JP5383487B2 - 眼手術用カセット及びシステム - Google Patents

Description

本発明は眼手術用のカセット／ポンプシステムに関する。さらに詳しくは、本出願は眼手術用ベンチュリカセット／ポンプに関する。

ベンチュリポンプを含む、様々なポンプシステムとともに用いるための眼手術用カセットは技術上周知である。特にベンチュリポンプとともに用いるための、そのような手術用カセットには、一般に、灌注液／吸引液チューブを接続することができる硬壁カセットがある。チューブは続いて、一般に、眼手術中に外科医が用いるための手術用手持器具に取り付けられる。したがって、硬壁カセットには手術中に手術部位からの吸引液／組織流を後で廃棄するために貯める、カセットの内部容積の大部分またはコンテナがある。そのようなカセットは使い捨てにするかまたは再使用可能とすることができる。そのような硬壁カセットは一般に集成ポンプ装置内に保持され、したがって、そのようなカセットは、カセットによる、ポンプ内部への手術液の溢出及び漏出並びにバイオハザードの発生を、またおそらくはポンプ損傷も、防止するために液位検出機構を有することが特に重要である。

定められたカセットチャンバ内に浮き玉が用いられる、特許文献１に見られるような、液位検出機構が知られている。浮き玉はカセット内で高まる液位とともに浮き上がり、最後には光源とフォトトランジスタの間の光路を遮る。浮き玉が光検出器への光路を遮ってしまうと、システムがポンプを停止させて、カセットが空になるまで吸引が止まる。そのような浮き玉機構は長年用いられ、信頼できるが、時間の経過とともに浮き玉に若干水が浸み込み、また浮き玉の精確な浮き量は製造において浮き玉毎に変化し得る。したがって、そのような浮き玉／光検出器機構では、カセット内の精確な液位の一貫した判定を行うことはできない。

ポンプカセットがカセットに取り付けられた吸引液／灌注液チューブを有することは普通である。このチューブは一般に、カセットを空にする必要があるときには、カセットの嵌合栓から引き抜かなければならない。そのような栓からのチューブの引抜きはある程度困難で時間がかかることがあり得るし、容易には達成されない。したがって、チューブの大部分は接続部から取り外す必要がない貯液カセットを有することが望ましいであろう。これにより、手術がスピードアップされ、手術室要員によるタイムリーな態様での別の手術のためのカセットの準備がさらに一層ユーザフレンドリーになるであろう。

従来技術の手術用カセットは一般に、カセットの後部に向かい、術者から離れた位置で、吸引液チューブからカセットに液を捨てる。手術中に吸引液流を止めるべきであると思われるにも関わらず、吸引液チューブに真空が印加され続けているときのための、センサアイコンとインジケータアイコン及び音響による警告が手術用コンソールに一般に設けられている。そのような機構は一般に手術用カセットの安全動作を可能にするに十分である。しかし、術者がカセットのコンテナの内部容積への液流を容易に見てとり、吸引液流が存在することの術者への容易で簡便な目視フィードバックを得ることが望ましいであろう。

一般的な従来技術の手術用カセットの形状は基本的に直方体である。カセットを対応するポンプに適切に挿入する際に術者を補助するための、何らかの種類の位置合せガイドまたは挿入ガイドが設けられることが望ましいであろう。

米国特許第４７７３８９７号明細書

したがって、改善された眼手術用カセット／システムが必要とされている。

図１は本発明にしたがう眼手術用システムの斜視図である。 図２は本発明にしたがう眼手術用カセットの一部の斜視図である。 図３は図２の破断部分図である。 図４は図３の対面側の斜視図である。 図５は図４の立面図である。 図６は本発明にしたがう眼手術用カセットの一部の斜視図である。 図７は本発明にしたがう眼手術用カセットの斜視図である。 図８は図６の別の実施形態の上面図である。 図９は図２のカセットの一部の部分断面図である。 図１０は本発明にしたがう検出機構の概念図である。 図１１は本発明にしたがう液位インジケータの別の実施形態である。 図１２は図１１の液位検出の概念図である。 図１３は本発明の別の実施形態にしたがう光検出器とともに使用するためのカセット検出である。

