CN112702982B - 眼科显微手术工具、系统和使用方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于从眼睛中提取晶状体材料的系统，包括：具有第一抽吸泵的器械，该第一抽吸泵由具有马达的驱动机构驱动；以及细长构件，该细长构件的尺寸和构造设置为延伸穿过前房到达眼睛的囊袋。构造成由驱动机构振荡的细长构件包括流体地联接至第一抽吸泵并限定抽吸废料管线的至少一部分的内部管腔，以及具有远侧切割末端的开放远端。该系统可以进一步包括远离手术器械的流体系统，该流体系统包括第二抽吸泵和流体管线，该流体管线构造成将背景抽吸从第二抽吸泵输送到细长构件的内部管腔，以从眼睛朝向内部管腔抽吸晶状体材料。还提供了相关的装置，系统和方法。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2018年6月5日提交的序列号为No.62/680,723；2018年6月29日提交的序列号为No.62/692,443；2019年1月7日提交的序列号为No.62/789,348；以及2019年5月10日提交的序列号为No.62/846,280的共同待决的美国临时专利申请的优先权。临时申请的公开内容由此通过引用以其整体并入本文。
技术领域
本技术大体涉及眼科显微手术工具和系统，尤其涉及具有集成的泵送和流体管理系统的眼科显微手术工具和系统。
背景技术
某些类型的常规眼科手术需要破碎晶状体组织和诸如人工晶状体或玻璃体的眼内物体，以便可以将它们从眼睛中取出。例如，用于白内障手术的晶状体取出是最常见的手术程序之一，仅在美国每年就进行超过300万例。在白内障手术期间，晶状体取出术最常用的方法是超声乳化术，该超声乳化术利用超声能量乳化晶状体并进行抽吸以从眼睛中去除晶状体乳剂。晶状体破碎和取出的其他方法可包括使用诸如钩、刀或激光之类的器械将晶状体破碎成足够小的块，以在腔内方法中通过角膜上的切口取出。为了允许从通常不超过2.8-3.0mm的眼切口去除白内障，在白内障手术中，晶状体组织的眼腔内破碎是重要的。
典型的超声乳化系统包括与超声乳化机头(hand piece)操作性地连通的控制台。控制台通常包括机柜，该机柜包括电源、泵、电子器件及相关硬件。控制台提供对机头的电子器件，抽吸和冲洗的控制。机头包括在第一端直接附接到一组压电晶体的谐振棒，以及在第二端上的针状切割管。在超声乳化期间，晶体提供驱动谐振棒和附接的切割管所需的超声振动。
在典型的超声乳化过程中，超声乳化末端延伸经过冲洗套管的远端，并通过角膜中的小切口插入眼睛的前段。使切割管的超声乳化末端与眼睛的晶状体接触，从而使振荡的超声乳化末端使晶状体乳化。然后，将乳化物连同在该过程中通过冲洗套管提供给眼睛的任何冲洗流体一起通过超声乳化末端的管腔抽吸，并引向废料容器。在切割期间，冲洗流体通过位于切割管上方的冲洗套管输送到眼睛(即被动或主动)。冲洗流体旨在保持眼睛内的压力平衡，并在移除乳化的晶状体期间防止前房塌陷。
与传统的乳化装置和其他使用远程真空源的装置相关联的挑战是，吸入管线相当长且是柔性的，有助于流体系统的顺应性。最后，该系统通常包含可压缩气体或其他材料，其进一步增加系统的适应性。在开启和关闭抽吸时，包含可压缩材料的长而柔性的抽吸管线会影响末端处的响应时间。关于一些系统(例如基于文丘里管的系统)的又一个问题是，废流体处理罩也暴露于真空压力下，且因此，容器和其中的气体或其他可压缩材料也对压力的变化做出响应，并且进一步导致延迟末端处的吸力的启动和终止，并导致某些系统的低响应性。
例如在白内障手术期间用于向眼睛输送冲洗流体的常规方法和装置也可以使用大量的循环冲洗平衡盐溶液(BSS)。例如，BSS的瓶和袋可以在250cc至500cc的范围内。角膜内皮细胞可以多种方式被破坏，包括传递到眼睛的超声波能量的量以及循环通过前房的冲洗流体的量。另外，当使用较大量的冲洗流体时，通过眼睛的流速较高，且因此可能会存在冲洗流体的额外的湍流并且其进一步引起角膜内皮细胞损伤。
发明内容
在一些实施方式中，公开了一种用于从眼睛提取晶状体材料的系统。该系统包括具有驱动机构的手术器械，该驱动机构具有马达、由驱动机构驱动的第一抽吸泵、以及细长构件，该细长构件的尺寸和构造设置成延伸穿过眼睛的前房并到达眼睛的囊袋。该细长构件包括流体地连接至第一抽吸泵并限定抽吸废料管线的至少一部分的内部管腔，以及具有远侧切割末端的开放远端。该细长构件构造成由驱动机构振荡。该系统还包括远离手术器械的流体系统，该流体系统包括第二抽吸泵，以及流体地联接至第二抽吸泵的流体管线。该流体管线构造成将背景抽吸从第二抽吸泵输送到细长构件的内部管腔，以将晶状体材料从眼睛抽吸向内部管腔。
第一抽吸泵可以被构造成通过内部管腔产生不连续的脉动抽吸，以将晶状体材料从眼睛抽吸到内部管腔中。第一抽吸泵可以是活塞泵。由第二抽吸泵输送的背景抽吸可以是通过内部管腔的连续的背景抽吸。第二抽吸泵可以是蠕动泵或滚子泵。由第二抽吸泵产生的背景抽吸的流速可以小于由第一抽吸泵产生的抽吸的流速。第二抽吸泵的流速可以为约10毫升/分钟，且第一抽吸泵的流速可以为约30毫升/分钟。
手术器械还可包括能够联接至冲洗流体源的冲洗管线。该冲洗流体源可以是手术器械的一部分。冲洗流体源可以是流体系统的一部分。在使用期间提供给手术器械的冲洗流体的总体积可以小于约250mL，低至约10mL。流体系统可以进一步包括冲洗管线，该冲洗管线将流体系统的冲洗流体源流体地联接到手术器械的冲洗管线。流体系统的冲洗管线可以包括阀，该阀构造成控制通过流体系统的冲洗管线的冲洗流体流。
该器械还可包括在手术器械的壳体上的输入。输入可以是多路触发器，其被构造为根据触发器按压的程度来激活手术器械的不同功能。第一程度的触发器按压可以打开流体系统的冲洗管线的阀，从而将手术器械置于仅冲洗模式。第二程度的触发器按压可以致动第二抽吸泵，从而将手术器械置于冲洗-连续抽吸模式。第三程度的触发器按压可以致动第一抽吸泵和细长构件的振荡，从而使手术器械置于冲洗-脉冲抽吸-切割模式。超过第三程度的触发器按压的触发器按压可以增加振荡频率和抽吸流速中的至少一个。第三程度的触发器按压可以额外地停用第二抽吸泵。输入可以包含感测机构，该感测机构选自电容式传感器、光学传感器、磁传感器、电磁传感器和霍尔效应传感器组成的组。第一抽吸泵和第二抽吸泵可构造成同时施加通过内部管腔的抽吸。
手术器械可进一步包括手持部分，该手持部分具有能够可释放地联接至远侧一次性部分的近侧可重复使用部分。该手持部分可以包括可旋转的联接器，该可旋转的联接器构造成用于将马达的旋转可释放地操作性地联接到远侧一次性部分。近侧可重复使用部分可以保留在眼睛外部。第一抽吸泵可包括多个活塞，该多个活塞中的每个活塞容纳在各自的缸内，每个缸流体地联接到细长构件的内部管腔。驱动机构还可以包括旋转凸轮组件，该旋转凸轮组件能够由马达经由可旋转的联接器旋转。旋转凸轮组件的旋转可以使多个活塞在内部管腔中产生不连续负压脉冲。
由第一抽吸泵产生的抽吸可由用户选择性地改变。手术器械还可包括活塞硬止挡件，该活塞硬止挡件构造成限制多个活塞在它们的相应的缸内的近侧行程。活塞硬止挡件可构造成在高真空位置和低真空位置之间切换。当处于高真空位置时，活塞硬止挡件可以相对于缸向近侧缩回，以容许每个活塞在其相应的缸内的最大行程。当处于低真空位置时，活塞硬止挡件可相对于缸向远侧推进，从而将每个活塞在其相应的缸内的近端行程限制为小于最大近端行程。活塞硬止挡件可构造成在连续抽吸位置和脉动抽吸位置之间切换。当处于连续抽吸位置时，活塞硬止挡件可相对于缸向远侧推进，从而限制了每个活塞在其相应的缸内且相对于驱动机构的旋转凸轮组件的近侧行程。当处于脉动抽吸位置时，活塞硬止挡件可以相对于缸向近侧缩回，从而允许每个活塞在其相应的缸内并且相对于驱动机构的旋转凸轮组件的完整近侧行程。
该手术器械还可包括位于手术器械的抽吸废料管线内的防浪涌阀。防浪涌阀可构造成当抽吸的流速高于阈值时限制通过抽吸废料管线的流，并构造成当抽吸流速低于阈值时允许通过抽吸废料管线的流。阈值可以是40毫升/分钟。防浪涌阀可以是隔膜阀、伞阀或蘑菇阀。防浪涌阀还可包括过滤器。
在一个相关方面，公开了一种用于从眼睛提取晶状体材料的装置。该装置包括：驱动机构，其具有马达；由驱动机构驱动的抽吸泵，该抽吸泵可由用户选择性地修改；以及细长构件，该细长构件构造成由该驱动机构振荡。细长构件的尺寸和构造被设置成延伸穿过眼睛的前房并延伸到眼睛的囊袋。细长构件包括内部管腔，该内部管腔流体地联接至抽吸泵并且限定抽吸废料管线的至少一部分，以及具有远侧切割末端的开放远端。
由抽吸泵产生并通过内部管腔输送以将晶状体材料从眼睛抽吸到内部管腔中的抽吸可以在连续的背景抽吸和不连续的脉动抽吸之间选择性地改变。抽吸泵可以是包括多个活塞的活塞泵。多个活塞中的每一个可以被容纳在相应的缸内。每个缸可以流体地联接到细长构件的内部管腔。该驱动机构可以进一步包括旋转凸轮组件，该旋转凸轮组件能够由马达经由可旋转联接器旋转。旋转凸轮组件的旋转会导致该多个活塞在内部管腔内产生不连续负压脉冲。该装置还可包括构造成限制多个活塞在其相应的缸内的近侧行程的活塞硬止挡件。活塞硬止挡件可构造成在高真空位置和低真空位置之间切换。当处于高真空位置时，活塞硬止挡件可相对于缸向近侧缩回，以允许每个活塞在其相应的缸内的最大近侧行程。当处于低真空位置时，活塞硬止挡件可相对于缸向远侧推进，从而将每个活塞在其各自缸内的近端行程限制为小于最大近端行程。活塞硬止挡件可构造成在连续抽吸位置和脉动抽吸位置之间切换。当处于连续抽吸位置时，活塞硬止挡件可相对于缸向远侧前进，从而限制了每个活塞在其相应的缸内且相对于驱动机构的旋转凸轮组件的近侧行程。当处于脉动抽吸位置时，活塞硬止挡件可以相对于缸向近侧缩回，从而允许每个活塞在其相应的缸内并且相对于驱动机构的旋转凸轮组件的完整近侧行程。
该装置可以包括能够可释放地连接至远侧一次性部分的近侧可重复使用部分。近侧可重复使用部分可构造成保持在眼睛外部。活塞泵可以位于该远侧一次性部分内，且旋转凸轮组件可以位于近侧可重复使用部分或远侧一次性部分内。
在一些变型中，以下方法中的一个或多个可以可选地包括在以上方法，设置，装置和系统中的任何可行组合中。该方法，设备，装置和系统的更多细节在附图和以下描述中阐述。通过描述和附图，其他特征和优点将显而易见。
附图说明
现在将参考以下附图详细描述这些和其他方面。一般而言，附图不是按绝对术语或相对比地绘制的，而是意图用于说明。而且，出于说明清楚的目的，可以修改特征和元件的相对位置。
图1A是根据用于供眼科显微手术工具使用的实施方式的显微手术控制系统的透视图。
图1B是图1A的显微手术控制系统的框图。
图1C示出了根据一种实施方式的系统相对于器械上的多路输入的节流阀位置的操作阶段。
图2是根据另一实施方式的显微手术系统的示意图。
图3A示出了与控制系统一起使用的可选的辅废料容器。
图3B示出了用于将主和辅废料容器联接至流体系统的配件。
图3C示出了与流体系统一起使用的废料容器的实施方式。
图3D-3E示出了与流体系统一起使用的废料容器的另一实施方式。
图3F示出了与流体系统一起使用的废料容器的另一实施方式。
图4A至图4B示出了用于从眼睛切割并抽吸材料的显微手术工具的实施方式的侧视图，该显微手术工具被构造为与显微手术控制系统一起使用。
图4C至图4D示出了分别沿线C-C和D-D截取的图4A-4B的装置的截面图。
图4E至图4G示出图4A-4B的装置的旋转凸轮的各种视图。
图4H至图4O是图4A-4B的装置的各个组件的另外的视图。
图4P是单向阀的另一视图，该单向阀控制进出泵送室的材料的流动。
图5A示出了具有细长构件的显微手术工具的透视图。
图5B示出了彼此分离的显微手术器械的实施方式的耐用部分和一次性部分的透视图。
图5C示出了图5B的器械的耐用部分的局部视图。
图5D示出了在圆圈C-C处得到的图5C的耐用部分的详细视图。
图5E-5H是图5B的耐用部分和一次性部分之间的联接的各种视图。
图6A-6D示出了图5B的器械的可选真空设置。
图7A-7H示出了显微手术器械的各种视图。
图8A-8D示出了图7A-7H的显微手术器械的凸轮机构。。
图8E示意性地示出了在凸轮表面上的活塞运动。
图8F-8H示意性地示出了另一凸轮表面上的活塞运动。
图9A-9C示出了显微手术器械的实施方式的各种视图。
图10A-10C示出图9A-9C的显微手术器械的实施方式的各种视图。
图11A-11B示出了图10A-10C的显微手术器械的另外的实施方式的局部截面图。
图12是结合有组合冲洗脉冲和真空脉冲系统的泵送歧管的示意表示。
图13A-13C示出了具有细长构件的显微手术工具的致动的各个阶段。
图14A-14C示出了在致动的各个阶段中、图13A-13C的工具的局部视图。
图15A-15C示出在致动的各个阶段中、图13A-13C的工具的局部视图。
图16A-16B示出了联接至多级触发器的排放机构的实施方式。
图16C-16D从远端透视图示出了由结合有图16A-16B的排放机构的垫片覆盖的真空歧管。
图16E-16F从近端透视图中穿过透明的真空歧管而示出了图16C-16D的排放机构。
图16G-16H从近端透视图示出了图16C-16D的排放机构，没有示出真空歧管。
图17A是联接到振荡驱动机构的实施方式的细长构件的透视图。
图17B-17D是图17A的处于旋转的各个阶段的振荡机构的侧视图。
图17E和17F分别是具有处于伸出和缩回状态的内管和外管的细长构件的局部视图。
图17G是处于完全远侧延伸的细长构件的局部剖视图。
图18A示出了常规超声乳化系统的细长构件的对称的正弦运动曲线。
图18B示出了细长构件的不对称非正弦运动曲线。
图18C显示了细长构件的对称运动曲线，其中细长构件的伸出速度曲线与缩回速度曲线相同。
图18D示出了用于细长构件的不对称运动曲线，其中，细长构件的伸出速度曲线不同于缩回速度曲线。
图18E-18F示出了细长构件的伸出速度曲线和缩回速度曲线的另外的示例，其中曲线是不同的。
图18G示出了细长构件(底部面板)的远侧末端相对于其伸出速度曲线(顶部面板)的非正弦运动。
图19A示出了真空曲线的实施方式。
图19B-19D示出了用于细长构件的非对称，非正弦运动曲线(实线)和用于通过细长构件抽吸的真空曲线(阴影线)之间的重叠。
图19E示出了用于细长构件的非对称，非正弦运动曲线(实线)和用于通过细长构件抽吸的真空曲线(阴影线)之间的重叠。
图19F示出了用于细长构件的非对称，非正弦运动曲线(实线)与用于利用活塞泵通过细长构件抽吸的真空曲线(阴影线)之间的重叠。
图20A示出了位于器械的壳体上的呈皱缩构造的无菌护套。
图20B示出了当在器械的壳体上展开后呈非皱缩构造的图20A的无菌护套。
图21示出了器械的真空歧管内的阀，该阀构造成防止阻塞后浪涌。
图22A-22D示出了用于构造成防止阻塞后浪涌的阀的过滤器的一种实施方式。
图23示出了在无菌包装中包含器械的套件的实施方式。
应当理解，附图仅是示例性的，并不意味着按比例绘制。应当理解，本文描述的装置可以包括不一定在每个附图中描绘的特征。
具体实施方式
本文描述了用于眼科显微手术工具的系统、装置和方法，其在眼内手术期间可用于晶状体、玻璃体和其他组织的眼内破碎和去除。各种系统、装置和方法被构造为执行在眼科程序中有用的一种或多种功能，包括但不限于切割、破碎、乳化、抽吸和/或冲洗在眼科中的程序期间存在于目标位置的材料。如本文所用，“材料”可以包括流体(来自眼睛或提供给眼睛)，组织或组织的片段，例如晶状体组织、玻璃体、细胞、以及在眼睛中的程序(例如白内障程序，玻璃体切除程序等)期间可能存在的任何其他流体或组织或其他材料。本文所述的系统、装置和方法被构造为施加真空并输送流体以维持眼睛内的压力平衡。本文所述的施加真空和/或输送流体的系统、装置和方法还可以被构造成在手术部位内和附近切割、破碎、乳化或以其他方式制造较小的材料。本文描述的允许施加真空的系统、装置和方法可以使用脉冲真空来提供真空，该脉冲真空具有或不具有间歇脉冲正压以提供瞬时逆行流动。
本文中所描述的装置的各种特征和功能可以应用于本文中所描述的一个或多个装置，即使它们可能没有被明确地组合描述。还应当理解，本文描述的装置的各种特征和功能可以应用于本领域已知的常规装置和系统，该装置和系统也可用于在手术部位处或附近切割、破碎、乳化或以其他方式冲击组织，包括但不限于：超声乳化系统、玻璃体切除系统、袋抛光系统和用于进行白内障手术或玻璃体切除手术等的其他工具。
显微手术系统
图1A和1B示出了根据一种实施方式的显微手术系统100。显微手术系统100可与一种或多种眼科显微手术器械(或眼科显微外科器械，ophthalmic microsurgicalinstruments)225(有时在本文中称为“装置”或“工具”或“外围装置”或“机头”或“手持单元”)一起使用，以供外科医生用于执行各种眼科手术程序。本文所述的任何显微手术器械和装置都可以与系统100操作性地联接。显微手术系统100可以包括与杆组件105联接的流体系统110。杆组件105和流体系统110均可以被由功率(或电力，power)系统120供电的计算单元115来控制。流体系统110可以包括容器135中的冲洗流体源130，通向显微手术器械225的冲洗管线155，从显微手术器械225引向废料容器160的废料管线165和至少一个抽吸泵145。系统100可通过将流体系统110的冲洗管线155联接到器械225的冲洗入口而为显微手术器械225提供冲洗。系统100还可以通过将流体系统110的废料管线165联接到显微手术器械225的废料出口来向显微手术器械225供应抽吸压力。优选地，进入和离开眼睛的手术区域的流体的相对量是平衡的，以使得眼睛的前房不塌陷。还优选地，提供给显微手术器械225的总冲洗体积保持在一定的体积以下，例如，小于约250mL，小于约200mL，小于约150mL，小于约100mL，小于比约50毫升，低至约10毫升。显微手术系统100和显微手术器械225的每个构件将在下面更详细地描述。
如图1B中最佳地示出，系统100的一个或多个构件可以由计算单元115控制。计算单元115可以包括控制处理器180、存储器190、通信模块195以及一个或多个输入/输出197。计算单元115的组件，诸如控制处理器180、存储器190、通信模块195、一个或多个输入/输出197、存储设备等可以经由系统总线185互连。控制处理器180可以与杆组件105、流体系统110和联接到系统100的显微手术器械225中的一个或多个进行操作性通信。控制处理器180还可以与一个或多个外部计算设备200进行操作性通信。外部计算设备200可以有所不同，包括但不限于台式计算机、膝上型计算机、平板计算机、智能手机或其他能够传达和接收用户输入的设备。存储器190被构造成用于接收和存储用户输入数据。存储器190可以是能够存储数据并且将该数据通信到系统100的一个或多个其他构件(例如控制处理器180)的任何类型的存储器。存储器190可以是闪存存储器、SRAM、ROM、DRAM、RAM、EPROM、动态存储器等中的一个或多个。存储器190可以被构造为存储与器械225的预期用途有关的一个或多个用户定义的曲线。存储器190可以被构造为存储用户信息、使用历史、进行的测量等。
计算单元115的通信模块195可以与系统100的一个或多个构件—例如控制处理器180，以及与一个或多个外围设备—例如一个或多个外部计算设备200，以及显微手术器械225进行操作性通信。计算单元115的通信模块195与外部计算设备200或显微手术器械225之间的连接可以包括有线通信端口，例如RS22连接USBFire线连接专有连接或构造为接收信息和/或将信息发送到外部计算设备200和/或显微手术器械225的任何其他合适类型的硬连线连接。通信模块195还可以包括无线通信端口，以便可以通过无线链路在计算单元115和外部计算设备200和/或显微手术器械225之间馈送信息，例如以便在外部计算设备200上实时显示有关系统100的操作的信息和/或控制显微手术器械225的编程。应该理解，外部计算设备200可以直接与显微手术器械225通信，例如,如果器械225独立于系统100而运行。可以使用外部计算设备200对系统100进行任意各种调节和编程。无线连接可以使用任何合适的无线系统，例如蓝牙、Wi-Fi、射频、，ZigBee通信协议、红外或蜂窝电话系统，并且还可以采用编码或身份验证来验证接收到的信息的来源。无线连接也可以是多种专有无线连接协议中的任意协议。
控制处理器180能够处理用于在系统100内执行的指令。这种执行的指令可以实现本文所描述的与使用系统或与系统100进行操作性通信的外围设备有关的过程中的一个或多个过程。控制处理器180可以是单线程处理器或多线程处理器。控制处理器180可能能够处理存储在存储器190和/或存储设备中的指令，以向用户提供有关系统100的操作的信息输出。控制处理器180可以包括能够被编程为调节或提供对系统100以及联接到系统100的显微手术器械225的一个或多个方面的限制的软件。由控制处理器180运行的软件可以在使用期间在没有任何用户输入的情况下提供系统100或与系统100连接的显微手术器械的某些方面。在一种实施方式中，调节或编程可以经由通过系统100内或外部计算机设备200上的软件控制的控制处理器180进行。用户可以经由通过诸如蓝牙的无线连接与系统100进行通信的外部计算设备200远程地对控制器180进行编程。可以对系统100的一个或多个方面进行编程，这将在下面详细描述，包括冲洗源130的高度，废料容器160的高度，泵145的速度等。器械225还可以包括计算单元，该计算单元包括控制处理器、存储器和/或与器械的一个或多个构件(例如，驱动机构、真空源或器械的其他构件)操作性通信的通信模块。将在下面详细描述的显微手术器械225的一个或多个方面可以被编程，包括脉动抽吸的速度、机械末端的振荡速度、最大速度的极限、禁用/启用各种模式(即，脉冲模式或喷涌模式)、调节模式的参数(即，脉冲模式期间的接通时间与断开时间)以及如本文其他地方所述的器械225的各种其他可控制参数。用户还可以直接使用与器械225通信的外部计算设备200，而不是通过系统100对显微手术器械225进行编程，如下面更详细地描述的。
器械225和/或系统100也可以被编程为在输入的致动时提供对特定动作的限制。例如，器械225的驱动机构可以被编程为在输入的致动时具有最小和/或最大速度，或者，在流体注入和抽吸的情况下，器械225可以被编程为在输入的致动时具有最小和/或最大流体压力。因此，本文所述的器械225可使用用户可调节的输入以及通过在输入的致动时影响器械225的一个或多个方面的预编程指令来编程。
如所提及的，系统100(或器械225)的计算单元115可以例如经由外部计算设备200被远程控制、调节和/或编程。系统100的计算单元115还可以直接通过系统100上的一个或多个输入197以及器械225上的一个或多个输入228直接控制、调节和/或编程。因此，可以使用本文所述的装置，使得可以根据用户的手动输入来手动控制和/或调节一个或多个方面，或编程来控制一个或多个方面。控制器可以包括能够被编程为调节或提供对该装置的一个或多个方面的限制的软件。因此，由控制器运行的软件可以提供装置的某些方面，而在使用过程中无需任何用户输入。在一个实施方式中，调节或编程可以通过由软件控制的控制器来进行，该控制器可以在装置内或者在与该装置直接进行操作性通信的外部计算机设备200上,或者通过系统100来进行。用户可以通过经由无线连接(例如蓝牙)与该装置通信的外部计算设备对该控制器进行远程编程。
