JP2009530046A - 気泡分離構造体を有する手術カセット - Google Patents

Abstract

気泡分離構造体を有する吸引室を有する手術カセット。気泡分離構造体は、室の流体レベルの正確な確実な測定を容易にする。

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。ある真空制御の吸引システムでは、吸引室内の液体レベルを正確に測定することが重要である。このような正確な測定は、従来の吸引システムではいくつかの理由で非常に困難であることが分かっている。多くの従来のカセットでは、吸引された流体は室の頂部から吸引室に入る。このような進入は、室内への滴下を生じさせ、流体レベルの外乱及び流体レベルの測定の困難をもたらす。光学センサは、吸引室の流体レベルを測定するために使用されてきた。しかし、光学センサによるこのような流体レベルの精密な測定は、困難であることが証明されており、光学センサは、カセットに入る周囲光からの外乱の影響を受けやすい。
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、手術カセットの吸引室内の流体レベルを測定する方法の改良の必要性が存在し続けている。

本発明は、手術カセットに配置された吸引室を有する手術カセットに関する。吸引室は、手術用装置に流体的に結合するための第１の入口と、手術用装置から液状注入流体を吸引するための手術コンソールの真空源に流体的に結合するための第２の入口と、吸引室を第１の部分及び第２の部分に分割する気泡分離構造体とを含む。気泡分離構造体は、第１の部分から第２の部分への液体の通過を可能にするが、気泡の通過を防止する第１の開口部と、第２の部分から第１の部分への液体の戻りを可能にする第２の開口部とを有する。

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５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。流体レベルセンサ２８は、連続的に流体レベルを測定できる光学センサであることが最も好ましい。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により詳細に記載されており、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５に示したように、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。上に説明したように、流体ライン５６は、ポート３４と流体ライン５８とを介して手術用装置３６に流体的に結合される。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。気泡分離構造体１１４は吸引室２６内に配置される。気泡分離構造体１１４は、吸引室２６の内壁１２２と噛合するための第１の支持面１１６と、吸引室２６の内壁１２４と噛合するための第２の支持面１１８と、第１の支持面１１６と第２の支持面１１８との間に配置された分割面１２０とを含むことが好ましい。分割面１２０は、その下端に又はその近くに配置された開口部１２６を有し、支持面１１６は、その頂端に又はその近くに開口部１２８を有する。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、及び入口１１２は、本体１０２に内一体的に成形されることが好ましい。気泡分離構造体１１４は、プラスチック材料から成形されることが好ましく、吸引室２６内に摩擦固定されるように設計される。代わりに、気泡分離構造体１１４は、同様に本体１０２内に一体的に成形してもよい。いずれの場合も、気泡分離構造体１１４は不透明であることが好ましい。

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と混合される。気泡分離構造体１１４は、吸引室２６を前部及び後部の部分に分離する。流体レベルセンサ２８は、分割面１２０の背後の吸引室２６の後部部分の流体レベルを測定する。液体／空気混合物が入口１１０を介して吸引室２６に入るとき、分割面１２０の開口部１２６は気泡の通過を遮断して、液体のみが吸引室２６の後部部分に通過することを可能にする。支持面１１６の開口部１２８は、吸引室２０の後部部分の液体が吸引室２６の前部部分に再び入ることを可能にする。吸引室２６の流体４２のレベルは、気泡分離構造体１１４の両方の側面で等しいままである。気泡を吸引室２６の前部部分に分離することによって、気泡分離構造体１１４は、流体レベルセンサ２８が正確な確実な方法で吸引室２６の流体レベルを測定することを可能にし、気泡と関連するすべてのエラーを除去する。気泡分離構造体１１４の不透明な性質により、カセット１００に入る周囲光と関連する流体センサ２８のすべてのエラーが除去される。

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手術カセットの本体及び気泡分離構造体の前方分解斜視図である。 図２の気泡分離構造体の僅かに拡大した後方斜視図である。 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後面図である。

Claims (7)

1. 手術カセットに配置された吸引室を有する手術カセットであって、前記吸引室が、
   手術用装置に流体的に結合するための第１の入口と、
   手術用装置から液状注入流体を吸引するための手術コンソールの真空源に流体的に結合するための第２の入口と、
   前記吸引室を第１の部分及び第２の部分に分割する気泡分離構造体であって、前記第１の部分から前記第２の部分への液体の通過を可能にするが、気泡の通過を防止する第１の開口部と、前記第２の部分から前記第１の部分への液体の戻りを可能にする第２の開口部とを有する気泡分離構造体と、
   を備える、手術カセット。
2. 前記第１の入口が前記吸引室の底部に近接して配置され、前記第２の入口が前記吸引室の頂部に近接して配置される、請求項１に記載の手術カセット。
3. 前記第１の開口部が前記気泡分離構造体の底部に近接して配置される、請求項２に記載の手術カセット。
4. 前記第２の開口部が前記気泡分離構造体の頂部に近接して配置される、請求項３に記載の手術カセット。
5. 前記第１の開口部及び前記第２の開口部が、前記第１の部分の流体レベルを前記第２の部分の流体レベルに等しく維持するように機能する、請求項４に記載の手術カセット。
6. 前記第２の部分が、前記吸引室の流体レベルを測定するための流体を収集する、請求項１に記載の手術カセット。
7. 前記気泡分離構造体が不透明である、請求項１に記載の手術カセット。

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