ES2901382T3

ES2901382T3 - Acoplador óptico para un endoscopio

Info

Publication number: ES2901382T3
Application number: ES12747511T
Authority: ES
Inventors: James Titus
Original assignee: General Hospital Corp
Current assignee: General Hospital Corp
Priority date: 2011-02-16
Filing date: 2012-02-16
Publication date: 2022-03-22
Anticipated expiration: 2032-02-16
Also published as: US20200281448A1; KR102603702B1; JP7246625B2; JP2022044665A; US8905921B2; CN106214110A; EP4000497A1; WO2012112755A2; CN106214110B; HK1232108A1; KR102440877B1; EP2675335A2; KR20200108106A; KR20210106575A; JP2024028462A; WO2012112755A3; KR102202601B1; JP2019162467A; KR20230160959A; CN103429138B

Abstract

Un acoplador (10) óptico para montar en un extremo distal de un dispositivo de formación de imágenes ópticas para visualizar un área de superficie, el acoplador (10) que comprende: una sección (12) de visualización en un extremo del acoplador (10), la sección (12) de visualización que incluye una superficie (18) proximal adaptada para acoplarse al extremo distal del dispositivo de formación de imágenes ópticas, la sección (12) de visualización que incluye una superficie (14) exterior separada de la superficie (18) proximal, la superficie (14) exterior se extiende de forma continua desde un primer límite (15) lateral exterior a través de un segundo límite (16) lateral exterior opuesto de la sección (12) de visualización, la sección (12) de visualización que comprende un cuerpo sólido o semisólido de material elástico o gel transparente capaz de transmitir una imagen óptica del área de superficie y capaz de permitir que se suministre un instrumento a través de la sección (12) de visualización; y una sección (22) de unión conectada a la sección (12) de visualización y que se extiende fuera de ella, la sección (22) de unión que se dimensiona para montarse en el extremo distal del dispositivo de formación de imágenes ópticas.

Description

DESCRIPCIÓN

Acoplador óptico para un endoscopio

Antecedentes de la invención

1. Campo de la invención

Esta invención se refiere a un acoplador óptico para la formación de imágenes ópticas mejoradas de superficies cubiertas con fluidos opacos, materiales semisólidos o partículas.

2. Descripción de la técnica relacionada

La demanda de cirugía mínimamente invasiva sigue creciendo. La capacidad de convertir cirugías abiertas en procedimientos mínimamente invasivos ha sido posible con la vídeoendoscopia, pero está limitada cuando hay sangre u otros fluidos en el campo de visión. Actualmente se usan otras tecnologías (fluoroscopia, eco 3-D, resonancia magnética (MRI, por sus siglas en inglés), etc.) para superar el desafío de realizar cirugías en espacios intravasculares, pero cada tecnología presenta limitaciones.

La fluoroscopia tiene una vista bidimensional y se usa para procedimientos de diagnóstico o colocación, y/o despliegue de dispositivos médicos. Los procedimientos son largos, lo que genera una mayor exposición a la radiación, tanto para los pacientes como para los médicos, aumenta los gastos, y también puede aumentar la morbilidad debido a la duración prolongada de la anestesia. Más importante aún, las imágenes son inferiores a la visualización directa, el estándar de oro en cirugía.

Los sistemas de formación de imágenes tridimensionales por ultrasonidos también tienen problemas conocidos. Las imágenes se crean transformando ondas de ultrasonido en imágenes. Las imágenes a menudo contienen sombras o imágenes fantasma cuando los instrumentos o dispositivos se colocan dentro del campo de visión. Los procedimientos quirúrgicos de resonancia magnética son muy limitados, costosos y complejos. Los procedimientos simples duran horas.

Por lo tanto, lo que se necesita es un dispositivo que permita realizar procedimientos diagnósticos y quirúrgicos en áreas corporales donde normalmente la visibilidad está o ha sido obstruida por sangre, contenido estomacal, contenido intestinal, u otros fluidos opacos y/o partículas sólidas.

El documento EP1870018 describe un aparato para localizar características morfológicas dentro de una cavidad corporal que incluye un catéter que incluye extremos proximal y distal, un balón transparente llevado al extremo distal, y un conjunto de formación de imágenes ópticas llevado al extremo distal para la formación de imágenes a través del balón. El balón incluye un canal que se extiende a través del mismo hasta un lumen que se extiende a través del catéter. Un cable u otro miembro de localización se recibe en el lumen que se puede extender a través del canal. Durante el uso, el catéter se inserta en una aurícula derecha de un corazón, y el balón se expande y se coloca contra la pared del corazón para ubicar el seno coronario. Se aplica suficiente fuerza para limpiar la sangre entre la superficie y la pared y para limpiar el campo de visión del conjunto de formación de imágenes. El catéter se manipula para ubicar el seno coronario, después de lo cual el miembro de localización avanza en el seno coronario.

En el documento US 2005/197530, se describen sistemas y métodos para atravesar de forma controlable una pared del tejido. Se coloca y/o recoloca un extremo distal de un catéter utilizando visualización directa fuera del extremo distal del catéter, facilitada por un elemento de formación de imágenes dispuesto dentro de la punta distal del catéter. Un balón inflable puede comprender una parte de la punta distal del catéter con fines estructurales y/o de medios de visualización. Un elemento que atraviesa el tejido puede ser enviado a través de un lumen de trabajo definido por el catéter y empujado de manera controlable a través de una pared del tejido, como se observa con el elemento de formación de imágenes. El elemento que atraviesa el tejido puede comprender sensores y similares para facilitar la monitorización de los cambios de presión, color, saturación de oxígeno, velocidad de flujo, y sincronización del eco, para determinar la ubicación del miembro que atraviesa el tejido con respecto a la pared del tejido.

El documento WO 2007/147060 describe un aparato de visualización y métodos para el acceso transeptal donde el acceso intravascular a través de una pared septal se facilita a través de dispositivos que proporcionan una visión visual directa del área de tejido. Un sistema de este tipo puede incluir un catéter de despliegue y una campana de formación de imágenes unida que se puede desplegar en una configuración expandida. En uso, la campana de formación de imágenes se coloca contra o junto al tejido del que se va a formar imagen en un lumen corporal que normalmente está lleno de un fluido corporal opaco, tal como la sangre. Se puede bombear un fluido translúcido o transparente en la campana de formación de imágenes hasta que el fluido desplace la sangre dejando una región transparente de tejido del que se va a formar imagen a través de un elemento de formación de imágenes en el catéter de despliegue. Se puede pasar cualquier número de herramientas terapéuticas o un cable guía a través del catéter y en la campana de formación de imágenes para cruzar la pared septal y pasar el cable guía o los instrumentos a través del mismo.

Compendio de la invención

La presente invención se define en las reivindicaciones adjuntas.

Las necesidades anteriores se satisfacen por un acoplador óptico que comprende un gel transparente en un estado semisólido que está unido al extremo distal (lente del objetivo) de un vídeoendoscopio convencional o modificado para realizar procedimientos de diagnóstico y/u operaciones quirúrgicas mínimamente invasivas. El acoplador óptico es biocompatible y de un solo uso. Se puede unir a endoscopios rígidos o flexibles (por ejemplo, gastroscopios, toracoscopios, laparoscopios, colonoscopios, endoscopios de cirugía endoscópica transluminal a través de orificios naturales (NOTES, por sus siglas en inglés), esofagoscopios, nasolarinoscopios, artroscopios y oftalmoscopios usados en procedimientos endoscópicos de laparoscopio, gastrointestinal, toracoscópico, colonoscópico). El acoplador óptico es un avance importante en cirugías mínimamente invasivas y como herramienta utilizada en el diagnóstico y tratamiento de enfermedades.

El acoplador óptico de la invención se define en la reivindicación 1. Tal acoplador óptico se usa para visualización en fluidos opacos o semisólidos y comprende un gel transparente, blando y flexible acoplado a la parte distal exterior de cualquier dispositivo de formación de imágenes ópticas, tal como un endoscopio o una lente de cámara. Cuando se presiona en contacto con la superficie de un área a ver, el acoplador crea un desplazamiento que permite una visualización transparente desplazando mecánicamente el líquido opaco, los semisólidos, o las partículas. Este desplazamiento permite que el acoplador ópticamente transparente entre en contacto con una superficie de interés, produciendo así una vista sin obstáculos para el observador.

En una realización médica no limitante, el acoplador resuelve un desafío médico de larga duración: mantener el tejido sometido a diagnóstico o reparación quirúrgica libre de sangre, bilis, y/u otros fluidos opacos que obstruirían la vista del médico. Debido a que el acoplador comprende un gel elástico, blando y transparente, los instrumentos médicos estándar se pueden maniobrar dentro del área de desplazamiento, dando al médico un acceso perfecto y una vista transparente del tejido in situ. El acoplador proporciona un tiempo de procedimiento quirúrgico muy reducido, lo que da como resultado efectos menos invasivos y recuperación del paciente más rápida, y un volumen potencialmente mayor de procedimientos programados. El acoplador es de uso intuitivo y no requeriría ninguna curva de aprendizaje para el médico.

En una realización industrial no limitante, el acoplador se puede unir a un boroscopio, a un equipo de inspección de conductos u otro equipo de formación de imágenes para evaluar o reparar superficies obstruidas por fluidos o soluciones opacas, semisólidos o partículas, tal como aceite, aguas residuales o limo.

En un aspecto, se describe un acoplador óptico para montar en un extremo distal de un dispositivo de formación de imágenes ópticas para visualizar un área de superficie cubierta con un fluido opaco y/o partículas. El acoplador incluye una sección de visualización en un extremo del acoplador y una sección de unión conectada a la sección de visualización y que se extiende fuera de ella. La sección de unión se dimensiona para montarse en el extremo distal del dispositivo de formación de imágenes ópticas. La sección de visualización incluye una superficie proximal para acoplar el extremo distal del dispositivo de formación de imágenes ópticas. La sección de visualización incluye una superficie exterior separada de la superficie proximal. La superficie exterior se extiende de forma continua desde un primer límite lateral exterior a través de un segundo límite lateral exterior opuesto de la sección de visualización. La sección de visualización puede incluir un canal de instrumentos hueco que se extiende desde la superficie proximal hacia o a través de la superficie exterior. La sección de visualización puede estar formada por un material elástico capaz de transmitir una imagen óptica del área de superficie. En una forma, el material comprende un gel de silicona o un elastómero de silicona.

En otro aspecto, se describe en la presente memoria un dispositivo para visualizar un área de superficie cubierta con un fluido opaco y/o partículas. El dispositivo incluye una vaina que tiene un primer lumen y un segundo lumen, una guía de luz colocada en el primer lumen para transmitir luz hacia el área de superficie, una fibra portadora de imágenes colocada en el segundo lumen, una lente del objetivo colocada en un extremo distal de la fibra portadora de imágenes y conectada ópticamente a la fibra portadora de imágenes, en donde la lente recibe luz que se ha reflejado desde el área de superficie, y un acoplador óptico montado en un extremo distal de la vaina. El acoplador incluye una sección de visualización en un extremo del acoplador. La sección de visualización incluye una superficie proximal para acoplar el extremo distal del dispositivo de formación de imágenes ópticas, y la sección de visualización incluye una superficie exterior separada de la superficie proximal en donde la superficie exterior se extiende de forma continua desde un primer límite lateral exterior a través de un segundo límite lateral exterior opuesto de la sección de visualización. La sección de visualización incluye un canal de instrumentos hueco que se extiende desde la superficie proximal hacia la superficie exterior. La sección de visualización puede comprender un material elástico capaz de transmitir una imagen óptica del área de superficie. El acoplador incluye una sección de unión conectada a la sección de visualización y que se extiende fuera de ella, en donde la sección de unión se dimensiona para montarse en el extremo distal del dispositivo de formación de imágenes ópticas.

