MXPA06015146A - Dispositivo de sutura semi-robotico. - Google Patents

Abstract

Un aparato semi-robotico y metodos de uso del mismo para suturar el tejido del cuerpo, en donde el aparato incluye un alojamiento; al menos dos brazos distantes conectados y que se extienden de manera distante del alojamiento, en donde los al menos dos brazos distantes se pueden tanto extender como retraer independientemente; una presilla o abrazadera de aguja de sutura conectada a un extremo distante de cada uno de los al menos dos brazos, en donde la presilla de aguja de sutura puede girar de manera radial, ortogonal al eje longitudinal del brazo distante al cual esta conectada; y al menos un controlador operable para controlar al menos una porcion de la extension o retraccion de por los menos dos brazos distantes, la rotacion de las presillas de sutura y la abertura y cierre de las presillas de la aguja de sutura.

Description

DISPOSITIVO DE SUTURA SEMI-ROBOTICO ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se refiere a un aparato quirúrgico para suturar el tejido y más particularmente a un dispositivo de sutura semi-robótico que es útil en la sutura del tejido. La invención de la presente descripción es particularmente provechosa para la sutura del tejido en un espacio confinado o con agujas de sutura pequeñas. La invención descrita también proporciona un mecanismo para optimizar la trayectoria de una aguja de sutura conforme ésta perfora y pasa a través del tejido a suturar para minimizar el daño del tejido. DESCRIPCIÓN DEL ARTE RELACIONADO Durante muchos procedimientos médicos, la sutura del tejido puede ser uno de los elementos más tediosos y que consumen más tiempo . La sutura ordinariamente involucra que el médico sostenga un instrumento en cada mano. Las pinzas del tejido se aferran alternativamente al tejido y la aguja no se libera del instrumento para mantener junto el tejido a lo largo del proceso de sutura. Por ejemplo, la sutura del tejido por un cirujano diestro típicamente involucra un sujetador de aguja que se sujeta en la mano derecha de un médico y un par de pinzas en la izquierda. La aguja de sutura se sujeta en un sujetador de aguja con la mano derecha, mientras que el tejido se sujeta inicialmente por las pinzas en la mano izquierda. La aguja se utiliza entonces para perforar el tejido y se empuja a través del tejido hasta que el sujetador de aguja se encuentra adyacente al tejido. Entonces, el tejido se libera de las pinzas en la mano izquierda y el extremo distante de la aguja se sujeta por las pinzas. La aguja se libera entonces del sujetador de aguja en la mano derecha y se tira a través del tejido con las pinzas. La base de la aguja se sujeta entonces nuevamente por el sujetador de aguja en la mano derecha del médico y se libera la aguja de las pinzas en la mano izquierda. La sutura se tira entonces el resto de la distancia a través del tejido hasta que la tensión apropiada mantiene junto el tejido. Las pinzas se utilizan entonces para sujetar el tejido nuevamente en preparación para la siguiente inserción de la aguja de sutura. Frecuentemente, la sutura del tejido debe realizarse en un espacio limitado o confinado, tal como una cavidad del cuerpo, a través de una abertura quirúrgica en la pared del cuerpo, o a través de un endoscopio o canal de trabajo endoscópico. En estos ejemplos, el proceso de sutura se hace aún más difícil debido a la movilidad limitada y a un campo de visión potencialmente limitado. Además, la restricción de movilidad y visión incrementa la posibilidad de dejar caer o colocar de manera inadecuada la aguja de sutura durante estas partes del procedimiento de sutura en las que la aguja se transfiere desde el sujetador de aguja a las pinzas y de regreso nuevamente. Para aliviar o reducir algunas de estas dificultades, se han desarrollado auxiliares de sutura tales como los descritos en la Patente Norteamericana No. 5,938,668. El instrumento divulgado en ésta le proporciona al médico certeza incrementada con respecto al posicionamiento, liberación y recaptura de la aguja de sutura proporcionando mordazas en los extremos distantes de dos miembros tubulares alargados . Estas mordazas se pueden controlar de una manera en la que permitan a una serie de mordazas sujetar la aguja de sutura, mientras que la otra serie se retrae hacia un asa (alojamiento). El tejido a suturar se perfora entonces y la aguja de sutura pasa a través del tejido hasta que su extremo distante esta libre del tejido. El miembro retraído se extiende entonces y las mordazas en sus extremos distantes acoplan la aguja de sutura. Las mordazas del otro miembro liberan entonces la aguja de sutura y se retraen de manera próxima hacia el asa. Por lo tanto, este mecanismo permite el paso de la aguja de sutura entre dos series de mordazas dentro de un área restringida, mientras que proporciona la seguridad de siempre teniendo el control físico de la misma aguja, además del tej ido .

Las ventajas proporcionadas por tales dispositivos, si embargo, no están limitados a la sutura en un espacio confinado. Muchos tipos de procedimientos quirúrgicos, tal como la anastemosis microvascular requieren del uso de agujas de sutura extremadamente pequeñas. La transferencia automática de una aguja de sutura pequeña desde una mordaza a otra disminuye la posibilidad de que la aguja se caiga o sea sujetada por error debido a que es de tamaño pequeño. Además, esta transferencia automática le permitirá al médico mantener su o sus puntos focales de visión sobre el tejido que se liga en lugar de tener que cambiar de tal punto focal hacia atrás y adelante entre un instrumento y ya sea la mano y el tejido mismo. Finalmente, tales dispositivos permiten al médico suturar esencialmente con una mano, por medio de esto, posibilitando al médico a utilizar la otra mano para estabilizar de manera continua el tejido permitiendo así una colocación de sutura más precisa. La posibilidad de la estabilización incrementada del tejido que se sutura y la colocación de sutura más precisa es ventajoso para la sutura de tejidos tal como la sutura de capas múltiples de tejido, la sutura de vasos sanguíneos de paredes delgadas, o la sutura de tejidos que están bajo tracción o tensión que son susceptibles de daño a partir de distorsión introducida a través del movimiento de la aguja de sutura.

