使用手術窺鏡期間優化和維持手術區可視化的系統和方法

2023-10-05 20:57:49

專利名稱：使用手術窺鏡期間優化和維持手術區可視化的系統和方法
技術領域：
本發明總地涉及手術窺鏡，並且特別是用於在使用例如腹腔鏡的手術窺鏡時，優化和維持手術區的可視化。
背景技術：
利用手術窺鏡的微創外科手術是理想的，因為它們通常可以提供一個或多個下述的優點失血減少；手術後患者的不適感減少；恢復和住院的時間縮短；切口更小；以及內部器官更少暴露在可能的汙染中。通常，微創外科手術使用例如腹腔鏡的窺鏡，當外科手術進行時，窺鏡使得患者體內的手術部位實現遠程可視化。在腹腔鏡手術期間，通過兩個或更多個相對小的切口進入患者的腹腔或盆腔，而不是通過典型地在常規外科手術中的一個單獨的大切口進入患者的腹腔或盆腔。例如腹腔鏡的手術窺鏡通常由部分剛性的或相對剛性的棒或杆組成，該棒或杆在其一端具有物鏡，而在另一端具有目鏡和/或整合的視覺顯示器。窺鏡也可以連接到遠程視覺顯示裝置或攝像機，以記錄手術過程。在腹腔鏡手術中，通常通過使用吹入器而利用氣體使腹部膨脹，通過將腹壁提高到內部器官之上以擴張腹部的空間，從而為外科醫生創造足夠的工作和觀察空間。二氧化碳通常用於吹入法，然而也可以使用其他合適的氣體。常規吹入器適於開啟和關閉循環以維持患者體腔中預設的和合適的壓力。患者腹部空間內的局部環境一般比較溫暖和潮溼，使用例如諧波手術刀的裝置和其他切割和凝固的裝置會引起霧、煙和釋放到手術區內的其他碎片，並且碎片常常在整個擴大的腹部空間內懸浮著。此外，血液、體液、組織碎片、脂肪或其他身體材料可能會接觸到鏡頭甚至粘附到鏡頭。這些情況會導致通過窺鏡的可視化顯著降低。一般地，對鏡頭上的霧和積聚的碎片的唯一的解決辦法是將窺鏡從體腔內移除並通過用布擦拭、使窺鏡末端變溫暖，或利用其他除霧方法來除霧或清潔鏡頭。而為了對鏡頭除霧和移除碎片必須要移除
4窺鏡，這對於窺鏡操作者和外科醫生都不方便，並且會中斷和不期望地延長手術進程。

發明內容
本發明的一個方面提供了一種視野優化組件，所述視野優化組件具有偏轉器組件，所述偏轉器組件具有重要的物理、氣動和光學特性，使得微創外科手術期間的術中除霧、手術碎片偏轉和鏡頭清潔成為可能，同時還維持了該手術部位的可視化。在使用時，所述視野優化組件使得維持所述手術部位可視化的手術方法得以實現，而該手術方法避免出於鏡頭清潔或除霧的目的，從所述腹腔移除腹腔鏡12。本發明的另一個方面提供了一種視野優化組件，所述視野優化組件具有快速更換特性。在使用時，所述快速更換特性使得維持清晰的可視化的手術方法得以實現，該方法包括能使全部所述無菌操作區上的具有不同操作特性的腹腔鏡(例如，具有不同末端角度、 長度或直徑的腹腔鏡)快速更換，而不會干擾所述無菌操作區上預先存在的手術安排。所述視野優化組件與現有的一套微創器械整合。它不會干擾所述手術安排，並且只需要在外科手術室(OR)團隊的流程或習慣中作最小的變化。


圖IA是視野優化組件的一定程度上的示意圖，該視野優化組件與具有0°杆末端
的腹腔鏡一起使用。圖IB是大致沿著圖IA的線1B-1B截取的鞘套的剖視圖，顯示了內部的流體流動內腔。圖2A是視野優化組件的一定程度上的示意圖，該視野優化組件與具有成角度的杆末端的腹腔鏡一起使用。圖2B是大致沿著圖2A的線2B-2B截取的鞘套的剖視圖，顯示了內部的流體流動內腔。圖3A是圖IA或圖2A顯示的視野優化組件所包含的歧管的放大透視圖，包括圖IA 或圖2A顯示的導管組所包含的快速更換連接件，和快速更換連接器，連接器和連接件未連接。圖;3B是大致沿圖3A的線;3B-;3B截取的剖視圖，顯示了常閉的單通道止回閥。圖4A是圖3A顯示的導管組的快速更換連接件和包括快速更換連接器的歧管的放大的透視圖，但是連接器和連接件當前已連接。圖4B是大致沿圖4A的線4B-4B截取的剖視圖，顯示了通過快速更換連接器和連接體連接從而打開的單通道止回閥。圖5A⑴和5A⑵是偏轉器組件的放大分解圖，該偏轉器組件與具有0°杆末端的
腹腔鏡一起使用。圖5B(1)和5BQ)是偏轉器組件的放大分解圖，該偏轉器組件與具有成角度的杆末端的腹腔鏡一起使用。圖6是圖5A和5B顯示的偏轉器組件的重要的物理、氣動，和光學特性的示意圖。圖7-34繪示了一個代表性的方法，包括視野優化組件的設置和使用，該方法由技術員/手術室人員使用無菌技術實現。
