KR20080111490A - 다중 면적 유체 챔버를 가지는 수술용 카세트 - Google Patents

다중 면적 유체 챔버를 가지는 수술용 카세트 Download PDF

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KR20080111490A
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Abstract

본 발명은 센서 부분 및 저장 부분을 가지는 흡인 챔버 또는 주입 챔버를 가지는 수술용 카세트를 제공한다. 상기 센서 부분은 작은 가로방향 단면적을 가지고 정확한 유체 수준 측정을 용이하게 한다. 상기 저장 부분은 유체 저장을 용이하게 하기 위해 더 큰 가로방향 단면적을 가진다.

Description

다중 면적 유체 챔버를 가지는 수술용 카세트{SURGICAL CASSETTE WITH MULTI AREA FLUID CHAMBER}
기술 분야
본 발명은 일반적으로 미세수술 시스템으로 사용을 위한 수술용 카세트, 및 더욱 특별하게는 눈의 미세수술 시스템으로의 사용을 위한 이러한 카세트에 관한 것이다.
관련 기술의 기재
작은 절개 수술 중, 및 특별히 눈 수술 중, 작은 탐침은 절단, 제거 또는 달리 조직을 조작하는 수술 부위로 삽입된다. 이 시술 중에, 유체는 전형적으로 눈으로 주입되고 이 주입 유체 및 조직은 수술 부위로부터 흡인된다. 본 발명 이전에 사용되는 흡인 시스템의 타입은 일반적으로 시스템에서 사용되는 펌프의 타입에 의존하여, 흐름 제어되거나 진공 제어되는 것에 특징이 있었다. 시스템의 각 타입은 특정 이점을 가진다.
진공 제어되는 흡인 시스템은 바람직한 진공 수준을 세팅함에 의해 작동되며, 이 시스템은 이 진공 수준을 유지하도록 추구된다. 흐름 수준은 안구내 압력, 진공 수준, 및 유체 경로에서의 유체의 저항성에 의존된다. 실제 흐름 속도 정보는 이용될 수 없다. 진공 제어되는 흡인 시스템은 전형적으로 벤츄리 또는 다이어그램 펌프를 사용한다. 진공 제어되는 흡인 시스템은 기체/유체 교환 과정 중과 같은 공기를 흡인하면서, 빠른 반응 시간, 진공 수준을 줄이는 제어, 및 우수한 유체 성능의 이점을 제공한다. 이러한 시스템의 단점은 맞물림 탐지의 부족에 연결되어 있는 분열 또는 수정체유화법 중 일시적 높은 흐름을 일으키는 흐름 정보의 부족이다. 진공 제어되는 시스템은 실시간 비 침략적 측정의 문제 때문에 흐름 제어되는 모드에서 작동하는 것이 어렵다.
흐름 제어되는 흡인 시스템은 시스템이 유지되는 바람직한 흡인 흐름 속도를 세팅함에 의해 작동된다. 흐름 제어되는 흡인 시스템은 전형적으로 연동, 스크롤, 또는 배인 펌프를 사용한다. 흐름 제어되는 흡인 시스템은 안정한 흐름 속도를 제공하며, 맞물림(occlusion) 하에서 진공 수준을 자동으로 증가시킨다. 이러한 시스템의 단점은 상대적으로 낮은 반응 시간, 매우 유순한 성분이 사용되는 경우에 바람직하지 않은 맞물림 파괴 반응, 및 진공이 팁 맞물림 중에 선형적으로 감소될 수 없다는 것이다. 흐름 제어되는 시스템은 진공 측정에서의 시간 지체가 조절 루프에서 불안정성을 야기할 수 있으며, 동적 성능을 줄일 수 있기 때문에 진공 제어되는 모드에서 작동되기 어렵습니다.
"Storz Instrument Company"로부터의 MILLENIUM 시스템인, 하나의 현재 가용 될 수 있는 안과 수술용 시스템은 진공 제어되는 흡인 시스템(벤츄리 펌프 사용)과 별도의 흐름 제어되는 흡인 시스템(스크롤 펌프 사용)을 포함한다. 두 개의 펌프는 동시에 사용될 수 있고, 각 펌프는 별도의 흡인 튜브 및 카세트를 요구한다.
"Alcon Laboratories, Inc."으로부터의 ACCURUS® 시스템인 또 다른 현재 가용 될 수 있는 안과 수술용 시스템은 연속적으로 작동되는 벤츄리 펌프 및 연동 펌프를 함유한다. 벤츄리 펌프는 수술 부위로부터 작은 수집 챔버로 물질을 흡인한다. 연동 펌프는 작은 수집 챔버로부터 더 큰 수집 백으로 흡인물을 펌프한다. 연동 펌프는 흡인 진공을 수술 부위에 제공하지 않는다. 따라서, 시스템은 진공 제어되는 시스템을 작동한다.
