MXPA05005499A - Controlador de pie mejorado para sistema microquirurgico. - Google Patents

Abstract

Se describe un controlador de pie mejorado de un sistema microquirurgico, y un metodo para operar el controlador de pie. El metodo incluye utilizar una computadora para modular el reten del controlador de pie desde el principio del reten hasta el final del reten.

Description

CONTROLADOR DE PIE MEJORADO PARA SISTEMA MICROQUIRURGICO Campo de la Invención La presente invención está relacionada generalmente con controladores de pie que se utilizan en la operación de sistemas microquirúrgicos. La presente invención más particularmente está relacionada con un retén que es definido por el cirujano mejorado para estos controladores de pie.

Descripción de la Técnica Relacionada Se utilizan varios controladores de pie para controlar los sistemas microquirúrgicos, y particularmente para controlar los sistemas microquirúrgicos of álmicos. Durante la cirugía oftálmica, un cirujano ve el ojo del paciente a través de un microscopio operativo. Para controlar el sistema microquirúrgico y sus piezas manuales asociadas durante las diferentes porciones del procedimiento quirúrgico, el cirujano debe ya sea dar instrucciones a la enfermera de cómo alterar los ajustes de la máquina en el sistema quirúrgico, o utilizar el controlador de pie para cambiar tales ajustes. Donde sea posible, muchos cirujanos prefieren utilizar el controlador de pie para alterar los ajustes de la máquina en el sistema quirúrgico, eliminando o reduciendo la necesidad de conversar con la enfermera durante el procedimiento quirúrgico.

Muchos controladores de pie convencionales tienen un pedal que proporciona un control lineal de las funciones del sistema quirúrgico o una pieza manual asociada, y una serie de interruptores o botones que proporcionan un control binario de estas funciones. Los controladores de pie ejemplares para los sistemas microquirúrgicos oftálmicos se describen en la Publicación Internacional No. WO 00/12037; la Publicación Internacional Número WO 99/14648; Publicación Internacional Número WO 98/08442; la Publicación Internacional No. WO 96/13845; la Patente Norteamericana No. 5,983,749; la Patente Norteamericana No. 5,580,347; la Patente Norteamericana No. 4,837,857; la Patente Norteamericana No. 4,983,901; la Patente Norteamericana No. 5,091,056; la Patente Norteamericana No. 5,268,624; la Patente Norteamericana No. 5,554,894 todas las cuales se incorporan en la presente para referencia. Estos controladores de pie típicamente tienen un pedal que tiene la capacidad de ser movido por el cirujano en un rango de movimiento dado. Este rango de movimiento típicamente se separa en varias áreas, cada una de las cuales controla un diferente modo quirúrgico. Por ejemplo, al mover el pedal en una primera área se puede proporcionar una cantidad fija de flujo de irrigación a la pieza manual de facoemulsificación. Al mover el pedal a la segunda área se puede proporcionar un flujo de irrigación fijo y un control lineal del flujo de aspiración a la pieza manual. Al mover el pedal a una tercera área se puede proporcionar un flujo de irrigación fijo, un control lineal del flujo de aspiración, y un control lineal de la energía del ultrasonido a la pieza manual . Cada una de estas áreas típicamente es separada por un rango relativamente pequeño de movimiento de pedal (y/o una cantidad de tiempo pequeña) en el cual el cirujano siente una resistencia incrementada contra su pie a medida que presiona sobre el pedal. Estos pequeños rangos de movimiento de pedal típicamente son denominados como retenes. Esta resistencia incrementada que siente el pie del cirujano a medida que el pedal pasa a través de un retén típicamente es proporcionada por un aumento en la torsión generada por el motor de retén del controlador de pie que se opone a la fuerza del pie del cirujano sobre el pedal. Una vez que el cirujano mueve el pedal a través de un retén, la resistencia que siente el pie del cirujano disminuye. La Patente Norteamericana No. 4,983,901; la Patente Norteamericana No. 4,168,707; la Patente Norteamericana No. 5,091,656; la Patente Norteamericana No. 6,179,829; y la Patente Europea No. 0 789 929 Bl, todas las cuales se incorporan en la presente para referencia, describen ejemplos de estos retenes . Sin embargo, los controladores de pie convencionales sufren de la desventaja de que la fuerza necesaria para sobrepasar un retén y mover al siguiente modo quirúrgico da como resultado que el pedal tenga cierta sensación de rigidez para el cirujano. Si la fuerza requerida para sobrepasar el retén se disminuye en una amplitud para reducir esta rigidez, se hace difícil que el cirujano detecte el retén. Por lo tanto, aún existe la necesidad de un retén mejorado en los controles de pie utilizados en la operación de sistemas microquirúrgicos .

