ES2905217T3 - Aparato para el tratamiento ultrasónico de heridas - Google Patents

Abstract

Una sonda ultrasónica de tratamiento médico que comprende: un eje o vástago (12); un conector (14) en un extremo de dicho eje o vástago (12) configurado para acoplarse a una fuente de energía vibratoria ultrasónica; y un cabezal de sonda (16) en un extremo de dicho eje o vástago (12) opuesto a dicho conector (14), dicho cabezal de sonda (16) incluyendo una cavidad (18) que se abre en un plano de extremo distal, dicho cabezal de sonda (16) teniendo un borde más distal (22) que se extiende a lo largo de un perímetro interminable o continuo alrededor de dicha cavidad (18), dicho borde más distal (22) estando formado por una serie de estrías o dientes (24), dicho cabezal de sonda (16) estando provisto a lo largo de dicho borde más distal (22) de múltiples muescas o aberturas (26) mutuamente espaciadas que se comunican con dicha cavidad (18) e interrumpen dicho perímetro interminable o continuo alrededor de dicha cavidad (18), dichas estrías o dientes (24) se extienden de forma continua a lo largo de toda la circunferencia de dicho borde más distal (22) excepto por los espacios formados por dichas muescas o aberturas (26), caracterizada por que dicho borde más distal (22) constituye un borde dicho cabezal de sonda (16) que tiene una configuración en forma de copa con una superficie cóncava que define dicha cavidad (18) y dicho borde más distal (22) siendo delgado en comparación con el ancho de dicha cavidad (18), por consiguiente, el diámetro de dicha cavidad (18) es aproximadamente un orden de magnitud mayor que el ancho de dicho borde más distal (22).

Description

DESCRIPCIÓN

Aparato para el tratamiento ultrasónico de heridas

Sector de la técnica

La presente invención se refiere a instrumentos quirúrgicos ultrasónicos. Más concretamente, la presente invención se refiere al tratamiento de heridas con energía de ultrasonido. El tratamiento contemplado por la presente descripción incluye la fragmentación y emulsificación de tejido duro y blando en un entorno clínico mientras reduce el calor no deseado y el daño colateral del tejido. La patente europea No. 2,066,255 describe una pieza manual ultrasónica para realizar agujeros en el tejido óseo que comprende una herramienta quirúrgica provista de un cabezal adaptado para realizar un agujero en el hueso. El cabezal comprende múltiples elementos cortantes que definen el perfil del agujero que se realizará en el hueso. Un canal principal que finaliza en un agujero de salida que se abre hacia el cabezal de herramienta se provee en el cuerpo de la herramienta para el paso de un fluido refrigerante, para enfriar el área de trabajo afectada por el cabezal de herramienta.

Estado de la técnica

Durante los últimos 30 años, se han inventado varias herramientas ultrasónicas que pueden utilizarse para extirpar o cortar tejido en cirugía. La patente de Estados Unidos No. 8,118,823 describe un cuerno ultrasónico que comprende: un miembro alargado que tiene un extremo proximal, un extremo distal y un eje longitudinal, el extremo proximal adaptándose para recibir ondas ultrasónicas de una pieza manual ultrasónica; un primer miembro terrestre dispuesto en un anillo en el extremo distal del miembro alargado, el primer miembro terrestre teniendo un primer ángulo con respecto al eje longitudinal; y un segundo miembro terrestre dispuesto en el anillo, el segundo miembro terrestre teniendo un segundo ángulo, diferente del primer ángulo, con respecto a dicho eje longitudinal.

Dispositivos ultrasónicos que pueden usarse para extirpar o cortar tejido en cirugía también se describen por Wuchinich y otros en la patente de Estados Unidos No. 4,223,676 e Idemoto y otros en la patente de Estados Unidos No. 5,188,102.

