ES2965921T3 - Un sistema compacto utilizado para determinar las características de tejido o artefacto - Google Patents

Abstract

Un sistema quirúrgico incluye un eje tubular que tiene una pared que define una superficie exterior y una superficie interior dispuesta alrededor de un espacio interior, teniendo el eje tubular un extremo proximal y un extremo distal. El sistema quirúrgico también incluye al menos un emisor de luz y al menos un sensor de luz dispuesto en el extremo distal del eje tubular, y uno o más cables o conductores acoplados eléctricamente al al menos un emisor de luz o al al menos un sensor de luz. Uno o más cables pueden estar dispuestos en espacios libres definidos por las mordazas primera y segunda. Alternativamente o además, uno o más conductores pueden formarse sobre un sustrato flexible, y el sustrato flexible puede tener un estado deformado en el que el sustrato está dispuesto en el espacio interior. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Un sistema compacto utilizado para determinar las características de tejido o artefacto

Antecedentes

Esta divulgación está dirigida a un sistema utilizado para determinar las características de un tejido o un artefacto, tal como un vaso, y en particular a un sistema usado para determinar características de tejido o de un artefacto.

Los sistemas y métodos que identifican artefactos, y en particular vasos, en el campo quirúrgico durante un procedimiento quirúrgico brindan información valiosa al cirujano o al equipo quirúrgico. Los hospitales estadounidenses pierden miles de millones de dólares al año en costos no reembolsables debido a los daños vasculares accidentales que se producen durante las cirugías. Además, los pacientes relacionados se enfrentan a una tasa de mortalidad de hasta el 32 % y es muy probable que requieran procedimientos correctivos y que permanezcan en el hospital durante nueve días más, dando como resultado en decenas, si no cientos, de miles de dólares en costos adicionales de atención. En consecuencia, existe este valor significativo que se obtiene de los métodos y sistemas que permiten la determinación correcta de la presencia de vasos, tales como vasos sanguíneos, en el campo quirúrgico, de manera que estos costos se puedan reducir o evitar.

Los sistemas y métodos que proporcionan información sobre la presencia de vasos sanguíneos en el campo quirúrgico son particularmente importantes durante los procedimientos quirúrgicos mínimamente invasivos. Tradicionalmente, los cirujanos han confiado en el sentido del tacto durante los procedimientos quirúrgicos para identificar los vasos sanguíneos y para evitar dañar accidentalmente estos vasos. Debido a la tendencia de cambio hacia procedimientos mínimamente invasivos, incluyendo cirugías laparoscópicas y robóticas, los cirujanos han perdido la capacidad de utilizar la visualización directa y el sentido del tacto para determinar la presencia de vasos sanguíneos en el campo quirúrgico. En consecuencia, los cirujanos deben determinar si los vasos sanguíneos están presentes en el campo quirúrgico basándose principalmente en la costumbre y la experiencia. Por desgracia, con frecuencia existen irregularidades anatómicas debido a anomalías congénitas, cicatrices de cirugías previas y a la constitución del cuerpo (por ejemplo, la obesidad). Los sistemas y métodos que permitirían a los cirujanos determinar la presencia y/o las características de los vasos en el campo quirúrgico durante la cirugía (potencialmente en tiempo real o casi en tiempo real) en dichas condiciones serían una ventaja significativa.

Por otro lado, si bien sería ventajoso incluir sistemas y métodos que proporcionen información sobre la presencia de vasos sanguíneos en el campo quirúrgico, la adopción de dichos sistemas y métodos se vería impedida si estos sistemas y métodos complicaran la fabricación y/o el uso de los instrumentos quirúrgicos asociados. Esto es particularmente cierto en el campo de la cirugía mínimamente invasiva, donde el diseño de instrumentos quirúrgicos implica un complejo equilibrio de intereses en competencia y el espacio para la integración de nuevas tecnologías es considerablemente escaso.

Como se expone con más detalle a continuación, la presente divulgación describe una interfaz de usuario que incorpora alternativas ventajosas a los sistemas y métodos existentes, lo que puede proporcionar una mejor identificación para sortear o aislar artefactos, tales como vasos, sin complicaciones indebidas del instrumento o procedimiento quirúrgico.

Sumario

La invención se define en las reivindicaciones adjuntas. La siguiente divulgación describe aspectos ilustrativos adicionales. De acuerdo con un aspecto de la presente divulgación, un sistema quirúrgico incluye un eje tubular que tiene un extremo proximal y un extremo distal, una primera mordaza y una segunda mordaza unidas de manera pivotante en el extremo distal del eje tubular, y al menos un emisor de luz y al menos un sensor de luz. El al menos un emisor de luz está unido a la primera mordaza y el al menos un sensor de luz está unido a la segunda mordaza, cada uno del al menos un emisor de luz y al menos un sensor de luz acoplado a al menos un cable. Las mordazas primera y segunda tienen superficies orientadas hacia adentro que definen al menos en parte uno o más espacios en los que están dispuestos el al menos un cable acoplado a al menos un emisor de luz y el al menos un cable acoplado a al menos un sensor de luz.

De acuerdo con otro aspecto de la presente divulgación, un sistema quirúrgico incluye un eje tubular que tiene una pared que define una superficie exterior y una superficie interior dispuesta alrededor de un espacio interior, teniendo el eje tubular un extremo proximal y un extremo distal. El sistema quirúrgico también incluye al menos un emisor de luz y al menos un sensor de luz dispuestos en el extremo distal del eje tubular, y uno o más conductores acoplados eléctricamente a al menos un emisor de luz o el al menos un sensor de luz. Uno o más conductores están formados sobre un sustrato flexible, y el sustrato flexible tiene un estado deformado en el que el sustrato está dispuesto en el espacio interior.

De acuerdo con otro aspecto más de la presente divulgación, un método para fabricar un sistema quirúrgico incluye formar una pluralidad de conductores sobre un sustrato flexible y acoplar la pluralidad de conductores a al menos un emisor de luz y al menos un sensor de luz. El método también incluye deformar el sustrato flexible y disponer el sustrato flexible deformado en un espacio interior de un eje tubular, teniendo el eje tubular un extremo proximal y un extremo distal y el sustrato flexible deformado dispuesto dentro del espacio interior de modo que el al menos un emisor de luz y el al menos un sensor de luz estén dispuestos en el extremo distal del eje tubular.

De acuerdo con un aspecto adicional de la presente divulgación, un sistema quirúrgico incluye un eje que tiene un extremo proximal y un extremo distal, y un par de mordazas dispuestas en el extremo distal del eje tubular. El sistema incluye además un sustrato flexible sobre el cual se disponen uno o más conductores, teniendo el sustrato flexible un estado deformado en el que el sustrato está unido al par de mordazas, y al menos un emisor de luz y al menos un sensor de luz acoplados eléctricamente a uno o más conductores, de modo que el al menos un emisor de luz esté unido a una primera mordaza del par de mordazas y el al menos un sensor de luz esté unido a una segunda mordaza del par de mordazas.

De acuerdo con un aspecto adicional más de la presente invención, un método para fabricar un sistema quirúrgico, incluyendo el método formar uno o más conductores sobre un sustrato flexible, acoplar uno o más conductores a al menos un emisor de luz y al menos un sensor de luz, y deformar el sustrato flexible. El método incluye además unir el sustrato flexible deformado a un par de mordazas, de modo que el emisor de luz esté unido a una primera mordaza del par de mordazas y el sensor de luz esté unido a una segunda mordaza del par de mordazas.

Breve descripción de los dibujos

La divulgación se entenderá más completamente a partir de la siguiente descripción tomada junto con los dibujos adjuntos. Algunas de las figuras pueden haberse simplificado mediante la omisión de elementos seleccionados con el fin de mostrar más claramente otros elementos. Estas omisiones de elementos en algunas figuras no son necesariamente indicativas de la presencia o ausencia de elementos específicos en cualquiera de los ejemplos de realización, salvo que se indique explícitamente en la descripción escrita correspondiente. Ninguno de los dibujos está necesariamente a escala.

