JP2009530045A - 気泡破壊構造体を有する手術カセット - Google Patents

Abstract

手術コンソールの真空源に流体的に結合するための室と、室内に配置された気泡破壊構造体とを有する手術カセット。カセットは、真空源を液体から保護する。

Description

本発明は、一般に、顕微手術システムに使用するための手術カセット、より詳しくは、眼科顕微手術システムに使用するためのこのようなカセットに関する。

小さな切開部の手術中、特に眼科手術中、組織を切除し、取り除き、さもなければ操作するために、小さなプローブが手術部位に挿入される。これらの手術処置中に、流体が眼に典型的に注入され、注入流体及び組織が手術部位から吸引される。本発明の前に使用されていた吸引システムのタイプは、システム内で使用されるポンプのタイプに応じて、一般に、流量制御又は真空制御と特徴づけられた。システムの各々のタイプは、ある利点を有する。

真空制御の吸引システムは、システムが維持しようとする所望の真空レベルを設定することによって操作される。流量は、眼内圧、真空レベル、及び流体通路内の流れに対する抵抗に左右される。実際の流量情報は利用できない。真空制御の吸引システムは、典型的に、ベンチュリポンプ又はダイアフラムポンプを使用する。真空制御の吸引システムは、例えば、空気／流体の交換手順中の迅速な応答時間、低下する真空レベルの制御、及び空気吸引中の優れた流体的性能の利点を提供する。このようなシステムの不都合は、流れ情報の欠如であり、これは、閉塞検出の欠如に関連して、水晶体超音波乳化吸引又は破砕中に一時的な大きな流量をもたらす。真空制御のシステムは、リアルタイムの非侵襲的な流量測定の問題のため、流量制御モードで動作することが困難である。

流量制御の吸引システムは、システム維持のために所望の吸引流量を設定することによって操作される。流量制御の吸引システムは、典型的に、蠕動ポンプ、スクロールポンプ、又はベーンポンプを使用する。流量制御の吸引システムは、閉塞下で安定した流量及び自動的に増加する真空レベルの利点を提供する。このようなシステムの不都合は、比較的遅い応答時間、大きな追従性構成要素が使用される場合の望ましくない閉塞破壊反応であり、先端閉塞中に真空を直線的に減少させることができない。流量制御のシステムは、真空を測定する際の時間遅延が制御ループの不安定性を引き起こし、動的性能を低下させる可能性があるので、真空制御モードで動作することが困難である。

現在利用可能な１つの眼科手術システム、Ｓｔｏｒｚ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｃｏｍｐａｎｙからのミレニアム（ＭＩＬＬＥＮＩＵＭ）システムは、真空制御の吸引システム（ベンチュリポンプを使用）及び別個の流量制御の吸引システム（スクロールポンプを使用）の両方を含む。２つのポンプは同時に使用できず、各々のポンプは別個の吸引管及びカセットを必要とする。

現在利用可能な他の眼科手術システム、Ａｌｃｏｎ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ Ｉｎｃ．からのＡＣＣＵＲＵＳ（登録商標）システムは、直列に動作するベンチュリポンプ及び蠕動ポンプの両方を含む。ベンチュリポンプは、手術部位から小さな収集室に材料を吸引する。蠕動ポンプは、吸引液を小さな収集室からより大きな収集バッグにポンプする。蠕動ポンプは、吸引真空を手術部位に提供しない。したがって、このシステムは真空制御のシステムとして動作する。

真空制御の吸引システム及び流量制御の吸引システムの両方では、手術部位から吸引された液状注入流体及び眼の組織は、手術カセット内の吸引室に導かれる。真空制御の吸引システムでは、手術カセットの吸引室は、手術コンソール内の真空源に流体的に結合される。部分的に液体で充填された吸引室の上方から空気を吸引する能力を維持しつつ、液体からの真空源を保護することが重要である。過去において、疎水性のフィルタ媒体は、このような保護を行うために真空源と吸引室との間の流体ラインに組み込まれた。しかし、このようなフィルタ媒体は空気流を遅らせ、対応して手術システムの流体的反応時間を増大させた。さらに、大きな空気室又は長い流体通路が従来の眼科手術システムに組み込まれ、液体が真空源に達する可能性を低減してきた。しかし、このような空気体積の付加により、システム内の圧縮性流体量の増加のため、手術システムの流体的反応時間を増大させた。
米国特許出願第１１／１５８，２３８号明細書 米国特許出願第１１／１５８，２５９号明細書

したがって、顕微手術システムの吸引システム内の真空源を液体から保護する方法の改良の必要性が存在し続けている。

本発明は、手術カセットに関する。手術カセットは、手術コンソールの真空源に流体的に結合するための、また空気の体積を収容するための室と、室内に配置された気泡破壊構造体とを含む。空気の体積（気泡）は、随伴する液体を含む。気泡破壊構造体は、随伴する液体が空気から取り除かれて真空源に通過しないように、気泡の破壊を促進する形状を有する。

