帶有一體的抽吸泵和支架的超聲乳化機頭的製作方法

2023-04-27 20:41:41

專利名稱：帶有一體的抽吸泵和支架的超聲乳化機頭的製作方法
帶有一體的抽吸泵和支架的超聲乳化機頭
背景技術：
本發明涉及超聲乳化外科手術，尤其涉及一種可更好地調節白內障外科手術期間眼睛承受的壓力的裝置。人眼通過叫做角膜的明亮外部傳遞光線並通過視網膜上的晶狀體聚焦圖像來實現提供視覺的功能。聚焦圖像的質量取決於許多因素，包括眼睛的尺寸和形狀，以及角膜和晶狀體的透明度。當老齡化或疾病造成晶狀體沒那麼透明時，由於傳遞至視網膜的光線減少造成視力退化。這種眼睛晶狀體中的缺陷在醫學上被稱為白內障。這種狀況下可接受的治療是通過手術去除晶狀體並由人工晶狀體(IOL)代替晶狀體功能。在美國，大部分白內障晶狀體都可通過稱為超聲乳化的外科手術技術去除。適用 於超聲乳化過程的典型外科手術機頭包括超聲驅動的超聲乳化機頭、由衝洗套筒包圍的附接空心切割針和電子控制臺。機頭組件通過電纜和撓性管附接到控制臺上。通過電纜，控制臺改變通過機頭傳遞至所附接切割針上的功率大小。撓性管向外科手術位置提供衝洗液並通過機頭組件從眼中吸取積液。典型機頭的工作部件是直接附接於一組壓電晶體上的、中心定位的空心共振杆或操縱杆。晶體提供在超聲乳化期間驅動操縱杆和所附接的切割針所需的要求超聲波振動，並且由控制臺進行控制。晶體/操縱杆組件通過撓性安裝組件而懸掛在機頭的空心主體或殼體內。機頭主體終止於直徑減小的部分或者終止於位於主體遠端處的頭錐。通常，頭錐是外螺紋的以接納圍繞切割針的大部分長度的空心衝洗套筒。同樣，操縱杆的孔在其遠端是內螺紋的以接納切割針尖(tip)的外螺紋。衝洗套筒還具有螺接到頭錐外螺紋上的內螺紋孔。切割針是可調的，從而其針尖僅僅超過衝洗套筒開口端突出預定量。在超聲乳化過程期間，切割針的針尖和衝洗套筒的端部通過眼睛外部組織中的小切口插入眼睛的前段中。外科醫生使切割針的針尖接觸眼睛晶狀體，因此振動的針尖打碎晶狀體。由此產生的碎片通過切割針的內部孔連同在該過程期間為眼睛提供的衝洗液一起從眼睛中吸出並吸入廢液儲器。貫穿整個過程，衝洗液被泵入眼睛，在衝洗套筒和切割針之間經過並流入位於衝洗套筒末端的眼睛裡和/或由一個或多個埠或開口流出，在端部附近切入衝洗套筒。該衝洗液是關鍵的，因為它在去除乳化晶狀體期間防止眼睛破裂。衝洗液還保護眼組織不受超聲波切割針的振動產生的熱量影響。此外，衝洗液使乳化晶狀體的碎片懸浮以從眼中吸出。超聲乳化過程期間常見現象起因於整個外科手術過程期間發生的變化的流量。變化的流量導致從衝洗液供給到眼睛的衝洗液路徑中不同的壓力損失，因此造成前房中壓力(也被稱為眼內壓或Ι0Ρ)的變化。較高的流量導致較大的壓力損失和較低的Ι0Ρ。當IOP降低時，眼內的操作空間減小。超聲乳化過程期間的另一個常見的併發症起因於吸液針的阻塞或堵塞。當衝洗液和乳化組織通過空心切割針從眼睛內部吸出時，大於針孔直徑的組織碎片會阻塞在針尖中。當針尖堵塞時，真空壓力積聚在針尖裡。當阻塞排除時在眼睛前房中產生的壓降被稱為阻斷後激增。阻斷後激增在某些情況下會使相對大量的流體和組織過快地從眼中吸出，可能使眼睛破裂和/或使晶狀體囊撕裂。例如排空抽吸管線的各種技術已被設計為減少這種激增。然而，還有對減少阻斷後激增以及在整個不同流動條件下保持穩定IOP的改進型超聲乳化裝置的需要。

發明內容
