DE602006000938T2 - Druckdetektionskammer - Google Patents
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Description
- Hintergrund der Erfindung
- Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Fluiddruckmesskammern und insbesondere Fluiddruckmesskammern, die in einer opthalmischen chirurgischen Einrichtung verwendet werden.
- Wenn altersbedingt oder durch eine Erkrankung die Transparenz der Linse nachlässt, verschlechtert sich die Sehfähigkeit aufgrund des verringerten Lichts, welches auf die Netzhaut übertragen werden kann. Diese Mangelfunktion der Augenlinse ist medizinisch als Katarakt bekannt. Eine akzeptierte Behandlung für diesen Zustand ist eine chirurgische Entfernung der Linse und die Ersetzung der Linsenfunktion durch eine künstliche interokulare Linse (IOL).
- In den Vereinigten Staaten werden die Mehrzahl der vom Katarakt betroffenen Linsen durch eine chirurgische Technik entfernt, die als Phakoemulsifikation bezeichnet wird. Während dieser Prozedur wird eine dünne Phakoemulsifikationsschneidspitze in die erkrankte Linse eingeführt und unter Ultraschallschwingungen gesetzt. Die schwingende Schneidspitze verflüssigt oder emulsifiziert die Linse, so dass die Linse aus dem Auge abgesogen werden kann. Die erkrankte Linse wird, nachdem sie entfernt ist, durch eine künstliche Linse ersetzt.
- Eine typische chirurgische Ultraschallvorrichtung, die für ophthalmische Prozeduren geeignet ist, besteht aus einem mit Ultraschall angetriebenen Handstück, einer angebrachten Schneidspitze und einer Irrigiationshülse und einer elektronischen Steuerkonsole. Die Handstückbaugruppe ist an der Steuerkonsole durch ein elektrisches Kabel und flexible Schläuche angebracht. Durch das elektrische Kabel variiert die Konsole das Leistungsniveau, welches durch das Handstück zu der angebrachten Schneidspitze übertragen wird, und die flexiblen Schläuche liefern ein Irrigationsfluid zu dem Auge und ziehen ein Aspirationsfluid von dem Auge ab durch die Handstückbaugruppe.
- Der betriebswirksame Teil des Handstücks ist ein zentral angeordneter, hohler Resonanzstab oder ein Horn, der bzw. das direkt an einem Satz von piezoelektrischen Kristallen angebracht ist. Die Kristalle sorgen für die erforderliche Ultraschallschwingung, die benötigt wird, um sowohl das Horn als auch die daran angebrachte Schneidspitze während der Phakoemulsikfikation anzuregen, und werden von der Konsole gesteuert. Die Kristall/Horn-Baugruppe ist in dem Hohlkörper oder der Hülle des Handstücks durch eine flexible Befestigung aufgehängt. Der Handstückkörper endet in einem Abschnitt mit reduziertem Durchmesser oder einem Nasenkonus an dem distalen Ende des Körpers. Der Nasenkonus ist mit einem Außengewinde versehen, um die Irrigationshülse aufzunehmen. Die Hornbohrung ist entsprechend mit einem Innengewinde an ihrem distalen Ende versehen, um das Außengewinde der Schneidspitze aufzunehmen. Die Irrigationshülse besitzt außerdem eine mit Innengewinde versehene Bohrung, die auf das Außengewinde des Nasenkonus aufgeschraubt wird. Die Schneidspitze ist so eingestellt, dass die Spitze nur um einen vorbestimmten Betrag über das offene Ende der Irrigationshülse hervorsteht.