具體實施例方式儘管在此的描述是詳細和精確的，使得本領域的技術人員可以實踐本發明，然而此處描述的具體實施例僅僅是本發明的示例，本發明也可以用其他特定結構表現。雖然優選的實施例已被描述，但可以在不脫離由權利要求所限定的本發明的情況下，改變細節部分。I視野優化組件A 概述圖1A/1B和圖2A/2B顯示了與最先進的腹腔鏡12—起使用的視野優化組件10。在圖1A/1B中，腹腔鏡12具有0°的(鈍的)杆末端，在圖2A/2B中，腹腔鏡具有成角度的杆末端(例如，30°的杆末端或45°的杆末端)。視野優化組件10的部件可由塑料材料(擠壓和/或模製)製得，但也可以使用其他合適的材料，如金屬或複合材料，或它們的組合。正如將會對視野優化組件10更詳細地描述的，視野優化組件10使得在微創手術中的手術中除霧、手術碎片偏向和腹腔鏡鏡頭的清潔變得容易，同時還可以維持手術部位的可視化。視野優化組件10旨在作為單獨使用的一次性腹腔鏡附件。視野優化組件10理想地成為用於無菌手術區即時設置和使用的無菌附件。如圖IA和2A所示，視野優化組件10包括多內腔的鞘套組件14，其安裝在腹腔鏡 12的杆上。杆的端部的尺寸和形狀設成與相應的腹腔鏡12的尺寸和形狀相匹配，具有圖 IA所示的鈍的末端和圖2A所示的成角度的末端。組件10包括將鞘套14連接到現有的無水二氧化碳(CO2)吹入迴路的導管組16。在使用時，視野優化組件10使得用於維持手術部位清晰可視化的手術方法得以實現，該方法無需出於鏡頭清潔或除霧的目的而將腹腔鏡12從腹腔移除。更進一步地，視野優化組件10還可以使得用於維持清晰可視化的手術方法得以實現，該方法包括能使全部位於無菌操作區的具有不同操作特性的腹腔鏡(例如，具有不同末端角度、長度或直徑的腹腔鏡)進行快速更換，而不會干擾無菌操作區預先存在的手術安排。視野優化組件10 與現有的一套微創器械整合。它不會干擾手術安排，只需要在外科手術室(OR)團隊的流程或習慣中作最小的變化。視野優化組件10理想地是經封裝的，用在無菌剝離袋中(見圖7)。也可以如圖 IA和圖2A所示的，袋容納視野優化組件10的部件，包括鞘套14和與鞘套14組裝的歧管 18，歧管18包括快速更換連接器20 ；導管組16，導管組16包括與歧管18上的快速更換連接器20相匹配的快速更換連接件22 ；和(可選地)通風裝置M。B鞘套/歧管組件如圖IA和圖2A所示，鞘套14/歧管18組件包括鞘套14，鞘套14的尺寸和形狀設成用於收納具有規定末端角度、長度和直徑的腹腔鏡12。鞘套14包括形成在與鞘套14的遠端相鄰處的停止件26(見圖5AQ)和5BQ)。停止件沈防止腹腔鏡12前進超過鞘套14 的遠端，從而在腹腔鏡12的遠端的鏡頭停留為與鞘套14的遠端處於所期望的大致上有共同邊界的對準狀態。鞘套14還包括在其近端的鎖圈28，以與腹腔鏡12摩擦接合，阻止腹腔鏡12從鞘套14中軸向退出。在使用時，期望在手術準備期間，由手術助理護士將腹腔鏡12插入到鞘套14中(見圖8-11)。組裝的腹腔鏡和鞘套14隨後作為一個單元在需要的時間交給手術室(OR) 臺上的人員。腹腔鏡12隨後由手術室臺上的人員以傳統的方式連接到光纜30(引導光以照亮手術區)和攝像機電纜32 (從窺鏡得到圖像並將圖像顯示在手術室的監視器上)(見圖14)。鞘套14的尺寸和形狀設成不幹擾腹腔鏡12的這項正常設置。在使用時，組裝的腹腔鏡和鞘套14被作為一個單元，通過套管針放入體腔(例如， 腹腔)，用於在手術操作時進行觀察(見圖16)。如圖IA和2A所示，並進一步如圖3A所示，鞘套14/歧管18組件還包括在鞘套14 的近端的歧管18。將與多個內腔(5個，34-42)連通的歧管18示於示例性的實施例中)，多個內腔形成在鞘套14的壁中(見圖IB和2B。在使用時，內腔34-42將無水的(X)2遞送到鞘套14的遠端；從鞘套14的遠端通過歧管18通風或排氣；並且，如果需要的話，輸送無菌流體和多股空氣到鞘套14的遠端。在代表性的實施例中(見圖IB和2B)，兩個內腔34和 36用於運輸(X)2 ；兩個內腔40和42用於通風；一個內腔38用於運輸無菌流體或空氣。C導管組如前所述，導管組16包括快速更換連接件22，其與歧管18上的快速更換連接器 20匹配(見圖3ΑΛΒ和4A/4B)。導管組16包括具有單獨端連接件(最好如圖IA和2A所示)的撓性醫療級長度的導管，單獨端連接件連接到現有的(X)2吹入迴路，並且如果需要的話，連接到無菌手術區(例如，袋或注射器)上的無菌流體來源(鹽溶液或無菌水，較佳地具有「表面活性劑」)。導管組16包括Y型連接器44，Y型連接器44將吹入迴路的無水的 CO2的輸出分為用於與插入到體腔內的吹入套管針相連接的第一分支46(如將在下文中描述的那樣)，和與快速更換連接件22相連接的第二分支48。第二分支48將小部分的二氧化碳輸出(例如，20%或更少)轉送到快速更換連接件22。如圖;3B和4B所示，快速更換連接件22包括單通道止回閥50，單通道止回閥50與導管組16的第二分支48連通。在繪示的實施例中，止回閥50包括球閥。吹入壓力通常將球閥50壓到球閥座52上(如圖;3B所示)。當快速更換連接件22與歧管18上的快速更換連接器20匹配時，歧管18內的凸起M使得球閥50從球閥座52移出(如圖4B所示)。 使得球閥50不在落座位置，開啟通過止回閥50的流動連通。當導管組16上的快速更換連接件22不與歧管18上的快速更換連接器20連接時，止回閥50保持關閉，在通常情況下阻止二氧化碳流通過第二分支48。