CN112236096B - 过滤方法及设备 - Google Patents

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Abstract

公开了用于流体排空的设备和方法。示例性流体排空系统包括手术设备，该手术设备具有从中穿过的流体导管。流体导管包括气态流体吸着剂材料。此外，流体导管与真空管流体联接，该真空管与真空源流体联接，其中真空源可操作以产生穿过手术设备流体导管和真空管的流体流。

Description

过滤方法及设备
技术领域
本公开总体上涉及流体排空，更具体地说，涉及医疗过程中的烟雾排空和过滤能力。
背景技术
手术中可能会产生有毒或有害的手术烟雾和气溶胶或烟羽。例如，当手术能量被递送到细胞时，可能会产生热量，导致细胞内液的蒸发。蒸发细胞内液会增加受影响细胞内的压力，最终导致细胞膜破裂。一股含有水蒸气的烟雾被释放到手术室或医生办公室的大气中。同时，手术能量产生的热量可能会烧焦细胞内的蛋白质和其他有机物，并可能导致附近细胞的热坏死。细胞烧焦也可能释放出有害的污染物，例如碳化的细胞碎片和气态碳氢化合物。
发明内容
鉴于上述情况，本公开的目的是提供用于手术过程的方法和设备。
本公开的第一个示例性实施例提供了一种手术设备。该手术设备包括：包括远端和近端并限定了纵轴的细长体，以及延伸穿过细长体的纵轴的流体导管，其中流体导管包括气态流体吸着剂材料。手术设备进一步包括邻近远端布置的流体入口和邻近远端布置的切割元件。手术设备还进一步包括邻近近端布置的流体出口，其中流体入口和流体出口经由流体导管流体连通。
本公开的第二个示例性实施例展示了一种手术设备。该手术设备包括：包括远端和近端并限定了纵轴的细长体，以及延伸穿过细长体的纵轴的流体导管，其中流体导管包括灭菌金属。该手术设备进一步包括邻近远端布置的流体入口。手术设备还进一步包括邻近远端布置的切割元件和邻近近端布置的流体出口，其中流体入口和流体出口经由流体导管流体连通。
本公开的第三个示例性实施例展示了一种方法。该方法包括：提供手术设备，该手术设备包括具有远端和近端并限定了纵轴的细长体，延伸穿过细长体的纵轴的流体导管，其中流体导管包括浸渍有气态流体吸着剂材料的多孔材料，邻近远端布置的切割元件，以及与流体导管流体联接的真空源；切割组织，由此形成烟羽且烟羽至少部分地连通至流体导管；以及在气态流体吸着剂材料中吸着通过流体导管连通的部分烟羽。
本公开的第四个示例性实施例展示了一种方法。该方法包括：提供手术设备，该手术设备包括具有远端和近端并限定了纵轴的细长体，延伸穿过细长体的纵轴的流体导管，其中流体导管包括灭菌金属，邻近远端布置的切割元件，以及与流体导管流体联接的真空源；切割组织，由此形成烟羽且烟羽至少部分地连通至流体导管；以及经由灭菌金属至少部分地对流体导管进行消毒。
以下将描述本公开的实施例，但是应当理解，本公开不限于所描述的实施例，并且在不偏离基本原理的情况下能够对本公开进行各种修改。因此，本公开的范围仅由权利要求确定。
附图说明
附图作为说明书的一部分并入本文。本文描述的附图示出了当前公开的主题的实施例，并且说明了本公开选定的原理和教导。然而，附图没有说明当前公开的主题所有可能的实施例，并且不旨在以任何方式限制本公开的范围。
图1示出了根据本公开的实施例的示例性排空系统的示意图；
图2示出了根据本公开的实施例的示例性手术设备；
图3示出了根据本公开的实施例的示例性手术设备的横截面图；
图4示出了根据本公开的实施例的示例性手术设备的一部分；
图5示出了根据本公开的实施例的示例性手术设备的一部分的横截面图；
图6示出了根据本公开的另一实施例的示例性手术设备的一部分的横截面图；
图7示出了根据本公开的又一实施例的示例性手术设备的一部分的横截面图；以及
