ANIMALES

CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN

La presente invención queda comprendida dentro del campo técnico de la electrónica, pues se trata de un dispositivo electrónico e inalámbrico para revisar articulaciones o cavidades naturales en cuerpos de seres humanos o animales, que contiene sensores de video miniaturizados para la captura de imágenes las cuales son enviadas utilizando estándares de comunicación inalámbrica como Wi-Fi©, Bluetooth© y USB©, a una computadora portátil o de escritorio para su documentación y procesamiento.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Los dispositivos endoscópicos son instrumentos en forma de tubo que contienen una luz y una óptica o cámara, que permite la visualización del interior de una cavidad u órgano corporal, introduciéndolo mediante un agujero natural o una pequeña incisión quirúrgica. Existen varios tipos de endoscopios, los cuales reciben el nombre de acuerdo con el área u órganos que exploran, por ejemplo, el artroscopio se utiliza para examinar directamente las articulaciones, el broncoscopio se emplea para examinar los pulmones, el laparoscopio se utiliza para examinar órganos abdominales como el apéndice y los ovarios y el cistoscopio es utilizado para visualizar el interior de la vejiga, entre otros.

El procedimiento diagnóstico que utiliza cualquier tipo de endoscopio se conoce como endoscopia. La endoscopia es una técnica diagnóstica y terapéutica utilizada sobre todo en medicina, que consiste en la introducción de una cámara o lente dentro de un tubo o endoscopio a través de un orificio natural, una incisión quirúrgica o una lesión para la visualización de un órgano o cavidad corporal.

Un endoscopio ordinario se compone de un tubo o cable semiflexible por donde se introduce una luz o lámpara, que provee iluminación para la visión en espacios u orificios, o en su caso una cámara para la captura de imágenes o video. El tubo o cable semiflexible se conecta a un ordenador o dispositivo portátil donde a través de una pantalla se genera la imagen o video capturado para su documentación y procesamiento. Actualmente, en los procedimientos médicos generalmente se utilizan endoscopios con cámaras o videoendoscopios para capturar imagen o video durante las exploraciones. El problema con los endoscopios convencionales consiste en que son dispositivos de gran tamaño que utilizan cables para conectar la cámara al ordenador o dispositivo portátil que genera las imágenes o videos, además estos dispositivos se colocan en gavetas móviles para desplazarlos durante su utilización, por lo tanto, dichos dispositivos se vuelven estorbosos y dificultan las labores médicas ya que reducen el espacio donde se trata al paciente. Aunado a esta situación, los altos costos de los endoscopios los vuelven casi inaccesibles para la mayoría de los médicos y terapeutas. Al respecto, la presente invención propone una solución funcional para el procedimiento de endoscopia, a través de un dispositivo endoscópico que consiste en un dispositivo miniaturizado, portátil, inalámbrico y que no requiere cables para su alimentación, conectado a un transmisor que envía imágenes y videos utilizando radiofrecuencia a un ordenador portátil o de escritorio para su procesamiento. Está diseñada para mejorar el desempeño de un endoscopio convencional de varias maneras. Por ejemplo, utiliza sensores de video miniaturizados de última generación así como dispositivos modernos de comunicación (USB, Wi-Fi o Bluetooth) para interactuar con una computadora portátil o de escritorio y transmitir imagen y video. Asimismo, es un dispositivo desechable y de bajo costo de producción. Estas características le permiten al usuario tener un dispositivo portable y desechable de inspección incluso para trabajo de campo fuera del cuarto de operación o de las instalaciones médicas; además, su bajo costo lo hace accesible al consumidor dentro del mercado de productos médicos.

Por otra parte, cabe destacar que después de la búsqueda de la información tecnológica relacionada con la presente invención, no se ubicaron antecedentes relevantes relacionados con ella. Solamente se encontraron documentos referentes a endoscopios tradicionales o modificaciones a dispositivos unidos a ellos.

Por ejemplo, el documento US19730364531 describe un aparato portátil para realizar inspecciones cervicales, el cual posee una sonda de fibra óptica y una fuente de luz de baja intensidad localizada en la empuñadura del dispositivo, el cual capta las imágenes y las proyecta en una pantalla traslúcida ubicada en su parte trasera. Para su operación, se requiere manipular todo el equipo ensamblado, lo cual se convierte un procedimiento complicado.

