JP2022532255A - 一体化吸引ポンプを有する眼科用切削器具 - Google Patents

Abstract

眼内で眼科手術を実施するための装置は、手持ち部分と、手持ち部分の遠位端領域から延びる細長い部材と、手持ち部分の内部にある吸引ポンプとを含む。細長い部材は、管腔と、細長い部材の遠位端領域の近くにある開口とを含む。吸引ポンプは、細長い部材の開口と流体連通している。吸引ポンプは、長手方向軸に沿って延び、複数のローブカムを有するカムシャフトと、長手方向軸に対して平行に延びるチューブと、カムシャフトのカムによって駆動され、長手方向軸に対して垂直な面内で移動してチューブを順次圧縮する複数のカムフォロワとを含む。関連する装置、システム、方法が提供される。

Description

（関連出願の相互参照）
本願は、同時係属中の米国仮特許出願番号６２／８４９３０２（２０１９年５月１７日出願）、米国仮特許出願番号６２／８６８６８８（２０１９年６月２８日出願）および米国仮特許出願番号６２／８７２８９８（２０１９年７月１１日出願）に対して３５ＵＳＣ（米国特許法）第１１９条（ｅ）による優先権を主張する。仮特許出願の開示内容は、参照により全体としてここに組み込まれる。

本技術は、一般に眼科マイクロ手術器具およびシステムに関し、特に、交換可能な方式で様々な使い捨て作動部分と動作可能に接続するように構成された再使用可能な耐久性ドライバ部を有する眼科切削ツールに関する。

特定のタイプの従来の眼科手術は、水晶体組織および眼内物体、例えば、眼内レンズまたは硝子体を破砕する必要があり、その結果、これらは眼から摘出可能になる。例えば、白内障手術のためのレンズの摘出は、最も一般的な手術処置の１つであり、米国だけで年間３００万件以上実施されている。白内障手術の際、一般に使用されるレンズ摘出方法は、水晶体超音波乳化吸引であり、これは、超音波エネルギーを使用して水晶体を乳化し、そして吸引し、乳化レンズを眼から除去する。レンズの断片化および摘出の他の方法は、器具、例えば、フック、ナイフまたはレーザなどの使用を含んでもよく、レンズを、眼内法(ab interno)の手法で角膜の切開部を経由して摘出できる程度に充分に小さいピースに断片化する。水晶体組織の眼内断片化は、白内障手術において重要であり、典型的には２．８～３．０ｍｍを超えない眼の切開部からの白内障の除去を可能にする。

典型的な水晶体超音波乳化システムは、ハンドピースの電子回路、吸引および灌流の制御を提供する水晶体超音波乳化ハンドピースと動作可能に通信するコンソールを含む。典型的な水晶体乳化処置の際、水晶体チップは、角膜の小さな切開部を経由して眼の前眼部の中に挿入される。水晶体チップは、眼のレンズに接触して、水晶体チップの振動によりレンズを乳化する。そして乳化物は、水晶体チップの管腔を経由して吸引される。

遠隔真空源を使用する従来の水晶体装置および他の装置に関連する課題は、吸引ラインが非常に長く柔軟性であり、流体システムのコンプライアンスに関与することである。水晶体超音波乳化機械は、処置の際に流体管理を提供するために、遠隔ポンプ、典型的には蠕動ポンプ、ベンチュリポンプまたは両方の組合せを組み込んでいる。蠕動ポンプは、プレートまたはローラの間のチューブのセグメントを順次圧縮することによって、手術部位からある量の流体または組織を移動させるように機能する。プレートまたはローラは、いつでも少なくとも１つがチューブを閉塞するように配置される。チューブには、過渡的な圧力上昇が作用する。蠕動ポンプは、ローラがチューブを圧縮すると、緩やかな流れ変動を引き起こすことがある。乱流は、後嚢バウンスおよび虹彩フラッタを引き起こすことがあり、望ましくない動きである。圧縮可能な材料を含む長尺の柔軟な吸引ラインは、吸引がオンオフした場合に、チップでの応答時間に影響を与える。これらの遠隔ポンプは、閉塞後サージに悩まされる。

白内障手術の文脈において、レンズ除去中に複雑な事態が発生した場合、硝子体切除術が使用される。例えば、水晶体超音波乳化法は、後方レンズ嚢に侵入するリスクを有し、これは前眼部への硝子体の不用意な脱出を引き起こす。硝子体切除術は、本質的には白内障手術中に実施される救助処置である。前部硝子体切除の目標は、前房から硝子体を除去し、硝子体を入口切開部から除去し、ＩＯＬを配置可能にすることである。

硝子体は、その半固体の構造に起因して、特性評価するのが困難な予測不可能な流れ挙動を有する。硝子体は、大部分の水で構成されているが、コラーゲン繊維およびヒアルロン酸でも構成される。硝子体は、プローブを通過する前に切削を必要とする。刻まれた硝子体は、無傷のゲル状硝子体よりも低い粘度を有する。硝子体の吸引および除去を改善するために、小さな一口サイズ片が好ましい。多くの市販されている前方バイレクタ(vitrector)は、同軸灌流および硝子体切削のために設計されている。水和からの局所乱流および硝子体体積膨張は、同軸灌流および切削システムを伴う問題となり得る。灌流はまた、バイレクタを灌流から分離する両手アプローチを用いて実施できる。バイレクタは、典型的には、角膜切開部を経由して挿入されるが、硝子体は、マイクロバイレクタブレードを用いて経毛様体扁平部(pars plana)を経由して、角膜縁から３ｍｍ後方に作られたスタブ切開部を経由して挿入できる。低レベル切削（３００カット／分（ｃｐｍ））および吸引を使用して、硝子体除去の開始前にレンズ断片を除去できる。硝子体除去のために、切削速度は高く（５００～６００ｃｐｍ）に設定され、低中程度の吸引を行う。硝子体除去のための高い切削速度により、硝子体はカッター内に連続的に流入する。バイレクタは、吸引ポートが角膜に向いた状態で、嚢の直下の嚢涙を通って配置される。硝子体は、嚢のすぐ後のレベルまで除去される。

第１態様によれば、眼内の眼科処置を実施するための装置が開示される。装置は、手持ち部分と、手持ち部分の遠位端領域から延びる細長い部材とを含む。細長い部材は、管腔と、細長い部材の遠位端領域の近くにある開口とを含む。装置は、手持ち部分の内部に位置し、細長い部材の開口と流体連通している吸引ポンプを含む。吸引ポンプは、長手方向軸に沿って延びており、複数のローブ（lobed:突出）カムを有するカムシャフトと、長手方向軸に対して平行に延びるチューブ(tubing)と、カムシャフトのカムによって駆動され、長手方向軸に対して垂直な面内で移動して該チューブを順次圧縮する複数のカムフォロワとを含む。

チューブは、カムシャフトの両側に位置決めされた一対の周辺チューブに分割する近位流路を含むことができ、一対の周辺チューブは、ポンプマニホールドと遠位側で合流して、細長い部材の管腔と流体連通する遠位流路を形成する。一対の周辺チューブを順次圧縮する複数のカムフォロワは、実質的に非パルス性の吸引を生成できる。実質的に非パルス性の吸引は、約３ｃｃ／分未満にできる。実質的に非パルス性の吸引は、３ｃｃ／分～約１０ｃｃ／分の範囲にできる。実質的に非パルス性の吸引は、１０ｃｃ／分より大きく、約２５ｃｃ／分以下にできる。

細長い部材は、手持ち部分に対して往復運動で移動可能である。細長い部材は、レンズ断片化、レンズ乳化、または前部硝子体切除のために構成できる。細長い部材は、約１．２５ｍｍの最大断面直径を有することができる。細長い部材は、約３ｍｍ以下の最大断面直径を有することができる。細長い部材は、２０ゲージ～２７ゲージとの範囲である硝子体切除プローブにできる。細長い部材は、手持ち部分の内部に固定的に接続された外側チューブ内で往復摺動するように構成できる。細長い部材の遠位先端が、刃先を形成できる。外側チューブは、側壁を貫通する開口を含むことができる。細長い部材はさらに、外側チューブと協調して２つの切込みを形成するように構成された側方開口をその遠位端領域の近くに含むことができる。細長い部材は、吸引ポンプと流体連通する真空マニホールドのチャンバ内に位置する近位開口を含むことができる。

細長い部材は、３００ｃｐｍで振動するように構成できる。細長い部材は、５００～６００ｃｐｍで振動するように構成できる。細長い部材は、約５０００ｃｐｍまでで振動するように構成できる。細長い部材は、約７５００ｃｐｍまでで振動するように構成できる。装置は、ポンプからの入力を増幅して、硝子体切除用に構成された細長い部材の出力を達成するように構成されたギアボックスをさらに含むことができる。ギアボックスは、遊星ギアボックスにできる。装置は、カムシャフトと動作可能に接続するように構成された駆動機構をさらに含むことができる。駆動機構は、カムシャフトを回転するように構成される。装置は、駆動機構からの入力を上昇させるためのギア装置をさらに含むことができる。吸引ポンプのカムシャフトは、約１５ｃｃ／分～３０ｃｃ／分の吸引能力を送給するために一定の速度で回転できる。駆動機構からの入力は、約１４０ＲＰＭにでき、ギア装置は、少なくとも約３：１、４：１、５：１、６：１、約３０：１までの比率を有することができる。カムシャフトを回転するように構成された駆動機構は、細長い部材の振動も駆動できる。カムシャフトは、カムシャフトの回転運動を細長い部材の往復直線運動に変換するように構成されたカッターアセンブリと動作可能に連結できる。カッターアセンブリは、ランプ（傾斜）カムとカッター戻りスプリングとを含むことができる。細長い部材の近位運動は、ランプカムの関数にでき、細長い部材の遠位運動は、カッター戻りスプリングの関数にできる。

カッターアセンブリは、並進磁石ディスクと、回転磁石ディスクとを含むことができる。並進磁石ディスクは、１つ以上の磁石を含むことができ、回転磁石ディスクは、１つ以上の磁石を含むことができる。並進磁石ディスクおよび回転磁石ディスクの１つ以上の磁石は、局所磁界を生成でき、回転磁石ディスクの１つ以上の磁石は、並進磁石ディスクの１つ以上の磁石と整列したり、整列から外れたりして回転する。並進磁石ディスクは、カッタースプラインに接続でき、カッタースプラインは、細長い部材に接続でき、その結果、カッタースプラインは、並進磁石ディスク、カッタースプラインおよび細長い部材は全て軸方向に一緒に並進する。並進磁石ディスク、カッタースプラインおよび細長い部材は、カムシャフトの回転に起因して長手方向軸に沿って軸方向にある距離を双方向に移動するように構成できる。回転磁石ディスクの１つ以上の磁石と並進磁石ディスクの１つ以上の磁石とのアライメントは、磁気吸引または磁気反発による直線運動を生成できる。回転磁石ディスクは、磁石の極が交互配列するように互いに相対的に配向した複数の磁石を含むことができる。並進磁石ディスクに対する回転磁石ディスクの回転により、複数の磁石の極が並進磁石ディスクの１つ以上の磁石とともに交互配列の反発および吸引を生じさせることができ、細長い部材の振動を生じさせる。装置は、１つ以上の磁石を含む第２回転磁石ディスクをさらに含むことができる。第２回転磁石ディスクは、並進磁石ディスクに対して遠位側に位置決めできる。第１および第２の回転磁石ディスクの１つ以上の磁石と、並進磁石ディスクの１つ以上の磁石とのアライメントにより、切削チューブの振動を生じさせることができる。第２回転磁石ディスクの１つ以上の磁石は、並進磁石ディスクの１つ以上の磁石の反発を生じさせるように配置された極を有し、第１回転磁石ディスクの１つ以上の磁石は、吸引を生じさせるように配置された極を有する。反発および吸引は、並進磁石ディスクを第１および第２回転磁石ディスクの間で直線的に移動させるように付勢するより強い磁界を生成する。第２回転磁石ディスクは、遠位側ハードストップを形成でき、第１回転磁石ディスクは、並進磁石ディスクのための近位側ハードストップを形成できる。

装置は、細長い部材の振動からカムシャフトの回転を物理的に切り離すように構成されたカッタースイッチを含むことができる。カッタースイッチは、手持ち部分での入力の起動時に細長い部材が振動するか否かを制御できる。カッタースイッチは、カッターアセンブリの回転中に細長い部材の振動をロックできる。抽気バルブが、手持ち部分の入力に機能的に接続できる。抽気バルブは、細長い部材の管腔を経由して吸引ポンプの有効流量を調節するように構成できる。該入力は、押圧されるように構成されたトリガにできる。抽気バルブの開放形態は、吸引ポンプによって発生したほぼ全ての吸引を、細長い部材の管腔から離れるように吸い上げできる。抽気バルブの閉鎖形態は、吸引ポンプによって発生した全吸引を細長い部材の管腔を通過するように方向付けできる。抽気バルブは、流体チャネル内の弁座に対して移動可能な螺旋状従動ニードルを有するニードルバルブにできる。ニードルバルブの開放形態は、吸引ポンプを灌流流体ラインに接続でき、その結果、細長い部材の管腔を通る最小吸引をもたらす。休止状態から離れるトリガの第１移動量が、吸引ポンプを起動できる。ニードルバルブは、開放状態のままであり、そのため吸引ポンプからの吸引は、切削チューブの管腔を通って送給されない。休止状態から離れるトリガの第２の移動量が、ニードルを弁座に向けて付勢できる。第１移動量は、ゼロより大きく、トリガストロークの約２０％未満にできる。第２移動量は、トリガストロークの少なくとも２０％にできる。

相互に関連した実装例では、眼内で眼科処置を実施するためのキットが提供される。キットは、モータおよび回転可能なカプラを有するドライバ部分を含む。キットは、眼内で第１眼科処置を実施するための第１作動部分を含み、これは、ドライバ部分の回転可能なカプラと動作可能に接続するように構成される。第１作動部分は、第１作動部分の遠位端領域から延びる第１細長い部材を含み、これは、管腔および、第１細長い部材の遠位端領域の近くにある開口を含む。ピストンポンプが、第１作動部分の内部にあり、第１細長い部材の遠位端領域の近くにある開口と流体連通している。ピストンポンプは、パルス吸引を発生するように構成される。キットは、眼内で第２眼科処置を実施するために、ドライバ部分の回転可能なカプラと動作可能に接続するように構成された少なくとも第２作動部分を含む。第２作動部分は、第２作動部分の遠位端領域から延びる第２細長い部材を含む。第２細長い部材は、管腔および、第２細長い部材の遠位端領域の近くにある開口を含む。第２作動部分は、第２作動部分内に、第２細長い部材の開口と流体連通しているリニア蠕動ポンプポンプを含む。リニア蠕動ポンプは、円滑な流れ吸引を発生するように構成される。

ピストンポンプは、複数のピストンと、回転可能なカプラを介してモータによって回転可能な回転カムアセンブリとを含むことができる。回転カムアセンブリの回転により、複数のピストンは、第１細長い部材の管腔内に不連続な負圧のパルスを発生できる。ピストンポンプは、約１００ｃｃ／分までの体積吸引を発生するように構成できる。リニア蠕動ポンプは、長手方向軸に沿って延びる、複数のローブカムを有するカムシャフトを含むことができる。リニア蠕動ポンプは、長手方向軸に対して平行に延びるチューブと、カムシャフトのカムによって駆動され、長手方向軸に対して垂直な面内で移動してチューブを順次圧縮する複数のカムフォロワとを含むことができる。複数のカムフォロワは、チューブを順次圧縮して、実質的に非パルス性の吸引を生成できる。実質的に非パルス的な吸引は、約１０ｃｃ／分までにできる。モータは、第１細長い部材および第２細長い部材の往復運動を駆動するように構成できる。第１細長い部材は、レンズ断片化のために構成でき、第２細長い部材は、前部硝子体切除のために構成できる。

いくつかの変形形態では、上記の方法、装置、デバイス、及びシステムの任意の実行可能な組み合わせに、以下の１つ以上を任意選択で含めることができる。方法、装置、デバイス、及びシステムの詳細は、添付の図面及び以下の説明に記載されている。他の特徴及び利点は、説明及び図面から明らかになるであろう。

これら及び他の態様を、以下の図面を参照して詳細に説明する。一般的に言えば、これらの図は、絶対的な意味でも比較的にもスケール通りではなく、例示を目的としている。また、特徴及び要素の相対的な配置は、例示を明確にするために修正されている場合がある。

マイクロ手術器具と共に使用するためのマイクロ手術制御システムのブロック図である。 一体化された吸引ポンプを有するマイクロ手術器具の実装例のブロック図である。 再使用可能なドライバ部分と動作可能に接続するように構成された一体化吸引ポンプの他の実装例を有する使い捨て作動部分を含むマイクロ手術器具の実装例のブロック図である。 無菌パッケージ内のマイクロ手術器具を含むキットの実装例を示す。 マイクロ手術器具の実装例の斜視図を示す。 互いに分離した、図２Ａのマイクロ手術器具のドライバ部分および作動部分の斜視図を示す。 図２Ｂの器具のドライバ部分の部分図を示す。 図２Ａのマイクロ手術器具のドライバ部分と作動部分との間のカップリングの部分断面図を示す。 マイクロ手術器具の作動部分内に一体化されるように構成された吸引ポンプの実施例の斜視図を示す。 図３Ａの吸引ポンプの上面図を示す。 図３Ａの吸引ポンプのカムシャフトを示す。 図３Ａの吸引ポンプのカムシャフトを示す。 図３Ａの吸引ポンプの端面図を示し、カムシャフトが回転するときのカムフォロワの左右交互運動を示す。 図３Ａの吸引ポンプの端面図を示し、カムシャフトが回転するときのカムフォロワの左右交互運動を示す。 図３Ａの吸引ポンプの端面図を示し、カムシャフトが回転するときのカムフォロワの左右交互運動を示す。 図３Ａの吸引ポンプの端面図を示し、カムシャフトが回転するときのカムフォロワの左右交互運動を示す。 吸引ポンプによって提供される吸引流量の一例を示す。 吸引ポンプによって提供される吸引流量の他の例を示す。 マイクロ手術器具の作動部分の他の実装例の斜視図を示す。 マイクロ手術器具の作動部分の他の実装例の断面図を示す。 眼からレンズ材料を切削して吸引するためのマイクロ手術器具の実装例の断面部分図を示す。 図７Ａに示すマイクロ手術器具の切削チューブの分解図を示す。 図７Ａに示すマイクロ手術器具の切削チューブの組立図を示す。 図７Ａに示すマイクロ手術ツール実装例の切削チューブを振動させるように構成されたカム機構を示す。 図７Ａに示すマイクロ手術ツール実装例の切削チューブを振動させるように構成されたカム機構を示す。 図６Ａ～図６Ｂに示すマイクロ手術ツール実装例の切削チューブを振動させるように構成された磁気駆動装置の分解図を示す。 図６Ａ～図６Ｂに示すマイクロ手術ツール実装例の切削チューブを振動させるように構成された磁気駆動装置の分解図を示す。 吸引ポンプのカムシャフトが組み立てられた図８Ａ～図８Ｂの磁気駆動装置の部分斜視図を示す。 図９Ａの吸引ポンプのカムシャフトに接続されたギアボックスの断面端面図を示す。 カッターチューブの振動をオン／オフするように構成されたカッタースイッチを示す。 実装例に係る再使用可能な耐久性のあるドライバ部分の実装例を示す。 実装例に係る図１０の部分のための駆動システムの実装例を示す。 他の実装例に係る図１０の部分のための駆動システムの実装例を示す。 図１０のドライバ部分と接続するように構成された、切削および吸引のためのカム機構を示す。

図面は例示にすぎず、スケール通りであることを意図していないことを理解されたい。本明細書で説明されるデバイスは、必ずしも各図に示されていない特徴を含む場合があることを理解すべきである。

ここでは、眼内外科手術時に、レンズ、硝子体および他の組織の眼内断片化および除去のために有用なシステム、装置および方法が記載されている。種々のシステム、デバイスおよび方法は、眼内処置の際に、ターゲット場所に存在する材料の切削、断片化、乳化、吸引および／または灌流を含む（これらに限定されない）眼科処置において有用な１つ以上の機能を実施するように構成される。ここに記載したシステム、デバイスおよび方法は、真空を印加して流体を送給し、眼内の圧力バランスを維持するように構成される。真空および／または送給流体を印加する、ここに記載したシステム、デバイスおよび方法は、手術部位の中およびその近くでより小さい材料を、切削、断片化、乳化または他の方法では製作するように構成してもよい。

ここで使用される「材料」は、眼内処置（例えば、白内障手術、硝子体切除手術など）の際に存在し得る、例えば、水晶体組織、硝子体、細胞および他の流体または組織または他の材料など、組織の流体（眼または眼に提供される）、組織または断片を含むことができる。

ここに記載したシステムは、１つ以上の使い捨て作動部分と交換可能式に動作可能に接続するように構成された単一の再使用可能なドライバ部分を含むことができる。使い捨て作動部分は、レンズ断片化、水晶体超音波乳化、硝子体切開、嚢研磨(bag polishing)、吸引、灌流、凝固、照明、可視化、眼内レンズ（ＩＯＬ）挿入等を含む様々なタイプの眼科処置のために構成できる。器具の動作パラメータは、例えば、再使用可能なドライバ部分に装着された使い捨て作動部分の構成に応じて異なることができる。