图8示出了根据本公开的实施例的示例性手术设备的横截面图。
图9展示了适于实施本公开的示例性实施例的逻辑流程图。
图10展示了适于实施本公开的示例性实施例的另一逻辑流程图。
图11展示了适于实施本公开的示例性实施例的又一逻辑流程图。
具体实施方式
应当理解，本发明可以假设各种可替代的方位和步骤序列，除非明确相反地指出。还应理解，在附图中示出并在以下说明书中描述的特定组件和系统仅仅是本文限定的发明概念的示例性实施例。因此，除非另有明确说明，否则不应当认为与所公开的实施例相关的特定尺寸、方向或其他物理特性是限制性的。此外，在本申请的这一部分中，尽管可能不是，但在本文的各种实施例中描述的类似元件通常能够用类似的标号来表示。
仍然需要能够高效且有效果地过滤手术期间产生的至少一部分烟羽的流体排空系统。因此，本公开的实施例提供了用于过滤气体、流体和/或微粒的方法和设备。本公开的实施例包括具有导管的手术设备，该导管维持材料可操作以吸着(例如，吸收或吸附)穿过导管的气体、流体和/或微粒。
如图1所示，在实施例中，排空系统100(也称为流体排空系统)可包括经由第一管104与过滤器组件106流体连通的手术设备102。第一管104的第一端104A可以与手术设备102的近端108密封连接，并且第一管104的第二端104B可以与过滤器组件106的流体入口110密封连接。应当认识到，第一管104的实施例能够可移除地或固定地附接到手术设备近端108和过滤器组件流体入口110。第二管112可包括与过滤器组件106的流体出口密封连接的第一端以及与真空动力单元116的流体入口118密封连接的第二端114。第二管112的实施例包括第二管112可移除地或固定地附接有流体入口118和流体出口114。在实施例中，如图1所示，真空动力源116可以是安装在医疗设施的壁中的中央真空单元。在另一实施例中，真空动力源116可以是独立的或远程的真空单元，其邻近过滤器组件106或与过滤器组件106间隔开。在又一实施例中，真空动力源116和过滤器组件106可集成到单个壳体中。真空动力源116可操作以产生或促使流体流经手术设备102、第一管104、过滤器组件106和第二管112。
应该认识到，本公开的实施例包括直接地且流体地连接到真空动力源116的手术设备102。换句话说，实施例包括没有过滤器组件106位于手术设备102和真空动力源116中间。在该替代的实施例中，第二管112直接地且流体地连接到第一管104或第一端104A。
如图2所示，在实施例中，手术设备102可以包括具有切割元件120和纵轴122的电手术笔。手术设备102还可以包括包围流体导管126的中空体124(见图3)。在实施例中，流体导管126能够从电手术笔中空体124的远端128到其近端108同轴地延伸穿过电手术笔中空体124的纵轴122。如图2所示，切割元件120可以布置在电手术笔中空体124的远端128处。
继续参考图2，在实施例中，切割元件120可以包括至少一个电极。至少一个电极120可用于向患者的组织施加电流以切割和/或凝固该患者的组织。在其他未描绘的实施例中，切割元件120可包括但不限于超声手术刀或激光手术刀。
如图3所示，端口132可以布置在与流体导管126流体连通的电手术笔中空体124的近端108中。在实施例中，位于电手术笔近端108处的配件130可包括带倒钩的配件，该配件具有穿过其中布置的流体导管134。配件130与电手术笔近端108联接并与端口132流体连通。在其他实施例中，配件130可包括其他设计的连接器。例如，能够利用母接头代替带倒钩的配件130。母接头能够用来保持配件的内径，从而使流体导管134尽可能大。