En la práctica, dichos dispositivos quirúrgicos incluyen una sonda hueca de punta roma que vibra en frecuencias de entre 20 kHz y 100 kHz, con amplitudes de hasta 300 micras o más. Dichos dispositivos extirpan tejido ya sea mediante la producción de burbujas de cavitación que implosionan y alteran las células y, de esta manera, generan la compresión del tejido y tensiones de relajación (a veces, llamado efecto martillo perforador) o por otros mecanismos como, por ejemplo, microdifusión de burbujas en la matriz del tejido. El efecto es que el tejido se convierte en licuado y se separa. El tejido fragmentado se convierte en emulsionado con una solución de irrigación. La emulsión resultante o lecho de residuos del tejido se aspira entonces del sitio. La escisión del volumen de tejido es posible mediante aplicación de la energía alrededor de y debajo de una masa de tejido no deseada para separarla de la estructura circundante. El cirujano puede entonces sacar la masa de tejido separada mediante el uso de herramientas comunes como, por ejemplo, fórceps.

La sonda tubular se excita por un transductor de tipo piezoeléctrico o magnetostrictivo que transforma una señal eléctrica alterna dentro de las frecuencias indicadas más arriba en una vibración longitudinal o transversal. Cuando la sonda se fija al transductor, los dos se convierten en un solo elemento con resonancia en serie y paralelo. El diseñador intentará adaptar las características mecánicas y eléctricas de dichos elementos para proveer la frecuencia de funcionamiento adecuada. La mayor parte del tiempo, los elementos tendrán un eje largo que es recto y tiene la punta truncada en un plano perpendicular al eje largo. Ello se lleva a cabo en aras de la simplicidad y por consideraciones económicas. En casi todas las aplicaciones, ya sean médicas o industriales, dicha realización es práctica y útil. Sin embargo, en aplicaciones como, por ejemplo, el desbridamiento de quemaduras, heridas, úlceras diabéticas o úlceras inducidas por tratamientos con radiación, la sonda recta roma ha demostrado ser menos efectiva en la extracción de la acumulación de escara dura que ocurre cuando la herida está sanando. Dicha acumulación de escara debe retirarse de modo que el tejido sano quede expuesto y la herida pueda cerrarse para proveer una curación completa con mínima formación de tejido cicatricial. Asimismo, la punta de diámetro pequeño, dado que es canulada, tiene una pequeña área anular que limita la transmisión de energía a la herida. Ello extiende la longitud del procedimiento y provoca fatiga en el operador e incomodidad en el paciente.

Por lo tanto, se ha deseado proveer una sonda que pueda combinarse con un aspirador quirúrgico ultrasónico que aumente la eficiencia de la emulsificación, no caliente el sitio del procedimiento y reduzca el tiempo de operación. En respuesta a dicha necesidad, se ha desarrollado una serie de dispositivos que han demostrado abordar al menos algunos de los defectos de las técnicas anteriores. Dichos dispositivos se describen en la patente de Estados Unidos No. 7,931,611 emitida el 26 de abril de 2011. Los dispositivos han demostrado ser efectivos en el uso clínico para la extracción de tejido necrótico y algunos tipos más suaves de escara.

Las quemaduras por alta temperatura producen un tipo de escara dura y correosa. Aunque la escara puede descamarse naturalmente, su extracción a través del desbridamiento quirúrgico es, con frecuencia, necesaria con el fin de evitar infecciones. Ello es incluso más importante para los pacientes inmunodeprimidos. Una opción de extracción de escara comúnmente empleada implica el uso de un dermatoma manual como, por ejemplo, un cuchillo Week. El cirujano realiza finos cortes de escara hasta que el tejido sano quede expuesto. El sangrado es el indicador visual clave de que el cuchillo Week ha alcanzado el tejido sano. Idealmente, la escara debe retirarse sin lesionar el tejido sano debajo. Dado que esto no es posible, cuanto más fina sea la capa de tejido sano retirado durante el desbridamiento, más exitoso será el procedimiento de extracción de escara.

El desbridamiento ultrasónico de heridas, como se describe más arriba, ya ha demostrado ser un método de extracción de tejido necrótico extremadamente preciso con el beneficio añadido de que tiene un impacto mínimo en el tejido sano. Las sondas de desbridamiento de heridas ultrasónicas se usan para el desbridamiento de topografías de tejidos complejos con mínima pérdida de tejido sano. No es posible llevar esto a cabo con objetos punzocortantes como, por ejemplo, bisturíes o cuchillos Week.

