CN106028908B - 制造铰接眼科手术探针 - Google Patents

Abstract

一种制造铰接的眼科手术探针的方法包括：提供插管，所述插管具有20Ga或更小的外径和带狭槽的顶端；将拉线永久性地附接到所述带狭槽的顶端；将金属锚固件永久性地附接到所述拉线的远端；将焊接销定位在柄部组件内，所述柄部组件的尺寸设计成配合在单只手内；以及将所述金属锚固件焊接到所述柄部组件内的焊接销。

Description

制造铰接眼科手术探针

技术领域

本发明涉及眼科手术设备，并且更具体地讲涉及后段眼科手术探针。

背景技术

显微外科器械通常由外科医生用来从人体的脆弱且受限的空间移除组织，特别是在眼部手术中，更特别地是在用于移除玻璃体、血液、疤痕组织或晶状体的过程中。这样的器械包括控制台和手术手持件，外科医生利用手术手持件解剖和移除组织。对于后段外科手术，手持件可以是玻璃体切割器探针、激光探针或用于切割或破碎组织的超声波破碎器，并且手持件通过长气压(气动)线路和/或电缆、光缆或用于将输注流体供应到手术部位和从该部位撤回或抽吸流体和切割/破碎的组织的柔性管连接到控制台。手持件的切割、输注和抽吸功能通过远程控制台控制，该控制台不仅提供用于(多个)手术手持件(例如，往复或旋转切割刀或超声波振动针)的功率，而且控制输注流体的流动且提供用于流体和切割/破碎的组织的抽吸的真空源 (相对于大气)。控制台的功能由外科医生通常借助于脚操作开关或比例控制而人工控制。

在后段手术期间，在手术过程中外科医生通常使用几个手持件或器械。该过程要求这些器械插入切口内和从其中移除。这种重复移除和插入可引起对眼睛切口部位的损伤。为了解决该问题，至少在二十世纪八十年代中期之前已开发了带座的插管。

这些装置由带有附接的座的窄管组成。管被插入到眼睛中的切口直到用作防止管完全进入眼睛的止挡件的座。手术器械可通过该管插入眼睛中，并且管保护切口侧壁不与器械重复接触。此外，当该器械通过管被插入眼睛中时，外科医生可通过操纵该器械来使用该器械以帮助在手术期间定位眼睛。

很多手术过程要求到达视网膜的侧部或前部。为了到达这些区域，手术探针必须被预弯曲或必须在术中可弯曲。用于提供激光和/ 或照明光的各种铰接光学手术探针是已知的。参见例如美国专利第 5,281,214号(Wilkins等人)和美国专利第6,984,130号(Scheller等人)。然而，铰接机构增加了额外的复杂性和费用。一种不需要铰接机构的柔性激光探针是可商购获得的，但该装置使用套在包括远侧顶端的柔性管中的相对大直径的光纤，导致大弯曲半径、大远侧顶端直径和显著的弯曲刚度。这些特征要求远侧顶端包含非弯曲的笔直部分，以使弯曲部分容易插入，该弯曲部分在通过带座的插管时必须柔性地拉直。远侧顶端的笔直部分允许在手持件的远侧插管进入带座的插管之前弯曲部分柔性地通过带座的插管，以允许柔性部分的最大弯曲空隙，从而最小化弯曲应变和对应的摩擦插入力。这种大弯曲半径、大直径柔性管和笔直远侧顶端引起光纤的可使用部分从探针的远侧顶端延伸相对长的距离且限制探针的进入。

已知技术中另外的缺点为远侧插管的柔韧性，它随材料性质和横截面惯性矩变化，如通过装配到带座的插管内的插管外径和接收柔性管的插管内径的测量尺寸确定。对于任何给定材料，插管的外径和内径确定插管的柔韧性。该柔韧性限制外科医生在手术期间使用器械来操纵眼睛的位置的能力。

美国专利申请公开2009/0093800(Auld等人)中公开了一种柔性顶端探针，该探针不需要柔性管的笔直部分，因而提供更紧凑的可使用顶端长度，从而允许在不减损插入力的情况下更深入地到达眼睛的内后部结构。该柔性顶端探针为远侧插管提供增加的刚度，以有利于在手术期间操纵在眼睛中的位置。虽然该探针与诸如Scheller等人公开的此前的探针相比提供相对小的横截面，但不能提供那些探针能实现的一定角度范围内的可控铰接。

