BR112014002383B1 - Sonda cirúrgica óptica articulada - Google Patents

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Christopher McCollam
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Abstract

sonda cirúrgica óptica articulada. uma sonda cirúrgica óptica articulada inclúi um cabo dimensionado para ajustar em uma única mão e uma única cânula rígida que se estende desde o cabo que tem um diâmetro de 20 ga ou menos. a sonda ainda inclui uma ponta com fenda em uma extremidade distal da cânula e no mínimo uma fibra óptica que se estende através do cabo, da única cânula rígida e a ponta com fenda, e um arame de tração preso à ponta com fenda.quando o arame de tração exerce tensão sobre a ponta com fenda, a ponta com fenda irá desviar da reta para um ângulo inclinado controlado pela tensão no arame de tração. a ponta com fenda é formada de um material resiliente que irá restaurar para a posição reta quando a tensào exercida pelo arame de tração é liberada.

Description

Pedidos Relacionados
[0001] Este Pedido reivindica prioridade para o Pedido Provisório US de número de série 61/514.751, depositado em 3 de agosto de 2011 e cujo conteúdo é aqui com isto incorporado para referência.
Campo da Invenção
[0002] Esta invenção é relativa a equipamento cirúrgico oftálmico e, mais particularmente, a sondas cirúrgicas oftálmicas de segmento posterior. Fundamentos da Invenção
[0003] Instrumentos microcirúrgicos tipicamente sào utilizados por cirurgiões para remoção de tecido de espaços delicados e restritos no corpo humano, em particular em cirurgia no olho e, mais particularmente, em procedimentos para a remoção do corpo vítreo, sangue, tecido de cicatriz ou a lente cristalino. Tais instrumentos incluem um console de controle e uma peça cirúrgica de mão com a qual o cirurgião disseca e remove o tecido. Em relação à cirurgia de segmento posterior, a peça de mão pode ser uma sonda cortadora de vítreo, uma sonda a laser, ou um fragmentador ultrassónico para cortar ou fragmentar o tecido, e é conectada ao console de controle por uma longa linha de pressão de ar (pneumática) e/ou cabo de energia, cabo ótico, ou tubos flexíveis para suprir um fluido de infusão para o local cirúrgico, e para retirar ou aspirar fluido e tecido cortado fragmentado do local. As funções de corte, infusão e aspiração da peça manual são controladas pelo console de controle remoto, o qual não apenas fornece energia para a peça manual cirúrgica, por exemplo, uma lâmina de corte alternativa ou rotativa, ou uma agulha vibrada de maneira ultrassónica, mas também controla o escoamento de fluido de infusão e fornece uma fonte de vácuo em relação à atmosfera, para a aspiração de fluido e tecido cortado/ fragmentado. As funções do console são controladas manualmente pelo cirurgião, usualmente por meio de um comutador operado com o pé ou controle proporcional.
[0004] Durante cirurgia de segmento posterior, o cirurgião tipicamente utiliza diversas peças de mão, ou instrumentos, durante o procedimento. Este procedimento requer que estes instrumentos sejam inseridos na e removidos da incisão. Estas remoção e inserção repetidas podem provocar trauma ao olho no local de incisão. Para enfrentar esta preocupação, uma cânula com cubo foi desenvolvida no mínimo na metade dos anos 80. Estes dispositivos consistem de um tubo estreito com um cubo ligado. O tubo é inserido em uma incisão no olho até o cubo, que atua como um batente, impedindo que o tubo penetre completamente no olho. Instrumentos cirúrgicos podem ser inseridos no olho através do tubo, e o tubo protege a parede lateral da incisão quanto a contato repetido pelos instrumentos. Em adição, o cirurgião pode utilizar o instrumento, manipulando o instrumento quando o instrumento está inserido no olho através do tubo, para ajudar a posicionar o olho durante a cirurgia.
