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

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５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６に記載の装置。

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