JP2007117744A - カセットおよび外科システム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、概ね流体圧力感知室、更に具体的には眼科外科設備に使用される流体圧力感知室に関する。
【解決手段】カセット受け部を有する外科コンソール、および前記カセット受け部内で前記外科コンソールにより受けられる外科カセットを含み、前記カセットが本体内に形成された圧力感知室、および圧力感知室へ延長する配管延長部を含み、前記配管延長部は前記圧力感知室と流体を介して連通する複数の孔を有する、外科システムを提供する。孔は、配管へ侵入した気泡が圧力感知室へ容易に流入しないような寸法に形成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、概ね流体圧力感知室、更に具体的には眼科外科設備に使用される流体圧力感知室に関する。

年齢または病気により水晶体の透明性が低下するときに、網膜へ伝達される光が減少することにより視力は衰退する。目の水晶体のこのような欠陥は医学的に白内障として知られている。この状態に許容される治療は水晶体の外科的除去であり、人工的眼内レンズ（ＩＯＬ）による水晶体機能の交換である。

米国において、白内障水晶体の多くは、水晶体乳化法と呼ばれる外科手術により除去される。この処置時に、薄い水晶体乳化カッティングチップが疾患水晶体へ挿入されかつ超音波により振動する。振動するカッティングチップは水晶体を液化または乳化して水晶体を目の外へ吸引する。疾患水晶体は、一旦除去されると、人工レンズで置換される。

眼科治療に適した代表的超音波外科装置は、超音波駆動ハンドピース、取り付けたカッティングチップ、および洗浄スリーブ、ならびに電子制御コンソールで構成される。ハンドピース組立体は電線および可撓性配管により制御コンソールへ取り付けられる。コンソールは、洗浄流体を供給するために、取り付けられたカッティングチップおよび可撓性配管へハンドピースにより電線を介して送られる電力レベルを変化させかつハンドピース組立体を介して目から流体を吸引する。

ハンドピースの操作部は、一セットの圧電気水晶に直接取り付けられて中央に設けた中空共振バーまたはホーンである。圧電気水晶は、水晶体乳化時にホーンおよび取り付けられたカッティングチップの両方を駆動するために必要な超音波振動を供給しかつコンソールにより制御される。圧電気水晶／ホーン組立体は可撓性マウントによりハンドピースの中空体またはシエル内に懸垂される。ハンドピース体は、直径減少部またはハンドピース体の先端の鼻先（nosecone）で終端する。鼻先は洗浄スリーブを受けるために外部にネジ山が形成される。同様に、カッティングチップの外ネジ山を受けるためにホーンの孔の先端で内部にネジ山が形成される。洗浄スリーブは、鼻先の外部ネジ山へねじ込む内ネジ山付き孔を有する。カッティングチップは、カッティングチップが洗浄スリーブの開放端後に所定量だけ突出するように、調節される。

使用に際して、カッティングチップおよび洗浄スリーブの端は角膜、強膜、または他の場所で所定幅の小切開へ挿入される。カッティングチップは圧電気水晶駆動超音波ホーンにより洗浄スリーブ内の長軸に沿って超音波振動し、それにより選択された組織をその場で乳化する。カッティングチップの中空ボイドはホーン内の孔と連絡し、順次、ハンドピースからコンソールへ吸引ラインと連絡する。コンソール内の減少圧力または真空源、通常、蠕動ポンプがカッティングチップの開放端、カッティングチップおよびホーン孔、および吸引ラインを介して目から乳化組織を収集装置へ引くまたは吸引する。乳化組織の吸引は含塩洗浄液により促進するかまたは洗浄スリーブの内面とカッティングチップとの間の小さい環状間隙を介して外科部位へ発射する洗浄液により促進する。

従来装置は、洗浄圧力または吸引真空を検出する複数のセンサを使用する。センサからの情報に基づいて、外科コンソールは、外科治療をより効率的かつ安全にするために応答するようにプログラムされる。吸引流体による汚染の危険を減少するために、最近の外科システムは閉鎖した圧力センサを使用する。即ちこのセンサでは流体はロードセル、もしくは流体圧力を感知するために使用される他の装置と接触しない。かかる圧力センサ例がＵＳ特許第５３９２６５３号（Zanger他）に開示されている。かかる閉鎖圧力センサの全体的性能は、しかし、そのシステムから全空気を追放することに大きく依存する。空気は手術に使用される洗浄溶液よりも更に圧縮性でありかつエアポケットまたは気泡はそのシステムに伸展性（compliance）を加える。伸展性は、望ましくない圧力変化および変動（不安定）に帰結する。