図１は、本発明にしたがう、眼手術用コンソール１０の斜視図を示す。コンソール１０は、筐体またはシャーシー１２，ディスプレイ１４及びポンプ１６を備える。コンソール１０は集成ＩＶ極部品、光モジュール、ハサミモジュール、第２のポンプのような別の眼手術用モジュール、及びその他の一般的な眼手術用モジュールも備えることができるが、それらは全て図示されていない。以下で詳細に説明する内部容積を有する硬壁コンテナ１８が、ポンプ１６のような眼手術用ポンプとともに使用するためのカセットの一部をなし、一般的にポンプ１６に挿入される。コンテナは、技術上周知のような、眼手術に適する透明プラスチック材料で形成されることが好ましい。コンテナまたはカセット１８はコンテナ１８の側壁２２に形成された少なくとも１つの位置合せスロット２０を有することが好ましい。スロットは後壁２４から前壁２６に向かって延びることが好ましい。（以下で詳細に説明する）灌注液マニホールド基板が、コンテナ１８に着脱可能な態様で取り付けられ、栓２８及びノッチ３０によってコンテナ１８に保持されることが好ましい。流入口３２を通して眼から吸引液及び組織を受け取るための吸引液路がコンテナ１８内に形成されることが好ましい。（以下で詳細に説明する）吸引液路が液流をコンテナの前半部に導いてから、液及び組織がコンテナ１８の内部容積の大部分内に貯まることが好ましい。（以下で詳細に説明する）ポンプの付帯光検出器がコンテナ１８内の液位を判定できるようにコンテナ１８の壁２２に液位インジケータ３４が形成されることが好ましい。

コンテナ１８は、灌注液／吸引液マニホールド基板を受け入れるための第１の部分及び、マニホールドの吸引液チューブを接続するための構造３２及びベンチュリポンプへの接続のための構造３８を有する、第２の部分を有する上壁３６を有する。構造３８は一般に、コンテナ１８内にベンチュリ吸引圧を生成するために気体が吹き込まれるオリフィスである。

テーパ付スロット２０はコンテナ１８の両側面に形成された一対のテーパ付位置合せスロットの一方であることが好ましい。スロットは概ね末広がりＵ字形であることが好ましい。これらのスロット２０は、コンテナ１８のポンプ１６への挿入時にユーザを補助し、ポンプ１６内のコンテナ１８の適切な位置合せを保証する。図３は、側壁２２の対面に側壁４０を有するコンテナ１８の破断斜視図を示す。図３は、図２には示されていない、別の好ましい位置合せスロット２０も示す。

図４は図３に示される図の対面側の破断斜視図を示す。図４にはコンテナ１８の内部容積の大部分の１/２が矢印４２で示される。図からわかるように、コンテナ１８は一般に、コンテナ１８にわたって間隔をおいて配置された、複数の剛性支持部材４４を有する。これらの剛性支持部材４４はコンテナ１８の内部容積４２が真空に引かれたときの側壁２２及び４０の圧潰を防止する。吸引液路が全体として参照数字４６で示され、流入口３２を通して眼から吸引液及び組織を受け取るためにコンテナ１８内を矢印４８の方向に吸引液及び組織を流す。吸引液路４６はコンテナ１８の前半部に向けて、好ましくは後部からコンテナ１８の前壁２６に隣接するまで、液流を導く。吸引液路４６は、前壁２６に向けて液流を導くことにより、手術中にコンテナ１８の内部容積４２に吸引液及び組織が流れ込んでいるかどうかの術者の容易な視認を可能にする。これは、手術中に組織の吸引が適切に機能していることの術者への直接の目視フィードバックを与えるから、特に有益である。このようにして、吸引液路４６は、液及び組織がコンテナ１８の内部容積４２の大部分内に貯まる前に、コンテナ１８の前半部に向けて液流を導く。

