循環(huán)孔流量調(diào)節(jié)器系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】循環(huán)孔流量調(diào)節(jié)器系統(tǒng)
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求本發(fā)明人提交的以下臨時專利申請的權(quán)益:
[0003]1) 2013年6月4日提交的USPT0臨時專利申請序列號61830792
[0004]2)2013年10月31日提交的USPT0臨時專利申請序列號61897827
[0005]背景-發(fā)明領(lǐng)域
[0006]本發(fā)明涉及外科手術(shù)，具體地涉及改善的流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其可在眼部手術(shù)中被有利地使用。
[0007]背景-現(xiàn)有技術(shù)
[0008]各種當(dāng)代外科手術(shù)都需要抽吸流體，流體可能包含固態(tài)或半固態(tài)組織或其他碎片。在許多情況下，可能需要從體腔中諸如從眼睛的晶狀體囊內(nèi)或關(guān)節(jié)諸如肩或膝中的空腔內(nèi)抽吸流體。通常希望在此類外科手術(shù)期間在體腔內(nèi)保持環(huán)境壓力或超環(huán)境壓力。例如，人類眼睛的晶狀體可產(chǎn)生影響患者視力的白內(nèi)障病癥。在通常被稱為超聲乳化的手術(shù)中有時移除或置換白內(nèi)障晶狀體。超聲乳化手術(shù)通常用超聲驅(qū)動的手術(shù)探針執(zhí)行，探針被用來破壞眼睛的晶狀體囊內(nèi)的晶狀體。通過聯(lián)接到手持件并且突出到晶狀體囊中的抽吸管路來移除被破壞的晶狀體。手持件具有帶有尖端的探針，尖端通過角膜中的切口插入。手持件通常包含多個超聲換能器，超聲換能器將電力轉(zhuǎn)化成尖端的機械振動。尖端的具有開口，開口與抽吸管路流體連通。尖端的遠(yuǎn)端還可具有套筒，套筒具有與沖洗管路流體連通的開口。沖洗管路通常連接到流體的加壓源，加壓源可向手術(shù)部位提供沖洗流體。尖端的振動將晶狀體破壞成小碎片。也可在不使用任何超聲功率的情況下使用常規(guī)超聲手持件或可最終包含沖洗端口的專用抽吸探針來抽吸晶狀體碎片，沖洗端口更常被稱為沖洗/抽吸并且其存在關(guān)于后面所述的流量控制和真空涌流的顧慮。通過尖端上的抽吸開口將晶狀體碎片和沖洗流體抽入抽吸管路中。如果可在手術(shù)期間在晶狀體囊和眼睛的前房內(nèi)保持超環(huán)境壓力，超聲乳化更可能成功。然而，在清理抽吸管路的遠(yuǎn)端防止被固態(tài)或半固態(tài)組織短暫阻塞之后，可產(chǎn)生流體涌流。這種流體涌流，也被稱為阻塞后涌流，可導(dǎo)致通過手術(shù)探針的遠(yuǎn)端開口的瞬時抽吸流速可瞬間超過通過沖洗管路的流速，從而導(dǎo)致眼房的不穩(wěn)定性和最終周圍組織的塌陷。這種不穩(wěn)定性和塌陷可損害眼睛手術(shù)的安全性，帶有對眼睛的晶狀體囊的后方的潛在的不期望的損害，和/或不期望地將內(nèi)皮細(xì)胞遠(yuǎn)離角膜并且朝向手持件的尖端的遠(yuǎn)端抽動。另一方面，過高的沖洗流速可不期望地移動內(nèi)皮細(xì)胞遠(yuǎn)離角膜，或不期望地導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞被抽吸出眼睛。通常使用大約350mmHg的真空壓力來執(zhí)行常規(guī)超聲乳化手術(shù)。存在對增加真空壓力以有助于更快地抽吸晶狀體碎片并且使用更少的輔助能量諸如超聲的期望。