ITCO930018A1 - Medical detector apparato elettrico per l'individuazione di corpi metallici in ambito chirurgico - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

A corredo rii una domanda di brevetto per invenzione dal tiitolo "Apparato elettronico prr l'ndividuazione in campo chirurgico di corpi metallici"

RIASSUNTO

Apparato elettronico per l 'individuazione mediante variazione di conduzione, di corpi metallici in campo chirurgico,. compren= riente un generatore - rilevatore, un ago metallico parzialmen= te isolato manovrato dall'operatore durante la ricerca, e ria m elettrodo conduttore detto "nolo attivo" o anche "Placca" ria porre nelle vicinanze della zona interessata alla ricerca.

DESCRIZIONE

Per la ricerca di corpi estranei metallici nell?ambito chirurgico. effettuata tramite ago metallico parzialmente isolato che, collegato con lo stesso, permette la segnalazione ottica ed acustica dall 'avvicinamento e dell'avvenuto contatto .con il corpo estraneo metallico ricercato nel tessuto biologico.

Il contatto pu? essere ore-segnalato, a scelta dell'operatore,.. qualche millimetro prima dell'evento, da una nota acustica di frequenza proporzionale alla distanza ago-oggetto.

A contatto avvenuto e segnalato acusticamente e visivamente, l'AGO viene sconnesso dal proprio cavo elettrico e lasciato in posizione come guida per un'incisione precisa ed essenziale. L'apparato oggetto dell'invenzione, sfrutta la differenza di conduzione elettrica che si verifica nel mezzo conglobante il corpo estraneo al momento del contatto fra la punta non solata dell'AGO ed il corpo estraneo stesso.

La variazione di conduzione, dovuta alla cos? aumentata super= ficie conduttiva, ? proporzionale al rapporto fra la superficie del corpo estraneo e la parte non isolata dell'AGO.

Nell'apparato descritto, una tensione alternata sinusoidale con frequenza di 1 2 MHz e circa 20 v p.p. ? applicata fra l'elettrodo emittente (detto PLACCA) ed una massa isolata inte= ramente flottante (2? filo del cavo placca, con funzione micamente di schermo).

massa tessutale entro la quale si svolge la ricerca, permette di misurare e memorizzare la tensione caratteristica (o ambier tale) della particolare situazione operativa (conduttivit? media del tessuto esplorato, posizione relativa degli elettrodi AGO/placca, ecc.).

Tale tensione, memorizzata ad ogni inserimento dell'AGO nel tessuto, viene confrontata con la tensione in tempo reale, che viene letta all'avvicinamento ed al susseguente contatto fra la punta dell'AGO ed il corpo estraneo teste rintracciato, (aumento di conduttivit? dovuto alle aumentate superfici conduttive).

L'effettiva memorizzazione della tensione detta "ambientale" avviene circa 1000m S dopo l'effettiva introduzione dell'AGO nel tessuto, ci? sopratutto per eliminare le incerte letture che si ottengono nella fase iniziale dell'introduzione stessa. Tale ritardo ? ottenuto da un circuito monostabile comandato da un "rilevatore di zero" a Trigger di Smith.

Si assume che sia zero la tensione quando l'AGO non ? nel tes= suto. La tensione differenza fra quella memorizzata e quella in tempo reale misurata in fase di avvicinamento all'oggetto ricercato (tipicamente nel raggio di qualche mm.), pu? essere utilizzata per pilotare un circuito "Voltage Controlled Oscillator" a frequenza audio, collegato con un altoparlante. Infine l'ulteriore tensione letta a contatto avvenuto viene utilizzata in un Trigger di Smith per una differente segnala= zione audio e visuale.

La funzione di "avvicinamento", se non gradita, pu? essere eliminata dall'operatore.

A contatto avvenuto e segnalato come sopra detto, l'AGO vie= ne sconnesso dall'apparato e lasciato in loco per poter gui= dare l'estrazione effettiva del corpo estraneo con il minimo di devastazione tissutale.

