WO2018127615A1 - Herramienta quirúrgica - Google Patents

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WO2018127615A1
WO2018127615A1 PCT/ES2018/070001 ES2018070001W WO2018127615A1 WO 2018127615 A1 WO2018127615 A1 WO 2018127615A1 ES 2018070001 W ES2018070001 W ES 2018070001W WO 2018127615 A1 WO2018127615 A1 WO 2018127615A1
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WO
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hemisphere
surgical tool
tool
stylet
surgeon
Prior art date
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PCT/ES2018/070001
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English (en)
French (fr)
Inventor
Horacio Martín PACE BEDETTI
Andrés CONEJERO RODILLA
José Luis MARTÍNEZ DE JUAN
José Francisco DOLZ LAGO
Original Assignee
Universitat Politècnica De València
Fundación para la Investigación Hospital Universitario y Politécnico La Fe de la Comunidad Valenciana
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/28—Surgical forceps
    • A61B17/29—Forceps for use in minimally invasive surgery
    • A61B17/2909—Handles
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B2017/0042—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets with special provisions for gripping
    • A61B2017/00424—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets with special provisions for gripping ergonomic, e.g. fitting in fist
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    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/28—Surgical forceps
    • A61B17/29—Forceps for use in minimally invasive surgery
    • A61B17/2909—Handles
    • A61B2017/291—Handles the position of the handle being adjustable with respect to the shaft

Definitions

  • the present invention relates generally to the field of surgery, and more specifically to that of surgical tools for application in minimally invasive surgery techniques.
  • MIS Minimally invasive surgery
  • MAS Minimally invasive surgery
  • Surgical tools for laparoscopy and other types of minimally invasive surgeries currently known in the art generally have ring, scissor-type handles (see, for example, US5782859) or gun.
  • the surgeon inserts the fingers into the rings of the handle and acts on them to actuate the tip of the surgical tool (for example, a clamp).
  • the tool disclosed in US5782859 also includes a rotation wheel or rotation knob that allows the position of the tool tip to be rotated with respect to the handle to adopt the position required by the surgery.
  • US6666854B1 discloses an endoscopic surgery instrument that can incorporate, between the handle and the stylet of the instrument, a kneecap element.
  • This kneecap element provides more degrees of freedom to the movement of the tip of the tool, which allows the surgeon to have greater control of the movement of the tool inside the abdominal cavity.
  • it does not address or solve the problems for the surgeon mentioned above, derived from the uncomfortable movements and postures that must be maintained throughout the surgery.
  • Robotic systems are also known in the art that allow surgery without need for the surgeon to be present in the room, thus avoiding the problems arising from the effort and fatigue of the latter.
  • An example of this type of technology is the da Vinci ® surgery system. These types of systems represent a great advance since they have more degrees of freedom of movement than the human hand and greater precision. However, they cost too much, so most hospitals cannot afford them.
  • the present invention discloses a surgical tool comprising:
  • the handle comprising means for actuating the tool tip
  • the surgical tool disclosed in the present invention is characterized in that the handle is constituted by a kneecap comprising:
  • - locking means that allow to adopt a blocking position, in which the relative movement between the grip clamp and the base hemisphere is prevented, and an unlocking position in which the relative movement between the grip clamp and The base hemisphere.
  • the surgeon can vary the working angle of the tool without implying an awkward working position.
  • the surgeon can bring the surgical tool tip to the position required to perform the intervention.
  • the blocking means are released, the surgeon can recover a more comfortable hand position that does not involve effort and fatigue, without such movement being transmitted to the rest of the tool and therefore to the tool tip.
  • Figure 1 shows a perspective view of a surgical tool according to the preferred embodiment of the present invention.
  • Figure 2 shows a vertical longitudinal sectional view of the handle of the tool of Figure 1.
  • Figure 3 shows a horizontal longitudinal section view of the handle of the tool of Figure 1.
  • Figure 4 shows a series of movements performed by a surgeon to change the position of the tool of the present invention.
  • Figure 5 shows the positions that a surgeon adopts to perform an intervention with several prior art tools as well as with the tool of the present invention.
  • Figures 6 to 8 show the results of a study of a movement analysis performed by surgeons using a prior art surgical tool and a surgical tool according to the present invention.
  • Figure 9 is a graph showing the results of a surface electromyography study comparing a prior art tool and a surgical tool according to the present invention.
  • half sphere should be interpreted broadly to include a spherical body that is not fully enclosed forming a complete sphere. It is not limited to a body that defines exactly half of a sphere, but can cover more or less than half of a sphere.
  • postural freedom refers to the ease with that the surgeon can adopt the most beneficial positions during the operation, outside the patient's abdominal cavity. While “degrees of freedom” give the surgeon greater control of work inside the abdominal cavity, “postural freedom” allows the surgeon to move outside the abdominal cavity, maintaining the resting position that is most beneficial for your musculature.
  • the surgical tool comprises a tool tip (10), a stylet (12) and a handle (14).
  • the tool tip (10) is at the distal end of the stylet (12), while the handle (14) is at its proximal end.
  • distal and proximal refer to locations with respect to a surgeon while using the tool.
  • distal end of the stylet is the furthest end of the surgeon while the “proximal” end is the closest to the surgeon, when the surgeon holds the tool by its handle.
  • the tool tip (10) is constituted by laparoscopic tweezers, however the person skilled in the art will easily understand that the present invention can be applied to tools with different tips, whether for laparoscopy (of grip, dissection, suture and cut) as suitable tips for endoscopy or high frequency technology to cauterize, suture or cut during the operation (in the latter case adding a monopolar or bipolar electrical outlet in a manner known in the art) or any other tip liable to be included
  • the stylet (12) is composed of an internal rod (16) and an external rod (18) as will be seen hereinafter.
