MX2007007906A

MX2007007906A - Sistema y metodo de percepcion de nivel continuo no invasor.

Info

Publication number: MX2007007906A
Application number: MX2007007906A
Authority: MX
Inventors: Shawn X Gao
Original assignee: Alcon Inc
Priority date: 2006-06-28
Filing date: 2007-06-27
Publication date: 2008-12-17
Also published as: AR061716A1; EP1873501B1; KR101402139B1; ES2462370T3; IL184146A0; BRPI0702962A; RU2007124270A; CA2592212A1; US7786457B2; TW200808287A; US20080066542A1; JP2008006293A; EP1873501A1; CN101095637B; BRPI0702962B8; US20100192699A1; KR20080001650A; BRPI0702962B1; CA2592212C; AU2007202847B2

Abstract

Las modalidades de la presente invención proporcionan un sistema y método para detectar el nivel de un fluido en un cassette quirúrgico proyectando luz de una fuente de luz lineal hacia una pared de un cassette. Dependiendo de la cantidad de luz reflejada o refractada en el cassette 8es decir, debido a la interfaz de material de cassette/fluido o interfaz de material de cassette/aire /u otra interfaz)) diversas porciones de una disposición de sensor lineal estará más o menos iluminada. Examinando la iluminación de la disposición de sensor lineal, se puede determinar el nivel de fluido en la cámara.

Description

SISTEMA Y MÉTODO DE PERCEPCIÓN DE NIVEL CONTINUO NO INVASOR CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona con sistema y métodos quirúrgicos. Más particularmente, la presente invención se relaciona con un sistema para percibir el nivel de fluidos en un cassette quirúrgico utilizado en un sistema quirúrgico oftálmico. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN El ojo humano puede sufrir un número de males que ocasionan deterioro suave o pérdida completa de visión. Mientras que los lentes de contacto y anteojos pueden compensar algunos males, la cirugía oftálmica se requiere para otros. Generalmente, la cirugía oftálmica se clasifica en procedimientos de segmento posterior, tales como cirugía vitreoretinal , y procedimientos de segmento anterior, tales como cirugía de catarata. Más recientemente, los procedimientos de segmento anterior y posterior combinados se han desarrollado. La instrumentación quirúrgica utilizada para cirugía oftálmica puede ser especializada para procedimientos de segmento anterior o procedimientos de segmento posterior, o soportar ambos. En cualquier caso, la instrumentación quirúrgica frecuentemente requiere el uso de consumibles asociados tales como cassettes quirúrgicos, bolsas de fluido, tubería, puntas de pieza manual y otros consumibles Un cassette quirúrgico puede proporcionar una variedad de funciones que dependen del procedimiento e instrumentación quirúrgica. Por ejemplo, los cassettes quirúrgicos para cirugías de catarata 8v.gr., procedimientos de facoemulsificación) ayudan a manejar la irrigación y aspiración de flujos hacia y fuera de un sitio quirúrgico. Los cassettes quirúrgicos también pueden proporcionar soporte para bolsas de fluido, un distribuidor para dirigir vacío/presión a la instrumentación quirúrgica, y otra funcionalidad . Los niveles de fluido de la cámara de infusión/irrigación y la cámara de aspiración de un cassette quirúrgico se miden para determinar la cantidad de fluido restante para características de procedimiento y flujo de fluido. Los métodos de percepción de nivel de fluido de cámara anteriores requieren colorar el fluido o utilizar un flotador para marcar la interfaz de fluido aire. Sin embargo, añadir color al fluido es indeseable ya que agrega químicos adicionales a fluidos que entran al ojo. El uso de flotadores es indeseable ya que los flotadores se pueden adherir en la cámara y son sensibles a la orientación de la cámara. Por lo tanto, existe la necesidad de un método y sistema de percepción de nivel continuo no invasor que pueda reducir o eliminar los problemas asociados con sistemas y métodos de percepción de nivel del ramo anterior. COMPENDIO DE LA INVENCIÓN Las modalidades del sistema y método para percibir el nivel no invasor continuo de esta invención llenan estas necesidades y otras. Las modalidades de la presente invención proporcionan un aparato y método para percibir el nivel de fluido en una cámara quirúrgica. Una modalidad de la presente invención incluye un sistema quirúrgico que comprende un cassette quirúrgico cuando menos parcialmente formado de un material de cassette que define una cámara y que comprende una primera pared y una segunda pared y una consola quirúrgica puede incluir además una pluralidad de fuentes de luz verticalmente dispuestas para proyectar luz hacia la primera pared del cassette quirúrgico, en donde cada una de la pluralidad de fuentes de luz está colocada para proyectar un rayo de luz correspondiente a lo largo de una trayectoria de transmisión correspondiente que tiene un ángulo de incidencia con una superficie de cámara de manera que cuando menos una mayoría del rayo de luz correspondiente se refleja si un material de cassette/primer fluido (v.gr., AIRE) en interfaz intercepta la trayectoria de transmisión correspondiente y una mayoría del rayo de luz correspondiente no se refleja si una interfaz de material de cassette/segundo fluido (v.gr., BSS) intercepta la trayectoria de transmisión correspondiente. Adicionalmente, la consola quirúrgica puede incluir una disposición de sensor que tiene una pluralidad de porciones verticalmente dispuestas para recibir luz a través de la segunda pared del cassette quirúrgico y generar una salida que indica una cantidad de iluminación de cada una de las porciones verticalmente dispuestas. Otra modalidad de la presente invención incluye un sistema que tiene una disposición de luz lineal y una disposición de sensor lineal. La disposición de luz lineal puede comprender una primera fuente de luz para proyectar un primer haz de luz hacia una primera pared de cassette a lo largo de una primera trayectoria de transmisión, en donde la primera trayectoria de transmisión tiene un ángulo de incidencia con una superficie de cámara de modo que cuando menos una mayoría del primer haz de luz se refracta si una interfaz de material de cassette/primer fluido intercepta la primera trayectoria de transmisión; y una segunda luz dispuesta a lo