KR20070046013A - 유체 압력 감지 챔버 - Google Patents

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KR20070046013A
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Abstract

본 발명은 챔버를 통해 연장하는 관 연장부를 갖는 압력 감지 챔버에 관한 것이다. 이 관은 다수의 포트를 가지고, 이에 의해 챔버로부터 에어의 정화를 가능하게 하며, 이 포트는 관으로 들어가는 버블이 챔버 안으로 쉽게 유동할 수 없게 하는 크기를 갖는다.

Description

유체 압력 감지 챔버 {FLUID PRESSURE SENSING CHAMBER}
도 1은 본 발명에 사용될 수 있는 수술 시스템이 사시도이다.
도 2는 본 발명에 사용될 수 있는 수술 카세트의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 압력 감지 챔버의 제 1 실시예의 확대 사시도이다.
본 발명은 일반적으로 유체 압력 감지 챔버에 관한 것이고, 더욱 구체적으로는 안과용 수술 장비에 사용되는 유체 압력 감지 챔버에 관한 것이다.
고령화 또는 질병이 수정체(lens)를 덜 투명하게 만들 때, 망막(retina)으로 전달될 수 있는 빛의 감소에 의해 시력이 나빠진다. 눈에서 수정체의 이러한 결핍은 백내장(cataract)으로서 의학적으로 알려져 있다. 이러한 상태를 위한 인정되는 치료는 수술에 의해 수정체의 제거 및 인공 수정체(intraocular lens, IOL)에 의해 수정체 기능을 교체하는 것이다.
미국에서는 다수의 백내장 수정체가 수정체유화술(phacoemulsification)이라고 불리는 수술 기법에 의해 제거된다. 이 과정 동안, 얇은 수정체유화술 커팅 팁(cutting tip)이 질병이 있는 수정체 안으로 삽입되고 초음파적으로 진동된다. 진 동하는 커팅 팁은 수정체를 액화시키고 유화시키며, 이에 의해 수정체가 눈으로부터 흡출될(aspirated) 수 있다. 일단 제거되면, 질병이 있는 수정체는 인공 수정체로 대체된다.
안과 과정을 위해 적절한 일반적인 초음파 수술 기구는 초음파적으로 구동된 핸드피스(handpiece), 부착된 커팅 팁, 및 세척(irrigating) 슬리브와 전자 제어 콘솔(console)로 이루어진다. 핸드피스 조립체는 전기 케이블 및 유연한 관에 의해 제어 콘솔에 부착된다. 전기 케이블을 통해, 콘솔은 부착된 커팅 팁으로 핸드피스에 의해 전달되는 전력 수준을 변경시키고, 핸드피스 조립체를 통해 유연한 관은 눈으로 세척 유체를 공급하고 눈으로부터 흡출 유체를 끌어낸다.
핸드피스의 작동부는 중앙에 위치한 빈 공진하는 막대 또는 혼(horn)으로서 이는 일련의 압전 결정체에 직접 부착되어 있다. 이 결정체는 수정체유화술 동안 부착된 커팅 팁 및 혼을 모두 구동시키는데 필요한 초음파 진동을 공급하고, 이는 콘솔에 의해 제어된다. 결정체/혼 조립체는 유연한 장착에 의해 핸드피스의 쉘(shell) 또는 빈 바디 안에 매달린다(suspended). 핸드피스 바디는 바디의 원단부(distal end)에서 감소된 지름부 또는 노즈콘(nosecone)에서 끝난다. 노즈콘은 세척 슬리브를 수용하도록 외부적으로 나사산 형태이다(threaded). 유사하게 혼 구멍은 원단부가 내부적으로 나사산 형태로 되어 있고, 이로써 커팅 팁의 외부 나사산을 수용한다. 또한, 세척 슬리브는 노즈콘의 외부 나사산으로 스크류되는 내부적으로 나사산 형태의 구멍을 갖는다. 커팅 팁은 이 팁이 세척 슬리브의 개방 단부를 지나 예정된 양만큼만 돌출하도록 조정된다.