Como se discutió anteriormente, en un procedimiento de sutura típico, el tejido se perfora mediante la aguja de sutura, seguido por la aguja que se pasa a través del tejido y se sujeta desde el otro lado donde se jala el resto de la distancia a través y fuera del tejido. El paso de la aguja de sutura a través del tejido se controla mediante la fuerza ejercida sobre la aguja a través del sujetador de aguja o a través de la rotación del dispositivo del dispositivo de sutura. Sin embargo, debido a que cada aguja de sutura, por su naturaleza física, tiene una longitud y arco dados, el médico debe intentar imitar el arco conforme la aguja pasa a través del tejido por la longitud de la aguja para minimizar la distorsión del tejido mientras que se coloca la sutura. Agregado a esta complejidad está el hecho de que las agujas de sutura se encuentran en una amplia variedad de longitudes y arcos . Una desventaja mecánica más ocurre debido a que los sujetadores de aguja usados no sujetan la aguja en el centro de rotación de la muñeca normal, sino que barren la aguja a través de un arco desplazado varios centímetros desde el centro de rotación de la muñeca del cirujano, de manera que el cirujano debe proporcionar de manera artificial movimiento compensatorio para mover la aguja suavemente a través de su arco, lo cual es una función del tamaño y curvatura de la aguja. Además, aún los auxiliares de sutura tal como el dispositivo descrito anteriormente no utilizan mordazas o presillas de sutura que ajusten al ángulo/arco de la aguja de sutura. Esta falta de ajuste incrementa la dificultad de mantener el arco apropiado del paso de la aguja incrementando la desviación entre el centro de rotación para la aguja de sutura y el centro de rotación para el dispositivo Por lo tanto, sería ventajoso tener un dispositivo de sutura que sea capaz de mantener de manera continua el control físico de una aguja de sutura mientras que de manera simultánea proporciona un mecanismo para controlar la aguja de sutura a través del tejido a lo largo de arco definido por la aguja misma. Además, un dispositivo tal sería particularmente útil si pudiera utilizarse con cualquier número de una amplia variedad de agujas de sutura disponibles. Alternativamente, puede ser ventajoso tener varios tamaños del dispositivo de sutura semi-robótico para acomodar todos los tamaños de agujas de sutura desde aquellas utilizadas en procedimientos microvascular o endoscópico a aquellas utilizadas para suturar vasos grandes o válvulas del corazón. BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Un aparato semi-robótico para suturar el tejido del cuerpo, que incluye: un alojamiento; al menos dos brazos distantes conectados y que se extienden de manera distante del alojamiento, en donde los al menos dos brazos distantes se pueden tanto extender como retraer independientemente; una presilla de aguja de sutura conectada a un extremo distante de cada uno de los al menos dos brazos distantes, en donde la presilla de aguja de sutura puede girar de manera radial, ortogonal al eje longitudinal del brazo distante al cual está conectada; y al menos un controlador operable para controlar al menos una porción de la extensión o retracción de por los menos dos brazos distantes, la rotación de las presillas de sutura y la abertura y cierre de las presillas de la aguja de sutura . En ciertas modalidades, el aparato semi-robótico incluye además un impulsor radial que hace girar los al menos dos brazos distantes de manera radial alrededor del eje longitudinal del alojamiento el cual puede activarse y desactivarse por el al menos un controlador. En algunas de estas modalidades, la rotación de los al menos dos brazos distantes radiales de manera radial alrededor del eje longitudinal del alojamiento por el impulsor radial es a una velocidad continua predeterminada, donde como en otras, es a una velocidad variable. En ciertas otras modalidades, el aparato semi-robótico también incluye un impulsor lateral que extiende y retrae los al menos dos brazos distantes de manera próxima y distante del alojamiento y un impulsor longitudinal que mueve los al menos dos brazos distantes de manera próxima y distante del centro longitudinal del alojamiento y gira los al menos dos brazos distantes con respecto a su centro longitudinal . Mientras que aún en otras modalidades, el aparato incluye además una interfaz de programa, en donde la interfaz de programa puede utilizarse para almacenar la calibración en el aparato semi-robótico que dirige el posicionamiento lateral de los al menos dos brazos distantes por el impulsor lateral y el ángulo radial de las presillas de aguja de sutura por el impulsor radial para igualar el arco de una aguja de sutura predeterminada . En otras modalidades, el aparato semi-robótico incluye: un impulsor lateral que extiende y retrae los al menos dos brazos distantes de manera próxima y de manera distante del alojamiento; un impulsor longitudinal que mueve los al menos dos brazos distantes de manera próxima y de manera distante del alojamiento y gira los al menos dos brazos distantes con respecto a su centro longitudinal; y un impulsor radial que gira los al menos dos brazos distantes de manera radial alrededor del eje longitudinal del alojamiento. En algunas de estas modalidades, el aparato además incluye una interfaz de programa, en donde la interfaz de programa puede utilizarse para almacenar la calibración en el aparato semi-robótico que dirige el posicionamiento lateral de los al menos dos brazos distantes por el impulsor lateral y el ángulo radial de las presillas de la aguja de sutura por el impulsor longitudinal para igualar el arco de una aguja de sutura predeterminado. En aún otras de estas modalidades, la rotación de los al menos dos brazos distantes de manera radial alrededor del eje longitudinal del alojamiento por el impulsor radial es a una velocidad continua predeterminada o a una velocidad variable.

