PT2720600T - Sonda cirúrgica oftálmica articulada - Google Patents
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Description
DESCRIÇÃO "SONDA CIRÚRGICA OFTÁLMICA ARTICULADA"
Campo da Invenção A presente invenção refere-se a equipamento cirúrgico oftálmico e, mais particularmente, a sondas cirúrgicas oftálmicas do segmento posterior.
Antecedentes da Invenção
Os instrumentos de microcirurgia são habitualmente utilizados por cirurgiões para a remoção de tecido de espaços delicados e restritos no corpo humano, particularmente em cirurgia do olho e, mais particularmente, em procedimentos para a remoção do corpo vitreo, sangue, tecido cicatricial, ou lentes cristalinas. Tais instrumentos incluem uma consola de controlo e uma peça de mão cirúrgica com a qual o cirurgião disseca e remove o tecido. No que se refere à cirurgia do segmento posterior, a peça de mão pode ser uma sonda de corte de vitreo, uma sonda de laser, ou uma fragmentadora ultrassónica para cortar ou fragmentar o tecido e está ligada à consola de controlo por uma longa linha de pressão de ar (pneumática) e/ou cabo de alimentação, cabo óptico, ou tubos flexíveis para abastecer um fluido de infusão ao local cirúrgico e para retirar ou aspirar fluido e tecido cortado/fragmentado do local. As funções de corte, infusão, e aspiração da peça de mão são controladas pela consola de controlo remoto que, não só fornece energia à(s) peça(s) cirúrgica (s) de mão (e.g., uma lâmina de corte rotativa ou alternativa ou uma agulha vibrada ultrassonicamente), como também controla o fluxo de fluido de infusão e fornece uma fonte de vácuo (em reação à atmosfera) para a aspiração de fluido e de tecido cortado/fragmentado. As funções da consola são controladas manualmente pelo cirurgião, habitualmente por meio de um comutador operado pelo pé ou por controlo proporcional.
Durante a cirurgia do segmento posterior, o cirurgião utiliza habitualmente várias peças de mão ou instrumentos durante o procedimento. Este procedimento requer que estes instrumentos sejam inseridos na, e removidos da incisão. Esta remoção e inserção repetidas podem provocar trauma no olho no local da incisão. Para responder a este problema, foram desenvolvidas cânulas com enrolador pelo menos em meados da década de 80. Estes dispositivos são constituidos por um tubo estreito com um casquilho agregado. O tubo é inserido numa incisão no olho até ao casquilho, o qual atua como um ponto de paragem, impedindo que o tubo entre completamente no olho. Os instrumentos cirúrgicos podem ser inseridos no olho através do tubo, e o tubo protege a parede lateral da incisão contra contacto repetido com os instrumentos. Além disso, o cirurgião pode utilizar o instrumento, manuseando o instrumento quando o instrumento é inserido no olho através do tubo, para auxiliar a posicionar o olho durante a cirurgia.
Muitos procedimentos cirúrgicos requerem acesso aos lados ou à porção da frente da retina. Para alcançar estas áreas, as sondas cirúrgicas têm de ser previamente dobradas ou têm de ser dobráveis intra-operatoriamente. São conhecidas várias sondas cirúrgicas ópticas articuladas para fornecer luz de laser e/ou de iluminação. Ver por exemplo, a Patente U.S. n.° 5,281,214 (Wilkins, et al.) e Patente U.S. n.° 6, 984,130 (Scheller, et al.) . O mecanismo de articulação, no entanto, acrescenta complexidade e despesas extra. Uma sonda de laser flexivel que não necessita de mecanismo de articulação está disponível comercialmente, mas este dispositivo utiliza uma fibra óptica de diâmetro relativamente grande embainhada num tubo flexível que compreende a ponta distai, o que resulta num raio de dobra grande e diâmetro ponta distai grande com significativa rigidez de dobra. Estas características requerem que a ponta distai contenha uma porção direita não dobrada para facilitar a inserção da porção dobrada, que tem de ser endireitada flexivelmente quando passa através da cânula com casquilho. A porção direita da ponta distai permite que uma porção dobrada passe de modo flexível através da cânula com casquilho antes de a cânula distai da peça de mão entrar na cânula com casquilho, para permitir a máxima desobstrução de dobragem da porção flexível, minimizando assim o esforço de dobragem e as correspondentes forças de atrito de inserção. Um tal raio de dobra grande, tubo flexível de grande diâmetro, e ponta distai direita fazem com que a porção utilizável da fibra se estenda numa distância relativamente longa da ponta distai da sonda e limite o acesso da sonda.