El documento europeo E97907654 presenta un dispositivo y un procedimiento para visualizar los parámetros geométricos y mecánicos de próstatas y para diagnosticar enfermedades de la próstata la cual utiliza una matriz de detectores de presión, una sonda con una punta articulada para su inserción déntro del recto la cual aplica presión digital a la próstata similar a la que aplica un dedo humano, un detector de presión y de posición. El documento español P200400969 describe un sistema de análisis y gestión de imágenes quirúrgicas que consiste en una unidad portátil que consta de dos módulos a los que se conectan los diversos dispositivos generadores de imagen y señales, incluyendo señales ópticas, señales de dispositivos de diagnóstico e imágenes radiológicas, permitiendo su integración y combinación para facilitar su visualización para el usuario. Al respecto, la presente invención es superior en cuanto a que utiliza dispositivos miniaturizados que no requieren de conexiones físicas como cables para su operación e interacción con computadoras portátiles o de escritorio.

El documento estadunidense 7,522,185 describe un sistema de observación por televisión para un endoscopio, que incluye un endoscopio y una unidad miniaturizada como fuente de luz. El documento estadunidense 7,097,615 describe un endoscopio robótico con interfaz inalámbrica, que consiste en un endoscopio, un control y una unidad de visualización. Esta invención tiene la característica de que la forma del endoscopio introducido en la cavidad corporal que se explorará, es manipulada a través de un control remoto, y la información capturada por el endoscopio es transmitida a una unidad de visualización que puede consistir en un ordenador portátil o de escritorio.

Otro documento estadunidense, el 6,033,360, refiere un endoscopio portable que se compone de una aparato que funciona como fuente de iluminación unido a un dispositivo endoscópico, y su principal característica es que está diseñado para que el calor irradiado por las lámparas de los endoscopios tradicionales no afecten la operación endoscópica.

Un endoscopio, en particular un artroscopio, es referenciado en el documento estadunidense 5,184,602, y consiste en un asta cilindrica que contiene ópticas y fibras ópticas, diseñado para aumentar el ángulo de visión a través de la rotación de las ópticas.

Por su parte, el documento internacional PCT/KR2009/004424 describe una cápsula endoscópica inalámbrica con capacidad de comunicación de ultra banda ancha (UWB) y un método de transmisión y recepción de imágenes. No obstante, esta invención se trata de una cápsula que debe ser introducida al cuerpo del paciente por la boca y viaja por el aparato digestivo, donde capta las imágenes fotografiando el estado de los órganos; en cambio, la presente invención describe un dispositivo endoscópico inalámbrico cuya forma es similar a la de un bolígrafo, para examinar articulaciones y cavidades del cuerpo del paciente.

De las consideraciones anteriores, se deduce que ninguno de estos dispositivos es similar a la presente invención y no ofrecen las mismas ventajas en cuanto a funcionalidad. Asimismo, la invención aquí descrita es superior a las ya conocidas, en cuanto a que se trata de un novedoso dispositivo endoscópico que comprende un dispositivo electrónico, miniaturizado, inalámbrico, que no requiere cables para su alimentación, conectado a sensores de video miniaturizados para la captura de imágenes las cuales son enviadas utilizando estándares de comunicación inalámbrica como Wi-Fi©, Bluetooth© y USB©, a una computadora portátil o de escritorio para su documentación y procesamiento; con el fin de solucionar el problema que representan los endoscopios convencionales los cuales reducen el espacio donde se trata al paciente ya que son voluminosos y utilizan cables para conectarse al ordenador, por lo que dificultan la labor médica y terapéutica.

