JP4728271B2 - 音響カップリング付カセットを有する外科手術用装置 - Google Patents

音響カップリング付カセットを有する外科手術用装置

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Description

本発明は、超音波流量センサ、より詳細には外科手術用装置と超音波流量センサを有するカセットとに関する。
従来の眼の外科手術用機器装置は、外科手術部位を吸引するために真空及び部位を洗浄するために正圧を使用する。一般に、カセットは、圧力を発生するために使用される手段と外科手術用機器との間で連続的に接続される。外科手術部位で洗浄と吸引流動を制御するのに役立つ外科手術用機器と共にカセットを利用することは周知である。特許文献１−１０は全て、チューブの有るもしくは無い眼の外科手術用カセットを開示していて、
またそれらは本引例により全体を組み込まれている。吸引液体流速、ポンプ速度、真空度、洗浄液体圧力、及び洗浄液体流速は、眼の外科手術の際に正確な制御を必要とするパラメータの一部である。
従来技術のデバイスは、吸引と洗浄ラインに圧力センサを使用し且つ感知された圧力に基づき液体流速を計算する。従来、外科手術用カセット中の液体圧力の測定は、極めて正確であって、また液体径路の抵抗力が分ると、液体流速を液体圧力から確実に計算できる。超音波流速センサの信頼性の近年の改良はしかしながら、流量を非侵襲的に正確に測定することを可能にした。
例えば、特許文献１１に開示された一つの超音波流量センサは、一つ以上の超音波変換器からの入射超音波が、流量を数倍且つ超音波の平面配向を変更せずに多重方向に通過させる多数の斜めの反射体表面を使用することにより、流量分布不均一性に対する低下した感度と減少した外形寸法を有する容器もしくはチューブの流量を正確に測定できる流量センサを開示している。流量の多重反射と多方向照射から生ずる波径路は、プローブの大きさと空間分布不均一性に対する感度を低減させる。多数の斜めの反射体表面はまた、送受信超音波変換器を互いに接近して設置させて、外形プローブ寸法を低減し且つ眼の外科手術用に使用される比較的小さな流量カセットに組み込むためにそれらを特に有効にしている。超音波流量センサが作動するために、変換器は、変換器とチューブとの間に位置する空気が取り除かれるように液体が流動するチューブに音響的に連結される必要がある。従来技術の流量センサは一般に、高い水分含有量のヒドロゲル物質などの音響ゲルを使用して音響カップリングを達成する。音響カップリングが外科手術用コンソール内部に設置される外科手術用カセットと接続して使用される必要があるとき、カセットもしくはコンソールの一部として形成され且つゲルを必要としない音響カップリングよりも音響ゲルを好ましくなくしている無菌性と清浄度が関心事になる。
特許文献１２は、超音波デバイス用の音響カプラとして使用するためのエラストマを記載している。この特許出願に記載されるように、別々に形成したエラストマ音響カプラに伴う問題は、超音波変換器とエラストマとの間に密接な接触を提供して空気の細孔が界面にないようにすることである。本特許出願に記載された解決方法は、極めて軟らかく可撓性で且つ音響的に透明であるエラストマである。これらの特性は、変換器により容易に押圧できる比較的厚いカプラの使用を可能にして、変換器とエラストマとの間の優れ且つ安定な接触を付与している。外科手術用コンソールの内部に設置された外科手術用カセットと接続して使用されるとき、予め形成したエラストマ音響カプラは、カセットにまたはコンソール中に配置された超音波変換器に取り付けられる必要がある。接着剤の使用は、エラストマカプラとそれが貼り付けられる表面との界面の気泡の可能性及び接着剤が超音波の伝達と緩衝するかもしれないことのために望ましくない。さらに、接着剤は、音響径路に追加的な界面を付加する。追加的な界面は各々、音響信号と検出システムの信頼性、再現性及び感受性を低下させる。
したがって、外科手術用カセット上でもしくは外科手術用カセットと共に使用できる簡素で、信頼性があり且つ正確な音響カプラのためのニーズは在り続ける。
米国特許第4,493,695号明細書(Cook) 米国特許第4,627,833号明細書(Cook) 米国特許第4,395,258号明細書(Wang等) 米国特許第4,713,051号明細書(Steppe等) 米国特許第4,798,850号明細書(De Meo等) 米国特許第4,758,238号明細書(Sundblom等) 米国特許第4,790,816号明細書(Sundblom等) 米国特許第5,267,956号明細書(Beuchat) 米国特許第5,364,342号明細書(Beuchat) 米国特許第5,747,824号明細書(Jung等) 米国特許第6,098,466号明細書(Shkarlet) カナダ特許出願第2,127,039A1号明細書
本発明は、堅いプラスチック製部品またはハウジングの中に形成される堅い流体チャネルを有する外科手術用カセットを提供することにより従来技術を改良する。ハウジングは、オーバーモールディング工程により流体チャネルの外側のハウジング上に形成できるエラストマ音響カップリング用の基盤としての役割を果す。そのような工法は、エラストマ音響カップリングをハウジングに取り付けるために接着剤の必要性を解消し且つエラストマ音響カップリングとハウジングとの間からの空気の取り除きを確実にする。
したがって、本発明の一つの目的は、音響カップリングを有する外科手術用カセットを提供することである。
本発明の別の目的は、接着剤を使用せずにカセット上に形成される音響カップリングを有する外科手術用カセットを提供することである。
本発明のさらに別の目的は、カセット上でオーバーモールドされる音響カップリングを有する外科手術用カセットを提供することである。
本発明のこれらと他の利点及び目的は、以下の詳細な説明、図面及び請求項から明らかであろう。
図１，２及び３で最もよく分るように、本発明のカセット１０は一般に、バルブプレート１２、本体１４及びカバー１６を含む。バルブプレート１２、本体１４及びカバー１６は全て、適切な、比較的堅い熱可塑性樹脂から形成できる。バルブプレート１２は、複数の開口１８とエラストマ２２と２４により流体密封され、複数の液体径路を形成しているポンプチャネル２０を含む。ポート２６は、カセット１０の様々な洗浄と吸引の機能のためにカセット１０と外科手術用コンソール１００との間にコネクタを提供する。また、そのような機能はフィルタ２８の使用を必要とする。超音波反射体３０と反射体カバー３２は、本体１４に取り付けられる。音響反射体３０と反射体カバー３２は、バルブプレート１２が図３に示されるように本体１４上で組み立てられるとき、バルブプレート１２に形成される流体通路３４に沿った凹所３６中の伝達用窓１２５と整列するために、一体として成型でき且つ本体１４上に配置される。エラストマ音響カプラ３８は、バルブプレート１２上の凹所３６内部に配置される。凹所３６は、バルブプレート１２が本体１４上で組み立てられるとき、バルブプレート１２の流体通路３４に隣接して配置され、また音響反射体３０と反射体カバー３２と整列される。カセット１０がコンソール１００のカセット収納部分１１０に設置されるとき、超音波変換器１２０はエラストマ音響カプラ３８を押圧し、変換器１２０と流体通路３４との間の音響カップリングを提供して、超音波変換器１２０の使用が流体通路３４の液体流速を測定することを可能にしている。エラストマ音響カプラ３８は、バルブプレート１２の凹所３６の内部の熱可塑性エラストマもしくはシリコンゴムなどのエラストマ材料をオーバーモールディングすることにより形成されるのが好ましい。そのような工法は、エラストマ音響カプラ３８をバルブプレート１２に取り付けるための接着剤の必要性を解消し、またエラストマ音響カプラ３８とバルブプレート１２との間からの空気の取り除きを確実にする。
本記載は、イラストと説明のために与えられる。発明の要旨または精神から逸脱すること無しに明細書に記載されるような修正を本発明に対し実施できることは当業者には明らかであろう。
図１は、本発明のカセットの前面斜視図である。 図２は、本発明のカセットの後面斜視図である。 図３は、本発明のカセットの分解斜視図である。 図４は、本発明のカセットの部分断面図である。 図５は、本発明のカセットを用いて使用できる外科手術用コンソールの前面斜視図である。
符号の説明
１０ カセット
１２ バルブプレート
１４ 本体
１６ カバー
１８ 開口
２０ チャネル
２２ エラストマ
２４ エラストマ
２６ ポート
２８ フィルタ
３０ 音響（超音波）反射体
３２ 反射体カバー
３４ 流体通路
３６ 凹所
３８ エラストマ音響カプラ
１００ 外科手術用コンソール
１１０ カセット収納部分
１２０ 超音波変換器
１２５ 伝達用窓