Ciertas modalidades de la actual invención también son funcionales con agujas de sutura que tienen un arco que no es circular. Ciertas otras modalidades también incluyen un gimble o balancín en el cual los al menos dos brazos distantes se montan, lo que permite a los al menos dos brazos compensarse a ángulos variables desde el eje longitudinal del alojamiento. Ciertas otras modalidades del aparato semi-robótico también incluyen un accesorio para usarse por un brazo robótico . Aún otras modalidades de la presente invención proporcionan un aparato de sutura semi-robótico que incluye: un alojamiento; al menos dos brazos de presillas de sutura que se extienden de manera distante del alojamiento, en donde los al menos dos brazos de presillas de sutura comprenden un mecanismo de presillas de sutura; un medio para controlar el ángulo radial del mecanismo de presillas con respecto al brazo de presillas de sutura; un medio para controlar la extensión independiente de manera distante desde el asa o retracción de manera próxima hacia el asa del brazo de presillas primario que se puede retraer o el brazo de presillas secundario que se puede retraer; y un medio para controlar de manera independiente la presilla de una aguja de sutura mediante el mecanismo de presillas del brazo de presillas primario que se puede retraer o el mecanismo de presillas del brazo de presillas secundario que se puede retraer. La invención actual también proporciona un método para suturar el tejido con un dispositivo de sutura semi-robótico que incluye los pasos de: proporcionar un aparato semi-robótico de la presente invención en donde un aparato semi-robótico; usa el al menos un controlador para dirigir: la presilla de una aguja de sutura a través de la presilla o abrazadera de la aguja de sutura que se puede girar conectada a uno de los brazos distantes; la retracción hacia el alojamiento de los otros brazos distantes seguida por su extensión después de que el extremo distante de la aguja de sutura ha pasado a través del tejido a suturar; la presilla o abrazadera de una aguja de sutura a través de la presilla de aguja de sutura que se puede girar conectada ahora al otro brazo distante extendido; la liberación de la aguja de sutura de la presilla de aguja de sutura que se puede girar del primer brazo distante para acoplar la aguja seguida de la retracción de este brazo distal de manera próxima hacia el alojamiento . BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS Esta invención puede entenderse mejor por la referencia a la siguiente descripción tomada en conjunción con los dibujos que la acompañan, en los que referencias similares identifican elementos similares y el los que: La figura 1 representa una modalidad del dispositivo de sutura semi-robótico; La figura 2 representa un esquema longitudinal del dispositivo de sutura semi-robótico que sutura el tejido; La figura 3 representa la relación entre el posicionamiento coordinado de los brazos distantes y la longitud y arco de varias agujas de sutura; La figura 4 muestra la relación entre el posicionamiento angular y de las presillas o abrazaderas de aguja de sutura y el arco de la aguja de sutura utilizada; La figura 5 muestra la capacidad del aparato de sutura semi-robótico las agujas de sutura de varios arcos; La figura 6 representa la posición radial de los brazos distantes del aparato de sutura robótico desde el punto de vista longitudinal, en donde la aguja distante se sujeta a una distancia corta próxima al punto; La figura 7 muestra varias modalidades de las presillas que sujetan la sutura localizadas en el extremo de los brazos distantes . DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La presente invención proporciona un dispositivo de sutura semi-robótico útil en la sutura de cualquier tipo de tejido. Ciertas modalidades del dispositivo son especialmente útiles en la sutura de tejido en un campo restringido, tal como durante procedimientos endoscópicos, o a través de una abertura quirúrgica pequeña. El dispositivo también es particularmente útil cuando se sutura cuando se sutura con agujas de sutura más pequeñas, por ejemplo, para anastemosis microvascular, en la que el arco de la aguja puede tener un diámetro de únicamente 3-4 mm, aunque la velocidad y facilidad de uso además del daño disminuido al tejido proporcionarán una ventaja aún con agujas más grandes. Refiriéndose a la figura 1, un dispositivo de sutura semi-robótico de acuerdo con una modalidad de la invención incluye un alojamiento 1 que puede funcionar como un asa para versiones en que el dispositivo se sostiene por las manos o una sección de unión para versiones en que el dispositivo no se sostiene por las manos, una serie de al menos un controlador 2-4, una interfaz 5 de programa y al menos dos brazos 9, 10 distantes que están acoplados ya sea de manera directa o indirecta al alojamiento 1. En ciertas modalidades, los brazos distantes pueden ajustarse para extenderse desde el alojamiento 1 a un ángulo y distancia definidas desde el centro longitudinal del dispositivo 8. Los brazos 9, 10 distantes incluyen las presillas 9a, 10a, de la aguja de sutura en su extremo más distante. Los controladores 2-4 localizados en el alojamiento 1 del dispositivo de sutura semi-robótico pueden accionarse para provocar la retracción o extensión de un brazo 9, 10 distante, la abertura y cierre de una presilla 9a, 10a, de la aguja de sutura individual o la rotación de los brazos 9, 10, distantes a lo largo de un arco predefinido (como se discute más adelante) . En ciertas modalidades, el alojamiento 1 puede adjuntar, de manera total o parcial, un impulsor lateral, un impulsor longitudinal y/o un impulsor radial. El impulsor radial es capaz de controlar de manera independiente la posición lateral de cada uno de los brazos 9, 10, distantes con respecto al centro 8 longitudinal del dispositivo, como se muestra en la figura 5. El impulsor longitudinal es capaz de controlar de manera independiente la extensión, lejos de manera distante del alojamiento 1, o la retracción de manera próxima hacia el alojamiento 1, de cada uno de los brazos 9, 10, distantes como se muestra en la figura 2. El impulsor radial es capaz de controlar la posición radial de los brazos 9, 10, distantes de uno a otro (grados de separación de los brazos con el punto de origen del ángulo siendo el centro 8 longitudinal del dispositivo de sutura semi-robótico o cualquier otro centro de rotación predeterminado, como se muestra en la figura 5. El impulsor radial es también capaz de girar los brazos 9, 10, distantes en un arco 17 definido alrededor del centro 8 longitudinal del dispositivo de sutura semi-robótico o de cualquier otro centro de rotación predeterminado, como se muestra en la figura 3. Modalidades alternas semi-roboticas de la presente invención pueden excluir la capacidad del impulsor radial para girar los brazos 9, 10, distantes para mover la aguja 11 de sutura a través del arco 17 deseado y confiar en el médico para maniobre físicamente el dispositivo.