La figura 1 es un diagrama esquemático de un sistema quirúrgico de acuerdo con una realización de la presente divulgación;

La figura 2 es un diagrama esquemático de un sistema quirúrgico de acuerdo con otra realización de la presente divulgación;

La figura 3 es una vista fragmentaria ampliada de una realización basada en reflectancia del instrumento quirúrgico de la figura 1 con emisor de luz y sensor de luz con separación fija, y una sección de un vaso ilustrado próximo al emisor de luz y sensor de luz;

La figura 4 es una vista fragmentaria ampliada de una realización basada en reflectancia del instrumento quirúrgico de la figura 2 con emisor de luz y sensor de luz con separación fija, y una sección de un vaso ilustrado próximo al emisor de luz y a los sensores de luz;

La figura 5 es una vista fragmentaria ampliada de otra realización basada en reflectancia del instrumento quirúrgico de la figura 2 con un emisor de luz y un sensor de luz que tienen una separación ajustable entre sí, y una sección de un vaso ilustrado próximo al emisor de luz y al sensor de luz;

La figura 6 es una vista fragmentaria ampliada de una realización basada en la transmitancia del instrumento quirúrgico de la figura 2 con emisores de luz y sensores de luz, y una sección de un vaso ilustrado según lo dispuesto entre los emisores de luz y los sensores de luz;

La figura 7 es una vista en perspectiva ampliada de un sustrato flexible con una pluralidad de conductores formados sobre el mismo;

La figura 8 es una vista en perspectiva ampliada del sustrato de la figura 7 plegado en forma curva en un estado deformado;

La figura 9 es una vista en perspectiva ampliada del sustrato plegado de la figura 7 dispuesto en un espacio interior de un eje hueco;

La figura 10 es una vista en perspectiva ampliada del sustrato de la figura 7 plegado en forma doblada o en ángulo en un estado deformado;

La figura 11 es una vista en planta ampliada de un sustrato flexible con al menos un emisor de luz y al menos un sensor de luz formado sobre el mismo;

La figura 12 es una vista lateral ampliada que ilustra cómo se puede ensamblar el sustrato flexible de la figura 11 con un instrumento quirúrgico de dos mordazas;

La figura 13 es una vista en planta ampliada de un sustrato flexible con al menos un emisor de luz y al menos un sensor de luz formado sobre el mismo;

La figura 14 es una vista lateral ampliada del sustrato flexible de la figura 13 plegado para ensamblarlo con un instrumento quirúrgico de dos mordazas;

La figura 15 es una vista lateral ampliada que ilustra cómo se puede ensamblar el sustrato flexible de la figura 13 con un instrumento quirúrgico de dos mordazas;

La figura 16 es una vista frontal ampliada de una realización de un instrumento quirúrgico de dos mordazas con al menos un emisor de luz y al menos un sensor de luz acoplado al mismo;

La figura 17 es una vista frontal parcial, ampliada del instrumento quirúrgico de dos mordazas de la figura 16; La figura 18 es una vista en sección transversal parcial del instrumento quirúrgico de dos mordazas de la figura 16, con una parte de las mordazas retirada para exponer los cables acoplados a al menos un emisor de luz y a al menos un sensor de luz interior a las mordazas;

La figura 19 es una vista en sección transversal parcial del instrumento quirúrgico de dos mordazas de la figura 16, con una porción de la pared del eje retirada para ilustrar una realización de un mecanismo para mover las mordazas;

La figura 20 es un diagrama esquemático de un sistema quirúrgico de acuerdo con una realización de la presente divulgación, junto con una realización de un sistema de vídeo, que ilustra el sistema quirúrgico en uso con el sistema de vídeo; y

La figura 21 es un diagrama esquemático de un sistema quirúrgico de acuerdo con una realización de la presente divulgación, junto con otra realización de un sistema de vídeo, que ilustra el sistema quirúrgico en uso con el sistema de vídeo.

Descripción detallada de varias realizaciones

Las realizaciones descritas en el presente documento proporcionan estructuras para su uso con o en sistemas usados para determinar características de tejido y/o artefactos en un campo quirúrgico usando un emisor de luz y un sensor de luz. En particular, el sistema quirúrgico puede incluir un eje que tiene un extremo distal y un extremo proximal, incluyendo el extremo proximal una empuñadura o mango. El sistema también incluye al menos un emisor de luz y un sensor de luz unidos al extremo distal del eje. De acuerdo con determinadas realizaciones, el emisor de luz y el sensor de luz pueden estar unidos cada uno a un par de mordazas. Un controlador puede estar acoplado a al menos el al menos un sensor de luz. El cirujano puede usar el instrumento quirúrgico anteriormente mencionado como parte del procedimiento, o el cirujano puede usar el instrumento quirúrgico para inspeccionar o estudiar el campo quirúrgico.

En cualquier caso, un instrumento de este tipo con un eje alargado puede ser del tipo que se utiliza en cirugías robóticas y mínimamente invasivas. De esta forma, existe el deseo de minimizar las dimensiones de la abertura a través de la cual se dispondrá el eje. La minimización de la abertura conduce a la minimización de las dimensiones exteriores del eje. A su vez, las dimensiones exteriores del hueco influyen en el espacio disponible en el interior del eje.

Como se ha mencionado anteriormente, si la incorporación de nueva tecnología complica el instrumento quirúrgico o su uso, la complejidad bien puede impedir la adopción de la nueva tecnología. En consecuencia, es deseable un sistema que permita que la nueva tecnología tenga el mínimo impacto en la estructura, el funcionamiento y/o el uso del instrumento. En particular, con tecnología destinada a su uso en cirugías mínimamente invasivas y/o robóticas, es deseable minimizar los requisitos espaciales de la nueva tecnología y/o simplificar su integración en el instrumento general.

Por lo tanto, sería preferible una estructura que simplifique el acoplamiento del emisor de luz/sensor de luz y el controlador sin requerir rediseño o reempaquetado de los mecanismos operativos, tales como el mecanismo de actuación, del instrumento quirúrgico. Por otro lado, es deseable que dicha solución no requiera la inclusión de lúmenes adicionales en el elemento o eje alargado, debido a que la inclusión de dichos lúmenes adicionales perturbaría la disposición de las estructuras existentes dentro del eje. Asimismo, la creación de un elemento alargado, tal como un eje tubular o una varilla, con lúmenes que se extienden desde el extremo distal hasta un extremo proximal con precisión suficiente para permitir que se disponga un cable u otro conductor a lo largo del lumen puede presentar un problema de fabricación difícil, si no imposible.

Además, donde el instrumento quirúrgico incluye un par de mordazas, con el emisor de luz dispuesto en una de las mordazas y el sensor de luz dispuesto en la otra de las mordazas, sería deseable proporcionar un sistema que minimizara el efecto sobre la disposición y funcionamiento de las mordazas. En particular, sería deseable que el sistema limitara la complejidad de las conexiones requeridas para el emisor de luz y/o el sensor de luz con respecto a la estructura y el funcionamiento de las mordazas. Es más, sería deseable que el sistema limitara el número total de componentes necesarios, simplificando de este modo el método de montaje del instrumento.

Se propone que una serie de realizaciones para acoplar eléctricamente el emisor de luz y/o el sensor de luz y el resto de los componentes eléctricos (por ejemplo, el controlador) pueden mejorar la capacidad de adoptarse de dicha tecnología manteniendo la simplicidad de la estructura, el funcionamiento y/o el uso del instrumento.

En particular, las realizaciones ilustrativas se ilustran en las figuras 7-15 en donde se utiliza un sustrato flexible para simplificar las conexiones entre el emisor de luz/sensor de luz y el controlador. Además, determinadas realizaciones ilustradas en las figuras 7-15 utilizan un sustrato flexible para simplificar la integración de la tecnología en un instrumento quirúrgico de dos mordazas, y en particular un instrumento quirúrgico de dos mordazas donde al menos una de las mordazas es móvil con respecto a un eje al que se une o conecta el par de mordazas.

Esta tecnología se puede usar con una configuración en la que el emisor de luz y el sensor de luz están dispuestos uno frente al otro en una configuración basada en transmitancia, o el emisor de luz y el sensor de luz pueden estar dispuestos generalmente en la misma dirección en una configuración basada en reflectancia. Por lo tanto, antes de analizar la estructura, el funcionamiento y el montaje de las realizaciones que incorporan el sustrato flexible, se describió la estructura general y el funcionamiento del sistema con respecto a las figuras 1-6. Estas realizaciones que se describen a continuación tienen fines explicativos y no limitativos.

Se ilustra un sistema quirúrgico 100, cuyo sistema 100 puede ser usado para determinar, por ejemplo, una característica (por ejemplo, presencia, diámetro, etc.) de un vaso, V, en una región 102 de tejido, T, próxima a un extremo de trabajo 104 de un instrumento quirúrgico 106. Se entenderá que el vaso V puede estar conectado a otros vasos con la región 102 de tejido T y, además, el vaso V puede extenderse más allá de la región 102 para estar en comunicación fluida con otros órganos (por ejemplo, el corazón) que también estén en el cuerpo del paciente. Asimismo, aunque el tejido T aparece en las figuras 1-6 rodeando completamente el vaso V (en términos de circunferencia y longitud) a una profundidad particular, este no tiene por qué ser el caso en todos los ejemplos en los que se utilice el sistema 100. Por ejemplo, el tejido T puede rodear solo parcialmente la circunferencia y/o rodear solo una sección de la longitud del vaso V, o el tejido T puede cubrir el vaso V en una capa muy fina. Como ejemplos no limitativos adicionales, el vaso V puede ser un vaso sanguíneo y el tejido T puede ser tejido conectivo, tejido adiposo y/o tejido hepático.