También se describe en la presente memoria un método para visualizar una pared que define una cavidad corporal con un endoscopio en donde la pared está cubierta u obstruida con un fluido opaco y/o partículas. El método usa un endoscopio que comprende una vaina que tiene un primer lumen y un segundo lumen, una guía de luz colocada en el primer lumen, una fibra portadora de imágenes colocada en el segundo lumen, y una lente del objetivo colocada en un extremo distal de la fibra portadora de imágenes en donde la lente está conectada ópticamente a la fibra portadora de imágenes. Un acoplador óptico está montado en un extremo distal de la vaina. El acoplador incluye una sección de visualización en un extremo del acoplador. La sección de visualización incluye una superficie transversal proximal que se acopla al extremo distal de la vaina. La sección de visualización incluye una superficie exterior separada de la superficie proximal en donde la superficie exterior se extiende de forma continua desde un primer límite lateral exterior a través de un segundo límite lateral exterior opuesto de la sección de visualización, y la sección de visualización comprende un material elástico capaz de transmitir una imagen del área de superficie. El endoscopio se inserta en la cavidad corporal, y el acoplador óptico se coloca en contacto con una región de la pared de la cavidad corporal, desplazando así el fluido opaco y/o las partículas adyacentes a la región. La luz se transmite a través de la guía de luz y el acoplador óptico sobre la región, y la luz que se ha reflejado desde la región se recibe en la lente y se transmite una imagen óptica desde la lente a la fibra portadora de imágenes. En otro ejemplo más, se describe un método para visualizar una pared que define una cavidad corporal con un endoscopio donde la pared está cubierta con un fluido opaco y/o partículas. El método incluye las etapas de: (a) proporcionar un endoscopio que comprende (i) una vaina que tiene un primer lumen, un segundo lumen, un tercer lumen y un cuarto lumen, (ii) una guía de luz colocada en el primer lumen, (iii) una fibra portadora de imágenes colocada en el segundo lumen, y (iv) una lente del objetivo colocada en un extremo distal de la fibra portadora de imágenes en donde la lente está conectada ópticamente a la fibra portadora de imágenes; (b) insertar el endoscopio en la cavidad corporal; (c) alimentar un primer precursor a través del tercer lumen y alimentar un segundo precursor a través del cuarto lumen de manera que el primer precursor y el segundo precursor reaccionen para formar un acoplador óptico en un extremo distal de la vaina. El primer precursor puede ser un fluido óptico y el segundo precursor puede ser un agente de reticulación.

El acoplador incluye una sección de visualización en un extremo del acoplador. La sección de visualización incluye una superficie transversal proximal que se acopla al extremo distal de la vaina, y la sección de visualización incluye una superficie exterior separada de la superficie proximal. La superficie exterior se extiende de forma continua desde un primer límite lateral exterior a través de un segundo límite lateral exterior opuesto de la sección de visualización, y la sección de visualización comprende un material elástico capaz de transmitir una imagen del área de superficie. El acoplador óptico se coloca en contacto con una región de la pared de la cavidad corporal, desplazando así el fluido opaco y/o las partículas adyacentes a la región. La luz se transmite a través de la guía de luz y el acoplador óptico sobre la región, y la luz que se ha reflejado desde la región se recibe en la lente y se transmite una imagen óptica desde la lente a la fibra portadora de imágenes.

En otro ejemplo más, la descripción incluye un método para visualizar una superficie de una estructura con una cámara, la superficie que está cubierta con un fluido opaco y/o partículas. El método incluye (a) proporcionar una cámara que tiene una lente y una fuente de luz y (b) montar un acoplador óptico en la cámara acoplando el acoplador óptico en una superficie exterior de la cámara, el acoplador que incluye una sección de visualización en un extremo del acoplador, la superficie exterior se extiende de forma continua desde un primer límite lateral exterior a través de un segundo límite lateral exterior opuesto de la sección de visualización, y la sección de visualización comprende un material elástico capaz de transmitir una imagen del área de superficie. El método también incluye (c) colocar la cámara y el acoplador óptico cerca de la superficie de la estructura, (d) colocar el acoplador óptico en contacto con una región de la superficie de la estructura, desplazando así el fluido opaco y/o las partículas adyacentes a la región; (e) transmitir luz desde la fuente de luz a través del acoplador óptico sobre la región, y (f) recibir en la lente, luz que se ha reflejado desde la región y capturar una imagen óptica en la cámara.

En otro ejemplo más, la descripción proporciona un método para visualizar una superficie de una estructura con un boroscopio, la superficie que está cubierta con un fluido opaco y/o partículas. El método incluye (a) proporcionar un boroscopio que comprende (i) una vaina que tiene un primer lumen, un segundo lumen, un tercer lumen y un cuarto lumen, (ii) una guía de luz colocada en el primer lumen, (iii) una fibra portadora de imágenes colocada en el segundo lumen, y (iv) una lente del objetivo colocada en un extremo distal de la fibra portadora de imágenes, la lente que está conectada ópticamente a la fibra portadora de imágenes; (b) colocar el boroscopio cerca de la superficie; y (c) alimentar un primer precursor a través del tercer lumen y alimentar un segundo precursor a través del cuarto lumen de manera que el primer precursor y el segundo precursor reaccionen para formar un acoplador óptico en un extremo distal de la vaina, el acoplador que incluye una sección de visualización en un extremo del acoplador, la sección de visualización que incluye una superficie transversal proximal que se acopla al extremo distal de la vaina, la sección de visualización que incluye una superficie exterior separada de la superficie proximal, la superficie exterior se extiende de forma continua desde un primer límite lateral exterior a través de un segundo límite lateral exterior opuesto de la sección de visualización, y la sección de visualización que comprende un material elástico capaz de transmitir una imagen del área de superficie. El método también incluye (d) colocar el acoplador óptico en contacto con una región de la superficie de la estructura, desplazando así el fluido opaco y/o las partículas adyacentes a la región; (e) transmitir la luz a través de la guía de luz y el acoplador óptico sobre la región; y (f) recibir en la lente, la luz que se ha reflejado desde la región y transmitir una imagen óptica desde la lente a la fibra portadora de imágenes.

También se describe en la presente memoria un dispositivo de mano que incluye un mango que proporciona al usuario una parte para agarrar y un marco conectado al mango. El marco tiene una cavidad. Una sección transparente se mantiene dentro de la cavidad, la sección transparente se puede punzar.

Estas y otras características, aspectos, y ventajas de la presente invención se comprenderán mejor al considerar la siguiente descripción detallada, dibujos y reivindicaciones adjuntas.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es una vista lateral de una primera realización de un acoplador óptico según la invención.

La figura 2 es una vista en sección transversal del acoplador óptico de la figura 1 tomada a lo largo de la línea 2-2 de la figura 1.

La figura 3 es una vista en sección transversal del acoplador óptico de las figuras 1 y 2 tomada a lo largo de la línea 3-3 de la figura 2, el acoplador óptico que está unido a un endoscopio.

La figura 4 es una vista en sección transversal similar a la figura 3 de una segunda realización de un acoplador óptico según la invención, el acoplador óptico que está unido a un endoscopio.

La figura 5 es una vista en sección transversal similar a la figura 4 de la segunda realización del acoplador óptico según la invención que se acopla a una pared interior de una cavidad corporal.

La figura 6 es una vista en sección transversal similar a la figura 4 de la segunda realización del acoplador óptico según la invención que se acopla a una pared interior de una cavidad corporal en donde se ha hecho avanzar un instrumento médico a través de un lumen de instrumentos del endoscopio, un canal de instrumentos del acoplador óptico, un cuerpo sólido del acoplador óptico, y contra la pared interior de la cavidad corporal.

La figura 7 es una vista en sección transversal similar a la figura 3 de una tercera realización de un acoplador óptico según la invención, el acoplador óptico que está unido a un endoscopio.

La figura 8 es una vista lateral de otra realización de un acoplador óptico según la invención similar al acoplador de las figuras 1 y 2, pero con el canal de instrumentos prolongado a través de la superficie exterior.

La figura 9 es una vista en sección transversal del acoplador óptico de la figura 8 tomada a lo largo de la línea 9-9 de la figura 8.

La figura 10 es una vista lateral de otra realización de un acoplador óptico según la invención donde no hay un canal de instrumentos en el acoplador, y un electrodo y un cable se moldean en el acoplador.

La figura 11 es una vista en sección transversal del acoplador óptico de la figura 10 tomada a lo largo de la línea 11 -11 de la figura 10.

La figura 12a es una vista en sección transversal de otra realización de un acoplador óptico unido a un endoscopio con unos fórceps de biopsia colocados a través del endoscopio y dentro del acoplador óptico, las pinzas de los fórceps de biopsia están abiertas.

La figura 12b es una vista en sección transversal de la realización de la figura 12a, con las pinzas de los fórceps de biopsia cerradas para tomar una muestra de biopsia.

La figura 12c es una vista en sección transversal de la realización de las figuras 12a y 12b, con los fórceps de biopsia que son extraídos después de haber tomado la muestra de biopsia.

La figura 12d es una vista detallada de la realización mostrada en la figura 12a.

La figura 13a es una vista lateral de otra realización de un acoplador óptico donde la superficie exterior del acoplador óptico está en forma de ángulo.

La figura 13b es una vista lateral de la realización de la figura 13a, donde el acoplador óptico está inspeccionando una soldadura.

La figura 14a es una vista en perspectiva de un acoplador óptico similar al acoplador óptico mostrado en las figuras 12a-12c, pero el acoplador óptico está unido a una cámara.

La figura 14b es una vista frontal del acoplador óptico y la cámara de la figura 14a, con el acoplador óptico y la cámara colocados en un conducto lleno de líquido.

La figura 15a es una vista en perspectiva de un acoplador óptico y una cámara similar a la realización mostrada en las figuras 14a y 14b, con un tubo semirrígido colocado paralelo a la cámara y a través del acoplador óptico.

La figura 15b es una vista en planta frontal del acoplador óptico y la cámara de la figura 15a, con el acoplador óptico y la cámara examinando un defecto en un conducto lleno de líquido.

La figura 16 es una vista en sección transversal de otra realización de un acoplador óptico unido a un endoscopio que tiene un canal de fluido auxiliar.

La figura 17a es una vista en sección transversal de un acoplador que tiene una superficie exterior cóncava que está unida a un tejido que se aproxima al endoscopio cubierto de sangre.

La figura 17b es una vista en sección transversal del acoplador y endoscopio de la figura 17a, con el acoplador presionado contra una pared.

La figura 17c es la vista en sección transversal del acoplador y endoscopio de la figura 17b, con el fluido del canal de instrumentos lavando el líquido opaco atrapado entre la superficie exterior del acoplador y la pared.

La figura 18a es una vista en planta lateral de un acoplador unido a un endoscopio con el uso de una tapa.

La figura 18b es una vista en despiece del acoplador de la figura 18a.

La figura 19 es un acoplador unido a un endoscopio rígido que tiene una superficie de extremo de 0 °, con el acoplador que tiene un canal de instrumentos en forma de ángulo.

La figura 20 es un acoplador unido a un endoscopio rígido que tiene una superficie de extremo de 30 °, con el acoplador que tiene un canal de instrumentos recto.

La figura 21 es otra realización de un acoplador unido a un endoscopio, el acoplador que está fabricado con múltiples materiales.

La figura 22a es una vista en perspectiva de un acoplador usado en un dispositivo de mano.

La figura 22b es una vista en sección transversal del acoplador de la figura 22a, con una grapadora pasando a través del acoplador para tratar una laceración.

La figura 23a es una vista en planta frontal de un molde que se puede usar para fabricar un acoplador.

La figura 23b es una vista despiezada del molde de la figura 23a.

En la siguiente descripción de los dibujos se usarán números de referencia similares para referirse a partes similares de una figura a otra.

