CN113710209A - 具有集成抽吸泵的眼科切割器械 - Google Patents

Abstract

一种用于从眼睛中提取晶状体材料的装置，包括能够可释放地耦合到近侧可重用部分的远侧一次性部分。一次性部分包括切割管，切割管具有远侧切割尖端和具有开口远端的内腔。一次性部分包括流体耦合到切割管的内腔的抽吸泵和构造成振荡切割管的切割管驱动机构。可重用部分包括配置成驱动抽吸泵的抽吸泵马达和用于将泵马达可释放地可操作地耦合到抽吸泵的联接器。公开了相关的装置、系统和方法。

Description

具有集成抽吸泵的眼科切割器械

相关申请的交叉引用

本申请根据35 U.S.C.§119(e)要求于2019年2月1日提交的共同未决的美国临时专利申请序列号62/800198、于2019年3月8日提交的共同未决的美国临时专利申请序列号62/815673和于2019年6月28日提交的共同未决的美国临时专利申请序列号62/868688的优先权。上述临时申请的公开内容全部通过引用并入本文。

技术领域

本技术总体上涉及眼科显微手术工具和系统，特别地涉及，具有集成泵送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将晶状体组织和固态眼内物体(例如人工晶状体或玻璃体)破碎成碎片，以便可以从眼睛中摘除。例如，为白内障手术摘除晶状体是最常见的门诊手术领域之一，仅在美国，每年就有超过300万例病例。在白内障手术中，一种常用的晶状体摘除方法是超声乳化术，其包括使用超声波能量破碎晶状体，然后通过器械抽吸去除晶状体碎片。晶状体碎裂和摘除的其他方法可能包括使用诸如钩子、刀具或激光器之类的器械将晶状体破碎成碎片，然后通过内小梁方法通过角膜切口取出。为了从通常不超过2.8-3.0mm的眼部切口去除白内障，在白内障手术中，晶状体组织的眼内、内小梁碎裂非常重要。

典型的超声乳化系统包括与超声乳化手持件可操作地通信的控制台。控制台通常包括机柜，机柜包括电源、泵、电子装置和相关硬件。控制台提供对手持件、抽吸和冲洗的电子装置的控制。手持件包括直接附接到第一端上的一组压电晶体和第二端上的针状切割管的谐振杆。在超声乳化过程中，晶体提供驱动谐振杆和附接的切割管所需的超声波振动。

在典型的超声乳化手术过程中，延伸经过冲洗套管远端的切割管的尖端通过眼睛外部组织中的小切口插入眼睛的前段。切割管的尖端与眼睛的晶状体接触，从而使振动尖端破碎晶状体。碎片连同在手术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切割管的内腔从眼睛中被吸出并被引向废料容器。在切割过程中，冲洗流体通过位于切割管上方的冲洗套管(即被动或主动)输送到眼睛。冲洗流体旨在维持眼内压力平衡并防止在去除乳化的晶状体期间发生前房塌陷。

与使用远程真空源的常规超声设备和其他设备相关的挑战是抽吸管线非常长且柔软，导致流体系统的顺应性。最后，系统通常包含可压缩气体或其他材料，这进一步增加了系统的顺应性。当打开和关闭抽吸时，包含可压缩材料的长而柔顺的抽吸管线会影响尖端处的响应时间。诸如基于文丘里管的系统之类的一些系统的另一个问题是废料流体处置附件也暴露在真空压力下，因此，容器和其中的气体或其他可压缩材料也对压力变化做出响应，进一步导致在尖端处的抽吸开始和终止的延迟，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流体平衡盐水溶液(BSS)。例如，BSS的瓶子和袋子可以在250cc到500cc的范围内。角膜内皮细胞可能由于多种方式受到损伤，包括输送到眼睛的超声波能量的量以及通过前房循环的冲洗流体的量。此外，当使用更大量的冲洗流体时，通过眼睛的流速更高，因此可能存在冲洗流体的额外湍流并进一步导致角膜内皮细胞损伤。

发明内容

根据第一方面，公开了一种用于从眼睛提取晶状体材料的装置。该装置包括能够可释放地耦合到近侧可重用部分的远测一次性部分。远侧一次性部分包括切割管，其具有远侧切割尖端和具有开口远端的内腔。切割管的尺寸和构造被设计成延伸穿过眼睛的前房并延伸至囊袋。远侧一次性部分包括容纳在一次性部分内并流体耦合到切割管的内腔的抽吸泵和构造成振荡切割管的切割管驱动机构。在使用时，该装置被配置为将晶状体材料从囊袋抽吸到内腔中。近侧可重用部分被配置为保持在眼睛外部。近侧可重用部分包括配置为驱动抽吸泵的抽吸泵马达；以及用于将泵马达可操作地耦合到抽吸泵的联接器。

抽吸泵可以是蠕动泵。蠕动泵可以是线性蠕动泵，其具有纵向延伸穿过对称双室泵送歧管的中央凸轮轴。中央凸轮轴可具有与远侧一次性部分的纵向轴线同轴对齐的旋转轴线。抽吸泵马达旋转中央凸轮轴。线性蠕动泵还可包括延伸穿过泵送歧管的两个管，这两个管中的每一个都具有与中央凸轮轴的旋转轴线平行定位的纵向轴线。两个管中的第一管定位在凸轮轴的一侧上，并且两个管中的第二管定位在凸轮轴的相对的第二侧上。线性蠕动泵还可包括近侧流动路径和远侧流动路径。近端流动路径可以分成两个流动路径，该两个流动路径在近端与泵送歧管内的两个管相连。两个管可以在泵送歧管的远侧结合到远侧流动路径中。凸轮轴还可以包括多个凸角式凸轮，这些凸轮及时工作以驱动多个凸轮从动件朝向和远离两个管运动，以产生两个管的按顺序的渐进压缩以将流体体积推向远侧流动路径。多个凸轮从动件的运动可以位于垂直于凸轮轴的旋转轴线且垂直于两个管的纵向轴线的平面内。多个凸轮从动件可以以波浪状方式依次压缩两个管。多个凸轮从动件可以在两个管的纵向轴线方向上不施加力并且在两个管上几乎不产生摩擦。

该装置还可以包括外部真空源，该外部真空源能够可操作地可释放地耦合到近侧可重用部分和远侧一次性部分中的至少一个。外部真空源可被配置为在内腔中提供一定水平的连续负压。连续负压的水平可以小于由远侧一次性部分的抽吸泵产生的负压水平。

切割管驱动机构可以通过机械铰链引起切割管的振荡运动。切割管驱动机构可以在驱动力的施加点与切割管的远侧切割尖端之间结合少于2个节点拐点。切割管驱动机构可包括基座、摇杆和枢轴销，摇杆通过枢轴销可移动地耦合到基座并且被配置为围绕枢轴销的旋转轴线相对于基座旋转。切割管可延伸穿过摇杆的中心，并且枢轴销沿着切割管的纵向轴线基本对齐，从而为摇杆形成支点。

驱动机构还可以包括压电叠堆和弹簧叠，压电叠堆和弹簧叠位于切割管的相对侧。弹簧叠可以对摇杆的第一端产生向上的力，以将摇杆的相对的第二端向下压靠在压电叠堆上。压电叠堆可在变化的电压下膨胀，以使摇杆绕枢轴销的旋转轴线旋转，从而导致切割管在至少一个方向上移动。压电叠堆的缩回可以允许弹簧叠抵靠摇杆的第一端的向上力向下推动摇杆的相对的第二端，从而保持与缩回的压电叠堆的接触。驱动机构还可包括耦合到摇杆的马达驱动凸轮和凸轮从动件。驱动机构还可以包括马达和马达轴，马达轴具有偏移配重，该偏移配重被配置为在马达轴旋转时引起摇杆的运动。摇杆可以是直摇杆，并且枢轴销沿着切割管的纵向轴线与摇杆对齐。摇杆可以是偏移摇杆，并且枢轴销沿着切割管的纵向轴线定位在摇杆的近侧。

切割管驱动机构可产生驱动力，该驱动力的施加产生纵向振荡运动和/或扭转振荡运动。振荡运动可以在超声波频率范围内或在小于超声波的频率范围内。远侧切割尖端的振荡频率可介于约0.5Hz至5000Hz之间。

切割管可沿其长度的至少一部分具有非圆形横截面的几何形状。非圆形横截面的几何形状可包括卵形、椭圆形、透镜状、泪珠形或菱形。切割管可包含至少第一渐窄轮廓，其从切割管的中心轴线横向延伸。切割管可具有非对称的横截面，其形成从切割管的一侧延伸的单个渐窄轮廓和切割管的相对侧上的圆形轮廓。切割管可具有沿其长度变化的横截面形状。切割管可以仅在切割管的最远侧长度中结合非圆形的几何形状。最远侧长度可以是约1mm。

近侧可重用部分还可包括用于改变抽吸泵马达的速度的节流机构，该节流机构可操作地耦合到致动器。该装置还可包括可耦合至冲洗流体源的冲洗管腔。冲洗管腔可包括至少部分围绕切割管的环形空间。

在一个相关的方面，提供了一种用于从眼睛中提取晶状体材料的装置，该装置包括：切割管，其具有远侧切割尖端和内腔，切割管的尺寸和构造被设计成延伸穿过眼睛的前房并延伸至囊袋；以及切割管驱动机构，被配置为通过机械铰链振荡切割管。切割管驱动机构在驱动力的施加点与切割管的远侧切割管之间包含少于2个节点拐点。

切割管驱动机构可包括基座、摇杆和枢轴销，摇杆通过枢轴销可移动地耦合到基座并且被配置为围绕枢轴销的旋转轴线相对于基座旋转。切割管可延伸穿过摇杆的中心，并且枢轴销沿着切割管的纵向轴线基本对齐，从而为摇杆形成支点。驱动机构还可以包括压电叠堆和弹簧叠，压电叠堆和弹簧叠位于切割管的相对侧。弹簧叠可以对摇杆的第一端产生向上的力，其将摇杆的相对的第二端向下压靠在压电叠堆上。压电叠堆可在变化的电压下膨胀，使摇杆围绕枢轴销的旋转轴线旋转，从而导致切割管在至少一个方向上移动。压电叠堆的缩回可以允许弹簧叠抵靠摇杆的第一端的向上力向下推动摇杆的相对的第二端，从而保持与缩回的压电叠堆的接触。驱动机构还可包括耦合到摇杆的马达驱动凸轮和凸轮从动件。驱动机构还可以包括马达和马达轴，马达轴具有偏移配重，该偏移配重被配置为在马达轴旋转时引起摇杆的运动。摇杆可以是直摇杆，并且枢轴销沿着切割管的纵向轴线与摇杆对齐。摇杆可以是偏移摇杆，并且枢轴销沿着切割管的纵向轴线定位在摇杆的近侧。切割管驱动机构可产生驱动力，该驱动力的施加产生纵向振荡运动和/或扭转振荡运动。振荡运动可以在超声波频率范围内或在小于超声波的频率范围内。远侧切割尖端的振荡频率可以介于约0.5Hz至5000Hz之间。

该装置还可以包括流体耦合到切割管的内腔的抽吸泵，其中，在使用中，装置被配置为将晶状体材料从囊袋抽吸到内腔中。抽吸泵可以是蠕动泵。蠕动泵可以是线性蠕动泵，其具有纵向延伸通过对称双室泵送歧管的中央凸轮轴，中央凸轮轴具有与远侧一次性部分的纵向轴线同轴对齐的旋转轴线。凸轮轴可以包括多个凸角式凸轮，这些凸轮及时工作以驱动多个凸轮从动件朝向和远离延伸穿过泵送歧管的两个管运动，以产生两个管的按顺序的渐进压缩以将流体体积推向远侧流动路径。两个管中的每一个可包括与中央凸轮轴的旋转轴线平行定位的纵向轴线。两个管中的第一个可以定位在凸轮轴的一侧上，并且两个管中的第二管定位在凸轮轴的相对的第二侧上。多个凸轮从动件的运动可以在垂直于凸轮轴的旋转轴线且垂直于两个管的纵向轴线的平面内。多个凸轮从动件可以以波浪状方式依次压缩两个管。多个凸轮从动件可以在两个管的纵向轴线方向上不施加力并且在两个管上几乎不产生摩擦。

在一个相关的方面，提供了一种用于从眼睛中提取晶状体材料的装置，该装置包括切割管，该切割管具有远侧切割尖端和具有开口远端的内腔，该切割管的尺寸和构造被设计成延伸穿过眼睛的前房并延伸至囊袋，其中，在使用中，该装置被构造成抽吸晶状体材料从囊袋进入内腔。该装置包括切割管驱动机构，该切割管驱动机构被配置为扭转地振荡切割管。切割管沿其长度的至少一部分具有非圆形横截面的几何形状。

振荡运动可以在超声频率范围内或在小于超声的频率范围内。非圆形横截面的几何形状可包括卵形、椭圆形、透镜状、泪珠形或菱形。非圆形横截面的几何形状可包含从切割管的中心轴线横向延伸的至少第一渐窄轮廓。非圆形横截面的几何形状可以是非对称的并且包含从切割管的一侧延伸的单个渐窄轮廓和在切割管的相对侧上的圆形轮廓。切割管可以仅在切割管的最远侧长度中结合非圆形横截面的几何形状。最远侧长度可以是约1mm。

在一些变型中，以下一种或多种可以任选地包括在上述方法、设备、装置和系统中的任何可行组合中。在附图和以下描述中阐述了装置、系统、设备和方法的更多细节。从描述和附图中，其他特征和优点将是显而易见的。

附图说明

现在将参考以下附图详细描述这些方面和其他方面。一般而言，这些图并非按绝对比例或按比较比例绘制，而是旨在说明性的。此外，为了说明清楚的目的，可以修改特征和元件的相对位置。

图1是超声乳化系统的框图；

图2A是超声乳化手持件的剖视图；

图2B是结合有渐窄轮廓几何形状的切割管的远端透视图；

图2C是图2B的切割管的平面图；

图2D至图2G是结合有不同几何形状的渐窄轮廓的切割管的实施方式的剖视图；

图2H至图2J是切割管的实施方式的剖视图，该切割管结合有不同外部和内部(管腔)几何形状的渐窄轮廓；

图2K是Kelman式切割管的剖视示意图；

图2L是图2K的切割管的远端视图，该切割管结合有渐窄轮廓几何形状；

图2M是结合有非对称渐窄轮廓几何形状的切割管的远端透视图；

图3是根据包括具有集成抽吸泵的手持件的实施方式的超声乳化系统的框图；

图4是图3的超声乳化系统的框图，示出流控部分的部件；

图5A示出了图3的手持件的实施方式；

图5B示出了图5A的手持件，其中耐用部分从一次性部分移除；

图5C示出了图5B的手持件，示出脉动真空阀；

图6示出了具有附接在晶状体切割尖端上的冲洗套管的手持件的远端区域；

图7A示出了图6的手持件的远端区域，其中冲洗套管和尖端被移除；

图7B示出了图6的晶状体切割尖端；

图7C示出了与图7A的超声乳化手持件一起使用的具有囊袋抛光小块的囊袋抛光尖端；

图8A示出了附接到图6的手持件的囊袋抛光尖端以及附接到囊袋抛光保护套上的冲洗套管；

图8B示出了附接到手持件的囊袋抛光尖端和附接到囊袋抛光保护套上的冲洗套管；

图8C是图8B的囊袋抛光尖端的剖视图；

图9A至图9B示出了具有冲洗储存器的图7B的手持件的晶状体切割尖端；

图10A示出了切割管的对称正弦运动曲线；

图10B示出了切割管的非对称、非正弦运动曲线；

图10C示出了切割管的对称运动曲线，其中延伸速度曲线与细长构件的缩回速度曲线相同；

图10D示出了切割管的非对称运动曲线，其中延伸速度曲线不同于切割管的缩回速度曲线；

图10E至图10F示出了切割管的延伸速度曲线和缩回速度曲线的附加示例，其中两条曲线不同的；

图10G示出了切割管的远侧尖端的非正弦运动(下方)相对于其延伸速度曲线(上方)；

图11A示出了手持件的活塞泵的真空曲线的实施方式；

图11B至图11D显示了切割管的非对称、非正弦运动曲线(实线)和用活塞泵通过切割管抽吸的真空曲线(虚线)之间的重叠；

图11E示出了切割管的非对称、非正弦运动曲线(实线)和用活塞泵通过切割管抽吸的真空曲线(虚线)之间的重叠；

图11F示出了切割管的非对称、非正弦运动曲线(实线)和通过切割管抽吸的真空曲线(虚线)之间的重叠；

图11G示出了手持件中蠕动泵的真空曲线的实施方式；

图12示出了手持件的实施方式的彼此分离的的耐用部分和一次性部分的透视图；

图13A至图13B示出了用于从眼睛切割和抽吸材料的手持件的实施方式的侧视图，该手持件被配置为与显微手术控制系统一起使用；

图13C至图13E示出了图13A至图13B的手持件的旋转凸轮的不同视图；

图13F至图13L是图13A至图13B的装置的各种部件的附加视图；

图14A至图14B示出了用于从眼睛切割和抽吸材料的手持件的视图；

图15A示意性地示出了凸轮表面上的活塞运动；

图15B至图15D示意性地示出了另一凸轮表面上的活塞运动；

图16A示出了结合有偏移摇杆的切割管驱动机构的实施方式；

图16B至图16C分别是图16A的切割管驱动机构的侧视图和剖视图；

图16D示出了图16A的实施方式，其具有位于压电叠堆和偏移摇杆之间的圆顶形界面；

图17A示出了结合有直摇杆的切割管驱动机构的实施方式；

图17B至图17C分别是图17A的切割管驱动机构的侧视图和剖视图；

图18是结合有铰链夹的切割管驱动机构的实施方式的透视图；

图19A示出了结合有平行贝氏弹簧的切割管驱动机构的实施方式；

图19B至图19C分别是图19A的切割管驱动机构的侧视图和剖视图；

图20A示出了切割管驱动机构的实施方式；

图20B是图20A的切割管驱动机构的剖视图；

图21A示出了结合有马达驱动凸轮的切割管驱动机构的实施方式；

图21B示出了基座被隐藏的图21A的切割管驱动机构；

图21C是图21A的凸轮机构的特写视图；

图21D是凸轮被隐藏的图21C的凸轮机构的视图；

图22A示出了被配置为集成在显微手术器械的工作部分内的抽吸泵的实施方式的透视图；

图22B示出了图22A的抽吸泵的俯视图；

图22C至图22D示出了图22A的抽吸泵的凸轮轴；

图23A至图23D示出了图22A的抽吸泵的端视图，图中示出了凸轮轴旋转时凸轮从动件的一侧至一侧的运动；

图24A示出了由抽吸泵提供的抽吸流速的示例；

图24B示出了由抽吸泵提供的抽吸流速的另一个示例；

图25A至图25C示出了结合有振动马达的切割管驱动机构的实施方式；

图26A至图26C示出了结合有振动马达的切割管驱动机构的另一种实施方式；

图27A至图27B示出了切割管驱动机构的其他实施方式。

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，该工具可用于在眼内手术期间对晶状体、玻璃体和其他组织进行眼内碎裂和去除。各种系统、装置和方法被配置为执行一种或多种在眼科手术中有用的功能，包括但不限于在眼部手术期间切割、破碎、乳化、抽吸和/或冲洗存在于目标位置的材料。

如本文所用，“材料”可包括流体(来自眼睛或提供给眼睛)、组织或组织的碎片，例如晶状体组织、玻璃体组织、细胞和任何其他流体或组织或其他可能在眼部手术(例如白内障手术、玻璃体切除手术等)期间存在的材料。

本文描述的系统、装置和方法被配置成施加真空并输送流体以维持眼内的压力平衡。在本文描述的施加真空和/或输送流体的系统、装置和方法还可以被配置为在手术部位内和手术部位附近切割、破碎、乳化或以其他方式制造更小的材料。在本文描述的允许施加真空的系统、装置和方法可以使用具有或不具有散布的脉冲正压的脉冲真空提供真空，以提供瞬时逆行流。

本文描述的装置的各种特征和功能可应用于本文描述的一个或多个装置，即使它们可能未明确地组合描述。还应当理解，本文所述装置的各种特征和功能可应用于本领域已知的常规装置和系统，也可用于切割、破碎、乳化或以其他方式冲击手术部位处或手术部位附近的组织，包括但不限于超声乳化系统、玻璃体切除术系统、囊袋抛光系统和可用于执行白内障手术或玻璃体切除术等的其他工具。

图1是超声乳化系统10的功能框图。系统10具有控制单元12，其可包括提供用于抽吸的真空源的变速蠕动泵14、超声电源16以及向泵速控制器20和超声波功率水平控制器22提供控制输出的微处理器计算机18。真空传感器24向计算机18提供输入，该输入表示蠕动泵14的输出侧上的真空水平。真空传感器24也可以位于手持件30内。适当的排气由排气口26提供。控制单元12通过管线28向超声乳化手持件30提供超声波功率。冲洗流体源32通过管线34与手持件30流体耦合。冲洗流体和超声波功率由手持件30施加到患者的眼睛36。对眼睛36的抽吸由蠕动泵14通过管线38和40实现。从冲洗流体源32输送冲洗流体可以通过重力或使用另外包含在控制单元12内的冲洗流体泵来提供。计算机18通过来自真空传感器24的信号响应来自蠕动泵14的输出管线42中的预设真空水平。

图2A是超声乳化手持件30的剖视图。手持件30具有：切割尖端112，其可以是具有管腔110的管，手持件外壳114，超声变幅杆(horn)116和多叠超声晶体。手持件30可以包括第一组超声晶体118和第二组超声晶体120。第一组超声晶体118可以垂直于切割管112的纵向轴线布置，使得它们产生通常称为“扭转”运动的运动。第二组超声晶体120可以与切割管112的纵向轴线同轴布置，使得它们产生通常称为“纵向”或“轴向”运动的运动。晶体118被极化以产生扭转运动。扭转运动可包括相对于切割管112的纵向轴线的多种运动中的任一种，但也包括这样的运动，其一侧至一侧(side-to-side)的运动程度显著大于轴向运动。晶体120被极化以产生纵向运动。纵向运动可以包括切割管112相对于其纵向轴线的多种运动中的任一种，但也包括这样的运动，其轴向运动的程度显著大于一侧至一侧(side-to-side)的运动。晶体118、120也可以被配置为产生纵向和扭转运动。

超声晶体不需要垂直于切割管112的纵向轴线布置以产生扭转运动，这将在下面详细描述。

变幅杆116通过隔离器117保持在外壳114内。晶体118和120保持在外壳114内并且通过后圆柱体122和螺栓124与变幅杆116接触。晶体118和120响应于超声发生器126产生的信号而超声振动。超声发生器126提供驱动信号来为超声手持件30供电。

压电晶体通常具有谐振频率，谐振频率下输入电压对应于最大电流和最大振幅。这通常发生在电压和电流彼此同相的情况下。在此描述的并且也常用于超声波焊接机、超声波切割器、超声波清洁器等中的超声波驱动系统使用变幅杆116来放大切割管112的运动。变幅杆长度可以被构造为通过变幅杆材料传播的声波的半波长的倍数。因此，变幅杆116的端部是以最大振幅移动的节点。变幅杆116通常是阶梯状的或者构造成通过逐渐变窄(tapering)来放大管112的运动，使得变幅杆116的远端比变幅杆116的近端移动更大的距离，变幅杆116的近端刚性连接到压电晶体118、120。变幅杆116经常被设计成匹配压电晶体118、120的谐振，从而实现最有效的能量传输。