本発明をより完全に理解するため、また本発明のさらなる目的及び利点について、添付図面と関連して行われる次の詳細な説明を参照する。

本発明の好ましい実施形態及びそれらの利点は、図面の図１〜図６を参照することによって最善に理解され、同様の数字は、様々な図面の同様かつ対応する部分に使用される。顕微手術システム１０は、圧縮ガス源１２、隔離弁１４、真空比例弁１６、任意の第２の真空比例弁１８、圧力比例弁２０、真空発生器２２、圧力トランスジューサ２４、吸引室２６、流体レベルセンサ２８、ポンプ３０、収集バッグ３２、吸引ポート３４、手術用装置３６、コンピュータ又はマイクロプロセッサ３８、及び比例制御装置４０を含む。システム１０の様々な構成要素は、流体ライン４４、４６、４８、５０、５２、５４、５６、５８を介して流体的に結合される。システム１０の様々な構成要素は、インタフェース６０、６２、６４、６６、６８、７０、７２、７４、７６を介して電気的に結合される。弁１４は、「オン／オフ」電磁弁であることが好ましい。弁１６〜２０は、比例電磁弁であることが好ましい。真空発生器２２は、真空を発生するための任意の適切な装置でもよいが、隔離弁１４及び真空比例弁１６及び／又は１８が開いており、圧縮ガス源１２からのガスが真空発生器２２を通過するときに真空を発生する真空チップ又はベンチュリチップであることが好ましい。圧力トランスジューサ２４は、直接的又は間接的に圧力及び真空を測定するための任意の適切な装置でもよい。流体レベルセンサ２８は、吸引室２６内の流体４２のレベルを測定するための任意の適切な装置でもよいが、連続的に流体レベルを測定できることが好ましい。ポンプ３０は、真空を発生するための任意の適切な装置でもよいが、蠕動ポンプ、スクロールポンプ、又はベーンポンプであることが好ましい。マイクロプロセッサ３８は、フィードバック制御、及び好ましくはＰＩＤ制御を実施できる。比例制御器４０は、システム１０及び／又は手術用装置３６を比例制御するための任意の適切な装置でもよいが、足制御装置であることが好ましい。

システム１０は、吸引を制御する３つの別個の方法、すなわち真空制御、吸い上げ制御、及び流量制御を利用することが好ましい。これらの方法は、特許文献１及び特許文献２に記載されており、その両方は、本出願により共同所有され、本出願に参考として組み込まれている。

これらの方法の各々では、真空は、流体ライン５０、５６、５８を介して手術用装置３６及び吸引室２６に提供可能である。吸引室２６は、手術用装置３６によって吸引された流体４２で満たされる。流体４２は、液状注入流体ならびに吸引された眼の組織を含む。

図２〜図４に最善に示されているように、手術カセット１００は、吸引室２６と吸引源室１０４とを含む本体１０２を有する。本体１０２の前部側面に対し流体的に封止されるカバーは、明快さのため図示されていない。本体１０２の後部側面に対し流体的に封止されるピンチプレートは、明快さのため図示されていない。吸引源室１０４は、吸引室２６に対し小さな体積を有することが好ましい。入口１０６は、吸引室２６と吸引源室１０４とを流体的に結合する。ポート１０８は、吸引室１０４と流体ライン５０とを流体的に結合する。上に説明したように、流体ライン５０は、真空発生器２２に流体的に結合される。入口１１０は、吸引室２６と流体ライン５６とを流体的に結合する。入口１１２は、吸引室２６と流体ライン５２とを流体的に結合する。吸引源室１０４は気泡破壊構造体１１４を含む。気泡破壊構造体１１４は、吸引源室１０４の内壁から延びる第１の突起１１４ａと、吸引源１０４の内壁から延びる第２の突起１１４ｂとを含むことが好ましい。突起１１４ａと１１４ｂは、細い平坦な形状を有することが好ましく、互いに対向して配置されることが好ましい。突起１１４ａと１１４ｂの遠位端は、吸引室２６に向かって下方に傾斜していることが好ましい。本体１０２は、プラスチック材料から成形されることが好ましい。吸引室２６、吸引源室１０４、入口１０６、ポート１０８、入口１１０、入口１１２、及び気泡破壊構造体１１４は、本体１０２内に一体的に成形されることが好ましい。

図１に示したように、液体４２は吸引室２６に存在し、空気４３は吸引室２６の液体４２の上方に存在する。手術システムが真空を吸引室２６に供給するとき、典型的に気泡上で又はその中で、ある液体４２が空気４３と混合され、入口１０６を通して吸引源室１０４に吸引される。このような気泡が入口１０６を通過するとき、気泡は、突起１１４ａ、突起１１４ｂ、及び／又は吸引源室１０４の内面に接触する。このような接触により気泡が破壊され、随伴するすべての液体は入口１０６を介して吸引室２６内に戻って落ちる。突起１１４ａと１１４ｂの下方傾斜は、吸引室２６内への液体流の戻りを促進する。