Descripción detallada de la invención

La invención proporciona un acoplador óptico para la formación de imágenes ópticas mejoradas de superficies cubiertas con fluidos opacos, materiales semisólidos o partículas. En una forma, el acoplador óptico es un gel transparente unido a la parte distal exterior de cualquier dispositivo de captura de imágenes o de formación de imágenes ópticas, tal como un endoscopio o una lente de cámara. Cuando se presiona en contacto con la superficie de un área a ver, el gel crea un desplazamiento que permite una visualización transparente desplazando mecánicamente el líquido opaco o los semisólidos blandos.

Se puede montar una sección de unión del acoplador óptico en la parte distal de la parte de inserción del endoscopio. Una sección de visualización del acoplador óptico comprende un gel blando, elástico, flexible, y ópticamente transparente y cubre el extremo distal del endoscopio. La sección de visualización del acoplador óptico puede ser más gruesa si se necesita un campo de visión más amplio, o más delgada si se necesita una distancia de trabajo más cercana. La sección de unión del acoplador óptico puede ser un manguito continuo a la sección de visualización del acoplador óptico. Este manguito se desliza sobre la parte distal del endoscopio hasta que la superficie interior de la sección de unión del acoplador óptico haga contacto con una lente del endoscopio. Las propiedades elásticas del manguito, como la sección de unión del acoplador óptico, y su diámetro interno más pequeño proporcionan una sujeción segura del endoscopio.

El acoplador óptico puede tener un canal o canales de instrumentos huecos que se extienden a través de la sección de visualización del acoplador óptico. El(Los) canal(es) pueden tener el mismo diámetro y alinearse con el lumen o los lúmenes de instrumentos de trabajo o con el(los) canal(es) del endoscopio. Esto permite que las sondas o instrumentos pasen desde los lúmenes o canales del endoscopio a través de la sección de visualización del acoplador óptico.

A menudo, durante los exámenes y procedimientos endoscópicos, el tejido o un objeto que se está viendo está o puede estar obstruido por sangre u otros fluidos corporales opacos. Con el acoplador óptico unido al endoscopio, el acoplador óptico empuja a través del fluido opaco, desplazándolo. Dado que el acoplador es blando, se puede hacer contacto de manera segura con el tejido u objeto a ver. El acoplador óptico, con una ligera compresión, se mantendrá en contacto con el tejido y, debido a que la sección de visualización del acoplador óptico es transparente, la visibilidad no se ve impedida, proporcionando así una vista transparente de la imagen con el endoscopio.

El objeto que se está viendo puede tener ondulaciones pronunciadas. En una realización del acoplador, una superficie de muy bajo durómetro (blanda) del acoplador se adapta a la forma del objeto. El acoplador tiene una naturaleza muy elástica por lo que se amortiguan las vibraciones y movimientos del endoscopio, mejorando también la capacidad de visualización. Las propiedades blandas, flexibles y elásticas del acoplador óptico causarán deformación o daño mínimo a los tejidos blandos. Se puede aplicar al endoscopio una fuerza adicional más allá de la necesaria para desplazar el fluido opaco para aplanar o extender el tejido que puede estar en un estado contraído. Esto revelaría áreas del tejido que no se verían sin el acoplador. En otra realización, el acoplador puede estar compuesto por un material de alto durómetro (rígido) para permitir que el tejido se adapte a la forma del acoplador. Debido a que el tejido se adapta a la forma del acoplador, los fluidos se desplazan y permiten una visualización transparente. En ambas realizaciones, los instrumentos médicos se pueden pasar a través del lumen o de los lúmenes de instrumentos de trabajo alineado(s) con el endoscopio y el(los) canal(es) de instrumentos del acoplador, haciendo posibles intervenciones quirúrgicas, tomando biopsias, etc., con instrumentos y métodos endoscópicos.

Dependiendo del procedimiento endoscópico, las propiedades del acoplador óptico pueden variar. Por ejemplo, puede ser adecuado que el material del acoplador tenga una alta resistencia a la tracción y una alta resistencia al desgarro. En determinadas aplicaciones, puede resultar beneficioso un material totalmente elástico que proporcione un acoplador elastomérico.

Los acopladores compuestos de materiales hidrófobos pueden ser la mejor opción para su uso en un entorno de agua o sangre. Por ejemplo, un acoplador compuesto de material de silicona repele la sangre, permaneciendo transparente durante períodos prolongados de uso, además, la silicona repele los lípidos. El acoplador, o una parte del acoplador, al estar compuesto de una sustancia hidrófoba no se hinchará por la absorción de agua o fluidos en su entorno de trabajo.

En un entorno de aceite, grasa, y agua, sería ventajoso un acoplador recubierto con un superhidrófilo. Después de que el acoplador tiene una exposición inicial al agua, las moléculas de agua empujan a otras moléculas, obteniendo acceso a la superficie del acoplador formando enlaces de hidrógeno estables que son reacios a romperse. Esto mantiene los contaminantes alejados del acoplador para que permanezca transparente durante más tiempo.

Los acopladores compuestos de materiales hidrófilos pueden resultar ventajosos en el acoplador. Si el acoplador o partes del acoplador están compuestos de una sustancia hidrófila, se hinchará en su entorno de trabajo aumentando el área de desplazamiento o se hinchará a una forma predeterminada.

Una alta resistencia térmica puede ser beneficiosa en el material del acoplador. Por ejemplo, el material no se derretirá con el calor (por ejemplo, 500 °F-1200 °F) de los procedimientos de electrocauterización o ablación por radio. Los materiales aislantes eléctricos y de alta resistencia a la corrosión también son beneficiosos cuando el acoplador se usa en procedimientos de electro, radiofrecuencia, cauterización, o bisturí ultrasónico.

El acoplador también proporciona diversas mejoras de seguridad en los procedimientos endoscópicos. Tanto en la cirugía laparoscópica, como en la general, el humo emitido por el tejido que se quema mientras se usan instrumentos de electrocauterización a menudo causa una visibilidad deficiente o nula en el campo quirúrgico. Los procedimientos deben detenerse hasta que se disipe el humo. Cuando se usa la electrocauterización junto con el acoplador, el acoplador desplaza el humo y permanece constante la visualización del tejido. El acoplador se puede dimensionar para que sea blando y sin bordes afilados que provoquen disecciones. El acoplador se puede dimensionar con un área de superficie más grande para disipar la fuerza cuando un endoscopio se empuja hacia adelante en un lumen corporal. El acoplador se dimensiona con un área de superficie exterior grande en comparación con la lente del objetivo del endoscopio. Esto es ventajoso ya que una pequeña gota de sangre puede oscurecer totalmente la visualización de la lente del objetivo de un endoscopio. Las pequeñas gotas de sangre en la superficie exterior del acoplador oscurecerán la visibilidad solo parcialmente. El acoplador se puede dimensionar con una superficie exterior blanda y resbaladiza en forma de bóveda que permitirá una mejor maniobra en estructuras en forma de tubo tal como el esófago, el colon, las venas, y las arterias. El acoplador también corrige la curvatura de gran angular creada por la lente común usada en los vídeoscopios.

El gel del acoplador puede estar compuesto con una variedad de materiales que incluyen polidimetilsiloxano, hidrogeles, poliuretanos, geles a base de albúmina, geles a base de aceite mineral, poliisopreno, polibutadieno, u otro compuesto transparente. Un material preferido es el polidimetilsiloxano debido a su biocompatibilidad en aplicaciones médicas, bajo precio, y facilidad de moldear y curar. Los hidrogeles transparentes y flexibles que tienen una resistencia extrema al desgarro son otro material preferido.

El material usado para formar el acoplador óptico puede estar compuesto por dos o más compuestos, por ejemplo, un compuesto opaco une y mantiene en posición dos partes de visualización de un acoplador, la primera parte de visualización es un compuesto interior transparente y semirígido con una forma que se corresponde con el campo de visión y un campo de profundidad mínimo del sistema de formación de imágenes, y la segunda parte está unida al límite exterior de la primera parte de visualización y está compuesta de gel muy blando que proporciona un área adicional de desplazamiento de fluido para maniobrar y colocar los instrumentos bajo visualización directa. Los métodos descritos en las patentes de EE.UU. números 7,235,592 y 7,205,339 se puede usar para producir un acoplador con partes o áreas del gel con diferentes propiedades físicas.

La invención se puede usar en diversas aplicaciones. Con la cirugía endoscópica translumenal a través de orificios naturales (NOTES, por sus siglas en inglés), el acoplador permite que los procedimientos continúen cuando un sangrado inesperado u otros fluidos tal como bilis o contenidos del estómago obstruyen la vista. También, el acoplador puede crear o aumentar el espacio de trabajo empujando los órganos fuera del campo de visión. Con un laringoscopio en situaciones traumáticas y de emergencia, el acoplador empujaría la sangre, los objetos extraños, o los alimentos para aumentar la visibilidad para permitir la visualización de la tráquea. Cuando se requiere tomar biopsias, el acoplador aísla el objetivo de biopsia previsto, el tumor o el área a biopsiar del tejido circundante. El enfoque y el contacto cercano con el tejido con la ayuda del acoplador pueden mejorar la confiabilidad permitiendo que se tomen múltiples biopsias en ubicaciones exactas que definen los límites del tumor, y minimizar la entrada de células tumorales en el torrente sanguíneo o los canales linfáticos. Se puede usar una sonda de cauterización o un electrodo simultáneamente o junto con los fórceps de biopsia, lo que minimiza el sangrado y la duración del procedimiento.

El acoplador se puede usar en diversos procedimientos endoscópicos intracardiacos tales como: (1) biopsia de miocardio (para monitorización de trasplantes o muestreo de tumores); (2) reparación o reconstrucción de válvulas; (3) cierre del foramen oval permeable (PFO, por sus siglas en inglés); (4) cierre de la comunicación interventricular (VSD, por sus siglas en inglés); (5) colocación o retirada del cable marcapasos; (6) inyección de células madre; (7) canulaciones del seno coronario (8) y procedimiento de laberinto. En la crioablación, se podría fabricar un acoplador compuesto especializado que tenga canales de calentamiento para calentar la superficie externa del acoplador para proteger el tejido circundante de la congelación. En la ablación por radiofrecuencia, las propiedades aislantes y de aislamiento del acoplador concentrarían la energía, protegiendo el tejido circundante.

El acoplador se puede usar en diversos procedimientos vasculares. El acoplador se puede usar para guiar la colocación adecuada de endoprótesis (stents) cubiertas en aortas diseccionadas, o visualizar un láser intravascular. El acoplador se podría usar para inspeccionar la línea de sutura de una anastomosis de vaso grande o pequeño para evaluar la calidad de la sutura y/o determinar la ubicación de cualquier sangrado.

En determinadas situaciones quirúrgicas o traumáticas, hay un sangrado arterial grave de una herida o un vaso. A menudo, la primera acción que se toma es comprimir con un dedo o una esponja el área de sangrado. Después de que pasa el tiempo, se retira el dedo o la esponja. Si el sangrado continúa, se realiza más compresión o se toman otras acciones, tales como pinzar a ciegas, succionar la sangre fuera y luego pinzar y suturar, o se aplican materiales homeostáticos. La pérdida de sangre puede ser sustancial. Una realización de la invención montada en el extremo de una varilla con forma de dedo se puede comprimir sobre un sitio de sangrado, tanto limpiando el campo de sangre como creando una vista para ubicar el punto de sangrado. Dado que el acoplador es transparente, blando y biocompatible, se puede pasar una sutura o una grapa a través del acoplador para reparar el sitio de sangrado.

