KR20070098503A - 비침습성 유동 센서를 갖춘 수술 시스템 - Google Patents

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Abstract

경질 플라스틱 부품 또는 하우징 내에 형성되는 경질 유체 채널을 갖춘 카세트를 수용하는 콘솔을 갖는 수수 시스템이 제공된다. 하우징은 유체 채널의 외측에 하우징 상에 형성될 수 있는 탄성 중합체 음파 커플링을 위한 기판으로서의 역할을 한다. 음파 변환기는 카세트가 콘솔 내에 설치될 때 변환기와 음파 커플링 사이에 상당히 일정한 힘을 제공하도록 스프링 등에 의해 콘솔 내부에 탄력적으로 장착된다.

Description

비침습성 유동 센서를 갖춘 수술 시스템 {SURGICAL SYSTEM HAVING A NON-IVASIVE FLOW SENSOR}
도 1은 본 발명에 사용될 수 있는 카세트의 정면 사시도.
도 2는 본 발명에 사용될 수 있는 카세트의 후면 사시도.
도 3은 본 발명에 사용될 수 있는 카세트의 분해 후면 사시도.
도 4는 본 발명에 사용될 수 있는 카세트의 부분 횡단면도.
도 5는 본 발명에 사용될 수 있는 수술용 콘솔의 정면 사시도.
도 6은 본 발명에 사용될 수 있는 콘솔 내에 설치되는 카세트의 부분 횡단면도.
도 7은 본 발명에 사용될 수 있는 초음파 변환기 조립체의 사시도.
도 8은 도 7에 도시된 초음파 변환기 조립체의 분해 조립도.
본 발명은 초음파 유동 센서, 특히 초음파 유동 센서를 갖춘 수술 시스템 및 카세트에 관한 것이다.
종래의 안과 수술 기구 시스템은 수술 위치를 흡입하고 포지티브 압력을 수 술 위치에 가하기 위해 진공을 사용했다. 통상적으로, 카세트는 압력을 발생시키는데 사용되는 수단과 수술 기구 사이에 직렬로 연결된다. 수술 위치를 흡입하고 압력을 가하는데 도움을 주기 위한 수술 기구를 갖춘 카세트의 사용은 잘 공지되어 있다. 미국 특허 제 4,493호, 제 4,627,833호(쿡), 제 4,395,258호(왕 등), 제 4,713,051호(스테페 등), 제 4,798,850호(DeMeo 등), 제 4,758,816호(선드브롬 등), 제 5,267,956호, 제 5,364,342호(보이챗), 및 제 5,747,824호(정 등) 모두에는 튜브가 있거나 없는 안과 수술용 카세트가 설명되어 있으며 이들 특허는 본 발명에 참조되었다. 유체 흡입 유동율, 펌프 속도, 진공도, 관수(irrigation fluid) 압력, 및 관수 유동률은 안과 수술 중에 정밀한 제어를 요하는 변수들 중에 일부이다.
종래 기술의 장치는 흡입 및 관수 라인에 압력 센서를 사용했으며 감지된 압력을 기초로 하여 유체 유동률을 계산했다. 과거에, 수술용 카세트 내의 유체 압력을 측정하는 것은 매우 정밀했으며, 유체 통로 내의 저항이 공지되면 유체 유동률이 유체 압력으로부터 쉽게 계산될 수 있었다. 그러나, 초음파 유동 센서의 신뢰성에 있어서의 최근의 개선은 유체 유동을 비침습성으로(non-invasively) 정확하게 측정하는 것을 가능하게 했다.