  • the internal rod (16) can be moved with respect to the external rod (18) so that it allows the actuation (opening and closing) of the tool tip (10).
  • the handle (14) is constituted by a ball joint comprising a base hemisphere (22), a central hemisphere (40) integral with the base hemisphere and located in its center, a clamp of grip (28) with spherical and concentric inner surface with the base hemisphere and a rotating hemisphere (20) integral to the grip clamp and located in its center.
  • the central hemisphere (40) is joined in solidarity with the base hemisphere (22) by means of a base intermediate body (42), aligned with the stylet (12).
  • the rotating hemisphere (20) is integrally connected to the grip clamp (28) by means of an intermediate gripping body (44), aligned with the stylet (12) in the neutral position of the surgical tool.
  • the neutral position of the surgical tool is that in which the handle (14) is not angularly displaced from the stylet (12).
  • the inner surface of the grip clamp (28) is located facing the base hemisphere (22), in order to avoid as far as possible that the base hemisphere (22) collides with the intermediate grip body (28), thereby maximizing the range of rotation of the grip bracket (28) around the base hemisphere (22).
  • the base hemisphere (22) is coupled in solidarity with the outer rod (18) of the stylet (12).
  • the base half sphere (22) comprises the base intermediate body (42), which has a longitudinal recess, which allows the displacement of a rod-cable connector (24) longitudinally through the interior of said recess and prevents displacement of the connector transversely to said recess.
  • the hollow cylindrical element there are some elastic return means implemented in this case by a spring (26). Therefore, these elements form a single block that will rotate at all times in solidarity.
  • the grip clamp (28) is integrally coupled to a drive trigger (30).
  • the trigger (30) is connected to a drive lever (32), in turn connected to a proximal end of a cable (34) connected to a proximal end of the inner rod (16) of the stylet (12).
  • the surgeon can vary the working angle of the tool without implying an awkward working position.
  • the trigger assembly (30), lever (32), cable (34), internal rod (16) and spring (26) constitute means for actuating the tool tip (10).
  • this drive is transmitted (through the lever (32), the cable (34) and the internal rod (16)) to the tool tip (10).
  • the tool tip (10) passes from a first position (for example, open) to a second position (for example, closed).
  • the spring (26) causes the inner rod (16) to return to its initial position, so that the tool tip (10) returns from the second position (for for example, closed) to the first position (for example, open).
  • the transmission of the trigger drive (30) to the lever (32) is carried out by means of a tilting movement on an axis.
  • the aforementioned rod-cable connector (24) is connected to a cable stop (36), so that the free rotation of one element over the other is allowed while the translation movement is transmitted.
  • both the external rod (18) and the internal rod (16) are coupled to the base hemisphere (22) and the cable (34) respectively, according to decoupling attachment means, which they can be for example screw connections, prisoners, intermediate pieces, etc.
  • decoupling attachment means which they can be for example screw connections, prisoners, intermediate pieces, etc.
  • the external rod (18) and the internal rod (16) together with the tool tip (10) can be disassembled with respect to the tool handle.
  • different types of tool tips (10) can be attached to the surgical tool depending on the operating needs or replaced by new ones due to wear, malfunction, breakage, etc., without the need to discard the rest of the tool.
  • the handle (14) of the surgical tool also comprises locking means.
  • these locking means are constituted by the grip clamp itself (28), whose Locking zone (38) is formed by its spherical inner surface, which can be moved to make contact with the base hemisphere (22) by means of a pressure on the sides of the grip clamp (28).
  • the blocking area (38) is formed by a pair of blocking projections arranged in the grip clamp (28), in a space between said grip clamp (28) and the base hemisphere (22) .
  • Each blocking projection is arranged on an opposite side with respect to a central axis of the hemispheres (20, 22) defined by the longitudinal axis of the stylet (12).
  • Figure 4 illustrates these movements by the surgeon.
  • a resting position in which the surgeon is holding the tool in a position that is comfortable for him is illustrated in Figure 4-A.
  • the surgeon performs the series of movements illustrated in Figures 4-B to 4-E.
  • Figure 4-B the surgeon exerts pressure on the sides of the kneecap that constitutes the handle, whereby he activates the blocking area to place it in the blocking position as mentioned above.
  • the surgeon makes a turn with the wrist (figure 4-C) until the tool tip is in the proper position.
  • the blocking area is in the locked position, the entire tool is joined in a solidary manner and therefore the movements made by the surgeon by hand are transmitted to the tool tip.
  • the surgeon only needs to perform specific movements (for example, wrist turns) to place the tool in the correct position to perform an intervention.
  • specific movements for example, wrist turns
  • the surgeon can return to a position that is more comfortable thus reducing the effort and fatigue suffered by the surgeon.
  • the tool according to the present invention thus provides the surgeon with greater "postural freedom" outside the abdominal cavity, which does not allow any of the tools known in the state of the art, focused on providing more "degrees of freedom" in the inside the abdominal cavity.
  • This preferred embodiment has the advantage that the contact surface in the rotary joint is very small, whereby friction in the rotation of one hemisphere with respect to the other is minimized, thus optimizing the operation of the surgical tool.
  • Figure 5 shows the posture that a surgeon must maintain with his arm and hand to maintain a surgical tool in the same operating position with three prior art tools (ac) as well as with a tool as described above according to the preferred embodiment of the present invention (d).
  • ac prior art tools
  • d a tool as described above according to the preferred embodiment of the present invention
  • the first study consisted of a movement analysis performed at the Hospital La Fe (Valencia). Motion analysis is a validated method and commonly used to evaluate skills in surgery. There are different studies that provide movement analysis data to evaluate positions and movements of surgeons in the operating room.
