PT2243449E - Peça de mão ultrassónica - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO

Peça de mão ultrassónica

Este invento refere-se a dispositivos ultrassónicos e, mais particularmente, a dispositivos para afinar e controlar uma peça de mão para facoemulsificação oftálmica.

Enquadramento do invento

Um típico dispositivo cirúrgico ultrassónico adequado para procedimentos oftálmicos consiste numa peça de mão accionada de forma ultrassónica, uma ponta de corte oca ligada, uma manga de irrigação e uma consola de comando electrónica. O conjunto da peça de mão está ligado à consola de comando através de um cabo eléctrico e tubagens flexíveis. Através do cabo eléctrico, a consola varia o nível de potência transmitido pela peça de mão à ponta de corte ligada, e a tubagem flexível alimenta fluido de irrigação para, e retira fluido de aspiração do olho através do conjunto de peça de mão. A parte operacional da peça de mão é uma barra de ressonância oca, localizada centralmente, ou emissor, ligados directamente a um conjunto de cristais piezoeléctricos. Os cristais fornecem a vibração ultrassónica necessária para accionar, quer o emissor, quer a ponta de corte ligada durante a facoemulsificação, sendo controlados pela consola. 0 conjunto cristal / emissor está suspenso dentro do corpo oco ou caixa da peça de mão nos seus pontos nodais através de fixações relativamente inflexíveis. 0 corpo da peça de mão termina numa porção com diâmetro reduzido ou cone na extremidade distai do corpo. 0 cone é roscado exteriormente para receber a manga de irrigação. De forma semelhante, o furo do emissor é roscado interiormente na sua extremidade distai para receber a rosca exterior da ponta de corte. A manga de irrigação tem também um furo roscado interiormente que é aparafusado na rosca exterior do cone. A ponta de corte está ajustada de modo que a ponta se projecta apenas numa quantidade pré-determinada depois da extremidade aberta da manga de irrigação. As peças de mão ultrassónicas e pontas de corte estão descritas mais completamente nas patentes US N° 3,589,363; 4,223,676; 4,246,902; 4,493,694; 4,515,583; 4,589,415; 4,609,368; 4,869,715; e 4,922,902.

Quando usadas na facoemulsificação, as extremidades da ponta de corte e manga de irrigação são introduzidas numa pequena incisão com uma largura pré-determinada no interior da córnea, esclerótica, ou outro local no tecido do olho para se ter acesso à câmara anterior do olho. A ponta de corte vibra de forma ultrassónica ao longo do seu eixo longitudinal no interior da manga de irrigação através do emissor ultrassónico accionado por cristal, emulsifiçando desta forma após contacto com o tecido seleccionado in situ. O furo oco da ponta de corte comunica com o furo na emissor que, por seu lado, comunica com o furo no emissor que comunica, por seu lado, com a linha de aspiração, desde a peça de mão até à consola. Uma fonte de pressão reduzida ou de vácuo na consola retira ou aspira o tecido emulsificado do olho através da extremidade aberta da ponta de corte, do furo da ponta de corte, do furo do emissor, e da linha de aspiração e para um dispositivo de recolha. A aspiração do tecido emuslsifiçado é auxiliada por uma solução salina de lavagem ou de irrigação que é injectada no local da cirurgia através da pequena folga anular entre a superfície interior da manga de irrigação e a superficie exterior da ponta de corte. Já tem havido tentativas para combinar o movimento longitudinal ultrassónico da ponta de corte com o movimento rotativo da ponta, ver patente US N° 5,222, 959 (Anis), 5,722,945 (Anis et al) e 4,504,264 (Kelman). Estas tentativas anteriores usaram motores eléctricos para proporcionar a rotação da ponta gue exige juntas circulares ou outros vedantes que podem falhar, para além da complexidade acrescida e falha possível dos motores.

Também tem havido tentativas para gerar movimento, quer longitudinal, quer de torção, sem a utilização de motores eléctricos. Por exemplo, na patente US N° 6,028,387; 6,077,285 e 6,402,769 (Boukhny), um dos inventores do corrente invento descreve uma peça de mão utilizando dois pares de cristais piezoeléctricos. Um par é polarizado para produzir movimento longitudinal. O outro par é polarizado para produzir movimento de torção. São usados dois sinais de comando separados para accionar os dois pares de cristais. Na prática corrente, o fabrico de uma peça de mão usando dois pares de cristais com ressonância, quer na direcção longitudinal quer na de torção, é difícil de conseguir. Uma solução possível, também descrita por um dos inventores actuais, está descrita na patente dos EUA n° US 2001/0011176 Al (Boukhny). Esta referência refere uma peça de mão tendo um conjunto único de cristais piezoeléctricos que produzem movimento longitudinal, e uma série de rasgos diagonais no emissor da peça de mão ou ponta que produzem movimento de torção quando o emissor ou ponta são accionados à frequência de ressonância dos cristais piezoeléctricos. Mais uma vez, na prática, a frequência de ressonância dos cristais piezoeléctricos e da ponta ou emissor não coincidem, de modo que o movimento simultâneo longitudinal e de torção foi difícil de conseguir.