常规超声乳化手持件的切割管112的横截面是圆形的。扭转或横向运动(即，相对于切割管112的纵向轴线的基本上一侧至一侧的运动)可在圆形切割管112的低压侧(即尾侧)上产生微观空化气泡，当行进方向相反时，微观空化气泡内爆。本文描述的切割管112可包含非圆形的几何形状，该几何形状构造成在扭转或横向切割运动期间在切割管112的基本上一侧至一侧的运动期间减轻在切割管112的一侧或两侧上的空化气泡的产生。非圆形的几何形状可以包括卵形、椭圆形、透镜状、泪珠形、菱形或其他非圆形几何形状。几何形状可以包括从切割管112的中心轴线延伸的一个或多个翼型件或水翼型件。

图2B至图2C示出手持件30的切割管112可以包括从管112的中心轴线A横向延伸的第一和第二渐窄部或渐窄轮廓111a、111b。图2C示出切割管112的平面形状沿着其长度的至少一部分可以是大致矩形的。当切割管112一侧至一侧地移动时，切割管112的几何形状可以减轻在尾部的低压侧上产生这些空化气泡。图2B示出了基本直的切割管112的远端视图。图2C是切割管112的平面图，示出当经历向右(箭头T)的扭转运动时，渐窄轮廓111a形成前缘并且渐窄轮廓111b形成后缘。渐窄轮廓111a、111b在切割管112的纵向轴线A的相对侧上从管腔113向外延伸。纵向轴线A和渐窄轮廓111的翼尖之间的距离可以介于约0.25mm至约1.5mm之间或介于约0.5mm至约1.0mm之间。因此，渐窄轮廓111a、111b之间的端到端距离D(即翼展)可以介于约0.5mm至约3mm之间或介于约1mm至2mm之间。带翼切割管112的纵横比可以相对较高(参见图2E)或相对较低(参见图2F)。带翼切割管112的纵横比可以介于1.1至4之间。带翼切割管112的横截面几何形状可以包括相对于弦线C基本对称的渐窄轮廓111a、111b。可替代地，带翼切割管112可以包含中凸形或相对于弦线C具有曲率。每个渐窄轮廓111的翼尖可以是弯曲的，如图2F所示，或更多的角度，如图2G所示。切割管112的管腔113可以是大致圆柱形的，如图2B、图2D至图2G所示，或者可以具有如图2H至图2J所示的非圆形几何形状，例如椭圆形、透镜状、卵形或其他几何形状。

在一些实施方式中，本文描述的切割管的渐窄轮廓可以减少或消除切割管的轮廓上的湍流量，从而与具有圆形轮廓的切割管相比随着管的移动而增加层流的量。本文所述的切割管可在外表面上结合表面处理和/或涂层以进一步降低或减轻湍流的可能性。例如，切割管可以被机械抛光或擦亮、电抛光、等离子处理、涂覆有诸如PTFE的物质，或任何数量的其他合适的涂层或方法。处理和/或涂层可降低切割管的粗糙度和/或减少流体在切割管上的摩擦，使得切割管的部分在切割管行进穿过流体时产生层流并减少湍流。

在一些实施方式中，切割管112的横截面可以是非对称的(见图2M)。切割管112可以具有仅从切割管112的一侧延伸的单个渐窄轮廓111，并且切割管112的另一侧可以具有多种其他几何形状或轮廓中的任一种，包括圆形轮廓108。如下文中将更详细地描述，切割管112的运动可以是非对称的(例如，沿第一方向的运动速度或速率可以不同于沿不同的第二方向的运动速度或速率)。切割管112的扭转或一侧至一侧的运动可以是非对称的，使得针对切割管112的几何形状来优化运动(或针对运动来优化切割管112的几何形状)。例如，如图2M所示，切割管112的一侧具有渐窄轮廓111，另一侧没有渐窄轮廓，而是具有圆形轮廓108。与将渐窄轮廓111作为前缘且将圆形轮廓108作为后缘时切割管112沿着方向箭头S的移动相比，将圆形轮廓108作为前缘且将渐窄轮廓111作为后缘时切割管112沿着方向箭头F的移动可能更快。这样，当切割管112正在快速移动时，切割管112的后缘可以是类似于具有渐窄轮廓几何形状的平滑水翼，并且当切割管112正在慢速移动时，切割管112的后缘的轮廓可以是圆形的。因此，后缘的几何形状连同切割管112的运动可以被优化以破碎晶状体组织，同时仍然减轻空化。切割管112的撞击边缘或前缘轮廓可以是圆形轮廓或任何能够优化撞击和分裂晶状体的轮廓，而后缘可以优化以减少空化，例如通过结合水翼或渐窄轮廓111。切割管112的非对称运动允许针对其各自的目的优化每个边缘。

从切割管112的最远端到切割管112的最近端可以存在带翼几何形状。在一些实施方式中，仅切割管112的远端部分具有带翼几何形状。例如，仅切割管112的最远侧1mm可以是带翼的。冲洗套管可以在其远端形成符合渐窄轮廓111的形状。可替代地，冲洗套管可以是标准圆形形状，但可以正好定位在渐窄轮廓111的位于切割管112的远端的区域的近侧。

具有带翼几何形状的切割管112沿着其纵向轴线A可以是直的，如图2A至图2B所示，或者可以沿着其长度的至少一部分弯曲或成曲形。在一些实施方式中，切割管112可以结合具有相对于纵向轴线A形成角度θ的弯曲部的Kelman型尖端(参见图2K至图2L)。弯曲或曲形尖端的效果是，与切割管112的更近侧区域(切割管112延伸穿过切口的区域)的相对较小的旋转位移相比，在最远侧尖端115处的旋转位移或一侧至一侧的切割运动更大。当切割管112围绕其纵向轴线A旋转时，切割管112的最远侧尖端沿着更大的距离来回扫掠。切割管112的扫掠远侧尖端可以结合渐窄轮廓111a、111b，如图2L中最佳示出的。

在一些实施方式中，凸片117或其他表面特征可以在离开最远侧尖端115一定距离处耦合到切割管112的外表面。凸片117和切割管112可以被约束，使得它仅以旋转方式移动。切割管驱动机构119，可以是压电、马达、电磁、音圈或其他驱动机构，被配置为向凸片117施加力，导致凸片117的小的旋转运动，并因此导致切割管112的小的旋转运动。切割管112可以被约束为仅扭转移动。作为示例，切割管驱动机构119可以结合压电晶体叠堆，该压电晶体叠堆推压凸片117以将其推离叠堆。可以向晶体叠堆提供能量以沿第一方向推动凸片117，并且反向的能量使凸片117沿相反方向(图2L的箭头P)移回。在该配置中，压电晶体叠堆和凸片117可以彼此固定。下面将更详细地描述其他切割管驱动机构。图2L示出的结合了凸片117的切割管112具有带翼几何形状。管112的几何形状可以不必包括这些渐窄轮廓111a、111b并且可以是圆柱形的。

应当理解，本文描述的任何切割管都可以包含渐窄轮廓111，使得带翼的几何形状可以减轻空化，而不管用于驱动扭转运动的驱动机构的类型(即压电、音圈、马达驱动的凸轮、或其他驱动机制)。类似地，带翼切割管可与本文所述的多种手持件中的任一种结合，包括在手持件的至少一部分上具有集成抽吸泵和/或触发器或指踏板的那些手持件。

图3是根据实施方式的超声乳化系统1010的功能框图。系统1010可以包括控制单元1012，其可以包括超声电源1016和处理器1018，处理器1018向泵控制器1020和超声功率水平控制器1022提供控制输出。控制单元1012可以通过管线1028提供超声功率到手持件1030(例如用于驱动压电晶体的400V)。手持件1030可以包括由控制单元1012供电的集成抽吸泵1014。控制单元1012可以通过管线向手持件1030的抽吸泵1014供电，该管线可以是与管线1028相同或不同的管线(例如，比用于压电更低的电压，用于驱动马达的5-12V)。应当理解的是，手持件1030可以结合电子装置，使得手持件1030可以独立于控制单元1012使用。冲洗流体源1032可以通过冲洗管线1034流体耦合到手持件1030。可以通过手持件1030向患者的眼睛36施加冲洗流体和超声功率。可以通过手持件1030中的抽吸泵1014通过抽吸管线1038实现眼睛36的抽吸。可以借助重力和/或使用控制单元1012内的冲洗流体泵提供从冲洗流体源1032输送冲洗流体。

图4是超声乳化系统1010的功能框图，示出了系统1010的流控部分(fluidics)。系统1010的流控部分可以包括冲洗流体源1032、冲洗流体管线1034、手持件1030内的抽吸泵1014、废料管线1038(本文有时称为抽吸管线)和废料容器1044。系统1010可以任选地包括构造成从冲洗流体源1032输送冲洗流体的冲洗流体泵。冲洗流体源1032可以任选地包括一个或多个压力传感器和/或阀，用于控制通过冲洗管线1034的流量，冲洗流体源1032直接或通过冲洗端口1044流体耦合到手持件1030。在超声乳化手术期间，冲洗流体可以离开冲洗流体源1032并通过冲洗流体管线1034流向手持件1030。可选的冲洗流体储存器1046可以结合在手持件1030的远端内，如下文将更详细地描述的。手持件1030和/或冲洗管线1034可任选地包括一个或多个阀和/或传感器，其被配置为对流向手持件1030的流体流提供额外控制。手持件1030和/或废料管线1038可任选地包括一个或多个阀门和/或传感器，被配置为提供对来自手持件1030的流体流动的额外控制。泵1014可以通过废料管线1038从眼睛36抽取流体和其他材料，将材料引向废料容器1044。

除了手持件1030内的抽吸泵1014之外，系统1010还可以包括控制单元1012区域内的远程抽吸泵。控制单元1012中的抽吸泵可以被配置为施加连续、半连续的和/或不连续的脉动抽吸。控制单元1012中的抽吸泵可以被配置为施加连续的低水平流速。控制单元1012中的抽吸泵可以是多种不同抽吸泵中的任何一种，包括体积流量泵或容积泵(例如蠕动泵、线性蠕动泵、活塞泵、涡旋泵)或基于真空的泵(例如文丘里泵、气动泵、隔膜泵、或旋片泵)。在一个实施方式中，控制单元1012中的抽吸泵可以包括集成在控制单元1012内的低压蠕动泵，以帮助由手持件1030内的集成抽吸泵1014提供的抽吸。例如，在使用的第一部分期间，通过手持件1030的抽吸可由控制单元1012内的远程抽吸泵提供，并且在使用的第二部分期间，通过手持件1030的抽吸可由手持件1030内的集成抽吸泵1014提供。下文更详细地描述了提供抽吸帮助的其他实施方式。

图5A至图5B是图3的手持件1030的实施方式的剖视图，手持件具有由泵马达1115驱动的抽吸泵1014。手持件1030被配置用于通过透明角膜切口以微创、内小梁方法进行的手术(例如白内障手术)。手持件1030从眼部移除组织所需的能量、时间和流体比传统的乳化术少。

手持件1030包括由切割管驱动机构往复驱动的中空切割尖端或切割管1112。切割管1112可由多种驱动机构中的任一种振荡，包括上文中描述的压电驱动机构以及电动、磁致伸缩、电磁、液压、气动、机械、音圈或本领域已知的其他类型的驱动机构。虽然切割管1112被描述为由压电驱动机构振荡，但应当理解，也可以考虑其他切割管驱动机构。在一些实施方式中，切割管1112由驱动机构实现往复运动，该驱动机构包括包含在手持件1030内部的马达。马达可具有不同的配置，包括各种旋转马达、步进马达、交流马达、直流马达、压电马达、音圈马达或其他马达中的任一种。马达可以耦合到齿轮减速系统，例如谐波传动装置，以产生所需的输出速度。

在一个实施方式中，切割管1112由压电驱动机构振荡。切割管1112可以耦合到由压电晶体1120驱动的变幅杆1116。晶体1120可以保持在壳体1114内，通过后圆柱体1122和螺栓1124与变幅杆1116接触。当控制单元1012提供为手持件1030供电的驱动信号时，晶体1120可以被极化以产生纵向和/或扭转运动。压电晶体1120可以是天然压电衬底，例如石英单晶，压电陶瓷，例如铌酸锂、砷化镓、氧化锌、氮化铝或锆钛酸铅(PZT)。在一些实施方式中，压电晶体1120由聚合物膜压电体形成，例如聚偏二氟乙烯。此类基于塑料的晶体叠堆可能成本较低，因而可以是一次性的。

传统的超声变幅杆被配置为增大由压电晶体提供的振荡位移振幅。通常，变幅杆在近端使用螺柱刚性地连接到超声换能器并且在远端逐渐变细。传统的超声波变幅杆是谐振的。这里使用的术语“变幅杆”可以但不必像传统的超声波变幅杆那样起作用。也就是说，变幅杆可以但不必在使用过程中谐振。此处描述的变幅杆可以以非谐振、直接驱动的方式使用，如将在下文中更详细描述的。此处使用的术语“变幅杆”并不旨在将其含义限制在常规意义下的术语超声变幅杆。

本文描述的切割管驱动机构可以结合压电叠堆。压电元件与其他部件错位时可能会受到损坏和开裂。成堆的圆盘形压电元件不易损坏，因为它们可以完全彼此平行排列。然而，这里描述的压电叠堆可以相对于切割管以非同心方式布置并且可以直接驱动各种部件的运动，这些部件不必完全平行布置。这意味着，如果在与压电叠堆的界面处存在任何角度，点载荷会导致开裂。

压电叠堆可以是堆叠在一起的薄压电/电致伸缩陶瓷片的多层。这些多层具有相对较低的驱动电压(100V)、快速响应、高生成力和高机电耦合。然而，位移通常在10微米的数量级，并且通常不足以单独用于切割管位移。如上所述，切割尖端的运动可以是所谓的“扭转”或与纵向的前后运动相比主要是一侧至一侧的运动。这种尖端运动被认为是更有效的晶状体移除运动，特别是对于密集和坚硬的晶状体核。不管切割尖端的运动方向或取向如何，压电驱动机构的主要目标是将压电材料的微小运动放大为切割尖端的足够的物理位移或行程。

这里描述的是切割管驱动机构的各种相互关联的实施方式，其被配置为实现3米/秒的最小尖端速度并且在小于超声波(即，低于20,000Hz)的频率范围内，包括低于10,000Hz、低于5,000Hz、低于4,000Hz、低于3,000Hz至亚音速频率范围，其低于20Hz、低于15Hz、低于10Hz、低于5Hz至约0.5Hz。在一些实施方式中，尖端速度目标约为5米/秒，以确保切割更致密的材料。切割管驱动机构能够放大切割管的运动，同时减少由于结合可移动部件而造成损坏的可能性。切割管驱动机构可以结合压电叠堆或马达驱动的凸轮或振动马达，其通过传统的铰链直接驱动切割管以产生振荡运动。所实现的振荡运动可以在小于超声波的频率范围内。驱动机构可以在驱动力施加点与切割管的远侧尖端之间结合少于2个节点拐点。可以施加驱动力以产生纵向运动以及一侧至一侧的(“扭转”)运动。应当理解，扭转运动不必限于单个平面。驱动机构还可以通过“活动”铰链驱动切割管以产生振荡运动。

图16A至图16D示出了切割管驱动机构119的实施方式，其结合了耦合到摇臂或摇板的常规或机械铰链。摇杆1605可以是偏移摇杆1605。切割管驱动机构119可以包括基座1610，该基座1610被配置为耦合到手持件(未示出)或与手持件的内部形成一体。摇杆1605可以通过摇杆枢轴销1615可移动地附接到基座1610，这允许摇杆1605围绕枢轴销1615的旋转轴线相对于基座1610自由旋转。压电叠堆1120可以在下端耦合到基座1610，且在上端耦合到摇杆1605。切割管1112可以延伸穿过基座1610和摇杆1605的大体中央区域。压电叠堆1120可以偏移地定位或在基座1610的一侧上。压电叠堆1120可以通过活动联接器耦合到基座1610和摇杆1605。例如，切割管驱动机构可以结合一对肘节(toggle)1620a、1620b。下肘节1620a可以通过下肘节销1622附接到基座1610，上肘节1620b可以通过上肘节销1624附接到摇杆1605。肘节1620a、1620b可以相对于基座1610和摇杆1605自由旋转。这种运动允许在压电叠堆1120的与基座1610接触的近端与压电叠堆1120的与摇杆1605接触的远端之间存在某种程度的非平行性，从而减轻在压电叠堆1120的边缘处的损坏。肘节1620a、1620b的枢转允许错位并抵消平行到非平行运动传递中的任何不准确。此外，圆顶1621可以定位在与压电叠堆1120的界面附近以消除任何点载荷(见图16D)。

切割管驱动机构119可以包括弹簧柱1625和弹簧叠1627。如上所述，切割管1112可以延伸穿过基座1610和摇杆1605的中央区域。压电叠堆1120可以偏移定位或定位在基座1610的一侧。弹簧柱1625和弹簧叠1627可以定位成与压电叠堆1120相对，使得切割管1112定位在位于一侧的压电叠堆1120和位于相对侧的弹簧之间。

弹簧叠1627可以是一个或多个贝氏弹簧，其环绕弹簧柱1625的上端区域上的凸台1638(见图16C)。弹簧柱1625的凸台1638可以至少部分地延伸到穿过摇臂1605的孔1637中。弹簧柱1625还可以包括下凸台1638，该下凸台1638被构造成与基座1610上的相应孔配合。弹簧柱1625上的凸台1638可以在摇杆1605和基座1610上的孔1637内自由地轴向滑动。凸台1638可以将容纳的弹簧叠1627保持在弹簧柱1625上的期望位置。

弹簧叠1627的上表面与摇杆1605的下表面接合并且弹簧叠1627的下表面抵靠弹簧柱1625的台肩。弹簧叠1627可以抵靠摇杆1605的下表面施加向上的力。摇杆1605上的力可以作为预载荷通过肘节1620a、1620b传递到压电叠堆1120的上端。预载荷确保压电叠堆1120和其他部件之间保持持续接触，因此压电叠堆1120的运动不会丢失。

切割管1112可以延伸穿过摇杆1605中的孔并且穿过基座1610中的孔。切割管1112可以通过胶水、焊接或其他固定方法固定到每个孔。可以结合支撑衬套1630，其有助于防止管在长期使用后开裂。支撑衬套1630可以耦合到摇杆1605的上表面，且与穿过摇杆1605的孔对齐。图16C示出了偏移摇杆1605的侧剖视图。示出的管1112经由加强衬套1635附接到基座1610。加强衬套1635可以确保在压电叠堆1120被激活时管1112被迫相对于基座1610弯曲。

压电叠堆可以随着变化电压而变化，变化电压包括交流或直流可变电压。在一个实施方式中，施加到压电叠堆1120的交流电(例如，100Hz到20Khz)导致压电叠堆1120膨胀和收缩。随着压电叠堆1120膨胀，摇杆1605以及因此附接到摇杆1605的管1112可以围绕基座1610弯曲。当压电叠堆1120收缩时，弹簧叠1627可以帮助压电叠堆1120快速返回到其起始长度并确保压电叠堆1120和两个肘节1620a、1620b之间存在持续接触。切割管1112可以在它延伸穿过摇杆1605的部位经受弯曲。在摇杆1605下方的管1112也可能有一些弯曲，并且由于“鞭打”而产生额外的运动。由于切割管1112存在额外的“鞭打”运动，切割尖端运动通常比对于压电叠堆1120预测的运动大得多。结合在本文所述的切割管驱动机构中的压电叠堆1120可以机械地构造成使用任何压电电荷系数，即d₃₃、d₃₁、d₁₅。

图17A至图17C示出了切割管驱动机构119的相关实施方式，其结合了耦合到摇臂或摇板的常规或机械铰链。摇杆可以是直摇杆1605。直摇杆1605可以通过摇杆枢轴销1615可移动地附接到基座1610，这允许摇杆1605围绕枢轴销1615的旋转轴线相对于基座1610自由旋转。铰链(即，图17A至图17C中所示的摇杆枢轴销1615)的位置与图16A至图16C中所示的偏移摇杆实施方式中的铰链位置相比更朝向切割管1112的远端。直摇杆1605中的摇杆枢轴销1615可以沿着管1112和摇杆1605的纵向轴线基本对齐，从而为摇杆1605形成支点。摇杆枢轴销1615相对于管1112的位置可以改变管1112尖端处的摇摆特性并且可以改变管1112在使用期间表现出的“鞭打”效果。在直摇杆中，枢轴销沿着切割管的纵向轴线与摇杆基本对齐。在偏移摇杆中，枢轴销沿着切割管的纵向轴线定位在摇杆的近侧。

压电叠堆1120可以在下端耦合到基座1610并且在上端耦合到摇杆1605。切割管1112可以延伸穿过基座1610和摇杆1605的大体中央区域。压电叠堆1120可以定位在基座1610的一侧。压电叠堆1120可以附接到基座1610和摇杆1605或不附接。如本文别处所述，界面可结合一个或多个特征，其减轻对压电叠堆1120的损坏和点载荷的。

切割管驱动机构119可以包括弹簧柱1625和与压电叠堆1120相对定位的弹簧叠1627，使得切割管1112定位在压电叠堆1120与弹簧之间。管1112可以穿过摇杆1605和基座1610，并且如上所述，附接到或不附接到摇杆1605和基座1610。在静止状态时弹簧叠1627被压缩，从而向摇杆1605的第一端施加向上的力，且由摇杆1605的相对的第二端向压电叠堆1120施加预加载力。当压电叠堆1120在变化的电压下膨胀或扩展时，它使摇杆1605绕基座1610上的枢轴销1615的旋转轴旋转，从而在至少一个方向上移动或“摇动”管1112。当压电叠堆1120缩回时，由弹簧叠1627施加在摇杆1605的第一端上的向上力推动摇杆1605的相对的第二端，使其随着缩回的压电叠堆1120一起向下移动。摇杆1605沿相反方向旋转，从而沿相反方向摇动管1112。弹簧叠1627可以迫使摇杆1605旋转并保持与压电叠堆1120的端部接触。

切割管驱动机构119可包括压电稳定器1665。压电稳定器1665可围绕压电叠堆1120和弹簧柱1625接触基座1610的位置，以确保压电叠堆1120在操作期间不会偏离位置。在此描述的任何实施方式都可以结合压电稳定器1665。

图18示出了结合有铰链夹的切割管驱动机构119的相关实施方式。铰链夹可以包括下夹具1640和上夹具1645。管1112可以插入穿过上夹具1645和下夹具1640上的孔。下夹具1640可以通过铰链销1647可旋转地附接到上夹具1645。下夹具1640可以附接到手柄(未示出)。压电叠堆1120可以安装在上夹具1645和下夹具1640之间。压电叠堆1120可以附接到或不附接到夹具1640、1645，如别处所述。在安装过程中，可以对上夹具1645和下夹具1640施加夹紧力，迫使它们向位于其间的压电叠堆1120施加预加载力。在施加预加载力的情况下，管1112可以附接到上夹具1645和下夹具1640，使得当移除夹紧力时，预加载力被转移到管1112并保持在压电叠堆1120上。随着压电叠堆1120扩展，它使上夹具1645围绕铰链销1647旋转，从而在一个方向上摇动管1112。随着压电叠堆1120缩回，上夹具1645沿相反方向旋转，从而沿相反方向摇动管1112。管1112中承载的预载荷确保上夹具1645缩回并保持与压电叠堆1120的持续接触。额外的夹具可确保压电叠堆1120与其他部件之间的持续接触，例如位于上夹具和下夹具1645、1640的一部分上的其他部件，该部件位于管的与铰链销1647相对的外部区域上。

