JP2003514617A - 液化破砕ハンドピースのためのポンプ室 - Google Patents

液化破砕ハンドピースのためのポンプ室

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アルコン ラボラトリーズ，インコーポレイティド
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Abstract

(57)【要約】 外科ハンドピースは少なくとも２つの内孔又は本体に取り付けられた管を有している。少なくとも１つの管は吸引のために使用され、少なくとも１つの他の管は白内障水晶体を液化させるための加熱された外科用流体を注入するために使用される。第２の管の一部は拡大されて、ポンプ室を形成している。ポンプ室は少量の外科用流体を沸騰させることにより機能する。外科用流体が沸騰すると、外科用流体は急速に膨張し、それにより、第２の管からポンプ室の下流側へ液体を押し進めさせる。ポンプ室は一対の電極を使用してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 発明の背景 本発明は、大別して白内障手術分野に関し、より詳細には白内障の混濁部を除
去する液化破砕技術を実施するハンドピースのためのポンプ室に関する。
【０００２】 最も簡単な言い回しでいうところの人間の目は、角膜と呼称される透明な外側
部分を通して光を透過させ、水晶体により網膜上に像の焦点を合わせることによ
って、視覚を与えるように機能する。焦点が合った像の質は、目の大きさ及び形
状や角膜及び水晶体の透明度を含む多数の要因に依存する。
【０００３】 年齢や病気により水晶体の透明度が低下すると、網膜まで透過され得る光が減
少するので視覚が悪化する。目の水晶体のこの欠陥は医学的には白内障として知
られている。この状態に対して受け入れられている治療は水晶体の外科的除去及
び人工水晶体（ＩＯＬ）による水晶体機能の置換である。
【０００４】 米国では、白内障の水晶体の大部分は白内障超音波吸引術と呼称される手術法
により除去される。この手順の際に、薄い白内障超音波吸引切端が疾患水晶体に
挿入されて超音波振動数で振動させられる。振動している切端は水晶体を液化又
は乳化させ、水晶体が目から吸引できるようになる。疾患水晶体は、除去される
と、人工水晶体により置換される。
【０００５】 眼科術に適した典型的な超音波外科装置は、超音波振動数で駆動されるハンド
ピース（手持ち部分）と、結合された切端（切断チップ）と、洗浄スリーブと、
電子制御コンソールとからなる。ハンドピース組立体は電気ケーブル及び可撓性
管材料によって制御コンソールに結合されている。制御コンソールは、電気ケー
ブルを介して、結合された切端へハンドピースにより伝送される電力レベルを変
化させ、可撓性管材料は洗浄流体を目に供給し、ハンドピース組立体を通して目
から吸引流体を吸い出す。
【０００６】 ハンドピースの作用部分は中心部に設けられた中空共振棒又はホーン（角状部
材）であり、これが一対の圧電性結晶に直接的に結合されている。圧電性結晶は
、白内障超音波吸引術の際に、ホーン及び結合された切端の両方を駆動するため
に必要とされる所用の超音波振動を供給するものであり、制御コンソールにより
制御される。圧電性結晶及びホーンの組立体はハンドピースの中空本体又は外殻
内に柔軟な取付台によりつり下げられている。ハンドピース本体は、本体の遠位
端部に位置する半径が減少した部分又はノーズコーンにおいて終端している。ノ
ーズコーンは洗浄スリーブを受容するために外側にネジ部が設けられている。同
様に、ホーンの孔は、切端の外ネジ部を受容するために遠位端部の内側にネジ部
が設けられている。洗浄スリーブは、さらに、ノーズコーンの外ネジ部に螺合さ
れる内ネジ部を設けられた孔を有している。切端は、切端が洗浄スリーブの開放
端部を越えて所定量のみ突出するように調整されている。超音波ハンドピース及
び切端は、米国特許第３，５８９，３６３号、同第４，２２３，６７６号、同第