図５は図４で斜視図の立面図であり、液流の方向が矢印４８で示される吸引液路４６を一層明確に示す。

図６は、本発明にしたがう、灌注液／吸引液マニホールド基板５０の好ましい実施形態の斜視図を示す。マニホールド基板５０は図２に示されるノッチ３０と嵌合するタブ５２を有し、マニホールド基板５０は、基板５０がコンテナ１８上に確実に保持されるように、栓２８と上面３６の間にも嵌まることが好ましい。マニホールド基板５０及びコンテナ１８は組み合さって、本発明にしたがう、眼手術用カセットを形成する。マニホールド基板５０は、技術上周知のような、灌注液源からの灌注液流を受け取るための灌注液流入チューブ５７を有することが好ましい。マニホールド基板５０はチューブ５４からの手術中に用いるための眼手術用具への灌注液の流入を可能にするための灌注液流出チューブ５６も有することが好ましい。マニホールド基板５０は手術部位（図示せず）からコンテナ１８に吸引液及び組織を送るための吸引液配管５８及び吸引液チューブ６０をさらに有することが好ましい。吸引液チューブ６０は流入口３２に接続される。マニホールド基板５０は、吸引液配管５８及び吸引液チューブ６０を環流／液抜きチューブ６４と接続する、吸引液マニホールド６２も有することが好ましい。ブロック６６及び６８が、通常のピンチバルブによる環流／液抜きチューブ６４及び吸引液配管６０の開閉のための接触面を提供し、ポンプ１６及び手術用コンソール１０を介して通常の態様で制御される。灌注液流入チューブ５４も灌注液流を流通／停止させるためのピンチバルブを有し、ピンチバルブと協働することが好ましい。灌注液マニホールド７０が環流チューブ６４を灌注液流入チューブ５４及び灌注液流出チューブ５６と接続する。図６は、図８で以下に詳細に説明する本発明の別の実施形態に用いることができる、別の空きスロット７２を有するマニホールド基板５０を示す。

マニホールド基板５０により、全手術過程中に灌注液の流入チューブ５４と流出チューブ５６及び吸引液配管５８を、上述したように、マニホールド基板５０に接続したままにしておくことが簡便に可能になる。コンテナ１８が液体及び組織で一杯になり、空にする必要があれば、単にタブ６２を押して、チューブ６０だけをコンテナ１８から外すことで、術者がコンテナ１８を空にし、迅速にマニホールド基板８０を吸引液チューブ６０とともにコンテナ１８に再取付けすることが可能になるであろう。このようにして、従来技術で必要であったような、緩慢で、困難なことが多い、チューブ５４，５６及び５８の取外しを行わずに、コンテナ１８を迅速かつ簡便に空にすることができる。

図７は、コンテナ１８及び、上述したようなマニホールド基板５０を有する、本発明にしたがうカセット７４の斜視図である。カセット７４は、チューブ５４，５６及び５８の全長を含めて眼手術用パックに収納するための保持バンド７６とともに示されている。

図８は本発明にしたがうマニホールド基板の別の実施形態の上面図を示す。マニホールド基板７８は、好ましくは第２の吸引液配管またはチューブ８０を有することを除き、上述した基板５０と同じである。チューブ８０は、上述したマニホールド６２と同様の、別の実施形態のマニホールド８２に接続される。実施される手術に依存して、手術医は、吸引液配管５８に接続されている手術用手持器具からチューブを取り外す必要なしに第２の手術用手持器具を取り付けることができるように、図８に示されるような第２の吸引液配管８０を選ぶことができる。図８には好ましいピンチバルブ位置も、参照数字８４が付された太いＸ印で表されて、示されている。

