CN111494031A - 用于外科手术器械的电动气动疏通设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于外科手术器械的电动气动疏通设备。一种医疗设备包括第一阀和第二阀。第一阀包括具有第一开口、第二开口和第三开口的歧管以及在歧管内可移动并且被弹簧偏置而关闭第一开口的元件。当被偏置而关闭第一开口时，空气从第二开口流向第三开口。第二阀被构造成向第一阀提供加压气体流以使元件移动而关闭第三开口。第一阀和第二阀被构造成在使元件移动而关闭第三开口时中断从第二开口到第三开口的空气流并且允许加压气体流离开第二开口。

Description

用于外科手术器械的电动气动疏通设备
技术领域
本文描述的示例性和非限制性实施方式总体上涉及与外科手术过程中从外科手术器械清除阻塞物有关的设备和方法。本文描述的示例性和非限制性实施方式更具体地涉及一种压缩气体操作阀，该压缩气体操作阀在使用组织清创器械的过程中便于清理抽吸管线。
背景技术
清创涉及以受控外科手术方式将受损组织从伤口去除以促进伤口愈合。当前使用的清创技术的类型包括外科器械清创、自溶性清创、化学方式清创、机械清创和生物清创。外科器械清创技术采用以下称为“清创器”的外科器械设备，外科医生使用这些清创器从健康组织切除坏死的、感染的或以其它方式受损的组织。这些清创器可以是简单的刀片器械，诸如刮匙或手术刀。更复杂的清创器可以包括位于刀片中的端口和相关的管线，以在清创过程中供应用于伤口冲洗和/或抽吸的流体以便将被清创的组织带离伤口。
当大量组织被抽吸时，配备有抽吸功能的清创器通常会被清创走的组织阻塞。较旧的清创器通常需要使用通管针清除阻塞物。更新式的清创器通常包括管内阀，该管内阀通过挤压压力球以将阻塞物向回扫除通过刀片来操作。这些管内机构通常称为“疏通器”。
发明内容
根据一个方面，一种医疗设备包括第一阀和第二阀。第一阀包括具有第一开口、第二开口和第三开口的歧管以及在歧管内可移动并且被弹簧偏置而关闭第一开口的元件。当被偏置而关闭第一开口时，空气从第二开口流向第三开口。第二阀被构造成向第一阀提供加压气体流以使元件移动而关闭第三开口。第一阀和第二阀被构造成在使元件移动而关闭第三开口时中断从第二开口到第三开口的空气流并允许加压气体流离开第二开口。
根据另一方面，一种医疗系统包括：第一阀，该第一阀被构造成允许沿着第一方向产生第一空气流并且选择性地允许沿着第二方向产生第二气体流；控制台，该控制台包括第二阀，该第二阀可操作地连接到第一阀并且被构造成提供沿着第二方向的第二气体流；以及外科手术器械，该外科手术器械可操作地连接到第一阀并且具有切割组件，从该切割组件接收第一空气流，该外科手术器械被构造成接收沿着第二方向的第二气体流。第一阀和第二阀被构造成在外科手术器械的操作期间允许沿着第二方向产生第二气体流，以便从外科手术器械的切割组件清除阻塞物。
根据另一方面，一种医疗系统包括：具有第一连接端口、第二连接端口和第三连接端口的第一阀，其中，第二连接端口和第三连接端口被构造成允许沿着第一方向通过抽吸产生空气流；控制台，该控制台具有可操作地连接到第一连接端口的第二阀、连接到第二阀的压力调节器和连接到压力调节器的气体源，其中，该控制台被构造成允许气体流沿着与第一方向相反的第二方向从气体源经过第一连接端口流到第二连接端口；以及外科手术器械，该外科手术器械可操作地连接到第二连接端口并且具有切割组件，从该切割组件接收通过抽吸产生的第一空气流，该外科手术器械被构造成通过第二连接端口接收来自气体源的气体流。第一阀和第二阀被构造成在外科手术器械的操作期间允许气体流通过第二连接端口以从外科手术器械的切割组件清除阻塞物。