因為超聲可刺激眼睛，所以需要降低超聲工作量。此外，在許多白內(nèi)障手術(shù)中飛秒激光輔助白內(nèi)障手術(shù)(FLACS)的最近引入允許激光引起晶狀體材料的顯著軟化，從而使得不必使用超聲能量，僅依賴激光軟化的晶狀體組織材料的抽吸。因此，存在對施加超過500mmHg的真空以改善抽吸的功效從而減少在眼內(nèi)輸送的超聲的量，或安全地并且有效地的抽吸超聲乳化的、激光軟化的晶狀體材料或最初柔軟的晶狀體材料的期望。然而，此更高的真空加劇與阻塞后流體涌入手術(shù)探針中相關(guān)聯(lián)的手術(shù)風(fēng)險。還例如，一些整形外科醫(yī)療手術(shù)產(chǎn)生必須從關(guān)節(jié)內(nèi)諸如肩或膝中的空腔移除的顆?；蚱渌槠榱艘瞥祟愵w粒，外科醫(yī)生可將抽吸管聯(lián)接到手術(shù)部位。抽吸管，其從主體牽拉碎片，通常被連接到罐，該罐被連接到與墻上吸入裝置連接的吸入管。為了確保手術(shù)部位在手術(shù)期間正確地擴張，通常將相對大量的沖洗流體引入到身體以持續(xù)地沖洗手術(shù)部位，并且通常需要輸液泵來抵消由醫(yī)院真空管路產(chǎn)生的高流量。將此種量的沖洗流體引入身體可導(dǎo)致不期望的或過量的沖洗流體溢出到周圍組織中。另外，當(dāng)吸入管路被固態(tài)或半固態(tài)組織阻塞時可產(chǎn)生阻塞后涌流。此類阻塞后涌流可導(dǎo)致基本上超過沖洗流體的流速的通過醫(yī)院真空管路的瞬時抽吸流速，并且從而導(dǎo)致低于環(huán)境的壓力被瞬間施加到周圍組織。瞬間低于環(huán)境壓力條件可導(dǎo)致體腔局部塌縮、對在抽吸管的遠(yuǎn)端附近的組織造成損害和/或?qū)⒉黄谕慕M織或流體被抽向抽吸管的遠(yuǎn)端。外科手術(shù)抽吸系統(tǒng)可被設(shè)計成允許外科醫(yī)生通過按下附接到該系統(tǒng)的回流開關(guān)或球來暫時反轉(zhuǎn)抽吸流的方向。例如，如果組織被朝向外科醫(yī)生并不期望被抽引的抽吸管或手持件的遠(yuǎn)側(cè)尖端(例如外科醫(yī)生并不希望被遠(yuǎn)側(cè)尖端損壞的組織)抽引，那么外科醫(yī)生可這么做。外科醫(yī)生還可引發(fā)回流以清理或移走在抽吸管或手持件的遠(yuǎn)側(cè)尖端處的阻塞。當(dāng)代阻塞后涌流限制器可限制抽吸系統(tǒng)內(nèi)的真空涌流，但僅當(dāng)由真空泵創(chuàng)造的真空被限制在考慮到涌流限制器的直徑和長度的安全水平時進行限制。例如，考慮到眼科中所用的針和管的典型尺寸，將由500mmHg真空產(chǎn)生的流量大于250cc/min，其可不合需要地使眼睛塌縮。因此，使用文丘里泵的現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)必須控制適度的真空水平，例如低于300mmHg，除非使用的是非常小的針孔。此類適度的真空水平顯著地限制此類系統(tǒng)中的可用的未阻塞流。因此，此類涌流限制器通常不與蠕動泵一起使用，蠕動泵將響應(yīng)于抽吸尖端的阻塞來顯著地增加壓力差。在當(dāng)代抽吸系統(tǒng)中，響應(yīng)于阻塞的壓力上升的缺乏限制了系統(tǒng)抽吸大型組織顆粒的能力。另外，內(nèi)嵌式涌流限制器可減小在不存在阻塞時，甚到當(dāng)外科醫(yī)生優(yōu)選更高的流速來將某些組織朝尖端的遠(yuǎn)端抽引(而不是將尖端的遠(yuǎn)端向組織移動)時的最大流速。另外，內(nèi)嵌式涌流限制器可不期望地減小最大回流流速。