TABLA 1: Pasos individuales para la sutura correlacionados a las imágenes de la figura 2.

La presente divulgación incluye métodos para el uso del dispositivo de sutura semi-robótico. En una modalidad, el dispositivo de sutura semi-robótico de la presente invención puede manipularse a través de etapas independientes del ciclo de sutura, como se muestra en la figura 2. La aguja puede cargarse con ambos brazos 9 y 10 extendidos, con ambas presillas de la aguja de sutura primero abiertas, entonces una presilla 10 de la aguja de sutura se desacopla y su brazo 10 distante se retrae, alternativamente la aguja puede cargarse con el dispositivo posicionado como en la figura 2B. Un experto en el arte reconocerá rápidamente que la posición longitudinal de los brazos 9, 10, distantes (es decir, extendidos o retraídos) no es crítica para la carga de la aguja y varias posiciones posibles serán suficientes para la carga inicial de la aguja de sutura. Por ejemplo, un ciclo de sutura puede iniciarse con ambos brazos siendo que extendidos y una aguja 11 de sutura cargada en las presillas 9a, 10a, de la aguja de sutura de los brazos 9, 10, distantes llamado el brazo 9 distante primario (el otro brazo distante se llama brazo 10 distante secundario) con la presilla 9a de la aguja de sutura acopl ndo/sujetando la aguja 11 de sutura cerca de su extremo próximo, el cual esta asociada con el hilo de sutura. Los brazos 9, 10 se insertan entonces en el campo de sutura de modo que la punta distante de la aguja 11 de sutura es adyacente al tejido 12 a suturar. En ciertas modalidades, el dispositivo de sutura semi-robótico puede posicionarse en la cavidad quirúrgica con ambas pinzas del dispositivo de sutura acoplado para proteger la aguja de contactar el tejido o que se alinee mal en la pinza por contacto inadvertido con el tejido. El brazo 10 distante secundario se retrae entonces como se muestra en la figura 2B (aunque puede retraerse antes de cargar la aguja 11 de sutura o de la inserción del dispositivo en el campo de sutura) y el impulsor radial se activa para provocar que ambos brazos 9, 10, distantes a lo largo de un arco 17 que se define por la longitud y forma de la aguja 11 de sutura que se usa (como se discute más adelante) , provocando que el extremo distante de la aguja 11 de sutura perfore y se mueva a través del tejido 12. El impulsor radial puede mover la aguja 11 de sutura a cualquier posición en la que el extremo distal de la aguja esta libre del tejido que se sutura. Como se describió anteriormente con respecto a modalidades que carecen del impulsor radial o en casos en los que no esta activado el impulsor radial, el médico puede girar físicamente el dispositivo para imitar la actividad del impulsor radial. El brazo 10 distante secundario se extiende entonces, como se muestra en la figura 2C con la presilla 10a de la aguja de sutura abierta para acoplar la aguja. La aguja 11 de sutura se acopla por lo tanto por ambas presillas 9a/10a de la aguja de sutura con el tejido perforado entre las pinzas. La presilla 9a de la aguja de sutura del brazo 9 distante primario se abre entonces para liberar la aguja. El brazo 9 distante primario se retrae entonces, como se muestra en la figura 2D y el impulsor radial se acopla para provocar, o que el médico provoque que los brazos 9, 10, giren nuevamente a lo largo de un arco 17 el cual corresponde a la curvatura de la aguja 11 de sutura, hasta que la aguja esta libre del tejido. Esta rotación causa que el extremo próximo de la aguja a jalarse a través del tejido se suture conduciéndola junto con la hebra de sutura. El brazo 9 distante primario se extiende entonces de manera longitudinal con la presilla 9a de la aguja de sutura abierta, como se muestra en la figura 2E, y la presilla 9a de la aguja de sutura acopla la aguja en su extremo próximo. La presilla 10a de la aguja de sutura del brazo 10 distante secundario se abre entonces para desacoplar la aguja y el dispositivo se jala lejos de manera distante del campo de sutura para obtener las tensiones apropiadas en la sutura llb. Alternativamente, la tensión puede introducirse inmediatamente después de que la aguja se jala a través del tejido y antes de que se transfiera desde la presilla 10a de la aguja de sutura secundaria a la presilla 9a de la aguja de sutura primaria o la hebra de sutura puede jalarse con unas pinzas u otro instrumento para asegurar una aproximación y tensión de tej ido apropiadas . El dispositivo puede diseñarse de modo que la sutura pueda introducirse por la mano izquierda del cirujano o en la dirección de un cirujano zurdo, caso en el cual los papeles de 9 y 10 como se describió anteriormente se invertirían. Debido a que el tejido a suturar no siempre se localiza de raanera tangencial a la dirección en la que el dispositivo de sutura puede introducirse en la inserción, el extremo distante del dispositivo de sutura semi-robótico puede montarse en una articulación o suspensión de cardán de modo que pueda ser angulado por el cirujano para orientar la sutura tangencial al tejido a través de la cual debe empujarse la sutura. Además, en ciertas modalidades el impulsor radial puede programarse para generar un empuje inicial aumentado cuando se provoca que la aguja de sutura perfore el tejido para incrementar la ventaja mecánica de la aguja sobre el tejido . El uso del dispositivo de sutura semi-robótico en un procedimiento tal tiene varias ventajas sobre el procedimiento de sutura típico. Por ejemplo, debido a que el dispositivo habilita al médico a completar el proceso de sutura con una mano mientras que una serie convencional de pinzas pueden usarse por la otra mano para estabilizar el tejido que se sutura, la precisión de la colocación de la sutura se incrementa y la distorsión del tejido durante la inserción de la aguja 11 de sutura se disminuye. Además, el dispositivo de sutura semi-robótico nunca pierde control físico sobre la aguja de sutura. En las modalidades que incluyen el impulsor radial, el dispositivo incrementa la precisión del movimiento de la aguja 11 de sutura a través de un arco que empata el arco 17 de la aguja de sutura decreciendo así las fuerzas de distorsión que se imparten sobre el tejido 12 mediante la fuerza insertada y que pasa a través de la aguja 11 de sutura. Además, en las modalidades que utilizan el impulsor radial para mover la aguja 11 de sutura, la velocidad de rotación puede ser variable. En otras palabras, el dispositivo puede programarse a través de la interfaz 5 del programa para adelantar la aguja 11 de sutura en una velocidad fija constante o puede programarse para proporcionar un empuje inicial aumentado al perforar el tejido incrementando así la capacidad de la aguja 11 de sutura