Compendio de la Invención En un aspecto, la presente invención es un método mejorado para operar un controlador de pie de un sistema microquirúrgico. Se proporciona un sistema microquirúrgico que tiene una computadora y un controlador de pie operativamente acoplado a la computadora. El controlador de pie tiene un pedal con un rango de movimiento. El rango de movimiento tiene una primera área que indica un primer modo quirúrgico del sistema microquirúrgico y una segunda área que indica un segundo modo quirúrgico del sistema microquirúrgico. La primera y la segunda áreas están separadas por un retén. La computadora se utiliza para modular el retén variando la resistencia que siente el pie del usuario a medida que presiona sobre el pedal. La variación de resistencia puede ocurrir a una frecuencia dada del inicio del retén hasta el final del retén.

Breve Descripción de los Dibujos Para un entendimiento más completo de la presente invención, y para otros objetos y ventajas de la misma, se hace referencia a la siguiente descripción tomada junto con los dibujos anexos en los cuales: la FIGURA 1 es una vista en perspectiva de un sistema microquirúrgico de acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención; la FIGURA 2 es un diagrama de bloque de ciertas porciones del sistema microquirúrgico de la FIGURA 1 y su controlador de pie asociado de acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención; la FIGURA 3 es una vista en perspectiva de una modalidad preferida del controlador de pie de las FIGURAS 1-2; la FIGURA 4 es una vista lateral parcialmente cortada del controlador de pie de la FIGURA 3 en una posición totalmente no oprimida; la FIGURA 5 es una vista lateral del controlador de pie de la FIGURA 3 en la posición totalmente oprimida; la FIGURA 6 ilustra esquemáticamente la fuerza de resistencia que siente el pie del cirujano a medida que presiona sobre el pedal del controlador de pie de la FIGURA 3 en función del desplazamiento rotacional del pedal de acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención; la FIGURA 7 ilustra esquemáticamente un retén modulador del controlador de pie de la FIGURA 3 de acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención; y la FIGURA 8 muestra una modalidad preferida de una pantalla de tacto del sistema microquirúrgico de la FIGURA 1 utilizada para ajustar a la medida el retén modulador de la FIGURA 5.