系统100的输入197可包括一个或多个触发器、按钮、滑块、拨盘、小键盘、开关、触摸屏、脚踏板，或其他可缩回按下，挤压滑动敲击或以其他方式被致动的输入，以激活修改或以其他方式引起系统100的响应。在一些实施方式中，一个或多个输入197包括麦克风198，该麦克风198被构造为接收语音命令以控制调节和/或编程该系统100的一个或多个构件以及与系统100操作性地通信的外围设备。系统的输入197可以与显微手术器械225上的一个或多个输入228分离以及作为其补充，这将在下面更详细地讨论。
再次参照图1A和1B，杆组件105、流体系统110、计算单元115以及显微手术器械225或连接到系统100的其他外围设备中的一个或多个可以通过功率系统120提供功率。例如，功率系统120可以向杆组件105提供功率，以例如利用马达或其他功率机构通过可伸缩方式相对于基座134调节杆132来调节冲洗源130的高度。功率系统120可向流体系统110的抽吸泵145以及一个或多个阀150提供功率，该一个或多个阀150被构造为控制朝向冲洗管线155的流体流动。功率系统120还可向任何外围设备—例如与系统100进行操作性通讯的显微手术器械225—提供功率。功率系统120可以包括具有线168和插头170的功率输出166。插头170构造为插入壁式插座内以向功率系统120提供电功率。功率系统120可以另外包括一个或多个插座175，其被构造为接收一个或多个外围设备的插头，例如，显微手术器械功率源227的插头270。显微手术器械225的功率源227可以插入到系统100的功率系统120的插座175其中之一中。杆组件105也可以结合(或包括，incorporate)器械的功率源227，使得器械不需要包括其自己的功率源227，且可以直接插入杆组件105中。
杆组件105可以包括静脉(IV)杆的典型一个或多个特征。杆组件105可包括伸缩杆132，该伸缩杆132被构造为可相对于基座134移动，从而可调节一个或多个吊架131的高度。吊架131被构造成将容纳在流体系统110的一个或多个冲洗容器135中的冲洗流体源130悬挂在一定高度处，该高度被计算为在冲洗源130和显微手术器械225之间的冲洗管线155中产生适当的流体压力。冲洗源130可以通过杆组件105的吊架131悬挂在患者的高度上方，并且冲洗管线155可以联接至冲洗源130的下端区域。
杆组件105可以结合一个或多个按钮、杠杆、脚踏板或其他致动器，这些按钮、杠杆、脚踏板或其他致动器被构造为调节一个或多个吊架131的高度，从而改变冲洗流体的压力，并相应地改变入口管线中的水的流速。该一个或多个吊架131的高度可以手动地和/或通过电动调节来调节。例如，杆组件105可包括构造成使伸缩杆132相对于基座134运动的电动系统。杆组件105可与计算单元115操作性地通信，使得电动调节可根据程序期间的流体需求而自动进行，这将在下面更详细地描述。杆组件105的基座134可具有多个旋转的轮脚140，以确保杆组件105的完全可动性。轮脚140可如本领域中已知的那样被锁定，以防止在使用过程中意外移动。杆组件105可包括一个或多个其他用户特征，例如可调节的手术托盘或架子或其他存储位置，以及一个或多个夹具、夹阀、管环、夹子等。在一些实施方式中，杆组件105可包括集成的手术器械托盘133，例如，夹持在杆132上的托盘133(见图1A)。
仍然关于图1A和1B，并且如上所述，流体系统110可以包括冲洗流体源130冲洗管线155废料管线165废料容器160和至少一个抽吸泵145。抽吸泵145可以流体地联接至流体管线，其构造成将背景抽吸从泵145传递到细长构件的内部管腔，以将晶状体材料从眼睛抽吸向内部管腔。流体系统110可以可选地包括冲洗流体泵，该冲洗流体泵被构造为从冲洗流体源130输送冲洗流体。冲洗流体可以离开冲洗流体源130并且通过冲洗流体管线155向显微手术器械225行进。也可以结合处理部位附近的可选的冲洗流体储器。例如，冲洗流体储器可位于显微手术器械225的远端内以瞬时地满足对流体的需求，这将在下面更详细地描述。
冲洗流体源130器械225和/或冲洗管线155可以可选地包括一个或多个阀150和/或传感器，其被构造为提供对流体流动的附加控制，该流体流动通过直接流体地联接或通过冲洗端口而流体地联接至器械225的冲洗管线155。该一个或多个阀150可以是夹阀或夹钳，其被构造为紧密地夹住冲洗管线155，从而防止朝向显微手术器械225的流体流动，或者在打开阀150时允许从冲洗源130朝向显微手术器械225的完整流体流动。
如本领域中已知的，阀150可以手动打开/关闭。阀150可备选地或附加地在计算单元115的输入下例如在显微手术器械225的致动时被致动，如将在下面更详细地描述的。本文考虑了其他类型的阀和夹具。器械225和/或废料管线165(在本文中可称为抽吸管线)可以可选地包括一个或多个阀和/或传感器，其被构造为对来自器械225的流体流动提供额外的控制。该一个或多个阀150可被集成在伸缩杆132的附近的区域中—冲洗源130悬挂在该区域中，使得阀150可控制通过冲洗管线155的流动。
冲洗源130可以定位眼睛的高度上方，从而提供正压力梯度，以例如在打开阀150时引起流体从冲洗源130流出而流向显微手术器械225。打开阀150向管线155提供了使得冲洗流体去除了任何“死体积”或“浪涌体积”，从而使显微手术器械225准备好将冲洗流体例如从冲洗套管中输送出来(例如，参见图9B中所示的冲洗套管3128)。如下所述，冲洗流体通常不会流出器械225的套管中的开口，直至抽吸系统中的阀打开。来自升高的冲洗源130的静水压力大体小于手持部分的真空系统中的一个或多个阀的开启压力，这些阀当马达关闭时保持在关闭位置，并在达到一定压力差时打开。冲洗可以被动地朝向眼睛供给，且废料管线的打开/关闭可以决定冲洗流体是否以及何时流出开口并流入眼睛。
流体头压根据冲洗源130相对于眼睛的高度而变化。随着冲洗源130的高度相对于处理部位的增加，通过冲洗管线155的流体压力越大。随着冲洗源130的高度相对于处理部位的减小，通过冲洗管线155的流体压力越低。抽吸流体(例如，经由系统的抽吸泵145)远离处理部位的抽吸压力可受到废料容器160的相对高度的影响。废料容器160可以设置为大气压或更低。废料容器160相对于处理部位越低，压力差越大并且潜在的虹吸压力越大。例如，废料容器160可以定位在患者高度以下，从而导致流体和材料从眼睛流向废料容器160。将废料容器160降低到患者高度以下进一步引起更大的压力差。
冲洗源130和废料容器160两者的相对高度可以手动地和/或自动地调节。用户可以例如利用杆组件105上的调节元件或使用与系统100通信的外部计算设备200来手动控制高度。还可以通过系统100的计算单元115自动控制高度。系统100的计算单元115可以自动地调节冲洗源130相对于处理部位的高度以提供更大的压力差，例如，当在处理部位需要更多的流体时。以这种方式，系统100可以在诸如前房的处理部位处维持流体输送和流体抽取的适当平衡。例如，在系统100的使用期间，随着更多的流体通过器械225被输送到冲洗源130中，冲洗源130中的流体高度可以降低。系统100可以感测流体高度的变化并自动升高冲洗源130(即升高IV杆高度)以维持冲洗源130的流体头。
系统100和/或显微手术器械225可以通过多种方法中的任意方法来感测进入和离开眼睛的流体的相对量。在一些实施方式中，杆组件105可以包括一个或多个传感器，其被构造为评估有多少流体被输送到眼睛以及有多少流体被移除。例如，冲洗源130可以相对于构造为对源130处的流体量和/或重量进行评估的传感器而被定位。在另一实施方式中，一个或多个传感器可以例如使用非接触式流体流量传感器来测量来自冲洗源130的流体流量。类似地，废料容器160可以相对于构造为对流入废料容器160的流体体积、流体重量和/或流体流速进行评估的传感器而被定位。在其他实施方式中，一个或多个传感器可以相对于显微手术器械225定位，例如在入口和出口管线处，以评估眼睛内的总体流体平衡。至少在冲洗侧的传感器可以是非接触式液位或流体流速传感器，包括但不限于超声波、雷达、激光、多普勒和被配置为对冲洗和/或废料管线中的体积流速进行测量的其他类型的用于流体的感测技术。来自传感器的信息可被系统用来自动调节流体平衡，例如，通过增加冲洗源130相对于器械225的高度，且从而增加流体压头来抵消容器中液体的减少。
在一些实施方式中，超声传感器或任何其他类型的非接触式流体传感器被放置在冲洗管线155或废料管线165上。该一个或多个传感器可以被放置在沿着管件的长度的任何地方。在一些实施例中，将传感器放置在靠近管线155、165进入和离开手持式器械225的位置处。传感器可以类似于其他血液或流体测量传感器那样在它们所放置的位置处检测通过管件的流速。在一些实施方式中，传感器被放置在手持装置225内并且被并入本文描述的流体路径中。例如，器械225的某些构件可以由光学透明的构件制造，该光学透明的构件允许非接触式传感器检测通过该装置的流速。在其他实施例中，可以使用弹簧流速计。弹簧流速计可以位于器械225的一次性部分中，并且可以包括随装置内的流速增加而延伸的柱塞。在这样的实施例中，柱塞可以与器械的可重复使用部分上的特征相互作用，使得可以感测柱塞的位置并将其输入到电子控制器中。例如，电位计可用于感测柱塞的位置，并由此确定通过冲洗或抽吸流动管线155、165或两者的流速。
本文所述的器械225构造成将冲洗流体从包含在流体地联接到机头225的冲洗容器135中的冲洗流体源130通过冲洗管线155输送到工作部位。用于眼科手术的常规冲洗容器135可以在250毫升至约500毫升之间，每个产生可用于输送到眼睛的相对较大的冲洗流体体积。与常规系统相比，可以大大减少在使用本文所述的器械225的程序期间所需的冲洗流体的体积，并因此可以减少冲洗流体源130和容器135的大小。如将在下面更详细地描述的，器械225可包括位于远侧切割末端附近的集成抽吸泵245。例如，抽吸泵245可以是在机头内的活塞泵，该活塞泵被构造为产生脉动真空曲线。脉动真空抽吸流体的强度可能比在不包含脉冲真空的常规系统中施加的真空强得多。非常强而非常短的脉冲足以移除晶状体组织，且因此仅需要相对少量的液体。在本文描述的手持装置中，与目前使用的其他装置和方法相比，从前房抽吸的晶状体组织与液体的比率可能更高。而且，与已知系统相比，使用本文所述的器械225输送的流体体积可以大大减少，因为冲洗仅仅在装置致动时才输送。与常规系统相比，使用本文所述的器械225的程序所需的冲洗流体的总体积明显更少(例如低至约10mL)。
可以通过比当前使用的装置和方法更好的控制来激活抽吸。例如，器械225可以使用手指控制，这将在下面更详细地描述。与大多数常规超声乳化系统中使用的脚踏板相比，器械225上的手指控制允许外科医生以更方便且更容易的方式在短时间段上轻松地致动系统。此外，由于真空源245可位于机头225内，因此与其中真空源仅位于几英尺远且通过长而可压缩的管件连接的远程控制台中的其他装置相比，外科医生可以有显著更快的响应时间来启动和关闭设备。本文所述的器械225具有相对较小的浪涌体积，且因此，使装置开和关的循环具有最小的缺点。当外科医生准备去除晶状体组织时，这些特征可允许器械225仅短时段地被激活。这有助于总体上移除更少的冲洗流体，从而减少需要输送的冲洗流体。
人晶状体的体积为约0.10mL-0.15mL。使用本文所述的器械225的程序所需的总冲洗流体体积通常小于250mL，例如约10mL、25mL，50mL、75mL、100mL、125mL、150mL、200mL。因此，容纳冲洗源130的冲洗容器135的尺寸也可以被限制为小于250mL的体积。通常，对于本文所述的装置，程序所需的冲洗流体体积与晶状体流体体积之比保持非常低，在约50∶1、75∶1、100∶1、150∶1、200∶1，直至大约2000：1。例如，使用10mL BSS的比例约为100：1。相反，使用250mL BSS为约2500：1的冲洗流体与晶状体组织比例。
本文所述的器械225具有较小的体积需求，且因此，冲洗流体源130可以保持在不需要由杆组件105悬挂的小容器135中。冲洗容器135的尺寸应足够小以使其能够放置在手术部位附近或定位在用户的手腕或手臂的一部分上(例如，通过束带或其他物品)，该部分不依靠重力来输送冲洗流体。冲洗容器135可以是可塌缩的袋或注射器，其可提供冲洗流而无需重力或从IV杆悬挂。因为冲洗流体源130不需要被悬挂并且总的形状因子和体积显著减小，所以流体源130可以被放置在执行程序的外科医生附近和/或可以是手持的。例如，冲洗流体源130(以及下面将更详细描述的废料容器160)的尺寸可设置成可装配在腕带或臂带上。在这种构造中，没有结合系绳以允许器械225保持轻便并且更易于操作。流体源130及其容器135可以是无菌的，使得其可以定位在手术部位附近。进而，可以缩短从冲洗容器135流体地联接和延伸的冲洗管线155，并且可以减少空气引入管件的风险。应当理解，较小体积的冲洗容器135不必是注射器。冲洗容器135可以是柔性的、可塌缩的袋或注射器。容器135可具有小于250ml的体积，例如，在约25mL-100mL之间。柔性袋或注射器可以通过驱动元件2015—诸如弹簧或气压，例如充气袋—被置于压力下。
冲洗流体源可以是如上所述的流体系统的一部分，或者可以是手术器械的一部分或联接到该手术器械。图2示出了冲洗流体源130，其被保持在注射器型容器内，该注射器型容器被构造为使用柱塞或其他特征将流体引导向器械，从而无需借助重力来将其悬挂或加压。冲洗流体容器和器械225可具有小的形状因子。容器与器械225之间的连接可以具有短的冲洗管线长度，该短冲洗管线长度可以在器械225的使用期间定位在用户的手腕或手臂或患者的无菌盖布上。冲洗流体(例如平衡的盐溶液BSS)可以被容纳在相对于柱塞2010布置的圆柱形筒2005中，该柱塞构造成从筒2005推动冲洗流体。筒2005可以预先填充有冲洗流体或在使用时填充。柱塞2010可以由驱动元件2015驱动，该驱动元件2015被构造为在柱塞2010上施加压力以从筒2005输送冲洗流体。驱动元件2015可以是注射泵典型的主动机构，或者可以是被动系统，例如被构造成沿构造成从筒2005中推动冲洗流体的方向抵靠柱塞2010推动的弹簧。驱动元件2015可以是恒力弹簧，其不管柱塞2010的位置或容器的填充高度如何，都对柱塞2010(或袋)提供恒定的力。恒力弹簧可以包括但通常不需要压力调节器。在一些实施方式中，可以包括调节机构，该调节机构调节由恒定力弹簧施加的力。例如，调节机构可以调节相对于柱塞2010的一部分的摩擦，以改变使柱塞2010相对于筒2005的内表面滑动所需的力。驱动元件2015提供的驱功率可以调节成使得可以调节冲洗流体的流速和流压力。冲洗流体可以离开筒2005并且行进通过压力调节器2020。可以例如通过旋转压力控制旋钮2025来调节压力调节器2020。用户可以通过调节压力控制旋钮2025而将输送到眼睛的冲洗压力调节为例如介于0和100英寸水(inH2O)之间。压力控制旋钮2025还可包括刻度盘或其他指示器，其向用户显示设定压力。应当理解，旋钮2025可以是本领域中已知的另一种类型的调节机构，并且仅作为示例提供。
在一些实施方式中，冲洗容器135和废料容器160都可以具有小的形状因子并且可以联接在一起。这种布置可以使冲洗管线155和废料管线165两者都附接和/或连通(route)在一起。在一些实施方式中，废料管线165可沿着冲洗管线155的长度从冲洗容器135延伸至器械225。例如，如图2所示，废料管线165可被引导至冲洗流体源130的筒2005的后部区域，例如，靠近弹簧2015所处的位置。因此，筒2005可分为位于柱塞2010的远侧的远侧冲洗容器135和位于柱塞2010的近侧的近侧废料容器160。当柱塞2010在筒2005内向远侧运动时，来自筒2005的冲洗流体被从筒2005的远端朝着器械225抽到冲洗管线155中。冲洗容器135的体积，即，筒2005的在柱塞2010远侧的体积在输送冲洗流体期间减小，且废料容器160的体积，即筒2005的在柱塞2010近侧的体积在输送冲洗流体期间增加。吸出的废流体可以进入筒2005近侧的废料容器160腔中，并且一旦手术事件完成就可以将其存储在那里进行处置。
注射器筒2005的废料容器160可包括单向阀2030，该单向阀2030允许空气进入废料容器160。如果存在来自眼睛的泄漏，则冲洗流体可能与废料不1：1对应。这意味着，柱塞2010可在筒2005内向远侧运动，但是等量的废流体可能不会进入筒2005的废料容器部分160。单向阀2030可允许空气进入废料容器160，因此避免了在废料容器160内产生显著的负压，否则该显著的负压会减小作用在柱塞2010上的力。
在一些实施方式中，废料容器160可以与冲洗容器135分离。废料容器160可以是柔性容器，如袋，如本文其他地方所述。可以挤压废料容器160和冲洗容器135中的一个或两个的柔性袋，以例如通过压缩空气囊或对着袋的侧面推压的弹簧来施加压力。
再次参照图1A-1B，流体系统110的抽吸泵145可以通过将材料引向废料容器160的废料管线165从眼睛抽吸流体和其他材料。抽吸泵145可以集成在杆组件105的基座134的区域内。抽吸泵145可以手动启动，例如通过系统100上的输入和/或在致动显微手术器械225时，这将在下面更详细地描述。可以使用多种不同类型的泵来实现抽吸，包括容积流量泵或正排量泵(例如蠕动泵、滚子泵、活塞泵、涡旋泵等)或基于真空的泵(例如文丘里或气动泵，隔膜泵或旋片泵)。在一个实施方式中，抽吸泵145是低压蠕动泵，其被集成在杆组件105的基座134内，并且被构造为提供废料管线165内朝向废料容器160的流体运动。抽吸泵145可以被构造为直接接收废料管线165，以将流体引导到废料容器160中。例如，抽吸泵145可以包括旋转的泵头，该泵头在其周围具有滚子。当泵头旋转时，滚子抵靠废料管线165按压，从而使流体在管线165内沿特定方向(即，朝向废料容器160)流动。流体系统110也可以构造成使得抽吸泵145接收具有一体式废料容器160的泵芯。
系统100的抽吸泵145可以附加地与在显微手术器械225内或者联接于其上的抽吸泵245一起使用，或者替代该抽吸泵245使用。抽吸泵，不管它是流体系统110的抽吸泵145(即远离器械225)还是器械225本身上的抽吸泵245,或者是两者，都可被构造为施加连续的、半连续的和/或不连续的脉动抽吸，如下面将更详细地讨论的。
在一种实施方式中，流体系统110的抽吸泵145是低压蠕动泵，且器械225的抽吸泵245是活塞泵或其他构造成提供脉动或半连续抽吸的泵。流体系统110内的第一抽吸泵145和器械225内的第二抽吸泵245也可以施加不同的流速和流类型。例如，系统100中的抽吸泵145可以构造为施加连续的低水平流速，其构造为支持显微手术器械225内的抽吸泵245提供的抽吸。这样，在使用的第一部分期间，可以通过在流体系统110内的远程抽吸泵145提供通过器械225的抽吸，且在第二部分使用中，可通过机头内的集成抽吸泵245提供通过器械225的抽吸。
由第一抽吸泵145产生的背景抽吸的流速可以小于由第二抽吸泵245产生的抽吸的流速。例如，第一抽吸泵145的流速可以为约10毫升/分钟，第二抽吸泵245的流速可以是约30毫升/分钟。这些流速仅作为示例提供，并不旨在进行限制。
显微手术器械225可以具有多于单个的抽吸泵245，其中每个抽吸源可以被编程为施加(同时，如果需要的话)不同的流速。例如，显微手术器械225可包括在机头内部的第一泵245，该第一泵245被构造为施加连续的低水平流速，并且在该机头内部的第二泵245被构造为施加脉动的较高水平的流速。不同的流速和流类型也可以由(器械225的)单个泵245施加，该泵可以被选择性地启动以实现不同的抽吸类型。下面将详细描述由显微手术器械的抽吸泵245产生的用户可选择性地修改的抽吸。
系统100的抽吸泵145可以直接通过显微手术器械225内的阀吸入负压，并提供低到可变的较高流速，从而导致来自眼睛的流体和其他材料经废料管线165被抽向废料容器160。器械225的机头内的抽吸泵245可以用于程序(或过程，procedure)的某些部分，例如，在用器械225切割期间。系统100的抽吸泵145可以在程序的其他部分—例如，在完成使用显微手术器械225进行的工作之后清除残留在眼睛中的小颗粒—期间使用。
如上所述，显微手术器械225可以包括与系统100的一个或多个输入197分离并且除系统100的一个或多个输入197之外的一个或多个用户输入228。器械225可以使用在该器械自身上的一个或多个用户输入228，以及远离装置(例如，在系统100上或与系统100进行操作性通信的外部计算设备200上)的输入，或两者来致动。在一些实施方式中，该一个或多个用户输入可以在与系统100操作性地通信的外部计算设备200上，该外部计算设备200又可以控制与系统100操作性地通信的显微手术器械。器械225上的该一个或多个用户输入228包括任意各种各样的致动器、触发器、按钮、滑块、拨盘、小键盘、开关、触摸屏、脚踏板、脚踏开关，或可缩回、按下、挤压、滑动、敲击或以其他方式被致动的其他输入，以激活，修改或以其他方式引起通过细长构件的流体的振荡，抽吸和/或注入。在一些实施方式中，显微手术器械225可以是一体的，完全手持的，而没有任何脚踏板或链接到该器械的其他拴系连接。器械225可以能够执行全部多种功能(即冲洗，抽吸和切割功能)，同时保持完全的便携性，灵活性和运动自由度。器械225的功能可以使用能够用单个手指或拇指致动的装置上的输入228来启动。因为器械225不需要脚踏板，所以用户可以更舒适和自然地站立(例如，用两只脚站立，或以他们喜欢的任何方式将他们的体重从一只脚移到另一只脚上)以执行程序。
可以通过使用运动控制器、电子速度控制器等来完成对器械225的驱动机构的控制。用于运动控制器的致动器或输入可以是开/关类型的输入，以启动切割和/或真空。可选地，运动控制器的输入可以是多路输入，例如，根据输入的致动程度(例如，进一步向下按按钮、在拨盘上拨号、敲击触摸板上显示的按键、或在相对于壳体的方向上滑动更远的距离)，其使马达旋转得更快。控制器可以被编程(例如，远程地或在装置本身上)，以在输入的致动时具有最小和/或最大速度，这将在下面更详细地描述。
器械225可包括单独的输入以致动器械225和/或与器械225操作性地通信的系统100的每个功能(即切割，注入，抽吸，包括连续抽吸，脉冲真空和/或在脉冲之间有反流的脉冲真空，等)。可选地，输入228可以是多路按钮或触发器，以例如根据触发器按下的程度来激活多于单个功能。例如，器械225可被构造为用于流体输送、流体抽吸和切割。用户可以将一个或多个输入228推动到一个位置，这使驱动机构逐渐增大一个或多个动作，例如，随着触发器通过马达的旋转被致动得越多，而增加细长构件的振荡频率。显微手术器械225的机头可以结合一个或多个传感器，该一个或多个传感器被构造为发送信号(例如，经由蓝牙或非无线方法)，该信号标识多路输入(例如，图图13A-13C中所示的输入3125)的致动/位置，从而激活和/或改变冲洗和抽吸的水平。