Uma outra desvantagem no estado da técnica é a flexibilidade da cânula distai, que é uma função das propriedades materiais e do momento de inércia de secção transversal, tal como determinado pela dimensão do calibre do diâmetro exterior da cânula para caber no interior da cânula com casquilho, e o diâmetro interior da cânula para aceitar o tubo flexível. Para qualquer material dado, os diâmetros exterior e interior da cânula determinam a flexibilidade da cânula. Esta flexibilidade limita a capacidade de o cirurgião utilizar o instrumento para manusear a posição do olho durante a cirurgia.
Uma sonda de ponta flexível é divulgada na Publicação do Pedido de Patente U.S. 2009/0093800 (Auld, et al.) que não necessita de uma porção direita do tubo flexivel, que fornece assim um comprimento de ponta utilizável mais compacto, permitindo assim maior acesso às estruturas posteriores internas do olho sem comprometer as forças de inserção. A sonda de ponta flexivel fornece uma maior rigidez da cânula distai para facilitar o manuseamento da posição no olho durante a cirurgia. Embora esta sonda forneça uma secção transversal relativamente menor quando comparada com as sondas anteriores, tal como as divulgadas por Scheller et al., não fornece uma articulação controlável numa variedade de ângulos do modo que estas sondas o fazem. 0 estado da técnica também é representado pelos documentos US 4,911,148A, US 2004/181138 Al, US 2006/0135961 Al e US 2005/096590 Al.
Breve Sumário da Invenção A presente invenção refere-se a uma sonda cirúrgica óptica articulada de acordo com as reivindicações que se seguem. Uma sonda cirúrgica óptica articulada inclui uma pega dimensionada para caber numa única mão e uma cânula rigida única que se estende a partir da pega tendo um diâmetro de 20 Ga ou menos. A sonda inclui ainda uma ponta com ranhuras numa extremidade distai da cânula e pelo menos uma fibra óptica que se estende através da pega, da cânula rigida única e da ponta com ranhuras, e um fio de tração fixado à ponta com ranhuras. Quando o fio de tração exerce tensão na ponta com ranhuras, a ponta com ranhuras desviar-se-á de um ângulo direito para um ângulo dobrado controlado pela tensão no fio de tração. A ponta com ranhuras é constituida por um material resiliente que a recolocará na posição direita quando a tensão exercida pelo fio de tração é libertada. Outros objetivos, caracteristicas e vantagens da presente invenção tornar-se-ão evidentes com referência aos desenhos, e à descrição que se segue dos desenhos e das reivindicações.
Breve Descrição dos Desenhos A figura 1 é um esquema de uma sonda endo cirúrgica óptica articulada, de acordo com uma forma de realização particular da presente invenção; A figura 2 ilustra uma vista de extremidade de um exemplo de uma ponta com ranhuras 2 0 de acordo com uma forma de realização particular da presente invenção;
As figuras 3A-3H ilustram vários desenhos de ranhura para uma ponta com ranhuras de acordo com formas de realização particulares da presente invenção; e
As figuras 4A-4K ilustram vários mecanismos para aumentar a tensão no fio de tração 22 de acordo com formas de realização particulares da presente invenção.
Descrição Detalhada da Invenção Várias formas de realização da presente invenção podem evitar dificuldades associadas a sondas cirúrgicas ópticas articuladas anteriores. Em particular, certas formas de realização da presente invenção podem fornecer uma cânula rigida única com um diâmetro pequeno, não só capaz de inserção em incisões muito pequenas, como também capaz de se articular de uma maneira controlada através de uma variedade de ângulos. Assim, tais formas de realização da presente invenção combinam as vantagens de uma sonda cirúrgica óptica articulada relativamente rigida com a articulação controlável de sondas de cânula dupla que requerem um diâmetro maior.