图19A至图19C示出了切割管驱动机构119的相关实施方式，其还结合了铰链夹具。应当理解，本文描述的各种驱动机构可以结合本文描述的任何其他驱动机构的一个或多个特征，即使对于特定实施可能没有明确描述该特征。铰链夹具可包括下夹具1640和上夹具1645。下夹具1640可通过胶水、焊接或其他耦合方式附接到基座1610。上夹具1645可以通过铰链销1647附接到下夹具1640，使得上夹具1645可以围绕铰链销1647自由旋转。压电叠堆1120可以装配在上夹具1645和下夹具1640之间。

切割管1112可以穿过上夹具1645和下夹具1640。切割管1112可以通过胶水、焊接或其他连接方式附接到上夹具和下夹具，尽管管1112不需要机械地耦合。支撑衬套1650可以在管1112周围滑动或如别处描述的那样附接到切割管1112。

切割管驱动机构119可包括弹簧叠1627和预加载螺钉1655。预加载螺钉1655可平行于切割管1112布置。预加载螺钉1655可穿过上夹具1645和下夹具1640并且被拧入下夹具1640下方的预加载螺母1660中。可以包括贝氏弹簧的弹簧叠1627可以被捕获在预加载螺钉1655的头部和上夹具1645的上表面之间。随着预加载螺钉1655在安装期间被拧紧到下夹具1640下方的预加载螺母1660中，螺钉头抵靠上夹具1645压缩弹簧叠1627上。这进而将预加载力施加到位于上夹具1645与下夹具1640之间的压电叠堆1120上。

在图16A至图16C中所示的实施方式中，压电叠堆1120和预加载机构相对于切割管1112的位置定位在相对的两侧。与图16A至图16C中所示的实施方式不同，压电叠堆1120和预加载螺钉1655可以相对于切割管1112的位置定位在同一侧。压电叠堆1120的上表面可以接合上夹具1645的下表面并且压电叠堆1120的下表面可以接合下夹具1640的上表面，使得压电叠堆1120定位在并且被夹紧在上夹具1645和下夹具1640之间。压电叠堆1120可以通过胶水或其他机械固定方式固定到上夹具1645和下夹具1640上。

随着压电叠堆1120的扩展，上夹具1645可以被向上推动。上夹具1645围绕铰链销1647旋转并抵靠预加载螺钉1655的头部压缩弹簧叠1627。随着压电叠堆1120缩回，弹簧叠1627迫使上夹具1645围绕铰链销1647的轴线向下移动，以保持与压电叠堆1120的上端的持续接触。预加载螺钉1655允许在制造期间设置(dial in)和调节预加载力的量以实现所需载荷。

图20A至图20B图示了结合双平面构造的切割管驱动机构119的相关实施方式。驱动机构119可以包括基座1610、顶板1670和两个居间的压电叠堆1120a、1120b。两个压电叠堆1120a、1120b可以不附接或附接至顶板1670和基座1610。图20B示出了两个压电叠堆1120a、1120b可以装入基座1610上的凹穴中以控制压电体的位置。驱动机构119可以额外地包括预加载螺钉1655和螺母1660。螺钉1655可以延伸穿过基座1610并且进入从顶板1670的下表面提供的相应螺纹中。随着预加载螺钉1655被拧紧，预加载力经由顶板1670施加到压电叠堆1120a、1120b。管1112可以穿过顶板1670并穿过预加载螺钉1655中的中心孔1675(见图20B)。管1112可以不附接或附接到顶板1670和预加载螺钉1655。如本文别处提到的，压电叠堆可以随着变化的电压而改变。在一个实施方式中，可以将两个单独的交流电施加到压电叠堆1120a、1120b。交流电可以是异相的，使得一个压电体1120a随着另一个压电体1120b收缩而膨胀，反之亦然。这可以允许顶板1670枢转或摇摆，从而导致管1112来回摇动。交流电也可以以在管1112的端部产生期望效果的任何方式彼此定时。

上述驱动机构被配置为以最小峰值尖端速率(例如，至少2.5米/秒，但小于约12m/s)向切割管提供扭转运动。在本文所述的任何实施方式中，压电叠堆1120可以平行于管1112的纵向轴线堆叠(即，垂直叠堆)或者可以垂直于管堆叠。无论是平行于还是垂直于管1112堆叠，伸长的方向都可以是沿着管1112的纵向轴线。压电叠堆1120可以被机械地构造成使用任何压电电荷系数，例如d₃₃、d₃₁和d₁₅。

应当理解，驱动机构119不必是压电驱动机构。图21A至图21D示出切割管驱动机构的实施方式，其包含能够实现最小尖端速度的马达驱动凸轮。驱动机构119可包括基座1610、构造成转动凸轮1682的马达1680。凸轮1682可在两端结合波浪图案。随着凸轮1682转动，凸轮1682的波浪图案驱动凸轮从动件1684上下移动。凸轮从动件1684通过凸轮从动件销1681耦合到摇杆1605。当凸轮从动件1684上下移动时，它使摇杆1605绕摇杆铰链销1615枢转。当摇杆1605来回枢转时，它可以使切割管1112来回枢转。可结合支撑衬套1650，其有助于分布管1112上的力并有助于防止摇杆1605破坏管1112。图21B是驱动机构119的侧视图，其中基座1610被隐藏。基座1610可包括第二支撑衬套1650，其可接触管1112并在管1112被来回驱动时为管1112提供弯曲点。

图21C示出了凸轮机构的特写视图。凸轮1682的上凸轮表面1686可以具有半径，使得凸轮从动件1684的凸轮跟随表面1683可以平滑地沿着凸轮1682的凸轮表面行进。凸轮1682具有上凸轮表面1686和下凸轮表面1688。上凸轮表面1686和下凸轮表面1688的形状可以彼此相反，使得上凸轮表面1686和下凸轮表面1688之间的轴向距离恒定。凸轮1682具有凸轮约束肋1690，其滑入凸轮约束件1694上的凸轮约束槽1692中。凸轮约束件1694可固定至基座1610或可与基座1610一体形成。凸轮约束槽1692可以防止凸轮1682在其转动并向凸轮从动件1684施加力时轴向移动。图21D示出凸轮机构的特写视图，其中凸轮1682被隐藏。下凸轮从动件表面1698接触凸轮1682的下凸轮表面1688并向下驱动凸轮从动件1683。下凸轮从动件表面1698可具有与上凸轮从动件表面1683相同的半径，以确保沿凸轮1682平滑移动。

图25A至图25C以及图26A至图26C示出了切割管驱动机构119的实施方式，切割管驱动机构119结合有振动马达和机械铰链，该机械铰链结合有摇杆1605。驱动机构119可包括基座1610，该基座1610被构造成耦合到手持件(未示出)。摇杆1605可以通过摇杆枢轴销1615附接到基座1610，允许摇杆1605相对于基座1610自由旋转。马达1680可以在联接器1695处耦合到基座1610，例如在基座1610的顶表面上。联接器1695被配置为允许马达1680一侧至一侧地枢转。在一些实施方式中，联接器1695可以是圆形脊或其他几何形状。联接器1695可以是本文别处描述的其他可移动联接器之一。切割管1112可以延伸穿过摇杆1605中的孔并且穿过基座1610中的孔。马达轴1685可以延伸穿过摇杆1605中的孔。马达轴1685可以相对于摇杆1605自由旋转。偏心或偏移配重1696可以附接到马达轴1685。当马达轴1685旋转时，一侧至一侧振荡的配重1696的质量导致摇杆1605一侧至一侧地移动或摇摆。在一些实施方式中，马达1680具有刚性附接到摇杆1605并摇动摇杆1605和切割管1112的壳体。在其他实施方式中，马达轴1685附接到凸轮摆动盘，该凸轮摆动盘推动刚性连接到摇杆1605和切割管1112的凸轮从动件。在另一个实施方式中，允许马达壳体例如通过圆形脊、圆顶或其他几何形状枢转，并且振动端刚性附接到摇杆1605和切割管1112。这可以减小摇杆1605和切割管1112的质量。

图26A至图26C示出了切割管驱动机构119的另一种实施方式，其结合振动马达并结合弹簧。在该实施方式中，马达1680可以通过焊接、胶水或其他机构在其下端耦合到马达支架1697。马达支架1697可以从摇杆1605的底部延伸。马达轴1685可以延伸通过摇杆1605使其可以自由旋转，马达轴1685可以耦合到偏移配重1696，偏移配重1696被配置为当马达轴1685旋转时使摇杆1605围绕枢轴销1615来回旋转。这使管1112的尖端前后摇动。具有弹簧叠1627的弹簧柱1625可定位在枢轴销1615的与马达1680相对的一侧上。摇杆1605在其逆时针旋转时压缩弹簧叠1627，且弹簧叠1627沿顺时针方向推回摇杆1605。

在相关的实施方式中，切割管驱动机构可以包括马达驱动的凸轮。驱动机构可以结合小马达，其驱动轮1687，该轮1687具有定位在轮1687的周边附近的销1689(见图27A)。销1689可定位在枢转臂1693的狭槽1691内，枢转臂1693附接到切割管1112上，距远侧切割尖端一定距离。切割管1112可通过枢轴销1615纵向固定，但可绕枢轴销1615的旋转轴线移动。枢轴销1615的旋转轴线基本上平行于轮1687的旋转轴线。随着轮1687旋转，偏心定位的销1689在枢转臂1693的狭槽1691内上下移动。枢转臂1693继而可以围绕枢转销1615的旋转轴线振荡，从而导致切割管1112的远侧切割尖端的相应摇动。

图27B图示了切割管驱动机构的相关实施方式。驱动机构可以再次包括由小马达驱动的轮1687。轮1687可以包括偏心定位的销1689，其定位在轮1687的周边附近。销1689可以通过连杆臂1699耦合到枢转臂1693，该枢转臂1693附接到切割管1112上离开远侧切割尖端一定距离。切割管1112可以由枢轴销1615纵向固定，但可绕枢轴销1615的旋转轴线移动。随着轮1687旋转，销1689使切割管1112围绕枢轴销1615的旋转轴线一侧至一侧地振荡。

图16A至图16D、图18、图19A至图19C、图20A至图20B、图21B和图25A至图25C示出了切割管1112的下端(即近端)延伸超过基座1610。真空可以施加到管1112的近端以便通过管1112的管腔排出材料。可以通过手持件中的抽吸泵1014施加真空，这将在下面更详细地描述。应当理解，切割管驱动机构可以结合在手持件1030的一次性部分内。

手持件1030的抽吸泵1014可以集成在手持件1030内、手持件1030之上或附接到手持件1030上，抽吸泵1014可以从眼睛抽取抽吸流体和材料。如上所述，手持件1030包括中空切割尖端或切割管1112，其被构造成例如通过多叠压电晶体1120或另一切割管驱动机构(即音圈、马达驱动凸轮机构、带有偏心配重的振动马达)振荡以破碎患病的晶状体。来自眼睛的流体和材料通过切割管1112进入管腔1110。切割管1112的内腔1110与废料管线1038流体耦合。利用抽吸泵1014，吸入的材料可以通过废料管线1038被导向废料容器1044。冲洗套管1113可以定位在切割管1112上方以通过一个或多个冲洗开口1111(例如，在图9A中示出)从冲洗管线1034向眼睛提供冲洗流体。

如图5B以及还有图12所示，手持件1030可以包括一次性部分1031，其构造成可释放地耦合到耐用的可重用部分1033。一次性部分1031包括构造成与来自眼睛的流体和材料直接接触的手持件1030的部件。手持件1030的一次性部分1031可包括切割管1112、冲洗套管1113、抽吸泵1014和用于将冲洗管线1034和废料管线1038连接到手持件1030的连接部位。冲洗管线1034和废料管线1038不需要延伸穿过近端的可重用部分1033。可重用部分1033包括被构造成保持在流体路径外部的手持件1030的部件。可重用部分1033可以被消毒和重复使用。可重用部分1033可包括构造成驱动抽吸泵1014的部件和构造成驱动切割管1112的一个或多个部件。例如，泵马达1115、变幅杆1116、压电晶体1120和用于容纳晶体1120的壳体1114可以全部是可重用部分1033的一部分。应当理解，可重用部分1033也可以是一次性的。例如，切割管1112的驱动机构可以用较低成本的材料制造，使得部分1033在手术之后也被丢弃在经济上是可行的。诸如基于聚合物的压电材料的低成本材料可允许显著降低成本。

一次性部分1031还可以包括切割管驱动机构119的一个或多个部件。例如，包括摇臂和枢轴销以及构造成使摇臂绕枢轴销旋转的一个或多个部件的切割管驱动机构可定位在一次性部分1031内，包括压电叠堆1120和相关联的联接器、夹具和预加载部件。图16A至图16D、图17A至图17C、图18、图19A至图19C、图20A至图20B、图21A至图21D以及图25A至图25C和图26A至图26C所示的切割管驱动机构都可以结合在手持件的一次性部分1031内。

一次性部分1031和可重用部分1033之间的耦合可以是纯机械的或者可以涉及机械和电子耦合两者。例如，一次性部分1031可具有配置为与可重用部分1033的一部分电耦合的电子输入端。可替代地，一次性部分1031可具有配置为与可重用部分1033机械耦合并相互作用的输入端。用于激活切割管驱动机构的电子装置可以保留在手持件的可重用部分1033中，使得在耦合时一次性部分和可重用部分可以与切割管驱动机构接合以激活压电叠堆或马达等。

手持件1030的一次性部分1031或耐用部分1033可包括一个或多个输入部件或致动器。手持件1030也可以远程致动。器械有时在本文中被称为“装置”或“工具”或“外围装置”或“手持件”或“手持单元”。此处使用的术语“手持件”可包括耦合到机械臂或机器人系统或其他计算机辅助手术系统的手持件，其中用户使用计算机控制台来操纵器械的控制件。计算机可以转化用户的动作和控制件的致动，然后由机械臂在患者身上执行。

将在下面更详细地描述这些部件中的每一个以及手持件1030的一次性部分和耐用的可重用部分1031、1033之间的耦合。

本文描述的系统可包括单个可重用的驱动器部分(有时在本文中称为“耐用部分”)，其被配置为以可互换的方式与一个或多个一次性工作部分(有时在本文中称为“一次性部分”)可操作地耦合。一次性工作部分可以配置用于不同类型的眼科手术，包括晶状体破碎、超声乳化、玻璃体切除术、囊袋抛光、抽吸、冲洗、凝固、照明、可视化、人工晶状体(IOL)插入等。器械的操作参数可以取决于例如附接到可重用的驱动器部分的一次性工作部分的构造而不同。

本文描述的装置的各种特征和功能可应用于本文描述的一个或多个装置，即使它们可能未明确地组合描述。还应当理解，本文所述装置的各种特征和功能可应用于本领域已知的常规装置和系统，也可用于切割、破碎、乳化或以其他方式冲击手术部位处或附近的组织，包括但不限于超声乳化系统、玻璃体切除系统、囊袋抛光系统和可用于进行白内障手术或玻璃体切除术等的其他工具。

再次参见图5A至图5B，切割管1112可以是具有近端1128的常规超声乳化针，该近端1128被配置为与变幅杆1116耦合，在将手持件1030的一次性部分1031和耐用部分1033耦合时，变幅杆1116延伸至一次性部分1031的远端区域。切割管1112被示出为略微弯曲远离手持件1030的纵向轴线并且具有斜角尖端。应当理解，切割管1112也可以与纵向轴线同轴，使得其从手持件1030的远端基本上笔直地延伸。可以考虑多种几何形状和尖端形状中的任一种。切割管1112和冲洗套管1113的至少远端区域被配置为以微创方式插入眼睛，以便例如在白内障手术期间进行切割、抽吸和冲洗。

如下文将更详细地描述的，切割管1112被配置为振荡(例如，纵向地、扭转地)以便锤击或剪切晶状体组织并将乳化的晶状体组织和流体从眼睛中吸出。下面更详细地描述切割管运动。如这里所使用的，“振荡”或“振荡运动”可以包括根据模式发生任何周期性的、重复的运动，并非必须是正弦曲线。振荡运动可以包括相对于如上所述的手持单元以来回方式发生的往复滑动运动。振荡运动可包括沿其纵向轴线重复地推进和缩回切割管。重复的推进和缩回可以沿着纵向轴线发生，但是振荡运动所采取的路径不必是线性的。运动路径可以沿着椭圆路径或曲线路径非线性地发生(即在运动的至少一部分期间远离纵向轴线)。运动路径可以是围绕装置的纵向轴线的旋转、轨道或扭转运动，或相对于装置的纵向轴线的其他类型的运动，包括三维运动，其中切割管前后移动以及从一侧至一侧的运动。振荡运动包括可根据运动发生在振荡循环中的位置而改变的重复模式的曲线。振荡运动的曲线可以是非对称的，这将在下面更详细地描述。

被振荡的器械的细长部件在本文中可以被称为“轴”或“切割器”或“切割管”或“细长构件”并且可以被配置用于不同的技术，包括超声乳化术、玻璃体切除术、囊袋抛光或其他技术。切割器的至少一部分可以是管状的并且具有延伸穿过它的内腔，使得流体可以从管腔在远侧开口和近侧开口之间通过内腔输送和/或抽吸。

可以考虑细长切割管1112的多种构造中的任一种。切割管1112可具有内部构件和外部构件，或者切割管1112可仅包括配置成相对于手持件1030振荡以切割和抽吸材料的单个管状元件。虽然切割管1112被描述为具有同轴布置在外管状构件内的内细长构件，但内细长构件也可以是实心杆并且可不必包括内腔。在一些实施方式中，切割管1112具有锋利的切割尖端或斜面，其可以包括针尖。手持件1030可以包括具有锋利针尖的切割元件并且可以是延伸穿过外管状构件的实心元件并且通过外管状构件的管腔施加抽吸力，使得流体和组织被吸入在内部构件与外部构件之间延伸的环形间隙中。切割管1112可具有内腔1110和配置为切割组织的远侧边缘。远端边缘可以是尖的，而通向管的开口的切割线可以与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。切割管1112的内腔1110可被配置为从眼睛中通过其抽吸材料，例如人工晶状体材料、晶状体碎片、玻璃体和/或流体。因此，抽吸力可以通过切割管1112的内腔1110施加。然而，抽吸力也可以通过在切割管1112上延伸的管状外部构件的管腔施加，使得抽吸通过两者之间的环形空间发生。在这种构造中，管状外部构件和内部构件之间的间隙可以变化，例如在约0.001”至约0.100”之间变化。在一些实施方式中，可以通过具有管腔的内细长构件和通过外管状构件的管腔施加抽吸力。

图6和图9A图示了一次性部分的远端区域，示出延伸超过冲洗套管1113的远端的切割管1112。冲洗套管1113可以包括一个或多个靠近其远端的开口1111，冲洗流体可以通过该开口1111被输送到靠近切割管1112的末端的眼睛中。冲洗套管1113可在切割管1112上向近侧延伸并与一次性部分1031的远端区域耦合。一次性部分1031的远端区域可包括被配置为接收冲洗套管1113的鼻锥或尖端1132。尖端1132和冲洗套管1113均能够可移除地附接到手持件1030。冲洗套管1113可以是标准冲洗套管(例如位于Redmond，WA的MST公司生产的冲洗尖端)，其具有基本上柔性的远侧管状部分1117和柔顺性较小的近侧耦合部分1118。尖端1132可包括外螺纹1133(参见图9B)或前端区域上的其他耦合特征，其被配置为与冲洗套管1113的近侧耦合部分1118上的相应螺纹或特征接合。

尖端1132可以被配置用于用户希望在手术过程中用手持件1030执行的多种技术中的任一种。各种尖端1132中的任一个可根据用户期望在眼部执行的手术可逆地耦合到一次性部分1031的远端区域。尖端1132可以被配置用于超声乳化、囊袋抛光、玻璃体切除术和其他手术。尖端1132可以可逆地耦合到一次性部分1031。图7A示出了一次性部分的远端区域和没有附接尖端1132的切割管1112。图7B示出了可更换尖端1132的第一实施方式，图7C图示了可更换尖端1132的第二实施方式。可更换尖端1132的近端区域可以结合可逆耦合特征1136和密封元件1138，例如O形环。耦合特征1136可具有各种构造，包括但不限于螺纹、卡扣锁、过盈配合、卡口或其他构造成允许尖端1132固定到一次性部分1031并与一次性部分1031密封的特征。

图7B所示的可更换尖端1132包括配置为在超声乳化期间使用的晶状体移除保护套管1130。晶状体移除保护套管1130可以固定地耦合并从尖端1132的远端区域延伸。晶状体移除保护套管1130的尺寸和形状被设计成沿着管1112的近侧长度的至少一部分同心地定位在切割管1112上。晶状体移除保护套管1130被配置为在执行超声乳化时在切割管1112运动期间切割管1112延伸穿过角膜切口的情况下保护角膜组织免受损伤。晶状体移除保护套管1130可以由诸如硅树脂的基本上柔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，晶状体移除保护套管1130可以是刚性管，其内径与切割管1112的外径紧密匹配，导致两者之间只存在小间隙。切割管1112和晶状体移除保护套管1130之间的小间隙意味着晶状体移除保护套管1130能保持小的外径，使得穿过角膜的切口尺寸最小化，同时仍然允许内轴和外轴之间的相对滑动。切割管1112可以具有介于0.5mm至1.4mm之间的最大外部尺寸。晶状体移除保护套管1130可以刚性地耦合到尖端1132，晶状体移除保护套管1130可以是可更换的或可以是可缩回的。晶状体移除保护套管1130的长度可以变化，但长度通常至少足以覆盖切割管1112的穿过切口的区域。用户可以在手术期间覆盖振荡切割管1112并使用不同种类的尖端，例如用于晶状体摘除后的囊袋抛光和皮质组织去除。晶状体移除保护套管1130的较长长度可覆盖振荡切割管1112的行程长度的一半，从而减少振荡切割管1112的被暴露的行程长度。晶状体移除保护套管1130可在纵向上定位，使得振荡切割管1112的有效行程长度可以从零调节到其未被覆盖的行程长度的100％。晶状体移除保护套管1130也可以定位成使得振荡切割管1112在晶状体移除保护套管1130内保持凹进一定深度。这可以防止眼部组织与振荡切割管1112接触，并有效地引起仅抽吸的操作模式。当切割管1112尖端缩回到晶状体移除保护套管1130内时，定位成减少有效切割管行程长度的晶状体移除保护套管1130通过将卡住的组织推离切割管1112可以防止组织在切割管1112的端部“棒棒糖化”。

可更换尖端1132和/或尖端1132的套管的颜色可以提供关于套管的长度以及它用于什么目的的信息。图7B示出了晶状体移除尖端1132，其具有较短的晶状体移除保护套管1130，晶状体移除保护套管1130被配置用于在超声乳化期间保护角膜。图7C示出了囊袋抛光尖端1132，其具有更长的囊袋抛光保护套管1131，该囊袋抛光保护套管1131耦合到囊袋抛光小块(nub)1142(也参见图8A至图8C)。晶状体去除尖端1132可以是诸如蓝色的第一可区分颜色，囊袋抛光尖端1132可以是诸如白色的第二可区分颜色。也可考虑其他标记、指示器、颜色以用于轻松区分尖端。图7C的囊袋抛光尖端1132的囊袋抛光保护套管1131具有足以容纳切割管1112的长度，使得切割管1112的远端总是包含在囊袋抛光保护套管1131内，且囊袋抛光小块1142的内腔延伸超过完全延伸的切割管1112的远侧尖端，从而将切割管1112的动作与眼部结构完全隔离。图8A至图8C图示了定位在一次性部分1131的远端区域上的囊袋抛光尖端1132。切割管1112完全包含在囊袋抛光保护套管1131内。囊袋抛光小块1142定位在冲洗套管1113的远侧尖端之外。