[0005] Diversos procedimentos cirúrgicos requerem acesso aos lados ou porção dianteira da retina. Para alcançar estas áreas, as sondas cirúrgicas devem ser pré- dobradas ou devem ser dobráveis de forma intraoperacional. Diversas sondas cirúrgicas ópticas que articulam para fornecer luz laser e/ou luz de iluminação são conhecidas. Ver por exemplo a Patente US número 5.281.214 (Wilkins e outros) e Patente US número 6.984.30 (Scheller e outros). O mecanismo de articulação, contudo, adiciona complexidade e despesa extra. Uma sonda a laser flexível que não precisa mecanismo de articulação está disponível comercialmente, porém este dispositivo utiliza uma fibra óptica de diâmetro relativamente grande embainhada em um tubo flexível que compreende a ponta distal, resultando em um raio de dobramento grande e grande diâmetro de ponta distal com rigidez significativa a dobramento. Estas características requerem que a ponta distal contenha uma porção reta não dobrada para facilidade de inserção da porção dobrada, que deve ser endireitada de maneira flexível quando ela passa através da cânula com cubo. A porção reta da ponta distal pennite à porção dobrada passar de maneira flexível através da cânula com tubo antes que a cânula distai da peça manual penetre na cânula com cubo para permitir a folga de dobramento máximo da porção flexível, minimizando com isto a deformação de dobramento e correspondentes forças de atrito de inserção. Tal raio de dobramento grande, tubo flexível de diâmetro grande, e ponta distal reta fazem a porção utilizável da fibras se estender por uma distância relativamente longa da ponta distal da sonda e limite acesso da sonda.
[0006] Uma outra desvantagem na técnica conhecida é a flexibilidade da cânula distai que é uma função das propriedades do material e momento de inércia da seção transversal, como determinado pela dimensão do gabarito do diâmetro exterior da cânula para ajustar dentro da cânula com cubo e o diâmetro interno da cânula para aceitar o tubo flexível. Para qualquer dado material, os diâmetros exterior e interior da cânula determinam a flexibilidade da cânula. Esta flexibilidade limita a capacidade do cirurgião para utilizar o instrumento para manipular a posição do olho durante cirurgia.
[0007] Uma sonda de ponta flexível está divulgada na Publicação de Pedido de Patente US 2009/0093800 (Auld e outros) que não requer uma porção reta de tubo flexível, que assim fornece um comprimento de ponta utilizável mais compacto, com isto permitindo maior acesso a estruturas posteriores internas do olho sem comprometer forças de inserção. A sonda de ponta flexível fornece rigidez aumentada da cânula distai para facilitar a manipulação da posição no olho durante a cirurgia. Embora esta sonda forneça uma seção transversal relativamente menor quando comparada com as sondas precedentes, tal como aquelas divulgadas por Scheller e outros, ela não fornece articulação controlável sobre uma faixa de ângulos na maneira como aquelas sondas fazem.
Breve Sumário da Invenção
[0008] Uma Sonda cirúrgica óptica articulada inclui um cabo dimensionado para ajustar em uma única mão e uma única cânula rígida que se estende desde o cabo, que tem um diâmetro de 20 Ga ou menos. A sonda ainda inclui uma ponta com fenda em uma extremidade distai da cânula, e no mínimo uma fibra óptica que se estende através do cabo, a única cânula rígida e a ponta com fenda e um arame de tração preso à ponta com fenda. Quando o arame de tração exerce tensão sobre a ponta com lenda, a ponta com fenda irá desviar da reta para um ângulo de dobramento controlado pela tensão no arame de tração. A ponta com fenda é formada de um material resiliente que irá restaurar para a posição reta quando a tensão exercida pelo arame de tração é liberada.
[0009] Outros objetivos, aspectos e vantagens da presente invenção se tornarão evidentes com referência aos desenhos e à descrição a seguir dos desenhos e reivindicações.
Breve Descrição dos Desenhos
[00010] A FIG. 1 é um esquema de uma sonda extrema cirúrgica óptica que articula de acordo com uma modalidade particular da presente invenção;
[00011] A FIG. 2 ilustra uma vista extrema de um exemplo de uma ponta com fenda 20 de acordo com uma modalidade particular da presente invenção;
[00012] As FIGS. 3A - 3H ilustram diversos projetos de fenda para uma ponta com fenda de acordo com modalidades particulares da presente invenção;e
[00013] As FIGS. 4A — 4K ilustram diversos mecanismos para aumentai' a tensão no arame de tração 22 de acordo com modalidades particulares da presente invenção.