Assim, continua a haver necessidade de uma peça de mão ultrassónica fiável que vibre quer longitudinalmente quer com movimento de torção, quer simultaneamente quer separadamente.

Breve resumo do invento 0 presente invento está definido nas reivindicações anexas e procura melhora as peças de mão da arte anterior proporcionando uma peça de mão tendo um conjunto único de elementos piezoeléctricos polarizados para produzir movimento longitudinal quando excitados à frequência de ressonância relevante. Os cristais piezoeléctricos estão ligados a um emissor de ultra-sons ao qual uma ponta de corte está ligada. 0 emissor e/ou a ponta de corte contêm uma pluralidade de rasgos ou ranhuras diagonais. Os rasgos ou ranhuras produzem movimento de torção no emissor quando os cristais piezoeléctricos são excitados a uma segunda frequência. De preferência, as duas frequências accionadoras não são coincidentes, mas proporcionadas em impulsos não sobrepostos.

Assim, um objecto do presente invento consiste em proporcionar uma peça de mão ultrassónica tendo movimento quer longitudinal quer de torção.

Um outro objectivo do presente invento consiste em proporcionar uma peça de mão ultrassónica com um emissor tendo uma série de rasgos diagonais para produzir movimento de torção.

Outros objectivos, características e vantagens do presente invento serão tornados evidentes com referência aos desenhos, e à descrição seguinte dos desenhos e reivindicações.

Breve descrição dos desenhos A figura 1 é uma vista em perspectiva da peça de mão do presente invento, com a caixa exterior removida. A figura 2 é uma vista em perspectiva do emissor ultrassónico que pode ser usado com a peça de mão do presente invento. A figura 3 é um diagrama de blocos do circuito accionador que pode ser usado com o presente invento.

Descrição detalhada do invento

Como pode ver-se na figura 1, uma peça de mão 10 do presente invento compreende, na generalidade, um emissor ultrassónico 12, feito normalmente numa liga de titânio. O emissor 12 tem uma pluralidade de rasgos helicoidais, que serão examinados seguidamente. Uma pluralidade (normalmente um ou dois pares) de elementos piezoeléctricos 14 em forma de anel são mantidos, através de uma porca de compressão 15, contra o emissor 12. Um veio de aspiração 16 prolonga-se para baixo ao longo do comprimento da peça de mão 10 através do emissor 12, elementos piezoeléctricos 14, porca 15 e através da tampa 18 na extremidade distai da peça de mão 10. O tubo de aspiração 16 permite que o material seja aspirado através da ponta oca 20, que está fixa ao emissor 12, e através e para fora da peça de mão 10. A tampa 18 fecha hermeticamente a caixa exterior 11 da peça de mão 10, permitindo que a peça de mão 10 possa ir à autoclave sem afectar negativamente os elementos piezoeléctricos 14. Rasgos adicionais 22 para juntas circulares (não ilustradas) estão proporcionados no emissor 12.

Como pode ver-se na figura 2, o emissor 12 contém uma pluralidade de rasgos em espiral 24. De preferência, a largura dos rasgos 24 está compreendida entre 2% e 65% do diâmetro exterior do emissor 12. Isto, é claro, irá afectar o número de rasgos 24 que podem ser abertos no emissor 12 (por exemplo, se os rasgos 24 corresponderem a 65% do diâmetro do emissor 12, então só pode ser aberto um rasgo 24 no emissor 12). A largura dos rasgos 24 seleccionados irá depender do que se pretender em termos de movimento de torção. A profundidade de rasgos 24 no emissor 12 está compreendida, de preferência, entre 4% e 45% do diâmetro exterior do emissor 12. Os rasgos 24 podem ter um fundo liso ou quadrado mas têm, de preferência, um fundo curvo ou arredondado, que são mais fáceis de fabricar. O comprimento dos rasgos 24 está compreendido, de preferência, entre 8% e 75% do comprimento do diâmetro maior do emissor 12. 0 passo dos rasgos 24 está compreendido, de preferência, entre 125% e 500% do diâmetro maior do emissor 12. Como exemplo, os inventores verificaram que uma configuração adequada de rasgos 24 no emissor 12 com um diâmetro exterior de 1,206 cm é um total de oito rasgos 24, tendo uma largura de 0,102 cm, uma profundidade de 0,356 cm (com um fundo totalmente curvo), um comprimento de 1,778 cm e um passo de 3,429 cm proporciona movimento de torção adequado do emissor 12 sem comprometer o movimento longitudinal do emissor 12.

Como pode ver-se na figura 1, a localização dos pontos nodais longitudinal e de torção (os pontos com velocidade zero do modo respectivo) é importante para o funcionamento adequado da peça de mão 10. O nó de torção 26 está localizado, de preferência, no nó longitudinal proximal 28, de modo que o nó de torção 26 e o nó longitudinal 28 são coincidentes, estando ambos localizados na tampa 18. A peça de mão 10 também contém um nó longitudinal distai 30 localizado na porção com diâmetro reduzido 32 do emissor 12.