美国专利申请公开2013/0035551(Auld等人)中描述的更新的方案公开了一种带有可使用拉线铰接的柔性顶端的单个插管，该专利以引用方式并入本文中。这结合了非常小的直径与探针顶端的可控铰接的优点。该方案结合了其它此前的备选方案的优点，并且提供了简单的备选方案。因此，对于具有增加的容易性和可靠性的这样的探针的制造能力的任何改进都将是有价值的。

发明内容

在本发明的特定实施例中，铰接的眼科手术探针包括：柄部，其由刚性的塑料材料形成且尺寸设计成配合在单只手中；刚性插管，其从柄部延伸且具有20Ga或更小的直径；以及在插管远端处的带狭槽的顶端。探针还包括至少一根光纤，所述至少一根光纤延伸穿过柄部、单个刚性插管和带狭槽的顶端。拉线永久性地附接到带狭槽的顶端。当拉线在带狭槽的顶端上施加张力时，带狭槽的顶端将从笔直偏离到由拉线中的张力控制的弯曲角度，并且带狭槽的顶端由回弹性材料形成，当由拉线施加的张力被释放时，回弹性材料将恢复至笔直位置。探针还包括永久性地附接到拉线的远端的锚固件和固定在焊接到锚固件的柄部内的焊接销。

在其它实施例中，一种制造铰接的眼科手术探针的方法包括：提供插管，该插管具有20Ga或更小的外径和带狭槽的顶端；将拉线永久性地附接到带狭槽的顶端；将金属锚固件永久性地附接到拉线的远端；将焊接销定位在柄部组件内，该柄部组件的尺寸设计成配合在单只手内；以及将金属锚固件焊接到柄部组件内的焊接销。

参照附图以及附图的以下描述和权利要求书，本发明的其它目的、特征和优点将变得明显。

附图说明

图1是根据本发明的特定实施例的铰接光学手术内探针的示意图；

图2示出了根据本发明的特定实施例的拉线、插管和柄部组件；

图3示出了根据本发明的特定实施例的键特征和柄部组件的键路径凹口；

图4示出了根据本发明的特定实施例的具有扩口近端的插管；

图5和图6示出了根据本发明的特定实施例的用于调整拉线中的张力的拇指开关；

图7示出了根据本发明的特定实施例的带有拇指开关的护盖；以及

图8A 、 8B 是流程图，示出了根据本发明的特定实施例的用于组装铰接的眼科手术探针的示例性方法。

具体实施方式

本发明的各种实施例可以允许改善铰接眼科手术探针的制造中的可靠性和简单性。美国专利申请公开2013/0035551中已描述了一种带有单个刚性插管的铰接眼科手术探针，该插管具有固定到拉线的回弹性材料的带狭槽的顶端。拉线中的张力造成带狭槽的顶端在特定方向上弯曲，而释放张力允许回弹性顶端恢复至其笔直位置。拉线技术此前已用来使手术导管的远端偏离，但不是在用于手持光学手术探针中的小直径刚性插管中，并且角向移动的程度也不用于可见于眼内的相对小的空间中。因此，拉线张力的施加在手持手术探针的上下文中是特别有利的。

这样的探针可通过使用粘合剂或用于将探针的金属部分(包括拉线和插管)连接到塑料外壳的类似的组装技术来制造。特别是考虑到小部件和它们之间相对少的接触，粘合剂结合的强度可能是高度可变的。特别地，诸如不一致的施加、表面污染、热、水分或老化的因素可以造成粘合剂结合失效。另外，考虑到部件的小尺度和所需的相对严格的制造公差(其与对准的额外要求相结合，以使得探针可在正确的方向上铰接)，甚至将探针的部件对准也是相对有挑战性的。本发明的各种实施例提供了对使用拉线以铰接的铰接式眼科手术探针的制造过程的改进。

图1是根据本发明的特定实施例的铰接光学手术内探针10的示意图，该探针具有适合保持在一只手中的柄部12和插管14。(为了方便图示，柄部12和插管14未按比例示出，并且柄部12的某些外部特征未示出，例如内部拉线的控制机构)。柄部12由一种或多种刚性塑料材料形成，例如，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、缩醛均聚物或聚丙烯。内探针10的近端连接到一个或多个光源(未示出)，其通过连接到延伸穿过内探针10的内部的至少一根光纤来提供激光和/或照明光。插管14由诸如不锈钢的刚性生物相容性金属形成。插管14 具有在远端(是指在使用期间最远离外科医生的端部)处的带狭槽的顶端20。通过将张力施加到固定在带狭槽的顶端20内的拉线(图1 中未示出)，带狭槽的顶端20可以在所选方向上以可控方式铰接。