예를 들어, 미국 특허 제 6,098,466호(쉬칼릿)에 설명된 하나의 초음파 유동 센서는 초음파의 평면 방위의 변경 없이 하나 이상의 초음파 변환기로부터의 입사 초음파가 여러 번 그리고 여러 방향으로 유동 체적을 통과하게 하는 다중 각도 반사기 표면을 사용함으로써 전체 크기가 감소되었고 불균일한 유동 분포에 대한 감 도가 감소된 용기나 튜브 내의 유체 유동을 정확하게 측정할 수 있는 유동 센서가 설명되어 있다. 유동 체적의 다중 반사 및 다중 방향 조사로 인한 파장로(wave path)는 공간적 분포의 불균일함에 대한 감도와 탐침의 크기를 감소시킨다. 다중 각도 반사기 표면도 서로 근접되게 놓이는 초음파 변환기의 송수신을 가능하게 함으로써 탐침의 전체 크기를 감소시키며 안과 수술에 사용되는 상당히 적은 양의 유체 유동 카세트와의 통합에 특히 유용하다. 초음파 유동 센서의 작동을 위해서, 변환기는 변환기와 튜브 사이에 위치된 공기가 제거되도록 유체가 내부에서 흐르는 튜브에 음파적으로 연결되어야 한다. 이러한 음파 연결은 변환기와 모니터될 유동 채널 사이의 압력 양에 민감하며 꽤 일정한 힘을 바람직하게 한다. 유동 채널이 제거가능한 수수용 카세트에 장착되고 카세트가 연결되는 수수용 콘솔 내에 변환기가 위치될 때, 정상적인 제작 편차로도 카세트를 변환기 내측으로 압박하는 힘의 양에 있어서 바람직하지 않은 편차를 초래함으로써 유동 측정을 부정확하게 한다.
따라서, 수술용 카세트 상에 위치되는 유동 채널과 수술용 콘솔 상에 위치되는 초음파 유동 측정 변환기 사이에 아주 일정한 힘을 보장할 수 있는 장치의 존재가 여전히 필요하다.
본 발명은 경질 플라스틱 부품 또는 하우징 내측에 형성되는 경질의 유체 채널을 갖춘 카세트를 수용하는 콘솔을 구비한 수술 시스템을 제공함으로써 종래 기술을 개선한다. 상기 하우징은 유체 채널 외측의 하우징 상에 형성될 수 있는 탄성 중합체의 음파 커플링용 기판으로서의 역할을 한다. 음파 변환기는 카세트가 콘솔 내에 설치될 때 변환기와 음파 커플링 사이에 상당히 일정한 힘을 제공하도록 스프링 등에 의해 콘솔 내에 탄력적으로 장착된다.
따라서, 본 발명의 하나의 목적은 음파 커플링을 갖춘 수수용 카세트를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 접착제의 사용 없이 카세트 상에 형성되는 음파 커플링을 갖춘 수수용 카세트를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 카세트 위에 몰딩되는 음파 커플링을 갖춘 카세트를 수술 시스템에 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 이러한 목적과 장점 및 그 이외의 목적과 장점들은 이후의 상세한 설명, 도면 및 특허청구범위로부터 분명해질 것이다.
도 1 내지 도 3에 상세히 도시한 바와 같이, 본 발명의 카세트(10)는 밸브판(12), 몸체(14) 및 커버(16)를 포함한다. 밸브판(12), 몸체(14) 및 커버(16)는 모두 적합한 상당히 경질의 열가소성 재료로 제조될 수 있다. 밸브판(12)은 탄성 중합체(22,24)에 의해 유체 밀봉되는 복수의 개구(18) 및 펌핑 채널(20)을 포함하며, 이들 부품은 복수의 유체 채널을 형성한다. 포트(26)는 카세트(10)의 다양한 관수 및 흡입 기능을 위해 카세트(10)와 수술용 콘솔(100) 사이의 커넥터를 제공한다. 몸체(14)에 부착된 것은 초음파 반사기(30)와 반사기 커버(32)이다. 음파 반사기(30)와 반사기 커버(32)는 하나의 부품으로서 주조될 수 있으며 밸브판(12)이 도 3에 도시된 대로 몸체(14) 상에 조립될 때 밸브판(12) 내에 형성되는 유체 통 로(34)를 따라 오목부(36) 내의 전달 창(125)과 정렬되도록 몸체(14) 상에 위치된다. 