Como pode ver-se na figura 3, o circuito accionador 34 que pode ser usado com a peça de mão 10 do presente invento é, de preferência, semelhante ao descrito na patente US N° 5,431,664, pelo facto de o circuito de transmissão 34 detectar a admitância da peça de mão 10 e controlar a frequência da peça de mão 10 para manter uma admitância constante. No entanto, o circuito accionador 34 monitoriza, quer o modo de torção quer o modo longitudinal, e controla estes modos na peça de mão 10 usando duas frequências de transmissão diferentes. De preferência, o sinal accionador de torção é de aproximadamente 32 kHz, e o sinal accionador longitudinal é de 44 kHz, mas estas frequências mudarão em função dos elementos piezoeléctricos 14 usados, e da dimensão e forma do emissor 12 e rasgos 24. Embora, quer o sinal accionador longitudinal ou de torção possa ser fornecido de uma forma continua, o sinal accionador longitudinal e o sinal accionador de torção são, de preferência, alternados, de modo que o sinal accionador é proporcionado num impulso desejado numa frequência e então comutado para a outra frequência para um impulso semelhante, sem sobreposição das duas frequências, mas sem folga ou pausa no sinal accionador. Em alternativa, o sinal accionador pode ser operado de uma forma semelhante à descrita, mas podem ser introduzidas pequenas pausas ou espaços no sinal accionador. Para além disso, a amplitude do sinal accionador pode ser modulada e definido de forma independente para cada frequência.

Outros aspectos e vantagens do invento serão tomadas em consideração a partir das seguintes cláusulas numeradas 1. uma peça de mão ultrassónica, compreendendo: a) uma caixa de peça de mão incluindo uma tampa, b) um emissor de ultra-sons mantido dentro da caixa, o emissor contendo uma pluralidade de rasgos diagonais circunferenciais dimensionados e espaçados de modo a produzir um movimento de torção no emissor em resposta um sinal accionador tendo uma primeira frequência e movimento longitudinal no emissor em resposta a um sinal accionador tendo uma segundo frequência; e c) uma pluralidade de elementos piezoeléctricos na qual os elementos piezoeléctricos e o emissor são mantidos dentro da caixa de modo que um ponto nodal de torção e um ponto nodal longitudinal sejam coincidentes na tampa que fecha hermeticamente a caixa. 2. 0 aparelho da constatação 1 no qual o primeiro sinal accionador e o segundo sinal accionador são alternados e não sobrepostos.

Embora determinadas formas de realização do presente invento tenham sido descritas acima, estas descrições são dadas para efeitos de ilustração e explicação. Podem ser adoptadas variações, mudanças, alterações e afastamentos dos sistemas e processos revelados acima sem que se afastem do âmbito do invento tal como está definido nas reivindicações seguintes.

Lisboa, 11 de Novembro de 2013.

Claims (8)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Peça de mão ultrassónica (10), compreendendo: a) uma caixa de peça de mão (11) incluindo uma tampa (18); b) um emissor de ultra-sons (12) mantido dentro da caixa, o emissor (12) contendo uma pluralidade de rasgos diagonais circunferenciais (24) dimensionados e espaçados de modo a produzir um movimento de torção no emissor (12) em resposta um sinal accionador tendo uma primeira frequência e movimento longitudinal no emissor em resposta a um sinal accionador tendo uma segundo frequência; e b) uma pluralidade de elementos piezoeléctricos (14) caracterizada por os elementos piezoeléctricos (14) e o emissor (12) serem mantidos dentro da caixa de modo que um ponto nodal de torção e um ponto nodal longitudinal sejam coincidentes na tampa (18) que fecha hermeticamente a caixa.
2. 2. Peça de mão ultrassónica (10) de acordo com a reivindicação 1, na qual a largura dos rasgos (24) está compreendida entre 2% e 65% do diâmetro exterior do emissor (12).
3. 3. Peça de mão ultrassónica (10) de acordo com a reivindicação 1 ou reivindicação 2, na qual a profundidade dos rasgos (24) está compreendida entre 4% e 45% do diâmetro exterior do emissor (12).
4. 4. Peça de mão ultrassónica (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, na qual o comprimento dos rasqos (24) está compreendido entre 8% e 75% do comprimento do diâmetro maior do emissor (12).
5. 5. Peça de mão ultrassónica (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, na qual o diâmetro exterior do emissor (12) é de 1,206 cm, em que o número de rasgos (24) é de 8, cada rasgo (24) tendo uma largura de 0,102 cm, uma profundidade de 0,356 cm, um comprimento de 1, 778 cm e um passo de 3,429 cm.
6. 6. Peça de mão ultrassónica (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, na qual a frequência de ressonância é de 44 kHz e a segunda frequência é de 32 kHz.
7. 7. Sistema de peça de mão ultrassónica, o sistema compreendendo: a) uma peça de mão ultrassónica (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, e b) um circuito accionador (34) para proporcionar a frequência de ressonância e a segunda frequência à peça de mão ultrassónica (10).
8. 8. Sistema de peça de mão ultrassónica de acordo com a reivindicação 7, na qual o circuito accionador (34) está adaptado para proporcionar a primeira frequência e a segunda frequência de uma forma alternada sem sobreposição. Lisboa, 11 de Novembro de 2013.