- Im Gebrauch werden die Enden der Schneidspitze und der Irrigationshülse in einen kleinen Einschnitt vorbestimmter Breite in die Korea, die Sklera oder einen anderen Ort eingeführt. Die Schneidspitze wird entlang ihrer Längsachse innerhalb der Irrigationshülse durch das kristallangetriebene Ultraschallhorn in Ultraschallschwingungen versetzt, wodurch das ausgewählte Gewebe in situ emulsifiziert wird. Die Hohlbohrung der Schneidspitze steht in Verbindung mit der Bohrung in dem Horn, die wiederum in Verbindung mit der Aspirationsleitung von dem Handstück zu der Konsole steht. Eine Unterdruck- oder Vakuumquelle, üblicherweise eine peristaltische Pumpe, in der Konsole zieht oder aspiriert das emulsifizierte Gewebe aus dem Auge durch das offene Ende der Schneidspitze, die Schneidspitze und die Hornbohrungen und die Aspirationsleitung in eine Sammelvorrichtung ab. Die Aspiration des emulsifizierten Gewebes wird durch eine Salzspüllösung oder einen Irriganten unterstützt, die bzw. der in den chirurgischen Ort durch einen kleinen ringförmigen Spalt zwischen der inneren Oberfläche der Irrigationshülse und der Schneidspitze injiziert wird.
- Bei Vorrichtungen aus dem Stand der Technik wurden Sensoren benutzt, welche den Irrigationsdruck oder das Aspirationsvakuum messen. Die chirurgische Konsole kann zum Reagieren aufgrund der Informationen aus diesen Sensoren programmiert werden, um den chirurgischen Vorgang effizienter und sicherer zu machen. Um das Risiko einer Kontamination durch das Aspirationsfluid zu verringern, werden in jüngeren chirurgischen Systemen geschlossene Drucksensoren verwendet, in denen das Fluid nicht in Kontakt mit der Kraftmessdose oder anderen Vorrichtungen, die zum Messen des Fluiddrucks verwendet werden, kommt. Ein solcher Drucksensor ist in dem
US-Patent Nr. 5 392 653 (Zanger, et al.) dargestellt. Die Gesamt leistung solcher geschlossenen Drucksensoren hängen jedoch in großem Maße davon ab, dass die gesamte Luft aus dem System entleert wird. Luft ist viel stärker kompressibel als die Irrigationslösung, die bei der Operation verwendet wird, und Lufttaschen oder Blasen fügen dem System Compliance hinzu. Compliance führt zu unerwünschten Druckveränderungen und Fluktuationen. Herkömmliche Verfahren zum Luftentleeren von geschlossenen Flüssigkeitssystem (oder „Priming" des Systems) umfassen das Vermeiden von scharfen Kanten und abrupten Formänderungen innerhalb des Systems, sowie das Füllen des Systems mit Flüssigkeit von dem Boden oder einem tiefsten Punkt in dem System. Dies ermöglicht der Luft, oben aus dem System zu entweichen, wenn das System mit Flüssigkeit von unten gefüllt wird. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben entdeckt, dass das anfängliche Priming der Druckmesskammern, die in geschlossenen chirurgischen Fluidsystemen zu finden sind, relativ einfach ist, falls es aber Luftblasen ermöglicht wird, die Kammer zu erreichen (beispielsweise wenn das chirurgische Handstück mitten in der Prozedur gewechselt wird), ist es extrem schwierig diese Luftblasen aus dem System zu eliminieren. Diese Schwierigkeit ist das Ergebnis der Oberflächenspannung der Luftblasen (im Gegensatz zu der nicht abgeschlossenen Luft, die im Allgemeinen in dem anfänglichen Priming des Systems involviert ist), die dafür sorgt, dass die Blasen verhältnismäßig robust sind und nicht einfach aufzubrechen und aus der Druckmesskammer abzuziehen sind, nachdem sie einmal eingebracht wurden. Außerdem ist der Flüssigkeits-„Film", welcher die Luftblase umgibt, haftend, wodurch ein Kleben oder Anhaften der Blasen an Oberflächen innerhalb des Systems bewirkt wird und diese sich nicht weiter bewegen selbst bei sehr hohen Strömungsraten. Eine Referenz,US-Patent Nr. 6 059 765 (Cole, et al.) hat vorgeschlagen, dass verschiedene Kammerformen und Auslassorte die Entfernung von Luft aus dem chirurgischen System unterstützen können. Die Erfinder haben festgestellt, dass die Kammerformen und die Konstruktionen, die in dieser Referenz diskutiert werden, unzureichend sind, um das Entfernen von Luftblasen aus dem System sicherzustellen. -
US-2005/186098 - Es besteht daher weiterhin ein Bedürfnis an einer Druckmesskammer, welche davor schützt, dass Luft in die Kammer eindringt und innerhalb der Kammer gefangen wird.
