KR20170002533A - 안과 수술 시스템, 방법 및 장치 - Google Patents

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제프리 데이비드 브렌넌
마크 후마윤
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알콘 파아마슈티칼스 리미티드
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Abstract

본원의 개시 내용은 안과 수술 시스템, 방법, 및 장치를 제공한다. 일 실시예에서, 수술적 시술 중에 의사가 이용하기 위한 수술 장치가, 일회의 또는 제한된 수의 수술적 시술 이후에 폐기되도록 구성된 하나 이상의 밀봉된 멸균 수술 팩을 포함하고, 그러한 하나 이상의 밀봉된 멸균 수술 팩은: 멸균 수술 기구; 및 수술적 시술의 멸균 필드의 일부가 되도록 구성된 상단 표면을 포함하는 멸균 수술 트레이를 포함하고, 그러한 상단 표면은 멸균 수술 기구의 내부 배치를 위한 수용 구조물을 포함하고, 멸균 수술 트레이는, 재사용이 가능한 비-멸균 모듈을 수용하도록 크기가 결정되고 구성되는 함몰부를 형성하는 벽을 더 포함하고, 그러한 함몰부는, 재사용이 가능한 비-멸균 모듈을 수술적 시술의 멸균 필드로부터 격리시키기 위해서 재사용이 가능한 비-멸균 모듈을 캡슐화하도록 구성된다.

Description

안과 수술 시스템, 방법 및 장치{OPHTHALMIC SURGICAL SYSTEMS, METHODS AND DEVICES}
관련 출원에 대한 상호 참조
본원은 PCT 출원으로서, 2014년 12월 12일자로 출원된 "복수-사용 수술용 트레이 시스템(MULTI-USE SURGICAL TRAY SYSTEM)"이라는 명칭의 미국 가출원 제62/091,384호, 2014년 11월 26일자로 출원된 "안과 수술 시스템, 방법, 및 장치"이라는 명칭의 미국 특허출원 제14/554,865호, 2014년 11월 26일자로 출원된 "안과 수술 시스템, 방법, 및 장치"라는 명칭의 PCT 출원 제PCT/US2014/067717호, 및 2014년 5월 7일자로 출원된 "안과 수술 시스템"이라는 명칭의 미국 가출원 제61/990,021호에 대한 우선권을 주장한다. 전술한 출원의 각각의 전체가 본원에서 참조로 포함된다.
기술분야
본 개시 내용은 일반적으로 안과 수술 분야에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 안과 수술 시스템, 방법, 및 장치에 관한 것이다.
성인들이 보다 오래 살고 노인 세대가 세계 인구의 점점 더 많은 비율을 차지함에 따라, 안과학 분야가 오늘날의 사회에서 점점 더 중요해지고 있다. 최근 몇 년간, 약리학 및 의료 장치 기술 모두에서의 진보가 눈의 질병 또는 질환의 치료 및 시력 관리에 도움이 되었다. 미세수술 기구 및 혁신적인 수술 기술은, 의사로 하여금, 이전에 접근할 수 없었고 진입할 수 없었던 곳으로 간주되었던 눈의 부분을 치료 또는 대체할 수 있게 한다. 특히, (유리체 절제술 또는 백내장 제거 시술과 같은) 시술의 구체적인 세트를 위한 다양한 기능을 제공하는 콘솔 시스템(console system)을 이제 의사가 이용할 수 있고, 꾸준한 기술의 개선 및 업데이트가 이루어지고 있다. 종종 이러한 콘솔은 매우 고가이고, 의사, 병원, 또는 외래 수술 센터의 큰 자본 지출을 필요로 한다. 그들은 종종 시스템의 단일-사용 일회용 요소에 대한 높은 반복적인 비용을 부담하고, 또한 높은 유지보수 비용을 부담할 수 있다. 경쟁 제품과의 차별화를 위해서, 콘솔은 종종 불필요한 또는 빈번하게 사용되지 않는 많은 기능을 포함한다. 그에 따라, 고비용적인 것에 더하여, 콘솔은 종종, 치료하도록 의도된 작고 정교한 눈과 완전히 대조되는, 대형의, 무겁고, 큰 부피의, 큰 소음의, 전력-소비가 큰, 그리고 비대해진(bolated) 기계가 된다. 또한, 이러한 시스템의 단점은 종종, 그러한 시스템이 의사로부터 어느 정도 거리를 두고 위치될 것을 요구하고, 이는 긴 배관 세트 및/또는 케이블을 초래하고, 이는 시스템의 성능에 부정적인 영향을 미치는 한편 비용을 상승시킨다. 그에 따라, 특정 시술을 실시하는데 필요한 주요 기능을 포함하는, 더 작고, 더 휴대가 가능하며, 보다 독립적이고, 그리고 보다 비용-효과적인 시스템이 요구되고 있다.