  • the rectangle included in these figures represents the recommended range for the positions (without risk) of the arm and forearm of the surgeon during the use of the surgical tool: -20 ° / 20 ° for arm abduction / adduction ( Figure 6), 60 ° / 100 ° for forearm flexion (figure 7) and -20 ° / 20 ° for arm flexion / extension (figure 8).
  • Qi and Q 3 are the lower quartil and upper quartil respectively, which define the interquartile range of the data obtained in the study.
  • M corresponds to the maximum value of the data and m corresponds to the minimum value of the data.
  • the horizontal line located inside the zone that represents the interquartile range is the statistical average.
  • the second study was a comparative study of muscle activity using superficial electromyography (sEMG). It is a non-invasive study that allows you to evaluate and record the electrical activity produced by the muscles. This study is commonly used to evaluate the electrical activity generated by a muscle when it is subjected to loads or efforts.
  • sEMG superficial electromyography
  • the surgical tool according to the present invention allows to increase the time that the surgeon can be in a position that is more comfortable for him, and therefore reduces the fatigue and the effort to which he is subjected. In addition, it reduces the muscular energy that the surgeon must use during the surgical intervention.
  • Another advantage of the present invention is that thanks to its particular design, the contact surface in the rotary joint is very small, whereby friction in the rotation of one hemisphere with respect to the other is minimized, thus optimizing the operation of the surgical tool
  • both the inside of the grip clamp (28) and the base hemisphere (22) have spherical surfaces and are concentric with each other, the distance between both surfaces in the unlocked position is always the same, so It allows the tool to be locked in any of the working angles in which it is located, thus maximizing the operability of the tool.
  • Precision center of the surgical tool is in the center of a sphere located in laparoscopic practice in the palm of the hand. Due to the intrinsic characteristics of the kneecap, a point around which all the elements that allow the tool to act are turned is formed in the center of the same. This implies that by controlling this point you get the precise control of the tool, which is why this point is referred to as "center of precision”. This simple change presents the tool as an extension of the surgeon's body, continuing the dynamics that follow the different sections of his arm (the forearm is in alignment with the arm, the wrist with the forearm, the hand with the wrist and the tool following the same principle).
  • the handle is not spherical, which implies that instead of a "center of precision", there is a central (longitudinal) axis of actuation of the handle that forms a certain angle with the longitudinal axis of the stylet, as well as with the surgeon's own wrist. In this way, the change of position of the tool causes a movement in the hand and / or in the arm of the surgeon that has to be absorbed by the wrist.

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Abstract

La presente invención describe una herramienta quirúrgica que comprende un estilete; una punta de herramienta quirúrgica en el extremo distal del estilete; y un mango en el extremo proximal del estilete que comprende medios de accionamiento de la punta de herramienta. El mango está constituido por una rótula que comprende una semiesfera base acoplada al estilete; una semiesfera central solidaria a la semiesfera base y ubicada en su centro; una abrazadera de agarre con superficie interior cilíndrica y concéntrica con la semiesfera base; una semiesfera de rotación solidaria ala abrazadera de agarre y ubicada en su centro, conformando junto con la semiesfera central una unión rotular; y unos medios de bloqueo. Los medios de bloqueo permiten adoptar una posición de bloqueo o desbloqueo, en la que respectivamente se impide o se permite el movimiento relativo entre la abrazadera de agarre y la semiesfera base.

Description

HERRAMIENTA QUIRÚRGICA PARA CIRUGÍA MÍNIMAMENTE INVASIVA.
Campo de la invención
La presente invención se refiere de forma general al campo de la cirugía, y más concretamente al de las herramientas quirúrgicas de aplicación en técnicas de cirugía mínimamente invasiva.
Antecedentes de la invención
La cirugía mínimamente invasiva (MIS o MAS) ha supuesto para el campo quirúrgico uno de los principales avances de las últimas décadas. Aunque comenzó utilizándose para tratamientos ginecológicos se ha extendido a otras disciplinas de la cirugía, en parte debido a las ventajas que ofrece al paciente: menor dolor postoperatorio, tiempos de recuperación más cortos, menor riesgo de infección y reducción de marcas en el cuerpo, etc.
Una de las principales áreas beneficiadas por este tipo de procesos es la cirugía desarrollada en la cavidad pélvico-abdominal , conocida como cirugía laparoscópica o laparoscopia .
Las herramientas quirúrgicas para laparoscopia y otros tipos de cirugías mínimamente invasivas conocidas actualmente en la técnica presentan generalmente mangos de anillos, de tipo tijeras (véase, por ejemplo, el documento US5782859) o pistola. En este tipo de herramientas, el cirujano introduce los dedos en los anillos del mango y actúa sobre estos para accionar la punta de la herramienta quirúrgica (por ejemplo, una pinza) . La herramienta dada a conocer en el documento US5782859 también incluye una rueda de giro o pomo de rotación que permite rotar la posición de la punta de la herramienta con respecto al mango para adoptar la posición requerida por la cirugía. Sin embargo, en la práctica, pese a la existencia de dicho pomo de rotación, puede constatarse que los cirujanos, al cabo de varias horas de prácticas, tienen dificultades para accionar este pomo y como consecuencia pronan el antebrazo para alcanzar el giro de la punta que desean. Después, deben mantener esta posición incómoda en todo momento hasta que terminan la acción que estén desarrollando .