As formas de realização particulares da presente invenção incluem uma cânula rigida única com uma ponta com ranhuras de material resiliente fixado a um fio de tração. A tensão no fio de tração fará com que a ponta com ranhuras se dobre numa direção particular, enquanto libertando a tensão permite que a ponta resiliente se recoloque na sua posição direita. A tecnologia de fio de tração foi utilizada previamente para desviar uma extremidade distai de um cateter cirúrgico, mas não numa cânula rigida de pequeno diâmetro utilizada em sondas cirúrgicas ópticas manuais, nem com o grau de movimento angular utilizado nos espaços relativamente pequenos encontrados no interior de um olho. Consequentemente, a aplicação de tensão no fio de tração no contexto de sondas cirúrgicas manuais só traz vantagens. Em formas de realização particulares da presente invenção, uma ou mais das fibras ópticas utilizadas na sonda endo 10 podem também ser utilizadas como o fio de tração. A figura 1 é um esquema de um sonda endo cirúrgica óptica articulada 10, de acordo com uma forma de realização particular da presente invenção, com uma pega 12 adequada ser segurada com uma única mão e uma cânula 14. (Por facilidade de ilustração, a pega 12 e cânula 14 não são mostradas à escala e certas caracteristicas externas da pega 12, tal como o mecanismo de controlo para um fio de tração interno, não são mostrados.) A extremidade proximal da sonda endo 10 é ligada a uma ou mais fontes de luz (não mostradas) que fornecem luz de laser e/ou de iluminação por ligação a pelo menos uma fibra óptica que passa através do interior da sonda endo 10. A cânula 14 é constituída por um material rígido biocompatível, tal como aço inoxidável. Sondas endo, de acordo com várias formas de realização da presente invenção, utilizam uma cânula rígida "única", fazendo referência ao facto de não existir outra cânula auto-suportada relativamente rígida, formada separadamente no interior ou fora da cânula única e/ou móvel independentemente em relação à cânula única. No entanto, o termo "única" não se destina a excluir a utilização de múltiplas camadas ou revestimentos para formar a cânula única, nem exclui a utilização de mangas ou bainhas de polímero flexível que se conformam à forma da cânula. A cânula 14 tem uma ponta com ranhuras 20 numa extremidade distai (fazendo referência à extremidade mais afastada do cirurgião durante a utilização). A ponta com ranhuras 20 pode articular-se numa direção escolhida de um modo controlável aplicando tensão a um fio de tração fixado no interior da ponta com ranhuras 20 (não mostrado na figura D . A ponta com ranhuras 20 é constituída por um material resiliente, fazendo referência a um material que pode recolocar-se na orientação direita depois de uma tensão do fio de tração ser removida. O material resiliente para o material com ranhuras pode ser, for exemplo, nitinol, o qual pode ser suficientemente rígido para ser inserido através de um casquilho de incisão e suficientemente resiliente para se recolocar depois da articulação. Poderiam ser utilizados outros metais, tais como uma mola de aço, ou outros materiais com propriedades semelhantes conhecidos na técnica. Dependendo da particular configuração da ranhura da ponta com ranhuras, pode ser possível utilizar materiais relativamente rígidos que não são excecionalmente elásticos, tais como aço inoxidável, superligas à base de Ni, ligas Co-Cr, ou semelhantes sem aplicar demasiada força de modo a ultrapassar o ponto de rendimento e deformar permanentemente o material. Os próprios materiais resilientes podem ser biocompatíveis, ou poderiam ser incluídos noutro material, tal como uma bainha de polímero, para evitar contacto com tecido. A cânula 14 e a ponta com ranhuras 20 podem ser, mas não têm de ser, constituídas pelo mesmo material. A cânula 14 e/ou a ponta com ranhuras 20 também podem ser revestidas com um material de endurecimento, tal como diamante sintético ou revestimento metálico (e.g., crómio), para fornecer uma rigidez acrescida à inserção num casquilho de incisão e para reduzir a possibilidade de quebra. A figura 2 ilustra uma vista de extremidade de um exemplo de uma ponta com ranhuras 2 0 de acordo com uma forma de realização particular da presente invenção. Na forma de realização revelada na figura 2, um fio de tração 22 é fixado ao que é mostrado como o lado de topo da ponta com ranhuras 20. A ponta com ranhuras 20 inclui duas fibras ópticas 24 e 2 6, uma fibra de iluminação 24 tendo um diâmetro de 183 ym e uma fibra de laser 26 tendo um diâmetro de 108 ym. O facto de se permitir o alargamento da ponta com ranhuras 20, permite que o diâmetro da cânula 14 seja feito menor em relação a sistemas de cânula dupla.
