PATENTES Y MARCAS
ESPA ˜NA
N´umero de publicaci´on:
2 175 758
k51Int. Cl.7:
A61B 1/00
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TRADUCCION DE PATENTE EUROPEA
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86 N´umero de solicitud europea: 98941285.3 k
86 Fecha de presentaci´on: 18.06.1998 k
87 N´umero de publicaci´on de la solicitud: 1 087 691 k
87 Fecha de publicaci´on de la solicitud: 04.04.2001
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54 T´ıtulo: Generador electroquir´urgico de radiofrecuencia con control de corriente.
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73Titular/es: Telea Electronic Engineering S.R.L.
Via Ludovico Lazzaro Zamenhof, 200 36100 Vicenza, IT
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45 Fecha de la publicaci´on de la menci´on BOPI:
16.11.2002
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72 Inventor/es: Pozzato, Gianantonio
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45 Fecha de la publicaci´on del folleto de patente:
16.11.2002
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74 Agente: Fortea Laguna, Juan Jos´e
Aviso:
En el plazo de nueve meses a contar desde la fecha de publicaci´on en el Bolet´ın europeo de patentes, de la menci´on de concesi´on de la patente europea, cualquier persona podr´a oponerse ante la Oficina Europea de Patentes a la patente concedida. La oposici´on deber´a formularse por escrito y estar motivada; s´olo se considerar´a como formulada una vez que se haya realizado el pago de la tasa de oposici´on (art. 99.1 del Convenio sobre concesi´on de Patentes Europeas).ES
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DESCRIPCION
Generador electroquir´urgico de radiofrecuen-cia con control de corriente.
La presente invenci´on hace referencia a un bis-tur´ı para radiocirug´ıa que funciona con corrientes de alta frecuencia de 4 MHz aproximadamente.
Se sabe que un bistur´ı para radiocirug´ıa se define como un instrumento utilizado en cirug´ıa para cortar tejidos, que consta de un generador de corriente de alta frecuencia con una intensi-dad igual a varios cientos de miliamperios dotado de dos electrodos, uno de ellos llamado placa y el otro, llamado pieza manual, est´a activo y tiene la forma de una aguja, una peque˜na esfera o una cuchilla sesgada. El paciente sobre el que debe utilizarse el bistur´ı para radiocirug´ıa descansa su cuerpo sobre la placa, mientras que el bistur´ı para radiocirug´ıa se utiliza para la operaci´on. El corte de los tejidos es proporcional a la intensidad de la corriente que pasa entre los electrodos y, compa-rado con el bistur´ı tradicional de hoja de corte de acero, este instrumento ofrece la ventaja de una hemostasia casi completa debido a la acci´on coa-gulante ejercida sobre los peque˜nos vasos de los tejidos y a una limitada destrucci´on celular.
Tambi´en se sabe que la cantidad de tejidos necrolizados generados durante el corte depende de la frecuencia de la corriente del generador y tiende a disminuir a medida que esta frecuencia aumenta, fij´andose la citada frecuencia general-mente en unos centenares de kHz. Aumentar m´as la mencionada frecuencia hace que sea necesario utilizar componentes electr´onicos particulares, tal como tubos de vac´ıo, hace que la frecuencia ge-nerada sea inestable y necesita voltajes elevados para garantizar una corriente de corte constante. Adem´as, el uso de tubos de vac´ıo para generar fre-cuencias elevadas puede impedir el necesario ais-lamiento del circuito por el que pasa la corriente de corte respecto al entorno, lo que no garantiza suficiente seguridad.
La patente USA 4.590.934 da a conocer un cortador/coagulador bipolar en cuyo f´orceps se encuentra una forma de onda con una frecuencia de 1 MHz cuando el dispositivo funciona como bistur´ı. La frecuencia de forma de onda oscila entre los l´ımites de 1 MHz m´as o menos un 4 % cuando el dispositivo funciona como coagulador.
El objetivo de la presente invenci´on es la im-plementaci´on de un bistur´ı para radiocirug´ıa que funcione, preferentemente, con una frecuencia de 4 MHz, de tal manera que no se produzca ning´un efecto necr´otico en las c´elulas adyacentes al corte seg´un el procedimiento de operaci´on descrito a continuaci´on.
Otro fin de la presente invenci´on es la im-plementaci´on de un bistur´ı para radiocirug´ıa con componentes s´olidos est´andar, que posibilitan el uso de voltajes limitados para el funcionamiento del dispositivo y garantizan frecuencias elevadas y estables y la posibilidad de utilizarse para cual-quier tipo de operaci´on, dado que la energ´ıa que se obtiene es independiente de la impedancia de la carga.