De acuerdo con las realizaciones ilustradas, el extremo de trabajo 104 del instrumento quirúrgico 106 es también un extremo distal de un eje 108. En consecuencia, el extremo de trabajo y el extremo distal se denominarán extremo de trabajo 104 o extremo distal 104. El eje 108 también tiene un extremo proximal 110, y una empuñadura o mango 112 (denominado en el presente documento indistintamente empuñadura 112) está dispuesto en el extremo proximal 110 del eje 108. La empuñadura 112 está diseñada de acuerdo con la naturaleza del instrumento 106; en cuanto al disector ilustrado en la figura 1, la empuñadura 112 puede definirse a lo largo de una longitud del eje 108, mientras que en cuanto al dispositivo de ligadura térmica ilustrado en la figura 2, la empuñadura 112 puede ser una empuñadura de tipo pistola que incluye un gatillo 114. Como una alternativa adicional, se pueden utilizar anillos para los dedos dispuestos en una empuñadura generalmente de tipo tijera.

Mientras que el extremo de trabajo o distal 104 y el extremo proximal 110 con empuñadura 112 se ilustran dispuestos en los extremos más opuestos del eje 108, se reconocerá que determinados instrumentos quirúrgicos tienen extremos de trabajo (donde se adjunta una punta de herramienta, por ejemplo) dispuestos en los extremos más opuestos del eje y una región de agarre dispuesta intermedia a los extremos de trabajo opuestos. De acuerdo con los términos "distal" y "proximal" como se utilizan en el presente documento, los extremos de trabajo de dicho instrumento se denominan en el presente documento extremos distales y la región de agarre extremo proximal. En relación con las realizaciones ilustradas, sin embargo, los extremos distal y proximal están ubicados en los extremos más opuestos (o simplemente opuestos) del eje 108.

Como se ha mencionado anteriormente, de acuerdo con las realizaciones preferidas ilustradas, el sistema quirúrgico 100 incluye un sensor con al menos un emisor de luz 120 (o simplemente el emisor de luz 120) y al menos un sensor o detector de luz 122 (o simplemente el sensor de luz 122). Véanse las figuras 3-6. De acuerdo con las realizaciones ilustradas, un controlador 124 está acoplado al emisor de luz 120 y al sensor de luz 122, dicho controlador 124 puede incluir un divisor 126 y un analizador 128 como se explica a continuación. Véanse las figuras 1 y 2.

El emisor de luz 120 está dispuesto en el extremo de trabajo 104 del instrumento quirúrgico 106. El sensor de luz 122 también está dispuesto en el extremo de trabajo 104 del instrumento quirúrgico 106. Como se ilustra en las Figuras 3 y 4, el sistema 100 puede funcionar de acuerdo con un enfoque basado en la reflectancia, de modo que el emisor de luz 120 y el sensor de luz 122 puedan estar orientados en una dirección común y con una separación fija entre ellos, por ejemplo, en un extremo romo de una herramienta de disección laparoscópica o disector (Fig. 3) o en una sola mordaza de un dispositivo de dos mordazas, tal como un dispositivo de ligadura térmica (Fig. 4), aunque el ángulo relativo entre el emisor de luz 120 y el sensor de luz 122 puede ser fijo o variable. El emisor de luz 120 y el sensor de luz 122 de un sistema basado en reflectancia pueden construirse de modo que la separación entre el emisor de luz 120 y el sensor de luz 122 pueda ajustarse, por ejemplo, colocando el emisor de luz 120 en el extremo o punta de una de las mordazas de un dispositivo de dos mordazas y el sensor de luz 122 en el extremo o punta de la otra mordaza del dispositivo de dos mordazas, como se ilustra en la figura 5. Como alternativa, el sistema 100 puede funcionar de acuerdo con un enfoque basado en la transmitancia, de modo que el(los) sensor(es) de luz 122 estén dispuestos opuestos y enfrentados al(los) emisor(es) de luz 120, por ejemplo, en mordazas opuestas de un instrumento quirúrgico 106 como se ilustra en la figura 6.

El emisor de luz 120 puede adaptarse para emitir luz de al menos una longitud de onda. Por ejemplo, el emisor de luz 120 puede emitir luz que tiene una longitud de onda de 660 nm. Esto se puede lograr con un solo elemento o una pluralidad de elementos (elementos que se pueden organizar o configurar en una matriz, por ejemplo, como se explica en detalle a continuación). De manera similar, el sensor de luz 122 está adaptado para detectar luz de al menos una longitud de onda (por ejemplo, 660 nm). De acuerdo con las realizaciones descritas en el presente documento, el sensor de luz 122 incluye una pluralidad de elementos, dichos elementos están dispuestos o configurados en una matriz.

De acuerdo con determinadas realizaciones, el emisor de luz 120 puede configurarse para emitir luz de al menos dos longitudes de onda diferentes, y el sensor de luz 122 puede configurarse para detectar luz de al menos dos longitudes de onda diferentes. Como ejemplo, el emisor de luz 120 puede emitir y el sensor de luz 122 puede detectar luz en el rango visible y luz en el rango del infrarrojo cercano o infrarrojo. Específicamente, el emisor de luz 120 puede emitir y el sensor de luz 122 puede detectar luz a 660 nm y a 910 nm. Una realización de este tipo se puede utilizar, por ejemplo, para asegurar una penetración óptima del vaso sanguíneo V y el tejido circundante T en condicionesin vivo.

Dependiendo del efecto de los cambios en el flujo sanguíneo, también se puede emitir y detectar luz de una tercera longitud de onda. Es decir, si se descubre que el método de detección es sensible a diferentes velocidades de flujo sanguíneo en el vaso de interés, luz a 810 nm (es decir, en el punto isobéstico) se puede emitir y detectar para permitir la normalización de los resultados para limitar o eliminar los efectos de los cambios en el flujo sanguíneo.

De acuerdo con algunas realizaciones, el sensor de luz individual 122 está adaptado para generar una señal que comprende un primer componente pulsátil y un segundo componente no pulsátil. Se reconocerá que el primer componente pulsátil puede ser un componente de corriente alterna (CA) de la señal, mientras que el segundo componente no pulsátil puede ser un componente de corriente continua (CC). Donde el sensor de luz 122 tiene la forma de una matriz, la información pulsátil y no pulsátil se puede generar para cada elemento de la matriz, o al menos para cada elemento de la matriz que define al menos una fila de la matriz.

En cuanto al componente pulsátil, se reconocerá que se puede describir que un vaso sanguíneo tiene una pulsación característica de aproximadamente 60 pulsos (o latidos) por minuto. Aunque esto puede variar según la edad y la condición del paciente, el intervalo de pulsación suele estar entre 60 y 100 pulsos (o latidos) por minuto. El sensor de luz 122 producirá una señal (que se pasa al controlador 124) con una forma de onda de CA particular que corresponde al movimiento de la sangre a través del vaso. En particular, la forma de onda de CA corresponde a la luz absorbida o reflejada por el flujo sanguíneo pulsátil dentro del vaso. Por otro lado, el componente CC corresponde principalmente a la luz absorbida, reflejada y/o dispersada por los tejidos superficiales.

De acuerdo con dichas realizaciones, el controlador 124 está acoplado al sensor de luz 122, y puede incluir un divisor 126 para separar el primer componente pulsátil del segundo componente no pulsátil para cada elemento de la matriz de sensores de luz 122. El controlador 124 también puede incluir un analizador 128 para determinar la presencia y/o característica(s) del vaso V dentro de la región 102 próxima al extremo de trabajo 104 del instrumento quirúrgico 106 basándose (al menos en parte) en el componente pulsátil.

Como se ha mencionado anteriormente, las realizaciones descritas en el presente documento pueden incluir una estructura para conectar el emisor 120/sensor 122 con el controlador 124. Las figuras 7-10 ilustran las realizaciones que proporcionan dicha estructura que puede simplificar la fabricación de las conexiones, así como el montaje del instrumento 106. Es más, la realización puede reducir o simplificar los requisitos espaciales de los conductores que forman las conexiones.

De acuerdo con esta realización, se proporciona un sustrato flexible 140. El sustrato 140 puede tener un estado inicialmente plano, como se ilustra en la figura 7. El sustrato flexible 140 tiene un estado deformado, como se ilustra en la figura 8 o 10. En este estado deformado, el sustrato 140 puede tener una forma curva en sección transversal, como se ilustra en la figura 8. La forma curva puede estar abierta, en forma de arco, por ejemplo, o cerrada, en forma de círculo o elipse. Como alternativa, el sustrato 140 puede tener un estado deformado que está doblado, en ángulo o es angular en sección transversal, como se ilustra en la figura 10. También son posibles otras formas.