根据另一方面，一种从外科手术器械清除阻塞物的方法包括：提供具有切割组件的外科手术器械；提供歧管阀，该歧管阀被构造成可在第一构造和第二构造之间切换；提供连接到歧管阀的电磁阀；提供加压气体源，该加压气体源联接到电磁阀并且被构造成通过电磁阀流到歧管阀；以及致动歧管阀和电磁阀，以使所述流通过歧管阀，以便从外科手术器械的切割组件清除阻塞物。
附图说明
在下面的描述中结合附图对本发明的前述方面和其它特征进行说明，其中：
图1是可由手动操作压力球致动的疏通阀(declog valve)的剖视图；
图2是图1的疏通阀的剖视图，其中，手动操作压力球被压缩；
图3是图1的疏通阀的阀芯(spool)的侧视图，示出了O-形环的不均匀压缩和拉伸；
图4是结合有清创器、先导操作疏通阀和控制台的系统的示意图；
图5A和图5B是可通过压缩气体致动的疏通阀的一个示例性实施方式的剖视图；
图6是图4的所提出系统的立体图和局部剖视图；
图7A是疏通阀的另一示例性实施方式的侧截面图；以及
图7B是使用蝶阀代替阀芯的图7A的疏通阀的正截面图。
具体实施方式
参照图1和图2，用于配备有抽吸功能的清创器的当前疏通器100的生产版本通常包括由压力球120操作的三通二位阀110。如图1所示，当压力球120不操作时，通过抽吸管线130将吸力施加到清创器。参照图2，通过由使用者(诸如，外科医生)手动挤压来操作压力球120，通过使阀芯140从“原始”位置移位以关闭抽吸管线130并将空气压力从压力球120引导至清创器，来启动疏通功能，以便将阻塞物通过清创器的刀片上的窗口扫除。一旦空气压力被释放，阀芯140就通过压缩弹簧150返回到原始位置。这种构造用于去除阻塞清创器或位于从清创器延伸的抽吸管线中的组织。因此，清创器在使用过程中被清洗或“疏通”。
当前阀芯类型设计通常采用围绕阀芯140圆周地定位的成角度或倾斜的O形环160。阀芯140的移动可能导致O形环160关于密封的不均匀压缩，这可能导致更高的公差要求和过量润滑剂(诸如油脂)的使用来辅助密封。
参照图3，在300处示出了O形环160的不均匀压缩。在利用阀芯140的疏通器100的动态应用中，O形环160的直径优选不拉伸超过5％。如图所示，由于阀芯140的有效周长大于O形环160，所以对角设计将每个O形环的直径拉伸超过11％。这导致O形环160的横截面面积减小，并且进一步使O形环160变形为椭圆形，当沿着壳体孔观察O形环160时，得到不规则横截面。此外，在动态应用中，O形环160应被压缩至少10％-15％。如图所示，每个O形环160被压缩至多3％。此外，在本文描述的实施方式中，O形环160在较高压力下(例如从约100磅每平方英寸(psi)至约3000psi的压力下)最好地工作，以压紧由阀芯140中的O形环所在的槽形成的压盖162和阀芯140在其中平移的孔壁的内径，以有效地密封。利用压力球120的当前应用可以在约25psi下操作，并且由于抽吸而可能经历负压，这使得提供密封的能力没那么有效。当O形环160被不均匀压缩时，可能需要在压力球120上施加更大挤压力来致动阀芯140，并且如果阀长时间不操作而没有任何致动，则疏通器100可能需要更高的挤压压力以仅使O形环160开始动态地“脱离”密封件。这种现象被称为“粘滞”，粘滞是倾向于阻止将静止表面设置于运动中的摩擦力。
提出的一种解决方案可以通过消除压力球120本身来消除挤压压力球120的手动操作。参考图4，示出了系统400的一个示例性实施方式，该系统400结合有清创器410(该清创器410具有带窗口的刀片415)、三通二位疏通阀420和控制台425。该系统400可以结合从清创器410(或其它外科手术器械)清除阻塞物(诸如被清创的组织)的方法使用。疏通阀420可以是先导操作的，例如是远程气动地致动的。