- Kurze Zusammenfassung der Erfindung
- Die vorliegende Erfindung, wie sie im Anspruch 1 definiert ist, verbessert peristaltische Pumpen nach dem Stand der Technik durch Bereitstellen einer Druckmesskammer mit einer Schlaucherstreckung mit einem Abschnitt reduzierten Durchmessers, der sich durch die Kammer erstreckt, gemäß den Ansprüchen, die folgen. Der Schlauch enthält mehrere Öffnungen, um es zu ermöglichen, Luft aus der Kammer zu eliminieren. Der Abschnitt reduzierten Durchmessers erzeugt einen Druckunterschied zwischen den Löchern. Dieser Druckunterschied erzeugt eine Strömung durch die Kammer unter einem hohen Flüssigkeitsstrom und unter turbulenten Strömungsereignissen.
- Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kassette mit Druckmesskammer bereitzustellen, die einfach zu Primen ist.
- Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Druckmesskammer bereitzustellen, die verhindert, dass Luftblasen in der Kammer gefangen werden.
- Noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Druckmesskammer mit einer Schlaucherstreckung durch die Kammer bereitzustellen.
- Diese und weitere Vorteile und Ziele der vorliegenden Erfindung werden aus der detaillierten Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen, die folgen, deutlich.
- Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
1 ist eine perspektivische Ansicht eines chirurgischen Systems, das bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. -
2 ist eine perspektivische Ansicht einer chirurgischen Kassette, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. -
3 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform der Druckmesskammer der vorliegenden Erfindung. -
4 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform der Druckmesskammer der vorliegenden Erfindung. - Detaillierte Beschreibung der Erfindung
- Wie am besten in
1 zu sehen ist, umfassen kommerziell erhältliche chirurgische Systeme allgemein eine chirurgische Konsole110 mit einem daran angebrachten, einstellbaren Mayo-Tablett (mayo tray)10 und einem Handstück20 , das an der Konsole110 durch einen Aspirationsschlauch22 , einem Irrigiationsschlauch24 und einem Versorgungskabel26 angebracht ist. Die Leistung zu dem Handstück20 sowie die Strömungen des Irrigations- und Aspirationsfluids wird durch die Konsole110 gesteuert, die geeignete Hardware und Software, wie Energieversorgungen, Pumpen, Drucksensoren, Ventile, die alle im Stand der Technik gut bekannt sind, umfasst. Wie am besten in2 sieht, nimmt eine Kassette200 , die bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, einen Aspirationsschlauch22 und einen Irrigationsschlauch24 auf und ist in einem Kassettenaufnahmeabschnitt25 der Konsole110 installiert. Die Kassette200 enthält eine Druckmesskammer210 , die aus einem Hohlraum230 bestehen kann, der in einem Körper220 der Kassette200 gebildet ist, und durch eine Druckmessmembran215 abgeschlossen ist. Die Kassette200 kann eine von verschiedenen kommerziell erhältlichen Kassetten sein, wie das Fluid-Management-System INFINITI®, das von Alcon Laboratories, Inc., Fort Worth, Texas erhältlich ist. Der Körper220 ist allgemein aus einem geeigneten Thermoplasten geformt. - Wie am besten in