４，２４６，９０２号、同第４，４９３，６９４号、同第４，５１５，５８３号
、同第４，５８９，４１５号、同第４，６０９，３６８号、同第４，８６９，７
１５号、同第４，９２２，９０２号、同第４，９８９，５８３号、同第５，１５
４，６９４号、同第５，３５９，９９６号の明細書においてさらに完全に記載さ
れており、これらの全開示内容は本願と一体のものとして参照される。
【０００７】 使用において、切端及び洗浄スリーブの端部が、角膜、強膜又は他の場所の予
め定められた幅を有した小さな切開部に挿入される。切端は、圧電性結晶に駆動
される超音波ホーンによって洗浄スリーブ内で切端の長手軸線に沿って超音波周
波数で振動させられ、それにより、選択された組織自体をその場所で乳化させる
。切端の中空内孔はホーン内の内孔と連通しており、代わってこのホーン内の内
孔がハンドピースからコンソールへの吸引ラインと連通している。コンソールの
減圧源又は真空源は、目から、切端の開放端部、切端、ホーン内孔及び吸引ライ
ンを通して、収集装置へ、乳化された組織を吸い出す又は吸引する。乳化された
組織の吸引は、洗浄スリーブの内側表面と切端との間の小さな環状間隙を通して
手術部位に注入される生理食塩水フラッシング溶液又は洗浄液により促進される
。
【０００８】 最近、硬い水晶体核を液化又はゲル化させ、それにより目から液化された水晶
体を吸引することを可能とさせるために、熱い（約４５℃から１０５℃）水又は
生理食塩水の注入を伴う新しい白内障の混濁部の除去技術が開発された。吸引は
、加熱された溶液の注入及び相対的に冷たい溶液の注入と共に行われ、これによ
り、加熱された溶液を急速に冷却させ除去する。この技術は、米国特許第５，６
１６，１２０号（アンドリューら）の明細書においてさらに完全に記載されてお
り、その全開示内容は本願と一体のものとして参照される。しかしながら、この
刊行物に記載されている機器は外科ハンドピースから切り離して溶液を加熱する
。ハンドピースに流体を送る流体管部材は典型的には２ｍの長さにまで達し、加
熱された溶液は管部材の長さに沿って移動するにつれ、相当に冷めるので、加熱
された溶液の温度制御は困難となり得る。
【０００９】 したがって、液化破砕法を行うために使用される溶液を内部で加熱することが
できる外科ハンドピースのための制御システムに対する必要性が存在し続けてい
る。
【００１０】 発明の要旨 本発明は、少なくとも２つの内孔又は本体に取り付けられた管を有した外科ハ
ンドピースを提供することにより従来技術に改良を加える。少なくとも１つの管
が吸引のために使用され、少なくとも１つの他の管が白内障の水晶体を液化させ
るための加熱された外科用流体を注入するために使用される。第２の管の一部が
拡大され、ポンプ室を形成している。ポンプ室は少量の外科用流体を沸騰させる
ことによって機能する。流体が沸騰すると、流体は急速に膨張し、それにより、
第２の管からポンプ室の下流側に液体を押し進める。ポンプ室は一対の電極を使
用することができ、電極の少なくとも一方はさら穴を含んでいる。
【００１１】 したがって、本発明の目的は、少なくとも２つの管を有した外科ハンドピース
を提供することである。 本発明の他の目的は、少なくとも一方がさら穴を含んでいる２つの電極を備え
たポンプ室を有している外科ハンドピースを提供することである。
【００１２】 本発明の他の目的は、ハンドピースを通して外科用流体を脈動させてパルス状
に供給するための装置を有した外科ハンドピースを提供することである。 本発明のこれら及び他の利点及び目的は以下の詳細な説明及び特許請求の範囲
から明らかとなる。
【００１３】 発明の詳細な説明 本発明のハンドピース（手持ち部分）１０は、通常、ハンドピース本体１２と
、作用先端すなわち作用チップとを含んでいる。本体１２は、通常、外部洗浄管
１８と、吸引取付部２０とを含んでいる。本体１２は、当該技術分野において周
知の白内障超音波吸引ハンドピースと類似の構造であり、プラスチック、チタニ