La forma del sustrato 140 en el estado deformado puede ser una forma que el sustrato 140 asume después de que el sustrato 140 se somete a un proceso de deformación, tal como doblado o enrollado. El sustrato 140 puede mantener el estado deformado una vez que se ha aplicado el proceso de deformación, o el proceso de deformación puede usarse para darle al sustrato 140 una forma particular antes de su inserción en un soporte o estructura de soporte. Por ejemplo, un ejemplo de un soporte o estructura de soporte se ilustra en la figura 9, en forma de eje hueco o tubular. Un soporte de este tipo podría ayudar a mantener el sustrato en forma curva.

No es necesario que el sustrato 140 tenga una forma que se ajuste a la forma general del soporte, sin embargo. El sustrato puede adoptar una forma que sea conveniente para su inserción y, a continuación, puede adoptar una forma en el estado deformado como consecuencia de la estructura del soporte. Por ejemplo, el sustrato 140 se puede enrollar en una sección transversal en espiral de una dimensión externa más pequeña de un diámetro interno de un eje hueco o tubular para su inserción, y se puede permitir que el sustrato 140 se expanda desde este estado intermedio hasta su estado deformado en donde hace contacto con la superficie interior del eje (por ejemplo, como se ilustra en la figura 9). En dicha realización, el sustrato 140 puede aproximarse mucho o amoldarse a la superficie interior del soporte. Si la superficie interior del soporte (por ejemplo, eje hueco) tiene una sección transversal circular, entonces la sección transversal del sustrato también puede ser curva (o incluso circular).

De acuerdo con las realizaciones ilustradas en las figuras 7-10, el sustrato puede tener un estado plano y un estado deformado. Esto es ventajoso desde el punto de vista de la fabricación de estructuras sobre el sustrato. Las estructuras, tales como uno o más conductores 142, se pueden formar en el sustrato plano utilizando procedimientos tradicionales en donde las trazas conductoras, almohadillas, etc. se graban a partir de una capa de material aplicada a una primera superficie 144 del sustrato (a la que se puede hacer referencia como el lado superior por razones de conveniencia considerando la orientación del substrato

140 en la figura 7, pero no a modo de limitación). Es posible formar estructuras en ambos lados del sustrato y, por tanto, podrían formarse uno o más conductores en la segunda superficie 146, u opuesta, (a la que se puede denominar el lado inferior por conveniencia considerando la orientación del sustrato 140 en la figura 7, pero no de forma limitativa) en su lugar o también. También se pueden utilizar otros métodos para formar las trazas conductoras, almohadillas, etc., por ejemplo, procesos aditivos donde las trazas conductoras, almohadillas, etc. se forman aplicando una capa de material conductor según sea necesario, en lugar de eliminar material no deseado o innecesario. Una vez que los conductores han sido definidos en una o ambas superficies 144, 146, el sustrato 140 puede deformarse (por ejemplo, enrollarse o doblarse).

De acuerdo con una realización, el sustrato puede estar compuesto por DuPont Pyralux AP. Este material está hecho de un compuesto de acero recubierto de cobre y poliimida (lámina de poliimida y cobre). El material ofrece una resistencia aceptable a las altas temperaturas (con una temperatura de funcionamiento de hasta 180 °C). El espesor de un sustrato hecho de DuPont Pyralux AP puede variar para determinadas realizaciones desde aproximadamente 34,4 |jm hasta aproximadamente 222,4 jm , dependiendo del espesor del dieléctrico (1 mil a 6 mil-25,4 um a 152,4 um) y las trazas de cobre (0,25 oz/pie2 a 2 oz/pie2 - 9 um a 70 um). Se puede agregar un refuerzo FR4 al sustrato debajo de los componentes para evitar que la flexión se doble, y se rompa potencialmente, las conexiones de los componentes (por ejemplo, uniones soldadas).

Además de tener uno o más conductores 142 formados en el sustrato flexible 140, el emisor 120 o el sensor 122 pueden montarse sobre el sustrato flexible. En particular, el sustrato 140 puede tener una o más almohadillas formadas sobre el mismo, y el emisor 120 y/o el sensor 122 pueden estar unidos a esas almohadillas de modo que el emisor 120 y/o el sensor 122 estén soportados sobre el sustrato 140. De acuerdo con una realización alternativa, el emisor 102 y/o el sensor 122 pueden estar unidos a los conductores formados en el sustrato 140, pero no soportados sobre el sustrato 140 (por ejemplo, el emisor 102 y/o el sensor 122 pueden estar en voladizo desde el sustrato 140). Cualquiera de las dos opciones es posible, al igual que otras alternativas.

En las figuras 11-15 se ilustran varias realizaciones en donde el emisor 120 y/o el sensor 122 están unidos al sustrato. Esta disposición del emisor 120, el sensor 122 y el sustrato pueden simplificar la fabricación del sistema, porque la formación de trazas conductoras sobre el sustrato puede permitir la eliminación de un número significativo de cables que de otro modo serían necesarios para conectar el emisor 120 y/o el sensor 122 al controlador 124. Adicionalmente, la unión del emisor 120 y/o el sensor 122 al sustrato flexible puede permitir la fabricación de un subconjunto que puede moverse con una o ambas de un par de mordazas, simplificando de este modo también el montaje del sistema.

Una primera realización se ilustra en las figuras 11 y 12. De acuerdo con esta realización, un subconjunto 160 incluye un sustrato flexible 162 que tiene una primera sección 164 y una segunda sección 166. La primera sección 164 y la segunda sección 166 están unidas en una bisagra viva 168, que también está definida por el sustrato 162. El sustrato 162 puede tener uno o más conductores 170 formados sobre el mismo, con una o más almohadillas conductoras 172 acopladas a uno o más conductores. Se pueden unir uno o más cables a los conductores 170, mientras que los emisores 120 están unidos a un primer conjunto de almohadillas 172 y el sensor 122 (en forma de una matriz de sensores, tales como un conjunto de sensores lineales) está conectado a un segundo conjunto de almohadillas.

En la realización ilustrada, las secciones primera y segunda 164, 166 tienen aproximadamente la misma longitud, debido a que las mordazas 180, 182 a las que están unidas las secciones 164, 166 también tienen aproximadamente la misma longitud. De acuerdo con otras realizaciones, las secciones primera y segunda 164, 166 pueden tener una longitud desigual. Las secciones primera y segunda 164, 166 también tienen la misma anchura, nuevamente debido a las dimensiones de las mordazas 180, 182 a las que están unidas las secciones 164, 166. De nuevo, de acuerdo con otras realizaciones, las secciones primera y segunda 164, 166 pueden tener una anchura desigual. Como se ilustra, las secciones primera y segunda 164, 166 tienen forma aproximadamente rectangular, con el extremo o extremos más cortos de cada una de las secciones primera y segunda 164, 166 unidos a la bisagra viva 168. En este caso también, pueden ser posibles otras formas para las secciones 164, 166.

La bisagra viva 168 está formada por un puente 174 de sustrato 160 que conecta las secciones primera y segunda 162, 164. El ancho del puente 174 puede ser menor que el ancho de las secciones primera y segunda para permitir una mayor flexibilidad en la región de la bisagra viva 168. Para este fin, pueden eliminarse las porciones de los extremos (por ejemplo, muescas) de las secciones primera y segunda 162, 164. Como alternativa, el puente 174 puede formarse con una anchura menor (o más estrecha) que las secciones primera y segunda 162, 164. La bisagra viva 168 permite que el subconjunto que incluye el emisor 120 y los sensores 122 se mueva con las mordazas 180, 182.

De acuerdo con esta realización, los conductores 170 y las almohadillas 172 pueden formarse sobre el sustrato 160 con el sustrato 160 en su estado plano en la figura 11. El emisor 120 y los sensores 122 también pueden estar unidos a las almohadillas 172 con el sustrato 160 en su estado plano. A continuación, el sustrato 160 puede deformarse alrededor de la bisagra viva 168 para ensamblarse con el resto del instrumento 106. A continuación, el sustrato deformado 160 se une a las mordazas 180, 182 del instrumento 106 (por ejemplo, superficies 184, 186), con lo cual la naturaleza flexible del sustrato 160, y en particular el puente 174, permite que el subconjunto se mueva de acuerdo con el movimiento de las mordazas 180, 182.