Dado que algunas de las propiedades mecánicas de la escara inducida por la alta temperatura como, por ejemplo, elasticidad, son cercanas a aquellas del tejido sano, el desbridamiento ultrasónico mediante el uso de las herramientas de desbridamiento ultrasónico desarrolladas hasta la fecha es problemático.

Objeto de la invención

La presente invención pretende proveer un instrumento quirúrgico ultrasónico mejorado para su uso en el tratamiento de heridas. Más concretamente, la presente invención pretende proveer un instrumento que mejore los tiempos de sanación de las heridas. Preferiblemente, dicho instrumento puede usarse fácilmente en el desbridamiento de heridas que presentan un tipo de escara dura y correosa.

La invención se refiere a una sonda médica ultrasónica como se define en la reivindicación 1. Realizaciones adicionales se especifican en las reivindicaciones dependientes. Una sonda de tratamiento médico ultrasónica según la presente invención comprende un eje o vástago, un conector y un cabezal de sonda. El conector, dispuesto en un extremo del eje o vástago, se configura para acoplarse a una fuente de energía vibratoria ultrasónica. El cabezal de sonda se ubica en un extremo del eje o vástago opuesto al conector e incluye una cavidad que se abre en un plano de extremo distal del instrumento. El cabezal de sonda tiene un borde más distal que se extiende a lo largo de un perímetro interminable alrededor de la cavidad y se forma por una serie de estrías o dientes.

Según la presente invención, el borde más distal se dispone en un plano, a modo de ejemplo, pero no necesariamente, orientado en un ángulo de 90° con respecto a un eje del eje.

Preferiblemente, el borde es circular. El cabezal de sonda tiene una configuración en forma de copa, y el borde constituye un borde del cabezal de sonda. Como en cualquier forma de copa típica, el borde es delgado en comparación con el ancho de la cavidad. Aunque el borde no tiene un grosor de más de unos pocos milímetros, la cavidad tiene, normalmente, 5-15 milímetros de diámetro. Por consiguiente, el diámetro de la cavidad es aproximadamente un orden de magnitud mayor que el ancho del borde.

Según otra característica de la presente invención, el cabezal de sonda está provisto a lo largo del borde de múltiples muescas o aberturas que se comunican con la cavidad. Preferiblemente, el cabezal de sonda está provisto a lo largo del borde de exactamente cuatro muescas o aberturas que se comunican con la cavidad. Las estrías o dientes se extienden continuamente a lo largo de toda la circunferencia del borde, con sujeción a los espacios formados por las muescas o aberturas. La simetría resultante facilita el uso del dispositivo para desbridar la superficie de una herida. Toda la geometría del cabezal de sonda conduce, en particular, a la extracción efectiva de la escara de las superficies de tejido que tienen quemaduras por alta temperatura.

Un método de desbridamiento a modo de ejemplo, que no pertenece a la invención, utiliza una sonda ultrasónica que tiene un eje o vástago, un conector en un extremo del eje o vástago configurado para acoplarse a una fuente de energía vibratoria ultrasónica, y un cabezal de sonda en un extremo del eje o vástago opuesto al conector, el cabezal de sonda incluyendo una cavidad que se abre en un plano de extremo distal, el cabezal de sonda teniendo un borde más distal que se extiende a lo largo de un perímetro ininterrumpido interminable alrededor de la cavidad, el borde estando formado por una serie de estrías o dientes. El método comprende colocar el borde que incluye las estrías o dientes en contacto con una superficie objetivo de un paciente, mover la sonda de modo que el borde se mueva en un patrón predeterminado paralelo a y a lo largo de la superficie objetivo mientras el borde que incluye las estrías o dientes está en contacto con la superficie y, durante el movimiento de la sonda, generar una onda estacionaria ultrasónica en la sonda para hacer vibrar el borde y, de esta manera, desbridar la superficie objetivo. Preferiblemente, el líquido se conduce a través de un canal u orificio en el eje de la sonda a la cavidad en el cabezal de sonda durante el movimiento de la sonda en contacto con la superficie objetivo.