図９はポンプ１６の付帯光検出器８６と協働する液位インジケータ３４を示すコンテナ１８の破断部分断面図を示している。液位インジケータ３４は、ポンプ１６の付帯光検出器８６がコンテナ１８内の液位を判定できるように、コンテナの壁２２に形成されることが好ましい。液位インジケータ３４は実質的にコンテナ１８内の液位を検出するためのプリズムとしてはたらく。

液位インジケータ３４は、カセット７４の液位を光検出器８６で判定できるようにプリズムが形成されるような、コンテナ１８の壁２２に実質的に平行である面８８及び、面８８をコンテナ１８の壁２２に連結する、一対の傾斜側縁部９０及び９２を有する、図示されるような、ノッチ付区画である。

光検出器８６は、電荷結合素子（ＣＣＤ）またはＣＭＯＳ素子のような、適する撮像デバイス及び光源とすることができ、あるいは、好ましくは、接触型画像センサとすることができよう。接触型画像センサは、基本的に、画像を形成するために用いられる一次元光検出器アレイである。接触型画像センサの一例は、CMOS Sensors Inc.から入手できるModel M106-A6-R1モジュールである。そのような接触型画像センサは比較的小形で、本発明での使用に有利である。上述にかかわらず、他の光検出器も本発明にしたがって用いることができる。

図１０は、液位インジケータ３４のような、液位インジケータの透過光線図を示す（図１０のプリズムは図９と同じスケールでは描かれていない）。液位インジケータ３４及び光検出器８６は協働して、プリズム及び屈折率が異なる材料の間の境界を透過する光の物理にしたがって液位を検出する。当業者には理解されるであろうように、光が２つの媒質間の境界に直角に交差する場合には、光のほとんど全てが境界を透過する。しかし、光が９０°より小さい角度をなして２つの媒質間の境界と交差する場合には、光のいくらかが透過し、光のいくらかは反射される。光の角度及び２つの媒質の間の屈折率の変化の両者により、どれだけの光が透過し、どれだけの光が反射されるかが決定される。この原理が、カセット７４内の液位を検出するために、本発明に適用される。接触型画像センサのような光検出器８６によるカセット７４内の液位の検出には二組の境界条件が必要である。一組目の境界条件は液位より下にあり、二組目の境界条件は液位より上にある。いずれの組の境界条件にも２つの界面がある。一方の界面は空気とカセット材料の間にあり、他方の界面はカセット材料とカセットの中身、すなわち吸引液及び組織あるいは空気の間にある。空気とカセット材料の間の、第１の界面は、反射光量がカセットの中身にかかわらず同じであろうから重要ではない。カセット材料とカセットの中身の間の、第２の界面は、反射光量がカセットの中身に直接に関係付けられるから最も重要である。図１０の様々な線は反射光におけるこの違いを示す。

上述した反射強度概念を、反射係数及び透過係数を調整することで、さらに一歩進めれば、液体が存在するときの強度と液体が存在しないときの強度の間の一層大きな差を達成できる。これは図９に関連して上述したような構造をカセット壁につくり込むことによって達成することができる。光検出器８６が受け取る光量は媒質境界で反射される光量に正比例する。光検出器のそれぞれにおいて受け取られる光量をモニタすることによって、液位を判定することができる。液位は反射光強度が変化する点に相当するであろう。

図１１及び１２は本発明にしたがう液位インジケータの別の実施形態を示す。図１１は、コンテナ内のいかなる液体も拡大し、よって光検出器１００によるカセット１０１の液位の判定を可能にするような、凸面領域９６を有する液位インジケータ９４を示す。液位インジケータ９４は、対照色がつけられた縞９８と、図１２に示されるように、凸面領域９６が液体が存在する場合には縞９８を拡大し、液体が存在しない場合には縞を拡大しないように、協働する。次いで光検出器１００は拡大された縞が拡大されていない縞に変化する点を判定できる。凸面領域９６は実質的に空気と液体の間の屈折率差を利用するレンズである。図１１の実施形態において、凸面領域９６をカセットにつくり込めば、凸面領域９６はカセットの対面側上に配された縞９８のような像を拡大することもできるであろう。図１３は本発明にしたがう別の実施形態を示す。図１３には、上述したカセットと同様のカセットの側壁１０２の部分立面図があり、さらに上述したインジケータ３４と同様の液位インジケータ１０４がある。インジケータ１０４にはさらに、手術に使用されるべきカセットのタイプを識別するために用いることができる幾何学的図形または標識１０６がある。この識別は、後部カセットを前部カセットと弁別することができ、適切な手術設定を術者に提示することができるであろうという点において、システムユーザにとって便利であり得る。標識１０６は、インジケータ１０４内の液位検出が必要ではない場所に配置されることが好ましい。