図５は、本発明の第２の好ましい実施形態による気泡破壊構造体１１５を示している。気泡破壊構造体１１５は、吸引源室１０４内の気泡又は他の随伴する液体からポート１０８を遮蔽する本体１１６を含む。本体１１６は、一般にＵ字状の形状を有することが好ましい。本体１１６は、ポート１０８内への空気の通過を可能にする吸引源室１０４の内壁１２０の真下に配置された上端１１８を有する。気泡が上端１１８に向かって気泡破壊構造体１１５の周りを通過するとき、気泡は、吸引源室１０４及び／又は気泡破壊構造体１１５の内面に接触する。このような接触により気泡が破壊され、随伴するすべての液体は入口１０６を介して吸引室２６内に戻って落ちる。

図６は、本発明の第３の好ましい実施形態による気泡破壊構造体１３０を示している。気泡破壊構造体１３０は、吸引室２６の頂部内面から延びる突起であることが好ましい。気泡破壊構造体１３０は、細い平坦な形状を有することが好ましい。気泡破壊構造体１３０の遠位端は、吸引室２６の底部に向かって下方に傾斜していることが好ましい。気泡又は他の随伴する液体が入口１０６の近くを通過するとき、気泡は、吸引室２６及び／又は気泡破壊構造体１３０の内面に接触する。このような接触により気泡が破壊され、随伴するすべての液体は吸引室２６内に戻って落ちる。構造体１３０の下方傾斜により、入口１０６を通した上向きの液体流も防止される。

本発明は、本明細書に実施例によって示され、様々な修正が当業者によって行われることが可能である。例えば、本発明の手術カセットは、吸引室の第１の気泡破壊構造体と、吸引室の第２の気泡破壊構造体とを含んでもよい。

本発明の操作及び構造は、前述の説明から明白であると考えられる。上に示した又は説明した装置及び方法は、好ましいと特徴付けられてきたが、次の特許請求の範囲に規定されるような本発明の精神と範囲から逸脱することなく、様々な変更及び修正を当該装置及び方法に行うことができる。

顕微手術システムの吸引制御を示した概略図である。 本発明の好ましい実施形態による気泡破壊構造体を示した手術カセットの本体の前方斜視図である。 図２の手術カセット本体の正面図である。 図２の手術カセット本体の正面図である。 本発明の第２の好ましい実施形態による気泡破壊構造体を示した手術カセットの本体の部分拡大前方斜視図である。 本発明の第３の好ましい実施形態による気泡破壊構造体を示した手術カセットの本体の部分拡大前方斜視図である。

Claims (12)

1. 手術カセットであって、
   手術コンソールの真空源に流体的に結合するための、また随伴する液体を含む空気の体積を収容するための室と、
   前記室内に配置された気泡破壊構造体であって、前記随伴する液体が前記空気から取り除かれて前記真空源に通過しないように、前記構造体が気泡の破壊を促進する形状を有する気泡破壊構造体と、
   を備える手術カセット。
2. 前記気泡破壊構造体が、前記室の内壁から延びる突起を備える、請求項１に記載の手術カセット。
3. 前記突起が薄い平坦な形状を有する、請求項１に記載の手術カセット。
4. 前記突起が一般にＵ字状の形状を有し、前記真空源に流体的に結合するためにあるポートを囲む、請求項１に記載の手術カセット。
5. 前記室の内壁から延びる第２の突起をさらに備える、請求項２に記載の手術カセット。
6. 前記第２の突起が、前記第１の突起に対し一般に対向して配置される、請求項５に記載の手術カセット。
7. 前記第２の突起が薄い平坦な形状を有する、請求項６に記載の手術カセット。
8. 前記第１の突起が、前記室の前記内壁から延びる近位端と、前記近位端から下方に傾斜する遠位端とを有する、請求項７に記載の手術カセット。
9. 前記第２の突起が前記第１の突起の上方に配置され、前記第２の突起が、前記室の前記内壁から延びる第２の近位端と、前記第２の近位端から下方に傾斜する第２の遠位端とを有する、請求項８に記載の手術カセット。
10. 手術部位から液状注入流体と、吸引された組織とを収集するための第２の室をさらに備える、請求項１に記載の手術カセット。
11. 前記室が、前記第２の室に流体的に結合された第１の入口と、前記真空源に流体的に結合するためのポートとを備える、請求項１０に記載の手術カセット。
12. 第２の気泡破壊構造体さらに備え、該第２の気泡破壊構造体が前記室に配置され、また前記第２の気泡破壊構造体が前記第２の室に配置される、請求項１１に記載の手術カセット。

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