un primer eje longitudinal, un motor de impulsion dispuesto al menos parcialmente dentro de un alojamiento y una varilla de disparo dispuesta en cooperacion mecanica con el motor de impulsion. La varilla de disparo se traslada longitudinalmente y es rotatoria por el motor alrededor del primer eje longitudinal que se extiende a traves de la misma. La grapadora tambien incluye un efector final dispuesto adyacente a una parte distal de la parte endoscopica. El efector final esta en cooperacion mecanica con la varilla de disparo de modo que la varilla de disparo impulsa una funcion quirurgica del efector final. La grapadora incluye ademas un interruptor de impulsion principal que incluye interruptores primero y segundo formados juntos como interruptor basculante. El primer interruptor esta adaptado para activar el motor de impulsion en un primer sentido para facilitar una primera funcion quirurgica del efector final y el segundo interruptor esta adaptado para activar el motor de impulsion en un segundo sentido para facilitar una segunda funcion quirurgica del efector final.
Segun otro aspecto de la presente descripcion, se describe una grapadora quirurgica alimentada. La grapadora incluye un alojamiento, una parte endoscopica que se extiende distalmente desde el alojamiento y que define un primer eje longitudinal, un motor de impulsion dispuesto al menos parcialmente dentro de un alojamiento y una varilla de disparo dispuesta en cooperacion mecanica con el motor de impulsion. La varilla de disparo es trasladada
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En una realizacion, el identificador y el interrogador son transceptores inalambricos configurados para comunicarse entre sf inalambricamente. En otra realizacion, el identificador es un identificador electrico que tiene al menos uno de un reostato, un condensador y un inductor y el identificador electrico incluye al menos una propiedad electrica asociada de manera unica con un codigo de identificacion. El interrogador incluye al menos un contacto adaptado para formar interfaz con el identificador electrico y para determinar el codigo de identificacion sobre la base de la al menos una propiedad electrica.
En otra realizacion, el identificador es un dispositivo magnetico que tiene al menos uno de un iman codificado de identificador y un nodo ferroso dispuesto en un patron magnetico predeterminado asociado de manera unica con un codigo de identificacion. El interrogador es un sensor magnetico adaptado para formar interfaz con el identificador magnetico y para determinar el codigo de identificacion sobre la base de patrones magneticos predeterminados. El sensor magnetico puede ser un sensor ferromagnetico o un sensor de efecto Hall.
En una realizacion adicional, el identificador incluye una pluralidad de protuberancias configuradas para formar interfaz con un sensor de desplazamiento de manera que el patron de desplazamiento corresponde al codigo de identificacion.
En otra realizacion, la grapadora quirurgica alimentada tambien incluye una interfaz de usuario que incluye una pluralidad de salidas visuales configurada para trasportar un estado de funcionamiento de al menos una de la unidad de carga y la grapadora quirurgica alimentada sobre la base de una combinacion de al menos una parte de la pluralidad de salidas visuales que estan activadas. La interfaz de usuario incluye ademas un mecanismo de retroinformacion haptica que tiene un motor asmcrono dispuesto dentro del alojamiento y configurado para proporcionar retroinformacion vibratoria que vana en intensidad como funcion de fuerza ejercida sobre la grapadora quirurgica alimentada.
En una realizacion, el efector final incluye una pareja de superficies opuestas de acoplamiento de tejido para deformar una pluralidad de sujetadores quirurgicos a traves de tejido y que sujetan este, las superficies de acoplamiento de tejido son movibles una en relacion a otra entre una posicion de apertura y una posicion de aproximacion en la que las superficies de acoplamiento de tejido se yuxtaponen entre sf. El efector final tambien incluye un primer sensor de tejido y un segundo sensor de tejido dispuestos en cada una de las superficies de acoplamiento de tejido respectivamente, los sensores de tejido primero y segundo configurados para generar un campo entre los mismos y para detectar variaciones en el campo indicativas de tejido extrano. Los sensores de tejido primero y segundo se calibran para ignorar al menos uno de aire, fluidos corporales y tejido.
Segun un aspecto adicional de la presente descripcion, se describe una grapadora quirurgica alimentada. La grapadora incluye un alojamiento, una parte endoscopica que se extiende distalmente desde el alojamiento y que define un primer eje longitudinal, un motor de impulsion dispuesto al menos parcialmente dentro de un alojamiento y una varilla de disparo dispuesta en cooperacion mecanica con el motor de impulsion. La varilla de disparo es trasladada longitudinalmente por el motor alrededor del primer eje longitudinal que se extiende a traves de la misma. La grapadora tambien incluye un efector final dispuesto adyacente a una parte distal de la parte endoscopica. El efector final esta en cooperacion mecanica con la varilla de disparo de modo que la varilla de disparo impulsa una funcion quirurgica del efector final. La grapadora incluye ademas una fuente de alimentacion acoplada al motor de impulsion. La fuente de alimentacion incluye una o mas celdas de energfa y uno o mas ultracondensadores encerrados dentro de un protector aislante formado de un material absorbente y retardador de llama.
La grapadora quirurgica alimentada tambien puede incluir un adaptador de alimentacion configurado ademas para acoplarse a un generador electroquirurgico para proporcionar alimentacion para cargar la fuente de alimentacion. En una realizacion, la grapadora quirurgica alimentada puede incluir ademas una interfaz de carga inductiva que incluye una bobina inductiva dispuesta dentro del alojamiento, en donde al colocar el alojamiento y la bobina inductiva dispuesta en el mismo dentro de un campo electromagnetico, la bobina inductiva convierte el energfa de campo electromagnetico en corriente continua para cargar la fuente de alimentacion.
En otra realizacion, la grapadora quirurgica alimentada puede incluir un circuito de descarga que tiene un interruptor y una carga resistiva acoplada a la fuente de alimentacion, en donde al activar el interruptor la fuente de alimentacion se descarga hacia la carga resistiva.
La grapadora quirurgica alimentada tambien puede incluir un motor y un modulo de funcionamiento de batena acoplado a al menos un sensor termico, el motor y el modulo de funcionamiento de batena se configuran para monitorizar la temperatura de al menos uno del motor de impulsion y la fuente de alimentacion. El sensor termico
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puede ser un termistor, una termopila, un termopar o un sensor termico de infrarrojos.
En una realizacion adicional, la fuente de alimentacion incluye ademas un sensor de temperatura para medir la temperatura en el mismo y un microcontrolador incrustado para almacenar un identificador unico asociado con la fuente de alimentacion. La grapadora quirurgica alimentada tambien puede incluir un microcontrolador configurado para formar interfaz con el microcontrolador incrustado para interrogar al microcontrolador y para obtener la temperatura y el identificador unico de la fuente de alimentacion desde el mismo, en donde el microcontrolador autentica la fuente de alimentacion si la temperatura esta dentro de un intervalo de funcionamiento predeterminado y el identificador unico es valido.