在符合本發明原理的一個實施例中，本發明提供一種眼科外科手術機頭，包括與操縱杆聯接的驅動器，所述操縱杆與針聯接；與所述機頭一體形成的抽吸泵，該抽吸泵靠近所述針設置；以及與所述抽吸泵接合的可拆卸支架；其中，所述可拆卸支架包括抽吸管線的一部分。在符合本發明原理的另一個實施例中，本發明提供一種眼科外科手術機頭，包括與操縱杆聯接的驅動器，所述操縱杆與針聯接；與所述機頭一體形成的抽吸泵，該抽吸泵靠近所述針設置，所述抽吸泵包括與軸聯接的馬達；以及可拆卸支架，該可拆卸支架包括一段 由管保持件保持的撓性管，這段撓性管位於所述軸和所述管保持件之間；其中，所述可拆卸支架包括抽吸管線的一部分。在符合本發明原理的另一個實施例中，本發明提供一種眼科外科手術機頭，包括與操縱杆聯接的驅動器，所述操縱杆與針聯接；與所述機頭一體形成的抽吸泵，所述抽吸泵靠近所述針設置；和位於所述抽吸泵和所述針之間的一段剛性的抽吸管線。應當理解的是，上述的整體描述和接下來的詳細描述僅僅是示例性和解釋性的並且用來提供對所聲稱的本發明的進一步解釋。接下來的描述以及本發明的實際應用闡述並暗示了本發明的其他優勢和目的。


結合併構成說明書一部分的附示了本發明的一些實施例，並連同說明書一起用來解釋本發明的原理。圖I是位於超聲乳化系統的流體路徑中的部件示意圖，該系統包括具有根據本發明原理的一體的抽吸泵的機頭。圖2是具有根據本發明原理的一體的抽吸泵的超聲乳化機頭的方框圖。圖3是具有根據本發明原理的一體的抽吸泵的超聲乳化機頭的方框圖。圖4是具有根據本發明原理的一體的抽吸泵的超聲乳化機頭的一部分的側視圖。圖5是具有根據本發明原理的一體的抽吸泵的超聲乳化機頭的一部分的剖面圖。圖6是用於根據本發明原理的一體的抽吸泵的超聲乳化機頭的可拆卸支架的側視圖。圖7是用於具有根據本發明原理的一體的抽吸泵的超聲乳化機頭的可拆卸支架的透視圖。
具體實施例方式現在詳細參考本發明的示例性實施例，其實例圖示於附圖中。只要可能，相同的附圖標記在整個附圖中用來表示相同或相似的部件。
圖I是位於超聲乳化系統的流體路徑中的各部件示意圖，該系統包括具有根據本發明原理的一體的抽吸泵的機頭。圖I描述了白內障外科手術期間經過眼睛145的流體路徑。各部件包括衝洗源120、可選的衝洗壓力傳感器130、可選的衝洗閥135、衝洗管線140、機頭150、抽吸管線155、可選的抽吸壓力傳感器160、可選的排放閥165、泵170、貯器175和引流袋180。衝洗管線140在白內障外科手術期間向眼睛145提供衝洗液。抽吸管線155在白內障外科手術期間從眼中去除流體和乳化的晶狀體微粒。當衝洗液從衝洗源120流出時，穿過衝洗管線140並流入眼睛145。衝洗壓力傳感器130測量衝洗管線140中衝洗液的壓力。可選的衝洗閥135還提供衝洗的開關控制。衝洗壓力傳感器130可由大量市場上買到的流體壓力傳感器中的任何一種來實現。
機頭150在超聲乳化過程中相對於眼睛145放置。機頭150具有在眼睛中超聲振動以打碎病變晶狀體的空心針(圖2&3中的270)。圍繞所述針布置的套筒提供來自衝洗管線140的衝洗液。衝洗液經過針外部和套筒內部之間的空間。流體和晶狀體微粒通過該空心針吸出。以這種方式，該空心針的內部通道與抽吸管線155流體連通。泵170將抽吸液從眼睛145中吸出。可選的抽吸壓力傳感器160測量抽吸管線中的壓力。可選的排放閥可被用來排放泵170產生的真空。該抽吸流體經過貯器175進入引流袋180。圖2是具有根據本發明原理的一體的抽吸泵的超聲乳化機頭的方框圖。在圖2中，機頭150包括馬達210、軸220、可拆卸支架(cartridge) 230、可選的抽吸壓力傳感器160、驅動器250、操縱杆(horn) 260、針270和抽吸管線280。