Aunque la realización de las figuras 11 y 12 utiliza el sustrato flexible para montar el emisor 120 y el sensor 122 mientras conecta el subconjunto al controlador 124 mediante uno o más cables, también es posible utilizar el sustrato flexible para conectar el subconjunto al controlador 124. Las realizaciones de las figuras 13-15 ilustran dicha realización.

Como se ilustra en la figura 13, el sustrato 190 incluye tres secciones 192, 194, 196 que están conectadas por dos bisagras vivas 198, 200. Las bisagras vivas 198, 200 permiten que las secciones 192, 194, 196 se deformen o doblen entre sí para ensamblarse con el resto del instrumento 106, y que al menos las secciones 194, 196 se muevan entre sí de acuerdo con el movimiento de una o ambas mordazas 180, 182. Las bisagras 198, 200 están definidas por puentes 202, 204 del sustrato 190 que conectan los extremos de las tres secciones 192, 194, 196. De acuerdo con la realización ilustrada, el emisor 120 está unido a la primera sección 192, mientras que el sensor 122 está unido a la segunda sección 194.

Como se ilustra, se forman una pluralidad de conductores 206 y almohadillas 208 en al menos una superficie 210 del sustrato 190. El emisor 120 y el sensor 122 están unidos al primer y segundo conjunto de almohadillas 208. Los conductores 206 están unidos a las almohadillas 208 y, en última instancia, unen las almohadillas 208 al controlador 124.

Como se ilustra en la figura 14, el sustrato 190 se dobla de modo que las secciones primera y segunda 192, 194 pueden unirse a las mordazas 180, 182, mientras que la tercera sección 196 puede estar dispuesta dentro del eje. En particular, las secciones primera y segunda 192, 194 pueden doblarse alrededor de la bisagra viva 198 de modo que las primeras superficies 210 de las secciones primera y segunda 192, 194 estén enfrentadas entre sí. Por otro lado, las secciones segunda y tercera 194, 196 están dobladas alrededor de la bisagra viva 200 de modo que una segunda superficie 212 de las secciones segunda y tercera 194, 196 estén enfrentadas entre sí.

De acuerdo con esta realización, la tercera sección 196 se insertaría en el espacio interior del eje con la primera superficie 210 del sustrato 190 orientada hacia la superficie interior del eje. La estructura plegada de las secciones segunda y tercera 194, 196 se uniría entonces a la mordaza 182 (por ejemplo, la superficie 186), mientras que la primera sección 192 estaría unida a la mordaza 180 (por ejemplo, las superficies 184). De esta manera, la primera sección 192 se movería con la mordaza 180 con respecto a la segunda sección 194 y la mordaza 182.

De acuerdo con otra realización similar a la de las figuras 13-15, el sustrato también incluye tres secciones que están conectadas por dos bisagras vivas. Las bisagras vivas permiten que las tres secciones se doblen entre sí para ensamblarse con el resto del instrumento 106, y que al menos dos secciones se muevan entre sí de acuerdo con el movimiento de una o ambas mordazas 180, 182. Las bisagras están definidas por puentes del sustrato que conectan los extremos de las tres secciones. El emisor 120 está unido a la primera sección, mientras que el sensor 122 está unido a la segunda sección.

El sustrato se pliega de una manera similar a la de la realización de las figuras 13-15: las secciones primera y segunda pueden doblarse alrededor de la primera bisagra viva de modo que las primeras superficies de las secciones primera y segunda estén enfrentadas entre sí, mientras que las secciones segunda y tercera están dobladas alrededor de la segunda bisagra viva de modo que las segundas superficies de las secciones segunda y tercera estén enfrentadas entre sí. A diferencia de la realización de las figuras 13-15, la segunda y tercera secciones están unidas a superficies opuestas de la mordaza 182, mientras que la primera sección está unida a la mordaza opuesta 180. De esta forma, la primera sección puede moverse en relación con la segunda sección, mientras que la segunda sección no está doblada con dicha curvatura tan pronunciada en la bisagra como en la realización de las figuras 13-15. Esto puede reducir las tensiones causadas al doblar el sustrato para tener las segundas superficies de las secciones segunda y tercera enfrentadas entre sí.

Habiendo analizado la estructura, el funcionamiento y el montaje de diversas realizaciones ilustrativas que utilizan un sustrato flexible, una realización de acuerdo con la invención, que define un instrumento quirúrgico de dos mordazas que tiene al menos un emisor de luz y al menos un sensor de luz se ilustra en las figuras 16-19. Si bien la realización utiliza conductores en forma de cables o alambres para conectar al menos un emisor de luz y al menos un sensor de luz al resto del equipo, la forma y disposición de las mordazas de acuerdo con la realización de las figuras 16-18 también se pueden utilizar para permitir el paso de sustratos flexibles dentro y fuera del eje del instrumento quirúrgico.

Las figuras 16-19 ilustran un instrumento quirúrgico de dos mordazas que incluye una primera mordaza 220 y una segunda mordaza 222. Las mordazas primera y segunda 220, 222 están unidas a un eje 224 en un pivote o bisagra 226. Como puede observarse mejor en la figura 16, cada una de las mordazas 220, 222 tiene una abertura o paso 228, 230 que está alineado con las aberturas o pasos 232, 234 en un extremo distal 236 del eje 224. Un sujetador 238 en forma de pasador o varilla está dispuesto a través de las aberturas o pasos 228, 230, 232, 234 para unir las mordazas 220, 222 al eje 224. Aunque se ilustran los extremos del sujetador 238 extendiéndose más allá de una superficie exterior del eje 224 en las figuras 16 y 17, los extremos pueden terminar cerca de la superficie exterior de acuerdo con otras realizaciones.

Como se ilustra en las Figuras 18 y 19, el eje 224 tiene un eje longitudinal 240 que se extiende generalmente desde el extremo distal 236 hasta un extremo proximal, donde se pueda disponer el mango o la empuñadura. Como puede observarse mejor en la figura 19, cada mordaza 220, 222 tiene un primer brazo o extremo distal 242, 244 que depende de la bisagra 226 en una dirección distal a lo largo del eje longitudinal 240 y un segundo brazo proximal o extremo 246, 248 que depende de la bisagra en una dirección proximal a lo largo del eje longitudinal 240. Como se ve en las figuras 16 y 18, al menos un emisor de luz 250 está unido al extremo distal 242 de la mordaza 220, mientras que al menos un sensor de luz 252 está unido al extremo distal 244 de la mordaza 222.

Como se ilustra en las Figuras 16 y 18, el instrumento quirúrgico puede incluir uno o más cables 254, 256 para acoplar el al menos un emisor de luz 250 y el al menos un sensor de luz 252 al resto del equipo, que puede estar ubicado en el extremo proximal del eje 224 o incluso puede estar más alejado del extremo distal 236 del eje 224. Si bien el cable 254 y el cable 256 pueden incluir en realidad una pluralidad de cables o alambres (por ejemplo, seis cables para al menos un emisor de luz 250 y seis cables para al menos un sensor de luz 252, dichos cables pueden ser, por ejemplo, un cable trenzado aislado o un cable de núcleo sólido aislado que tiene un calibre de AWG 32 o 36, preferentemente en forma de cable plano) que puede ensamblarse o no como una sola unidad, para facilitar el análisis, se hará referencia a cada uno de los cables 254, 256 en singular. El cable 254 está acoplado en un extremo distal 258 a al menos un emisor de luz 250, y el cable 256 está acoplado a un extremo distal 260 del al menos un sensor de luz 252, mientras que los extremos proximales de ambos cables 254, 256 pueden acoplarse al resto del equipo.

Para acomodar los cables 254, 256, los brazos o extremos distales 242, 244 están espaciados entre sí para permitir que los cables salgan/entren en el eje 224 que es hueco. Como puede observarse mejor en la figura 17, se introduce un espaciador 262 entre las superficies interiores u orientadas hacia dentro 264, 266 de las mordazas 220, 222. El espaciador 262 puede tener un primer extremo 268 que hace contacto con la superficie 264, y un segundo extremo 270 que hace contacto con la superficie 266. Como se ilustra, el espaciador 262 está formado integralmente (es decir, como una sola pieza) con la mordaza 222, aunque este no tiene por qué ser el caso de acuerdo con otras realizaciones.

El espaciador 262 define espacios libres 272, 274 para los cables 254, 256, como se ve en las figuras 16 y 17. Los espacios libres 272, 274 son volúmenes a través de los cuales los cables 254, 256 pueden salir/entrar en el eje 224 sin que las otras estructuras de las mordazas 220, 222 incidan sobre los cables 254, 256 para engarzar, pellizcar o aplastar los cables 254, 256. Los espacios libres 272, 274 pueden estar definidos por las superficies interiores 264, 266 de las mordazas 220, 222 y el espaciador 262. Los espacios libres 272, 274 pueden tener un área de sección transversal de 1,75 mm de ancho y 1,25 mm de alto, por ejemplo.