Segun incluso otro aspecto de la presente descripcion, se describe una grapadora quirurgica alimentada. La grapadora incluye un alojamiento, una parte endoscopica que se extiende distalmente desde el alojamiento y que define un primer eje longitudinal, un motor de impulsion dispuesto al menos parcialmente dentro de un alojamiento y una varilla de disparo dispuesta en cooperacion mecanica con el motor de impulsion. La varilla de disparo es trasladada longitudinalmente por el motor. La grapadora tambien incluye un efector final dispuesto adyacente a una parte distal de la parte endoscopica. El efector final esta en cooperacion mecanica con la varilla de disparo de modo que la varilla de disparo impulsa una funcion quirurgica del efector final. La grapadora incluye ademas una calculadora de posicion para determinar la posicion lineal en ese momento de la varilla de disparo. La calculadora de posicion se acopla a un sensor de desplazamiento lineal dispuesto adyacente a la varilla de disparo y configurado para detectar movimiento lineal de la varilla de disparo. La grapadora incluye ademas una calculadora de velocidad para determinar al menos una de velocidad lineal de la varilla de disparo y velocidad rotacional del motor de impulsion.
La varilla de disparo puede incluir un primer indicador y un segundo indicador dispuestos sobre la misma. La grapadora quirurgica alimentada puede incluir un sensor de posicion inicial de vastago configurado para senalar a la calculadora de posicion cuando el primer indicador forma una interfaz con el mismo, en donde la posicion del primer indicador denota el comienzo del movimiento de la varilla de disparo y un sensor de posicion de sujecion configurado para senalar a la calculadora de posicion cuando el segundo indicador forma una interfaz con el mismo, en donde la posicion del segundo indicador denota sujecion del efector final.
En una realizacion, al menos una parte de la varilla de disparo esta magnetizada o la varilla de disparo puede incluir un material magnetico dispuesto en la misma y el sensor de desplazamiento lineal se configura para detectar variaciones en el campo magnetico correspondientes a movimiento de la varilla de disparo. El sensor de desplazamiento lineal puede ser un sensor ferromagnetico o un sensor de efecto Hall.
En otra realizacion, el sensor de desplazamiento lineal puede ser un potenciometro o un reostato y la varilla de disparo incluye un contacto en contacto electromecanico con el sensor de desplazamiento lineal, en donde el sensor de desplazamiento lineal se configura para detectar movimiento de la varilla de disparo sobre la base de un cambio de al menos una propiedad electrica del mismo.
La calculadora de velocidad se puede acoplar al sensor de desplazamiento lineal, y la calculadora de velocidad se puede configurar para determinar la velocidad lineal de la varilla de disparo sobre la base de la tasa de cambio de desplazamiento de la misma. La calculadora de velocidad se acopla a un aparato de deteccion de velocidad de rotacion que tiene al menos un codificador para transmitir pulsos correspondientes a la velocidad de rotacion del motor de impulsion.
En una realizacion adicional, un sensor de tension se conecta al motor de impulsion que mide fuerza electromotriz contraria del mismo. La calculadora de velocidad se puede acoplar al sensor de tension y se puede configurar para determinar al menos una de velocidad lineal de la varilla de disparo y velocidad rotacional del motor de impulsion sobre la base de la fuerza electromotriz medida.
La grapadora quirurgica alimentada tambien puede incluir un sensor de corriente acoplado a un reostato de derivacion que se conecta al motor de impulsion, el sensor de corriente se configura para medir consumo de corriente del motor de impulsion, la calculadora de velocidad se acoplada al sensor de corriente y se configura para determinar al menos una de velocidad lineal de la varilla de disparo y velocidad rotacional del motor de impulsion sobre la base del consumo de corriente. La calculadora de velocidad se configura para comparar la velocidad lineal de la varilla de disparo y el consumo de corriente del motor de impulsion para determinar si la rotacion del motor de impulsion es trasladada suficientemente a la varilla de disparo. La calculadora de velocidad tambien se puede configurar para comparar la velocidad lineal de la varilla de disparo y la velocidad rotacional del motor de impulsion para determinar si la rotacion del motor de impulsion es trasladada suficientemente a la varilla de disparo. En una realizacion adicional, la calculadora de posicion y la calculadora de velocidad se acoplan a un sistema de control que incluye un microcontrolador.
Segun un aspecto de la presente descripcion, se describe una grapadora quirurgica alimentada. La grapadora incluye un alojamiento, una parte endoscopica que se extiende distalmente desde el alojamiento y que define un primer eje longitudinal, un motor de impulsion dispuesto al menos parcialmente dentro de un alojamiento y una varilla de disparo dispuesta en cooperacion mecanica con el motor de impulsion. La varilla de disparo es trasladada
longitudinalmente por el motor. La grapadora tambien incluye un efector final dispuesto adyacente a una parte distal de la parte endoscopica. El efector final define un segundo eje longitudinal que esta en cooperacion mecanica con la varilla de disparo de modo que la varilla de disparo impulsa una funcion quirurgica del efector final. La grapadora incluye ademas un mecanismo de articulacion que incluye un motor de articulacion configurado para mover el efector 5 final entre una primera posicion de articulacion en donde el segundo eje longitudinal esta sustancialmente alineado con el primer eje longitudinal hacia una segunda posicion de articulacion en la que el segundo eje longitudinal se dispone en un angulo con el primer eje longitudinal. Adicionalmente, la grapadora incluye un sensor de articulacion configurado para determinar durante la articulacion cuando el efector final esta en la primera posicion, el sensor de articulacion se acopla al motor de articulacion y se configura para senalar al motor de articulacion que cese la 10 articulacion cuando el efector final esta en la primera posicion.
Segun un aspecto adicional de la presente descripcion, se describe una grapadora quirurgica alimentada. La grapadora incluye un alojamiento, una parte endoscopica que se extiende distalmente desde el alojamiento y que define un primer eje longitudinal, un motor de impulsion dispuesto al menos parcialmente dentro de un alojamiento y una varilla de disparo dispuesta en cooperacion mecanica con el motor de impulsion. La varilla de disparo es 15 trasladada longitudinalmente por el motor alrededor del primer eje longitudinal que se extiende a traves de la misma. La grapadora tambien incluye un efector final dispuesto adyacente a una parte distal de la parte endoscopica. El efector final esta en cooperacion mecanica con la varilla de disparo de modo que la varilla de disparo impulsa una funcion quirurgica del efector final. La grapadora incluye ademas un sistema de control que tiene una pluralidad de sensores acoplados al motor de impulsion, la varilla de disparo, la unidad de carga y el efector final, la pluralidad de 20 sensores configurados para detectar parametros de funcionamiento de la misma. El sistema de control tambien incluye un microcontrolador acoplado a la pluralidad de sensores y configurado para determinar el estado de funcionamiento de la grapadora quirurgica alimentada como funcion de los parametros de funcionamiento detectados.