3 zu sehen ist, enthält die Kammer210 eine Schlaucherweiterung240 , die sich durch den Hohlraum230 erstreckt und den Hohlraum230 im Wesentlichen in zwei identische Halbkugeln halbiert, obgleich andere Formen von Kammer210 und Hohlräumen230 auch verwendet werden können. Die Schlaucherweiterung kann in dem Körper220 integral eingeformt sein oder kann integral mit dem Aspirationsschlauch22 ausgebildet sein. In beiden Fällen steht die Schlaucherweiterung240 in Fluidverbindung mit dem Aspirationsschlauch22 zum Abziehen von Fluid durch den Aspirationsschlauch22 und in die peristaltische Pumpe250 , wie durch die Pfeile in3 gezeigt ist. Durch die Schlaucherweiterung240 dringt/dringen ein oder mehrere Löcher260 hindurch, das/die eine Fluidverbindung zwischen dem Aspirationsschlauch22 , dem Hohlraum230 und der Membran215 ermöglicht/ermöglichen. Eine solche Fluidverbindung sorgt dafür, dass Druckänderung innerhalb des Aspirationsschlauches22 zu dem Hohlraum230 übertragen werden, wodurch eine Aus lenkung der Membran215 hevorgerufen wird, welche durch eine Kraftmesszelle (nicht gezeigt) gemessen werden kann, die innerhalb des Kassettenaufnahmeabschnitts25 der Konsole110 montiert ist. Die Löcher260 ermöglichen außerdem, den Hohlraum230 von Luft zu entleeren während des anfänglichen Priming der Kassette200 . Wichtiger ist, dass die Löcher260 so bemessen und geformt sind, dass jegliche Luftblasen, welche die Aspirationsleitung22 erreichen, nicht einfach durch die Löcher260 strömen können und den Hohlraum230 erreichen. Der Ort und die Größe des Loches (der Löcher)260 begünstigt einen guten Blasenrückhalt innerhalb der Schlaucherweiterung240 und ermöglichen dennoch einen Fluidstrom durch das tiefere Loch (die Löcher)260 während eines anfänglichen Auffüllens des Hohlraums230 mit Flüssigkeit. - Wie man am besten in
4 sieht, kann zum Begünstigen des anfänglichen Auffüllens des Hohlraums230' mit einer Flüssigkeit die Innenabmessung der Schlaucherweiterung240' einen Abschnitt241 mit reduziertem Durchmesser haben, um eine Strömungsbeschränkung innerhalb der Schlaucherweiterung240 zu erzeugen. Die Strömungsbeschränkung begünstigt einen Flüssigkeitsstrom während des anfänglichen Auffüllens des Hohlraums230' mit Flüssigkeit durch das Loch (die Löcher)260' unterhalb der Beschränkung242 . Die Strömungsbeschränkung242 innerhalb der Schlaucherweiterung240' erzeugt außerdem einen Druckunterschied zwischen dem Loch (den Löchern)260'' oberhalb der Begrenzung242 und dem Loch (den Löchern)260' unterhalb der Begrenzung242 . Dieser Druckunterschied erzeugt eine Strömung durch den Hohlraum230' unter einer hohen Flüssigkeitsströmung und turbulente Flüssigkeitsströmungsereignisse. Beispielsweise besitzen die Löcher260 ,260' und260'' eine Fläche in der Größenordnung von 0,129 mm2 (0,0002 Quadratzoll) bis 12,9 mm2 (0,02 Quadratzoll). Solche präzisen Abmessungen der Löcher260 ,260' und260'' verhindern, dass Luftblasen und angesaugtes Gewebe durch die Löcher260 ,260' und260'' aufgrund der Oberflächenspannung der Blasen hindurchtreten. Der Flüssigkeitsfilm, der in einer Flüssigkeit schwebende Luftblasen umgibt, ist extrem robust und sehr widerstandsfähig gegen ein Einstechen oder Aufbrechen. Daher verhindert die kleine Größe der Löcher260 ,260' und260'' das Durchtreten von Luftblasen durch die Löcher260 ,260' und260'' . Zusätzlich wird beim Gebrauch normalerweise ein Unterdruck (negativer Druck) in den Aspirationsleitungen22 und22' und den Schlaucherweiterungen240 und240' durch den Betrieb der Pumpe250 gezogen. Aufgrund dieses Unterdrucks kann nur sehr wenig Flüssigkeit, wenn überhaupt, aus der Schlaucherweiterung und in die Hohlräume230 und230' treten. Daher gibt es nahezu keine Fluidströmung in die Hohlräume230 und230' , mit der irgendwelche Luftblasen in die Hohlräume230 und230' transportiert werden. - Die Beschreibung wurde zum Zweck der Darstellung und Erläuterung gegeben. Es ist für die betreffenden Fachleute deutlich, dass Änderungen an der Erfindung, wie sie hierin beschrieben wurde, vorgenommen werden können, ohne ihren Umfang, wie er in den Ansprüchen definiert ist, zu verlassen.