因此，導管組16適應於將整個(X)2輸出通過導管組16供應到吹入套管針的布置， 從而與導管組16到鞘套14的歧管18的連接分開和獨立開。如圖3A和4A進一步所示，快速更換連接件22上的承載在彈簧偏置按鈕58上的閂鎖56 「咔嗒一下(click) 」進入歧管18上的快速更換連接器20上的制動器60內，以可靠地將連接件22和連接器20鎖在一起以供使用，從而打開止回閥使(X)2流動通過第二分支48(如圖4A/4B所示)。鬆開按鈕58會使得快速更換連接件22和連接器20分開，止回閥50將會響應於第二分支48內的吹入壓力而關閉(如圖3ΑΛΒ所示)。打算在將腹腔鏡12連接到光纜30和攝像機電纜30後，在標準的過程中在手術臺上使得歧管18上的快速更換連接器20連接到導管組16上的快速更換連接件22(見圖 15)。當連接時，單通道止回閥50打開，歧管18從CO2吹入迴路引導小部分C02。打算在移
7除和/或更換腹腔鏡12後，也是在標準的過程中在手術臺上使得歧管18上的快速更換連接器20與導管組16上的快速更換連接件22脫開(見圖22)。D通風裝置通風裝置M (見圖IA和2A)包括具有管道膜(inline membrane) 62的導管，管道膜62限制空氣流動通過導管。導管的近端的尺寸和形狀設成可與傳統的套管針的旋塞閥連接，如將在下文描述的那樣。在使用時，通風裝置M提供可控的(X)2從手術腔的洩漏，也同樣如在下文進行更詳細地描述的那樣。E偏轉器組件1. 二氧化碳鞘套14包括在其遠端的偏轉器組件64(用於鈍的杆末端，見圖5A(1)和5A⑵和用於成角度杆末端，見圖5B(1)和5B(2))。偏轉器組件64伸出超過鞘套14的遠端一預定的距離，從而也超過在腹腔鏡12的遠端的鏡頭一預定的距離。偏轉器組件64與鞘套14內的內腔連通。偏轉器組件的尺寸和形狀設成用以從吹入迴路引導小部分CO2,以規定的流動路徑和流動速度不斷橫過腹腔鏡鏡頭。由偏轉器組件64建立的理想的(X)2的流動路徑和流動速度不斷地橫過腹腔鏡鏡頭生成「風切變」。無水CO2的風切變路徑防止起霧。由偏轉器組件64建立的理想的CO2的流動路徑和流動速度不斷地橫過腹腔鏡鏡頭還理想地有助於在手術期間使煙和手術碎片偏轉離開腹腔鏡鏡頭。2.偏轉器組件的物理、氣動和光學特性偏轉器組件64的尺寸和形狀是由幾個有時重疊的考慮因素定義和限制的，這些考慮因素包括(i)規定的物理特性，因為需要以儘可能微創的方式進入手術環境，並且需要與最先進的腹腔鏡和其他腹腔鏡手術器械和技術相容，這些物理特性是強制性的要求; ( )規定的氣動特性，因為需要在通過腹腔鏡鏡頭的(X)2的流動路徑和流動速度的方面生成特定的「風切變」效果，這些氣動特性是強制性的要求；和(iii)規定的光學特性，因為需要防止幹擾通過腹腔鏡12的視野和手術區的可視化，這些光學特性是強制性的要求。3.物理特性為了微創進入而對尺寸和形狀的需求要與最先進的腹腔鏡器械和技術相容，這是首要的。這些需求對鞘套14的最小內徑和鞘套14的最大外徑強加了限制。由於提供的最先進的腹腔鏡具有不同的杆直徑、長度和鏡頭形狀，鞘套的尺寸和形狀為了與其相容而變化。實際上，視野優化組件10包括一套設計成不同尺寸和形狀的鞘套14/歧管18組件，以適應不同等級的腹腔鏡，使得與所用的那套最先進的腹腔鏡相容成為可能。例如，最先進的腹腔鏡包括IOmm腹腔鏡，5mm腹腔鏡，和，在這些尺寸內，0°杆末端，30°杆末端，和45°杆末端。進一步地，在這些等級的腹腔鏡內，窺鏡和窺鏡之間，以及製造商和製造商之間，製造公差通常各不相同。用於給定的腹腔鏡等級(例如，IOmm或5mm) 的給定的鞘套14/歧管18組件理想地要考慮到這些通常的製造和製造商之間的差異，並且理想地將尺寸和形狀設成適合在給定的腹腔鏡等級中遇到的最大窺鏡差異。為了將鞘套14內的流體流動內腔區域最大化，給定的鞘套14的最小的內徑必須緊密符合選擇使用的腹腔鏡12的特定等級狀態的杆的最大外徑，鞘套14必須以平滑的，滑動的配合容納選擇使用的腹腔鏡12。進一步地，腹腔鏡杆的外徑和鞘套14內徑之間的間隙必須最小化以避免血液和流體從手術區的傳輸和洩漏。仍進一步地，最小化間隙還可確保腹腔鏡12在鞘套14內的自動定心，從而確保通過腹腔鏡鏡頭的如實的和精確的可視化。例如，對於典型的IOmm等級的腹腔鏡12，測量值為0. 392英寸，鞘套14的內徑製造成0. 405英寸，從而提供厚度為0. 0064英寸的間隙。對於5mm等級的5mm腹腔鏡12，測量值為0. 196英寸，鞘套14的內徑製造成0. 218英寸，從而提供厚度為0. 011英寸的間隙。用於微創進入的鞘套14的最大外徑必須考慮套管針的最小內徑，最大外徑不能超過此最小內徑。例如，典型的IOmm套管針，其測量值為0. 509英寸，鞘套14的外徑製造成0. 486 英寸，從而提供厚度為0. 