largo de un eje vertical con respecto a la primera fuente de luz para proyectar un segundo haz de luz hacia la primera pared de cassette a lo largo de una segunda trayectoria de transmisión, en donde la segunda trayectoria de transmisión tiene un ángulo de incidencia con la superficie de cámara de modo que cuando menos una mayoría, si no todo, el segundo haz de luz se refleja si la interfaz de material de cassette/segundo fluido intercepta la segunda trayectoria de transmisión. La disposición de sensor lineal puede comprender una primera porción colocada para recibir el primer haz de luz y una segunda porción colocada para recibir el segundo haz de luz y producir una señal de salida para indicar si cada una de la primera y segunda porciones están iluminadas . Todavía otra modalidad de la presente invención incluye un método para determinar el nivel de fluido en un cassette quirúrgico que comprende emitir una pluralidad de haces de luz hacia una pared de un cassette quirúrgico a lo largo de trayectorias de transmisión paralelas, verticalmente espaciadas, que detectan la cantidad de iluminación de diversas porciones verticalmente dispuestas de una disposición de sensor lineal colocada para recibir la pluralidad de haces de luz, y determinar el nivel de fluido basado en la iluminación de las diversas porciones verticalmente dispuestas de la disposición de sensor lineal.

Todavía otra modalidad de la presente invención comprende un sistema que tiene un cassette quirúrgico cuando menos parcialmente formado de un material de cassette que3 define una cámara y que comprende una primera pared y una segunda pared. El sistema puede incluir además una consola quirúrgica que comprende un receptor de cassette para recibir el cassette quirúrgico, una fuente de luz y un sensor. La fuente de luz puede proyectar un rayo de luz a lo largo de una trayectoria de transmisión hacia la primera pared del cassette quirúrgico. La fuente de luz está colocada de manera que cuando menos una mayoría del rayo de luz se refleje si una interfaz de material de cassette/primer fluido intercepta la trayectoria de transmisión y una mayoría del rayo de luz no se refleja si una interfaz de material de cassette/segundo flui8do intercepta la trayectoria de transmisión. El sensor está colocado para recibir luz a través de la segunda pared del cassette quirúrgico y generar una salida que indica la iluminación del sensor. Otra modalidad de la presente invención incluye un método para determinar la presencia de fluido en un cassette quirúrgico que comprende los pasos de emitir un haz de luz hacia una pared de un cassette quirúrgico a incidencia de ángulo para ocasionar que una mayoría del haz de luz se refleje en una interfaz de material de cassette/primer fluido y una mayoría del haz de luz no se refleje en la interfaz de material de cassette/segundo fluido y utilizando una salida de un sensor para determinar la presencia o ausencia de un líquido a un nivel particular en una cámara de cassette. Dependiendo de la configuración del cassette, la luz se uede reflejar, por ejemplo, en una interfaz de material de cassette/líquido pero no en una interfaz de material de cassette/aire . Las modalidades de la presente invención proporciona una ventaja debido a que la fuente de luz y la disposición de sensor lineal no hacen contacto directamente con el fluido quirúrgico. Además, no se requiere dispositivo de flotación dentro de la cámara ni coloración del fluido. La modalidades de la presente invención proporcionan otra ventaja proveyendo percepción de nivel continuo de resolución elevada. Las modalidades de la presente invención proporcionan otra ventaja proporcionando determinaciones de régimen de flujo de sensibilidad elevadas. Las modalidades de la presente invención proporcionan otra ventaja determinando el nivel basado en la transición entre pixeles de una disposición de sensor definido en un estado "CONECTADO" y aquellos definidos en un estado "DESCONECTADO". Estas modalidades no son sensibles a la sensibilidad de la disposición de sensor lineal. BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS Se puede adquirir un entendimiento más completo de la presente invención y las ventajas de la misma haciendo referencia a la siguiente descripción, tomada en conjunción con los dibujos que se acompañan en los que los mismos números de referencia indican particularidades semejantes, y en donde : La Figura 1 es una representación diagrámatica de una modalidad de una consola quirúrgica; La Figura 2 es una representación diagramática de una modalidad de un cassette quirúrgico; La Figura 3 es una representación diagramática de una modalidad de un receptor de cassette; La Figura 4 es una representación diagramática de una modalidad de una vista superior de una cámara con una fuente de luz lineal y disposición de sensor; La Figura 5 es una representación diagramática de otra modalidad de una vista superior de una cámara con una fuente de luz lineal y una disposición de sensor; La Figura 6 es una representación diagramátida de todavía otra modalidad de una vista superior de una cámara con una fuente de luz lineal y una disposición de sensor; La Figura 7 es una gráfica de flujo que ilustra una modalidad de un método de percepción de nivel; y La Figura 8 es una representación diagramática de un cassette quirúrgico y consola que emplea el sensor de nivel de fluido de la presente invención. DESCRIPCIÓN DETALLADA Las modalidades preferidas de la invención se ilustran en las FIGURAS, los mismos números que se utilizan se refieren a partes semejantes y correspondientes de los diversos dibujos. Las modalidades de la presente invención proporcionan un sistema y método para detectar el nivel de un fluido en un cassette quirúrgico proyectando luz de una fuente de luz lineal hacia una pared de un cassette. Dependiendo de la cantidad de luz reflejada o refractada en el cassette (v.gr., debido a la interfaz de material de cassette/líquido o interfaz de material de cassette/aire) , diversas porciones de la disposición de sensor lineal serán más o menos iluminadas. Examinando la iluminación de la disposición de sensor lineal, el nivel de fluido en la cámara se puede determinar.