Claims (8)
- Chirurgische Kassette (
200 ), die zur Aufnahme in einem Kassettenaufnahmeabschnitt (25 ) einer chirurgischen Konsole (110 ) eingerichtet ist, und die Folgendes umfasst: (a) einen Körper (220 ); (b) eine Druckdetektionskammer (210 ), die in dem Körper ausgebildet ist; und (c) eine Schlaucherstreckung (240 ), die sich durch die Druckdetektionskammer erstreckt, wobei die Schlaucherstreckung wenigstens ein Loch (260 ) festlegt, das in Fluidkommunikation mit der Druckdetektionskammer steht, wobei das wenigstens eine Loch dafür eingerichtet ist, ein Abführen von Luft aus der Kammer während eines anfänglichen Primings der Kassette zu ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlaucherstreckung einen Abschnitt mit reduziertem Durchmesser (241 ) aufweist, um einen Strömungsbeschränkung (242 ) innerhalb der Schlaucherstreckung zu bilden. - Kassette nach Anspruch 1, wobei die Druckdetektionskammer (
210 ) einen Hohlraum (230 ,230' ) umfasst, der in dem Körper (220 ) ausgebildet, und durch eine Druckdetektionsmembran (215 ) abgegrenzt ist. - Kassette nach Anspruch 1 oder 2, die weiterhin eine peristaltische Pumpe (
250 ) umfasst, wobei die Schlaucherstreckung (240 ) in Fluidkommunikation mit der peristaltischen Pumpe steht. - Kassette nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der das Loch oder die Löcher (
260 ) zwischen etwa 0,129 mm2 (0,0002 Quadratzoll) und 12,9 mm2 (0,02 Quadratzoll) in der Fläche beträgt/betragen, und dabei so bemessen ist/sind, dass Luftblasen, welche die Schlaucherstreckung erreichen, nicht einfach in die Kammer strömen können. - Kassette nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Schlaucherstreckung (
240 ) integral in dem Körper (220 ) ausgebildet ist. - Kassette nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welcher die Schlaucherstreckung (
240 ) als eine Aspirationsschlaucherstreckung eingerichtet ist und zur Verbindung mit einem externen Aspirationsschlauch (22 ) dient, so dass sie einen Teil des externen Aspirationsschlauchs bildet. - Kassette nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Loch oder die Löcher (
260 ) so bemessen und geformt ist/sind, dass jegliche Luftblasen, welche die Schlaucherstreckung (240 ) erreichen, die Druckdetektionskammer (210 ) nicht erreichen. - Kassette nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welcher die Schlaucherstreckung (
240 ) mehrere voneinander beabstandete Löcher (260 ,260' ,260'' ) definiert, die in Fluidkommunikation mit der Druckdetektionskammer (210 ) stehen, und bei welcher der Abschnitt reduzierten Durchmessers (241 ) einen Druckunterschied zwischen den Löchern im Gebrauch erzeugt.
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