El acoplador también es beneficioso en aplicaciones no médicas. Las realizaciones del acoplador se pueden unir al extremo distal (lente del objetivo) de un boroscopio o unir a cámaras de vídeo micro o convencionales, visores de inspección, o cámaras fijas. Esto permite ver y/o hacer reparaciones en el interior de conductos, depósitos de almacenamiento, contenedores, etc. cuando el fluido es opaco, tales como productos derivados del petróleo, alcantarillado, productos alimenticios, pintura, etc., eliminando la necesidad de vaciar los conductos o contenedores (por ejemplo, depósitos de aceite). El tamaño del acoplador o la cantidad de flexibilidad se puede escalar para aplicaciones específicas, por ejemplo, desplazar grandes volúmenes de fluido cuando se examinan áreas grandes. La forma del acoplador puede ser generalmente plana, convexa (con diferentes niveles de curvatura), o con la forma para tareas específicas. Por ejemplo, el acoplador puede tener la forma de un cuadrado, o una forma angular para desplazar los fluidos opacos en las esquinas de un depósito para inspeccionar las juntas. El examen de juntas, soldaduras, uniones en busca de corrosión o grietas se puede realizar en conductos que contienen fluido en movimiento. Se podría usar un acoplador junto con una cámara de vídeo y un vehículo robótico para ver ubicaciones remotas. Los acopladores grandes con canales de trabajo grandes permitirán que los dispositivos pasen a través de un acoplador para hacer reparaciones usando tornillos, parches adhesivos, etc. El acoplador se puede formar a partir de materiales que resistan el ácido, la alcalinidad, el calor alto, o la viscosidad del fluido que está siendo desplazado por el acoplador. A diferencia del uso médico (desechable, de un solo uso), la realización preferida del acoplador con aplicaciones industriales sería reutilizable.

Los canales de trabajo dentro del acoplador o paralelos al acoplador permiten que los instrumentos quirúrgicos, sondas, agujas de biopsia, agujas, suturas, etc. pasen al área que se está viendo. Dado que el acoplador es flexible, los canales se pueden mover dentro o alrededor del acoplador sin comprometer su función. Una propiedad habilitadora del acoplador es su forma blanda y flexible que se adapta al tejido u objeto que se está viendo. Esta característica reduce el daño a tejidos o estructuras delicadas.

Otra ventaja del acoplador es que solo el área específica que se está viendo a través del acoplador unido al endoscopio requiere iluminación y, por lo tanto, la vista objetivo requiere que el sistema de iluminación del endoscopio suministre menos luz. Debido a que el número de fibras de luz requeridas para la iluminación es menor, los endoscopios pueden ser más pequeños o menos costosos de fabricar. También, dado que solo es necesario iluminar el área del acoplador en su límite exterior, se requerirían endoscopios de menor diámetro para ver un área objetivo.

Una fuente de luz externa para el endoscopio puede aumentar la funcionalidad del acoplador. Cuando el acoplador no hace contacto con la superficie del tejido en una cámara grande, tal como el estómago inflado con aire, la luz que se emite desde el extremo distal del endoscopio puede reflejarse desde la superficie exterior del acoplador de vuelta a la lente de la cámara, degradando la vista del endoscopio. Usar una fuente de luz externa y apagar la fuente de luz del endoscopio reduce el reflejo. Alternativamente, una fibra de luz colocada a través del canal de instrumentos que se detiene en el límite exterior proporcionará iluminación mientras se ven los objetos en el estómago inflado. Después de que el acoplador entra en contacto con el tejido cubierto por fluido opaco o sangre, la luz externa se apaga o la fibra de luz se extrae del canal de instrumentos.

El acoplador puede ser un gel semisólido, que es transparente y flexible, que se une a una amplia variedad de endoscopios. Para procedimientos mínimamente invasivos, se usa el visor más pequeño posible. La forma y el tamaño óptimos del acoplador se pueden determinar por el campo de visión del endoscopio, o, a la inversa, se puede elegir un endoscopio que se corresponderá con el tamaño y la forma del acoplador. La forma del acoplador se puede fabricar con una forma formada previamente que se corresponde al contorno del objeto que se examinará, por ejemplo, se podría fabricar un acoplador de endoscopio con la forma del charco de sangre en el vértice del corazón. Este acoplador se puede usar junto con un angioscopio de 2 mm que se maniobra en el vértice del corazón y desplaza la sangre para visualizar la pared interior del ventrículo del corazón latiendo.

El acoplador se puede unir al endoscopio con un material adhesivo transparente. El acoplador se puede unir como una la lente auxiliar o filtro atornillado, lo que permite utilizar diferentes acopladores con diferentes fines o funciones con el mismo visor. El acoplador se puede unir y mantener en su lugar con la succión. El acoplador se puede unir cosiendo con suturas. El acoplador se puede unir con cable, nailon u otro material trenzado. El acoplador se puede unir a endoscopios con malla o membranas plegables. Cuando se usa una red de malla para unir el acoplador al endoscopio, la fuerza y la viscosidad del gel deben ser lo suficientemente altas para impedir que el gel fluya a través de los orificios de la capa exterior de la malla.

Un acoplador se puede comprimir en un tubo fijado al extremo del visor. Un acoplador unido al endoscopio se puede comprimir en una vaina retráctil.

El acoplador se puede fabricar in situ inyectando un fluido óptico (por ejemplo, un polímero de siloxano) y un agente de reticulación (por ejemplo, un silano multifuncional) en dos lúmenes separados del endoscopio. Los componentes líquidos se combinan y reticulan para formar un sólido viscoelástico curado (por ejemplo, un gel de silicona o elastómero de silicona) dentro de una membrana plegable unida al extremo distal del visor. El cuerpo sólido del acoplador se puede reforzar con microhebras delgadas de fibras biocompatibles, fibra de carbono, Nitinol, materiales de sutura, y/o fibras ligeras. La formación in situ del acoplador permite que se forme un acoplador más grande dentro del cuerpo, aumentando el área de visibilidad. El acoplador se puede disolver química o mecánicamente para retirarlo después de su uso.

Si el acoplador está confinado dentro de un balón, membrana, malla o estructura en forma de tubo con una tensión de pared más alta que la presión arterial sistólica, los túneles formados moviendo los instrumentos, sondas, agujas u otros dispositivos dentro del acoplador se rellenarán de gel manteniendo el gel transparente. Para mantener el gel contenido dentro del acoplador, se requeriría una resistencia del gel lo suficientemente alta como para impedir el flujo a través de los orificios hechos en el balón exterior, la membrana o la malla por las agujas o los dispositivos.

Las realizaciones del acoplador pueden tener uno, dos o más canales de trabajo que se alinean con los lúmenes de trabajo del endoscopio. Otras versiones del acoplador permiten canales internos adicionales o a lo largo de los bordes del dispositivo para su uso en procedimientos más complejos, tal como la sutura.

El acoplador se puede usar en cualquier procedimiento mínimamente invasivo. Las biopsias en el cuerpo, por ejemplo, podrían tomarse bajo la vista directa, reduciendo la necesidad de inflado con CO2. El acoplador permite la colocación exacta de agujas y dispositivos médicos en situaciones donde el sangrado activo u otros fluidos corporales impiden la visibilidad. El acoplador se puede mantener con presión sobre un sitio de sangrado activo para detener el sangrado hasta que se complete el proceso de sutura, grapado, pinzado o colocación del dispositivo médico.

Se pueden empujar otros instrumentos o dispositivos a través del acoplador, sin comprometer su forma o transparencia. Los canales se crean perforando el acoplador con agujas, sondas o instrumentos y el canal se volverá a sellar cuando se extraigan los instrumentos médicos.

Uniendo el acoplador a endoscopios que contienen lúmenes de trabajo, el acoplador y el endoscopio funcionan al unísono. Los tubos flexibles, blandos, transparentes o semitransparentes se pasan a través de estos canales que penetran en el acoplador, creando canales continuos que permiten que las sondas pasen al área objetivo. Estas sondas pueden incluir sensores, agujas hipodérmicas, instrumentos, fibras ópticas o dispositivos médicos que se pueden pasar dentro y fuera del acoplador a ubicaciones exactas repetibles.

Se pueden añadir canales fijos externos al endoscopio para encaminar o dirigir las sondas alrededor del acoplador para que se vean y maniobren dentro del área de visión. El dispositivo podría fijarse a un visor de 45 grados o a un espejo fijado a 45 grados de una lente para permitir ver desde el lateral de un visor. Esto permite ver el lateral de los vasos o el tubo a medida que el visor se empuja hacia adelante. Cuando se usa junto con ópticas de gran angular, el acoplador proporciona una vista circunferencial en un conducto o un vaso.

Pasando ahora a las figuras 1-3, se muestra un primer ejemplo de realización de un acoplador 10 óptico según la invención. El acoplador 10 óptico incluye una sección 12 de visualización en un extremo 13 distal del acoplador 10 óptico. La sección 12 de visualización tiene una superficie 14 exterior convexa, generalmente ligeramente curvada, que se extiende desde un primer límite 15 lateral exterior hasta un segundo límite 16 lateral exterior opuesto del acoplador 10 óptico. La superficie 14 exterior puede construirse para ser generalmente plana, pero es preferible una superficie 14 exterior curva porque la curvatura ayuda a limpiar el campo de visión empujando cualquier fluido o materia desde el centro de la superficie 14 exterior hasta los límites 15, 16 exteriores. Una superficie 14 exterior plana puede ser más difícil de limpiar dado que la presión es igual a través de toda el área de contacto y el fluido puede quedar atrapado entre la lente y una superficie en la que se desea ver o realizar el trabajo. También es preferible una superficie 14 exterior curvada para corregir cualquier distorsión de la curvatura creada por una lente 40 del objetivo que se puede usar junto con el acoplador 10. El acoplador 10 óptico tiene una superficie 18 proximal, y un canal 19 de instrumentos hueco se extiende desde la superficie 18 proximal hacia la superficie 14 exterior.

El canal 19 de instrumentos hueco puede construirse de manera que el canal 19 no se extienda todo el camino a través de la sección 12 de visualización hasta la superficie 14 exterior. En un caso de este tipo, se proporciona una sección 20 de barrera de material entre un extremo 21 distal del canal 19 de instrumentos hueco y la superficie 14 exterior del acoplador 10 óptico. Alternativamente, el canal 19 de instrumentos se puede extender en toda la longitud de la sección 12 de visualización, extendiéndose a través del acoplador 10 óptico, como se muestra en las figuras 8 y 9. Una configuración de este tipo puede permitir el intercambio de instrumentos libre y sin trabas. Se puede emplear un sello o válvula 29 hermética, tal como una válvula de tipo Tuohy-Borst, en el extremo 17 proximal del canal 19 de instrumentos del endoscopio para evitar o minimizar que fluyan el aire, fluido, y/o materias extrañas a través del canal 19 de instrumentos.

Mientras se muestra un canal 19 de instrumentos en el acoplador 10 óptico de las figuras 1-3, la sección 12 de visualización puede construirse sin un canal 19 de instrumentos. En un caso de este tipo, los instrumentos pueden pasarse directamente a través de la sección 12 de visualización ya que la sección 12 de visualización puede construirse de un material que sea autosellante y lo suficientemente elástico como para permitir que los instrumentos pasen a través de toda la longitud de la sección 12 de visualización del acoplador 10 óptico. Se muestra un ejemplo de un acoplador 10 óptico sin un canal 19 de instrumentos en las figuras 10 y 11, y se describe con más detalle a continuación.

El acoplador 10 óptico también incluye una sección 22 de unión conectada a la sección 12 de visualización y que se extiende fuera de ella. La sección 22 de unión está en el extremo 23 proximal del acoplador 10 óptico. El extremo 23 proximal del acoplador óptico puede estar en forma de ángulo para reducir la posibilidad de que el acoplador 10 óptico pueda engancharse en cualquier superficie cuando el acoplador 10 óptico se retire de su entorno de uso. En la realización mostrada, la sección 22 de unión tiene la forma de una pared 24 cilíndrica. La superficie 18 proximal y la pared 24 cilíndrica del acoplador 10 óptico definen una abertura 25 cilíndrica hueca del acoplador 10 óptico dentro de la pared 24 cilíndrica en forma de manguito.