이러한 통상적 시스템에도, 안과 수술용 시스템에서 개선된 흡인 및 주입 유체학에 대한 필요성이 계속 존재하고 있다.
본 발명의 요약
본 발명은 이에 배치되어 있는 주입 챔버 또는 흡인 챔버를 가지는 수술용 카세트에 관한 것이다. 챔버는 유체 수준 변화의 정확한 측정을 가능하게 하기 위한 더 낮은 센서 부분 및 수술 과정 중에 유체의 저장을 가능하게 하기 위한 더 높은 저장 부분을 포함한다. 센서 부분의 가로방향 단면적은 저장 부분의 가로방향 단면적보다 더 작다.
도면의 간단한 설명
본 발명의 더욱 완전한 이해를 위해 그리고 이의 추가 목적 및 이점을 위해, 동반되는 도면과 함께 주어지는 하기 설명이 참조된다.
도 1은 미세수술 시스템에서 흡인 제어를 예시하는 개략도이다;
도 2는 수술용 카세트 바디의 전면도이다.
도 3은 도 2의 수술용 카세트 바디의 후면도이다.
바람직한 구체예의 상세한 설명
본 발명의 바람직한 구체예 및 이의 이점은 도면 1-3을 참조함에 의해 최선으로 이해되어지며, 동일 도면 부호는 여러 도면의 동일 또는 대응 부를 위해 사용되었다.
미세수술 시스템(10)은 가압된 가스 공급원(12), 분리 밸브(14), 진공 비례제어 밸브(16), 선택적 제 2 진공 비례제어 밸브(18), 압력 비례제어 밸브(20), 진공 발생기(22), 압력 변환기(24), 흡인 챔버(26), 유체 수준 센서(28), 펌프(30), 수집 백 부분(32), 흡인 부분(34), 수술 장치(36), 컴퓨터 또는 마이크로프로세서(38), 및 비례 제어 장치(40)를 포함한다. 시스템(10)의 여러 성분은 유체 라인(44, 46, 48, 50, 52, 54, 56, 및 58)을 통해 유체가 소통하도록 커플링 되어 있다. 밸브(14)는 바람직하게 "on/off" 솔레노이드 밸브이다. 밸브(16-20)는 바람직하게 비례제어 솔레노이드 밸브이다. 진공 발생기(22)는 진공을 만들기 위한 임의의 적합한 장치일 수 있지만, 분리 밸브(14) 및 진공 비례제어 밸브(16) 및/또는 (18)가 열려 있고 가압된 가스 공급원(12)으로부터의 가스가 진공 발생기 22를 통해 통과되는 경우에 진공을 만드는 진공 칩 또는 벤츄리 칩이다. 압력 변환기(24)는 압력 및 진공을 직접적으로 또는 간접적으로 측정하기 위한 임의의 적합한 장치일 수 있다. 유체 수준 센서(28)는 흡인 챔버(26) 내 유체(42)의 수준을 측정하기 위한 임의의 적합한 장치일 수 있지만, 바람직하게 연속 방식으로 유체 수준을 측정할 수 있는 장치이다. 유체 수준 센서(28)는 가장 바람직하게 연속 방식으로 유체 수준을 측정할 수 있는 광학 센서이다. 펌프(30)는 진공을 만들기 위한 임의의 적합한 장치일 수 있지만, 바람직하게 연동 펌프, 스크롤 펌프, 또는 배인 펌프(vane pump)이다. 마이크로프로세서(38)는 피드백 제어, 및 바람직하게 PID 제어를 수행할 수 있다. 비례제어 컨트롤러(40)는 비례적으로 시스템(10) 및/또는 수술 장치(36)를 제어할 수 있는 임의의 적합한 장치일 수 있지만, 바람직하게 풋 컨트롤러이다.
시스템(10)은 바람직하게 흡인을 제어하는 세 개의 별도의 방법, 진공 제어, 흡입 제어 및 흐름 제어를 활용한다. 이 방법들은 함께 계류 중인 미국 출원 제 11/158,238호(2005년 6월 21일 출원) 및 함께 계류 중인 미국 출원 제 11/158,259호(2005년 6월 21일 출원)에 더욱 완전히 기재되어 있으며, 이 둘은 당해 출원과 함께 공통으로 소유되어 있고 참조로서 본원에 통합되어 있다.