En una realizacion, el sistema de control se adapta para acoplarse a un controlador de retroinformacion externo 25 configurado para procesar el estado de funcionamiento de la grapadora quirurgica alimentada para generar una salida. El controlador de retroinformacion se adapta para acoplarse a un procesador de video, una pantalla de video, una pantalla HUD (heads-up-display) y un dispositivo informatico. El controlador de retroinformacion incluye: un modulo de exposicion en pantalla configurado para superponerse a la salida del controlador de retroinformacion sobre la pantalla de video y un modulo HUD configurado para superponerse a la salida del controlador de 30 retroinformacion sobre la pantalla HUD.
Breve descripcion de los dibujos
En esta memoria se describen diversas realizaciones del instrumento de asunto con referencia a los dibujos, en donde:
La figura 1 es una vista en perspectiva de un instrumento quirurgico alimentado segun una realizacion de la presente 35 descripcion;
La figura 2 es una vista agrandada en perspectiva parcial del instrumento quirurgico alimentado segun la realizacion de la presente descripcion de la figura 1;
La figura 3 es una vista en planta agrandada parcial del instrumento quirurgico alimentado segun la realizacion de la presente descripcion de la figura 1;
40 La figura 4 es una vista en seccion en perspectiva parcial de componentes internos del instrumento quirurgico alimentado de la figura 1 segun una realizacion de la presente descripcion;
La figura 5 es una vista en perspectiva de un mecanismo de articulacion con piezas separadas del instrumento quirurgico alimentado de la figura 1 segun una realizacion de la presente descripcion;
La figura 6 es una vista en seccion transversal parcial que muestra componentes internos del instrumento quirurgico 45 alimentado segun la realizacion de la presente descripcion 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 segun la realizacion de la presente descripcion 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 segun una realizacion de la presente 50 descripcion;
La figura 9 es una vista lateral en seccion transversal de un efector final del instrumento quirurgico alimentado de la figura 1 segun una realizacion de la presente descripcion;
La figura 10 es una vista lateral agrandada parcial que muestra componentes internos del instrumento quirurgico alimentado segun la realizacion de la presente descripcion de la figura 1;
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La figura 11 es una vista en perspectiva de una placa de embrague unidireccional del instrumento quirurgico alimentado de la figura 1 segun una realizacion de la presente descripcion;
La figura 12 es una vista lateral agrandada parcial que muestra componentes internos del instrumento quirurgico alimentado segun la realizacion de la presente descripcion de la figura 1;
La figura 13 es un diagrama esquematico de una fuente de alimentacion del instrumento quirurgico alimentado segun la realizacion de la presente descripcion 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 segun la realizacion de la presente descripcion 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 segun la realizacion de la presente descripcion de la figura 1;
La figura 17 es una vista en perspectiva de la unidad de carga del instrumento quirurgico alimentado segun la realizacion de la presente descripcion 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 segun una realizacion de la presente descripcion;
La figura 19 es una vista lateral en seccion transversal del instrumento quirurgico alimentado de la figura 1 segun una realizacion de la presente descripcion;
La figura 20 es un diagrama esquematico de un sistema de control del instrumento quirurgico alimentado segun la realizacion de la presente descripcion de la figura 1;
La figura 21 es un diagrama esquematico de un sistema de control de retroinformacion segun la presente descripcion;
Las figuras 22A-B son vistas delantera y trasera en perspectiva de un controlador de retroinformacion del sistema de control de retroinformacion segun la realizacion de la presente descripcion;
La figura 23 es un diagrama esquematico del controlador de retroinformacion segun la realizacion de la presente descripcion;
La figura 24 es una vista en seccion parcial de componentes internos de un instrumento quirurgico alimentado segun una realizacion de la presente descripcion;
La figura 25 es una vista en seccion en perspectiva parcial de componentes internos del instrumento quirurgico alimentado segun una realizacion de la presente descripcion;
La figura 26 es una vista parcial en perspectiva de un conjunto de morro del instrumento quirurgico alimentado segun una realizacion de la presente descripcion;
La figura 27 es una vista parcial en perspectiva de una palanca de retraccion del instrumento quirurgico alimentado segun una realizacion de la presente descripcion;
La figura 28 es una vista parcial en perspectiva del instrumento quirurgico alimentado segun una realizacion de la presente descripcion;
La figura 29 es una vista en perspectiva del instrumento quirurgico alimentado segun una realizacion de la presente descripcion;
La figura 30 es una vista en perspectiva de un conjunto de retraccion modular del instrumento quirurgico alimentado segun una realizacion de la presente descripcion;
La figura 31 es una vista en seccion parcial agrandada de componentes internos de un instrumento quirurgico alimentado segun una realizacion de la presente descripcion; y
La figura 32 es una vista en seccion parcial agrandada de componentes internos de un instrumento quirurgico alimentado segun una realizacion de la presente descripcion.
Descripcion detallada
Ahora se describen en detalle realizaciones del instrumento quirurgico alimentado descrito actualmente con referencia a los dibujos, en los que numerales de referencia semejantes designan elementos identicos o
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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.
Un instrumento quirurgico alimentado, p. ej., a una grapadora quirurgica, segun la presente descripcion, se le hace referencia 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 del mismo, 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 desde el alojamiento 110 y el efector final 160 se dispone adyacente a una parte distal de la parte endoscopica 140. En una realizacion, 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 una realizacion 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 ciertas realizaciones, 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 esta espaciado 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 ciertas realizaciones, 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 el acceso a ciertas zonas y/o dentro de estas del cuerpo.
Con referencia a la figura 2, se ilustra una vista agrandada del alojamiento 110 segun una realizacion de la presente descripcion. En la realizacion ilustrada, el alojamiento 110 incluye una parte de asidero 112 que tiene un interruptor de impulsion principal 114 dispuesto sobre 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 de un usuario.
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 una realizacion, 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 5) 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 al activar el motor de impulsion 200 en sentido inverso. El modo de retraccion inicia un trabado mecanico, impidiendo la progresion adicional de grapado y corte de la unidad de carga 169. 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 impulsion 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
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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 retroinformacion tactil que exige mayor presion para la activacion.