0115英寸的間隙。典型的5mm套管針，其測量值為0. 324英寸，鞘套14的外徑製造成0. 300英寸，從而提供厚度為0. 012英寸的間隙。理想的是，在所使用的腹腔鏡器械和技術的給定的特定尺寸和形狀的限制下，儘可能地最大化外徑。這是由於，鞘套14的內徑和外徑共同限定了鞘套的壁厚度Sw。壁厚度 Sw以及鞘套14的長度，相應地，限定了可用於通過鞘套14傳輸(X)2和流體的最大區域。用於供應(X)2的流體流動內腔或多個內腔的區域，相應地，限定了通過偏轉器組件64引導的 CO2的最大流量。流量應該在選用的吹入器的最小給定輸出時足夠用以供應足以防止起霧的穿過腹腔鏡12的鏡頭的無水C02。還有會影響(X)2對鏡頭除霧效果的是無水(X)2的水含量。給定相同的流量，無水CO2中存在的水越少，則組件的除霧能力越強。進一步地，理想的流量應該也是足以在手術期間使煙和手術碎片偏轉，遠離腹腔鏡的視野，從而由偏轉器組件64引導的無水(X)2既可以除霧也可以使碎片偏轉。與常規吹入器一起使用的醫療級(X)2通常為純度99 %，S卩，不超過1 %的氣體不是 CO2,並且這樣的醫療級無水(X)2 —般具有以體積記為百萬分之25的最大含水量。通常情況下，最先進的吹入器迴路傳遞無水(X)2的最大流量約為每小時20升。通常情況下，吹入器迴路會感應到迴路內的壓力並且在感應到的壓力在15mmHg或高於15mmHg時關閉循環，在感應到的壓力低於15mmHg時開啟循環。給定了上述鞘套尺寸，並給定了典型醫療級無水(X)2的供應，至少每分鐘約1. 0升的流量對於實現這個目標是很重要的。給定了上述尺寸和典型醫療級無水CO2的供應，每分鐘小於0. 8升的流量則不足以防止腹腔鏡鏡頭上的明顯的溼氣積聚。在一個代表性的實施例中，對於具有0. 405英寸的內徑和0. 486英寸的外徑，和 11. 25英寸的長度的鞘套14 (其適於供典型的IOmm腹腔鏡通過，且其自身通過常規的套管針)(例如，Sw = 0. 081英寸)，鞘套壁內的可用總面積為0. 056平方英寸。基於上述壁內 (內，外，和徑向的)所需的結構性支持，供內腔傳輸流體的可用總面積是0. 027平方英寸。在一個代表性的實施例中，所有內腔的區域由5個內腔34-42佔據，兩個用於傳輸 CO2 (34和36)，一個用於無菌流體(38)，和兩個用於被動式排氣通風(40和42)。每個內腔的區域可以通過選擇內腔的幾何形狀以最大化。在一個代表性的實施例中，內腔的幾何形狀一般為三角形或具有圓角的餅狀。將鞘套14內的內腔分隔開的徑向壁的尺寸設成使內腔之間的間隔最小化。在一個代表性的實施例中，(X)2的運輸是通過兩個內腔34和36完成的，內腔34和 36以大約175度圍繞鞘套14的外圓周延伸並且包括0. 013平方英寸的流動面積。無菌流體的運輸是通過一個內腔38完成的，這個內腔包括0. 003平方英寸的流動面積。排氣通風是通過兩個內腔40和42完成的，這兩個內腔包括0. 011平方英寸的流動面積。排氣內腔 40和42的遠端開口理想地與鞘套的遠端間隔開，以防止血液和流體的攝取。4.氣動特性如用圖解法在圖6中示出的，偏轉器組件64必須在腹腔鏡鏡頭上方伸出規定的橫向距離，從而限定了偏轉寬度X，足以將軸向流動通過鞘套14的內腔(例如，沿著腹腔鏡杆的軸線)的CO2的方向變為非軸向地，橫過腹腔鏡鏡頭的橫向路徑(例如，相對於腹腔鏡杆的軸線成一定角度)。儘管如此，偏轉寬度X的距離不應該延伸到那個會妨礙腹腔鏡鏡頭的視野的點。這是偏轉器組件64氣動特性與光學特性重疊的一個例子。進一步的光學特性將在下文作更詳細的描述。偏轉器組件64還必須軸向伸出以超過鞘套14的遠端邊界一規定的軸向距離，從而限定了空氣通道距離Y，足以維持CO2以足夠接近(鄰近)腹腔鏡鏡頭的一距離沿著由偏轉寬度X劃定界限的路徑流動，以獲得所期望的剪切流的效果，但是不會形成急速的流動彎曲，該彎曲可能會導致期望的(X)2流速降低。偏轉寬度X和通道距離Y共同限定了偏轉器組件的氣動特性。在期望的最小流速下，氣動特性生成了流動路徑，該流動路徑以所期望的流動速度不斷地橫過腹腔鏡鏡頭輸送CO2,簡稱為「風切變」。CO2 「風切變」橫過腹腔鏡鏡頭的氣動特性防止在手術期間起霧， 理想地還使得煙和手術碎片偏轉，離開腹腔鏡鏡頭的視野。由偏轉寬度X和通道距離Y限定的氣動特性共同產生了出口角度Aexit,在腹腔鏡鏡頭的平面和偏轉器組件64的終端邊緣之間測量出口角度Aexit。出口角度Aexit必須小於最大為45度的角度，否則(X)2的流動路徑不足以既橫過又鄰近腹腔鏡鏡頭。為了維持期望的出口角度Aexit，通道距離Y應該至少與鞘套的壁厚度Sw相等，並且不應該超過鞘套的壁厚度SwW 1.5倍。偏轉寬度X應該至少等於通道寬度Y的兩倍，但是不能延伸到腹腔鏡鏡頭的視野內。5.