在系统400中，控制台425包括具有加压气体的瓶430、压力调节器435和螺线管操作的三通二位阀440(以下称为“电磁阀440”)。瓶430提供医用级CO2(或另一种气体，诸如氮气、一氧化二氮或空气)，其由在预定压力设置下操作的压力调节器435调节，以提供用于疏通过程的更一致气体施加。可以是一次性的瓶430通过任何合适手段(诸如螺纹螺钉)安装在控制台425中，并且每当瓶压力下降到最小水平以下时就更换瓶。压力调节器435和电磁阀440作为单元设备的一部分固定地位于控制台425的内部。疏通管线480到疏通阀420和控制台425的连接可以使用推入式连接器等来进行。清创器410也可以使用推入式连接器通过设备管线475连接至疏通阀420。
使用来自瓶的CO2，通过疏通阀420执行使用者操作的疏通功能，该疏通阀420联接至抽吸管线445，该抽吸管线445终止于抽吸罐450和泵455，这类似于采用现有疏通器的系统。然而，在系统400中，由于去除了压力球，其重量将减小。
在使用系统400清除阻塞物(疏通)的方法中，电磁阀440通过位于与清创器410相关联并且按使用者期望那样操作的手持件中或脚踏开关处的按钮开关通过硬线或无线地接收电信号。然后，通过电磁阀440对来自瓶430的压缩CO2气体的脉冲进行计量并将其传递至疏通阀420。清创器410、疏通阀420和电磁阀440中的任一个或全部可以与具有处理器和存储器的控制器相关联，该存储器包括软件。电磁阀440和疏通阀420的操作可以使用控制器来控制。如果使用者期望不使用控制器来对其进行控制，则电磁阀440可以具有手动超控。
参照图5A和图5B，在一个示例性实施方式中，可以在先前设计的基础上改进疏通阀420以补偿O形环的角度或倾斜。疏通阀420包括具有基本圆柱形结构的壳体505。在疏通阀420中，O形环500位于阀芯510上，该阀芯被构造成在壳体505中纵向形成并形成歧管的孔515中移位，阀芯510通过弹簧520等在孔515中从一端偏置，为了避免O形环500变形，O形环500基本上横向于阀芯510的行进方向。此外，代替压力球，致动电磁阀，疏通阀420在壳体505的一端处联接至来自电磁阀440的疏通管线480以接收压缩的CO2气体。关于电磁阀440的打开和关闭的适当压力和定时可用于确定最佳效率设置，以确保疏通功能将扫除清创器410遇到的最难对付的阻塞。
如图5A所示，阀芯510包括穿过其延伸的横孔530，所述横孔530跨阀芯510延伸并且相对于阀芯510的侧面成倾斜，使得在弹簧520偏置阀芯510以打开或开启抽吸(阀芯510处于“原始”位置)时，联接到壳体505的一侧的抽吸管线445与联接到来自疏通阀420的壳体505的相反侧的设备管线475偏移。
如图5B所示，在致动电磁阀440以从瓶430释放压缩的CO2时，阀芯510平移通过孔515并且弹簧520被压缩。这样做时，阀芯510关闭抽吸管线445并延伸超过延伸到清创器410的设备管线475的开口足够距离，使得CO2可以流过设备管线475并到达清创器410以扫除阻塞物。疏通管线480从电磁阀440到壳体505的端部的联接、抽吸管线445到壳体505的一侧的联接、以及设备管线475到壳体505的相反侧的联接提供了三个开口，以限定疏通阀420的“三通”状态，并且阀芯510的“原始”位置和延伸位置限定了疏通阀420的“二位”状态。空气压力增压器或放大器还可以被结合到疏通阀420中以使阀芯510平移。
