ES2848827T3 - Conector de fibras ópticas para dispositivo médico activo que se puede implantar (AIMD) optoelectrónico - Google Patents

Abstract

Dispositivo médico activo que se puede implantar (AIMD) optoelectrónico para su implantación en un cuerpo vivo, que comprende un conector de fibras ópticas, que conecta un primer conjunto de una o más fibras ópticas acoplado a una unidad (60) de electrodos y/o optodos ya sea - a una unidad (50) de encapsulación que encierra uno o más elementos ópticos, en perfecta alineación con el primer conjunto de una o más fibras ópticas, preferiblemente dentro de una tolerancia inferior a ± 50 μm, preferiblemente inferior a ± 30 μm, o - a un segundo conjunto de fibras ópticas, en perfecta alineación de dos por dos con el primer conjunto de una o más fibras ópticas, preferiblemente dentro de una tolerancia inferior a ± 50 μm, preferiblemente inferior a ± 30 μm, en el que el conector de fibras ópticas comprende un componente hembra (F), un componente macho (M), y un componente (C) de acoplamiento, en donde: (A) el componente hembra (F) comprende: (a) un elemento (30) de soporte hembra que comprende un extremo (30e) de bloqueo de soporte y un extremo (33e) de óptica de soporte, estando provisto dicho elemento de soporte hembra de, · una parte (30b) de orificio de acoplamiento que se extiende a lo largo de un primer eje longitudinal, Z1, entre un extremo (30c) de bloqueo de orificio y un extremo (30o) de óptica de orificio, comprendiendo dicha parte de orificio de acoplamiento - una parte (32) de recepción que se abre en el extremo de bloqueo de soporte y que forma en un extremo opuesto un escalón (30s) circundante, - una cavidad (31) adyacente a la parte de recepción de profundidad dada, d, medida a lo largo del primer eje longitudinal, Z1, y que termina en el extremo de óptica de orificio que forma una superficie de interfaz hembra, y · al menos una parte (33b) de orificio de óptica que se extiende paralela al primer eje longitudinal, Z1, desde un extremo (33o) de orificio de óptica que se abre en el extremo de óptica de soporte, y ya sea, - a una abertura en la superficie de interfaz hembra, definiendo así al menos un orificio pasante hembra que se extiende desde el extremo de óptica de soporte hasta el extremo de bloqueo de soporte, o - a una superficie interior (22i) de una ventana (22) separada de la cavidad por un grosor de la ventana (22) que comprende una superficie exterior (22o), en la que dicha ventana es transparente al intervalo de longitudes de onda de luz seleccionado, (b) uno o más elementos ópticos seleccionados de, · al menos una fibra óptica (41f) que comprende un extremo proximal (41p) de fibra óptica, y que se inserta en la correspondiente al menos una parte (33b) de orificio de óptica, de tal manera que el extremo proximal de la fibra óptica está a una distancia predefinida desde la superficie de interfaz hembra de la cavidad, y está preferiblemente al ras con dicha superficie de interfaz hembra o está preferiblemente en contacto con la superficie interior de la ventana, o · al menos una fuente (21L) de emisión de luz y/o un sensor (21s) de luz, que están enfrentados a la superficie interior (22i) de la ventana (22) (B) el componente macho (M) comprende un elemento (10) de soporte macho que comprende: (a) una parte (3w) de arandela que comprende al menos un orificio pasante macho (3b) que se extiende paralelo a un segundo eje longitudinal, Z2, desde una entrada (3u) de arandela que se abre en una superficie posterior (3p) a una salida (3d) de arandela que se abre en una superficie (3s) de soporte de la parte de arandela, teniendo dicha parte de arandela una geometría que permite su inserción en la parte (30b) de orificio de acoplamiento del elemento de soporte hembra hasta que la superficie de soporte entre en contacto con el escalón (30s) del componente hembra, ...

Description

DESCRIPCIÓN

Conector de fibras ópticas para dispositivo médico activo que se puede implantar (AIMD) optoelectrónico

CAMPO TÉCNICO

La presente invención pertenece al campo de los dispositivos médicos activos que se pueden implantar (AIMD) para su uso en tratamientos médicos que implican la transmisión de impulsos eléctricos o impulsos de luz entre un generador de impulsos de energía encerrado en una unidad de encapsulación y un tejido biológico por transmisión de energía luminosa a través de fibras ópticas entre la unidad de encapsulación y el tejido biológico. En particular, se trata de un concepto novedoso de conexión entre una primera fibra óptica y una segunda fibra óptica o un elemento óptico que puede ser una fuente de luz y/o un sensor de luz encerrado en una unidad de encapsulación. La conexión de la presente invención permite un acoplamiento reproducible, seguro y reversible de la primera fibra óptica a la segunda fibra óptica o elemento óptico, asegurando una alineación óptima entre la fibra óptica y la segunda fibra óptica o elemento óptico. El acoplamiento se facilita al cirujano sin perder la precisión de alineación. Estas ventajas se pueden lograr de una manera muy reproducible y sin incrementar los costes de producción del AIMD optoelectrónico en comparación con el estado de los AlMD.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Los dispositivos médicos activos que se pueden implantar (AIMD) se han utilizado durante décadas para tratar una serie de trastornos, en particular trastornos neurológicos. Un tipo importante de AlMD consiste en neuroestimuladores, que envían impulsos eléctricos a un tejido tal como un nervio o un músculo para diagnosticar o tratar una serie de trastornos tales como la enfermedad de Parkinson, la epilepsia, el dolor crónico, los trastornos motores y muchas otras aplicaciones. Dependiendo del tejido a tratar, el tipo de electrodos utilizados y la distancia entre electrodos, la tensión requerida entre los electrodos implantados es generalmente del orden de 15V ± 5V. Tal tensión requiere un generador de impulsos eléctricos de tales dimensiones que los implantes de estimulación eléctrica generalmente están formados por dos componentes separados: por un lado, los electrodos que se implantan directamente sobre el tejido a tratar y, por otro lado, el generador de impulsos eléctricos, de mayores dimensiones, y encapsulado en un alojamiento, que se puede implantar en diferentes ubicaciones en el cuerpo dependiendo de la aplicación, pero con mayor frecuencia en la región subclavia, el área abdominal inferior o la región glútea. Los cables que conectan el generador de impulsos a los electrodos generalmente están enrollados para proporcionar flexibilidad, para permitir que se varíe la distancia desde el generador de impulsos eléctricos y los electrodos y para mejorar la estabilidad mecánica con una mayor conformidad con respecto a los movimientos corporales. Debido al uso de cables eléctricos, en particular cuando están enrollados, tales implantes son incompatibles con aparatos de formación de imágenes por resonancia magnética (MRI) y también con portales de detección de metales simples como se utilizan en aeropuertos, bancos y similares.

En su forma más simple, un dispositivo para entregar impulsos eléctricos comprende un generador de impulsos de energía alojado en un alojamiento, contactos de electrodo de estimulación y conductores que acoplan los contactos de electrodo al generador de impulsos de energía para transmitir energía desde el generador de impulsos de energía al electrodo en la forma de energía eléctrica. El generador de impulsos de energía puede generar impulsos eléctricos transmitidos a los contactos de electrodo mediante hilos conductores. Alternativamente, y como se describe, p. ej., en el documento EP3113838B1, el generador de impulsos de energía puede generar luz transmitida a través de fibras ópticas a células fotovoltaicas que transforman la energía luminosa en energía eléctrica que se alimenta a los contactos de electrodo. El término "conductor" se utiliza en este documento para definir tanto conductores eléctricos (p. ej., cables, cintas) como fibras ópticas.

En los últimos años, el tratamiento de tejidos con energía óptica ha mostrado un potencial alentador para el tratamiento de trastornos, ya sea para apoyar el campo de la optogenética o para utilizar luz infrarroja directa. Para tales tratamientos de luz de un tejido, se puede utilizar un denominado optodo. Un optodo puede ser un emisor de luz que enfoca un haz de luz sobre un área precisa de un tejido, o puede ser un sensor de luz que detecta un haz de luz reflejado, transmitido o dispersado emitido por un emisor de luz. El emisor de luz puede ser alimentado por corriente eléctrica de manera similar a los electrodos tratados anteriormente.

Como se ilustra en la Figura 1, la presente invención se refiere a AlMD que comprenden:

• una unidad (50) de encapsulación que incluye un alojamiento (50h) que encierra una fuente de energía, cualquier circuito analógico y/o digital, tal como un generador de impulsos, y una fuente (21L) de emisión de luz y/o un sensor (21s) de luz,

• una unidad (60) de electrodos que comprende uno o más electrodos y/u optodos adecuados para ser implantados directamente sobre un tejido a tratar, y

• una unidad óptica (41) que comprende una o más fibras ópticas (41 f) para transferir energía óptica entre la unidad de encapsulación y la unidad de electrodos.

A continuación, dichos AlMD se denominan "AlMD optoelectrónicos".

La implantación de un AIMD optoelectrónico incluye las siguientes etapas. Un cirujano abre el área que comprende el tejido a tratar y acopla la unidad de electrodos a dicho tejido. La unidad de electrodos está generalmente acoplada ópticamente a los extremos distales de una o más fibras ópticas antes de implantar la unidad de electrodos en el tejido a tratar. El acoplamiento de fibras ópticas a una unidad de electrodos se describe, p. ej., en el documento PCT/EP2017/071858.

Los extremos proximales de una o más fibras ópticas (opuestos al extremo distal) se conducen luego por vía subcutánea a través de una guía específica al área de implantación de la unidad de encapsulación, que es de forma dimensional sustancialmente más grande que la unidad de electrodos y, por lo tanto, se implanta en partes más apropiadas del cuerpo. En esta etapa, el cirujano debe implantar la unidad de encapsulación y acoplarla a los extremos proximales de las fibras ópticas (en cualquier secuencia). Esta última operación es bastante delicada, porque se debe optimizar la alineación de las fibras ópticas con cualquier elemento óptico encerrado en la unidad de encapsulación, para que la transferencia de energía luminosa no sea insuficiente, con pérdidas de energía sustanciales debido a desalineaciones. Los conectores para fibras óptica fuera del cuerpo de un paciente se describen, p. ej., en los documentos WO2015003159, EP0081192, y WO2017173419. Pero como las fibras ópticas se pueden acoplar a una fuente de luz conectada a una fuente de energía externa, algunas pérdidas de energía al nivel del conector no son dramáticas para tales aplicaciones.

La Figura 2 muestra la eficiencia de acoplamiento en % representada en función de la desalineación de una lente con una fibra óptica. Se pueden utilizar lentes para optimizar el haz de luz que sale de una fibra óptica, p. ej., enfocando, orientando, difractando el haz de luz y similares. Se puede ver que una desalineación de tan solo 50 gm de una fibra óptica con una lente produce una caída brutal de la eficacia de transferencia de luz entre una fibra óptica (41f) y el interior de una unidad (50) de encapsulación de AlMD. Teniendo en cuenta que los AlMD deben miniaturizarse, reduciendo así el tamaño de las baterías, y que recargar las baterías es una operación engorrosa, está claro que la eficacia de acoplamiento entre una fibra óptica y el interior de la unidad de encapsulación de un AlMD debe optimizarse. Esto solo es posible con una alineación de los diferentes componentes de una unidad de acoplamiento de luz inferior a 50 gm, preferiblemente inferior a 30 gm. El problema de la (des)alineación es incluso más crítico en caso de que deba acoplarse más de una fibra óptica a la unidad de encapsulación, o simplemente si al menos una fibra óptica está desplazada con respecto a cualquier eje de simetría del AIMD.