该一个或多个输入可以致动仅冲洗功能，仅连续抽吸功能，冲洗加连续抽吸功能，或冲洗加脉冲抽吸加切割功能等。通常，无抽吸切割是不需要，但是这里也考虑仅切割功能。作为示例而非限制，用户可以致动第一按钮或将按钮放置在第一位置或第一程度的触发器按压，以打开仅冲洗功能或仅连续抽吸功能。例如，第一程度的触发器按压可以打开流体系统的冲洗管线的阀，从而将手术器械置于仅冲洗模式。在激活第一按钮之后，用户然后可以致动第二按钮或将按钮置于第二位置或第二程度的触发器按压，以打开冲洗加连续抽吸功能。例如，第二程度的触发器按压可以致动抽吸泵145，从而将手术器械置于冲洗-连续抽续抽吸模式。然后，用户可以致动第三按钮或将按钮放置在第三位置或第三程度的触发器按压，以打开冲洗加脉冲真空加切割功能。例如，第三程度的触发器按压可以致动抽吸泵245和细长构件的振荡，从而使手术器械处于冲洗-脉冲抽吸-切割模式。超过第三程度的触发器按压可以增加振荡频率和抽吸流速中的至少一个。尽管应当理解，两个抽吸泵145、245都可以通过内部管腔施加抽吸，但是第三程度的触发器按压可以另外地使抽吸泵145停用。然后，用户可以在继续真空的同时开始切割。在一些实施方式中，仅在第一按钮激活发生之后才可能进行第二按钮激活。在下面更详细描述的另一实施方式中，输入可以是多路致动器，其具有第一位置和第二位置，第一位置被构造为打开真空并使细长构件振荡(即，真空加切割功能)，第二位置被构造为暂停细长构件的振荡、同时通过细长构件的真空持续。多路致动器将在下面更详细地描述。
图1C示出了相对于多路输入228的节流位置的系统的操作阶段。例如，器械225的输入228可被致动以移动第一量(标为“节流位置”的x轴，占能够输入的总行程(totaltravel capable of the input)的百分比)。一个或多个传感器可以评估输入的行程大于0％，但是小于输入能够行进的总行程的某一量，例如在大约0％至大约5％之间。可以将信号发送到系统100的计算单元115，使计算单元115与流体系统110通信以打开阀150。当阀150打开时，来自冲洗源130的冲洗流体可以流过冲洗管线155而流向显微手术器械225。这将系统100置于初始仅冲洗阶段，在该阶段，管线155被灌注冲洗流体并且显微手术器械225能够将冲洗流体输送至处理部位。器械225的输入228可以被致动以移动第二量。该一个或多个传感器可以评估输入的行程大于5％，但是小于总行程的第二量，例如在大约6％直至大约20％之间。来自一个或多个传感器的信号可以被发送到系统100的计算单元115，使得计算单元115与流体系统110通信以经由流体系统110的抽吸泵145来致动背景流。流体系统110的流体泵145可提供低水平的连续负压，以开始通过废料管线165从显微手术器械225抽吸流体。阀150可保持打开，使得来自冲洗源130的冲洗流体继续朝着眼睛输送，优选地，使得进入眼睛的流体体积基本上等于离开眼睛的流体体积。这将显微手术器械225置于冲洗加连续抽吸阶段。仅背景I/A流(background I/A-only flow)在20％的手指触发器位置处可能具有较低的流速，例如约2毫升/分钟到约20毫升/分钟。器械225的输入可以被致动以移动第三量。该一个或多个传感器可以评估输入的行程大于20％，高达约100％。显微手术器械225的机头内的脉动真空可以由抽吸泵245致动，还可以具有附加功能，例如器械225的振荡切割功能。来自该一个或多个传感器的信号可以发送至系统100的计算单元115使计算单元115与流体系统110通信，以停用流体系统110的抽吸泵145。阀150可以保持打开，使得冲洗供应继续。如本文中其他地方所述，这将显微手术器械225置于冲洗加脉冲抽吸阶段或冲洗加脉冲抽吸加切割阶段。一旦触发器位置达到阈值(即20％行程)，切割阶段的机械振荡便会开始，并随着触发器被进一步按下而进一步增加到更高的频率。一旦程序完成，则用户然后就可以将显微手术器械225的输入228调节回至0％，此时经由抽吸泵245的脉冲真空停止，并且来自流体系统110的经由抽吸泵145的连续真空两者被停用。在停用泵之后，阀150可以关闭一段时间(例如，大约2秒)，从而中止向显微手术器械225的冲洗。
如图1C所示，不需要在脉冲真空阶段期间使用机头225的抽吸泵245来关闭流体系统110的抽吸泵145。系统100可以被构造为经由抽吸泵145施加连续抽吸，同时经由器械225内的抽吸泵245施加脉动抽吸。例如，可以经由泵145施加少量的稳定吸力，从而有助于将组织吸引向显微手术器械225的末端。通常，通过抽吸泵145进行的连续抽吸处于低水平流速(例如10cc/min)，而通过器械225内的抽吸泵245进行的脉动抽吸处于较高的流速(例如30cc/min)。
器械225的抽吸泵245可以是正排量泵，其构造为从眼睛将流体和材料抽入器械，且然后将该流体和材料推入废料容器160。流体系统110的蠕动抽吸泵145除了由泵245提供的流之外，还可以提供连续的背景流。因此，由于在两个源处施加的真空而产生了来自眼睛的流。器械225的抽吸泵245可以输送比系统的抽吸泵145的流速更大的流速，从而在两者之间产生流速差。系统100可以结合构造为捕获该流速差的废料系统。
图3A示出了具有两个废料容器的系统100——主废料容器160和辅废料容器162。辅废料容器162可接收等于器械225的抽吸泵245的较高水平流速和流体系统110的抽吸泵145的低水平流速之间的差的流体体积，从而在闭环系统内保持平衡。辅废料容器162可位于流体系统110的主废料容器160和抽吸泵145的上游。辅废料容器162可通过多个孔164与废料管线165流体连通，使得辅废料容器162可容纳超过通过抽吸泵145的连续流(即，由于抽吸泵245的脉动真空而产生的流)的流速。可以在保持废料容器下游的连续抽吸的同时，适应脉动的不连续流出。辅废料容器162实质上产生流体体积缓冲或蓄积器。进入系统的、超出流出系统的流体的任何流体都可以包含在辅废料容器162中。当流速小于来自系统的流出流速时，可以将辅废料容器162中容纳的流体量抽出，直到容器162是空的，此时流体将直接通过管线165抽出，并且容器162在平衡中不起作用。可以将废料管线165和辅废料容器162密封在容器162的上游和下游。例如，可以将废料管线165的上游侧的一部分与通向辅废料容器162的入口密封，且可以将废料管线165的下游侧的一部分与来自辅废料容器162的出口密封，使得管和容器162在该管进入和离开容器162处密封至彼此。
图3B示出了与具有两个废料容器的系统100一起使用的配件161。主废料容器160和辅废料容器162可以通过诸如t型或y型连接器的配件161从器械225连接至废料管线165。配件161可包括第一倒钩163，第二倒钩167和第三倒钩169，第一倒钩163构造成与从器械225引出的废料管线165a的一部分连接，第二倒钩167构造成与引向抽吸泵145的废料管线165b的一部分连接，第三倒钩169构造成连接到辅废料容器162。第三倒钩169可在其管腔172内结合有止回阀171。辅废料容器162捕获超过由流体系统的抽吸泵145提供的蠕动流速的任何流。超过蠕动泵流速的废料将打开止回阀171，从而允许来自废料管线管件165a的流体进入辅废料容器162。
图3C示出了具有单个废料容器的系统100的另一实施方式，该废料容器被构造为捕获两个抽吸泵之间的流速差。在该实施方式中，废料容器160可以是具有密封周边和锥形集管块173的袋或小袋。集管块173可以被注塑成型并限定多个通道。穿过集管块173的第一通道174可具有在集管块173的外表面上的第一入口176，在集管块173的外表面上的第一出口177以及通往废料容器160的内部179的开口178。穿过集管块173的第二通道181可在集管块173的外表面上具有入口182，和通往废料容器160的内部179的开口183。第一通道174可具有t形或y形，而第二通道181可以是大致是笔直的管腔。第一通道174的第一入口176构造成例如经由倒钩或其他管件联接特征与废料管线165a的从器械225引向废料容器160的部分流体联接。第一通道174的第一出口177构造成与废料管线165b的从废料容器160引向抽吸泵145的部分流体联接。第二通道181的入口182构造成与废料管线165c的从抽吸泵145引出并回到集管块173的一部分流体联接。在集管块173的入口和出口之间的联接可以通过倒钩或其他联接特征与废料管线管件相联接。来自器械225的流体流经废料管线165a流入第一通道174的第一入口176，并流出第一通道174的第一出口177进入废料管线165b。流体通过抽吸泵145被泵送进入废料管线165c，朝向第二通道181的入口182，穿过开口183，，并进入废料容器160的内部179。止回阀184可以定位在第一通道174的开口178内，其通往废料容器160的内部179。超过蠕动泵145流速的废料打开了止回阀184，使得通过第一通道174的流体可以通过开口178被引导进入废料容器160的内部。
图3D至图3E示出了具有管186的废料容器160的实施方式，该管186延伸穿过废料容器160，使得废料容器160的内部179围绕并密封管186的至少一部分并将密封。管186可以是刚性管,且废料容器160可以是柔性袋或小袋，其构造成在填充时增大。管186可以在上游端187上通过倒钩配件(未示出)与来自器械225的废料管线165连接，并且在下游端188上与通向蠕动泵145的废料管线165连接。管186可以包括：延伸穿过其侧壁的多个孔164，其被构造成允许来自废料管线165的流体通过孔164进入容器160的内部179。管186并不是必须要包括穿过其侧壁的多个孔164。图3F示出了管186可以包括由止回阀(未示出)或另一特征调节的单个侧开口189。在一个实施方式中，顺应性套管191是对侧开口189进行调节的特征，其围绕管186并且覆盖开口189。套管191可以非常紧密地配合，使得其可以用作用于流体流出管186的管腔192且进入废料容器160的内部179的单向阀。
上述的废料管线管理系统可以维持通过系统100和器械225的流体平衡，以管理由两个不同源产生的流。
可以通过基于对经由器械225的流体去除进行感测而对流体系统110的抽吸泵145进行自动调节，来维持闭环系统内的平衡。例如，如本文中其他地方所述，系统100可以在使用期间与器械225连续地通信(例如，经由传感器，蓝牙等)，使得系统100跟踪流体去除的速率。在一些实施方式中，可以凭经验确定流速，使得仅在入口或出口管线之一上执行感测。例如，冲洗如何响应给定量的吸力、速率和加速度之间的相关性可以允许对冲洗进行估算，而无需直接测量冲洗侧的流速。可选地，可以监测冲洗流速，且基于冲洗流速和经由系统的抽吸泵145的抽吸量和由器械的抽吸泵245施加的脉冲真空来估计抽吸流速。可选地，可以通过从马达汲取的相对电流来电子地评估流体体积流速。可以基于马达电流或马达所做的工的量来量化(例如，通过可编程软件)去除的流体体积。无论如何确定通过系统的流体，系统100都可以实时调节抽吸泵145的速度，以匹配器械225上的去除流速。
用户可以在系统使用期间通过预编程或实时地调节抽吸泵145在脉动真空期间是否保持开启。
如本文其他地方所述，输入可以致动系统的一个或多个构件，使得泵送和切割特征可以随着输入(例如像油门踏板)的进一步致动而逐渐增加。通常，输入被致动得越大，施加的抽吸真空就越大。冲洗输送可以是被动的，且按需输送流体。当流体离开眼睛时，可以以基本相等的速率按基本相等的体积代替它。流出眼睛的液体体积与进入眼睛的流体体积之间的不平衡可导致前房的减压，其俗称为“室弹跳”或“浪涌”或“蹦床(trampolining)”。可以将冲洗源保持在眼睛上方，以使静水压力对前房保持正压力。流体路径基本上被密封，使得当抽吸流体时，冲洗流体立即替代它。
在一些实施方式中，可以由于微器械225内的感测而发生对系统100和/或器械225的控制。例如，输入可以是机械的，使得输入的行程改变了系统100和/或显微手术器械225的一个或多个功能，例如通过使阀150打开来启动冲洗，通过抽吸泵145致动连续抽吸或致动把手内的脉动抽吸，和/或改变细长轴的振荡速度。本文考虑了多种构造中的任意构造，包括轴向联接和/或旋转联接。例如，输入的致动可以通过被构造为轴向平移或围绕装置的纵向轴线旋转的元件来引起电位计的致动。本文也考虑了节流件与马达之间的非接触式联接。节流件可以结合许多不同的感测机制，包括电容传感器、光学传感器、磁性或电磁传感器、霍尔效应传感器或其他将机械运动确认为被电子地解释的信号的传感器。在一些实施方式中，传感器可以是在把手的上表面上的触摸传感器或按钮。信号可以由电子设备解释并提供输入，以使电子设备根据输入控制该装置。
在另一种实施方式中，可以通过功率系统120内的感测来而发生对系统100的控制。如上所述，显微手术器械225可以包括功率源227，该功率源227具有被构造为与系统上的插座175联接的插头270。显微手术器械225的功率源227可以是低压电源227，该低压电源227具有被构造为与系统100上的低压插座175联接的插头270。系统100上的插座175可以各自包括传感器，该传感器构造为感测器械225何时通过插座175汲取功率以激活阀150来引起流体流动和/或激活流体系统110的抽吸泵145以进行连续抽吸。可选地，当开始脉动真空和/或切割时，器械225可通过插座175汲取功率。可以在功率系统120的插座175处感测到该功率汲取，当将其连通到计算单元115时，其可以使流体系统110的抽吸泵145断电并中止连续抽吸。在一些实施方式中，当将器械225插入插座175中时，器械225可以通过插座175来汲取功率。汲取的电流的量可以足够高以被感测，但是保持低于转动器械225中的马达所需的最小电流。因此，即使其可能汲取少量的电流，马达仍保持关闭状态。在另一种实施方式中，插座175可以包括被构造为释放少量电流的简单电路，该少量电流被引导至电阻器组或诸如LED的另一构件。可以在施加脉冲真空之前的第一阶段或第二阶段期间汲取低功率，然后在使用器械的抽吸泵245开始脉冲真空时在第三阶段期间将其逐渐增大至更高的功率。因此，功率可以被感测为流向器械225的电流，并且可以被解读以确定流体系统110的抽吸泵145的速度。
如全文所述，与常规系统相比，使用本文所述显微手术系统可以显著减少用于完成手术程序的冲洗流体体积。常规系统使用连续抽吸和连续冲洗来执行手术程序，且因此，需要大量冲洗体积来完成手术程序(例如，对于白内障程序而言，大于250mL直至约1000mL)。相反，用于利用本文所述的系统完成手术程序的冲洗流体体积可以小于250mL，例如，在约25mL至约100mL之间，或低至10mL。冲洗流体的显著减少可能归因于本文所述系统的一个或多个特征。例如，本文所述的系统能够施加更强、更短的真空脉冲，从而以更高效的方式去除晶状体组织。本文所述的系统仅在激活脉冲真空时才将冲洗流体输送到眼睛。间歇性冲洗流体输送和脉冲真空可以分别减少特定程序对总的冲洗流体体积的需求。常规超声乳化系统需要向眼睛连续输送冲洗流体。超声乳化末端以超声波频率移动，产生热量，这对细胞造成损害。进行连续冲洗可以保持眼睛凉爽，并避免与热相关的细胞损害。如将在下面更详细地描述的，本文所述的装置可以在超声频率以下操作，且因此避免在眼睛中产生与热相关的有害影响。由于该装置避免产生热量，因此能够间断地输送冲洗流体，例如仅在启动真空脉冲时才输送。本文所述的系统的典型的较小的“死体积”或“浪涌体积”也可以帮助减少向眼睛输送的总冲洗流体。较低的浪涌体积允许显微手术装置在最小的不利条件下循环打开和关闭。去除的冲洗流体更少，因此需要输送的冲洗流体更少。在程序期间减少向眼睛输送冲洗流体可以减少成本，并减少在眼睛内部造成的潜在伤害。
显微外科器械
本文所述的显微手术器械225可以联接至显微手术系统100，该显微手术系统100继而向器械225提供冲洗和抽吸支持以及功率。然而，经由流体系统110的泵145的低水平抽吸是可选的。本文描述的显微手术器械225可以独立于显微手术系统100使用。本文描述的显微手术器械225可以是一体式装置，其中到系统100的唯一联接可以是用于供电。因此，一体式装置可能没有任何脚踏板或其他用于控制的联接。功率可以由如上所述的系统100的功率系统120提供，或者该功率可以是本领域已知的壁式插座。显微手术器械225可以仅依赖于机头内的真空源和诸如内部电池的集成功率源。
本文中考虑将多种显微手术器械225中的任何一种与上述显微手术系统100一起使用，包括玻璃体切除切割器、超声乳化或超声乳化碎裂机头、电动微剪刀、光纤照明器械、凝结机头以及其他显微手术器械。在一些实施方式中，器械225是在2018年5月3日提交的美国专利公开No.2018/0318132中描述的器械中的一个或多个，其通过引用以其整体并入本文。操作参数可能会有所不同，例如根据所执行的特定程序、该程序的不同阶段、外科医生的个人喜好、该程序是在患者眼睛的前部还是后部执行，等等。
图4A-4P，图5A-5H，图6A-6D，图7A-7H，图8A-8H，图9A-9C，图10A-10C，图11A-11B，图13A-13C，图14A至图14C，图15A-15C，图16A-16H以及图17A-17G示出了构造为用于外科手术(例如白内障手术)的显微手术器械的实施方式，该外科手术通过清洁的角膜切口以最小侵入性的腔内方式进行。在关于器械的一种实施方式描述特征的时候，应当理解，相同的特征也可以存在于器械的另一实施方式上，即使该特征可能没有针对该实施方式进行明确描述。
白内障通常根据严重程度分类为1至5的等级。与例如传统(尤其是用于1至3范围中的白内障)的超声乳化机头相比，本文所述的显微手术器械需要更少的能量、时间和流体来从眼睛上去除组织。本文所述的显微手术器械也可用于硬度等级大于3至约4的较硬的白内障。本文所述的显微手术器械可以是一体式的，并且被构造为在原位(in situ)产生小晶状体碎片，并且几乎不进行超声乳化或不进行超声乳化来抽吸。显微手术器械可以与关于图1A至图1B描述的系统100一起使用。本文描述的显微手术器械也可以与系统100分开使用。本文描述的显微手术器械可以与关于图2描述的冲洗容器135一起使用。
图4A-4P示出了显微手术器械的实施方式。装置2700包括机头2760，该机头2760具有远侧细长构件或杆2761，该远侧细长构件或杆2761联接至机头2760的壳体2762并从壳体2762纵向延伸。杆2761的至少远端区域构造成，例如在白内障手术期间，以微创的方式插入眼睛中，以切割、抽吸和/或将物质注入眼睛中。轴2761的至少一部分可以被构造成相对于机头2760往复地振荡或滑动，以去除眼睛的晶状体或其他组织。驱动机构构造成使细长构件的轴振荡。
如本文所使用，“振荡”或“振荡运动”可包括根据模式发生的任何周期性的重复运动，并且不必是正弦的。振荡运动可以包括往复的滑动运动，其相对于机头以前后的方式发生。振荡运动可以包括沿着细长构件的纵向轴线重复地推进和缩回细长构件。重复的前进和缩回可沿纵向轴线发生，但振荡运动所采用的路径不必是直线的。运动路径可以沿着椭圆路径或曲线路径(即在运动的至少一部分期间远离纵向轴线)，或者是轻微的左右运动结合前后运动而非直线地发生。运动的路径可以是围绕装置的纵向轴线的旋转的、轨道的、或扭转的，或者是相对于装置的纵向轴线的其他类型的运动，包括三维运动，在该三维运动中，细长构件前后运动以及左右运动。振荡运动包括重复模式曲线，该重复模式的曲线可以根据运动在振荡周期中的何处发生而改变。振荡运动可以是不对称曲线，如将在下面更详细地描述的。
轴2761，其在本文中可被称为“切割器”或“切割管”或“细长构件”，可被构造成用于不同技术，包括超声乳化、玻璃体切除、袋抛光或其他技术。轴2761的至少一部分可以包括管状的、振荡的细长构件，该管状的振荡的细长构件具有延伸穿过其的内部管腔，从而可以通过振荡细长构件来输送和/或抽吸流体。轴2761的远端可限定进入管腔的开口。轴可被构造为振荡，以便以类似于传统的超声乳化切割末端的方式锤击晶状体组织并将其从眼睛中吸出。轴2761可以被构造为执行玻璃体切除并且将具有侧开口的内管和外管结合到管腔中。内管和外管可彼此往复滑动，以切碎并去除硬质晶状体材料。本文考虑了细长构件的多种构造中的任意构造。轴2761可具有内部构件和外部构件，或者轴2761可仅包括单个管状元件，该单个管状元件构造成相对于机头振荡以切割和抽吸材料。当轴被描述为具有同轴地布置在外部管状构件内的内部细长构件时，该内部细长构件可以是实心杆并且不需要包括内部管腔。振荡的细长构件不必是管状的，而是可以形成为实心元件。在一些实施方式中，细长构件具有尖锐的切割末端或斜面，其可以包括针尖。细长构件可以包括具有尖锐的针尖的切割元件，并且可以是如下的实心元件：该实心元件延伸通过外部管状构件，并且抽吸力穿过外部管状构件的管腔而被施加，使得流体和组织被吸入到在内部构件和外部构件之间延伸的环形间隙中。细长构件可具有构造成切割组织的内部管腔和远侧边缘。远侧边缘可以被锐化，同时进入管中的开口可以相对于细长构件的细长轴线成一定角度或垂直于细长构件的细长轴线被切割。细长构件的内部管腔可被构造成通过其而抽吸出诸如眼晶状体材料、晶状体碎片、玻璃体和/或来自眼睛的流体的材料。因此，可以通过细长构件的内部管腔施加抽吸力。然而，也可以通过在细长构件上延伸的管状外部部件的管腔施加抽吸力，从而通过两者之间的环形空间发生抽吸，以便接收流体和/或将流体输送到处理部位。在这种构造中，管状外部部件和内部部件之间的间隙可以在例如大约0.001”至大约0.100”之间变化。在一些实施方式中，抽吸力可以通过具有管腔的内部细长构件和通过外部管状部件的管腔两者施加。
再次关于图4A-4D，装置2700的机头2760可包括构造成可释放地联接到耐用的可重复使用部分3210的一次性部分3205。一次性部分3205通常包括构造成与来自眼睛的流体和材料直接接触的机头2760的构件，例如包括远侧切割末端、冲洗管线、废料管线、冲洗管线和废料管线的连接部位等的细长构件。一次性部分3205可包括抽吸泵，例如活塞泵，其具有多个容纳在相应活塞缸内的活塞。能够由马达经由马达联接器旋转的旋转凸轮组件可以定位在一次性部分3205或可重复使用部分3210内。可重复使用部分3210通常包括机头2760的被构造为保持在流体路径之外的构件，例如被构造为驱动抽吸泵和/或切割元件的构件。可重复使用部分3210可以包括马达、用于致动马达的致动器、马达联接器。可重复使用部分3210可以被重新消毒和重新使用。应当理解，可重复使用部分3210也可以是一次性的，并且由成本更低的材料制造，使得在使用后也丢弃该部分3210在经济上是可行的。
本文所述的装置可包括保护性的盖布或无菌护套，该保护性的盖布或无菌护套被构造防止装置的非无菌构件被装置的无菌构件的无意污染。图20A-20B示出了结合有无菌护套3505的器械2700的视图。无菌护套3505可包括柔性管状盖3510，其具有经由联接器3515附接至器械的第一端和附接至拉片3520的第二端。联接器3515可以是环形元件，该环形元件构造成将管状盖3510的第一端联接至一次性部分3205的近端区域。在展开护套3505之前，盖3510可以具有皱缩构造(见图20A)，且在护套3505展开后其具有非皱缩构造(见图20B)。处于皱缩构造的盖3510可以折叠成例如手风琴图案，卷起或以其他方式相对于该器械紧凑地封装，以在使用前将其占地面积最小化。处于非皱缩构造的盖3510展开或卷开，使得器械的耐用部分3210可以在联接器3515和拉片3520之间容纳在盖3510内。盖3510可以是柔性的管状元件，其构造成接收器械的至少耐用部分3210，该包括耐用部分3210的壳体，以及耐用部分3210的至少一段长度的附件，例如电力线缆2757和从器械的近侧区域延伸的流体管。在一些实施方式中，盖3510的长度为约5英寸至约30英寸长。盖3510可以是多种材料中的任何一种，特别是便宜的一次性材料，例如塑料、织物或纸。盖3510的材料设计成从皱缩状态变为未皱缩状态，而不会撕裂或撕破，并且足够柔软，足以避免影响用户在器械上的抓握。在一些实施方式中，盖3510是透明或半透明的塑料材料，使得当其在可重复使用部分3210的壳体上方处于非皱缩构造时，用户仍可以通过盖3510来观察器械的壳体。联接器3515可以比盖3510的材料柔性更小。在一些实施方式中，联接器3515可以由诸如硬纸板、塑料、金属或其他材料的材料形成。附接到管状盖3510的第二端的拉片3520可具有环形部分3522，该环形部分3522被构造成包围皱缩的盖3510并且将其捕获在环形部分3522的内表面和联接器3515的外表面之间。拉片3520还可以包括抓持器部分3524，抓持器部分3524构造成由用户抓握并拉动以向近侧撤回拉片3520，从而使盖3510在器械的耐用部分3210上展开。拉片3520的抓持器部分3524可结合一个或多个表面特征3526，该表面特征3526被构造为改善用户对片3520的抓握。