光學特性偏轉器組件64的光學特性被選擇為(i)不阻擋或減少由腹腔鏡12所提供的手術區的照明圖像；(ii)不降低由手術區上的腹腔鏡12所提供的照明強度；和(iii)防止腹腔鏡12的鏡頭上的照明光線的反射。如上所述，最大的偏轉寬度X考慮了理想的光學特性中的一項；也就是說，偏轉寬度X不應該妨礙腹腔鏡鏡頭的視野。為了防止照明減弱，偏轉器組件64理想地由具有高透光性能(例如，透明度)的材料製成，從而不會干擾光線通過光纜30到達手術區上的通道，和被反射的圖像傳輸到腹腔鏡12的攝像機電纜32的通道。進一步地，偏轉器組件64的材料和表面光潔度必須引起最小程度的光反射。在一個代表性的實施例中，偏轉器組件64由拜爾模克隆(Bayer Makrolen) Rxl805製成，拜爾模克隆Rxl805具有限定為SPI/SPE A-3的表面光潔度。6.方向如前所述，CO2傳輸是通過兩個內腔34和36完成的，內腔34和36以大約175度圍繞鞘套14的外圓周延伸。對於0°的杆末端(見圖5A)，偏轉器組件64相對於腹腔鏡鏡頭的方位是不那麼重要的。然而，對於成角度的杆(例如，30°的杆末端或45°的杆末端)
10(見圖5B)，偏轉器組件64相對於腹腔鏡鏡頭的方位是很重要的。如圖5B所示，典型的腹腔鏡12的成角度末端具有高端66和低端68。鏡頭在高端 66和低端68之間傾斜成規定的角度。在具有成角度的末端的腹腔鏡12內，照明電纜30 (將光線傳送到手術區上)設置在成角度的末端的高端66，攝像機電纜32 (將反射光線傳回攝像機)設置在成角度的末端的低端68。為了在成角度的末端上提供理想的風切變效果，偏轉器組件64相對於傾斜的腹腔鏡鏡頭定向是很重要的，由此引導(X)2流從末端的低端68朝末端的高端66橫過鏡頭的傾斜平面。在這樣的布置下，除霧和碎片偏轉路徑靠近攝像機電纜32而產生，從而有效地構成了手術室團隊的眼睛。這樣的布置，理想的出口角度Aexit引導(X)2的流動路徑足以橫過和鄰近腹腔鏡鏡頭的傾斜平面，以達到最優的除霧和碎片偏轉。F.無菌流體衝洗如前所述，如果需要的話，導管組16也可以包括，與快速更換連接件22連接的，一根尺寸和形狀設成用於連接無菌流體的來源72的導管70，如鹽溶液或無菌水(如圖IA和 2A所示)。優選地，無菌流體包括溶解的「表面活性劑」，該表面活性劑通過減少油和水分子之間的接觸面的表面張力而穩定油和水的混合物(如脂肪)。歧管18上的快速更換連接器20 (見圖3ΑΛΒ和4A/4B)還可以包括整體地連接無菌流體導管70的開口，以引導無菌流體通過鞘套14內分隔的內腔38到達鞘套14的遠端。 偏轉器組件64引導無菌流體橫過腹腔鏡鏡頭。如圖1A/2A所示，無菌流體導管70，如果存在，理想地包括管道抽吸裝置(in-line pumping device) 720管道抽吸裝置72的尺寸和形狀設成可按手術室臺上個人的需求操作以通過歧管18將多股無菌流體通過內腔輸送到達鞘套14的遠端。管道抽吸裝置72和來源可以是整合在一起的，並包括，例如填充有無菌流體的20cc注射器，並且注射器通過導管盧爾鎖(luer-lock)連接到鹽溶液導管。可替代地，管道抽吸裝置72和來源可以是分開的，並包括，例如，無菌流體的袋子，導管組16的鹽溶液導管上為尖物連接從而以傳統方式開啟與該袋子的連通；和管道擠壓球形物或類似物，以從袋中泵出一股無菌流體到快速更換連接件22。 在這種布置中，偏轉器組件64的尺寸和形狀也設成可以弓丨導一股無菌流體以期望的路徑橫過腹腔鏡鏡頭。多股無菌流體用於衝洗掉鏡頭端部的可能最終積聚的碎片，從而清潔鏡頭。然後，由導管組16內的擠壓泵74通過偏轉器組件64供應的多股空氣(見圖 1A/2A)用於清除鏡頭上的殘留流體滴並使其離開偏轉器組件64，以維持由偏轉器組件64 建立的不斷地橫過腹腔鏡鏡頭的(X)2的期望的流動路徑和流動速度，以維持可接受的視野。在一個示例性的實施例中(見圖5A和5B)，偏轉器組件64沿著多條獨立的分散通道76(所示的為3個)引導多股的無菌流體或空氣。分散通道76以扇動的形式分配多股無菌流體或空氣橫過腹腔鏡12的鏡頭。在一個示例性的實施例中，分散通道76在與CO2 的路徑大致成90度的路徑上排出多股無菌流體或空氣。無菌流體路徑相對於(X)2路徑橫過鏡頭的這個方位，對於有效的鏡頭清潔是最理想的，既適用於0°的杆末端，也適用於成角度的末端(例如，30°的杆末端和45°的杆末端)。II .視野優化組件的使用視野優化組件非常適於用作一次性使用的一次性腹腔鏡附件裝置，以方便微創手術期間的(由於無水CO2流的)術中除霧和碎片偏轉和(由於一股無菌流體，優選地包括「表面活性劑」的)腹腔鏡12的鏡頭的清潔，同時還維持手術部位的可視化。圖7-34繪示了一個代表性的方法，包括由有資格的技術人員/手術室人員進行的使用無菌技術的視野優化組件的準備和使用。該過程可以被納入隨同包裝一起的書面使用說明書。說明書也可以是單獨提供的，例如，具體體現為單獨的指導手冊，或視頻或音頻磁帶，CD或DVD。