En los documentos WO2015164751 y WO2018068807 se describen ejemplos de sistemas de acoplamiento entre una unidad de encapsulación y fibras ópticas que garantizan una alineación óptima. El sistema de acoplamiento allí descrito, sin embargo, comprende piezas sueltas, incluyendo una arandela y tornillos sueltos de pequeñas dimensiones que pueden caerse en cualquier momento durante la operación de acoplamiento por parte del cirujano. Además, la arandela es alargada y tiene dimensiones mal ajustadas para su transferencia a través de una guía desde el tejido a tratar hasta la ubicación de implantación de la unidad de encapsulación.

Como se ilustra en la Figura 1 (c), las unidades de encapsulación se pueden producir y suministrar a un cirujano, con secciones de longitudes limitadas de una o más fibras ópticas acopladas previamente a la unidad de encapsulación. Esto puede tener las ventajas de que, por un lado, la alineación entre las fibras ópticas y los diferentes elementos ópticos encerrados en la unidad de encapsulación (incluyendo las fuentes de emisión de luz, los sensores de luz o lentes) se pueden optimizar en la planta y, por otro lado, la manipulación por parte del cirujano de un cable flexible para acoplar a las fibras ópticas acopladas a las unidades de electrodos puede ser más cómoda. Con tales configuraciones, se requiere una conexión entre las fibras ópticas acopladas a la unidad de electrodos con las fibras ópticas acopladas a la unidad de encapsulación, con las mismas restricciones de alineaciones optimizadas de dos en dos de los dos conjuntos de fibras ópticas, y de limitadas dimensiones adecuadas para guiar a través de una guía. Según nuestro conocimiento, tales conectores de fibra óptica a fibra óptica no están disponibles hasta la fecha en el mercado en el campo de los AlMD.

La presente invención propone un AIMD optoelectrónico que comprende un conector de fibra óptica que permite la conexión de un primer conjunto de una o más fibras ópticas a una unidad de encapsulación que contiene elementos ópticos o a un segundo conjunto de una o más fibras ópticas. La conexión permite la alineación óptima del primer conjunto de una o más fibras ópticas con los elementos ópticos o con la una o más fibras ópticas del segundo conjunto, de una manera fácil de usar, requerida en las condiciones estresantes y el espacio confinado de una operación quirúrgica. Además, el conector de la presente invención se puede diseñar fácilmente sin piezas metálicas que sean problemáticas para la formación de imágenes por resonancia magnética (MRI), portales de seguridad anti-metales y similares. Estas y otras ventajas se describen con más detalle en las siguientes secciones.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

La presente invención se define en las reivindicaciones independientes adjuntas. Las realizaciones preferidas se definen en las reivindicaciones dependientes. En particular, la presente invención se refiere a un dispositivo médico activo que se puede implantar (AIMD) optoelectrónico para su implantación en un cuerpo vivo, que comprende un conector de fibras ópticas, que conecta un primer conjunto de una o más fibras ópticas acoplado a cualquiera de una unidad (60) de electrodos y/o de optodos,

^o a una unidad (50) de encapsulación que encierra uno o más elementos ópticos, en perfecta alineación con el primer conjunto de una o más fibras ópticas, preferiblemente dentro de una tolerancia inferior a ± 50 gm, preferiblemente inferior a ± 30 gm, o

^o a un segundo conjunto de fibras ópticas, en perfecta alineación de dos en dos con el primer conjunto de una o más fibras ópticas, preferiblemente dentro de una tolerancia inferior a ± 50 gm, preferiblemente inferior a ± 30 gm,

Un dispositivo médico activo que se puede implantar es un dispositivo médico que se puede implantar en el cuerpo de un paciente y que es adecuado para activar una función que interactúa con el cuerpo del paciente. Esto es por oposición a un dispositivo médico pasivo que se puede implantar, tal como un stent, que no se puede activar después de la implantación. El conector de fibras ópticas del presente AIMD comprende un componente hembra, un componente macho y un componente de acoplamiento.

El componente hembra comprende un elemento de soporte hembra y uno o más elementos ópticos. El elemento de soporte hembra comprende un extremo de bloqueo de soporte y un extremo de óptica de soporte, y está provisto de,

• una parte de orificio de acoplamiento que se extiende a lo largo de un primer eje longitudinal, Z1, entre un extremo de bloqueo de orificio y un extremo (30o) de óptica de orificio, comprendiendo dicha parte de orificio de acoplamiento

^o una parte de recepción que se abre en el extremo de bloqueo del soporte y que forma en un extremo opuesto un escalón circundante,

^o una cavidad adyacente a la parte de recepción de profundidad dada, d, medida a lo largo del primer eje longitudinal, Z1, y que termina en el extremo de óptica de orificio formando una superficie de interfaz hembra, y

• al menos una parte de orificio de óptica que se extiende paralela al primer eje longitudinal, Z1, desde una abertura del extremo de orificio de óptica en el extremo de óptica de soporte, y

^o hasta una abertura en la superficie de interfaz hembra, definiendo así al menos un orificio pasante hembra que se extiende desde el extremo de óptica de soporte hasta el extremo de bloqueo de soporte, o

^o hasta una superficie interior (22i) de una ventana (22) separada de la cavidad por un grosor de la ventana (22) que comprende una superficie exterior (22o), en la que dicha ventana es transparente al intervalo de longitudes de onda de luz seleccionado.

Los uno o más elementos ópticos se seleccionan de,

• al menos una fibra óptica que comprende un extremo proximal de fibra óptica, y que se inserta en la correspondiente al menos una parte de orificio de óptica, de tal manera que el extremo proximal de fibra óptica está a una distancia predefinida de la superficie de interfaz hembra de la cavidad, y está preferiblemente al ras con dicha superficie de interfaz hembra o está preferiblemente en contacto con la superficie interior de la ventana, o

• al menos una fuente de emisión de luz y/o sensor de luz, que está enfrentada a la superficie interior de la ventana.

El componente macho comprende un elemento de soporte macho que comprende una parte de arandela, una punta macho y una fibra óptica. La parte de arandela comprende al menos un orificio pasante macho que se extiende paralelo a un segundo eje longitudinal, Z2, desde una abertura de entrada de arandela en una superficie posterior hasta una abertura de salida de arandela en una superficie de soporte de la parte de arandela. Tiene una geometría que permite su inserción en la parte de orificio de acoplamiento del elemento de soporte hembra hasta que la superficie de soporte contacta con el escalón del componente hembra.

La punta macho está acoplada a la superficie de soporte de la parte de arandela y comprende,

• una superficie de interfaz macho que tiene una geometría que coincide con la geometría de la cavidad, de tal manera que la punta macho encaja perfectamente en la cavidad,

• uno o más orificios pasantes macho que se extienden paralelos al segundo eje longitudinal, Z2, desde una entrada de la punta en comunicación fluida con al menos un orificio pasante macho hasta una salida de la punta, que se abre en la superficie de interfaz macho,

• una fibra óptica insertada en cada uno de los uno o más orificios pasantes macho (7b), y que comprende un extremo proximal de fibra óptica, que está a una distancia predefinida de la salida (7d) de la punta, preferiblemente al ras con la salida de la punta.

El componente de acoplamiento es adecuado para bloquear de forma reversible los componentes macho y hembra en una posición acoplada. La posición acoplada está definida por el componente macho que está insertado coaxialmente en la parte de recepción del componente hembra siendo coaxiales el primer y segundo ejes longitudinales, Z1 y Z2, y descansado la superficie de soporte de la arandela sobre el escalón de la parte de recepción, y encajando la unidad de punta macho en la cavidad,

• estando ubicada la superficie de interfaz macho a una distancia predefinida medida a lo largo del eje longitudinal, Z2, de la superficie de interfaz hembra, preferiblemente en contacto entre sí,

• los extremos proximales de una o más fibras ópticas del elemento macho están en perfecta alineación con los uno o más elementos ópticos del componente hembra.

El componente de acoplamiento comprende un elemento fijo y un elemento giratorio que puede girar alrededor del primer y/o segundo ejes longitudinales, Z1, Z2, con respecto al elemento fijo. Todas las fibras ópticas y elementos ópticos del conector permanecen estáticos tras la rotación del elemento giratorio. El bloqueo reversible de los componentes macho y hembra en la posición acoplada se consigue girando el elemento giratorio con respecto al elemento fijo.

Es importante que tanto el componente hembra como el componente macho no comprendan piezas sueltas y que todos los elementos del componente de acoplamiento estén unidos a los componentes macho y/o hembra. Finalmente, para facilitar la inserción del componente macho a través de una guía, el componente macho y cualquier elemento del componente de acoplamiento unido al mismo tienen una dimensión normal al segundo eje longitudinal, Z2, inscrito en un círculo que tiene un diámetro de no más de 15 mm y preferiblemente no más de 10 mm, más preferiblemente no más de 7 mm.

En muchas realizaciones, al menos uno o más elementos ópticos están desplazados con respecto al primer eje longitudinal, Z1. Por ejemplo, si hay al menos dos elementos ópticos que no son concéntricos, al menos uno está desplazado con respecto al primer eje longitudinal, Z1. Para que los extremos proximales de las una o más fibras ópticas del elemento macho estén en perfecta alineación con el uno o más elementos ópticos del componente hembra, comprendiendo al menos un elemento óptico desplazado con respecto al primer eje longitudinal, Z1, al menos una fibra óptica insertada en un orificio pasante macho debe necesariamente estar desplazada con respecto al segundo eje longitudinal, Z2.

Con el fin de asegurar el acoplamiento de los componentes macho y hembra con un ángulo azimutal correcto para que al menos un elemento óptico desplazado se enfrente al menos a una fibra óptica, están disponibles las siguientes soluciones alternativas o concomitantes.

En una realización, la cavidad tiene una sección transversal de cavidad normal al primer eje longitudinal, Z1, que define una geometría que no es de revolución al menos sobre una parte de la profundidad de la cavidad. La punta macho y la superficie de interfaz macho tienen una geometría que no es de revolución con respecto al segundo eje longitudinal, Z2, coincidiendo con la geometría que no es de revolución de la sección transversal de la cavidad, de tal manera que la punta macho encaja en la cavidad con un número finito de ángulos azimutales solamente, y de tal manera que en cualquiera de dicho número finito de ángulos azimutales, los uno o más elementos ópticos del componente hembra se enfrentan a las una o más fibras ópticas insertadas en al menos un orificio pasante macho. La alineación de los elementos ópticos con la fibra óptica correspondiente debería estar dentro de una tolerancia inferior a ± 50 pm, preferiblemente inferior a ± 30 pm, con el fin de minimizar las pérdidas de energía de la luz que pasa a través del conector.

En una realización alternativa o en la misma realización, la parte de arandela tiene una geometría que no es de revolución con respecto al segundo eje longitudinal, Z2, que coincide con la geometría que no es de revolución de la sección transversal del orificio de acoplamiento, de tal manera que la parte de arandela encaja la parte de orificio de acoplamiento con dicho número finito de ángulos azimutales solamente. En cualquiera de dicho número finito de ángulos azimutales, uno o más elementos ópticos del componente hembra se enfrentan a la fibra óptica insertada en al menos un orificio pasante macho (7b), dentro de una tolerancia preferiblemente inferior a ± 100 pm, más preferiblemente inferior a ± 70 pm, más preferiblemente inferior a ± 50 pm y lo más preferiblemente inferior a ± 30 pm. Si esta es una forma de realización alternativa a la forma de realización anterior, la tolerancia debería estar en el intervalo inferior. Si se combina con la realización anterior, la tolerancia puede estar en el intervalo superior, y es útil para orientar previamente los componentes macho y hembra, antes de alcanzar la posición acoplada con una tolerancia ajustada obtenida entre la cavidad y la punta macho.

Con una o ambas realizaciones anteriores, si un conector de fibras ópticas tiene un componente hembra que comprende más de un elemento óptico y un componente macho que comprende más de un orificio pasante macho (7b) que soporta una fibra óptica, los componentes macho y hembra pueden estar dispuestos en la posición acoplada de tal manera que en cualquiera de dicho número finito de ángulos azimutales la fibra óptica se enfrente al menos a un elemento óptico correspondiente, dentro de la tolerancia preferiblemente inferior a ± 50 pm, preferiblemente inferior a ± 30 pm.