En una realizacion, los interruptores 114a y 114b se configuran como interruptores multivelocidad (p. ej., dos o mas), de velocidad variable o incremental, 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 impulsion desde un modo mas lento y mas preciso a un funcionamiento mas rapido. Para impedir 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 active el interruptor 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 otras realizaciones.
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 multiples modos de velocidad, 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 una realizacion 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 desde sujecion a disparo. El interruptor 114c esta rebajado dentro del alojamiento 110 y tiene alta retroinformacion 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 grapado y/o el corte. El interruptor 114 puede incluir uno o mas interruptores de membrana microelectronica, por ejemplo. Un interruptor de membrana microelectronica de este tipo incluye una fuerza de accionamiento relativamente baja, tamano pequeno, 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 14), 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.
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.
La pantalla 122 puede ser una pantalla LCD, una pantalla de plasma, una pantalla electroluminiscente y similares. En una realizacion 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 puede permitir la facilitacion de componentes de pantalla sellados para ayudar a esterilizar el instrumento 10, asf como prevenir contaminacion con partfculas y/o fluido. En ciertas realizaciones, la pantalla 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 as^ como seleccionar 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 5 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 posicionar interruptores a diferentes alturas entre sf y/o pueden incluir indicaciones elevadas u otras caractensticas 10 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 15 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 una realizacion, las salidas visuales 123 incluyen una primera luz (p. ej., amarilla) 123a, una segunda 20 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.
Tabla 1
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 grapa se cargan y se activa la alimentacion, permitiendo al efector final 160 sujetar como agarrador y articularse.
Primera luz
Encendida
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 o 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 completamente sujeto y el instrumento 10 esta en los modos de disparo de grapas y corte.
Primera luz
Encendida
Segunda luz
Encendida
Tercera luz
Apagada
Luz
Estado Debido a las altas fuerzas de grapado hay en efecto un modo de pulsos, que permite un retraso de tiempo durante que el que se comprime tejido.
Primera luz
Encendida
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 evitar.
Primera luz
Encendida
Segunda luz
Encendida
Tercera luz
Encendida
Luz
Estado Error funcional de sistema detectado, se debe sustituir el instrumento 10.
Primera luz
No disponible
Segunda luz
No disponible
Tercera luz
Destello
En otra realizacion, la salida visual 123 puede incluir un unico LED multicolor que expone un color particular asociado con los modos de funcionamiento, como se ha tratado anteriormente con respecto a las luces primera, 5 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, anillos y zumbadores en secuencias de 10 uno o multiples pulsos. En una realizacion, se puede grabar de antemano un sonido mecanico simulado que replica los sonidos de clic y/o salto elastico generados por trabados 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 15 extrana.
El instrumento 10 tambien puede proporcionar retroinformacion haptica o vibratoria a traves de un mecanismo haptico (no se muestra 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 20 una manera pulsada. En una realizacion, las vibraciones son a una frecuencia de aproximadamente 30 Hz o superior proporcionando un desplazamiento que tiene una amplitud de 1,5 mm o inferior para limitar que los efectos vibratorios lleguen a la unidad de carga 169.
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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 2-4 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. La traslacion del interruptor alimentado 174 de articulacion o el pivote del mando manual 176 de articulacion activa el motor 132 de articulacion que entonces acciona un engranaje 233 de articulacion del mecanismo de articulacion 170 como se muestra en la figura C. El accionamiento del mecanismo de articulacion 170 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 169 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 169 de interruptor impiden la activacion accidental del interruptor 174 y requieren que el usuario llegue por debajo del protector 169 con el fin de activar el mecanismo de articulacion 170.
Adicionalmente, el alojamiento 172 de articulacion y el interruptor alimentado 174 de articulacion se montan en un conjunto de alojamiento rotatorio 180. 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 interruptor de articulacion alimentado 174 roten alrededor del primer eje longitudinal A-A, y asf provoque la rotacion correspondiente de la parte distal 224 de la varilla de 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 y/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 y se puede conectar al alojamiento 110 durante el ensamblaje para permitir soldar y/o prensar ondulados mas facilmente 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, el interruptor alimentado 174 de articulacion, el 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 n.° de serie 11/724.733 presentada el 15 de marzo de 2007.
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 4-8 ilustran diversos componentes internos del instrumento 10, incluido un motor de impulsion 200, un tubo de impulsion 210 y una varilla de disparo 220 que tiene una parte proximal 222 y una parte distal 224. El tubo de impulsion 210 es rotatorio alrededor del eje C-C de tubo de impulsion que se extiende a traves del mismo. El motor de impulsion 200 se dispone en cooperacion mecanica con el tubo de impulsion 210 y se configura para hacer rotar el tubo de impulsion 210 alrededor del eje C-C de engranaje de impulsion. 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.
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. 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 impulsion (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 impulsion (p. ej., incluido un motor de impulsion 200, un tubo de impulsion 210 y una varilla de disparo 220, etc.) se pueden montar en una placa de soporte que permite retirar los
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componentes de impulsion 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.
Con referencia a las figuras 4-6, 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 5 y 6, 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 impulsion 210. Esta relacion entre varilla de disparo 220 y tubo de impulsion 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 impulsion 210 con la rotacion del tubo de impulsion 210 en respuesta a la rotacion del motor de impulsion 200. Conforme el tubo de impulsion 210 rota en un primer sentido (p. ej., sentido horario), la varilla de disparo 220 se mueve proximalmente como se ilustra en la figura 5, la varilla de disparo 220 se dispone en su posicion mas proximal. Conforme el tubo de impulsion 210 rota en un segundo sentido (p. ej., sentido antihorario), la varilla de disparo 220 se mueve distalmente como se ilustra en 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 5. 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 una traslacion distal adicional de la varilla de disparo 220 como se muestra en la figura 6. 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 impulsion 210 para facilitar la rotacion del tubo de impulsion 210, mientras se ayuda a alinear el tubo de impulsion 210 dentro del alojamiento 110.
La rotacion del tubo de impulsion 210 en un primer sentido (p. ej., sentido antihorario) corresponde con traslacion distal de la varilla de disparo 220 que acciona los miembros de mordaza 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 se muestra explfcitamente) para seccionar tejido. La traslacion proximal de la varilla de disparo 220 correspondiente con rotacion del tubo de impulsion 210 en un segundo sentido (p. ej., sentido horario) acciona los miembros de mordaza 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 X muestra una vista en despiece ordenado de la unidad de carga 169. El efector final 160 puede ser accionado por un conjunto de impulsion axial 213 que tiene una barreta de impulsion o miembro de impulsion 266. El extremo distal de la barreta de impulsion 213 puede incluir una hoja de cuchilla. Adicionalmente, la barreta de impulsion 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 impulsion 213. La barreta de impulsion 213 hace avanzar longitudinalmente una corredera de accionamiento 74 a traves del cartucho 164 de grapas. 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 8, se muestra un vastago 202 de motor de impulsion que se extiende desde un engranaje planetario 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 impulsion 210.