Descrição Detalhada da Invenção
[00014] Diversas modalidades da presente invenção podem evitar dificuldades associadas com sondas cirúrgicas ópticas que articulam precedentes. Em particular, certas modalidades da presente invenção podem fornecer uma única cânula rígida com um pequeno diâmetro, não apenas capaz de inserção em incisões muito pequenas, mas também capazes de articular em uma maneira controlada através de uma faixa de ângulos. Assim, tais modalidades da presente invenção combinam as vantagens de uma sonda cirúrgica óptica articulada relativamente rígida, com a articulação controlável de sondas de dupla cânula que requerem um diâmetro maior.
[00015] Modalidades particulares da presente invenção incluem uma única cânula rígida com uma ponta com fenda de material resiliente presa a um arame de tração. Tensão no arame de tração faz com que a ponta com fenda dobre em uma direção particular, enquanto liberar a tensão permite à ponta resiliente restaurar para sua posição reta. Tecnologia de arame de tração foi utilizada anteriormente para desviar uma extremidade distal de um cateter cirúrgico, porém não em uma cânula rígida de diâmetro pequeno, usada em sondas cirúrgicas ópticas mantidas na mão, nem com o grau de movimento angular utilizado nos espaços relativamente pequenos encontrados no interior de um olho. Consequentemente, a aplicação de tensão de arame de tração no contexto de sondas cirúrgicas mantidas na mão é vantajosa de forma exclusiva. Em modalidades particulares da presente invenção, uma ou mais das fibras ópticas utilizadas na sonda extrema 10 pode também ser utilizada como o arame de tração.
[00016] A FIG. 1 é um esquema de uma sonda extrema cirúrgica óptica que articula 10 de acordo com uma modalidade particular da presente invenção, com um cabo 12 adequado para ser mantida em uma única mào e uma cânula 14. Para facilidade de ilustração o cabo 12 e a cânula 14 não estão mostrados em escala, e certos aspectos externos do cabo 12, tal como o mecanismo de controle para um arame de tração interno, não estão mostrados. A extremidade proximal da sonda extrema 10 é conectada a uma ou mais fontes de luz (não mostrado), que fornecem luz laser e/ou de iluminação por meio de conexão a no mínimo uma fibra óptica que corre através do interior da sonda extrema 10.
[00017] A cânula 14 é formada de um material biocompatível rígido tal como aço inoxidável. Sondas extremas de acordo com diversas modalidades da presente invenção utilizam uma única cânula rígida, fazendo referência ao fato que não há outra cânula autossuportante relativamente rígida formada separadamente dentro ou fora da única cânula, e/ou móvel de maneira independente em relação à única cânula. Contudo, o termo “única” não é projetado para excluir a utilização de diversas camadas ou revestimentos para formar a cânula única, nem exclui a utilização de luvas de polímero macio, ou bainhas que se conformam à forma da cânula, A cânula 14 tem uma ponta com fenda 20 em uma extremidade distai fazendo referência à extremidade a mais afastada do cirurgião durante utilização. A ponta com fenda 20 pode articular em uma direção selecionada em uma maneira controlável aplicando tensão a um arame de tração preso dentro da ponta com fenda 20 (não mostrado na FIG. 1).
[00018] A ponta com fenda 20 é formada de um material resiliente, fazendo referência a um material que pode restaurar para orientação reta depois que a tensão a partir do arame de tração é removida. O material resiliente para o material fendilhado pode ser, por exemplo, Nitinol, que pode ser ao mesmo tempo suficientemente rígido e inserido através de um cubo de incisão, e suficientemente resiliente para restaurar depois da articulação. Outros metais tais como aço de mola, ou outros materiais com propriedades similares conhecidos na técnica, poderiam ser utilizados. Dependendo da configuração particular de fenda da ponta com fenda pode ser possível utilizar materiais relativamente rígidos que não são excepcionalmente elásticos, tais como aço inoxidável, super ligas de base níquel ou ligas cobalto-cromo ou similares, sem aplicar muita força, de modo a exceder o ponto de escoamento e deformar o material de maneira permanente. Os materiais resilientes podem, eles mesmos, serem biocompatíveis ou poderiam ser envolvidos em outro material tal como uma bainha de polímero para impedir contato com tecido. A cânula 14 e a ponta com fenda 20 podem ser, porém não precisam ser, formadas do mesmo material. A cânula 14 e/ou a ponta com fenda 20 podem também ser revestidas com material enrijecido tal como diamante sintético ou deposição de metal, por exemplo, como para fornecer rigidez melhorada para inserção em um cubo de incisão para reduzir a probabilidade de quebra.