以上、本発明の眼手術用カセット及びシステムを示したが、当業者にはその変形が明らかであろう。そのような変形は、本明細書に述べられる本発明の範囲内及び本明細書に添付される特許請求の範囲内にあるとされる。

１０ コンソール
１６ ポンプ
１８ 硬壁コンテナ
２０ 位置合せスロット
２２ コンテナ側壁
２４ コンテナ後壁
２６ コンテナ前壁
２８ 栓
３０ ノッチ
３２ 流入口
３４ 液位インジケータ
３６ 上壁
３８ ベンチュリポンプ接続構造
４２ コンテナ内部容積
４６ 吸引液路
５０ マニホールド基板
７４ カセット
８６ 光検出器

Claims (10)

1. 患者の眼からの吸引液及び組織を貯めるために眼手術用ポンプとともに使用するためのカセットにおいて、
   内部容積を有する硬壁コンテナ、
   前記コンテナの側壁に形成され、後壁から前壁に向けて延びる、少なくとも１つのテーパ付位置合せスロット、
   前記コンテナに脱着可能な態様で取り付けられる灌注液／吸引液マニホールド基板、
   前記コンテナの前記内部容積の大部分内に前記吸引液及び前記組織が貯まるまで、前記眼からの前記吸引液及び前記組織を受け取り、前記吸引液の流れを前記コンテナの前半部に向けて導くための、前記コンテナ内に形成された吸引液路、及び
   前記ポンプの付帯光検出器が前記コンテナ内の液位を判定できるように、前記コンテナの壁に形成された液位インジケータ、
   を有することを特徴とするカセット。
2. 前記コンテナが透明プラスチック材料で形成されることを特徴とする請求項１に記載のカセット。
3. 前記コンテナが、前記灌注液／吸引液マニホールド基板を受け入れるための第１の部分及び、前記マニホールドの吸引液チューブへの接続のための構造及びベンチュリポンプへの接続のための構造を有する、第２の部分を有する上壁を有することを特徴とする請求項１に記載のカセット。
4. 前記カセットが、前記コンテナの両側壁に形成された一対のテーパ付位置合せスロットを有することを特徴とする請求項１に記載のカセット。
5. 前記スロットが概ね末広がりＵ字形であることを特徴とする請求項４に記載のカセット。
6. 前記マニホールド基板が、灌注液流入チューブ、灌注液流出チューブ、液抜きチューブ及び第１の吸引液チューブをさらに有することを特徴とする請求項１に記載のカセット。
7. 第２の吸引液チューブをさらに有することを特徴とする請求項６に記載のカセット。
8. 前記マニホールド基板が、前記灌注液流入チューブ、前記灌注液流出チューブ及び前記液抜きチューブに接続された灌注液マニホールド、並びに、前記第１の吸引液チューブ及び前記液抜きチューブに接続された吸引液マニホールドをさらに有することを特徴とする請求項６に記載のカセット。
9. 前記吸引液マニホールドがさらに前記第２の吸引液チューブに接続されることを特徴とする請求項８に記載のカセット。
10. 前記吸引液路が前記コンテナの後部から前記コンテナの前壁に隣接するまで形成されることを特徴とする請求項１に記載のカセット。

Images