Desde el punto de vista de la construcción, el elemento de soporte hembra puede ser monolítico o, alternativamente, puede comprender múltiples componentes, incluyendo

• una unidad de acoplamiento que comprende la parte de recepción del orificio, estando hecha la unidad de acoplamiento preferiblemente de un material polimérico o de metal, y

• una unidad de punta hembra que comprende la cavidad y uno o más orificios pasantes de fibra o la ventana, estando hecha dicha unidad de punta hembra preferiblemente de un material cerámico, más preferiblemente un material de vidrio,

De manera similar, el elemento de soporte macho puede ser monolítico o, alternativamente, puede comprender múltiples componentes, que incluyen:

• Una unidad de arandela que forma la parte de arandela y

• Una unidad de punta macho que forma la punta macho y que comprende una parte de acoplamiento de la unidad de punta macho para acoplarse a la superficie de soporte de la parte de arandela.

Sin juntas, los componentes monolíticos son ventajosos en términos de propiedades de sellado y durabilidad, pero la libertad de diseño y la facilidad de fabricación pueden ser difíciles. Múltiples componentes mejoran la libertad de diseño, facilitan la fabricación y el acoplamiento de las fibras ópticas y los elementos ópticos a los componentes macho y hembra. Sin embargo, se debe tener mucho cuidado con el sellado y la durabilidad de las juntas.

El componente macho puede comprender un manguito integrado o acoplado a la superficie posterior de la parte de arandela y que comprende al menos un orificio de manguito coaxial con al menos un orificio pasante macho de la parte de arandela y que forman juntos al menos un único orificio que se extiende a lo largo el segundo eje longitudinal, Z2, desde una entrada de manguito hasta la salida de la arandela. La parte de arandela forma una pestaña que se extiende hacia fuera sobre un perímetro de la salida de la arandela.

En una realización, el componente hembra puede ser parte de una unidad de encapsulación. La unidad de encapsulación puede comprender un alojamiento que define un espacio interior sellado desde el exterior del alojamiento, en el que la superficie interior de la ventana pertenece al espacio interior y la superficie exterior de la ventana que está enfrentada al exterior. Al menos un elemento óptico está ubicado en el espacio interior, que está enfrentada a la superficie interior de la ventana. Preferiblemente, se monta sobre una placa que soporta al menos un elemento óptico a una distancia predefinida de la superficie interior de la ventana y en un ángulo azimutal predefinido alrededor del primer eje longitudinal, Z1. En la posición acoplada, cada componente óptico debe estar enfrentado al menos a un orificio pasante macho correspondiente o cada orificio pasante (7b) debe estar enfrentado al menos a un elemento óptico, dentro de la tolerancia, preferiblemente inferior a ± 20 pm, preferiblemente inferior a ± 5 pm. El alojamiento también contiene en su espacio interior uno o más componentes seleccionados de una fuente de energía eléctrica, o un circuito analógico y/o digital.

El conector de fibras ópticas comprende preferiblemente al menos un elemento de sellado. Al menos un elemento de sellado se puede asentar en el escalón de la parte de orificio de acoplamiento y encerrar una circunferencia de la cavidad. El elemento de sellado sella la superficie de interfaz hembra de la cavidad de un entorno exterior, cuando los componentes macho y hembra están bloqueados en la posición acoplada.

El componente de acoplamiento es preferiblemente uno del tipo tuerca-tornillo, tipo bayoneta o del tipo llave-cerradura, con o sin un elemento de ajuste por salto elástico. Un componente de acoplamiento de tipo tuerca-tornillo se define como sigue.

El elemento fijo de un componente de acoplamiento del tipo tuerca-tornillo comprende una rosca fija centrada en el primer o segundo eje longitudinal, Z1, Z2, que se ubica en el componente hembra o macho, respectivamente. El elemento giratorio comprende una tuerca provista de una rosca giratoria que coincide con la rosca fija, y montada en el elemento macho o hembra, respectivamente. La tuerca puede girar y trasladarse a lo largo del segundo o primer eje longitudinal, Z2, Z1, respectivamente. Es importante que la tuerca no se pueda quitar fácilmente del componente macho o hembra (es decir, sin una herramienta especial o una manipulación específica de la tuerca). La rosca giratoria se puede aplicar en la rosca fija cuando la punta macho está aplicada en la cavidad, y la rotación de la tuerca sobre la rosca fija traslada la parte de arandela a lo largo del primer y segundo ejes longitudinales coaxiales, Z1, Z2, hacia la superficie de interfaz hembra, hasta que la superficie de soporte de la arandela entre en contacto con el escalón del componente hembra.

Un componente de acoplamiento de tipo bayoneta comprende uno o más pasadores que se extienden radialmente fuera de uno de los elementos fijos o giratorios, y un número correspondiente de ranuras en forma de L previstas en el otro elemento fijo o giratorio que comprende los uno o más pasadores. Cada ranura en forma de L comprende un primer segmento que se extiende desde un extremo abierto paralelo al primer o segundo eje longitudinal, Z1, Z2, y un segundo segmento que se extiende transversalmente al primer segmento hasta un extremo cerrado, y que forma preferiblemente un ángulo de al menos 90° con el primer segmento. A medida que los componentes macho y hembra se llevan a la posición acoplada por traslación a lo largo del primer y segundo ejes longitudinales coaxiales, Z1, Z2, cada pasador se aplica en el primer segmento de la ranura en forma de L correspondiente hasta que alcanza el segundo segmento. Los componentes macho y hembra se bloquean en su posición acoplada mediante la rotación del elemento giratorio, recorriendo así cada pasador a lo largo del segundo segmento de la ranura en forma de L correspondiente.

Un componente de acoplamiento de tipo llave-cerradura se define a continuación. La arandela tiene una geometría que no es de revolución y comprende una o más protuberancias que se extienden hacia fuera y radialmente con respecto al segundo eje longitudinal, Z2. El elemento giratorio comprende una abertura en forma de ojo de cerradura normal al primer eje longitudinal, Z1, y que comprende uno o más rebajes que coinciden con una o más protuberancias de la arandela. La arandela se puede insertar a través de la abertura del ojo de la cerradura con un número limitado de ángulos azimutales solamente. A medida que los componentes macho y hembra se llevan a la posición acoplada por traslación a lo largo del primer y segundo ejes longitudinales coaxiales, Z1, Z2, la arandela se inserta a través de la abertura del ojo de la cerradura, hasta que la superficie de soporte de la arandela hace contacto con el escalón del componente hembra. Los componentes macho y hembra se bloquean en su posición acoplada mediante la rotación del elemento giratorio, desplazando así los uno o más rebajes con respecto a las una o más protuberancias correspondientes de la arandela.

Para cualquiera de los componentes de acoplamiento anteriores, se prefiere que la rotación del elemento giratorio con respecto al elemento fijo también impulse una traslación del componente macho a lo largo de los ejes longitudinales coaxiales, Z1, Z2, hacia el componente hembra, hasta que la superficie de soporte de la arandela hace contacto con el escalón del componente hembra. Este es necesariamente el caso de los componentes de acoplamiento de tipo tuercatornillo, pero requiere características específicas para los componentes de acoplamiento de tipo bayoneta y llave-cerradura.

El componente de acoplamiento comprende preferiblemente un elemento de ajuste por salto elástico que comprende una palanca elástica provista de una protuberancia. El elemento giratorio puede girar con la palanca elástica en una configuración cargada elásticamente, hasta que la protuberancia alcanza un rebaje correspondiente en el que se puede aplicar, liberando así la carga elástica y alcanzando una posición fijada por salto elástico. Esto tiene la doble ventaja de indicar al cirujano que se ha alcanzado la posición acoplada y asegura que el elemento giratorio no gire espontáneamente para desbloquear el conector, debido a los movimientos corporales cuando se inserta en un paciente.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

Para una comprensión más completa de la naturaleza de la presente invención, se hace referencia a la siguiente descripción detallada tomada junto con los dibujos adjuntos en los que:

Figura 1: muestra (a) un AIMD de acuerdo con la presente invención, (b) un ejemplo de acuerdo con la presente invención de una conexión de un primer conjunto de fibras ópticas a una unidad de encapsulación, y (c) un ejemplo de acuerdo con la presente invención de una conexión de un primer conjunto de fibras ópticas a un segundo conjunto de fibras ópticas.

Figura 2: muestra la eficiencia de acoplamiento, E(%), de transmisión de luz entre una fuente de luz y una fibra óptica en función de una desalineación, d (OF-L) entre la fibra óptica y una lente micro-óptica.

Figura 3: muestra un ejemplo de conector de acuerdo con la presente invención, con el elemento giratorio del componente de acoplamiento ubicado en el componente macho (a) en vista despiezada ordenadamente, y (b), en la posición acoplada.

Figura 4: muestra un ejemplo de conector de acuerdo con la presente invención, con el elemento giratorio del componente de acoplamiento ubicado en el componente hembra (a) en vista despiezada ordenadamente, y (b), en la posición acoplada.

Figura 5: muestra un componente de acoplamiento de tipo bayoneta.

Figura 6: muestra dos realizaciones de un componente de acoplamiento de tipo llave-cerradura: (a) y (b) que incluyen dispositivos de ajuste por salto elástico (a) en posiciones abierta y (b) bloqueada, y (c) y (d) que incluyen pasadores de guiado insertados en ranuras en forma de alubia (c) en posiciones abierta y (d) bloqueada.

Figura 7: muestra una realización de conector de acuerdo con la presente invención entre fibras ópticas y una unidad de encapsulación, que comprende un elemento giratorio provisto de una rosca giratoria y montado en el componente macho, (a) vista despiezada ordenadamente, (b) vista ensamblada, (c) provisto de elementos de ajuste por salto elástico.

Figura 8: muestra una realización de conector según la presente invención entre fibras ópticas y una unidad de encapsulación, que comprende un elemento giratorio provisto de una rosca giratoria y montado en la unidad de encapsulación que forma el componente hembra, (a) vista despiezada ordenadamente, (b) vista ensamblada, (c) vista frontal del componente macho, y (d) vista frontal del componente hembra.

Figura 9: muestra una realización de la unidad de punta macho y la cavidad de acoplamiento que tiene una geometría que no es de revolución, lo que permite un acoplamiento con un único ángulo azimutal.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

AIMD

Como se ilustra en la Figura 1 (a), la presente invención se refiere a dispositivos médicos activos que se pueden implantar (AIMD) optoelectrónicos que comprenden una unidad (50) de encapsulación, una unidad (60) de electrodos que comprende electrodos y/u optodos, y una unidad óptica (41) que comprende una o más fibras ópticas (41f).

La unidad (50) de encapsulación está formada por un alojamiento (50h) que define un espacio interior que encierra uno o más componentes ópticos que incluyen una o más fuentes de emisión de luz, sensores de luz, componentes micro-ópticos (p. ej., lentes), una unidad electrónica (p. ej., un circuito analógico y/o digital) para controlar una o más fuentes de emisión de luz y/o para procesar cualquier información recibida desde un sensor de luz, y una fuente de energía para alimentar al menos una fuente de emisión de luz y la unidad electrónica. Un ejemplo de unidad de encapsulación adecuada para la presente invención se describe en el documento WO2018068807.