[00019] A FIG. 2 ilustra uma vista extrema de um exemplo de uma ponta com fenda 20 de acordo com uma modalidade particular da presente invenção. Na modalidade delineada na FIG. 2, um arame de tração 22 é preso ao que está mostrado como o lado de topo da ponta com fenda 20. A ponta com fenda 20 encerra duas fibras ópticas 24 e 26, uma fibra de iluminação 24 que tem um diâmetro de 183 micra, e uma fibra laser 26 que tem um diâmetro de 108 micra. Permitindo para a largura da ponta com tenda 20 isto permite que o diâmetro da cânula 14 seja feito menor em relação a sistemas de cânula dupla.
[00020] As FIGS. 3A - 3H ilustram diversos projetos de fenda para a ponta com fenda 20 de acordo com modalidades particulares da presente invenção, respectivamente rotuladas como 20A, 20B e etc., e referidas de maneira coletiva como ponta com fenda 20. Na FIG. 3A fendas mais profundas do que o raio da ponta com fenda 20A são cortadas para o interior do lado da ponta com fenda 20A no sentido que a ponta com fenda 20A deve dobrar. Fendas rasas são cortadas no lado oposto permitindo que lados também dobrem. As FIGS. 3B e 3C ilustram fendas buraco de fechadura retas e encurvadas que têm uma base mais larga quando a fenda se estende mais profunda para o interior das respectivas pontas fendilhadas 20B e 20C. A base mais larga reduz a quantidade de força requerida para desviar a ponta com fenda 20B ou 20C para sua posição encurvada, potencialmente fazendo a sonda extrema 10 mais confortável para utilizar.
[00021] As FIGS. 3D - 3G ilustram projetos de fenda que podem ser utilizados para materiais de ponta mais rígida para permitir à fendilhada 20 restaurar de maneira resiliente para a posição reta depois de ser desviada para a posição encurvada. Na FIG. 3D fendas que são genericamente oblongas ao longo do comprimento da cânula 14 são ajustadas opostas a fendas traseiras rasas que tendem a reduzir a força requerida para desviar a ponta com fenda 20D para a posição encurvada. Na FIG. 3E um corte espiral contínuo, que permite a ponta com fenda 20E dobrar, é intercalado com fendas traseiras, neste caso fendas furo buraco de fechadura, que fazem com que a ponta com fenda 20E dobre na direção das fendas traseiras. A FIG. 3F mostra um desenho de corte espiral no qual o desenho espiral é perpendicular à linha de centro longitudinal da ponta com fenda 20F em um lado, fazendo com que a ponta com fenda 20F desvie preferencialmente no sentido do lado onde o trajeto espiral é perpendicular. A FIG. 3G mostra um desenho de corte espiral com o corte alargado seletivo em um lado, fazendo com que a ponta com fenda 20G desvie de maneira seletiva no sentido do lado onde o corte espiral é o mais largo.
[00022] A FIG. 3H mostra uma ponta com fenda 20H formada de um arame enrolado de material tal como enrolando material estirado em arames ao redor de um mandril. Em uma extremidade proximal e distai da ponta com fenda 20FL as espiras do arame enrolado são soldadas juntas. Na região intermediária entre as extremidades proximal e distai, um lado do tubo tem fendas intersticiais alargadas formadas entre as espirais do arame enrolado, fazendo com que a ponta com fenda 20H desvie de maneira seletiva no sentido das fendas alargadas quando tensão é aplicada através do arame de tração. Formar a ponta com fenda 20 de um arame de material enrolado pode ter vantagens permitindo a utilização de materiais que podem mais facilmente ser formados em arames do que tubos. Embora um único arame enrolado esteja mostrado na FIG. 3H. diversos filamentos de arame poderiam também ser utilizados.