馬達210使軸220轉動。當泵工作時，可拆卸支架230固定在軸220上。抽吸壓力傳感器160位於可拆卸支架230和眼睛145之間。在圖2中，泵170包括馬達210、軸220和位於可拆卸支架230中的撓性管。在本發明的一個實施例中，軸220具有壓靠在位於可拆卸支架230中的撓性管上的螺旋結構。以這種方式，螺旋型或渦卷型抽吸泵具有馬達210、軸220和位於可拆卸支架230中的撓性管。這在圖4和5中更明顯地圖示和描繪。雖然泵170被描繪為螺旋型泵，其他類型的泵也可使用。抽吸管線280與可拆卸支架230流體聯接。抽吸管線還延伸通過驅動器250、操縱杆260和針270或圍繞驅動器250、操縱杆260和針270延伸。針270的內腔與抽吸管線280流體聯接。如上所述，流體和晶狀體微粒通過針270的內腔被吸出。抽吸泵170通過針270的內腔吸出流體和晶狀體微粒。驅動器250通常是在操縱杆260中產生超聲波振動的超聲波驅動器。操縱杆260通常是聯接到驅動器250和針270的金屬塊。以這種方式，由驅動器250產生的振動被傳遞到操縱杆260和針270。針270放到眼睛裡並進行振動以打碎白內障晶狀體。抽吸壓力傳感器160測量抽吸管線280中的抽吸壓力。雖然圖示為位於可拆卸支架230和驅動器250之間，抽吸壓力傳感器可位於泵170和眼睛145之間的任何位置。抽吸壓力傳感器160可通過許多已知的壓力傳感器裝置中的任何一種來實現。圖3是具有根據本發明原理的一體的抽吸泵的超聲乳化機頭的方框圖。圖3的示例包括圖2的元件加上可選的排放閥165。當存在可選的排放閥165時，其用來為抽吸泵170提供排放路徑。以這種方式，泵170可以在排放閥165打開時排放至例如大氣。可替換地，泵170可排放至該衝洗管線140。如圖3所示，抽吸管線280具有兩條路徑一條路徑經過可拆卸支架230而另一條路徑經過可拆卸支架230周圍。該第二路徑(經過可拆卸支架230周圍的)和相關的排放閥165還可結合到可拆卸支架230中。當排放閥165打開時，由泵170產生的抽吸或真空由於排放至大氣而減少。圖4和5分別是具有根據本發明原理的一體的抽吸泵的超聲乳化機頭的一部分的側視圖和剖視圖。圖4和5更清楚地圖示出可拆卸支架230和泵170的一個示例的細節。在所示示例中，可拆卸支架230包括抽吸管線接頭405、第一管接頭420、管保持件440和杆430。這些部件如圖所示地整合到機架上。可拆卸支架230可從機頭的其餘部分拆卸下來。在圖4和5中所示的可拆卸支架的示例中，抽吸管線接頭405可附接於與外科手術控制臺聯接的抽吸管上。以這種方式，抽吸管線接頭405靠近連接到該外科手術控制臺的機頭端部。管從抽吸管線接頭405延伸到第一管接頭420。該管是可拆卸支架的一部分並且是抽吸管線280的流體部分。管保持件440用於保持位於軸220和管保持件440之間的撓性管(未示出)。軸220 將該撓性管壓在管保持件440上。當軸220轉動時，軸220上的螺旋狀突出部通過該撓性管泵送流體(因而形成螺旋型或渦卷形蠕動泵)。管保持件440是由適合於保持撓性管的剛性材料製成的。該撓性管的一端流體聯接到第一管接頭420，而該撓性管的另一端流體聯接到第二管接頭425。以這種方式，該撓性管成為抽吸管線280的一部分。杆(leVer)430用來將可拆卸支架230固定到機頭的其餘部分上。雖然圖示為杆，也可使用其他機構來將可拆卸支架固定到機頭的其餘部分上。馬達210與軸220聯接並用來使軸220轉動。馬達210是可控的以如下更詳細論述地控制軸220的運動。