Haciendo referencia a la figura 3, el acoplador 10 óptico se puede montar en un endoscopio 30. El endoscopio 30 tiene un extremo 31 distal que se inserta en la abertura 25 cilíndrica hueca del acoplador 10 óptico. En una forma, la pared 24 cilíndrica del acoplador 10 tiene un diámetro de uno a tres milímetros más grande que el endoscopio 30. El endoscopio 30 tiene una vaina 32 con una superficie 33 exterior que se acopla perfectamente con la pared 24 cilíndrica del acoplador 10 óptico. En un ejemplo no limitante, la vaina 32 tiene un diámetro exterior de 7-15 milímetros. Una superficie 34 de extremo del endoscopio 30 se acopla de manera hermética a la superficie 18 proximal del acoplador 10 óptico. El endoscopio 30 incluye un primer lumen 35 y un segundo lumen 36 y un tercer lumen 37 que se extienden desde la superficie 34 del extremo del endoscopio 30 a un extremo proximal (no mostrado) del endoscopio. Son típicos los diámetros internos de lumen de 2-4 milímetros. Una guía 39 de luz está colocada en el primer lumen 35 para transmitir luz hacia un área de superficie en o más allá de la superficie 14 exterior del acoplador 10 óptico. Una lente 40 del objetivo está colocada en un extremo distal de una fibra 42 portadora de imágenes, y la lente 40 está ópticamente conectada a la fibra 42 portadora de imágenes para recibir la luz que se ha reflejado desde el área de superficie que se está viendo. La lente 40 del objetivo y la fibra 42 portadora de imágenes están ubicadas en el segundo lumen 36. El tercer lumen 37 se alinea con el canal 19 de instrumentos hueco del acoplador 10 óptico cuando el acoplador 10 óptico está montado en el endoscopio 30. En la realización mostrada, el canal 19 de instrumentos y el tercer lumen 37 tienen el mismo tamaño de diámetro interior dentro de una tolerancia de ±5 %. El acoplador 10 óptico también puede incluir un diodo emisor de luz (LED, por sus siglas en inglés) 11 cerca de la superficie 14 exterior del acoplador para proporcionar iluminación antes de que el acoplador entre en contacto con cualquier fluido, tejido, o estructura. Se puede proporcionar energía al LED 11 a través de un cable (no mostrado) en el endoscopio 30 o desde una fuente externa.

En una configuración de ejemplo, el endoscopio 30 puede ser un endoscopio de foco fijo que tiene una profundidad de campo específica. La superficie 14 exterior puede estar separada de la superficie 18 proximal del acoplador 10 óptico por una longitud D (ver figura 1) igual a una distancia de referencia seleccionada entre los valores en el intervalo de distancia de profundidad de campo del endoscopio 30. En un ejemplo configuración, el endoscopio 30 puede tener una profundidad de campo en el intervalo de 2 a 100 milímetros. En este caso, la superficie 14 exterior está separada de la superficie 18 proximal del acoplador 10 óptico por una longitud en el intervalo de 2 a 100 milímetros. Preferiblemente, la longitud D es igual a una distancia de referencia que está en el 25 % inferior de los valores en el intervalo de distancia de profundidad de campo del endoscopio 30. En una configuración de ejemplo, el endoscopio 30 puede tener una profundidad de campo en el intervalo de 2 a 100 milímetros. En este caso, la longitud D equivale a un valor de 2-26 milímetros. Más preferiblemente, la longitud D es igual a una distancia de referencia que está en el 10 % inferior de los valores en el intervalo de distancia de profundidad de campo del endoscopio 30. En una configuración de ejemplo, el endoscopio 30 puede tener una profundidad de campo en el intervalo de 2 a 100 milímetros. En este caso, la longitud D equivale a un valor de 2-13 milímetros. Más preferiblemente, la longitud D es igual a una distancia de referencia que es mayor o igual al valor más bajo (por ejemplo, 2 milímetros) en el intervalo de distancia de profundidad de campo del endoscopio 30. En una versión del acoplador 10, la longitud D es de 7-10 milímetros, o una distancia típica a la que se mantiene el endoscopio 30 del tejido que estaría recibiendo un tratamiento o terapia endoscópica.

El diseño de la longitud D para el acoplador 10 óptico también debería tener en cuenta las características de los materiales que componen el acoplador 10, tales como cualquier posible compresión del acoplador 10 cuando se sujeta contra una superficie. Por ejemplo, si el acoplador 10 se puede comprimir 1 milímetro cuando se sujeta contra una superficie y el valor más bajo en el intervalo de distancia de profundidad de campo del endoscopio 30 es 2 milímetros, la longitud D debería ser luego mayor o igual a 3 milímetros para compensar esta posible compresión.

El acoplador 10 óptico se puede formar a partir de una variedad de materiales. En una versión del acoplador 10 óptico, el acoplador 10 óptico se moldea a partir de un material seleccionado entre los geles de silicona, elastómeros de silicona, epoxis, poliuretanos, y mezclas de los mismos. Los geles de silicona pueden ser fluidos de polisiloxano (por ejemplo, polidimetilsiloxano) ligeramente reticulados, donde la reticulación se introduce a través de un silano multifuncional. Los elastómeros de silicona pueden ser fluidos reticulados cuya estructura tridimensional es mucho más intrincada que un gel ya que hay muy poco fluido libre en la matriz. En otra versión del acoplador 10 óptico, el material se selecciona entre hidrogeles tales como alcohol polivinílico, poli (metacrilato de hidroxietilo), polietilenglicol, poli (ácido metacrílico), y mezclas de los mismos. El material para el acoplador 10 óptico también puede seleccionarse entre geles a base de albúmina, geles a base de aceite mineral, poliisopreno, o polibutadieno. Preferiblemente, el material es viscoelástico.

Pasando ahora a las figuras 23a y 23b, se pueden fabricar acopladores 10 completamente funcionales combinando un material de silicona sin curar con un aditivo/agente de curado por calor. Se pueden usar diversos materiales de silicona y aditivos para producir acopladores de diferentes grados de blandura. El material se puede mezclar previamente en un vial de 20 cc y colocar en una cámara de vacío para retirar el aire atrapado en la silicona durante el proceso de mezcla. A continuación, la silicona se vierte en una cámara 1101 de la Parte A de un molde 1100 de cuatro piezas y se coloca en la cámara de vacío si se vieran algunas burbujas. Después de que el material de silicona de la Parte A se limpió, la Parte B del molde se atornilló a la Parte A a través de las roscas 1102, 1103 en las Partes A y B, respectivamente. La cámara 1104 de la Parte B se llena luego y quita burbujas como se describe para la Parte A. Las partes C y D del molde se ensamblan previamente usando un tornillo 1105 de fijación para asegurar que la lente resultante tenga la forma adecuada. La parte 1106 delantera de la Parte C/D ensamblada se sumerge en el material de silicona, se centra luego sobre la silicona en la Parte A/B con la ayuda de los pasadores 1107 de ajuste y se deja caer o empujar hacia abajo en los respectivos orificios 1108 hasta que se asiente por completo contra la Parte B. La parte 1106 delantera incluye un pasador 1109 de canal de instrumentos para formar un canal de instrumentos en el acoplador. El conjunto se cura en un horno a 90 °C durante al menos una hora. Después del curado, el molde 1100 se desmonta desenroscando la Parte A de la Parte B, tirando de la Parte C/D de la Parte B. Se puede colocar un tubo de polivinilo de pared gruesa (no mostrado) sobre la superficie exterior del acoplador, después de aplicar un vacío al tubo del acoplador se saca de la Parte B.

Haciendo referencia de vuelta a las figuras 1-3, en el acoplador 10 óptico, el material es ópticamente transparente de manera que la guía 39 de luz pueda transmitir luz a través del acoplador 10 óptico hacia una superficie en o más allá de la superficie 14 exterior del acoplador 10 óptico y de manera que el acoplador 10 óptico sea capaz de transmitir una imagen óptica del área de superficie que se está viendo de vuelta a la lente 40. En una versión del acoplador 10 óptico, el material tiene un grado de transmitancia de luz superior al 80 % basado en el estándar de prueba ASTM D-1003 (método de prueba estándar para neblina y transmitancia luminosa de plásticos transparentes). En otra versión del acoplador 10 óptico, el material tiene un grado de transmitancia de luz superior al 90 % según el estándar de prueba ASTM D-1003. En otra versión del acoplador 10 óptico, el material tiene un grado de transmitancia de luz superior al 95 % basado en el estándar de prueba ASTM D-1003. En otra versión del acoplador 10 óptico, el material tiene un grado de transmitancia de luz superior al 98 % basado en el estándar de prueba ASTM D-1003. Preferiblemente, el material tiene una absorción óptica de menos del 0,1 % en el intervalo de luz visible y, más preferiblemente, el material tiene una absorción óptica de menos del 0,01 % en el intervalo de luz visible. El material tiene un índice de refracción de aproximadamente 1,3 a aproximadamente 1,7 y, preferiblemente, el índice de refracción del material se corresponde con el índice de refracción de la guía 39 de luz, o es lo más bajo posible.

El acoplador 10 óptico también puede revestirse con diferentes materiales para reducir la cantidad de propiedades de adherencia. Además, algunos revestimientos del acoplador 10 óptico mejoran con reflejos de luz. Los revestimientos de muestra que se pueden usar en el acoplador óptico incluyen polímero de película termoplástica basado en p-xileno tal como Parileno C, que es un polímero biocompatible ópticamente transparente que tiene propiedades hidrófobas y resistentes a la abrasión.

La dureza del material del acoplador 10 óptico se puede variar dependiendo de la aplicación. Si la superficie que se está viendo tiene ondulaciones pronunciadas, se formará una superficie de muy bajo durómetro (blanda) del acoplador a la forma del objeto. Alternativamente, el acoplador podría comprender un material de alto durómetro (rígido) para permitir que el tejido se adapte a la forma del acoplador. En una forma, el material tiene un durómetro que varía de 2 95 en la escala Shore OO. En otra forma, el material tiene un durómetro que varía de 2-20 en la escala Shore OO. En otra forma, el material tiene un durómetro que varía de 40-80 en la escala Shore OO. En otra forma, el material tiene un durómetro que varía de 60-80 en la escala Shore OO. Como se mencionó anteriormente, el material en algunas aplicaciones puede tener preferiblemente un durómetro fuera de los intervalos de la escala Shore 00 que acabamos de analizar. Aunque los materiales que tienen una dureza de 80 o más en la escala Shore OO pueden no considerarse técnicamente un “gel”, esta memoria descriptiva generalmente se refiere a los materiales que pueden componer el acoplador 10 usando el término “gel”. El uso del término “gel” no pretende limitar la invención a materiales específicos o intervalos específicos de dureza en la escala Shore OO.

Pasando ahora a las figuras 4-6, se muestra un segundo ejemplo de realización de un acoplador 210 óptico según la invención. El acoplador 210 óptico se puede formar a partir de cualquiera de los mismos materiales que el acoplador 10 óptico. El acoplador 210 óptico incluye una sección 212 de visualización en un extremo 213 distal del acoplador 210 óptico. La sección 212 de visualización tiene una superficie 214 exterior con un mayor grado de curvatura que la realización mostrada en las figuras 1-3. La superficie 214 exterior convexa, generalmente con forma de cúpula se extiende desde un primer límite 215 lateral exterior hasta un segundo límite 216 lateral exterior opuesto del acoplador 210 óptico. El acoplador 210 óptico tiene una superficie 218 proximal, y un canal 219 de instrumentos hueco se extiende desde la superficie 218 proximal hacia la superficie 214 exterior. Se proporciona una sección 220 de barrera de material entre un extremo 221 distal del canal 219 de instrumentos hueco y la superficie 214 exterior del acoplador 210 óptico. Preferiblemente, toda la sección 212 de visualización (excepto el canal 219 de instrumentos hueco) es un material viscoelástico sólido no poroso.