para entrar al tejido 12 mientras se minimiza la distorsión del tejido creada por su inserción. La distancia que viaja la aguja a través de su arco puede programarse de manera exacta para asegurar el viaje máximo de la aguja a través de tejido, mientras se protege al tejido contra la tensión provocada mediante la presión de la presilla 9a de la aguja de sutura ejercida por la presilla 9a de la aguja de sutura que avanza muy lejos. En ciertas modalidades de la presente invención, el impulsor radial provoca que los brazos distantes 9, 10 viajen a lo largo de un arco 17 el cual está definido por el arco de la aguja de sutura, como se muestra en la figura 3..Este arco puede centrarse alrededor del centro longitudinal del dispositivo 8, mientras que las modalidades alternativas de la presente invención se proporcionan para centrar el arco 17 en una ubicación específica diferente al centro longitudinal del dispositivo. En otras palabras, el centro del arco puede desplazarse del centro del dispositivo. El centro del arco 17 y el tamaño de la aguja 11 de sutura, sin embargo, aún definirán o ajustarán los parámetros para la ruta radial que se recorrerá por los brazos distantes 9, 10. El arco 17 que se recorrerá se define mediante la curva de la aguja 11 de sutura debido a que cada aguja de sutura tendrá una ruta o trayectoria óptima a través del tejido que se esta suturando que está directamente relacionada al arco o forma de la aguja. La figura 4 muestra un diagrama de la vista longitudinal del extremo del brazo distante del dispositivo de la presente invención. La trayectoria de la aguja 11 de sutura viajará óptimamente a lo largo de un arco que es idéntico al arco de la aguja de sutura (al menos para agujas de sutura con un arco que represente una porción de un círculo y para el centro de rotación dentro del arco de la aguja definido por la longitud del radio de ese círculo) . Si la aguja 11 de sutura se mueve lo largo de este arco 17, el área de intersección entre el tejido y la aguja debería aproximar el punto 31 tangente entre el arco 17 y un vector tangencial que empata la superficie interior de las presillas o abrazaderas 9a, 10a de la aguja de sutura decreciendo o minimizando así la cantidad de arrastre/distorsión introducida en el tejido por la aguja de sutura mientras que perfora y pasa a través del tej ido . Una de las diferencias significativas entre este dispositivo y la técnica anterior de dos brazos es la configuración de la parte que se aferra a la aguja del dispositivo. El dispositivo se sujeta a través de la curva de la aguja, el cual la mantiene fijamente en su arco específico. El dispositivo anterior sujeta la aguja de lado a lado, lo que permitiría a la aguja desviarse de su arco con la presión más ligera del tejido. Incluso si la aguja se maneja precisamente a lo largo de su arco, la resistencia del tejido tendería a provocar que se mueva en relación a las mordazas del sujetador de aguja, lo que provocaría que avance a través de una ruta diferente al arco de la aguja, lo cual estaría mas lejano probablemente con el dispositivo anterior (solo una de las ventajas de este dispositivo sobre la técnica previa) . La mayoría de las agujas de sutura están definidas por una curva que refleja un arco de un círculo, con la longitud comúnmente siendo 3/8 o y2 de la circunferencia de ese círculo. No obstante, debido a que las agujas de sutura están disponibles en una amplia variedad de formas y tamaños, el dispositivo de sutura semi-robótico de la presente invención es capaz de ajustarse a las configuraciones que funcionarán con muchas agujas diferentes. Puede usarse el impulsor radial y lateral para colocar los brazos 9, 10 distantes en cualquier posición necesaria dentro de un sistema coordenado Cartesiano, como se muestra en las figuras 5 y 6. En otras palabras, el impulsor lateral puede usarse para posicionar los brazos 9,10 distantes en una ubicación predefinida a lo largo del arco el cual se determina por la aguja de sutura que se va a utilizar, mientras que el impulsor radial puede, análogamente, usarse para posicionar los brazos 9, 10 distantes en cualquier punto a lo largo de ese arco. Por ejemplo, en la figura 6, si el arco de la aguja 11 de sutura es circular y mayor que 180 grados, los brazos 9,10 distantes pueden posicionarse en una ubicación sobre el arco de 180 grados uno a otro y a una equidistancia del centro de rotación 8. Alternativamente, si la aguja 11 de sutura tiene un arco de menos que 180 grados, el impulsor radial puede usarse para posicionar los brazos 9, 10 distantes a lo largo del arco en una posición menor que 180 grados aparte para permitir a los brazos 9, 10 distantes interactuar con la aguja. Alternativamente, puede utilizarse ventajosamente un aguja de sutura de un arco ligeramente mayor que 180 grados, en cuyo caso los brazos distantes pueden colocarse en posiciones a lo largo del arco mayores que 180 grados aparte . El dispositivo de sutura semi-robótico de la presente invención puede utilizarse también con agujas de sutura que tienen un arco de forma elíptica o que no es circular como opuesto a uno circular. En tales casos, los brazos 9, 10 distantes se posicionarían mediante los impulsores lateral y radial a lo largo del arco elíptico definido por la aguja 11 de sutura. En tales instancias, el impulsor radial y el impulsor lateral trabajarían en coordinación para ajustar continuamente las coordenadas Cartesianas de los dos brazos 9, 10 distantes durante la rotación tal que sus posiciones permanezcan sobre el arco elíptico. Es deseable el paso de la aguja 11 de sutura a través del tejido 12 en un arco 17 que imita la aguja (circular o elíptica) debido a que minimizará cualquier arrastre y distorsión lateral o distante del tejido mientras que se sutura . En ciertas modalidades, la presilla de la aguja de sutura rotará para empatar el arco de la aguja. En otras palabras, cuando las agujas que tienen mayor o menor que 180° del arco usado, no sólo los brazos distantes se moverán para empatar el arco de la aguja sino que también la presilla de la aguja de sutura rotará para empatar el arco de la aguja, como se muestra en la Figura 6. Por ejemplo, en ciertas modalidades de la presente invención, las presillas 9a, 10a de la aguja de sutura sobre el extremo distante de los brazos 9, 10 distantes se posicionan de manera radial, independientes de la posición radial del brazo, de modo que la posición x-y del brazo, la longitud del brazo y la rotación del brazo pueden ajustarse independientemente. Esta característica permite a las presillas 9a, 10a de la aguja de sutura colocarse en la posición óptima para agarrar la aguja 11 de sutura independientemente de la aguja de sutura que se este usando.