如图2和图3所示，电手术笔远端128可设有与中空体流体导管126流体连通的入口136。在手术设备102的操作期间，真空动力源116促使或产生由切割元件120生成的气体、流体和/或微粒(例如，手术烟雾)的流，以进入中空体入口136并穿过流体导管126到达端口132。气体、流体和/或微粒从端口132经过配件130流到管104。相应地，过程中的气体、流体和/或微粒可通过手术设备102被输送到管104。气体、流体和/或微粒从管104输送至过滤器组件106或者(对于不存在过滤器组件106的实施例)直接输送至真空动力源116。本文的术语“手术烟雾”可与术语“烟羽”互换。应当认识到，虽然本公开的实施例可以描述为可操作以排空气体、流体、微粒、烟雾和/或烟羽，但实施例也可操作以排空烟雾和/或烟羽。
继续参考图2和图3，在实施例中，手术设备102可设有切割按钮138和凝固按钮140，以对切割元件电极120提供不同水平的电流。在一个实施例中，切割按钮138可操作用于在第一动力水平下激活切割元件电极120，并且凝固按钮140可操作用于在第二动力水平下激活切割元件电极120。在实施例中，第一动力水平可以高于第二动力水平。
如图3所示，在实施例中，手术设备流体导管126可包括吸着剂材料150，该吸着剂材料150可操作用于吸收或吸附穿过流体导管126的至少一部分手术烟雾(例如，气体、流体和/或微粒)。吸着剂材料150在一个实施例中可以均匀分布于流体导管126的内部径向表面，或者可以集中于流体导管126的内部径向表面的一个或更多个区域中，或者可以邻近内部径向表面集中于流体导管126内。实施例包括沿纵轴122的流体导管126的整个内部径向表面502包括吸着剂材料150。实施例还包括吸着剂材料150位于流体导管126的内部径向表面502上的沿径向方向和纵向方向的多个位置，从而流体导管126的内部径向表面502的这些部分包括吸着剂材料150，而流体导管126的内部径向表面502的其他部分126不包括吸着剂材料150。
如图4所示，在实施例中，流体导管126可以包括或维持管126A。管126A可以是手术设备102的可更换部件。管126A的实施例具有小于流体导管126的内径的外径，使得管126A的外部径向表面504和流体导管126的内部径向表面502形成摩擦配合，该摩擦配合允许管126A从手术设备102中可移除。管126A包括由其内部径向表面502限定的中空通道508。当管126A位于手术设备102的流体导管126内时，管126A的中空通道508与流体导管126流体连接。在一次或多次使用手术设备102之后，管126A可以从手术设备102中移除并且用新的管126A替换，以确保吸着剂材料150的功效。在实施例中，管126A能够限定延伸穿过管126A的长轴的狭槽127，以在管126A的移除和插入过程中容纳切割元件电极120。
如图5所示，在实施例中，管126A可包括由例如聚合材料形成的大致正圆形的中空圆柱154。吸着剂材料150的层可联接至中空圆柱154的径向朝内表面，且可渗透聚合物152的层可联接至吸着剂材料150的径向朝内表面510。在本实施例中，中空圆柱154、吸着剂材料150和可渗透聚合物152形成同心元件，并且可渗透聚合物152的内部径向表面512限定了中空通道508。吸着剂材料150可以延伸穿过中空圆柱154的长轴，或者可以沿着中空圆柱154的一个或更多个部分定位。
如图6所示，在实施例中，吸着剂材料150能够在不具有可渗透聚合物152的情况下限定流体导管126。换句话说，实施例包括管126A的内部径向表面502仅具有吸着剂材料150的层，使得中空通道508由吸着剂材料150的内部径向表面510限定。
如图7所示，在另一实施例中，管126A可由多孔聚合物形成并且浸渍有吸着剂材料150，例如但不限于活性炭。吸着剂材料150也可以是但不限于多孔聚合物，例如共轭微孔聚合物或烧结聚合物。