Descripción Detallada de las Modalidades Preferidas Las modalidades preferidas de la presente invención y sus ventajas se entenderán mejor haciendo referencia a las FIGURAS 1 a 8 de los dibujos, utilizando números similares para las partes similares y correspondientes de los diferentes dibujos. Las FIGURAS 1-2 muestran un sistema 10 microquirúrgico de acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención. Como se muestra en la FIGURA 1, el sistema 10 microquirúrgico es un sistema microquirúrgico oftálmico. Sin embargo, el sistema 10 microquirúrgico puede ser cualquier sistema microquirúrgico, incluyendo un sistema para realizar cirugías óticas, nasales, de garganta, u otro tipo de cirugías. El sistema 10 es capaz de proporcionar energía de ultrasonido, fluido de irrigación, y vacío de aspiración a una pieza manual ultrasónica en un procedimiento quirúrgico oftálmico del segmento anterior. El sistema 10 también puede tener la capacidad de proporcionar presión de motor neumática y vacío de aspiración a una sonda de vitrectomía y fluido de irrigación a una cánula de infusión en un procedimiento quirúrgico oftálmico de segmento posterior. El sistema 10 de preferencia incluye una interfaz 12 de usuario gráfica que tiene un despliegue de cristal liquido ("LCD") 16 con capacidad de pantalla de tacto, un controlador 18 de interfaz de interruptor de pedal colocado dentro del cuerpo 19 del sistema 10, un motor 20 de retroalimentación a presión colocado dentro del cuerpo 19 y un controlador 26 de pie. El controlador 18 es una computadora y de preferencia es un microcontrolador . El motor 20 de preferencia es un motor de fuente de corriente variable. Un cassette quirúrgico se acopla operativamente al sistema 10 por medio del área 27 receptora de cassette para administrar los fluidos del sistema 10 en una manera convencional. Como se mencionó anteriormente, una serie de piezas manuales se acoplan operativamente al sistema 10, y/o su cassette quirúrgico, durante la cirugía oftálmica, típicamente por medio de tubos de plástico flexibles convencionales acoplados de manera fluida con el cassette quirúrgico y/o cables electrónicos que se acoplan operativamente a uno o más puertos 29. Las piezas manuales ejemplares utilizadas en la cirugía oftálmica de segmento anterior incluyen una pieza manual de irrigación, una pieza manual de irrigación/aspiración, una pieza manual ultrasónica y/o una pieza manual de diatermia. Una pieza manual ultrasónica preferida es una pieza manual de facoemulsificación. Las piezas manuales ejemplares utilizadas en la cirugía oftálmica de segmento posterior incluye una pieza manual de extrusión, una cánula de infusión, una sonda de victrectomía, tijeras microquirúrgicas , y/o una pieza manual de diatermia. Como mejor se muestra en las FIGURAS 3-5, el controlador 26 de pie tiene un cuerpo 48 con una base 50 que soporta el controlador 26 de pie sobre el piso de la sala de operaciones. El cuerpo 48 de preferencia incluye un pedal o pedal de doble efecto 52, una talonera 54, e interruptores 56 laterales o de aleta, todos los cuales pueden estar hechos de cualquier material adecuado, tal como acero inoxidable, titanio o plástico. La base 50 puede también contener un parachoques 58 protector hecho de un material elastomérico relativamente suave. La estructura del controlador 26 de pie se describe más completamente en la Solicitud co-pendiente Norteamericana con No. de serie 10/271,505 presentada el 16 de octubre del 2002, la cual se incorpora en la presente para referencia . El pedal 52 y la talonera 54 se acoplan rotacionalmente al cuerpo 48 en un eje 66 del controlador 26 de pie. El pedal 52 puede oprimirse utilizando la porción superior del pie del cirujano para moverse desde una posición totalmente no oprimida como se muestra en las FIGURAS 3-4, hasta una posición totalmente oprimida como se muestra en la FIGURA 5. El eje de rotación 60 del tobillo del pie 62 de preferencia se ubica detrás del eje 66. Aunque ahora no se muestra en las FIGURAS 3-5, el controlador 26 de pie puede estar diseñado de modo que sólo el pedal 52, y no la talonera 54, gira alrededor del eje 66, si se desea. El pedal 52 es utilizado por el cirujano para proporcionar un control proporcional a ciertas funciones del sistema 10 microquirúrgico . A modo de ejemplo, dependiendo del modo operativo del sistema 10, el pedal 52 puede utilizarse para proporcionar