ウム又はステンレス鋼から作成され得る。図６において最もよく示されているよ
うに、作用チップ１６は、チップ／キャップスリーブ２６と、針２８と、管３０
とを含んでいる。スリーブ２６は、市販されている任意の適した白内障超音波吸
引用チップ／キャップスリーブ２６でもよく、多内孔管のように他の管に組み入
れられていてもよい。針２８は、市販されている任意の中空の白内障超音波吸引
用切端（切断チップ）とすることができ、例えば、テキサス州フォートワースの
アルコンラボラトリーズ社（Ａｌｃｏｎ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ， Ｉｎｃ
．）から入手可能なＴＵＲＢＯＳＯＮＩＣＳチップとすることができる。管３０
は、針２８内に嵌入するような任意の適した寸法の管とすることができ、例えば
２９番径の皮下注射針管部材とすることができる。
【００１４】 図５に最も良く示されているように、管３０は、遠位端部では拘束されておら
ず、近位端部ではポンプ室４２に接続されている。管３０及びポンプ室４２は、
シリコーンガスケット、ガラスフリット又は銀鑞のような比較的高い融点を有し
た任意の適した手段により液密シールを施され得る。取付具４４は吸引ホーン４
６の孔４８内に管３０を保持している。孔４８は取付具２０と連通しており、取
付具２０はホーン４６内に軸支されて、Ｏリングシール５０でシールを施されて
おり、ホーン４６を通って取付具２０から外への吸引経路を形成している。ホー
ン４６はＯリングシール５６によって本体１２内に保持され、ポート（開口）５
４において洗浄管１８と連通している洗浄管５２を形成している。
【００１５】 図７において最も良く示されているように、本発明の第１の実施態様では、ポ
ンプ室４２は電極４５及び４７によって両側を封鎖された比較的大きなポンプ貯
槽４３を含んでいる。電力は、図示されていない絶縁電線により電極に供給され
ている。使用においては、外科用流体（例えば、生理食塩水洗浄溶液）がポート
５５、管３４、及び当該技術分野で周知の逆止弁５３を通して貯槽４３に入る。
外科用流体は導電性であるので、電流（好ましくは高周波交流、すなわちＲＦＡ
Ｃ）が電極４５及び４７に供給され、該電極を横切って電流が流れる。電気が外
科用流体を通って流れると、外科用流体は沸騰する。外科用流体が沸騰すると、
外科用流体はポンプ室４２からポート５７を通して管３０へ急速に膨張する（逆
止弁５３は膨張した流体が管３４へ侵入することを防止する）。膨張した気泡は
管３０内で外科用流体をポンプ室４２から下流側へ押し進める。後続の電流パル
スは外科用流体を管３０の下方へ移動させる気泡を順次形成していく。ポンプ室
４２によって得られる流体パルスの大きさ及び圧力は、電極４５及び４７に送ら
れた電気パルスの長さ、タイミング及び／又は電力を変化させること及び貯槽４
３の寸法を変化させることにより変化させることができる。さらに、外科用流体
はポンプ室４２に進入するに先だって予熱されてもよい。外科用流体を予熱する
ことによりポンプ室４２が必要とする電力を減少させ、且つ／又は圧力パルスを
生じさせることができる速さを増加させる。
【００１６】 好ましくは、電極４５は、小さな凹部又はさら穴１００を含んでいることが好
ましく、凹部又はさら穴１００は任意の適した深さを有しているが、深さは約０
．０７６２ｍｍ（０．００３インチ）であることが好ましい。ポンプ貯槽４３は
外周１０１が最も狭くなっており（およそ０．１ｍｍ）、結果として、ポンプ貯
槽４３は最初に外周１０１において沸騰し、蒸気の波の最前部はさら穴１００を
下って管３０の中心軸線へ向かって移動していく。外科用流体は蒸気状態よりも
液体状態において非常によく電気を伝導する。したがって、電流は沸騰が最初に
起こる外周１０１において大きく減少する。
【００１７】 本発明のハンドピースの幾つかの実施態様が開示されたが、適切な力、立ち上
がり時間、周波数の圧力パルスを作り出す任意のハンドピースを使用することも
できる。例えば、１グラム／秒から５００００グラム／秒の間の立ち上がり時間