La unidad (60) de electrodos comprende típicamente al menos un par de electrodos que tienen una geometría adecuada para entrar en contacto con un tejido a tratar. Si el tejido a tratar es un nervio, los electrodos pueden tener la forma de un electrodo de manguito que comprende un soporte que se puede enrollar alrededor del nervio a tratar con los electrodos en contacto con dicho nervio. En el documento PCT/EP2017/081408 se describen ejemplos de electrodos de manguito adecuados para la presente invención. Otras geometrías están adaptadas para tratamientos de otros tejidos y son bien conocidas en la técnica. La presente invención no se limita a ninguna de las geometrías de la unidad de electrodo. Debido a que en los AlMD optoelectrónicos, la energía se suministra desde la unidad (50) de encapsulación a la unidad (60) de electrodos en forma de energía luminosa, una unidad de electrodos que comprende electrodos también está provista de una celda fotovoltaica para transformar la energía luminosa en energía eléctrica para alimentar los electrodos con una corriente eléctrica.

Para el tratamiento con luz de un tejido, se puede utilizar un denominado optodo. Un optodo puede ser un emisor de luz que enfoca un haz de luz sobre un área precisa de un tejido, o puede ser un sensor de luz que detecta un haz de luz reflejado, transmitido o dispersado emitido por un emisor de luz. Un emisor de luz puede tener la forma de una fibra óptica de borde biselado o de una fibra óptica acoplada a una lente, enfocando un haz de luz sobre un área precisa de un tejido a tratar. Alternativamente, el emisor de luz puede ser una o más fuentes de emisión de luz, tales como un diodo de emisión de luz (LED), un láser de emisión de superficie de cavidad vertical (VCSEL) u otro tipo de diodo láser. La fuente de emisión de luz puede ser alimentada por corriente eléctrica de una manera similar a los electrodos tratados anteriormente.

La energía luminosa se transfiere entre la unidad (50) de encapsulación y la unidad (60) de electrodos mediante una o más fibras ópticas (41f) que forman una unidad óptica (41) normalmente envuelta en una funda común.

Debido a que la unidad (50) de encapsulación y la unidad (60) de electrodos se implantan por separado, con la unidad óptica generalmente unida previamente a la unidad de electrodos, un cirujano debe establecer una conexión óptica entre la unidad de encapsulación y la unidad de electrodos después de implantar al menos la unidad de electrodos y, a menudo, después de implantar la unidad de encapsulación, o de implantarla al menos parcialmente. La presente invención propone un nuevo conector de fibras ópticas para conectar ópticamente una unidad de encapsulación a una unidad de electrodos. En particular, el conector de fibra óptica permite una conexión fácil, precisa y reproducible entre un primer conjunto de una o más fibras ópticas (41f) de una unidad óptica (41) ya sea a un conjunto de uno o más elementos ópticos que incluyen fuentes de emisión de luz, sensores de luz, componentes ópticos (cf. Figura 1 (b)), o a un segundo conjunto de una o más fibras ópticas (41f) acopladas a la unidad de encapsulación (cf. Figura 1 (c)).

El conector de fibras ópticas de la presente invención comprende un componente hembra (F), un componente macho (M) y un componente (C) de acoplamiento para bloquear los componentes macho y hembra en la posición acoplada.

El componente femenino (F)

Como se muestra en las Figuras 3(a) y 4(a), el componente hembra (F) comprende:

(a) un elemento (30) de soporte hembra que comprende un extremo (30e) de bloqueo de soporte y un extremo (33e) de óptica de soporte, estando provisto dicho elemento de soporte hembra de,

• una parte (30b) de orificio de acoplamiento que se extiende a lo largo de un primer eje longitudinal, Z1, entre un extremo (30c) de bloqueo de orificio y un extremo (30o) de óptica de orificio, comprendiendo dicha parte de orificio de acoplamiento

^o una parte (32) de recepción que se abre en el extremo de bloqueo de soporte y que forma en un extremo opuesto un escalón (30s) circundante,

^o una cavidad (31) adyacente a la parte de recepción de profundidad dada, d, medida a lo largo del primer eje longitudinal, Z1, y que termina en el extremo de óptica de orificio que forma una superficie de interfaz hembra, y

• al menos una parte (33b) de orificio de óptica que se extiende paralela al primer eje longitudinal, Z1, desde un extremo (33o) de orificio de óptica que se abre en el extremo de óptica de soporte, y ya sea

^o a una abertura en la superficie de interfaz hembra, definiendo así al menos un orificio pasante hembra que se extiende desde el extremo de óptica de soporte hasta el extremo de bloqueo de soporte, o

^o a una superficie interior (22i) de una ventana (22) separada de la cavidad por un grosor de la ventana (22) que comprende una superficie exterior (22o), en la que dicha ventana es transparente a un intervalo de longitudes de onda de luz seleccionado,

(b) uno o más elementos ópticos seleccionados de,

• al menos una fibra óptica (41f) que comprende un extremo proximal (41 p) de fibra óptica, y que se inserta en al menos una parte (33b) de orificio de óptica correspondiente, de tal manera que el extremo proximal de la fibra óptica está a una distancia predefinida de la superficie de interfaz hembra de la cavidad, y está preferiblemente al ras con dicha superficie de interfaz hembra o preferiblemente en contacto con la superficie interior de la ventana,

• al menos una fuente (21L) de emisión de luz y/o un sensor (21s) de luz, que está enfrentada a la superficie interior (22i) de la ventana (22).

El elemento de soporte femenino puede ser monolítico. Alternativamente, como se muestra en las Figuras 3(a), 6 a 8, y 9(b), el elemento de soporte hembra puede comprender múltiples componentes, incluyendo

• Una unidad (38) de acoplamiento que comprende la parte de recepción del orificio; la unidad de acoplamiento está hecha preferiblemente de un material polimérico o de metal, y

• Una unidad (37) de punta hembra que comprende la cavidad y los uno o más orificios pasantes (33b) de fibra o la ventana (22), estando hecha dicha unidad de punta hembra preferiblemente de un material cerámico, más preferiblemente un material de vidrio, lo que permite una gran precisión de diseño, permaneciendo estables sus dimensiones con el tiempo y las variaciones de temperatura.

En una realización preferida ilustrada en las Figuras 1(b), 6 a 8, el componente hembra (F) es parte de una unidad de encapsulación, en la que

• La unidad de encapsulación comprende un alojamiento (50h) que define un espacio interior sellado desde un exterior del alojamiento, en la que la superficie interior (22i) de la ventana (22) pertenece al espacio interior y la superficie exterior (22o) de la ventana está enfrentada al exterior,

• Al menos un componente óptico que incluye al menos una fuente de emisión de luz y/o al menos un sensor de luz está ubicado en el espacio interior, estando enfrentado a la superficie interior de la ventana. Preferiblemente se monta sobre una placa (21b) que soporta al menos una fuente de emisión de luz y/o un sensor de luz a una distancia predefinida de la superficie interior de la ventana y en un ángulo azimutal predefinido alrededor del primer eje longitudinal, Z1.

• Uno o más componentes seleccionados de una fuente de energía eléctrica, o un circuito analógico y/o digital, están contenidos en el espacio interior.

El componente masculino (M)

El componente macho (M) comprende un elemento (10) de soporte macho que comprende:

(a) una parte (3w) de arandela que comprende al menos un orificio pasante macho (3b) que se extiende paralelo al segundo eje longitudinal, Z2, desde una entrada (3u) de arandela que se abre en una superficie posterior (3p) a una salida (3d) de arandela que se abre en una superficie (3s) de soporte de la parte de arandela, teniendo dicha parte de arandela una geometría que permite la inserción de la misma en la parte (30b) de orificio de acoplamiento del elemento de soporte hembra hasta que la parte de superficie entre en contacto con el escalón (30s) de componente hembra,

(b) una punta macho (7w) acoplada a la superficie de soporte de la parte de arandela, y que comprende,

• una superficie (7i) de interfaz macho que tiene una geometría que coincide con la geometría de la cavidad, de tal manera que la punta macho encaja perfectamente en la cavidad,

• al menos un orificio pasante macho (7b) que se extiende paralelo al segundo eje longitudinal, Z2, desde una entrada (7u) de la punta en comunicación fluida con al menos un orificio pasante macho (3b) hasta una salida (7d) de la punta, que se abre en la superficie (7i) de interfaz macho,

• al menos una fibra óptica (41f) insertada en el al menos un orificio pasante macho (7b) y que comprende un extremo proximal (41 p) de fibra óptica, que se encuentra a una distancia predefinida de la salida (7d) de la punta, preferiblemente al ras con la salida de la punta.

El elemento (10) de soporte macho puede ser monolítico, como se muestra en la Figura 7(a). Alternativamente, como se muestra en las Figuras 3(a) y 4(a), el elemento de soporte macho puede comprender múltiples componentes, incluyendo:

• Una unidad (3) de arandela que forma la parte (3w) de arandela y

• Una unidad (7) de punta macho que forma la punta macho (7w) y que comprende una parte (7c) de acoplamiento de la unidad de punta macho para acoplarse a la superficie (3s) de soporte de la parte de arandela.

Como se muestra en las Figuras 6 y 8, el componente macho (M) puede comprender un manguito (8) integrado o acoplado a la superficie posterior de la parte (3w) de arandela y que comprende al menos un orificio de manguito coaxial con al menos un orificio pasante macho (3b) de la parte de arandela y formando juntos al menos un único orificio que se extiende a lo largo del segundo eje longitudinal, Z2, desde una entrada de manguito a la salida (3d) de arandela, y en el que la parte (3w) de arandela forma una pestaña que se extiende hacia fuera sobre un perímetro de la salida (3d) de arandela. El manguito impide que se formen dobleces o fracturas agudas en la unidad óptica al nivel del conector de fibras ópticas, donde se pueden concentrar las tensiones. Como se muestra en la Figura 8, una funda protectora (8o); que es flexible se puede utilizar para proteger aún más las fibras ópticas de roturas o de doblarse demasiado bruscamente.

Posición acoplada de los componentes macho y hembra

Los componentes macho y hembra se pueden ensamblar en una posición acoplada, en donde la posición acoplada se define por el componente macho insertado coaxialmente en la parte de recepción del componente hembra con el primer y segundo ejes longitudinales, Z1 y Z2, siendo coaxiales y descansado la superficie (3s) de soporte de la arandela sobre el escalón (30s) de la parte de recepción, y estando la unidad de punta macho encajada en la cavidad,

• estando ubicada la superficie (7i) de interfaz macho a una distancia predefinida, medida a lo largo del eje longitudinal, Z2, desde la superficie (30i) de interfaz hembra, preferiblemente en contacto entre sí,

• los extremos proximales de una o más fibras ópticas del elemento macho están en perfecta alineación con los uno o más componentes ópticos del elemento hembra. La expresión "alineación perfecta" se utiliza en este documento como sinónimo de "alineación óptima", que se define como una alineación dentro de una tolerancia preferiblemente inferior a ± 50 pm, preferiblemente inferior a ± 30 pm.

La superficie (3s) de soporte de la arandela que descansa sobre el escalón (30s) para definir la distancia predefinida entre las superficies de interfaz macho y hembra, es particularmente ventajosa cuando (a) cuando se desea una distancia distinta de cero entre las superficies de interfaz macho y hembra y/o (b) el conector comprende una ventana delgada (22), ya que una presión aplicada por la superficie (7i) de interfaz macho sobre la ventana podría romper la ventana. En ausencia de una ventana, también es posible hacerlo sin una superficie (3s) de soporte que descansa en el escalón (30s) y para asegurar el contacto entre las superficies de interfaz macho y hembra conduciendo la unidad de punta macho todo el camino a través de la cavidad hasta que la superficie de interfaz macho entre en contacto con la superficie de interfaz hembra, sin dañar ningún componente del conector.