El resorte 304 se ilustra entre el engranaje planetario 204 y el tubo de impulsion 210. Espedficamente, y segun la realizacion ilustrada en la figura 8, el resorte 304 se ilustra entre la cara de embrague 302 y una arandela de
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embrague 308. Adicionalmente, motor de impulsion 200 y el engranaje planetario 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 una realizacion de la descripcion, el embrague 300 se implementa como embrague unidireccional de deslizamiento para limitar el par y altas cargas de inercia en los componentes de impulsion. 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 impulsion 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 impulsion 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) relativamente entre sf hasta que se obtiene una fuerza umbral.
Como se ilustra en las figuras Ay B, el embrague 300 se muestra con una placa de embrague unidireccional 700. La placa de embrague 700 incluye una pluralidad de partes acunadas 702 que tienen 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 impulsion 210 hasta una carga predeterminada. La cara de agarre 706 tiene un canto plano que se acopla totalmente al tubo de impulsion 210 e impide el deslizamiento. Cuando se rota la placa de embrague 700 en un primer sentido (p. ej., sentido horario), 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. Cuando se rota la placa de embrague 700 en un sentido inverso (p. ej., sentido antihorario), la cara de deslizamiento 704 de las partes acunadas 702 se acopla a las cunas 214 y limitan el par transferido al tubo de impulsion 210. Asf, si la carga aplicada a la cara de deslizamiento 704 esta sobre el lfmite, el embrague 300 desliza y el tubo de impulsion 210 no rota. Esto impide danar por alta carga el efector final 160 o tejido, lo que puede ocurrir debido al momento y al rozamiento dinamico de los componentes de impulsion. Mas espedficamente, el mecanismo de impulsion del instrumento 10 puede impulsar la varilla de impulsion 220 en un sentido hacia delante con menos par que a la inversa. El uso de un embrague unidireccional elimina este problema. Adicionalmente tambien se puede usar un embrague electronico para aumentar el potencial de motor durante retraccion (p. ej., impulsar la varilla de impulsion 220 en inverso) como se trata mas en detalle mas adelante.
Se concibe ademas que el vastago 202 de motor de impulsion incluya una seccion transversal 708 en forma de D, que incluya una parte substancialmente plana 710 y una parte redondeada 712. Asf, mientras el vastago 202 de motor de impulsion es trasladable con respecto a la placa de embrague 302, el vastago 202 de motor de impulsion no “deslizara” con respecto a la placa de embrague 302 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 302.
La unidad de carga, en ciertas realizaciones segun la presente descripcion, incluye un conjunto de impulsion 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 impulsion 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 carga en este momento del instrumento 10. Ademas, la fuente de alimentacion 400 incluye 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 se 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. 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 otra realizacion, 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.
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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 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 qmmicos o fluidos que puedan fugar desde las celdas 402 durante uso exigente y/o dano.
La fuente de alimentacion 400 se acopla 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 formar 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 otra realizacion 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 se muestra 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 se muestra explfcitamente) que se configura para formar 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 5, el instrumento 10 tambien incluye uno o mas circuitos de seguridad tales como un circuito de descarga 410 y un motor y un 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 el consumo de corriente 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 9, se muestra que la fuente de alimentacion 400 tiene una o mas celdas 401 de batena, un sensor de temperatura 403 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 (figura 14) del instrumento 10 para autentificar la fuente de alimentacion 400. En una realizacion, el sensor de temperatura 403 se puede acoplar directamente al microcontrolador 500 en lugar de acoplarse al microcontrolador incrustado 405. El sensor de temperatura 403 puede ser un termistor, una termopila, un termopar, un sensor termico de infrarrojos, un detector de temperatura por resistencia, un termistor activo lineal, tiras de cambio de color que responden a temperatura, interruptores de contacto bimetalico y similares. El sensor de temperatura 403 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 10. En la etapa 630, la fuente de alimentacion 400 se conecta al
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instrumento 10 y el instrumento 10 se enciende. El microcontrolador 500 envfa una solicitud de reto al microcontrolador incrustado 405. 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., resistencia, capacitancia, inductancia, etc.). Adicionalmente, la respuesta incluye la temperatura medida por el sensor de temperatura 403.
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 mensaje de “fallo al autentificar la 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 fallo. 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 5 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 proximidad, desplazamiento o contacto de diversos componentes internos del instrumento 10 (p. ej., varilla de disparo 220, motor de impulsion 200, etc.).
En las realizaciones ilustradas, 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 impulsion 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 realizaciones en las que el embrague 300 se implementa como embrague de deslizamiento como se muestra en las figuras A y B, se posicionan sensores de desplazamiento lineal (p. ej., sensor de desplazamiento lineal 237) 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, dentro del alojamiento 172 de articulacion se dispone un interruptor de carga 230. El interruptor 230 se conecta en serie con el interruptor 114, impidiendo la activacion 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, el interruptor de alimentacion principal (p. ej. el interruptor 114) esta abierto, impidiendo de ese modo el uso de componentes electronicos o electricos del instrumento 10. Esto impide tambien 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 especificada.
Asf, el interruptor 230 actua como interruptor denominado de “trabado” 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. El interruptor 230 se activa por desplazamiento de un embolo o tubo de sensor conforme 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 se 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 360 de sensor 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 364 de sensor. El capuchon 364 de sensor incluye un resorte y topa en el interruptor 230. Esto permite predisponer el capuchon 364 de sensor contra el tubo 362 de sensor que reposa en el extremo distal del capuchon 364 de sensor sin pasar a traves de la abertura 368. La predisposicion del tubo 362 de sensor empuja fuera entonces por consiguiente la placa 360 de
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sensor.
Cuando la unidad de carga 169 se carga en la parte endoscopica 140, la parte proximal 171 topa en la placa 360 de sensor y desplaza la placa 360 en sentido proximal. La placa 360 de sensor empuja entonces el tubo 362 de sensor en sentido proximal que entonces aplica presion en el capuchon 364 de sensor 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 activa el interruptor 114 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 una realizacion, en el instrumento 10 se puede implementar un segundo interruptor de trabado 259 (figura 4) acoplado al interruptor principal 114 como sensor de bioimpedancia, capacitancia o presion dispuesto en la superficie superior de la parte de asidero 112 configurado para activarse cuando el usuario agarra el instrumento 10. Asf, a menos que el instrumento 10 sea agarrado apropiadamente, el funcionamiento del interruptor 114 esta inhabilitado.