본원의 개시 내용은 안과 수술 시스템, 방법, 및 장치를 제공한다. 일부 실시예에서, 수술 장치 또는 트레이가 하나 이상의 재사용 가능 구성요소 및 재사용 가능 구성요소와 함께 사용되도록 구성된 하나 이상의 일회용 구성요소를 포함한다. 일부 실시예에서, 일회용 구성요소는, 단일 사용 이후에 또는 제한된 수의 사용 이후에 폐기되도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 재사용 가능한 부분이, 멸균 수술 환경에서 있지 않도록 구성된 비-멸균적 구성요소를 포함하는 한편, 하나 이상의 일회용 구성요소는 멸균 수술 환경에서 사용되도록 구성된다. 일부 실시예에서, 비-멸균적 재사용 가능 부분을 멸균 수술 환경으로부터 캡슐화하도록 또는 달리 격리하도록, 멸균적 일회용 부분이 구성된다. 일부 실시예에서, 핸드헬드(handheld) 수술 기구가 수술 기능을 제어하기 위한 감압형 버튼을 포함한다. 일부 실시예에서, 감압형 버튼이 수술 도구의 본체 주위로 원주방향으로 배치되고, 그에 따라 원주를 따른 임의의 또는 실질적으로 임의의 위치에서(또는, 예를 들어, 전체 원주의 약 350, 325, 300, 275, 250, 225, 200, 또는 180도와 같은, 미리 규정된 범위 내의 임의 위치에서) 버튼으로 인가되는 외부 힘이 감압형 버튼에 의해서 검출될 수 있다. 일부 실시예에서, 핸드헬드 수술 기구가, 예를 들어, 공압식, 수압식, 광학적, 및/또는 유사 버튼과 같은, 비전기적 버튼을 포함한다. 일부 실시예에서, 재사용 가능한 베이스 및 그러한 베이스에 결합된 일회용 멸균 수술 트레이를 이용하도록, 안과 수술 시스템이 구성된다. 일부 실시예에서, 일부 기능이, 예를 들어, 유체계(fluidics) 및/또는 핸드피스(handpiece)와 같은, 일회용 트레이; 그리고, 예를 들어, 재사용이 가능한 베이스 내에 위치된 핸드피스를 위한 파워 공급원(예를 들어, 전기적, 기계적, 수압적, 공압적, 및/또는 광학적, 등)과 같은, 재사용이 가능한 구성요소 내에 수용되거나 그에 결합된다. 일부 실시예에서, 기능이 통과되어 전달될 수 있게 하는 하나 이상의 기능적 인터페이스를 포함하는, 맞춤형 통상적인 수술 드레이프(custom surgical drape)가 제공된다. 일부 실시예에서, 통과하여 전달되도록 구성되는 기능이 전류, 광, 공압적 또는 유체적 커플링, 및/또는 기계적 커플링 또는 다른 특징(feature)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 안과 수술 시스템이, RFID 태그, 근거리 통신 장치, 메모리 카드/USB, 또는 다른 저장 장치, 및 기타와 같은, 태그의 검출에 응답하여 자동적으로 업데이트되거나 구성되도록 구축된다.