如图8所示，在实施例中，吸着剂材料150可形成与管126A联接的多个环或中空圆柱。吸着剂材料150的环可经由粘合剂、压配合或包覆成型工艺(但不限于这些工艺)与管126A联接。在另一实施例中，管126A可在其径向内表面中限定大致环形的凹槽，吸着剂材料150的环位于这些凹槽中。在又一实施例中，吸着剂材料150的环可伸入流体导管126中以创建湍流和/或再循环流的区域，从而增加手术烟雾与吸着剂材料150之间的接触体积和/或持续时间。
在手术设备102的操作过程中，气体、流体和/或微粒通过流体导管126被抽吸。一部分气体、流体和/或微粒被吸着剂材料150吸收和/或吸附。在实施例中，当吸着剂材料150为吸附剂时，手术烟雾的分子、原子和/或离子的一部分粘附到吸着剂材料150上。由此，手术烟雾的一部分通过排空系统100从手术烟雾流中过滤掉。排空系统100可包括手术设备102下游的附加过滤器，包括但不限于微粒过滤器。通过利用具有带集成的吸着剂材料150的流体导管126的手术设备102，排空系统100在不降低通过排空系统100的手术烟雾的流速的情况下维持增加的过滤能力。
现在参考图3-8，手术设备流体导管126可包括灭菌材料160，以代替或附加于吸着剂材料150。灭菌材料160可以是但不限于灭菌金属。灭菌金属可包含银离子。利用带集成的灭菌材料160的流体导管126的手术设备102，抑制流体导管126内微生物的发展。防止流体导管126内微生物的发展可延长管126A的寿命并减少应更换管126A的频率。
应该认识到，本公开的实施例提供了一种包括导管的手术设备，该导管维持材料可操作以吸收或吸附经过导管的气体、流体和/或微粒。在每个实施例中，可操作用于吸收或吸附的材料不会阻碍通过导管的流动。在这方面，该材料不会显著减小导管的流动面积，也不会直接阻碍气体、流体和/或微粒通过导管的流动。相反，本公开的实施例提供了一种手术设备，其通过使气体、流体和/或微粒穿过导管来收集和/或过滤气体、流体和/或微粒。因此，本公开的实施例有利地允许排空器促使通过导管的流动，而不必克服来自传统过滤器的障碍。
现在参考图9，图9描绘了适于实施本公开的示例性实施例的逻辑流程图。方框902指出：提供一种手术设备，该手术设备包括具有远端和近端并限定了纵轴的细长体，延伸穿过细长体的纵轴的流体导管(其中流体导管包括浸渍有气态流体吸着剂材料的多孔材料)，邻近远端布置的切割元件，以及与流体导管流体联接的真空源；切割组织，由此形成烟羽且烟羽至少部分地连通至流体导管；以及在气态流体吸着剂材料中吸着通过流体导管连通的部分烟羽。该过程在方框904处继续，其说明了：从细长体抽出流体导管；并且将包含浸渍有气态流体吸着剂材料的多孔材料的第二流体导管插入细长体中。
参考图10，示出了适于实施本公开的示例性实施例的另一逻辑流程图。方框1002说明了：提供一种手术设备，该手术设备包括具有远端和近端并限定了纵轴的细长体，延伸穿过细长体的纵轴的流体导管(其中流体导管包括灭菌金属)，邻近远端布置的切割元件，以及与流体导管流体联接的真空源；切割组织，由此形成烟羽且烟羽至少部分地连通至流体导管；以及经由灭菌金属至少部分地对流体导管进行消毒。然后方框1004指出其中灭菌金属包含银离子。最后，方框1006列出其中流体导管包括浸渍有灭菌金属的多孔聚合物。
参考图11，图11示出了适于实施本公开的示例性实施例的又一逻辑流程图。从方框1102开始，说明了：提供包括远端和近端并限定了纵轴的细长体，延伸穿过细长体的纵轴的流体导管，其中流体导管包括气态流体吸着剂材料；邻近远端布置的流体出口，邻近远端布置的切割元件，以及邻近近端布置的流体出口；其中流体入口和流体出口经由流体导管流体连通。接着方框1104指出其中流体导管包括浸渍有所述气态流体吸着剂材料的多孔材料。