I dispositivi elettronici componenti l'apparato possono essere di qualunque tipo atto ad effettuare le funzioni ci= tate.

Lo strumento in questione viene presentato in due versioni diverse: la prima a componenti discreti ed interamente ana= logica, con memoria tipo S e H a condensatore, la secondagestita da microcontrollore e utilizzante memorizzazione di tipo binario.

La frequenza di funzionamento usata (tipic. 2 MHz) non ? critica n? restrittiva; risulta il migliore compromesso fra le opposte esigenze di sensibilit?, non stimolazione del paziente e disaccoppiamento dalle mani dell'operatore.

La presente invenzione verr? ora descritta a titolo illu= strativo ma non limitativo, con riferimento alle figure dei disegni allegati.

FIG. 1 - E' la normale rappresentazione schematica dell'AGO/

SONDA in versione NORMALE e COASSIALE.

FIG. 2 - F.' lo schema semplificato di un'apparecchiatura secondo la presente invenzione in forma ANALOGICA. FIG. 3 - E' lo schema di un'altra forma possibile del circuito (DIGITALE).

La nresente invenzione ? stata descritta a titolo illustra= tivo ma non limitativo, secondo due forme preferite di rea= lizzazione. ed ? da intendersi che variazioni e/o modifiche Dotranno essere effettuate dal titolare del brevetto senza per auesto uscire dal relativo ambito di protezione.

Claims (2)