閉鎖した液体システムから空気を追放する（もしくはシステムを「プライミング」(priming)する）一般的方法は、鋭角縁およびシステム内の急激な形状変化を回避すること、およびシステムの底または低下点から液体をシステムへ充填することを含む。これは、システムに下から液体を充填するときに空気をシステムの上から逃がすことを可能にする。本発明の発明者は、閉鎖した外科流体システム内の圧力センサ室内の初期プライミングが比較的容易であるが、気泡がその室へ侵入可能である場合（例えば、外科ハンドピースが処置時に変えられる場合）、気泡をシステムから追放することが極めて困難になることを発見した。

この困難性は気泡の表面張力の結果であり（システムの初期プライミングに概ね含まれる非包囲空気と反対に）、気泡を強くさせ、容易に破壊しにくく、かつ一旦導入されると圧力感知室から外へ吸引しにくくする。更に、気泡を包囲する液体「フィルム」はべとつき、気泡をシステム内の表面に粘着または接着させ、非常に高い流体速度でそれ以上の運動に抵抗する。一例として、ＵＳ特許第６０５９７６５号（Cole他）は、一定の室の形状および出口場所が外科システムからの空気除去を促進することができることを示唆する。本発明者は、この文献で検討された室の形状および設計がシステムから気泡を確実に追放するには不十分であることを知見した。

従って、圧力感知室へ空気が侵入し圧力感知室内に捕獲されるのを防止する圧力感知室に対するニーズが存続している。

ＵＳ特許第５３９２６５３号 ＵＳ特許第６０５９７６５号

本発明の課題は、配管延長部が延長する圧力感知室を設けることにより従来蠕動ポンプを改良することにある。

本発明の他の課題は、圧力感知室が容易にプライム（prime)するカセットを提供することにある。

本発明の他の課題は、気泡が圧力感知室に捕捉されるのを防止する圧力感知室を提供することにある。

更に、本発明の課題は配管延長部が延長する圧力感知室を提供することにある。

上記課題を解決するために本発明はカセットを提供する。本発明によるカセットは、本体、前記本体内に形成された圧力感知室、および圧力感知室へ延長する配管延長部を含み、前記配管延長部は前記圧力感知室と流体を介して連通する少なくとも一つの孔を有することを特徴とする。

前記カセットの好適形態において、前記圧力感知室は圧力感知膜により囲まれて前記本体内に形成された中空ボイドを含む。

前記カセットの好適形態において、本発明によるカセットは蠕動ポンプを更に含み、前記配管延長部は前記蠕動ポンプと流体を介して連通する。

前記カセットの好適形態において、前記孔は断面積が略０．０００２−０．０２平方インチ（約2.54cm²)である。

前記カセットの好適形態において、前記配管延長部は前記本体に一体的に形成されている。

前記カセットの好適形態において、前記カセットに連結された吸引管を更に含み、かつ前記配管延長部は前記吸引管の一部として形成されている。

前記カセットの好適形態において、前記カセットに連結されかつ前記蠕動ポンプと流体により連通する吸引管を更に含み、前記配管延長部は前記吸引管の一部として形成されている。

前記カセットの好適形態において、前記孔は、前記配管延長部に侵入する気泡が前記圧力感知室へ侵入しないような寸法および形状である。

本発明による第二形態のカセットは、本体、前記本体内に形成された圧力感知室、および前記本体に一体的に形成されかつ前記圧力感知室へ延長する配管延長部を含み、前記圧力感知室は圧力感知膜により囲まれて前記本体内に中空ボイドとして形成され、かつ前記配管延長部は前記圧力感知室と流体により連通する複数の孔を有することを特徴とする。

