JP6321657B2 - ガスおよびデブリ管理を伴う吸引カセット - Google Patents

ガスおよびデブリ管理を伴う吸引カセット Download PDF

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Description

小切開手術時、特に、眼科手術時、小さいプローブを手術部位に挿入して、組織を切除、除去、あるいは操作する。これらの外科処置時、典型的に、眼の中に流体が注入され、手術部位から注入液および組織が吸引される。手術部位から吸引された流体は、外科カセット内に位置する吸引チャンバー内に少なくとも部分的に引き込まれる。吸引チャンバー内の吸引された流体のレベルは、非侵襲性レベルセンサーを用いて測定される。従来のシステムにおいて、吸引された流体中のガスおよびデブリは、吸引チャンバー内に入り、レベルセンサーが不正確な測定値を生成することにつながる。これは、ある問題を引き起こし得る。したがって、ガスおよびデブリ管理を伴う改善された吸引カセットに対する必要性が継続的に存在する。
本開示は、概して、ガスおよびデブリ管理を伴う吸引カセットを有する装置に関し、より具体的には、吸引液中のガスまたはデブリが、吸引カセットの吸引チャンバーに入ることを防ぐ眼科用顕微手術システムのための吸引カセットに関する。一実施形態において、装置は、床および複数の壁を有するチャンバーを有する。装置は、排水入口および排水出口を有する排水管も有し、排水入口は、床付近でチャンバーに接続される。排水管は、上部および下部も有する。装置は、チャンバーおよび排水管と液体連通する吸引管も有し、吸引管は、吸引ポートおよび吸引出口を有し、排水管の少なくとも上部は、吸引出口の少なくとも一部の上方に位置付けられる。
液体カセットの一実施形態の図式的な表示である。 例示的な実施形態による図1の液体カセット内の吸引チャンバー構成の図式的な表示である。 例示的な実施形態による図2の図式的な表示の拡大した部分である。 例示的な実施形態による図2の図式的な表示の拡大した部分である。 例示的な実施形態による図1の液体カセット内の吸引チャンバー構成の別の図式的な表示である。 外科コンソールの一実施形態の図式的な表示である。 カセットレシーバの一実施形態の図式的な表示である。
以下の開示は、多くの異なる実施形態または例を提供する。本開示を簡略化するために、構成要素および配置の特定の例が以下に記載される。当然ながら、これらは単に例であり、限定するよう意図されない。加えて、本開示は、種々の例において、参照番号および/または文字を繰り返す場合がある。この繰り返しは、簡略化および明確さの目的のためであり、考察される種々の実施形態および/または構成の関係をそれ自体が決定付けるものではない。
例示的な実施形態において、図1に説明されるように、液体カセットの図式的な表示は、全体が参照番号100で参照される。カセット100は、外科処置後に廃棄することができる閉システム流体デバイスを提供することができる。外科処置は、概して、人体で行われ、典型的に、体の外表面を通過する通路の形成を伴うが、自然の開口を通じて行うこともできる。カセット100は、カセット本体105およびカセット本体105から突出するクランプ(例えば、全体がクランプゾーン110および115で示される)とインターフェースをとる部分を含むことができる。カセット100は、ABSプラスチックまたは他の適切な材料で形成することができる。示される実施形態において、カセット100は、カセット100が眼科手術コンソール500(図5に図示)に挿入されたときに、眼科手術コンソールに面する内側または外科コンソールインターフェースセクション120、中央セクション125、およびカバー板130の3つの主要なセクションから形成される。カセット100の種々のセクションは、プレス嵌め、連動タブ、化学結合、熱結合、機械的留め具、または当技術分野で周知の他の取り付け機構を介して共に連結することができる。他の実施形態において、カセット100は、単一の部品または複数の部品で形成することができる。
外科コンソールインターフェースセクション120は、使用時にコンソール500に面することができ、液体流路(例えば、エラストマーポンプ膜によって提供される蠕動ポンプに対する流路135)に対するインターフェース、弁(例えば、注入/吸引弁)、および他の特徴を提供して、液体の流れを管理することができる。カセット100は、処置時に液体を収集するための排水バッグ(図示せず)に取り付けることもできる。