El instrumento quirúrgico también incluye un mecanismo para abrir y cerrar las mordazas 220, 222 (es decir, superficies móviles 276, 278 más separadas y juntas). Aunque en las figuras 18 y 19, se ilustra una realización de dicho mecanismo, se pueden usar otros mecanismos para abrir y cerrar las mordazas 220, 222. Por ejemplo, aunque el mecanismo ilustrado está colocado más cerca del extremo proximal del eje 224 que del extremo distal 236 (con relación a la bisagra 226) en las figuras 18 y 19, otros mecanismos operan las mordazas 220, 222 desde el otro lado de la bisagra 226.

Como se ilustra, los extremos proximales 246, 248 de las mordazas 220, 222 tienen cada uno una pista o ranura 280, 282 que se forma a través de los extremos 246, 248. Las ranuras 280, 282 están dispuestas generalmente a lo largo de un eje longitudinal 284, 286 de la respectiva mordaza 220, 222. Como se ilustra, las ranuras 280, 282 pueden estar dispuestas en un ligero ángulo con respecto al eje longitudinal respectivo 284, 286. Un pasador, varilla o leva 288 se recibe dentro de las ranuras 280, 282, y puede moverse a lo largo de las ranuras 280, 282 entre un primer extremo 290, 292 de las ranuras 280, 282 y un segundo extremo 294, 296 de las ranuras 280, 282.

El pasador 288 está unido a un extremo distal 298 de un accionador 300, que puede incluir un yugo 302 y una varilla de empuje 304 como se ilustra. El extremo proximal del accionador 300 puede estar unido a un mecanismo tal como una empuñadura de tijeras o una empuñadura de gatillo, que puede estar dispuesto en el extremo proximal del eje 224. El movimiento del accionador 300 en una dirección generalmente longitudinal hacia la derecha, con referencia a la orientación ilustrada en la figura 19, hará que el pasador 288 se mueva desde los primeros extremos 290, 292 a los segundos extremos 294, 296 de las ranuras 280, 282, lo que hará que las superficies 276, 278 se muevan una hacia la otra (es decir, para cerrar las mordazas 220, 222). El movimiento del accionador 300 en una dirección generalmente longitudinal hacia la izquierda, con referencia a la orientación ilustrada en la figura 19, hará que el pasador 288 se mueva desde los segundos extremos 294, 296 a los primeros extremos 290, 292 de las ranuras 280, 282, lo que hará que las superficies 276, 278 se separen (es decir, para abrir las mordazas 220, 222, como se ilustra en la figura 19). El accionador 300 puede estar desviado (por ejemplo, mediante el uso de un resorte u otro elemento elástico) hacia la izquierda de modo que las mordazas 220, 222 estén abiertas por defecto.

Cuando, como se ilustra en la figura 18, el accionador 300 está dispuesto centralmente dentro del eje 224, una superficie interior 306 del eje 224 y una superficie exterior 308 del accionador 300 definen un paso 310 entre el extremo distal 236 y el extremo proximal del eje 224. El paso 310 puede ser anular o puede tener alguna otra forma. El paso 310 puede ser discontinuo en determinadas realizaciones, de modo que haya una sección discreta alineada con el espacio libre 272 y una sección discreta alineada con el espacio libre 274. El paso 310 permite que los cables 254, 256 se extiendan o dependan entre el extremo distal 236 y el extremo proximal del eje 224.

A continuación, se proporcionan detalles adicionales con respecto al sensor, el controlador y otro equipo auxiliar.

El emisor de luz 120 puede incluir uno o más elementos, como se ha referido anteriormente. De acuerdo con una realización ilustrada esquemáticamente en la figura 6, el sensor de luz 122 puede incluir un primer emisor de luz 120 1, un segundo emisor de luz 120-2 y un tercer emisor de luz 120-3. Todos los emisores de luz pueden estar adaptados para emitir la luz a una determinada longitud de onda (por ejemplo, 660 nm), o determinados emisores pueden emitir la luz a diferentes longitudes de onda que otros emisores. Cada emisor de luz puede ser un diodo emisor de luz, por ejemplo.

En cuanto a aquellas realizaciones en donde el emisor de luz 120 tiene la forma de una matriz que incluye uno o más diodos emisores de luz, como se ilustra en la figura 6 o cualquiera de las figuras 11-15, Los diodos pueden estar dispuestos en forma de una matriz unidimensional, bidimensional o tridimensional. Un ejemplo de una matriz unidimensional puede incluir la disposición de los diodos a lo largo de una línea en un solo plano, mientras que un ejemplo de una matriz bidimensional puede incluir la disposición de los diodos en una pluralidad de filas y columnas en un solo plano. Otro ejemplo de una matriz bidimensional puede incluir la disposición de los diodos a lo largo de una línea sobre o en una superficie curva. Una matriz tridimensional puede incluir diodos dispuestos en más de un plano, tal como en una pluralidad de filas y columnas sobre o en una superficie curva.

El sensor de luz 122 también puede incluir uno o más elementos. De nuevo, de acuerdo con la realización ilustrada en la figura 6, el sensor de luz 122 puede incluir un primer sensor de luz 122-1, un segundo sensor de luz 122-2, un enésimo sensor de luz 122-n, y así sucesivamente. Como ocurrió en el caso de los emisores de luz 120-1, 120-2, 120 3, los sensores de luz 122-1, 122-2, 122-3 pueden disponerse en una matriz y, de la misma manera, se puede aplicar en este sentido el análisis con respecto a las matrices anteriores.

De hecho, cuando la matriz de sensores de luz 122 incluye una fila de sensores de luz (tal como en la figura 6), la matriz 122 puede denominarse alternativamente como una matriz lineal. Los sensores de luz individuales de la matriz 122 pueden estar dispuestos de forma adyacente entre sí, o los sensores de luz pueden estar espaciados entre sí. Incluso puede caber la posibilidad de que los sensores de luz individuales que definen una fila de sensores de luz estén separados entre sí por sensores de luz que definen una fila o columna diferente de la matriz. De acuerdo con una realización particular, sin embargo, la matriz puede comprender un dispositivo de carga acoplada (CCD), y en particular un dispositivo de formación de imágenes con CCD lineal que comprenda una pluralidad de píxeles. Como una alternativa adicional, puede usarse una matriz de sensores CMOS.

Aunque la disposición del emisor de luz 120 y el sensor de luz 122 puede variar con respecto a las realizaciones basadas en reflectancia de las figuras 3-5, es igualmente cierto que el emisor de luz 120 y el sensor de luz 122 pueden implicar una pluralidad de elementos.

Comparando la disposición ilustrada en las figuras 3-5 con la de la figura 6 entonces, el emisor de luz 120 y el sensor de luz 122 están dispuestos generalmente orientados en una dirección común (es decir, la dirección de la muestra de tejido de interés). Esto no requiere que el emisor 120 y el sensor 122 estén dispuestos generalmente en un plano común, aunque sí se prefiere. De acuerdo con determinadas realizaciones, el emisor 120 y el sensor 122 pueden formarse integralmente (es decir, como una sola pieza) con un instrumento quirúrgico 106 (véase las figuras 3-5), aunque otras opciones son posibles, como se analiza más adelante. De esta manera, la luz emitida por el emisor 120 y dispersada por el tejido de interés puede ser capturada por el sensor de luz 122.

Es más, se cree que el espacio entre el emisor 120 y el sensor 122 puede influir en la luz recibida por el sensor 122. Como se entiende actualmente, después de que los fotones abandonan el emisor 120 en contacto con el tejido, un conjunto de fotones independientes regresa a la superficie y alcanza el sensor 122. Algunos de los fotones detectados viajan una distancia corta desde el plano del emisor y del detector y salen en el sitio del sensor 122, mientras que algunos fotones viajan más dentro del tejido antes de salir a la superficie sin ser absorbidos (los fotones que se absorben no pueden contribuir a la fotocorriente). Las distribuciones de longitud de trayectoria y la profundidad de penetración de los fotones que alcanzan el sensor 122 varían en función de la separación emisor-sensor, con valores máximos de penetración efectiva de profundidad de fotones varias veces mayores que la separación física emisorsensor. Por ejemplo, se ha determinado que una separación entre el emisor 120 y el sensor 122 de 5 mm puede permitir la detección de vasos de 0 mm a 12 mm desde la superficie del tejido.