第二形態のカセットは、好適には、蠕動ポンプを更に含み、前記配管延長部は前記蠕動ポンプと流体を介して連通することが望ましい。

第二形態のカセットにおいて、好適には、前記孔の断面積は略０．０００２−０．０２平方インチ（約2.54cm²)である。

第二形態のカセットにおいて、好適には、前記カセットに連結された吸引管を更に含む。

第二形態のカセットにおいて、前記カセットに連結されかつ前記蠕動ポンプと流体を介して連通する吸引管を更に含むことが望ましい。

第二形態のカセットにおいて、好適には、前記孔は、前記配管延長部に侵入する気泡が前記圧力感知室へ侵入しないような寸法および形状である。

本発明は外科システムを提供し、本発明による外科システムは、カセット受け部を有する外科コンソール、および前記カセット受け部内で前記外科コンソールにより受けられる外科カセットを含み、前記カセットは、本体、前記本体内に形成された圧力感知室、および前記圧力感知室へ延長する配管延長部を含み、前記配管延長部は前記圧力感知室と流体を介して連通する複数の孔を有することを特徴とする。

本発明による好適形態の外科システムにおいて、前記圧力感知室は圧力感知膜により囲まれて前記本体内に形成された中空ボイドを含む。

好適形態の外科システムによれば、前記カセットは蠕動ポンプを更に含み、前記配管延長部は前記蠕動ポンプと流体を介して連通する。

好適形態の外科システムによれば、前記孔は断面積が略０．０００２−０．０２平方インチ（約2.54cm²)である。

好適形態の外科システムによれば、前記配管延長部は前記本体に一体的に形成されている。

好適形態の外科システムは、前記カセットに連結された吸引管を更に含み、かつ前記配管延長部は前記吸引管の一部として形成されている。

好適形態の外科システムは、前記カセットに連結されかつ前記蠕動ポンプと流体により連通する吸引管を更に含み、前記配管延長部は前記吸引管の一部として形成されている。

好適形態の外科システムによれば、前記孔は、前記配管延長部に侵入する気泡が前記圧力感知室へ侵入しないような寸法および形状である。

図１に最良に示されたように、市販されている外科システムは、調整自在のマヨトレイ（mayo tray)１０が取り付けられ、かつ吸引管２２、洗浄管２４および動力ケーブル２６によりハンドピース２０が取り付けられた外科コンソール１１０を概ね含む。ハンドピース２０への動力は、洗浄流および吸引流と同様にコンソール１１０により制御される。コンソールは、当分野で周知の動力供給、ポンプ、圧力センサ、弁、等の適宜ハードウエアおよびソフトウエアを含む。図２Ａに最良に示されたように、本発明に使用されるカセット２００は吸引管２２および洗浄管２４を受け、かつコンソール１１０のカセット受け部２５内に設置される。

カセット２００は、カセット２００の本体２２０内に形成されかつ圧力感知膜２１５により囲まれた中空ボイド２３０で構成されてよい圧力感知室２１０を含む。カセット２００は、テキサス州、フォートワース、Ａｌｃｏｎ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓから市販されているＩＮＦＩＮＩＴＩ（登録商標）流体管理システム等の広範囲の市販外科カセットのいずれであってもよい。本体２２０は概ね適宜熱可塑性プラスチックから成形される。

図２Ｂに最良に示されたように、室２１０は、中空ボイド２３０へ延び、中空ボイドを事実上二つの同一半球形に二分する配管延長部２４０を含む。ただし、本発明において室２１０およびボイド２３０と異なる形状が同様に使用できる。配管延長部２４０は本体２２０に一体的に成形されるかまたは吸引管２２と一体的に形成されてよい。いずれの場合にも、図２Ｂにおいて流れを示す矢印で表示されたように吸引管２２から流体を蠕動ポンプ２５０へ吸引するために、配管延長部２４０は吸引管２２と流体により連通する。一つまたはそれ以上の孔２６０が配管延長部を貫通し、吸引管２２、ボイド２３０、および膜２１５間の流体を介した連通を可能にする。

かかる流体による連通は吸引管２２内の圧力変化を可能にして、ボイド２３０との連通を可能にし、膜２１５を反らせる。この反りはコンソール１１０のカセット受け部２５内に取り付けられたロードセル（load cell)（図示せず）により感知できる。孔２６０は更にカセット２００の初期プライミング時にボイド２３０から空気を追い出す。更に重要なことに、孔２６０は、吸引ライン２２へ侵入する気泡が簡単に孔２６０へ流入しかつボイド２３０へ侵入しないような寸法および形状で形成される。孔２６０の場所および寸法は配管延長部２４０内の良好な気泡保持を促進しかつボイド２３０の初期液体充填時に流体流を下方の孔２６０へ送る。