밸브판(12) 상의 오목부(36) 내에 위치된 것은 탄성 중합체의 음파 커플링(38)이다. 오목부(36)는 밸브판(12) 내의 유체 통로(34)에 인접되게 위치되며 밸브판(12)이 몸체(14) 상에 조립될 때 음파 반사기(30)와 반사기 커버(32)와 정렬된다. 카세트(10)가 콘솔(100)의 카세트 수용부(110) 내에 설치될 때, 초음파 변환기(120)는 음파 커플링(38)에 대해 압박되어 변환기(120)와 유체 통로(34) 사이에 음파 커플링을 제공함으로써, 유체 통로(34) 내의 유체 유동률을 측정하기 위한 초음파 변환기(120)의 사용을 가능하게 한다. 탄성 중합체 음파 커플링(38)은 바람직하게, 밸브판(12)의 오목부 내에 열가소성 탄성 중합체 또는 실리콘 고무와 같은 탄성 중합체 재료를 위에 몰딩함으로써 형성된다. 그러한 구성 방법은 탄성 중합체 음파 커플러(38)를 밸브판(12)에 부착시키기 위한 접착제의 필요성을 제거하며 음파 커플러(38)와 밸브판(12) 사이에서 임의의 공기 제거를 보장한다.
도 6에 도시한 바와 같이, 변환기(120)는 카세트(10)가 카세트 수용부(110) 내에 설치될 때 커플러(38)에 대해 압박되도록 콘솔(100)의 카세트 수용부(110) 내에 장착된다. 커플러(38)에 대항하는 변환기(120)에 의한 상당히 균일한 압축력을 보장하기 위해, 변환기(120)는 스프링(131)과 같은 탄성 장착기구(130) 상의 카세트 수용부(110) 내에 장착된다. 장착 기구(130)는 바람직하게, 꽤 낮은 스프링 상수를 가지며 상당히 커다란 휨을 통해 압축됨으로써, 상당히 평탄한 기울기를 갖는 힘 대 위치 곡선을 초래한다.
본 기술 분야의 당업자는 전술한 설명들이 본 발명의 장치에 대한 단지 개략 적인 설명이라는 것을 인식할 것이다. 예를 들어, 스프링(131) 대신에 스프링과 같은 작용을 하도록 몰딩되는 저마찰 공기 실린더, 솔레노이드, 모터 또는 탄성 중합체와 같은 기타 유사한 장치가 사용될 수도 있다.
도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, 변환기(120)는 캐리지(200) 상에 장착될 수 있다. 캐리지(200)는 총체적으로 브래킷(220)에 장착되는 캐리어(210)를 포함한다. 스프링(131)은 샤프트(230) 상에 장착되며 부싱(240,250)을 포함한다. 캐리지(200)는 변환기(120)가 압축 스프링(131)에 의해 캐리어(210) 내에서 미끄럼할 수 있도록 구성된다. 도 8에 도시한 바와 같이, 브래킷(220)은 변환기(120)와 동일한 운동 축선을 따라 캐리지(200)를 전후로 이동시키는 공기 실린더, 솔레노이드 또는 전기 모터와 같은 전개 기구(260)를 작동시키도록 장착될 수 있다. 능동 전개기구(260)는 비사용시 카세트 수용부(110) 내부에서 변환기가 수축될 수 있게 한다. 변환기(120)의 수축은 쉽게 손상될 수 있는 부드러운 결정질을 포함하는 변환기(120)에 대한 손상을 방지하는데 도움을 준다.
이와 같은 설명들은 설명의 목적으로 제공된 것이다. 본 명세서에서 설명한 본 발명의 사상과 범주로부터 이탈함이 없이 변형예가 만들어질 수 있다는 것은 관련 분야의 당업자들에는 분명할 것이다.
수술용 카세트 상에 위치되는 유동 채널과 수술용 콘솔 상에 위치되는 초음파 유동 측정 변환기 사이에 아주 일정한 힘을 보장할 수 있는 장치가 제공된다.