ここに記載した装置の種々の特徴および機能は、たとえ組合せとして明示的に記載されていなくても、ここに記載した１つ以上の装置に適用可能である。ここに記載した装置の種々の特徴および機能は、手術部位またはその近くにある組織を切削し、断片化し、乳化しまたは他の方法では衝撃を与えるのに有用であり、これらに限定されないが、白内障手術または硝子体切開手術等を行う際に有用な水晶体乳化システム、硝子体切除システム、嚢研磨システム等を含む、当該技術分野で知られている従来の装置およびシステムにも適用可能であることは理解すべきである。

ここに記載した器具は、真空を印加し、流体を眼に送給するように、そして手術部位の中およびその近くにあるより小さい材料を切削、断片化、乳化または他の方法で製作するように構成される。眼科システムは、しばしばフットペダルを用いて制御される。ユーザは、フットペダルの位置に基づいてハンドピース機能を制御できる。一例として、フットペダルが押し下げられていない場合、ハンドピースは、アイドル休止位置にあり、灌流、吸引および／または切削は行わない。ユーザは、第１位置まで押し下げて灌流をオンにすることによって、フットペダルを起動でき、フットペダルの第２の更なる押し下げは、灌流に吸引を追加でき、フットペダルの第３の押し下げ度は、切削を起動できる。フットペダルの種々の位置への移動は、様々な手術機能の制御をユーザに提供する。

ここに記載した器具は、フットペダルによって制御する必要はない。例えば、ここに記載した器具は、好ましくは、足起動式スロットルよりもむしろ指起動式スロットルを含む。ここに記載した器具の機能（即ち、灌流、吸引および／または切削機能）は、単一の指または親指で起動可能である、器具のハウジング上の入力を用いて開始できる。ここに記載した器具は、フットペダルを必要としないため、ユーザは、より快適かつ自然に（例えば、２つの足の上で、または足から足に体重をシフトして）立って、処置を実施できる。ここに記載した器具は、先端切削動作の有無にかかわらず、バックグラウンド流れまたは灌流／吸引を提供できる。ここに記載した器具は、指起動式入力の作動時にカッター動作なしで、低レベルの灌流および／または吸引を生成できる。器具での指制御により、外科医は、多くの従来の水晶体超音波乳化／硝子体切除システムで使用されるフットペダルよりも便利かつ容易な方法で、システムを短期間で容易に起動し微調整することが可能になる。

器具は、ここでは「装置」または「ツール」または「周辺装置」または「ハンドピース」または「手持ちユニット」と称されることがある。用語「ハンドピース」の使用は、ロボットアームまたはロボットシステムまたは他のコンピュータ支援手術システムに接続されたハンドピースを含むことができ、ユーザは、コンピュータコンソールを使用して、器具の制御を操作できる。コンピュータは、ユーザの動きおよび制御の起動を解釈して、ロボットアームによって患者に対して実施できる。

ここに記載した器具は、器具のハウジング内に設置された真空源（例えば、ポンプ）を介して切削チューブを経由して吸引可能である。装置（例えば、遠位切削チップの近く）の手持ち部分内の真空源は、吸引流路の容積を最小化して、制御および応答性を改善しつつ、待ち時間(latency)またはヒステリシスを減少させる。従来のシステムは、数フィート離れて長尺の圧縮可能なチューブによって接続された遠隔コンソール内に設置された真空源に依存しており、処置場所での低い応答性と低い有効真空に悩まされる。従来のシステムは、真空源をハンドピースに接続する長尺の柔軟な吸引ラインを有する。流体システム内のコンプライアンスは、吸引源が起動（および停止）した場合、吸引源から処置部位へ伝達される吸引用の時間を増加させることがある。流体システム内のコンプライアンスはまた、処置部位に伝達される真空中の摩擦損失に関与することがあり、その結果、有効な真空量は、真空源での理論的な真空設定とは異なることになる。例えば、６００ｍｍＨｇに設定された遠隔真空源が、２００ｍｍＨｇしか処置部位に有効に伝達できない。遠隔真空源を有する従来の水晶体超音波乳化装置における待ち時間およびヒステリシスは、特に真空源がより高い流量に設定されている場合、目詰まりに伴う大きなサージ体積のリスクに悩まされる。従来のシステムにおけるサージ体積は、遠隔真空源とハンドピースとの間に延びる柔軟な吸引ラインを含み、これは非常に大きい（例えば、ある場合には２０ｍＬより大きい）。ユーザは、真空源をより低いレベルに設定して、この制御の欠如を緩和し、より高い流量でのサージ体積のリスクを増大させる傾向がある。ここに記載した器具は、比較的低い量のサージ体積を有し、従って、装置をオンオフに繰り返すことは、最小限の不都合を有する。これらの特徴により、外科医が水晶体組織を除去する準備が整うと、器具を短時間で起動できる。これにより、全体的に除去される灌流流体が少なくなり、供給する必要がある灌流流体が少なくなる。

ここに記載した器具は、治療部位においてより大きな有効な真空を印加でき、圧力変化に対してより迅速に応答でき、従来のシステムに関連するライン損失を回避することによる。ここに記載した装置は、より高い真空設定で使用した場合でも、改善された応答性および制御を有する。遠位開口を閉塞するレンズ片に起因して閉塞が発生した場合、真空が立ち上がる（例えば、約５００～６００ｍｍＨｇ以上）。閉塞がパスして封止を破壊すると、ここに記載した装置に関連するサージは、遠隔真空源だけを有する従来の装置と比較して、大幅に改善される。例えば、ここに記載した装置のサージ体積は、約１００立方ｍｍ、２００立方ｍｍまたは約３００立方ｍｍ以下にできるが、従来の水晶体超音波乳化機械は、この体積よりも大きい１０ｘ、２０ｘ、５０ｘまたは１００ｘにできるサージ体積を有することができる。ここに記載した装置は、真空源とターゲット治療部位との間の比較的短い吸引流路を有するため、サージ体積はより小さい。短い吸引流路は、実質的に剛性でも、非柔軟性でよい。例えば、ここに記載した装置の吸引流路の５０％超、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％は、剛性にでき、吸引流路に１０％以下、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、または５０％のコンプライアンスを生じさせる。ここに記載した装置の実質的に非柔軟性で短い吸引流路は、可能性のあるサージ体積を減少させ、待ち時間効果および応答性の欠如に関与し得るデッドスペースを減少させる。

ここに記載した器具は、ハウジングに対して往復運動式に振動または摺動できる切削チューブを含む。ここで使用するように、「振動」または「振動運動」は、あるパターンに従って発生する周期的な反復運動を含むことができ、正弦波である必要はない。振動運動は、ハンドピースに対して前後式に生じる往復摺動運動を含むことができる。振動運動は、切削チューブをその長手方向軸に沿って繰り返し前進および後退させることを含むことができる。繰り返し前進および後退は、長手方向軸に沿って生じてもよいが、振動運動が生ずる経路は、直線である必要はない。移動経路は、楕円経路または曲線経路に沿って、非直線的（即ち、移動の少なくとも一部の間は長手方向軸から離れる）に生じることができる。移動経路は、装置の長手方向軸の周りに回転的、軌道的、または捩れ的、または装置の長手方向軸に対する他のタイプの運動にでき、切削チューブが前後に、そして左右交代に移動する３次元運動を含む。振動運動には、振動の周期で運動が生ずることに依存して変化できる、繰り返しパターンのプロファイルを含む。振動運動は、米国特許公開第２０１８／０３１８１３３号（２０１８年１１月８日公開、これは参照によりここに全体として組み込まれる）に記載されたように、プロファイルが非対称にできる。

振動している器具の細長いコンポーネントは、ここでは、「シャフト」または「カッター」または「切削チューブ」または「細長い部材」と称することがあり、水晶体超音波乳化、硝子体切除、嚢研磨、または他の技術を含む、様々な技術のために構成できる。カッターの少なくとも一部が、チューブ状でもよく、それを通って延びる内部管腔を有してもよく、流体は、遠位開口と管腔から近位開口との間の内部管腔を通って配給および／または吸引できる。

カッターの振動により、レンズ組織を破砕でき、従来の水晶体超音波乳化切削チップと同様に眼から吸引できる。カッターは、外側チューブ状部材の内部に同軸に配置された内側の細長い部材を含むことができ、または、カッターは、中実ロッドでもよく、内側管腔を含む必要はない。いくつかの実装例では、カッターは、ニードル先端を含むことができる、鋭利な切削チップまたはベベルを有する。カッターは、鋭利なニードル先端を含むことができ、外側チューブ状部材を通って延びる固体エレメントにでき、吸引力が外側チューブ状部材の管腔を通して印加され、そのため流体および組織が、内側部材と外側部材との間に延びる環状ギャップの中に引き込まれる。カッターは、組織を切削するように構成された内側管腔および遠位エッジを有することができる。遠位エッジは、鋭利にでき、チューブ内への開口がカッターの細長い軸に対してある角度で、またはカッターの細長い軸に対して垂直に切削できる。カッターの内側管腔は、例えば、眼のレンズ材料、レンズ断片化、硝子体、および／または流体などの材料を眼から吸引するように構成できる。こうしてカッターの内側管腔を通じて吸引力が印加できる。しかしながら、吸引力は、カッターの上方に延びるチューブ状外側部材の管腔を通して印加でき、そのため両者の間の環状空間を通って吸引が生じ、流体を治療部位に受け取りおよび／または送給する。こうした構成では、チューブ状外側部材と内側部材との間のギャップは、例えば、約０．００１インチから約０．１００インチの間で変化できる。いくつかの実装例では、吸引力は、管腔を有する内側細長い部材および外側チューブ状部材を通る管腔長い部材の両方を通って印加できる。

ここに記載した器具は、ハンドピース内の吸引ポンピングによる振動切削動作を統合している。カッターの振動動作およびポンプで発生した吸引は、両方ともハンドピース内のモータに動力供給される。以下により詳細に説明するように、吸引および切削は、モータによって独立して駆動可能であり、これにより器具のこれらの機能を分離できる。

図１Ａは、種々の眼科手術手順を実施する際に外科医による使用のためのマイクロ手術器具２００と共に使用されるように構成されたシステム１００のブロック図を示す。図１Ｂ～図１Ｃは、実装例に係る器具２００（ここでは「装置」または「ツール」または「周辺装置」または「ハンドピース」または「手持ちユニット」と呼ぶことがある）のブロック図を示し、以下により詳細に説明する。マイクロ手術器具２００は、図１Ａに示すシステム１００と共に使用でき、システム１００とは別個に使用でき、完全に手持ち式の独立した機器として使用できる。

いくつかの実装例では、マイクロ手術システム１００は、ポールアセンブリ１０５に接続された流体システム１１０を含むことができ、ポールアセンブリ１０５および流体システム１１０は、それぞれパワーシステム１２０によってパワー供給される計算ユニット１１５によって制御可能である。システム１１０は、灌流流体源１３０と、マイクロ手術器具２００に通じる灌流ライン１５５と、マイクロ手術器具２００から通じる廃棄ライン１６５と、廃棄容器１６０とを含むことができる。システム１００は、流体システム１１０の灌流ライン１５５を器具２００の灌流入口に接続することによって、マイクロ手術器具２００に灌流を提供できる。

いくつかの市販されている前方バイレクタは、同軸灌流および硝子体切削のために設計されていない。水和(hydration)からの局所乱流および硝子体体積膨張は、同軸灌流および切削システムに伴う問題となり得る。こうしていくつかの実装例では、灌流は、灌流から切削を分離する両手アプローチで実施できる。こうして灌流ライン１５５は、処理部位に灌流を配給するように構成された様々な器具にも接続できる。

システム１００の１つ以上のコンポーネントは、パワーシステム１２０によってパワーを電力供給される計算ユニット１１５によって制御可能である。計算ユニット１１５は、制御プロセッサ１８０と、メモリ１９０と、通信モジュール１９５と、１つ以上の入出力１９７とを含んでもよい。計算ユニット１１５のコンポーネント、例えば、制御プロセッサ１８０、メモリ１９０、通信モジュール１９５、１つ以上の入出力１９７、記憶装置などは、システムバス１８５を介して相互接続できる。制御プロセッサ１８０は、システム１００に動作可能に接続されたポールアセンブリ１０５、流体システム１１０およびマイクロ手術器具２００のうちの１つ以上と動作可能に通信できる。制御プロセッサ１８０はまた、１つ以上の外部計算装置３００と動作可能に通信できる。外部計算装置３００は、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、スマートフォンまたは、ユーザ入力を通信したり受信したりできる他の装置を含むが、これらに限定されない。

メモリ１９０は、ユーザ入力データを受信して記憶するように構成される。メモリ１９０は、データを記憶したり、制御プロセッサ１８０などのシステム１００の１つ以上の他のコンポーネントにデータを通信したりできる任意のタイプのメモリでもよい。メモリ１９０は、フラッシュメモリ、ＳＲＡＭ、ＲＯＭ、ＤＲＡＭ、ＲＡＭ、ＥＰＲＯＭ、動的ストレージなどのうちの１つ以上でもよい。メモリ１９０は、器具２００の意図した使用に関連する１つ以上のユーザ定義プロファイルを記憶するように構成できる。メモリ１９０は、ユーザ情報、使用履歴、得られた測定値などを記憶するように構成できる。

計算ユニット１１５の通信モジュール１９５は、制御プロセッサ１８０などのシステム１００の１つ以上のコンポーネントと動作可能に通信でき、さらに１つ以上の外部計算装置３００およびマイクロ手術器具２００などの１つ以上の周辺装置と通信できる。計算ユニット１１５の通信モジュール１９５と外部計算装置３００またはマイクロ手術器具２００との間の接続は、ＲＳ２２接続、ＵＳＢ、ファイアワイヤ接続、専用接続、または外部計算装置３００および／またはマイクロ手術器具２００に情報を受信および／または送信するように構成された任意の他の適切なタイプのハードワイヤ接続など、有線通信ポートを含んでもよい。通信モジュール１９５はまた、無線リンクを介して計算ユニット１１５と外部計算装置３００および／またはマイクロ手術器具２００との間で情報が供給可能なように、例えば、システム１００の動作に関する情報を外部計算装置３００にリアルタイムで表示したり、および／または、マイクロ手術器具２００のプログラミングを制御したりできるように、無線通信ポートを含んでもよい。外部計算装置３００は、例えば、器具２００がシステム１００とは独立して動作している場合、マイクロ手術器具２００に直接通信できることは理解すべきである。システム１００の様々な調整およびプログラミングのいずれも、外部計算装置３００を用いて実施できる。無線接続は、ブルートゥース(Bluetooth)（登録商標）、Ｗｉ－Ｆｉ、無線周波数、ジグビー(ZigBee)通信プロトコル、赤外線、または携帯電話システムなど、任意の適切な無線システムを使用でき、受信した情報の起源を検証するために符号化または認証をも使用できる。無線接続は、様々な独自の無線接続プロトコルのいずれでもよい。

制御プロセッサ１８０は、システム１００内での実行のための命令を処理可能である。こうして実行される命令は、システムまたは、システム１００と動作可能に通信する周辺装置の使用に関連してここに記載されたプロセスの１つ以上を実装できる。制御プロセッサ１８０は、シングルスレッドプロセッサまたはマルチスレッドプロセッサでもよい。制御プロセッサ１８０は、メモリ１９０および／またはストレージ装置に記憶された命令を処理して、システム１００の動作に関する情報の出力をユーザに提供できる。制御プロセッサ１８０は、システム１００およびシステム１００に接続されたマイクロ手術器具２００の１つ以上の態様に関する制限を調整または提供するようにプログラム可能なソフトウェアを含んでもよい。制御プロセッサ１８０によって実行されるソフトウェアは、使用時にユーザ入力なしで、システム１００またはシステム１００に接続されたマイクロ手術器具の特定の態様を提供できる。実装例では、調整またはプログラミングは、システム１００内または外部コンピュータ装置３００上でソフトウェアによって制御される制御プロセッサ１８０を介して行うことができる。ユーザが、ブルートゥース（登録商標）などの無線接続を介してシステム１００と通信して、外部計算装置３００を介してコントローラ１８０を遠隔的にプログラムできる。以下に詳細に説明するシステム１００の１つ以上の態様は、灌流源１３０の高さ、灌流流を制御するように構成されたバルブ１５０の位置などを含むようにプログラムできる。

前述したように、システム１００（または器具２００）の計算ユニット１１５は、例えば、外部計算装置３００を介して、遠隔的に制御、調整、および／またはプログラム可能である。システム１００の計算ユニット１１５はまた、システム１００上の１つ以上の入力１９７（そして器具２００上の１つ以上の入力２２８）を介して直接に制御、調整および／またはプログラム可能である。ここで説明する装置は、１つ以上の態様が、ユーザによる手動入力に応じて手動で制御および／または調整され、あるいは１つ以上の態様を制御するようにプログラムされるように使用できる。コントローラは、装置の１つ以上の態様に対する制限を調整または提供するようにプログラム可能なソフトウェアを含んでもよい。コントローラによって実行されるソフトウェアは、使用時にユーザ入力なしで、装置の特定の態様を提供できる。実装例では、調整またはプログラミングは、装置内部または外部コンピュータ装置３００上でソフトウェアによって制御されるコントローラを介して、装置と直接またはシステム１００を介して動作可能に通信して行うことができる。ユーザが、外部計算装置を介して遠隔的にコントローラをプログラムでき、外部計算装置は、ブルートゥース（登録商標）などの無線接続を介して装置と通信する。

システム１００の入力１９７は、１つ以上のトリガ、ボタン、スライダ、ダイヤル、キーパッド、スイッチ、タッチスクリーン、フットペダル、または、システム１００の応答を活性化、変更、または生じさせるように、引っ込めたり、押したり、絞ったり、スライドしたり、タップしたり、起動できる他の入力を含んでもよい。いくつかの実装例では、１つ以上の入力１９７は、システム１００の１つ以上のコンポーネント、そしてシステムと動作可能に通信する周辺装置を制御、調整および／またはプログラムするために音声コマンドを受信するように構成されたマイクロフォンを含む。システムの入力１９７は、マイクロ手術器具２００上の１つ以上の入力２２８とは別個に追加でき、この点は以下により詳細に説明する。システム１００（および器具２００）は、例えば、光、スピーカ、振動モータ、ディスプレイまたは、視覚、音声および／または触覚の出力によってユーザに情報を伝達するように構成された他の種類の出力など、１つ以上の出力を含んでもよい。

再び図１Ａに関して、ポールアセンブリ１０５、流体システム１１０、計算ユニット１１５、およびマイクロ手術器具２００の１つ以上、またはシステム１００に接続された周辺装置は、パワーシステム１２０によって電力供給できる。例えば、パワーシステム１２０は、ポールアセンブリ１０５に電力を供給し、例えば、モータまたは他の電動機構を用いて、ベースに対してポールを伸縮自在に調整することによって、灌流源１３０の高さを調整できる。パワーシステム１２０は、灌流ライン１５５に向けて流体の流量を制御するように構成された１つ以上のバルブ１５０にパワーを供給できる。パワーシステム１２０はまた、システム１００と動作可能に通信する、例えば、マイクロ手術器具２００などの任意の周辺装置にパワーを供給できる。

さらに図１Ａに関して、上述したように、流体システム１１０は、灌流流体源１３０と、１つ以上のバルブ１５０と、灌流ライン１５５と、廃棄ライン１６５と、廃棄容器１６０とを含んでもよい。流体システム１１０は、灌流流体源１３０から灌流流体を配給するように構成された灌流流体ポンプなどのポンプを任意に含んでもよい。灌流流体は、灌流流体源１３０を出て、灌流流体ライン１５５を経由してマイクロ手術器具２００に向けて移動できる。ライン１５５，１６５は、直接または灌流ポートを経由して器具２００に流体接続できる。

灌流流体源１３０、器具２００および／または灌流ライン１５５は、器具２００に直接または灌流ポートを介して流体接続された灌流ライン１５５を通る流量の追加的制御を提供するように構成された１つ以上のバルブ１５０および／またはセンサを任意に含んでもよい。１つ以上のバルブ１５０は、灌流ライン１５５を堅く締め付けて、これにより流体がマイクロ手術器具２００に向けて流れるのを防止したり、バルブ１５０を開くと灌流流体源１３０からマイクロ手術器具２００に向けて全部の流体の流れを許容したりするように構成されたピンチバルブまたはピンチクランプでもよい。

バルブ１５０は、該技術分野で知られているように手動で開閉できる。バルブ１５０は、例えば、以下により詳細に説明するように、計算ユニット１１５による入力時に、例えば、マイクロ手術器具２００の起動時に、代替または追加として起動できる。他のバルブおよびクランプのタイプはここで検討している。器具２００および／または廃棄ライン１６５（ここでは吸引ラインと称することがある）は、器具２００からの流量の追加的制御を提供するように構成された１つ以上のバルブおよび／またはセンサを任意に含み、１つ以上のバルブ１５０は、灌流流体源１３０が吊り下げられる場所の近くに伸縮自在ポールの領域内で一体化してもよく、バルブ１５０が灌流ライン１５５を通る流れを制御できるようになる。