사용에 있어서, 커팅 팁 및 세척 슬리브의 단부는 각막(cornea), 공막(sclera), 또는 다른 위치에서 예정된 두께의 작은 절개 안으로 삽입된다. 커팅 팁은 결정체 구동 초음파 혼에 의해 세척 슬리브 내에서 그 종축을 따라 초음파적으로 진동하고, 이에 의해 그 위치에서 선택된 티슈(tissue)를 유화시킨다. 커팅 팁의 빈 구멍은 혼의 구멍과 소통되고, 이는 차례로 핸드피스로부터 콘솔으로의 흡출선과 소통한다. 콘솔에서의 감소된 압력 또는 진공 소스, 일반적으로 튜브 연동식 펌프(peristaltic pump)는, 커팅 팁의 개단부, 커팅 팁, 혼 구멍 및, 흡출선 통해 수집 기구로, 눈으로부터 유화된 티슈를 끌어내거나 또는 흡출한다. 유화된 티슈의 흡출은 염류 수세식 용액(saline flushing solution) 또는 세척액에 의해 도움을 받아 세척 슬리브 및 커팅 팁의 내부 표면 사이의 작은 환형 공간을 통해 수술 위치로 주입된다.
종래 기술의 기구는 세척 압력 또는 흡출 진공을 검출하는 센서를 사용하였다. 이러한 센서의 정보에 기초하여, 수술 콘솔이 반응하도록 프로그램되었는데, 이는 더욱 효과적이고 안전한 수술 과정을 만들었다. 흡출 유체에 의한 오염의 위험을 줄이기 위해, 최신 수술 시스템은 폐쇄 압력 센서를 사용하고, 이 경우 유체는 유체 압력을 감지하는데 사용되는 다른 기구 또는 로드 셀(load cell)과 접촉하지 아니한다. 이러한 압력 센서는 미국 특허 제 5,392,653호(Zanger, et al.)에서 도시된다. 이러한 폐쇄 압력 센서의 전체 성능은 시스템으로부터 모든 에어를 정화하는데 크게 의존한다. 에어는 수술에서 사용되는 세척 용액보다 더 압축성이 크고, 에어 포켓 또는 버블은 시스템에 유연성(compliance)을 부가한다. 유연성은 바람직하지 못한 압력 변화 및 변동의 결과로 나타난다. 밀봉된 유체 시스템(또는 시스템을 "프라이밍(priming)")으로부터 에어를 정화하는 일반적인 방법은 시스템 내에서 갑작스런 형상 변화 및 날카로운 에지를 피하는 것을 포함할 뿐만 아니라 시스템의 바닥 또는 낮은 지점으로부터 유체로 시스템을 채우는 것을 포함한다. 시스템이 아래로부터 유체로 차게 됨에 따라, 이는 시스템의 상부로부터 에어가 빠져나가는 것을 가능하게 한다. 본 발명의 발명자는 폐쇄된 수술 유체 시스템 내에서 발견된 압력 센서 챔버의 초기 프라이밍이 상대적으로 쉽다는 것을 발견하였고, 에어의 버블이 챔버로 들어갈 수 있으며(예를 들어 수술 핸드피스가 중간 과정에서 바뀐다면), 이러한 에어 버블은 시스템으로부터 정화되기 매우 어렵다. 이러한 어려움은 에어 버블의 표면 장력의 결과인데(시스템의 초기 프라이밍에 일반적으로 관련된 캡슐에 싸이지 않은(unencapsulated) 에어와 반대로), 이는 버블을 상대적으로 강하게 하고, 쉽게 부서지지 않게 하며, 일단 유입되면 압력 감지 챔버로부터 끄집어내기 어렵게 한다. 또한, 에어 버블 주위에 액체 "필름"이 들러붙고, 이는 버블이 매우 높은 유동율에서 조차도, 시스템 내에서 표면에 들러붙거나 부착되게 하고 추가적인 이동을 막는다. 한 참고로, 미국 특허 제 6,059,765호(Cole, et al.)는 일정한 챔버 형태 및 출구 위치가 수술 시스템으로부터 에어의 제거를 도울 수 있다고 제안한다. 발명자는, 이 참고에서 챔버 형태 및 설계가 에어 버블이 시스템으로부터 정화될 수 있는지를 확실하게 하는데 불충분 하다는 것을 발견하였다.
따라서 에어가 챔버로 들어가는 것을 막고 챔버 내에서 트랩되는 것을 막는 압력 감지 챔버에 대한 요구가 계속된다.
본 발명은 챔버를 통해 연장하는 관 연장부를 갖는 압력 감지 챔버를 제공함에 의해 종래 기술의 튜브 연동식 펌프를 개선하는 것이다. 관은 다수의 포트를 함유하고, 이에 의해 챔버로부터 에어를 정화하는 것을 가능하게 하며, 포트는 관으로 들어오는 버블이 챔버로 쉽게 흘러갈 수 없도록 하는 크기를 갖는다.