Claims (16)

  1. 카세트 수용부를 갖춘 수술용 콘솔과,
    복수의 유체 통로를 갖춘 수술용 카세트, 및
    상기 수술용 콘솔의 카세트 수용부 내에 위치되며, 상기 카세트가 콘솔의 카세트 수용부 내에 장착될 때 상기 카세트 내의 유체 통로의 유체 유동을 측정하며, 상기 카세트 수용부 내에 탄성 마운트에 의해 장착되는 초음파 변환기를 포함하는,
    수술 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 탄성 마운트는 스프링인,
    수술 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 카세트는 오버 몰딩에 의해 상기 카세트에 부착되는 음파 커플러를 더 포함하며, 상기 음파 커플러는 상기 카세트가 상기 수술용 콘솔의 카세트 수용부 내에 설치될 때 초음파 변환기를 카세트에 음파 연결하는,
    수술 시스템.
  4. 카세트 수용부를 갖춘 수술용 콘솔과,
    복수의 유체 통로를 갖춘 수술용 카세트, 및
    상기 수술용 콘솔의 카세트 수용부 내에 위치되며, 상기 카세트가 콘솔의 카세트 수용부 내에 장착될 때 상기 카세트 내의 유체 통로의 유체 유동을 측정하며, 상기 카세트 수용부 내에 능동 전개기구에 의해 장착되는 초음파 변환기를 포함하는,
    수술 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 능동 전개기구는 공기 실린더를 더 포함하는,
    수술 시스템.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 능동 전개기구는 전기 모터를 더 포함하는,
    수술 시스템.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 능동 전개기구는 솔레노이드를 더 포함하는,
    수술 시스템.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 카세트는 오버 몰딩에 의해 상기 카세트에 부착되는 음파 커플러를 더 포함하며, 상기 음파 커플러는 상기 카세트가 상기 수술용 콘솔의 카세트 수용부 내에 설치될 때 초음파 변환기를 카세트에 음파 연결하는,
    수술 시스템.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 초음파 변환기는 상기 탄성 마운트에 의해 능동 전개기구에 부착되는,
    수술 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 탄성 마운트는 스프링인,
    수술 시스템.
  11. 카세트 수용부를 갖춘 수술용 콘솔과,
    복수의 유체 통로 및 오버몰딩에 의해 상기 카세트에 부착되는 음파 커플러를 갖춘 수술용 카세트와,
    상기 수술용 콘솔의 카세트 수용부 내에 위치되며, 상기 카세트가 콘솔의 카세트 수용부 내에 장착될 때 상기 카세트 내의 유체 통로의 유체 유동을 측정하는 초음파 변환기, 및
    상기 콘솔의 카세트 수용부 내에 초음파 변환기를 장착시키며 상기 초음파 변환기용 탄성 마운트를 갖춘 능동 전개기구를 포함하는,
    수술 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 탄성 마운트는 스프링을 포함하는,
    수술 시스템.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 능동 전개기구는 공기 실린더를 더 포함하는,
    수술 시스템.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 능동 전개기구는 전기 모터를 더 포함하는,
    수술 시스템.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 능동 전개기구는 솔레노이드를 더 포함하는,
    수술 시스템.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 탄성 마운트는 스프링을 포함하는,
    수술 시스템.
KR1020070020356A 2006-03-29 2007-02-28 비침습성 유동 센서를 갖춘 수술 시스템 KR100965966B1 (ko)

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US11/391,748 2006-03-29
US11/391,748 US8251944B2 (en) 2006-03-29 2006-03-29 Surgical system having a cassette with an acoustic coupling
US11/437,302 US8343100B2 (en) 2006-03-29 2006-05-19 Surgical system having a non-invasive flow sensor
US11/437,302 2006-05-19

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