（５００グラム／秒から５００００グラム／秒の間であることが好ましい）、１
Ｈｚから２００Ｈｚの間の周波数（１０Ｈｚから１００Ｈｚの間であることが最
も好ましい）で、０．０３グラムから５０．０グラムの間の力の圧力パルスを作
りだす任意の適したハンドピースを使用することができる。圧力パルスの力及び
周波数は除去される物質の硬度により変化させられ得る。例えば、発明者は、高
い力のパルスの場合、低い周波数は比較的硬い核物質を減量、除去させる際によ
り効果的であり、高い周波数及び低い力のパルスは柔らかい上核皮質物質（ｅｐ
ｉｎｕｃｌｅａｒ ａｎｄ ｃｏｒｔｉｃａｌ ｍａｔｅｒｉａｌ）を除去する
際に有用であることを見いだした。注入圧力、吸引流量及び真空限界値は現在の
白内障超音波吸引術と同様である。
【００１８】 図９に示されているように、ハンドピース３１０を操作する際に使用するため
の制御システム３００の１つの実施態様は、制御モジュール３４７と、ＲＦ（高
周波）増幅器３１２と、機能発生器３１４とを含んでいる。電力が直流電源装置
３１６によって高周波増幅器３１２に供給される。直流電源装置３１６は好まし
くは±２００ボルトで作動する分離された直流電源装置である。制御モジュール
３４７は、任意の適したマイクロプロセッサとすることができ、操作者入力装置
３１８からの入力を受け取ることができる。機能発生器３１４は電気波形を増幅
器３１２へ供給し、好ましくは４５０ｋＨｚで作動して腐食を最小限に抑える手
助けをする。
【００１９】 使用において、制御モジュール３４７は手術コンソール３２０からの入力を受
け取る。コンソール３２０は、テキサス州フォートワースのアルコンラボラトリ
ーズ社（Ａｌｃｏｎ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ， Ｉｎｃ．）から入手可能な
「ＬＥＧＡＣＹ（商標） ＳＥＲＩＥＳ ＴＷＥＮＴＹ ＴＨＯＵＳＡＮＤ（商
標）」手術システムのような市販されている任意の手術制御コンソールとするこ
とができる。コンソール３２０は洗浄ライン３２２及び吸引ライン３２４を通し
てハンドピース３１０に接続されており、洗浄ライン３２２及び吸引ライン３２
４を通る流れはフットスイッチ３２６を介して使用者によって制御される。ハン
ドピース３１０における洗浄流量及び吸引流量の情報がコンソール３２０によっ
てインターフェイス３２８を介して制御モジュール３４７へ提供される。インタ
ーフェイス３２８はコンソール３２０の超音波ハンドピースの制御ポート又は他
の任意の出力ポートに接続され得る。制御モジュール３４７は、コンソール３２
０により提供されるフットスイッチ３２６の情報と入力装置３１８からの操作者
の入力とを使用して、２つの制御信号３３０及び３３２を生成させる。信号３３
２はピンチ弁３３４を操作するために使用され、ピンチ弁３３４は流体供給源３
３６からハンドピース３１０へ流れる外科用流体を制御する。流体供給源３３６
からの流体は本明細書中で説明したようにして加熱される。信号３３０は機能発
生器３１４を制御するために使用される。信号３３０に基づいて、機能発生器３
１４は、操作者に選択された周波数及びフットスイッチ３２６の位置によって決
定された振幅の波形を高周波増幅器３１２に提供し、高周波増幅器３１２は波形
を増幅させ、増幅された波形をハンドピースへ進め、加熱、加圧された外科用流
体のパルスを生じさせる。
【００２０】 図３、図４及び図７に最もよく示されているように、外科用流体は、管３４を
通してポンプ室４３へ供給されてもよく、図８に示されているように、冷たい外
科用流体を作用部位に供給する主洗浄管２３５から分岐している洗浄流体管２３
４を通してポンプ室２４３へ供給されてもよい。図８に示されているように、吸
引管２３７はハンドピース１０の内部に収容されていてもよい。
【００２１】 目に伝えられる熱の量を制限するために、複数の方法の何れかを採用すること
ができる。例えば、加熱された溶液のパルス列のデューティサイクルを変化させ