El acoplador 210 óptico también incluye una sección 222 de unión conectada a la sección 212 de visualización y que se extiende fuera de ella. La sección 222 de unión está en el extremo 223 proximal del acoplador 210 óptico. En la realización mostrada, la sección 222 de unión tiene la forma de una pared 224 cilíndrica. La superficie 218 proximal y la pared 224 cilíndrica del acoplador 210 óptico definen una abertura 225 cilíndrica hueca del acoplador 210 óptico.

El acoplador 210 óptico se puede montar en un endoscopio 30. El endoscopio 30 tiene un extremo 31 distal que se inserta en la abertura 225 cilíndrica hueca del acoplador 210 óptico. El endoscopio 30 tiene una vaina 32 con una superficie 33 exterior que acopla perfectamente la pared 224 cilíndrica del acoplador 210 óptico. Una superficie 34 del extremo del endoscopio 30 se acopla de manera hermética a la superficie 218 proximal del acoplador 210 óptico. El endoscopio 30 incluye un primer lumen 35 y un segundo lumen 36 y un tercer lumen 37 que se extienden desde la superficie 34 del extremo del endoscopio 30 hasta un extremo proximal (no mostrado) del endoscopio. Una guía 39 de luz está colocada en el primer lumen 35 para transmitir luz hacia un área de superficie en o más allá de la superficie 214 exterior del acoplador 210 óptico. Una lente 40 del objetivo está colocada en un extremo distal de una fibra 42 portadora de imágenes, y la lente 40 está ópticamente conectada a la fibra 42 portadora de imágenes para recibir la luz que se ha reflejado desde el área de superficie. La lente 40 del objetivo y la fibra 42 portadora de imágenes están ubicadas en el segundo lumen 36. El tercer lumen 37 se alinea con el canal 219 de instrumentos hueco del acoplador 210 óptico cuando el acoplador 210 óptico está montado en el endoscopio 30. En la realización mostrada, el canal 219 de instrumentos y el tercer lumen 37 tienen el mismo tamaño de diámetro interior dentro de una tolerancia de ±5 %.

El endoscopio 30 puede tener un campo de visión de A grados (por ejemplo, 90-170 °) como se muestra en la figura 4. En la figura 4, una parte de la superficie 214 exterior de la sección 212 de visualización tiene forma de cúpula, y la parte de la superficie 214 exterior de la sección 212 de visualización que tiene forma de cúpula está dentro del campo de visión del endoscopio 30. Esto proporciona formación de imágenes mejoradas con un mayor espacio de trabajo ya que los órganos pueden ser empujados fuera del campo de visión.

Siguiendo haciendo referencia a las figuras 5 y 6, después de que el médico monte el acoplador 210 óptico en el endoscopio 30, el endoscopio se inserta en una cavidad 51 corporal. El acoplador 210 óptico se coloca en contacto con una región 52 de la pared 54 de la cavidad 51 corporal desplazando así el fluido opaco y/o las partículas en contacto con la región o adyacentes a ella. La luz se transmite desde una fuente de luz a través de la guía 39 de luz de una manera convencional. La luz pasa luego a través del acoplador 210 óptico y sobre la región 52. La luz reflejada pasa luego de vuelta a través del acoplador 210 óptico y la lente 40 recibe la luz reflejada de la región 52. La lente 40 transmite una imagen óptica a la fibra 42 portadora de imágenes que transmite la imagen óptica a un visor o pantalla de vídeo de manera convencional.

El médico inserta luego un instrumento 60 médico en la dirección B (ver la figura 5) en el tercer lumen 37 de la vaina 32 del endoscopio 30. El instrumento 60 médico se pasa a través del canal 219 de instrumentos en el acoplador 210 y el instrumento 60 médico se perfora luego a través de la sección 220 de barrera y la superficie 214 exterior del acoplador 210. Luego, se puede realizar un procedimiento médico usando el instrumento 60 médico en la región 52 de la pared 54 de la cavidad 51 corporal. Ejemplos no limitantes del instrumento 60 médico incluye unos fórceps de biopsia, un dispositivo de electrocauterización, un dispositivo de ablación, y un dispositivo de sutura o grapado. Opcionalmente, la óptica de visión se puede perforar a través de la sección 220 de barrera y la superficie 214 exterior del acoplador 210.

Pasando ahora a la figura 7, se muestra un tercer ejemplo de realización de un acoplador 310 óptico según la invención. El acoplador 310 óptico se puede formar a partir de cualquiera de los mismos materiales que el acoplador 10 óptico. El acoplador 310 óptico se puede montar en un endoscopio 30. El acoplador 310 óptico incluye una sección 312 de visualización en un extremo 313 distal del acoplador 310 óptico. La sección 312 de visualización tiene una superficie 314 exterior generalmente con forma de cúpula que se extiende desde un primer límite 315 lateral exterior hasta un segundo límite 316 lateral exterior opuesto del acoplador 310 óptico. El acoplador 310 óptico tiene una superficie 318 proximal y un canal 319 de instrumentos hueco se extiende desde la superficie 318 proximal hacia la superficie 314 exterior. El acoplador 310 óptico también incluye una sección 322 de unión conectada a la sección 312 de visualización y que se extiende fuera de ella. La sección 322 de unión está en el extremo 323 proximal del acoplador 310 óptico. En la realización mostrada, la sección 322 de unión tiene la forma de una pared 324 cilíndrica. La superficie 318 proximal y la pared 324 cilíndrica del acoplador 310 óptico definen una abertura 325 cilíndrica hueca del acoplador 310 óptico.

En el acoplador 310 óptico, se proporciona un paso 373 estrecho en el extremo 321 distal del canal 319 de instrumentos hueco. Una membrana 371 autosellante sella el paso 373 estrecho del canal 319 de instrumentos hueco. La membrana 371 se puede perforar por el instrumento 60 médico y la membrana 371 se vuelven a sellar después de extraer el instrumento 60 de la membrana 371.

Pasando ahora a las figuras 10 y 11, se muestra un acoplador 10 óptico similar al acoplador visualizado en las figuras 1-3, sin embargo, el acoplador 10 no tiene un canal 19 de instrumentos y tiene un dispositivo 75 de electrocauterización. El dispositivo 75 de electrocauterización en el acoplador 10 óptico incluye un cable 27 que se extiende a través de la sección 12 de visualización que se conecta con un electrodo 26 en la superficie 14 exterior. El cable 27 y el electrodo 26 se pueden moldear en los materiales que forman el acoplador 10 óptico durante el proceso de fabricación del acoplador 10. También se pueden moldear otros instrumentos en el acoplador 10 óptico de esta manera. Hacerlo proporcionaría un acoplador 10 óptico que es simple y económico de fabricar, así como un acoplador 10 con una menor probabilidad de que aire, fluido, y/o materias extrañas del entorno circundante entren en el acoplador 10 cuando esté unido a un endoscopio, cámara, u otro dispositivo. En lugar de moldear el cable 27 y el electrodo 26 en el acoplador 10, el cable 27 y el electrodo 26 se pueden suministrar a través de la sección 12 de visualización del acoplador 10 después de que se haya formado el acoplador 10, debido a las propiedades y características del acoplador 10. Por supuesto, los instrumentos distintos del dispositivo 75 de electrocauterización o además del mismo se puede suministrar a través del acoplador 10 cuando el acoplador 10 no tiene un canal 19 de instrumentos.

Sin embargo, el cable 27 unido al electrodo 26 también se pueden configurar en un acoplador 10 óptico que también incluye uno o más canales 19 de instrumentos. El cable 27 puede estar incrustado en la sección 12 de visualización y correr paralelo y cercano al canal 19 de instrumentos hueco. Alternativamente, el cable 27 puede pasar a través de la sección 12 de visualización en un canal 19 de instrumentos.

En un ejemplo de acoplador no limitante para uso en procedimientos endoscópicos gastrointestinales, el durómetro del acoplador es aproximadamente de 15 en una escala Shore OO, si el tejido es delicado. El tejido friable necrótico requiere un durómetro más blando y, por lo tanto, se puede desear un durómetro inferior a 6. El acoplador requiere suficiente resistencia a la compresión y a la flexión para desplazar los fluidos. Si examina un estómago con pliegues múltiples, puede ser deseable un durómetro de 50 en una escala Shore 00. El acoplador debería tener una claridad óptica en el intervalo de luz visible de 400 a 750 nanómetros. Para los estudios de terapia fotodinámica, radiación infrarroja (IR, por sus siglas en inglés) o fluorescencia, pueden ser beneficiosos diferentes intervalos de transmisión, absorción o refracción de la luz.

Otras especificaciones de ejemplo no limitantes para un acoplador usado como un complemento para procedimientos gastrointestinales son las siguientes: Biocompatible, de un solo uso; o hecho para usos múltiples. Flexibilidad: intervalo de durómetro de 2-80, escala Shore 00; Absorción óptica mínima (< 0,1 %); Índice de refracción: aproximadamente 1,40-1,50, pero puede corresponderse con la transmisión de luz del endoscopio, agua, aire o cualquier Índice de refracción que mejor reduzca los reflejos de la superficie de la lente; Resistencia a la tracción: mínima, lo suficientemente fuerte para desplazar el fluido y lo suficientemente resistente para resistir el desgarro; Elástico y autosellante; Hidrofóbico: repelente de superficies; Hidrófilo: dentro de la estructura de la matriz; Alta resistencia térmica: no se derretirá con el calor (500 °F-1200 °F) de la electrocauterización o ablación por radio; y Autolavable: a 250 °F-273 °F.

Pasando ahora a las figuras 12a-12c, se muestra otra realización de un acoplador 410 óptico montado en un endoscopio 30. El acoplador 410 óptico se puede formar a partir de cualquiera de los mismos materiales que los acopladores 10, 210, 310 ópticos descritos anteriormente. El acoplador 410 óptico incluye una sección 412 de visualización con un primer límite 415 exterior y un segundo límite 416 exterior y un canal 419 de instrumentos hueco que se extiende a través de la sección 412 de visualización hasta una superficie 414 exterior. Como se muestra en las figuras 12a-12c, el primer y segundo límites 415, 416 exteriores se extienden en un ángulo a desde la superficie exterior del endoscopio 30.

Se insertan unos fórceps 60 de biopsia en un primer lumen 35 en el endoscopio 30 y se pasan a través del canal 419 de instrumentos en el acoplador 410 óptico. El endoscopio 30 se puede configurar para tener otros lúmenes como se describe en realizaciones previas. En la figura 12a, las pinzas 61 de los fórceps 60 de biopsia se abren cerca de la superficie 414 exterior de la sección 412 de visualización. Debido a que la sección 412 de visualización está compuesta de materiales elásticos, la sección 412 de visualización se puede expandir cuando las pinzas 61 se abren para tomar una muestra de biopsia de tejido de una pared 54 de la cavidad 51 corporal, como se ilustra en la figura 12a. Los fórceps 60 no se pueden abrir en el diámetro fijo del lumen 35 del endoscopio 30. Cuando se abren las pinzas 61 de los fórceps 60, las pinzas 61 con bisagras pueden atrapar material que comprende el acoplador 410, posiblemente obstaculizando la funcionalidad de los fórceps 60. Para aliviar este obstáculo, el canal 419 de instrumentos se puede revestir con un tubo 419a transparente y flexible y/o las pinzas 61 de los fórceps 60 se pueden cubrir con un manguito 61 a blando y flexible, como se ilustra en la figura 12d.