装置2700的壳体可以由相对刚性，轻重量的材料(一种或多种)形成。两个壳体部分3205、3210可以使用各种机构(例如，螺纹，卡扣，卡口等)联接在一起。联接机构可以包括释放按钮，该释放按钮构造成使两个壳体部分脱开。一次性部分3205和可重复使用部分3210之间的联接可以是纯机械联接，或者可以包括机械联接和电子联接。例如，一次性部分3205可以具有被构造为与可重复使用部分3210的一部分电子联接的电子输入。备选地，一次性部分3205可以具有被构造为与可重复使用部分3210机械地联接并相互作用的输入。部分3205、3210之间的联接将在下面更详细地描述。
机头2760的一次性部分3205或耐用部分3210可包括一个或多个输入或致动器。机头2760也可以例如由系统100的计算单元115远程地致动。术语“机头”在本文中的使用可以包括联接到机械臂或机器人系统或其他计算机辅助手术系统的机头，其中用户使用计算机控制台来操纵器械的控制。计算机可以转换用户的运动和控制的致动，然后由机械臂在患者身上进行操作。
这些构件中的每一个以及机头2760的一次性部分3205和耐用的，可重复使用部分3210之间的联接将在下面更详细地描述。
显微手术器械装置2700可以包括存在于机头2760的内部的抽吸源或真空源。因此，装置2700可以是能够在没有系统100和/或没有外部抽吸源(即流体系统110的抽吸泵145)的情况下使用的完全手持装置。真空源可以是具有多种构造中的任何一种的泵，包括但不限于波纹管机构、隔膜泵、文丘里泵、截留泵、正排量泵、再生泵、动量传递泵、微型泵等。真空源可以但不是必须是活塞泵，并且可以包括构造成在细长构件的管腔内产生负压的多种机构中的任何机构。
例如，当装置2700操作地联接到系统100的流体系统110时，流体系统110的外部真空源(即，经由抽吸管线165的抽吸泵145)可以为从装置2700的机头内部施加的真空提供抽吸支持。流体系统110的抽吸泵145可以被构造为通过装置2700的轴2761提供连续的真空，并且可以在程序的某些阶段期间被致动。例如，在使用的第一部分期间，可以通过抽吸泵145提供通过装置2700的抽吸，并且在使用的第二部分期间，可以通过装置2700的机头2760内的抽吸泵提供通过装置2700的抽吸。可以在装置2700的机头2760内施加脉动真空，而可以经由远离装置2700的系统100施加连续真空。在又一实施方式中，可以在连续真空和具有增加的负压的脉冲的真空之间选择性地致动同一泵。可以通过一个或多个阀的致动来施加负压脉冲，例如由于一个或多个活塞的运动或通过计算单元对阀的致动。在一些实施方式中，显微手术系统100的计算单元115可以在使用期间协调系统100和装置2700的不同功能的致动。例如，计算单元115可以通过打开阀150来控制冲洗流的启动，通过抽吸泵145开始继续抽吸，在机头2760内单独或结合切割来启动脉冲真空，以及保持眼睛内的流体和压力的平衡，如贯穿全文所述。应当理解，也可以通过机械泵送系统来维持对眼睛内的流体平衡的控制，如将在下面更详细地描述(参见图10A-10C，11A-11B和12)。
在装置的手持部分内(例如，在远侧切割末端附近)结合真空源使抽吸流路的体积最小化，从而改善了控制和响应性，同时减少了延迟或滞后。常规乳化装置和其他装置使用远离机头的真空源，响应较慢，并且在处理部位施加的有效真空较低。常规系统具有长而顺应性的抽吸管线，将真空源连接到机头。当抽吸源被致动(和停用)时，流体系统内的顺应性会增加抽吸从抽吸源传输到处理部位的时间。流体系统内的顺应性也可导致在传输至处理部位的真空中的摩擦损失，从而导致有效真空量不同于源处的理论真空设置。例如，设置为600mmHg的远程真空源可以仅将200mmHg有效地传输到处理部位。具有远程真空源的常规乳化装置中的延迟和滞后经受堵塞后产生大浪涌体积的风险，特别是当真空源设置为较高流速时。常规系统中的浪涌体积包括在远程真空源和机头之间延伸的顺应性抽吸管线，该抽吸管线可能很大(例如，在某些情况下大于20mL)。用户倾向于将真空源设置为较低的水平，以减轻这种控制不足以及在较高流速下增大的浪涌体积的风险。
本文所述的装置可以在处理部位施加更大的有效真空，且通过避免与传统系统相关的管路损耗，更迅速地响应压力变化。即使在更高的真空设置下使用，本文所述的装置也具有改善的响应性和控制。如果由于一块晶状体阻塞了远侧开口而发生阻塞，则将形成真空(例如，高达约500至600mmHg或更高)。当堵塞物通过而破坏密封时，与仅具有远程真空源的常规装置相比，与本文所述的装置相关联的浪涌被显著改善。例如，本文描述的装置的浪涌体积可低至约100立方毫米，200立方毫米或不超过约300立方毫米，而常规超声乳化系统可具有的浪涌体积可为该体积的10倍、20倍、50倍、或100倍。由于本文所述的装置在真空源和目标处理部位之间具有相对较短的抽吸流路，因此浪涌体积较小。该短抽吸流路也可以是基本上刚性的或不顺从的。例如，本文所述装置的抽吸流路的大于50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％可以是刚性的，导致抽吸流路中的不超过10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％或50％的顺应性。本文描述的装置的基本上不顺应且短的抽吸流路减少了潜在的浪涌体积，并且还减少了可能导致等待效应和缺乏响应性的死区。
在一些实施方式中，机头中的抽吸泵可以是包括多个往复活塞的活塞泵。如图4H-4K中最佳所示，真空源可以被定位成与位于壳体内部中的真空歧管2774流体连通。轴2761可包括大小和构造设置成延伸穿过眼睛的前房并到达囊袋的振荡的细长构件2755。细长构件2755可以延伸穿过外部保护套管2759。外部保护套管2759可以是固定的，从而保护角膜切口或轴2761延伸穿过的其他组织不受细长构件2755的振荡运动的影响。轴2761还可包括单个管状细长构件2755，其振荡而没有任何外部套管2759。然而，优选地，轴2761包括围绕振荡的细长构件2755的至少一部分的保护套管，例如以保护角膜免受由于暴露于细长构件275的振荡运动而导致的组织损伤。
细长构件2755可包括在轴2761的远端2765附近的端口或开口，该端口或开口通过细长构件2755与内部管腔连通，该细长构件2755流体地联接到抽吸泵并限定抽吸废料管线的至少一部分，或限定从细长开口2755的远侧开口向近侧开口延伸的抽吸路径。该细长构件可包括具有远侧切割末端的开放远端。轴2761可延伸穿过真空歧管2774，使得细长构件2755的近侧开口与真空歧管2774的真空室2703连通(见图4J-4K)。在细长构件2755的振荡运动期间，细长构件2755的近侧开口保持在该真空室2703内。可以在真空歧管2774内施加真空以通过管腔从眼睛吸出解剖的组织。解剖的组织在远侧开口处进入细长构件2755的管腔，并通过近侧开口离开细长构件2755的管腔。在其他实施方式中，抽吸管腔可以形成在外部保护套管2759和细长构件2755的外表面之间，直到管腔2763的近侧开口。
多个密封件2786，例如向运动提供低阻力的O形环，可以防止和/或基本上减少流体绕轴2761的通过(见图4I)。真空歧管2774可联接至活塞歧管2798，使得真空歧管2774的真空室2703与活塞歧管2798中的一个或多个泵送室2705流体连通。活塞歧管2798容纳可在相应的泵送室2705内部移动的活塞2799，当将一次性部分3205与耐用部分3210联接时，其由耐用部分3210内的驱动机构，例如马达2756来提供功率，。该一个或多个活塞2799也在泵送室2705以及真空室2703内产生真空，用于抽吸通过轴2761的材料。
抽吸泵的活塞2799由凸轮系统驱动，该凸轮系统由具有马达2756的驱动机构驱动。下面将更详细地描述凸轮系统。抽吸泵的马达2756可以是无刷直流马达，也可以是适合于旋转轴的任何类型的马达或驱动器。在一个实施方式中，泵马达2756可以是通过齿轮箱或其他机构结合了齿轮减速机构的电马达。在一个实施方式中，耐用部分3210结合了构造成实现至少30：1的减速的HarmonicDrive齿轮减速机构。
示出的装置具有三个往复活塞2799，但是应当理解，装置2700可以包括可移动地定位在它们各自的泵送室2705内的一个，两个，三个或更多个活塞2799。在它们的泵送室2705内来回弹跳的多个活塞2799可产生脉动真空或完全真空，其以负压脉冲传递到细长构件的管腔的远侧部分。脉动真空允许穿过远侧轴2761施加完全真空而没有前房塌陷的风险。在脉冲峰值时，系统可以产生高真空。但是，由于它是脉冲式的，因此平均抽吸流速能够足够低，使得即使在脉冲峰值时处在这些高真空下，冲洗流也能维持适当的前房支撑。
仍然关于图4H-4K，真空室2703被构造为经由由单向阀2707调节的相应开口2706与一个或多个泵送室2705流体连通。单向阀2707的构造可以有所不同，包括鸭嘴阀(如图4L所示)、球止回阀、提升止回阀、停止止回阀和允许流体在单个方向上流动且在相反方向上切断流体流的其他类型的阀。活塞2799在泵送室2705内沿第一方向的运动产生真空，使得来自眼睛的材料被吸入细长构件2755的管腔2763中，排空到真空室2703中，并被拉动通过单向阀2707而进入泵送室2705。活塞2799在泵送室2705内沿第二相反方向的运动将材料从泵送室2705排出，并排出系统。可以将材料从系统排出到与出口端口2715相连的处理罩中，如本文其他地方所述。
图4L至图4M示出了真空歧管2774可以另外包括排空室2709。排空室2709与真空室2703密封，使得吸入系统的材料可以从系统中清除，而不会通过轴2761被推回出来。室2703和2709之间的密封可以由一个或多个O形环2786提供。如上所述，真空室2703被构造为通过位于开口2706内的相应的单向阀2707与一个或多个泵送室2705流体连通。在一些实施方式中，阀开口2706与泵送室2705之间的凹部2702可具有底部2712，该底部2712成角度以促进材料通过阀2707的运动和清除而进入到泵送室2705中(参见图4P)。底部2712相对于阀2707的轴线的角度可以在从大约1度直到大约90度之间变化。在一些实施方式中，该角度可以是大约20度直至大约45度。可以选择底部2712的角度以引导晶状体碎片和从眼睛抽吸的材料朝向泵送室2705。底部2712还可以是平坦的(例如，参见图7D，其示出了阀2707下方的凹部的底部，其相对于阀开口的轴线成90度角)。排空室2709通过由相应阀2713调节的其他开口或废料通路2711与一个或多个泵送室2705中的每一个流体连通。阀2713的构造可以有所不同，包括球止回阀或鸭嘴阀。如上所述，活塞2799在其各自的泵送室2705内沿第一方向(例如，朝向装置2700的近端)的运动通过阀2707将材料从真空室2703抽吸到泵送室2705中。活塞2799在其各自的泵送室2705中沿相反的第二方向(例如，朝向装置2700的远端)的运动导致在活塞歧管2798内建立压力。该压力打开活塞歧管2798中的阀2713。废料材料可以通过废料通路2711(例如，参见图7C所示的三个开口)进入真空歧管2774。废料可在真空歧管2774中合并并通过排空室2709离开该装置。图7C中所示的排空室2709可以是贯穿真空歧管2774和活塞歧管2798延伸的椭圆形通路，但是应当理解，在本文中考虑其他形状。在该材料清除期间，该一个或多个泵送室2705与真空室2703之间的单向阀2707防止材料回流到真空室2703，管腔2763中以及从切割末端流出。然而，在该一个或多个泵送室2705与排空室2709之间的开口或废料通路2711允许材料自由地进入排空室2709，并最终从排空室2709的出口端口2715流出，至少直到通过阀2713切断流为止。
如上所述，活塞2799在近侧方向上的运动在泵送室2705内产生真空。在一些实施方式中，阀2713是球止回阀。阀2713的球2717被弹簧2719向近侧推动，远离泵送室2705和排空室2709之间的开口或废料通路2711，从而打开阀2713。当活塞2799沿远侧方向运动时，在泵送室2705内建立流体压力，从而提高了该室内的流体压力，并将材料推向通向阀2713的废料通路2711的开口。阀2713的球2717向远侧被推向弹簧2719，从而弹簧2719压缩并且球2717被推靠在通入废料通路2711的阀开口上，从而关闭阀(见图4M)。在阀2713关闭时，泵送室2705基本上没有材料。
该器械可以结合被定位成允许流体流入和流出泵送室2705的多个单向阀。阀的构造可以有所不同。在一些实施方式中，阀是非顺应性的单向阀，例如如上所述的结合了相对刚性的球的球阀。在其他实施方式中，阀是顺应性的。例如，本文所述的阀2707可以是略微顺应性的硅树脂阀，例如鸭嘴阀。阀2713也可以是略微顺应性的阀。阀2713的球2717不必是刚性的，而是可以由在给定量的压力下顺应性的材料形成。阀2713也不必是球阀。类似于阀2707，阀2713也可以是类似于鸭嘴阀的硅树脂阀，除了定位成允许在与阀2707相反的方向上的流动。因此，阀2707可以是鸭嘴阀，其允许通过该阀在第一方向(即从眼睛朝向泵送室2705的方向)上的流动，且阀2713也可以是鸭嘴阀，其允许通过该阀2713在相反的第二方向(即从泵送室2705通过开口2711朝向废料通路)上的流动。诸如鸭嘴阀之类的顺应性阀在一定程度的压力下提供流体流动，而阀构件的运动很少。
在其他实施方式中，阀2713是球止回阀。球2717可以是刚性的并且基本上是非顺应性的，例如硬塑料或金属材料。当在其上施加反向正压力时，顺应性阀可能变形，而非顺应性阀则不变形。如果真空室2703和泵送室2705之间的阀是顺应性阀并且球2717是基本上非顺应性的，则当活塞向远侧行进并产生正压以从泵送室2705中排出材料时，正压力可引起顺应性阀的变形以及少量的清楚，或引起一定量流体的反流从轴2761的远侧开口流出。这种反流可能发生在活塞2799的每个来回循环中。在一些实施例中，反流可以通过泵送室2705的设计进一步优化。在泵送室2705中，将泵送室2705连接至排空室2709的出口开口可以位于例如室的侧面，并且构造成使得活塞2799可以行进超过出口开口。在该实施例中，在活塞2799已经向远侧运动超过出口开口之后，没有其他用于流体排空的路径。因此，随着活塞2799继续向远侧行进，在阀2713关闭之后在泵送室2705内产生正压力的力矩，这在轴2761的远端处引起材料的短反流。
再次关于图4H-4J以及还有图4N-4P，每个活塞2799可包括被在活塞头2723a，2723b之间延伸的弹簧2701围绕的细长的中心活塞杆2721。弹簧2701被偏置以朝着泵送室2705的近端朝近侧推动活塞2799。远侧活塞头2723a和滑动O形环密封件2794位于泵送室2705内。活塞杆2721、弹簧2701和近侧活塞头2723b位于定位在泵送室2705的近侧的活塞歧管2798内的活塞室2704中。远侧活塞头2723a、滑动密封件2794和活塞杆2721能够在泵送室2705中滑动。泵送室2705的内部尺寸小于活塞室2704以及弹簧2701的外部尺寸。因此，当活塞2799朝着泵送室2705的远端区域移动时，弹簧2701在活塞室2704内在近侧活塞头2723b与泵送室2705的下端之间被压缩。
活塞2799通过驱动机构朝着泵送室2705的远端区域移动。在一些实施方式中，驱动机构结合有旋转凸轮2769(见图4I-4K)。定位在活塞2799近侧的旋转凸轮2769构造成朝着其各自的泵送室2705的远端向远侧推动活塞2799。随着凸轮2769旋转，它顺序地向着活塞2799的近侧活塞头2723b施加朝远侧方向的力。活塞2799的弹簧2701则顺次被压缩。在凸轮2769进一步旋转时，施加在近侧活塞头2723上的指向远侧的力被去除，并且弹簧2701顺次向后推动活塞2799，从而通过单向阀2707在相应的泵送室2705中产生真空。
如在图4C-4D中最佳示出的，马达2756的齿轮头2752可经由马达联接器2795联接至旋转凸轮2769。图4F示出了马达联接器2795可以在近端具有孔口2789，该孔口2789构造成接收齿轮头2752。图4E示出了马达联接器2795可以在远端上具有一个或多个突起2796，该突起2796构造成与凸轮2769的近端上的对应的楔形突起2797抵靠并接合。当齿轮头2752旋转时，凸轮2769旋转。凸轮2769的远端构造成在近侧开口内插入到活塞歧管2798的孔口2791中(见图4F)。凸轮2769的至少一部分可定位在孔口2791内，使得凸轮2769的远端上的凸轮表面2725可与活塞歧管2798内的活塞2799的近侧活塞头2723b接合。凸轮表面2725构造成提供活塞歧管2798内的活塞2799的往复直线运动。凸轮表面2725的几何形状可以设计成在它们相应的活塞室2704中提供活塞2799的不同运动曲线，且从而产生不同的真空曲线(即平滑连续的、具有负压尖峰而连续的、或不连续的脉冲负压)。凸轮表面2725可以是椭圆形、偏心形、卵形或蜗牛形的。在凸轮2769的第一旋转部分期间，近侧活塞头2723b沿着凸轮表面2725的倾斜部分滑动，并且活塞2799沿着装置的纵向轴线向远侧运动。在凸轮2769的第二旋转部分期间，近侧活塞头2723b滑过凸轮表面2725，该凸轮表面2725终止于壁架2726(见图4E)。当活塞头2723b从壁架2726掉落时，由凸轮2769对活塞2799的指向远侧的力被释放。围绕活塞杆2721的弹簧2701沿近侧方向朝着活塞室2704的近端区域推动近侧活塞头2723b。因此，凸轮2769的完整旋转允许每个活塞2799的连续轴向运动。活塞头2723b沿着凸轮表面2725滑动并且以第一速率在远侧方向上延伸，并且活塞头2723b以比第一速率快得多的第二速率从凸轮表面2725掉落并在近侧方向上缩回。
该活塞运动的定时可以基于凸轮表面2725的几何形状以及壁架2726相对于凸轮表面2725的位置而变化。例如，一个活塞缩回以在室内产生负压的时候相对于的下一个活塞缩回以产生负压时的定时可以是凸轮表面2725的几何形状的函数。凸轮表面2725可结合有壁架2726，使得每个活塞在到达壁架2726时迅速缩回。当活塞2799沿着凸轮表面2725移动时，活塞2799以第一速率沿远侧方向延伸，且然后当其从壁架2726上掉落时以第二更快的速率延伸。在其他实施方式中，凸轮表面2725具有通过第二斜坡连接到壁架2726的第一斜坡。凸轮表面2725的第一斜坡允许每个活塞2799逐渐伸展，而第二斜坡允许每个活塞2799逐渐缩回。因此，每个活塞2799将逐渐缩回一定距离，之后活塞2799从壁架2726掉下以快速缩回向后行程的剩余部分。产生抽吸力所涉及的活塞2799的运动和切割所涉及的细长构件2755的运动可由于旋转凸轮机构而联系起来，这将在下面且参照图10A-10C，11A-11B和12更详细地描述。
在一些实施方式中，可以通过在负压脉冲之间施加正压来为负压循环散布短暂的反流。短时间的真空可散布短时间的降低的真空或无真空。在一些实施方式中，负压的循环包括短时间的真空，其间散布有短时的正压，从而在活塞运动的每个循环期间导致穿过远侧轴的流体的短反流。不管是否在真空脉冲之间施加正压，脉动真空都会通过细长轴产生不连续负压脉冲，该脉冲可以在约10英寸汞柱直到约30英寸汞柱之间，优选地，最好尽可能接近完全真空。在一些实施方式中，该装置可以以循环频率通过细长构件的内部管腔产生不连续负压脉冲。该装置还可以产生具有相同循环频率的不连续正压脉冲。因此，不连续负压脉冲散布有不连续正压脉冲。负压脉冲和正压脉冲的循环可能非常快(例如，高达约5000Hz-10,000Hz)，并且体积很小(例如，约10uL，直至约1mL)。脉冲的循环频率可以是例如至少约0.5Hz至约5000Hz，或在1Hz至4000Hz之间，或约10Hz直至约2000Hz之间。在另外的其他实施方式中，由泵提供的负压脉冲的循环可以彼此重叠，使得提供的有效抽吸压力基本上是平滑且连续的。
不连续负压脉冲以循环频率通过开口将第一量的材料抽吸到内部管腔中。不连续正压脉冲以该循环频率从内部管腔穿过开口排出第二量的材料。每个周期移动的材料的体积可以变化，但是通常相对较小，例如，在约0.1mL直至约1.0mL之间，或约0.5mL。每个活塞孔口或泵送室2705可具有约0.05”至约0.50”的直径。每个活塞的冲程长度可以在大约0.10”至大约0.50”之间。活塞可产生大约50立方毫米至大约200立方毫米的冲程体积。在一个实施方式中，活塞孔口直径为约0.20”并且具有约0.20”的冲程长度和约100立方毫米的冲程体积。在一些实施方式中，每个脉冲去除的标称流体量为约100微升，或在10微升直至约1000微升之间。在该一般范围的流体量内，第二材料量可以基本上小于第一材料量。不连续负压脉冲可以散布有不连续时段的减少真空，无真空或相同频率下的正压。
图4N-4P示出了联接到活塞歧管2798的近端区域的活塞止挡件2727。如本文中其他地方所讨论的，该装置的抽吸泵可以包括多个活塞，多个活塞中的每个被容纳在相应的缸内。每个缸流体地联接到细长构件的内部管腔。驱动机构可以包括旋转凸轮组件，该旋转凸轮组件能够由马达经由可旋转的联接器旋转。旋转凸轮组件的旋转导致该多个活塞在内部管腔内产生不连续负压脉冲。活塞硬止挡件2727构造成限制该多个活塞在其相应的缸内的近侧行程。该活塞硬止挡件构造成在高真空位置和低真空位置之间切换。当处于高真空位置时，活塞硬止挡件2727相对于缸向近侧缩回，从而允许每个活塞在其相应缸内的最大近侧行程。当处于低真空位置时，活塞硬止挡件2727相对于缸向远侧前进，从而将每个活塞在其相应缸内的近侧行程限制为小于最大近侧行程。切换活塞硬止挡件2727还允许在连续抽吸位置和脉动抽吸位置之间切换。当处于脉动抽吸位置时，活塞硬止挡件2727相对于缸向近侧缩回，从而允许每个活塞在其相应缸内的最大近侧行程。当处于连续抽吸位置时，活塞硬止挡件2727相对于缸向远侧前进，从而将每个活塞在其相应缸内的近侧行程限制为小于最大近侧行程。下面更详细地描述由抽吸泵提供的抽吸的选择性修改。
活塞止挡件2727可以是构造成围绕旋转凸轮2769的大体上圆柱形的元件。活塞止挡件2727的远端区域可以限定一个或多个突起2729，其构造成伸入活塞歧管2798中的每个活塞的近端区域中。当位于其相应的活塞室2704的最近端区域处时，突起2729可抵靠相应的活塞2799的近侧活塞头2723b。例如，如果装置2700包括定位在三个活塞室2704中的三个活塞2799，则活塞止挡件2727包括三个突起2729，该三个突起2729构造成与三个活塞2799的每一个的近侧活塞头2723b靠接。在弹簧2701膨胀时，活塞止挡件2727提供了对活塞2799的近侧直线行程的硬止挡。活塞止挡件2727限制了可实现的泵送室2705的总体积。突起2729在活塞室2704内的相对位置可以是可调节的。在一些实施方式中，调节环2730可围绕活塞止挡件2727的外表面定位。调节环2730可通过手持部分2760的壳体2762中的一个或多个窗口2731对用户可用(参见图4A-4B)。调节环2730可具有带螺纹的内表面，该带螺纹的内表面构造成与活塞止挡件2727的外表面上的对应的销2732接合(见图4K)。销2732构造成在调节环2730的螺纹内滑动，使得活塞止挡件2727沿装置的纵向轴线轴向地行进。随着活塞止挡件2727被调节为相对于活塞歧管2798定位在更远侧，突起2729进一步延伸到活塞室2704中，并在弹簧2701膨胀时限制活塞2799在近端方向上的直线行程。这转而限制了泵送室2705的尺寸。随着将活塞止挡件2727调节为相对于活塞歧管2798定位在更近侧，当弹簧2701膨胀时，突起2729从活塞室2704缩回并且不限制(或较小程度地限制)活塞2799在近侧方向的直线行程。这转而又使泵送室2705的尺寸最大化。活塞止挡件2727也可以由用户有选择地改变或调节，以确定由抽吸泵产生并由活塞在其相应的室2704内施加的真空的类型(例如，平滑连续真空或平滑连续且具有脉动真空中的尖峰)。