、目に伝えられる加熱された溶液の総量がパルス周波数により変化しないように
することができる。あるいはまた、吸引流量をパルス周波数の関数として変化さ
せ、パルス周波数が増加するに伴って比例して吸引流量が増加するようにさせる
ことができる。
【００２２】 この説明は例示及び説明のためになされたものである。本発明の範囲又は精神
から逸脱することなく、上述した本発明に変更及び改変を加えることができるこ
とは当業者にとって明らかであろう。例えば、本発明は性能を向上させるために
超音波切端及び／又は回転切端と組み合わせることができることは当業者であれ
ば分かるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のハンドピースの正面上方左側からの斜視図である。
【図２】 本発明のハンドピースの背面上方右側からの斜視図である。
【図３】 洗浄流路を通る平面に沿った本発明のハンドピースの断面図である。
【図４】 吸引流路を通る平面に沿った本発明のハンドピースの断面図である。
【図５】 図４の円５における本発明のハンドピースの拡大部分断面図である。
【図６】 図３の円６における本発明のハンドピースの拡大部分断面図である。
【図７】 図３及び図４の円７における本発明のハンドピースの拡大断面図であり、抵抗
ボイラポンプを示している。
【図８】 本発明のハンドピースの１つの実施態様の組立分解部分断面図である。
【図９】 本発明のハンドピースと共に使用することが可能な制御システムのブロック線
図である。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ａ）第１の洗浄管腔を有した本体と、 ｂ）前記第１の洗浄管腔に結合されており、圧力パルスを作り出すことができ
    るポンプ室とを備え、該圧力パルスが、ｉ）０．０３グラムから５０．０グラム
    の間の力と、ｉｉ）１グラム／秒から５００００グラム／秒の間の立ち上がり時
    間と、ｉｉｉ）１Ｈｚから２００Ｈｚの間の周波数とを有している、液化破砕ハ
    ンドピース。
  2. 【請求項２】 前記圧力パルスの力が１．０グラムから５０．０グラムの間
    である、請求項１に記載の液化破砕ハンドピース。
  3. 【請求項３】 前記圧力パルスの立ち上がり時間が５００グラム／秒から５
    ００００グラム／秒の間である、請求項１に記載の液化破砕ハンドピース。
  4. 【請求項４】 ａ）第１の洗浄管腔を有した本体と、 ｂ）前記第１の洗浄管腔に結合されており、０．０３グラムから５０．０グラ
    ムの間の力を有した圧力パルスを作り出すことができるポンプ室とを備えている
    液化破砕ハンドピース。
  5. 【請求項５】 前記圧力パルスの力が１．０グラムから５０．０グラムの間
    である、請求項４に記載の液化破砕ハンドピース。
  6. 【請求項６】 ａ）第１の洗浄管腔を有した本体と、 ｂ）前記第１の洗浄管腔に結合されており、１グラム／秒から５００００グラ
    ム／秒の間の立ち上がり時間を有した圧力パルスを作り出すことができるポンプ
    室とを備えている液化破砕ハンドピース。
  7. 【請求項７】 前記圧力パルスの立ち上がり時間が５００グラム／秒から５
    ００００グラム／秒の間である、請求項６に記載の液化破砕ハンドピース。
JP2001539385A 1999-11-22 2000-09-19 液化破砕ハンドピースのためのポンプ室 Pending JP2003514617A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/447,752 US6676628B2 (en) 1998-06-04 1999-11-22 Pumping chamber for a liquefracture handpiece
US09/447,752 1999-11-22
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