La muestra de biopsia se captura y se retira de la pared 54 de la cavidad 51 corporal como se muestra en las figuras 12b y 12c. La figura 12b muestra las pinzas 61 de los fórceps 60 de biopsia cerrándose y tomando una muestra de biopsia de tejido de una pared 54 de la cavidad 51 corporal. Luego, como se muestra en la figura 12c, los fórceps 60 de biopsia con la muestra de biopsia se pueden retirar del endoscopio 30 pasando a través del canal 419 de instrumentos y el lumen 35. Después de que se extrae e inspecciona la muestra de biopsia, el canal 419 de instrumentos se puede usar para colocar un dispositivo de coagulación en el lugar exacto de la biopsia en la pared 54 o para reinsertar los fórceps 60 de biopsia para obtener una muestra de biopsia adicional.

Otros tipos de fórceps y pinzas de biopsia que se pueden usar con los acopladores descritos en la presente memoria incluyen, pero no se limitan a: copas ovaladas, copas ovaladas largas, copas ovaladas largas con púas, copas dentadas, copas dentadas con púas, pinzas de cocodrilo, pinzas de dientes de rata alargados “retirada de stent”, pinzas de dientes de rata, pinzas de tres clavos, pinzas de trípode, pinzas de horquilla 1x2. Por supuesto, se pueden usar otras herramientas 60 médicas distintas de los fórceps y las pinzas de biopsia con los acopladores descritos en la presente memoria.

Como se mencionó anteriormente, el acoplador óptico se podría usar en aplicaciones no médicas. Las figuras 13-15 muestran dos de tales ejemplos de entornos y aplicaciones en donde se puede emplear el acoplador óptico.

Pasando primero a las figuras 13a y 13b, se muestra un acoplador 510 óptico montado en un boroscopio 77. El acoplador 510 óptico se puede usar para inspeccionar superficies u objetos cubiertos por líquidos opacos o partículas. El acoplador 510 óptico se puede formar a partir de cualquiera de los mismos materiales como se hace referencia para los acopladores 10, 210, 310, 410 ópticos descritos anteriormente. El acoplador 510 óptico tiene una sección 512 de visualización que tiene un primer límite 515 externo, un segundo límite 516 externo, y una superficie 514 exterior que se extiende de forma continua desde el primer límite 515 exterior hasta el segundo límite 516 exterior. El primer y segundo límites 515, 516 exteriores se extienden hacia afuera desde el boroscopio 77 en un ángulo, similar a los límites 415, 416 mostrados en las figuras 12a-12c anteriores. La superficie 514 exterior está en forma de ángulo, de manera que está compuesta por un primer segmento 514a y un segundo segmento 514b. Si se desea, el acoplador 510 óptico se puede configurar con otras características como se describió anteriormente, tal como un canal de instrumentos.

Como se muestra en la figura 13b, el acoplador 510 óptico está diseñado de manera que el primer y segundo segmentos 514a, 514b de la superficie 514 exterior desplazarán el líquido opaco o partículas en una esquina de las dos placas 78, 80 que pueden hacer difícil que se vean las placas 78, 80. Este diseño del acoplador 510 puede ser beneficioso para ver una soldadura 82 entre las placas 78, 80, o para ver las superficies de las placas 78, 80 en busca de defectos. Por supuesto, el acoplador 510 óptico se puede configurar con otras características, como se describió anteriormente.

Las figuras 14a, 14b, 15a, y 15b representan un acoplador 610 óptico montado en una cámara 84. Como se muestra en la figura 14a, la cámara 84 tiene una lente 85 y puede tomar imágenes fijas, vídeos, o ambos. El acoplador 610 óptico se puede formar a partir de cualquiera de los mismos materiales como se hace referencia para los acopladores 10, 210, 310, 410, 510 ópticos anteriormente descritos. El acoplador 610 óptico tiene una sección 612 de visualización, un primer límite 615 exterior, un segundo límite 616 exterior, y una superficie 614 exterior que se extiende de forma continua desde el primer límite 615 exterior hasta el segundo límite 616 exterior. Un anillo 686 de luz está unido a una superficie 87 exterior de la lente 85 de la cámara 84, cerca del extremo 623 proximal del acoplador 610. Como se muestra en la figura 15a, el acoplador 610 óptico también puede incluir un canal 619 de instrumentos de manera que un tubo 88 semirrígido se pueda colocar paralelo a o a través de la cámara 84 y a través del canal 619 de instrumentos. Alternativamente, el acoplador 610 puede no tener un canal 619 de instrumentos y el tubo 88 se puede perforar a través de la sección 612 de visualización. El tubo 88 se puede extender hasta la superficie 614 exterior del acoplador 610 óptico.

Como se muestra en las figuras 14b y 15b, la cámara 84 y el acoplador 610 óptico se pueden colocar en un conducto 90 que está lleno de un líquido 91 opaco, tal como el aceite. La cámara 84 se puede mover a través del uso de una plataforma 92 motorizada para ver la superficie 93 interna del conducto 90 para buscar defectos 94. Como se muestra en la figura 15b, el tubo 88 semirrígido, fijo y paralelo a la cámara 84 y colocado a través del acoplador 610, se puede usar para suministrar adhesivos, cementos, o similares al área 94 del defecto para reparar el defecto.

Otro acoplador 710 óptico se muestra en la figura 16. El acoplador 710 óptico está montado en un endoscopio 30. Un primer lumen 35 del endoscopio 30 se alinea con un canal 719 de instrumentos en el acoplador 710. Un segundo lumen 36 proporciona acceso para una fibra 42 portadora de imágenes conectada a una lente 40, que contacta con el acoplador 710. Un tercer lumen 37 proporciona un canal 41 de fluido auxiliar en el endoscopio 30. Se proporciona una boquilla 43 en el extremo distal del canal 41 de fluido auxiliar. El acoplador 710 óptico incluye una cámara 45 anular que puede recibir fluido 47 desde el canal 41 de fluido auxiliar y la boquilla 43, y permitir que el fluido pase a través del canal 719 de instrumentos en el acoplador 710. El fluido 47 puede ser un fluido transparente, tal como agua o solución salina para enjuagar los residuos en el campo de visión o limpiar la superficie 714 exterior del acoplador 730.

Las figuras 17a-17c ilustran un acoplador 810 que tiene una superficie 814 exterior cóncava y un primer lumen 835 que está montado en un endoscopio 30. Como se muestra en las figuras 17a-17c, a medida que el acoplador 30 se mueve hacia la pared 54 de una cavidad 51 corporal, un líquido 91 opaco (tal como la sangre atrapada) puede quedar atrapado entre la superficie 814 exterior y la pared 54 y restringir el campo de visión del endoscopio 30. El acoplador 810 incluye un canal 819 de instrumentos que está alineado con el primer lumen 835. Por lo tanto, el fluido 47 se puede lavar a través del endoscopio 30 a través del primer lumen 835 y a través del canal 819 de instrumentos en el acoplador 810. Aunque no se muestra, el fluido 47 se puede lavar alternativamente y/o adicionalmente a través del endoscopio 30 a través de un canal de fluido auxiliar en el endoscopio 30, similar al que se describió anteriormente con respecto a la figura 16. Cuando la presión del fluido 47 introducido excede la presión ejercida por el acoplador 810 contra la pared 54 de la cavidad 51 corporal, el fluido 47 lavará el líquido 91 opaco del área entre la superficie 814 exterior y la pared 54 para permitir una vista sin restricciones de la pared 54. Además, debido a que el acoplador 810 puede estar compuesto de materiales blandos, el acoplador 810 puede permitir que el endoscopio 30 vea y realice actividades en la pared 54 de la cavidad 51 corporal con un campo de visión sin restricciones con la aplicación de menos fuerza a la pared 54. Con una lente de gel unida al endoscopio, se puede lograr la inyección de un agente terapéutico después del contacto con el tejido. Una vez que la lesión se ha cortado con una herramienta endoscópica, tal como un cuchillo de electrocauterización o un lazo de cable, la lesión desprendida se puede retirar aplicando succión a través del canal de instrumentos.

Para facilitar la unión a un endoscopio 30, el acoplador 10 se puede empaquetar con una tapa 70 como se ilustra en las figuras 18a y 18b. La tapa 70 se puede asegurar sobre el acoplador 10 como se ilustra en la figura 18a. La tapa 70 protege el acoplador 10 del polvo y las huellas dactilares cuando es manipulado y la tapa tiene preferiblemente una parte superior 76 transparente. La tapa 70 también incluye una varilla 74 que se extiende fuera de la tapa 70 en una dirección opuesta a la tapa 76. La varilla 74 se usa para alinear el acoplador con el endoscopio 30 y puede entrar en el canal 19 de instrumentos del acoplador 10. Una vez que la tapa 70 se coloca en el acoplador 10, la junta tórica 72 que reside en una ranura 71 circunferencial en la tapa 70A se puede deslizar hacia la sección 22 de visualización del acoplador 10 para ayudar a retener el acoplador 10 en el endoscopio 30. Una tapa alternativa (no mostrada) para el acoplador 10 podría envolverse con envoltura de plástico transparente sobre el acoplador 10 después de que la varilla 74 se ha colocado a través del canal 19 de instrumentos del acoplador 10.

El acoplador según la presente invención también se puede usar con endoscopios 30 rígidos. Como se ilustra en la figura 19, un acoplador 10 está unido a un endoscopio rígido que tiene una superficie 34 de extremo de 0 ° y un campo de visión A. Debido a la estructura óptica de la mayoría de los endoscopios rígidos, los lúmenes internos para instrumentos o canales de fluidos no son posibles. Un canal 49 que corre paralelo a la superficie exterior del endoscopio 30 se puede unir al endoscopio, dirigido a través de los laterales del acoplador 10, y salir en ángulo a través de la superficie 14 exterior del acoplador 10. Debido a la naturaleza en forma de ángulo del canal 49, los instrumentos que pasan a través del canal 49 pueden permanecer visibles por el operador y más cerca del centro del campo de visión A del endoscopio 30. Si el endoscopio 30 tiene una superficie 34 de extremo incluida, como se ilustra en la figura 20, el canal 49 puede ser recto para permanecer más cerca del centro del campo de visión B del endoscopio 30. Una pequeña lente incrustada en la superficie de la lente de gel que entra en contacto con las fibras del endoscopio podría reorientar la luz o difundir la luz para reducir los reflejos de la superficie en la lente de gel.

Pasando ahora a la figura 21, un acoplador 910 puede estar compuesto por más de un material. El acoplador 30 puede incluir un primer lumen 35, un segundo lumen 36 con una fibra 42 portadora de imágenes y una lente 40, y un tercer lumen 37. El acoplador 910 puede incluir una lente 40 de plástico o vidrio transparentes dentro de la parte 981 del campo de visión del acoplador 910. La parte 981 del campo de visión del acoplador 910 es preferiblemente 30-40 en la escala Shore OO y se puede usar para reducir la pérdida de luz, ampliar, disminuir la ampliación, redirigir la imagen, o cambiar la distancia focal del endoscopio 30. Una pequeña lente o espejos (no mostrados) colocados en el acoplador 30 cerca de la lente 40 de luz del endoscopio reorientarán la salida de luz, reduciendo los reflejos en el campo de visión A o concentrando la luz dentro del campo de visión A. el acoplador 910 también incluye una parte 983 de canal de instrumentos, que es preferiblemente 6-15 en la escala Shore OO, y una parte 985 de estructura, que es preferiblemente 80 o más en la escala Shore OO.

Ejemplos

Los siguientes ejemplos se han presentado para ilustrar adicionalmente la invención y no pretenden limitar la invención de ninguna manera.

Ejemplo 1

Se formó un acoplador con una forma similar a la de la figura 4 a partir de elastómero de silicona Sylgard® 184 disponible en Dow Corning Midland, Michigan, EE.UU. Esta silicona tiene un índice de refracción de 1,43, y un durómetro de aproximadamente 80 en la escala Shore OO. Se moldeó previamente un cable de electrocauterización monopolar en el acoplador y se pasó el cable a través del canal de trabajo del endoscopio de un gastroscopio Pentax EG3430 de 11,4 mm. El cable estaba conectado a una unidad de electrocauterización Bovie. El acoplador se deslizó sobre el extremo distal del gastroscopio. En el tórax abierto de una oveja, el colonoscopio avanzó en la sangre acercándose a un área para ser electrocoagulada y las imágenes de vídeo mostraron una llama/chispa amarilla de electrocauterio sin humo visible.