使用說明書也可以通過網際網路網頁獲得。說明書可以指導手術室準備工作，剝開外袋，外袋內有視野優化組件的部件(如圖7所示)，以及移除無菌區上的無菌物。將鞘套14/歧管18組件小心地移除，以防止對鞘套14的壁或它的遠端的損壞，並且也將導管組16和通風裝置M在進行必要的連接之前保持在無菌區上。在安裝時(參見圖8和圖9)，鞘套14 (具有歧管18，其在製造時整體地連接到鞘套14，稱為鞘套組件)可以組裝到相應的腹腔鏡12上。在這個代表性的實例中，假設手術室團隊計劃使用0度的腹腔鏡12 (見圖8和9)和至少一個成角度的腹腔鏡12 (見圖10和 11)，例如，30度和/或45度的腹腔鏡12。因此，在安裝時，用於選擇使用的每個腹腔鏡12 的鞘套組件將會預先組裝到相應的腹腔鏡12上。如圖8和10所示，當抵著一個手或指尖輕輕地按壓鞘套組件的末端時，腹腔鏡12 可以向下插入鞘套14中。鞘套14的尺寸和形狀設成使得腹腔鏡12將順利滑動通過鞘套 14。繼續插入，直到腹腔鏡12的鏡頭和遠端邊緣抵著鞘套14的遠端端部處的停止件而落座。腹腔鏡12將抵著停止件沈在鞘套14內「降至最低點(buttom out) 」，從而確保鏡頭和偏轉器組件64正確的軸向對準。如果腹腔鏡12是成角度的(如圖10所示)，相應的鞘套組件也將會包括對準叉狀導向件78。窺鏡的燈柱坐落在對準叉狀導向件78內，從而確保成角度的鏡頭和偏轉器組件 64之間正確的旋轉對準。腹腔鏡12 (現在完全插入到鞘套14中)歧管18在手的支撐下，由手術室準備團隊的成員在期望的方向上旋轉鞘套組件上的鎖圈28，期望的方向例如為順時針(見圖9和 11)，由鎖圈觀上的箭頭指示出，直到感觸到牢固的停止(例如，大約旋轉1/3後)。鎖圈 28上的對準標記和歧管18上的對準標記的定位有助於直觀地確認腹腔鏡12相對於鞘套 14被固定而不能軸向移動。吹入器設置在無菌區外。一旦患者在無菌區上用布簾遮蓋，預計將吹入器的輸出導管的端部(源於無菌區外的吹入器)帶入到無菌區。還預計將用於腹腔鏡12的光纜30 和攝像機電纜32帶入到無菌區。如圖12和13大致所示，手術室團隊製造切口以獲得進入體內的腹腔鏡操作部位的入口，例如，通過腹部壁進入腹腔。通過切口插入具有旋塞閥的第一套管針(其可以是光學套管針的形式)。或者，根據醫生的偏好，可以在只有皮膚切口的情況下推動第一套管針通過腹部壁。一旦第一套管針到達它的合適位置，從第一套管針移除填塞器(套管針的鋒利的內部插入件)。將無菌區上的導管組16的吹入器管道連接到無菌區上的吹入器迴路的輸出導管。將無菌區上的導管組16的第一分支46連接到第一套管針的旋塞閥(見圖13)，第一分支46源於Y型連接器44。打開旋塞閥，並開啟吹入器。吹入迴路的CO2輸出通過第一套管
12針使腹部膨脹。在這期間(見圖8和10)，當吹入器通過第一分支46供應CO2時，無菌區上的導管組16的第二分支48，以及整體地與它附接的快速更換連接件22可以在無菌區上保持自由的、未連接的狀態，第二分支48也源自Y型連接器44。快速更換連接件22內的單通道止回閥用於阻止(X)2流通過第二分支48，即使當吹入器通過第一分支46供應(X)2時。目前，吹入器迴路的整個(X)2壓力通過第一分支46傳遞到第一套管針。將選用的第一腹腔鏡12在合適的時間交給手術室臺處的人員，選用的第一腹腔鏡12已由手術室準備團隊如已述的那樣預先插入到鞘套14內。在無菌區上，手術室臺處的人員將光纜30和攝像機電纜32連接到腹腔鏡12 (見圖14)。在無菌區上，手術室臺處的人員現在將導管組16的快速更換連接件22連接到歧管18的快速更換連接器20(見圖 15)。單通道止回閥打開，吹入器迴路的小部分的輸出由第二分支48途經歧管18送入到鞘套14內。然後，將腹腔鏡/鞘套組件作為整合的單元通過第一套管針放置以獲得腹腔的初始視野(見圖16)。由於偏轉器組件64的技術性質，CO2在鏡頭上方流過，消除霧氣並使碎片偏轉離開。如果存在填充有無菌流體(優選地具有「表面活性劑」)的並連接到導管盧爾鎖的泵(例如，20cc注射器)，可以由手術室臺處得人員操作這個泵以將無菌流體衝洗過鞘套14的偏轉器組件64。偏轉器組件64引導流體以大致偏離(X)2路徑90度的路徑衝過鏡頭。一旦如此做，導管組16上的球形物可以多次泵壓，引入多股空氣以清除鏡頭上的流體滴並使其離開末端偏轉器，以維持被引導的CO2流不斷地橫過腹腔鏡鏡頭。一旦獲得滿意的視野，附加的帶有旋塞閥的輔助套管針，例如三個到四個，或更多，也通過切口放置以提供其他器械的入口(見圖17)。具有視野優化組件的套管針通風裝置M理想地放置在多個輔助套管針中的一個的旋塞閥內，並且旋塞閥打開(見圖18)。如圖19所示，手術室團隊的成員優選地將主吹入管道(導管組16的Y型連接器 44的第一分支46導管)與第一套管針脫開，而到無菌區上其他合適的套管針的旋塞閥上 (除了與通風裝置M連接的套管針)。