이 방법의 각각에서, 진공은 유체 라인(50, 56, 및 58)을 통해 수술 장치(36) 및 흡인 챔버(26)에 공급될 수 있다. 흡인 챔버(26)는 수술 장치(36)에 의해 흡입된 유체(42)로 채운다. 유체(42)는 액체 주입 유체뿐만 아니라 흡입된 안(ophthalmic) 조직을 포함한다. 흡인 챔버(26)는 저장 부분(130) 및 센서 부분(132)으로 이뤄져 있다. 저장 부분(130)은 센서 부분(132)보다 더 큰 가로방향 단면적을 가진다. 저장 부분(130)의 가로방향 단면적은 바람직하게 센서 부분(132)보다 7.5 배 이하 크고, 가장 바람직하게는 센서 부분(132)보다 약 7.5 배 더 크다. 저장 부분(130) 및 센서 부분(132)은 유체가 소통하도록 커플링 되어 있다. 저장 부분(130) 및 센서 부분(132) 사이의 각은 가장 바람직하게 약 90도이다. 도 2에서 볼 수 있듯이, 흡인 챔버(26)는 저장 부분(130)이 수술용 카세트(100)의 상부를 향하도록 배향되어 있다.
도 2 및 3에 도시되어 있듯이, 수술용 카세트(100)는 흡인 챔버(26)를 포함하는 바디(102)를 가진다. 바디(102)의 전면에 유체가 소통되도록 밀봉되어 있는 커버는 투명의 목적을 위해 도시되어 있지 않다. 바디(102)의 뒷면에 유체가 소통되도록 밀봉되어 있는 핀치 플레이트는 투명의 목적을 위해 도시되어 있지 않다. 부분(108)은 유체 라인(50)에 유체가 소통되도록 커플링 되어 있다. 입구(110)는 흡인 챔버(26)의 센서 부분(132)과 유체 라인(56)을 유체가 소통되도록 커플링 한다. 상기 논의된 바와 같이, 유체 라인 56은 부분(34) 및 유체 라인(58)을 통해 수술 장치(36)에 유체가 소통되도록 커플링 되어 있다. 입구(112)는 흡인 챔버 26의 센서 부분(132)과 유체 라인(52)을 유체가 소통하도록 커플링 한다. 흡인 챔버(26); 부분(32 및 34); 유체 라인(52, 54, 및 56); 부분(108); 입구(110); 및 입구(112)는 바람직하게 바디(102)에 일체적으로 성형 되어 있다.
작업 중, 진공은 흡인 챔버(26)에 공급된다. 유체(42)는 수술 장치(36)로부터 흡인 챔버(26)로 안내된다. 흡인 챔버(26)는 이중 기능을 가진다. 이 기능 중 하나는 유체 흐름의 측정이 결정될 수 있는 연속 수준 센서를 지지하는 것이다. 흐름 측정은 하기와 같이 수득 될 수 있다:
Figure 112008072592546-PCT00001
상기 식에서 Q는 흐름 속도이고, A는 센서 부분(132)의 단면적이고, △L은 유체 수준 센서(28)에 의한 유체 수준의 측정된 변화이고, △t는 시간에 변화이다. 흡인 챔버(26)에서 유체(42)의 수준의 정확한 측정을 하는 것이 결정적이다. 흐름 측정의 민감성을 개선하기 위해, 유체 수준 센서(28)에 수직인 흡인 챔버(26)의 가로방향 단면적은 작아야 한다. 이 기능은 흡인 챔버(26)의 센서 부분(132)에 의해 달성된다. 유체(42)는 입구(110)를 통해 흡인 챔버(26)의 센서 부분(132)으로 유입 된다. 센서 부분(132)의 더 작은 단면적은 유체 수준 센서(28)가 흡인 챔버(26) 내에 유체 수준 변화를 정확하게 측정하는 것을 가능하게 한다. 흡인 챔버(26)의 또 다른 기능은 수집 백 부분(32)에 유체가 소통되도록 커플링 되어 있는 수집 백(도시되어 있지 않음)의 교환 중 간섭되지 않는 수술 과정을 지지하기 위해 추가 유체(42)를 지니는 것이다. 만약 시술 중에 흡인 챔버(26) 내 유체를 저장할 필요성이 있다면, 수집 백 교환 중의 경우와 같이, 흡인 챔버(26)의 저장 부분(130)은 유체 저장을 위한 넓은 부피를 제공할 수 있는 큰 단면적을 제공한다.
본 발명은 실시예에 의해 본원에 예시되어 있고, 여러 변경은 당업자에 의해 가능할 수 있다. 예를 들어 본 발명은 상기 기재되어 있는 흡인 챔버(26)에 대해, 저장 부분(130) 및 센서 부분(132)을 가지는 수술용 카세트의 주입 챔버(26)로 실행될 수 있다.
본 발명의 작동 및 구조는 상기 기재로부터 명백할 것이다. 상기 도시되어 있거나 기재되어 있는 장치 및 방법이 바람직한 특징이지만, 여러 변화 및 변경은 하기 청구 범위에 정의된 본 발명의 취지 및 범위로부터 벗어남 없이 본원에서 이뤄질 수 있다.