Ejemplo 2

Se formó un acoplador con una forma similar a la de la figura 4 a partir de elastómero de silicona Sylgard® 184. El acoplador se unió al extremo de un gastroscopio Pentax EG3430 de 11,4 mm. Se obtuvieron imágenes de vídeo adecuadas en un procedimiento de electrocauterización en la pared del esófago de una oveja.

Ejemplo 3

Se formó un acoplador con una forma similar a la de la figura 4 a partir de elastómero de silicona Sylgard® 184. El acoplador se unió en el extremo de un gastroscopio Pentax EG3430 de 11,4 mm. Se obtuvieron imágenes de vídeo adecuadas en el estómago de una oveja.

Ejemplo 4

Se formó un acoplador con una forma similar a la de la figura 4 a partir de elastómero de silicona Sylgard® 184. El acoplador se unió al extremo de un gastroscopio Pentax 2931 de 9,8 mm. Se obtuvieron imágenes de vídeo adecuadas dentro de la vena cava inferior de una oveja. Se identificó la entrada de la vena porta en la vena cava. También se identificó un pequeño trombo.

Ejemplo 5

Se formó un acoplador con una forma similar a la de la figura 1 a partir del gel de curado OC-451A-LPH 15, un gel de curado óptico a base de silicona disponible en Nye Lubricants, Inc., Fairhaven, Massachusetts, EE. UU. El gel de silicona tiene un índice de refracción de 1,51, y un durómetro de 15 en la escala Shore OO. El acoplador unió al extremo de un gastroscopio Pentax de 9,8 mm. Se obtuvieron imágenes de vídeo adecuadas para la pared del estómago de un cerdo.

Ejemplo 6

Se formó un acoplador con una forma similar a la de la figura 1 a partir de una solución de alcohol polivinílico (PVA, por su siglas en inglés) en un disolvente mixto que consta de agua y dimetilsulfóxido (DMSO, por su siglas en inglés). Se obtuvieron imágenes adecuadas del interior del estómago de un cerdo.

Se fabricaron otros prototipos funcionales de acopladores con: geles de curado óptico a base de silicona OCK-451 -80, OCK-451-LPH, y OCK-451-LPH-15 disponibles en Nye Lubricants, Inc.; dimetilsiloxano curable terminado en dimetilvinilo disponible como Dow Corning CY 52-276; lente de hidrogel; hidrogel de poli (alcohol vinílico) transparente; un compuesto de silicona de dos componentes y baja viscosidad disponible como Master Sil 151MED; y aceite mineral y un plástico en polvo.

Dispositivo de mano

Pasando ahora a las figuras 22a y 22b, se muestra un dispositivo 1010 de mano. El dispositivo 1010 de mano incluye un mango 1012, un marco 1014, y una cavidad 1016 dentro del marco 1014. Dentro de la cavidad 1016 hay una sección 1018 transparente que se puede punzar, o perforar fácilmente, con instrumentos quirúrgicos. La sección 1018 transparente puede estar compuesta de materiales similares como se describió anteriormente con respecto a los acopladores ópticos, y proporciona muchos de los mismos beneficios y ventajas como se describió anteriormente.

El dispositivo 1010 de mano se puede usar en una variedad de circunstancias. Por ejemplo, el dispositivo 1010 de mano se puede usar para apartar un líquido 91 opaco, tal como la sangre, de la pared 54 de una cavidad 51 corporal, tal como cerca de una laceración en la piel de un paciente. Al hacerlo, la sección 1018 transparente permite al médico ver la pared 54 de la cavidad 51 corporal. La presión de la sección 1018 transparente también puede ayudar a la coagulación. Las superficies 1020, 1022 superior e inferior de la sección 1018 transparente pueden ser ligeramente convexas como se muestra, planas o cóncavas como se describió anteriormente con respecto a los acopladores, o proporcionadas en cualquier otra forma deseada. Debido a que la sección 1018 transparente se puede punzar, una herramienta 60 médica (tal como una grapadora) puede pasar a través de la sección 1018 transparente, lo que permite al médico tratar la pared 54 de la cavidad 51 corporal mientras se retira el líquido 91 opaco del área de tratamiento. Como se ilustra en la figura 22b, el mango 1012 puede tener un ángulo con respecto al marco 1014 para proporcionar más espacio para la mano de un médico cuando el dispositivo de mano se mantiene cerca de un área de tratamiento.

La sección transparente también puede ser autosellante, de manera que la herramienta 60 médica se puede retirar sin que los líquidos 91 opacos llenen la sección perforada de la sección 1018 transparente ocupada previamente por la herramienta 60. Además, la sección 1018 transparente se puede separar del dispositivo 1010 de mano de manera que después de un uso se pueda instalar una nueva sección 1018 transparente después de desinfectar el dispositivo 1010 de mano.

La sección transparente puede comprender un material seleccionado entre el grupo que consta de elastómeros de silicona, geles de silicona, geles a base de albúmina, geles a base de aceite mineral, epoxis, poliuretanos, poliisopreno, polibutadieno, y mezclas de los mismos. El material puede ser un polisiloxano reticulado. El material puede ser un hidrogel seleccionado entre el grupo que consta de alcohol polivinílico, poli (metacrilato de hidroxietilo), polietilenglicol, y poli (ácido metacrílico).

Por supuesto, el dispositivo 1010 de mano no está restringido a aplicaciones médicas y se puede usar para otros fines, tales como aplicaciones industriales analizadas anteriormente con respecto a los acopladores ópticos.

Por lo tanto, la invención proporciona un acoplador óptico para montar en un endoscopio, boroscopio, cámara, o similar. El acoplador proporciona una formación de imagen óptica mejorada de superficies cubiertas con fluidos opacos, materiales semisólidos o partículas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un acoplador (10) óptico para montar en un extremo distal de un dispositivo de formación de imágenes ópticas para visualizar un área de superficie, el acoplador (10) que comprende:

una sección (12) de visualización en un extremo del acoplador (10), la sección (12) de visualización que incluye una superficie (18) proximal adaptada para acoplarse al extremo distal del dispositivo de formación de imágenes ópticas, la sección (12) de visualización que incluye una superficie (14) exterior separada de la superficie (18) proximal, la superficie (14) exterior se extiende de forma continua desde un primer límite (15) lateral exterior a través de un segundo límite (16) lateral exterior opuesto de la sección (12) de visualización, la sección (12) de visualización que comprende un cuerpo sólido o semisólido de material elástico o gel transparente capaz de transmitir una imagen óptica del área de superficie y capaz de permitir que se suministre un instrumento a través de la sección (12) de visualización; y una sección (22) de unión conectada a la sección (12) de visualización y que se extiende fuera de ella, la sección (22) de unión que se dimensiona para montarse en el extremo distal del dispositivo de formación de imágenes ópticas.

2. Un dispositivo para visualizar un área de superficie cubierta con un fluido opaco y/o partículas, el dispositivo que comprende:

un dispositivo de formación de imágenes ópticas; y

el acoplador (10) óptico de la reivindicación 1 montado en un extremo distal del dispositivo de formación de imágenes ópticas.

3. El acoplador (10) óptico de la reivindicación 1 o el dispositivo de la reivindicación 2, en donde:

el acoplador (10) óptico incluye un canal (19) de instrumentos que se extiende desde la superficie (18) proximal hacia la superficie (14) exterior.

4. El acoplador (10) óptico o el dispositivo de la reivindicación 3, en donde:

el canal (19) de instrumentos se extiende desde la superficie (18) proximal a través de la superficie (14) exterior, y la sección (12) de visualización incluye una característica de autosellado, la característica permite que la sección (12) de visualización sea perforada por un instrumento y la sección (12) de visualización se pueda volver a sellar después de la extracción del instrumento de la sección (12) de visualización.

5. El acoplador (10) óptico de cualquiera de las reivindicaciones 1, 3 o 4, o el dispositivo de cualquiera de las reivindicaciones 2, 3 o 4, en donde:

la superficie (14) exterior está separada de la superficie (18) proximal por una longitud igual a una distancia de referencia seleccionada entre los valores en el intervalo de distancia de profundidad de campo del dispositivo de formación de imágenes ópticas, la distancia de referencia está preferiblemente en el 25 % inferior de valores en el intervalo de distancia de profundidad de campo del dispositivo de formación de imágenes ópticas, y la distancia de referencia está más preferiblemente en el 10 % inferior de los valores en el intervalo de distancia de profundidad de campo del dispositivo de formación de imágenes ópticas.

6. El acoplador (10) óptico de cualquiera de las reivindicaciones 1, 3, 4 o 5, o el dispositivo de cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, en donde:

una parte de la superficie (14) exterior de la sección (12) de visualización tiene forma de cúpula, y

la parte de la superficie (14) exterior de la sección (12) de visualización está dentro de un campo de visión del dispositivo de formación de imágenes ópticas cuando la sección (22) de unión está montada en el extremo distal del dispositivo de formación de imágenes ópticas.

7. El acoplador (10) óptico de cualquiera de las reivindicaciones 1, 3 a 5 o 6, o el dispositivo de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde:

el material tiene preferiblemente un durómetro de 2-95 en la escala Shore 00, más preferiblemente tiene un durómetro de 2-20 en la escala Shore 00, y lo más preferiblemente tiene un durómetro de 40-95 en la escala Shore 00.

8. El acoplador (10) óptico de cualquiera de las reivindicaciones 1, 3 a 6 o 7, o el dispositivo de cualquiera de las reivindicaciones 2 a 7, en donde:

el material tiene preferiblemente un grado de transmitancia de luz superior al 80 % basado en el estándar de prueba ASTM D-1003, y más preferiblemente tiene un grado de transmitancia de luz superior al 90 % basado en el estándar de prueba As TM D-1003.

9. El acoplador (10) óptico de cualquiera de las reivindicaciones 1, 3 a 7 u 8, o el dispositivo de cualquiera de las reivindicaciones 2 a 8, en donde:

el material tiene una absorción óptica de menos del 0,1 % en el intervalo de luz visible.

10. El acoplador (10) óptico de cualquiera de las reivindicaciones 1, 3 a 8 o 9, o el dispositivo de cualquiera de las reivindicaciones 2 a 9, en donde: el material tiene un índice de refracción de aproximadamente 1,3 a aproximadamente 1,7.

11. El acoplador (10) óptico de cualquiera de las reivindicaciones 1, 3 a 9 o 10, o el dispositivo de cualquiera de las reivindicaciones 2 a 10, en donde:

el material se selecciona del grupo que consta de elastómeros de silicona, geles de silicona, geles a base de albúmina, geles a base de aceite mineral, epoxis, poliuretanos, poliisopreno, polibutadieno, y mezclas de los mismos.

12. El dispositivo de la reivindicación 2 en donde:

el dispositivo de formación de imágenes ópticas incluye una guía (39) de luz, una fibra (42) portadora de imágenes, y una lente (40) del objetivo colocada en un extremo distal de la fibra (42) portadora de imágenes, la lente (40) que está conectada a la fibra (42) portadora de imágenes; y

el material tiene un índice de refracción igual a un índice de refracción de la guía (39) de luz o a un índice de refracción de la fibra (42) portadora de imágenes.

13. El dispositivo de la reivindicación 2, en donde:

el dispositivo de formación de imágenes ópticas incluye una vaina (32) con un lumen (35, 36, 37) para recibir un instrumento;

y el instrumento es uno de entre unos fórceps de biopsia, un dispositivo de electrocauterización, un dispositivo de ablación, un dispositivo de sutura, un dispositivo de grapado, una fibra de luz, y una guía de luz.