JP5410957B2 - Surgical cassette with multi-region fluid chamber - Google Patents
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Abstract
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。 The present invention relates generally to surgical cassettes for use in microsurgical systems, and more particularly to such cassettes for use in ophthalmic microsurgical systems.
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。 During small incision surgery, particularly during ophthalmic surgery, a small probe is inserted into the surgical site to remove, remove, or otherwise manipulate tissue. During these surgical procedures, fluid is typically injected into the eye and the injected fluid and tissue are aspirated from the surgical site. The type of suction system that was used prior to the present invention was generally characterized as flow control or vacuum control, depending on the type of pump used in the system. Each type of system has certain advantages.
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。 A vacuum controlled suction system is operated by setting the desired vacuum level that the system seeks to maintain. The flow rate depends on the intraocular pressure, vacuum level, and resistance to flow in the fluid passage. Actual flow rate information is not available. Vacuum controlled suction systems typically use a venturi pump or a diaphragm pump. A vacuum-controlled suction system provides, for example, the advantages of rapid response time during an air / fluid exchange procedure, reduced vacuum level control, and excellent fluid performance during air suction. A disadvantage of such a system is the lack of flow information, which, in conjunction with the lack of occlusion detection, results in a temporary high flow rate during phacoemulsification aspiration or fracture. Vacuum control systems are difficult to operate in flow control mode due to real-time non-invasive flow measurement problems.
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。 A flow-controlled suction system is operated by setting a desired suction flow rate for system maintenance. Flow controlled suction systems typically use peristaltic pumps, scroll pumps, or vane pumps. A flow-controlled suction system offers the advantages of a stable flow rate under occlusion and an automatically increasing vacuum level. The disadvantage of such a system is a relatively slow response time, an undesirable occlusion breaking reaction when large compliant components are used, and the vacuum cannot be reduced linearly during tip occlusion. Flow control systems are difficult to operate in the vacuum control mode because the time delay in measuring the vacuum can cause instability of the control loop and reduce dynamic performance.
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。 One currently available ophthalmic surgical system, the Millennium system from the Storz Instrument Company, uses both a vacuum-controlled suction system (using a venturi pump) and a separate flow-controlled suction system (using a scroll pump). Including. The two pumps cannot be used simultaneously, and each pump requires a separate suction tube and cassette.
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。
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。 Despite these conventional systems, there remains a need for improved suction and infusion fluids within ophthalmic surgical systems.
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。 The present invention relates to a surgical cassette having a suction or injection chamber disposed in the surgical cassette. The chamber includes a lower sensing portion to allow accurate measurement of fluid level changes and an upper reservoir to allow fluid storage during a surgical procedure. The cross-sectional area of the sensing part is smaller than the cross-sectional area of the storage part.
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。 For a more complete understanding of the present invention, and for further objects and advantages of the present invention, reference is made to the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings.
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。 The preferred embodiments of the present invention and their advantages are best understood by referring to FIGS. 1-3 of the drawings, wherein like numerals are used for like and corresponding parts of the various drawings.
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。
The
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。
In each of these methods, a vacuum can be provided to the
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。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
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。
During operation, a vacuum is supplied to the
Q = A × ΔL / Δt
Here, Q is a flow rate, A is a sectional area of the
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。
The present invention is illustrated herein by way of example, and various modifications can be made by those skilled in the art. For example, the present invention may be implemented in the
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。 The operation and structure of the present invention will be apparent from the foregoing description. Although the devices and methods shown or described above have been characterized as preferred, various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the following claims. Can be performed on the apparatus and method.
Claims (2)
前記吸引室(26)は流体レベル感知部(132)と貯蔵部(130)とを備え、前記流体レベル感知部(132)は、前記吸引室(26)の底部に近接して配置され、手術用の吸引流体を受容するために当該カセットの流体ライン(56)に流体的に結合され、第1の横断面積を有し、前記貯蔵部(130)は、前記吸引室(26)の頂部に近接して配置され、前記感知部(132)に流体的に結合され、前記第1の横断面積よりも大きな第2の横断面積を有し、前記感知部(132)は、前記手術用の吸引流体が最初に前記流体ライン(56)から前記感知部(132)を通して前記吸引室(26)に入って、前記貯蔵部(130)に入る前に前記感知部(132)を充填するように、前記吸引室(26)内に配置され、
前記収集バッグポート(32)は前記吸引室(26)の感知部(132)にポンプ(30)を介して連結されている、手術カセット。 A surgical cassette comprising a suction chamber (26) and a collection bag port (32) ,
The suction chamber (26) includes a fluid level sensing unit (132) and a storage unit (130), and the fluid level sensing unit (132) is disposed near the bottom of the suction chamber (26) . fluidly coupled to the fluid line of the cassette (56) for receiving the aspiration fluid for a surgical, have a first cross-sectional area, the storage unit (130), the top of the suction chamber (26) closely disposed, fluidly coupled to said sensing portion (132), said first have a larger second cross-sectional area than the cross-sectional area, the detection unit (132) for the surgical Aspirate fluid first enters the suction chamber (26 ) from the fluid line (56) through the sensing portion (132) and fills the sensing portion (132) before entering the reservoir (130). , is disposed in front Symbol suction chamber (26) inside,
The collection bag port (32) that is connected via a pump (30) to the sensing portion of the suction chamber (26) (132), the surgical cassette.
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