在一些实施方式中，真空源可以在真空中产生突然的上升，从而形成真空曲线，该真空曲线导致角膜和眼睛在施加脉冲真空期间有效地上下“反弹”。例如，当活塞2799向后弹时，它们可在真空中产生突然上升，形成类似于“锯齿”的真空曲线(即，吸–停–吸)。限制活塞2799在其相应的泵送室2705内的向后行程可以减少每次活塞向后弹时产生的抽吸冲撞或冲击的量。因此，活塞极限限制了每个活塞行程产生的最大吸力，从而减少了这种突然吸力对眼睛的影响。活塞2799的每次向后行程所产生的真空可以大于500mmHg直至约700mmHg。
脉动真空的量可以通过限制活塞在向后方向上的行程来调节，例如利用活塞硬止挡件2727。在一些实施方式中，一次性部分与可重复使用部分3205、3210的相对关系是可调节的，并且进而会限制活塞可向后行进的距离。例如，可重复使用部分3210定位在一次性部分3205上越远，由于活塞硬止挡件而导致的活塞行进越受限制。活塞止挡件的位置可以是可调节的，以提供多种可选的真空设置。在某些程序或该程序的某些步骤中，与其他程序或该程序的步骤中相比，更高的压力可能更为合乎需要。该更高的压力可以例如通过将活塞止挡件致动到更宽的设置来选择，以使活塞每个周期可以行进更长的距离，并获得最大的真空。在一些实施方式中，可以通过点击调节器来在“高真空”位置和“低真空”位置之间切换活塞止挡位置。在其他实施方式中，活塞止挡位置可以被“拨入”到在使用期间方便地选择的多个真空设置中的任意设置。在另外的其他实施方式中，可以选择性地调节活塞停止位置以实现平滑，连续的真空或脉冲真空，这将在下面更详细地描述。
在一些实施方式中，通过结合根据是否达到阈值真空而自动绕过轴2761的特征，限制了该装置获得最大真空。例如，可以结合排泄阀或其他旁路机构，以防止阈值真空量被施加在轴2761的远侧开口处并进入眼睛。即使通向轴2761的开口被堵塞，用于打开或关闭吸力的旁路也可以限制可在眼内产生的最大真空量。这种旁路可以防止在发生堵塞的情况下形成真空，以在消除堵塞时产生较小的浪涌。旁路机构可以是可调节的或选择性的，使得用户可以选择他们是否想要最大真空的可能或小于施加的最大真空的某些情况。
还可以采用其他防止阻塞破裂浪涌的机制。例如，诸如隔膜阀、伞阀、蘑菇阀的阀或类似类型的阀可被结合在机头的抽吸管线内以防止抽吸期间的浪涌。机头中的阀在使用期间可以是常开的，并响应于达到废料管线内的阈值压力或流速时暂时关闭。阀可以是可移动构件，其漂浮在机头的一次性部分的末端附近的孔眼上方。该阀可以包括由顺应性材料形成的柔性蘑菇头，或者位于孔眼上方的阀瓣。如果抽吸流速或压力低于阈值，则阀的孔眼和蘑菇头之间的间隙保持在打开位置。如果达到阈值，则阀的孔眼和蘑菇头之间的间隙变窄到关闭位置。当组织碎片阻塞轴的末端并且抽吸泵145继续运行时，可发生抽吸管线中真空的建立。一旦阻塞清除，可能还会发生流速的突然增加。这称为阻塞后浪涌。但是，在浪涌期间所排出的流体提及的量受阀关闭的限制。由于管腔暴露于抽吸管线内建立的负压而导致的流速突然上升，导致阀的蘑菇头对着孔眼方向移动，从而切断了对管腔的抽吸。阀保持关闭状态，直到管线中的抽吸压力和流速恢复到阈值为止。然后，阀移动以揭开孔眼，从而打开切割管的管腔与废料管线之间的连接，从而允许材料再次穿过管腔并朝向废料流出。在阀关闭所有流之前，在浪涌期间从眼睛中去除的液体的体积被限制为在轴的管腔中的极少量流体，从而防止了前房明显变浅。
图21示出了防浪涌阀3530的实施方式。阀3530可被结合到包括本文所述的器械的各种切割/抽吸装置中，以及被构造为联接至具有长的顺应性流体管线的远程抽吸泵的常规超声乳化机头中。可以位于抽吸废料管线内的阀3530可以被构造成限制通过细长构件2755的流速以最小化阻塞后的浪涌。防浪涌阀3530可构造成当抽吸流速高于阈值时限制通过抽吸废料管线的流动，并构造成当抽吸流速低于阈值时允许通过抽吸废料管线的流动。
轴2761可以包括细长构件2755，其具有靠近轴2761的进入管腔2763的远端的开口，以及远离轴2761的远端一段距离的凹口或近侧开口2788。从眼睛抽吸的材料可以通过远侧开口进入细长构件2755的管腔2763，并通过近侧开口2788离开管腔2763。细长构件2755可以延伸穿过真空歧管2774的真空室2703，使得近侧开口2788与真空室2703连通。在细长构件2755的振荡运动期间，近侧开口2788保持在真空室2703内。
由于活塞2799在其活塞室内移动而被吸入真空室2703的材料可以通过防浪涌阀3530引向泵送室2705(图21中未示出)。阀3530可以包括弹性硅树脂隔膜3532，其布置在座3534上。隔膜3532构造成朝座3534偏转，从而封闭间隙并防止朝向泵送室2705的流动。高于一定速率或上阈值的流速会在隔膜3532的两侧上产生压力差，从而引起阀3530的偏转和关闭。作为示例，流速可以被限制为约40毫升/分钟。迫使流体通过有效孔眼，且因此，在隔膜3532的一侧与另一侧之间存在压力差。对于约0.015”的环形间隙，压力差可以为约1.0psi。1.0psi可足以使隔膜3532抵靠阀座3534偏转，从而阻止流动并消除通过细长构件2755的浪涌。在一些实施方式中，跨过阀座3534的小凹槽(例如，具有约为0.010英寸的深度)在浪涌事件结束之后可以允许隔膜3532两侧上的室之间的压力相等。图21示出了处于打开构造的阀3530，使得流可以前进通过隔膜3532和阀座3534之间的间隙。当室2703中的压力大于室3536中的压力时，隔膜3532抵靠座3534偏转，以限制通过细长构件2755的流速。当室2703中的压力接近室3536中的压力时，隔膜3532向后远离座3534而偏转，从而允许通过间隙并通过细长构件2755的流动。
图22A至图22D示出了具有过滤器3545的阀3530的实施方式。阀3530的构造可以变化，包括如上所述的隔膜阀、伞阀、挡板阀或其他结合了被构造成在流经真空室2703的流速变化时关闭和打开阀的可偏转特征的阀。如上所述，细长构件2755的近侧开口2788保留在真空室2703内的阀3530的远侧。从眼睛吸入的材料从细长构件2755的管腔2763通过近侧开口2788离开而进入真空室2703。阀插入件3537可结合中心孔口3538，细长构件2755延伸穿过中心孔口3538。阀3530可包括布置在座3534上方的可偏转的瓣膜3540。瓣膜3540构造成在浪涌事件期间朝着座3534偏转，从而闭合间隙并防止朝向泵送室2705的流动，如上文更详细所述的。瓣膜3540可以具有非平面形状。例如，图22D示出瓣膜3540可以是杯形的或具有凹形的形状。
防浪涌阀3530可以在其上游侧(即真空室2703侧)结合有过滤器3545，以防止通过管腔吸入的大晶状体碎片阻塞阀区域。过滤器3545可具有被构造成与真空室2703的内周或定位成与真空室2703密封接合的阀插入件3537基本接合的外周。过滤器3545可被定位在瓣膜3540上方，使得其不会与可偏转元件发生接触，同时仍防止超过阈值大小的材料接近座3534。在一些实施方式中，过滤器3545可设置在真空室2703中，以使其垂直于轴的纵向轴线A延伸，或定位成使得其不垂直于纵向轴线A。例如，过滤器3545可以相对于纵向轴线A成大约15度到大约50度的角度。图22D示出了相对于纵向轴线A成一定角度定位的过滤器3545，使得看起来呈现过滤器3545的上斜端3546和过滤器3545的下斜端3547。过滤器3545在室2703内的角度导致过滤器3545的上斜端3546位于更靠近装置的远端的位置，且过滤器3545的下斜端3547位于更远离装置的远端的位置。过滤器3545的上斜端3546可以定位成与阀3530的瓣膜3540相距一定距离并允许其偏转运动。过滤器3545的平面可以大体上平坦且无障碍，以鼓励较大的颗粒从过滤器3545的表面朝向下斜端3546远离阀3530滚落。在一些实施方式中，过滤器3545可在其下斜端3546上结合有渗漏孔3550，其可捕集远离阀3530的位置的材料。
在一些实施方式中，过滤器3545是网状过滤器、玻璃料或其他多孔元件。过滤器3545可结合延伸穿过其的多个开口3548，其构造成允许流体流过过滤器3545，同时防止超过阈值大小的材料碎片通过过滤器3545并进入室3536。过滤器3545防止大碎片阻塞阀座3534附近的区域，这将阻止瓣膜3540封闭通过座3534的阀开口3535。延伸穿过过滤器3545的该多个开口3548的大小和形状可以不同，并且可以是均匀或不均匀的。该多个开口3548可以布置成图案或者可以是随机的。图22A-22C示出了具有第一形状的过滤器3545的下斜端3547中的第一多个开口3548a和具有第二不同形状的过滤器3545的上斜端3546中的第二多个开口3548b。例如，第一多个开口3548a可以是小的圆形开口，而第二多个开口3548b可以是与第一多个开口3548a相比总体尺寸较大的细长槽。较大的槽形的多个开口3548b可位于过滤器的位于瓣膜3540上方的区域上，以在流速增加时促进阀3530的关闭。
该多个开口3548，不管尺寸和/或形状均匀还是不均匀，可通过过滤器3545以多种图案中的任何图案布置。尺寸、形状、数量和/或图案可被设计为促进期望的材料流通过过滤器3545，或防止材料流通过滤器3545而是跨过过滤器3545的表面行进。第一多个开口3548可以位于过滤器3545的第一区域中，第二多个开口3548可以位于过滤器3545的第二区域中，第三多个开口3548可以位于过滤器的第三区域中，等等，从而形成过滤器3545的开口的图案。多个开口3548中的各个本身也可以形成开口的图案。例如，多个开口3548可以是具有不同长度的多个细长槽。第一中央细长槽可以具有第一长度，并且在任一侧由具有第二较短长度的第二细长槽限制。第二细长槽又可以在外侧由具有第三较短长度的第三细长槽限定，依此类推。第一、第二和第三槽可以由此形成图案，并且该图案可以在过滤器3545的一个以上区域中重复。因此，过滤器3545可以具有开口的主要图案，并且开口的主要图案可以布置成开口的辅图案，等等。
期望的是限制每个活塞的每个近侧行程可达到的最大真空压力。限制最大真空可以为囊袋和眼睛作为整体提供额外的安全性。例如，系统对囊袋和前房的完整性所具有的影响可直接与施加在远侧末端的抽吸程度有关。限制总体真空压力(例如，否则可达到的最大真空的至少约2％、3％、4％、5％、10％、15％、20％、25％、高达约50％)可以防止诸如撕裂囊袋或前房“弹跳”的问题。
图4O示出了真空旁路特征2708的实施方式，该真空旁路特征2708被构造为限制每个泵送室2705中的最大真空压力。旁路特征2708可以具有多种构造中的任意构造。在一个实施方式中，旁路特征2708可以是每个泵送室2705的圆柱形壁中的小的纵向凹陷、削口或凹槽(参见图4O)。如上所述，活塞2799可以包括被在活塞头2723a2723b之间延伸的弹簧2701围绕的细长的中心活塞杆2721。滑动的O形环密封件2794可以围绕远侧活塞头2723a定位，以在泵送室2705内保持真空。图4O中所示的活塞2799位于圆柱形泵送室2705中、其近侧行程的末端附近，使得近侧活塞头2723b靠接活塞止挡件2727。当活塞头2723b靠接活塞止挡件2727时，密封件2794可以与活塞行程近端附近的旁路特征2708对准。旁路特征2708可具有沿着圆柱形室的纵向轴线的长度，使得特征2708的至少一部分位于密封件2794的远侧，且特征2708的至少一部分位于密封件2794的近侧。旁路特征2708在密封件2794的远侧和近侧两侧上均存在(即，室2705的较高压侧和较低压侧)意味着一定量的环境空气可以在活塞行程的近端处从室2705的较高压侧瞬时泄漏到较低压侧(即，密封件2794的远侧)。环境空气的泄漏或渗出可以限制到否则在将活塞2799沿近侧方向缩回时将获得的真空压力的程度。抽吸腔的排放装置可以通向环境空气或冲洗流体通道，通向废流体通道或允许流体或空气进入抽吸腔的任何其他腔，并且降低了在抽吸腔内达到的真空水平。排放装置可以释放抽吸腔内的真空水平，并降低操作过程中可达到的最大真空水平。旁路特征2708可以被设计成根据凹槽的长度宽度和/或深度以及所结合的凹槽的数量来实现期望的最大压力值。旁路特征2708的几何形状还可以控制随着每个顺序的活塞缩回而产生该真空压力所处的速度。
旁路特征2708可以如上所述被动地或主动地将真空排放到大气中。例如，旁路特征2708可以是用户致动的，如将在下面更详细地描述的。旁路特征2708可以具有可调节的和/或用户可选择的几何形状，以对可以实现的期望的最大压力值提供附加的用户控制。在一个实施方式中，旁路特征2708可以是延伸穿过泵送室2705的壁的小孔。该孔的直径、长度和/或位置可以是可由用户改变和选择的，以便实现对达到的最大吸入压力的期望控制。
在一些实施方式中，该装置可以包括排放机构，该排放机构在某些情况下是有用的，例如，当囊袋被无意中捕获在轴2761的远端中或晶状体材料阻塞了轴2761的远端时。类似于上述旁路特征2708，排放机构可以包括穿过泵送室2705的壁的小孔，该小孔可以被选择性地暴露或覆盖。该孔可由可移动元件覆盖和/或暴露，该可移动元件可通过装置的用户界面上的按钮或其他输入来致动，从而允许用户将泵送室2705中累积的真空排放到大气中。将真空排放允许例如诸如囊袋的材料从轴2761的末端释放。排放机构的选择性启动可以包括按下按钮，该按钮使通常覆盖孔的可移动元件运动，从而将其暴露于大气。可选地，排放机构的选择性启动可以包括按下按钮，该按钮使可移动元件运动，从而使其覆盖常开孔，从而防止向大气的排放。在一个实施方式中，按钮可以联接到本文其他地方描述的装置的多级触发器3125。作为示例，当触发器3125处于其中性状态并且该装置处于静置状态时，可以排空真空并且消散系统内的吸力。当触发器3125被按下以致动吸力时，排放装置可以被关闭。在该示例中，将囊袋抽吸到装置的末端(或一块阻塞管腔的晶状体)中的用户可以简单地松开触发器3125以排放并释放组织。
排放清除机构(venting purge mechanism)除了对轴2761的末端排放外，还可以另外从装置的远侧末端产生少量的逆行流体。末端的小流体流可以帮助完全释放袋或导致堵塞的任何其他材料。在该实施方式中，用于致动清除机构的按钮可以是可按下的按钮，当被按下时，该按钮可以迫使少量的流体流出冲洗出口。这样，释放触发器3125可导致泵送室2705中积累的真空的排出，并且按下清除按钮可将流体从远侧末端排出以进一步将囊袋推离。
图5A-5H示出了显微手术器械的一种实施方式。如关于图4A-4O所示的实施方式所描述的，图5A-5H的装置2700可包括构造成联接至耐用部分3210的一次性部分3205。图5A示出了彼此接合的一次性部分和耐用部分，而图5B示出了彼此分离的一次性部分和耐用部分。与本文所述的其他装置一样，一次性部分3205可以包括机头2760的构件，其构造成与来自眼睛的流体和材料发生直接接触，而耐用的可重复使用部分3210大体包括机头2760的构件，其构造成保持在流体路径之外，例如，构造成驱动抽吸泵和/或切割元件的构件。
图5C示出了装置2700的可重复使用的耐用部分3210的局部视图，其包括驱动机构，诸如具有或不具有齿轮箱3225的马达2756。马达2756可以是无刷DC马达或适于使本文其他地方所述的轴旋转的任何类型的马达或驱动器。
该装置操作性地联接到系统100时，功率可以由系统100的功率系统120提供给驱动机构。该装置可以通过延伸穿过耐用部分3210的壳体的线缆2757操作性地联接到系统100。线缆2757还可被构造为将装置2700连接至墙壁插座。驱动机构也可以由一个或多个电池供电。电池可以结合到壳体的区域内，在壳体内部或联接到壳体的区域，例如在模块化的可移除的电池组内。电池可以具有不同的化学组成或特性。例如，电池可以包括铅酸、镍镉、镍金属氢化物、氧化银、氧化汞、锂离子、锂离子聚合物或其他锂化学物质。该装置还可以包括使用直流电源端口、感应电池、太阳能电池等进行充电的可充电电池。在本文中还应考虑本领域已知的用于为手术室中使用的医疗设备提供功率的功率系统，例如弹簧功率(spring power)或任何其他合适的内部或外部功率源。在某些实施方式中，电池组不是安装在把手上或把手中(这会增加把手的尺寸)的电池组，而是安装在其他位置，例如在程序期间握住器械的用户手臂或手臂的腕部。短的线缆连接器可以将已安装的电池组连接到该装置，以便在使用过程中只有此连接从装置2700的把手延伸。因此，不需要脚踏板或其他拴系连接链接到装置2700。这可以为用户提供更多的便携性，灵活性和移动自由度，而不必担心在使用期间会卡住线缆或其他系绳。
图5C-5H示出了装置2700的耐用部分和一次性部分可以如何联接在一起以进行操作性通信的实施方式。关于图5C-5D，卡口马达适配器3220可通过多个马达螺钉3230固定到齿轮箱3225。马达联接器3215可延伸穿过马达适配器3220并附接到齿轮箱3225的输出3235。马达联接器3215可在耐用部分3210的远端区域处从适配器3220向远侧延伸。马达适配器3220和马达联接器3215之间可存在间隙，使得马达联接器3215可随马达2756自由旋转。耐用部分3210可插入到一次性部分3205的近端中，使得马达联接器3215的端部与在一次性部分3205中的旋转凸轮联接器3245上的槽3240配合(见图5E-5F)。卡口马达适配器3220上的凸台3250可滑动通过后歧管3260的近端上的L形槽3255。耐用部分3210可绕纵向轴线相对于一次性部分3205旋转(即顺时针)，使得凸台3250沿轴向将马达联接器3215锁定到后歧管3260中。卡口马达适配器3220上的凸台3250可滑入后歧管3260上的槽3240中。一旦旋转，卡口马达适配器3220上的凸台可将耐用部分和一次性部分3210、3205沿轴向锁定在一起。释放按钮3265可以被弹簧加载，并附接到一次性部分3205的后歧管3260(见图5G-5H)。在将耐用部分3210插入到一次性部分3205中之后，用户可以旋转耐用部分3210，直到释放按钮3265延伸到壳体3275上的两个腔3270之一中为止，这取决于如将在下文所述的装置设置。
如上所述，可通过限制活塞沿向后方向的行程(例如利用活塞硬止挡件2727)来调节脉动真空的量。图6A-6D示出了具有可选真空设置的装置的实施方式。在将耐用部分3210插入到一次性部分3205中之后，用户可以决定使用哪种活塞硬止挡件设置。图6A-6B显示了默认设置，其中活塞硬止挡件2727(不可见)可以处于其完全远侧位置。这允许活塞的全行程，通过机头提供完全真空。用户可以通过将可重复使用部分3210的壳体上的选择器3281(例如箭头)与一次性部分3205的后歧管3260的外表面上的第一指示器3282(例如单个凹口)对准来选择该设置。一旦对准，释放按钮3265就可以卡入壳体3275上的适当腔中。图6C-6D示出了可以限制活塞行程并减小最大真空和流速和/或可以产生平滑的连续真空的备选设置。可以通过将耐用部分3210插入一次性部分3205中来选择该备选设置。在将释放按钮3265保持在其远侧位置的同时，用户可以旋转耐用部分3205，直到可重复使用部分3210的壳体上的选择器3281与一次性部分3205的后歧管3260的外表面上的第二指示器3283(例如，双凹口)对准为止。随着耐用部分3210旋转超过默认位置(即指示器3282)，卡口马达适配器3220上的凸台3250在活塞硬止挡件的斜面上滑动，从而沿远侧方向驱动活塞硬止挡件2727。然后可以释放释放按钮3265，使得其扣入一次性部分3205的壳体3275上的适当腔中。在此考虑用于真空的其他调节机构。
以上提供了如何致动不同装置设置的示例。提供有关选择哪个设置的指导的用户特征可能会有所不同，选择设置所用的机构也可有所不同。例如，凹口和箭头可以由为用户提供有关设置的指导的其他指示器代替。
如上所述，显微手术器械2700可以包括位于机头2760的内部的吸入或真空源。真空源可以被定位成与位于壳体内部的真空歧管2774流体连通。图7A是装置2700的一次性部分3205的局部透视图，示出了连接至真空歧管2774的前歧管3261，活塞歧管2798和后歧管3260。轴2761的细长构件2755可包括靠近轴2761的远端的进入管腔2763的开口，以及远离轴2761的远端一段距离的凹口或近侧开口2788(见图7B)。轴2761的细长构件2755可以延伸穿过真空歧管2774的真空室2703，使得近侧开口2788与真空室2703连通。细长构件2755的近侧开口2788在细长构件2755的振荡运动期间保持在真空室2703内。晶状体材料可以绕过鼻锥状件3320和前歧管3261，以通过近侧开口2788离开细长构件2755的管腔2763进入真空歧管2774的室2703。
图7C示出了位于真空室2703内的细长构件2755中的近侧开口2788。真空可将晶状体材料拉过细长构件2755。晶状体材料可通过近侧开口2788离开细长构件2755的管腔2763并进入真空歧管2774的真空室2703。晶状体材料不意图在细长构件2755中的近侧开口2788的近侧行进。真空室2703被构造为经由相应的开口2706与一个或多个泵腔室2705流体连通，相应的开口2706由单向阀2707调节(参见例如图4L)。单向阀2707的构造可以有所不同，包括鸭嘴阀、球止回阀、提升止回阀、停止止回阀和其他类型的阀，这些阀允许流体沿单个方向流动并在相反的方向切断流体。如本文其他地方所述，活塞2799在泵送室2705内沿第一方向的运动(即，朝近侧或朝着机头的后部)产生真空，该真空可通过围绕细长构件2755的真空歧管2774上的开口2706提供给细长构件2755的管腔。垫片3262将真空室2703和排空室2709(参见图7C)分隔开，真空室2703由中央的腔限定。在向细长构件2755的管腔提供真空后，来自眼睛的材料被吸入细长构件2755的管腔2763中，排空到真空室2703中，并通过单向阀2707拉入泵送室2705中。活塞2799在泵送室2705内沿第二相反方向的运动(即，朝远侧或朝机头的前部)引起压力在活塞歧管2798内建立，且将材料从泵送室2705排放并从系统排出。可以将材料从系统排出到与本文其他地方所述的出口端口联接的处理罩中。