図１Ｂ～図１Ｃは、器具２００（ここでは「装置」または「ツール」または「周辺装置」または「ハンドピース」または「手持ちユニット」と呼ぶことがある）のブロック図を示す。器具２００は、器具２００のハウジング内に、吸引ポンプ２４５などの真空源と動作可能に通信し、そしてハウジングに接続された切削チューブ２１０と動作可能に通信する駆動機構２０５を含んでもよい。切削チューブ２１０は、白内障手術中など、眼の中に挿入されて、眼内の材料を切削し、吸引し、および／または注入するように構成される。切削チューブ２１０の少なくとも一部が、眼のレンズまたは他の組織を除去するために、ハウジングに対して移動、例えば、振動したり、往復式で摺動したりするように構成される。これらの各々について、以下により詳細に説明する。

多数のマイクロ手術器具２００のいずれも、ここでは、上述したマイクロ手術システム１００と共に使用されるものと考えられ、硝子体切除カッター、水晶体超音波乳化吸引又は水晶体破砕法ハンドピース、電気マイクロシザーズ、光ファイバ照明器具、凝固ハンドピース、および他のマイクロ手術器具を含む。いくつかの実装例では、器具２００は、米国特許公開第２０１８／０３１８１３３号（２０１８年１１月８日公開、これは参照によりここに全体として組み込まれる）に記載されたものの１つ以上である。手術パラメータは、例えば、実施される特定の処置、様々な処置段階、外科医の個人の好み、手術が患者の眼の前部または後部で行われるかどうかなどに応じて異なることがある。

マイクロ手術器具２００は、図１Ａに関して説明したシステム１００と共に使用できる。ここで説明するマイクロ手術器具２００はまた、システム１００とは別個に使用でき、完全に手持ち式の独立した器具にできる。図１Ｂと図１Ｃは、ハウジング内に一体化された吸引ポンプ２４５を有する器具２００の実装例を示す。いくつかの実装例では、単一入力（即ち、駆動機構）が、切削チューブ２１０と吸引ポンプ２４５の両方を駆動できる。器具２００の単一入力または駆動機構は、切削チューブ２１０および吸引ポンプ２４５を独立して制御できる。

器具２００の吸引ポンプ２４５の構成は変更可能である。好ましくは、吸引ポンプ２４５は、ハンドピースの相対的な人間工学に大きく影響しないように小さなフォームファクタ（形状係数）を有する。吸引ポンプ２４５は、ピストンポンプ、ローラポンプ、蠕動ポンプ、リニア蠕動ポンプ、スクロール型ポンプ、ベンチュリ、回転翼、ギア、スクリュー、ダイヤフラム、遠心力、ベローズ機構、エントラップポンプ、容積型ポンプ、再生ポンプ、運動量伝達ポンプ、マイクロポンプなどにできる。いくつかの実装例では、器具２００の吸引ポンプ２４５は、図３Ａ～図３Ｂに示すようなリニア蠕動ポンプであり、他の実装例では、器具２００の吸引ポンプ２４５は、図１２に示すようなピストンポンプである。装置の吸引ポンプ２４５は、以下により詳細に説明される。

図１Ｃは、耐久性のある再使用可能なドライバ部分２０１０に着脱可能に接続されるように構成された使い捨ての作動部分２００５を含むことができる。作動部分２００５およびドライバ部分２０１０の各々は、比較的剛性のある軽量の材料で形成されたハウジング部分を含むことができる。作動部分２００５とドライバ部分２０１０は、ねじ、スナップロック、バヨネットおよび同様の機構など、種々の機構を用いて接続できる。連結機構は、２つのハウジング部分を連結解除するように構成されたリリースボタンを含むことができる。作動部分２００５とドライバ部分２０１０との間の接続は、純粋に機械的でもよく、または機械的および電子的接続の両方を含んでもよい。例えば、作動部分２００５は、ドライバ部分２０１０の一部と電子的に接続するように構成された電子入力を有してもよい。代替として、作動部分２００５は、ドライバ部分２０１０と機械的に接続して相互作用するように構成された入力を有してもよい。これらの部分２００５，２０１０の間の接続は、以下により詳細に説明される。

作動部分２００５は、一般に、眼からの流体および材料と直接接触するように構成された器具２００のコンポーネント、例えば、切削チューブ２１０と、灌流ライン１５５および廃棄ライン１６５（図１Ｃには不図示）などのための接続箇所とを含む。吸引ポンプ２４５は、作動部分２００５の内部でもよい。器具２００の耐久性のあるドライバ部分２０１０は、一般に、流体経路の外側に留まるように構成された器具２００のコンポーネント、例えば、駆動機構２０５のコンポーネントを含む。

器具２００は、制御プロセッサ２８０、メモリ２９０、および／または、例えば、パワーシステム２２０、駆動機構２０５などの器具２００の１つ以上のコンポーネントと動作的に通信する通信モジュール２９５を含む計算ユニット２１５を含む。計算ユニット２１５のコンポーネント、例えば、制御プロセッサ２８０、メモリ２９０、通信モジュール２９５、および１つ以上の入出力２２８等は、システムバス２８５を介して相互接続できる。計算ユニット２１５およびパワーシステム２２０は、器具２００の耐久性のあるドライバ部分２０１０の中に収納してもよい。入力２２８は、再使用可能な耐久性のあるドライバ部分２０１０または作動部分２００５の上でもよい。ドライバ部分２０１０は、作動部分２００５がない間に再殺菌されて再使用できる。しかしながら、ドライバ部分２０１０を含む全体器具２２５は、使い捨てでもよく、低コスト材料によって製造して、部分２０１０が使用後に処分するのが経済的に実施可能であるようにできることは理解すべきである。

ここで説明する装置は、１つ以上の態様を制御するようにプログラムできる。コントローラは、装置の１つ以上の態様に関する制限を調整または提供するようにプログラム可能なソフトウェアを含むことができる。こうしてコントローラによって実行されるソフトウェアは、使用時にユーザ入力なしで、装置の特定の態様を提供できる。実装例では、調整またはプログラミングは、装置内部または外部コンピュータ装置上でソフトウェアによって制御されるコントローラを介して行うことができる。ユーザが、ブルートゥース（登録商標）などの無線接続を介して装置と通信する外部計算装置を介して遠隔的にコントローラをプログラムできる。

上述したように、器具２００は、パワーシステム２２０を含むことができる。器具２００がシステム１００に動作可能に接続された場合、電力がシステム１００のパワーシステム１２０によって駆動機構２０５に供給できる。器具２００は、耐久性のあるドライバ部分２０１０のハウジング２２６を貫通するケーブル２２５を含むことができる。ケーブル２２５はまた、器具２００を壁ソケットに接続するように構成してもよい。駆動機構２０５は、１つ以上のバッテリによって電力供給できる。前記バッテリは、耐久性のあるドライバ部分２０１０のある領域内に内蔵してもよく、またはモジュール式の取り外し可能なバッテリパックなど、ハウジングのある領域に内部的に接続されてもよい。バッテリは、異なる化学組成または特性を有することができる。例えば、バッテリは、鉛酸バッテリ、ニッケルカドミウム、ニッケル金属水素化物、酸化銀、水銀酸化物、リチウムイオン、リチウムイオンポリマー、または他のリチウム化学物質を含むことができる。この装置は、再充電のためにＤＣ電源ポート、誘導(induction)、ソーラーセルなどを用いた再充電可能バッテリを含んでもよい。手術室で使用される医療装置に電力を供給するための該技術分野で知られているパワーシステムはまた、ここでは、ばねパワーまたは他の適切な内部電源または外部電源などとして考えられる。いくつかの実装例では、ハウジング上またはハウジング内に搭載されたバッテリバックではなく（ハウジングのサイズを増加させる）、バッテリパックは、手術中に器具２００を保持するユーザの腕または腕の手首などの他の場所に搭載できる。短いケーブルコネクタが、搭載されたバッテリを器具２００に接続でき、使用時にこのリンクだけが器具２００のハウジングから延びている。

プロセッサ２８０は、器具内での実行のための命令を処理できる。こうして実行された命令は、器具の使用に関連してここで説明するプロセスの１つ以上を実装できる。プロセッサ２８０は、シングルスレッドプロセッサまたはマルチスレッドプロセッサでもよい。プロセッサ２８０は、メモリ２９０および／または記憶装置に記憶された命令を処理して、装置の動作に関する情報の出力をユーザに提供できる。

メモリ２９０は、ユーザ入力データを受信して記憶するように構成できる。メモリ２９０は、データを記憶したり、プロセッサなど、装置の１つ以上の他のコンポーネントにデータを通信したりできる任意のタイプのメモリでもよい。メモリ２９０は、フラッシュメモリ、ＳＲＡＭ、ＲＯＭ、ＤＲＡＭ、ＲＡＭ、ＥＰＲＯＭ、動的ストレージなどのうちの１つ以上でもよい。メモリ２９０は、器具の意図した使用に関連する１つ以上のユーザ定義プロファイルを記憶するように構成できる。メモリ２９０は、ユーザ情報、使用履歴、得られた測定値などを記憶するように構成できる。

器具２００の通信モジュール２９５とシステム１００または外部計算装置３００との間の接続は、例えば、ＲＳ２２接続、ＵＳＢ、ファイアワイヤ接続、専用接続、または外部計算装置に情報を受信および／または送信するように構成された任意の他の適切なタイプのハードワイヤ接続など、有線通信ポートを含んでもよい。通信モジュール２９５はまた、無線リンクを介して装置と外部計算装置との間で情報を供給可能なように、例えば、器具の動作に関する情報を外部計算装置３００にリアルタイムで表示したり、および／または、器具のプログラミングを制御したりできるように、無線通信ポートを含んでもよい。例えば、ユーザが、外部計算装置上で装置のモータの速度プロファイルをプログラムできる。外部計算装置３００を用いて、装置の様々な調整およびプログラミングのいずれかを実施できる。無線接続は、ブルートゥース（登録商標）、Ｗｉ－Ｆｉ、無線周波数、ジグビー通信プロトコル、赤外線、または携帯電話システムなど、任意の適切な無線システムを使用でき、受信した情報の起源を検証するために符号化または認証をも使用できる。無線接続は、様々な独自の無線接続プロトコルのいずれでもよい。器具が通信する外部計算装置３００は、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、スマートフォンまたは、ユーザ入力を通信したり受信したりできる他の装置を含むが、これらに限定されない。

上述したように、マイクロ手術器具２００は、システム１００の１つ以上の入力１９７から分離可能な１つ以上のユーザ入力２２８を含むことができる。器具２００は、器具自体での１つ以上のユーザ入力２２８、そして装置（例えば、システム１００または、システム１００と動作可能に通信する外部計算装置３００）からの遠隔入力、またはその両方を用いて起動できる。器具２００上の１つ以上の入力２２８は、種々のアクチュエータ、トリガ、ボタン、スライダ、ダイヤル、キーパッド、スイッチ、タッチスクリーン、フットペダル、フットスイッチ、または、切削チューブを通る流体の振動、吸引および／または注入を活性化、変更、または生じさせるように、引っ込めたり、押したり、絞ったり、スライドしたり、タップしたり、起動できる他の入力を含んでもよい。好ましい実装例では、入力２２８は、起動の程度（即ち、指または親指による押し込みまたはスライド）に応じて、器具２００の２つ以上の機能を起動するように構成されたマルチウェイトリガである。例えば、器具２００は、灌流、流体吸引および切削のために構成できる。１つ以上の入力２２８は、駆動機構２０５に１つ以上の動作を上昇させる位置、例えば、切削チューブ２１０の振動の周波数またはポンプ２４５の吸引圧力を増加させる位置にユーザによって付勢できる（モータの回転を増加させることによってトリガはより多く起動される）。フットペダルまたは器具にリンクした他のテザリング接続なしで、完全に手で保持される指起動器具は、使用中に、より多くの可搬性、柔軟性および移動の自由度をユーザに提供し、捕獲ケーブルまたは他のテザリングを気にすることがない。

器具２００がシステム１００に動作可能に接続されている場合、器具のパワーシステム２２０および／またはシステム１００のパワーシステム１２０によって駆動機構２０５に電力が供給できる。器具２００は、器具２００のハウジングを貫通するケーブル２２５を含むことができる（図２Ａ～図２Ｃ参照）。ケーブル２２５はまた、器具２００を壁ソケットに接続するように構成してもよい。器具２００のパワーシステム２２０は、１つ以上のバッテリを含むことができる。バッテリは、モジュール式の取り外し可能なバッテリパックなど、ハウジングのある領域に内部的に接続された器具ハウジングのある領域内に組み込むことができる。バッテリは、異なる化学組成または特性を有することができる。例えば、バッテリは、鉛酸バッテリ、ニッケルカドミウム、ニッケル金属水素化物、酸化銀、水銀酸化物、リチウムイオン、リチウムイオンポリマー、または他のリチウム化学物質を含むことができる。この装置は、再充電のためにＤＣ電源ポート、誘導(induction)、ソーラーセルなどを用いた再充電可能バッテリを含んでもよい。手術室で使用される医療装置に電力を供給するための該技術分野で知られているパワーシステムはまた、ここでは、ばねパワーまたは他の適切な内部電源または外部電源などとして考えられる。いくつかの実装例では、ハウジング上またはハウジング内に搭載されたバッテリバックではなく（ハウジングのサイズを増加させる）、バッテリパックは、手術中に器具２００を保持するユーザの腕または腕の手首などの他の場所に搭載できる。短いケーブルコネクタが、搭載されたバッテリを器具２００に接続でき、使用時にこのリンクだけが器具２００のハウジングから延びている。

図１Ｃは、耐久性のある再使用可能なドライバ部分２０１０（図２Ａ～図２Ｃも参照）に着脱可能に動作可能に接続されるように構成された使い捨ての作動部分２００５を含むことができる。使い捨ての作動部分２００５および再使用可能なドライバ部分２０１０の各々は、比較的剛性のある軽量の材料で形成されたハウジング部分を含むことができる。作動部分２００５は、一般に、眼からの流体および材料と直接接触するように構成された器具２００のコンポーネントを含み、器具２００のドライバ部分２０１０は、一般に、流体経路の外側に留まるように構成された器具２００のコンポーネントを含む。例えば、使い捨て作動部分２００５は、眼内に挿入されて、眼内の材料を切削し、吸引し、および／または注入するように構成された切削チューブ２１０と、切削チューブ２１０を振動させるように構成されたカッターアセンブリ２１４とを組み込むことができる。吸引ポンプ２４５ならびに灌流ライン１５５および廃棄ライン１６５などの接続箇所（図１Ａ参照）も、使い捨て作動部分２００５の一部にできる。駆動機構２０５、計算ユニット２１５およびパワーシステム２２０のうちの１つ以上のコンポーネントが、器具２００の再使用可能なドライバ部分２０１０の一部でよい。入力２２８は、再使用可能なドライバ部分２０１０または使い捨て作動部分２００５の上にあってもよい。再使用可能なドライバ部分２０１０は、使い捨て作動部分２００５がない間に再殺菌されて再使用できる。しかしながら、ドライバ部分２０１０を含む全体器具２２５は、使い捨てでもよく、低コスト材料によって製造して、部分２０１０が使用後に処分するのが経済的に実施可能であるようにできることは理解すべきである。

単一の再使用可能なドライバ部分２０１０が、１つ以上の使い捨て作動部分２００５と交換可能方式で動作可能に接続するように構成できる。使い捨て作動部分２００５は、レンズ断片化、乳化、硝子体切開、嚢研磨、吸引、灌流、凝固、照明、可視化、ＩＯＬ挿入などを含む種々の処置のために構成できる。従って、使い捨て作動部分２００５は、硝子体切開、水晶体超音波乳化、眼内レンズ挿入などを含む種々の処置のいずれにも使用できる。器具の手術パラメータは、再使用可能なドライバ部分２０１０に装着された使い捨て作動部分２００５、および／または、例えば、実施される特定の処置、様々な処置段階、外科医の個人の好み、手術が患者の眼の前部または後部で行われるかどうかなどに応じて異なることがある。作動部分２００５のコンポーネントは、処置の種類に応じて変更可能であり、異なる作動部分２００５の各々は、単一の再使用可能なドライバ部分２０１０によって動作可能に連結されて動作することができるように構成される。異なる使い捨て作動部分２００５は、以下により詳細に説明される。

図１Ｃは、ドライバ部分２０１０に動作可能に接続された作動部分２００５の一実装例を示す。作動部分２００５は、振動切削チューブ２１０を介して円滑な流れ吸引が望まれる処置のために使用できる。簡潔には、作動部分２００５は、長手方向軸に沿って延びるカムシャフト４０５を有し、複数のローブカム４２５を有するリニア蠕動ポンプである吸引ポンプ２４５を含むことができる（例えば、図３Ａ～図３Ｂ参照）。カムシャフト４０５は、ドライバ部分２０１０の駆動機構２０５によって駆動可能である。カムシャフト４０５のローブカム４２５は、チューブ４１５を順次圧縮し、生成された吸引圧力を眼内に位置決めされた切削チューブ２１０に並進させるように構成された複数のカムフォロワ４１０を駆動し、その動作を生じさせる。複数のカムフォロワ４１０は、カムシャフト４０５のカムによって駆動され、長手方向軸に対して実質的に垂直な面内で移動し、チューブ４１５を順次圧縮できる。一例として、チューブ４１５は、ｚ軸またはカムシャフト４０５の回転中心に対して空間的に平行に又はｚ軸に沿って延びることができる。チューブ４１５は、ｚ軸に対して略９０度に整列した軸に沿ってカムフォロワ４１０によって圧縮可能である。例えば、カムフォロワ４１０は、カムシャフト４０５のｚ軸に対して水平位置又はｘ軸に沿って左右交互に駆動可能である。カムフォロワ４１０はまた、カムシャフト４０５のｚ軸に対して垂直位置又はｙ軸に沿って駆動可能である。カムフォロワ４１０とチューブ４１５との相対角度は、９０度以上でも９０度以下でもよい。しかしながら、カムフォロワ４０５は、チューブ４１５の側壁に沿って（即ち、ｚ軸に沿って）軸方向に並進しない。

カムシャフト４０５を回転させる単一の駆動機構２０５もまた、切削チューブ２１０（これは硝子体切開プローブにできる）の振動を駆動できる。吸引ポンプ２４５は、異なるタイプのポンプ（例えば、パルス吸引を適用するように構成されたピストンポンプ）にでき、切削チューブ２１０は、異なるタイプのプローブ（例えば、レンズ破砕作動チップ）にできることは理解すべきである。駆動機構２０５から駆動シャフト２３８によって回転されるカムシャフト４０５は、カッターアセンブリ２１４と連結可能であり、切削チューブ２１０の振動が得られる。カッターアセンブリ２１４およびポンプ２４５のカムシャフト４０５と連結する方法は変更可能であることは理解すべきである。いくつかの実装例では、カッターアセンブリ２１４は、切削チューブ２１０の往復リニア運動を生じさせるように構成されたカム機構を内蔵する。カッターアセンブリ２１４は、必要に応じてカムシャフト４０５の回転と切削チューブ２１０４の望まれる振動数との間の回転比を上昇させるためのギア装置を含むことができる。種々の構成が以下により詳細に説明される。

図１Ｄは、１つ以上の使い捨て作動部分２００５ａ，２００ｂと交換可能に接続するように構成された１つの再使用可能なドライバ部分２０１０を有するマイクロ手術器具を含むキット５００の実装例を示す。いくつかの実装例では、第１作動部分２００５ａがレンズ断片化用に構成でき、第２作動部分２００５ｂが硝子体切除用に構成できる。米国特許出願公開第２０１８／０３１８１３２号（２０１８年１１月８日公開、これは参照によりここに全体として組み込まれる）米国特許第２０１９／０３６５５６７号（２０１９年１２月５日公開、これは参照によりここに全体として組み込まれる）に記載されているように、第１作動部分２００５ａは、非対称に振動するように構成された切削チューブと、パルス吸引を発生するように構成されたピストンポンプとを内蔵できる。第２作動部分２００５ｂは、以下により詳細に説明するように、切削チューブ（例えば、硝子体切除ポートを有するもの）と、円滑な流れ吸引を発生するように構成された蠕動ポンプとを含む。種々の実施形態にしたがって駆動され、任意の数の異なるポンプ構成を有する種々の切削チューブ構成のいずれもここで想定されることは理解すべきである。これらは、例として提供される。

作動部分２００５ａの遠位端領域が、キット５００に提供された１つ以上の作動チップと交換可能に接続するように構成できる。例えば、キット５００は、レンズ除去作動チップ５２０ａと、嚢研磨作動チップ５２０ｂとを含むことができる。レンズ除去作動チップ５２０ａおよびと嚢研磨作動チップ５２０ｂは、処置段階に応じて、同じ使い捨て作動部分において互いに交換できる。キット５００はまた、平衡塩類溶液のボトルなどの灌流源内に挿入するように構成されたスパイク５３０を有する点滴チャンバ５２５を含むことができる。点滴チャンバ５２５は、灌流チューブ５５５に接続でき、続いて器具２００の灌流カップリングと接続できる。灌流チューブ５５５は、灌流チューブ５５５を開閉するために指で起動されるピンチバルブ５５８を備えることができる。キット５００はまた、器具２００からの出口を廃棄容器５６０に接続するように構成された廃棄チューブ５６５を有する廃棄容器５６０を含むことができる。キット５００内の全てのコンポーネントは、単一の無菌容器５０５内で一緒に無菌包装できる。