Con referencia a la figura 5, 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 14.
El instrumento 10 incluye indicadores primero y segundo 320a, 320b dispuestos en la varilla de disparo 220, que determinan la velocidad de la varilla de disparo 220 y la ubicacion de la varilla de disparo 220 con respecto al tubo de impulsion 210 y/o el 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 la posicion de la varilla de disparo 220, la velocidad de la varilla de disparo 220 y el modo 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 formar interfaz con el sensor de posicion 232 de pinza. Un avance adicional de la varilla de disparo 220 mueve el segundo indicador 320b para formar 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 una realizacion, el sensor de desplazamiento lineal 237 puede ser un sensor magnetico. La varilla de disparo 220 puede ser magnetizada o puede incluir material magnetico en la misma. 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 una realizacion, una parte selecta de la varilla de disparo 220 puede estar magnetizada, 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 dciicas 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
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multiplica la suma por una distancia predeterminada entre las roscas y/o las hendiduras.
En una realizacion, 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 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 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 una realizacion, 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 pulsos correlativos con 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 otra realizacion, la calculadora de velocidad 422 se acopla a un sensor rotacional 239 que detecta la rotacion del tubo de impulsion 210, midiendo asf la tasa de rotacion del tubo de impulsion 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 una realizacion 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 corriente usada 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 consumo de corriente por el motor de impulsion 200.
La calculadora de velocidad 422 tambien se puede acoplar a un segundo sensor de tension (no se muestra 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 la velocidad 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 el consumo de corriente 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 destrabar el instrumento 10 y retraer la varilla de disparo 220.
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En una realizacion, la calculadora de velocidad 422 compara la velocidad de rotacion del tubo de impulsion 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 impulsion 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 impulsion, 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 ha sido 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 C. 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.
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 14) diversa informacion, incluida la velocidad, potencia, par, sujecion, longitud de desplazamiento y limitaciones de fuerza para el funcionamiento del efector final particular 160. El sistema de control 501 tambien puede determinar el modo de funcionamiento y ajustar 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 otra realizacion, las senales se pueden enviar a traves de una interfaz intermedia, tal como un controlador de retroinformacion 603 (figuras 15-17).
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 ciertas realizaciones 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 chips de identificacion por infrarrojos, celulares o por radiofrecuencia. 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.
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
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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 una realizacion, 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 una realizacion, 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 11A y B ilustran realizaciones adicionales de la unidad de carga 169 que tienen diversos tipos de dispositivos de identificacion. Con referencia a la figura 11A, 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 anillos 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., resistencia, capacitancia, inductancia, 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 una realizacion, 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.
La figura 11B 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 otra realizacion, 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 trasmitir la informacion al instrumento 10.
La figura 12 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 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 654, el instrumento 10 verifica si se ha disparado previamente la unidad de carga 169. El identificador 442
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almacena entonces un valor indicativo del estado previamente disparado. 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 13, 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 configuran 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 trasmision 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 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 sujecion, corte o grapado a traves de zonas que contienen materia extrana.
La figura 14 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 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 una realizacion, 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.
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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.
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, trasmision y recepcion, estado de conexion de dispositivo externo, etc.
En una realizacion, el instrumento 10 incluye diversos sensores configurados para medir corriente (p. ej., ampenmetro), tension (p. ej., voltimetro), 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 ha tratado anteriormente con respecto a la figura 5 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 13 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 de alargamiento y alerta al usuario del esfuerzo en el efector final 160.
En otra realizacion, 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 condiciones de alto 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 otra realizacion, 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., condiciones de carga baja o alta). Condiciones de carga baja son indicativas de una pequena cantidad de tejido agarrada por el efector final 160 y condiciones de carga alta indican que se esta agarrando demasiado tejido y/o un objeto extrano (p. ej., tubo, lmea de grapas, sujetadores, etc.). El microprocesador 500 despues de eso indica al usuario por medio de la interfaz 120 de usuario que se debe elegir una unidad de carga 169 y/o instrumento 10 mas apropiados.
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 usar 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 mayor 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
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modificar el efector final 160.
Cuando se encuentran picos de fuerza, el instrumento 10 notifica al usuario de la situacion y adopta medidas preventivas entrando a un modo denominado de “pulsos” o de embrague electronico, que se trata mas en detalle mas adelante. Durante este modo se controla el motor de impulsion 200 para que funcione 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, el 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 15-17. El sistema incluye un controlador de retroinformacion 603 que se muestra en las figuras 16A-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 15, 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 usa para procesamiento adicional de los datos de retroinformacion. En una realizacion, 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 16B) 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 16A-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.
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Componentes del controlador de retroinformacion 603 se muestran en la figura 17. 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 circuitena 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 5).
En una realizacion descrita, 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, trasmision, motor de impulsion 200 y componentes de impulsion 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 una realizacion, 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 impulsion 210. El circuito de frenado electrico puede mejorar el control del motor de impulsion 200 y/o del tubo de impulsion 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 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 una realizacion, 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 el foco sobre 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.
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Mas espedficamente, el modulo OSD 624 superpone texto y/o informacion grafica del controlador de retroinformacion 603 sobre otras imagenes de v^deo recibidas del lugar quirurgico por medio de cameras dispuestas en el mismo. La senal de v^deo 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 otra realizacion del instrumento 10'. El instrumento 10' incluye una fuente de alimentacion 400' que tiene una pluralidad de celdas 401 dispuestas en una configuracion 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 un resorte 802 dentro de la parte superior de la misma para empujar hacia abajo la fuente de alimentacion 400'. En una realizacion, el resorte 802 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 del resorte 802. Conforme la tapa 804 se desliza en sentido proximal, la fuente de alimentacion 400' es expulsada de la camara 800 de batena por el resorte 802.
La figura 25 muestra otra realizacion del sensor rotacional 239 que detecta la rotacion del tubo de impulsion 210, midiendo asf la tasa de rotacion del tubo de impulsion 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 impulsion 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 impulsion 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 impulsion 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 impulsion 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 su posicion de disparado. El conjunto de retraccion 820 proporciona una interfaz mecanica impulsada manualmente con el tubo de impulsion 210 que permite la retraccion manual de la varilla de disparo 210 por medio de accion de trinquete del conjunto de retraccion 820 en situaciones de emergencia (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 impulsion 210 por medio de un engranaje de impulsion 826 y un engranaje de retraccion 824. El engranaje de impulsion 826 se conecta al tubo de impulsion 210 y se traslada en respuesta a la rotacion del tubo de impulsion 210. Por el contrario, la rotacion del engranaje de impulsion 826 imparte rotacion en el tubo de impulsion 210. El engranaje de impulsion 826 y el engranaje de retraccion 824 pueden ser engranajes conicos que permiten a los engranajes 824 y 826 tener interfaz de una manera perpendicular.