일부 실시예에 따라서, 수술적 시술 중에 의사가 이용하기 위한 수술 장치가: 수술적 시술에 앞서서 밀봉이 제거되도록 그리고 일회의 또는 제한된 수의 수술적 시술 이후에 폐기되도록 구성된 하나 이상의 밀봉된 멸균 수술 팩을 포함하고, 하나 이상의 밀봉된 멸균 수술 팩은: 멸균 수술 기구; 및 수술적 시술의 멸균 필드(sterile field)의 일부가 되도록 구성된 상단 표면을 포함하는 멸균 수술 트레이를 포함하고, 멸균 수술 트레이는, 재사용이 가능한 비-멸균 모듈을 수용하도록 크기가 결정되고 구성되는 함몰부(recess)를 형성하는 벽을 더 포함하고, 그러한 함몰부는, 재사용이 가능한 비-멸균 모듈을 수술적 시술의 멸균 필드로부터 격리시키기 위해서 재사용이 가능한 비-멸균 모듈을 완전히 또는 부분적으로 캡슐화하도록 구성되고, 멸균 수술 트레이의 벽은, 재사용이 가능한 비-멸균 모듈의 하나 이상의 기능이 함몰부 외부의 수술적 시술의 멸균 필드 내에서 이용될 수 있게 허용하도록 배치되고 구성된 하나 이상의 인터페이스를 포함한다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 인터페이스는, 재사용이 가능한 비-멸균 모듈의 전자적 제어기가 멸균 수술 트레이 또는 멸균 수술 기구와 전기적으로 통신할 수 있게 허용하도록 구성된 적어도 전자 통신 인터페이스를 포함한다.
일부 실시예에서, 함몰부가 멸균 수술 트레이 내에서 중심에 위치된다. 일부 실시예에서, 멸균 수술 트레이는, 재사용이 가능한 비-멸균 모듈을 캡슐화하는 함몰부를 형성하기 위해서 선택적으로 함께 결합될 수 있는 적어도 2개의 피스를 포함한다. 일부 실시예에서, 멸균 수술 트레이는 함몰부로의 접근을 위한 경첩형 개구부를 포함한다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 인터페이스는, 재사용이 가능한 비-멸균 모듈의 모터로부터 멸균 수술 트레이에 연결된 유체 펌프로 회전 운동을 전달하기 위한 기계적 커플링을 포함한다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 인터페이스는, 재사용이 가능한 비-멸균 모듈의 광원으로부터 멸균 수술 기구로 광을 전달하기 위한 광 전달 커플링을 포함한다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 인터페이스는, 비-멸균 모듈로부터 멸균 수술 트레이로 전기 파워를 전달하기 위한 전기 전도적 커플링을 포함한다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 인터페이스는, 비-멸균 모듈과 멸균 수술 트레이 또는 멸균 수술 기구 사이의 전자적 통신을 가능하게 하기 위한 전자 통신 커플링을 포함한다. 일부 실시예에서, 재사용이 가능한 비-멸균 모듈의 하나 이상의 기능이 이하 중 적어도 하나를 포함한다: 기계적 파워를 제공하는 것, 전기적 파워를 제공하는 것, 전자적 프로세싱 또는 제어를 제공하는 것, 레이저 공급원을 제공하는 것, 광원을 제공하는 것, 및 정보를 디스플레이하는 것. 일부 실시예에서, 멸균 수술 트레이의 상단 표면이 멸균 수술 기구의 내부 배치를 위한 수용 구조물을 포함한다.