En una realización preferida, al menos una parte (33b) de orificio de óptica está desplazada con respecto al primer eje longitudinal, Z1. Este es necesariamente el caso si el componente hembra comprende más de un componente óptico que no son concéntricos. De manera similar, al menos un orificio pasante macho (7b) está desplazado con respecto al segundo eje longitudinal, Z2. Este es necesariamente el caso si el componente macho comprende más de una fibra óptica. En estas condiciones, los elementos hembra y macho deben estar acoplados de manera que la punta macho encaje en la cavidad con un número finito de ángulos azimutales solamente, y de tal manera que en cualquiera de dicho número finito de ángulos azimutales, uno o más elementos ópticos en al menos una parte (33b) de orificio de óptica se enfrenta a la fibra óptica (41f) insertada en al menos un orificio pasante macho (7b), dentro de una tolerancia preferiblemente inferior a ± 50 pm, preferiblemente inferior a ± 30 pm. Obsérvese que, por un lado, una parte de orificio de óptica puede enfrentarse a más de un orificio pasante macho (p. ej., si un componente óptico tiene un diámetro que abarca dos fibras ópticas insertadas en orificios pasantes de punta adyacentes. Por otro lado, un orificio pasante puede enfrentarse a más de un componente óptico, p. ej., si dos componentes ópticos se colocan uno al lado del otro o de forma concéntrica.

Como se ilustra en la Figura 2, tales tolerancias estrechas inferiores a ± 50 pm, preferiblemente inferiores a ± 30 pm se justifican por la caída de energía luminosa de la energía luminosa transferida desde una fuente de luz a una fibra óptica en posición acoplada observada durante una desalineación, d(OF-L) entre la fuente de luz y la fibra óptica, superior a 50 pm. Con el fin de limitar el número de ángulos azimutales que permiten el acoplamiento de los componentes macho y hembra, se pueden aplicar las siguientes soluciones alternativas o concomitantes.

En una primera realización, la cavidad tiene una sección transversal de la cavidad normal al primer eje longitudinal, Z1, que define una geometría que no es de revolución al menos sobre una parte de la profundidad de la cavidad. La punta macho (7w) y la superficie (7i) de interfaz macho también tienen una geometría que no es de revolución con respecto al segundo eje longitudinal, Z2, que coincide con la geometría que no es de revolución de la sección transversal de la cavidad, de tal manera que la punta macho encaja en la cavidad con un número finito de ángulos azimutales solamente, dentro de las tolerancias requeridas.

En una realización alternativa, la parte de orificio de acoplamiento tiene una sección transversal de orificio de acoplamiento normal al primer eje longitudinal, Z1, que define una geometría que no es de revolución al menos sobre una parte de una profundidad de la parte de orificio de acoplamiento. La parte (3w) de arandela también tiene una geometría que no es de revolución con respecto al segundo eje longitudinal, Z2, que coincide con la geometría que no es de revolución de la sección transversal de orificio de acoplamiento, de tal manera que la parte de arandela encaja en la parte de orificio de acoplamiento con dicho número finito de ángulos azimutales solamente, de tal manera que la parte de arandela encaja en la parte de orificio de acoplamiento con dicho número finito de ángulos azimutales solamente, de tal manera que en cualquiera de dicho número finito de ángulos azimutales al menos una parte (33b) de orificio de óptica se enfrenta al menos a un orificio pasante de punta, dentro de una tolerancia preferiblemente inferior a ± 100 pm, más preferiblemente inferior a ± 70 pm.

Las dos realizaciones anteriores se pueden combinar, por ejemplo, con la sección transversal de orificio de acoplamiento y la parte (3w) de arandela que tienen geometrías que no son de revolución dentro de una primera tolerancia para aplicar el componente macho en el componente hembra con un ángulo azimutal generalmente correcto, y con la sección transversal de la cavidad y la punta macho (7w) y la superficie (7i) de interfaz macho que tiene geometrías que no son de revolución dentro de una segunda tolerancia, inferior a la primera tolerancia, para asegurar n ángulo azimutal óptimo, que produce una desalineación preferiblemente inferior a ± 50 pm o inferior a ± 30 pm.

Tales realizaciones son particularmente adecuadas para conectores de fibras ópticas en los que el componente hembra comprende más de una parte (33b) de orificio de acoplamiento, y en el que el componente macho comprende más de un orificio pasante macho (7b). El número finito de ángulos azimutales de tal manera que cada orificio pasante macho se enfrenta al menos a una parte (33b) de orificio de óptica correspondiente, dentro de la tolerancia, es igual o inferior al grado de simetría axial de la disposición de fibras ópticas y elementos ópticos con respecto al primer y segundo ejes longitudinales, Z1, Z2.

Por ejemplo, como se muestra en la Figura 8(c) y (d), en el caso de que dos fibras ópticas estén dispuestas simétricamente a cada lado del segundo eje longitudinal, Z2, con un grado de simetría de dos. Por lo tanto, el número finito de ángulos azimutales puede ser uno o dos. En la realización de la Figura 8(a), sólo es posible un ángulo azimutal, porque las dos protuberancias (3a) de la arandela - y los rebajes correspondientes (30a) correspondientes de la parte de orificio de acoplamiento tienen geometrías diferentes. Se habría obtenido un número finito de dos si ambas protuberancias (3a) (y rebajes (30a)) fueran idénticos. Está claro que el número de protuberancias puede variar de uno a tantos como se considere necesario para limitar el número de ángulos azimutales permitidos entre los componentes macho y hembra.

La Figura 9(a) muestra una combinación de tres fibras distribuidas homogéneamente alrededor del segundo eje longitudinal, Z2, que produce un grado de simetría de tres. El elemento macho (M) ilustrado en la Figura 9(a) comprende una combinación de elementos (3a, 7a) que no son de revolución tanto en la unidad (3) de arandela como en la unidad (7) de punta macho. La arandela comprende dos protuberancias o alas (3a) de diferentes geometrías, que permiten un único ángulo azimutal de acoplamiento. La parte (30b) de orificio de acoplamiento que comprende rebajes coincidentes (no mostrados). La tolerancia entre las geometrías de las alas (3a) y los rebajes (30a) (no mostrados) no es crítica ya que solo sirven para orientar previamente el componente macho con el ángulo azimutal correcto con respecto al componente hembra.

La propia punta macho puede tener una geometría que no es de revolución, restringiendo así el número de ángulos azimutales permitidos entre los componentes macho y hembra. Alternativamente, como se muestra en la Figura 9(a), la unidad (7) de punta macho puede tener una geometría generalmente de revolución. Puede comprender entonces un elemento que no es de revolución en forma de un rebaje (7a) (o protuberancia) que se acopla con una protuberancia correspondiente (31a) (o rebaje) mostrado en la Figura 9(b) con una tolerancia mucho más ajustada que la requerida por el sistema de unidad de arandela/parte de orificio de acoplamiento tratado anteriormente, produciendo una desalineación entre las tres fibras ópticas (41f) del elemento macho con respecto a los elementos ópticos correspondientes (21L, 21s, 22L) del componente hembra (F) inferior a ± 50 pm, preferiblemente inferior a ± 30 pm.

Las configuraciones anteriores permiten lograr una conexión reproducible entre los componentes macho y hembra con una excelente alineación de un conjunto de fibras ópticas y elementos ópticos correspondientes, incluso en los casos en los que al menos uno de ellos está desplazado con respecto al primer y segundo ejes longitudinales, Z1, Z2.

Componente de acoplamiento (C)

Una de las características clave de la presente invención es el componente (C) de acoplamiento para fijar los componentes hembra (F) y macho (M) en su posición acoplada. El componente de acoplamiento de la presente invención debe comprender uno o más elementos que incluyen al menos un elemento giratorio (40r) que sea giratorio alrededor del primer y/o segundo ejes longitudinales, Z1, Z2, con respecto a un elemento fijo (40f) del componente macho o hembra. Todas las fibras ópticas (41f) y elementos ópticos acoplados al conector deben permanecer estáticos tras la rotación del elemento giratorio. En otras palabras, no deben girar junto con el elemento giratorio (40r). La rotación del elemento giratorio con respecto al elemento fijo bloquea de manera reversible los componentes macho y hembra en la posición acoplada.

Con el fin de facilitar el acoplamiento de los componentes macho y hembra del conector de fibras ópticas por un cirujano durante una operación de implantación, ni el componente hembra ni el componente macho comprenden ninguna pieza suelta, y todos los elementos del componente de acoplamiento están unidos a los componentes macho y/o hembra. De esta manera, no hay riesgo de perder una pieza del AIMD en el cuerpo abierto de un paciente durante la operación. Por ejemplo, el conector descrito en el documento WO2018068807 comprende varias partes sueltas, incluidos tornillos y arandelas, todos elementos de pequeñas dimensiones que pueden perderse fácilmente durante la operación. La presente invención resuelve claramente este problema crítico.

Debido a que durante una operación de implantación, la unidad (60) de electrodos generalmente se implanta primero y el extremo de la unidad óptica (41) provisto del componente macho del conector de fibras ópticas es conducido desde la ubicación de implantación de la unidad de electrodos hasta la ubicación de implantación de la unidad (50) de encapsulación subcutáneamente a través de una guía, el componente macho (y cualquier elemento del componente de acoplamiento unido al mismo) tiene una dimensión normal al segundo eje longitudinal, Z2, inscrito en un círculo que tiene un diámetro de no más de 15 mm, preferiblemente de no más de 10 mm, y más preferiblemente de no más de 7 mm. La reducción de dicho diámetro permite utilizar guías de menor diámetro, lo que es menos traumático para el paciente. La geometría del conector de fibras ópticas de la presente invención no requiere ninguna protuberancia que sobresalga del conector. Un conector con superficies exteriores lisas también facilita el paso del conector a través de la guía.

A continuación se analizan algunos componentes de acoplamiento específicos, que incluyen: (a) tipos de tuerca-tornillo, (b) tipos de bayoneta y (c) tipos de llave-cerradura. Todos los tipos anteriores pueden además estar provistos de elementos de ajuste por salto elástico, para indicar que se ha alcanzado la posición acoplada y/o para asegurar el elemento giratorio (40r).

Componente de acoplamiento tipo tuerca-tornillo

Las figuras 1 (b) y (c), 3, 4, 7 y 8 representan componentes (C) de acoplamiento de tipo tuerca-tornillo adecuados para la presente invención. En un componente de acoplamiento de tipo tuerca-tornillo, el elemento giratorio (40r) comprende una tuerca giratoria provista de una rosca giratoria (40rt) y el elemento fijo comprende un tornillo provisto de una rosca fija (40ft), que coincide con la rosca giratoria de la tuerca.

Las figuras 1 (b) y (c), 3 y 7 ilustran realizaciones de la presente invención provistas de un elemento de acoplamiento tuercatornillo en el que el elemento giratorio/tuerca (40r) está montado en el componente macho (M). El elemento fijo/tornillo (40f) se proporciona en el componente hembra; las conexiones se ilustran a una fibra óptica adicional en la Figura 3 y a una unidad de encapsulación en la Figura 7. La rosca fija (40ft) del elemento fijo/tornillo (40f) de los componentes hembra (F) de las Figuras 3 y 7 es interna, es decir, que está enfrentada al interior de la parte de orificio de acoplamiento. El corolario es que la rosca giratoria (40rt) del elemento giratorio/tuerca (40r) es externa, es decir, que está enfrentada hacia fuera, para encontrarse con la rosca fija del elemento fijo/tornillo. Está claro que el diseño inverso se puede aplicar en su lugar, con el elemento fijo/tornillo que comprende una rosca fija externa y el elemento giratorio/tuerca que comprende una rosca giratoria interna.

Las Figuras 4 y 8 ilustran realizaciones de la presente invención provistas de un elemento de acoplamiento tuerca-tornillo en el que el elemento giratorio/tuerca (40r) está montado en el componente hembra (F). El elemento fijo/ tornillo (40f) se proporciona en el componente macho (M): en la Figura 4 se ilustra una conexión a una fibra óptica adicional y en la Figura 8 a una unidad de encapsulación. Aquí las roscas fijas (40ft) de los elementos fijos/tornillos de los componentes macho (M) de las Figuras 4 y 8 son externas, y la rosca giratoria (40rt) del elemento giratorio/tuerca (40r) en el componente hembra es interno. Está claro que el diseño inverso se puede aplicar en su lugar, con los elementos fijos/tornillos que comprenden una rosca fija interna (40ft) y el elemento giratorio/tuerca que comprende una rosca giratoria externa (40rt).