El engranaje de retraccion 824 se acopla a un primer arbol 828 que 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 primer arbol 828 incluye ademas un primer engranaje recto 830 conectado al mismo y al engranaje de retraccion 824. El primer engranaje recto 830 forma una 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 840, manteniendo de ese modo las partes primera y segunda de embrague 838 y 840 en una configuracion elevada sin trabado mutuo (p. ej., primera configuracion) como se muestra en la figura 31.
La rotacion del tubo de impulsion 210 y/o del engranaje de impulsion 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
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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. En una segunda configuracion como se muestra en la figura 32, la segunda parte de embrague 842 es empujada hacia abajo por una 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 conectado 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 que tienen 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. 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 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 impiden una rotacion adicional 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. La rotacion en sentido antihorario de la parte de leva 847 acciona el embrague de rodillos 855 que forma una interfaz con el acople 856 y el primer arbol 828. La continua rotacion de la palanca 845 hacer rotar el conjunto de embrague 840 que a su vez hace rotar los engranajes rectos 836, 832 y 830 y los engranajes de retraccion y de impulsion 824 y 826. Esto a su vez hacer rotar el tubo de impulsion 210 y retrae la varilla de impulsion 220.
La palanca 845 se puede rotar una cantidad predeterminada hasta que el asidero 849 topa en el alojamiento 110 como se muestra en la figura 28. Despues de eso, la palanca 845 es llevada de nuevo a su primera configuracion por el resorte de extension de retorno 862. 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 impulsion 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.
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 anexas.
Se describe una grapadora quirurgica alimentada. La grapadora incluye un alojamiento, una parte endoscopica que se extiende distalmente desde el alojamiento y que define un primer eje longitudinal, un motor de impulsion dispuesto al menos parcialmente dentro de un alojamiento y una varilla de disparo dispuesta en cooperacion mecanica con el motor de impulsion. La varilla de disparo es rotatoria por el motor alrededor del primer eje longitudinal que se extiende a traves de la misma. La grapadora tambien incluye un efector final dispuesto adyacente a una parte distal de la parte endoscopica. El efector final esta en cooperacion mecanica con la varilla de disparo de modo que la varilla de disparo impulsa una funcion quirurgica del efector final. La grapadora incluye ademas un sistema de control que tiene una pluralidad de sensores acoplados al motor de impulsion, la varilla de disparo, la unidad de carga y el efector final, la pluralidad de sensores configurados para detectar parametros de funcionamiento de la misma. El sistema de control tambien incluye un microcontrolador acoplado a la pluralidad de sensores y configurado para determinar el estado de funcionamiento de la grapadora quirurgica alimentada como funcion de los parametros de funcionamiento detectados.
La divulgacion se puede describir por referencia a los siguientes parrafos numerados:
1. Una grapadora quirurgica alimentada que comprende: un alojamiento; una parte endoscopica que se extiende distalmente desde el alojamiento y que define un primer eje longitudinal; un motor de impulsion dispuesto al menos parcialmente dentro de un alojamiento; una varilla de disparo dispuesta en cooperacion mecanica con el motor de impulsion; un efector final dispuesto adyacente a una parte distal de la parte endoscopica, el efector final en cooperacion mecanica con la varilla de disparo de modo que la varilla de disparo impulsa una funcion quirurgica del efector final; y un interruptor de impulsion principal que incluye interruptores primero y segundo formado juntos como interruptor basculante, en donde el primer interruptor esta adaptado para activar el motor de impulsion en un primer sentido para facilitar una primera funcion quirurgica del efector final y el segundo interruptor esta adaptado
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para activar el motor de impulsion en un segundo sentido para facilitar una segunda funcion quirurgica del efector final.
2. Una grapadora quirurgica alimentada segun el parrafo 1, en donde los interruptores primero y segundo se acoplan a un circuito de control de velocidad no lineal adaptado para controlar la tasa de rotacion del motor de impulsion como funcion de la opresion de los interruptores primero y segundo.
3. Una grapadora quirurgica alimentada segun el parrafo 2, en donde el circuito de control de velocidad no lineal se selecciona del grupo que consiste en un circuito de regulacion de tension, un circuito de resistencia variable, y un circuito microelectronico de modulacion de ancho de pulsos.
4. Una grapadora quirurgica alimentada segun el parrafo 2, en donde los interruptores primero y segundo y el circuito de control de velocidad no lineal se acoplan a un dispositivo de control variable.
5. Una grapadora quirurgica alimentada segun el parrafo 4, en donde el dispositivo de control variable se selecciona del grupo que consiste en un reostato, un interruptor de multiples posiciones, un transductor lineal de desplazamiento variable, un transductor rotatorio de desplazamiento variable, un potenciometro lineal, un potenciometro rotatorio, un codificador optico, un sensor ferromagnetico y un sensor de efecto Hall.
6. Una grapadora quirurgica alimentada segun el parrafo 1, en donde el efector final incluye una pareja de superficies opuestas de acoplamiento de tejido para deformar una pluralidad de sujetadores quirurgicos a traves de tejido y que sujetan este, las superficies de acoplamiento de tejido son movibles una en relacion a otra entre una posicion de apertura y una posicion de aproximacion en la que las superficies de acoplamiento de tejido se yuxtaponen entre sf
7. Una grapadora quirurgica alimentada segun el parrafo 6, en donde la primera funcion quirurgica del efector final incluye hacer avanzar la varilla de disparo en sentido distal para mover la pareja de superficies opuestas de acoplamiento de tejido a la posicion de aproximacion y la segunda funcion quirurgica del efector final incluye retraer la varilla de disparo en sentido proximal para mover la pareja de superficies opuestas de acoplamiento de tejido a una posicion de aproximacion.
8. Una grapadora quirurgica alimentada segun el parrafo 6, que comprende ademas: un tercer interruptor adaptado para activar el motor de impulsion para impulsar la varilla de disparo para desplegar y deformar los sujetadores quirurgicos.