外科医生通常在晶状体去除白内障后执行囊袋抛光步骤。囊袋抛光小块1142沿着囊袋的表面轻轻滑动以释放任何粘附的皮质材料。被释放的皮质材料然后通过囊袋抛光小块1142中的小孔被抽吸。小块1142可以包括穿过其直径的至少一侧的小孔1143(见图8C)。孔1143可具有多种尺寸、形状和沿壁分布方式的任何一种，这取决于所包含的孔1143的总数。孔1143的直径可以在约0.002”到约0.030”的范围内，或者优选地在约0.008”到约0.012”的范围内。在一个实施方式中，孔1143可以相对于握持手持件1030的用户的视角面向下或者可以相对于握持手持件1030的用户面向侧面或向上。在一些实施方式中，孔1143可以部分地或完全地位于小块1142的远侧表面上。小块1142的远侧表面可以是大致圆形的，例如半球形，或者远侧表面可以是大致平坦的。小块1142的平坦面可以相对于小块1142的直径轴线成角度。释放孔可以沿着囊袋抛光尖端1132的至少一部分定位，例如囊袋抛光保护套管1131或小块1142。释放孔可以基本上小于孔1143，例如约0.0001”到约0.008”，或更优选地在0.001”到约0.004”之间。当孔1143被闭塞时，释放孔可用作旁路。当孔1143被闭塞并且当手持件1030空闲时用户释放手持件1030上的触发器1180时，释放孔还允许真空消散。任何积聚的真空都可以通过流体流过泄压孔的运动而消散。小块1142可以包括用于释放皮质组织的表面纹理。小块1142的形状可以基本上是无损伤的，使得小块1142和囊袋之间的接触在擦洗动作期间不会有刺破囊袋的风险。

应当理解，多种附件尖端中的任一种可以耦合到一次性部分1031的远端。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。套管可以插入在切割管1112上，使得切割管1112延伸穿过外管并同轴布置在外管内，使得切割管1112在外管内往复滑动。这种类型的切割元件对于剁碎和去除较硬的晶状体材料特别有用。外管可以是耦合到手持部分1030的远端区域的固定管状元件，并且切割管1112可以是可移动的，使得它可以在外管的管腔内振荡。切割管1112的远侧尖端可形成切割边缘，例如短的、锋利的斜面。在操作中，当切割管1112在外管内往复运动时，组织可以通过侧开口进入外管并且被切割边缘切开。该玻璃体切除式切割尖端还可包括可移除或可缩回的外护套，用于例如在将轴插入前房期间在侧开口上滑动。在插入过程中，轴的切割区域可以保持被覆盖在外保护套内，以防止切割前钩住切口或其他眼部组织。插入后，当操作者准备好开始切割和/或抽吸时，可以缩回或以其他方式移除护套。缩回可以由用户手动激活，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/抽吸完成并且器械准备好从眼睛中取出后，护套可以向远侧推进以再次覆盖开口。

可更换尖端1132可以与基本上直的切割管1112一起使用，特别是在尖端1132的套管是刚性的情况下。在切割管1112远离纵向轴线弯曲或结合有相对于纵向轴线成角度的特征的一些实施方式中，可更换尖端1132的套管可以是柔性的，以允许套管插入切割管1112上。

单个可重复使用的驱动器部分1033可以被配置为以可互换的方式与一个或多个一次性工作部分1031可操作地耦合。一次性工作部分1031可以被配置用于不同类型的手术，包括晶状体破碎、乳化、玻璃体切除术、囊袋抛光、抽吸、冲洗、凝固、照明、可视化、IOL插入等。因此，一次性工作部分1031可用于多种手术中的任何一种，包括玻璃体切除术、超声乳化术、人工晶状体植入等。器械的操作参数可以是不同的，例如可取决于附接到可重用驱动器部分1033的一次性工作部分1031、和/或正在执行的特定手术、手术的不同阶段、外科医生的个人偏好、手术是在患者眼睛的前部还是后部进行等。工作部分1031的部件可取决于手术类型而变化，不同的工作部分1031中的每一个无论其被配置为执行何种手术均能可操作地耦合单个可重用的驱动器部分1033并由其操作。下面将更详细地描述不同的一次性工作部分1031。

再次参照图5A至图5B，冲洗流体管线1034可以通过冲洗端口1144连接到手持件1030的一次性部分1031。冲洗端口1144的位置可以变化，但通常冲洗端口1144相对于冲洗流体管线1034布置成使得冲洗流体管线1034不像常规手持件那样集成或嵌入到手持件1030中或延伸穿过手持件1030的相当长的长度。在一个实施方式中，冲洗端口1144可以位于一次性部分1031的远端区域附近，靠近冲洗套管1113与尖端1132耦合的位置。冲洗端口1144为原本柔性的冲洗管线1034提供基本上刚性的连接，使得来自冲洗源1032的流体可以通过冲洗套管1113输送到眼睛。抽吸端口1154的位置也可以改变。

冲洗源1032可以通过冲洗流体管线1034耦合到冲洗套管1113。冲洗套管1113可以在保护套管1130、1131的至少一部分上延伸，如图8C或图9A所示。冲洗套管1113可以从手持件1030移除，例如，作为可移除尖端1132的一部分，或者通过螺纹或其他耦合特征从尖端1132单独移除。图9A示出冲洗套管1113被拧到尖端1132的前端上，该前端具有外螺纹1133且在切割管1112的近侧区域上延伸。

在一些实施方式中，手持件1030可以包括与冲洗端口1144和冲洗套管1113之间的冲洗流动路径连通的冲洗流体储存器1046。在一个实施方式中，冲洗流体储存器1046位于尖端内1132靠近手持件1030的一次性部分1031的远侧尖端，允许实际上立即补充吸入的流体体积(参见图9B)。储存器1046可以被配置为在冲洗流体通过套管1113被输送的位置附近储存来自冲洗管线1034的一定量的流体。储存器1046可以填充有冲洗流体，使得在切割管被阻塞导致真空压力增加，随后当阻塞问题被解决时移除流体突然涌出或“涌流”的情况下，储存在储存器1046中的冲洗流体可用于非常快速地替代移除的涌流体积。来自储存器1046的流体可在负压增加时几乎立即被拉入眼中以维持眼内足够的压力以避免前房塌陷。储存器1046可以是顺应性腔室，例如球囊或弹性膜，或者结合另一个顺应性元件，该顺应性元件被配置为当前房压力降低时将流体排出储存器1046。在一些实施方式中，储存器1046在一端由可弹性移动的弹簧加载活塞容纳，使得储存器1046中的流体体积随着眼内压力的变化而变化。活塞可以机械地连接到装置的泵送机构，使得随着流体吸入眼睛主动地对任何抽吸脉冲定时。

包括任何保护套管、尖端或冲洗套管的远侧切割管1112可具有最大截面直径，其适合于眼部中微创手术以最小化角膜切口尺寸。在一些实施方式中，切割管1112的最大截面直径约为1.25mm。最大截面直径可小于此直径或可大于此直径，例如，直径不超过约2mm，直径不超过约3mm，直径最高达到约4mm，或直径最高达到约5mm。如本文别处所述，切割管1112的远侧开口可具有比延伸穿过切割管1112的管腔1110的其余部分的内径更小的内径，以减轻堵塞问题。在一些实施方式中，切割管1112的标称内径与远侧开口的内径之间的差异可以在约0.003”到约0.006”之间。在一些实施方式中，切割管1112可具有约0.0375”的标称内径，其在远侧开口处变窄至约0.033”。切割管1112的标称内径可介于约0.012”至约0.036”之间。因此，小于尖端直径的眼组织块可以通过切割管1112的管腔1110被抽吸并且一旦进入管腔1110就不太可能被卡住或导致堵塞，因为管腔1110的其余部分的内径大于远端开口的内径。

再次参照图5A至图5B所示，超声乳化手持件1030可包括位于手持件1030的一次性部分1031内的集成抽吸泵1014。抽吸泵1014可位于手持件1030内、手持件1030上或手持件1030附近，从而最小化由泵1014提供的真空源与眼睛36内的切割管1112的远侧尖端之间的抽吸管线1038的长度。将真空源结合在手持件1030内(例如，在远侧切割尖端附近)使抽吸流动路径体积最小化，提高控制和响应能力，同时减少延迟或滞后。使用远离手持件的真空源的常规超声乳化装置和其他装置存在响应缓慢和施加在治疗部位的低有效真空的缺陷。传统系统具有将真空源连接到手持件的长而柔顺的抽吸管线。当抽吸源被激活(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治疗部位的时间。流体系统内的顺应性也会导致传输到治疗部位的真空损失，从而导致有效真空量与源处的理论真空设置不同。此外，真空源和治疗部位之间的流体管线越长，摩擦损失就越大，从而进一步降低治疗部位可获得的真空。例如，设置为600mmHg的远程真空源在某些时间段内可能仅向治疗部位有效传输200mmHg。具有远程真空源的传统超声乳化装置中的延迟和滞后导致这些设计容易受到堵塞后抽吸的流体体积涌浪的影响，特别是当真空源设置在较高流速时。传统系统中的实际涌浪体积约等于在远程真空源和手持件之间延伸的抽吸管线中的体积顺应度(degree of volumetric compliance)，其可能非常大(例如，在某些情况下大于20mL)。考虑到普通患者的前房体积小于0.3mL，这是一个需要管理的大涌浪体积。用户倾向于将真空源设置为较低水平，以减轻与较高流速相关联的增加的涌浪体积风险。

本文描述的手持件可以在治疗部位施加更大的有效真空并且更快速地响应压力变化，从而避免与常规系统相关联的管线损失。即使在用作较高真空设置时，本文所述的手持件也具有改进的响应性和控制。如果由于一块晶状体阻塞远侧开口而发生闭塞，则会形成真空(例如最高可达约500至600mmHg或更高)。当阻塞通过而破坏密封时，与具有远程真空源的传统装置相比，与本文所述装置相关联的涌浪得到显著改善。例如，本文描述的装置的涌浪体积可以低至约100立方毫米、200立方毫米或不超过约300立方毫米，而传统的超声乳化机器可以具有可以比此体积大10倍、20倍、50倍或100倍的涌浪体积。涌浪体积变小，因为本文所述的手持件在真空源和目标治疗部位之间具有相对较短的抽吸流动路径。短抽吸流动路径也可以是基本上刚性的或非顺应性的，这进一步减少了涌浪体积。例如，本文描述的装置的抽吸流动路径的大于50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％可以是刚性的，导致抽吸流动路径不超过10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％或50％的顺应性。在此描述的装置的基本上不顺应的且短的抽吸流动路径减少了潜在的涌浪体积并且还减少了可能导致延迟效应和缺乏响应性的死区。

手持件1030内的泵1014可以具有不同的构造。优选地，抽吸泵1014具有小的形状因子，使得它不会显著影响手持件1030的相对人体工程学。抽吸泵1014可以是活塞泵、滚子泵、蠕动泵、线性蠕动泵、涡旋式泵、文丘里泵、旋片泵、齿轮泵、螺杆泵、隔膜泵、离心泵或其他泵。在一个实施方式中，手持件1030的抽吸泵1014是滚子泵或蠕动泵(见图5A至图5C)。在另一个实施方式中，手持件1030的抽吸泵1014是活塞泵(见图13A至图13L)。在另一个实施方式中，手持件1040的抽吸泵1014是线性蠕动泵(见图22A至图22D、图23A至图23D、图24A至图24B)。抽吸泵1014可以是2018年11月8日公布的美国专利公开第2018/0318133号中描述的活塞泵，该美国专利公开通过引用结合到本文中。

泵1014可以被配置为应用连续、半连续和/或脉动抽吸。手持件1030还可以包括不止一个抽吸源，其中每个源可以被编程以施加(如果需要的话，同时施加)不同的流速。例如，手持件1030可以包括在手持件1030内部的第一抽吸泵，其被配置为施加连续或半连续的流速(低水平或高水平抽吸)，以及在手持件内部的第二抽吸泵，其配置为施加脉动流速。不同的流速和流量类型也可以通过单个泵来施加，该泵可以被选择性地激活以实现不同的抽吸类型。

在一个实施方案中，如图5A至图5C所示，手持件1030的抽吸泵1014是包含在壳体1145内靠近手持件1030的一次性部分1031的远端的滚子泵或蠕动泵，其构造成将流体和材料吸入切割管1112的远侧尖端并将其引向废料管线1038。抽吸泵1014可包括滚子壳体1146、一个或多个蠕动滚子1148和包含在蠕动壳体壁内的流体管道1150，蠕动壳体壁可以由一次性部分1031的壳体1145的内表面形成。流体管道1150可以从壳体1145的远端附近朝向壳体1145的近端以螺旋或盘旋构造缠绕。流体管道1150形成的螺旋或完整匝数可能会有所不同，但可能至少为1匝、2匝、3匝、4匝或5匝。流体管道1150可以在第一端与切割管1112的管腔1110连通，例如通过端口(未示出)，并在第二端与抽吸端口1154连通。废料管线1038可以通过抽吸端口1154连接到一次性部分1031。可替代地，废料管线1038本身不需要连接到抽吸端口1154并且可以是滚子泵1014的相同管线1150的延续。一个或多个蠕动滚子1148可以是径向设置的圆柱形销，其构造成抵靠蠕动壳体内壁1145压缩流体管道1150。滚子的数量可以变化，包括1、2、3、4、5或更多个滚子1148。当蠕动滚子沿着管道1150滚动时，流体被推向废料管线1038并被吸入切割管1112的管腔1110中。蠕动滚子1148可以定位在同轴滚子壳体1146与流体管道1150之间，并且流体管道1150可以定位在蠕动滚子1148与蠕动壳体壁1145之间。滚子1148可以由内部同轴圆柱滚子壳体1146滚动，因此，抽吸泵1014的功能类似于带有滚销的滚柱轴承。可替代地，管道1150和销1148和滚子壳体1146的相对位置可以颠倒，使得滚子以比管道更大的半径存在，从而将管道挤压到内部。滚子壳体1146可以是圆柱形元件，其近端由位于手持件1030的耐用部分1033内的泵马达1115驱动，这将在下面更详细地描述。在将一次性部分1031与耐用部分1033耦合时，滚子壳体1146可以与泵马达1115耦合。可以考虑多种耦合特征中的任一种。例如，滚子壳体1146和泵马达1115可以通过齿式离合器或花键或连接两个旋转部件的其他类型的可逆联接器耦合在一起。滚子壳体1146的近端可包括一组有规律间隔开的凹口(或突起)，其与马达1115的远端上的一组对应的突起(或凹口)接合。可替代地，滚子1148和滚子壳体1146可以是可重用部分的一部分而不是一次性部分，从而消除对于连接两个旋转部件的耦合机构的需求，并且降低一次性部分的部件成本。

真空可以由手持件1030中的抽吸泵1014以断开的负压脉冲施加，例如，通过一个或多个阀门的致动或由于一个或多个活塞的移动或通过滚子运动的模式。如本文别处所述，负压脉冲和正压脉冲的循环可以不同(例如在1Hz至约10,000Hz之间，或100Hz至约5,000Hz，或约500Hz至约2000Hz)和非常小的体积(例如10uL至约1mL)。负压的循环可能非常快(例如在约5,000Hz至约10,000Hz之间)或可能不那么快(例如，1Hz至约1000Hz)。

蠕动泵可以例如比活塞泵更小的脉动方式提供负压。尽管如此，蠕动泵可能会产生一些不均匀的、半连续的抽吸。当每个滚子1148接触管道1150并开始滚动时，真空的产生可能会有短暂的停顿。随着滚子1148移动，真空的产生相对平稳，直到下一个滚子1148与管道1150接触，以此类推。因此，可以根据滚子1148的数量和滚子1148与管道1150接触的时间来实现蠕动泵的脉动。与蠕动泵不同，当活塞向后缩回时，活塞泵可以在真空中产生尖锐的尖峰。可以利用真空中的这种尖锐的尖峰来产生脉动抽吸，例如通过结合多个按顺序缩回的活塞。

应当理解，常规的超声乳化手持件(例如，那些利用压电谐振驱动系统的手持件)可以如上文中描述的那样在手持件内或手持件上结合抽吸泵。抽吸泵可以定位在手持件的远端附近，例如，在压电晶体的前面。抽吸泵也可以定位在手持件的近端附近，例如，在压电晶体后面。泵可以与手持件集成或以卡扣或模块化方式耦合至手持件的区域，以在切割管附近产生抽吸力并使可压缩管道的长度最小化。常规超声乳化手持件上的抽吸泵的配置可以改变，包括蠕动、线性蠕动、涡旋、活塞或本文别处所述的其他泵类型。

脉动抽吸也可以使用手持件1030中的阀门来实现，以对切割管1112暴露于手持件1030中产生的真空压力进行控制。可以结合阀门以提供更多脉动的、不连续的抽吸，而不管泵1014的类型，并且无论该泵是结合在手持件1030中还是在手持件1030的外部。例如，在控制台内具有远程泵的常规超声乳化系统可以在靠近手持件1030的切割管附近结合一个或多个阀以对切割管暴露于产生的负压进行控制。一个或多个阀可以集成在手持件内且靠近手持件的远端(即切割管的位置)或近端定位。

阀允许以短脉冲通过切割管1112施加全真空。一个或多个阀可以耦合到手持件1030并且沿着抽吸路径的一部分定位。阀可以从阻塞抽吸路径的关闭配置朝向完全打开位置移动，从而打开通向切割管1112的管腔的抽吸路径。阀可以定位在关闭位置和完全打开位置之间的任何位置。阀可以是被配置为相对于孔口移动以打开和关闭抽吸路径的可移动元件。例如，阀可以移动到暴露孔口的一小部分的第一位置。阀可以移动到暴露孔口的较大部分的第二位置。阀可以移动到第一位置一段时间，直到切割管1112内的真空压力达到目标最大压力的特定百分比(例如目标760mmHg的75％或570mmHg)。一旦达到目标真空压力，可致动阀使其移动来实现抽吸压力的循环。第一阶段可以帮助建立所需的抽吸压力，然后将其转变为循环/周期性或已调制真空阶段。阀的运动可在用户致动时手动实现，或可在泵1014或切割管1112运动开始时自动实现。应当理解，对于通过切割管1112的抽吸的阀门调节可用于控制从手持件1030内的泵1014施加的抽吸，或控制从远离手持件1030的泵施加的抽吸。

可以在手持件1030的区域内结合小的储存器或真空蓄能器(accumulator)。蓄能器可以将利用手持件1030中的抽吸泵1014实现的真空水平保持一段时间。手持件1030内的一个或多个阀的瞬时打开可使真空储存器暴露于切割管1112的管腔1110，从而能够施加不连续的脉动抽吸。在一些实施方式中，阀是如在2018年5月3日提交的美国公开第2018/0318132号中描述的一种阀，该公开通过引用并入本文。阀的构造和布置可以改变，包括提升阀、球阀、针阀、叶片阀、夹管阀或其他可用于控制真空的旋转滑动类型的阀。

图5C示出了手持件1030内的阀的实施方式，该阀被配置成将切割管1112的管腔1110暂时暴露于真空。真空可储存在蓄能器或真空系统内可用的任何内部容积空间内。如上所述，滚子壳体1146可以是由泵马达1115驱动旋转的圆柱形元件。滚子壳体1146可以包括内孔1147，其被配置为通过滚子壳体1146的圆柱形壁中的一个或多个通孔1149与切割管1112的管腔1110流体连通。当滚子壳体1146中的通孔1149与切割管1112的管腔1110的开口对准时，管腔1110暴露于由抽吸泵1014产生的真空。滚子壳体1146的壁中的通孔1149越多，壳体1146每次旋转的真空脉冲的数量就越大。通孔1149和内腔1110之间的连通可以用一个或多个O形环密封件1151密封。

另外，通过在负压脉冲之间施加正压，负压循环可以穿插有短暂的回流。在一些实施方式中，负压循环包括短时间的真空，其间穿插有短时间的真空降低或无真空。在一些实施方式中，负压循环包括短时间的真空，期间穿插短时间的正压，从而导致流体通过切割管的短时间回流，例如，在蠕动销的每次滚动之间或在活塞移动的每个循环期间。

无论是否在真空脉冲之间施加正压，脉动真空通过切割管产生不连续的负压脉冲，其可以在约4inHg至约30inHg之间，优选尽可能接近全真空，压力损失很小。在一些实施方式中，手持件1030可以以循环频率通过切割管1112的内腔产生不连续负压的脉冲。手持件1030还可产生具有相同循环频率的不连续正压脉冲。因此，不连续的负压脉冲间穿插有不连续的正压脉冲。脉冲的循环频率可以是相对较快的频率，例如至少约0.5Hz至约5000Hz，或在1Hz至4000Hz之间，或在约10Hz至约2000Hz之间。在一些实施方式中，不连续负压脉冲的循环频率在约1Hz至约500Hz之间。不连续负压脉冲以循环频率通过开口将第一材料量吸入内腔。不连续正压脉冲以循环频率从内腔通过开口排出第二材料量。每个循环中移动的材料体积可以不同，但通常相对较小，例如在约0.1mL至约1.0mL之间，或约0.5mL。在一些实施方式中，每个脉冲移除的流体的标称量是约100微升，或者在10微升到约1000微升之间。在该流体量的一般范围内，第二材料量可以显著小于第一材料量。不连续负压的脉冲可以穿插有减少真空、无真空或相同频率的正压的不连续周期。

在一些实施方式中，通过结合特征来限制手持件1030实现最大真空，该特征根据是否达到阈值真空而自动绕过切割管管腔1110。例如，可以结合排放阀、分流器或其他旁路机构以防止在切割管1112的远侧开口处施加阈值量的真空并进入眼睛。即使进入切割管1112的开口被堵塞，打开或关闭抽吸的旁路也可以限制在眼睛内可以产生的最大真空量。这种旁路可以防止在切割管尖端闭塞的情况下形成真空，以减少移除阻塞时的涌浪。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获得实现最大真空的潜力或小于所施加的最大真空。下面结合图13L更详细地描述真空旁路的实施方式。

手持件1030的一次性部分1031或耐用部分1033可包括一个或多个输入部件或致动器。一个或多个输入部件可以是多样的，包括诸如触发器、按钮、滑块、拨盘、键盘、开关、触摸屏或可以缩回、按压、挤压、滑动、轻敲或以其他方式致动以激活、修改或以其他方式引起手持件1030的响应的其他输入。在一个实施方式中，手持件1030包括定位在一次性部分1031的区域上的触发器1180(参见图6和图12)。一个或多个用户输入部件也可以远离手持件1030(例如在系统1010上或在与系统1010可操作通信的外部计算装置上)或在诸如脚踏板的有线或无线致动装置中。

手持件1030可以包括单独的输入以激活与装置操作连通的装置和/或系统1010的每个功能(即切割、输注、抽吸，包括连续或半连续抽吸、脉冲真空和/或带有脉冲间回流的脉冲真空等)。可替代地，输入部件可以是多路按钮或触发器1180以激活多于一个功能。例如，手持件1030可以被配置用于流体输送、流体抽吸和切割。触发器1180可以激活仅冲洗功能、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。一般情况下，在没有抽吸的情况下切割是不理想的，但本公开也考虑仅切割功能。作为示例而非限制，用户可以激活第一按钮或将触发器1180置于第一位置以开启仅冲洗功能或仅持续抽吸功能。在激活第一按钮之后，用户可以激活第二按钮或将触发器1180置于第二位置以打开冲洗加连续抽吸功能。然后用户可以激活第三按钮或将触发器1180置于第三位置以开启冲洗加脉冲真空加切割功能。然后用户可以在继续施加真空的同时开始切割。在一些实施方式中，第二触发器的激活仅在第一触发器的激活发生之后才可能。输入部件可以是如上所述的多路触发器1180，其具有配置为打开真空和振荡切割管(即真空加切割功能)的第一位置和配置为暂停切割管振荡同时继续通过切割管施加真空的第二位置。