图7D示出了活塞2799在活塞歧管2798的泵送室2705中的位置。当活塞2799朝着装置的后部(即，向近侧)移动时，通过顺应性的单向阀2707抽真空，如本文其他地方所描述的。阀2707可连接至真空歧管2774中的通路。真空可将废料从真空歧管2774中通过阀2707拉入活塞歧管2798中。当活塞2799向装置的前方移动时，压力在活塞歧管2798中建立。该压力打开球止回阀2713，并允许加压的废料材料通过活塞歧管2798中的球止回阀2713。废料材料可通过废料通路2711(例如图7E中所示的三个圆形开口)进入真空歧管2774。废料可在真空歧管2774中合并且通过排空室2709离开该装置。排空室2709在图7E中示处为椭圆形的通路，该通路穿过真空，活塞和后歧管2774、2798和3260延伸，尽管应当理解，这里也考虑了其他形状。废料可能会通过后歧管3260上的废料端口2715离开该装置。
图7F-7H示出了穿过器械的抽吸和废流体路径(箭头)的示例。来自眼睛的晶状体材料和/或流体可进入细长轴2755的管腔2763，并通过近侧开口2788行进进入室2703，并通过单向阀进入泵送室，且并通过球阀退出泵送室(见图7F)。晶状体材料/流体被引向排空室2709(见图7G)。晶状体材料/流体行进通过排空室2709，该排空室2709延伸通过真空歧管2774，活塞歧管2798和后歧管3260朝向废料端口2715(见图7H)。
真空脉冲可被设计为突然发生，例如，通过活塞2799从凸轮表面2725的壁架2726掉落并通过活塞弹簧2701向着泵送室2705的近端朝近侧推动，如上所述且如图8A-8B所示。由于壁架2726而导致的该缩回的定时(timing)可以被利用以实现更脉动的真空曲线。脉动真空可有益于分解晶状体以及从眼睛中去除晶状体材料，因为与施加稳定真空可实现的相比，关于这些短突发时间的峰值真空水平可能会更高，因为流速保持在低于标称量(例如50毫升/分钟)。产生了高的真空峰值，但是可以保持较低的总流速。
当第一活塞缩回时且下一活塞缩回的定时可以是凸轮表面2725的几何形状和活塞在活塞室内的相对运动的函数。可以将真空脉冲设计为更平稳地发生，使得所提供的真空基本上是连续的，而不是在真空脉冲之间有瞬时停顿的不连续。在一些实施方式中，第一活塞可缩回，且直到在第一活塞缩回的一段停留时间之后第二活塞才开始缩回(参见图8E)，从而产生脉动真空曲线。如上所述，该装置可以包括具有凸轮表面2725的凸轮2769，该凸轮表面2725构造成提供活塞2799的往复直线运动。图8E示出了活塞2799a、2799b、2799c沿着凸轮2769的凸轮表面2725的示意性运动。凸轮表面2725终止于急剧的下降或壁架2726。在凸轮2769旋转期间，活塞2799a、2799b、2799c沿凸轮表面2725滑动，从而沿远侧方向延伸。在到达壁架2726时，第一活塞2799a从壁架2726掉落，沿近侧方向快速缩回，从而产生负压尖峰。凸轮表面2725的几何形状产生没有负压的停留时间，之后下一个活塞2799b到达壁架2726并且缩回，产生负压的第二尖峰。结果是一系列不连续负压脉冲。
在其他实施方式中，第二活塞可以在第一活塞缩回的阶段期间开始缩回，使得真空曲线更平滑和更连续。图8F-8H示意性地示出了凸轮2769的实施方式，其中，凸轮表面2725的几何形状被设计成在终止于壁架2726之前具有用于活塞缩回的更大的倾斜度。可以将凸轮表面2725的几何形状设计成使得多个活塞2799中的一个以恒定速率缩回(即在泵送室2705内产生负压)。图8F示出了在第一活塞2799a在壁架2726之前在其在活塞室内的近侧行程的末端附近。第二活塞2799b处于静止以开始在第一活塞2799a从壁架2726掉下之前开始沿逐渐倾斜的其缩回。图8G和8H示出了凸轮2769的进一步旋转以及活塞沿着凸轮表面2725的运动。在第二活塞2799b从壁架2726掉下之前，第三活塞2799c将开始沿着凸轮表面2725的逐渐倾斜而缩回。活塞缩回的这个定时产生了从眼中流出的流体的流速，该流速与图8E中所示的凸轮表面2725的几何形状相比基本上是连续的，图8E中是不连续的，没有抽真空的时刻。然而，壁架2726的存在可在由缩回活塞施加的连续负压之上产生负压中的小尖峰。第一活塞2799a以第一速率沿凸轮表面2725缩回第一距离，从而产生第一负压。在第一活塞2799a从壁架2726掉下之前，第二活塞2799b可以开始以第一速率沿着凸轮表面2725缩回，以保持负压。然后，第一活塞2799a从壁架2726掉落，以第二更快的速率缩回剩余距离，从而产生负压尖峰。
在一些实施方式中，装置可以在两个真空模式之间切换。第一模式可以是基本上连续的真空模式，而没有由于活塞2799从壁架2726掉落而导致的负压尖峰。第二模式可以是基本上连续的真空模式，具有负压尖峰。当处于第一模式时，可以将活塞缩回限制为室内最大活塞行程的一部分。例如，活塞止挡件2727可以选择性地用于将活塞在其室内的行程限制为小于最大距离的距离。如本文其他地方所述，该装置可以包括联接到活塞歧管2798的近端区域的活塞止挡件2727。活塞止挡件2727可以是围绕凸轮2769的大致圆柱形的元件，使得凸轮2769延伸穿过圆柱形的活塞止挡件2727，以接触活塞2799的近端。活塞止挡件2727可包括突起2729，其构造成伸入其相应的活塞室2704的近端区域中以与活塞2799的近端发生接触。因此，凸轮2769和活塞止挡件2727的突起2729两者构造成接触活塞2799的近端、内部区域上的凸轮2769和外部区域上的突起2729。活塞止挡件2727的突起2729可为活塞2799在近侧方向上的直线行程提供硬止挡件。例如，在其活塞室内的最大活塞行程可以为5mm距离。活塞止挡件2727的突起2729可以前进2mm进入活塞室，以由此将活塞2799的近侧缩回限制到3mm的距离而不是最大5mm。当凸轮2769转动并且活塞2799沿着凸轮表面2725延伸和缩回时，活塞止挡件2727的突起2729可以有效地防止活塞2799从壁架2726掉落，从而产生平滑、连续的负压而没有负压、的尖峰。当活塞止挡件2727的突起2729从活塞室撤回时，活塞2799可以再次行进最大距离并且可以从壁架2726掉落，从而产生负压中的尖峰。
冲洗源可以提供恒定的冲洗流体压力，该压力不会随真空水平而变化。在峰值真空期间，离开眼睛的抽吸流速可能高于进入眼睛的冲洗流速，从而导致眼睛中暂时较低的压力。可以升高冲洗流体的压力源，以使其额定流速高于峰值真空脉冲下的最大抽吸流速，以避免这种低压情况。然而，优选的是，在不施加真空的时候，保持冲洗流体源的压力较低，以使眼睛内的压力保持低于设定量。可选地，该装置可以结合能够向眼睛中输送冲洗流体的快速冲动或不连续脉冲的机构。当抽吸流速处于其最大值时，能够对每个冲洗流体脉冲进行定时以在每个负压脉冲期间发生。在峰值真空点被最小化期间，眼睛内的流体平衡可以保持更一致，并且眼睛内的压力下降。
图9A至图9C示出了具有连接至轴2761的区域上的冲洗套管3128的装置。冲洗套管3128可包括一个或多个冲洗开口3124，该冲洗开口3124被构造为在使用期间将流体从冲洗管线155输送至眼睛。冲洗可以从显微手术系统100的流体系统110提供，如上所述，以及如图1A-1B和图2所示。
在一些实施方式中，该装置可以包括与冲洗流路连通的冲洗储器，例如，位于该装置的远侧末端附近的储器，该储器被构造为存储来自冲洗源130的一定量的冲洗流体。将冲洗流体储器放置在非常靠近装置末端的位置允许几乎立即补充抽吸的流体体积。冲洗储器可以被构造为存储来自冲洗管线155的一定量的流体，该冲洗管线155靠近冲洗流体被输送的位置。该冲洗储器可以填充冲洗流体，使得在发生通过轴2761的远侧开口堵塞和真空突变的情况下，存储在该冲洗储器中的冲洗流体可以用来填充由增大的真空移除的体积。当负压增加时，来自机头中的冲洗储器的流体几乎可以瞬间吸入眼睛内，以保持眼睛内压力的平衡，从而避免前房的损坏或塌陷。该系统100还可以在眼睛内提供流体压力的平衡，以避免如上所述的前房的损坏或塌陷。机头中的冲洗储器可以是诸如球囊之类的顺应性的室，或者结合被构造成将流体从储器中驱出的另一个顺应性元件，如将在下面更详细地描述的。
图9A示出了作为机头的一次性部分3205中的中心腔3315的冲洗储器。中心腔3315提供非常接近一次性部分3205内的装置的末端的冲洗流体。从后歧管3260的外部的端口3310延伸的冲洗通路3305可以与器械远端的鼻锥状件3320的中心腔3315流体连通。冲洗通路(一个或多个)3305可以延伸穿过器械的多个歧管。例如，冲洗通路3305可以从后歧管3260延伸穿过活塞歧管2798、真空歧管2774到达前歧管3261。冲洗套管3128中的一个或多个开口3124或端口可以允许冲洗流体离开中心腔3315，并流入围绕切割管或轴2761的冲洗套管3128。冲洗流体可通过冲洗套管3128远端附近的开口3124从冲洗套管3128流出。
再次关于图9A，冲洗通路3305可以从后歧管3260的外部上的端口3310延伸到器械的远端区域处的鼻锥状件3320的中心腔3315中。冲洗通路3305可以从后歧管3260延伸穿过活塞歧管2798、真空歧管2774到达前歧管3261，使得冲洗流体被保持在鼻锥状件的中心腔3315内。切割管或轴2761可以将冲洗流体快速地从中心腔3315排出。如图10A-10C最佳所示，前垫片3262可以位于真空歧管2774和前歧管3261之间。轴2761可以包括毂3405，其定位在轴2761延伸穿过前垫片3262的位置附近。前垫片3262可以像隔膜一样起作用，因为它可以前后移动以引起流体从中心腔3315流出。在其静止状态(图10A-10B)，垫片3262保持平坦。在该装置的操作期间，将轴2761在远侧向前方向上的运动定时为在活塞2799之一沿近侧方向运动(例如，由弹簧2701向近侧推动)之后立即发生。因此，轴2761的向前运动被定时为在通过轴2761的抽吸流速的峰值处发生。当轴2761向远侧运动时，轴2761的毂3405推靠前垫片3262，从而将垫片3262向外推入包含冲洗流体的中心腔3315，从而导致冲洗流体的爆发通过冲洗开口3124离开中心腔3315(见图9B)。当轴2761向近侧缩回并且将毂3405从垫片3262上拉离时，垫片3262返回到其平坦的静置位置。垫片3262因此用作正排量隔膜，从而在轴2761的向前运动和峰值真空条件期间输送冲洗流体。向外弯曲的前垫片面积的大小可能会有所不同。例如，当轴2761向远侧运动时，较大的前垫片面积可以从装置排出更多的流体。
可选地或附加地，该装置可以结合有定位在中心腔3315内的盘3410，其联接到轴2761上的毂3405，使得盘3410随轴2761一起移动。盘3410可以在包含冲洗流体的中心腔3315中产生脉冲，以迫使冲洗流体从腔3315移动穿过冲洗开口3124并进入眼睛。盘3410可以是圆形的，如图11A-11B，或另一形状。在一些实施方式中，盘3410具有凹形形状，使得凹入表面面向远侧而凸出表面面向近侧(见图11B)。凹面有助于使流体向前移动到中心腔3315之外。在一些实施方式中，盘3410与中心腔3315的内孔口形成紧密密封。当轴2761移动时，盘3410像正排量泵的活塞一样起作用，以将流体从中心腔3315中移出。当盘3410向前移动时，它减小了中心腔3315的体积，增加了压力，从而将流体从该装置中排出。
活塞或垫片的体积位移的大小可以设定成使得其近似于通过抽吸从眼睛去除的流体。例如，图12示出了正排量机构的实施方式，该正排量机构用于与真空脉冲协调地从装置注入冲洗流体。冲洗流体的正排量可以与从眼睛中去除的冲洗流体同时发生，且以与其体积和流速相同的体积和相同的流速发生。类似于上述实施方式，当活塞2799向近侧缩回时，来自眼睛的流体可通过第一单向阀2707被吸入活塞歧管2798。然后可以通过另一阀2713将来自眼睛的流体从活塞歧管2798中抽出。在这种材料清除期间，单向阀2707(即位于一个或多个泵送室和真空室之间)防止了材料离开切割末端回流，而阀2713(即位于一个或多个泵送室和排空室之间)允许材料至少在流动被阀2713切断为止前从活塞歧管2798自由地流出，如本文其他地方所述。在阀2713关闭时，活塞歧管2798基本上没有材料。
仍然关于图12，每个活塞2799前后运动以从眼睛中吸入流体并从装置中排空流体可以与冲洗流体向眼睛的输送相协调。每个活塞2799可以将活塞歧管2798的泵送室分成两个泵送室。远侧泵送室3415可如上所述控制眼睛材料进出和离开装置的运动。近侧泵送室3420可以控制冲洗流体进入和离开装置的运动。泵送室3415、3420的尺寸彼此成反比关系。随着活塞2799的抽出，远侧泵送室3415的尺寸增加，以通过阀2707将流体从眼睛中吸入装置。同时，近侧泵送室3420的尺寸减小，从而促使冲洗流体通过冲洗出口阀3425并进入眼睛。随着活塞2799向远侧伸出，远侧泵送室3415的尺寸减小以通过阀2713将眼睛流体排空到排空室中。同时，近侧泵送室3420的尺寸变得更大，以经由冲洗入口阀3430将更多的冲洗流体吸入近侧泵送室3420。因此，随着每个真空脉冲施加到眼睛，冲洗流体的脉冲被传递到眼睛。每次从装置中抽出流体时，都会再次灌注冲洗流体体积，为下一个真空脉冲做准备。
在一些实施方式中，冲洗脉冲可以源自装置外部。例如，该装置可以连接到冲洗源130容器并通过瞬时增加冲洗源130容器内的压力来提供冲洗脉冲。在BSS的柔性袋的情况下，可以结合一个装置，以便以规律的脉冲压缩该袋。在BSS的刚性瓶的情况下，可以以脉冲形式增加气压，以实现冲洗流体脉冲从容器中流出。如上所述，可以相对于真空脉冲对该脉冲进行定时。在一些实施方式中，系统100的计算单元115的控制处理器180可以感测器械中的马达2756何时处于给定的旋转状态，且由此计算何时发生真空脉冲。该数据可用于对冲洗脉冲和真空脉冲进行定时。
图9A至图9B示出了一次性部分3205的远端区域，其示出了延伸超过冲洗套管3128的远端的细长构件2755。冲洗套管3128可以包括在其远端附近的一个或多个开口3124，冲洗流体可以通过该一个或多个开口3124在细长构件2755的末端附近被输送进入眼睛。冲洗套管3128可在细长构件2755上向近侧延伸，并与一次性部分3205的远端区域联接。一次性部分3205的远端区域可包括构造成接收冲洗套管3128的鼻锥状件或末端3320。末端3320和冲洗套管3128可各自可移除地附接到机头。冲洗套管3128可以是标准冲洗套管(例如，华盛顿州雷德蒙德市MST公司的冲洗头)，其具有基本上柔性的远侧管状部分3133和较不顺应性的近侧联接部分3134。末端3320可以包括外螺纹3321(参见图7A)或前端区域上的其他联接特征，其被构造为与冲洗套管3128的近侧联接部分3134上的相应螺纹或特征接合。
末端3320可以被配置用于用户期望在程序期间用机头执行的多种技术中的任意技术。取决于用户期望执行的眼睛中的程序，各种附件末端中的任一个可以可逆地联接至一次性部分3205的远端区域。该末端可以被构造成用于超声乳化、袋抛光、玻璃体切除和其他程序。可更换的末端3320的近端区域可结合可逆联接特征3323和诸如O形环的密封元件3325(见图9A)。联接特征3323的构造可以变化，包括但不限于螺纹、卡口锁定、过盈配合、卡口或构造成允许末端3320固定到一次性部分3205并与之密封的其他特征。
可更换末端3320可包括如本文其他地方所述的晶状体去除保护套管2759。保护套管2759可以被固定地联接并且从末端3320的远端区域延伸(见图7A)。套管2759的尺寸和形状可设置成沿着细长构件2755的近侧长度的至少一部分同心地位于细长构件2755上。套管2759构造成在细长构件1755的运动期间该细长构件2755延伸穿过角膜切口的位置处保护该角膜组织免受损害。保护套管2759可以由诸如硅树脂的基本上柔性或弹性的材料或诸如刚性塑料挤压件或金属海波管的基本上刚性的材料形成。在一些实施方式中，套管2759可以是刚性管，该刚性管的内径与细长构件2755的外径紧密匹配，从而导致两者之间的小间隙。细长构件2755与套管2759之间的小间隙意味着套管2759保持较小的外径，使得穿过角膜的切口尺寸最小化，同时仍允许内轴和外轴之间的相对滑动。细长构件2755可具有在0.5mm和1.4mm之间的最大外部尺寸。
通常，轴2761(包括保护护套和冲洗套管，如果存在的话)具有最大横截面直径，该最大横截面直径适合于眼睛的微创程序，以最小化角膜切口的大小。在一些实施方式中，远侧轴2761的最大横截面直径为约1.25mm。最大横截面直径可以小于此直径或大于此直径，例如，直径不超过约2毫米、直径不超过约3毫米、直径高达约4毫米、或直径高达约5毫米。如本文其他地方所述，相对于延伸穿过轴2761的管腔的内径，来自轴2761的远侧开口可具有较小的内径，以减轻堵塞问题。在一些实施方式中，轴2761的标称内径与远侧开口的内径之间的差可以在大约0.003”至大约0.006”之间。在一些实施方式中，轴2761可具有约0.0375”的标称内径，其在远侧开口处变窄至约0.033”。因此，小于末端直径的眼睛组织块可以被抽吸到轴2761的管腔中，并且一旦进入管腔，由于管腔其余部分的内径大于远侧开口的内径，则管腔不太可能被卡住或引起堵塞。
套管2759可以刚性地联接到末端3320，可更换或可为可缩回的。套管2759的长度可以有所不同，但是通常至少与覆盖延伸穿过切口的细长构件2755的区域所需的长度一样长。用户可以覆盖振荡的细长构件2755，并在程序期间使用不同种类的末端，例如用于囊袋抛光和晶状体移除后去除皮质组织。套管2759的更长的长度可以覆盖振荡的细长构件2755的行程长度的一半，从而减小振荡的细长构件2755的暴露行程长度。保护套管2759能够在纵向上定位，使得振荡的细长构件的有效行程长度可以被从零调节至其未覆盖的行程长度的100％。保护套管2759也可以被定位成使得振荡的细长构件2755在保护套管2759内保持凹进一定深度。这可以防止眼睛组织与振荡的细长构件2755发生接触，并且有效地导致操作的仅抽吸模式。当将保护套管2759定位成减小有效切割管行程长度时，在细长构件2755的末端缩回到保护套管2759内时，通过将卡住的组织推离细长构件2755，保护套管2759可以防止组织在细长构件2755的末端上形成“棒棒糖”。。
可更换末端3320和/或末端3320的套管的颜色可以提供关于套管的长度以及其用于何种目的信息。晶状体切割保护套管2759可以比例如构造成与袋抛光末端一起使用的套管短。这样，构造成用于移除晶状体的末端3320可以是第一可区分的颜色，例如蓝色，而构造成用于袋抛光的末端可以是第二可区分的颜色，例如白色。还考虑了其他标记、指示器、颜色，以方便在末端间进行区分。
本文所述的显微手术器械可以与在白内障程序中使用的一个或多个其他构件一起封装在套件中，该套件是单个无菌包装的一部分。图23示出了套件3600的实施方式，套件3600可以包括具有或不具有附接的无菌护套3505的器械225、晶状体去除末端3320a和袋抛光末端3320b。根据程序的阶段，可以将晶状体取出末端3320a和袋抛光末端3320b彼此互换。套件3600还可以包括具有尖头3630的滴注室3625，该尖头3630被构造为插入诸如一瓶平衡盐溶液的冲洗源内。滴注室3625可以联接至冲洗管件3655，冲洗管件3655又可以与器械225上的冲洗联接器相联接。冲洗件管3655可以配备有手指致动的夹阀3658，以便打开和关闭该冲洗管件3655。套件3600还可以包括具有废料管件3665的废料容器3660，废料管件3665构造成将器械225的出口连接到废料容器3660。套件3600中的所有构件都可以无菌封装在容器3605中。
在一些实施方式中，玻璃体切除术式切割套管具有用于以断头台式方式切割的侧开口。该套管可以插入在细长构件2755上，使得细长构件2755延伸穿过并同轴地布置在外管内，使得细长构件2755在外管内往复滑动。这种形式的切割元件对于切碎和去除较硬的晶状体材料特别有用。外管可以是连接到手持部分的远端区域的固定管状元件，并且细长构件2755可以是可移动的，使得它可以在外管的管腔内振荡。细长构件2755的远侧末端可以形成为切削刃，例如短的，尖锐的斜面。在操作中，当细长构件2755在外管内往复运动时，组织可通过侧开口进入外管并被切削刃切割。该玻璃体切除式的切割末端还可包括可移除或可缩回的外护套，该外护套例如在将轴插入前房期间在侧开口上滑动。在插入期间，轴的切割区域可以保持覆盖在外部保护护套内，以防止在切割之前卡在切口或其他眼部组织上。插入后，当操作员准备开始切割和/或抽吸时，护套可以缩回或以其他方式取下。缩回可以由用户手动致动，或者可以在切割和/或抽吸的致动时由装置自动缩回。在切割/抽吸完成且器械准备好从眼睛去除后，护套可以向远侧推进以再次覆盖开口。
可更换的末端3320可以与基本笔直的细长构件2755一起使用，特别是在末端3320的套管是刚性的情况下。在其中细长构件2755远离纵向轴线弯曲或结合了相对于纵向轴线成角度的特征的一些实施方式中，可更换末端3320的套管可以是柔性的，以允许套管插入在细长构件2755上。
再次关于图9A至图9C，冲洗流体管线可以经由冲洗端口3310连接至机头的一次性部分3205。冲洗端口3310的位置可以有所不同，但是通常冲洗端口3310相对于冲洗流体管线布置成使得冲洗流体管线没有像传统机头的情况那样被集成或嵌入到机头内或延伸穿过机头的相当大的长度。在一个实施方式中，冲洗端口3310可位于一次性部分3205的远端区域附近，在此处附近冲洗套管3128与末端3320联接。冲洗端口3310提供与其他柔性冲洗管线的基本刚性的连接，使得来自冲洗源的流体可以通过冲洗套管3128输送到眼睛。抽吸端口的位置也可以有所不同。
冲洗流体管线(以及废料管线)可沿壳体的至少一部分在近侧方向上远离器械的远端而延伸。在一些实施方式中，壳体的近端区域(例如，耐用的可重复使用部分3210壳体的下表面)可以包括一个或多个表面特征，其被构造为捕获冲洗流体管线的管件和/或废料管线的管件。在一个实施方式中，特征是模制的槽，其形状成形为接收管件的凸形形状。冲洗管件可以被捕获在第一槽内，而废料管件可以被捕获在第二槽内。槽可以诸如通过卡扣配合或通过过盈配合来捕获管件。无论套管3128是否在管件和槽之间就位，该配合均可有效。
冲洗源130可经由冲洗流体管线155联接至冲洗套管3128。冲洗套管3128可在保护套管2759的至少一部分上延伸，如图9B所示。冲洗套管3128(以及可选地套管2759)可以例如作为可移除末端3320的一部分从机头移除，或者经由螺纹或其他联接特征从末端3320单独地移除。图9B示出了冲洗套管3128，该冲洗套管3128螺接到具有外螺纹3321的末端3320的前端上并且在细长构件2755的近侧区域上延伸。
该装置可以包括多路输入或触发器3125。触发器3125可以位于该装置的可重复使用的耐用部分3210或一次性部分3205上。图13A-13C示出了被构造为控制该装置的各种功能的装置上的多路触发器3125的实施方式的不同构造。触发器3125可具有多个位置，该多个位置被构造为打开或关闭(或增加或减少)该装置的一个或多个功能。在一些实施例中，触发器3125可以包括拨动开关3131。拨动开关3131可以将触发器3125的运动限制在某些位置。例如，如果拨动开关3131位于第一位置(例如，右侧)，则触发器3125在其旋转量方面可被限制为其正常运动范围的可能75％。如果拨动开关3131位于第二位置(例如，左侧)，则触发器3125可以移动其全部100％的运动范围。这可以为用户可以选择的触发器3125提供硬止挡。例如，在一些实施例中，装置的速度随着触发器3125被致动而线性地增加。外科医生可以将拨动开关3131定位到第一位置，使得当触发器3125被按压(或以其他方式被致动)到其运动范围的75％时，获得预定的或预编程的马达速度。当他们完全按压触发器3125时，这可以允许用户根据拨动开关3131被设置在什么位置上而容易地在不同的马达速度之间切换。