La Figura 1 es una representación diagramática de una modalidad de una consola 100 quirúrgica oftálmica. La consola 100 quirúrgica puede incluir un supervisor 110 de rótula que tiene pantalla 115 de toque. El supervisor 110 de rótula se puede colocar en una variedad de orientaciones para quien necesite ver la pantalla 115 de toque. El supervisor de rótula puede oscilar de lado a lado, asi como girar e inclinarse. La pantalla 115 de tacto proporciona una interfaz de usuario gráfica ("GUI") que permite a un usuario interactuar con la consola 100. La consola 100 quirúrgica también incluye un panel 120 de conexión usado para conectar diversas herramientas y consumibles a la consola 100 quirúrgica. El panel 120 de conexión puede incluir, por ejemplo, un conector de coagulación, conectores para diversas piezas manuales, y un receptor de cassette 125. La consola 100 quirúrgica también puede incluir una variedad de particularidades amigables al usuario, tales como un control de pedal de pie (v.gr., panel 130 trasero almacenado) y otras particularidades. En operación, un cassette (no mostrado) se puede colocar en el receptor 125 de cassette. Una abrazadera en la consola 100 quirúrgica sujeta el cassette en su lugar para reducir al mínimo el movimiento del cassette durante el uso.

La abrazadera puede sujetar la parte superior e inferior del cassette, los lados del cassette o sujetar de otra manera el cassette . La Figura 2 es una representación diagramática de una modalidad de un cassette 150 quirúrgico. El cassette 150 puede proporcionar un dispositivo de fluido de sistema cerrado que se puede descartar después de un procedimiento quirúrgico. El cassette 150 puede incluir un cuerpo 155 de cassette y porciones que hacen interfaz con la abrazadera (v.gr., indicado generalmente en las zonas 160 y 165 de sujeción) proyectándose desde el cuerpo 155 de cassette. El cassette 150 se puede formar de plástico de ABS u otro material apropiado. En la modalidad mostrada, el cassette 150 está formado de tres secciones primarias: una sección 170 de interfaz de consola interna o quirúrgica que está orientada a la consola quirúrgica cuando el cassette 150 se inserta hacia la consola 100 quirúrgica, una sección 175 media y una placa 179 de cubierta. Las diversas secciones del cassette 150 se pueden acoplar juntas a través de un ajuste a presión, lengüetas de intersuj eción, enlace químico, enlace térmico, sujetadores mecánicos u otro mecanismo de fijación conocido en el ramo. En otras modalidades, el cassette 150 se puede formar de una sola pieza o múltiples piezas.

La sección 170 de mterfaz de consola quirúrgica puede estar orientada a la consola durante el uso y proporcionar interfaz para canales de flujo de fluido (v.gr., el canal 177 de flujo para la bomba peristáltica provista por una membrana de bomba elastomérica) , válvulas 8v.gr., válvulas de infusión/aspiración) , y otras particularidades para manejar el flujo de fluido. El cassette 150 también puede fijarse a una bolsa de fluido (no mostrada) para recoger fluidos durante un procedimiento. El cassette 150 quirúrgico, de conformidad con diversas modalidades de la presente invención, incluye cámaras para retener fluidos para aspiración e infusión. Por ejemplo, el cartucho 180 de cámara puede incluir dos cámaras 181/182 de infusión. Una tercera cámara 185 puede ser interna al cassette 150 en el lado opuesto del cassette 150 desde el cartucho 180 de cámara (v.gr., en el lado del cassette 150 indicado por 190) . De conformidad con una modalidad, el nivel de fluido en las cámaras se puede determinar de una manera no invasora. Como se describe abajo, la luz se puede proyectar hacia las paredes de cámara utilizando una fuente de luz vertical. Dependiendo de la reflexión o refracción de luz en la cámara, una disposición de sensor vertical detectará o no detectará luz en diversos puntos a lo largo del eje vertical de la disposición. Basado en la transición entre porciones iluminadas y no iluminadas de la disposición de sensor, el nivel del fluido en la cámara se puede detectar. La Figura 3 es una representación diagramática de una modalidad del receptor 125 de cassette sin un cassette. El receptor 125 de cassette puede tener varios puertos neumáticos de entrada y salida para ponerse en interfaz con el cassette quirúrgico. El receptor 125 de cassette puede incluir además una abertura para permitir que los rodillos 191 de bomba peristáltica hagan contacto con el cassette quirúrgico durante la operación. Una modalidad de una bomba peristáltica y cassette complementario se describe en la Solicitud de Patente de Estados Unidos No. 6,293,926 a Sorensen, que se incorpora completamente por la presente como referencia en la presente. El cassette quirúrgico, en la modalidad de la Figura 3, se mantiene en su lugar mediante una abrazadera que tiene un riel 192 inferior y un riel superior (no mostrado) . Cada riel puede tener dedos de sujeción externos (v.gr., el dedo 194 de abrazadera) . Que hacen contacto con el cassette en zonas de sujeción correspondientes y dedos de sujeción internos para colocar el cassette durante la inserción y empujar el cassette fuera del receptor de cassette durante la liberación. Un botón 196 de liberación se presiona para iniciar la liberación del cassette a partir de la abrazadera. El receptor 125 de cassette puede incluir fuentes de luz lineales para proyectar luz hacia las paredes de las cámaras de cassette y disposiciones de sensor para detectar la luz refractada a través de la cámara (o reflejada desde la pared de cámara) . Cada fuente de luz lineal puede incluir una pluralidad de fuentes de luz verticalmente dispuestas (es decir, para proyectar luz a lo largo de trayectorias de transmisión verticalmente espaciadas) y colocadas para proyectar luz hacia una pared del cassette. Por ejemplo, la fuente 200 de luz lineal puede proyectar luz hacia las