また図２Ａ～図２Ｃに関して、使い捨て作動部分２００５に接続された再使用可能なドライバ部分２０１０を示す。図２Ａは、互いに接続された２つの部分２００５，２０１０を有する器具２００を示し、図２Ｂは、互いに分離した２つの部分２００５，２０１０を備えた器具２００を示す。図２Ｃは、器具２００の再使用可能なドライバ部分２０１０を示し、ハウジングの一部が取り外され、駆動機構２０５のコンポーネントを公表している。実装例では、駆動機構２０５は、ギアボックスまたはギアヘッド２３２を備え又は備えないモータ２３０と、モータアダプタ２３６と、駆動シャフト２３８とを有する。駆動シャフト２３８は、モータアダプタ２３６を経由して延びることができ、そのため駆動シャフト２３８はモータ２３０と共に自由に回転できる。

モータ２３０の構成は、種々の回転モータ、ステッパモータ、ＡＣモータ、ＤＣモータ、圧電モータ、ボイスコイルモータまたは他のモータのいずれかを含むことができる。モータ２３０は、ブラシレスＤＣモータ、またはシャフトを回転させるのに適したいずれかのタイプのモータまたはドライバでもよい。モータ２３０は、ギアヘッド２３２または他の機構によりギア減速を組み込む電気モータでもよい。ハーモニックドライブ（登録商標）が、所望の出力速度を生成するために内蔵できる。実装例では、少なくとも３０：１減速を達成するように構成されたハーモニックドライブ（登録商標）ギア減速が内蔵される。実装例では、ギア装置は、出力の増加を達成するために内蔵できる。例えば、ポンプを駆動するモータからの入力は、ギア装置を介して増加させて、切削に適した振動速度を達成できる（図６Ａ～図６Ｂ参照）。いくつかの実装例では、ギア装置は、単一のモータが２つの異なるシャフトの回転を独立に駆動するのを可能にする（図１０、図１１Ａ～図１１Ｂ参照）。

さらに図２Ａ～図２Ｃに関して、再使用可能なドライバ部分２０１０は、１つ以上の使い捨て作動部分２００５と交換可能に接続できる。使い捨て作動部分２００５および再使用可能なドライバ部分２０１０は、例えば、ネジ、スナップロック、バヨネットおよび類似の機構など、種々の機構を用いて共に接続できる。カップリング機構は、２つのハウジング部分を連結解除するように構成されたリリースボタン２０１を含むことができる。使い捨て作動部分２００５と再使用可能なドライバ部分２０１０との間のカップリングは、純粋に機械的なものでもよく、機械的および電子的なカップリングの両方を含んでもよい。例えば、使い捨て作動部分２００５は、再使用可能なドライバ部分２０１０の一部と電子的に接続するように構成された電子入力を有してもよい。代替として、使い捨て作動部分２００５は、再使用可能なドライバ部分２０１０と機械的に接続して相互作用するように構成された入力を有してもよい。

また、図２Ａ～図２Ｂと図２Ｃ～図２Ｄに関して、バヨネットモータアダプタ２３６は、複数のモータねじ２０２によりギアボックス２３２に固定できる。ドライバ部分２０１０の駆動シャフト２３８は、使い捨て作動部分２００５の近位端の中に挿入可能であり、使い捨て作動部分２００５の吸引ポンプ２４５が耐久性ドライバ部分２０１０のモータ２３０と機能的に嵌まる。駆動シャフト２３８は、ドライバ部分２０１０の遠位端領域においてアダプタ２３６から遠位側に延びることができる。ドライバ部分２０１０は、作動部分２００５の近位端の中に挿入可能であり、駆動シャフト２３８の端部が、作動部分２００５での回転カムシャフトカプラ２０４上のスロット２０３と嵌る（図２Ｄ参照）。バヨネットモータアダプタ２３６上のボス２０６は、作動部分２００５の後方マニホールドの近位端にあるＬ字状スロットを介してスライド可能である。ドライバ部分２０１０は、作動部分２００５に対して長手方向軸回り（即ち、時計回り）に回転可能であり、そのためボス２０６が駆動シャフト２３８を後方マニホールドの中に軸方向にロックする。バヨネットモータアダプタ２３６上のボス２０６は、カムシャフトカプラ２０４２のスロット２０３内にスライド可能である。いったん回転すると、バヨネットモータアダプタ２３６上のボス２０６は、ドライバ部分２０１０および作動部分２００５を軸方向に一緒にロックできる。リリースボタン２０１は、作動部分２００５の後方マニホールドにスプリング装填して装着できる。

また図２Ａ～図２Ｂと図２Ｃ～図２Ｄに関して、作動部分２００５は、眼からの流体および材料と直接接触するように構成された器具２００のコンポーネントを含むことができ、一方、ドライバ部分２０１０は、一般に、流体通路の外側に留まるように構成された器具２００のコンポーネント、例えば、吸引ポンプおよび／または切削エレメントを駆動するように構成されたコンポーネントを含む。耐久性ドライバ部分２０１０の駆動機構２０５は、使い捨て作動部分２００５のハンドピースに一体化された吸引ポンプ２４５を駆動するように構成される。同じ駆動機構２０５は、切削チューブ２１０４も駆動できる。器具の機能は、耐久性ドライバ部分２０１０に接続された使い捨て作動部分２００５のコンポーネントに依存できる。使い捨て作動部分２００５内の吸引ポンプ２４５の構成は、使い捨て作動部分２００５の遠位端に接続された切削チューブ２１０のタイプ（例えば、バイレクタプローブ対レンズ断片化プローブ）を変更できる。

使い捨て作動部分２００５内の吸引ポンプ２４５の構成は、ベローズ機構、ダイヤフラムポンプ、ベンチュリポンプ、エントラップポンプ、容積型ポンプ、再生ポンプ、モーメンタム移送ポンプ、マイクロポンプなどを含むことができるが、これらに限定されない。

いくつかの実装例では、使い捨て作動部分２００５は、ピストンポンプである吸引ポンプ２４５を含むことができる。ピストンポンプは、例えば、米国特許出願公開第２０１８／０３１８１３２号（２０１８年１１月８日公開、これは参照によりここに全体として組み込まれる）に記載されているように、円滑な連続的および／または不連続的なパルス吸引を提供するように構成できる。ピストンポンプは、ピストンカムによって駆動される複数のピストンを有することができ、そして再使用可能なドライバ部分２０１０内の駆動機構２０５によって駆動される。パルス真空は、前眼房の崩壊のリスクなしで切削チューブを経由して完全な真空の印加を可能にする。パルスのピーク時には、器具２００は、高真空を発生できる。しかしながら、それがパルス状であるため、平均吸引流量は、灌流流入がパルスピーク時にこれらの高真空下でも適切な前眼房サポートを維持するのに充分なように低くできる。ポンプチャンバ内の第１方向へのピストンの移動は、真空を生成し、眼からの材料が切削チューブの管腔の中に引き込まれる。ポンプチャンバ内の第２反対方向へのピストンの移動は、ポンプチャンバから材料を器具外に排出する。より大きい流れのパルス吸引は、レンズの断片化時に有用になる。ピストンポンプを内蔵する使い捨て作動部分２００５は、レンズ断片化に有用な振動作動チップも含むことができる。再使用可能なドライバ部分２０１０の駆動機構２０５は、ピストンポンプおよび作動部分２００５の振動する作動チップの両方を駆動可能である。

吸引ポンプは、ローラ、蠕動式、スクロール型、螺旋状、馬蹄形、回転翼、ギア、ねじ、ダイヤフラム、遠心力または他のポンプタイプにできる。いくつかの実装例では、使い捨て作動部分２００５は、蠕動ポンプである吸引ポンプ２４５を含むことができる。蠕動ポンプは、円滑な連続的な吸引を提供するように構成できる。円滑な連続的な吸引は、前硝子体切除の際に有用になる。円滑な流れ蠕動ポンプを内蔵する使い捨て作動部分２００５はまた、ここで別に説明しているように、外側シャフト内で振動する内側シャフトを有する硝子体切開プローブを含むことができる。再使用可能なドライバ部分２０１０の駆動機構２０５は、蠕動ポンプおよび作動部分２００５の硝子体切除プローブの両方を駆動できる。

図３Ａ～図３Ｂは、切削チューブ２１０を経由して円滑で連続的な吸引を提供するように構成された作動部分２００５内への内蔵のための吸引ポンプ２４５の実装例を示す。吸引ポンプ２４５は、対称ダブルチャンバポンプマニホールド４２０と、長手方向軸Ａに沿ってマニホールド４２０を通って長手方向に延びる中央カムシャフト４０５と、複数のカムフォロワ４１０と、一対の周辺チューブ４１５とを有するリニア蠕動ポンプにできる。ポンプマニホールド４２０は、近位マニホールドと遠位マニホールドとの間の作動部分２００５内に配置できる。カムシャフト４０５は、例えば、作動部分２００５内の回転カムシャフトカプラ２０４を介して、カムシャフト４０５の近位端領域を駆動シャフト２３８に接続できる。ポンプモータ２３０が回転すると、駆動シャフト２３８は、カムシャフト４０５の回転を駆動し、これにより吸引ポンプ２４５２に動力を供給する。カムシャフト４０５はまた、例えば、回転するカムフォロワ２１３を介して、カムシャフト４０５の遠位端領域で切削チューブ２１０に接続できる。切削チューブ２１０の動きを以下に詳細に説明する。

２つのチューブ４１５は、ポンプマニホールド４２０の中心線Ｃの両側に位置決めできる（図４Ａ参照）。２つのチューブ４１５は、ポンプマニホールド４２０を通って略直線状に延びることができ、それぞれがポンプマニホールド４２０を通って延びるカムシャフト４０５の長手方向軸Ａと平行に位置決めされたポンプマニホールド４２０を通って長手方向軸Ｔ（図３Ｂ参照）を形成する。２つのチューブ４１５の第１チューブ４１５ａは、カムシャフト４０５の一方の側に位置決めでき、２つのチューブ４１５の第２チューブ４１５ｂは、カムシャフト４０５の第２反対側に位置決めできる。近位流路は、近位マニホールド（不図示）内の一対のチューブ４１５と近位端で接続された２つの流路に分割している。２つのチューブ４１５は、遠位マニホールド（不図示）内にポンプマニホールド４２０と遠位側で合流できる。遠位流路は、遠位切削チューブ２１０４の管腔と流体連通できる。

図３Ｃ～図３Ｄは、図３Ａ～図３Ｂの吸引ポンプ２４５のカムシャフト４０５を示す。
カムシャフト４０５は、複数のローブカム４２５を内蔵できる。複数のカムフォロワ４１０を左右交互にまたは一対のチューブ４１５に向けてそして遠くへ駆動する時間に作動する複数のローブカム４２５を内蔵でき、その結果、各チューブは順次的に漸進的圧縮を受けて、それによってその流体容積をその流路に沿って押すことができる。一対のチューブ４１５は、カムシャフト４０５の長手方向軸Ａ（回転軸）と整列可能である。カムフォロワ４１０の左右交互運動は、カムシャフト４０５の長手方向軸Ａおよび各チューブ４１５の長手方向軸Ｔ（図３Ｂ参照）に対して垂直な面内にできる。一例として、チューブ４１５は、ポンプマニホールドを通してカムシャフト４０５の回転軸に対して空間的に平行またはそれに沿って延びることができる。チューブ４１５は、カムフォロワ４１０によって、カムシャフト４０５の回転軸に対して略９０度である軸に沿って圧縮できる。例えば、カムフォロワ４１０は、カムシャフト４０５に対して水平位置に沿って、または垂直位置に沿って左右交互に駆動可能である。カムフォロワ４１０とチューブ４１５の相対角度は９０度以上または９０度以下にできるが、カムフォロワ４０５は、チューブ４１５の側壁に沿って軸方向に並進しない。従来の蠕動ポンプでは、チューブの長さに沿って圧縮して転動して、その流体容積をその流路に沿って移動させるローラを使用する。

チューブ４１５の各々は、カムフォロワ４１０によって波形状に順次圧縮できる。圧縮の最大範囲は、チューブを閉じて、チューブの長さに沿って付勢された離散的な流体体積を捕捉し、チューブ４１５を通って移動する吸引流量を生じさせる。従来の蠕動ポンプは、チューブの長手方向軸に沿ってローラまたは他のコンポーネントの並進を含むことができ、これによりチューブを通して流体を付勢できる。チューブに沿ったこのタイプのリニア並進は、経時的に摩耗すると、チューブの側壁に孔または裂け目の生成をもたらすことがある。ここで説明する吸引ポンプ２４５は、チューブ４１５の長手方向軸（即ち、図３Ｂに示す軸Ｔ）に沿った圧縮エレメントの並進を含む必要がない。各チューブ４１５の圧縮は、チューブ４１５の長手方向軸Ｔに対して垂直な面内にある。この配置により、チューブの引っ張りまたは伸張を回避して、側壁に摩擦がほとんど発生しない。換言すると、複数のカムフォロワは、２本のチューブの軸に沿って力を印加せず、２本のチューブに摩擦をほとんど発生しない。チャンバ容積は一貫して維持され、ポンプ２４５は、チューブの長さに沿って並進する圧縮に起因することがあるチューブの故障またはポンプ性能の損失のリスクが低い。

図４Ａ～図４Ｄに最もよく示されるように、複数のカムフォロワ４１０の各々が、個々のカムローブ４２５を受け入れるように構成された内側スロット４３０を含むことができる。カムローブ４２５は、カムシャフト４０５がその長手方向軸Ａの周りに回転すると、内側スロット４３０内でそれに対して上下に移動できる。そしてカムフォロワ４１０は、カムローブ４２５によってポンプマニホールド４２０の中心線Ｃに対して左右交互に付勢される。図４Ａは、１つのカムフォロワ４１０が中心線Ｃと整列している様子を示す。カムローブ４２５は、カムフォロワ４１０のスロット４３０の上端領域において中心線Ｃとほぼ整列して位置決めされるように図示される。カムシャフト４０５が矢印Ａに沿ってその線Ａの回りに第１程度に回転すると、カムフォロワ４１０は、軸Ｃ’に沿って中心線Ｃから矢印Ｒの方向に遠くへ付勢され、カムローブ４２５は、カムフォロワ４１０のスロット４３０を通ってさらに下向き移動する（図４Ｂ）。カムシャフト４０５がその軸Ａの周りに矢印Ａに沿って第２程度に回転すると、カムフォロワ４１０は、矢印Ｌの方向に軸Ｃ’に沿って中心線Ｃに向けて後方に付勢され、カムローブ４２５は、カムフォロワ４１０のスロット４３０を通ってさらに下方に移動する（図４Ｃ）。カムシャフト４０５がその軸Ａの周りに中心に矢印Ａに沿って第３程度に回転すると、カムローブ４２５がカムフォロワ４１０のスロット４３０を通ってスロット４３０の上端領域に向けて後退するにつれて、カムフォロワ４１０は、Ｌ’方向に軸Ｃ’に沿って中心線Ｃから遠くへ付勢される（図４Ｄ）。

カムフォロワ４１０の左右交互運動は、各チューブ４１５のオフセットパルスまたは増分の順次圧縮を生成でき、そのため切削チューブと連通する遠位流路で生成された吸引は円滑で、または実質的に非パルス性の吸引になる。カムシャフト４０５の幾何形状（例えば、ピッチ、長さ）、そしてカムローブ４２５およびカムフォロワ４１０の数は、チューブ４１５の長手方向軸Ｔに沿った特定のタイミングを達成するように変化できる。ポンプ２４５内のカムフォロワ４１０の数は変化可能であり、例えば、少なくとも２個、３個、４個、５個、６個、７個、８個、９個、１０個、最大で約２０個のカムフォロワ４１０にできる。カムローブ４２５およびカムフォロワ４１０の数は、ローブおよびフォロワの数が増加するほど、完全な滑らかな流れにより接近できる。例えば、図３Ｂに示す吸引ポンプ２４５の実装例は、１０個のカムローブ４２５および１０カムフォロワ４１０６を含む。こうして各カムフォロワ４１０が左右交互に付勢され、対向するチューブ４１５を圧縮すると、吸引ポンプ２４５は、滑らかな正弦波状の曲線を生成できる。

図５Ａは、カムシャフト４０５が回転を開始すると、最初にどのようにポンプ２４５が起動時にウォームアップ期間を経験できるかを示す。カムフォロワ４１０は、ポンプマニホールド４２０内で左右交互に付勢され、一対のチューブ４１５を順次圧縮し、チューブ４１５ａおよびチューブ４１５ｂの流路内の負圧が生ずる。チューブ４１５ａを通る流量は、チューブ４１５ｂを通る流量から相殺でき、達成される目標流量が遠位流路を通る最小パルス流で実質的に一定になる。

ポンプ２４５は、図３Ａ～図３Ｂの実施形態で示すものよりも少ないカムフォロワ４１０を含むことができる。こうした実装例では、カムシャフト４０５のタイミングは、オフオンタイプの正方形曲線（図５Ｂ参照）のような曲線を作成できる。オンオフ正方形曲線は、例えば、チューブがより段階的な運動を用いて絞り込まれる螺旋駆動蠕動ポンプと比較して、より一貫したチャンバ長を提供できる（即ち、チューブがカムフォロワによって閉じられる場所の間のチューブ内の封止容積）。図３Ａ～図３Ｂに示すポンプの実装例のカムローブは、装置全体に対する円形経路およびカムフォロワ４１０に対する直線経路に追従する。カムフォロワは、両側のチューブを圧縮する。一方向に移動すると、１本のチューブを圧縮し、反対方向に移動すると、反対のチューブを圧縮する。しかしながら、カムローブは、こうした段階的な圧縮で螺旋経路によって駆動される必要はない。むしろ、カムローブのレイアウトは、軸Ｔに沿って半径方向または長手方向に互いに位置決めでき、各カムローブ間の間隔が所望のタイミングを達成するようにチューブ４１５での圧縮を生成できる。

再び図４Ａ～図４Ｄに関して、カムフォロワ４１０の形状は、カムシャフト４０５が回転する際、左右交互運動でのカムフォロワ４１０の移動を提供するだけではない。カムフォロワ４１０の形状は、一対のチューブ４１５の効率的な圧縮を提供する。各カムフォロワ４１０は、カムフォロワ４１０の外側表面に第１圧縮ゾーン４３５を、そしてカムフォロワ４１０の外側表面に中心線Ｃの第２反対側に第２圧縮ゾーン４３７を組み込める。第１および第２圧縮ゾーン４３５，４３７の各々は、中心線Ｃ’とほぼ整列して配置できる。カムフォロワ４１０が矢印Ｒに沿って移動すると、第１圧縮ゾーン４３５は、チューブ４１５ｂを圧縮する（図４Ｂ）。カムフォロワ４１０が矢印Ｌ’に沿って移動すると、第２圧縮ゾーン４３７は、チューブ４１５ａを圧縮する（図４Ｄ）。各カムフォロワ４１０は、各圧縮ゾーン４３５，４３７について２つの変位ゾーン４４０，４４２を含むことができる。チューブ４１５が圧縮ゾーン４３５，４３７によって圧縮されると、対応する２つの変位ゾーン４４０，４４２は、カムフォロワ４１０の圧縮ゾーン４３５，４３７によって圧縮されるチューブ４１５の材料を受け入れできる。

一対のチューブ４１５は、長手方向軸Ｔに沿って直線状に、カムシャフト４０５の長手方向軸Ａと平行に延びている。一対のチューブ４１５は、ポンプマニホールドを介してカムシャフト４０５の回転軸に対して略平行に延びている。こうしてチューブ４１５への圧縮は、カムシャフトの回転面に対して水平面に沿った左右交互運動で生じ、これは、長手方向軸Ａ（および軸Ｔ）に対して垂直な平面内に位置できる。従って、この圧縮は、チューブの側壁に沿って軸方向に並進せず、これによりチューブ材料への摩耗が少ないという利点を提供する。さらに、一対の直線チューブ４１５の構成は、カムフォロワ４１０に追加の左右交互の力を提供できる。例えば、一方のチューブ４１５ａがカムフォロワ４１０によって圧縮されると、カムフォロワ４１０によって圧縮された直後の対向チューブ４１５ｂは元の形状に復元できる。スプリング力は、対向チューブ４１５を圧縮するのに役立つ。各チューブ４１５は、カムフォロワ４１０を反対圧縮方向に付勢することによって、その相手の圧縮を生じさせるのを支援できる。

作動部分２００５内の蠕動ポンプの構成は変更可能であり、リニア蠕動ポンプである必要はない。例えば、蠕動ポンプは、螺旋状設計でも、馬蹄型蠕動ポンプでもよい。

白内障手術に関連して、レンズ除去中に複雑な事態、例えば、後嚢(の破裂後に前眼部(への硝子体(の不注意な脱出(が生じた場合、硝子体切除術が使用される。硝子体切除は、一般に白内障手術の歓迎されない部分として考えられている。前部硝子体切除の目的は、前房から硝子体を除去して、硝子体を進入切開部から取り除き、眼内レンズを挿入できるようにすることである。硝子体は、その半固体構造に起因して特徴付けが困難であって予測できない流動挙動を有する。硝子体は、大部分の水と、コラーゲン繊維とヒアルロン酸とで構成される。硝子体は、プローブを通過する前に切削を必要とする。刻まれた硝子体は、無傷のゲル状硝子体よりも低い粘性を有する。硝子体の吸引および除去を改善するために、小さなバイトサイズ片が好ましい。