该器械还可结合有选择器环3136，例如连接到壳体的外表面(例如壳体的一次性部分3205)的环形结构(见图20A-20B)。选择器环3136可以由用户手动扭转，以通过防止远侧轴2761的振荡而关闭器械的切割功能。例如，为了将器械置于仅冲洗/抽吸模式，选择器环3136可以被移动至阻碍末端切割功能的第一位置。然后可以通过将选择器环3136扭转到允许末端的切割功能的第二位置而将器械置于冲洗/抽吸/切割模式。优选地，也可以将器械置于仅冲洗，仅冲洗/抽吸和冲洗/抽吸/切割模式，而无需扭转选择器环3136。例如，触发器3125的按压程度可以打开和/或关闭器械的不同功能，下面将对其进行更详细的说明。
触发器3125可以具有如图13A所示的静置位置。用户可以致动触发器3125以移动到第一致动位置(例如，部分按压位置)，该第一致动位置被构造为启动或增加该装置的至少一个或多个功能(见图13B)。在一些实施方式中，第一致动位置可以打开脉冲真空和远侧轴2761的振荡两者，从而提供真空加切割功能。在其他实施方式中，第一致动位置可以开启系统100的流体系统110的冲洗，从而在抽吸开始(即，由于抽吸泵145的致动)之前提供仅冲洗功能。触发器3125可具有至少第二致动位置(例如，完全按压位置)，该第二致动位置被构造为暂停或减小装置的一种或多种功能(见图13C)。例如，处于第二致动位置的触发器3125可以在通过轴2761的真空继续的同时中止轴2761的振荡，从而提供仅真空的功能。可以结合弹簧，该弹簧允许触发器3125在释放时返回到默认位置(即，向上)。
第一致动位置可以提供冲洗和/或真空而不会使轴2761产生任何振荡，直到通过触发器3125达到进一步的“投掷”量为止。可以以多种方式对装置进行编程，使得用户可以使用触发器3125选择性地激活装置的某些功能。例如在如图13A-13C所示的可使马达2756旋转至高达100％速度的可按压触发器的情况下，触发器3125的第一投掷量可以致动装置的第一功能，例如真空和/或冲洗，同时保持轴2761的振荡关掉。然后触发器3125中进一步的投掷可以启动轴2761的振荡。这可以允许在触发器致动的早期阶段—例如，最初的10％投掷，输送冲洗流体而没有任何切割动作，在此之后，改变触发器3125的位置可以改变振荡速率、脉冲真空和/或抽吸。
本文考虑输入的各种构造。作为示例构造，输入可以像上述的触发器3125一样是机械的，使得其联接到按钮杆3127，当触发器3125被致动到该多个位置之一时，按钮杆3127可以沿着该装置的纵向轴线移动(如图13A-13C中所示)。例如，当触发器3125从静置位置移动到第一致动位置时，触发器3125可以将按钮杆3127向近侧移动一距离，使得按钮杆3127的近端向装置的手持部分(例如，耐用部分3210)的近侧部分延伸第一距离。当触发器3125从第一致动位置移动到第二致动位置时，触发器3125可以移动按钮杆3127，使得按钮杆3127的近端延伸第二距离到装置的手持部分的近端部分中(图13C)。按钮杆3127除了改变振荡速度之外还可以完全地防止轴2761的移动。按钮杆3127在近侧方向P上的移动还可以使轴2761在近侧方向上移动，从而防止轴2761的近端与构造成引起轴2761振荡的驱动机构(例如，凸轮齿)相互作用。
按钮杆3127伸入近侧部分(例如，可重复使用的耐用部分3210)可影响马达2756的速度。例如，马达2756的旋转速度可通过连接到触发器3125的电位计3285或构造为感测触发器的运动的非接触传感器进行控制。电位计带3280可以在耐用部分3210的远端区域之间延伸，并且被构造为激活电位计3285。例如，电位计带3280的近端可以包括切口3286或被构造为与电位计3285接合的其他特征，使得带3280的运动影响电位计3285的致动。如图5B、5C、5H、6A和6C中最佳示出，按钮杆3127的近端可以与在装置的手持部分的耐用部分3210内延伸的电位计带3280的远端相互作用。电位计带3280的运动继而可以激活与带3280的切口3286接合的电位计3285。电位计3285又可以改变马达旋转的速度。
马达2756的旋转可以转换成细长轴2761的直线运动。图14A至图14C对应于图13A至图13C和图15A-15C。每个图均示出了触发器3125和按钮杆3127的运动如何影响轴2761相对于凸轮机构的运动。凸轮机构可包括旋转凸轮2769和切割器凸轮3169、3190。在图14A中所示的致动器3125的静置状态中，杆3127处于最远侧位置并且远离轴2761的近侧键3162移动。如本文中其他地方所提及的，在产生抽吸力时活塞2799的运动可以链接到并与轴2761的运动协调，以通过旋转凸轮机构切割材料。旋转凸轮2769可旋转以使活塞2799在手持部分内移动。旋转凸轮2769可以被固定到远侧切割器凸轮3169，使得旋转凸轮2769和远侧切割器凸轮3169一起旋转(见图8A-8D)。例如，远侧切割器凸轮3169可定位在旋转凸轮2769的孔口内。远侧切割器凸轮3169的外表面可包括一个或多个突起3168(见图8C)，其尺寸和形状设置成以便插入旋转凸轮2769的内表面上的一个或多个相应的凹入部内部。应当理解，凸轮2769、3169之间的任何数目的联接装置在本文中被考虑为使得它们被链接并一起旋转。远侧切割器凸轮3169可在其面向近侧的表面上包括齿3132，该齿3132构造成与近侧凸轮从动件3190的面向远侧的表面上的对应齿啮合。当切割器凸轮3169旋转时，齿3132沿近侧凸轮从动件3190的齿3132滑动。将凸轮从动件3190、切割器键3162和轴2761向后推，直到远侧切割器凸轮3169的齿3132到达凸轮从动件3190上的台阶3933(见图15C)。在此处，弹簧3135的力向前或向远侧方向D推动轴2761、切割器键3162和凸轮从动件3190。可结合切割器垫3164，以在切割器键3162朝着远侧位置弹回时提供阻尼，且通过在切割器键被向前弹开时对该切割器键3162阻尼，切割器垫3164可减少装置在操作期间发出的噪音。随着凸轮2769、3169旋转，轴2761前后振荡。当致动器3125完全致动时，杆3127沿近侧方向P进一步移动，直到杆3127的特征3163与轴2761的键3162接合(见图14C)。杆3127向近侧拉动键。该运动使远侧切割器凸轮3169与凸轮从动件3190脱离接合，从而防止齿3132接合，从而不会发生轴2761的运动。
如上所述，本文所述的装置可以包括排放机构，以允许例如当用户希望释放无意中捕获的囊袋时或当装置空闲时消散系统内的吸力。排放机构可以在功能上联接到多级触发器3125，使得当触发器3125空闲时，排放机构可以主动排空该装置，并且当触发器3125被致动以抽吸时，排放机构可以被关闭。图16A至图16B示出了联接至多级触发器3125的致动的排放机构的实施方式。如本文中其他地方所述，处于其第一空闲构造的触发器3125可以向上偏置，使得在释放触发器3125上的手动压力时抽吸关闭。触发器3125的向下运动可以触发抽吸(以及冲洗和/或振荡，如本文其他地方所述)。触发器3125的向下运动还可以引起联接到触发器3125的底侧的闸板3126的运动。闸板3126可能插入前歧管3261和真空歧管2774之间，从而影响通过装置抽取的抽吸。因此，当触发器3125处于空闲构造并且被向上偏置时，闸板3126处于适于使系统排空的构造。当向下推动触发器3125以激活抽吸时，闸板3126处于适于产生吸力的构造，并且排放装置被关闭。
图16C-16D示出了被垫片3262覆盖的真空歧管2774。垫片3262被示出为定位在真空歧管2774的远端上，使得垫片3262将真空歧管2774与前歧管3261分离。如本文其他地方所述，真空歧管2774和垫片3262可限定真空室2703。冲洗流体通路3305可延伸穿过真空歧管2774和垫片3262。垫片3262可包括贯穿其厚度的第一排放开口3263和第二排放开口3264。第一排放开口3263可与真空室2703流体连接，且第二排放开口3264可与冲洗流体通路3305流体连接。图16E至图16F示出了位于前歧管3261和覆盖真空歧管2774的垫片3262之间的闸板3126，并且图16G-16H示出了闸板3126和垫片3262的相对对准。闸板3126同样可以包括穿过其厚度的第一排放开口3129和第二排放开口3130。当装置闲置时，闸板3126可以例如利用闸板弹簧3122向上推动。处于向上位置的闸板3126导致闸板3126的第一和第二排放开口3129、3130与垫片3262的第一和第二排放开口3263、3264对准。开口的对准完成了真空室2703和冲洗流体通路3305之间的流体通路，导致系统内的任何负压消散。图16C-16D以及还有图16G示出了真空室2703和冲洗流体通路3305之间的负压的排放装置。箭头示出了当闸板3126的排放开口3129、3130与垫片3262的排放开口3263、3264对准时从较高压冲洗流体通路3305和较低压真空室2703起的排放路径。向下推动触发器3125也可以使闸板3126在歧管2774、3261之间向下移动。由此可以将闸板3126的排放开口3129、3130与垫片3262的排放开口3263、3264推离对准，来关闭真空室2703和冲洗流体通路3305之间的流体通道(见图16H)。如本文其他地方所述，这允许在真空室2703内产生抽吸压力。
用户致动的闸板3126的运动可以确定在装置的真空室2703内产生的真空是被排出还是被保持。真空室2703可以连接到环境空气、冲洗流体通道3305、废流体通道2709或任何其他腔。这样，通过该连接将真空室2703内保持的任何真空排出。流体或空气可进入真空室2703，并且腔内的真空水平将降低。应当理解，闸板3126不需要联接到触发器3125，并且可以具有单独的致动器，当用户期望从装置释放真空时，该致动器可以被激活。还应当理解，本文考虑了用于排放真空的多种方法中的任何一种。
非对称运动和抽吸曲线
如上所述，本文所述的装置可包括轴，该轴构造成以微创的方式插入到眼睛中以在眼睛中切割、抽吸和/或注入材料。该轴可以是玻璃体切除术式的切割元件，其具有空心的细长构件，该细长构件延伸穿过外部部件，该外部部件具有被构造为捕获和切割组织块的侧开口。该轴还可包括超声乳化(“phaco”)型末端，该末端还包括具有或不具有外部部件的可移动细长构件。细长构件的振荡运动可以使用多种机构中的任意机构来发生，例如本文其他地方所述的旋转凸轮元件。可以以避免超声乳化通常对诸如角膜内皮细胞之类的脆弱眼睛组织的有害作用的方式来产生振荡运动。
超声乳化可以结合两种主要的作用方法：1)机械气锤(jack hammering)，和2)空化。在气锤的情况下，末端的振荡运动会高速机械撞击组织，从而将组织破碎成进一步更小的碎片。空化涉及由于乳化针头的高速振荡而引起的气泡的产生。当溶解的气体从流体中抽出时，乳化针头缩回速度足以产生足够低到导致气泡形成的压力区域。当乳化针头从收缩过渡到向前运动时，这些气泡随后坍塌并爆裂，这导致非常高的温度(例如3000℃)和压力(例如10,000atm)。通常认为，高温和高压的结合有助于乳化组织碎片。虽然空化在破碎眼睛组织中所起的作用尚有争议，但在白内障手术期间超声乳化对眼睛组织周围的有害作用并不明显。高温、冲击波以及在眼中产生自由基与角膜内皮细胞的健康有关。
在一种实施方式中，本文所述的装置中的一个或多个可包括振荡末端，该振荡末端构造成以减小、减弱或防止超声乳化期间的空化问题的方式移动。可以将振荡末端结合在“一体式”类型的装置中，该装置在把手内具有真空源以施加脉动真空。可选地，振荡末端可以被结合在与被构造为远程施加脉动真空的另一装置结合使用的装置中。如上所述，本文描述的装置的各种特征和功能可以应用于本领域已知的常规装置和系统，以用于在手术部位处或附近切割、破碎、乳化或以其他方式冲击组织。例如，本文描述的脉动真空和/或不对称运动曲线可以被结合本领域已知的超声乳化系统和玻璃体切除系统中。例如，本文描述的特征可以作为超声乳化系统的附加硬件或软件特征被结合，超声乳化系统通常用于引起细长轴在超声频率范围内(例如，高于20,000Hz)的振荡。
再次关于图7A-7B，装置2700可包括联接至远侧轴2761的手持部分。远侧轴2761的至少一部分构造成相对于手持部分振荡。如上所述，远侧轴2761可包括细长构件2755，细长构件2755延伸穿过并同轴地布置在外管或保护套管2759内(见图7A)。套管2759可以相对于机头2760固定，并且细长构件2755可以以往复振荡的方式滑动。
机头2760的可重复使用的耐用部分3210可包括驱动机构，该驱动机构操作性地联接到远侧轴2761的细长构件2755，该驱动机构构造成驱动远侧轴2761的细长构件2755相对于机头2760的运动或振荡和/或为机头中的抽吸泵提供动力。
该设备可以包括构造成使轴2761移动的凸轮机构。该凸轮机构可以包括旋转凸轮2769和切割器凸轮3169、3190(参见图8A-8D，17A-17D，14A-14C和15A-15C)。旋转凸轮2769可以被固定到远侧切割器凸轮3169，使得旋转凸轮2769和远侧切割器凸轮3169一起旋转。例如，远侧切割器凸轮3169可定位在旋转凸轮2769的孔口内。远侧切割器凸轮3169的外表面可包括一个或多个突起3168(见图8C)，其尺寸和形状设置成插入旋转凸轮2769的内表面上的一个或多个相应的凹入部内。应当理解，在凸轮2769、3169之间的任何数量的联接布置在本文中被考虑为使得它们被链接并且一起旋转。远侧切割器凸轮3169可在其面向近侧的表面上包括齿3132，该齿3132构造成与近侧凸轮从动件3190的面向远侧的表面上的对应齿啮合。当切割器凸轮3169旋转时，齿3132沿近侧凸轮从动件3190的齿3132滑动。将凸轮从动件3190、切割器键3162和轴2761向后推，直到远侧切割器凸轮3169的齿3132到达凸轮从动件3190上的台阶3933(见图15C)。此时，弹簧的力3135向前或向远侧方向D推动轴2761，切割器键3162和凸轮从动件3190。可结合切割器垫3164以在切割器键3162朝着远侧位置弹回时提供阻尼，通过在其被向前弹开时阻尼切割器键，切割器垫3164可减少装置在操作期间发出的噪音。随着凸轮2769、3169旋转，轴2761前后振荡。
图17A示出了连接至毂或凸轮从动件3190的细长构件2755。凸轮从动件3190在其远端上可具有与切割器凸轮3169接合的凸轮表面。凸轮从动件3190的近端可以连接至弹簧3135，其向远侧推动凸轮从动件3190。细长构件2755还可以连接到诸如矩形块的取向锁定特征2928，其防止细长构件2755和凸轮从动件3190旋转。图17B示出了随着切割器凸轮3169旋转，凸轮表面使凸轮从动件3190向近侧运动，进一步压缩弹簧3135。凸轮表面具有台阶3933，其允许凸轮从动件3190再次在旋转点的某个点向前(即向远侧)下降。此时，弹簧3135快速向前推动凸轮从动件3190，直到凸轮表面再次接合。通过这样的机构，细长构件的末端2765能够以如下的缩回速度曲线来缩回：该曲线至少部分地是切割器凸轮3169的旋转速度函数。切割器凸轮3169的旋转速度可以被控制，使得最大末端缩回速度保持在临界“空化阈值速度”以下，否则该临界“空化阈值速度”会导致眼睛中的空化。然后，细长构件2755的末端2765可以以至少部分地是弹簧3135的力和末端组件的质量的函数的伸出速度曲线伸出。这样，平均缩回速度可以很慢，即低于空化阈值速度，但是平均伸出速度可以很快，即接近或高于典型超声乳化末端的平均缩回速度。因此，可以在完全避免空化的有害影响的同时获得机械手提钻的益处。
重复的前进和缩回可沿纵向轴线发生，但是振荡运动所采用的路径不必是纯直线的。在一个实施方式中，轴2761可以包括构造成在到达最大远侧延伸时向轴2761施加力矩的特征，该最大远侧延伸引起与轴向振荡一起从一边到另一边(side-to-side)方式的运动。从一边到另一边运动可剪切晶状体组织，以减少通过管腔抽吸的碎片的大小，从而降低堵塞的可能性。例如，图17G示出了从前歧管3261延伸并穿过末端3320的中心腔3315的轴2761。轴2761可以结合从轴2761的纵向轴线A向外延伸的锤3172。锤3172可以包括第一端3174，其固定地联接到轴2761的在轴2761的向前和向后运动期间保留在中心腔3315内的区域。锤3172可以包括从第一端3174横向向外延伸的第二端3176。第二端3176可以远离轴2761的纵向轴线A延伸一段距离，该距离足以在轴2761的最大远侧延伸时与器械的表面发生接触。轴2761构造成进入末端3320的前端区域3182的孔口3180。锤3172的第二端3176可以以不对称的方式抵靠杆末端3320的区域，而以对称的方式触底(bottom out)轴2761的区域。例如，第二端3176可以抵靠末端3320的限定了进入孔口3180的开口3184区域，轴2761延伸穿过该孔口3180。在一些实施方式中，至少一个衬垫3186可以定位在中心腔3315内，围绕进入孔口3180中的开口3184。锤3172的第二端3176可以在轴2761相对于末端3320的远侧延伸时抵靠衬垫3186。在最大远侧延伸时，锤3172可以相对于轴2761的纵向轴线A以偏心或不对称的方式与衬垫3186接触。锤3172与衬垫3186之间的偏心接触会向轴2761施加力矩，使其相对于纵向轴线A左右摇摆。在衬垫3186和锤3172之间发生触底时，轴2761的末端处的摇摆可以在距中心0.001”直至约0.010”之间。在一些实施方式中，在触底时，摇摆是大约为0.006”的左右摆动。衬垫3186可以是薄的片衬垫。片衬垫的增量为0.001英寸。
在使用中，驱动机构能够以缩回速度曲线在近侧方向上缩回轴，并且以伸出速度曲线在远侧方向上使轴前进。缩回速度曲线可以与伸出速度曲线不同。另外，细长构件的运动曲线可以与真空曲线协调。例如，当通过细长构件(即，通过细长构件的远侧开口)施加真空脉冲时，可以沿远侧方向同时发射细长构件。脉冲真空可以在装置2700的把手部分2760的内部产生，或者在外部产生以及在把手内接阀，如本文其他地方所述。当细长构件被描述为相对于处理部位在向前和向远侧的方向运动时，也应考虑到细长构件的振荡。细长构件可以以与常规超声乳化系统类似的方式振荡。因此，可以在施加真空脉冲的同时并且在真空脉冲中的某个阶段或之后振荡细长构件。可以关闭振荡和真空，以使系统在再次启动振荡-真空序列之前处于静止状态。细长构件的运动和/或振荡与通过细长构件施加的真空之间的协调在下面更详细地描述。
图18A和18C示出了常规超声乳化末端的典型运动曲线。常规超声乳化末端具有基本为正弦的运动曲线，其中末端的平均速度在近侧缩回期间与在远侧伸出期间基本相同(见图18A)。相反，本文描述的装置的振荡细长构件具有大体上非正弦的运动曲线，其中缩回速度曲线的平均末端速度和伸出速度曲线的平均末端速度可以大不相同，从而为振荡细长构件提供整体不对称运动曲线。(见图18B)。另外，常规超声乳化末端具有缩回速度曲线R的最大末端速度(VmaxR)，其与伸出速度曲线E的最大末端速度(VmaxE)基本相同，因此，它们的运动曲线基本上重叠(见图18C)。本文所述的对装置的振动细长构件的振荡具有缩回速度曲线R的最大末端速度(VmaxR)，该最大末端速度(VmaxR)显著低于伸出速度曲线E的最大末端速度(VmaxE)，且因此，它们的运动曲线基本上不重叠(见图18D)。
图18C示出了由常规超声乳化系统提供的运动曲线，其中伸出速度和缩回速度曲线基本相同。例如，具有0.1mm振幅速度的40,000Hz超声乳化系统可以具有大约12.6米/秒的Vmax，其中时间T1大约为0.0125ms。图18D示出了由本文描述的装置提供的运动曲线。VmaxE可以与常规超声乳化系统的VmaxE基本相同，但是VmaxR可以实质上更低，使得在时间T2完全缩回完成。因此，该装置可以具有较低的Vavg。
图18E-18F示出了本文考虑的另外的不对称运动曲线。伸长速度E可以随着弹簧力向前推动细长构件直至其达到其冲程极限而线性增加至VmaxE，并在缩回之前下降至零。随着细长构件缩回(例如，随着凸轮旋转，凸轮以大致恒定的速度拉回细长构件)，缩回速度R在减速至停止之前增加至VmaxR。缩回速度曲线R可形成平稳段，在此期间缩回速度大致恒定。缩回阶段在时间T2处完成，该时间比完成伸出阶段所需的时间T1长。可能包括停留时段或伸展和缩回阶段之间的暂停。VmaxE可以与常规超声乳化系统大致相同(例如，在大约8至12米/秒之间)。VmaxR可能远低于传统的超声乳化系统(例如小于约0.02米/秒)。应当理解的是，伸出和缩回的速度可以有所不同，并且本文考虑了许多非正弦的末端运动曲线中的任意运动曲线。在一些实施方式中，VmaxE可以在大约2米/秒与50米/秒之间，并且VmaxR可以在大约0.001米/秒与2米/秒之间。
在常规超声乳化中，可移动细长构件的速度曲线和运动曲线通常是正弦的。意思是，细长构件的远侧末端的运动以正弦波模式振荡，例如对应于向压电晶体供应的电压。因此，作为运动曲线的导数，远侧末端的速度也以正弦形式振荡。图18G示出了细长构件(底部面板)的远侧末端相对于其伸出和缩回速度曲线(顶部面板)的非正弦运动的实施方式。速度曲线和相应的运动曲线均显示为非正弦。远侧末端可以在伸出和缩回周期之间具有停留时间。在t0和t1之间，远侧末端可以以可为正弦波或任何其他曲线的速度曲线向前伸出。在t1处，远侧末端可以暂停t1和t2之间的停留时间。停留时间可以是约0.050毫秒，或在约0.001和0.025毫秒之间。在t2处，远侧末端可以以也可遵循正弦曲线的速度曲线缩回。远侧末端的运动类似于正弦波，在其伸出最多的位置处具有暂停。
非正弦图案，例如，如图18G所示，可以减少产生空化的可能性，因为停留时间允许在伸长期间由细长构件的运动所置换的眼睛中的流体在细长构件开始缩回之前返回零动量状态。在常规的正弦波模式期间，细长构件将流体推离远侧末端，且然后立即缩回，同时流体仍可能远离远侧末端行进，从而由于流体相对于远侧末端的相对速度而增加了空化的可能性。如果在远侧末端本身开始缩回的同时，动量使眼睛的流体从末端被带走，则流体相对于远侧末端的相对速度会更高。停留时间可以允许被置换的流体在远侧末端开始缩回之前朝向零动量或零速度状态返回。在该实施方式中，伸出速度曲线和缩回速度曲线可以相似或相同，但是远侧末端的整体速度曲线和运动是非正弦的。本文考虑了其他实施方式。例如，细长构件在其接近其完全伸出位置时可以比典型的正弦波模式更加缓慢地减速。随着细长构件缩回，曲线将遵循更对称的路径。考虑任何数量的其他非正弦模式。
应当理解，如本文中所使用的，术语“非正弦曲线”可以被定义为不遵循简单的振荡运动的正弦波模式的运动或速度曲线。简单的正弦波可以由单个频率，单个相移和单个幅度限定。通过相加或减去正弦波可以生成某些复杂的曲线。但是，这些复杂的曲线也可以被视为非正弦，因为它们的加或减并不遵循简单的单正弦波模式。
驱动机构能够以缩回速度曲线在近侧方向上使细长构件缩回并且以伸出速度曲线在远侧方向上使细长构件前进，使得缩回速度曲线不同于伸出速度曲线。从缩回速度曲线得到的细长构件的平均缩回速度可以低于从伸出速度曲线得到的细长构件的平均伸出速度。因此，操作性地联接至细长构件的驱动机构构造成使细长构件非对称地振荡。伸出速度曲线E可以包括VmaxE，而缩回速度曲线R可以包括VmaxR，其中，VmaxR小于VmaxE。细长构件的VmaxR通常保持在阈值速度以下，在该阈值速度上，在眼睛中会产生空化气泡。在不将本公开限制为任何特定阈值速度的情况下，本领域技术人员将理解，发生空化时的理论缩回速度大体为约5米/秒。这样，细长构件的VmaxR可以保持在大约5米/秒以下。
