JP2009530048A - 多領域の流体室を有する手術カセット - Google Patents

Abstract

感知部及び貯蔵部を有する吸引室又は注入室を有する手術カセット。感知部は、小さな横断面積を有し、正確な流体レベル測定を容易にする。貯蔵部は、流体貯蔵を容易にするためにより大きな横断面積を有する。

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。
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

これらの従来システムにもかかわらず、眼科手術システム内の吸引及び注入流体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又は注入室を有する手術カセットに関する。室は、流体レベル変化の正確な測定を可能にするための下方感知部分と、手術処置中に流体の貯蔵を可能にする上方貯蔵部とを含む。感知部分の横断面積は、貯蔵部の横断面積よりも小さい。

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３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、収集バッグポート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。吸引室２６は、貯蔵部１３０と感知部１３２とから構成される。貯蔵部１３０は、感知部１３２の横断面積よりも大きな横断面積を有する。貯蔵部１３０の横断面積は、感知部１３２の横断面積よりも最大７．５倍大きいことが好ましく、感知部１３２の横断面積よりも約７．５倍であることが最も好ましい。貯蔵部１３０及び感知部１３２は流体的に結合される。貯蔵部１３０と感知部１３２との間の角度は、約９０度であることが最も好ましい。図２に見えるように、吸引室２６は、貯蔵部１３０が手術カセット１００の頂部に向かうように配向される。

図２と図３に示したように、手術カセット１００は、吸引室２６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。ポート１０８は、流体ライン５０に流体的に結合される。入口１１０は、吸引室２６の感知部１３２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の感知部１３２と流体ライン５２とを流体的に結合する。吸引室２６、ポート３２と３４、流体ライン５２、５４、５６、ポート１０８、入口１１０、及び入口１１２は、本体１０２内に一体的に成形されることが好ましい。

操作中、真空が吸引室２６に供給される。流体４２は、手術用装置３６から吸引室２６に導かれる。吸引室２６は二重の機能を有する。これらの機能の１つは、流量の測定値を決定できる連続レベル感知を補助することである。流量測定は、次のように獲得することが可能である。
Ｑ ＝ Ａ × ΔＬ／Δｔ
ここで、Ｑは流量、Ａは感知部１３２の断面積、ΔＬは流体レベルセンサ２８によって測定された流体レベルの変化、またΔｔは時間の変化である。吸引室２６内の流体４２のレベルの正確かつ精密な測定を行うことが重要である。流量測定の感度を高めるために、流体レベルセンサ２８に対し直角の吸引室２６の横断面積は、小さい必要がある。この機能は、吸引室２６の感知部１３２によって達成される。流体４２は、入口１１０を介して吸引室２６の感知部１３２に入る。感知部１３２のより小さな断面積により、流体レベルセンサ２８は、吸引室２６内の流体レベルの変化を正確かつ精密に決定することができる。吸引室２６の他の機能は、収集バッグポート３２に流体的に結合された収集バッグ（図示せず）の交換中に、中断のない手術処置を補助するために追加の流体４２を保持することである。収集バッグの交換中に当てはまるように、手術処置中に、流体を吸引室２６内に貯蔵する必要が存在する場合、吸引室２６の貯蔵部１３０は、流体貯蔵のために十分な体積を提供できる大きな断面を提供する。

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、本発明は、上述のような吸引室２６に対して、貯蔵部１３０及び感知部１３２の両方を有する手術カセットの注入室２６内に実装してもよい。

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。 手術カセットの本体の前面図である。 図２の手術カセット本体の後面図である。

Claims (10)

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、
   第１の横断面積を有する感知部と、
   前記感知部に流体的に結合され、かつ前記第１の横断面積よりも大きな第２の横断面積を有する貯蔵部と、を備え、
   手術用の吸引流体が最初に前記感知部に入って、前記貯蔵部に入る前に前記感知部を実質的に充填するように、前記感知部が前記吸引室内に配置される、手術カセット。
2. 前記感知部が前記吸引室の底部に近接して配置され、前記貯蔵部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２の横断面積が前記第１の横断面積よりも約７．５倍大きい、請求項１に記載の手術カセット。
4. 前記感知部が、流体レベル変化の正確かつ精密な証拠を提供するように機能し、前記貯蔵部が、操作中に適切な流体貯蔵を提供するように機能する、請求項１に記載の手術カセット。
5. 前記感知部と前記貯蔵部との間の角度が約９０度である、請求項１に記載の手術カセット。
6. 手術カセットに配置された注入室を有する手術カセットであって、前記注入室が、
   第１の横断面積を有する感知部と、
   前記感知部に流体的に結合され、かつ前記第１の横断面積よりも大きな第２の横断面積を有する貯蔵部と、を備え、
   手術用の注入流体が最初に前記感知部に入って、前記貯蔵部に入る前に前記感知部を実質的に充填するように、前記感知部が前記注入室内に配置される、手術カセット。
7. 前記感知部が前記注入室の底部に近接して配置され、前記貯蔵部が前記注入室の頂部に近接して配置される、請求項６に記載の手術カセット。
8. 前記第２の横断面積が前記第１の横断面積よりも約７．５倍大きい、請求項６に記載の手術カセット。
9. 前記感知部が、流体レベル変化の正確かつ精密な証拠を提供するように機能し、前記貯蔵部が、操作中に適切な流体貯蔵を提供するように機能する、請求項６に記載の手術カセット。
10. 前記感知部と前記貯蔵部との間の角度が約９０度である、請求項６に記載の手術カセット。

Images