在一些实施方式中，手持件1030可以允许系统内的吸力消散，例如，当用户想要释放无意中捕获的囊袋时或当装置空闲时。排气机构可以在功能上连接到手持件1030的触发器1180，例如图12中所示的多级触发器1180。当触发器1180空闲时，排气机构可以主动对装置进行排气，并且当触发器1180被激活以抽吸时，排气机构可以关闭。在一些实施方式中，处于第一空闲配置的触发器1180可以被向上偏置，使得在触发器上的手动压力释放时停止抽吸。触发器1180的向下运动可以触发抽吸(以及如本文别处描述的冲洗和/或振荡)。当触发器1180处于空闲配置并向上偏置时，系统排气。当向下推动触发器以激活抽吸时，排气关闭。

在一些实施方式中，驱动机构可以是压电驱动机构或马达驱动的凸轮机构或如本文别处描述的带有偏心配重的振动马达，驱动机构能够经由摇杆、夹具或其他配置(参见例如图16A至图21D和图25A至图25C、图26A至图26C)实现切割管1112的一侧至一侧的运动或“摇动”，以将压电体沿第一轴线的收缩和膨胀转化为切割管1112沿着大致与第一轴线正交的不同轴线的运动。这些切割管驱动机构也可以定位在一次性部分内。

如上所述并且再次参照图5A至图5C，手持件1030的可重用的耐用部分1033可以包括带有或不带有齿轮箱的泵马达1115和驱动机构。驱动机构可以包括变幅杆1116、包含在壳体1114内的压电晶体1120和电源线1160，电源线1160被配置为连接到超声乳化系统1010的控制单元1012以为压电驱动系统提供超声功率以及为泵马达1115提供DC功率。压电晶体1120可以布置成与切割管1112的纵向轴线同轴以进行纵向运动，和/或垂直于切割管1112的纵向轴线进行扭转运动。

在一次性部分1031被配置为与眼睛材料接触的情况下，耐用部分1033被配置为保持在眼睛的外部并且不与从眼睛取出的材料接触。一次性部分1031的切割管1112可以耦合到耐用部分1033的变幅杆1116，其继而由压电晶体1120驱动。应当理解，耐用部分1033也可以包括除压电之外的多种驱动机构中的任一种，如磁致伸缩、电动、电磁、液压、气动、机械、音圈或其他类型的驱动机构。还应当理解，切割管驱动机构可以位于一次性部分1031内或与耐用部分1033一起。下面将更详细地描述这些部件中的每一个。

用于抽吸泵1014的马达1115可以是无刷直流马达或任何类型的适合于使轴旋转的马达或驱动器。在一个实施方式中，泵马达1115可以是包括定子1162和转子1164的电动机。转子1164可以是圆柱形转子，其被配置为由于与定子1162之间的相互作用而旋转。可移动转子1164可以通过齿式离合器或其他类型的联接器耦合到上文中描述的同轴滚子壳体1146上。抽吸泵1014和泵马达1115之间的连接可以通过齿轮箱或其他机构结合齿轮减速器。在一个实施方式中，耐用部分1033结合谐波驱动(Harmonic Drive)齿轮减速器，该齿轮减速器被配置为实现至少30:1的减速比。可以通过连接到触发器1180的电位器或被配置为感测触发器1180的运动的非接触式传感器来控制马达1115的速度。

在一个实施方式中，耐用部分1033可以包括电位器带，该电位器带在耐用部分3210的远端区域之间延伸并且被配置为激活电位器。例如，电位器带的近端可以包括切口或其他特征，其被配置为与电位器接合，使得带的移动影响电位器的激活。触发器1180可以连接到按钮杆，当触发器1180被致动到多个位置之一时，按钮杆可沿装置的纵向轴线移动。例如，当触发器1180从第一致动位置移动时，触发器可以将按钮杆向近侧移动一定距离，使得按钮杆的近端延伸第一距离进入手持件的近侧耐用部分。通过与在耐用部分中延伸的电位器带的远端相互作用，按钮杆延伸到耐用部分中会影响马达的速度。电位器带的移动继而可以激活与带的切口接合的电位器。电位器继而可以改变马达旋转的速度。在一些实施方式中，诸如霍尔效应传感器之类的非接触式传感器可用于感测按钮杆由于触发器被按下而移动的距离。

仍然参照图5A至图5C，马达1115可包括马达壳体1168，马达壳体1168固定地耦合到包含多叠压电晶体1120的壳体1114的前端。晶体1120可通过后圆柱体1122和螺栓1124保持在壳体1114内。在其他实施方式中，压电叠堆可以是如上所述的一次性部分的一部分。

在传统的超声乳化中，压电晶体叠堆以非常高的频率(例如40,000周期/秒)驱动，以在远侧切割尖端处实现约0.004”的振幅(约100μm)。传统超声乳化中的压电晶体以其系统的谐振频率被驱动，因此，只能在切割尖端实现正弦对称运动。传统的压电叠堆和谐振质量依靠谐波来实现切割尖端运动，因此，不可能在不显著增加能量和/或引起显著振动的情况下实现非对称运动。

在本文描述的手持件1030的情况下，振荡系统的质量可以被减少到最大可能的程度，从而允许切割管1112以低于超声波的频率(低于20kHz)以非谐振方式通过压电叠堆1120直接驱动(利用或不利用放大部件，例如摇杆或其他特征)。尽管以非谐振方式被驱动，切割管1112可以具有一些额外的“鞭打”运动，这导致切割管1112的整体位移比预测的更大。

如果需要，直接压电驱动允许获得切割管1112的非对称运动，使得缩回速度可以比推进速度慢。这允许获得足以实现切割的快速推进速度，但保持低于空化阈值的缩回速度。在一些实施方式中，这可以包括增加压电晶体叠堆1120的频率。如上所述，变幅杆1116的长度通常被设计为使得变幅杆1116的远端距压电晶体叠堆1120的端部至少一个半波长。有多种方法可以潜在地减少这个长度，从而减少变幅杆1116的长度和尺寸。波长方程为λ＝c/f，其中λ是波长，c是波速，f是频率。在一些实施方式中，可以增加频率以减小波长并因此减小变幅杆1116的所需长度。如本申请中别处所述，某些实施方式降低切割管1112的缩回速度，从而可以避免空化。使用这样的装置和方法提供了增加切割管1112的频率的机会，使得变幅杆1116可以更小而不会不利地增加空化量。在其他实施方式中，可以在增加振荡频率的同时减小切割尖端1112的行程距离。因此，切割管1112的缩回速度保持在临界空化诱导水平以下。通过如上所述增加频率，变幅杆1116可以更小。

白内障通常基于严重程度按1到5的等级进行分类。包含被配置用于切割管1112的非谐振的直接驱动的压电叠堆1120的手持件1030可能对1到3范围内的白内障特别有用。对于3以上到约4的较硬白内障，用户可以选择切换到传统的谐振超声乳化术。这里描述的系统可以被配置为在超声模式和非超声模式之间切换。模式之间的切换可以通过整体切换手持件来实现。例如，控制台可以配置为与传统的超声乳化手持件以及非超声的直接驱动手持件耦合。在另一个实施方式中，可以以不同的频率驱动相同的手持件。例如，驱动机构可包括音圈型驱动机构，其可被编程以在超声频率或非超声频率下驱动切割管以实现非对称切割管运动。

本文描述的手持件1030的切割管1112的位移或行进距离可以不同。切割管1112尖端的纵向振幅或位移可以等于或大于常规超声乳化针(即100um或0.004”)。纵向振幅可以通过直接驱动实现，并且频率低于传统的超声乳化(例如约10,000周期/秒)。在一个实施方式中，切割管1112实现的位移在远侧尖端的振荡频率下可以在约0.005mm-1.0mm之间，远侧尖端的振荡频率为约0.5Hz-10,000Hz、0.5Hz至5000Hz或更优选地在2000Hz至5000Hz，或2500Hz至4000Hz，或3000Hz至3600Hz之间。在一些实施方式中，频率约为3200Hz。这样，本文所述的装置将不是超声波的，因此将避免在白内障手术期间产生与眼睛有害影响相关的热量和空化。在一些实施方式中，手持件1030的切割管1112在以比常规超声乳化针更低的频率移动时可以具有更大的振幅或位移距离。在一些实施方式中，切割管1112移动0.012”至约0.019”。振幅可以在0.005mm到约1.0mm之间，或更优选地在0.05mm到约0.1mm之间。振荡频率可以小于30,000Hz、小于25,000Hz、小于20,000Hz、小于15,000Hz、或小于10,000Hz直至约0.5Hz，或直至约1Hz，或直至约2Hz，或直至约5Hz，或直至约10Hz，或直至约25Hz，或直至约50Hz，或直至约100Hz，或直至约250Hz，或直至约500Hz。振荡频率可介于约0.5Hz至约30,000Hz之间，或介于1Hz至约5000Hz之间，或介于约2Hz至约2000Hz之间。

如本文别处提到的，可以使用手持件1030中的抽吸泵1014通过切割管1112施加脉动真空。真空脉冲和切割管1112的振荡运动之间的相对协调可以不同。可以在切割管1112的延伸的至少一部分期间施加真空脉冲。可以在切割管1112的缩回的至少一部分期间施加真空脉冲。可以在切割管1112的延伸和缩回的至少一部分期间施加真空脉冲。在一些实施方式中，真空脉冲可以在切割管1112延伸之前开始施加，并且在切割管1112延伸期间保持。真空脉冲也可以在切割管1112延伸开始之后才开始施加。可以在多次延伸和缩回期间施加单个真空脉冲。例如，可以在切割管1112的至少约1次振荡、至少约2次振荡、至少约5次振荡、至少约10次振荡、至少约20次振荡、至少约30次振荡、至少约40次振荡、至少约50次振荡、直至约100次振荡期间，通过切割管1112连续施加真空。例如，切割管1112可在持续25ms的单个真空脉冲期间振荡50次，使得切割管1112的频率振荡约为2000Hz。

手持件1030中的压电晶体叠堆1120的长度可以大于常规谐振驱动超声乳化中的压电晶体叠堆(例如，长度约2”)，以实现在常规谐振超声乳化系统中的振幅。

再次参考图5A至图5C，变幅杆1116可以从压电叠堆1120的远端延伸。压电晶体1120移动变幅杆1116，其继而移动切割管1112。在将手持件1030的一次性部分1031与可重用部分1033耦合时，变幅杆1116可以通过抽吸泵1014在中央插入一次性部分1031中。滚子壳体1146、蠕动滚子1148和管道1150从而可以径向围绕变幅杆1116。变幅杆1116的远端可以延伸穿过滚子壳体1146的内孔1147并且向远侧延伸超过泵1014，在手持件1030的一次性部分1031的远端区域附近可获得变幅杆1116的远端，用于与切割管1112耦合。图5C最佳的示出从可重用部分1033移除的一次性部分1031，变幅杆1116可以包括内螺纹凹部1170，该内螺纹凹部1170被配置为接收并接合切割管1112的近端上的外螺纹1172。来自切割管1112的管腔1110的近侧开口可与变幅杆1116的内凹部1170连通。变幅杆1116的内凹部1170可包括开口或端口1176，其被配置为与泵1014的螺旋管道1150连通。该端口1176允许流体和其他材料被吸入切割管1112的管腔1110以进入泵1014并被推向废料管线1038。在滚子壳体中的通孔1149和变幅杆1116中的开口1176对准后，真空被施加到切割管1112的内腔1110。当滚子壳体1146旋转时，通孔1149和变幅杆1116中的开口1176彼此对准和不对准。这种循环有效地打开和关闭通过切割管1112的抽吸。

变幅杆1116可以由用于本文所述目的的任何合适的材料或材料的组合形成。用于变幅杆1116的材料影响变幅杆材料中的声速，并且因此影响使得尖端位于距压电晶体1120至少一个半波长处所需的变幅杆1116的长度。变幅杆1116可以由以下材料形成：铝、不锈钢、钛或其他常用材料。例如，钛中的声速约为6,070米/秒的数量级。在一些实施例中，可以考虑用于具有较低声速的变幅杆材料的其他材料。例如，铜的声速约为3,900米/秒的数量级，铅的声速约为1,300米/秒的数量级。声速越慢，可使变幅杆的端部处于最大振幅节点所需的变幅杆1116越小。

在一些实施方式中，手持件1030可结合驱动机构，该驱动机构被配置为直接向前和向后驱动切割管1112或使切割管1112一侧至一侧地振荡，如本文别处描述的那样，而不是依赖于谐振。压电叠堆1120可以通过减小或增加尺寸来响应电压的变化。为压电叠堆1120供电的电压曲线可以产生切割管1112的运动曲线以产生期望的切割管运动。在一些实施方式中，输送到压电叠堆1120的电压波形在形状上可以是大体非正弦的，并且因此切割管1112以大体非正弦模式移动，如本文别处描述的那样。该电压可以具有使压电叠堆1120收缩比允许其膨胀更慢的波形。这使切割管1112在缩回行程上比在延伸行程上更慢地移动。可以基于提供给压电叠堆1120的电压波形发出任意数量的运动曲线的指令。例如，可以向压电叠堆1120提供两个或更多个重叠的电压正弦波形，这产生干扰效应，形成非正弦波形。这些驱动机构可以结合在手持件1030的一次性部分或可重用部分中。在优选的实施方式中，驱动机构结合包含在手持件1030的一次性部分内的压电叠堆1120。

在另一个实施方式中，将机构和模态的组合结合到装置中从而以非正弦运动曲线驱动切割管1112。例如，电磁线圈可以被配置为通过施加流过线圈的电流使铁氧体或磁芯向前移动。芯可以配置为由电磁线圈向前驱动，但随后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，芯可以连接到切割管1112，使得可以通过线圈中的电压的突然增加而快速执行向前延伸，但是由于压缩弹簧力导致的缩回可以更慢。

可以驱动切割管1112以使其具有非对称或正弦运动曲线。例如，一些提供扭转切割管运动的驱动机构(例如图16A至图16D、图17A至图17C、图18、图19A至图19C、图20A至图20B、图21A至图21D、图25A至图25C、图26A至图26C、图27A至图27B)不必提供非对称的运动曲线。

手持件1030能够具有多种功能(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。手持件1030的功能可以使用手持件1030上的输入部件(触发器1180)启动，该输入部件能够用单个手指或拇指致动。因为手持件1030不需要脚踏板，所以用户可以更舒适和自然地站立(例如，用两只脚站立或随意地将他们的重心从一只脚转移到另一只脚)以执行手术。如上所述，手持件1030可以使用手持件1030上的和/或远离手持件1030的，例如系统1010的控制单元上的，一个或多个输入部件或触发器1180来致动。一个或多个输入部件可以被用户推动到导致驱动机构增加一个或多个动作的位置。例如，手持件1030(或脚踏板)上的触发器1180可以连接到控制单元，该控制单元继而解析信号并向压电晶体叠堆1120提供适当的驱动波形。

此处使用的术语“手持件”可包括耦合到机械臂或机器人系统或其他计算机辅助手术系统的手持件，其中用户使用计算机控制台来操纵器械的控制件。计算机可以转换用户的动作和控制件的致动，然后由机器人手臂在患者身上执行。因此，在本文中使用术语“手”或“手持件”时，应当理解，手可以是外科医生自己的手或操纵手持件的机器人的“手”。

一次性部分/耐用部分之间的耦合

如上所述，手持件1030可以包括一次性部分1031，其被配置为可释放地耦合到耐用部分1033。一次性部分1031通常包括被配置为暴露于人体流体和材料的部件，而耐用部分1033旨在与耦合到它的新的一次性部分1031一起重复使用。手持件1030的一次性部分1031和耐用部分1033可以使用多种机构耦合在一起，例如螺纹、卡接锁、卡口锁等。

在一些实施方式中，一次性部分1031的壳体1145的近端区域可限定具有近侧开口的腔室，耐用部分1033的至少一部分可通过该近侧开口插入并耦合至一次性部分1031，例如通过卡口锁机构(见图5A至图5C)。例如，马达壳体1168内的变幅杆1116和马达1115可以插入穿过一次性部分1031的壳体1145的近侧开口，使得马达壳体1168被接收在壳体1145的腔室内。一旦变幅杆1116和马达壳体1168被接收在腔室内，则两个部分1031、1033可通过转动一定角度例如借助卡口锁机构彼此锁定接合。一次性部分1031和耐用部分1033之间的连接可以是纯机械连接或既有机械连接也有电连接。应当理解，马达1115也可以保持在一次性部分的腔室外，使得只有变幅杆1116或耐用部分1033的另一部分插入一次性部分的腔室内。耐用部分1033可以插入到一次性部分中，直到转子1164的前端与抽吸泵1014的滚子壳体1146的近端接合。这两个部分可以相对于彼此转动(例如顺时针或逆时针)以固定接合并将两个部分锁定在一起。耦合机构可包括构造成使两个壳体部分脱离耦合的释放按钮。在一些实施方式中，耦合机构可以包含相应壳体上的一个或多个标记，以在锁定之前引导用户对齐用于插入的相应部分。这些部分之间的锁定机构可以是机械的，例如在分离之前必须缩回的弹簧加载销。一次性部分和耐用部分之间的耦合为手持件1030提供平滑连续的壳体。

手持件1030的一次性部分1031和耐用部分1033之间的耦合可结合一个或多个密封元件以确保手持件1030在使用期间不泄漏。例如，一个或多个密封元件可以是O形环型密封件1152，其定位成防止耐用部分的变幅杆1116插入一次性部分处的泄漏。例如，第一O形环1152可以定位在变幅杆1116中的凹部1170的开口的远侧，并且第二O形环1152可以定位在凹部开口的近端上的变幅杆1116周围(见图5A至图5C)。此外，顺应性密封件可围绕变幅杆1116的近端区域定位在其延伸到压电叠堆壳体1114外部的位置附近。在另一实施方式中，切割尖端1112可包括一次性部分1031内的一个或多个密封件。在此配置中，来自手术部位的流体不会与内部的一次性用品接触。这样做的好处是消除了存在于传统超声乳化手持件的交叉污染的可能性。

如上所述，切割管驱动机构119的一些实施方式可以是手持件的一次性部分1031的一部分(例如，图16A至图16D)，而切割管驱动机构119的其他实施方式可以是手持件1030的可重复使用的耐用部分1033的一部分(见图5A至图5C)。应当理解，可以考虑多种构造中的任一种，并且手持件1030的一个或多个部件的位置无论是在一次性部分还是可重用部分中都可以改变。

其他泵配置

如上所述，手持件内的抽吸泵1014可以是多种低轮廓(low profile)抽吸泵中的任何一种，包括蠕动泵、线性蠕动泵、活塞泵、涡旋泵等。图5A至图5C示出了具有作为抽吸泵1014的蠕动泵的手持件1030的实施方式。图22A至图22B示出了具有作为抽吸泵1014的线性蠕动泵的手持件的实施方式。图13A至图13L图示了具有作为抽吸泵1014的活塞泵的超声乳化系统的手持件1030的实施方式的各种视图。抽吸泵可包括一个或多个活塞2799，该活塞可在活塞歧管2798的相应泵送室2705内移动。活塞2799由驱动机构提供动力，例如可定位在手持件1030的耐用部分1033内的马达(未示出)。图13F至图13H示出了真空歧管2774，其耦合到活塞歧管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。由马达提供动力的一个或多个活塞2799在泵送室2705以及真空室2703内产生真空，用于通过切割管1112的管腔1110抽吸材料。

应当理解，任意数量的活塞2799可以定位在相应的泵送室2705内。在其泵送室2705内来回弹跳的多个活塞2799可以产生脉动真空或全真空，其以负压脉冲传递到切割管1112的管腔的远侧部分。脉动真空允许通过切割管1112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。然而，由于它是脉冲式的，因此平均抽吸流速可以足够低，使得即使在脉冲峰值时处于这些高真空下，冲洗流入也能维持适当的前房支撑。

图14A示出了位于真空室2703内的切割管1112中的凹口或近侧开口2788。真空可以将晶状体材料拉过切割管1112。晶状体材料可以通过近侧开口2788离开切割管1112的管腔1110并且进入真空歧管2774的真空室2703。晶状体材料不意图行进到切割管1112中的近侧开口2788的近侧。真空室2703被配置为经由由单向阀2707(见图13I)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的配置可以不同，包括鸭嘴阀、球形止回阀、提升止回阀、停止止回阀和其他类型的允许流体单向流动和切断流体沿相反方向流动的阀。活塞2799在泵送室2705内沿第一方向的运动(即，向近侧或朝向手持件的后部)产生真空，该真空可通过围绕切割管1112的真空歧管2774上的开口2706提供至切割管1112的管腔。垫圈3262将真空室2703和排空室2709隔开(见图14A)，真空室2703可以由中心的空腔限定。在向切割管1112的管腔提供真空时，来自眼睛的材料被吸入切割管1112的管腔1110，排空到真空室2703中，并通过单向阀2707被拉入泵送室2705。活塞2799在泵送室2705内沿相反的第二方向(即向远侧或朝向手持件的前部)的运动导致压力在活塞歧管2798内形成，并将材料从泵送室2705排出并从系统排出。可以将材料从系统中排出到与出口耦合的处置附件中，如本文别处描述的。

再次参考图13I，真空歧管2774可以额外包括排空室2709。排空室2709与真空室2703密封，使得被吸入系统中的材料可以从系统中清除，而不会通过切割管1112被推回。腔室2703和2709之间的密封可由一个或多个O形环2786提供。真空室2703被配置为通过位于开口2706内的相应的单向阀2707与一个或多个泵送室2705流体连通。排空室2709通过由相应阀2713调节的其他开口1038与一个或多个泵送室2705中的每一个流体连通。阀2713的构造可以不同，包括球型止回阀。活塞2799在其各自的泵送室2705内沿第一方向(例如朝向手持件1030的近端)的移动将材料从真空室2703通过阀2707抽吸到泵送室2705中。活塞2799在其各自的泵送室2705内沿第二相反方向(例如朝向手持件1030的远端)的移动使压力在活塞歧管2798内形成。该压力打开活塞歧管2798中的阀门2713。废料可以通过废料通道1038(例如图14A中所示的三个开口)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离开装置。排空室2709在图14A中示出为穿过真空歧管2774和活塞歧管2798的椭圆形通道，但是应当理解，也可以考虑其他形状。在材料的清除过程中，一个或多个泵送室2705和真空室2703之间的单向阀2707防止材料回流到真空室2703、管腔1110并流出切割管1112。然而，一个或多个泵送室2705和排空室2709之间的开口1038允许材料自由地进入排空室2709，并最终从排空室2709的出口或抽吸端口1154离开，至少直到流动被阀2713切断为止。

再次参考图13J，活塞2799在近侧方向的运动在泵送室2705内产生真空。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1038，从而打开阀2713。当活塞2799沿远侧方向移动时，流体压力在泵送室2705内形成，增加腔内的流体压力并将材料推向阀2713的开口1038。阀2713的球2717向远侧推压弹簧2719，使得弹簧2719压缩并且球2717被推靠在阀开口1038上，从而关闭阀门。当阀2713关闭时，泵送室2705中基本上没有材料。在一些实施方式中，阀2707可以略微具有顺应性，例如硅胶阀，如鸭嘴阀。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。当反向正压施加在其上时，顺应阀可能会变形，而非顺应阀则不会变形。如果真空室2703和泵送室2705之间的阀是顺应性阀，且球2717基本上是非顺应性的，那么当活塞向远侧行进并产生正压以从泵送室2705中抽空材料时，正压可导致顺应性阀的变形以及从切割管1112流出的流体量的少量清除或反流。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，可以进一步通过泵送室2705的设计优化反流。在泵送室2705中，将泵送室2705连接到排空室2709的出口开口可以位于例如室的侧面并且被构造成使得活塞2799可以行进超过出口开口。在该实施例中，在活塞2799已经向远侧移动超过出口开口之后，没有用于流体排空的其他路径。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内产生正压力矩，这导致切割管1112远端处的材料短暂反流。