切削チューブ２１０および吸引ポンプ２４５は、例えば、硝子体除去の開始前に眼からレンズ断片を除去するために、低いレベルの切削（例えば、３００ｃｐｍ）および低いレベルの吸引（例えば、約３ｃｃ／分未満）を達成するように駆動できる。切削チューブ２１０および吸引ポンプ２４５は、硝子体除去のため、そして硝子体をカッター内に連続的に流入させるために、低レベルから中間レベルの吸引（例えば、３ｃｃ／分～約１０ｃｃ／分）とともに、より高いレベルの切削（例えば、５００～６００ｃｐｍ）を達成するように駆動できる。切削チューブ２１０および吸引ポンプ２４５は、硝子体除去のために、そして硝子体をカッター内に連続的に流入させるために、高い吸引（例えば、１０ｃｃ／分以上で約２５ｃｃ／分以下）で高いレベルの切削（例えば、約７５００ｃｐｍまで）を達成するように駆動できる。他の実装例では、切削チューブ２１０および吸引ポンプ２４５は、非対称切削および高いパルス吸引（例えば、１０ｃｃ／分以上で約３０ｃｃ／分まで、または約１００ｃｃ／分まで）を達成するように駆動でき、例えば、レンズ断片化および乳化のために有用である。運動プロファイルおよび吸引プロファイルは、実施される処置および処置自体の段階に応じて変化できる。

図６Ａ～図６Ｂは、上述したようなリニア蠕動吸引ポンプ２４５である一体化された吸引ポンプ２４５を有するマイクロ手術器具２００の使い捨て作動部分２００５を示す。
使い捨て作動部分２００５は、前部硝子体切除を行うように構成でき、ここで説明する種々の機構のいずれかを組み込んだ再使用可能なドライバ部分２０１０と接続できる。こうして単一の再使用可能なドライバ部分２０１０は、異なる機能的能力（例えば、レンズ断片化、硝子体切除、嚢研磨など）を有する様々な作動部分２００５を駆動できる。

切削チューブ２１０は、レンズ断片化、レンズ乳化、硝子体切除開、その他の前眼部処置に使用できるように、種々の構成のいずれかを有することができる。一般に、切削チューブ２１０は、角膜切開サイズを最小化するために眼内の最小侵襲的処置に適した最大断面直径を有する。いくつかの実装例では、切削チューブ２１０の最大断面直径は約１．２５ｍｍである。最大断面直径は、この直径より小さくも大きくもでき、例えば、直径約２ｍｍ以下、直径約３ｍｍ以下、直径約４ｍｍ以下、または約５ｍｍ以下にできる。切削チューブ２１０は、当該技術分野で知られていように、２０ゲージ、２３ゲージ、２５ゲージまたは２７ゲージの硝子体切開プローブにできる。

いくつかの実装例では、切削チューブ２１０は、外側チューブ２５２内で往復摺動するように構成された内側チューブ状の細長い部材２５０を有する標準的なギロチン形状の硝子体切開プローブである（図７Ａ～図７Ｃを参照）。外側チューブ２５２は、作動部分２００５の領域に接続された静止チューブ状エレメントにできる。外側チューブ２５２は、リテーナ（固定器具）２５４によって作動部分２００５の内部に固定的に接続できる。リテーナ２５４は、外側チューブ２５２を受け入れるように構成されたドーナツ状エレメントでもよく、これによりリテーナ２５４は、外側チューブ２５２の近位端領域の周りに位置決めされる。細長い部材２５０は、チューブ状エレメントでもよいが、外側チューブ２５２とは異なり、外側チューブ２５２の管腔内で振動できるよう移動する。

細長い部材２５０の遠位先端は、刃先２５６に形成できる（図７Ｃ参照）。いくつかの実装例では、刃先２５６は、短い研磨されたベベル（斜面）である。また、細長い部材２５０の刃先２５６および外側チューブ２５２の側壁の開口２５８は、ポート２６０１を形成する。ポート２６０は、外側チューブ２５２に対する細長い部材２５０の位置に応じてサイズが変化できる。動作時には、組織がポート２６０を通って切削チューブ２１０の中に入り、細長い部材２５０が外側チューブ２５２内で往復運動すると、刃先２５６によって切開できる。振動する内側細長い部材２５０は、刃先２５６と開口部２６４との間にレンズ材料を捕捉して、細長い部材２５０が遠位方向に移動すると、ポート２６０内に引き込まれたレンズ材料の小片を切削できる。もし細長い部材２５０が側方開口を有しない場合、細長い部材２５０が側方開口２６４を通って遠位方向に移動すると、ポート２６０は、完全な閉止を受けることがある。ポート２６０のこの閉止は、流れの不安定性、流体の加速、および網膜の牽引を生じさせることがある。こうして細長い部材２５０は、その遠位端領域の近くにも側方開口２５８を組み込める。この構成は、増加した切削速度および良好な全体効率を有するとともに、網膜の牽引の問題を改善する２次元カッターとして説明される。内側細長い部材２５０が外側チューブ２５２内で振動すると、遠位シャフトエッジ２５６は、遠位ストロークでポートに入る硝子体を切り刻むことができる。細長い部材２５０の近位ストロークでは、開口２５８に入る硝子体も切り刻むことができる。ダブルポート２次元カッターは、内側の細長い部材２５０の単一の前進後退運動において切削量を増加ができ、ポート２６０を完全に閉止するのを回避できる。

ポート２６０は、眼の組織を完全に切り刻んで吸引するために最適化された幅を有することができる。いくつかの実装例では、ポート２６０は、０．０５”（インチ）以上０．１７５”以下の軸長を有することができる。ポート２６０は、０．０１５”～０．０６”の幅を有することができる。外側チューブ２５２の遠位先端は、図７Ｃに示すように鋭利にでき、あるいは鈍い先端または弾丸状でもよい。ポート２６０は、器具の取り外しの際に組織を引っ掛けるのを回避するために開放位置に留まるように付勢できる。達成される切削速度は、該技術分野で知られているように、例えば、毎分約７５００カット（ｃｐｍ）まで変化できる。プローブのデューティサイクルは、例えば、器具の指起動タイプ入力２２８、そしてここで説明する他の入力を用いて制御できる。

いくつかの実装例では、管腔２６２は、細長い部材２５０を通って近位開口２６６まで延びている（図７Ａ～図７Ｂ参照）。近位開口２６６は、吸引ポンプ２４５２から遠位吸引ラインと流体連通している真空マニホールド２７０のチャンバ２６８内に維持される。近位開口２６６は、細長い部材２５０の振動運動の間、このチャンバ２６８内に維持される。真空マニホールド２７０内の吸引ポンプ２４５によって真空が印加され、切開した組織を管腔２６２を経由して眼から吸引する。切開した組織は、ポート２６０で管腔２６２に入り、近位開口２６６を経由して管腔２６２を出る。

上述したように、ポンプ２４５は、ハウジングの長手方向軸に沿って延びるカムシャフト４０５を含むことができる。カムシャフト４０５は、ドライバ部分２０１０の駆動機構（不図示）によって駆動可能である。カムシャフト４０５の近位端領域は、例えば、使い捨て作動部分２００５内のカプラ２０４を介して駆動シャフト２３８に接続でき、カムシャフト４０５の遠位端は、切削チューブ２１０と動作可能に接続できる。こうして吸引ポンプ２４５を駆動する駆動機構２０５は、切削チューブ２１０４の振動も駆動できる。振動駆動機構は、カムアセンブリを組み込んで、カムシャフト４０５の回転運動を切削チューブ２１０４の直線運動に変換できる。

図７Ａ～図７Ｅは、切削チューブ２１０４を振動するように構成されたカッターカムアセンブリ２１４の実装例を示す。カッターアセンブリは、一例として提供され、変更可能である。いくつかの実装例では、カッターアセンブリは、レンズ断片化のために構成され、米国特許第１０２３１８７０号（２０１９年３月１９日公開）に記載されているような非対称運動プロファイルを達成できる。他の実装例では、カッターアセンブリは、前部硝子体切除のために構成される。カッターアセンブリ２１４は、カムシャフト４２０が回転すると、長手方向軸Ａに沿って軸方向に移動するように構成されたカッターカムフォロワ２１３を含むことができる。図７Ａは、カッターカムフォロワ２１３と係合するカムシャフト４０５の遠位端領域（即ち、ポンプマニホールド４２０の遠位側）と、細長い部材２５０の近位端に固定的に接続されたカッターカムフォロワ２１３とを示す。カムシャフト４０５の回転運動は、カッターカムフォロワ２１３の直線運動、そして細長い部材２５０の直線運動に変換される。図７Ｄ～図７Ｅは、カムシャフト４０５の遠位端を受けるように構成された、近位端に穴２７２を有することができる。カムシャフト４０５の遠位端の外側表面は、カッターカムフォロワ２１３の対応するピンエレメント２７６を受けるように構成されたチャネル２７４を含むことができる。カムシャフト４０５がその長手方向軸Ａの周りに回転すると、ピンエレメント２７６は、カムシャフト４０５の外側表面の周りでチャネル２７４を通って移動する。チャネル２７４は、第１近位端領域から遠位端領域に向けて楕円経路に追従でき、そして第１近位端領域に向けて戻る。ピンエレメント２７６がチャネル２７４を通って移動すると、カッターカムフォロワ２１３は、長手方向軸Ａに沿って軸方向に移動するように付勢される。カッターカムフォロワ２１３は、回転の少なくとも一部について遠位方向に移動する。そして、カッターカムフォロワ２１３は、回転の少なくとも他の部分について近位方向に移動する。こうしてカムシャフト４０５の完全な回転は、カッターカムフォロワ２１３および細長い部材２５０の往復軸方向移動を提供する。切削チューブ２１０の細長い部材２５０の振動運動を生成する他の駆動機構がここでは考えられることは理解すべきである。

別の実装例では、カムアセンブリは、非対称または対称プロファイルを組み込んだランプ（傾斜）カムを含むことができる。器具の長手方向軸に沿って並進するように構成された切削チューブ２１０の細長い部材２５０は、回転するように構成されたランプカムと連結可能である。いくつかの実装例では、ランプカムは、非対称プロファイルを有する簡単な鋸歯構造を組み込む。他の実装例では、ランプカムは、対称的な台地(plateau)および谷を備えたダブルランプカムを組み込む。ランプカムは、カッター戻りスプリングを組み込み可能である。細長い部材２５０の後進（近位運動）は、ランププロフィールの関数であり、細長い部材２５０の前進（遠位運動）は、カッター戻りスプリングの関数にできる。細長い部材２５０は、ランプカムが振動運動のために回転すると、ランプカム上を前後に出入りできる。

ギアボックスを組み込むことによって、モータの毎分回転数（ＲＰＭ）を増加できる。ギア装置は、入力を少なくとも約３：１、４：１、５：１、６：１、約３０：１まで増加させる比率を有することができる。例えば、ギア装置は、シングルステージ５：１遊星ギア駆動にでき、１４０ＲＰＭ入力から約７００ＲＰＭへの回転速度を増加できる。ギア比は、２ｍｓの速度および約４ミリ秒の休止の間隔のカムプロフィールによって駆動できる。カムは、切削が切削チューブ２１０の細長い部材２５０を外側チューブに対して開放位置に停止させるのを確保するように設計できる。振動駆動機構は、偏心カム、バレルカムまたはヘリカルカムを含む他のカム構成を組み込めることは理解すべきである。

振動駆動機構は、カムを組み込む必要はなく、代わりに、切削チューブ２１０の細長い部材２５０の直線運動を達成する磁力に依存できる。磁気駆動装置は、切削チューブ２１０の細長い部材２５０の直線並進のためのプッシュプル磁気アレイに依存し、スプリングの使用を回避する。磁気駆動装置により達成される切削チューブの振動は、比較的滑らかであり、振動やノイズが極めて小さい。空気圧駆動システムと同様に、磁気駆動装置における切削チューブ２１０の細長い部材２５０の速度は、力駆動方式であり、回転速度に依存しない。１４０ＲＰＭの入力速度は、６Ｈｚの周波数を達成できる。

再び図６Ｂと図８Ａ～図８Ｂに関して、切削チューブ２１０の細長い部材２５０は、近位端に並進磁石ディスク１６０５を有するカッタースプライン１２０９に接続できる。カッタースプライン１２０９および並進磁石ディスク１６０５は、カムシャフト４０５の運動に応答してハウジングの長手方向軸に沿って軸方向にある距離を近位方向および遠位方向に双方向に移動するのが自由であり、長手方向軸回りの回転を防止する。並進磁石ディスク１６０５は、並進磁石ディスク１６０５の近位側に位置決めされた回転磁石ディスク１６１５の１つ以上の磁石と相互作用するように構成された１つ以上の磁石を含むことができ、局所磁界を生成できる。回転磁石ディスク１６１５は、例えば、ポンプ２４５のカムシャフト４０５の回転とともに、好ましくは、それらの間に位置決めされるギアボックスとともに回転するように構成される。回転磁石ディスク１６１５の１個以上の磁石は、並進磁石ディスク１６０５の１個以上の磁石と整列したり、整列から外れたりして回転する。回転する磁石ディスク１６１５の磁石と並進磁石ディスク１６０５の磁石との間の磁力は、並進磁石ディスク１６０５（従って、切削チューブ２１０）をハウジングに対して前後に振動させる。この振動は、磁気吸引および／または磁気反発によって達成できる。例えば、回転する磁石ディスク１６１５は、ハウジングの遠位端に向けて位置決めされた正極を有する第１磁石を有することができる。並進磁石ディスク１６０５は、回転磁石ディスク１６１５に対して遠位側の場所でハウジング内に位置決めされ、ハウジングの近位端に向けて位置決めされた負極を有する第２磁石を有することができる。回転磁石ディスク１６１５の第１磁石および並進磁石ディスク１６０５の第２磁石は、回転磁石ディスク１６２５の回転時に長手方向軸周りの円周の増加量と互いに整列できる。一旦整列されると、第１磁石および第２磁石は、第１方向にカッタースプライン１２０９の直線並進を達成するように磁気的に引き合うことができる。長手方向軸の周りの円周の次の増分は、個々の磁石ディスク１６０５，１６１５磁石での磁極を整列させ、互いに反発してカッタースプライン１２０９の並進移動を第２反対方向に達成する。回転磁石ディスク１６１５が並進磁石ディスク１６０５に対して回転し続けると、磁気力がこれらの間で交互に変化し、往復直線運動を達成する。こうして並進磁石ディスク１６０５に対する回転磁石ディスク１６１５の回転により、回転磁石ディスク１６１５の複数の磁石の極が、並進磁石ディスク１６０５の１つ以上の磁石との交互の反発力および吸引力を発生し、切削チューブ２１０４の細長い部材２５０の振動を生じさせる。

いくつかの実装例では、磁石ディスク１６０５，１６１５の磁界は、第２回転磁石ディスク１６２５を組み込むことによって、より強くできる。図６Ｂと図８Ａ～図８Ｂは、並進磁石ディスク１６０５の遠位側に位置決めされた第２回転磁石ディスク１６２５を示す。これらの近位および遠位回転磁石ディスク１６１５、１６２５は、それらの間に位置決めされた並進磁石ディスク１６０５の直線並進を達成するためにより強い磁界を生成できる。近位および遠位回転磁石ディスク１６１５，１６２５は、それらが共に回転するように互いに固定できる。並進磁石ディスク１６０５は、近位および遠位回転磁石ディスク１６１５，１６２５の間のある空間内に位置決めができる。遠位回転磁石ディスク１６２５は、磁界を増幅するように構成された１つ以上の磁石を組み込むことができる。例えば、近位磁石ディスク１６１５の磁石が、並進磁石ディスク１６０５の磁石のための吸引磁界を生成して、並進磁石ディスク１６０５を近位方向に近位磁石ディスク１６１５に向けて付勢できる。遠位磁石ディスク１６２５の磁石が、並進磁石ディスク１６０５の磁石のための反発磁界を同時に生成して、並進磁石ディスク１６０５を近位方向にさらに近位磁石ディスク１６１５に向けて付勢できる。こうして反発磁界と吸引磁界とが互いに協調して作動し、近位方向の直線運動を達成する。反対（即ち、遠位）方向の動作を達成するために、近位回転磁石ディスク１６１５の磁石は、並進磁石ディスク１６１５の磁石に反発でき、遠位回転磁石ディスク１６２５の磁石は、並進磁石ディスク１６０５の磁石を吸引し、同時の遠位プッシュと遠位プルを生成して、並進磁石ディスク１６０５が遠位方向に移動することを確保している。

磁石ディスクの各々での磁石の数および互いの相対的な配置は、切削チューブ２１０４の細長い部材２５０の所望の振動運動を達成するために変化できる。図８Ａ～図８Ｂは、その磁石を収納するようにサイズ設定された穴１６０７を含むことができる。近位回転磁石ディスク１６１５は、その磁石を受け入れるようにサイズ設定された複数の穴１６１７を含むことができ、遠位回転磁石ディスク１６２５は、その磁石を受け入れるようにサイズ設定された穴１６２７を含むことができる。ディスクの各々の穴１６０７，１６１７，１６２７は、それらがハウジングの長手方向軸に沿って実質的に整列するようにその周囲の近くに設置できる。遠位回転磁石ディスク１６２５は、並進磁石ディスク１６０５がバレルハウジングの壁１６２６内のある距離を前後に摺動できるように、並進磁石ディスク１６０５を収納するようにサイズ設定されたバレルハウジングを形成する壁１６２６を組み込める。遠位回転磁石ディスク１６２５の近位対向面が、並進磁石ディスク１６０５の遠位端上にハードストップを生成できる。近位回転磁石ディスク１６１５の遠位対向面が、並進磁石ディスク１６０５の近位端上にハードストップを形成できる。１つの回転磁石ディスク１６１５のみを有する実装例では、ハウジング内に別個の遠位ハードストップ機構が形成でき、カッタースプライン１２０９の遠位運動を制限できる。

振動は、ディスクの円周の周りに交互式に位置決めされた複数の磁石を備えた回転ディスクを組み込むことによって達成でき、そのため単一ディスクは、交互配列した反転磁極を備えた磁石を有する。相手リングは、同一の磁石を含むことができる。磁石の反対極が整列した場合、相手リングを回転ディスクに向けて付勢する吸引磁力が発生する。磁石の同じ極が整列した場合、相手リングを回転ディスクから離れるように付勢する反発磁力が発生する。ディスクの円周の周りの各増分は、相手リングと回転ディスクとの間に吸引磁界または反発磁界のいずれかを発生する磁石を整列させる。回転の増分ごとに、２つの間に異なる力が発生する。切削チューブ振動の速度は、回転ディスクの回転速度の関数である。ディスクは、永久磁石または電磁石を組み込みできる。電磁石は、磁力の前エッジおよび後エッジをプログラムするように制御できる。いくつかの実装例では、ディスクは、並進リング上の磁界を配向させるために互いに相対的に角度設定でき、延長中の急激な変化と後退中の緩やかな減少のために、その反対リングに対する電磁力の急激な増加に遭遇し、切削チューブ運動の非対称性を達成する。ディスク上の磁石は、互いに同一平面であるものとは反対に、互いに約１０度のオフセットを有することができる。回転リングは、前進ストロークの前エッジ上の磁気勾配のより急峻な密度に遭遇できるが、後エッジは、前エッジよりもゆっくりと徐々に減少できる。回転の増分当たりの勾配は、前エッジよりもかなり高くできる。

振動駆動機構は、カムアセンブリまたは磁気駆動装置を用いて回転運動を軸方向運動に変換し、カムシャフト４０５の回転からの出力を増加させるギア装置を組み込み可能である。吸引ポンプ２４５は、一般に、切削チューブ２１０の細長い部材２５０の振動に必要な回転速度と比較して、吸引を駆動するためのより遅い回転速度を必要とする。例えば、硝子体切除では、分当り５０００個までを達成し、６５０ｍｍｈｇまたは２５ｃｃ／分の容積の真空能力を達成することが望ましい。この器具は、所望の振動速度を達成するために小型のトランスミッションまたはギア列を組み込み可能である。ギア列は、カム軸４０５と切削チューブ２１０の細長い部材２５０との間に位置決めでき、いくつかの実装例では、切削チューブ２１０の細長い部材２５０を係合および離脱させるように、細長い部材２５０の振動においてクラッチ機構として機能するように構成できる。ギア列が、切削チューブ振動速度と吸引ポンプ回転速度との間の固定した比率を達成できる。