cámaras 181/182. La fuente 200 de luz lineal puede contener un primer juego de fuentes de luz alineadas para proyectar luz hacia la cámara 181 y un segundo juego de fuentes de luz dispuestas en un ángulo de 90 grados (u otro ángulo) desde el primer juego de fuentes de luz para proyectar luz hacia la cámara 182. De manera similar, la fuente 202 de luz lineal puede proyectar luz hacia las paredes de cámara 185. Las disposiciones de sensor lineal respectivas pueden recibir luz refractada a través de la cámara o reflejada en la superficie de cámara. En este ejemplo, la disposición 206 de sensor (mostrada en la Figura 4) puede recibir luz de la fuente 200 de luz proyectada en la cámara 181. Una disposición de sensor colocada en la pared 208 puede recibir luz de la fuente 200 de luz proyectada en la cámara 182 y una disposición de sensor en la pared 210 puede recibir luz de la fuente 202 de luz. Cada disposición de sensor puede incluir porciones dispuestas verticalmente para recibir luz a través de la pared de la cámara de cassette. Las porciones verticalmente dispuestas, por ejemplo, pueden ser pixeles, sensores separados u otros mecanismos para percibir la iluminación. La configuración de la figura 3 se proporciona por vía de ejemplo. El factor de forma del receptor 125 de cassette, colocación y número de puertos de entrada/salida y otras particularidades del receptor 125 de cassette pueden depender de la consola 100 quirúrgica, procedimiento quirúrgico que se está realizando u otros factores. La figura 4 es una representación diagramática de una vista superior de una modalidad de una cámara 181 con fuente 200 de luz y sensor 206. Las paredes 216/218 de cámara 181 que están orientadas a la fuente 2090 de luz y sensor 206, de conformidad con una modalidad, son transparentes u opacas. De conformidad con una modalidad de la presente invención, la fuente 200 de luz puede ser una fuente de luz lineal (es decir, una fuente de luz continua) , tal como una fuente de luz de LED lineal, que produce luz en diversos puntos verticales y el sensor 206 puede ser una disposición de sensor lineal (es decir, una disposición de sensor continua) , tal como un fotodiodo lineal, que detecta luz emitida por la fuente 200 de luz en diversas ubicaciones verticales. Un ejemplo de una disposición 206 de sensor lineal es la disposición de sensor lineal TAOS TSL208R por Texas Advanced Optoelectronic Systems de Plano, Texas, que tiene una resolución de 200 puntos por 2.54 cm (pulgada) (DPI) . La fuente 200 de luz lineal y la disposición 206 de sensor lineal están conectadas a un circuito (no mostrado) . De conformidad con una modalidad, la fuente de luz lineal también puede incluir luces para proyectar luz hacia otra cámara (v.gr., la cámara 182 de la Figura 2) . De preferencia, la luz producida por la fuente 200 de luz proporciona haces de luz paralelos uniformes que tienen una trayectoria de transmisión principalmente horizontal. En operación, la fuente 200 de luz lineal acciona un emisor para emitir luz mientras que el sensor 206 lineal actúa como receptor. El ángulo de incidencia a de luz a la pared 216 de cámara se puede seleccionar de manera que los rayos de luz iluminen el sensor 206 cuando pasan a través de aire en la cámara, pero proporcionan menos de una cantidad de umbral de luz cuando pasan a través de fluido BSS en la cámara. Como un ejemplo, la figura 4 ilustra el comportamiento de una rayo 220 de luz que pasa a través del aire en la cámara 181 y 220' que pasa a través de fluido BSS en la cámara 181. En el primer caso, el haz 220 de luz penetra la pared 216, pasa a través del aire en la parte superior de la cámara 181, a través de la pared 218 de cámara e ilumina porciones de la disposición 206 de sensor lineal. Por otra parte, el haz 220' de luz se refracta en la superficie 230 cuando entra al fluido BSS (v.gr., en la interfaz de ABS/BSS) . El haz 220' de luz refractado se refleja adicionalmente en la superficie 232 cuando alcanza la pared 218 adyacente para faltar los pixeles de disposición 2' 06 de sensor. Con un a apropiado, la reflexión en la superficie 232 puede acres reflexión total debido a que el índice de refracción del material de cassette (v.gr., plástico ABS, acrílico u otro plástico) es mayor que aquel del aire. En este caso, la luz se refleja completamente, impidiendo que el haz de luz alcance las porciones de la disposición 206 de sensor lineal alineada con el fluido BSS en la cámara. Por lo tanto, los pixeles alineados con el fluido BSS estarán oscuros. De esta manera, la mayoría de la luz no se refleja cuando la trayectoria de transmisión de la luz es interceptada por la interfaz de ABS/aire sino que la mayoría del haz (si no todo) se refleja cuando la trayectoria se transmisión se intercepta por la interfaz de ABS/BSS., El circuito electrónico puede comparar la salida de diferentes porciones de la disposición 206 de sensor lineal (v.gr., pixeles u otros elementos de sensor) con un umbral para determinar si esa porción de disposición 206 de sensor lineal está "CONECTADA" (asociada con aire) o "DESCONECTADA" (asociada con el líquido) . La transición entre la porción "CONECTADA" y las porciones "DESCONECTADAS" de la disposición 206 de sensor lineal marca el nivel de fluido. Se debe observar sin embargo, que otros mecanismos de detección de borde se pueden emplear, tales como interpolación lineal. El ángulo a incidente apropiado de la luz se determina por el índice de refracción del primer fluido (v.gr., aire u otro fluido) y el segundo fluido (v.gr., fluido BSS u otro fluido) y el material de cassette (v.gr., plástico ABS u otro material) . De preferencia, a se selecciona de manera que el haz de luz pueda pasar a través del primer fluido para alcanzar a la disposición 206 de sensor pero es completamente reflejada cuando recorre a través del segundo fluido. En otras modalidades en las que el haz de