Las longitudes relativas del elemento giratorio/tuerca y del elemento fijo/tornillo medidas a lo largo del primer y segundo ejes longitudinales, Z1, Z2, deben ser adecuadas de modo que cuando la tuerca esté firmemente atornillada al tornillo, una superficie de presión del elemento giratorio fuerza a la superficie (3s) de soporte de la arandela a descansar en estrecho contacto sobre el escalón (30s) de la parte de recepción. De esta manera, tras sentir una resistencia de la tuerca a una mayor rotación, el cirujano sabe que el acoplamiento entre los componentes macho y hembra es efectivo y se estabiliza con el componente de acoplamiento que consiste en una tuerca y un tornillo.

La rotación del elemento giratorio/tuerca se puede realizar como es habitual en la técnica con una herramienta, como una llave inglesa, aplicada a una superficie externa poligonal de la tuerca, como se ve en las Figuras 3, 4, 7 y 8.

Con el fin de impedir que una tuerca firmemente atornillada se afloje con el tiempo, debido a vibraciones y otros movimientos del AIMD implantado, se puede añadir un elemento de ajuste por salto elástico. Un ejemplo de elemento de ajuste por salto elástico se ilustra en la Figura 7(c), que muestra una superficie de la tuerca está provista de protuberancias y el elemento fijo está provisto de rebajes de acoplamiento (o al revés), de tal manera que las protuberancias interactúan elásticamente con los rebajes cuando la tuerca está firmemente atornillada, y los componentes macho y hembra están en la posición acoplada. El elemento de ajuste por salto elástico impide que la tuerca gire libremente y, por lo tanto, afloje el agarre entre los componentes macho y hembra. Además, el chasquido relacionado con la interacción elástica también indica al cirujano que los componentes macho y hembra están fijados en su posición acoplada.

En resumen, la tuerca puede girar alrededor y trasladarse a lo largo del segundo o primer ejes longitudinales, Z2, Z1, dependiendo de si está montada en el componente macho o hembra, respectivamente. Dado que ni el componente hembra ni el componente macho comprenden ninguna parte suelta, la tuerca no se puede quitar del elemento macho o hembra (al menos no sin un esfuerzo específico a tal efecto). La rosca giratoria (40rt) se puede aplicar en la rosca fija cuando la punta macho (7w) está aplicada en la cavidad. La rotación de la tuerca sobre la rosca fija traslada la parte de arandela a lo largo del primer y segundo ejes longitudinales coaxiales, Z1, Z2, hacia la superficie de interfaz hembra, hasta que la superficie (3s) de soporte de la arandela hace contacto con el escalón (30s) de la componente hembra.

Componente de acoplamiento tipo bayoneta

Un componente (C) de acoplamiento alternativo es del tipo bayoneta. Un componente de acoplamiento tipo bayoneta comprende uno o más pasadores (40pn) y las ranuras de acoplamiento correspondientes de geometrías definidas que permiten la inserción de los uno o más pasadores en las ranuras correspondientes tras llevar los componentes macho y hembra a su posición acoplada y el bloqueo de los dos componentes mediante rotación relativa de los pasadores y las ranuras entre sí.

La Figura 5 ilustra una realización del componente de acoplamiento de bayoneta, en el que los pasadores (40pn) están orientados radialmente y hacia fuera con respecto al primer o segundo ejes longitudinales, Z1, Z2. En cambio, está claro que los pasadores se pueden extender hacia dentro. Las ranuras tienen forma de L y se abren en un extremo para permitir la inserción de un pasador correspondiente cuando los componentes macho y hembra se llevan a su posición de acoplamiento. En la Figura 5, los pasadores se proporcionan en el elemento fijo y las ranuras se proporcionan en el elemento giratorio (40r), pero la construcción inversa también es posible con los pasadores en el elemento giratorio y las ranuras en el elemento fijo. De manera similar, el elemento giratorio (40r) está montado en el componente macho, pero está claro que podría estar montado en el componente hembra en su lugar. El elemento giratorio puede girar con relación a todos los componentes restantes del sistema, incluida la unidad óptica (41) acoplada al mismo.

Los componentes macho y hembra se pueden llevar a la posición acoplada mediante traslación a lo largo del primer y segundo ejes longitudinales coaxiales, Z1, Z2, penetrando cada pasador en un primer segmento de una ranura en forma de L correspondiente a través de su extremo abierto, siendo dicho primer segmento paralelo al primer y segundo ejes longitudinales, Z1, Z2. Cuando los pasadores alcanzan los extremos de los primeros segmentos correspondientes, el elemento giratorio (40r) se puede girar de modo que los pasadores se apliquen en un segundo segmento de las ranuras que se extienden transversales al primer segmento, bloqueando así los componentes macho y hembra en sus posiciones acopladas. Si el segundo segmento de la ranura en forma de L forma un ángulo de 90° con el primer segmento, la rotación del elemento giratorio bloquea los componentes macho y hembra en sus respectivas posiciones que tenían cuando los pasadores alcanzaron el final del primer segmento, sin traslación a lo largo del primer o segundo ejes longitudinales, Z1, Z2. Si el ángulo entre el primer y segundo segmentos de las ranuras es mayor de 90°, entonces la rotación del elemento giratorio también impulsa una traslación relativa adicional entre los componentes macho y hembra a lo largo del primer y segundo ejes longitudinales, Z1, Z2, presionando la superficie (3s) de soporte de la arandela contra el escalón (30s) del componente hembra. Por lo tanto, las posiciones relativas de los componentes macho y hembra se pueden controlar con mucha precisión y reproducibilidad.

Como se trató con respecto a los componentes de acoplamiento tuerca-tornillo anteriores, se puede proporcionar un dispositivo de ajuste por salto elástico para impedir que el elemento giratorio (40r) gire libremente y, por lo tanto, afloje el agarre entre los componentes macho y hembra, y para indicar al cirujano que los componentes macho y hembra estén bloqueados en su posición acoplada. Por ejemplo, se puede prever una protuberancia (no mostrada) en el segundo segmento de la ranura en forma de L, adyacente a un extremo cerrado de la misma, en una posición más allá de la cual el pasador coloca los componentes macho y hembra en la posición acoplada.

Componente de acoplamiento tipo llave-cerradura

Un componente de acoplamiento del tipo de llave-cerradura comprende una llave que tiene una geometría que no es de revolución y un ojo de cerradura que tiene una geometría que permite la inserción de la llave en el ojo de la cerradura con un número limitado de posiciones angulares azimutales de la llave con respecto al ojo de la cerradura y que permite el bloqueo de la llave insertada tras la rotación relativa del ojo de la cerradura y la llave.

Las figuras 6(a) y (b) ilustran una primera realización del componente de acoplamiento de llave-cerradura. La llave está formada por la parte (3w) de arandela y los elementos que no son de revolución de la parte de arandela en forma de las dos protuberancias (3a) visibles en la Figura 6(a) y (b). El ojo de la cerradura está formado por un elemento giratorio (40r) provisto de una abertura que forma la abertura del ojo de la cerradura y que tiene rebajes (40a) que coinciden con las protuberancias (3a) de la arandela. Debido a que las dos protuberancias (3a) y los rebajes correspondientes (40a) tienen geometrías diferentes, la llave se puede insertar en la abertura del ojo de la cerradura con una única orientación angular azimutal. Esto permite que el componente macho se inserte en el componente hembra con aproximadamente la posición angular correcta requerida por la posición de acoplamiento. Como se ilustra en la Figura 6(a), el componente macho se puede insertar en el ojo de la cerradura en la orientación angular correcta y empujarse todo el camino hasta que la superficie (3s) de soporte de la arandela entre en contacto con el escalón (30s) del componente hembra. La rotación del elemento giratorio (40r) bloquea los componentes macho y hembra en la posición de acoplamiento como sigue.

El elemento fijo (40f) se fija rígidamente al componente hembra (o macho). El componente giratorio está acoplado de manera giratoria al elemento fijo. Como se ilustra en la Figura 6(b), girando el componente giratorio alrededor del primer eje longitudinal, Z1, los rebajes (40a) de la abertura del ojo de la cerradura se compensan con respecto a las protuberancias (3a) de la parte de arandela y el componente macho es bloqueado en su posición de acoplamiento. El elemento giratorio aplica una presión sobre las protuberancias (3p) de la parte (3w) de arandela bloqueando así los componentes macho y hembra en la posición acoplada. Si la superficie del elemento giratorio en contacto con las protuberancias (3p) de la arandela está inclinada con respecto a (es decir, no normal a) el primer eje longitudinal, la rotación del elemento giratorio también puede servir para impulsar la traslación del componente macho más adentro del componente hembra para forzar la superficie (3s) de soporte de la arandela contra el escalón (30s) del componente hembra.

Como se muestra en la Figura 6(a) y (b), el elemento giratorio está provisto de dispositivos (40s) de ajuste por salto elástico formados por protuberancias formadas en un extremo libre de las palancas elásticas. La deformación elástica de las palancas permite que el elemento giratorio gire libremente hasta que las protuberancias alcancen los rebajes previstos en el elemento fijo. En este punto, las palancas elásticas están tan cargadas elásticamente que las protuberancias se aplican en los rebajes, bloqueando así la rotación del elemento giratorio. De este modo, el componente macho queda bloqueado de forma segura con el componente hembra en la posición de acoplamiento. Se pueden prever otros diseños de dispositivos de ajuste por salto elástico que los ilustrados en las Figuras 6(a) y 6(b) y son conocidos por personas con habilidades ordinarias. Por ejemplo, en lugar de extenderse radialmente, las protuberancias y los rebajes pueden extenderse paralelos al primer eje longitudinal, Z1. El número de dispositivos de ajuste por salto elástico también puede variar como se muestra en la Figura 6(c) y (d).

Las Figuras 6(c) y (d) ilustran una segunda realización de un componente de acoplamiento de llave-cerradura. Al igual que para la primera realización tratada anteriormente con respecto a la Figura 6(a) - 6(b), la llave está formada por la parte (3w) de arandela y los elementos que no son de revolución de la parte de arandela en las forma de las dos protuberancias (3a) visibles en la Figura 6(c) y (d). El ojo de la cerradura también está formado por un elemento giratorio (40r) provisto de una abertura que forma la abertura del ojo de la cerradura y que tiene rebajes (40a) que coinciden con las protuberancias (3a) de la arandela. El componente de acoplamiento de la segunda realización se diferencia de la primera realización en que el componente de acoplamiento comprende ranuras (40sl) en forma de alubia que tienen una geometría circular centrada en el primer eje longitudinal, Z1, y tienen un extremo de inserción y un extremo de bloqueo opuesto al extremo del inserto. El elemento giratorio está montado de manera giratoria en un elemento fijo del componente hembra. El componente de acoplamiento comprende pasadores, cada uno insertado en una ranura en forma de alubia correspondiente, de tal manera que el elemento giratorio se puede girar alrededor del primer eje longitudinal, Z1, de tal manera que el pasador entra en contacto con el extremo del inserto donde la abertura del ojo de la cerradura está en una posición de inserción en el que se puede insertar la llave en la abertura del ojo de la cerradura, y el extremo de bloqueo de la ranura en forma de alubia correspondiente donde la llave está bloqueada en la abertura del ojo de la cerradura y no se puede sacar de ella. El movimiento de rotación se puede ver comparando las vistas del lado izquierdo de la Figura 6(c) (= extremo de inserto) y la Figura 6(d) (= extremo de bloqueo). En la Figura 6(c) y (d), los pasadores son parte del elemento giratorio (40r) y las ranuras en forma de alubia son parte del elemento fijo (40f). Está claro que el diseño se puede invertir muy fácilmente, proporcionando las ranuras en forma de alubia en el elemento giratorio y fijando las clavijas al elemento fijo.