探针10的金属部件(即，拉线和插管)可通过焊接附接到彼此，并且考虑到所需的高精度，这优选地将使用激光焊接。这可用来将拉线附接到例如插管。诸如不锈钢销的金属焊接点可以被模制、插入或以其它方式定位在塑料柄部12中，使得拉线也可焊接到柄部12。但拉线具有如此窄的直径(0.004英寸或更小)，使得如果线承受显著的张力，来自焊接的增加的热量可造成线断裂。因此，如果拉线在被穿入外壳内正确的位置以便能够在柔性顶端上施加张力的同时被焊接，拉线可能断裂，因此拉线在柄部12内的牢靠的附接可能仍然是有问题的。

图2示出了根据本发明的特定实施例的联接到插管14的拉线 100，其有利地解决了该问题。拉线100具有0.004英寸或更小的直径，其优选地通过激光焊接永久性地附接到金属锚固件102(其中“永久性地附接”在本说明书中是指两个部件通过物理结合部连结，该物理结合部只能通过损坏或破坏结合部而断裂)。金属锚固件102可以由包括不锈钢的任何合适的金属形成。拉线100同样优选地通过激光焊接在带狭槽的顶端20处永久性地附接到插管14的内部，当探针 10被完全组装时，这将允许拉线100施加张力以使带狭槽的顶端20弯曲。

锚固件102焊接到外壳内的焊接销104。另一个焊接销104被用于插管14。焊接销104可包括任何固定的金属件，当焊接到相应的部件(锚固件102或插管14)时，该金属件被牢固地保持在柄部12 中，并且焊接销104不一定是相同形状或尺寸的。在特定示例中，焊接销104可包括在焊接销104的端部或侧面上的U形凹槽，使得锚固件102或插管14配合在相应的焊接销104的U形凹槽内以用于焊接。虽然U形凹槽可能对于插管14和锚固件102的圆柱形对称性是有利的，但也可使用其它形状，包括不同的凹槽(例如，V形或矩形凹槽)、平坦表面、导轨或其它特征以有利于牢固焊接到焊接销104。在备选示例中，焊接销104可以是诸如支撑线的一体化组件的端部，其在焊接之后被牢固地保持在柄部12中。这样的组件可充当散热器以从焊接销104移除热量，以便减小损坏塑料柄部12的可能性。在其它实施例中，诸如金属杆的单独的散热器可以放置成在焊接期间与焊接销104、锚固件102或插管14接触，以将热量传导远离焊接销 104。

插管14同样具有有利于探针10的组装的附加特征。具体而言，插管14具有永久性地附接到插管14的外部的键特征105。如图3所示，键特征105为延伸远离插管的非对称结构，其配合进在塑料柄部 12的远端处的匹配的键槽凹口106中(“远侧”是指在使用期间将背对外科医生的柄部12的端部，与“近侧”相对)。键特征105可以是永久性地附接到插管14的套管的一部分，或者它可以直接附接到插管14。

在探针10的组装期间，插管14滑入柄部12的远端内，直到键特征105到达键槽凹口106。键特征105的不对称性确保插管14的正确的旋转对准，使得带狭槽的顶端20在正确的方向上铰接。键特征105也充当止挡件，以便在键特征105到达键槽凹口106后防止插管14的进一步移动，从而确保插管14在柄部12内的正确轴向定位。

插管14也包括扩口近端108，其在图4的放大视图中更详细地示出。扩口近端108相对于柄部12内的导销110放置，柄部12内的一根或多根光纤112设置在导销110上，柄部12将光纤112保持在位。特别地，当被定位在导销110上时，光纤112保持远离扩口近端 108的外边缘109。这防止光纤112接触插管14的拐角，这会造成光纤112被刻痕或断裂。另外，导销110被放置在离扩口近端108足够的距离处，以防止光纤112以小于最小临界半径(即，纤维将不能够正确地传输光和/或将被损坏的弯曲半径)的弯曲半径弯曲。对于小号单模激光纤维(0.004英寸直径)和多模照明纤维(0.007英寸直径) 来说，最小弯曲半径可以是大约0.193英寸。给定手持探针10的常规尺寸和光源连接器在柄部12的近端附近的适当放置，弯曲半径可以由导销110保持在0.690英寸以上，这为小号光纤112提供了显著的安全裕度。