這另一套管針隨後用作主吹入套管針，與第一套管針分離，該第一套管針現在作為主可視化套管針。這樣，由吹入套管針提供用於在手術期間的主CO2吹入，該吹入套管針也不是可視化套管針。儘管吹入器周期性的循環，通風裝置M 提供的吹入壓力的受控的洩漏在氣腹內生成壓力梯度，以幫助維持從偏轉器組件64橫過鏡頭的大致連續的C02。鞘套14內的內腔40和42(如前所述)也可以作為附加的被動通風口，以將吹入壓力通過歧管18洩漏出去。手術繼續進行。偏轉器組件64提供微創手術期間的術中除霧和腹腔鏡鏡頭清潔， 同時維持手術部位的可視化。如所期望的那樣，如果需要通過衝洗鏡頭以增加可視化，可以使用無菌流體衝洗機制。如果這樣做，導管組16上的球形物應該多次泵壓，以清除鏡頭的流體滴並使其離開偏轉器組件64，以維持(X)2簾幕般橫過鏡頭。在手術期間，手術室團隊可以決定，例如，一部分程序使用不同角度的窺鏡能獲得更好的可視化。導管組16的連接件和歧管18的連接器的快速更換性質，大大方便了將腹腔鏡12以對手術程序最小程度的打斷而更換成另一個，並且不會對無菌區造成危害。為了將一個腹腔鏡12更換成另一個，手術室團隊的一個成員將腹腔鏡/鞘套組件這個整合單元從可視化套管針中抽出(見圖20)。手術室團隊的一個成員將腹腔鏡12與光
13纜30和攝像機電纜32脫開(見圖21)。手術室團隊的一個成員將快速更換連接件22與快速更換連接器20脫開，將腹腔鏡/鞘套組件從導管組16釋放(見圖22)。脫開的腹腔鏡/ 鞘套組件作為整合單元交給手術室團隊的一個成員，例如，手術助理護士(見圖23)。此時沒有理由將鞘套14從匹配的腹腔鏡12上移除。這可以在之後完成，在手術完全做完後。包括將被使用的第二腹腔鏡12的腹腔鏡/鞘套組件，已經組裝成一個整合單元， 如前所述。將這一預組裝的單元交給手術室團隊的一個成員(見圖對)。手術室團隊的一個成員將第二腹腔鏡12連接到光纜30和攝像機電纜32(見圖2 。手術室團隊的一個成員將導管組16的快速更換連接件22連接到快速更換連接器20，以使得腹腔鏡/鞘套組件與導管組16處於流動連通(見圖沈)，完成快速更換。第二腹腔鏡/鞘套組件被插入到可視化套管針內(見圖27)。與每個鞘套14相關聯的歧管使得快速連接特徵起作用。可以將無菌區上的導管組16迅速地脫開，但不必，並且理想地沒有，將其更換為另一導管組16。在給定的手術程序期間，相同的導管組16用於每個所使用的腹腔鏡/鞘套組件(可以將配有附加鞘套的不需要的導管組16簡單地拋棄)。手術繼續進行，使用第二腹腔鏡/鞘套組件。可以在手術進行中以上述方式完成額外的腹腔鏡的快速更換。一旦手術完成後，將所有的器械，包括使用的腹腔鏡/鞘套組件從可視化套管針中移除(見圖28)。手術室團隊的一個成員將腹腔鏡12與光纜30和攝像機電纜32脫開 (見圖29)。手術室團隊的一個成員將快速更換連接件22從快速更換連接器20上脫開，將腹腔鏡/鞘套組件從導管組16釋放。將腹腔鏡/鞘套組件交給手術室團隊的一個成員(見圖31)，並與之前使用過的腹腔鏡/鞘套組件一起放置(見圖32)。將入口部位閉合。將吹入器關閉。導管組16從吹入迴路上脫開。將歧管18上的鎖圈鬆開，並且將腹腔鏡從鞘套抽出以備重複使用(見圖33)。將鞘套和導管組16處理掉 (見圖；34)。有些套管針被稱為「光學套管針」，套管針內的填塞器內具有內腔。如果將腹腔鏡 12的鏡頭首先放入光學套管針的中心以引導第一套管針插入，那麼鞘套14不能在腹腔鏡 12上，因為該組合件不能適於通過填塞器的內腔。在這種情況下，使用不帶鞘套14的腹腔鏡12以放置第一套管針。隨後，腹腔鏡12插入鞘套14，並且以如前所述的方式使得導管組 16產生連接。在填塞器已從套管針移除的情況下，腹腔鏡/鞘套組件以前述方式放入第一套管針。
權利要求
1.一種視野優化組件包括鞘套，所述鞘套的尺寸和形狀設成用以收納腹腔鏡，所述腹腔鏡包括在它的遠端上的具有視野的腹腔鏡鏡頭，所述鞘套具有壁，所述壁帶有壁厚度，所述鞘套具有包括內部停止件的遠端，所述停止件防止所述腹腔鏡鏡頭前進而超過所述鞘套的所述遠端，從而腹腔鏡鏡頭停留在所期望的與所述鞘套的所述遠端大致上有共同邊界的對準的狀態，內腔，所述內腔位於所述鞘套的所述壁內，用於輸送來自來源的無水二氧化碳(C02)， 所述內腔的尺寸和形狀設成用於以每分鐘至少1升的流速輸送來自所述來源的所述無水 CO2,和偏轉器組件，所述偏轉器組件位於所述鞘套的所述遠端並與所述內腔連通，所述偏轉器組件伸出超過所述鞘套的所述遠端規定的距離，從而限定了空氣通道距離Y，並且還在所述腹腔鏡鏡頭上方伸出規定的橫向距離，從而限定了偏轉寬度X，所述空氣通道距離Y和所述偏轉距離X共同生成用於所述無水(X)2橫過所述腹腔鏡鏡頭的流動路徑，所述通道距離 Y至少等於所述鞘套的所述壁厚度，並且不超過所述鞘套的所述壁厚度的1.5倍，所述偏轉寬度X至少等於所述通道距離Y的兩倍，但是不延伸到所述視野內，由此所述流動路徑中的無水(X)2在手術期間防止起霧並使煙和手術碎片偏轉離開所述視野。