La figura 4 demuestra que el vector bisectriz de la presilla 9a, 10a de la aguja de sutura definido por la superficie interior de cada mordaza 26 forma una línea que es aproximadamente tangencial al arco definido por la propia aguja de sutura. En algunas modalidades, el punto 31 tangente de contacto entre el vector 32 tangencial y el arco definido por la aguja 11 de sutura que se está usando está en el centro de la presilla 9a, 10a de la aguja de sutura. La posición radial de la presilla 9a, 10a de la aguja de sutura con respecto al brazo 9,10 distante estaría por consiguiente tal que cada presilla esté posicionada en una manera que permita que el vector 32 tangencial definido por la superficie interior de la presilla intercepte el arco definido por la aguja de sutura en el punto 31 tangente. El posicionamiento del punto 31 tangente en el centro de las presillas 9a, 10a de la aguja de sutura incrementa la habilidad para mantener el posicionamiento apropiado de la aguja 11 de sutura cuando se sujeta a través de solamente un brazo 9, 10 distante. Sin embargo, las modalidades alternativas de la presente invención pueden permitir al punto 31 tangente colocarse en una ubicación dentro de la presilla 9a, 10a de la aguja de sutura que no está en el centro de la presilla 9a, 10a de la aguja de sutura. Uno de habilidad ordinaria en la técnica reconocería que ligeras alteraciones en el posicionamiento de las presillas 9a, 10a de la aguja de sutura (o de los brazos 9,10 distantes para eso) fuera de las posiciones descritas todavía permitirían al dispositivo funcionar satisfactoriamente, especialmente en luz del hecho de que muchos tejidos son suficientemente elásticos para acomodar el mal posicionamiento de la aguja de sutura. En otras palabras, las desviaciones ligeras a moderadas en la posición de la aguja 11 de sutura o en la trayectoria no deteriorarán en manera suficiente la función o utilidad de la presente invención y están por consiguiente dentro del alcance de esta descripción Ciertas modalidades de la presente invención proporcionan para el dispositivo de sutura semi-robótico ajustar automáticamente las posiciones de los brazos 9,10 distantes y de las presillas 9a, 10a de la aguja de sutura así como el arco de rotación basado en la aguja de sutura particular que se utilizará. El dispositivo tienen múltiples calibraciones preprogramadas que corresponden con varias agujas de sutura individuales. Por ejemplo, en ciertas modalidades el médico puede simplemente ingresar un número de producto, u otro identificador único, para la aguja de sutura que se utilizará a través de la interfaz 5 del programa y el dispositivo automáticamente asumirá la configuración apropiada, basada en la información almacenada acerca de la aguja de sutura, permitiendo al dispositivo avanzar la aguja a lo largo del arco apropiado, perforando el tejido y pasando a través de su longitud. Tal programación puede contenerse dentro del dispositivo y tiene un medio para ingresar directamente los datos de identificación de la aguja. Las modalidades alternas proporcionan para la programación externa del dispositivo, tal como enlazar el dispositivo a una computadora, u otros aparatos de programación, a través de la interfaz 5 del programa, permitiendo así, que las configuraciones deseadas se transmitan al dispositivo. En el caso de una aguja de sutura con un arco elíptico, la interfaz 5 del programa puede utilizarse para ingresar la trayectoria del curso o para fijar las coordenadas así como las posiciones de las presillas de la aguja de sutura que son necesarias para permitir que dispositivo mueva la aguja de sutura a lo largo del arco prescrito. Las presillas 9a, 10a de la aguja de sutura, localizadas sobre el extremo distante de los brazos 9,10 distantes pueden ser de cualquier diseño adecuado para sujetar una aguja 11 de sutura. Uno de habilidad ordinaria en la técnica entendería que podría usarse cualquier número de mecanismos para asegurar la aguja de sutura. Como tal, el término presilla de la aguja de sutura pretende incluir todos esos mecanismos. Por ejemplo, como se muestra en la figura 7, las presillas 9a, 10a de la aguja de sutura pueden comprender un par de mordazas 26 similares a aquellas encontradas en un par de pinzas o en un sujetador de aguja ordinario. Estas mordazas pueden unirse a un accionador 21 de control de la sujeción el cual es capaz de ser manipulado longitudinalmente con respecto a una porción 20a deslizable de un brazo 9,10 distante. El movimiento próximo del accionador 21 de control de la sujeción con respecto a la porción 20a deslizable de un brazo 9,10 distante puede causar que la articulación 28 que conecta las dos mordazas 26 se cierre mediante una fuerza mecánica ejercida sobre la superficie exterior de las mordazas por la superficie interior de la porción 20a deslizable del brazo 9,10 distante longitudinalmente a lo largo de la longitud las mordazas 26. En ciertas modalidades, el dispositivo puede contener una articulación sencilla o un mecanismo de articulación de doble acción para una ventaja mecánica mayor, u otro mecanismo diseñado para asegurar el agarre firme de la aguja. En modalidades alternas, tal como se muestra en la figura 7, comprende una mordaza 29 estacionaria conectada a un accionador 22 de control de la sujeción y a una mordaza 30 movible conectada a un accionador 23 de control de la sujeción. Esta modalidad permite al accionador 22 de la mordaza estacionaría permanecer en una posición mientras que la mordaza 30 movible que tiene una porción angulada puede moverse de manera