[00023] As FIGS. 4A - 4K ilustram diversos mecanismos para aumentar a tensão no arame de tração 22 de acordo com modalidades particulares da presente invenção. Nas FIGS. 4A e 4B o arame de tração 22 é enrolado sobre um pinhão 40 preso entre um botão de controle 42 e uma base 44. O pinhão 40 compreende duas superfícies, uma superfície de diâmetro menor r que rola entre o botão de controle 42 e uma base 44, e uma superfície de diâmetro maior R ao redor da qual o arame de tração 22 enrola. A diferença radial entre as superfícies de diâmetro menor e maior r e R resulta em um deslocamento diferencial Δ1 no arame de tração quando o pinhão 40 gira e translaciona. Selecionando diâmetros apropriados para as superfícies de diâmetro menor e maior r e R, uma quantidade relativamente pequena de deslocamento de arame de tração de ΔI pode ser conseguida durante uma quantidade relativamente grande de translação do botão de controle, fornecendo ao usuário controle preciso sobre a deflexão na ponta com fenda 20. Em uma modalidade a superfície de diâmetro menor r compreende dentes de engrenagem, com dentes de engrenagem correspondentes sobre o botão de controle 42 e a base 44. Isto pode reduzir a probabilidade de deslizamento.
[00024J As FIGS. 4C - 4D ilustram um braço de alavanca 50 com um pino de atuação deslizante 52 mantido no lugar por um pino fixo 54 em um pivô do braço. Um botão de controle, não mostrado, pode ser utilizado para avançar o pino deslizante 52, permitindo que a porção proximal do braço de alavanca 50 levante, girando assim uma passadeira 56 em uma extremidade distai do braço de alavanca 50 para aplicar tensão ao arame de tração 22. As FIGS. 4E e 4F mostram arame de tração 22 rosqueado sobre um pino deslizante 60 e um primeiro pino fixo 62 e ancorado a um segundo pino fixo 64. Avançar um botão de controle 66 ligado ao pino deslizante 60 aumenta a tensão no arame de tração 22.
[00025] As FIGS. 4G e 4H ilustram um arame de tração 22 rosqueado sobre um pino deslizante 70 que é direcionado em uma direção genericamente para cima por uma trilha guia 72 quando um botão de controle 74 é avançado. O trajeto da trilha guia 72 determina como a tensão no arame de tração 22 varia quando o botão de controle é avançado, fornecendo assim um aumento em tensão suave e controlado. No caso de uma guia linear como aquela ilustrada na FIG. 4G e 4H, o arame de tração a tomada de arame de nação irá ocorrer na última porção de avanço do botão de controle 74. Na configuração alternativa mostrada na FIG. 41 a trilha guia 72 é reconformado para fornecer tomada maior do arame de tração no início do avanço pelo botão de controle 74, para produzir um aumento mais equilibrado em tensão através de todo o curso do botão de controle 74. Na FIG. 4J a trilha guia 72 inclina ainda mais agudamente, de modo que a maior parte do aumento de tensão tem lugar mais cedo no curso do botão de controle 74. A FIG. 4K. ilustra uma modalidade alternativa da trilha guia 72 com reténs 80 que permitem paradas distintas ao longo do trajeto correspondente a ângulos diferentes da ponta com fenda 20. Uma prateleira ou superfície com reténs pode também ser utilizada com qualquer uma das diversas modalidades da sonda extrema 10 utilizando um pino deslizante ou mecanismo de atuação similar, que inclui qualquer uma das modalidades mostradas nas FIGS. 4A - 4K.
[00026] Embora certas modalidades da presente invenção tenham sido descritas acima, estas descrições são fornecidas para finalidades de ilustração e explicação. Diversas mudanças e modificações, e afastamentos dos sistemas e métodos divulgados acima que poderiam ser evidentes a alguém versado na técnica, podem ser adotadas sem afastamento do escopo da presente invenção como descrita nas reivindicações que seguem.