9. Una grapadora quirurgica alimentada segun el parrafo 1, que comprende ademas: una unidad de carga configurada para conectarse de manera retirable a la parte endoscopica, la unidad de carga incluye un efector final en cooperacion mecanica con la varilla de disparo de modo que la varilla de disparo impulsa una funcion quirurgica del efector final; y un interruptor de carga dispuesto dentro de la parte endoscopica y acoplado al interruptor de impulsion principal, en donde el interruptor de impulsion principal esta inhabilitado hasta el accionamiento del interruptor de carga al conectar la unidad de carga a la parte endoscopica.
10. Una grapadora quirurgica alimentada segun el parrafo 1, que comprende ademas: un interruptor de trabado dispuesto sobre la superficie superior de una parte de asidero del alojamiento y acoplado al interruptor de impulsion principal, en donde el interruptor de impulsion principal esta inhabilitado hasta el accionamiento del interruptor de trabado al agarrar la parte de asidero.
11. Una grapadora quirurgica alimentada segun el parrafo 10, en donde el interruptor de trabado se selecciona del grupo que consiste en un sensor e bioimpedancia, un sensor de capacitancia y un sensor de presion.

Claims (12)

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    REIVINDICACIONES
    1. Una grapadora quirurgica alimentada (10) que comprende: un alojamiento (110);
    una parte endoscopica (140) que se extiende distalmente desde el alojamiento (110) y que define un primer eje longitudinal;
    un motor de impulsion (200) dispuesto al menos parcialmente dentro de un alojamiento;
    una varilla de disparo (220) dispuesta en cooperacion mecanica con el motor de impulsion (200), la varilla de disparo (220) es trasladada longitudinalmente por el motor (200) e incluye un primer indicador (320a) y un segundo indicador (320b) dispuestos sobre la misma;
    un efector final (160) dispuesto adyacente a una parte distal de la parte endoscopica (140), el efector final (160) en cooperacion mecanica con la varilla de disparo (220) de modo que la varilla de disparo (220) impulsa una funcion quirurgica del efector final (160);
    una calculadora de posicion (416) para determinar la posicion lineal en ese momento de la varilla de disparo (220), la calculadora de posicion (416) acoplada a un sensor de desplazamiento lineal (237) dispuesto adyacente a la varilla de disparo (220) y configurado para detectar movimiento lineal de la varilla de disparo (220); y
    una calculadora de velocidad (422) para determinar al menos una de velocidad lineal de la varilla de disparo (220) y velocidad rotacional del motor de impulsion (200).
  2. 2. La grapadora quirurgica alimentada (10) segun la reivindicacion 1, que comprende ademas:
    un sensor de posicion inicial (231) de vastago configurado para senalar a la calculadora de posicion (416) cuando el primer indicador (320a) forma una interfaz con el mismo, en donde la posicion del primer indicador (320a) denota el comienzo del movimiento de la varilla de disparo (220); y
    un sensor de posicion de sujecion (232) configurado para senalar a la calculadora de posicion (416) cuando el segundo indicador (320b) forma una interfaz con el mismo, en donde la posicion del segundo indicador (320b) denota la sujecion del efector final (160).
  3. 3. La grapadora quirurgica alimentada (10) segun la reivindicacion 1, en donde al menos una parte de la varilla de disparo (220) esta magnetizada o la varilla de disparo (220) puede incluir un material magnetico dispuesto en la misma y el sensor de desplazamiento lineal (237) se configura para detectar variaciones en el campo magnetico correspondientes al movimiento de la varilla de disparo (220).
  4. 4. La grapadora quirurgica alimentada (10) segun la reivindicacion 3, en donde el sensor de desplazamiento lineal (237) es un sensor ferromagnetico o un sensor de efecto Hall.
  5. 5. La grapadora quirurgica alimentada (10) segun la reivindicacion 1, en donde el sensor de desplazamiento lineal (237) es un potenciometro o un reostato y la varilla de disparo (220) incluye un contacto en contacto electromecanico con el sensor de desplazamiento lineal (237), en donde el sensor de desplazamiento lineal (237) se configura para detectar movimiento de la varilla de disparo (220) sobre la base de un cambio de al menos una propiedad electrica del mismo.
  6. 6. La grapadora quirurgica alimentada (10) segun la reivindicacion 1, en donde la calculadora de velocidad (422) se acopla al sensor de desplazamiento lineal (237), la calculadora de velocidad (422) configurada para determinar la velocidad lineal de la varilla de disparo (220) sobre la base de la tasa de cambio de desplazamiento de la misma.
  7. 7. La grapadora quirurgica alimentada (10) segun la reivindicacion 1, en donde la calculadora de velocidad (422) se acopla a un aparato de deteccion de velocidad de rotacion (418) que tiene al menos un codificador (420) para transmitir pulsos correspondientes a la velocidad de rotacion del motor de impulsion (200).
  8. 8. La grapadora quirurgica alimentada (10) segun la reivindicacion 1, que comprende ademas un sensor de tension (428) conectado al motor de impulsion (200) que mide fuerza electromotriz contraria del mismo, la calculadora de velocidad (422) acoplada al sensor de tension (428) y configurada para determinar al menos una de velocidad lineal de la varilla de disparo (220) y velocidad rotacional del motor de impulsion (200) sobre la base de la fuerza electromotriz medida.
  9. 9. La grapadora quirurgica alimentada (10) segun la reivindicacion 1, que comprende ademas un sensor de corriente (430) acoplado a un reostato de derivacion (432) que se conecta al motor de impulsion (200), el sensor de corriente (430) configurado para medir consumo de corriente del motor de impulsion (200), la calculadora de velocidad (422) acoplada al sensor de corriente (430) y configurada para determinar al menos una de velocidad
    lineal de la varilla de disparo (220) y velocidad rotacional del motor de impulsion (200) sobre la base del consumo de corriente.
  10. 10. La grapadora quirurgica alimentada (10) segun la reivindicacion 9, en donde la calculadora de velocidad (422) se configura para comparar la velocidad lineal de la varilla de disparo (220) y el consumo de corriente del
    5 motor de impulsion (200) para determinar si la rotacion del motor de impulsion (200) es trasladada suficientemente a la varilla de disparo (220).
  11. 11. La grapadora quirurgica alimentada (10) segun la reivindicacion 1, en donde la calculadora de velocidad (422) se configura para comparar la velocidad lineal de la varilla de disparo (220) y la velocidad rotacional del motor de impulsion (200) para determinar si la rotacion del motor de impulsion (200) es trasladada suficientemente a la
    10 varilla de disparo (220).
  12. 12. La grapadora quirurgica alimentada (10) segun la reivindicacion 1, en donde la calculadora de posicion (416) y la calculadora de velocidad (422) se acoplan a un sistema de control (501) que incluye un microcontrolador (500).
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