el control proporcional de velocidad de corte de sonda de vitrectomía, vacío de aspiración de sonda de vitrectomía, la potencia de la pieza manual de ultrasonido, o la velocidad de flujo de aspiración de la pieza manual de ultrasonido . Como se muestra mejor en la FIGURA 2, el controlador 26 de pie de preferencia también incluye un motor 30 de retroalimentación a presión y un codificador 32. El motor 30 se acopla mecánicamente al eje 66 por medio de un ensamble de engranajes convencional (no mostrado) . El motor 30 se activa por una señal generada por el motor 20 de retroalimentación a presión y se controla por el controlador 18 de interfaz de interruptor de pedal. El codificador 32 de preferencia es un codificador óptico. El codificador 32 verifica el número de rotaciones del eje del motor 30. El codificador 32 incluye una lógica 33 de detección de posición capaz de transformar el número de rotaciones del eje del motor 30 en un desplazamiento rotacional del pedal 52. Uno o más resortes 34 de retorno de pedal también se acoplan al eje 66. Los resortes 34 y el motor 30 se combinan para proporcionar una torsión o fuerza que resiste la activación del pedal 52 por medio del pie del cirujano. Los interruptores 36, 38, y 40 detectan y desvían señales al controlador 18 al fallar el resorte 34, por la inclinación del controlador 26 de pie fuera de su base 50, y cuando el pedal 52 está en la posición totalmente no oprimida, respectivamente. El controlador 26 de pie puede hacerse utilizando tecnología convencional. El controlador 26 de pie se acopla eléctricamente al sistema 10 microquirúrgico por medio de un cable 28 electrónico. La FIGURA 6 ilustra esquemáticamente la fuerza de resistencia que siente el pie del cirujano a medida que presiona sobre el pedal 52 para controlar varios parámetros quirúrgicos durante la operación del sistema 10 microquirúrgico en función del desplazamiento rotacional del pedal 52. Como se muestra en la modalidad preferida de la FIGURA 6, el controlador 26 tiene un rango de movimiento entre una primera posición donde el pedal 52 está en una posición totalmente no oprimida y una segunda posición donde el pedal 52 está en una posición totalmente oprimida. Este rango de movimiento de preferencia se separa en varios subrangos o áreas, cada una de las cuales indica un modo quirúrgico del sistema 10. Para una pieza manual de f coemulsificación ejemplar operativamente acoplada al sistema 10, las áreas preferidas son: 0 (sin modo quirúrgico activo) ; 1 (cantidad fija de flujo de irrigación proporcionada a la pieza manual) ; 2 (cantidad fija de flujo de irrigación proporcionada a la pieza manual + control proporcional (0-100%) de flujo de aspiración proporcionada a la pieza manual) ; y 3 (cantidad fija de flujo de irrigación proporcionada a la pieza manual + control proporcional (0-100%) de flujo de aspiración proporcionado a la pieza manual + control proporcional (0-100%) de energía de ultrasonido proporcionada a la pieza manual) . Por supuesto, diferentes números de áreas, al igual que diferentes modos quirúrgicos, pueden asignarse para diferentes sistemas microquirúrgicos distintos al sistema 10 y/o diferentes piezas manuales operativamente acopladas al sistema 10. Como se muestra en la FIGURA 6, el controlador 26 de pie de preferencia tiene dos retenes 100 y 102 a medida que el pedal 52 se mueve en la dirección hacia abajo, y dos retenes 104 y 106 a medida que el pedal 52 se mueve en la dirección hacia arriba. Por supuesto, más o menos retenes, o diferentes ubicaciones de retén, pueden utilizarse, si se desea. Como se muestra en las FIGURAS 7-8, uno o más retenes 100 a 106 pueden ser un retén de modulación. Más específicamente, la resistencia, o fuerza de resistencia o torsión, que el cirujano siente contra su pie a medida que presiona el pedal 52 de preferencia varía desde un primer valor de amplitud F0 al principio de D0 de retén a valores de amplitud entre un segundo valor de amplitud Fx y un tercer valor de amplitud F2 a una frecuencia deseada a través de todo el retén. Al final de Dx del retén, la resistencia de preferencia regresa al primer valor de amplitud F0. Este retén de modulación es significativamente diferente del retén de interruptor de pedal convencional, en donde el cirujano siente una resistencia constante incrementada contra su pie a medida que continúa moviendo el pedal del controlador de pie desde