Cambios en el volumen sanguíneo, debido a diferencias en las presiones sistólica y diastólica dentro de una arteria incrustada en tejido, afectan al número relativo de fotones de largo recorrido que sobreviven y alcanzan el sensor 122. La diferencia observada temporalmente en el número de fotones de largo recorrido que resulta de la presencia de una arteria en la trayectoria del fotón es responsable de la señal pulsátil (CA). Para una pequeña separación fuentedetector, los fotones detectados que atraviesan distancias más cortas están menos expuestos al ciclo sanguíneo de una arteria a mayor profundidad debajo de la superficie del tejido y, por lo tanto, sobreviven con una probabilidad más uniforme entre las condiciones sistólicas y diastólicas. Con una mayor separación fuente-detector, un mayor porcentaje de fotones que lleguen al sensor 122 serán fotones de largo recorrido, lo que da dando como resultado amplitudes de pulso detectadas más grandes. Por lo tanto, se cree que aumentar el espacio entre el emisor 120 y el sensor 122 puede permitir que la luz penetre aún más profundamente en el tejido, permitiendo la detección de vasos a profundidades aún mayores.

Se cree además que ajustar el ángulo del emisor 120 y/o del sensor 122 puede proporcionar un efecto similar. Es decir, similar a la forma en que un cambio en la distancia lineal entre el emisor 120 y el sensor 122 permite el muestreo de una proporción diferente de fotones de largo recorrido en el sensor de superficie 122, una variación en el ángulo del emisor 120 y/o del sensor 122 puede cambiar la profundidad y la distancia a la que viajan los fotones antes de ser muestreados por el sensor 122. En consecuencia, se cree que los cambios en el ángulo del emisor y/o sensor permiten variar la profundidad a la que el instrumento 106 puede detectar los vasos.

Por tanto, de acuerdo con las realizaciones descritas en el presente documento, el emisor 120 y el sensor 122 pueden estar dispuestos para montarse en una relación fija entre sí, o en una relación móvil o ajustable. En particular, las figuras 3 y 4 ilustran realizaciones en donde el emisor 120 y el sensor 122 están a una separación fija entre sí, y también tienen una relación angular fija entre el emisor 120 y el sensor 122. Una realización de este tipo permitiría al usuario estar seguro de que los vasos detectados están dentro, por ejemplo, 12 mm del extremo de trabajo 104 del instrumento 106. Por el contrario, la realización de la figura 5 tiene el sensor 122 montado en una primera mordaza 180 del instrumento 106 y el emisor 120 montado en una segunda mordaza 182 del instrumento 106. Dicha realización permitiría al usuario variar la profundidad de detección simplemente variando la distancia entre las mordazas 180, 182 del instrumento 106: con las mordazas 180, 182 cerradas, el usuario puede buscar vasos poco profundos (es decir, vasos dispuestos dentro de 12 mm de la superficie del tejido), mientras que con las mordazas 180, 182 abiertas, el usuario puede buscar vasos más profundos (es decir, vasos dispuestos a más de 12 mm por debajo de la superficie del tejido). De acuerdo con la realización ilustrada en la figura 5, la estructura de control para operar las mordazas 180, 182 puede incluir un mecanismo para modificar la distancia entre las mordazas 180, 182 de una manera controlada (por ejemplo, en incrementos discretos) de modo que el usuario pueda determinar la separación de las mordazas (y por tanto la profundidad de detección) sin visualización de las mordazas 180, 182.

Como se ha mencionado anteriormente, el emisor de luz 120 de cualquiera de las figuras 3-5 puede incluir uno o más elementos. De acuerdo con dicha realización, todos los elementos pueden estar adaptados para emitir luz a una determinada longitud de onda (por ejemplo, 660 nm), o determinados elementos pueden emitir luz a diferentes longitudes de onda que otros emisores. Se cree que un sistema con múltiples emisores de luz 120 y/o múltiples sensores 122 aumentará la relación señal-ruido y la resolución espacial en comparación con un sistema que contiene un único emisor 120 y sensor 122.

En cuanto a aquellas realizaciones en donde el emisor de luz 120 tiene la forma de una matriz que incluye uno o más diodos emisores de luz, Los diodos pueden estar dispuestos en forma de una matriz unidimensional, bidimensional o tridimensional. Un ejemplo de una matriz unidimensional puede incluir la disposición de los diodos a lo largo de una línea en un solo plano, mientras que un ejemplo de una matriz bidimensional puede incluir la disposición de los diodos en una pluralidad de filas y columnas en un solo plano. Otro ejemplo de una matriz bidimensional puede incluir la disposición de los diodos a lo largo de una línea sobre o en una superficie curva. Una matriz tridimensional puede incluir diodos dispuestos en más de un plano, tal como en una pluralidad de filas y columnas sobre o en una superficie curva.

El sensor de luz 122 de acuerdo con las realizaciones de las figuras 3-5 también pueden incluir uno o más elementos individuales. Como fue el caso con el emisor de luz 120, los elementos del sensor de luz 122 pueden disponerse en una matriz, y el análisis sobre las matrices anteriores se aplica en este caso con igual fuerza.

Además, el sensor de luz 122 puede incluir un mecanismo para excluir físicamente los fotones que llegan al sensor 122 desde una variedad de ángulos. Este mecanismo puede consistir en una máscara o capa rallada para filtrar físicamente los fotones que no lleguen al sensor 122 en un ángulo casi perpendicular. Se ha observado que la profundidad de penetración media de los fotones que salen del emisor 120 es igual a poco más de la mitad de la distancia de separación fuente-detector (aproximadamente 2,5 mm de penetración para nuestro espaciado de 5 mm). Este mecanismo aumentará la proporción de fotones de largo recorrido y de penetración profunda que son recibidos por el sensor 122, aumentando así la profundidad a la que el instrumento puede detectar los vasos.

En cuanto a todas las realizaciones anteriores, el sistema 100 puede incluirhardwareysoftwareademás del emisor 120, sensor 122 y controlador 124. Por ejemplo, cuando se utiliza más de un emisor 120, se puede proporcionar un controlador de accionamiento para controlar la conmutación de los elementos emisores individuales. De manera similar, se puede proporcionar un multiplexor donde se incluye más de un sensor 122, multiplexor que puede acoplarse a los sensores 122 y a un amplificador. Es más, el controlador 124 puede incluir filtros y conversión de analógico a digital, según sea necesario.

De acuerdo con determinadas realizaciones, el divisor 126 y el analizador 128 pueden estar definidos por uno o más componentes de circuito eléctrico. De acuerdo con otras realizaciones, uno o más procesadores (o simplemente, el procesador) puede programarse para realizar las acciones del divisor 126 y el analizador 128. De acuerdo con otras realizaciones más, el divisor 126 y el analizador 128 pueden estar definidos en parte por los componentes del circuito eléctrico y en parte por un procesador programado para realizar las acciones del divisor 126 y el analizador 128.

Por ejemplo, el divisor 126 puede incluir o estar definido por el procesador programado para separar el primer componente pulsátil del segundo componente no pulsátil. Es más, el analizador 128 puede incluir o ser definido por el procesador programado para determinar la presencia de (o cuantificar el tamaño de, por ejemplo) el vaso V en la región 102 próxima al extremo de trabajo 104 del instrumento quirúrgico 106 en función del primer componente pulsátil. Las instrucciones mediante las cuales se programa el procesador pueden almacenarse en una memoria asociada al procesador, memoria que puede incluir una o más memorias tangibles no transitorias y legibles por ordenador, que tienen instrucciones ejecutables de computadora almacenadas en su interior, que cuando son ejecutadas por el procesador, pueden hacer que dicho uno o más procesadores realicen una o más acciones.

Las figuras 19 y 20 ilustran realizaciones del sistema quirúrgico 100 junto con realizaciones de un sistema de vídeo 320, tales como las que pueden usarse convencionalmente durante la cirugía mínimamente invasiva o laparoscópica, por ejemplo.

En la realización de la figura 19, el sistema de vídeo 320 incluye una cámara de vídeo u otro dispositivo de captura de imágenes 322, un procesador de vídeo u otro procesador asociado 324, y un visualizador 326 que tiene una pantalla de visualización 328. Como se ilustra, la cámara de vídeo 322 es dirigida hacia la región 102 próxima a los extremos de trabajo 104 de dos instrumentos quirúrgicos 106. Como se ilustra, ambos instrumentos quirúrgicos 106 forman parte de una realización de un sistema quirúrgico 100. Los otros elementos del sistema quirúrgico 100 se omiten para facilitar la ilustración, aunque se observará que los elementos del sistema 100, tales como el divisor 126 y el analizador 128, pueden estar alojados en la misma carcasa física que el procesador de vídeo 324. La señal de la cámara de vídeo 322 se transmite al visualizador 326 a través del procesador de vídeo 324, para que el cirujano u otro miembro del equipo quirúrgico pueda ver la región 102, así como los extremos de trabajo 104 de los instrumentos quirúrgicos 106, que están normalmente dentro del paciente.