吸引ポンプ２４５のカムシャフト４０５は、約１５～３０ｃｃ／分の吸引能力を配給するために一定の速度で回転できる。しかしながら、この回転は、モータからの入力を所望の切削速度の出力まで上昇させるためにギア装置を用いて増加できる。例えば、上述したダブルランプカムは、単一ステージ５：１の遊星ギア駆動を含むことができ、１４０入力ＲＰＭから約７００ＲＰＭに回転速度を増加できる。この比率は、２ｍｓの切削速度および約４ｍｓの休止を駆動するカムプロフィールおよびランプ角度の間隔によって駆動できる。カムシャフト４０５の回転入力は、約５０００ＣＰＭまで達成するように増加できる。ギア装置は、入力速度と所望の出力に応じて、種々の比率のうちの任意のものにできる。より高い入力速度のために、ギアボックスを排除してもよい。より高いギアボックス比は、磁気ドライブに組み込まれる磁石の数も減少できる。ギア装置はまた、細長い部材２５０の切削をオン／オフするためのトランスミッション要素としても使用できる。

実装例では、磁気駆動機構は、ポンプ２４５が切削チューブ２１０の細長い部材２５０の所望の出力（即ち、５０００ＣＰＭ）を達成するために、駆動モータからの入力を増幅する遊星ギアボックス１２３２を含むことができる。図９Ａ～図９Ｂは、ギアボックス１２３２を示す。ギアボックス１２３２は、中心軸Ａの周りに回転するように構成された遊星キャリア１２４２を含むことができる。遊星キャリア１２４２は、カムシャフト４０５に固定されて駆動され、これは、駆動部分（不図示）内でモータの駆動シャフトによって駆動される。遊星キャリア１２４２は、複数の遊星ギア１２３９に連結可能である。遊星キャリア１２４２および遊星ギア１２３９は、リングギア１２４１内に位置決めされる。遊星ギア１２３９は、遊星ギア１２３９を囲むリングギア１２４１上の内ねじと、遊星ギア１２３９の内部に位置決めされた太陽ギア１２４４とに噛合する。リングギア１２４１は、遊星キャリア１２４２の中心軸Ａの回りに遊星キャリア１２４２と共に回転すると、各遊星ギア１２３９をその中心軸Ａ’の周りに回転させる。遊星ギア１２３９の回転により、内部太陽ギア１２４４を中心軸Ａの回りに回転させる。

内部太陽ギア１２４４の回転は、上述したように、切削チューブ２１０の細長い部材２５０の振動を駆動する。図６Ａ～図６Ｂに示す実装例での太陽ギア１２４４は、近位回転磁石ディスク１６１５の近位側に位置決めされ、上述したように、カッタースプライン１２０９の上で並進磁石ディスク１６０５、そして切削チューブ２１０４の往復運動を生じさせる。

カムシャフト４０５の回転と太陽ギア１２４４の回転との間のギア比は、変化可能である。ギア比は変化可能であるが、ギア比は約５：１または６：１にできる。

近位回転磁石ディスク１６１５は、並進磁石ディスク１６０５内の対応する中央穴１６０８と嵌合するようにサイズ設定され位置決めされた中央ステム１６２８を含むことができる。ステム１６２８と穴１６０８との間の接続は、１つ以上のＯリング（図６Ｂ参照）によって封止できる。回転磁石ディスク１６１５の近位端から延びる内部太陽ギア１２４４は、１つ以上のＯリングを有するステムを追加的に組み込んで、切削チューブ２１０の開口部から吸引ポンプ２４５に延びる流体経路を封止できる。

物理的に接続されているにも拘らず、ポンプおよび振動は、機能的に分離できる。作動部分２００５は、ハウジングの一部にカッタースイッチ１６３２を組み込み可能である。カッタースイッチ１６３２は、トリガ２２８が押された場合、切削チューブ２１０が起動されるか否かを制御できる。カッタースイッチ１６３２は、トリガ２２８の起動時に振動が発生しないように振動機構をロックでき、そのためユーザは、吸引中に器具が切削するか、または吸引中に切削しないかを制御できる。図９Ｃに最もよく示されるように、カッタースイッチ１６３２は、外側グリップ機構１６３４および中央開口１６３６を有する略リング状のディスクにできる。グリップ機構１６３４は、作動部分２００５のハウジングの外側に延びるように構成され、そのためユーザがカッタースイッチ１６３２と係合して起動可能になる。一実装例では、カッタースイッチ１６３２は、切削チューブの振動ありと切削チューブの振動なしとの間を選択するために、器具の長手方向軸の周りに回転するように構成される。しかしながら、スイッチ１６３２の起動は、変化できることは理解すべきである。カッタースプライン１２０９は、カッタースイッチ１６３２の中央開口１６３６を通って延びることができる。カッタースプライン１２０９は、カッタースイッチ１６３２の中央開口１６３６を包囲するランプ機構１６３９に対応する形状を有するランプ機構１６３８を、そのベースに含むことができる。カッタースイッチ１６３２が長手方向軸の周りに第１方向に回転した場合、中央開口１６３６のランプ機構１６３９、およびカッタースプライン１２０９のベースのランプ機構１６３８は、カッタースプライン１２０９が開口１６３６に対して軸方向に並進できるように係合解除される。カッタースイッチ１６３２が長手方向軸の周りに第２反対方向に回転した場合、中央開口１６３６のランプ機構１６３９がカッタースプライン１２０９のベースにあるランプ機構１６３８と係合する。ランプ機構１６３８，１６３９の係合により、カッタースプライン１２０９軸方向並進が開口１６３６に対して遠位方向に起こる。ランプ機構の相互の係合は、カッタースプライン１２０９をカッタースイッチ１６３２に対して固定し、それが開口１６３８に対する軸方向並進を防止し、磁気駆動装置が回転し続けている間も振動を有効に遮断する。

他の箇所で説明したように、モータは、例えば、マルチウェイトリガ２２８など、１つ以上のユーザ入力でオン／オフできる。チューブ２１０を介して配給される有効な吸引は、トリガ起動（例えば、指または親指による押下げ）の機能にできる。例えば、トリガストロークの最初の２０％は、モータをオンにできる。トリガストロークの最初の０～１０％は、デッドタイムにできる。最初のトリガストロークの１０％から約２０％までの後にモータはオンにでき、その結果、真空が構築される。トリガストロークの２０％の後、バルブが開いて達成される吸引を制御できる。真空は、例えば、０～１００％のトリガ位置で可変にできる。切削モードは、カッタースイッチ１６３２または他のセレクタで選択可能である。硝子体切除のために達成される切削速度は、約５０００ＣＰＭであることが好ましく、これは使用中に一定である。一定の切削速度は、トリガストロークの２０％の後に起動できる。

吸引ポンプは、切削チューブ２１０４から流体を逆流させるために逆方向に動作可能である。組織が不注意に捕捉されるか、または処置中に閉塞が発生することがある。吸引ポンプを逆に動作させることにより、チューブ２１０から流体の逆流を生じさせ、これらの組織を解放し、および／または閉塞をパージするのに役立つ。吸引ポンプを前向きに動作させて真空を発生させるか、あるいは反転させて流体を先端からパージすることは、トリガ２２８の位置にリンク付けできる。例えば、処置中に、トリガ２２８を押し下げて吸引ポンプをオンにし、真空を器具内に構築できる。リリースの場合、トリガ２２８はその中立位置に戻り、吸引がオフになる。そして、ユーザは、トリガ２２８を中立位置から上向きに付勢して、吸引ポンプを逆転動作させ、チューブ２１０を通る流体を遠位開口から流出させることによって、チューブ２１０を手動でパージできる。器具は、灌流源に接続可能にして、吸引ポンプが逆転動作して、灌流源からの灌流流体をチューブ２１０から外に配送してもよい。

この器具は、（１）吸引のみ、および（２）吸引プラス切削を含む少なくとも２つの動作モードを可能にできる。用語「吸引のみ」の使用は、切削が追加的に実施されているか否かに関連する。「吸引のみ」は、灌流流体の供給と同時に行われてもよいことは理解すべきである。上述したように、器具は、灌流－配送のみモードで動作できる。切削チューブ２１０を通って配送される吸引は、バイパスまたは抽気バルブ１６４０によって制御できる（図６Ｂを参照）。いくつかの実装例では、抽気バルブ１６４０は、吸引ポンプ２４５の遠位側でカッターアセンブリの近位側に位置決めできる。抽気バルブ１６４０は、切削チューブ２１０の管腔を通って吸引ポンプ２４５の有効流量を調節するために使用できる。ポンプを駆動するモータは、一定の速度で動作でき、その結果、吸引ポンプ２４５は一定の速度で動作する。抽気バルブ１６４０は、トリガ２２８の起動時にユーザが有効な吸引を調節することを可能にする。抽気バルブ１６４０は、吸引ポンプによって発生したほぼ全ての吸引を細長い部材の管腔から離れるように吸い上げできる。抽気バルブ１６４０が開いた場合、真空ポンプ２４５が灌流流体に接続され（即ち、バイパスされ）、切削チューブ２１０を通って配送される吸引が最小にまたは無くなる。バルブ１６４０を閉じた場合、バイパスが閉じられ、真空ポンプ２４５は、切削チューブ２１０４に直接接続される。抽気バルブ１６４０が全て閉じた場合、完全な吸引が切削チューブ２１０の管腔を通って方向付けされる。

抽気バルブ１６４０は、トリガ２２８の起動に接続でき、トリガ２２８の移動がバルブ１６４０の位置を制御するようにできる。同軸灌流は、真空中のサージを緩和するためのコンプライアンスを最小化するように抽気バルブ１６４０を通って経路設定できる。例えば、器具が休止状態にある場合（即ち、トリガ２２８が起動なし）、抽気バルブ１６４０は、大気（または灌流流体）に開放でき、その結果、切削チューブ２１０４を通って吸引されない。休止状態から離れるトリガ２２８の第１移動量は、モータ２３０を起動させ、続いて吸引ポンプ２４５を駆動する。抽気バルブ１６４０は、たとえモータが全速度で回転している場合でも、切削チューブ２１０を通って吸引が配送されないように開放状態に留まる。トリガ２２８の更なる移動量は、さらに、抽気バルブ１６４０を閉じて、切削チューブ２１０４を通って配送される吸引をゆっくりと増加させることができる。トリガ２２８が大きく起動されるほど、抽気バルブ１６４０が全閉止位置を達成するまで、切削チューブ２１０を介して配送される吸引力が大きくなる。バルブ１６４０は、ゼロから１００％（６５０ｍｍＨｇ）までの吸引の流量制御を可能にする。いくつかの実装例では、０％～２０％までのトリガストロークは、モータ２３０および吸引を開始するためのデッドバンドにでき、トリガ２２８が休止位置から最初の移動の少なくとも２０％に達するまで、バルブ移動が開始しないようにできる。トリガ移動と吸引の％との関係は、リニアでもよく、またはほぼリニアでもよい。

抽気バルブ１６４０の構成は変更可能である。いくつかの実装例では、抽気バルブ１６４０は、ニードルバルブまたはバタフライバルブ（即ち、インラインのリニアまたはロータリー）にできる。トリガの移動は、バルブ１６４０の移動に合わせて縮小できる。トリガ移動の機械的スケーリングは、ヘリカルカム、ラックおよびピニオンカム、またはリンク駆動運動を組み込み可能である。この向きは、図６Ｂに示すように、装置の長手方向軸と一致してもよく、あるいは垂直または水平のいずれか、垂直でもよい。いくつかの実装例では、抽気バルブ１６４０は、流体チャネル内の弁座に対して移動する軸方向に整列された螺旋状のカム従動ニードルを有するニードルバルブにできる。弁座のねじピッチおよび角度は、トリガ動作に対して所望のスケーリングを達成するように設計できる。トリガが休止位置から離れると、ニードルは、弁座に向けてさらに付勢され、バルブを増分的に閉じる。バルブ１６４０は、弁座に対してより小さい角度でより短い長さを提供するロータリー駆動式のフラットバルブでもよい。フラットバルブは、トリガ軸と整列でき、例えば、トリガの旋回から直接駆動される。他の実装例では、バルブ１６４０は、垂直ニードルラックとピニオンバルブにできる。トリガ２２８は、ギアラックを器具の長手方向軸に沿って移動できる。ギアラックは、流体チャネル内の弁座に対して流体シールを上下に付勢するピニオンギアと係合できる。トリガ移動のスケーリングは、より低い摩擦を組み込みできる。

（他の実装例）

吸引ポンプの駆動は、切削チューブの動きに接続される必要はない。駆動機構２０５は、ユーザが、継ぎ目なし方式で、例えば、トリガ２２８の起動の程度に応じて、切削チューブ２１０による切削とは独立して、吸引ポンプ２４５による吸引を駆動できるように構成できる。例えば、器具の再使用可能なドライバ部分２０１０は、吸引ポンプ２４５の回転を切削チューブの振動から切り離すように構成されたクラッチまたはギア列を含むことができる。

図１０は、器具２００と共に使用するための再使用可能なドライバ部分２０１０を示す。ハウジングの一部が除去され、駆動機構２０５のコンポーネントを開示している。ある実装例では、駆動機構２０５は、モータ２３０（ギアボックスまたはギアヘッド２３２を備える場合、または備えない場合）と、ギアヘッド２３２とモータアダプタ２３６との間に位置決めされたギア列２３４と、外側駆動シャフト２４０を貫通する内側駆動シャフト２３８を含む同心モータ駆動部とを含むことができる。内側および外側駆動シャフト２３８，２４０の各々は、モータアダプタ２３６を貫通して、ギアヘッド２３２のギアヘッド駆動シャフト２４３に取り付け可能である。モータアダプタ２３６とシャフト２３８，２４０との間には、モータ２３０１と共にシャフトが自由に回転するようにクリアランスが存在できる。切削チューブ２１０および吸引ポンプ２４５の駆動は、同心駆動シャフト２３８，２４０の存在に起因して分離可能であり、それぞれ切削チューブ２１０または吸引ポンプ２４５のいずれかを駆動する。

図１０は、ギア列２３４がギアヘッド２３２とモータアダプタ２３６との間に位置決めされることを示す。実装例では、ギア列２３４が差動装置である。標準の差動装置は、モータが異なるＲＰＭで２つのシャフトを駆動するのを可能にする。標準の差動装置は、少なくとも１つのスパイダーギアに連結されたリングギアを有する。スパイダーギアは、２つの回転軸に沿って（一方はリングギアの軸に沿って、他方は自身の回転軸の周りに）移動可能である。２つのサイドギアおよびスパイダーギアは共に噛合する。モータからの動力は、リングギア、スパイダーギア、２つのサイドギアに流れ、２つのシャフトを回転させる。リングギア、スパイダーギアおよびサイドギアは、全て単一の固体ユニットとして回転でき、両方のシャフトが同じＲＰＭで回転する。スパイダーギアは、それ自身の軸の周りに回転でき、その結果、組合せ回転（リングギア軸の周りの回転とスパイダーギア自身の軸の周りのスピン）が生ずる。スパイダーギアに噛合するサイドギアにより、シャフトは異なるＲＰＭで移動するようになる。標準の差動装置は、シャフトの各々に対して動力流れ方向を９０度回転させることに依存する。本システムでは、差動ギア列２３４は、モータ駆動シャフトの軸Ａから離れるように動力を回転せずに、モータ駆動シャフトの軸Ａに沿ってモータ２３０の動力流れを維持する。

図１１Ａは、器具２００の駆動機構２０５の差動ギア列２３４の実装例を示す。ギアキャリア２４２がギアヘッド駆動シャフト２４３によって固定されて駆動され、ギアヘッド２３２はギアヘッド駆動シャフト２４３を駆動し、そしてギアキャリア２４２を駆動してアセンブリ全体の長手方向軸Ａの回りに回転する。ギアキャリア２４２は、ギアヘッド２３２およびギアヘッド駆動シャフト２４３と共に回転する。ギアキャリア２４２は、２つの軸の周りに回転するように構成された２つの対向ピニオン２４６に接続できる。ギアキャリア２４２が回転すると、ピニオン２４６は、アセンブリ全体の長手方向軸Ａの周りに回転できる。ピニオン２４６は、自身の軸Ａ’の周りに回転できる。２つのピニオン２４６は、ギアキャリア２４２と同心状に構成された第１サイドギア２４８と近位端で噛合する。２つのピニオン２４６は、第２サイドギア２５７と遠位端で噛合する。内側駆動シャフト２３８は、第１サイドギア２４８に固定的に接合でき、そのため両者間の相対移動が生じない。内側駆動シャフト２３８は、第１サイドギア２４８とともに回転する。内側駆動シャフト２３８は、外側駆動シャフト２４０を経由して同心状に延びている。外側駆動シャフト２４０は、第２サイドギア２５７に固定的に接合でき、そのため第２サイドギア２５７は外側同心駆動シャフト２４０を回転させる。モータ２３０からの動力は、ギアヘッド２３２を駆動し、そしてギアヘッド駆動シャフト２４３を駆動し、そしてギアキャリア２４２を駆動し、これは差動ギア列２３４に動力供給する。ギアキャリア２４２からの動力は、ピニオン２４６を駆動し、これはサイドギア２４８，２５７のいずれか一方または両方を駆動する。駆動機構２０５の差動ギア列２３４は、標準の自動車差動装置において生ずるように、ギアヘッド駆動シャフト２４３からの動力を軸Ａに対して、例えば、直角で方向付けない。むしろ、内側駆動シャフト２３８は、外側駆動シャフト２４０を経由して同心状に延びて、サイドギア２４８によって固定され駆動される。差動駆動ギアは、器具のドライバ部分の内部又は器具の使い捨て部分の内部に組み込み可能である。

駆動機構２０５は、外側同心駆動シャフト２４０の速度を制御する第２モータ２５９を追加で含むことができる。第２モータ２５９は、小型で極めて低パワーのモータにできる。第２モータ２５９は、ロータリーエンコーダを含むことができる。第１モータ２３０およびギアヘッド駆動シャフト２４３は、装置の駆動システムのために全ての動力を提供でき、第２モータ２５９は、同心駆動シャフト２３８，２４０の間の動力を差動的に分割できる。第２モータ２５９の構成は、変更可能である。いくつかの実装例では、第２モータ２５９は、パンケーキモータである。パンケーキモータは、駆動シャフトの回転を直接駆動可能な低ＲＰＭ、高トルクモータの一例である。一実装例では、第２モータ２５９は、同心駆動シャフト２３８，２４０を受け入れるように構成された内径を有する中央穴を有するパンケーキモータにできる。第２のモータ２５９は、モータ２５９の外側の第２リング部分の内径の内部に同心状に位置決めされた第１リング部分を含むことができる。モータ２５９の内側の第１部分は、モータ２５９の外側の第２部分に対して回転可能である。モータ２５９の内側の第１部分は、回転可能であり、モータ２５９の外側の第２部分は、例えば、ハウジングまたはモータブラケットの領域に取り付けて、静止できる。第２モータ２５９は、典型的には円筒形状である従来のモータよりもかなり平坦であるアスペクト比を有することができる。平坦なアスペクト比は、第２モータ２５９を密閉空間内に位置決めするのを可能にする。第２モータ２５９は、２つの駆動シャフト２３８，２４０の間で動力を分割するために比較的高いトルクであることが好ましい。第２モータ２５９は、ギア減速の必要性なしでシャフトの回転を直接に制御できるように低ＲＰＭであることが好ましい。第２モータ２５９の内側の第１部分は、外側駆動シャフトを直接駆動できる。

第１モータ２３０は、両者間の駆動列を介して内側および外側シャフト２３８，２４０の両方に動力供給する。第２モータ２５９は、ユーザが外側シャフト２４０および内軸シャフト２３８のＲＰＭを選択可能にする。両方のシャフトを同じ速度で動作させるには、第２モータ２５９は、ギアヘッド駆動シャフト２４３と同じＲＰＭおよび回転方向で回転する。

ソフトウェアを含む制御プロセッサ２８０は、ハウジング２２６内のＰＣＢ２５５上に位置できる。ソフトウェアは、プログラムされ、または、第２モータ２５９およびエンコーダによって、ギアヘッド駆動シャフト２４３からの出力のＲＰＭおよび外側の同心シャフト２４０のＲＰＭを制御するようにプログラム可能である。従って、ソフトウェアは、ギアヘッド駆動シャフト２４３および外側同心シャフト２４０のＲＰＭを特定することにより、内側同心駆動シャフト２３８の出力を間接的に制御する。こうして外側同心駆動シャフト２３８および内側同心駆動シャフト２４０のＲＰＭは独立して特定できる。