2.一種視野優化組件包括鞘套，所述鞘套的尺寸和形狀設成用以收納腹腔鏡，所述腹腔鏡包括在它的遠端上的腹腔鏡鏡頭，內腔，所述內腔位於所述鞘套的壁內，用於傳輸流體，導管組，所述導管組具有一端部，所述端部的尺寸和形狀設成用以與無水CO2的加壓來源相連接；以及第二端部，所述第二端部與快速更換連接件相連接；所述快速更換連接件包括常閉的單通道閥，以在通常情況下防止來自所述來源的所述無水CO2的流動連通，歧管，所述歧管由所述鞘套承載並與所述內腔連通，所述歧管包括快速更換連接器，所述快速更換連接器的尺寸和形狀設成與所述導管組的所述快速更換連接件相匹配，所述歧管的所述快速更換連接器包括響應於與所述快速更換連接件的匹配而打開所述常閉單通道閥的元件，以將來自所述來源的無水(X)2輸送到所述內腔中，和偏轉器組件，所述偏轉器組件位於所述鞘套的所述遠端並與所述內腔處於流動連通， 所述偏轉器組件生成流動路徑，所述流動路徑用於在所述內腔內輸送的所述無水(X)2橫過所述腹腔鏡鏡頭。
3.一種外科手術方法，包括提供第一腹腔鏡，所述第一腹腔鏡具有腹腔鏡鏡頭和第一特性，提供第二腹腔鏡，所述第二腹腔鏡具有第二腹腔鏡鏡頭和與所述第一特性不同的第二特性，只提供一個導管組，所述導管組具有一端部，所述端部的尺寸和形狀設成用以與無水 CO2的加壓來源相連接；以及第二端部，所述第二端部與快速更換連接件相連接，所述快速更換連接件包括常閉單通道閥，以在通常情況下防止來自所述來源的所述無水(X)2的流動連通，提供第一鞘套，所述第一鞘套一的尺寸和形狀設成用以收納所述第一腹腔鏡，所述第一鞘套包括在所述第一鞘套的壁內的用於輸送流體的內腔；由所述第一鞘套承載並與所述內腔連通的歧管，所述歧管包括快速更換連接器，所述快速更換連接器的尺寸和形狀設成與所述導管組的所述快速更換連接件相匹配，所述歧管的所述快速更換連接器包括響應於與所述快速更換連接件的匹配而打開所述常閉單通道閥的元件，以將來自所述來源的無水 CO2輸送到所述內腔中；以及偏轉器組件，所述偏轉器組件位於所述第一鞘套的所述遠端並與所述內腔處於流動連通，所述偏轉器組件生成流動路徑，所述流動路徑用於在所述內腔內輸送的所述無水(X)2橫過所述第一腹腔鏡的所述腹腔鏡鏡頭，提供第二鞘套，所述第二鞘套一的尺寸和形狀設成用以收納所述第二腹腔鏡，所述第二鞘套包括在所述第二鞘套的壁內的用於輸送流體的內腔；由所述第二鞘套承載並與所述內腔連通的歧管，所述歧管包括快速更換連接器，所述快速更換連接器的尺寸和形狀設成與所述導管組的所述快速更換連接件相匹配，所述歧管的所述快速更換連接器包括響應於與所述快速更換連接件的匹配而打開所述常閉單通道閥的元件，以將來自所述來源的無水 CO2輸送到所述內腔中；以及偏轉器組件，所述偏轉器組件位於所述第一鞘套的所述遠端並與所述內腔處於流動連通，所述偏轉器組件生成流動路徑，所述流動路徑用於在所述內腔內輸送的所述無水(X)2橫過所述第二腹腔鏡的所述腹腔鏡鏡頭， 將所述第一腹腔鏡插入到所述第一鞘套內， 將所述第二腹腔鏡插入到所述第二鞘套內，將所述導管組的所述快速更換連接件與所述第一鞘套的所述歧管的所述快速更換連接器連接，通過所述第一腹腔鏡實現可視化，同時所述第一鞘套的所述偏轉器組件輸送無水CO2 橫過所述第一腹腔鏡的所述腹腔鏡鏡頭，以防止起霧並使煙和手術碎片偏轉離開所述第一腹腔鏡鏡頭的所述視野，通過將所述導管組的所述快速更換連接件從所述第一鞘套的所述歧管的所述快速更換連接器脫開，然後將所述導管組的所述快速更換連接件連接到所述第二鞘套的所述歧管的所述快速更換連接器，將所述第一腹腔鏡更換為所述第二腹腔鏡，和通過所述第二腹腔鏡實現可視化，同時所述第二鞘套的所述偏轉器組件輸送無水CO2 橫過所述第二腹腔鏡的所述腹腔鏡鏡頭，以防止起霧並使煙和手術碎片偏轉離開所述第二腹腔鏡鏡頭的所述視野。
全文摘要
一種使用具有偏轉器組件的視野優化組件的系統和方法，該偏轉器組件具有重要的物理、氣動、和光學特性，使得微創手術期間的術中除霧、手術碎片偏轉、腹腔鏡鏡頭清潔成為可能，同時還維持手術部位的可視化。該視野優化組件可以具有快速更換性質，其使得用於維持清晰可視化的手術方法成為可能，包括能使全部在無菌手術區上的具有不同操作特性的腹腔鏡(例如，具有不同末端角度、長度、或直徑)快速更換，而不會干擾無菌手術區上的預先存在的手術安排。視野優化組件與現有的一套微創器械整合。它不會干擾手術安排，只需要在外科手術室(OR)團隊的流程或習慣中作最小的變化。
文檔編號A61B1/12GK102307511SQ200980156794
公開日2012年1月4日 申請日期2009年12月9日 優先權日2008年12月10日
發明者亞當·蘭迪斯, 卡洛琳·M·克裡薩富利, 格雷戈裡·P·德勞奇, 韋恩·L·保爾, 馬修·J·赫德爾斯頓 申請人:微創設備有限公司