由常规超声乳化系统驱动的细长构件的振荡运动由于运动期间的正常损失(例如，由于摩擦或其他环境因素)而可能具有一定程度的可变性。这种变化性可能会影响缩回和伸出期间达到的平均速度，以使缩回速度曲线和伸出速度曲线不相同或完全呈正弦。但是，并非故意设置或设计构件部分运动期间的这种正常可变性出现(即，控制处理器根据存储在存储器中的程序指令进行操作；或者与控制处理器进行可操作通信的硬件被设计为根据循环阶段实现不同的速度)。因此，运动期间速度的正常变化不被认为是导致或引起不对称运动曲线的原因。本文所述的不对称运动曲线是有意识地设置或设计的运动曲线，旨在在每个循环期间基本可复制，而不仅仅是由于偶然性。
如本文其他地方所述，该装置的真空源可以被构造为提供不连续负压的脉冲。产生真空脉冲的活塞的运动可以被协调或链接到细长切割器部件的运动阶段。
例如，当细长构件沿远侧方向移动时在伸出的至少一部分期间和/或在细长构件沿近侧方向移动时在缩回的至少一部分期间，抽吸脉冲可以被抽过细长构件的管腔。图19A示出了对于通过细长构件的管腔的远端区域施加的脉动真空的真空曲线随时间变化的实施方式。如本文其他地方所述，真空源可以包括具有多个活塞的泵，该多个活塞被构造为在其相应的泵送室内顺序地移动，从而形成增加真空的时段，并散布有降低真空的时段。在一些实施方式中，真空的增加可以比真空的减少更快地发生，这提供了真空曲线。通过远侧轴的管腔施加的脉动真空曲线可以与执行切割的细长构件的运动曲线同步，从而在运动的某个阶段期间施加至少一部分时段的负压。图19B-19D示出了细长构件(实线)相对于通过细长构件施加的负压时段(阴影线)的运动。负压(即真空脉冲)的时段可能发生在细长构件的向前冲程或远侧伸出E的至少一部分期间、远侧伸出E之后和近侧缩回R之前的停留时间、和/或细长构件的近侧缩回R的至少一部分期间。例如，图19B示出了在细长构件的伸出E以及在伸出E之后并且在缩回R之前的停留时间期间发生第一真空压力脉冲。第一真空压力脉冲在缩回R阶段期间结束并且第二真空脉冲开始，并在相同的缩回阶段结束之前结束。图19C示出了另一实施方式，其中第一真空压力脉冲在细长构件的伸出E期间开始并且在细长构件的缩回R阶段期间以及在细长构件的第二伸出E期间被保持。图19B示出了具有末端运动频率的大约2倍的真空脉冲，且图19C示出了末端运动，其具有真空脉冲的频率的大约2倍。图19B和图19C两者都示出了在伸出E和缩回R的一部分期间发生的真空脉冲。图19D示出了细长构件运动与负压施加之间的协调的另一实施方式。细长构件的运动曲线(实线)不必与单个梯形真空脉冲(阴影线)相对应。而是，细长构件的运动可以在单个真空脉冲期间允许多次伸出E和缩回R(或振荡)。图19D示出了可以在启动真空脉冲之后开始细长构件的运动或者末端振荡。一旦真空脉冲返回到零，细长构件的运动或末端振荡就可以停止。然后，系统可以在下一个序列开始之前的一段时间内输入运动和真空两者的休止时段。
如上所述，凸轮表面2725的几何形状可以设计成在缩回侧具有更大的倾斜度，以使活塞2799的缩回时段以提供基本连续的真空的方式重叠(有或没有负压中的尖峰，如上所述)。图19E示出了细长构件(实线)相对于通过细长构件施加的负压时段(阴影线)的运动。第一活塞2799a的缩回可以产生第一真空脉冲，第二活塞2799b的缩回可以产生与第一脉冲重叠的第二真空脉冲。第三活塞2799c的缩回可以产生与第二真空脉冲重叠的第三真空脉冲，等等。结果是在细长构件的伸出和缩回两者期间都发生了基本连续的真空压力。
与其中脉冲不明显重叠的脉冲真空的实施方式相比，在脉冲重叠的时段期间施加的真空可以但不必具有降低的最大真空。
应当理解，本文考虑了任何数量的各种相对频率，并且这些是相对速度曲线和真空曲线的一些示例的图示。
末端2765的位移或行程距离可以有所不同，但是通常大于本领域已知的超声乳化末端。典型的超声乳化末端具有约为0.1mm的末端位移，并且以约20-40kHz之间的频率移动。本文所述的末端2765可以具有更大的位移距离和更低的频率。例如，末端2765在大约2至2,000Hz的频率下可实现的位移在大约0.05mm至1.0mm之间。以这种方式，本文描述的装置可以不是超声的，并且可以不在白内障手术期间在眼睛中产生与有害作用相关的热量。在一些实施方式中，末端2765被弹簧3135向前推动。更长的冲程距离可以允许末端在与眼睛组织碰撞的时候实现更高的最终速度VmaxE。
如本文所述，装置2700可具有在细长构件2755上延伸的外管或保护套管2759(见图17E-17F)。内部和外部构件2755、2759的相对长度可以使得当细长构件2755的远侧末端2765在远侧方向上完全伸出以形成完全伸出构造时，细长构件2755的远侧末端2765延伸超过保护套管2759的远端。处于完全伸出构造的细长构件2755的远侧末端位于保护套管2759的远侧开口的远侧。保护套管2759的远侧开口与处于完全伸出构造的细长构件2755的远侧末端之间的距离限定了伸出距离D。当细长构件2755处于完全缩回位置时，细长构件2755完全缩回到保护套管2759中。细长构件2755的远侧末端相对于保护套管2759从完全缩回构造移动到完全伸出构造的距离限定了行程距离。伸出距离可以小于行程距离，例如为行程距离的一半。在一些构造中，行程距离在大约0.05mm至大约1.0mm之间，并且伸出距离在大约0.1mm至大约0.5mm之间。因此，细长构件2755的远侧末端2765可仅针对其运动曲线的一部分暴露于眼睛组织。例如，细长构件2755可以从其完全缩回位置向前伸出大约0.5mm，并且该冲程的大约一半可以在保护套管2759内，使得仅细长行程2755的冲程的最后0.25mm延伸超过保护套管2759。以这种方式，细长构件2755可以在其冲击眼睛组织之前加速至高速。细长构件2755完全缩回到保护套管2759中提供了进一步的好处，因为当细长构件2755缩回到保护套管2759中时，它可以帮助将眼睛组织与细长构件2755的远侧末端2765分开，从而防止眼睛组织在细长构件2755的远侧末端2765上形成“棒棒糖”。
操作性地联接到细长构件2755的驱动机构—该驱动机构构造成引起细长构件2755的振荡运动，可以有所不同，包括、压电、磁致伸缩、电磁、液压、气动、机械或本领域已知的其他类型的驱动机构。在一些实施方式中，细长构件2755可以由如上所述的结合有凸轮机构和弹簧元件3135的驱动机构驱动。然而，本文中考虑了用于驱动细长构件2755的其他能量模式，其可以包括本文中讨论的不对称或非正弦运动。细长构件2755可以由驱动机构来往复运动，该驱动机构包括容纳在壳体的内部(例如，壳体的耐用的可重复使用部分)内的马达。马达可以是适合于旋转轴的任何类型的马达或驱动器。马达可驱动机头内的细长构件和抽吸泵的振荡两者。马达的构造可以有所不同，包括各种旋转马达、步进马达、AC马达、DC马达、压电马达、音圈马达或其他马达中的任意马达。马达可以联接至齿轮减速系统，例如谐波驱动器，以产生期望的输出速度，如本文其他地方所述。
在一些实施方式中，装置的驱动机构可以结合压电元件，该压电元件被构造为例如通过向前和向后驱动凸轮从动件3190来驱动细长构件。压电元件可以通过减小或增大尺寸来响应电压的变化。连接到压电元件的高频电压可以产生与提供的电压的频率匹配的末端2765的运动曲线。发送到压电元件的电压信号的形状可以大体是非正弦的，且因此，如本文中其他地方所述，末端2765以大致非正弦的模式运动。电压可具有使压电元件比其允许它们膨胀更慢地收缩的波形。这使末端2765在缩回冲程上的运动比在伸出冲程上更慢。可以基于提供给压电元件的电压波形来命令任意数量的运动曲线。例如，可以将两个或更多个重叠的电压正弦波形提供给压电元件，该压电元件产生干涉效果，从而产生非正弦波形。
在另外的其他实施方式中，机构和模式的组合被结合到该装置中以便以非正弦运动曲线来驱动细长构件。例如，电磁线圈可以构造为在通过线圈施加电流的情况下向前移动铁素体磁芯。磁芯可以被构造为由电磁线圈向前驱动，但是之后则通过压缩弹簧的力向后(即，向近侧)缩回。因此，随着通过线圈的电流的增加，芯被向前驱动。随着电流减小，芯向后缩回。以这种方式，芯可以连接到切割器部件，使得可以通过线圈中的电流的突然增加来快速地执行向前的伸出，但是由于压缩弹簧的力，缩回可较慢。
本文所述的装置(即，器械225和系统100)的一个或多个方面可以由用户编程。用户可以对驱动机构的一个或多个方面进行编程，例如，外部计算设备200或系统100上的器械的马达的速度曲线。控制处理器可以通过装置本身的输入进行编程，或者例如通过具有输入的外部计算设备200远程地编程。控制处理器可以根据存储在存储器中的程序指令进行操作。可以通过这种方式对器械的各种可调功能中的任意功能进行编程，包括但不限于细长构件的行程距离、细长构件的振荡频率、伸出速度曲线、缩回速度曲线、最大伸出速度(VmaxE)、最小伸出速度(VminE)、最大缩回速度(VmaxR)、最小缩回速度(VminR)、平均伸出速度(VavgE)、平均缩回速度(VavgR)、真空水平或运动曲线的任何其他方面。在一些实施方式中，细长构件随着每个周期移动的距离可以被可调节地编程，使得其振荡的振幅在大约0.5Hz至大约5000Hz的范围内或者大约2Hz至大约2000Hz的范围内的频率是可选择的。振荡频率可以小于超声，例如，小于约20,000Hz,或在超声范围内(例如，约20,000Hz至约120,000Hz，直到千兆赫范围)。
抽吸泵(例如，系统100的抽吸泵145以及器械225的抽吸泵245)的多个方面之一也可以由用户编程以控制施加在细长构件的远端区域上的真空，包括但不限于抽吸流速、最小真空压力、最大真空压力、真空脉冲的频率或真空曲线的任何其他方面。在一些实施方式中，抽吸的流速可以在大约5-100ml/min之间的范围内可调节地编程。
应当理解，具有或不具有本文所述的真空脉冲的不对称运动曲线可以应用于典型地用于白内障手术和玻璃体切除的已知超声乳化系统。被构造为以超声频率移动细长构件以去除眼睛组织的常规超声乳化系统可以经由软件或硬件，例如通过提供引起不对称运动的某电压的电路，来实现如本文所述的一个或多个运动曲线和/或真空曲线。因此，本文所述的不对称运动曲线和脉冲真空曲线可以应用于构造成以超声频率振荡的机器。
本文描述的主题的各方面可以以数字电子电路、集成电路、专门设计的ASIC(专用集成电路)、计算机硬件、固件、软件和/或其组合来实现。这些各种实施方式可以包括在一个或多个计算机程序中的实施方式，该程序在可编程系统上是可执行和/或可解释的，该可编程系统包括至少一个可编程处理器，该可编程处理器可以是专用的或通用的，并被联接以接收来自存储系统、至少一个输入装置和至少一个输出装置的信号、数据和指令，并将信号、数据和指令传送到存储系统、至少一个输入装置和至少一个输出装置。
这些计算机程序(也称为程序，软件，软件应用程序或代码)包括用于可编程处理器的机器指令，并且可以以高级过程和/或面向对象的编程语言和/或来实现汇编/机器语言来实现。如本文所用，术语“机器可读介质”是指用于为可编程处理器提供机器指令和/的数据的任何计算机程序产品，设备和/或装置(例如磁盘，光盘，存储器，可编程逻辑设备(PLD))，包括接收作为机器可读信号的机器指令的机器可读介质。术语“机器可读信号”是指用于向可编程处理器提供机器指令和/或数据的任何信号。
在各种实施方式中，参考附图进行描述。但是，某些实施方式可以在没有一个或多个这些具体细节的情况下或与其他已知方法和构造相结合地实践。在说明书中，阐述了许多具体细节，例如具体构造，尺寸和过程，以提供对实施方式的透彻理解。在其他情况下，没有特别详细地描述公知的过程和制造技术，以免不必要地使说明书不清楚。在整个说明书中，对“一个实施例”，“一实施例”，“一种实施方式”，“一实施方式”等的引用是指所描述的特定特征，结构，构造或特性包括在至少一个实施例或实施方式中。因此，在整个该说明书中的各个地方出现的短语“一个实施例”，“一实施例”，“一种实施方式”，“一实施方式”等不一定是指同一实施例或实施方式。此外，在一种或多种实施方式中，可以以任何合适的方式来组合特定特征，结构，构造或特性。
在整个说明书中使用相对术语可以表示相对位置或方向。例如，“远侧”可以指示远离参考点的第一方向。类似地，“近侧”可以指示在与第一方向相反的第二方向上的位置。但是，提供这些术语是为了建立相对的参考框架，而并非旨在将装置的使用或取向限制为各种实施方式中描述的特定构造。
尽管本说明书包含许多细节，但是这些细节不应被解释为对所要求保护的范围或可被要求保护的范围的限制，而是对特定实施例的特定特征的描述。在单独的实施例的上下文中在本说明书中描述的某些特征也可以在单个实施例中组合实现。相反，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以分别在多个实施例中或以任何合适的子组合来实现。而且，尽管以上可以将特征描述为以某些组合起作用并且甚至最初如此要求保护，但是在某些情况下，可以从组合中删去所要求保护的组合中的一个或多个特征，并且所要求保护的组合可以针对子组合或子组合的变体。类似地，尽管在附图中以特定顺序描绘了操作，但是这不应被理解为要求以所示的特定顺序或以连续的顺序执行这样的操作，或者执行所有示出的操作以获得期望的结果。仅公开了一些示例和实施方式。可以基于所公开的内容对所描述的示例和实施方式以及其他实施方式作出变型，修改和增强。
在以上说明书和权利要求中，诸如“至少一个……”或“……中的一个或多个”的短语可能出现，随后是元素或特征的组合列表。术语“和/或”也可以出现在两个或更多个元件或特征的列表中。除非与使用其的上下文隐含或显著矛盾，否则该短语旨在单独地表示列出的任何元件或特征，或者表示与其他任何引用的元件或特征组合的任何引用的元件或特征。例如，短语“A和B中的至少一个”、“A和B中的一个或多个”、“A和/或B”分别表示“单独A，单独B或A和B一起”。类似的解释也意图用于包含三个或更多项目的列表。例如，短语“A，B和C中的至少一个”、“A，B和C中的一个或多个”、“A，B和/或C”分别旨在表示“单独A，单独B，单独C，A和B一起，A和C一起，B和C一起，或A和B和C一起”。
在上文以及权利要求书中使用术语“基于”旨在表示“至少部分地基于”，从而也允许未叙述的特征或元件。
Claims (47)
1.一种用于从眼睛提取晶状体材料的系统，该系统包括：
手术器械，包括：
驱动机构，具有马达；
第一抽吸泵，由所述驱动机构驱动，其中，所述第一抽吸泵是活塞泵；
细长构件，所述细长构件的尺寸和构造设置成延伸穿过所述眼睛的前房并到达所述眼睛的囊袋内的晶状体，所述细长构件包括：
内部管腔，流体地连接至所述第一抽吸泵并限定所述手术器械的抽吸废料管线的至少一部分；和
开放远端，具有远侧切割末端；以及
防浪涌阀，位于所述抽吸废料管线内，所述防浪涌阀包括座和可偏转特征，所述可偏转特征被配置为当所述可偏转特征上游的流高于阈值时朝向所述座被动偏转从而关闭所述防浪涌阀，并且被配置为当所述可偏转特征上游的流低于阈值时被动远离所述座偏转从而打开所述防浪涌阀；
其中，所述细长构件被构造成由所述驱动机构振荡；和
流体系统，远离所述手术器械。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一抽吸泵被构造为通过所述内部管腔产生不连续的脉动抽吸，以将所述晶状体材料从所述眼睛抽吸到所述内部管腔中。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一抽吸泵的流速为30毫升/分钟。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述流体系统还包括冲洗管线，所述冲洗管线将所述流体系统的冲洗流体源流体地联接至所述手术器械。
5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述流体系统的冲洗管线包括阀，所述阀构造成控制通过所述流体系统的冲洗管线的冲洗流体流。
6.根据权利要求5所述的系统，还包括在所述手术器械的壳体上的输入。
7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述输入是多路触发器，所述多路触发器被构造为根据触发器按压的程度来致动所述手术器械的不同功能。
8.根据权利要求7所述的系统，其中，第一程度的触发器按压打开所述流体系统的冲洗管线的阀，从而将所述手术器械置于仅冲洗模式。
9.根据权利要求8所述的系统，其中，第二程度的触发器按压将所述手术器械置于冲洗-连续抽吸模式中。
10.根据权利要求9所述的系统，其中，第三程度的触发器按压致动所述第一抽吸泵和所述细长构件的振荡，将所述手术器械置于冲洗-脉冲抽吸-切割模式中。
11.根据权利要求10所述的系统，其中，超过所述第三程度的触发器按压的触发器按压增加振荡频率和抽吸流速中的至少一个。
12.根据权利要求6所述的系统，其中，所述输入结合了选自由以下组成的组的感测机构：电容式传感器、光学传感器、磁传感器、电磁传感器和霍尔效应传感器。
13.根据权利要求1所述的系统，其中，所述手术器械包括手持部分，所述手持部分包括近侧可重复使用部分，所述近侧可重复使用部分能够可释放地联接至远侧一次性部分。
14.根据权利要求13所述的系统，其中，可旋转的联接器构造成用于将所述马达的旋转可释放地操作性地联接到所述远侧一次性部分。
15.根据权利要求13所述的系统，其中，所述近侧可重复使用部分被构造为保持在所述眼睛的外部。
16.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一抽吸泵包括多个活塞，所述多个活塞中的每个活塞容纳在相应的缸内，每个缸流体地联接到所述细长构件的内部管腔。
17.根据权利要求16所述的系统，其中，所述驱动机构还包括旋转凸轮组件，所述旋转凸轮组件能够由所述马达经由可旋转的联接器旋转，其中，所述旋转凸轮组件的旋转使所述多个活塞在所述内部管腔中产生不连续负压的脉冲。
18.根据权利要求17所述的系统，其中，由所述第一抽吸泵产生的抽吸能够由用户选择性地改变。
19.根据权利要求18所述的系统，其中，所述手术器械还包括活塞硬止挡件，所述活塞硬止挡件构造成限制所述多个活塞在它们的相应的缸内的近侧行程。
20.根据权利要求19所述的系统，其中，所述活塞硬止挡件构造成在高真空位置和低真空位置之间切换。
21.根据权利要求20所述的系统，其中，当处于所述高真空位置时，所述活塞硬止挡件相对于所述缸向近侧缩回，以允许每个活塞在其相应的缸内的最大近侧行程。
22.根据权利要求20所述的系统，其中，当处于所述低真空位置时，所述活塞硬止挡件相对于所述缸向远侧前进，从而将每个活塞在其相应的缸内的近侧行程限制为小于最大近侧行程。
23.根据权利要求19所述的系统，其中，所述活塞硬止挡件构造成在连续抽吸位置和脉动抽吸位置之间切换。
24.根据权利要求23所述的系统，其中，当处于所述连续抽吸位置时，所述活塞硬止挡件相对于所述缸向远侧前进，从而限制了每个活塞在其相应的缸内且相对于所述驱动机构的旋转凸轮组件的近侧行程。
25.根据权利要求23所述的系统，其中，当处于所述脉动抽吸位置时，所述活塞硬止挡件相对于所述缸向近侧缩回，从而允许每个活塞在其相应的缸内且相对于所述驱动机构的旋转凸轮组件的完整近侧行程。
26.根据权利要求1所述的系统，其中，当所述防浪涌阀被关闭时通过所述抽吸废料管线的流体流被限制，并且当所述防浪涌阀被打开时通过所述抽吸废料管线的流体流被允许。
27.根据权利要求26所述的系统，其中，所述阈值为40毫升/分钟。
28.根据权利要求1所述的系统，其中，所述防浪涌阀是隔膜阀、伞阀或蘑菇阀。
29.根据权利要求1所述的系统，其中，所述防浪涌阀还包括过滤器。
30.一种用于从眼睛提取晶状体材料的装置，所述装置包括：
驱动机构，具有马达；
抽吸泵，由所述驱动机构驱动，所述抽吸泵能够由用户选择性地改变，所述抽吸泵是活塞泵，所述活塞泵包括容纳在相应气缸内的多个活塞；和
细长构件，其构造成由所述驱动机构振动，所述细长构件的尺寸和构造设置成延伸穿过所述眼睛的前房并到达所述眼睛的囊袋内的晶状体，所述细长构件包括：
内部管腔，其流体地联接到所述抽吸泵并限定抽吸废料管线的至少一部分；和
开放远端，其具有远侧切割末端，
其中，由所述抽吸泵产生并通过所述内部管腔输送以将晶状体材料从眼睛抽吸到所述内部管腔中的抽吸，能够在连续抽吸和不连续的脉动抽吸之间选择性地改变，其中，所述多个活塞在其各自气缸内的近侧行程决定产生的抽吸是连续抽吸还是不连续的脉动抽吸。
31.根据权利要求30所述的装置，其中，所述驱动机构还包括旋转凸轮组件，所述旋转凸轮组件能够由所述马达经由可旋转的联接器旋转，其中，所述旋转凸轮组件的旋转使所述多个活塞在所述内部管腔中产生不连续负压的脉冲。
32.根据权利要求31所述的装置，还包括活塞硬止挡件，所述活塞硬止挡件构造成限制所述多个活塞在其相应的缸内的近侧行程的距离。
33.根据权利要求32所述的装置，其中，当活塞硬止挡件处于连续抽吸位置时，所述活塞硬止挡件相对于所述缸向远侧前进，从而限制了每个活塞在其相应的缸内且相对于所述驱动机构的旋转凸轮组件的近侧行程的距离，使得每个活塞以第一速率由所述旋转凸轮组件向远侧推动并且以第二速率由弹簧向近侧推动，其中所述活塞硬止挡件防止每个活塞从所述旋转凸轮组件的凸轮表面中的壁架掉落。
34.根据权利要求32所述的装置，其中，当活塞硬止挡件处于所述脉动抽吸位置时，所述活塞硬止挡件相对于所述缸向近侧缩回，从而允许每个活塞在其相应的缸内且相对于所述驱动机构的旋转凸轮组件的完整近侧行程的距离，使得每个活塞以第一速率由所述旋转凸轮组件向远侧推动并且以第二速率由弹簧向近侧推动，所述第二速率快于所述第一速率，其中每个活塞被允许从所述旋转凸轮组件的凸轮表面中的壁架掉落。
35.根据权利要求31所述的装置，其中，所述装置包括近侧可重复使用部分，所述近侧可重复使用部分能够可释放地连接至远侧一次性部分。
36.根据权利要求35所述的装置，其中，所述近侧可重复使用部分被构造为保持在所述眼睛外部。
37.根据权利要求36所述的装置，其中，所述活塞泵位于所述远侧一次性部分内，并且其中，所述旋转凸轮组件位于所述近侧可重复使用部分或所述远侧一次性部分内。
38.根据权利要求30所述的装置，还包括结合了布置在阀座上方的可偏转特征的防浪涌阀组件。
39.根据权利要求38所述的装置，其中，所述防浪涌阀组件被配置为当流速高于阈值时限制通过所述细长构件的抽吸，并且被配置为当所述流速低于阈值时允许通过所述细长构件的抽吸。
40.根据权利要求38所述的装置，其中，所述防浪涌阀组件还包括在所述防浪涌阀组件的上游侧的过滤器。
41.根据权利要求30所述的装置，还包括多级触发器，其被配置为根据触发器按压的程度来致动所述装置的不同功能。
42.根据权利要求41所述的装置，其中，所述多级触发器的向下运动启动抽吸。
43.根据权利要求41所述的装置，其中，所述多级触发器功能性地联接至排放机构。
44.根据权利要求41所述的装置，其中，第一程度的触发器按压致动马达以驱动抽吸泵，并且其中第二程度的的触发器按压另外致动细长构件的振荡。
45.根据权利要求30所述的装置，其中，所述不连续的脉动抽吸的特征在于所述细长构件在单个真空脉冲期间经历多次振荡。
46.根据权利要求45所述的装置，其中，所述细长构件的运动在启动所述单个真空脉冲之后开始。
47.根据权利要求46所述的装置，其中，在启动另一个真空脉冲之前，所述单个真空脉冲返回到零并且所述细长构件的运动停止。
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