일부 실시예에 따라서, 수술적 시술 중에 의사가 이용하기 위한 수술 장치가: 수술적 시술에 앞서서 밀봉이 제거되도록 그리고 일회의 또는 제한된 수의 수술적 시술 이후에 폐기되도록 구성된 하나 이상의 밀봉된 멸균 수술 팩을 포함하고, 하나 이상의 밀봉된 멸균 수술 팩은: 멸균 수술 기구; 및 수술적 시술의 멸균 필드의 일부가 되도록 구성된 상단 표면, 및 재사용이 가능한 지지 구조물의 상부 표면에 결합되도록 그리고 그에 의해서 지지되도록 크기가 결정되고 구성되는 하단 표면을 포함하는 멸균 수술 트레이를 포함하고, 재사용이 가능한 지지 구조물은: 모터, 광원, 및 사용자 인터페이스 디스플레이 중 적어도 하나를 포함하고; 멸균 수술 트레이는: 지지 구조물의 모터로부터 멸균 수술 트레이에 연결된 유체 펌프로 회전 운동을 전달하기 위한 기계적 커플링, 지지 구조물의 광원으로부터 멸균 수술 기구로 광을 전달하기 위한 광 전달 커플링, 및 지지 구조물의 사용자 인터페이스 디스플레이가 수술적 시술의 멸균 필드 내에서 관통하여 보여질 수 있도록 배치된 투명 재료 중 적어도 하나를 포함한다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 밀봉된 멸균 수술 팩은, 멸균 수술 트레이의 하단 표면과 재사용이 가능한 지지 구조물의 상부 표면 사이에 배치되도록 크기가 결정된 멸균 드레이프를 더 포함한다. 일부 실시예에서, 멸균 드레이프는, 전류가 재사용 가능 지지 구조물로부터 멸균 수술 트레이로 전달될 수 있게 허용하도록 구성된 전도성 인터페이스를 포함한다. 일부 실시예에서, 재사용이 가능한 지지 구조물이 비-멸균적이다. 일부 실시예에서, 멸균 수술 트레이는 붕괴된 적재 구성(collapsed shipping configuration)과 팽창된 수술적 이용 구성을 포함한다. 일부 실시예에서, 멸균 수술 트레이의 적어도 일부가, 붕괴된 적재 구성에서, 멸균 수술 도구를 손상으로부터 보호하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 재사용이 가능한 지지 구조물은 모터를 포함하고, 하나 이상의 밀봉된 멸균 수술 팩은 멸균 수술 트레이와 별개이고 재사용이 가능한 지지 구조물에 별개로 결합되도록 그리고 그에 의해서 지지되도록 구성된 멸균 펌프 모듈을 더 포함하고, 멸균 펌프 모듈은 모터로부터 펌프 모듈의 유체 펌프로 회전 운동을 전달하기 위한 회전 커플링을 포함한다. 일부 실시예에서, 멸균 수술 트레이의 상단 표면이 멸균 수술 기구의 내부 배치를 위한 수용 구조물을 포함한다.
일부 실시예에 따라서, 수술적 시술 중에 의사가 이용하기 위한 수술 장치가: 수술적 시술에 앞서서 밀봉이 제거되도록 그리고 일회의 또는 제한된 수의 수술적 시술 이후에 폐기되도록 구성된 하나 이상의 밀봉된 멸균 수술 팩을 포함하고, 하나 이상의 밀봉된 멸균 수술 팩은: 멸균 수술 기구; 및 수술적 시술의 멸균 필드의 일부가 되도록 구성된 상단 표면을 포함하는 멸균 수술 기구 홀더로서, 그러한 상단 표면은 멸균 수술 기구의 내부 배치를 위한 수용 구조물을 포함하고, 멸균 수술 기구 홀더는 재사용이 가능한 지지 구조물의 제1 함몰부 내에 수용되도록 크기가 결정되고 구성되는 하단 표면을 더 포함하는, 멸균 수술 기구 홀더; 및 재사용이 가능한 지지 구조물의 제2 함몰부 내에 수용되도록 크기가 결정되고 구성된 멸균 주입 모듈로서, 멸균 필드 또는 수술 사이트(site)로 유체를 펌핑할 수 있게 하기 위해서 재사용 가능 지지 구조물의 모터와 결합되도록 구성된 펌프 헤드를 포함하는, 멸균 주입 모듈을 포함한다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 밀봉된 멸균 수술 팩은, 멸균 필드 또는 수술 사이트 외부로 유체를 펌핑할 수 있게 하기 위해서 재사용 가능 지지 구조물의 모터와 결합되도록 구성된 펌프 헤드를 포함하는 멸균 흡입 모듈을 더 포함한다(또는 멸균 수술 기구, 멸균 수술 기구 홀더, 및/또는 멸균 주입 모듈이 그러한 멸균 흡입 모듈로 대체된다). 일부 실시예에서, 멸균 주입 모듈 및/또는 멸균 흡입 모듈은, 재사용이 가능한 지지 구조물의 모터와 결합되도록 구성된 펌프 헤드 대신에, 모터에 결합된 펌프 헤드를 포함한다.