如图13F至图13G以及图13K至图13L和图14B中最佳所示，每个活塞2799可包括细长的中央活塞杆2721，其被在活塞头2723a，2723b之间延伸的弹簧2701围绕。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位于活塞歧管2798内的活塞腔2704内，活塞歧管2798位于泵送室2705的近侧。远侧活塞头2723a、滑动密封件2794和活塞杆2721能够在泵送室2705内滑动。泵送室2705的内部尺寸小于活塞腔2704的内部尺寸和弹簧2701的外部尺寸。因此，当活塞2799朝向泵送室2705的远端区域移动时，弹簧2701在活塞腔2704内在近侧活塞头2723b和泵送室2705的下端之间被压缩。弹簧2701被偏置以将活塞2799向近侧推向泵送室2705的近端。

手持件可包括旋转凸轮2769，该旋转凸轮2769具有直接地或经由马达联接器可操作地耦合到马达的近端。旋转凸轮2769可以将马达的旋转运动转换为活塞2799的线性运动。弹簧2701被偏置以将活塞2799向近侧推向泵送室2705的近端。定位在活塞2799的近侧的旋转凸轮2769被配置成朝向其各自的泵送室2705的远端向远侧推动活塞2799。当凸轮2769旋转时，其对着活塞2799的近侧活塞头2723b按顺序地施加指向远侧的力。活塞2799的弹簧2701依次被按顺序地压缩。在凸轮2769进一步旋转时，对着近侧活塞头2723的指向远侧的力被按顺序地去除，并且弹簧2701按顺序地向后推动活塞2799，从而通过单向阀2707在相应的泵送室2705内产生真空。

如图13C至图13E中最佳示出的，旋转凸轮2769可与马达联接器2795耦合。马达联接器2795可在近端具有孔2789，该孔被配置为接收齿轮头2752，并且可在远端上具有一个或多个突出部2796。突出部2796被配置为与凸轮2769的近端上的对应楔形突出部2797邻接并接合。凸轮2769随着齿轮头2752旋转而旋转。凸轮2769的远端具有凸轮表面2725，该凸轮表面2725被配置为提供活塞2799的往复线性运动。凸轮表面2725的几何形状可以被设计为在其各自的孔中提供活塞2799的不同运动曲线，从而产生不同的真空曲线(即平滑连续、连续且具有负压尖峰或不连续的脉冲负压)。凸轮表面2725可以是椭圆形、偏心形、蛋形或蜗牛形。在凸轮2769旋转的第一部分期间，近侧活塞头2723b沿凸轮表面2725的倾斜部分滑动，并且活塞2799沿装置的纵向轴线向远侧移动。在凸轮2769旋转的第二部分期间，近侧活塞头2723b滑过凸轮表面2725，该凸轮表面2725终止于升高边缘(ledge)2726。当活塞头2723b从升高边缘2726掉落时，凸轮2769对活塞2799施加的指向远侧的力被释放。围绕活塞杆2721的弹簧2701在近侧方向上朝向活塞腔2704的近端区域推动近侧活塞头2723b。凸轮2769的完整旋转因此允许每个活塞2799接连地轴向移动。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从凸轮表面2725掉落并且以比第一速率快得多的第二速率在近侧方向上缩回。该活塞运动的定时(timing)可以根据凸轮表面2725的几何形状和升高边缘2726相对于凸轮表面2725的位置而变化。例如，一个活塞缩回以在腔室内产生负压的时刻相对于下一个活塞缩回以在腔室内产生负压的时刻的定时可以是凸轮表面2725几何形状的函数。凸轮表面2725可结合有升高边缘2726，使得每个活塞在到达升高边缘2726时迅速缩回，如图13C所示。当活塞沿着凸轮表面2725移动时，活塞在远侧方向上以第一速率延伸，然后当它从升高边缘2726掉落时在近侧方向上以更快的第二速率延伸。在其他实施方式中，凸轮表面2725具有第一斜面，第一斜面通过第二斜面连接到升高边缘2726。凸轮表面2725的第一斜面允许每个活塞逐渐延伸，并且第二斜面允许每个活塞逐渐缩回。因此，每个活塞在从升高边缘2726掉落之前将逐渐缩回一段距离，之后快速缩回剩余的向后行程。如2018年11月8日公布的美国专利公开第2018/0318133号中所述，参与产生抽吸力的活塞的运动和切割管的运动可以由于旋转凸轮机构而联系起来，该美国专利公开通过引用并入本文。

真空脉冲可以设计为突然发生，例如，通过活塞2799从凸轮表面2725的升高边缘2726掉落并被活塞弹簧2701向近侧推向泵送室2705的近端。可以利用由于升高边缘2726导致的这种缩回的定时来实现更脉动的真空曲线。脉动真空有利于破碎晶状体和从眼睛中去除晶状体材料，因为在这些短时间爆发期间，峰值真空水平可能比施加稳定真空时所能达到的水平要高，因为流速保持在低于标称量(例如50cc/分钟)。产生了高的真空峰值，但可以保持低的总流速。

第一活塞缩回和下一个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腔内的相对运动的函数。真空脉冲可以被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具有瞬间暂停的不连续。在一些实施方式中，第一活塞可以缩回并且第二活塞直到第一活塞缩回的停留期之后才开始缩回(参见图15A)，从而产生脉动真空曲线。如上所述，装置可以包括具有凸轮表面2725的凸轮2769，该凸轮表面被配置为提供活塞2799的往复线性运动。图15A示意性地图示了活塞2799a、2799b、2799c沿着凸轮2769的凸轮表面2725的运动。凸轮表面2725终止于急剧的下降或升高边缘2726处。在凸轮2769的旋转期间，活塞2799a、2799b、2799c沿着凸轮表面2725滑动，并由此在远侧方向上延伸。在到达升高边缘2726时，第一活塞2799a从升高边缘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的几何形状在下一个活塞2799b到达升高边缘2726并缩回从而产生第二负压尖峰之前产生无负压的停留时间。结果是一系列不连续的负压脉冲。

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且更连续。图15B至图15D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升高边缘2726之前具有用于活塞缩回的更平缓的斜度。凸轮表面2725的几何形状可以被设计成使得多个活塞2799之一以恒定速率缩回(即在泵送室2705内产生负压)。图15B示出了恰好在升高边缘2726之前接近在活塞腔内的其近侧行程结束时的第一活塞2799a。第二活塞2799b准备好在第一活塞2799a从升高边缘2726掉落之前开始其沿着平缓斜度的缩回。图15C和图15D示出了凸轮2769的进一步旋转和活塞沿凸轮表面2725的运动。在第二活塞2799b从升高边缘2726掉落之前，第三活塞2799c将开始其沿着凸轮表面2725的平缓斜度的缩回。活塞缩回的定时产生流出眼睛的流体的流速，与图15A相比，该流速基本上是连续的，因为在图15A所示的凸轮表面2725的几何形状的情况下，流速是不连续的，存在不抽真空的时刻。然而，升高边缘2726的存在可以在由缩回活塞施加的连续负压之上产生小的负压尖峰。第一活塞2799a以第一速率沿着凸轮表面2725缩回第一距离，从而产生第一负压。第二活塞2799b可以在第一活塞2799a从升高边缘2726掉落之前开始以第一速率沿着凸轮表面2725缩回，从而保持该负压。然后第一活塞2799a从升高边缘2726掉落，以更快的第二速度缩回剩余距离，从而产生负压尖峰。

如图13K至图13L中最佳所示，活塞止挡件2727可以耦合到活塞歧管2798的近端区域。活塞止挡件2727可以是围绕旋转凸轮2769的大致圆柱形元件。活塞止挡件2727的远端区域可以限定一个或多个突出部2729，被配置为突出到活塞歧管2798中的每个活塞腔2704的近端区域中。当突出部2729被定位在其相应的活塞腔2704的最近端区域处时，突出部2729抵靠相应活塞2799的近侧活塞头2723b。例如，如果手持件1030包括定位在三个活塞腔2704中的三个活塞2799，则活塞止挡件2727包括三个突出部2729，其构造为抵靠三个活塞2799中的每一个的近侧活塞头2723b。活塞止挡件2727在弹簧2701膨胀时为活塞2799在近侧方向上的线性行程提供硬止动，因此，可实现的泵送室2705的总体积被限制。突出部2729在活塞腔2704内的相对位置是可调节的。在一些实施方式中，调节环2730可以定位成围绕活塞止挡件2727的外表面，并且通过手持部分1030的壳体中的一个或多个窗口2731可供用户使用(见图13A至图13B)。调节环2730可以具有带螺纹的内表面，该内表面构造成与活塞止挡件2727的外表面上的对应销2732接合。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，突出部2729进一步延伸到活塞腔2704中并在弹簧2701膨胀时限制活塞2799在近侧方向上的线性行程。这进而限制泵送室2705的尺寸。随着活塞止挡件2727被调节为相对于活塞歧管2798定位在更近侧，突出部2729从活塞腔2704缩回并且在弹簧2701膨胀时不限制(或在较小的程度上限制)活塞2799在近侧方向上的线性行程。这进而使泵送室2705的尺寸最大化。活塞止挡件2727也可以调节以确定由活塞在其各自的腔室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)，如下文将更详细描述的。

在一些实施方式中，真空源可以产生真空的突然升高，形成真空曲线，这导致角膜和眼睛在施加脉冲真空期间有效地上下“弹跳”。例如，当活塞2799向后弹起时，它们可以产生真空的突然升高，形成类似于“锯齿”的真空曲线(即抽吸-暂停-抽吸)。限制活塞2799在其各自的泵送室2705内的向后行进可以减少每次活塞向后弹起时产生的吸入冲击或震动的量。因此，活塞极限限制了每个活塞行程产生的最大吸力，从而减少这种突然吸力对眼睛的冲击。活塞2799的每个向后行程所产生的真空可大于500mmHg直至约700mmHg。

在一些实施方式中，装置可以在两种真空模式之间切换。第一模式可以是基本连续的真空模式，不存在由于活塞2799从升高边缘2726掉落而导致的负压尖峰。第二模式可以是具有负压尖峰的基本连续的真空模式。当处于第一模式时，活塞缩回可被限制为腔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腔内的行程限制为小于最大距离的距离。如本文别处所述，装置可包括耦合到活塞歧管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可包括突出部2729，该突出部2729被配置为突出到其相应活塞腔2704的近端区域中以与活塞2799的近端接触。因此，凸轮2769和活塞止挡件2727的突出部2729被配置为接触活塞2799的近端、内部区域上的凸轮2769和外部区域上的突出部2729。活塞止挡件2727的突出部2729可以为活塞2799在近侧方向上的线性行程提供硬止挡。例如，活塞腔内的最大活塞行程可以是5mm的距离。活塞止挡件2727的突出部2729可以推进到活塞腔中2mm，从而将活塞2799的近侧缩回限制到3mm的距离而不是最大5mm的距离。当凸轮2769转动并且活塞2799沿凸轮表面2725伸出和缩回时，活塞止挡件2727的突出部2729可以有效地防止活塞2799从升高边缘2726掉落，从而产生平滑、连续的负压，而不会出现负压中的尖峰。当活塞止挡件2727的突出部2729从活塞腔中缩回时，活塞2799可以再次行进最大距离并且可以从升高边缘2726掉落，从而产生负压中的尖峰。

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切割管1112的特征来限制手持件实现最大真空。例如，可以结合排放阀或其他旁路机构以防止在切割管1112的远侧开口处施加阈值量的真空并进入眼睛。即使进入切割管1112的开口被堵塞，打开或关闭抽吸的旁路也可以限制在眼睛内可以产生的最大真空量。这种旁路可以防止在堵塞的情况下形成真空，从而在去除堵塞时产生较小的涌浪。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获得施加最大真空的可能或小于所施加的最大真空。

对每个活塞的每次近侧行程所能达到的最大真空压力进行限制可能是期望的。限制最大真空可为囊袋和整个眼睛提供额外的安全性。例如，系统对囊袋和前房完整性的影响可能与在远侧尖端施加的抽吸的程度直接相关。限制总真空压力(例如可实现的最大真空的至少约2％、3％、4％、5％、10％、15％、20％、25％，直至约50％)可以防止例如囊袋撕裂或前房“弹跳(trampolining)”的问题。

图13L示出了配置为限制每个泵送室2705中的最大真空压力的真空旁路特征2708的实施方式。旁路特征2708可以具有多种配置中的任一种。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低凹、凹痕或凹槽(见图13L)。如上所述，活塞2799可以包括被在活塞头2723a、2723b之间延伸的弹簧2701围绕的细长的中心活塞杆2721。滑动O形环密封件2794可定位在远侧活塞头2723a周围，其在泵送室2705内保持真空。图13L中所示的活塞2799位于圆柱形泵送室2705中靠近其近侧行进路径的端部，使得近侧活塞头2723b抵靠活塞止挡件2727。当活塞头2723b抵靠活塞止挡件2727时，密封件2794可与活塞行程的近端附近的旁路特征2708对齐。旁路特征2708可具有沿着圆柱形腔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，并且特征2708的至少一部分位于密封件2794的近侧。在密封件2794的远侧和近侧(即腔室2705的高压侧和低压侧)上均存在旁路特征2708意味着一定量的环境空气可以瞬间从在活塞行程的近端处从腔室2705的高压侧流入低压侧(即密封件2794的远侧)。环境空气的泄漏或排出可限制否则在活塞2799沿近侧方向缩回时将实现的真空压力的程度。抽吸腔的排气可以是通往大气或冲洗流体通道、废料流体通道或任何其他允许流体或空气进入抽吸腔并且在抽吸腔内实现真空水平降低的腔。排气可以释放抽吸腔内的真空水平并降低操作期间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按顺序的活塞缩回而产生真空压力的速度。

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，如下文将更详细地描述的。旁路特征2708可具有可调节和/或用户可选择的几何形状以提供对可实现的期望最大压力值的额外用户控制。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。孔的直径、长度和/或位置可以是可变的并且可由用户选择以实现对实现的最大吸入压力的期望控制。

在一些实施方式中，装置可以结合排气机构，该排气机构在某些情况下可以是有用的，例如，当囊袋被无意地捕获在切割管1112的远端中或晶状体材料闭塞切割管1112的远端时。类似于上述旁路特征2708，排气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。该孔可以被可移动元件覆盖和/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部件来致动，从而允许用户将泵送室2705中的任何积聚的真空排放到大气中。排出真空允许例如囊袋之类的材料从切割管1112的尖端释放。排气机构的选择性激活可以包括按下按钮，该按钮的按下使通常覆盖孔的可移动元件移动，从而将孔暴露于大气。可替代地，排气机构的选择性激活可包括按下按钮，该按钮的按下使可移动元件移动，导致其覆盖常开的孔，从而防止向大气排气。在一个实施方式中，按钮可以耦合到本文别处描述的装置的多级触发器1180。作为示例，当触发器1180处于其中性状态并且装置处于静止状态时，可以排出真空并且系统内的吸力消散。当触发器1180被压下以启动抽吸时，可以关闭排气。在该示例中，已经将囊袋吸入装置尖端(或阻塞管腔的一块晶状体)的用户可以简单地松开触发器1180以排气并释放组织。

除了使切割管1112的尖端排气之外，排气清除机构还可以额外地产生流出装置的远侧尖端的少量的逆行流体流。尖端处的少量流体流可以帮助完全释放囊袋或任何其他导致堵塞的材料。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，当按下该按钮时可以迫使少量流体流出冲洗出口。这样，释放触发器1180可导致泵送室2705中积聚的真空的排出，并且按下清除按钮可将流体排出远侧尖端以进一步将囊袋推开。

图22A至图22B示出了用于结合到一次性工作部分1031内的抽吸泵1014的实施方式的透视图和俯视图，工作部分1031被配置为通过切割管1112提供平滑、连续的抽吸。工作部分1031可用于期望通过振荡切割管1112进行平滑流动抽吸的手术。图22C至图22D示出图22A的抽吸泵1014的凸轮轴405。

抽吸泵1014可以是线性蠕动泵，其具有对称的双室泵送歧管420、沿纵向轴线A纵向延伸穿过歧管420的中央凸轮轴405、多个凸轮从动件410和一对外围管415。泵送歧管420可以设置在工作部分1031内，位于近侧歧管和远侧歧管之间。凸轮轴405可以在凸轮轴405的近端区域上例如通过一次性部分1031中的旋转凸轮轴联接器2795耦合到驱动轴上。随着泵马达1115旋转，驱动轴驱动凸轮轴405旋转，从而为抽吸泵1014提供动力。凸轮轴405还可以在凸轮轴405的远端区域上例如通过旋转凸轮从动件耦合到切割管1112。

两个管415可以定位在泵送歧管420的中心线C的任一侧(见图23A)。两个管415可以以基本笔直的方式延伸穿过泵送歧管420，使得每个管形成穿过泵送歧管420的纵向轴线T(参见图22B)，该纵向轴线T定位成与凸轮轴405的纵向轴线A平行地延伸穿过泵送歧管420。两个管415中的第一管415a可以定位在凸轮轴405的一侧，并且两个管415中的第二管415b可以定位在凸轮轴405的相对的第二侧。近侧流动路径分成两个流动路径，在近端与近侧歧管(未示出)内的一对管415相连。两个管415可以在泵送歧管420的远侧合并到远侧歧管(未示出)中。远侧流动路径可以与远侧切割管1112的管腔流体连通。

图22C至图22D示出了图22A至图22B中的抽吸泵1014的凸轮轴405。凸轮轴405可以包括多个凸角式凸轮425，它们及时工作以一侧至一侧地(side-to-side)或朝向和远离一对管415驱动多个凸轮从动件410，使得管经历按顺序的、渐进的压缩，从而沿其流动路径推动其流体体积。该对管415可以与凸轮轴405的纵向轴线A(旋转轴线)对齐。凸轮从动件410的一侧至一侧的运动可以在垂直于凸轮轴405的纵向轴线A且垂直于管415中的每一个的纵向轴线T(见图22B)的平面内。作为示例，管415可以平行于或沿着凸轮轴405的旋转轴线在空间上延伸穿过泵送歧管。管415可以被凸轮从动件410沿着相对于凸轮轴405的旋转轴线基本上成90度的轴线压缩。例如，凸轮从动件410可以相对于凸轮轴405沿着水平位置或沿着垂直位置被一侧至一侧地驱动。虽然凸轮从动件410和管415的相对角度可以大于或小于90度角，但是凸轮从动件405不会如使用滚子的传统蠕动泵所发生的那样沿管415的侧壁轴向平移，其中滚子沿着管道的长度压缩和滚动，沿其流动路径移动其流体体积。

每个管415可以被凸轮从动件410以波浪状方式按顺序地压缩。最大程度的压缩使管关闭，捕获沿着管的长度推动的离散体积的流体，导致抽吸流体流移动通过管415。传统的蠕动泵可涉及滚子或其他部件沿管的纵向轴线的平移，从而推动流体通过管。随着时间的推移产生磨擦，这种沿着管的线性平移会导致管的侧壁产生孔洞或撕裂。本文所述的抽吸泵1014不需要涉及压缩元件沿管415的纵向轴线(即，图22B中所示的轴线T)的平移。相反，每个管415的压缩位于垂直于管415的纵向轴线T的平面中。这种布置避免了管的拉动或拉伸并且在其侧壁上不产生或几乎不产生摩擦。换言之，多个凸轮从动件在两个管415a、415b的纵向轴线T的方向上不施加力。腔室体积保持一致，并且泵1014的可能由于沿管长度平移的压缩引起的管故障或泵性能损失的风险降低。

如图23A至图23D中最佳所示，多个凸轮从动件410中的每一个可以包括内部狭槽430，该内部狭槽430被构造成接收它们各自的凸轮凸角425。凸轮凸角425可以随着凸轮轴405围绕纵向轴线A旋转而相对于内部狭槽430在内部狭槽430中上下移动。凸轮从动件410继而被凸轮凸角425相对于泵歧管420的中心线C一侧至一侧地推动。图23A示出了与中心线C对齐的一个凸轮从动件410。示出的凸轮凸角425与中心线C基本对齐并且定位在凸轮从动件410的狭槽430的上端区域中。随着凸轮轴405沿着箭头A绕其轴线A转动第一角度，凸轮从动件410在箭头R的方向上沿轴线C'被推离中心线C，并且凸轮凸角425向下行进穿过凸轮从动件410的狭槽430(图23B)。随着当凸轮轴405沿箭头A绕其轴线A进一步转动第二角度，凸轮从动件410在箭头L的方向上沿轴线C'被推回中心线C，并且凸轮凸角425进一步向下行进穿过凸轮从动件410的狭槽430(图23C)。随着凸轮轴405沿箭头A绕其轴线A进一步转动第三角度，凸轮从动件410在L'的方向上沿轴线C'被推离中心线C，凸轮凸角425朝向狭槽430的上端区域向上行进穿过凸轮从动件410的狭槽430(图23D)。

凸轮从动件410的一侧至一侧的运动可以对每个管415产生递增的、按顺序的压缩，使得在与切割管连通的远侧流动路径中产生的抽吸是平滑的或是基本上无脉动的抽吸。凸轮轴405的几何形状(例如节距、长度)以及凸轮凸角425和凸轮从动件410的数量可以改变，以实现沿管415的纵向轴线T的特定定时。泵1014中的凸轮从动件410的数量可以不同，例如，至少2、3、4、5、6、7、8、9、10，直至约20个凸轮从动件410。随着凸角和从动件数量的增加，凸轮凸角425和凸轮从动件410的数量可以更接近地近似完美平顺的流动。例如，图22B所示的抽吸泵1014的实施方式包括10个凸轮凸角425和10个凸轮从动件410。随着每个凸轮从动件410被一侧至一侧地推动以压缩相对的管415，抽吸泵1014因此可以产生平滑的正弦波形曲线。

图24A示出了当凸轮轴405开始旋转时，泵1014在启动时最初如何经历预热期。凸轮从动件410在泵送歧管420内被一侧至一侧地推动以按顺序地压缩该对管415，并且在管415a和管415b的流动管线内形成负压。通过管415a的流速可以偏离于通过管415b的流速，使得所达到的目标流速基本上恒定，并且通过远侧流动路径的脉动流最小。

泵1014可以包括比图22A至图22B的实施例中所示的更少的凸轮从动件410。在这样的实施方式中，凸轮轴405的定时可以产生更像断开-接通类型的方形曲线的曲线(见图24B)。与例如使用更渐进的动作将管挤压关闭的螺旋驱动蠕动泵相比，断开-接通方形曲线可以提供更一致的腔室长度(即，管内被凸轮从动件封闭的位置之间的密封体积)。图22A至图22B中所示的泵的实施方式的凸轮凸角遵循相对于整个装置的圆形路径和相对于凸轮从动件的线性路径。凸轮从动件压缩两侧的管子。当它向一个方向移动时，它会压缩一根管子，而当它向相反方向移动时，它会压缩另一根管子。然而，凸轮凸角不需要由具有这种逐渐压缩的螺旋路径驱动。相反，凸轮凸角的布局可以相对于彼此径向或沿轴线T纵向定位，使得各个凸轮凸角之间的间隔可以在管415上产生压缩以实现期望的定时。