上記説明は図解および解説を目的とする。当業者には特許請求の範囲に記載の範囲を逸脱することなくここに記載の発明に変更を加えることができることは理解されるであろう。

本発明に使用され得る外科システムの斜視図である。 Ａは本発明に使用できる外科カセットの斜視図である。Ｂは本発明の圧力感知室の第一実施形態の拡大斜視図である。

符号の説明

２０ ハンドピース
２２ 吸引管
２４ 洗浄管
２６ 動力ケーブル
１１０ 外科コンソール
２００ カセット
２１０ 圧力感知室
２１５ 圧力感知膜
２２０ 本体
２３０ 中空ボイド
２４０ 配管延長部
２５０ 蠕動ポンプ
２６０ 孔

Claims (22)

1. ア）本体、
   イ）前記本体内に形成された圧力感知室、および
   ウ）圧力感知室へ延長する配管延長部を含み、
   前記配管延長部は前記圧力感知室と流体を介して連通する少なくとも一つの孔を有する、カセット。
2. 前記圧力感知室は圧力感知膜により囲まれて前記本体内に形成された中空ボイドを含む、請求項１のカセット。
3. 蠕動ポンプを更に含み、前記配管延長部は前記蠕動ポンプと流体を介して連通する、請求項１のカセット。
4. 前記孔は断面積が略０．０００２−０．０２平方インチ（約2.54cm²)である、請求項１のカセット。
5. 前記配管延長部は前記本体に一体的に形成されている、請求項１のカセット。
6. 前記カセットに連結された吸引管を更に含み、かつ前記配管延長部は前記吸引管の一部として形成されている、請求項１のカセット。
7. 前記カセットに連結されかつ前記蠕動ポンプと流体により連通する吸引管を更に含み、前記配管延長部は前記吸引管の一部として形成されている、請求項３のカセット。
8. 前記孔は、前記配管延長部に侵入する気泡が前記圧力感知室へ侵入しないような寸法および形状である、請求項１のカセット。
9. ア）本体、
   イ）前記本体内に形成された圧力感知室、および
   ウ）前記本体に一体的に形成されかつ前記圧力感知室へ延長する配管延長部を含み、
   前記圧力感知室は圧力感知膜により囲まれて前記本体内に中空ボイドとして形成され、
   前記配管延長部は前記圧力感知室と流体により連通する複数の孔を有する、カセット。
10. 蠕動ポンプを更に含み、前記配管延長部は前記蠕動ポンプと流体を介して連通する、請求項９のカセット。
11. 前記孔は断面積が略０．０００２−０．０２平方インチ（約2.54cm²)である、請求項９のカセット。
12. 前記カセットに連結された吸引管を更に含む、請求項９のカセット。
13. 前記カセットに連結されかつ前記蠕動ポンプと流体を介して連通する吸引管を更に含む、請求項１０のカセット。
14. 前記孔は、前記配管延長部に侵入する気泡が前記圧力感知室へ侵入しないような寸法および形状である、請求項１０のカセット。
15. ア）カセット受け部を有する外科コンソール、
    イ）前記カセット受け部内に前記外科コンソールにより受けられる外科カセットを含み、
    前記カセットは、
    ｉ） 本体、
    ｉｉ） 前記本体内に形成された圧力感知室、および
    ｉｉｉ）前記圧力感知室へ延長する配管延長部を含み、
    前記配管延長部は前記圧力感知室と流体を介して連通する複数の孔を有する、外科システム。
16. 前記圧力感知室は圧力感知膜により囲まれて前記本体内に形成された中空ボイドを含む、請求項１５の外科システム。
17. 前記カセットは蠕動ポンプを更に含み、前記配管延長部は前記蠕動ポンプと流体を介して連通する、請求項１５の外科システム。
18. 前記孔は断面積が略０．０００２−０．０２平方インチ（約2.54cm²)である、請求項１５のカセット。
19. 前記配管延長部は前記本体に一体的に形成されている、請求項１５の外科システム。
20. 前記カセットに連結された吸引管を更に含み、かつ前記配管延長部は前記吸引管の一部として形成されている、請求項１５の外科システム。
21. 前記カセットに連結されかつ前記蠕動ポンプと流体により連通する吸引管を更に含み、前記配管延長部は前記吸引管の一部として形成されている、請求項１７の外科システム。
22. 前記孔は、前記配管延長部に侵入する気泡が前記圧力感知室へ侵入しないような寸法および形状である、請求項１５の外科システム。

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