一実施形態において、液体カセット100は、吸引および注入するための液体を保持するチャンバーを作成するように形成されるカセット材料で形成される。例えば、チャンバーカートリッジ140は、2つの注入チャンバー145および150を含むことができる。吸引チャンバー155は、カセット100に対してチャンバーカートリッジ140と反対側(例えば、160で示されるカセット100の側)で、カセット100の内部に存在することができる。一実施形態によると、チャンバー内の液体のレベルは、非侵襲的様式で判定することができる。後述のように、垂直光源(図示せず)を用いて、光を、チャンバー145、150、および155のそれぞれの壁に投影することができる。チャンバー145、150、および155での光の反射または屈折に応じて、垂直センサーアレイは、アレイの垂直軸に沿って種々の点で光を検出するか、または検出しない。センサーアレイの照射部分と非照射部分との間の移行に基づいて、チャンバー145、150、および155のそれぞれにおける液体のレベルを検出することができる。チャンバー内の液体を測定するための非侵襲性方法の一実施形態は、Gaoによる米国特許第7,956,341号に記載されており、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
図2は、チャンバー155の床201から延在する排水管200および排水管に連結される吸引管205を有する、チャンバー155の図式的な表示である。チャンバー155は、上部206を有する。チャンバー155は、吸引管205および排水管200と液体連通する。一方の端に、吸引管205は、手術部位(図示せず)から液体および他の物質を除去するために用いられる、外科デバイス(図示せず)に取り付けることができる吸引ポート210を有する。吸引管205は、対向端に位置する吸引出口215を有する。吸引出口215は、チャンバー155および排水管200に流体連結され、したがって、吸引管205は、チャンバー155および排水管200と液体連通する。排水管200は、排水管200の一方の端部に位置する排水入口220を有し、排水入口220は、チャンバー壁225に取り付けられる。排水出口230は、排水管200の対向端に位置する。排水管200は、上部235および下部240も有する。排水出口230は、排水バッグ245に取り付けられ、かつ作動した場合、液体255を、吸引ポート210を通じて排水バッグ245に引き込むことができる、排水ポンプ250に連結されるように構成される。チャンバー155は、チャンバーポンプ260に取り付けるように構成される。チャンバー155内の液体255のレベルは、光源265およびセンサー270を用いて測定される。一実施形態において、光源265およびセンサー270に面する壁225および壁275の一部は、透明または不透明である。センサー270は、光源265によって投影される光の一部を受信し、センサー270の種々の部分で(例えば、アレイの種々のピクセルで)受信した光の量を示す信号を出力する。一実施形態において、線形センサーアレイのどの部分が十分に照射されたかを判定して、チャンバー155内の対応するレベルでの液体255の存在/非存在を示すように、エッジ検出スキームがセンサー270の出力に適用される。一実施形態によると、センサー270の異なる部分の出力は、閾値と比較されて、センサー270のその部分が、第1の状態(例えば、空気に関連付けられる)にあるか、または第2の状態(例えば、液体に関連付けられる)にあるかを判定する。線形センサーアレイの第1の状態部分と第2の状態部分との間の移行は、液体255のレベルを示す。しかしながら、線形補間等の他のエッジ検出機構を利用することができることに留意すべきである。ガス280またはデブリ285等の他の物質の液体255への導入は、センサー270の精度に影響する可能性がある。したがって、ガス280またはデブリ285がチャンバー155に入らないように防ぐことは、センサー270の精度を向上させる。
一実施形態において、かつ図3Aに示されるように、排水入口220は、チャンバー155に取り付けられ、排水管200は、チャンバー155の床201付近から上向きに延在する。排水管235の上部とチャンバー壁225との交差は、排水管235の上部とチャンバー壁225との間に非直交鋭角300を形成する。さらに、吸引管205は、排水管200に取り付けられ、吸引出口215は、排水管240の下部と交差する。排水管200と吸引管205との交差部は、第1の部分305を画定する排水管240の下部に沿って第1の距離302だけ壁225からずらされる。排水管200と吸引管205との交差部は、排水入口220の上方に、かつチャンバー206の上部に向かって、第2の距離310だけずらされる。すなわち、排水管200と吸引管205との交差部は、床201の上方に、かつチャンバー155の上部206に向かって位置する。非直交鋭角315は、第1の部分305と吸引管205との交差で画定される。鋭角315は、吸引出口215でのチャンバー155に向かった液体255の乱流を最小化する鋭角である。
別の実施形態において、図3Bに示されるように、鋭角300および排水管240の下部に沿った第1の距離302は、第2の距離310が、排水入口220の高さまたは開口部と等しいか、またはそれより大きい距離である。