El patrón predeterminado de movimiento de sonda puede ser una serie de pases paralelos adyacentes a y preferiblemente ligeramente superpuestos para asegurar la extracción de una capa continua de escara en el sitio de la quemadura. El mismo resultado puede lograrse moviendo la sonda en una serie de bucles superpuestos. Los bucles pueden ser aproximadamente circulares y los círculos superpuestos pueden disponerse en una disposición lineal para generar una franja rectangular de superficie de tejido desbridado. Nuevamente, varios pases de movimientos de sonda en bucle pueden adoptarse para desbridar un área amplia. En general, el movimiento de la sonda es tal que el borde estriado se mueve lateralmente dentro de un plano que constituye al menos una porción de la superficie objetivo.

Se contempla que el borde estriado del cabezal de sonda vibra a velocidades de 10 a 18 m/s RMS. Una combinación de parámetros operativos de frecuencia-amplitud puede seleccionarse para asegurar dichas velocidades. Por ejemplo, para 22,5 Hz, el rango de amplitud de salida que produce el intervalo de velocidad deseado de 10-18m/s Rm S es de 200-360 um.

Descripción de las figuras

La Figura 1 es una vista en alzado lateral, parcialmente esquematizada, de una sonda de desbridamiento de heridas ultrasónica según la presente invención, que muestra un borde distal estriado, y que también muestra una funda. La Figura 2 es una vista en sección transversal longitudinal parcial tomada a lo largo de la línea II-II en la Figura 1. La Figura 3 es una vista en perspectiva de la sonda de las Figuras 1 y 2.

La Figura 4 es una vista en alzado lateral parcial, en una escala ampliada, del borde distal de la sonda de las Figuras 1-3.

La Figura 5 es un diagrama que muestra un patrón de uso de la sonda de las Figuras 1-4.

La Figura 6 es un diagrama que muestra un patrón de uso alternativo de la sonda de las Figuras 1-4.

Descripción detallada de la invención

Según se ilustra en las Figuras 1-3, una sonda ultrasónica de tratamiento médico 10 comprende un eje o vástago 12, un conector 14 y un cabezal de sonda 16. El conector 14, dispuesto en un extremo del eje o vástago 12, se configura para acoplarse a una fuente de energía vibratoria ultrasónica. El cabezal de sonda 16 se ubica en un extremo del eje o vástago 12 opuesto al conector 14 y se amplía transversalmente para definir una gran cavidad 18 que se abre en un plano de extremo distal 20 del instrumento. El cabezal de sonda 16 tiene un borde más distal 22 que se extiende a lo largo de un perímetro interminable o continuo (un bucle cerrado) alrededor de la cavidad 18 y que está formado por una serie de estrías o dientes 24 puntiagudos o cónicos en una dirección distal.

El borde más distal 22 se dispone en el plano 20, es decir, a modo de ejemplo, pero no necesariamente, orientado en un ángulo de 90° con respecto a un eje del eje 12, a saber, perpendicular a aquel.

Preferiblemente, el borde 12 es circular, el cabezal de sonda 16 tiene una configuración en forma de copa, y el borde 22 constituye un borde del cabezal de sonda. La forma de copa es, normalmente, cilindrica, pero puede ser un prisma rectangular recto que es más largo en una dimensión transversal que en la otra. Como en cualquier forma de copa típica, el borde 22 es delgado en comparación con el ancho de la cavidad 18. Aunque el borde 22 no tiene un grosor de más de unos pocos milímetros, la cavidad tiene, normalmente, al menos 5-15 milímetros de diámetro. Por consiguiente, el diámetro de la cavidad 18 es aproximadamente un orden de magnitud mayor que el ancho del borde 22.

Las estrías o dientes 24 se extienden continuamente a lo largo de toda la circunferencia del borde 22. La simetría resultante facilita el uso del dispositivo 10 para desbridar la superficie de una herida. Toda la geometría del cabezal de sonda 16 conduce, en particular, a la extracción efectiva de la escara de las superficies de tejido que tienen quemaduras por alta temperatura.