본 발명의 한 목적은 쉽게 프라임하는 카세트(cassette) 압력 감지 챔버를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 에어 버블이 챔버에서 트랩되지 않게 하는 압력 감지 챔버를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 챔버를 통해 연장하는 관을 갖는 압력 감지 챔버를 제공하는 것이다.
본 발명의 이러한 그리고 다른 장점 및 목적은 이하의 상세한 설명, 도면 및 청구 범위로부터 분명해질 것이다.
도 1에서 도시된 것처럼, 상업적으로 이용 가능한 수술 시스템은 수술 콘솔(110)을 일반적으로 포함하는데, 이 콘솔은 부착되어 조정 가능한 마요 트레이(mayo tray, 10)와 흡출 관(22), 세척 관(24) 및 파워 케이블(26)에 의해 콘솔(110)에 부착된 핸드피스(20)를 갖는다. 핸드피스(20)에 대한 파워뿐만 아니라 세척 및 흡출 유체의 흐름은 콘솔(110)에 의해 제어되고, 이는 전원, 펌프, 압력 센 서, 밸브와 같은 적절한 하드웨어 및 소프트웨어를 함유하고, 이 모두는 이 기술에서 잘 알려져 있다. 도 2에서 잘 도시된 것처럼, 본 발명에 사용될 수 있는 카세트(200)는 흡출 관(22) 및 세척 관(24)을 수용하고 콘솔(110)의 카세트 수용부(25) 내에 설치된다. 카세트(200)는 압력 감지 챔버(210)를 함유하고, 이는 카세트(200)의 바디(220) 내에 형성되고 압력 감지 다이아프램(diaphragm, 215)에 의해 둘러싸인 빈 공간(230)을 이룰 수 있다. 카세트(200)는 텍사스주 포트 워스의 알콘 레버러토리사(Alcon Laboratories, Inc., Fort Worth, Texas)로부터 구입 가능한 INFINITI® 유체 관리 시스템과 같은 상업적으로 이용 가능한 다양한 수술 카세트 중의 하나일 수 있다. 바디(220)는 일반적으로 적절한 열가소성 물질로 성형된다.
도 3에서 잘 도시된 것처럼, 챔버(210)는 공간(230), 필수적으로 공간(230)을 두 개의 동일한 반구로 양분하는 관 연장부(240)를 함유하고, 챔버(210) 및 공간(230)으로부터 다른 형태가 사용될 수도 있다. 관 연장부는 바디(220) 안으로 일체형으로 성형될 수 있거나 또는 흡출 관(22)과 함께 일체형으로 형성될 수 있다. 어느 경우에서나, 관 연장부(240)는 흡출 관(22)과 유동적으로 소통되고, 이에 의해 도 3에서 유동 화살표에 의해 표시된 것처럼 흡출 관(22)을 통해 튜브 연동식 펌프(250) 안으로 유체를 끌어낼 수 있다. 관 연장부(240)를 관통하는 하나 이상의 홀(hole, 260)이 있고, 이는 흡출 관(22), 공간(230), 및 다이아프램(215) 사이의 유체 소통을 가능하게 한다. 이러한 유체 소통은 공간(230)으로 소통되는 흡출 관(22) 내에서 압력의 변화를 가능하게 하고, 이는 다이아프램(215)에서 편향(delflection)을 일으키며, 이는 콘솔(110)의 카세트 수용부(25) 내에 탑재된 로드 셀(미도시)에 의해 감지될 수 있다. 또한, 홀(260)은 흡출선(22)으로 들어가는 어떤 버블이라도 홀(260)을 통해 쉽게 유동하여 공간(230)으로 들어갈 수 없게 하는 크기 및 형태를 가진다. 홀(260) 위치 및 크기는 관 연장부(240) 내에서 좋은 버블 보유력(retention)을 촉진시키고, 또한 공간(230)을 초기 유체로 채우는 동안 낮은 홀(260)을 통해 유체 유동을 가능하게 한다.
이 명세서는 예시 및 설명을 위한 것이다. 당업자는 본 발명의 범위 및 사상에서 벗어나지 않고 여기서 설명된 본 발명에 대한 개조를 이룰 수 있다.
본 발명은 챔버를 통해 연장하는 관 연장부를 갖는 압력 감지 챔버를 제공함에 의해 튜브 연동식 펌프를 개선한다. 관은 다수의 포트를 함유하고, 이에 의해 챔버로부터 에어를 정화하는 것을 가능하게 하며, 포트는 관으로 들어오는 버블이 챔버로 쉽게 흘러갈 수 없도록 하는 크기를 갖는다.