OBJETO DE LA INVENCIÓN

El objeto de esta invención consiste en proponer un novedoso y funcional dispositivo endoscópico para revisar articulaciones o cavidades naturales en cuerpos de seres humanos o animales, que consiste en un dispositivo electrónico, inalámbrico, desechable, miniaturizado, portátil y que no requiere cables para su alimentación, conectado a sensores de video miniaturizados para la captura de imágenes las cuales son enviadas a través de radiofrecuencia a una computadora portátil o de escritorio para su documentación y procesamiento; con el fin de solucionar el problema que representan los endoscopios convencionales los cuales reducen el espacio donde se trata al paciente ya que son voluminosos y utilizan cables para conectarse al ordenador, por lo que dificultan la labor médica y terapéutica. Asimismo, por tratarse de un dispositivo desechable su costo de producción es mucho menor al de los endoscopios actuales, lo que lo vuelve accesible dentro del mercado de productos médicos.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Los detalles característicos de este novedoso dispositivo endoscópico para revisar articulaciones o cavidades naturales en cuerpos de seres humanos o animales se describen claramente en la siguiente descripción y en las figuras que se acompañan, siguiendo los mismos signos de referencia para indicar las partes y figuras mostradas. BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

1. La Figura 1 es una vista isométrica del dispositivo endoscópico para revisar articulaciones o cavidades naturales en cuerpos de seres humanos o animales, donde se aprecian las secciones que lo componen:

- Dispositivo endoscópico (No. 1).

- Ensamble del cabezal de video (No. 2).

- Unidad de extensión (No. 6).

- Unidad contenedora (No. 7).

2. La Figura 2 es una vista isométrica del dispositivo endoscópico para revisar articulaciones o cavidades naturales en cuerpos de seres humanos o animales, con vista al interior del ensamble del cabezal de video (No. 2), donde se aprecian los componentes de dicha unidad:

- Unidad de sensor de video (No. 3).

Unidad de fuente de luz (No. 4).

- Unidad transportadora de luz. (No. 5).

- Ángulo de campo de visión del dispositivo (No. 8).

3. La Figura 3 es una vista isométrica del dispositivo endoscópico para revisar articulaciones o cavidades naturales en cuerpos de seres humanos o animales, con vista aumentada al interior del ensamble del cabezal de video (No. 2), donde se aprecian los componentes de dicha unidad:

Unidad de sensor de video (No. 3).

- Unidad de fuente de luz (No. 4).

- Unidad transportadora de luz. (No. 5).

- Ángulo de inclinación (No. 9) del cabezal de video (No. 2).

Con referencia a las Figuras mencionadas anteriormente, el dispositivo endoscópico (No. 1) para revisar articulaciones o cavidades naturales en cuerpos de seres humanos o animales se compone de las siguientes partes:

1. Ensamble del cabezal de video (No. 2), constituido por los elementos para capturar imágenes, está ajustado y configurado para insertarse en las articulaciones o cavidades naturales del cuerpo del paciente. Puede estar elaborado por materiales médicos convencionales y compatibles como plástico y acero. Posee una sección frontal que contiene una ventana de contorno circular que permite la captura de imágenes dentro de un rango de 1 mm a 4 mm de diámetro, no obstante puede tomar cualquier otra forma, ya sea ovalada, cuadrada o rectangular. Las medidas de este ensamble están en un rango de 3 mm a 5 mm de diámetro exterior.

Una unidad de sensor de video (No. 3), colocada dentro del ensamble del cabezal de video (No. 2) (Figura 2 y Figura 3), se constituye por un dispositivo de pequeñas cargas acopladas (Small Charge Couple Device

- CCD) dentro de un módulo de circuito integrado electrónico. Contiene una ventana sustancialmente cuadrada y configurada para permitir la captura de imágenes dentro de un rango de 2 mm a 3 mm de ancho por 2 mm a 3 mm de alto, con un ángulo de inclinación en un rango de 20° a 40° respecto de la línea horizonte del ensamble del cabezal de video