[0009]因此，希望提供抽吸管路流量調(diào)節(jié)器系統(tǒng)，其在外科手術(shù)期間通過限制系統(tǒng)中的真空涌流來在體腔內(nèi)保持穩(wěn)定的環(huán)境壓力或超環(huán)境壓力。
[0010]例如，希望提供抽吸管路流量調(diào)節(jié)器系統(tǒng)，其被構(gòu)造成使得通過抽吸管路流出體腔的流速不極大地(或在長時期內(nèi))超過進入體腔的流速。在白內(nèi)障手術(shù)中，例如，抽吸流應(yīng)足以快速地接合并從眼睛中抽吸晶狀體顆粒，然而在阻塞的情況下，在抽吸管路中創(chuàng)造的高真空可在阻塞破壞后暫時產(chǎn)生過高的流量，其可使眼睛塌縮并且產(chǎn)生損害。
[0011]還希望提供抽吸管路流量調(diào)節(jié)器系統(tǒng)，其在限制的或減小的通過沖洗管路的沖洗流體流速的情況下，甚至在使用可用的最高真空水平時安全地起作用。
[0012]還希望提供抽吸管路流量調(diào)節(jié)器系統(tǒng)，其可安全地采用抽吸泵可響應(yīng)于阻塞來顯著地增加相對真空的優(yōu)點。
[0013]還希望提供抽吸管路流量調(diào)節(jié)器系統(tǒng)，其將在不存在阻塞的情況下允許高抽吸流速，并且在由操作者控制時允許具有回流特征。
[0014]還期望提供抽吸管路流量調(diào)節(jié)器系統(tǒng)，其可允許使用具有改善的安全性和功效的可獲得的最大真空水平的優(yōu)點。
[0015]還期望提供抽吸管路流量調(diào)節(jié)器系統(tǒng)，其允許操作者準(zhǔn)確地控制來自手術(shù)部位的流速同時保持高真空水平以例如緩慢地但有力地抽吸組織碎片，從而減少補充組織破壞能量諸如超聲乳化的使用的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]公開了循環(huán)孔流量調(diào)節(jié)器系統(tǒng)以在通過手術(shù)探針的抽吸開口外科手術(shù)抽吸流體和組織碎片期間防止體腔的阻塞后不穩(wěn)定性。流量調(diào)節(jié)器系統(tǒng)包括流量調(diào)節(jié)器閥門部分，其具有帶有可調(diào)節(jié)橫截面積的流體孔。流量調(diào)節(jié)器閥門具有閥室和可移動構(gòu)件，兩個零件協(xié)同以通過可移動構(gòu)件和設(shè)置在閥室中的流體通道的入口之間重疊的程度來限定流體孔的尺寸。流量調(diào)節(jié)器閥門部分被插入流體路徑中，流體路徑將手術(shù)探針的抽吸開口與真空源相連接。致動器部分與流量調(diào)節(jié)器閥門部分連接，并且可操作來改變流體孔的橫截面積。控制器向致動器部分提供命令信號以引起流體孔的橫截面積變化的循環(huán)，其中每一個循環(huán)包括至少一個區(qū)段，其中流體孔的橫截面積被大幅減少或最終閉合?？壮叽缱兓难h(huán)被設(shè)定成在足夠高以至于通過手術(shù)探針產(chǎn)生基本上穩(wěn)定的流量的頻率下出現(xiàn)。流體和組織碎片可被從體腔中利用手術(shù)探針抽吸，而不會具有由手術(shù)探針抽吸開口的閉塞破壞所導(dǎo)致的流體涌流所導(dǎo)致的不穩(wěn)定性。流速可通過以常規(guī)方式調(diào)節(jié)真空水平來調(diào)整。流速還可通過改變孔調(diào)制周期的幅度并且以此方式改變流量調(diào)節(jié)器系統(tǒng)的閥門部分內(nèi)部的流體孔的橫截面積的RMS值來調(diào)節(jié)。
[0017]附圖
[0018]圖1A是現(xiàn)有技術(shù)的外科手術(shù)抽吸系統(tǒng)的示意圖。