別の実施形態において、図4に示されるように、吸引管205は、チャンバー155の床201付近でチャンバー155に取り付けることができる。吸引出口215は、開口部400を有することができる。排水管235の上部は、チャンバー155内に延在して、出口カバー405を形成する。出口カバー405は、長さを有し、吸引出口開口部400を少なくとも部分的にカバーする。一実施形態において、出口カバー405の長さは、吸引出口開口部400と同一の寸法である。一実施形態において、カバー405の長さは、出口開口部400上に延在する。排水管235の上部は、チャンバー壁225と交差して、排水管235の上部とチャンバー壁225との間に非直交鋭角410を画定する。吸引管205は、床201と交差して、吸引管205と床201との間に角度415を形成する。一実施形態において、角度415は、吸引出口215でのチャンバー155に向かう液体255の乱流を最小化する鋭角である。一実施形態において、角度415は、直角である。吸引管205は、排水管200と交差して、吸引管205と排水管240の下部との間に鈍角420を画定する。吸引管205と排水管240の下部との交差部は、床201からずらされない。吸引出口開口部400は、チャンバー155の内側に位置する。一実施形態において、吸引出口開口部400は、チャンバー155の内側に少なくとも部分的に位置する。
例示的な実施形態において、図5に例示されるように、眼科手術コンソールは、全体が参照番号500で参照される。外科コンソール500は、タッチスクリーン528を有する回転モニタ526を含むことができる。回転モニタ526は、タッチスクリーン528を見る必要があるあらゆる人のために種々の配向で位置付けることができる。回転モニタ526は、左右に動かすことができ、かつ回転させ、傾けることができる。タッチスクリーン528は、ユーザがコンソール500と相互作用することを可能にするグラフィカルユーザインターフェース(「GUI」)を提供する。
外科コンソール500は、種々のツールおよび消耗品を外科コンソール500に接続するために用いられる接続パネル530も含む。接続パネル530は、例えば、凝固コネクタ、種々のハンドピース用のコネクタ、およびカセットレシーバ532を含むことができる。外科コンソール500は、(例えば、パネル534の後ろに保管される)足踏みペダルコントロールおよび他の特徴等の種々のユーザフレンドリな特徴も含むことができる。
動作時、カセット100は、カセットレシーバ532内に配置することができる。外科コンソール500内のクランプは、カセット100を適所に固定して、使用時のカセット100の動きを最小化する。クランプは、カセット100の上部および下部、カセット100の側面を固定することができるか、あるいはカセット100を固定することができる。
図6は、カセット100なしのカセットレシーバ532の一実施形態の図式的な表示である。カセットレシーバ532は、液体カセット100とインターフェースをとるように、種々の空気圧入力および出力ポートを有することができる。さらに、カセットレシーバ532は、動作時に、蠕動ポンプローラー648が、液体カセット100と接触することを可能にするように、開口部を含むことができる。蠕動ポンプおよび無料カセットの一実施形態は、Sorensenによる米国特許第6,293,926号に記載され、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
図6の実施形態において、液体カセットレシーバ532は、底部レール650および上部レール(図示せず)を有するクランプによってカセット100を適所に保持するように構成される。各レールは、挿入時にカセット100を位置付け、解放時にカセットレシーバ532からカセット100を押し出すように、対応するクランプゾーン内でカセット100と接触する外側クランプフィンガー(例えば、クランプフィンガー652)および内側クランプフィンガーを有する。解放ボタン654が押されると、クランプからカセット100が解放される。カセットレシーバ532は、線形光源265および線形光源658を含むことができる。線形光源265は、光をカセットチャンバー155の壁およびセンサーアレイ270に投影して、チャンバー壁225を通じて屈折した光を検出する。各線形光源265は、チャンバー155の壁に光を投影するように、垂直に配置され(すなわち、垂直に離間された伝送路に沿って光を投影するために)、かつ位置付けられた、複数の光源を含むことができる。それぞれの線形センサーアレイは、チャンバーを通じて屈折したか、またはチャンバー表面で反射した光を受信することができる。
図6の構成は、例として提供される。カセットレシーバ532のフォームファクタ、入力/出力ポートの配置および数、ならびにカセットレシーバ532の他の特徴は、外科コンソール500、行われる外科処置、または他の要因に依存する可能性がある。