Como se ilustra en la Figura 6(c), el componente macho se puede insertar en el ojo de la cerradura en la orientación angular correcta y empujarse todo el camino hasta que la superficie (3s) de soporte de la parte de arandela entre en contacto con el escalón (30s) del componente hembra. La rotación del elemento giratorio (40r) bloquea los componentes macho y hembra en la posición de acoplamiento de una manera similar a la tratada con respecto a la primera realización ilustrada en la Figura 6(a) y 6(b). También en este caso, si la superficie del elemento giratorio en contacto con las protuberancias (3p) de la arandela está inclinada con respecto a (es decir, no es normal a) el primer eje longitudinal, la rotación del elemento giratorio también puede servir para impulsar la traslación del componente macho más en el componente hembra para forzar la superficie (3s) de soporte de la arandela contra el escalón (30s) del componente hembra.

Los pasadores tienen preferiblemente forma de seta, comprendiendo un vástago acoplado rígidamente en un primer extremo al elemento giratorio (o fijo) e insertado en la ranura en forma de alubia. Comprende una cabeza en un segundo extremo del vástago, opuesto al primer extremo, y que se extiende radialmente hacia fuera. La anchura de una ranura en forma de alubia medida radialmente es mayor que el diámetro del vástago del pasador, para permitir el movimiento libre de uno con respecto al otro, y es más pequeño que la cabeza de la seta, para impedir que el elemento giratorio se suelte del componente hembra.

También en este caso, se puede proporcionar un dispositivo de ajuste por salto elástico para asegurar que los componentes macho y hembra estén en la posición de acoplamiento y que estén bloqueados de forma segura en dicha posición de acoplamiento. Por ejemplo, como se muestra en la Figura 6(d) (corte B-B), el dispositivo (40s) de ajuste por salto elástico puede estar formado por una protuberancia formada en un extremo libre de una palanca elástica. La deformación elástica de la palanca permite que el elemento giratorio gire libremente hasta que la protuberancia alcanza un rebaje previsto en el elemento fijo. En este punto, la palanca elástica está tan cargada elásticamente que la protuberancia se aplica en el rebaje, bloqueando así la rotación del elemento giratorio. De este modo, el componente macho queda bloqueado de forma segura con el componente hembra en la posición de acoplamiento.

Alternativamente, como se muestra en el recuadro de la Figura 6(c), una protuberancia se puede extender hacia dentro radialmente cerca del extremo de bloqueo de la ranura en forma de alubia, restringiendo la anchura de la ranura en dicho punto para restringir los movimientos del vástago del pasador. Dimensionando correctamente dicha protuberancia y mediante una selección apropiada de la flexibilidad del mismo, el elemento giratorio se puede girar hasta que el vástago del pasador golpea la protuberancia. Forzando ligeramente, el elemento giratorio se puede girar más hasta que el vástago alcanza el extremo de bloqueo de la ranura en forma de alubia. De este modo, el cirujano sabe que el acoplamiento es eficaz y está bloqueado de forma segura.

Resumen y ventajas

Los conectores de fibras ópticas de acuerdo con la presente invención son de construcción simple y rentable. Son fiables y duraderos, y más fáciles de utilizar por un cirujano de lo que era posible hasta ahora. Las fibras ópticas acopladas al componente macho del conector se pueden alinear con gran precisión con elementos ópticos, incluyendo fibras ópticas, fuentes de luz o sensores de luz (o fotodetectores) acoplados al componente hembra del conector. Las alineaciones dentro de una tolerancia del orden inferior a ± 50 pm se logran fácilmente, y también son posibles tolerancias inferiores a ± 30 pm, o inferiores a ± 15 pm o inferiores a ± 10 pm, produciendo de este modo un AIMD optoelectrónico de alta eficiencia energética.

Tales tolerancias estrechas también son posibles gracias a la construcción del componente macho que comprende una punta macho (7), provista de un orificio pasante de punta macho. Se inserta una fibra óptica en el orificio pasante macho con su extremo proximal sobresaliendo de la superficie de interfaz macho. Si varias fibras ópticas (41f) están comprendidas en una unidad óptica (41), es probable que todas las fibras ópticas se puedan insertar en un orificio pasante macho correspondiente con sus extremos proximales sobresaliendo de la superficie de interfaz macho. Todos ellos se pueden cortar juntos aproximadamente al ras con la superficie de interfaz macho, y luego pulirse todos juntos para producir una superficie de interfaz macho perfectamente lisa con extremos proximales de las fibras ópticas perfectamente al ras con dicha superficie. Esto es muy importante para controlar la distancia axial de los extremos proximales de las fibras ópticas a los elementos ópticos cuando los componentes macho y hembra están en la posición acoplada. La preparación del componente macho es fácil, repetible y muy precisa. Por supuesto, lo mismo se aplica al componente hembra si está acoplado a fibras ópticas.

Una vez que los componentes hembra y macho están listos, el cirujano puede implantar la unidad (60) de electrodos sobre el tejido a tratar y recorrer la unidad óptica a través de una guía hasta la ubicación de implantación de la unidad de encapsulación. Debido a que el componente macho tiene dimensiones muy pequeñas, la guía puede ser más fina de lo que se requiere con conectores más grandes. En ausencia de partes sueltas, tales como tornillos, arandelas, tuercas, etc., el cirujano no puede perder ninguna pieza en el cuerpo del paciente durante la manipulación del conector. Colocar los componentes macho y hembra en la posición acoplada es muy fácil. Bloquear los componentes macho y hembra en la posición acoplada se logra simplemente mediante la rotación del elemento giratorio (40r) con o sin una herramienta, tal como una llave. La posición acoplada bloqueada se puede asegurar además con un dispositivo de ajuste por salto elástico.

Con el diseño de la superficie (3s) de soporte de la arandela que descansa contra el escalón (30s) del componente hembra, y con los extremos proximales fácilmente pulidos de las fibras ópticas, la distancia de los extremos proximales de las fibras ópticas a los elementos ópticos se logra repetidamente con gran precisión y sin que el cirujano requiera una acción particular. En caso de que una fibra óptica esté desplazada con respecto al segundo eje longitudinal, Z2, el ángulo azimutal requerido por la posición de acoplamiento de tal manera que la fibra óptica desplazada que está enfrentada con precisión a un elemento óptico correspondiente se pueda controlar fácilmente con un elemento que no es de revolución de la unidad de punta macho y opcionalmente de la arandela. Una vez más, el cirujano no puede equivocarse ya que dichos elementos que no son de revolución permiten llevar los componentes macho y hembra a la posición acoplada solo con el número limitado de ángulos azimutales requeridos para tener una alineación perfecta de las fibras ópticas con los elementos ópticos. El cirujano no necesita hacer pruebas y errores y puede lograr repetidamente una conexión segura con una alineación perfecta.

Asegurándose de que la rotación del elemento giratorio con respecto al elemento fijo impulse una traslación del componente macho a lo largo de los ejes longitudinales coaxiales, Z1, Z2, hacia el componente hembra, se hace aún más fácil asegurar que el componente macho ha alcanzado la posición acoplada, con la superficie (3s) de soporte de la arandela que entra en contacto con el escalón (30s) del componente hembra.

Claims (13)

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo médico activo que se puede implantar (AIMD) optoelectrónico para su implantación en un cuerpo vivo, que comprende un conector de fibras ópticas, que conecta un primer conjunto de una o más fibras ópticas acoplado a una unidad (60) de electrodos y/o optodos ya sea

^o a una unidad (50) de encapsulación que encierra uno o más elementos ópticos, en perfecta alineación con el primer conjunto de una o más fibras ópticas, preferiblemente dentro de una tolerancia inferior a ± 50 pm, preferiblemente inferior a ± 30 pm, o

^o a un segundo conjunto de fibras ópticas, en perfecta alineación de dos por dos con el primer conjunto de una o más fibras ópticas, preferiblemente dentro de una tolerancia inferior a ± 50 pm, preferiblemente inferior a ± 30 pm, en el que el conector de fibras ópticas comprende un componente hembra (F), un componente macho (M), y un componente (C) de acoplamiento, en donde:

(A) el componente hembra (F) comprende:

(a) un elemento (30) de soporte hembra que comprende un extremo (30e) de bloqueo de soporte y un extremo (33e) de óptica de soporte, estando provisto dicho elemento de soporte hembra de,

• una parte (30b) de orificio de acoplamiento que se extiende a lo largo de un primer eje longitudinal, Z1, entre un extremo (30c) de bloqueo de orificio y un extremo (30o) de óptica de orificio, comprendiendo dicha parte de orificio de acoplamiento

^o una parte (32) de recepción que se abre en el extremo de bloqueo de soporte y que forma en un extremo opuesto un escalón (30s) circundante,

^o una cavidad (31) adyacente a la parte de recepción de profundidad dada, d, medida a lo largo del primer eje longitudinal, Z1, y que termina en el extremo de óptica de orificio que forma una superficie de interfaz hembra, y

• al menos una parte (33b) de orificio de óptica que se extiende paralela al primer eje longitudinal, Z1, desde un extremo (33o) de orificio de óptica que se abre en el extremo de óptica de soporte, y ya sea,

^o a una abertura en la superficie de interfaz hembra, definiendo así al menos un orificio pasante hembra que se extiende desde el extremo de óptica de soporte hasta el extremo de bloqueo de soporte, o

^o a una superficie interior (22i) de una ventana (22) separada de la cavidad por un grosor de la ventana (22) que comprende una superficie exterior (22o), en la que dicha ventana es transparente al intervalo de longitudes de onda de luz seleccionado, (b) uno o más elementos ópticos seleccionados de,

• al menos una fibra óptica (41f) que comprende un extremo proximal (41 p) de fibra óptica, y que se inserta en la correspondiente al menos una parte (33b) de orificio de óptica, de tal manera que el extremo proximal de la fibra óptica está a una distancia predefinida desde la superficie de interfaz hembra de la cavidad, y está preferiblemente al ras con dicha superficie de interfaz hembra o está preferiblemente en contacto con la superficie interior de la ventana, o

• al menos una fuente (21L) de emisión de luz y/o un sensor (21s) de luz, que están enfrentados a la superficie interior (22i) de la ventana (22)

(B) el componente macho (M) comprende un elemento (10) de soporte macho que comprende:

(a) una parte (3w) de arandela que comprende al menos un orificio pasante macho (3b) que se extiende paralelo a un segundo eje longitudinal, Z2, desde una entrada (3u) de arandela que se abre en una superficie posterior (3p) a una salida (3d) de arandela que se abre en una superficie (3s) de soporte de la parte de arandela, teniendo dicha parte de arandela una geometría que permite su inserción en la parte (30b) de orificio de acoplamiento del elemento de soporte hembra hasta que la superficie de soporte entre en contacto con el escalón (30s) del componente hembra,

(b) una punta macho (7w) acoplada a la superficie de soporte de la parte de arandela, y que comprende,

• una superficie (7i) de interfaz macho que tiene una geometría que coincide con la geometría de la cavidad, de tal manera que la punta macho encaja perfectamente en la cavidad,

• uno o más orificios pasantes macho (7b) que se extienden paralelos al segundo eje longitudinal, Z2, desde una entrada (7u) de punta en comunicación fluida con al menos un orificio pasante macho (3b) hasta una salida (7d) de punta, que se abre en la superficie (7i) de interfaz macho, • una fibra óptica (41f) insertada en cada uno de los uno o más orificios pasantes macho (7b), y que comprende un extremo proximal (41 p) de fibra óptica, que está a una distancia predefinida de la salida (7d) de punta, preferiblemente al ras con la salida de punta,

(C) un componente (C) de acoplamiento, para bloquear reversiblemente los componentes macho y hembra en una posición acoplada, en el que la posición acoplada está definida por el componente macho que está insertado coaxialmente en la parte de recepción del componente hembra siendo coaxiales el primer y segundo ejes longitudinales, Z1 y Z2, y descansando la superficie (3s) de soporte de la arandela sobre el escalón (30s) de la parte de recepción, y estando la unidad de punta macho encajada en la cavidad,

• estando ubicada la superficie (7i) de interfaz macho a una distancia predefinida medida a lo largo del eje longitudinal, Z2, desde la superficie (30i) de interfaz hembra, preferiblemente en contacto entre sí, • los extremos proximales de las una o más fibras ópticas del elemento macho están en perfecta alineación con los uno o más elementos ópticos del componente hembra,

caracterizado por que,

• el componente de acoplamiento comprende un elemento fijo (40f) y un elemento giratorio (40r) que puede girar alrededor del primer y/o segundo ejes longitudinales, Z1, Z2, con respecto al elemento fijo (40f), permaneciendo todas las fibras ópticas (41f) y los elementos ópticos del conector estáticos tras la rotación del elemento giratorio, • bloquear de manera reversible los componentes macho y hembra en la posición acoplada se consigue girando el elemento giratorio con respecto al elemento fijo,

• tanto el componente hembra como el componente macho no comprenden piezas sueltas, y todos los elementos del componente de acoplamiento están unidos a los componentes macho y/o hembra

• el componente macho y cualquier elemento del componente de acoplamiento unido al mismo tienen una dimensión normal al segundo eje longitudinal, Z2, inscrito en un círculo que tiene un diámetro de no más de 15 mm y preferiblemente de no más de 10 mm, más preferiblemente no más de 7 mm.