Claims (10)

  1. 수술용 카세트에 배치되어 있는 흡인 챔버를 가지는 수술용 카세트로서, 상기 흡인 챔버가:
    제 1 가로방향 단면적을 가지는 센서 부분; 및
    상기 센서 부분에 유체가 소통하도록 커플링 되어 있고 상기 제 1 가로방향 단면적보다 더 큰 제 2 가로방향 단면적을 가지는 저장 부분으로서, 여기서 상기 센서 부분이 상기 흡인 챔버 내에 배치되어서 수술 흡인 유체가 우선 상기 센서 부분으로 유입되고 상기 저장 부분에 유입되지 전에 상기 센서 부분을 실질적으로 채우도록 하는, 저장 부분을 포함하는 수술용 카세트.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 센서 부분이 상기 흡인 챔버의 바닥에 가깝게 배치되어 있고, 상기 저장 부분이 상기 흡인 챔버의 상부에 가깝게 배치되어 있음을 특징으로 하는 수술용 카세트.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 가로방향 단면적이 상기 제 1 단면적보다 약 7.5 배 큼을 특징으로 하는 수술용 카세트.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 센서 부분이 유체 수준 변화의 정확한 및 정밀한 증거를 제공하는 기능을 하고, 상기 저장 부분이 작동 중에 적당한 유체 저장을 제공 하는 기능을 함을 특징으로 하는 수술용 카세트.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 센서 부분과 상기 저장 부분의 각이 약 90도임을 특징으로 하는 수술용 카세트.
  6. 수술용 카세트에 배치되어 있는 주입 챔버를 가지는 수술용 카세트로서, 상기 주입 챔버가:
    제 1 가로방향 단면적을 가지는 센서 부분; 및
    상기 센서 부분에 유체가 소통되도록 커플링 되어 있고 상기 제 1 가로방향 단면적보다 큰 제 2 가로방향 단면적을 가지는 저장 부분으로서, 여기서 상기 센서 부분이 상기 주입 챔버 내에 배치되어 있어서 수술용 주입 유체가 우선 상기 센서 부분에 유입되고 상기 저장 부분으로 유입되기 전에 상기 센서 부분을 실질적으로 채우는 저장 부분을 포함하는 수술용 카세트.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 센서 부분이 상기 주입 챔버의 바닥에 가깝게 배치되어 있고, 상기 저장 부분이 상기 주입 챔버의 상부에 가깝게 배치되어 있음을 특징으로 하는 수술용 카세트.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 제 2 가로방향 단면적이 상기 제 1 단면적보다 약 7.5 배 큼을 특징으로 하는 수술용 카세트.
  9. 제 6 항에 있어서, 상기 센서 부분이 유체 수준 변화의 정확한 및 정밀한 증거를 제공하는 기능을 하고, 상기 저장 부분이 작동 중에 적당한 유체 저장을 제공하는 기능을 함을 특징으로 하는 수술용 카세트.
  10. 제 6 항에 있어서, 상기 센서 부분과 상기 저장 부분의 각이 약 90도임을 특징으로 하는 수술용 카세트.
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