再次参考图23A至图23D，凸轮从动件410的形状不仅提供凸轮从动件410在凸轮轴405旋转时一侧至一侧的运动的行程。凸轮从动件410的形状提供该对管415的有效压缩。每个凸轮从动件410可以在中心线C的第一侧上在凸轮从动件410的外表面上结合第一压缩区435，并且在中心线C的相对的第二侧上在凸轮从动件410的外表面上结合第二压缩区437。第一和第二压缩区435、437中的每一个可布置成与中心线C'基本对齐。当凸轮从动件410沿箭头R移动时，第一压缩区435压缩管415b(图23B)。随着凸轮从动件410沿箭头L'移动，第二压缩区437压缩管415a(图23D)。每个凸轮从动件410还可包括用于每个压缩区435、437的两个位移区440、442。随着管415被压缩区435、437压缩，对应的两个位移区440、442可接收管415的被凸轮从动件410的压缩区435、437压缩的材料。

该对管415可以沿着纵向轴线T并平行于凸轮轴405的纵向轴线A以直线延伸。该对管415通过泵送歧管大致平行于凸轮轴405的旋转轴线延伸。因此，管415上的压缩以沿着相对于凸轮轴的旋转平面的水平面的一侧至一侧的运动发生，凸轮轴的旋转平面可以在垂直于纵向轴线A(以及轴线T)的平面中。因此，这种压缩不会沿管的侧壁轴向平移，从而提供对管材料的磨损较小的优点。另外，该对直管415的构造可以在凸轮从动件410上提供额外的一侧至一侧的力。例如，当一个管415a被凸轮从动件410压缩时，刚被凸轮从动件410压缩的相对的管415b可以弹回其原始形状。弹簧力可以帮助压缩相对的管415。每个管415可以通过在压缩的相反方向上推动凸轮从动件410来帮助引起与其配对的管的压缩。

如上所述，凸轮轴405的近端区域可以例如通过一次性部分1031中的联接器耦合到驱动轴，并且凸轮轴405的远端可以耦合到切割管1112。因此，驱动抽吸泵1014的驱动机构也可以驱动切割管1112的振荡。尽管在物理上耦合，泵和振荡可以在功能上分离。泵1014可以被配置为通过驱动机构在最大流量水平和最大抽吸潜力下开启。通过切割管1112输送的抽吸可由排放阀控制。排放阀可以向大气打开，从而在泵1014启动时，尽管驱动马达全速转动，但不会通过切割管1112进行抽吸。排放阀可在触发器1180致动时开始关闭，使得通过切割管1112的抽吸缓慢增加。致动触发器1180的程度越大，则抽吸越大，直到排放阀达到完全关闭位置并且完全抽吸被引导通过管腔。阀可定位在抽吸泵1014的远侧和切割组件的近侧。

与切割管1112振荡所需的转动速度相比，抽吸泵1014驱动抽吸所需的转动速度通常较慢来。例如，在玻璃体切除术中，期望实现最高可达每分钟5000次切割，并且实现650mmHg或25cc/分钟体积的真空能力。器械可以结合一个小的传动装置或齿轮系来实现所需的振荡速度。齿轮系可以定位在凸轮轴405与切割管1112之间，并且可以被配置为接合和分离切割管1112，在管1112的振荡中充当离合器机构。齿轮系可以实现切割管振荡速度和抽吸泵转速之间的固定比率。在一些实施方式中，可以启动并以最大速度运行抽吸泵1014。阀可以控制通过切割管1112的管腔的抽吸输送。输入部件1180可以被致动以接合或脱离切割管1112的切割。

凸轮轴405的凸角式凸轮425可以驱动并引起多个凸轮从动件410的运动，该凸轮从动件410构造成按顺序地压缩管415并且将产生的抽吸压力转移到定位在眼内的切割管1112。多个凸轮从动件410可以由凸轮轴405的凸轮驱动以在基本上垂直于纵向轴线的平面中移动以按顺序地压缩管415。作为示例，管415可以平行于或沿着z轴或凸轮轴405的旋转中心在空间上延伸。管415可以被凸轮从动件410沿着与z轴大致成90度对齐的轴线压缩。例如，凸轮从动件410可相对于凸轮轴405的z轴沿水平位置或x轴被一侧至一侧地驱动。凸轮从动件410还可相对于凸轮轴405的z轴沿垂直位置或沿y轴被驱动。凸轮从动件410和管415之间的相对角度也可以大于或小于90度角。然而，凸轮从动件405不沿管415的侧壁(即沿z轴)轴向平移。凸轮轴405还可以驱动切割管1112的振荡，切割管可以是晶状体破碎工作尖端或玻璃体切除术探针。

一次性部分1031内的蠕动泵的构造可以改变，且不必是线性蠕动泵。例如，蠕动泵可以是螺旋设计或马蹄形蠕动泵。

非对称切割运动和抽吸曲线

如上所述，本文描述的手持件可包括切割管1112或其他细长轴，其被配置为以微创方式插入眼中以切割、抽吸和/或注入眼中的物质。细长轴可被配置为玻璃体切除术式切割元件，其具有延伸穿过具有侧开口的外部构件的中空细长构件，该侧开口被构造成捕获和切割组织块。细长轴可被配置为超声乳化(“phaco”)式尖端，其还包括带有或不带有外部构件的可移动切割管。细长轴的振荡运动可使用多种机构中的任一种发生，例如本文别处描述的压电驱动系统。可以通过避免常规超声乳化术对脆弱的眼组织(例如角膜内皮细胞)的有害影响的方式产生某些振荡运动。

常规的超声乳化可以结合两种主要的作用方法：1)机械锤击(jack hammering)，和2)空化。在锤击的情况下，尖端的振荡运动以高速机械地冲击组织以将组织破碎成更小的碎片。空化涉及由于尖端的高速振荡而产生气泡。常规超声乳化中尖端的缩回速度足以产生足够低的压力区域，从而在溶解气体从流体中抽出时导致气泡形成。随着尖端从缩回过渡到向前运动，这些气泡随后会塌缩和内爆，从而导致非常高的温度(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。虽然空化在破坏眼组织方面的作用是有争议的，但空化作为白内障手术期间常规超声乳化术对周围眼组织的有害影响的主要驱动因素却没有争议。高温、冲击波和在常规超声乳化术过程中在眼睛中产生的自由基对角膜内皮细胞的健康造成影响。

本文描述的手持件可包括驱动机构，该驱动机构以减少、减弱或防止常规超声乳化过程中的空化问题的方式纵向振荡切割管。在使用时，驱动机构以缩回速度曲线沿近侧方向缩回切割管，并且以延伸速度曲线沿远侧方向推进切割管。缩回速度曲线可以不同于延伸速度曲线。此外，切割管的运动曲线可以与真空曲线相协调。例如，在通过切割管(即通过远侧开口)施加真空脉冲时，可以同时在远侧方向上发射切割管。脉冲真空可以在手持部分1030内部产生和/或在外部产生并且手柄内部进行阀控制，如本文别处描述的。虽然切割管被描述为相对于治疗部位在向前和远侧方向上运动，但也可以考虑切割管的振动。切割管可以以与传统超声乳化机类似的方式振动。因此，可以在施加真空脉冲的同时振动切割管，并且在真空脉冲的某个阶段或之后，可以关闭振动和真空，以便系统在再次启动振动-真空序列之前静止。下面更详细地描述切割管的运动和/或振动与通过切割管施加的真空之间的协调。

最大尖端缩回速度可以保持在临界“空化阈值速度”以下，否则会导致眼睛中的空化。平均缩回速度可以是慢的，即低于空化阈值速度，但平均延伸速度可以是快的，即接近或高于典型超声乳化尖端的平均缩回速度。因此，可以实现机械锤击的优势，同时完全避免空化的有害影响。

图10A和图10C示出了超声乳化尖端的典型正弦运动曲线，其中尖端的平均速度在近侧缩回期间与远侧延伸期间基本相同(参见图10A)。缩回速度曲线R的最大尖端速度与延伸速度曲线E的最大尖端速度基本相同，因此，运动曲线基本重叠(参见图10C的V_maxR，V_maxE)。图10C示出延伸速度曲线和缩回速度曲线基本上相同的运动曲线。例如，具有0.1mm振幅的40,000Hz超声乳化机可能具有约12.6米/秒的V_max，其中时间T₁约为0.0125ms。图10B示出了具有大体非正弦运动曲线的振荡切割管1112，其中缩回速度曲线的平均尖端速度和延伸速度曲线的平均尖端速度可以显著不同，从而为振荡切割管提供整体非对称的运动曲线。振荡切割尖端1112具有缩回速度曲线R的最大尖端速度(V_maxR)，其显著低于延伸速度曲线E的最大尖端速度(V_maxE)，因此，运动曲线基本不重叠(见图10D)。图10D示出了所提供的运动曲线，其中V_maxR可以显著更低，使得完全缩回在时间T₂完成。因此，该装置可具有较低的V_avg。

图10E至图10F示出本文考虑的另外的非对称运动曲线。随着压电驱动迫使切割管1112向前运动直到其达到其行程极限，延伸速度E可以线性增加到V_maxE，并在缩回之前下降到零。随着切割管1112缩回，缩回速度R增加到V_maxR，其中速度曲线R可以形成平稳台，在该平稳台期间缩回速度大致恒定。缩回阶段在时间T₂完成，其比完成延伸阶段所用的时间T₁长。在延伸阶段和缩回阶段之间可以存在停留或暂停期。V_maxE可以与传统的超声乳化机大致相同(例如在约8到12米/秒之间)。V_maxR可以远低于传统的超声乳化机(例如小于约0.02米/秒)。应当理解，延伸速度和缩回速度可以改变，本文考虑多种非正弦尖端运动曲线中的任何一种。在一些实施方式中，V_maxE可以在约2米/秒至50米/秒之间，且V_maxR可以在约0.001米/秒至2米/秒之间。在一些实施方式中，尖端速度可以是至少3米/秒，频率小于超声波，如本文别处描述的。

可移动切割管的速度曲线和运动曲线通常可以是正弦曲线，使得切割管的远侧尖端的运动以正弦模式振荡，对应于提供给压电晶体的电压的频率和其激发的系统的谐振。因此，远侧尖端的速度也作为运动曲线的导数以正弦方式振荡。图10G示出了切割管1112的远侧尖端的非正弦运动的实施方式(下方)，相对于其延伸和缩回速度曲线(上方)。速度曲线和相应的运动曲线都显示为非正弦曲线。远侧尖端可以在延伸循环和缩回循环之间具有停留时间。在t₀和t₁之间，远侧尖端可以以速度曲线向前延伸，该速度曲线可以是正弦波或任何其他曲线。在t₁，远侧尖端可以在t₁和t₂之间暂停一停留期。停留期可以是约0.050毫秒，或者在约0.001至0.025毫秒之间。在t₂，远侧尖端可以以一速度曲线缩回，该速度曲线可以遵循正弦曲线。远侧尖端的运动类似于在其最大延伸位置具有停留期的正弦波。

非正弦模式，例如如图10G所示，可以降低空化的可能性，因为停留时间允许在延伸期间因切割管1112的移动而移位的眼睛中的流体在切割管1112开始缩回之前返回到零动量状态。切割管运动的正弦模式将流体推离远侧尖端，然后立即缩回，同时流体可能仍在远离远侧尖端行进，从而由于流体与远侧尖端的相对速度而增加了空化的可能性。如果眼睛的流体由于动量从尖端带走而远侧尖端本身开始缩回，则流体相对于远侧尖端的速度更高。停留期可以允许被移位的流体在远侧尖端开始缩回之前返回到零动量或零速率状态。在该实施方式中，延伸速度曲线和缩回速度曲线可以相似或相同，但是远侧尖端的总体速度曲线和移动是非正弦的。还可以设想其他实施方式。例如，与典型的正弦波模式相比，切割管1112在接近其完全延伸位置时可以更缓慢地减速。随着切割管1112缩回，曲线将遵循更对称的路径。可以考虑任意数量的其他非正弦模式。

应当理解，本文使用的术语“非正弦”可以定义为这样一种运动或速度曲线，其不遵循单纯的正弦波模式的振荡运动。单纯的正弦波可以由单个频率、单个相移和单个振幅定义。可以通过添加或减去正弦波来生成某些复杂的曲线。然而，这些复杂的曲线也可以认为是非正弦曲线，因为它们的加或减不遵循单纯的单一正弦波模式。虽然本文中将非正弦的切割管运动称为缩回和延伸，但也可以考虑一侧至一侧的运动以及扭转运动。

驱动机构能够以缩回速度曲线在近侧方向上缩回切割管1112并且以延伸速度分布在远侧方向上推进切割管1112，使得缩回速度曲线不同于延伸速度曲线。从缩回速度曲线获得的切割管的平均缩回速度可以低于从延伸速度曲线获得的切割管的平均延伸速度。因此，可操作地耦合到切割管1112的驱动机构被配置为非对称地振荡切割管1112。延伸速度曲线E可以包括V_maxE，且缩回速度曲线R可以包括V_maxR，其中V_maxR小于V_maxE。切割管1112的V_maxR通常保持在阈值速度以下，在该阈值速度下将在眼睛中产生空化气泡。在不将本公开限制于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缩回的理论速度通常为约5米/秒。为此，可将切割管1112的V_maxR保持在约5米/秒以下。

应当理解，即使在切割管1112的纯正弦/谐振振荡运动的情况下也可以实现防止空化。正弦谐振振荡可以是足以破坏晶状体组织的速度，但缩回时足够慢以避免空化。例如，可以减少振荡频率或可以减少行程距离。在一个实施方式中，切割管1112的振幅为0.016英寸或约0.4mm，并且频率为3,900Hz的正弦/谐振振荡运动。此配置中的V_maxR/E可以保持在5米/秒以下，这足够快以破坏晶状体组织，并且足够慢以避免空化。V_maxR/E可至少为约3米/秒，但仍保持在亚超声频率范围内。

由常规超声乳化系统驱动的切割管的振荡运动可能由于运动期间的正常损失而具有一定程度的可变性(例如，由于摩擦或负载下材料压缩的可变性或其他环境因素)。这种可变性可能会影响在缩回和延伸过程中达到的最大速度和平均速度，从而使缩回速度曲线和延伸速度曲线不相同或不完全是正弦曲线。然而，零部件运动期间的这种正常可变性并不是因为故意设置或设计而发生的(即，控制处理器根据存储在存储器中的程序指令运行；或与控制处理器进行可操作通信的硬件设计成用于根据循环相位实现不同的速度)。因此，运动过程中速度的正常可变性不被认为是引起或导致非对称的运动曲线的原因。本文描述的非对称运动曲线是有意设置或设计的运动曲线，旨在在每次循环期间基本上可再现，而不仅仅是由于偶然的可变性。

如本文别处所述，手持件1030的抽吸泵1014可被配置为提供不连续负压的脉冲。滚子或活塞的运动产生真空脉冲，该真空脉冲可与细长切割管1112的运动阶段协调或关联。

例如，在切割管1112在远侧方向上移动时在延伸的至少一部分期间和/或在切割管1112在近侧方向上移动时在缩回的至少一部分期间，抽吸脉冲可以通过切割管1112的管腔1110被抽取。图11A示出了通过切割管1112的管腔1110的远端区域施加的脉动真空随时间变化的真空曲线的实施方式，其中泵1014是具有多个活塞的活塞泵。多个活塞可以被配置为在它们各自的泵送室内按顺序地移动，从而产生真空增加时段，其间穿插有真空降低的时段。应当理解，脉动抽吸可以通过其他泵配置来实现，例如蠕动泵或其他泵配置。在一些实施方式中，真空的增加可以比真空的减少发生得更快，从而提供真空曲线。通过切割管1112的管腔1110施加的脉动真空曲线可以与执行切割的切割管1112的运动曲线同步，使得在运动的特定阶段期间施加负压周期的至少一部分。图11B至图11D示出了切割管1112(实线)相对于通过切割管1112施加的负压周期(虚线)的运动。负压(即真空脉冲)周期可以发生在切割管1112的向前行程或远侧延伸E之前，在切割管1112的向前形成或远侧延伸E的至少一部分期间，在远侧延伸E之后和近侧缩回R之前的停留期，和/或在切割管1112的近侧缩回R的至少一部分期间。例如，图11B示出了在切割管1112的延伸E期间以及在延伸E之后和缩回R之前的停留期发生的第一真空压力脉冲。在缩回R阶段期间，第一真空压力脉冲结束，第二真空脉冲开始并且在同一个缩回阶段结束之前结束。图11C示出了另一种实施方式，其中第一真空压力脉冲在切割管1112的延伸E期间开始并且在切割管1112的缩回R阶段期间以及在切割管的第二延伸E期间保持。图11B示出真空脉冲频率是尖端运动频率的约2倍，图11C和图11F示出尖端运动频率是真空脉冲频率的约2倍。图11B和图11C都示出在延伸E和缩回R的一部分期间发生真空脉冲。图11D示出了切割管运动和负压施加之间的协调的另一种实施方式。切割管的运动曲线(实线)不需要与单个梯形真空脉冲(虚线)相对应。相反，切割管的运动可以允许在单个真空脉冲期间进行多次延伸E和缩回R(或振荡)。图11D和图11F示出可以在启动真空脉冲之后开始切割管或尖端振荡的运动。对于每个真空脉冲，切割管可以经历多次延伸和缩回。图11F示出对应于每个真空脉冲的切割管延伸和缩回的两个循环。对于每个真空脉冲，切割管可以延伸和缩回多次(1、2、3、4、5、10、15、20、25、30、35、40、45或50次)，使得每个真空脉冲的击打率是1:1、2:1、3:1、4:1、5:1、10:1、20:1、25:1、30:1、35:1、40:1、45:1、50:1等。切割管或尖端振荡也可以在真空脉冲开始之前开始(见图11C)。应当理解的是，手持件可以在根本没有任何切割管运动的情况下施加真空脉冲，从而单独使用真空脉冲来破碎晶状体。真空脉冲的频率可以从约1个真空循环/秒变化到约100个，或者从约5个变化到约50个，或者从约10个变化到约25个真空循环/秒，以及介于两者之间的任何范围或真空循环/秒的数量。

一旦真空脉冲返回到零，切割管的运动或尖端振荡就可以停止。然后，在下一个序列开始之前，系统可以在一段时间内进入运动和真空休息期。单个真空脉冲内的切割管1112的延伸和缩回频率可以不同。例如，对于每个真空脉冲，切割管1112可以经历1、2、3、4、5或更多次延伸/缩回运动，直至每个真空脉冲经历10、15、20、25、30、35、40、45、50、55次或更多的延伸/缩回运动。在一个实施方式中，缩回速度是延伸速度的一半。换句话说，行进相同的距离，缩回时间是延伸时间的两倍。此配置的频率比缩回速度与延伸速度相同的配置的频率低1/3。例如，一个40kHz、0.1mm的超声乳化系统的频率为27kHz。

切割管1112振荡的频率可以随着不同的振幅和速度阈值而改变。振幅可以在0.005mm至约1.0mm之间，或更优选地在0.05mm至约0.1mm之间。振荡频率可以小于30,000Hz、小于25,000Hz、小于20,000Hz、小于15,000Hz、或小于10,000Hz，直至约0.5Hz，或直至约1Hz，或直至约2Hz，或直至约5Hz，或直至约10Hz，或直至约25Hz，或直至约50Hz，或直至约100Hz，或直至约250Hz，或直至约500Hz。切割管振荡的频率可介于约0.5Hz至约30,000Hz之间，或介于1Hz至约5000Hz之间，或介于约2Hz至约2000Hz之间。

如本文别处提到的，可以通过切割管1112施加真空脉冲。真空脉冲和切割管1112的运动之间的相对协调可以不同。可以在切割管1112的延伸的至少一部分期间施加真空脉冲。可以在切割管1112的缩回的至少一部分期间施加真空脉冲。可以在切割管1112的延伸和缩回的至少一部分期间施加真空脉冲。在一些实施方式中，真空脉冲可以在切割管1112延伸之前开始施加，并且在切割管1112延伸期间保持。真空脉冲也可以在切割管1112延伸开始之后才开始施加。可以在多个延伸和缩回期间施加单个真空脉冲。例如，可以在切割管1112的至少约1次振荡、至少约2次振荡、至少约5次振荡、至少约10次振荡、至少约20次振荡、至少约30次振荡、至少约40次振荡、至少约50次振荡、至少约100次振荡、直至切割管1112的约500次振荡期间通过切割管1112连续施加真空。约25kHz的振荡频率的真空脉冲的长度可以为至少约2ms至约25ms。例如，切割管1112可以在持续25ms的单个真空脉冲期间振荡50次，使得切割管1112的振荡频率约为2000Hz。

在一些实施方式中，抽吸泵1014是具有多个活塞的活塞泵。多个活塞的运动可以提供脉动的、不连续的抽吸。多个活塞的缩回周期可以以提供平稳连续抽吸的方式重叠(在运动之间有或没有负压尖峰)。图11E示出了切割管1112(实线)相对于通过切割管1112施加的负压周期(虚线)的运动，其中抽吸泵1014是具有多个活塞的活塞泵。第一活塞的缩回可产生第一真空脉冲，而第二活塞的缩回可产生与第一脉冲重叠的第二真空脉冲。第三活塞的缩回可以产生与第二真空脉冲重叠的第三真空脉冲，依此类推。结果是在切割管的延伸和缩回期间出现基本连续的真空压力。与脉冲不显著重叠的脉冲真空的实施方式相比，在重叠脉冲期间施加的真空可以但不必具有减小的最大真空。

在一些实施方式中，抽吸泵1014是具有一个或多个滚子的蠕动泵。图11G示出了通过切割管1112的管腔1110的远端区域施加的脉动真空随时间的真空曲线的实施方式，其中泵1014是具有一个或多个滚子的蠕动泵。

应当理解，可以考虑任意数量的各种相对频率，图中示出的是相对速度曲线和真空曲线的一些示例。

控制单元

再次参照图3至图4，手持件1030可以是超声乳化系统1010的一部分或耦合到超声乳化系统1010以提供冲洗和抽吸支持以及为手持件1030中的切割管驱动机构和抽吸泵1014提供动力。然而，应当理解，手持件1030可以独立于超声乳化系统1010使用。如上所述，系统1010可以包括控制单元1012，其可以包括超声电源1016和微处理器1018，微处理器1018向泵控制器1020和超声功率水平控制器1022提供控制输出。

手持件1030可以插入到与系统1010的超声电源1016耦合的插座中。手持件1030的可重用部分1033的近端可以包括电源线1160，该电源线配置用于向压电叠堆1120以及泵马达1115供电。泵马达1115的功率可以是DC功率，而压电叠堆1120的功率可以是类似于常规超声乳化系统的超声功率。

系统1010的控制单元1012可以被远程控制、调节和/或编程，例如通过外部计算装置和/或手持件1030。系统1010的控制单元1012也可以通过一个或多个输入部件被直接控制，调节和/或编程。系统1010的输入部件可以包括一个或多个触发器、按钮、滑块、拨盘、键盘、开关、触摸屏、脚踏板，或可以缩回、按压、挤压、滑动、轻敲或以其他方式致动以激活，修改或以其他方式引起系统1010的响应的其他输入部件。在一些实施方式中，一个或多个输入部件包括麦克风，该麦克风被配置为接收语音命令以对系统1010的一个或多个部件以及与系统1010操作通信的外围装置(例如智能电话或平板应用)进行控制、调节和/或编程。