el principio hasta el final del retén. El retén de modulación de la presente invención de preferencia se logra utilizando el motor 20 de retroalimentación a presión para variar la señal eléctrica al motor 30 de retroalimentación a presión de modo que la torsión de oposición proporcionada al eje 66 varíe mientras que el pedal 52 está entre el principio de D0 del retén y el final de Dx del retén. Por supuesto, el codificador 32 y la lógica 33 de detección de posición proporcionan el desplazamiento rotacional actual del pedal 52 del controlador 18 de pedal, y el controlador 18 manda instrucciones al motor 20 de cómo apropiadamente variar la señal eléctrica al motor 30. El cirujano o la enfermera pueden utilizar el despliegue 16 de pantalla de tacto del sistema 10 para ajustar a la medida la rigidez de los retenes 100 a 106. Por ejemplo, el cirujano puede tocar el botón 108 para activar la modulación en todos los retenes 100 a 106, y el cirujano puede tocar el botón 110 para desactivar la modulación en todos los retenes 100 a 106. Como otro ejemplo, un cirujano puede incrementar la frecuencia de modulación de todos los retenes 100 a 106 tocando la flecha 112 de movimiento hacia arriba, y el cirujano puede disminuir la frecuencia de modulación de todos los retenes 100 a 106 tocando la flecha 114 de movimiento hacia abajo. A medida que se cambia la frecuencia de modulación de los retenes, la frecuencia actual es desplegada cualitativamente por la posición de la barra 116 de movimiento dentro del despliegue 118 de barra. Además, el cirujano o enfermera pueden también cambiar la frecuencia de modulación de los retenes 100 a 106 utilizando un mouse conectado a la interfaz 12 de usuario para hacer "clic y arrastrar" la barra 116 de movimiento dentro del despliegue 118 de barra. El valor absoluto de la diferencia en las amplitudes Fa y F2 de la resistencia que siente el pie del cirujano, al igual que los valores mínimos y máximos para la frecuencia de modulación de los retenes, de preferencia es difícil codificar dentro del controlador 18 de interruptor de pedal . El valor preferido de estos valores mínimos y máximos para la frecuencia de modulación son de aproximadamente 30 Hz a aproximadamente 150 Hz . Alternativamente, estos valores pueden ajustarse por el cirujano o la enfermera utilizando el despliegue 16 de pantalla de tacto. Además, la resistencia que siente el cirujano contra su pie puede modularse entre F0 y Fi, entre F0 y F2, o con algún otro patrón variable, si se desea. De preferencia, el patrón de modulación es difícil de codificar dentro del controlador 18 de interruptor de pedal. Alternativamente, el cirujano o enfermera pueden seleccionarse de patrones de modulación múltiples o ajustar un patrón de modulación, utilizando el despliegue 16 de pantalla de tacto. La duración de cada uno de los retenes 100 a 106 de preferencia es de aproximadamente 100 milisegundos . A partir de lo anterior, se podrá apreciar que la presente invención proporciona a un cirujano con un retén mejorado en controladores de pie utilizados en la operación de sistemas microquirúrgicos . La presente invención elimina la rigidez que siente el cirujano cuando el cirujano mueve el pedal de un controlador de pie a través de un retén convencional . La presente invención se ilustra en la presente a modo de ejemplo, y se pueden hacer varias modificaciones por aquellos con experiencia ordinaria en la técnica. Por ejemplo, la interfaz 12 de usuario gráfica puede ser utilizada para establecer una diferente frecuencia de modulación para diferenciar retenes del controlador 26 de pie. Además, aunque los retenes de modulación de la presente invención han sido descritos anteriormente en relación con un pedal 52 teniendo un rango de movimiento generalmente vertical, los retenes de modulación de la presente invención se pueden aplicar a un pedal que tiene un rango de movimiento generalmente horizontal o un rango de movimiento con una diferente orientación a la vertical u horizontal. Se considera que la operación y construcción de la presente invención será evidente a partir de la descripción anterior. Aunque los aparatos y métodos mostrados o descritos anteriormente han sido caracterizados como siendo preferidos, se pueden hacer varios cambios y modificaciones a los mismos sin apartarse del espíritu y alcance de la invención como se define en las siguientes reivindicaciones.