駆動機構２０５のギア列２３４の構成は変更してもよいことは理解すべきである。いくつかの実装例では、２つのシャフトを独立に駆動するように構成された駆動機構２０５のギア列２３４は、遊星ギア列である。図１１Ｂは、遊星ギア列２３４５の実装例を示す。図１１Ａに関して上述した実装例と同様に、駆動機構２０５は、同心の同軸駆動シャフト２３８，２４０を介して切削チューブから独立してポンプを駆動できる。図１１Ｂに示す駆動機構のギア列２３４は、（１）吸引のみ、および（２）吸引＋切削を含む少なくとも２つの動作モードを許容する。ギアキャリア２４２が、ギアヘッド駆動シャフト２４３に固定されて駆動され、そのためギアヘッド２３２はギアヘッド駆動シャフト２４３を駆動し、そしてギアキャリア２４２を駆動して、アセンブリ全体の長手方向軸Ａの周りに回転する。ギアキャリア２４２は、ギアヘッド駆動シャフト２４３と共に回転する。ギアキャリア２４２は、複数の遊星ギア２３９に連結されてよい。ギアキャリア２４２が回転すると、遊星ギア２３９は、アセンブリ全体の長手方向軸Ａの周りに回転できる。遊星ギア２３９は、自身の軸Ａ’の周りに回転できる。遊星ギア２３９は、遊星ギア２３９を取り囲むリングギア２４１と噛合し、そして遊星ギア２３９内に位置決めされた太陽ギア２４４と噛合して、遊星ギア２３９は太陽ギア２４４の周りを移動する。内側駆動シャフト２３８は、太陽ギア２４４に固定的に接合でき、太陽ギア２４４と内側駆動シャフト２３８との間の相対移動が生じないようになる。内側駆動シャフト２３８は、太陽ギア２４４とともに回転する。内側駆動シャフト２３８は、外側駆動シャフト２４０を介して同心状に延びている。外側駆動シャフト２４０は、ギアキャリア２４２に固定的に接合でき、これはギアヘッド駆動シャフト２４３に固定的に接合される。モータ２３０からの動力は、ギアヘッド２３２を駆動し、そしてこれはギアヘッド駆動シャフト２４３を駆動し、そしてギアキャリア２４２を駆動し、これはギア列２３４に動力供給する。ギアヘッド駆動シャフト２４３は、外側駆動シャフト２４０を直接駆動する。

第１モードでは、図１１Ｂに示すギア列２３４は、ポンプを動作可能にするが、切削チューブの切削振動運動を起動しない。こうして第１モードは、吸気／吸引「Ｉ／Ａ」モードにできる。太陽ギア２４４だけ、そして切削チューブ用の内側駆動シャフト２３８が静止状態に維持されながら、ギア列２３４の他の部分は回転する。使い捨てカッターシステムでの摩擦は、太陽ギア２４４を静止状態に維持する。第２モードでは、図１１Ｂに示すギア列２３４は、ポンプによる吸気／吸引に加えて、切削の起動を可能にできる。太陽ギア２４４は、リングギア２４１が静止した状態で回転する。図１１Ｂに関して上述した差動ギア列とは異なり、遊星ギア列は、外側駆動シャフト２４０を駆動する第２モータを含む必要はなく、これによりコンパクトで低コストのシステムを提供する。例えば、リングギア２４１は、例えば、器具上の指スロットルなど、ユーザによる入力を介して回転するのを防止できる。指スロットルの押下げにより、コンポーネントは手動でリングギア２４１の領域に接触し、その回転を停止させるブレーキとして機能する。リングギア２４１の回転を防止することにより、ギアヘッド駆動シャフト２４３からの入力動力がリングギア２４１から太陽ギア２４４に伝達される。これが生ずると、既に回転している外側駆動シャフト２４０に加えて、内側駆動シャフト２３８の回転に起因して切削チューブは動力供給され、振動を開始する。リングギア２４１をより低速になるほど、太陽ギア２４４および内側駆動シャフト２３８により多くの動力が向けられる。

上述したように、ギア列２３４は、切削および吸引を独立して駆動するのを可能にする。図１０と図１１Ａ～図１１Ｂは、外側同心駆動シャフト２４０を貫通して延びる内側同心駆動シャフト２３８を示し、これは第２モータ２５９を通って延びている。内側駆動シャフト２３８は、外側駆動シャフト２４０より遠位側に延びてもよく、内側および外側駆動シャフト２３８，２４０の両方は、ドライバ部分２０１０のハウジング２２６の遠位端の外側に延びている。ドライバ部分２０１０のハウジング２２６の外側に延びる内側および外側駆動シャフト２３８，２４０の組合せは、作動部分２００５内の対応する機構と係合するように構成された同心モータカプラ２６３を形成する。カプラ２６３は、作動部分２００５の吸引ポンプ２４５および切削チューブ２１０を駆動する。いくつかの実装例では、内側駆動シャフト２３８は、切削チューブ２１０の振動による切削に動力供給し、外側駆動シャフト２４０は、吸引ポンプ２４５の起動による切削チューブ２１０を経由した吸引に動力供給する。

内側駆動シャフト２３８は、駆動シャフト２３８の回転運動を切削チューブ２１０４の直線運動に変換するように構成されたカッターカム２１２に接続できる。外側駆動シャフト２４０は、外側駆動シャフト２４０の回転運動を吸引ポンプ２４５のピストン２４７の直線運動に変換し、切削チューブを経由した吸引に動力供給するように構成されたピストンカム２４９に接続できる。ドライバ部分２０１０のカプラ２６３は、作動部分２００５の近位端に挿入可能であり、シャフト２３８，２４０は個々のカムに嵌合する。

上述したように、器具２００の吸引ポンプ２４５は、ピストンポンプとすることができ、細長い部材の管腔内に負圧を発生させるように構成された種々の機構のいずれかを組み込み可能である（図１２参照）。いくつかの実装例において、吸引ポンプ２４５は、ピストンカム２４９によって駆動される複数のピストン２４７を有するピストンポンプであり、これは、駆動機構２０５によって駆動される。吸引ポンプ２４５は、例えば、米国特許出願公開第２０１８／０３１８１３３号（２０１８年１１月８日公開、これは参照によりここに組み込まれる）に記載されているように、滑らかな連続的および／または不連続なパルス吸引を提供するように構成される。パルス真空により、前房の崩壊のリスクなしで切削チューブ２１０を通る全真空の印加を可能にする。パルスのピーク時には、器具２００は、高真空を発生できる。しかしながら、それがパルス状であるため、平均吸引流量は、灌流流入がパルスピーク時にこれらの高真空下でも適切な前眼房サポートを維持するのに充分なように低くできる。ポンプチャンバ内の第１方向へのピストンの２４７移動は、真空を生成し、眼からの材料が切削チューブ２１０の管腔の中に引き込まれる。ポンプチャンバ内の第２反対方向へのピストン２４７の移動は、ポンプチャンバから材料を器具２００外に排出する。

ピストン２４７は、ピストンカム２４９によって個々のポンプチャンバ内で移動できる（図１２参照）。図１２は、カム表面２１９がピストン２４７の往復直線運動を提供するように構成されることを示す。ピストンカム２４９は、ピストン２４７の近位側に位置決めされ、ピストンカム２４９の回転時に、カム表面２１９は、ピストン２４７を個々のポンプチャンバの遠位端に向けて遠位方向に付勢する。カム表面２１９の幾何形状は、個々のピストンチャンバ内のピストン２４７の様々な運動プロファイルを提供するように設計でき、これにより様々な真空プロファイル（即ち、平滑で連続的、負圧のスパイクを備えた連続的、または不連続なパルス負圧）を生成する。カム表面２１９は、楕円形、偏心形、卵形、または巻き貝(snail)形にできる。カム２４９の第１回転部分では、近位ピストンヘッド２５３ｂは、カム表面２１９の傾斜部分に沿って摺動し、ピストン２４７は、器具２００の長手方向軸Ａに沿って遠位方向に移動する。カム２４９の第２回転部分では、近位ピストンヘッド２５３ｂは、段差(ledge)で終端するカム表面２１９を摺動する。ピストンヘッド２５３ｂが段差から下降すると、カム２４９によるピストン２４７に対する遠位方向の力が解放される。ピストン２４７は、カム表面２１９の第２傾斜面に起因して近位方向にも移動でき、ポンプチャンバ内でのピストン２４７のより低速の後退を可能にする。

ピストン２４７の中央部分を包囲するスプリング２５１は、近位ピストンヘッド２５３ｂをピストンチャンバの近位端領域に向けて近位方向に付勢するように付勢される。ピストン２４７がカム表面２１９によって遠位方向に付勢されると、スプリング２５１は圧縮される。ピストンカム２４９の更なる回転時に、近位ピストンヘッド２５３に対する遠位方向の力が除去される（即ち、段差に起因して、または第２傾斜面に起因して）、スプリング２５１は、ピストン２４７を後方に付勢して、個々のポンプチャンバ内に真空を生成する。従って、ピストンカム２４９の完全な回転により、各ピストン２４７の軸方向運動を連続して行うことができる。パルス真空の場合、ピストンヘッド２５３ｂは、カム表面２１９に沿って摺動し、第１速度で遠位方向に延びて、ピストンヘッド２５３ｂは、カム表面２１９から下降し、第１速度よりもかなり速い第２速度で近位方向に後退する。より連続的な流れのために、ピストンヘッド２５３ｂは、カム表面２１９の傾斜面に沿ってより円滑にかつ重なるように摺動する。

図１２は、切削チューブ２１０のカム機構および吸引ポンプ２４５のカム機構を示す。切削チューブ２１０のカム機構は、カムフォロワ２１３３に対して遠位側に位置決めされたカッターカム２１２を含むことができる。吸引ポンプ２４５のカム機構は、ピストンカム２４９を含むことができる。ピストンカム２４９は、穴２６１を画定する略円筒状の本体を含むことができる。穴２６１は、ピストンカム２４９の近位レセプタクル２１８からピストンカム２４９の遠位端のカム表面２１９に向けて延びてもよい。ピストンカム２４９の遠位端のカム表面２１９は、ピストン２４７の近位ピストンヘッド２５３と係合可能である。近位レセプタクル２１８は、作動部分２００５の近位端領域内に位置決めされる。

シャフト２３８，２４０は、その外側表面形状を介して作動部分２００５内で接続できる。図１０に最もよく示されるように、シャフト２３８，２４０の各々は、六角形ヘッドで終端してもよい。作動部分２００５は、シャフト２３８，２４０１の六角形ヘッドと嵌合するように構成された相補的な幾何形状を有する機構を組み込みできる。図１２は、カッターカム２１２およびカムフォロワ２１３は、ピストンカム２４９の穴２６１の内部に位置決めできることを示す。薄肉チューブ２２１が、ピストンカム２４９とカッターカム２２１２との間の穴２６１の内部に位置決め可能である。チューブ２２１は、穴２６１の内部に同軸に配置された近位レセプタクル２２２を含むことができ、チューブ２２１のレセプタクル２２２は、ピストンカム２４９のレセプタクル２１８に対してすぐ遠位側に位置決めされる。ピストンカム２４９の近位レセプタクル２１８は、モータカプラ２６３の外側駆動シャフト２４０の幾何形状に対して相補的な幾何形状を有することができる。例えば、外側駆動シャフト２４０は、六角形ヘッドを含み、ピストンカム２４９の近位レセプタクル２１８は、六角形ヘッドの幾何形状と係合可能であり、そのためピストンカム２４９は外側駆動シャフト２４０とともに回転する。同様に、チューブ２２１の近位レセプタクル２２２は、モータカプラ２６３の内側駆動シャフト２３８の幾何形状に対して相補的な幾何形状を有する。内側駆動シャフト２３８は、六角形ヘッドを含んでもよく、チューブ２２１の近位レセプタクル２２２と係合可能であり、そのためチューブ２２１は内側駆動シャフト２３８とともに回転する。

カッターカム２１２およびカムフォロワ２１３は、ピストンカム２４９とは独立して回動するように構成される。チューブ２２１は、カッターカム２１２に接続可能であるが、ピストンカム２４９とはそうではなく、そのためピストンカム２４９およびカッターカム２１２は、駆動シャフトとの個々のカップリングを介して互いに独立して回転するように構成される。

さらに図１２に関して、カッターカム２１２は、近位カムフォロワ２１３の遠位対向面上にある対応する歯と係合するように構成された、近位対向面上の歯２１１を含むことができる。カッターカム２１２が回転すると、歯２１１は、近位カムフォロワ２１３の歯に沿って摺動する。カムフォロワ２１３、カッタースプライン２０９および切削チューブ２１０は、遠位カッターカム２１２の歯２１１が、カムフォロワ２１３上の段部（図１２では見えない）に到達するまで、後向きまたは近位方向Ｐに押し戻される。この時点でスプリング２１６の力は、切削チューブ２１０、カッタースプライン２０９、カムフォロワ２１３を前向きまたは遠位方向Ｄに付勢する。カッタースプライン２０９が遠位位置に向けて跳ね返る際に、減衰を提供するようにカッタークッション２１７を組み込みできる。カッタークッション２１７は、前向きに跳ねるときにカッタースプライン２０９を減衰させることによって、処置中に器具２００が生成するノイズを低減できる。切削チューブ２１０は、カッターカム２１２およびカムフォロワ２１３が回転すると、前後方向に振動する。

切削チューブ２１０は、カムフォロワ２１３に接続してもよい。カムフォロワ２１３は、カッターカム２１２と係合するカム表面をその遠位端に有することができる。カムフォロワ２１３の近位端は、カムフォロワ２１３を遠位側に押すスプリング２１６に接続可能である。カッターカム２１２が回転すると、カム表面は、カムフォロワ２１３を近位側に移動させ、スプリング２１６をさらに圧縮する。カムフォロワ２１３は、回転中の特定のポイントで段部から前向き（即ち、遠位側）に下降してもよい。この時点で、スプリング２１６は、カムフォロワ２１３を、カム表面が再び係合するまで迅速に前向きに押す。こうした機構により、少なくとも部分的にカッターカム２１２の回転速度の関数である後退速度プロファイルで、切削チューブ２１０は後退できる。カッターカム２１２の回転速度は、最大先端後退速度が、臨界「キャビテーション閾値速度」以下に維持されるように制御できる（そうでなければ眼内にキャビテーションを生じさせる）。そして、切削チューブ２１０は、少なくとも部分的にスプリング２１６の力および切削チューブアセンブリの質量の関数である延長速度プロファイルで延長できる。こうして平均後退速度は、遅くでき、即ち、キャビテーション閾値速度未満にできるが、平均延長速度は、高速に、即ち、典型的な水晶体超音波乳化チップの平均後退速度に近いか、それよりも大きくできる。こうしてキャビテーションの悪影響を完全に回避しつつ、機械的なジャッキハンマリング（削岩機）の利点を達成できる。

使用時には、駆動機構２０５は、切削チューブ２１０を後退速度プロファイルで近位方向に後退でき、切削チューブ２１０を延長速度プロファイルで遠位方向に前進できる。後退速度プロファイルは、延長速度プロファイルとは異なることができる。さらに、切削チューブ２１０の移動プロファイルは、真空プロファイルと調和できる。例えば、真空のパルスが切削チューブ２１０を経由して印加されながら、切削チューブ２１０は遠位方向Ｄに同時に発射できる。切削チューブ２１０が治療部位に対して前方および遠位方向に移動するものとして記載されている場合、切削チューブ２１０の振動も考慮される。切削チューブ２１０は、従来の水晶体超音波乳化機械と同様に振動可能である。こうして真空パルスのパルスが印加されながら、切削チューブ２１０は振動可能であり、そして真空パルス内のある段階またはその後に、振動および真空をオフにでき、そのため振動－真空シーケンスを再び開始する前にシステムは停止する。切削チューブ２１０の移動および／または振動と、切削チューブ２１０を経由して印加される真空との間の調和については、米国特許出願公開第２０１８／０３１８１３３号（２０１８年１１月８日公開、これは参照によりここに全体として組み込まれる）に記載されている。

上述したように、装置は、例えば、指起動式のスロットルまたはトリガなどのマルチウェイトリガ２２８を含むことができる。指スロットルによるユーザによって提供される入力は、スロットル位置マッププログラムに基づいて各駆動シャフトはどの速度が必要であるかをソフトウェアに通知できる。例えば、器具２００のトリガ２２８は、第１量を移動させて起動できる。１つ以上のセンサは、入力２２８の移動距離が０％より大きいが、全体移動距離の一定量より少ないかを評価でき、入力は、例えば、約０％～約５％の間で移動できる。信号が、システム１１０の計算ユニット１１５に送信でき、計算ユニット１１５は、流体システム１１０と通信して、灌流システムのバルブ１５０を開放させる。バルブ１５０が開くと、灌流源１３０からの灌流流体は、灌流ライン１５５を通ってマイクロ手術器具２００に向けて流れることができる。これは、システム１００を、初期灌流専用段階に設定し、ライン１５５は灌流流体でプライミング（呼び水）され、マイクロ手術器具２００は、灌流流体を治療部位に送給できる。器具２００の入力２２８は、第２量を移動させて起動できる。１つ以上のセンサは、入力２２８の移動距離が５％より大きいが、全体移動距離の第２量より少ないか、例えば、約６％～約２０％の間であるかを評価できる。ポンプ２４５による低レベルの吸引が、廃液ライン１６５を経由してマイクロ手術器具２００からの流体の吸引を開始できる。灌流システムのバルブ１５０は、開放状態にでき、そのため灌流源１３０からの灌流流体は、眼に向けて送給され続けるように、好ましくは、眼に入る流体体積が眼を出る流体体積と実質的に等しいようになる。これによりマイクロ手術器具２００を灌流プラス吸引段階に設定する。バックグラウンドｉ／ａのみの流れは、例えば、２０％の指トリガ位置で約２ｃｃ／分から約２０ｃｃ／分の低い流量を有することができる。器具２００の入力２２８は、第３量を移動させて起動できる。１つ以上のセンサは、入力２２８の移動距離が２０％より大きく、約１００％までであるかを評価できる。吸引ポンプ２４５を介してマイクロ手術器具２００のハンドピース内の真空は、上昇できる。バルブ１５０は、開放状態にでき、そのため灌流供給が継続するようになる。切削段階の機械的振動は、いったんトリガ位置が閾値（即ち、２０％移動距離）に達すると、開始でき、さらにトリガがさらに押し下げられると、より高い周波数に増加する。処置が完了すると、ユーザは、マイクロ手術器具２００のトリガ２２８を０％までに調整でき、そのポイントで吸引ポンプ２４５による真空が停止する。バルブ１５０は、ポンプを停止した後のある期間（例えば、約２秒）で閉止でき、それによりマイクロ手術器具２００に向けた灌流を一時停止できる。

他の場所に記載されているように、入力は、システムの１つ以上のコンポーネントを起動可能であり、ポンプおよび切削特性は、例えば、ガスペダルのように、入力の更なる起動とともに徐々に上昇可能である。一般に、入力がより大きく起動されるほど、吸引真空はより大きく印加される。灌流送給は、受動的にでき、オンデマンドで流体を送給できる。流体が眼から出ると、ほぼ等価の速度でほぼ等価の体積で置換できる。灌流源は、眼の上方に保持可能であり、静水圧が前房に対する正圧を維持する。流路は、実質的に封止されており、そのため流体が吸引されると、灌流流体がそれと直ちに置換する。

（表１）は、２つの駆動シャフトを有する器具２００の様々な機能を達成するための多段トリガおよびスロットル動作の一例を示す。スロットル位置０において、トリガは０％を移動し、モータ２３０（存在する場合、第２モータ２５９も）は回転せず、吸引、灌流および切削機能は全てオフである。モータ２３０、内側駆動シャフト２３８および外側駆動シャフト２４０の回転数ＲＰＭは全てゼロであり、ＢＳＳピンチバルブ１５０は全閉止である。スロットル位置１において、トリガは、０％より大きく、上側閾値、例えば、５％までで移動する。モータ２３０，２５９はまだ回転していないが、ピンチバルブ１５０は開いて、灌流流れを開始する。この位置は、器具２００に灌流専用機能を提供する。ピンチバルブ１５０は、０以外の各スロットル位置で開いたままである。スロットル位置２において、トリガは、位置１の上側閾値、例えば、５％よりも大きく、位置２の上側閾値まで、例えば、２０％までで移動する。モータ２３０および第２モータ２５９の両方は回転を開始する。モータ２３０および第２モータ２５９は、ギアヘッド駆動シャフト２４３と同じ速度で回転する。その結果、内側駆動シャフト２３８（カッタカム２１２に接続された軸）は、移動しない。器具２００は、灌流（バルブ１５０が開放状態であるため）および吸引（ピストンカム２４９の動きに起因して）を提供し、Ｉ／Ａモードである。速度は、指スロットルの更なる押し下げとともに増加し、これにより吸引速度を上昇させる。スロットル位置３に入る準備において、モータ２３０のＲＰＭは低いレベル（例えば、約１０％）に低下し、そのため吸引は低いバックグラウンド流れレベル（例えば、２～４ｃｃ／分）に低下する。外側シャフト２４０のＲＰＭは、ギアヘッド駆動シャフト２４３のＲＰＭと一致しており、内側駆動シャフト２３８の回転軸２３８はゼロのままである。この低いバックグラウンド流れは、切削チューブ２１０の遠位端に向けて組織を引き寄せるのを支援し、切削が始まる前に、レンズ断片を切削チューブ２１０と接触するように引き寄せることによって切削を改善する。この移行は、ユーザには気付かない。スロットル位置３において、トリガ移動距離は、位置２の上側閾値（例えば、２０％）に到達し、そして超えて、モータ２３０は、回転数ＲＰＭの増加を開始する。モータ２３０は、スロットル位置３全体においてＲＰＭが増加する。第２モータ２５９は、ギアヘッド駆動シャフト２４３に対して減速する。これにより内側駆動シャフト２３８の回転を開始する。内側駆動シャフト２３８は、カッターカム２１２を回転し、回転運動を切削チューブ２１０６の直線運動に変換する。そして、切削が始まる。指スロットルがさらに押し下げられると（例えば、スロットルは、位置２の上側閾値より大きく、１００％に向けて移動する）、カッター速度および吸引レートは一緒に増加する。