[0019]圖1B是包含本發(fā)明的循環(huán)孔流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)的外科手術(shù)抽吸裝置的示意圖。
[0020]圖1C是現(xiàn)有技術(shù)的手術(shù)手持件的外部方面的透視圖。
[0021]圖1D是暴露連續(xù)抽吸路徑的來自圖1C的手持件的側(cè)視圖。
[0022]圖1E是并入超聲乳化手術(shù)控制臺的本發(fā)明的循環(huán)孔流量調(diào)節(jié)器系統(tǒng)的示意圖。
[0023]圖1F是來自圖1C的手持件部分的展開圖。
[0024]圖2A是本發(fā)明的流量調(diào)節(jié)器系統(tǒng)的一個優(yōu)選的旋轉(zhuǎn)軸向?qū)嵤┓桨傅氖疽鈭D。
[0025]圖2B至圖2D是來自圖2A的流量調(diào)節(jié)器系統(tǒng)的示意圖，其描繪可在操作期間出現(xiàn)的示例性孔橫截面。
[0026]圖3A至圖3D是來自圖2的流量調(diào)節(jié)器系統(tǒng)的模型的示意圖。
[0027]圖3E是示出可調(diào)節(jié)流體孔沿與圖2B至圖2D中所示的實例中的每一個匹配的流量調(diào)節(jié)器系統(tǒng)的一個旋轉(zhuǎn)周期的橫截面積的圖。
[0028]圖4A至圖4K對應(yīng)于循環(huán)孔流量調(diào)節(jié)器系統(tǒng)的圖2中所示的旋轉(zhuǎn)軸向?qū)嵤┓桨傅氖中g(shù)手持件中的一個實現(xiàn)方式的不同透視圖、細(xì)節(jié)圖和剖面圖。
[0029]圖5A至圖5C詳細(xì)示出包含具有設(shè)置在手術(shù)探針內(nèi)部的閥門部分的流量調(diào)節(jié)器系統(tǒng)的另外的旋轉(zhuǎn)實施方案的手術(shù)手持件中零件的內(nèi)部布置。
[0030]圖?到圖5G示出來自圖5A的閥門部分的詳細(xì)剖面圖。
[0031]圖6A至圖6C示出部分地提供本發(fā)明的流量調(diào)節(jié)器系統(tǒng)的閥門部分的構(gòu)成元件的手術(shù)探針的透視圖和剖面圖。
[0032]圖7A至圖7E描繪提供本發(fā)明的流量調(diào)節(jié)器系統(tǒng)的閥門部分的全部構(gòu)成元件的手術(shù)探針的透視圖和剖面圖。
[0033]圖8A至圖8J示出包含本發(fā)明的流量調(diào)節(jié)器系統(tǒng)的完整閥門部分的另一個手術(shù)探針的透視圖和剖面圖。
[0034]圖8K是包含本發(fā)明的流量調(diào)節(jié)器系統(tǒng)的“管內(nèi)”閥門部分的手術(shù)手持件的展開圖。
[0035]圖8L是在比組織破壞致動器離手術(shù)探針更遠(yuǎn)的位置中包含本發(fā)明的閥門部分的手持件的內(nèi)部部件的側(cè)視圖。
[0036]圖8M是包含本發(fā)明的流量調(diào)節(jié)器系統(tǒng)的“探針內(nèi)”閥門部分的手術(shù)手持件的展開圖。
[0037]圖9A和圖9B是包含本發(fā)明的具有用橫截面積的固定RMS值操作的可調(diào)節(jié)流體路徑的實施方案的手持件的側(cè)視圖。
[0038]圖C是類似于圖9A和圖9B中所示的還包含允許操作者手動調(diào)整橫截面積的RMS值的機構(gòu)的手持件的側(cè)視圖。
[0039]圖10A至圖10E是本發(fā)明的循環(huán)孔流量調(diào)節(jié)器系統(tǒng)的振動實施方案的示意性表
/j、l Ο
[0040]圖11Α至圖11J是表示具有窗口的可移動構(gòu)件在一個完整的振動周期過程中相對于具有指示在每一個框架上所得的流體孔的橫截面積的兩個流