参照图6，描绘了系统400的一种示例性构造，其示出了清创器410、疏通阀420和控制台425的相对位置。可以看出，清创器410包括手柄600，在手柄600上安装有被构造成操作疏通阀420的开关610。疏通阀420还可以或另选地通过可操作地联接至控制台425的脚踏开关620来操作。疏通阀420的前端位于从清创器延伸的设备管线475的末端，该设备管线475可以是柔性的。疏通阀420的后端联接至抽吸管线445并且还经由疏通管线480联接至控制台425中的电磁阀440。冲洗管线630可以从冲洗源640沿着抽吸管线445和疏通管线480延伸，绕过疏通阀420并延伸到清创器410。蠕动泵650可以位于冲洗管线630中，以将冲洗流体(诸如盐水)泵送到清创器410。电源线660也可以延伸至清创器410。瓶430可以通过止回阀670联接至控制台425中的压力调节器435。
现在参照图7A和图7B，疏通阀的另一示例性实施方式总体上以700示出。疏通阀700包括主体710，该主体710具有由延伸穿过其中的Y形孔720限定的歧管，该歧管具有一位于前端处的开口和两个位于后端出的开口，位于前端处的开口可附接到设备管线475(其可以联接到清创器)，位于后端处的一个开口可附接至抽吸管线445，并且位于后端处的另一个开口可附接至疏通管线480。疏通管线480联接到具有瓶(诸如CO2源)和电磁阀的控制台。弹簧加载挡板阀750位于主体710中并且在后端处的两个开口之间。弹簧加载挡板阀750被偏置而关闭位于后端处的联接至疏通管线480的开口，从而允许在设备管线475中保持抽吸。
使用者通过触发控制台中的电磁阀来操作疏通阀700以扫除阻塞，这使气体从瓶流出，从而对疏通管线480加压并且打开弹簧加载挡板阀750并推动它靠在孔720的壁上，由此关闭抽吸管线445。在释放触发电磁阀的机构时，来自瓶的气体流动停止，使疏通管线480减压，并且弹簧加载挡板阀750被允许返回到其偏置位置，从而关闭位于后端处的联接到疏通管线480的开口。
以下提供各种非限制性示例性实施方式的进一步描述。可以结合一个或多个其它方面或示例性实施方式来实践下述示例性实施方式。即，本发明的示例性实施方式(例如下面描述的那些)可以以任何组合(例如，合适的、可实践的和/或可行的任何组合)来实现、实践或利用，并且不限于仅在此描述和/或包括在所附权利要求中的那些组合。
在一个示例性实施方式中，一种医疗设备包括第一阀和第二阀。第一阀包括具有第一开口、第二开口和第三开口的歧管、以及在歧管内可移动并且被弹簧偏置以关闭第一开口的元件。当被偏置以关闭第一开口时，空气从第二开口流向第三开口。第二阀被构造成向第一阀提供加压气体流以使元件移动，从而关闭第三开口。第一阀和第二阀构被造成在使元件移动以关闭第三开口时中断从第二开口到第三开口的空气流并且允许加压气体流离开第二开口。
从第二开口到第三开口的空气流可以是由于第三开口处的抽吸而从外科手术设备的切割组件引起的空气流。到第一阀以使元件移动从而关闭第三开口的加压气体流可以进一步被引导至外科手术设备的切割组件以扫除外科手术设备中的阻塞物。到第一阀的加压气体流可以来自CO2瓶。在一些实施方式中，可以在歧管内移动的元件可以是在孔内可滑动的阀芯。阀芯可以包括横向于阀芯的行进方向的至少一个O形环。到第一阀的加压气体流可以是至少100磅每平方英寸。在其它实施方式中，在歧管内可移动的元件可以是挡板。
在另一个示例性实施方式中，一种医疗系统包括：第一阀，该第一阀被构造成允许沿着第一方向产生第一空气流并且选择性地允许沿着第二方向产生第二气体流；控制台，该控制台包括第二阀，该第二阀可操作地连接到第一阀，并且被构造成提供沿着第二方向的第二气体流；以及外科手术器械，其可操作地连接到第一阀并且具有切割组件，从该切割组件接收第一空气流，该外科手术器械被构造成接收沿着第二方向的第二气体流。第一阀和第二阀被构造成在外科手术器械的操作期间允许沿着第二方向的第二气体流从外科手术器械的切割组件清除阻塞物。