일부 실시예에서, 멸균 수술 기구 홀더는 붕괴된 구성 및 팽창된 구성을 포함하고, 그러한 붕괴된 구성은 적재된 시술 기구를 보호하도록 구성되고, 팽창된 구성은 수술적 시술의 멸균 필드 내에서 수술 기구에 대한 접근을 가능하게 하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 밀봉된 멸균 수술 팩은, 제2 멸균 수술 기구의 내부 배치를 위한 수용 구조물을 포함하는 제2 멸균 수술 기구 홀더를 더 포함하고, 수술 기구 홀더들은, 적재된 수술 기구의 보호를 위해서, 붕괴 구성에서 함께 결합되도록 성형되고 구성된다. 일부 실시예에서, 수술 기구는: 재사용이 가능한 지지 구조물의 광원, 재사용이 가능한 지지 구조물의 전자적 제어기, 재사용이 가능한 지지 구조물의 기계적 구동부(예를 들어, 동력전달 케이블 또는 토크 코일, 및/또는 기타), 및 재사용이 가능한 지지 구조물의 공압적 또는 유체적 구동부(예를 들어, 펌프, 압축된 공급원, 및/또는 기타), 중 하나 이상과 결합되도록 구성된다. 일부 실시예에서, 재사용이 가능한 지지 구조물이 비-멸균적이다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 밀봉된 멸균 수술 팩은 비-멸균 재사용 가능 지지 구조물과 수술 기구 홀더 및 주입 모듈 중 적어도 하나 사이에 배치되도록 구성된 수술 드레이프를 더 포함한다.
일부 실시예에 따라서, 수술적 시술 중에 의사가 이용하기 위한 수술 장치가: 수술적 시술에 앞서서 밀봉이 제거되도록 그리고 일회의 또는 제한된 수의 수술적 시술 이후에 폐기되도록 구성된 하나 이상의 밀봉된 멸균 수술 팩을 포함하고, 하나 이상의 밀봉된 멸균 수술 팩은 멸균 주입 모듈 및 멸균 흡입 모듈 중 하나 이상을 포함하고, 멸균 주입 모듈 및 멸균 흡입 모듈의 각각은: 재사용이 가능한 지지 구조물의 함몰부 내에 제거 가능하게 수용되도록 크기가 결정되고 구성된 벽, 및 수술적 시술의 멸균 필드의 일부가 되도록 구성된 적어도 하나의 외부 표면을 포함하는 하우징; 수술 사이트의 내부로 또는 외부로 유체를 펌핑하기 위한 펌프; 및 펌프의 회전자를 회전시키기 위해서 펌프에 결합된 모터를 포함하고, 하우징은 모터로 파워를 공급하기 위해서 재사용이 가능한 지지 구조물로부터 전기적 파워를 수신하도록 구성된 전기적 인터페이스를 더 포함하고, 멸균 주입 모듈은 수술 사이트 내로 유체를 펌핑하도록 구성되고, 멸균 흡입 모듈은 수술 사이트의 외부로 유체를 펌핑하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 밀봉된 멸균 수술 팩은 멸균 주입 모듈 및 멸균 흡입 모듈의 각각 중 적어도 하나를 포함한다. 일부 실시예에서, 펌프가 멸균화 구성을 포함하고, 그러한 멸균화 구성에서 기껏해야 하나의 병목-지점(pinch-point)이 펌프의 연동 배관(peristaltic tubing) 내에 생성된다. 