Claims (12)

1. Sonda cirúrgica óptica articulada (10), caracterizada pelo fato de compreender:um cabo (12) dimensionado para ajustar em uma única mão;uma única cânula rígida (14) que se estende desde o cabo, que tem um diâmetro de 0,9 mm (20 Ga) ou menos;uma ponta com fenda (20) em uma extremidade distal da cânula, estendendo-se da extremidade mais distal da única cânula rígida (14) até a extremidade mais distal da sonda cirúrgica óptica articulada;no mínimo uma fibra óptica (24, 26) que se estende através do cabo, da única cânula rígida (14) e da ponta com fenda (20); eum arame de tração (22) preso à ponta com fenda, e em que:o arame de tração é rosqueado sobre um primeiro pino fixo (62) no cabo e ancorado a um segundo pino fixo (64) no cabo; e o arame de tração é rosqueado sobre um pino deslizante (60, 70) localizado entre o primeiro e o segundo pino fixo no cabo de tal modo que o movimento distal do pino deslizante causa um aumento de tensão no arame de tração, a tensão aumentada faz com que a ponta com fenda se desvie, de maneira controlável, da posição reta para uma posição curvada, em uma direção selecionada, através da aplicação da tensão no arame de tração;a ponta com fenda é formada de um material resiliente que recupera a posição reta quando a tensão exercida pelo arame de tração é liberada.
2. Sonda, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de ainda compreender um botão de controle (42, 74) no cabo (12), na qual o movimento distal do pino deslizante (60, 70) é controlado deslizando o botão de controle, e em que o botão de controle é ligado ao pino deslizante.
3. Sonda, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de ainda compreender uma pluralidade de reténs (80) em contato com o pino deslizante (70), os reténs fornecendo uma pluralidade de batentes para avanço do pino deslizante.
4. Sonda, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de ainda compreender uma trilha guia (72) para o pino deslizante (70) dentro do cabo (12), a trilha guia direcionando o avanço do pino deslizante.
5. Sonda, de acordo com a reivindicação 4 caracterizada pelo fato de que a trilha guia (72) compreende qualquer uma das seguintes características adicionais:em que a guia é linear;em que a trilha guia (72) é curvada para controlar a taxa de taxa de tomada para o arame de tração (22) por meio do pino deslizante (70), de modo que a tensão no arame de tração aumenta de maneira uniforme quando o pino deslizante é avançado ao longo da trilha guia; ouem que a trilha guia (72) é encurvada com uma rampa inicial em uma extremidade proximal, de tal modo que uma taxa de aumento na tensão no arame de tração é mais alta quando o pino deslizante é avançado através da rampa inicial da trilha guia e a taxa de aumento na tensão declina depois que o pino deslizante passa a rampa inicial da trilha guia.
6. Sonda, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o arame de tração (22) é uma fibra óptica.
7. Sonda, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a ponta com fenda (20) compreende fendas profundas que se estendem depois de um raio da ponta com fenda enrolado no sentido do qual a ponta com fenda desvia, e fendas rasas que se estendem curtas do raio da ponta com fenda sobre um lado oposto do qual a ponta com fenda desvia.
8. Sonda, de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que as fendas profundas compreendem qualquer uma das seguintes características:são mais largas a medida que uma profundidade das fendas profundas aumenta;compreendem uma seção oblonga que se estende longitudinalmente ao longo da ponta com fenda (20); ousão encurvadas.
9. Sonda, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de a ponta com fenda (20) compreendem qualquer uma das seguintes características:compreende fendas em espiral;compreende fendas traseiras intercaladas entre as fendas em espiral em um lado para o qual a ponta com fenda desvia;é formada como uma espiral de arame enrolado;é formada de Nitinol; oué revestida com uma bainha de polímero macia.
10. Sonda, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que a ponta com fenda (20) compreende fendas em espiral, as fendas em espiral têm um trajeto espiral perpendicular a um eixo longitudinal da ponta com fenda em um lado para o qual a ponta com fenda desvia ou em que as fendas em espiral são mais largas em um lado para o qual a ponta com fenda desvia.
11. Sonda, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a única cânula rígida (14) é formada de aço inoxidável ou pelo fato de que a única cânula rígida é revestida com material de enrijecimento.
12. Sonda, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a no mínimo uma fibra óptica inclui duas fibras ópticas (24, 26).
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