Por tanto, pese a que la cirugía laparoscópica cuenta con las ventajas propias de la MIS, en la práctica, los cirujanos deben hacer algunas concesiones. Esta práctica requiere mayor esfuerzo, concentración y estrés mental (Berguer, R., 1998. Surgical technology and the ergonomics of laparoscopic instruments, SurgEndosc, 462; Patkin, M., Isabel, L., 1995. Ergonomics, engineering and surgery of endosurgical dissection, Journal of the Royal College of Surgeons of Edinburgh 40, 132; Berguer, R., Smith, W.D., Chung, Y.H., 2001. Performing laparoscopic surgery is significantly more stressful for the surgeon than open surgery, SurgEndosc 15, 1204-1207.
Tal como se comentó anteriormente, durante la cirugía los cirujanos deben adoptar posturas torpes e incomodas con dedos, manos, muñecas y brazos (Trejo, A., Jung, M., Oleynikov, D., Hallbeck, M.S., 2007. Effect of handle design and target location on insertion and aim with a laparoscopic surgical tool, Appl Ergon 38, 753) y estas posturas incrementan la fatiga física para el cirujano, produciendo temblores y errores potenciales traducidos en daños ocasionados al paciente durante la operación.
Estas posturas incómodas también afectan al cirujano tras la operación. De hecho, una de las mayores causas de dolor y entumecimiento postoperatorio para los cirujanos se atribuye a las posturas adoptadas durante la cirugía laparoscópica (Emam, T.A., Frank, T.G., Hanna, G.B., Cuschieri, A. , 2001. Influence of handle design on the surgeon's upper limb movements, muscle recruitment, and fatigue during endoscopio suturing. SurgEndosc 15, 672; B Berguer, R., Forkey, D.L., Smith, W.D., 1999. Ergonomic problems associated with laparoscopic surgery. Surg Endose 13, 466-8; Berguer, R., Gerber, S., Kilpatrick, G., Beckley, D., 1998. An ergonomic comparison of in-line vs pistol-grip handle configuration in a laparoscopic grasper. Surg Endose 12, 805-8) .
La literatura existente afirma que el actual diseño de mango de anillo en las herramientas quirúrgicas convencionales para cirugía mínimamente invasiva es el principal causante de estos problemas, debido a la pobre adaptación de dichos mangos a las necesidades del cirujano (Matern, U., Kuttler, G., Giebmeyer, C., Waller, P., Faist, M., 2004. Ergonomic aspeets of five different types of laparoscopic instrument handles under dynamic conditions with respect to specific laparoscopic tasks: an electromyographic-based study. SurgEndosc 18, 1231-41) .
El documento US6666854B1 da a conocer un instrumento de cirugía endoscópica que puede incorporar, entre el mango y el estilete del instrumento, un elemento de tipo rótula. Este elemento de tipo rótula proporciona más grados de libertad al movimiento de la punta de la herramienta, lo que permite que el cirujano tenga un mayor control del movimiento de la herramienta en el interior de la cavidad abdominal. Sin embargo, no aborda ni soluciona los problemas para el cirujano anteriormente mencionados, derivados de los movimientos incómodos y las posturas que debe mantener durante toda la intervención quirúrgica.
También se conocen en la técnica sistemas robóticos que permiten realizar intervenciones quirúrgicas sin necesidad de que el cirujano se encuentre presente en la sala, evitando por tanto los problemas derivados del esfuerzo y cansancio de este último. Un ejemplo de este tipo de tecnología es el sistema de cirugía da Vinci®. Este tipo de sistemas suponen un gran avance ya que disponen de más grados de libertad de movimiento que la mano humana y mayor precisión. Sin embargo, suponen un coste demasiado elevado por lo que la mayoría de los hospitales no pueden permitírselos .
Por tanto, sigue existiendo en la técnica la necesidad de una nueva herramienta quirúrgica para cirugía mínimamente invasiva que permita aliviar el esfuerzo y cansancio que suponen este tipo de intervenciones para el cirujano. Además, existe la necesidad de una herramienta de este tipo que sea de fabricación sencilla y por tanto de coste reducido.
Sumario de la invención
Para solucionar los problemas de la técnica anterior, la presente invención da a conocer una herramienta quirúrgica que comprende:
- un estilete;
- una punta de herramienta quirúrgica en el extremo distal del estilete; y
- un mango en el extremo proximal del estilete, comprendiendo el mango medios de accionamiento de la punta de herramienta;
Además, la herramienta quirúrgica dada a conocer en la presente invención se caracteriza por que el mango está constituido por una rótula que comprende:
- una semiesfera base acoplada al estilete;
- una semiesfera central solidaria a la semiesfera base y ubicada en su centro; - una abrazadera de agarre con superficie interior esférica y concéntrica con la semiesfera base;
- una semiesfera de rotación solidaria a la abrazadera de agarre y ubicada en el centro de su superficie interior, conformando junto con la semiesfera central una unión rotular, de modo que la semiesfera base y la abrazadera de agarre pueden girar una respecto a la otra; y
- unos medios de bloqueo que permiten adoptar una posición de bloqueo, en la que se impide el movimiento relativo entre la abrazadera de agarre y la semiesfera base, y una posición de desbloqueo en la que se permite el movimiento relativo entre la abrazadera de agarre y la semiesfera base.
Tal como se describirá a continuación en el presente documento, gracias a la rótula el cirujano puede variar el ángulo de trabajo de la herramienta sin que ello implique adoptar una posición de trabajo incomoda. Al accionar los medios de bloqueo el cirujano puede llevar la punta de herramienta quirúrgica a la posición requerida para realizar la intervención. Una vez liberados los medios de bloqueo, el cirujano puede recuperar una posición de la mano más cómoda y que no le suponga esfuerzo y cansancio, sin que dicho movimiento se transmita al resto de la herramienta y por tanto a la punta de herramienta.