動作時、吸引管205、排水管200、およびチャンバー155は、少なくとも部分的に液体255で充填される。チャンバーポンプ260は、作動して、吸引ポート210を通じて手術部位から液体255を引き出す。排水ポンプ250は、作動して、液体255の少なくとも一部を除去する。一実施形態において、排水ポンプ250は、レベルセンサー270によって作動することができる。液体255は、ガス280およびデブリ285を含有することが多く、チャンバー155内に導入された場合、ガス280およびデブリ285が、液体255中に乱流を生成するか、レベル感知光を干渉するか、またはチャンバー155内の液体255の上面付近に気泡または泡を生成することに起因して、センサー270は、不正確な結果をもたらす可能性がある。ガス280およびデブリ285は、不適当な外科技術、事前準備されていないか、または漏出性のプローブまたはハンドピース等に起因して、液体255中に導入される可能性がある。
動作時、かつ図2および3Aまたは3Bを参照すると、吸引出口215を排水管240の下部に連結することは、チャンバー155内に導入されるガス280およびデブリ285の量を減少させることができる。排水ポンプ250が作動したとき、排水ポンプ250からの液体255への力は、チャンバーポンプ260からの液体255への力に打ち勝ち、したがって、ガス280およびデブリ285と伴に、液体255は、吸引ポート210から離れ、排水バッグ245に向かって流れる。ガス280の浮力は、ガス280を吸引ポート210から離れさせ、上向きに引っ張る。吸引管205と排水管200との交差部を排水入口220の上方に、かつ第1の部分305によってチャンバー155から離れて位置付けることは、ガス280およびデブリ285を、その浮力で排水バッグ245に向けて、上向きに流れるよう促す。鋭角300およびガス280の浮力に起因して、ガスは、自然に、排水管200を通じて排水バッグ245に向かって、かつチャンバー155から離れるように流れる。鋭角315は、吸引管205と排水管200との交差部での流体255中の乱流を減少させ、液体255の流れを、排水バッグ245に向かって、かつチャンバー155から離れるように方向付ける。液体255内のいずれかのガス280およびデブリ285もまた、排水バッグ245に向かって、かつチャンバー155から離れるように流れる。
動作時、かつ図4を参照すると、吸引出口215を排水管240の下部および床201に連結することもまた、チャンバー155内に導入されるガス280およびデブリ285の量を減少させることができる。吸引管205と排水管200との交差部は、チャンバー床201の上方およびチャンバー床201から離れて位置しないが、鋭角410およびガス280の浮力に起因して、ガスは、自然に、排水管200を通じて排水バッグ245に向かって、かつチャンバー155から離れるように流れる。出口カバー405は、ガス280およびデブリ285を排水バッグ245に向かって方向付ける。
本開示の範囲から逸脱することなく、前述のものに変形がなされてもよいことが理解される。
いくつかの例示的な実施形態において、種々の説明的かつ例示的な実施形態の要素および教示は、説明的かつ例示的な実施形態の一部または全てにおいて、全体または一部が組み合わせられてもよい。加えて、種々の説明的かつ例示的な実施形態の要素および教示のうちの1つ以上は、少なくとも部分的に省略されてもよく、および/または種々の説明的な実施形態の他の要素および教示のうちの1つ以上と少なくとも一部が組み合わせられてもよい。
例えば、「上」、「下」、「上方」、「下方」、「間」、「下部」、「垂直」、「水平」、「角度」、「上向き」、「下向き」、「左右」、「左から右」、「右から左」、「上から下」、「下から上」、「上部」、「下部」、「下から上がる」、「上から下がる」等の任意の空間的参照は、説明の目的のためのみであり、上述の構造の特定の配向または位置を限定するものではない。
いくつかの例示的な実施形態において、異なるステップ、工程、および手順が、別個の行為として見えるように記載されているが、一方で、ステップのうちの1つ以上、工程のうちの1つ以上、および/または手順のうちの1つ以上は、異なる順序で、同時および/または順次にも行われてもよい。いくつかの例示的な実施形態において、ステップ、工程、および/または手順は、1つ以上のステップ、工程、および/または手順に統合されてもよい。
いくつかの例示的な実施形態において、各実施形態における動作ステップのうちの1つ以上は、省略されてもよい。さらに、いくつかの場合において、本開示のいくつかの特徴は、その他の特徴の対応する使用なく利用されてもよい。さらに、上述の実施形態および/または変形のうちの1つ以上は、その他の上述の実施形態および/または変形のうちの任意の1つ以上と全体または一部が組み合わせられてもよい。