luz no es totalmente reflejado, el umbral predeterminado se puede ajustar para compensar la cantidad de luz que alcanza la disposición 206 de sensor a través del segundo fluido. El umbral predeterminado también se puede ajustar para compensar las fuentes de luz ambiental, luz salida de otras fuentes y otros factores que peden ocasionar que una disposición 206 de sensor de salida a una señal en el estado "DESCONECTADO". La Figura 5 es una representación diagramática de otra modalidad de una cámara 310 con fuente 312 de luz y sensor 314. Las paredes 316/318 de la cámara 310 que están orientadas a la fuente 312 de luz y sensor 314, de conformidad con una modalidad, son transparentes u opacas. De conformidad con una modalidad de la presente invención, la fuente 312 de luz puede ser una fuente de luz lineal (es decir, una fuente de luz continua) , tal como una fuente de luz de LED lineal, que produce luz a lo largo de un eje vertical y el sensor 314 puede ser una disposición de sensor lineal (es decir, una disposición de sensor continua) , tal como un fotodiodo lineal, que detecta la luz emitida por la fuente 312 de luz a lo largo de un eje vertical. La fuente 312 de luz lineal y la disposición 314 de sensor lineal están conectados a un circuito (no mostrado) .

La fuente 312 de luz lineal está montada a un lado de la cámara que ilumina la cámara 310 perpendicular a la pared 316. La disposición 314 de sensor lineal está montada verticalmente en la pared 318 lateral adyacente de la cámara. La cámara 310 tiene una esquina 320 de forma de prisma en la intersección de la pared 316 y 318. El ángulo a incidente se puede seleccionar de modo que los haces de luz de la fuente 312 de luz se reflejen totalmente de la superficie 322 para golpear la disposición 314 de sensor lineal cuando el haz de luz toca la superficie 322 en un punto que tiene un primer fluido en el otro lado (el índice de Refracción de ABS es alrededor de 1.5, el índice de Refracción de AIRE es alrededor de 1.0) . Pero la mayoría de los haces de luz se refractan en la superficie 322 para fallar la disposición 314 de sensor lineal cuando el haz de luz pega en la superficie 322 en un punto que tiene un segundo fluido en el otro lado (el índice de Refracción de ABS es alrededor de 1.5, el índice de Refracción de BSS es alrededor de 1.3) . puesto de otra manera, una porción grande o toda la luz se refleja en la superficie 322 cuando la trayectoria de transmisión de la luz se intercepta por la interfaz de material de cassette/primer fluido pero una porción pequeña de haces de luz se refleja si la trayectoria de transmisión es interceptada por la interfaz de material de cassette/segundo fluido . Como un ejemplo la Figura 5 ilustra el comportamiento de un rayo 330 de luz que se reflaja principalmente en la interfaz de aire/plástico en la superficie 322 de la cámara 310 y el rayo 330' de luz se refracta principalmente hacia la cámara 310 en la superficie 322. En el primer caso, el haz 330 de luz penetra la pared 316, pasa a través del plástico en la esquina 320, y se refleja en la interfaz de plástico/aire de la superficie 322. Por otra parte, la mayoría del haz 330' de luz se refracta en la superficie 322 en la interfaz de material de cassette/fluido BSS, aún cuando parte del haz 330' de luz también se puede reflejar. En este ejemplo, la luz fuertemente reflejada (v.gr., haz 330) ilumina la disposición 314 de sensor lineal indicando la presencia de aire en ese nivel . La figura 6 ilustra otra modalidad de la percepción de nivel de haz reflector. La Figura 6 es una representación diagramática de otra modalidad de una cámara 350 con fuente 352 de luz y sensor 354. las paredes 356/358 del cassette que están orientadas a la fuente 352 de luz y sensor 354, de conformidad con una modalidad, son transparentes u opacas. De conformidad con una modalidad de la presente invención, la fuente 352 de luz puede ser una fuente de luz lineal (es decir, una fuente de luz continua) , tal como una fuente de luz de LED lineal, que produce luz a lo largo de un eje vertical y el sensor 354 puede ser una disposición de sensor lineal (es decir, una disposición de sensor continua) , tal como un fotodiodo lineal, que detecta la luz emitida por la fuente 352 de luz a lo largo de un eje vertical. La fuente 352 de luz lineal y la disposición 354 de sensor lineal están conectadas a una circuito (no mostrado) . La fuente 352 de luz lineal está montada a la pred 356. La disposición 354 de sensor lineal está montada verticalmente a la pared 358. El ángulo a incidente se puede seleccionar de modo que los haces de luz de la fuente 352 de luz se reflejen totalmente de la superficie 362 para pegar en la disposición 354 de sensor lineal cuando el haz de luz pega la superficie 362 en un punto que tiene un primer fluido en el otro lado, pero refracta en la superficie 362 para fallar la disposición 354 de sensor lineal cuando el haz de luz pega en la superficie 362 en un punto que tiene un segundo fluido en el otro lado debido al hecho de que ABS tiene un índice de refracción de alrededor de 1.5, BSS tiene un índice de refracción de alrededor de 1.3, y el aire tiene un índice de refracción de alrededor de 1.0. Volviendo al ejemplo de un cassette de ABS que tiene la cámara 350 conteniendo aire y fluido BSS, puesto que la parte superior de la cámara contendrá el aire, la porción superior de la superficie 362 será una interfaz de ABS/AIRE, mientras que la porción inferior de la superficie 362 será una interfaz de ABS/BSS. De esta manera, en la superficie 362, hay dos interfaces ópticas diferentes. Los haces de luz de la fuente 352 de luz lineal llegan a la superficie 362 a un ángulo a incidente. Parte del haz se puede reflejar en la superficie 362 y recibir por la disposición 354 de sensor lineal mientras que parte se puede refractar hacia la cámara 350. Como un ejemplo, la figura 6 ilustra