Breve descripción de las figuras
La presente invención se entenderá mejor con referencia a las siguientes figuras que ilustran una realización preferida de la invención, proporcionada a modo de ejemplo, y que no debe interpretarse como limitativa de la invención de ninguna manera.
La figura 1 muestra una vista en perspectiva de una herramienta quirúrgica según la realización preferida de la presente invención.
La figura 2 muestra una vista en sección longitudinal vertical del mango de la herramienta de la figura 1.
La figura 3 muestra una vista en sección longitudinal horizontal del mango de la herramienta de la figura 1.
La figura 4 muestra una serie de movimientos que realiza un cirujano para cambiar la posición de la herramienta de la presente invención.
La figura 5 muestra las posturas que adopta un cirujano para realizar una intervención con varias herramientas de la técnica anterior asi como con la herramienta de la presente invención.
Las figuras 6 a 8 muestran los resultados de un estudio de un análisis de movimientos realizados por cirujanos usando una herramienta quirúrgica de la técnica anterior y una herramienta quirúrgica según la presente invención .
La figura 9 es un gráfico que muestra los resultados de un estudio de electromiografia superficial comparando una herramienta de la técnica anterior y una herramienta quirúrgica según la presente invención.
Descripción detallada de las realizaciones preferidas
Tal como se emplea en el presente documento, y como podrá apreciarse a partir de las figuras adjuntas, el término "semiesfera" debe interpretarse de manera amplia para incluir un cuerpo esférico que no está totalmente cerrado formando una esfera completa. No se limita a un cuerpo que define exactamente la mitad de una esfera, sino que puede abarcar más o menos de la mitad de una esfera.
A lo largo del presente documento, el término "libertad postural" hace referencia a la facilidad con la que el cirujano puede adoptar las posiciones más beneficiosas durante la operación, fuera de la cavidad abdominal del paciente. Mientras que los "grados de libertad" proporcionan al cirujano un control mayor del trabajo en el interior de la cavidad abdominal, la "libertad postural" permite al cirujano moverse en el exterior de la cavidad abdominal, manteniendo la posición de reposo más beneficiosa para su musculatura.
Tal como se observa en la figura 1, la herramienta quirúrgica según la realización preferida de la presente invención comprende una punta de herramienta (10), un estilete (12) y un mango (14) . La punta de herramienta (10) se encuentra en el extremo distal del estilete (12), mientras que el mango (14) se encuentra en su extremo proximal .
A lo largo del presente documento, los términos "distal" y "proximal" se refieren a ubicaciones con respecto a un cirujano durante el uso de la herramienta. Asi, por ejemplo, el extremo "distal" del estilete es el extremo más alejado del cirujano mientras que el extremo "proximal" es el más cercano al cirujano, cuando el cirujano sujeta la herramienta por el mango de la misma.
En la realización mostrada en las figuras, la punta de herramienta (10) está constituida por unas pinzas de laparoscopia, sin embargo el experto en la técnica entenderá fácilmente que la presente invención puede aplicarse a herramientas con distintas puntas, ya sean para laparoscopia (de agarre, disección, sutura y corte) como puntas adecuadas para endoscopia o tecnología de alta frecuencia para cauterizar, suturar o cortar durante la operación (añadiendo en este último caso una toma eléctrica monopolar o bipolar de manera conocida en la técnica) o cualquier otra punta susceptible de ser incluida. El estilete (12) está compuesto por una varilla interna (16) y una varilla externa (18) tal como se verá a continuación en el presente documento. La varilla interna (16) puede desplazarse con respecto a la varilla externa (18) de modo que permite el accionamiento (apertura y cierre) de la punta de herramienta (10) .
Tal como se aprecia en las figuras 2 y 3, el mango (14) está constituido por una rótula que comprende una semiesfera base (22), una semiesfera central (40) solidaria a la semiesfera base y ubicada en su centro, una abrazadera de agarre (28) con superficie interior esférica y concéntrica con la semiesfera base y una semiesfera de rotación (20) solidaria a la abrazadera de agarre y ubicada en su centro.
La semiesfera de rotación (20) y la semiesfera central
(40) componen una unión rotular, de modo que la abrazadera de agarre (28) y la semiesfera base (22) pueden girar una respecto a la otra.
Según la realización preferida de la presente invención, la semiesfera central (40) está unida solidariamente a la semiesfera base (22) por medio de un cuerpo intermedio base (42), alineado con el estilete (12) . La semiesfera de rotación (20) está unida solidariamente a la abrazadera de agarre (28) por medio de un cuerpo intermedio de agarre (44), alineado con el estilete (12) en la posición neutra de la herramienta quirúrgica. La posición neutra de la herramienta quirúrgica es aquella en la que el mango (14) no está desplazado angularmente respecto al estilete (12) .
Según la realización preferida de la presente invención, la superficie interior de la abrazadera de agarre (28) está ubicada de manera enfrentada a la semiesfera base (22), con el fin de evitar en lo posible que la semiesfera base (22) choque con el cuerpo intermedio de agarre (28), maximizando de este modo el rango de giro de la abrazadera de agarre (28) alrededor de la semiesfera base ( 22 ) .
La semiesfera base (22) está acoplada de manera solidaria a la varilla externa (18) del estilete (12) . En su interior, la semiesfera base (22) comprende el cuerpo intermedio base (42), que tiene un hueco longitudinal, lo que permite el desplazamiento de un conector varilla-cable (24) longitudinalmente por el interior de dicho hueco e impide el desplazamiento del conector transversalmente a dicho hueco. Además, en el interior del elemento cilindrico hueco se alojan unos medios de retorno elásticos implementados en este caso por un resorte (26) . Por tanto, estos elementos forman un único bloque que girará en todo momento de manera solidaria.