图5和图6示出了根据本发明的特定实施例的用于拉线的张力机构。在描绘的实施例中，拇指开关114用来沿着坡道118推进滑块销 116，以调整拉线100中的张力，从而造成带狭槽的顶端20铰接至倾斜位置。拇指开关114卡扣配合到柄部12中的狭槽115内，以允许开关114滑动。由于制造公差，在开关114在狭槽内的配合中可以存在轻微的偏差。这可以导致推进开关114和因此使带狭槽的顶端20 铰接所需的力的波动。因此，可压缩插件被放置在开关114中，其接触狭槽，从而提供均匀的摩擦力。优选地，该材料为低摩擦的硅树脂，以使得推进开关114所需的力较低但均匀。

柄部12中的狭槽115包括加宽部分120，其对应于当开关114 处于其最后(即，最远的近侧)位置时可压缩插件的位置。这允许可压缩插件114伸开，以便将开关114保持在该最后位置，直到探针 10被使用，这减少了开关114在存储或运输期间推进的几乎。

图7示出了护盖122，其也帮助将开关114保持在最后位置。在描绘的实施例中，护盖122包括渐缩的狭槽124，当护盖122被移除时，渐缩的狭槽124减小了由于摩擦导致的开关114上的任何阻力。护盖122由保持舌片126保持在位。

图8A 、 8B 为流程图200，示出了根据本发明的特定实施例的用于制造探针20的示例性方法。在步骤202处，提供了具有20Ga或更小的直径且具有带狭槽的顶端的插管。在步骤204处，拉线例如通过激光焊接永久性地结合到带狭槽的顶端，以便当拉线上的张力增加时允许顶端铰接。在步骤206处，键特征永久性地附接到插管。然后，在步骤208处，金属锚固件例如通过激光焊接永久性地结合到拉线。步骤 202-208形成插管组件，该插管组件在形成探针过程中将被焊接到柄部组件。

在步骤210处，提供了柄部组件。柄部组件具有在远端处匹配键特征的键路径凹口。在步骤212处，焊接销被插入柄部组件中。在步骤214处，拉线被穿入柄部组件中，直到键特征配合到键路径凹口中。在步骤216处，插管被焊接到远侧焊接销。

在步骤218-224处，拉线中的张力被调整以在插管的带狭槽的顶端中产生正确的弯曲。在步骤218处，滑块销被插入柄部组件的坡道中。在步骤220处，拉线中的张力被调整以在带狭槽的顶端中产生校准的弯曲。在步骤222处，拉线上的锚固件接着被焊接到近侧焊接销。在步骤224处，任何多余的拉线都可以被修剪掉。

虽然上述步骤涉及拉线的放置，但本领域技术人员将认识到，这不是对组装探针的步骤的全面指导。因此，例如，光纤将可以被穿引到柄部组件中并结合在位，并且柄部组件同样可以结合到一起。同样，导销可以在线放置之前或之后被放置和/或结合，并且滑块销同样可以在设定线张力之前或之后被放置。

在步骤226处，拇指开关被卡扣配合到柄部组件中的狭槽内，在这里，拇指开关配合到滑块销上。在步骤228处，拇指开关被放入最后位置中，在该位置，拇指开关中的可压缩插件伸开到狭槽的加宽部分中以将拇指开关保持在最后位置。在步骤228处，护盖被放置到探针的远端上，其也被构造成将拇指开关保持在最后位置。

虽然上文已描述了本发明的某些实施例，但这些描述提供用于说明和解释目的。在不脱离在所附权利要求中叙述的本发明的范围的情况下，可以采用对于本领域技术人员明显的以上公开的系统和方法的变型、改变、修改和背离。

Claims (12)

1.一种铰接的眼科手术探针，其包括：

柄部，所述柄部由刚性的塑料材料形成且尺寸设计成配合在单只手中；

刚性插管，所述刚性插管从所述柄部延伸且具有20Ga或更小的直径；

带狭槽的顶端，所述带狭槽的顶端在所述插管的远端处；

至少一根光纤，所述至少一根光纤延伸穿过所述柄部、所述刚性插管和所述带狭槽的顶端；

拉线，所述拉线在所述拉线的远端处永久性地附接到所述带狭槽的顶端，其中当所述拉线在所述带狭槽的顶端上施加张力时，所述带狭槽的顶端将从笔直位置偏离到由所述拉线中的张力控制的弯曲角度，所述带狭槽的顶端由回弹性材料形成，当由所述拉线施加的所述张力被释放时，所述回弹性材料将恢复至所述笔直位置；