在方框1104之后，方框1106说明了流体导管包括多孔聚合物。接着方框1108列举了其中多孔聚合物包括烧结聚合物。方框1110指出其中气态流体吸着剂材料包括活性炭。接下来的方框1112说明了其中流体导管包括可操作以从细长体移除的管。方框1114说明了其中管包括狭槽，该狭槽可操作以在管从细长体移除时容纳切割元件。方框1116涉及其中流体导管包括具有径向内表面的管、与管的径向内表面联接的吸着剂材料以及与吸着剂材料的径向内表面联接的可渗透聚合物。最后，方框1118列举了其中流体导管包括吸着剂材料的多个轴向间隔的环。
图9、图10和图11的逻辑流程图可以被视为说明了使用本文公开的示例性实施例的方法的操作，或者说明了构造设备部件以使设备运行的具体方式。
本文描述的实施例的一个或更多个特征可以组合以创建未描绘的附加实施例。尽管上面已经详细描述了各种实施例，但是应当理解，它们是以示例的形式展示，而不是限制性的。对于相关领域的技术人员来说显而易见的是，所公开的主题可以在不脱离其范围、精神或本质特征的情况下以其他特定形式、变型和修改来体现。因此，上述实施例在所有方面均被视为说明性的，而不是限制性的。本发明的范围由权利要求书指定，并且旨在包含其等效物的意义和范围内的所有变化。

Claims (16)

1.手术设备，包括：
细长体，所述细长体包括远端和近端，并且所述细长体限定了纵轴；
中空的流体导管，所述流体导管延伸穿过细长体的纵轴，其中流体导管包括气态流体吸着剂材料，所述气态流体吸着剂材料均匀地分布于所述流体导管的整个内部径向表面；
邻近远端布置的流体入口；
邻近远端布置的切割元件；以及
邻近近端布置的流体出口，其中流体入口和流体出口经由流体导管流体连通。
2.根据权利要求1的手术设备，其中流体导管包括浸渍有所述气态流体吸着剂材料的多孔材料。
3.根据权利要求1的手术设备，其中流体导管包括多孔聚合物。
4.根据权利要求3的手术设备，其中多孔聚合物包括烧结聚合物。
5.根据权利要求2的手术设备，其中气态流体吸着剂材料包括活性炭。
6.根据权利要求1的手术设备，其中流体导管包括可操作以从细长体移除的管。
7.根据权利要求6的手术设备，其中管包括狭槽，所述狭槽可操作以在管从细长体移除时容纳切割元件。
8.根据权利要求1的手术设备，其中气态流体吸着剂材料是吸附剂。
9.根据权利要求1的手术设备，其中流体导管包括具有径向内表面的管，与管的径向内表面联接的吸着剂材料，以及与吸着剂材料的径向内表面联接的可渗透聚合物。
10.根据权利要求1的手术设备，其中流体导管包括吸着剂材料的多个轴向间隔的环。
11.根据权利要求1的手术设备，其中切割元件包括从远端延伸的电极。
12.根据权利要求1的手术设备，所述手术设备进一步包括：
与流体导管流体联接的真空管；以及
与真空管流体联接的真空源，所述真空源可操作以产生流体流。
13.根据权利要求1的手术设备，其中流体导管包括灭菌金属。
14.手术设备，包括：
细长体，所述细长体包括远端和近端，并且所述细长体限定了纵轴；
中空的流体导管，所述流体导管延伸穿过细长体的纵轴，其中流体导管包括多个间隔开的灭菌金属环，所述灭菌金属环位于所述流体导管的内部径向表面上；邻近远端布置的流体入口；
邻近远端布置的切割元件；以及
邻近近端布置的流体出口，其中流体入口和流体出口经由流体导管流体连通。
15.根据权利要求14的手术设备，其中灭菌金属包含银离子。
16.根据权利要求14的手术设备，其中流体导管包括浸渍有灭菌金属的多孔聚合物。
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