沿着第一方向的第一空气流可以来自施加至第一阀的抽吸。在一些实施方式中，第一阀可以包括在孔中可滑动的阀芯，其中，当阀芯处于第一位置时，允许产生第一空气流，并且其中，当阀芯移动至第二位置时，允许产生第二气体流。阀芯可以使用至少一个O形环密封到限定孔的壁并且可以在孔中滑动。沿着第二方向的第二气体流可以来自压缩气体源。压缩气体源可以是CO2瓶。压缩气体源可以为至少100磅每平方英寸。在其它实施方式中，第一阀可以包括在孔中可移动的挡板，其中，当挡板处于第一位置时，允许产生第一空气流，并且其中，当挡板被移动至第二位置时，允许产生第二气体流。
在另一个示例性实施方式中，一种医疗系统包括：具有第一连接端口、第二连接端口和第三连接端口的第一阀，其中，第二连接端口和第三连接端口被构造成允许沿着第一方向通过抽吸产生空气流；控制台，其具有可操作地连接到第一连接端口的第二阀、连接到第二阀的压力调节器和连接到压力调节器的气体源，其中，该控制台被构造成允许气体沿着与第一方向相反的第二方向从气体源通过第一连接端口流到第二连接端口；以及外科手术器械，其可操作地连接到第二连接端口并且具有切割组件，通过抽吸从该切割组件接收第一空气流，该外科手术器械被构造成通过第二连接端口接收来自气体源的气体流。第一阀和第二阀被构造成在外科手术器械的操作期间允许气体流通过第二连接端口以从外科手术器械的切割组件清除阻塞物。
在一些实施方式中，第一阀可以包括在孔中可滑动的阀芯，其中，当阀芯处于第一位置时，允许沿着第一方向通过抽吸产生空气流，并且其中，当阀芯移动至第二位置时，允许气体沿着第二方向从气体源流到第二连接端口。阀芯可以使用至少一个O形环密封到限定孔的壁并且可以在孔中滑动。气体源可以是至少100磅每平方英寸的压缩气体。气体源可以是压缩的CO2。在其它实施方式中，第一阀可以包括在孔中可移动的挡板，其中，当挡板处于第一位置时，允许沿着第一方向通过抽吸产生空气流，并且其中，当挡板移动至第二位置时，允许气体沿着第二方向流到第二连接端口。
在另一个示例性实施方式中，一种从外科手术器械清除阻塞物的方法包括：提供具有切割组件的外科手术器械；提供歧管阀，该歧管阀被构造成能够在第一构造和第二构造之间切换；提供联接到歧管阀的电磁阀；提供联接到电磁阀并被构造成通过电磁阀流到歧管阀的加压气体源；以及致动歧管阀和电磁阀，以使该流通过歧管阀以便从外科手术器械的切割组件清除阻塞物。
致动歧管阀可以包括施加压缩气体以将歧管阀从第一构造切换到第二构造，在第一构造中，空气通过抽吸沿着第一方向从切割组件流动，在第二构造中，加压气体沿着与第一方向相反的第二方向流到切割组件以清除阻塞物。压缩气体源可以是CO2瓶。加压气体可以为至少约100磅每平方英寸。
应该理解，以上描述仅是对本发明的说明。在不脱离本发明的情况下，本领域技术人员可以设计出各种替代和修改。因此，本发明旨在涵盖落入所附权利要求的范围内的所有这样的替代、修改和改变。

Claims (20)

1.一种医疗设备，所述医疗设备包括：
第一阀，所述第一阀包括：
歧管，所述歧管具有第一开口、第二开口和第三开口；和
能在所述歧管内移动并且被弹簧偏置而关闭所述第一开口的元件，其中，当所述元件被偏置而关闭所述第一开口时，空气从所述第二开口流向所述第三开口；以及
第二阀，所述第二阀被构造成向所述第一阀提供加压气体流，以使所述元件移动而关闭所述第三开口，
其中，所述第一阀和所述第二阀被构造成在使所述元件移动而关闭所述第三开口时中断从所述第二开口到所述第三开口的空气流，并且允许所述加压气体流离开所述第二开口。
2.根据权利要求1所述的医疗设备，其中，从所述第二开口到所述第三开口的空气流是通过所述第三开口处的抽吸从外科手术设备的切割组件引起的空气流。