El cabezal de sonda 16 está provisto a lo largo del borde 22 de múltiples muescas o aberturas 26 mutuamente espaciadas que se comunican con la cavidad 18. Según se ilustra, el cabezal de sonda 16 está provisto a lo largo del borde 22 de exactamente cuatro muescas o aberturas 26 que se comunican con la cavidad 18. Por consiguiente, mientras el borde 22 del cabezal de sonda 16 se extiende a lo largo de un perímetro interminable o continuo alrededor de la cavidad 18, el borde se interrumpe a lo largo de dicho perímetro por muescas o aberturas 26. Las estrías o dientes 24 se extienden continuamente a lo largo de toda la circunferencia del borde 22 excepto por los espacios formados por las muescas o aberturas 26.

El eje o vástago 12 está formado por un canal u orificio central 28 que se comunica en un extremo distal con la cavidad 18 y penetra en un extremo proximal a través del conector 14 para comunicarse mediante una pieza manual (no se muestra) con una fuente presurizada de líquido de irrigación. El líquido de irrigación es, normalmente, una solución salina que puede tener componentes antibióticos y/o anestésicos.

Un método de desbridamiento de heridas a modo de ejemplo, que no pertenece a la invención, que utiliza la sonda 10 conlleva manipular la sonda para colocar el borde 22 que incluye estrías o dientes 24 en contacto con una superficie objetivo de un paciente, y mover la sonda de modo que el borde se mueva en un patrón predeterminado paralelo a y a lo largo de la superficie de tejido objetivo mientras el borde que incluye las estrías o dientes está en contacto con la superficie de tejido. Durante el movimiento de la sonda 10, uno genera una onda estacionaria ultrasónica en la sonda para hacer vibrar el borde 22 y las estrías o dientes 24 de aquel y, de esta manera, desbridar la superficie objetivo. El líquido de irrigación se conduce a través del canal u orificio 28 en el eje 12 de sonda a la cavidad 18 en el cabezal de sonda 16 y fuera a través de muescas 26 (como se indica por las flechas 40) durante el movimiento de la sonda 10 en contacto con la superficie objetivo.

Un patrón del movimiento de sonda, ilustrado en la Figura 5, es una serie de pases paralelos 30 adyacentes entre sí y que preferiblemente se superponen ligeramente para, de esta manera, asegurar la extracción de una capa continua o ininterrumpida de escara en el sitio de la quemadura. Los pases paralelos 30 pueden estar separados, es decir, temporalmente espaciados debido a una elevación de la sonda 10 lejos de la superficie de piel objetivo y a un reposicionamiento de la sonda antes del movimiento en la misma dirección que la indicada por las flechas 32. De manera alternativa, los pases alternos 30 pueden ser en una dirección opuesta, la sonda permaneciendo en la superficie de piel objetivo durante los cambios en la dirección del movimiento de la sonda.

Otro patrón de movimiento de la sonda, que se muestra en la Figura 6, es una serie de bucles superpuestos 34. Los bucles 34 son aproximadamente circulares y los círculos superpuestos pueden disponerse en grupos 36 para generar pases lineales que despejan, cada uno, una franja o trayecto rectangular de superficie de tejido desbridado. Nuevamente, varios pases 36 de desbridamiento de movimiento de sonda en bucle pueden adoptarse para desbridar un área amplia. Los pases paralelos 36 pueden estar separados, es decir, temporalmente espaciados debido a una elevación de la sonda 10 lejos de la superficie de piel objetivo y a un reposicionamiento de la sonda antes del movimiento en la misma dirección que la indicada por las flechas 38. De manera alternativa, los pases en bucle alternos 36 pueden ser en una dirección opuesta, la sonda permaneciendo en la superficie de piel objetivo durante los cambios en la dirección del movimiento de la sonda.

En general, el movimiento de la sonda 10 es tal que el borde estriado se mueve lateralmente dentro de un plano que constituye al menos una porción de la superficie objetivo.

Se contempla que el borde estriado del cabezal de sonda vibra a velocidades de 10 a 18 m/s RMS. Una combinación de parámetros operativos de frecuencia-amplitud puede seleccionarse para asegurar dichas velocidades. Por ejemplo, para 22,5 Hz, el rango de amplitud de salida que produce el intervalo de velocidad deseado de 10-18m/s R^m S es de 200-360 um.