锚固件，所述锚固件永久性地附接到所述拉线的近端；

焊接销，所述焊接销固定在焊接到所述锚固件的所述柄部内；以及

位于所述柄部中的滑块销，以及

柄部中的狭槽，所述狭槽包括加宽部分；以及

配合在所述狭槽内的开关，所述开关设置得能够相对于所述柄部滑动并且与所述滑块销接合，以调整所述拉线中的张力，从而使得所述带狭槽的顶端从笔直位置偏离到弯曲位置，

所述开关还包括可压缩插件，所述可压缩插件与所述狭槽的加宽部分对齐，从而允许所述可压缩插件伸开并且保持所述开关，所述可压缩插件当与所述开关一起滑动时压缩并在所述柄部上提供均匀的摩擦力；

其中，焊接到所述锚固件的所述焊接销为近侧焊接销；所述探针还包括焊接到所述插管的远侧焊接销；所述锚固件是具有外径的圆柱形锚固件；所述近侧焊接销具有U形凹槽，所述U形凹槽的内径大于所述锚固件的外径，使得所述锚固件配合在所述U形凹槽的底部内。

2.根据权利要求1所述的探针，其还包括：

键特征，所述键特征永久性地附接到所述刚性插管；以及

键路径凹口，所述键路径凹口保持所述键特征以使所述带狭槽的顶端与所述柄部旋转地对准。

3.根据权利要求1所述的探针，其中：

所述刚性插管具有扩口近端；

所述柄部还包括与接触所述至少一根光纤的所述刚性插管的扩口近端间隔开的导销，其中所述导销将所述至少一根光纤保持远离所述扩口近端的外边缘。

4.根据权利要求1所述的探针，其中所述近侧焊接销和所述远侧焊接销形成于一体化组件中。

5.根据权利要求1所述的探针，其中所述刚性塑料材料为丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、缩醛均聚物或聚丙烯。

6.根据权利要求1所述的探针，其中所述插管由不锈钢形成。

7.根据权利要求1所述的探针，其中所述拉线由不锈钢形成。

8.根据权利要求1所述的探针，其中所述焊接销由不锈钢形成。

9.一种制造铰接的眼科手术探针的方法，其包括：

提供插管，所述插管具有20Ga或更小的外径和带狭槽的顶端；

将拉线永久性地附接到所述带狭槽的顶端；

将金属锚固件永久性地附接到所述拉线的近端；

将焊接销定位在柄部组件内，所述柄部组件的尺寸设计成配合在单只手内，所述柄部组件还包括：

位于所述柄部组件中的滑块销，

柄部组件中的狭槽，所述狭槽包括加宽部分；

将所述金属锚固件焊接到所述柄部组件内的焊接销；以及

将拇指开关插入所述狭槽内，所述拇指开关设置得能够相对于所述柄部组件滑动并且与所述滑块销接合，以调整所述拉线中的张力，从而使得所述带狭槽的顶端从笔直位置偏离到弯曲位置，所述拇指开关还包括可压缩插件，所述可压缩插件与所述狭槽的加宽部分对齐，所述可压缩插件当与所述拇指开关一起滑动时在所述柄部组件上提供均匀的摩擦力；

其中，焊接到所述锚固件的所述焊接销为近侧焊接销；所述探针还包括焊接到所述插管的远侧焊接销；所述锚固件是具有外径的圆柱形锚固件；所述近侧焊接销具有U形凹槽，所述U形凹槽的内径大于所述锚固件的外径，使得所述锚固件配合在所述U形凹槽的底部内。

10.根据权利要求9所述的方法，其中：

所述柄部组件还包括在所述柄部组件的远端处的键路径凹口；并且

所述方法还包括：

将键特征永久性地附接到所述插管；以及

将所述拉线穿引通过所述柄部组件的远端，直到所述键特征与所述键路径凹口配合，以使所述带狭槽的顶端相对于所述柄部组件旋转地对准。

11.根据权利要求9所述的方法，其中焊接所述金属锚固件的步骤利用激光焊接来进行。

12.根据权利要求9所述的方法，其还包括：

将所述拇指开关放入最后位置中，以允许所述可压缩插件伸开，从而将所述拇指开关保持在所述最后位置中。