3.根据权利要求2所述的医疗设备，其中，流到所述第一阀以使所述元件移动而关闭所述第三开口的所述加压气体流还被引导至所述外科手术设备的切割组件，以扫除所述外科手术设备中的阻塞物。
4.根据权利要求1所述的医疗设备，其中，流到所述第一阀的所述加压气体流来自CO2瓶。
5.根据权利要求1所述的医疗设备，其中，能在所述歧管内移动的所述元件是能在孔内滑动的阀芯。
6.根据权利要求5所述的医疗设备，其中，所述阀芯包括横向于所述阀芯的行进方向的至少一个O形环。
7.根据权利要求6所述的医疗设备，其中，流到所述第一阀的所述加压气体流为至少100磅每平方英寸。
8.根据权利要求1所述的医疗设备，其中，能在所述歧管内移动的所述元件是挡板。
9.一种医疗系统，所述医疗系统包括：
第一阀，所述第一阀被构造成允许沿着第一方向产生第一空气流并且选择性地允许沿着所述第二方向产生第二气体流；
控制台，所述控制台包括第二阀，所述第二阀能操作地连接到所述第一阀，并且被构造成提供沿着所述第二方向的所述第二气体流；以及
外科手术器械，所述外科手术器械能操作地连接至所述第一阀并且具有切割组件，从所述切割组件接收所述第一空气流，所述外科手术器械被构造成接收沿着所述第二方向的所述第二气体流，
其中，所述第一阀和所述第二阀被构造成允许在所述外科手术器械的操作期间沿着所述第二方向产生所述第二气体流，以从所述外科手术器械的切割组件清除阻塞物。
10.根据权利要求9所述的医疗系统，其中，从施加至所述第一阀的抽吸产生沿着所述第一方向的所述第一空气流。
11.根据权利要求9所述的医疗系统，其中，所述第一阀包括能在孔中滑动的阀芯，其中，当所述阀芯处于第一位置时，允许产生所述第一空气流，并且其中，当所述阀芯移动至第二位置时，允许产生所述第二气体流。
12.根据权利要求11所述的医疗系统，其中，所述阀芯使用至少一个O形环密封至限定所述孔的壁并且能够在所述孔中滑动。
13.根据权利要求12所述的医疗系统，其中，从压缩气体源产生沿着所述第二方向的所述第二气体流。
14.根据权利要求13所述的医疗系统，其中，所述压缩气体源是CO2瓶。
15.根据权利要求13所述的医疗系统，其中，所述压缩气体源为至少100磅每平方英寸。
16.根据权利要求9所述的医疗系统，其中，所述第一阀包括能在孔中移动的挡板，其中，当所述挡板处于第一位置时，允许产生所述第一空气流，并且其中，当所述挡板移动至第二位置时，允许产生所述第二气体流。
17.一种从外科手术器械清除阻塞物的方法，所述方法包括：
提供具有切割组件的所述外科手术器械；
提供歧管阀，所述歧管阀被构造成能够在第一构造和第二构造之间切换；
提供联接到所述歧管阀的电磁阀；
提供加压气体源，该加压气体源联接到所述电磁阀并且被构造成通过所述电磁阀流到所述歧管阀；以及
致动所述歧管阀和所述电磁阀，以使所述流通过所述歧管阀，以便从所述外科手术器械的所述切割组件清除阻塞物。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，致动所述歧管阀包括：施加所述加压气体以将所述歧管阀从第一构造切换至第二构造，在所述第一构造中，空气通过抽吸从所述切割组件沿着第一方向流动，在所述第二构造中，所述加压气体沿着与所述第一方向相反的第二方向流向所述切割组件以清除所述阻塞物。
19.根据权利要求17所述的方法，其中，所述压缩气体源是CO2瓶。
20.根据权利要求17所述的方法，其中，所述加压气体为至少约100磅每平方英寸。
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