distante del alojamiento 1 del dispositivo tal que el ángulo captura la aguja 11 de sutura asegurándolo entre la mordaza 30 movible y la mordaza 29 estacionaria. Además, en algunas modalidades, las mordazas pueden tener una ranura que define la posición en la cual la aguja se sujetará a fin de proporcionar una orientación óptima entre las mordazas y la aguja. Tal ranura puede estar moldeada para corresponder a la configuración de la sección transversal de la parte de la aguja que se va a sujetar, además de asegurar la orientación apropiada de la aguja. Ciertas modalidades del dispositivo de sutura semi-robótico de la presente invención habilitan también a un médico a controlar cada paso del proceso de sutura. Puede asignarse un conjunto de controladores 2-4 (uno o más controladores) localizado sobre el alojamiento a una variedad de funciones relacionadas o independientes. Por ejemplo, en una modalidad un controlador 2 puede mover el dispositivo hacia adelante a través de los pasos de sutura (en donde un paso individual se refiere a cualquier movimiento particular, tal como una rotación de los brazos 9, 10 distantes, la extensión o retracción de un brazo 9, 10 distante, o el engranado o desengranado de una presilla 9a, 10a de la aguja de sutura) , mientras que otro controlador 4 puede mover el dispositivo hacia atrás a través de los pasos de sutura y un tercer controlador 3 podría proporcionar un paro de emergencia. En otras modalidades pueden unirse dos o más pasos para que ocurran secuencialmente sobre la activación de un solo controlador. Por ejemplo una entrada podría causar la extensión de un brazo 9,10 distante seguido por el engranado de su presilla 9a, 10a de la aguja de sutura. En las modalidades alternas del dispositivo se puede tener un controlador 2-4 el cual actúe como una liberación de emergencia que puede sujetarse en cualquier dirección para liberar selectivamente cualquiera de las mordazas o que puede estar deprimido para liberar ambos simultáneamente. Otras modalidades del dispositivo podrían proporcionar un controlador 2-4 separado para la extensión y retracción de un brazo distante dado, la apertura y cierre de una presilla de la aguja de sutura particular, y la rotación hacia adelante y de reversa de los brazos distantes. A la vez que aún otras modalidades de la presente invención pueden proporcionar más o menos controles que los descritos anteriormente y que uno de habilidad en la técnica reconocería rápidamente que múltiples configuraciones para tales controladores podrían maniobrar adecuadamente el dispositivo través de los pasos necesarios del procedimiento de sutura . La fuente de poder para el dispositivo puede ser interna, puede estar contenida dentro del dispositivo y puede ser operado por batería o con un suministro de energía recargable o puede ser externa, conectada a una fuente de poder externa.

Finalmente, el dispositivo de sutura semi-robótico de la presente descripción puede usarse manualmente por el médico sosteniéndolo en su mano o puede montase el dispositivo en el extremo de un brazo largo controlado automáticamente para cirugía endoscópica (con el brazo largo siendo sostenido por el médico) o robóticamente, con la posición del brazo largo controlada por el robot. Si se controla roboticamente, la velocidad con la cual avanza la aguja puede controlarse también por el robot para minimizar la distorsión del tejido.

Claims (22)

1. REIVINDICACIONES 1. Un aparato semi-robótico para suturar el tejido del cuerpo, caracterizado porque comprende: un alojamiento; al menos dos brazos distantes conectados y que se extienden de manera distante del alojamiento, en donde al menos dos brazos distantes se pueden tanto extender como retraer independientemente; una presilla o abrazadera de la aguja de sutura conectada a un extremo distante de cada uno de al menos dos brazos distantes, en donde la presilla de la aguja de sutura puede girar de manera radial, ortogonal al eje longitudinal del brazo distante al cual está conectada; y al menos un controlador operable para controlar al menos una porción de la extensión o retracción de por los menos dos brazos distantes, la rotación de las presillas de sutura y la abertura y cierre de las presillas de la aguja de sutura.
2. 2. El aparato semi-robótico de la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además un impulsor radial que hace girar al menos dos brazos distantes de manera radial alrededor del eje longitudinal del alojamiento.
3. 3. El aparato semi-robótico de la reivindicación 2, caracterizado porque el impulsor radial puede activarse y desactivarse mediante al menos un controlador.
4. 4. El aparato semi-robótico de la reivindicación 2, caracterizado porque la rotación de al menos dos brazos distantes de manera radial alrededor del eje longitudinal del alojamiento mediante el impulso radial está en una velocidad continua predeterminada.
5. 5. El aparato .semi-robótico de la reivindicación 2, caracterizado porque la rotación de al menos dos brazos distantes de manera radial alrededor del eje longitudinal del alojamiento mediante el impulsor radial está en una velocidad variable .
6. 6. El aparato semi-robótico de la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además: un impulsor lateral que extiende y retrae los al menos dos brazos distantes de manera próxima y distante del alojamiento; y un impulsor longitudinal que mueve los al menos dos brazos distantes de manera próxima y distante del centro longitudinal del alojamiento y que gira los al menos dos brazos distantes con respecto a su centro longitudinal .