代替の実装例では、内側駆動シャフト２３８は、ピストンカム２４９に接続され、外側駆動シャフト２４０は、カッターカム２１２５に連結される。指スロットルの位置２において、モータ２３０は回転を開始してもよく、第２モータ２５９は静止したままである。指スロットルの位置３において、モータ２３０が回転を続けて、第２モータ２５９は低速で回転を開始し、これにより内側駆動シャフト２３８の回転を増加させ、切削チューブ２２１０の切削動作を開始させる。指スロットルが位置３を越えてさらに押下されると、切削動作の速度が増加する。

ギア列２３４は、２つの駆動シャフト２３８，２４０２の独立した起動を達成するために２つのモータ２３０，２５９を組み込む必要がないように構成できる。例えば、ギア列２３４は、図１１Ｂに関して説明したように遊星ギア列２３４にできる。内側駆動シャフト２３８（カッターカム２１２に接続されたシャフト）は、スロットル位置３に到達するまで動かない。スロットル位置３は、モータ２３０の回転数を増加させ、リングギア２４１の回転速度を制動（即ち、遅く）する。リングギア２４１の減速によりサンギア２４４の回転を生じさせる。内側駆動シャフト２３８は、カッターカム２１２を回転でき、これにより回転運動を切削チューブ２１０４の直線運動に変換する。

マイクロ手術器具２００の１つ以上の態様は、ユーザによってプログラム可能である。ユーザが、例えば、駆動機構２０５の１つ以上の態様、例えば、吸引ポンプ２４５の速度、切削チューブ２１０の振動速度、最高速度の制限、種々のモード（即ち、パルスモードまたはバーストモード真空）の停止／許可、モードのパラメータ（即ち、パルスモード期間のオン時間対オフ時間）の調整、および他の場所に記載したような器具２００の種々の他の制御可能なパラメータをプログラム可能である。ユーザが、器具２００またはシステム１００を経由するのではなく、器具２００と直接に通信する外部計算装置３００を用いてマイクロ手術器具２００をプログラムすることも可能である。器具２００および／またはシステム１００は、入力２２８の起動時に特定の動作に対して制限を与えるようにプログラムできる。例えば、器具２００の駆動機構２０５は、入力２２８の起動時に、または流体の注入および吸引の場合に、最小および／または最大の速度を有するようにプログラムでき、器具２００は、入力２２８の起動時に最小および／または最大の流体圧力を有するようにプログラムできる。こうしてここに記載した器具２００は、ユーザによって調整可能な入力を用いて、そして入力２２８の作動時に器具２００の１つ以上の態様に影響を及ぼす予めプログラムされた命令によって、プログラム可能である。

制御プロセッサは、装置自体への入力によってプログラム可能であり、あるいは、例えば、入力を有する外部計算装置３００によって遠隔的にプログラム可能である。制御プロセッサは、メモリに保存されたプログラム命令に従って動作可能である。器具の種々の調節可能な機能のいずれかもプログラム可能であり、例えば、以下に限定されないが、切削チューブ２１０の移動距離、切削チューブ２１０の振動の周波数、延長速度プロファイル、後退速度プロファイル、または切削チューブ２１０４の運動プロファイルの任意の他の態様を含む。吸引ポンプ（例えば、システム１００のポンプ１４５、そして器具２００の吸引ポンプ２４５）の１つ以上の態様が、切削チューブ２１０の遠位端領域に印加される真空を制御するために、ユーザによってプログラム可能であり、例えば、以下に限定されないが、吸引の流量、最小真空圧、最大真空圧、真空パルスの周波数、または真空プロファイルの任意の他の態様を含む。

本明細書に記載の主題の態様は、デジタル電子回路、集積回路、特別に設計されたＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）、コンピュータハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、及び／又はそれらの組み合わせで実現され得る。これらの様々な実装形態には、ストレージシステム、少なくとも１つの入力デバイス、及び少なくとも１つの出力デバイスから信号、データ、及び命令を受信するように、またそこに信号、データ、及び命令を伝送するように連結された、特殊用途又は汎用であり得る少なくとも１つのプログラマブルプロセッサを含むプログラマブルシステム上で実行ならびに／あるいは解釈可能な１つ以上のコンピュータプログラムでの実装形態が含まれ得る。

これらのコンピュータプログラム（プログラム、ソフトウェア、ソフトウェアアプリケーション、又はコードとして知られる）には、プログラマブルプロセッサのマシン命令が含まれ、高レベルの手続き型及び／又はオブジェクト指向プログラミング言語、及び／又はアセンブリ／機械語が実装され得る。本明細書で使用される場合、「機械可読媒体」という用語は、機械の命令及び／又は機械の命令を機械可読信号として受信する機械可読媒体を含むプログラム可能なプロセッサへのデータを提供するために使用される任意のコンピュータプログラム製品、装置、及び／又はデバイス（例えば、磁気ディスク、光ディスク、メモリ、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ））を指す。「機械可読信号」という用語は、機械の命令及び／又はデータをプログラム可能プロセッサに提供するために使用される任意の信号を指す。

様々な実装例において、説明は図を参照して行われる。ただし、ある特定の実装例は、これらの特定の詳細の１つ以上を伴わないで、又は他の既知の方法及び構成と組み合わせて実施することができる。説明では、実装例の完全な理解を提供するために、具体的な構成、寸法、及びプロセスなど、多くの具体的な詳細が示されている。他の例では、説明を不必要に不明瞭にしないために、周知のプロセス及び製造技術は特に詳細には説明されていない。本明細書を通じて「一実施形態」、「実施形態」、「一実装例」、「実装例」などへの言及は、説明された特定の特徴、構造、構成、又は特性が少なくとも１つの実施形態又は実装例に含まれることを意味する。したがって、本明細書全体の様々な場所における「一実施形態」、「実施形態」、「一実装例」、「実装例」などの語句の出現は、必ずしも同じ実施形態又は実装例を指しているわけではない。更に、特定の特徴、構造、構成、又は特性は、１つ以上の実装例において任意の適切な方法で組み合わせることができる。

説明全体での相対的な用語の使用は、相対的な位置又は方向を示す場合がある。例えば、「遠位」は、基準点から離れた第１の方向を示してもよい。同様に、「近位」は、第１の方向と反対の第２の方向の位置を示してもよい。ただし、このような用語は、相対的な参照フレームを確立するために提供されており、固定する送達システムの使用又は方向を様々な実装例で説明されている特定の構成に限定することを意図してはいない。

本明細書は多くの詳細を含むが、これらは、特許請求の範囲又は請求される可能性のある範囲に対する限定として解釈されるべきではなく、むしろ特定の実施形態に特有の特徴の説明として解釈されるべきである。別個の実施形態の文脈で本明細書に記載されるある特定の特徴は、単一の実施形態において組み合わせて実装することもできる。逆に、単一の実施形態の文脈で説明される様々な特徴は、複数の実施形態で別々に、又は任意の適切なサブコンビネーションで実装することもできる。更に、ある特定の組み合わせで作用するものとして特徴を上記で説明し、最初にそのように特許請求する場合さえもあるが、場合によっては、特許請求される組み合わせからの１つ以上の特徴を、特許請求される組み合わせから削除することができ、特許請求される組み合わせはサブコンビネーション又はサブコンビネーションのバリエーションに向けられ得る。同様に、操作は図面に特定の順序で描かれているが、これは、望ましい結果を達成するために、そのような操作を示された特定の順序又は順番で実行すること、又はすべての説明された操作を実行することを要求するものとして理解されるべきではない。いくつかの例と実装例のみが開示されている。開示された内容に基づいて、説明した例と実装例、及び他の実装例に対する変形、修正、及び拡張を行うことができる。

上記の説明及び特許請求の範囲では、「少なくとも１つの」又は「１つ以上の」などの語句が出現し、その後に連言的な要素又は特徴の列挙が続く場合がある。用語「及び／又は」もまた、２つ以上の要素又は特徴の列挙中に出現し得る。それが使用される文脈によって暗黙的又は明示的に否定されない限り、そのような語句は、列挙された要素又は特徴のいずれかを個別に、又は言及された要素又は特徴のいずれかを他の言及された要素又は特徴のいずれかと組み合わせて意味することを意図している。例えば、語句「Ａ及びＢのうちの少なくとも１つ」、「Ａ及びＢのうちの１つ以上」、及び「Ａ及び／又はＢ」はそれぞれ、「Ａ単独、Ｂ単独、又はＡ及びＢを一緒に」を意味することを意図している。同様の解釈は、３つ以上の項目を含む列挙にも当てはまる。例えば、語句「Ａ、Ｂ、及びＣのうちの少なくとも１つ」、「Ａ、Ｂ、及びＣのうちの１つ以上」、及び「Ａ、Ｂ、及び／又はＣ」は、それぞれ「Ａ単独、Ｂ単独、Ｃ単独、ＡとＢを一緒に、ＡとＣを一緒に、ＢとＣを一緒に、又はＡとＢとＣを一緒に」を意味することを意図している。

上記及び特許請求の範囲における「に基づく」という用語の使用は、言及されていない特徴又は要素も許容されるように、「少なくとも部分的に基づく」ことを意味することを意図している。

Claims (63)

1. 眼内で眼科処置を実施するための装置であって、
   手持ち部分と、
   該手持ち部分の遠位端領域から延びる細長い部材であって、管腔と、細長い部材の遠位端領域の近くにある開口とを含む細長い部材と、
   該手持ち部分の内部に位置し、該細長い部材の開口と流体連通している吸引ポンプとを備え、
   該吸引ポンプは、
   ・長手方向軸に沿って延びており、複数のローブカムを有するカムシャフトと、
   ・長手方向軸に対して平行に延びるチューブと、
   ・該カムシャフトのカムによって駆動され、長手方向軸に対して垂直な面内で移動して該チューブを順次圧縮する複数のカムフォロワと、を含む、
   装置。
2. チューブは、カムシャフトの両側に位置決めされた一対の周辺チューブに分割する近位流路を備え、
   一対の周辺チューブは、ポンプマニホールドと遠位側で合流して、細長い部材の管腔と流体連通する遠位流路を形成する、請求項１に記載の装置。
3. 一対の周辺チューブを順次圧縮する複数のカムフォロワは、実質的に非パルス性の吸引を生成する、請求項２に記載の装置。
4. 実質的に非パルス性の吸引は、約３ｃｃ／分未満である、請求項３に記載の装置。
5. 実質的に非パルス性の吸引は、３ｃｃ／分～約１０ｃｃ／分の範囲である、請求項３に記載の装置。
6. 実質的に非パルス性の吸引は、１０ｃｃ／分より大きく、約２５ｃｃ／分以下である、請求項３に記載の装置。
7. 細長い部材は、手持ち部分に対して往復運動で移動可能である、請求項１～６のいずれかに記載の装置。
8. 細長い部材は、レンズ断片化、レンズ乳化または前部硝子体切除のために構成されている、請求項１～６のいずれかに記載の装置。
9. 細長い部材は、約１．２５ｍｍの最大断面直径を有する、請求項１～６のいずれかに記載の装置。
10. 細長い部材は、約３ｍｍ以下の最大断面直径を有する、請求項１～６のいずれかに記載の装置。
11. 細長い部材は、２０ゲージ～２７ゲージの範囲である硝子体切除プローブである、請求項１～６のいずれかに記載の装置。
12. 細長い部材は、手持ち部分の内部に固定的に接続された外側チューブ内で往復摺動するように構成される、請求項１～６のいずれかに記載の装置。
13. 細長い部材の遠位先端が、刃先を形成する、請求項１２に記載の装置。
14. 外側チューブは、側壁を貫通する開口を備える、請求項１３に記載の装置。
15. 細長い部材はさらに、外側チューブと協調して２つの切込みを形成するように構成された側方開口をその遠位端領域の近くに備える、請求項１４に記載の装置。
16. 細長い部材は、吸引ポンプと流体連通する真空マニホールドのチャンバ内に位置決めされた近位開口を備える、請求項１～６のいずれかに記載の装置。
17. 細長い部材は、３００ｃｐｍで振動するように構成される、請求項１～６のいずれかに記載の装置。
18. 細長い部材は、５００～６００ｃｐｍで振動するように構成される、請求項１～６のいずれかに記載の装置。
19. 細長い部材は、約５０００ｃｐｍまでで振動するように構成される、請求項１～６のいずれかに記載の装置。
20. 細長い部材は、約７５００ｃｐｍまでで振動するように構成される、請求項１～６のいずれかに記載の装置。
21. ポンプからの入力を増幅して、硝子体切除用に構成された細長い部材の出力を達成するように構成されたギアボックスをさらに備える、請求項１～６のいずれかに記載の装置。
22. ギアボックスは、遊星ギアボックスである、請求項２１に記載の装置。
23. カムシャフトと動作可能に接続するように構成された駆動機構をさらに備え、該駆動機構は、カムシャフトを回転するように構成される、請求項１～６のいずれかに記載の装置。
24. 駆動機構からの入力を上昇させるためのギア装置をさらに備える、請求項２３に記載の装置。
25. 吸引ポンプのカムシャフトは、約１５ｃｃ／分～３０ｃｃ／分の吸引能力を送給するために一定の速度で回転する、請求項２４に記載の装置。
26. 駆動機構からの入力は、約１４０ＲＰＭであり、
    ギア装置は、少なくとも約３：１、４：１、５：１、６：１、約３０：１までの比率を有する、請求項２４に記載の装置。
27. カムシャフトを回転するように構成された駆動機構は、細長い部材の振動も駆動する、請求項２３に記載の装置。
28. カムシャフトは、カムシャフトの回転運動を細長い部材の往復直線運動に変換するように構成されたカッターアセンブリと動作可能に連結する、請求項２７に記載の装置。
29. カッターアセンブリは、ランプカムと、カッター戻りスプリングとを備える、請求項２８に記載の装置。
30. 細長い部材の近位運動は、ランプカムの関数であり、
    細長い部材の遠位運動は、カッター戻りスプリングの関数である、請求項２９に記載の装置。
31. カッターアセンブリは、並進磁石ディスクと、回転磁石ディスクとを備える、請求項２８に記載の装置。
32. 並進磁石ディスクは、１つ以上の磁石を含み、
    回転磁石ディスクは、１つ以上の磁石を含む、請求項３１に記載の装置。
33. 並進磁石ディスクおよび回転磁石ディスクの１つ以上の磁石は、局所磁界を生成し、回転磁石ディスクの１つ以上の磁石は、並進磁石ディスクの１つ以上の磁石と整列したり、整列から外れたりして回転する、請求項３２に記載の装置。
34. 並進磁石ディスクは、カッタースプラインに接続され、該カッタースプラインは、細長い部材に接続され、その結果、該並進磁石ディスク、該カッタースプラインおよび該細長い部材は全て軸方向に一緒に並進する、請求項３３に記載の装置。
35. 並進磁石ディスク、カッタースプラインおよび細長い部材は、カムシャフトの回転に起因して長手方向軸に沿って軸方向にある距離を双方向に移動するように構成される、請求項３４に記載の装置。
36. 回転磁石ディスクの１つ以上の磁石と並進磁石ディスクの１つ以上の磁石とのアライメントは、磁気吸引または磁気反発による直線運動を生じさせる、請求項３２に記載の装置。
37. 回転磁石ディスクは、磁石の極が交互配列するように互いに相対的に配向した複数の磁石を備える、請求項３２に記載の装置。
38. 並進磁石ディスクに対する回転磁石ディスクの回転により、前記複数の磁石の極が並進磁石ディスクの１つ以上の磁石とともに交互配列の反発および吸引を生じさせ、細長い部材の振動を生じさせる、請求項３２に記載の装置。
39. １つ以上の磁石を含む第２回転磁石ディスクをさらに備え、該第２回転磁石ディスクは、並進磁石ディスクに対して遠位側に位置決めされる、請求項３２に記載の装置。
40. 第１および第２回転磁石ディスクの前記１つ以上の磁石と並進磁石ディスクの１つ以上の磁石とのアライメントにより、切削チューブの振動を生じさせる、請求項３９に記載の装置。
41. 第２回転磁石ディスクの１つ以上の磁石は、並進磁石ディスクの１つ以上の磁石の反発を生じさせるように配置された極を有し、
    第１回転磁石ディスクの１つ以上の磁石は、吸引を生じさせるように配置された極を有し、
    反発および吸引は、並進磁石ディスクを第１および第２回転磁石ディスクの間で直線的に移動させるように付勢するより強い磁界を生成する、請求項４０に記載の装置。
42. 第２回転磁石ディスクは、遠位側のハードストップを形成し、
    第１回転磁石ディスクは、並進磁石ディスクのための近位側のハードストップを形成する、請求項４１に記載の装置。
43. 細長い部材の振動からカムシャフトの回転を物理的に切り離すように構成されたカッタースイッチをさらに備える、請求項１～６のいずれかに記載の装置。
44. カッタースイッチは、手持ち部分での入力の起動時に前記細長い部材が振動するか否かを制御する、請求項４３に記載の装置。
45. カッタースイッチは、カッターアセンブリの回転中に細長い部材の振動をロックする、請求項４３に記載の装置。
46. 手持ち部分の入力に機能的に接続された抽気バルブをさらに備え、該抽気バルブは、細長い部材の管腔を経由して吸引ポンプの有効流量を調節するように構成される、請求項１～６のいずれかに記載の装置。
47. 前記入力は、押圧されるように構成されたトリガである、請求項４６に記載の装置。
48. 抽気バルブの開放形態は、吸引ポンプによって発生したほぼ全ての吸引を、細長い部材の管腔から離れるように吸い上げる、請求項４７に記載の装置。
49. 抽気バルブの閉鎖形態は、吸引ポンプによって発生した全吸引を細長い部材の管腔を通過するように方向付けする、請求項４７に記載の装置。
50. 抽気バルブは、流体チャネル内の弁座に対して移動可能な螺旋状従動ニードルを有するニードルバルブである、請求項４７に記載の装置。
51. ニードルバルブの開放形態は、吸引ポンプを灌流流体ラインに接続し、その結果、細長い部材の管腔を通る最小吸引をもたらす、請求項５０に記載の装置。
52. 休止状態から離れるトリガの第１移動量が、吸引ポンプを起動し、ニードルバルブは開放状態のままであり、そのため吸引ポンプからの吸引は、切削チューブの管腔を通って送給されない、請求項５１に記載の装置。
53. 休止状態から離れるトリガの第２移動量が、ニードルを弁座に向けて付勢する、請求項５２に記載の装置。
54. 第１移動量は、ゼロより大きく、トリガストロークの約２０％未満である、請求項５２に記載の装置。
55. 第２移動量は、トリガストロークの少なくとも２０％である、請求項５３に記載の装置。
56. 眼内で眼科処置を実施するためのキットであって、
    モータおよび回転可能なカプラを含むドライバ部分と、
    眼内で第１眼科処置を実施するための第１作動部分であって、該ドライバ部分の回転可能なカプラと動作可能に接続するように構成された第１作動部分とを備え、
    該第１作動部分は、
    ・第１作動部分の遠位端領域から延びる第１細長い部材であって、管腔および、該第１細長い部材の遠位端領域の近くにある開口を含む第１細長い部材と、
    ・該第１作動部分の内部にあり、該第１細長い部材の遠位端領域の近くにある開口と流体連通しているピストンポンプであって、パルス吸引を発生するように構成されたピストンポンプとを備え、
    前記キットはさらに、眼内で第２眼科処置を実施するために、ドライバ部分の回転可能なカプラと動作可能に接続するように構成された第２作動部分を備え、
    該第２作動部分は、
    ・第２作動部分の遠位端領域から延びる第２細長い部材であって、管腔および、該第２細長い部材の遠位端領域の近くにある開口を含む第２細長い部材と、
    ・該第２作動部分の内部にあり、該第２細長い部材の開口と流体連通しているリニア蠕動ポンプであって、円滑な流れ吸引を発生するように構成されたリニア蠕動ポンプとを備える、
    キット。
57. ピストンポンプは、複数のピストンと、回転可能なカプラを介してモータによって回転可能な回転カムアセンブリとを備え、
    該回転カムアセンブリの回転により、複数のピストンは、第１細長い部材の管腔内に不連続な負圧のパルスを発生する、請求項５６に記載のキット。
58. ピストンポンプは、約１００ｃｃ／分までの体積吸引を発生するように構成される、請求項５６に記載のキット。
59. リニア蠕動ポンプは、長手方向軸に沿って延びる、複数のローブカムを有するカムシャフトと、
    長手方向軸に対して平行に延びるチューブと、
    カムシャフトのカムによって駆動される複数のカムフォロワであって、長手方向軸に対して垂直な面内で移動してチューブを順次圧縮する複数のカムフォロワと、を備える、請求項５６に記載のキット。
60. 複数のカムフォロワは、前記チューブを順次圧縮して、実質的に非パルス性の吸引を生成する、請求項５８に記載のキット。
61. 実質的に非パルス性の吸引は、約１０ｃｃ／分までである、請求項６０に記載のキット。
62. 前記モータは、第１細長い部材および第２細長い部材の往復運動を駆動するように構成される、請求項５６に記載のキット。
63. 第１細長い部材は、レンズ断片化のために構成され、
    第２細長い部材は、前部硝子体切除のために構成される、請求項５６に記載のキット。

Images