As figuras 3A-3H ilustram vários desenhos de ranhura para a ponta com ranhuras 20 de acordo com formas de realização particulares da presente invenção (identificadas respetivamente como "20A," "20B," etc., e coletivamente designadas como "ponta com ranhuras 20") . Na figura 3A, ranhuras mais profundas do que o raio da ponta com ranhuras 20A são cortadas no lado da ponta com ranhuras 20A em direção ao qual a ponta com ranhuras 20A será dobrada. Ranhuras pouco profundas são cortadas no lado oposto permitindo que esse lado também se dobre. As figuras 3B e 3C ilustram ranhuras direitas e curvadas "buraco de fechadura" tendo uma base mais larga à medida que a ranhura se prolonga mais profundamente para o interior da respectiva ponta com ranhuras 20B e 20C. A base mais larga reduz a quantidade de força necessária para desviar a ponta com ranhuras 20B ou 20C para a sua posição curvada, tornando a sonda 10 potencialmente mais confortável de utilizar.
As figuras 3D-3G ilustram desenhos de ranhura que podem ser utilizadas para materiais de ponta mais rigidos para permitir que a ponta com ranhuras 20 se recoloque resilientemente na posição direita depois de ser desviada para a posição curvada. Na figura 3D, as ranhuras que são geralmente oblongas ao longo do comprimento da cânula 14 são colocadas em frente de ranhuras pouco profundas posteriores, que têm tendência para reduzir a força necessária para desviar a ponta com ranhuras 20D para a posição curvada. Na figura 3E, um corte em espiral continua, que permite que a ponta com ranhuras 20E se dobre, é intercalado com ranhuras posteriores (neste caso, ranhuras buraco de fechadura), fazendo com que a ponta com ranhuras 20E se dobre na direção das ranhuras posteriores. A figura 3F mostra um padrão de corte em espiral em que o trajeto em espiral é perpendicular ao eixo longitudinal da ponta com ranhuras 20F num lado, fazendo com que a ponta com ranhuras 20F se desvie preferencialmente em direção ao lado onde o trajeto em espiral é perpendicular. A figura 3G mostra um padrão de corte em espiral com o corte alargado seletivo num lado, fazendo desviar seletivamente a ponta com ranhuras 20G em direção ao lado onde o corte em espiral é mais largo. A figura 3H mostra a ponta com ranhuras 20H constituída por um fio enrolado de material, tal como enrolando material trefilado à volta de um mandril. Na extremidade proximal e distal da ponta com ranhuras 20H as bobinas de fio enrolado são soldadas entre si. Na zona intermédia entre as extremidades proximal e distai, um lado do tubo tem ranhuras intersticiais alargadas formadas entre as bobinas de fio enrolado, fazendo com que a ponta com ranhuras 20H se desvie seletivamente em direção às ranhuras alargadas quando é aplicada tensão através do fio de tração. A formação de uma ponta com ranhuras 20 de fio enrolado de material pode ter vantagens por permitir a utilização de materiais que podem ser formados mais facilmente em fios do que em tubos. Embora na figura 3H seja mostrado um único fio enrolado, também poderiam ser utilizados cordões de múltiplos fios.
As figuras 4A-4K ilustram vários mecanismos para aumentar a tensão no fio de tração 22 de acordo com formas de realização particulares da presente invenção. Nas figuras 4A e 4B, o fio de tração 22 é enrolado num pinhão 40 fixado entre um botão de controlo 42 e uma base 44. O pinhão 40 compreende duas superficies, uma superfície de diâmetro menor r com rolos entre o botão de controlo 42 e uma base 44, e uma superfície de diâmetro maior R em torno da qual se enrola o fio de tração 22. A diferença radial entre as superficies de diâmetro menor e maior r e R resulta num deslocamento diferencial Δ1 no fio de tração à medida que o pinhão 40 gira e faz um movimento de translação. Escolhendo diâmetros apropriados para as superficies de diâmetro menor e maior r e R, pode conseguir-se uma quantidade de deslocamento Δ1 do fio de tração relativamente pequena durante uma quantidade relativamente grande de translação de botão de controlo, dando ao utilizador um controlo preciso sobre a deflexão na ponta com ranhuras 20. Numa forma de realização, uma superfície de menor diâmetro r compreende dentes de engrenagem com dentes correspondentes no botão de controlo 42 e na base 44. Isto pode reduzir a possibilidade de patinagem.