(No. 2). Delante de la unidad de sensor de video (No. 3) se coloca un cristal o lente para proveer un enfoque correcto de la imagen hacia la ventana de la unidad, asimismo provee protección y aislamiento contra el medio líquido externo. El cristal o las lentes (Ópticas) de la unidad son una parte integral del ensamble del cabezal de video (No. 2) y están hechas de cualquier material cristalino médico conocido y compatible, como los plásticos ópticos graduados o el vidrio. La unidad (No. 3) tiene la capacidad de recibir y procesar imágenes a color, con una resolución preferente de 640 por 480 pixeles a 30 cuadros por segundo o superior, su campo de visión está en un rango de 30° a 100°; tiene la habilidad de controlar de manera manual o automática el control de exposición, calibración de balances de blanco y nivel de negro de la imagen capturada, tiene control preferente sobre la calidad de la imagen capturada como la saturación del color, tono, gamma, intensidad y cancelación de ruido. La unidad (No. 3) contiene al menos un puerto digital para video y una interfaz de salida paralelo, así como capacidad para manejar puertos de entrada y salida l/O programables. 3. Una unidad de fuente de luz (No. 4), que consiste en un dispositivo dentro del ensamble del cabezal de video (No. 2), contiene una pequeña fuente de luz que opera preferentemente en un rango visible de luz entre 400nm y 700nm y con temperatura de color (CCT) dentro de un rango de 2000K a 7000K. Opera con una potencia de brillo entre .25 y 2W. Sus dimensiones físicas son de 2 mm a 3.7 mm de ancho, por 2 mm a 3.7 mm de alto, por 2 mm a 3.7 mm de profundidad. Tiene un ángulo de visión de 40° a 140° y está fabricada de tecnologías lumínicas de InGaN o xenón. 4. La unidad transportadora de luz (No. 5) es una pieza colocada dentro del ensamble del cabezal de video (No. 2) que cumple la función de canalizar la luz emitida por la unidad de fuente de luz (No. 4) hacia el extremo del ensamble del cabezal de video (No. 2), la luz emitida permite a la unidad de sensor de video (No. 3) capturar claramente imágenes a color del área explorada de los tejidos del paciente. La forma de la unidad transportadora de luz (No. 5) puede ser tubular, ovalada o rectangular, y tener un diámetro exterior de 2 mm a 3.7 mm; puede estar hecha de cualquier material cristalino, como plásticos ópticos graduados, vidrio o fibra óptica. 5. La unidad de extensión (No. 6) es una sección del dispositivo endoscópico (No. 1), tiene un extremo próximo y uno distante, en el extremo distante está conectado con el ensamble del cabezal de video (No. 2) y está ajustado y configurado para insertarse en el orificio. Su longitud está en un rango de 3 cm a 12 cm, está elaborada de materiales médicos rígidos o flexibles, como metal o plástico, preferentemente del mismo material del ensamble del cabezal de video (No. 2). La forma del extremo distante debe coincidir para conectarse físicamente con el ensamblaje de video (No. 2) por medio de un conector de tipo snap o tornillo, la unidad de extensión (No. 6) debe ser capaz de recibir o desechar el ensamble del cabezal de video (No. 2). Internamente, la unidad de extensión (No. 6) acomoda varios cables eléctricos a través de su eje. Su forma es preferentemente tubular, puede ser también ovalada o rectangular; su diámetro exterior debe estar dentro de los 3 a 5 mm. En general su forma debe ser lineal y rígida, no obstante, existe la posibilidad de que ésta sea manipulable con la fuerza de las manos para darle la forma que mejor satisfaga las necesidades del usuario.

6. Una unidad contenedora (No. 7) que cuenta con un extremo próximo y uno distante, el extremo distante se conecta con la terminación próxima de la unidad de extensión (No. 6). Contiene en su interior los elementos electrónicos que controlan la operación del dispositivo endoscópico (No. 1), así como un circuito integrado que funciona como microprocesador o microcontrolador. Esta unidad de control digital coordina estas secciones y comprime las imágenes, a través de un circuito integrado especializado o software, la sección para la compresión de imágenes utiliza una sección de circuito integrado RAM (Random Access Memory). La unidad de control digital se alimenta de una o varias baterías, y la energía es distribuida a todas las secciones a través de cables eléctricos o trayectorias de circuito. La unidad contenedora (No. 7), contiene un transceptor alámbrico o inalámbrico que administra los protocolos de comunicación incluyendo Wi-Fi©, Bluetooth© y USB©; este transceptor va incorporado en un circuito integrado o en un módulo electrónico. Este transceptor permite la interacción entre el dispositivo y la computadora portátil o de escritorio a donde son enviadas las imágenes capturadas por la unidad de sensor de video (No. 3). La unidad contenedora (No. 7) es de 8 a 12 cm de ancho, por 3 a 6 cm de alto, por 3 a 6 cm de profundidad. Puede estar hecha de cualquier material industrial o médico, como metal o plástico, de preferencia del mismo material del ensamble del cabezal de video (No. 2). Su forma puede ser rectangular u ovalada, siempre y cuando permita una sujeción cómoda para el usuario.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