馬達210通常是直流馬達但是也可以是適合於使軸220轉動的任何一種類型的馬達或驅動器。在圖4和5的示例中，連接器450使通過管保持件440保持的撓性管與機頭接頭415連接。連接器接頭410與機頭接頭415直接或通過另一個部件接合。以這種方式,抽吸路徑經過機頭接頭415、連接器接頭410、連接器450、第二管接頭425、由管保持件440保持的撓性管、第一管接頭420和抽吸管線接頭405。連接器450連接到軸220的一端。以這種方式，連接器450、軸220和馬達210 (以及保持這些部件的框架)附接到驅動器250 (其聯接到操縱杆260和針270)。泵和眼睛之間(即第二管接頭425和針270之間)的抽吸管線的長度最小(約為幾英寸)。另外，泵和眼睛之間的抽吸管線長度是非柔性的(即可以是剛性的)。使泵170和眼睛之間具有一小段非柔性管可消除與現有系統有關的激增。工作過程中，馬達210使軸220轉動。控制器(未示出)控制馬達210的操作。以這種方式，軸220可以任一希望的速度轉動以產生任一希望的抽吸流量和/或真空。此外，如果需要軸220可以停止或沿相反方向轉動。以這種方式，可控制馬達210使軸220沿任一方向轉動。轉動時，軸220通過撓性管抽吸流體並用來通過抽吸管線泵送流體。在另一個示例中，軸220可朝向和遠離管保持件440移動。以這種方式，管保持件440和軸220之間的間距是可改變的，使得撓性管可在軸220和管保持件440之間被夾緊到不同程度。換句話說，軸220可將管保持件440保持的撓性管夾得非常緊，以產生不允許洩漏的泵送動作。可替換地，當軸220運動離開管保持件440時，撓性管夾得沒那麼緊，因此造成洩漏和真空或泵送力不足。軸220相對於管保持件440的位置是可變控制的以調整通過撓性管的洩漏，繼而調整泵產生的真空。在另一個實施例(圖3所示)中，軸220相對於管保持件440的位置是固定的，並且排放閥165可用來產生洩漏，這種洩漏調整泵產生的真空。以這種方式，排放閥165被可變地控制，以控制存在於抽吸管線中的真空值(通過控制經由排放閥165的洩露量)。抽吸真空的控制可基於抽吸壓力傳感器160的讀數進行。抽吸壓力傳感器160位於泵和眼睛之間。以這種方式，抽吸壓力傳感器160精確地讀取非常靠近眼睛的抽吸管線中的壓力狀態。這種讀數可被用來精確控制施加到眼睛上的抽吸真空。圖6和7分別是用於具有根據本發明原理的一體的抽吸泵的超聲乳化機頭的可拆卸支架的側視圖和透視圖。在圖6和7的示例中，可拆卸支架包括抽吸管線接頭405、第一管接頭420、管保持件440、杆430和開口 605。開口 605與第二管接頭425接合，如圖5所示。一個撓性管位於第一管接頭420和開口 650之間。圖6和7中的可拆卸支架230是可重複使用或一次性的。在一個實施例中，可拆卸支架是可重複使用的而撓性管是一次性的。在另一個實施例中，可拆卸支架以及撓性管都是一次性的。
本發明的設計允許抽吸泵170非常靠近眼睛145。抽吸泵170和眼睛145之間的距離可以非常小-約為幾英寸。靠近眼睛145放置抽吸泵170允許位於泵170和眼睛145之間的抽吸管線很短。此外，位於泵170和眼睛145之間的這段抽吸管線可以是剛性的(例如管線可以由不鏽鋼製成)。形成位於泵170和眼睛145之間的抽吸管線的這種長度很短的非柔性材料消除了所有與傳統超聲乳化系統有關的激增效應。在傳統超聲乳化系統中，抽吸泵位於控制臺上。相對較長的撓性管(六英尺或更長)位於抽吸泵和眼睛之間。相對較長的撓性管的柔性很大-可以根據真空壓力的變化伸縮。