As figuras 4C e 4D ilustram um braço de alavanca 50 com um perno de acionamento deslizante 52 mantido no lugar por um perno fixo 54 na articulação do braço. Pode ser utilizado um botão de controlo (não mostrado) para fazer avançar o perno deslizante 52, permitindo que a porção proximal do braço de alavanca 50 se eleve, fazendo assim rodar um colhedor 56 numa extremidade distal do braço de alavanca 50 para aplicar tensão ao fio de tração 22. As figuras 4E e 4F mostram um fio de tração 22 enfiado por cima de um perno deslizante 60 e um primeiro perno fixo 62 e fixado a um segundo perno fixo 64. Fazendo avançar um botão de controlo 66 fixado ao perno deslizante 60 aumenta-se a tensão no fio de tração 22.
As figuras 4G e 4H ilustram um fio de tração 22 enfiado por cima de um perno deslizante 7 0 que é direcionado numa direção geralmente ascendente por um caminho de guiamento 72 à medida que o botão de controlo 74 é feito avançar. O trajeto de um caminho de guiamento 72 determina o modo como a tensão no fio de tração 22 varia à medida que o botão de controlo é feito avançar, fornecendo assim um aumento suave e controlado na tensão. No caso de um guiamento linear, tal como o ilustrado nas figuras 4G e 4H, o enrolamento do fio de tração ocorrerá na última porção do avanço do botão de controlo 74. Na configuração alternativa mostrada na figura 41, um caminho de guiamento 72 é reconfigurado para fornecer maior enrolamento do fio de tração no inicio do avanço pelo botão de controlo 74 para produzir um aumento mais equilibrado na tensão durante todo o curso do botão de controlo 74. Na figura 4J, um caminho de guiamento 72 inclina-se ainda mais claramente de modo que a maior parte do aumento de tensão tenha lugar no curso do botão de controlo 74. A figura 4K ilustra uma forma de realização alternativa de um caminho de guiamento 72 com batentes 80, permitindo "pontos de paragem" distintos ao longo do trajeto correspondentes a diferentes ângulos da ponta com ranhuras 20. Também pode ser utilizada uma plataforma ou superfície com batentes com qualquer das várias formas de realização da sonda endo 10 utilizando um perno deslizante ou mecanismo de acionamento, incluindo qualquer das formas de realização mostradas nas figuras 4A-4K.
Embora certas formas de realização da presente invenção tenham sido descritas acima, estas descrições são dadas para fins de ilustração e explicação. Podem ser adoptadas variantes, alterações, modificações e derivações dos sistemas e métodos acima divulgados que seriam evidentes para os peritos na técnica sem se sair do âmbito da presente invenção as indicado nas reivindicações que se seguem.
Claims (12)
- REIVINDICAÇÕES1. Uma sonda cirúrgica óptica articulada (10), compreendendo: uma pega (12) dimensionada para caber numa única mão; uma cânula rígida única (14) que se estende a partir da pega, tendo um diâmetro de 0,9 mm (20 Ga) ou menos; uma ponta com ranhuras (20) numa extremidade distai da cânula, que se estende a partir de uma extremidade mais distai da cânula rígida única para uma extremidade mais distai da sonda cirúrgica óptica articulada; pelo menos uma fibra óptica (24, 26) que se estende através da pega, da cânula rígida única (14) e da ponta com ranhuras (20); e um fio de tração (22) fixado à ponta com ranhuras, e em que: o fio de tração é enfiado por cima de um primeiro perno fixo (62) na pega e fixado a um segundo perno fixo (64) na pega; e o fio de tração é enfiado por cima de um perno deslizante (60, 70) situado entre os primeiro e segundo pernos fixos na pega de modo que um movimento distal do perno deslizante provoca uma tensão aumentada no fio de tração, a tensão aumentada fazendo com que a ponta com ranhuras se desvie de uma posição direita para uma posição curvada numa direção escolhida de uma maneira controlável por aplicação da tensão ao fio de tração, a ponta com ranhuras sendo constituída por um material resiliente que a recolocará na orientação direita quando a tensão aumentada exercida pelo fio é libertada.