El proceso para realizar la invención se organiza en dos fases: 1. Los componentes electrónicos y ensambles. Los componentes electrónicos y ensambles son dispositivos conocidos en el estado del arte, se acomodan en un diseño electrónico previamente simulado y probado en el laboratorio, con la ayuda de programas de diseño electrónico operados en un ordenador de escritorio y en un prototipo físico. El prototipo es evaluado al momento de capturar las imágenes y mostrarlas en el ordenador a través de un software diseñado para ello. Los tableros de circuitos impresos que apoyan físicamente los circuitos integrados, cables y conectores, son diseñados y fabricados con medios tradicionales conocidos en el estado del arte. Los componentes dentro de la unidad contenedora (No. 7), los componentes del ensamble del cabezal de video (No. 2), la unidad de sensor de video (No. 3) la unidad de fuente de luz (No. 4), son secciones que también pueden ser elaborados con medios tradicionales conocidos en el estado del arte.

2. Incorporación mecánica del aparato. La incorporación mecánica del aparato se diseña utilizando los programas CAD/CAM (Computer Aided Design/ Computer Aided Manufacturing). Estas aplicaciones producen un archivo electrónico que es interpretado por una máquina CNC (Computed Numerically Controlled) de producción. De acuerdo con el material particular para elaborar cada sección del aparato, la incorporación de la unidad de alojamiento (No. 7), la incorporación del ensamble del cabezal de video (No. 2), la ventana de plástico o cristal del ensamble del cabezal de video (No. 2), la unidad portadora de luz (No. 5) y la unidad de extensión (No. 6) pueden ser elaboradas de esta manera.

Una vez que las piezas electrónicas y mecánicas son fabricadas y ensambladas, se procede a ensamblar el dispositivo endoscópico (No. 1), armando primeramente la unidad completa contenedora (No. 7) (Componentes internos y externos), posteriormente se ensambla la unidad de extensión (No. 6) con el extremo distante de la unidad contenedora (No. 7), entonces se arma la unidad completa del cabezal de video (No. 2) (Componentes internos y externos). El ensamble del cabezal de video (No. 2) se une con el extremo distante de la unidad de extensión (No. 6), después se interconectan electrónicamente todos los cables y conexiones necesarias. Una vez que se ha armado el dispositivo, se insertan las baterías y se cierra herméticamente el dispositivo, para proceder a evaluar su comunicación con el ordenador portátil o de escritorio, así como su funcionalidad y desempeño con el software diseñado para la documentación y procesamiento de las imágenes. Si todo funciona de acuerdo al diseño original y a las especificaciones, el dispositivo está listo para operar.

En la presente invención todos los elementos descritos deben ser ensamblados de una manera específica para el adecuado funcionamiento del aparato. Un doctor, médico o terapeuta usará la invención de la siguiente manera: Primero, se enciende el dispositivo endoscópico (No. 1) y la computadora portátil o de escritorio donde se lanzará el programa de software para el procesamiento de las imágenes, una vez que están funcionando se confirma que las imágenes captadas por el dispositivo se están reproduciendo en la pantalla del ordenador: Como se trata de un dispositivo inalámbrico, la interacción entre éste y la computadora portátil o de escritorio para la transmisión de imágenes se realiza mediante el transceptor localizado en la unidad contenedora (No. 7), utilizando protocolos de comunicación como Wi-Fi©, Bluetooth© y USB©. Posteriormente, si se requiere se procede a abrir un orificio en el área del paciente que se examinará, si se trata de una cavidad se prescinde de esta operación. Acto seguido se esteriliza el dispositivo endoscópico (No. 1) de acuerdo con los procedimientos establecidos. Una vez que el instrumento es estéril, el usuario toma la unidad de alojamiento (No. 7) e inserta el ensamble del cabezal de video (No. 2) en el orificio o la cavidad para examinar el espacio interno y realizar actividades terapéuticas así como diagnósticos. Una vez que estás actividades han finalizado, se procede a retirar el ensamble del cabezal de video (No. 2) del cuerpo del paciente.