Claims (22)

  1. 카세트(cassette)로서,
    a) 바디;
    b) 상기 바디에 형성된 압력 감지 챔버; 및
    c) 상기 압력 감지 챔버를 통해 연장하고, 상기 압력 감지 챔버와 유체 소통하는 하나 이상의 홀(hole)을 갖는 관 연장부를 포함하는,
    카세트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 압력 감지 챔버가 압력 감지 다이아프램(diaphragm)에 의해 둘러싸인 채 상기 바디 내에 형성된 빈 공간(hollow void)을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    카세트.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 카세트가 튜브 연동식 펌프(peristaltic pump)를 추가로 포함하고 상기 관 연장부가 상기 튜브 연동식 펌프와 유체 소통하는,
    카세트.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 홀이 약 0.0002 제곱인치 내지 0.02 제곱인치의 면적을 갖는 것을 특징으로 하는,
    카세트.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 관 연장부가 상기 바디에 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는,
    카세트.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 카세트에 연결된 흡출 관(aspiration tubing)을 추가로 포함하고, 상기 관 연장부가 상기 흡출 관의 일부로서 형성되는,
    카세트.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 카세트에 연결되고 상기 튜브 연동식 펌프와 유체 소통하는 흡출 관을 추가로 포함하고, 상기 관 연장부가 상기 흡출 관의 일부로서 형성되는,
    카세트.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 홀이, 상기 관 연장부로 들어가는 에어 버블(air bubble)이 상기 압력 감지 챔버로 들어가지 않도록 하는 크기와 형상을 갖는 것을 특징으로 하는,
    카세트.
  9. 카세트로서,
    a) 바디;
    b) 압력 감지 다이아프램에 의해 둘러싸인 채 상기 바디 내에서 빈 공간으로서 형성되는 압력 감지 챔버; 및
    c) 상기 압력 감지 챔버를 통해 연장하고 상기 바디에서 일체형으로 형성되며 상기 압력 감지 챔버와 유체 소통하는 다수의 홀을 갖는 관 연장부를 포함하는,
    카세트.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 카세트가 튜브 연동식 펌프를 추가로 포함하고, 상기 관 연장부가 상기 튜브 연동식 펌프와 유체 소통하는,
    카세트.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 홀이 약 0.0002 제곱인치 내지 약 0.02 제곱인치의 면적을 갖는 것을 특징으로 하는,
    카세트.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 카세트와 연결되는 흡출 관을 추가로 포함하는,
    카세트.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 튜브 연동식 펌프와 유체 소통하고 상기 카세트에 연결된 흡출 관을 추가로 포함하는,
    카세트.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 홀이, 상기 관 연장부로 들어가는 에어 버블이 상기 압력 감지 챔버로 들어가지 않도록 하는 크기와 형상을 갖는 것을 특징으로 하는,
    카세트.
  15. 수술 시스템으로서,
    a) 카세트 수용부를 갖는 수술 콘솔; 및
    b) 상기 카세트 수용부에서 상기 콘솔에 의해 수용되는 수술 카세트로서
    i) 바디;
    ii) 상기 바디에 형성된 압력 감지 챔버; 및
    iii) 상기 압력 감지 챔버를 통해 연장하고 상기 압력 감지 챔버와 유체 소통하는 다수의 홀을 갖는 관 연장부를 갖는,
    수술 카세트를 포함하는,
    수술 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 압력 감지 챔버가 압력 감지 다이아프램에 의해 둘러싸인 채 상기 바디에 형성된 빈 공간을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    수술 시스템.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 카세트가 튜브 연동식 펌프를 추가로 포함하고, 상기 튜브 연장부가 상기 튜브 연동식 펌프와 유체 소통하는,
    수술 시스템.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 홀이 약 0.0002 제곱인치 내지 약 0.02 제곱인치의 면적을 갖는 것을 특징으로 하는,
    수술 시스템.
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 관 연장부가 상기 바디에서 일체형으로 형성된 것을 특징으로 하는,
    수술 시스템.
  20. 제 15 항에 있어서,
    상기 카세트에 연결된 흡출 관을 추가로 포함하고, 상기 관 연장부가 상기 흡출 관의 일부로서 형성되는,
    수술 시스템.
  21. 제 17 항에 있어서,
    상기 카세트에 연결되고 상기 튜브 연동식 펌프와 유체 소통하는 흡출 관을 추가로 포함하고, 상기 관 연장부가 상기 흡출 관의 일부로서 형성되는,
    수술 시스템.
  22. 제 15 항에 있어서,
    상기 홀이, 상기 관 연장부로 들어가는 에어 버블이 상기 압력 감지 챔버로 들어가지 않도록 하는 크기와 형상을 갖는 것을 특징으로 하는,
    수술 시스템.
KR1020060105318A 2005-10-27 2006-10-27 유체 압력 감지 챔버 KR100909512B1 (ko)

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