La sonda 10 y su uso en el desbridamiento de heridas combinan los siguientes parámetros en la interfaz sondatejido: (1) alta presión de contacto, (2) altas velocidades del borde 22 y dientes 24, e (3) irrigación mediante el canal 28 y la cavidad 18. La sonda 10 ha demostrado ser altamente eficiente en la extracción precisa y eficaz de un tipo de escara dura y correosa producida por quemaduras por alta temperatura. Los elementos clave de la sonda 10 incluyen un área de contacto anular con un borde estriado 22 para asegurar una alta presión de contacto, que se necesita para la penetración e interrupción del tejido, en la interfaz sonda-tejido. Las muescas 26, distanciadas a 90° alrededor del perímetro anular del extremo distal del cabezal de instrumento 16, permiten que la irrigación abandone la sonda incluso durante el contacto total con el tejido objetivo.

Nuevamente, una operación óptima de la sonda 10 contempla una combinación de parámetros operativos de frecuencia-amplitud que aseguran altas velocidades de entre, a modo de ejemplo, 10 y 18 m/s RMS. Por ejemplo: para 22,5 Hz, el rango de amplitud de salida que produce el intervalo de velocidad deseado de 10-18m/s RMS es de 200-360 um.

Aunque la invención se ha descrito en términos de realizaciones y aplicaciones particulares, una persona con experiencia ordinaria en la técnica, según la presente enseñanza, puede generar realizaciones adicionales y modificaciones sin superar el alcance de las reivindicaciones 1 a 4. En algunas aplicaciones, puede ser beneficioso que el borde 22 tenga una forma diferente de la forma circular, por ejemplo, ovalada o elíptica o alargada con esquinas redondeadas o truncadas. Por consiguiente, se comprenderá que los dibujos y las descripciones en la presente memoria se presentan a modo de ejemplo para facilitar la comprensión de la invención y no deben interpretarse como unos que limitan su alcance.

Claims (4)

REIVINDICACIONES

1. Una sonda ultrasónica de tratamiento médico que comprende:

un eje o vástago (12);

un conector (14) en un extremo de dicho eje o vástago (12) configurado para acoplarse a una fuente de energía vibratoria ultrasónica; y

un cabezal de sonda (16) en un extremo de dicho eje o vástago (12) opuesto a dicho conector (14),

dicho cabezal de sonda (16) incluyendo una cavidad (18) que se abre en un plano de extremo distal, dicho cabezal de sonda (16) teniendo un borde más distal (22) que se extiende a lo largo de un perímetro interminable o continuo alrededor de dicha cavidad (18), dicho borde más distal (22) estando formado por una serie de estrías o dientes (24), dicho cabezal de sonda (16) estando provisto a lo largo de dicho borde más distal (22) de múltiples muescas o aberturas (26) mutuamente espaciadas que se comunican con dicha cavidad (18) e interrumpen dicho perímetro interminable o continuo alrededor de dicha cavidad (18), dichas estrías o dientes (24) se extienden de forma continua a lo largo de toda la circunferencia de dicho borde más distal (22) excepto por los espacios formados por dichas muescas o aberturas (26),

caracterizada por que dicho borde más distal (22) constituye un borde dicho cabezal de sonda (16) que tiene una configuración en forma de copa con una superficie cóncava que define dicha cavidad (18) y dicho borde más distal (22) siendo delgado en comparación con el ancho de dicha cavidad (18), por consiguiente, el diámetro de dicha cavidad (18) es aproximadamente un orden de magnitud mayor que el ancho de dicho borde más distal (22).

2. La sonda definida en la reivindicación 1, en donde dicho borde más distal (22) se dispone en dicho plano de extremo distal perpendicular a un eje longitudinal de dicho eje o vástago (12).

3. La sonda definida en la reivindicación 1 o 2, en donde dicho borde más distal (22) es circular.

4. La sonda definida en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde dicho cabezal de sonda (16) está provisto a lo largo de dicho borde más distal (22) de exactamente cuatro muescas o aberturas (26) que se comunican con dicha cavidad (18).