Por su parte, la abrazadera de agarre (28) está acoplada de manera solidaria a un gatillo de accionamiento (30) . El gatillo (30) está conectado a una palanca de accionamiento (32), a su vez conectada a un extremo proximal de un cable (34) conectado a un extremo proximal de la varilla interna (16) del estilete (12) .
Gracias a la unión rotular el cirujano puede variar el ángulo de trabajo de la herramienta sin que ello implique adoptar una posición de trabajo incomoda.
El conjunto de gatillo (30), palanca (32), cable (34), varilla interna (16) y resorte (26) constituyen medios de accionamiento de la punta de herramienta (10) .
Asi, cuando un cirujano acciona el gatillo (30), este accionamiento se transmite (a través de la palanca (32), el cable (34) y la varilla interna (16) ) a la punta de herramienta (10) . De este modo, la punta de herramienta (10) pasa de una primera posición (por ejemplo, abierta) a una segunda posición (por ejemplo, cerrada) . Cuando el cirujano deja de ejercer acción sobre el gatillo (30), el resorte (26) hace que la varilla interna (16) regrese a su posición inicial, por lo que la punta de herramienta (10) vuelve de la segunda posición (por ejemplo, cerrada) a la primera posición (por ejemplo, abierta) .
Según la realización preferida mostrada en la figura 2, la transmisión del accionamiento del gatillo (30) a la palanca (32) se realiza por medio de un movimiento basculante sobre un eje.
El conector varilla-cable (24) anteriormente mencionado está unido a un tope de cable (36), de modo que se permite la libre rotación de un elemento sobre el otro al tiempo que se transmite el movimiento de traslación.
Cabe señalar que según la realización preferida de la presente invención, tanto la varilla externa (18) como la varilla interna (16) se acoplan a la semiesfera base (22) y al cable (34) respectivamente, según medios de unión desacoplables , que pueden ser por ejemplo uniones a rosca, prisioneros, piezas intermedias, etc. De este modo, la varilla externa (18) y la varilla interna (16) junto con la punta de herramienta (10) pueden ser desmontadas respecto del mango de la herramienta. Asi se pueden acoplar a la herramienta quirúrgica distintos tipos de puntas de herramienta (10) en función de las necesidades de operación o sustituirlas por otras nuevas debido al desgaste, mal funcionamiento, rotura, etc., sin la necesidad de desechar el resto de la herramienta.
Tal como se aprecia mejor en la figura 3, el mango (14) de la herramienta quirúrgica también comprende unos medios de bloqueo. En concreto, según la realización preferida de la invención, estos medios de bloqueo están constituidos por la propia abrazadera de agarre (28), cuya zona de bloqueo (38) queda conformada por su superficie interior esférica, que puede desplazarse hasta hacer contacto con la semiesfera base (22) por medio de una presión sobre los laterales de la abrazadera de agarre (28) .
Según otra realización preferida, la zona de bloqueo (38) queda conformada por un par de salientes de bloqueo dispuestos en la abrazadera de agarre (28), en un espacio entre la dicha abrazadera de agarre (28) y la semiesfera base (22) . Cada saliente de bloqueo está dispuesto en un lado opuesto con respecto a un eje central de las semiesferas (20, 22) definido por el eje longitudinal del estilete ( 12 ) .
Asi, cuando el cirujano ejerce presión sobre la zona de bloqueo (38) se transmite la presión a la semiesfera base (22) y se adopta una posición de bloqueo, en la que se impide el movimiento relativo de la abrazadera de agarre (28) y la semiesfera base (22) . En esta situación, toda la herramienta quirúrgica se desplaza de manera solidaria y el cirujano puede colocar la punta de herramienta (10) en la posición adecuada para realizar la intervención. Asi mismo, en la posición de bloqueo el cirujano puede accionar la punta de herramienta (10) para agarrar y desplazar algún tejido u órgano de la cavidad abdominal en el transcurso de la intervención. Al liberar dicha presión, se pasa a una posición de desbloqueo en la que vuelve a permitirse el movimiento relativo de la abrazadera de agarre (28) con respecto a la semiesfera base (22) . Por tanto, el cirujano puede buscar una posición que le resulte más cómoda y ocasione menos esfuerzo y cansancio sin que dicho movimiento se transmita al resto de la herramienta y por tanto a la punta de herramienta (10) .
La figura 4 ilustra estos movimientos por parte del cirujano. En la figura 4-A se ilustra una posición de reposo en la que el cirujano está sujetando la herramienta en una posición que le resulta cómoda. Para cambiar la posición de la punta de herramienta, el cirujano realiza la serie de movimientos ilustrados en las figuras 4-B a 4-E. En primer lugar, tal como muestra la figura 4-B, el cirujano ejerce presión en los laterales de la rótula que constituye el mango, mediante lo cual acciona la zona de bloqueo para disponerla en la posición de bloqueo tal como se mencionó anteriormente. Una vez en dicha posición, el cirujano realiza un giro con la muñeca (figura 4-C) hasta que la punta de herramienta se encuentra en la posición adecuada. Tal como se mencionó anteriormente, al estar la zona de bloqueo en posición de bloqueo, toda la herramienta se encuentra unida de manera solidaria y por tanto los movimientos que realiza el cirujano con la mano se transmiten a la punta de herramienta.
A continuación (figura 4-D) , el cirujano deja de ejercer presión sobre los laterales de la rótula por lo que se libera la zona de bloqueo. Tal como se mencionó anteriormente, en esta posición de desbloqueo se permite el movimiento relativo de la semiesfera de rotación con respecto a la semiesfera base. Por tanto, el cirujano puede volver a girar la muñeca (figura 4-E) a una posición que le resulte más cómoda, mientras que el resto de la herramienta (y en concreto la punta de herramienta) permanece en la posición de operación adecuada anterior.