いくつかの例示的な実施形態を、上記に詳細に記載してきたが、記載される実施形態は例示のみであり、限定するものではなく、当業者であれば、本開示の新規な教示および利点から実質的に逸脱することなく、例示的な実施形態において多くの他の修正、変更、および/または置換が可能であることを容易に理解する。したがって、全てのそのような修正、変更、および/または置換は、以下の特許請求の範囲に定義される本開示の範囲内に含まれるよう意図される。特許請求の範囲において、任意の手段プラス機能の節は、列挙された機能および構造上の等価物のみならず、等価な構造も行うように本明細書に記載される構造を網羅するよう意図される。

Claims (7)

  1. 装置であって、
    床および複数の壁を有するチャンバーを画定するカセット材料で少なくとも部分的に形成される、外科カセットと、
    排水入口および排水出口を有する排水管であって、前記排水入口は、前記床付近で前記チャンバーに接続され、前記排水管は、上部および下部を有する、排水管と、
    前記チャンバーおよび前記排水管と液体連通する、吸引ポートおよび吸引出口を有する、吸引管と、を備え、
    前記排水管の前記上部の少なくとも一部が、前記吸引出口の少なくとも一部の上方に位置付けられ、
    前記吸引出口が、前記排水管の前記下部と交差し、
    前記吸引出口と前記排水管の前記下部との前記交差部の少なくとも一部は、前記チャンバーの外側に位置する装置であって、
    さらに、前記チャンバーに第1の真空を引くために、前記チャンバーと接続されるチャンバーポンプと、
    前記排水管に第2の真空を引くために、前記排水出口に接続される排水ポンプと、を備え、
    前記チャンバーポンプの作動中に、前記吸引管からの流体が前記チャンバーに流れ、
    前記排水ポンプの作動中に、前記吸引管からの流体が前記排水出口に流れ、
    前記排水ポンプからの流体への力が、前記チャンバーポンプからの流体への力に打ち勝つにしたがって、前記排水ポンプの作動中に前記吸引管からの流体が排水出口に流れる、装置。
  2. 前記交差部が、前記排水管の前記下部に沿った第1の部分を画定する前記チャンバーの前記複数の壁のうちの1つから第1の距離だけずらされ、
    前記吸引出口が、前記排水入口の上方に第2の距離だけずらされ、
    非直交鋭角が、前記第1の部分と前記吸引管との間の前記交差部で形成される、請求項1に記載の装置。
  3. 前記排水管の前記上部が、前記チャンバーの前記複数の壁のうちの1つから離れるように延在して、前記排水管の前記上部と前記チャンバーの前記複数の壁のうちの前記1つの壁との間に非直交鋭角を形成する、請求項1に記載の装置。
  4. 前記排水管の前記非直交鋭角は、ガスが排水バックに向かって浮力により上方に流れることを促す、請求項3に記載の装置。
  5. 装置であって、
    床、上部、および複数の壁を有するチャンバーと、
    排水管であって、前記床付近から外向きに延在して、前記チャンバーの前記複数の壁のうちの1つの壁と前記排水管との間に非直交鋭角を形成する、排水管と、
    吸引出口を有する、吸引管であって、前記吸引出口が、出口開口部を有し、前記吸引出口が、前記排水管の少なくとも一部が、前記出口開口部上に少なくとも部分的に延在する状態で、前記排水管に連結される、吸引管と、を備え、
    前記排水管が、下部および上部を有し、前記吸引出口が、前記排水管の前記下部と交差し、前記排水管の前記上部の少なくとも一部が、前記出口開口部上に延在し、
    前記吸引出口と前記排水管の前記下部との交差部の少なくとも一部が、前記チャンバーの外側に位置する、装置であって、
    さらに、前記チャンバーに第1の真空を引くために、前記チャンバーと接続されるチャンバーポンプと、
    前記排水管に第2の真空を引くために、前記排水出口に接続される排水ポンプと、を備え、
    前記チャンバーポンプの作動中に、前記吸引管からの流体が前記チャンバーに流れ、
    前記排水ポンプの作動中に、前記吸引管からの流体が前記排水出口に流れ、
    前記排水ポンプからの流体への力が、前記チャンバーポンプからの流体への力に打ち勝つにしたがって、前記排水ポンプの作動中に前記吸引管からの流体が排水出口に流れる、装置。
  6. 前記交差部および前記チャンバーが、第1の部分を画定する前記排水管の前記下部に沿って第1の距離だけ分離され、
    第2の距離が、前記吸引出口と排水入口との間であり、
    非直交鋭角が、前記第1の部分と前記吸引管との前記交差部によって画定される、請求項に記載の装置。
  7. 前記第2の距離が、前記交差部が前記排水入口の上方であり、かつ前記チャンバーの前記上部に向かう距離である、請求項に記載の装置。
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