El bistur´ı para radiocirug´ıa objeto de la pre-sente invenci´on tambi´en deber´ıa asegurar eleva-dos niveles de seguridad y un corte sin efectos
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necr´oticos en las c´elulas adyacentes, de tal ma-nera que posibiliten el uso del equipo tambi´en en tejidos extremadamente delicados (por ejemplo, el cerebro) y la utilizaci´on de la anestesia local en lugar de la anestesia general, lo que presenta ventajas obvias para la recuperaci´on del paciente. Todos los fines mencionados anteriormente y otros que quedar´an m´as claros m´as adelante se han conseguido mediante la implementaci´on de un bistur´ı para radiocirug´ıa de elevada frecuen-cia, cuyas caracter´ısticas principales son las de la reivindicaci´on 1.
Como ventaja, seg´un la presente invenci´on, se utiliza una frecuencia de 4 MHz en la pieza ma-nual, con una corriente sustancialmente constante independientemente de la variaci´on de la carga, lo que garantiza un corte sin necrosis; en realidad, al proporcionar adecuadamente la energ´ıa, se consi-gue la evaporaci´on instant´anea de los l´ıquidos in-tracelulares y, de este modo, se extrae el calor de la zona de corte y se evita la difusi´on del citado calor a las c´elulas adyacentes, con lo que quedan protegidas a cualquier da˜no.
Se ha observado que 4 MHz es la frecuencia ´
optima, de hecho, un aumento superior de la fre-cuencia ser´ıa perjudicial, dado que una excesiva reducci´on del tiempo de evaporaci´on requerir´ıa un aumento de la energ´ıa que producir´ıa efectos da˜ninos no deseados sobre las capas de c´elulas ad-yacentes. Por lo tanto, debe concluirse que la fre-cuencia de 4 MHz representa el valor de operaci´on ´
optimo para un bistur´ı para radiocirug´ıa que no produce ning´un efecto necr´otico. Esto subraya adem´as la importancia de la estabilidad de la fre-cuencia de operaci´on a lo largo del tiempo, inde-pendientemente de las variaciones en la energ´ıa suministrada y de la carga de la impedancia que constituyen, en cuanto se refiere al generador de corriente, los tejidos que deben cortarse y que puede variar, seg´un el tipo de operaci´on, entre varias docenas de ohm y un Kohm.
Seg´un la aplicaci´on que propone la presente invenci´on, este resultado se consigue, tal como se ha explicado, mediante el uso -para el oscilador de frecuencia elevada- de un MOSFET (“transis-tor de efecto de campo de material semiconduc(“transis-tor de ´oxido met´alico”) est´andar accionado mediante cuarzo ajustado mediante un dispositivo de con-trol de corriente.
El uso de componentes s´olidos para obtener corrientes de frecuencia elevada presenta ventajas considerables respecto al uso de tubos de vac´ıo debido a la mayor fiabilidad de los primeros, a los voltajes inferiores que requiere su funciona-miento y a su gran estabilidad. Sin embargo, existe la dificultad que representa el hecho de que el MOSFET que funciona con elevadas fre-cuencias (MOSFET de radiofrecuencia) rara vez puede resistir voltajes que superen los 100 V, que son absolutamente inadecuados para la aplicaci´on en cuesti´on; por otra parte, la frecuencia de ope-raci´on de los MOSFET que pueden soportar los 700-800 V que se necesitan para el generador de un bistur´ı para radiocirug´ıa normalmente no su-peran 1 MHz.
La soluci´on que propone el uso del circuito ob-jeto de la presente invenci´on posibilita el uso de MOSFET est´andar para obtener un oscilador de
alta frecuencia, aun obteniendo un generador de corriente de 4 MHz con voltajes de aproximada-mente 700 V.
Una ventaja adicional la representa el he-cho de que la frecuencia del generador se man-tenga constante mediante un oscilador que fun-ciona con cuarzo, mientras que la corriente, en caso de un descenso del valor de carga, se limita autom´aticamente, de tal manera que se garan-tiza la energ´ıa necesaria independientemente de la carga de impedancia en s´ı, es decir, del tipo de tejido y de operaci´on. Esto se consigue generando la frecuencia necesaria con un oscilador que fun-ciona con cuarzo que controla el MOSFET que opera en la clase C, dado que la carga resonante es resultado de la combinaci´on de la inductancia del transformador de radiofrecuencia y de la ca-pacidad par´asita del propio MOSFET.
La limitaci´on de corriente se obtiene en el cir-cuito del MOSFET mediante una l´ogica cableada r´ıgida con comparadores r´apidos controlados me-diante un microprocesador.