1. RIVENDICAZIONI Apparato elettronico per la ricerca di corpi metallici estra= nei in campo chirurgico, comprendente: 1) - Un oscillatore ad alta frequenza (oltre 500 KHz) atto ad erogare una tensione sinusoidale a valore medio nullo di circa 20 v p.p. fra due elettrodi, uno dei quali nor= malmente definito ATTIVO o "PLACCA" (indipendentemente dalla forma) e l'altro una massa flottante (galvanicamen= te isolata dalla massa metallica dell'apparato e dalla massa funzionale del circuito). 2) - Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, in cui il dispositivo di rilevamento ? costituito da un'AGO metallico interamente isolato con materiali biologica= mente compatibili, tranne che nel tratto finale, chima= to PUNTA (0,5 ? 1 mm. tipicamente). La lunghezza complessiva pu? variare da circa 5 cm. fino a circa 20 mentre il diametro viene mantenuto nell'intorno di 06 08 mm. in funzione della flessi= bilit? e solidit? richiesta essenzialmente dallo spesso= re della zona esplorata. La lunghezza della parte non isolata chiamata "punta" ? importante ai fini della "SENSIBILIT?'" dell'apparato e pu? variare in funzione del tipo di applicazione (dimensioni e forma del corpo estraneo). Nell'ambito di tali esigenze la configurazione dell'AGO pu? essere del tipo COASSIALE come da fig. 1. La funzione PRIMARIA dell'AGO. detto di RICERCA, ? quel= la di consentire la lettura della tensione alternata presente fra la punta dello stesso e la summenzionata "massa isolata" flottante (calza schermata del cavo di connessione). Tale tensione, come spiegato, aumenta quando la punta ? prossima (3 ? 5 mm. max) o viene in contatto con il corpo estraneo ricercato. La funzione SECONDARIA dell'AGO ? quella di tener segnala= ta la effettiva posizione del corpo estraneo una volta venuto in contatto con lo stesso. Per facilitare questa operazione, l'AGO viene separato dal proprio cavo schermato di connessione tramite lo svitamento di un mandrino se usato con un manipolo appo= sito o staccando la spina se usato con normali aghi iso= lati tipo FLEBO. 3) - Apparecchiatura secondo ognuna delle rivendicazioni 1- 3 in cui il sensore ("AGO") ? collegato ad un circuito elettronico atto ad effettuare la comparazione fra la tensione rilevata in tempo reale durante la ricerca con quella precedentemente memorizzata dopo ogni NUOVA inserzione dell'AGO nel tessuto (Ritardo tipico 1000m S). 4) - Apparecchiatura secondo ognuna delle rivendicazioni 1-3 in cui il segnale di tensione rilevato dal sensore (AGO) al momento del contatto dello stesso con il corpo estraneo metallico provoca un segnale idoneo all'attiva= zione di una segnalazione ottica e/o acustica dopo esser stato confrontato con la "tensione media nel tessuto" memorizzata con un ritardo di circa 1000m S in un apposito circuito,ad ogni nuova inserzione dell'AGO nel tessuto stesso. 5) - Apparecchiatura secondo ognuna delle rivendicazioni 1-4 in cui il segnale elettrico variabile in sede di avvici= namento al corpo estraneo ricercato pu? venir usato per pilotare un circuito Voltage Controlled Oscillator a frequenze audio connesso con un trasduttore acustico. 6) - Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1 - 5 in cui il dispositivo di ricerca/rilevamento tensione, detto "AGO", comprende un trasformatore isolatore in alta frequenza. 7) _ Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1 - 6 in cui la tensione ad Alta frequenza (oltre 500 KHz) ? applica= ta ad un elettrodo attivo, generalmente ma non necessa= riamente a forma di "Placca" (sia metallica che di gomma conduttiva o del tipo elettrochirurgico monouso) tramite un trasformatore di isolamento. 8) - Apparecchiatura secondo le rivendicazioni 1 - 7 in cui il circuito detto di "memoria" (S e H con condensato= re o memoria binaria) ? comandato da un circuito rile= vatore di zero azionante rispettivamente due circuiti monostabili in serie: il N? 1 con t 1000m S per ritar= dare il momento dell'inizio memorizzazione e il N? 2 con t ? 100m S per fissare il tempo di SAMPLING. 9} - Apparecchiatura elettronica per la ricerca di corpi estranei in campo chirurgico secondo la rivendicazio= ne 1 - 8 sostanzialmente come in precedenza descritto. Principio di funzionamento con riferimento a Fig.
2. 2. La tensione alternata generata dallo stadio oscillatore comprendente il quarzo 2 MHz - XTAL, l'oscillatore di poten= za Q 1 ed il trasformatore accordato T 1, ? applicata fra la placca e la calza schermata del cavo connesso all'AGO. La placca, non necessariamente sterile, viene posizionata nelle immediate vicinanze del corpo estraneo da rintraccia= re (normalmente si ha una radiografia a disposizione per la fase iniziale di ricerca). L'immersione dell'AGO nel tessuto, d? inizio ad una prima rilevazione di tensione detta tensione "ambientale" che rad= drizzata e filtrata, ? portata all'ingresso di un Tigger di Smith con funzione di rilevatore di zero, che con la sua transizione permette lo scatto di un primo, monostabile con tempo di circa-l?sec. necessario per definire il ritardo fra immersione dell'AGO-e memorizzazione effettiva. Lo scatto del 1? monostabile attiva il 2?, che con un t di circa 100 m S definisce la durata dell'impulso da inviare al circuito S e H di tipo analogico, in cui C ? il condensa^ tore di Holding. La tensione memorizzata all'uscita S e H (5) viene presenta= ta all'ingresso di un operazionale (6) e confrontata con la tensione in tempo reale inviata dall'ago durante la ricerca. L'aumento di conduttivit? che gi? si verifica nelle vicinan= ze (5 mm max) del corpo estraneo, provoca un aumento lineare della tensione d'uscita di qu?sto operazionale. Questa tensione inversamente proporzionale alla distanza, pu? essere usata per pilotare un circuito integrato tipo V C 0 (7) a frequenza audio connesso con un trasduttore acustico. Inoltre essa, collegata ad un operazionale connesso a Trigger di Smith (8) con soglia regolabile, provoca uno scatto deciso al momento del contatto. Tale scatto viene usato per attivare il segnalatore ottico (Led) ed acustico. I trasformatori accordati T 2 e T 1 provvedono all'isolamen= to galvanico dell'AGO e della placca dalla massa funzionale.