Por tanto, gracias a la herramienta quirúrgica de la presente invención, el cirujano sólo necesita realizar movimientos puntuales (por ejemplo, giros de muñeca) para situar la herramienta en la posición correcta para realizar una intervención. Sin embargo, una vez situada la herramienta en dicha posición, el cirujano puede volver a una posición que le resulte más cómoda reduciendo asi el esfuerzo y la fatiga que sufre el cirujano. La herramienta según la presente invención le proporciona por tanto al cirujano una mayor "libertad postural" fuera de la cavidad abdominal, que no permiten ninguna de las herramientas conocidas en el estado de la técnica, enfocadas a proporcionar más "grados de libertad" en el interior de la cavidad abdominal. Esta realización preferida tiene la ventaja de que la superficie de contacto en la unión rotular es muy reducida, por lo que se minimiza el rozamiento en la rotación de una semiesfera respecto de la otra, optimizando asi el funcionamiento de la herramienta quirúrgica .
La figura 5 muestra la postura que debe mantener un cirujano con su brazo y su mano para mantener una herramienta quirúrgica en una misma posición de operación con tres herramientas de la técnica anterior (a-c) asi como con una herramienta tal como se describió anteriormente según la realización preferida de la presente invención (d) . Tal como puede apreciarse, en el caso de las herramientas de la técnica anterior (figura 5, a-c), el cirujano debe mantener una posición forzada e incómoda, lo que supondrá una mayor fatiga que puede traducirse en temblores y movimientos involuntarios (lo cual puede afectar evidentemente al paciente) asi como consecuencias posteriores para el propio cirujano. Sin embargo, la herramienta según la presente invención (figura 5d) le permite al cirujano mantener una postura natural mientras la herramienta se encuentra en la misma posición de intervención que en los casos anteriores.
Se realizaron dos estudios para comprobar el efecto de una herramienta según la presente invención sobre los movimientos y esfuerzos ejercidos por un cirujano durante una intervención. En estos estudios se comparó una herramienta quirúrgica convencional de la técnica anterior que presentaba un mango de tipo tijera, con una herramienta según la presente invención que presentaba un mango tipo rótula como el descrito anteriormente en el presente documento .
El primer estudio consistió en un análisis de movimiento realizado en el Hospital La Fe (Valencia) . El análisis de movimiento es un método validado y usado comúnmente para evaluar habilidades en cirugía. Existen diferentes estudios que aportan datos de análisis de movimiento para evaluar posiciones y movimientos de los cirujanos en la sala de operaciones.
El estudio se realizó con cirujanos y residentes de cirugía comparando las herramientas anteriormente mencionadas, y reveló una mejora de la cantidad de posiciones neutras (sin riesgo) alcanzadas por el cirujano: el 34,9% en abducción/aducción de brazo (figura 6), el 30,6% en flexión de antebrazo (figura 7) y el 21% en flexión/extensión de brazo (figura 8) . En los gráficos de las figuras 6, 7 y 8, la parte izquierda representa los resultados para la herramienta de la técnica anterior y la parte derecha los resultados para la herramienta según la presente invención. El rectángulo incluido en dichas figuras representa el rango recomendado para las posiciones (sin riesgo) del brazo y el antebrazo del cirujano durante el uso de la herramienta quirúrgica: -20°/20° para la abducción/aducción de brazo (figura 6), 60°/100° para la flexión de antebrazo (figura 7) y -20°/20° para la flexión/extensión de brazo (figura 8) . Qi y Q3 son el quartil inferior y el quartil superior respectivamente, que definen el rango interquartil de los datos obtenidos en el estudio. M corresponde al valor máximo de los datos y m corresponde al valor mínimo de los datos. La linea horizontal ubicada en el interior de la zona que representa al rango interquartil es la media estadística.
Estos resultados del estudio de análisis de movimiento se evaluaron mediante el método Rapid Entire Body Assessment (REBA) , propuesto por Hignett y McAtamney (Hignett, S., McAtamney, L., 2000. Rapid entire body assessment (REBA) . Appl Ergon 31, 201-5) . Este método permite el análisis de las posiciones adoptadas por los miembros superiores, definiendo posibles riesgos músculo- esqueléticos, y considerando posiciones críticas durante la tarea .
El segundo estudio realizado fue un estudio comparativo de actividad muscular mediante electromiografía superficial (sEMG) . Se trata de un estudio no invasivo que permite evaluar y registrar la actividad eléctrica producida por los músculos. Este estudio se utiliza comúnmente para evaluar la actividad eléctrica generada por un músculo cuando éste se encuentra sometido a cargas o esfuerzos.
Los resultados de este estudio (figura 9) respaldan los datos obtenidos en el análisis de movimiento. En el gráfico de la figura 9, la parte superior representa los resultados para la herramienta de la técnica anterior y la parte inferior los resultados para la herramienta según la presente invención. Mediante este estudio se pudo constatar que, durante una prueba tipificada simulada, la actividad muscular generada con la herramienta de la técnica anterior era, de media, 5 veces mayor a la generada con la herramienta según la presente invención, en los principales músculos implicados en los movimientos de brazos durante esta práctica (músculos deltoides, bíceps, trapecio y palmar mayor) . Estos datos reflejan claramente que, comparativamente, estos grupos musculares pueden alcanzar la fatiga antes con las herramientas convencionales que con la integración de un elemento articulado (rótula) según la presente invención.
Por tanto, la herramienta quirúrgica según la presente invención permite aumentar el tiempo que puede encontrarse el cirujano en una posición que le resulta más cómoda, y por tanto que reduce la fatiga y el esfuerzo al que se somete. Además, reduce la energía muscular que debe emplear el cirujano durante la intervención quirúrgica.