La figura 20 ilustra otra realización de un sistema de vídeo 320 que puede usarse junto con una realización del sistema quirúrgico 100. De acuerdo con esta realización, el procesador de vídeo 324 no está dispuesto en una carcasa separada de la cámara de vídeo 322', sino que está dispuesto en la misma carcasa que la cámara de vídeo 322'. De acuerdo con una realización adicional, el procesador de vídeo 324 puede estar dispuesto en la misma carcasa al igual que el resto del visualizador 326' como pantalla de visualizador 328'. Por otra parte, el análisis anterior relativo a la realización del sistema de vídeo 320 ilustrado en la figura 19 se aplica igualmente a la realización del sistema de vídeo 320 ilustrado en la figura 20.

El sistema 100 puede incluir dispositivos de salida tales como los ilustrados en las figuras 1 y 2, que puede incorporar elementos del sistema 320. Por ejemplo, una alerta puede mostrarse en un monitor de vídeo 340 que se usa para la cirugía (por ejemplo, el visualizador 326, 326' en las figuras 19 y 20), o puede hacer que una imagen en el monitor cambie de color o parpadee, cambie de tamaño o cambie de aspecto de alguna otra manera. La salida auxiliar también puede tener la forma de o incluir un altavoz 342 que proporcione una alarma sonora. La salida auxiliar también puede tener la forma de o puede incorporar un bloqueo de seguridad asociado al instrumento quirúrgico 106 que interrumpa el uso del instrumento 106. Por ejemplo, el bloqueo podría evitar la ligadura o la cauterización cuando el instrumento quirúrgico 106 sea un dispositivo de ligadura térmica. Como otro ejemplo más, la salida auxiliar también puede tener la forma de sistema de retroalimentación háptica, tal como un vibrador 344, que puede estar fijado o formado integralmente con un mango o empuñadura del instrumento quirúrgico 106 para proporcionar una indicación táctil o alarma. También se pueden usar varias combinaciones de estas formas particulares de la salida auxiliar.

Como se ha indicado anteriormente, el instrumento quirúrgico 106 puede ser un dispositivo de ligadura térmica en una realización. En otra realización, el instrumento quirúrgico 106 puede ser simplemente un agarre o pinzas de agarre con mordazas opuestas. De acuerdo con otras realizaciones más, el instrumento quirúrgico puede ser otros instrumentos quirúrgicos tales como irrigadores, grapadoras quirúrgicas, aplicadores de clips y sistemas quirúrgicos robóticos, por ejemplo. De acuerdo con otras realizaciones más, el instrumento quirúrgico puede no tener otra función que la de llevar la interfaz de usuario y el sensor y colocarlos dentro de un campo quirúrgico. La ilustración de una única realización no pretende excluir el uso del sistema 100 con otros instrumentos o herramientas quirúrgicas 106.

En conclusión, aunque el texto anterior expone una descripción detallada de diferentes realizaciones de la invención, debe entenderse que el alcance legal de la invención está definido por las palabras de las reivindicaciones expuestas al final de esta patente. La descripción detallada debe interpretarse únicamente como ilustrativa y no describe todas las posibles realizaciones de la invención, ya que describir todas las posibles realizaciones sería poco factible, si no imposible. Se podrían implementar numerosas realizaciones alternativas, utilizando tecnología actual o tecnología desarrollada después de la fecha de presentación de esta patente, que todavía estaría dentro del alcance de las reivindicaciones que definen la invención.

También debería entenderse que, a menos que un término se defina expresamente en la presente patente mediante la expresión "como se utiliza en el presente documento, el término "se define de este modo de forma que significa..." o una expresión similar, no se pretende limitar el significado de ese término, ya sea expresa o implícitamente, más allá de su significado simple u ordinario, y dicha expresión no deberá interpretarse como limitada en su alcance basándose en cualquier declaración realizada en cualquier sección de esta patente (aparte del lenguaje de las reivindicaciones).

En la medida en que cualquier expresión mencionada en las reivindicaciones al final de esta patente se mencione en esta patente de manera consistente con un solo significado, solo se hace con fines de claridad para no confundir al lector, y no se pretende que dicha expresión de las reivindicaciones se limite, por implicación o de otra manera, a ese único significado. Por último, a menos que un elemento de reivindicación se defina recitando la palabra "medios" y una función sin mencionar ninguna estructura, no se pretende que el alcance de cualquier elemento de la reclamación se interprete basándose en la aplicación de 35 U.S.C. §112(f).

Claims (9)

REIVINDICACIONES

1. Un sistema quirúrgico que comprende:

un eje alargado (224) que tiene un extremo proximal y un extremo distal (236);

una primera mordaza (220) y una segunda mordaza (222) unidas de manera pivotante en el extremo distal (236) del eje tubular (224); y

al menos un emisor de luz (250) y al menos un sensor de luz (252), estando unido el al menos un emisor de luz (250) a la primera mordaza (220) y estando unido el al menos un sensor de luz (252) a la segunda mordaza (222), cada uno del al menos un emisor de luz (250) y al menos un sensor de luz (252) acoplado a al menos un cable (254, 256),

caracterizado portener las mordazas primera y segunda (220, 222) superficies orientadas hacia adentro (264, 266) que definen al menos en parte uno o más espacios (272, 274) en los que están dispuestos el al menos un cable (254) acoplado a al menos un emisor de luz (250) y el al menos un cable (256) acoplado a al menos un sensor de luz (252), en donde un espaciador (262) está dispuesto entre las superficies orientadas hacia adentro (264, 266) de las mordazas primera y segunda (220, 222), definiendo las superficies orientadas hacia adentro (264, 266) y el espaciador (262) el uno o más espacios libres (272, 274) en los que están dispuestos el al menos un cable (254) acoplado a al menos un emisor de luz (250) y el al menos un cable (256) acoplado a al menos un sensor de luz (252).

2. El sistema quirúrgico de acuerdo con la reivindicación 1, en donde las superficies orientadas hacia adentro (264, 266) y el espaciador (262) definen un primer espacio libre (272) y un segundo espacio libre (274), un primer cable (254) dispuesto a través del primer espacio libre (272) y un segundo cable (256) dispuesto a través del segundo espacio libre (274), el primer cable (254) acoplado a al menos un emisor de luz (250) y el segundo cable (256) acoplado a al menos un sensor de luz (252).

3. El sistema quirúrgico de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en donde el extremo distal (236) del eje (224) tiene aberturas (232, 234), cada una de las mordazas primera y segunda (220, 222) tiene una abertura (228, 230) alineada con las aberturas (232, 234) en el extremo distal (236) del eje (224), y un sujetador en forma de varilla ( 238) está dispuesto a través del espaciador (262), las aberturas (232, 234) en el extremo distal (236) del eje (224), y las aberturas (228, 230) en las mordazas primera y segunda (220, 222) para unir de manera pivotante la primera y segunda mordazas (220), 222) al extremo distal (236) del eje (224).

4. El sistema quirúrgico de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde cada uno del al menos un cable (254, 256) comprende una pluralidad de cables.

5. El sistema quirúrgico de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende además un mecanismo para abrir y cerrar las mordazas primera y segunda (220, 222), en donde:

teniendo cada una de la primera y segunda mordazas (220, 222) un extremo proximal (246, 248) con una ranura (280, 282) formada a través de los extremos (246, 248), las ranuras (280, 282) dispuestas generalmente a lo largo de un eje longitudinal (284, 286) de las mordazas primera y segunda (220, 222),

un pasador (288) está dispuesto dentro de las ranuras (280, 282), siendo móvil el pasador (288) a lo largo de las ranuras (280, 282) entre un primer extremo (290, 292) de las ranuras (280, 282) y un segundo extremo (294, 296) de las ranuras (280, 282), y

un accionador 300, el pasador (288) unido a un extremo distal (298) del accionador (300).

6. El sistema quirúrgico de acuerdo con la reivindicación 5, en donde el accionador (300) está dispuesto centralmente dentro del eje (224), teniendo el eje (224) una superficie interior (306) y teniendo el accionador (300) una superficie exterior (308), definiendo la superficie interior (306) y la superficie exterior (308) un paso (310) que permite que los cables (254, 256) se extiendan entre el extremo distal (236) y el extremo proximal del eje (224).

7. El sistema quirúrgico de acuerdo con la reivindicación 5 o 6, en donde el extremo proximal del accionador (300) está unido a una empuñadura de tijera o una empuñadura de gatillo dispuesta en el extremo proximal del eje (224).

8. El sistema quirúrgico de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 5-7, en donde el accionador (300) está desviado mediante el uso de un elemento elástico de modo que las mordazas (220, 222) estén abiertas por defecto.

9. El sistema quirúrgico de acuerdo con la reivindicación 8, en donde el elemento elástico es un resorte.