el comportamiento de un rayo 360 de luz que se refleja principalmente en la interfaz de aire/plástico en la superficie 362 de cámara 340 y el rayo 360' de luz se refracta principalmente hacia la cámara 350 en la superficie 362. En el primer caso, el haz de luz 360 penetra la pared 356, pasa a través del plástico y se refleja en la interfaz de plástico/aire de la superficie 362. Por otra parte, el haz de luz 360' se refracta en la superficie 362. La Figura 7 es una gráfica de flujo que ilustra una modalidad de un método para determinar el nivel de fluido en una cámara. Una pluralidad de fuentes de luz 8v.gr., LEDs u otras fuentes de luz) proyectan luz hacia la pared de una cámara (paso 412) a lo largo de trayectorias de transmisión. Si la trayectoria de transmisión de un rayo de luz es interceptada por una interfaz de material de cassette/primer fluido, una mayoría, si no todo, el rayo de luz se puede reflejar, mientras que si la trayectoria de transmisión deluz se intercepta por la interfaz de material de cassette/segundo fluido, una mayoría del rayo de luz no se refleja. Usando el ejemplo de la Figura 4, si un rayo de luz es interceptado por la interfaz de ABS/BSS 8v.gr., en la superficie 230), una mayoría, si no todo, el rayo de luz se refleja en la superficie 232. utilizando el ejemplo de las figuras 5 y 6, por otra parte, si un rayo de luz es interceptado por la interfaz de ABS/Aire, una mayoría, si no todo, el rayo de luz se refleja. Una disposición de sensor lineal recibe alguna porción de la luz proyectada por las fuentes de luz (paso 414) y da salida a una señal indicando la cantidad de luz recibida en diversas porciones de la disposición de sensor (.gr., a diversos pixeles de la disposición) > (paso 416) . En el paso 418, un esquema de detección de borde se aplica a la salida de la disposición de sensor lineal para determinar cuales porciones de la disposición de sensor lineal están suficientemente iluminadas para indicar la presencia/ausencia de fluido en el nivel correspondiente en la cámara. De conformidad con una modalidad, la salida de diferentes porciones del sensor lineal se compara con un umbral para determinar si esa porción de sensor lineal está en un primer estado (v.gr., asociado con aire) o en un segundo estado (v.gr., asociado con el fluido). La transición entre las porciones de primer estado yt segundo estado de la disposición de sensor lineal marca el nivel de fluido. Se debe observar, sin embargo, que otros mecanismos de detección de borde se pueden emplear, tal como interpolación lineal. Los pasos de la Figura 7 se pueden repetir como sea necesario o se desee y la información de nivel actualizarse continuamente (v.gr., en cada ciclo de procesador, ciclo de circuito de instrucciones u otro periodo de tiempo) . Los cambios en información de nivel pueden indicar flujo de fluido desde la cámara. Más específicamente, el régimen de flujo es proporcional a A*dL/dt, en donde A es el área de sección transversal de la cámara y dL/dt es el cambio en nivel durante el tiempo. Debido a que solamente una esquina de una cámara necesita usarse, el área de sección transversal de la cámara A de la cámara se puede reducir al mínimo. De esta manera, la sensibilidad de la determinación de régimen de flujo se mejora. Una sección transversal reducida también puede reducir los efectos de movimiento del fluido en la cámara debidos a saltos del cassette. La Figura 8 es una representación esquemática de una vista superior de un cassette y consola quirúrgicos que emplean el sensor de nivel de fluido de conformidad con una modalidad de la presente invención. El cassette 500 está instalado en la consola 502. La cámara 504 es parte del cassette 500. La fuente 506 de luz lineal y la disposición 508 de sensor lineal son parte de la consola. La fuente 506 de luz proyecta el haz 521 de luz hacia la pared del cassette 500 con un ángulo incidente apropiado. La disposición 508 de sensor lineal se coloca para recibir el haz de luz de la fuente de luz. Ambas, la fuente de luz y la disposición de sensor de luz están fijados a un controlador 510. El controlador 510 puede ser cualquier controlador apropiado conocido en el ramo, incluyendo controladores a base de DSP, ASIC, RISK o CPU . El controlador 510 puede incluir un convertidor 512 de análogo a digital (A/D) para convertir señales análogas de la disposición 508 de sensor lineal en señales digitales. Adicionalmente, el controlador 510 puede incluir un convertidor 614 digital a análogo (D/A) para convertir la señales de control digitales a señales analógicas para controlar la intensidad de luces en la fuente 506 de luz. Un procesador 516, tal como un DSP, ASIC, RISK, microcontrolador o CPU u otro procesador apropiado puede tener acceso a un juego de instrucciones 520 y memoria 518 legible por computadora. La memoria legible por computadora puede ser RAM, ROM, almacacenamiento magnético, almacenamiento óptico u otra memoria apropiada gue puede estar a bordo o ser accesible por el procesador 516. El procesador 516 puede ejecutar instrucciones 520 para procesar entradas digitales para determinar el nivel de fluido en una cámara como se discute arriba. El controlador 510 opcionalmente se puede comunicar con otros componentes de la consola 502 que proporciona funcionalidad adicional. Otras modalidades de la presente invención pueden usar cualquier controlador apropiado para determinar el fluido en una cámara . Mientras que se han descrito diversas modalidades de la presente invención, debe quedar entendido que estas modalidades son ilustrativas y que el alcance de la invención no está limitado a estas modalidades. Muchas variaciones modificaciones, adiciones y mejoras a las modalidades arriba descritas son posibles y estas variaciones, modificaciones, adiciones y mejoras queden dentro del alcance de la invención como se detalla en las siguientes reivindicaciones.