- 2. A sonda de acordo com a reivindicação 1, compreendendo ainda um botão de controlo (42, 74) na pega (12), em que o movimento distal do perno deslizante (60, 70) é controlado deslizando o botão de controlo, e em que o botão de controlo é fixado ao perno deslizante.
- 3. A sonda de acordo com a reivindicação 1, compreendendo ainda uma pluralidade de batentes (80) em contacto com o perno deslizante (70), os batentes fornecendo uma pluralidade de pontos de paragem para avanço do perno deslizante.
- 4. A sonda de acordo com a reivindicação 1, compreendendo ainda um caminho de guiamento (72) para o perno deslizante (70) no interior da pega (12), o caminho de guiamento direcionando o avanço do perno deslizante.
- 5. A sonda de acordo com a reivindicação 4, em que um caminho de guiamento (72) compreende qualquer uma das seguintes caracteristicas adicionais: em que a guia é linear; em que o caminho de guiamento (72) é curvado para controlar a taxa de enrolamento para o fio de tração (22) pelo perno deslizante (70) de modo que a tensão no fio de tração aumente uniformemente à media que o perno deslizante é feito avançar ao longo de um caminho de guiamento; ou em que o caminho de guiamento (72) é curvado com uma rampa inicial numa extremidade proximal de modo que uma taxa de aumento da tensão no fio de tração é maior quando o perno deslizante é feito avançar através da rampa inicial de um caminho de guiamento, e a taxa de aumento na tensão diminui depois de o perno deslizante passar a rampa inicial de um caminho de guiamento.
- 6. A sonda de acordo com a reivindicação 1, em que o fio de tração (22) é uma fibra óptica.
- 7. A sonda de acordo com a reivindicação 1, em que a ponta com ranhuras (20) compreende ranhuras profundas que se estendem para lá de um raio da ponta com ranhuras num lado em direção ao qual a ponta com ranhuras se desvia e ranhuras pouco profundas que se estendem numa distância inferior ao raio da ponta com ranhuras num lado oposto àquele em direção ao qual a ponta com ranhuras se desvia.
- 8. A sonda de acordo com a reivindicação 7, em que as ranhuras profundas compreendem qualquer uma das seguintes características: em que as ranhuras profundas são mais largas à medida que a profundidade das ranhuras profundas aumenta; em que as ranhuras profundas compreendem uma secção oblonga que se estende longitudinalmente ao longo da ponta com ranhuras (20); ou em que as ranhuras profundas são curvadas.
- 9. A sonda de acordo com a reivindicação 1, em que a ponta com ranhuras (20) compreende qualquer uma das seguintes características: em que a ponta com ranhuras compreende ranhuras em espiral; em que a ponta com ranhuras compreende ainda ranhuras posteriores intercaladas entre as ranhuras em espiral num lado em direção ao qual a ponta com ranhuras se desvia; em que a ponta com ranhuras é formada como uma bobina de fio enrolado; em que a ponta com ranhuras é constituída por nitinol; ou em que a ponta com ranhuras é revestida com uma bainha de polímero flexível.
- 10. A sonda de acordo com a reivindicação 9, em que, quando a ponta com ranhuras (20) compreende ranhuras em espiral, as ranhuras em espiral têm um trajeto em espiral perpendicular a um eixo longitudinal da ponta com ranhuras num lado em direção ao qual a ponta com ranhuras se desvia, ou em que as ranhuras em espiral são mais largas num lado em direção ao qual a ponta com ranhuras se desvia.
- 11. A sonda de acordo com a reivindicação 1, em que a cânula rígida única (14) é formada de aço inoxidável, ou em que a cânula rígida única é revestida com um material de endurecimento.
- 12. A sonda de acordo com a reivindicação 1, em que pelo menos uma fibra óptica inclui duas fibras ópticas (24,26) .
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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