La soluci´on objeto de la presente invenci´on se caracteriza adem´as por el hecho de que el circuito de corriente est´a completa y galv´anicamente ais-lado a trav´es del transformador de radiofrecuen-cia (es decir, la carga es flotante), de tal manera que se haga el equipo adecuado para su uso junto con otros equipos (dado que respeta los l´ımites de dispersi´on de corriente) y, de este modo, resulta imposible utilizar la corriente de corte si no es a trav´es del volumen que se incluye entre la placa y la pieza manual, con evidentes ventajas para la seguridad del operador.
Otras caracter´ısticas y detalles de la presente invenci´on destacar´an mejor en la descripci´on de una aplicaci´on pr´actica entre las m´ultiples de la invenci´on en cuesti´on, ilustradas mediante los di-bujos adjuntos, en los que:
La figura 1 es un diagrama de bloques del bis-tur´ı para radiocirug´ıa objeto de la presente in-venci´on;
La figura 2 muestra el circuito de radiofre-cuencia relevante para el bistur´ı para radiocirug´ıa de la figura 1 en detalle.
En referencia a las figuras anteriormente men-cionadas, puede observarse que el circuito del bis-tur´ı para radiocirug´ıa se alimenta mediante el voltaje de la red el´ectrica de 220 V y est´a do-tado de un filtro de entrada (11) que garantiza protecci´on frente a posibles perturbaciones de la radiofrecuencia presentes en la red el´ectrica. El circuito comprende adem´as un transformador in-dicado mediante (11) con un voltaje de entrada que suma, por ejemplo, 220 V y un voltaje de sa-lida que va, aproximadamente, de 100 a 160 V. Este voltaje entra en el circuito rectificador de alta frecuencia (20), que es un circuito rectifica-dor de diodos normal con dos medias ondas que transforma la corriente alterna en corriente pulsa-tiva y, a continuaci´on, la rectifica, de tal manera que el voltaje de salida continuo que constituye la fuente de energ´ıa del circuito de radiofrecuencia (30) es bastante elevado, por ejemplo 220 V.
El citado circuito de radiofrecuencia est´a me-jor representado en la figura 2.
Comprende un MOSFET de componentes e-lectr´onicos (305) controlado mediante un circuito
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piloto (306) que, a su vez, est´a accionado por un dispositivo de control de corriente (310). M´as concretamente, el circuito (30) consiste en un MOSFET (305) que funciona como interruptor e interrumpe la corriente directa que llega desde (201) con una frecuencia impuesta por el circuito piloto (306). La frecuencia del circuito piloto (306) se mantiene constante mediante el circuito que funciona con cuarzo y, por lo tanto, el MOS-FET (305) est´a accionado mediante una se˜nal que tiene la frecuencia de oscilaci´on del cuarzo, que, en el caso ilustrado en el ejemplo, es igual a 4 MHz. Cuando el MOSFET se cierra, interrumpe la corriente en el ramal (301) y cuando se abre, permite el paso de la corriente al ramal (301). La duraci´on del paso de corriente depende del ajuste de energ´ıa en (302), en el que el regulador de ener-g´ıa (302) es un dispositivo externo que posibilita la elecci´on de la amplitud de la salida de onda, de tal manera que la energ´ıa del bistur´ı para radio-cirug´ıa puede establecerse seg´un el tipo de opera-ci´on que deba realizarse.
La salida del circuito de radiofrecuencia es una onda de corriente pulsativa (301) a una frecuen-cia de 4 MHz, cuya amplitud est´a controlada me-diante el regulador de energ´ıa (302). La se˜nal de corriente (301) pasa a trav´es del transformador de radiofrecuencia (40) y se transforma en una se˜nal de 4 MHz pr´acticamente sinusoidal (401) con voltajes que van de los aproximadamente 300 V a los aproximadamente 700 V, con corrientes de 700-800 mA.
Puede observarse que, una vez se ha estable-cido el regulador de energ´ıa, la corriente de se˜nal (401) es sustancialmente independiente de la im-pedancia presente entre el bistur´ı (41) y la placa (42). El MOSFET (305) a trav´es del conden-sador (307), la curva primaria del transforma-dor (40) y las capacitancias par´asitas intr´ınsecas del MOSFET en s´ı funcionan de tal manera que, en un extremo (401), el bistur´ı para radiocirug´ıa pr´acticamente funciona con una corriente pulsa-tiva combinada con un voltaje pr´acticamente si-nusoidal. Esto significa que el bistur´ı para radio-cirug´ıa funciona como si estuviera cerrado en una carga de resonancia con una ´unica frecuencia de resonancia.