這種柔性導致如前所述的激增。通過將抽吸泵結合到機頭(並且使其非常靠近眼睛放置)以及在抽吸泵和眼睛之間具有很短的非柔性管，這種激增可被消除，因而進行更安全更有效的外科手術。由上可知，可以理解的是，本發明提供一種用於超聲乳化外科手術的加壓注射和抽吸系統。本發明提供一種更精確控制流體壓力和/或流量的裝置。本發明在此時通過舉例方式圖示的，本領域普通技術人員可以進行各種改進。考慮在此公開的本發明的說明書和實際應用，本發明的其它實施例對本領域技術人員來說是顯而易見的。意味著說明書和實施例都被認為僅僅是示例性的，本發明的真正範圍和本質由接下來的權利要求來表示。
權利要求
1.一種眼科外科手術機頭,包括 與操縱杆聯接的驅動器，所述操縱杆與針聯接； 與所述機頭一體形成的抽吸泵，所述抽吸泵靠近所述針設置；以及 與所述抽吸泵接合的可拆卸支架； 其中，所述可拆卸支架包括抽吸管線的一部分。
2.如權利要求I所述的機頭，其中，所述抽吸泵還包括 馬達；以及 與所述馬達聯接的軸，所述軸與所述可拆卸支架接合。
3.如權利要求2所述的機頭，其中，所述軸還包括 從所述軸向外延伸的螺旋狀突出部。
4.如權利要求I所述的機頭，其中，所述可拆卸支架還包括 用於保持一段撓性管的管保持件；以及 用於將所述可拆卸支架固定到所述抽吸泵的杆。
5.如權利要求I所述的機頭，還包括 位於所述針和所述抽吸泵之間的一段剛性的抽吸管線。
6.如權利要求I所述的機頭，還包括 位於所述抽吸泵和所述針之間的抽吸壓力傳感器。
7.如權利要求I所述的機頭，還包括 與所述抽吸泵平行設置的排放閥，所述排放閥被可變地控制，從而可變地控制由所述抽吸泵產生的真空。
8.如權利要求2所述的機頭，其中，所述軸能朝向和遠離所述可拆卸支架運動，使得所述軸相對於所述可拆卸支架的位置確定由所述抽吸泵產生的真空壓力值。
9.一種眼科外科手術機頭,包括 與操縱杆聯接的驅動器，所述操縱杆與針聯接； 與所述機頭一體形成的抽吸泵，所述抽吸泵靠近所述針設置，所述抽吸泵包括與軸聯接的馬達；以及 可拆卸支架，所述可拆卸支架包括由管保持件保持的一段撓性管，這段撓性管位於所述軸和所述管保持件之間； 其中，所述可拆卸支架包括抽吸管線的一部分。
10.如權利要求9所述的機頭，其中，所述軸還包括 從所述軸向外延伸的螺旋狀突出部。
11.如權利要求9所述的機頭，其中，所述可拆卸支架還包括 用於將所述可拆卸支架固定到所述抽吸泵的杆。
12.如權利要求9所述的機頭，還包括 位於所述針和所述撓性管之間的一段剛性的抽吸管線。
13.如權利要求9所述的機頭，還包括 位於所述抽吸泵和所述針之間的抽吸壓力傳感器。
14.如權利要求9所述的機頭，還包括 與所述抽吸泵平行設置的排放閥，所述排放閥被可變地控制，從而可變地控制由所述抽吸泵產生的真空。
15.如權利要求9所述的機頭，其中，所述軸能朝向和遠離所述管保持件運動，使得所述軸相對於所述管保持件的位置確定由所述抽吸泵產生的真空壓力值。
全文摘要
一種眼科外科手術機頭包括聯接到操縱杆的驅動器。該操縱杆聯接到針。抽吸泵與該機頭一體形成並且靠近該針設置。該抽吸泵包括聯接到軸上的馬達。可拆卸支架包括一段由管保持件保持的撓性管。這段撓性管位於所述軸和所述管保持件之間。該可拆卸支架包括抽吸管線的一部分。
文檔編號A61M5/142GK102844058SQ201080056922
公開日2012年12月26日 申請日期2010年12月6日 優先權日2009年12月15日
發明者G·P·索倫森, G·R·薩斯曼, L·L·胡德 申請人:愛爾康研究有限公司