7. 7. El aparato semi-robótico de la reivindicación 6, caracterizado porque comprende además una interfaz del programa, en donde la interfaz del programa puede usarse para almacenar la calibración en el aparato semi-robótico que dirige el posicionamiento lateral de los al menos dos brazos distantes mediante el impulso lateral y el ángulo radial de las presillas de la aguja de sutura mediante el impulso longitudinal para empatar o hacer coincidir el arco de una aguja de sutura predeterminada.
8. 8. El aparato semi-robótico de la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además: un impulsor lateral que extiende y retrae los al menos dos brazos distantes de manera próxima y distante del alojamiento; un impulsor longitudinal que mueve los al menos dos brazos distantes de manera próxima y distante del centro longitudinal del alojamiento y que gira los al menos dos brazos distantes con respecto a su centro longitudinal; y un impulsor radial que rota los al menos dos brazos distantes de manera radial alrededor del eje longitudinal del alojamiento .
9. 9. El aparato semi-robótico de la reivindicación 8, caracterizado porque comprende además una interfaz del programa, en donde la interfaz del programa puede usarse para almacenar la calibración en el aparato semi-robótico que dirige el posicionamiento lateral de los al menos dos brazos distantes mediante el impulso lateral y el ángulo radial de las presillas de la aguja de sutura mediante el impulso longitudinal para empatar el arco de una aguja de sutura predeterminada .
10. 10. El aparato semi-robótico de la reivindicación 9, caracterizado porque el arco de la aguja de sutura no es circular.
11. 11. El aparato semi-robótico de la reivindicación 9, caracterizado porque el impulsor radial puede activarse y desactivarse mediante al menos un controlador.
12. 12. El aparato semi-robótico de la reivindicación 9, caracterizado porque la rotación de los al menos dos brazos distantes de manera radial alrededor del eje longitudinal del alojamiento mediante el impulso radial está en una velocidad continua predeterminada.
13. 13. El aparato semi-robótico de la reivindicación 9, caracterizado porque la rotación de los al menos dos brazos distantes de manera radial alrededor del eje longitudinal del alojamiento mediante el impulsor radial está en una velocidad variable .
14. 14. El aparato semi-robótico de la reivindicación 9, caracterizado porque los al menos dos brazos distantes están montados sobre un gimble o soporte basculante que permite a los al menos dos brazos distantes desplazarse en ángulos variables a partir del eje longitudinal del alojamiento.
15. 15. El aparato semi-robótico de la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además una unión para el uso mediante un brazo robótico.
16. 16. Un método para suturar el tejido con un dispositivo de sutura semi-robótico, caracterizado porque comprende: proporcionar un aparato semi-robótico de la reivindicación 1, en donde el aparato semi-robótico de la reivindicación 1 tiene dos brazos distantes; y usar el al menos un controlador para dirigir: la sujeción de una aguja de sutura a través de la presilla de la aguja de sutura que puede rotar, conectada a uno de los brazos distantes; la retracción hacia el alojamiento de otro brazo distante seguido por su extensión después de que el extremo distante de la aguja de sutura ha pasado a través del tejido que se va a suturar; la sujeción de una aguja de sutura a través de la presilla de la aguja de sutura que puede rotar, conectada al ahora extendido otro brazo distante; la liberación de la aguja de sutura de la presilla de la aguja de sutura que puede rotar, del primer brazo distante para engranar la aguja seguida por la retracción de este brazo distante de manera próxima hacia el alojamiento .
17. 17. El método de la reivindicación 16, caracterizado porque el aparato semi-robótico de la reivindicación 1 comprende además : un impulsor lateral que extiende y retrae los al menos dos brazos distantes de manera próxima y distante del alojamiento; un impulsor longitudinal que mueve los al menos dos brazos distantes de manera próxima y distante del centro longitudinal del alojamiento y que rota los al menos dos brazos distantes con respecto a su centro longitudinal; y un impulsor radial que gira los al menos dos brazos distantes de manera radial alrededor del eje longitudinal del alojamiento .
18. 18. El aparato semi-robótico de la reivindicación 17, caracterizado porque comprende además una interfaz del programa, en donde la interfaz del programa puede usarse para almacenar la calibración en el aparato semi-robótico que dirige el posicionamiento lateral de los al menos dos brazos distantes mediante el impulso lateral y el ángulo radial de las presillas de la aguja de sutura mediante el impulso longitudinal para empatar el arco de una aguja de sutura predeterminada, o para almacenar en un dispositivo de programación.
19. 19. El aparato semi-robótico de la reivindicación 18, caracterizado porque el impulsor radial puede activarse y desactivarse mediante al menos un controlador.
20. 20. El aparato semi-robótico de la reivindicación 19, caracterizado porque la rotación de los al menos dos brazos distantes de manera radial alrededor del eje longitudinal del alojamiento mediante el impulsor radial, es a una velocidad continua predeterminada.
21. 21. El aparato semi-robótico de la reivindicación 19, caracterizado porque la rotación de los al menos dos brazos distantes de manera radial, alrededor del eje longitudinal del alojamiento mediante el impulsor radial, es a una velocidad variable .
22. 22. Un aparato semi-robótico de sutura, caracterizado porque comprende : un alojamiento; al menos dos brazos de sujeción de sutura que se extienden de manera distante del alojamiento, en donde los al menos dos brazos de sujeción de sutura comprenden un mecanismo de sujeción de sutura; un medio para controlar el ángulo radial del mecanismo de sujeción con respecto al brazo de sujeción de sutura; un medio para controlar la extensión independiente de manera distante del mango o la retracción de manera próxima hacia el mango del brazo de sujeción primario que se puede retraer o del brazo de sujeción secundario que se puede retraer un medio para controlar independientemente la sujeción de la aguja de sutura por el mecanismo de sujeción del brazo de sujeción primario que se puede retraer o por el mecanismo de sujeción del brazo de sujeción secundario que se puede retraer.