La corriente (401) se mantiene a un valor sus-tancialmente constante independientemente de la impedancia mediante un dispositivo de control de corriente que procede del sensor actual (308) co-locado detr´as del MOSFET (305). La se˜nal del voltaje (309) que llega desde el sensor de corriente (308) controla el dispositivo de control de co-rriente (310) que, entre otras funciones, limita la corriente m´axima (401) mediante comparadores r´apidos controlados por un microprocesador, que funcionan con la se˜nal (312) en el circuito piloto del MOSFET.
Dado que, en caso de baja impedancia, la co-rriente alcanzar´ıa valores muy elevados, el circuito va acompa˜nado de un limitador de corriente cons-tituido por la inductancia (402) que limita la co-rriente proporcionada a la pieza manual y evita que el circuito supere el valor m´aximo de corriente permitido.
REIVINDICACIONES
1. Bistur´ı para radiocirug´ıa que comprende una pieza manual de corte (41) y una placa (42) alimentado mediante un circuito electr´onico que comprende:
- un circuito de rectificaci´on (20) alimentado por el voltaje de la red el´ectrica que proporciona voltaje pulsativo rectificado (201) a un circuito de radiofrecuencia (30);
- un circuito de radiofrecuencia (30) adecuado para producir una se˜nal de corriente de salida (301) con una frecuencia constante que alimenta el bistur´ı para radiocirug´ıa mediante un transfor-mador de radiofrecuencia (40),
teniendo el citado circuito de radiofrecuencia (30) un MOSFET (305) controlado por un cir-cuito piloto (306) que comprende un oscilador operado mediante cuarzo,
estando conectado el citado circuito piloto a un circuito de control de corriente de microproce-sador (310) que toma una se˜nal desde un sensor de corriente (308) que se encuentra m´as adelante en el sentido de avance respecto al citado MOS-FET (305) y adecuado para mantener la corriente (301) del citado circuito de radiofrecuencia limi-tado a un valor compatible con la energ´ıa que puede disipar el citado MOSFET independiente-mente de cualquier variaci´on en la impedancia de la carga del circuito,
comprendiendo la citada impedancia de la carga del circuito la capacidad par´asita del MOS-FET, la inductancia del transformador de
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frecuencia y la impedancia de la parte del cuerpo del paciente colocada entre el bistur´ı para radio-cirug´ıa y la placa de dosificaci´on del circuito;
caracterizado porque el citado circuito
pi-loto (306) alimenta el citado MOSFET con una frecuencia de sustancialmente 4 MHz, siendo la citada frecuencia igual a la frecuencia de la co-rriente (401) presente en la citada pieza manual (41).
2. Bistur´ı para radiocirug´ıa, seg´un la reivindi-caci´on 1,caracterizadoporque la tensi´on de la pieza manual (41) se mantiene sustancialmente sinusoidal, encontr´andose un condensador (307) antes del transformador de radiofrecuencia (40).
3. Bistur´ı para radiocirug´ıa seg´un la rei-vindicaci´on 1, caracterizado porque posterior-mente respecto al transformador de radiofrecuen-cia (40) se encuentra una inductanradiofrecuen-cia (402) ade-cuada para limitar la corriente (401) de la pieza manual (41) para evitar superar el valor m´aximo de la corriente para la citada pieza manual.
4. Bistur´ı para radiocirug´ıa, seg´un la reivin-dicaci´on 1, caracterizado porque la corriente (401) de la pieza manual se mantiene sustancial-mente constante cuando la impedancia global de la carga var´ıa, mediante un control de corriente accionado mediante un sensor de corriente (308). 5. Bistur´ı para radiocirug´ıa, seg´un la reivin-dicaci´on 1, caracterizado porque el MOSFET (305) utilizado en el mencionado circuito de ra-diofrecuencia (30) es un MOSFET est´andar que tiene una entrada de un oscilador operado por cuarzo con oscilaciones a 4 MHz.
NOTA INFORMATIVA: Conforme a la reserva del art. 167.2 del Convenio de Patentes Euro-peas (CPE) y a la Disposici´on Transitoria del RD 2424/1986, de 10 de octubre, relativo a la aplicaci´on del Convenio de Patente Europea, las patentes euro-peas que designen a Espa˜na y solicitadas antes del 7-10-1992, no producir´an ning´un efecto en Espa˜na en la medida en que confieran protecci´on a produc-tos qu´ımicos y farmac´euticos como tales.
Esta informaci´on no prejuzga que la patente est´e o no inclu´ıda en la mencionada reserva.