Claims (12)

1. REIVINDICACIONES 1. Un método para operar un controlador de pie de un sistema microquirúrgico, que comprende los pasos de: proporcionar un sistema microquirúrgico, el sistema comprende : una computadora; y un controlador de pie operativamente acoplado a la computadora, el controlador de pie tiene un pedal con un rango de movimiento, el rango de movimiento tiene una primera área que indica un primer modo quirúrgico del sistema microquirúrgico y una segunda área que indica un segundo modo quirúrgico del sistema microquirúrgico, la primera y la segunda áreas están separadas por un retén; y utilizar la computadora para modular el retén variando la resistencia que siente el pie del usuario a medida que el pie presiona sobre el pedal, en donde la variación de la resistencia comprende incrementar la resistencia una primera vez, disminuir la resistencia, e incrementar la resistencia una segunda vez dentro del retén.
2. 2. El método de la reivindicación 1, en donde la variación de la resistencia ocurre a una frecuencia dada desde el principio del retén hasta el final del retén.
3. 3. El método de la reivindicación 2 , en donde la frecuencia puede seleccionarse por el usuario.
4. 4. Un método para operar un controlador de pie de un sistema microquirúrgico, que comprende los pasos de: proporcionar un sistema microquirúrgico, el sistema comprende : una computadora ; un controlador de pie operativamente acoplado a la computadora, el controlador de pie tiene un pedal con un rango de movimiento y un eje que define un eje de rotación, el rango de movimiento tiene una primera área que indica un primer modo quirúrgico del sistema microquirúrgico y una segunda área que indica un segundo modo quirúrgico del sistema microquirúrgico, la primera y la segunda área están separadas por un retén; y un motor de retroalimentación a presión mecánicamente acoplado al eje; utilizar el motor de retroalimentación de presión para aplicar una primera torsión al eje que se opone a una segunda torsión aplicada al eje por el pie del usuario a medida que el pie presiona sobre el pedal ; y utilizar la computadora para modular el retén variando la primera porción, en donde la variación de la primera torsión comprende incrementar la primera torsión una primera vez, disminuir la primera torsión e incrementar la primera torsión una segunda vez dentro del retén.
5. 5. El método de la reivindicación 4, en donde la variación de la primera torsión ocurre a una frecuencia dada desde el principio del retén hasta el final del retén.
6. 6. El método de la reivindicación 5, en donde la frecuencia puede seleccionarse por el usuario.
7. 7. Un método para operar un controlador de pie de un sistema microquirúrgico, que comprende los pasos de: proporcionar un sistema microquirúrgico, el sistema comprende : una computadora; y un controlador de pie operativamente acoplado a la computadora, el controlador de pie tiene un pedal con un rango de movimiento, el rango de movimiento tiene una primera área que indica un primer modo quirúrgico del sistema microquirúrgico y una segunda área que indica un segundo modo quirúrgico del sistema microquirúrgico, la primera y la segunda áreas están separadas por un retén; y utilizar la computadora para modular el retén variando la resistencia que siente el pie del usuario a medida que el pie presiona sobre el pedal, en donde la variación de la resistencia comprende disminuir la resistencia una primera vez, incrementar la resistencia y disminuir la resistencia una segunda vez dentro del retén.
8. 8. El método de la reivindicación 7, en donde la variación de la resistencia ocurre a una frecuencia dada desde el principio del retén hasta el final del retén.
9. 9. El método de la reivindicación 8, en donde el usuario puede seleccionar la frecuencia.
10. 10. Un método para operar un controlador de pie de un sistema microquirúrgico, que comprende los pasos de: proporcionar un sistema microquirúrgico, el sistema comprende : una computadora; un controlador de pie operativamente acoplado a la computadora, el controlador de pie tiene un pedal con un rango de movimiento y un eje que definen un eje de rotación, el rango de movimiento tiene una primera área que indica un primer modo quirúrgico del sistema microquirúrgico y una segunda área que indica un segundo modo quirúrgico del segundo sistema microquirúrgico, la primera y la segunda áreas están separadas por un retén; y un motor de retroalimentación a presión mecánicamente acoplado al eje; utilizar el motor de retroalimentación a presión para aplicar una primera torsión al eje que se opone a la segunda torsión aplicada al eje por el pie del usuario a medida que el pie presiona sobre el pedal; y utilizar la computadora para modular el retén variando la primera torsión, en donde la variación de la primera torsión comprende disminuir la primera torsión una primera vez, incrementar la primera torsión, y disminuir la primera torsión una segunda vez dentro del retén.
11. 11. El método de la reivindicación 10, en donde la variación de la primera torsión ocurre a una frecuencia dada desde el principio del retén hasta el final del retén.
12. 12. El método de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque el usuario puede seleccionar la frecuencia.