2. El AIMD según la reivindicación 1, en el que el conector de fibras ópticas se define como sigue,

^o Al menos uno o más elementos ópticos están desplazados con respecto al primer eje longitudinal, Z1,

^o Al menos una fibra óptica insertada en un orificio pasante macho (7b) está desplazada con respecto al segundo eje longitudinal, Z2,

^o La cavidad tiene una sección transversal de la cavidad normal al primer eje longitudinal, Z1, que define una geometría que no es de revolución al menos sobre una parte de la profundidad de la cavidad,

^o La punta macho (7w) y la superficie (7i) de interfaz macho tienen una geometría que no es de revolución con respecto al segundo eje longitudinal, Z2, que coincide con la geometría que no es de revolución de la sección transversal de la cavidad, de tal manera que la punta macho encaja en la cavidad con un número finito de ángulos azimutales solamente, y de tal manera que en cualquiera de dicho número finito de ángulos azimutales, uno o más elementos ópticos del componente hembra están enfrentados a la fibra óptica (41f) insertada en al menos un orificio pasante macho (7b), dentro de una tolerancia preferiblemente inferior a ± 50 pm, preferiblemente inferior a ± 30 pm.

3. El AIMD según la reivindicación 1 o 2, en el que, el conector de fibras ópticas se define como sigue,

^o Al menos uno o más elementos ópticos están desplazados con respecto al primer eje longitudinal, Z1,

^o Al menos una fibra óptica insertada en un orificio pasante macho (7b) está desplazada con respecto al segundo eje longitudinal, Z2,

^o La parte de orificio de acoplamiento tiene una sección transversal de orificio de acoplamiento normal al primer eje longitudinal, Z1, que define una geometría que no es de revolución al menos sobre una parte de la profundidad de la parte de orificio de acoplamiento,

^o La parte (3w) de arandela tiene una geometría que no es de revolución con respecto al segundo eje longitudinal, Z2, que coincide con la geometría que no es de revolución de la sección transversal de orificio de acoplamiento, de tal manera que la parte de arandela encaja en la parte de orificio de acoplamiento con dicho número finito de ángulos azimutales solamente, de tal manera que en cualquiera de dicho número finito de ángulos azimutales uno o más elementos ópticos del componente hembra están enfrentados a la fibra óptica (41f) insertada en al menos un orificio pasante macho (7b), dentro una tolerancia preferiblemente inferior a ± 100 gm, más preferiblemente inferior a ± 70 gm.

4. El AIMD según la reivindicación 2 o 3, en el que el conector de fibras ópticas se define como sigue,

^o el componente hembra comprende más de un componente óptico,

^o el componente macho comprende más de un orificio pasante macho (7b) que soporta una fibra óptica,

estando dispuestos los componentes macho y hembra en la posición acoplada de tal manera que en cualquiera de dicho número finito de ángulos azimutales cada fibra óptica está enfrentada al menos a un elemento óptico correspondiente, dentro de la tolerancia preferiblemente inferior ae ± 50 gm, preferiblemente inferior a ± 30 gm.

5. El AIMD según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el conector de fibras ópticas se define como sigue,

• el elemento de soporte hembra es monolítico o, alternativamente, comprende múltiples componentes, que incluyen

• Una unidad (38) de acoplamiento que comprende la parte de recepción del orificio, estando hecha preferiblemente la unidad de acoplamiento de un material polimérico o metal, y

• Una unidad (37) de punta hembra que comprende la cavidad y los uno o más orificios pasantes (33b) de fibra o la ventana (22), estando hecha preferiblemente dicha unidad de punta hembra de un material cerámico, más preferiblemente un material de vidrio, y /o

• El elemento de soporte macho es monolítico o, alternativamente, comprende múltiples componentes, que incluyen:

• Una unidad (3) de arandela que forma la parte de arandela y

• Una unidad (7) de punta macho que forma la punta macho y que comprende una parte de acoplamiento de la unidad (7c) de punta macho para acoplarse a la superficie (3s) de soporte de la parte de arandela.

6. El AIMD según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el componente macho (M) comprende un manguito (8) integrado o acoplado a la superficie posterior de la parte (3w) de arandela y que comprende al menos un orificio de manguito coaxial con al menos un orificio pasante macho (3b) de la parte de arandela y que forman juntos al menos un único orificio que se extiende a lo largo del segundo eje longitudinal, Z2, desde una entrada de manguito a la salida (3d) de arandela, y en el que la parte (3w) de arandela forma una pestaña que se extiende hacia fuera sobre un perímetro de la salida (3d) de arandela.

7. El AIMD según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el componente hembra (F) es parte de la unidad (50) de encapsulación, en el que

• La unidad de encapsulación comprende un alojamiento (50h) que define un espacio interior sellado desde un exterior del alojamiento, en la que la superficie interior (22i) de la ventana (22) pertenece al espacio interior y la superficie exterior (22o) del la ventana está enfrentada al exterior,

• Al menos un elemento óptico está ubicado en el espacio interior, estando enfrentado a la superficie interior de la ventana, y está preferiblemente montado sobre una placa (21b) que soporta al menos un elemento óptico a una distancia predefinida de la superficie interior de la ventana y en un ángulo azimutal predefinido alrededor del primer eje longitudinal, Z1, de tal manera que, en la posición acoplada, cada componente óptico está enfrentado al menos a un orificio pasante macho correspondiente (7b) o cada orificio pasante (7b ) está enfrentado al menos a un elemento óptico, dentro de la tolerancia, preferiblemente inferior a ± 20 gm, preferiblemente inferior a ± 5 gm,

• Uno o más componentes seleccionados de una fuente de energía eléctrica, o un circuito analógico y/o digital, están contenidos en el espacio interior.

8. El AIMD según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el conector de fibras ópticas comprende además al menos un elemento (11) de sellado, que incluye un elemento de sellado que se asienta en el escalón (30s) de la parte (30b) de orificio de acoplamiento y que encierra una circunferencia de la cavidad , sellando dicho elemento de sellado la superficie de interfaz hembra de la cavidad de un entorno exterior, cuando los componentes macho y hembra están bloqueados en la posición acoplada.

9. El AIMD según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el componente de acoplamiento es del tipo tuercatornillo, en el que:

^o el elemento fijo (40f) del componente de acoplamiento comprende una rosca fija (40ft) centrada en el primero o segundo ejes longitudinales, Z1, Z2, y se ubica en el componente hembra o macho, respectivamente, y en el que

^o el elemento giratorio comprende una tuerca provista de una rosca giratoria (40rt) que coincide con la rosca fija (40ft), y montada en el elemento macho o hembra, respectivamente, en el que

o la tuerca puede girar y trasladarse a lo largo del segundo o primer ejes longitudinales, Z2, Z1, respectivamente,

o la tuerca no se puede quitar del componente macho o hembra,

o la rosca giratoria se puede aplicar en la rosca fija cuando la punta macho (7w) se aplica en la cavidad, y en el que

o la rotación de la tuerca sobre la rosca fija traslada la parte de la arandela a lo largo del primer y segundo ejes longitudinales coaxiales, Z1, Z2, hacia la superficie de interfaz hembra, hasta que la superficie (3s) de soporte de la arandela entra en contacto con el escalón (30s) del componente femenino.

10. El AIMD según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que el componente de acoplamiento es de tipo bayoneta, que comprende

^o Uno o más pasadores (40pn) que se extienden radialmente hacia fuera de uno de los elementos fijos o giratorios,

^o Un número correspondiente de ranuras (40sl) en forma de L previstas en el otro del elemento fijo o giratorio que comprende uno o más pasadores, en el que cada ranura en forma de L comprende un primer segmento que se extiende desde un extremo abierto paralelo al primero o segundo ejes longitudinales, Z1, Z2, y un segundo segmento que se extiende transversal al primer segmento hasta un extremo cerrado, y que forma preferiblemente un ángulo de al menos 90° con el primer segmento, en el que

^o A medida que los componentes macho y hembra se llevan a la posición acoplada mediante traslación a lo largo del primer y segundo ejes longitudinales coaxiales, Z1, Z2, cada pasador encaja en el primer segmento de la ranura en forma de L correspondiente hasta que alcanza el segundo segmento, y en el que

^o Los componentes macho y hembra se bloquean en su posición acoplada mediante la rotación del elemento giratorio (40r), recorriendo así cada pasador a lo largo del segundo segmento de la ranura en forma de L correspondiente.

11. El AIMD según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que el componente de acoplamiento es de tipo llavecerradura, en el que:

^o La arandela (3w) tiene una geometría que no es de revolución y comprende una o más protuberancias (3p) que se extienden hacia fuera y radialmente con respecto al segundo eje longitudinal, Z2,

^o El elemento giratorio comprende una abertura de ojo de cerradura normal al primer eje longitudinal, Z1, y que comprende uno o más rebajes (40a) que coinciden con las una o más protuberancias (3p) de la arandela, de tal manera que la arandela se puede insertar a través de la abertura de ojo de cerradura con un número limitado de ángulos azimutales, en el que

^o A medida los componentes macho y hembra se llevan a la posición acoplada mediante traslación a lo largo del primer y segundo ejes longitudinales coaxiales, Z1, Z2, la arandela se inserta a través de la abertura de ojo de cerradura, hasta que la superficie (3s) de soporte de la arandela entra en contacto con el escalón (30s) del componente hembra,

^o Los componentes macho y hembra se bloquean en su posición acoplada mediante la rotación del elemento giratorio (40r), desplazando así uno o más rebajes con respecto a las correspondientes una o más protuberancias de la arandela.

12. El AIMD según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la rotación del elemento giratorio con respecto al elemento fijo impulsa una traslación del componente macho a lo largo de los ejes longitudinales coaxiales, Z1, Z2, hacia el componente hembra, hasta que la superficie (3s) de soporte de la arandela entra en contacto con el escalón (30s) del componente hembra.

13. El AIMD según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el componente de acoplamiento comprende un elemento (40s) de ajuste por salto elástico que comprende una palanca elástica provista de una protuberancia, en el que el elemento giratorio puede girar con la palanca elástica en una configuración cargada elásticamente, hasta que la protuberancia alcanza un rebaje correspondiente en el que puede aplicar liberando así la configuración cargada elásticamente y alcanzando una posición fijada por salto elástico.