Claims

REIVINDICACIONES 1.- Un sistema quirúrgico que comprende: un cassette quirúrgico cuando menos parcialmente formado de un material de cassette que define una cámara y que comprende una primera pared y una segunda pared; una consola quirúrgica que comprende< . un receptor de cassette para recibir el cassette quirúrgico; y una pluralidad de fuentes de luz verticalmente dispuestas para proyectar luz hacia la primera pared del cassette quirúrgico, en donde cada una de la pluralidad de fuentes de luz está colocada para proyectar un rayo de luz correspondiente a lo largo de una trayectoria de transmisión correspondiente que tiene un ángulo de incidencia con una superficie de cámara de modo que cuando menos una mayoría del rayo de luz correspondiente se refleje si la interfaz de material de cassette/primer fluido intercepta la trayectoria de transmisión correspondiente y una mayoría del rayo de luz correspondiente no se refleja si una interfaz de material de cassette/segundo fluido intercepta la trayectoria de transmisión correspondiente; y una disposición de sensor que tiene una pluralidad de porciones verticalmente dispuestas para recibir luz a través de la segunda pared del cassette quirúrgico y generar una salida que indica una cantidad de iluminación de cada una de las porciones verticalmente dispuestas.
2. - El sistema quirúrgico de conformidad con la reivindicación 1, en donde la disposición de sensor está dispuesta para recibir luz a través de la cámara.
3. - El sistema quirúrgico de conformidad con la reivindicación 1, en donde la disposición de sensor está dispuesta para recibir luz reflejada de la interfaz de material de cassette/primer fluido.
4. - El sistema quirúrgico de conformidad con la reivindicación 1, en donde la interfaz de material de cassette/primer fluido es una interfaz de material de cassette/AIRE fluido.
5. - El sistema quirúrgico de conformidad con la reivindicación 1, en donde la interfaz de material de cassette/segundo fluido es una interfaz de material de cassette/Liquido .
6. - El sistema quirúrgico de conformidad con la reivindicación 1, en donde el cassette quirúrgico comprende una esquina configurada de prisma que tiene una superficie interna que define una porción de la cámara.
7. - El sistema quirúrgico de conformidad con la reivindicación 1, que comprende además un controlador operable para determinar un nivel fluido basado en la salida de la disposición de sensor.
8. - El sistema quirúrgico de conformidad con la reivindicación 7, en donde el controlador es operable además para : aplicar un umbral a la salida de la disposición de sensor para determinar cuales porciones de la disposición de sensor en un primer estado y cuales porciones están en un segundo estado; y determinar el nivel de fluido basado en la transición entre las porciones en el primer estado y las porciones en el segundo estado.
9. - El sistema quirúrgico de conformidad con la reivindicación 7, en donde el controlador es operable además para determinar un régimen de flujo basado en un cambio en el nivel de fluido a través del tiempo.
10. - Un sistema para detectar el nivel de fluido en un cassette quirúrgico, que comprende: una disposición de luz lineal que comprende. Una primera fuente de luz para proyectar un primer haz de luz hacia una primera pared dee cassette a alo largo de una primera trayectoria de transmisión, en donde la primera trayectoria de transmisión tiene un ángulo de incidencia con una superficie de cámara de manera que cuando menos una mayoría del primer haz de luz se refracte si una interfaz de material de cassette/primer fluido intercepta la primera trayectoria de transmisión; y una segunda luz dispuesta a lo largo de un eje vertical con respecto a la primera fuente de luz para proyectar un segundo haz de luz hacia la parimera pared de cassette a lo largo de una segunda trayectoria de transmisión, en donde la segunda trayectoria de transmisión tiene un ángulo de incidencia con la superficie de cámara de modo que cuando menos una mayoría del segundo haz de luz se refleje si la interfaz de material de cassette/segundo fluido intercepta la segunda trayectoria de transmisión; y una disposición de sensor lineal que comprende una primera porción colocada para recibir el primer haz de luz y una segunda porción colocada para recibir el segundo haz de luz y producir una señal de salida para indicar si cada una de las primera y segunda porciones están iluminadas.
11. - El sistema de conformidad con la reivindicación 10, en donde la disposición de sensor lineal está dispuesta para recibir luz a través de la cámara.