手持件1030和系统1010的一个或多个方面可由用户编程。例如，驱动机构的一个或多个方面可由用户编程以控制切割管1112的运动，包括但不限于切割管1112的行进距离、切割管1112的振荡频率、最大延伸速度(V_maxE)、最小延伸速度(V_minE)、最大缩回速度(V_maxR)、最小缩回速度(V_minR)、平均延伸速度(V_avgE)、平均缩回速度(V_avgR)或运动曲线的任何其他方面。在一些实施方式中，切割管1112随着每个循环移动的距离可以被可调节地编程，使得其振荡的振幅和/或频率在一个范围内是可选择的。振幅范围可以是0.005mm到约0.4mm。频率范围可介于约0.5Hz至约5000Hz之间，或介于约2Hz至约2000Hz的范围内的频率。振荡频率可小于超声波，例如小于约20,000Hz，或在超声波范围内(例如约20,000Hz至约120,000Hz，直至千兆赫兹范围)。系统1010(和/或手持件1030)可以被编程以在输入部件被致动时提供对特定动作的限制。例如，驱动机构可以被编程为在输入部件被致动时具有最小值和/或最大值，或者在流体注入和抽吸的情况下，装置可以被编程为在输入部件被致动时具有最小和/或最大流体压力。因此，可以使用可由用户调节的输入以及通过在输入部件被致动时影响装置的一个或多个方面的预编程指令来对本文描述的装置进行编程。

如上所述，除了手持件1030内的抽吸泵1014之外，系统1010还可以包括控制单元1012内的远程抽吸泵。集成在手持件1030内的抽吸泵1014可以是相对高压泵泵。远程抽吸泵可以是低压泵，例如控制单元1012内的蠕动泵，其可以在抽吸管线1038内提供朝向废料容器1044的流体运动。远程抽吸泵可以被配置为直接接受抽吸管线1038以将流体引导到废料容器1044中。例如，远程抽吸泵可以包括旋转泵头，其周边具有滚子。随着泵头旋转，滚子再次按压抽吸管线1038，导致流体在抽吸管线1038内沿特定方向(即，朝向废料容器1044)流动。远程抽吸泵还可以接受具有集成废料容器1044的泵筒。手持件1030中的抽吸泵1014可用于手术的某些部分，例如，在切割晶状体材料期间，控制单元1012中的远程抽吸泵可用于在切割完成后清除残留在眼睛中的小颗粒。远程抽吸泵可以手动启动，例如通过系统1010上的输入部件和/或在致动手持件1030时启动。

内部抽吸泵1014(和任何远程抽吸泵)的一个或更多方面可由用户编程以控制施加在切割管1112的远端区域的真空，包括但不限于抽吸流速、最小真空压力、最大真空压力、真空脉冲频率或真空曲线的任何其他方面。在一些实施方式中，抽吸流速可以在约5-100ml/min之间的范围内可调节地编程。

本文描述的手持件被配置成从流体耦合到手持件1030的冲洗流体源1032通过冲洗管线1034将冲洗输送到工作现场。用于眼科手术的常规冲洗容器可以在250mL至约500mL之间，每个容器导致相对大量的冲洗流体输送到眼睛。与常规系统相比，在使用本文描述的手持件1030的手术期间所需要的冲洗流体的体积以及因此所使用的冲洗流体源1032的尺寸可以显著减小。如上所述，手持件1030具有定位在远侧切割尖端附近的抽吸泵1014，例如，蠕动泵或滚子泵、涡旋泵、活塞泵等，配置为产生脉动真空曲线。用于抽吸流体的脉动真空的强度可能比由不结合脉冲的传统系统中施加的真空强得多。非常强且非常短的脉冲足以去除晶状体组织，因此只需要相对少量的流体。与目前使用的其他装置和方法相比，在使用本文描述的手持装置时，晶状体组织与从前房抽吸的流体的比率可能更高。而且，与已知系统相比，使用本文描述的装置输送的流体体积可以显著减小，因为冲洗仅在装置启动时输送。与常规系统相比，使用本文描述的装置的手术所需的冲洗流体的总体积显著减小(例如低至约10mL)。在一些实施方式中，抽吸由位于手持器械内的真空源(即，集成在手持件1030内的泵1014)输送。可以通过比目前使用的装置和方法更精细的控制来激活抽吸。例如，手持件1030可以使用手指控制件，其允许外科医生以比在大多数常规超声乳化机中使用的脚踏板更方便和更容易的方式在短时间内容易地启动装置。此外，由于真空源可以位于手持件1030内，与真空源位于几英尺远的控制台中并且通过管道连接的其他装置相比，外科医生启动和关闭装置的响应时间可能明显更快。手持件1030具有相对低量的涌浪体积，因此循环打开和关闭装置引起的缺陷降至最小。当外科医生准备好移除晶状体组织时，这些特征可以允许手持件1030仅在短时间内被激活。这有助于总体上去除较少的冲洗流体，因此需要输送的冲洗流体也较少。

人晶状体的体积约为0.10mL–0.15mL。使用本文描述的装置的手术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。通常，对于本文描述的装置，手术所需的冲洗流体体积与晶状体流体体积的比率保持非常低，在约50:1、75:1、100:1、150:1、200:1直至约2000:1之间。例如，使用10mL BSS的比例约为100:1。相比之下，使用250mL BSS的冲洗流体与晶状体组织的比例约为2500:1。

冲洗源1032可以悬挂在系统1010的杆组件上，包括更常规系统的静脉(IV)杆典型的一个或多个特征。杆组件可以包括伸缩杆，该伸缩杆被配置为可相对于基座移动，从而可以调节悬挂冲洗源1032的一个或多个吊架的高度。可以计算冲洗源1032的高度以在冲洗流体管线1034中产生适当的流体压力。杆组件可以包含一个或多个按钮、操作杆或脚踏板，这些按钮、操作杆或脚踏板被配置为调节冲洗源1032的高度，从而改变冲洗流体压力，并相应地改变冲洗流体管线1034中的流体流速。冲洗源1032的高度可以手动和/或通过动力调节装置进行调节。例如，杆组件可以包括机动化系统，其被配置为相对于基座移动伸缩杆。伸缩杆的调节可以是由控制单元1012根据手术期间的流体需要进行的动力自动调节。冲洗流体源1032可通过杆组件上的吊架和一个或多个阀悬挂在患者水平上方，该阀配置为控制从源1032流过冲洗流体管线1034的流量。一个或多个阀可包括夹管阀或夹钳，其构造成紧紧夹住冲洗管线1034，从而防止流体流向手持件1030或在打开阀门时允许流体从冲洗源1032流出。阀可以是手动阀或者可以根据控制单元1012的输入被致动。

应当理解，冲洗流体源1032不需要悬挂在IV杆上。冲洗流体源1032的体积可以设计得足够小以使其可以放置在手术部位附近。例如，冲洗流体可以从小容器中输送，例如注射器型容器或可折叠袋，其可以提供冲洗流而无需重力或悬挂在IV杆上。容器可以通过长度短的冲洗管线流体耦合到手持件1030。在使用手持件1030期间，容器可以放置在用户的手腕或手臂上(例如，通过腕带或臂带)或患者的无菌盖布上。在一个实施方式中，冲洗流体源1032的体积可以限制为小于250mL，例如，介于约25mL至约100mL之间，或从低至10mL直至约100mL。

进入和离开眼睛手术区域的流体的相对量优选地是平衡的，使得眼睛的前房不会塌陷。冲洗流体源1032可以提供恒定压力的冲洗流体，该压力不随手持件1030中的抽吸泵1014提供的真空水平而改变。在峰值真空期间从眼睛中吸出的流速可能高于进入眼内的冲洗流速，这导致眼压暂时降低。可以提高冲洗流体的压力源，使其标称流速高于真空脉冲峰值时的最大吸入流量，以避免这种低压情况。然而，优选地，当不施加真空时，在手术期间保持冲洗流体源的压力较低，使得眼内的压力保持低于设定值。可替代地，手持件1030可结合能够将冲洗流体的快速涌流或不连续脉冲输送到眼睛中的机构，例如从如本文别处描述的手持件1030内的靠近远侧尖端的冲洗流体储存器。当抽吸流速最大时，冲洗流体的每个脉冲可以定时发生在每个负压脉冲期间。眼内流体的平衡可以保持更加一致，并且在峰值真空点期间眼内的压力下降被最小化。

本文描述的主题的方面可以在数字电子电路、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/或它们的组合中实现。这些不同的实施方式可以包括在一个或多个计算机程序中的实现，这些计算机程序在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上可执行和/或解释，可编程处理器可以是专用的或通用的，被耦合以接收来自存储系统、至少一个输入部件和至少一个输出装置的信号、数据和指令，并且向存储系统、至少一个输入部件和至少一个输出装置发送信号、数据和指令。

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来实现，和/或以汇编/机器语言来实现。如本文所用，术语“机器可读介质”是指用于提供机器指令和/或数据到可编程处理器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、可编程逻辑器件(PLD))，包括接收机器指令作为机器可读信号的机器可读介质。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，参照附图进行描述。然而，可以在没有这些特定细节中的一个或多个的情况下或者结合其他已知方法和配置来实践某些实施方式。在描述中，阐述了许多具体细节，例如具体配置、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众所周知的过程和制造技术，以免不必要地模糊描述。在整个说明书中对“一个实施例”、“实施例”、“一个实施方式”、“实施方式”等的引用意味着所描述的特定特征、结构、配置或特性被包括在至少一个实施例或实施方式中。因此，在本说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个实施方式”、“实施方式”等不一定指代相同的实施例或实施方式。此外，特定特征、结构、配置或特性可以在一个或多个实施方式中以任何合适的方式组合。

贯穿整个描述的相对术语的使用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。然而，提供这样的术语是为了建立相对的参考系，并且不旨在将锚定递送系统的使用或定向限制到在各种实施方式中描述的特定配置。

虽然本说明书包含许多细节，但这些不应被解释为对所要求保护的内容或可能要求保护的内容的范围的限制，而是对特定实施例所特定的特征的描述。本说明书中在单独实施例的上下文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单独地或以任何合适的子组合在多个实施例中实现。此外，尽管上述特征可能被描述为以某些组合起作用，甚至最初要求保护，但在某些情况下，可以从组合中删除一个或多个要求保护的组合的特征，并且要求保护的组合可以针对子组合或子组合的变体。类似地，虽然在图中以特定顺序描绘了操作，但这不应被理解为要求以所示的特定顺序或按序列顺序执行这些操作，或者执行所有图示的操作，以获得期望的结果。仅公开了几个示例和实施方式。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进行变化、修改和增强。

在以上描述和权利要求中，诸如“至少一个”或“一个或多个”之类的短语可以出现在元素或特征的组合列表之后。术语“和/或”也可以出现在两个或更多元素或特征的列表中。除非与其所使用的上下文另有隐含或明确矛盾，否则这样的短语旨在表示单独列出的任何元件或特征或任何所述列举的元件或特征与任何其他列举的元件或特征组合。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”分别旨在表示“A单独、B单独或A和B一起”。类似的解释也适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“A单独、B单独、C单独、A和B一起、A和C一起、B和C一起、或A和B和C一起”。

以上和权利要求中使用的术语“基于”旨在表示“至少部分基于”，使得未列举的特征或元素也是允许的。

Claims (73)

1.一种用于从眼睛中提取晶状体材料的装置，该装置包括：

远侧一次性部分，其能够可释放地耦合到近侧可重用部分，所述远侧一次性部分包括：

切割管，包括远切割尖端和具有开口远端的内腔，所述切割管的尺寸和构造被设计成延伸穿过眼睛的前房并延伸至囊袋；

抽吸泵，其容纳在所述一次性部分内并与所述切割管的内腔流体耦合；以及

切割管驱动机构，其被配置为振荡所述切割管，

其中，在使用中，所述装置被配置为将晶状体材料从所述囊袋抽吸到所述内腔中；并且

所述近侧可重用部分被配置为保持在眼睛的外部，所述近侧可重用部分包括：

抽吸泵马达，其被配置为驱动所述抽吸泵；以及

联接器，用于可释放地将所述泵马达可操作地耦合到所述抽吸泵。

2.如权利要求1所述的装置，其中，所述抽吸泵是蠕动泵。

3.如权利要求2所述的装置，其中，所述蠕动泵是线性蠕动泵，其包括纵向延伸通过对称双室泵送歧管的中央凸轮轴，所述中央凸轮轴具有与所述远侧一次性部分的纵向轴线同轴对齐的旋转轴线。

4.如权利要求3所述的装置，其中，所述抽吸泵马达使所述中央凸轮轴旋转。

5.如权利要求3所述的装置，其中，所述线性蠕动泵还包括延伸穿过所述泵送歧管的两个管，所述两个管中的每一个包括与所述中央凸轮轴的旋转轴线平行定位的纵向轴线。

6.如权利要求5所述的装置，所述两个管中的第一管定位在所述凸轮轴的一侧上，并且所述两个管中的第二管定位在所述凸轮轴的相对的第二侧上。

7.如权利要求6所述的装置，其中，所述线性蠕动泵还包括近侧流动路径和远侧流动路径。

8.如权利要求7所述的装置，其中，所述近侧流动路径分成两个流动路径，所述两个流动路径在近端与所述泵送歧管内的所述两个管相连。

9.如权利要求7所述的装置，其中，所述两个管在所述泵送歧管的远侧结合到所述远侧流动路径中。

10.如权利要求7所述的装置，其中，所述凸轮轴还包括多个凸角式凸轮，所述凸轮及时工作以驱动多个凸轮从动件朝向和远离所述两个管运动，以产生所述两个管的按顺序的渐进压缩以将流体体积推向所述远侧流动路径。

11.如权利要求10所述的装置，其中，所述多个凸轮从动件的运动在垂直于所述凸轮轴的旋转轴线且垂直于所述两个管的纵向轴线的平面内。

12.如权利要求11所述的装置，其中，所述多个凸轮从动件以波浪状方式依次压缩所述两个管。

13.如权利要求11所述的装置，其中，所述多个凸轮从动件在所述两个管的纵向轴线方向上不施加力并且在所述两个管上不产生摩擦或几乎不产生摩擦。

14.如权利要求1所述的装置，还包括外部真空源，该外部真空源能够可操作地可释放地耦合到所述近侧可重用部分和远侧一次性部分中的至少一个，其中所述外部真空源被配置为在所述内腔提供一定水平的连续负压。

15.如权利要求14所述的装置，其中，所述连续负压的水平小于由所述远侧一次性部分的抽吸泵产生的负压水平。

16.如权利要求1所述的装置，其中，所述切割管驱动机构通过机械铰链引起所述切割管的振荡运动。

17.如权利要求1所述的装置，其中，所述切割管驱动机构在驱动力的施加点与所述切割管的远侧切割尖端之间结合了少于2个节点拐点。

18.如权利要求1所述的装置，其中，所述切割管驱动机构包括基座、摇杆和枢轴销，所述摇杆通过所述枢轴销可移动地耦合到所述基座并且被配置为围绕所述枢轴销的旋转轴线相对于所述基座旋转。

19.如权利要求18所述的装置，其中，所述切割管延伸穿过所述摇杆的中心，并且其中所述枢轴销沿着所述切割管的纵向轴线基本对齐，从而为所述摇杆形成支点。

20.如权利要求18所述的装置，其中，所述驱动机构还包括压电叠堆和弹簧叠，所述压电叠堆和所述弹簧叠位于所述切割管的相对侧。

21.如权利要求20所述的装置，其中，所述弹簧叠对摇杆的第一端产生向上的力，以将所述摇杆的相对的第二端向下压靠在所述压电叠堆上。

22.如权利要求21所述的装置，其中，所述压电叠堆在变化的电压下膨胀，使所述摇杆绕所述枢轴销的旋转轴线旋转，从而导致所述切割管在至少一个方向上移动。

23.如权利要求22所述的装置，其中，所述压电叠堆的缩回允许所述弹簧叠抵靠所述摇杆的第一端的向上力向下推动所述摇杆的相对的第二端，从而保持与缩回的压电叠堆的接触。

24.如权利要求18所述的装置，其中，所述驱动机构还包括耦合到所述摇杆的凸轮从动件和马达驱动凸轮。

25.如权利要求18所述的装置，其中，所述驱动机构还包括马达和马达轴，所述马达轴具有偏移配重，所述偏移配重被配置为在所述马达轴旋转时引起所述摇杆的运动。

26.如权利要求18所述的装置，其中，所述摇杆是直摇杆，并且所述枢轴销沿着所述切割管的纵向轴线与所述摇杆对齐。

27.如权利要求18所述的装置，其中，所述摇杆是偏移摇杆，并且所述枢轴销沿所述切割管的纵向轴线定位在所述摇杆的近侧。

28.如权利要求1所述的装置，其中，所述切割管驱动机构产生驱动力，该驱动力的施加产生纵向振荡运动和/或扭转振荡运动。

29.如权利要求28所述的装置，其中，所述振荡运动在超声频率范围内。

30.如权利要求28所述的装置，其中，所述振荡运动在小于超声波的频率范围内。

31.如权利要求28所述的装置，其中，所述远侧切割尖端的振荡频率介于约0.5Hz至5000Hz之间。

32.如权利要求1所述的装置，其中，所述切割管沿其长度的至少一部分具有非圆形横截面的几何形状。

33.如权利要求32所述的装置，其中，所述非圆形横截面的几何形状包括卵形、椭圆形、透镜状、泪珠形或菱形。

34.如权利要求1所述的装置，其中，所述切割管包含从所述切割管的中心轴线横向延伸的至少第一渐窄轮廓。

35.如权利要求1所述的装置，其中，所述切割管具有非对称的横截面，其形成从所述切割管的一侧延伸的单个渐窄轮廓和在所述切割管的相对侧上的圆形轮廓。

36.如权利要求1所述的装置，其中，所述切割管具有沿其长度变化的横截面形状。

37.如权利要求1所述的装置，其中，只有所述切割管的最远侧长度包含非圆形的几何形状。

38.如权利要求37所述的装置，其中，所述最远侧长度约为1mm。

39.如权利要求1所述的装置，其中，所述近侧可重用部分还包括用于改变所述抽吸泵马达的速度的节流机构，所述节流机构可操作地耦合到致动器。

40.如权利要求1所述的装置，还包括能耦合到冲洗流体源的冲洗管腔。

41.如权利要求40所述的装置，其中，所述冲洗管腔包括至少部分围绕所述切割管的环形空间。

42.一种用于从眼睛中提取晶状体材料的装置，该装置包括：

切割管，其包括远侧切割尖端和内腔，所述切割管的尺寸和构造被设计成延伸穿过眼睛的前房并延伸至囊袋；以及

切割管驱动机构，其被配置为通过机械铰链振荡所述切割管，

其中，所述切割管驱动机构在驱动力的施加点与所述切割管的远侧切割管之间包含少于2个节点拐点。

43.如权利要求42所述的装置，其中，所述切割管驱动机构包括基座、摇杆和枢轴销，所述摇杆通过所述枢轴销可移动地耦合到所述基座并且被配置为围绕所述枢轴的销旋转轴线相对于所述基座旋转。

44.如权利要求43所述的装置，其中，所述切割管延伸穿过所述摇杆的中心，并且其中所述枢轴销沿着所述切割管的纵向轴线基本对齐，从而为所述摇杆形成支点。

45.如权利要求43所述的装置，其中，所述驱动机构还包括压电叠堆和弹簧叠，所述压电叠堆和所述弹簧叠位于所述切割管的相对侧。

46.如权利要求45所述的装置，其中，所述弹簧叠对摇杆的第一端产生向上的力，以将所述摇杆的相对的第二端向下压靠在所述压电叠堆上。

47.如权利要求46所述的装置，其中，所述压电叠堆在变化的电压下膨胀，以使所述摇杆围绕所述枢轴销的旋转轴线旋转，从而导致所述切割管在至少一个方向上移动。

48.如权利要求47所述的装置，其中，所述压电叠堆的缩回允许弹簧叠抵靠所述摇杆的第一端的向上力向下推动所述摇杆的相对的第二端，从而保持与缩回的压电叠堆的接触。

49.如权利要求43所述的装置，其中，所述驱动机构还包括耦合到所述摇杆的凸轮从动件和马达驱动凸轮。

50.如权利要求43所述的装置，其中，所述驱动机构还包括马达和马达轴，所述马达轴具有偏移配重，所述偏移配重被配置为在所述马达轴旋转时引起所述摇杆的运动。

51.如权利要求43所述的装置，其中，所述摇杆是直摇杆，并且所述枢轴销沿着所述切割管的纵向轴线与所述摇杆对齐。

52.如权利要求43所述的装置，其中，所述摇杆是偏移摇杆，并且所述枢轴销沿着所述切割管的纵向轴线定位在所述摇杆的近侧。

53.如权利要求42所述的装置，其中，所述切割管驱动机构产生驱动力，该驱动力的施加产生纵向振荡运动和/或扭转振荡运动。

54.如权利要求53所述的装置，其中，所述振荡运动在超声频率范围内。

55.如权利要求53所述的装置，其中，所述振荡运动在小于超声波的频率范围内。

56.如权利要求53所述的装置，其中，所述远侧切割尖端的振荡频率介于约0.5Hz至5000Hz之间。

57.如权利要求42所述的装置，还包括流体耦合到所述切割管的内腔的抽吸泵，其中，在使用中，所述装置被配置为将晶状体材料从所述囊袋抽吸到所述内腔中。

58.如权利要求57所述的装置，其中，所述抽吸泵是蠕动泵。

59.如权利要求58所述的装置，其中，所述蠕动泵是线性蠕动泵，其包括纵向延伸通过对称双室泵送歧管的中央凸轮轴，所述中央凸轮轴具有与所述远侧一次性部分的纵向轴线同轴对齐的旋转轴线。

60.如权利要求59所述的装置，其中，所述凸轮轴包括多个凸角式凸轮，所述凸轮及时工作以驱动多个凸轮从动件朝向和远离延伸穿过所述泵送歧管的两个管运动，以产生所述两个管的按顺序的渐进压缩以将流体体积推向远侧流动路径。

61.如权利要求60所述的装置，其中，所述两个管中的每一个包括与所述中央凸轮轴的旋转轴线平行定位的纵向轴线。

62.如权利要求61所述的装置，其中，所述两个管中的第一个定位在所述凸轮轴的一侧上，并且所述两个管中的第二管定位在所述凸轮轴的相对的第二侧上。

63.如权利要求62所述的装置，其中，所述多个凸轮从动件的运动是在垂直于所述凸轮轴的旋转轴线且垂直于所述两个管的纵向轴线的平面内。

64.如权利要求62所述的装置，其中，所述多个凸轮从动件以波浪状方式依次压缩所述两个管。

65.如权利要求62所述的装置，其中，所述多个凸轮从动件在所述两个管的纵向轴线方向上不施加力并且在所述两个管上不产生摩擦或几乎不产生摩擦。

66.一种用于从眼睛中提取晶状体材料的装置，该装置包括：

切割管，包括远侧切割尖端和具有开口远端的内腔，所述切割管的尺寸和构造被设计成延伸穿过眼睛的前房并延伸至囊袋，其中，在使用中，该装置被构造成抽吸晶状体材料从所述囊袋进入所述内腔；以及

切割管驱动机构，被配置为扭转地振荡所述切割管，

其中，所述切割管沿其长度的至少一部分具有非圆形横截面的几何形状。

67.如权利要求66所述的装置，其中，所述振荡运动在超声频率范围内。

68.如权利要求66所述的装置，其中，所述振荡运动在小于超声波的频率范围内。

69.如权利要求66所述的装置，其中，所述非圆形横截面的几何形状包括卵形、椭圆形、透镜状、泪珠形或菱形。

70.如权利要求66所述的装置，其中，所述非圆形横截面的几何形状包含从所述切割管的中心轴线横向延伸的至少第一渐窄轮廓。

71.如权利要求66所述的装置，其中，所述非圆形横截面的几何形状是非对称的并且包含从所述切割管的一侧延伸的单个渐窄轮廓和在所述切割管的相对侧上的圆形轮廓。

72.如权利要求66所述的装置，其中，只有所述切割管的最远侧长度包含所述非圆形横截面的几何形状。

73.如权利要求72所述的装置，其中，所述最远侧长度约为1mm。

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