Otra ventaja de la presente invención es que gracias a su diseño particular, la superficie de contacto en la unión rotular es muy reducida, por lo que se minimiza el rozamiento en la rotación de una semiesfera respecto de la otra, optimizando así el funcionamiento de la herramienta quirúrgica .
Además, debido a que tanto el interior de la abrazadera de agarre (28) como la semiesfera base (22) tienten superficies esféricas y son concéntricas entre sí, la distancia entre ambas superficies en posición de desbloqueo es siempre la misma, por lo que se posibilita que la herramienta pueda ser bloqueada en cualquiera de los ángulos de trabajo en los que se encuentre, maximizando de este modo la operatividad de la herramienta.
Otra ventaja de la presente invención es que el
"centro de precisión" de la herramienta quirúrgica se encuentra en el centro de una esfera ubicada en la práctica laparoscópica en la palma de la mano. Debido a las propias características intrínsecas de la rótula, en el centro de la misma se conforma un punto alrededor del cual giran todos los elementos que permiten la actuación de la herramienta. Esto implica que mediante el control de este punto se consigue el control preciso de la herramienta, motivo por el cual en la presente memoria se denomina a dicho punto como "centro de precisión". Este simple cambio presenta la herramienta como una extensión del cuerpo del cirujano, continuando la dinámica que siguen las diferentes secciones de su brazo (el antebrazo se encuentra en alineación con el brazo, la muñeca con el antebrazo, la mano con la muñeca y la herramienta siguiendo el mismo principio) .
En el caso de las herramientas de la técnica anterior el mango no es esférico, lo que implica que en vez de un "centro de precisión", existe un eje central (longitudinal) de actuación del mango que forma un determinado ángulo con el eje longitudinal del estilete, asi como con la propia muñeca del cirujano. De este modo, el cambio de posición de la herramienta provoca un movimiento en la mano y/o en el brazo del cirujano que ha de ser absorbido por la muñeca.
Todo ello supone que la destreza del cirujano se ve altamente influida, e incluso, pese a las grandes habilidades que presentan los cirujanos, aumenta considerablemente la posibilidad de cometer fallos y daños en el cuerpo del paciente.
Aunque se ha descrito la presente invención con referencia a una realización preferida de la misma, el experto en la técnica podrá concebir cambios y modificaciones sin por ello apartarse del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims

RE IVINDICACIONES
Herramienta quirúrgica que comprende:
- un estilete (12);
- una punta de herramienta (10) quirúrgica en el extremo distal del estilete (12); y
- un mango (14) en el extremo proximal del estilete (12), comprendiendo el mango (14) medios de accionamiento de la punta de herramienta (10);
caracterizada por que
el mango (14) está constituido por una rótula que comprende :
- una semiesfera base (22) acoplada de manera solidaria a una varilla externa (18) del estilete (12) ;
- una semiesfera central (40) solidaria a la semiesfera base (22) y ubicada en su centro;
- una abrazadera de agarre (28) con superficie interior esférica y concéntrica con la semiesfera base ( 22 ) ;
- una semiesfera de rotación (20) solidaria a la abrazadera de agarre (28) y ubicada en el centro de su superficie interior, conformando junto con la semiesfera central (40) una unión rotular; y
- unos medios de bloqueo que permiten adoptar una posición de bloqueo, en la que se impide el movimiento relativo entre la abrazadera de agarre
(28) y la semiesfera base (22), y una posición de desbloqueo, en la que se permite el movimiento relativo entre la abrazadera de agarre (28) y la semiesfera base (22) .
Herramienta quirúrgica según la reivindicación 1, caracterizada por que la superficie interior de la abrazadera de agarre (28) está ubicada de manera enfrentada a la semiesfera base (22) .
Herramienta quirúrgica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que los medios de bloqueo están constituidos por la propia abrazadera de agarre (28), cuya zona de bloqueo (38) queda conformada por su superficie interior esférica, que puede desplazarse hasta hacer contacto con la semiesfera base (22) por medio de una presión sobre los laterales de la abrazadera de agarre (28) .
Herramienta quirúrgica según la reivindicación 3, caracterizada por que la zona de bloqueo (38) consiste en un par de salientes de bloqueo, dispuestos en un espacio entre la abrazadera de agarre (28) y la semiesfera base (22), en lados opuestos con respecto a un eje central definido por el eje longitudinal del estilete ( 12 ) .
Herramienta quirúrgica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que los medios de accionamiento comprenden:
- un gatillo (30) conectado a una palanca de accionamiento (32) a su vez conectada a un extremo proximal de un cable (34), estando el extremo distal de dicho cable (34) conectado a un extremo proximal de una varilla interna (16) del estilete (12) rodeada por una varilla externa (18) del estilete ( 12 ) ; y
- unos medios de retorno elásticos,
de modo que el accionamiento del gatillo (30) se transmite a través del cable (34) y la varilla interna (16) a la punta de herramienta (10) haciéndola pasar de una primera posición a una segunda posición, y los medios de retorno elásticos devuelven la punta de herramienta (10) de la segunda posición a la primera posición en ausencia de acción sobre dicho gatillo (30) .
Herramienta quirúrgica según la reivindicación 5, caracterizada por que la varilla externa (18) y la varilla interna (16) se acoplan a la semiesfera base (22) y al cable (34) respectivamente, según medios de unión desacoplables , seleccionados del grupo que comprende uniones a rosca, prisioneros, piezas intermedias o similares.
Herramienta quirúrgica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la punta de herramienta (10) es una seleccionada del grupo que comprende herramientas de laparoscopia, herramientas de endoscopia y herramientas de tecnología de alta frecuencia.
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