Claims (4)

  1. ａ) 音響反射体（３０）を有する本体（１４）と；
    ｂ）流体通路（３４）を画定するように前記本体に取り付けられたバルブプレート（１２）であって、前記流体通路は前記本体上の前記音響反射体と整列するバルブプレートと；
    ｃ）オーバーモールディングにより前記バルブプレートに取り付けられるエラストマ音響カプラ（３８）であって、前記本体上の前記音響反射体と前記バルブプレート上の前記流体通路と整列されるように前記バルブプレート上に配置されるエラストマ音響カプラと；
    を具備する、外科手術用カセット。
  2. 前記バルブプレート（１２）の反対側で前記本体に取り付けられるカバー（１６）をさらに具備する、請求項１に記載の外科手術用カセット。
  3. 前記バルブプレート（１２）に取り付けられる複数のエラストマ（２２、２４）をさらに具備し、前記エラストマは複数の流体径路を形成する、請求項１に記載の外科手術用カセット。
  4. 請求項１−３のいずれか１つに記載のカセットと共に使用される、外科手術用装置であって、
    ａ) 外科手術用コンソール（１００）であって、前記外科手術用コンソールは前記カセット（１０）を収容するカセット収納部分（１１０）を有するコンソールと；
    ｂ）前記外科手術用コンソールの前記カセット収納部分に配置される超音波変換器（１２０）であって、前記超音波変換器は流体通路の流量を測定するようになっている超音波変換器と；
    ｃ）複数の流体通路を有する前記カセット（１０）と；
    ｄ）オーバーモールディングにより前記カセットに取り付けられる音響カプラ（３８）であって、前記カセットが前記外科手術用コンソールの前記カセット収納部分の内部に設置されて、前記超音波変換器が前記カセット中の複数の流体通路（３４）の少なくとも一つの流量を測定することを可能にするとき、前記超音波変換器を前記カセットに音響的に連結する音響カプラと；
    を具備する、外科手術用装置。
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