12. - El sistema de conformidad con la reivindicación 10, en donde la disposición de sensor está dispuesta para recibir luz reflejada de la interfaz de material de cassette/primer fluido.
13. - El sistema de conformidad con la reivindicación 10, que comprende además un controlador operable para determinar un nivel de fluido basado en la salida de la disposición de sensor lineal.
14. - El sistema de conformidad con la reivindicación 10, en donde la interfaz de material de material de cassette/primer fluido es una interfaz de material de cassette/Liquido.
15. - El sistema de conformidad con la reivindicación 10, que comprende además un controlador operable para determinar el nivel de fluido basado en la salida de la disposición de sensor lineal
16. - El sistema quirúrgico de conformidad con la reivindicación 15, en donde el controlador es operable además para : aplicar un umbral a la salida de la disposición de sensor para determinar que la primera porción de la disposición de sensor lineal está en un estado CONECTADO y determinar que la segunda porción de la disposición de sensor lineal está en un estado DESCONECTADO; y determinar el nivel de fluido basado en la transición entre los estados CONECTADO y DESCONECTADO de la primera y segunda porciones.
17. - El sistema quirúrgico de conformidad con la reivindicación 16, en donde el controlador es además operable para determinar un régimen de flujo basado en un cambio en nivel de fluido a través del tiempo.
18. - Un método para determinar el nivel de fluido en un cassette quirúrgico que comprende : emitir una pluralidad de haces de luz hacia una pared de un cassette quirúrgico a lo largo de trayectorias de transmisión paralelas, verticalmente espaciadas, detectar la cantidad de iluminación de diversas porciones verticalmente dispuestas de una disposición de sensor lineal colocada para recibir la pluralidad de haces de luz, determinar el nivel de fluido basado en la iluminación de diversas porciones verticalmente dispuestas de la disposición de sensor lineal.
19. - El método de conformidad con la reivindicación 18, que comprende además reflejar cuando menos una mayoría de por lo menos un haz de luz de la pluralidad de haces de luz a una interfaz de material de cassette/primer fluido.
20. - el método de conformidad con la reivindicación 19, que comprende además no reflejar una mayoría de cuando menos otro haz de luz de la pluralidad de haces de luz en una interfaz de material de cassette/segundo fluido.
21. - El método de conformidad con la reivindicación 19, que comprende además. aplicar un umbral a la salida de la disposición de sensor para determinar cuales porciones de la disposición de sensor están definidas como estando en un primera estado y cuales porciones se definen como estando en un segundo estado; y determinar el nivel de fluido basado en la transición entre las porciones definidas como estando en el primer estado y las porciones definidas como estando en el segundo estado.
22. - Un sistema que comprende un cassette quirúrgico cuando menos parcialmente formado de un material de cassette que define una cámara y que comprende una primera pared y una segunda pared; una consola quirúrgica que comprende: un receptor de cassette para recibir el cassette quirúrgico; y una fuente de luz para proyectar un rayo de luz a lo largo de una trayectoria de transmisión hacia la primera pared del cassette quirúrgico, en donde la fuente de luz está colocada de modo que cuando menos una mayoría del rayo de luz se refleje si la interfaz de material de cassette/primer fluido intercepta la trayectoria de transmisión y una mayoría del rayo de luz no se refleja si una interfaz de material de cassette/segundo fluido intercepta la trayectoria de transmisión; Y un sensor para recibir luz a través de la segunda pared del cassette quirúrgico y generar una salida que indica la iluminación del sensor.
23. - El sistema quirúrgico de conformidad con la reivindicación 22, en donde el sensor se dispone para recibir luz a través de la cámara.
24. - El sistema quirúrgico de conformidad con la reivindicación 22, en donde el sensor está dispuesto para recibir luz reflejada de la interfaz de material de cassette/primer fluido.
25.- El sistema quirúrgico de conformidad con la reivindicación 22, en donde la interfaz de material de cassette/primer fluido es una interfaz de material de cassette/AIRE fluido. C
26.- El sistema quirúrgico de conformidad con la reivindicación 25, en donde la interfaz de material de cassette/segundo fluido es una interfaz de material de cassette/Liquido .
27. - El sistema quirúrgico de conformidad con la reivindicación 22, en donde el cassette quirúrgico comprende una esquina de forma de prisma que tiene una superficie interna que define una porción de la cámara.
28. - el sistema quirúrgico de conformidad con la reivindicación 22, que comprende además un controlador operable para determinar una presencia de fluido a un nivel en la cámara basado en la salida del sensor.
29. - El sistema quirúrgico de conformidad con la reivindicación 7, en donde el controladores operable además para aplicar un umbral a la salida del sensor para determinar si el sensor está en un primera estado o en un segundo estado .
30. - Un método para determinar la presencia de fluido en un cassette quirúrgico que comprende: emitir un haz de luz hacia una pared de un cassette quirúrgico a incidencia de ángulo para ocasionar que una mayoría, si no todo, el haz de luz se refleje en la interfaz de material de cassette/primer fluido y una mayoría del haz de luz no se refleje en una interfaz de material de cassette/segundo fluido; y utilizar una salida de un sensor para determinar una presencia o ausencia de un líquido a un nivel particular en una cámara de cassette.
31. - El método de conformidad con la reivindicación 30, en donde el líquido es el primer fluido.
32. - El método de conformidad con la reivindicación 30, en donde aire es el segundo fluido.
33. - El método de conformidad con la reivindicación 19, que comprende demás: aplicar un umbral a la salida del sensor para determinar si el sensor está en un primer estado o un segundo estado, determinarla presencia del fluido al nivel particular basado en si el sensor está en el primer estado o en el segundo estado.