일부 실시예에서, 펌프는 멸균 위치로부터 동작 위치까지 재배치될 수 있는 복수의 롤러를 포함하고, 멸균 위치에서, 롤러는, 동작 위치 내에서 보다, 펌프의 중앙 축에 더 근접한다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 밀봉된 멸균 수술 팩은: 멸균 수술 기구; 및 수술적 시술의 멸균 필드의 일부가 되도록 구성된 상단 표면을 포함하는 멸균 수술 기구 홀더를 더 포함하고, 상단 표면은 멸균 수술 기구의 내부 또는 상부 배치를 위한 수용 부분을 포함하고, 멸균 수술 기구 홀더는 재사용이 가능한 지지 구조물의 다른 함몰부 내에 수용되도록 크기가 결정되고 구성된 하단 표면을 더 포함한다. 일부 실시예에서, 재사용이 가능한 지지 구조물이 비-멸균적이고, 하나 이상의 밀봉된 멸균 수술 팩은 비-멸균 재사용 가능 지지 구조물과 모듈 중 적어도 하나 사이에 배치되도록 구성된 수술 드레이프를 더 포함한다.
일부 실시예에 따라서, 수술적 시술을 위한 핸드헬드 의료 기구가: 사람의 손에 의해서 유지되고 조작되기 위한 형상을 가지는 외부 표면을 가지는 본체; 본체의 원위 단부로부터 연장되는 수술 도구; 및 수술 도구의 동작을 제어하기 위한 압력-감응형 버튼을 포함하고, 압력-감응형 버튼은 본체의 외부 표면에 인접하여 배치되는 작동 표면을 포함하고, 압력-감응형 버튼은 압력 검출 장치를 더 포함하고, 압력 검출 장치는 수술 도구의 기능을 제어하기 위한 신호를 출력할 수 있도록 구성되고, 그러한 신호는 작동 표면의 위치에 비례한다.
일부 실시예에서, 압력 검출 장치는, 작동 표면의 위치를 기초로 저항을 변화시키는 힘 감응형 저항기를 포함한다. 일부 실시예에서, 작동 표면은 본체의 외부 주위로 원주방향으로 연장되고 적어도 부분적으로 힘 감응형 저항기의 전도성 표면 주위에 배치된다. 일부 실시예에서, 압력 검출 장치는, 본체에 대한 작동 표면의 이동이 광섬유의 변형을 유발하도록 배치된 광섬유를 포함한다. 일부 실시예에서, 압력 검출 장치가 광섬유 및 광학적 검출 부재를 포함하고, 본체에 대한 작동 표면의 이동은, 광섬유의 광 신호에 영향을 미치는 방식으로 광학적 검출 부재가 이동되게 한다. 일부 실시예에서, 압력 검출 장치는, 본체에 대한 작동 표면의 이동이 변형 가능한 부재를 변형시켜, 변형 가능한 부재 내의 압력을 변화시키도록, 작동 표면에 결합되는 변형 가능한 부재를 포함한다. 일부 실시예에서, 압력 검출 장치는, 본체에 대한 작동 표면의 이동이 압전 재료의 변형을 유발하도록, 작동 표면에 결합되는 압전 재료를 포함한다. 일부 실시예에서, 수술 도구는: 흡입 장치, 내부조명 장치(endoillumination device), 레이저 치유 장치, 렌즈 제거 장치, 섬유주(trabecular meshwork) 제거 장치, 및 유리체 절단 장치 중 적어도 하나를 포함한다. 일부 실시예에서, 수술 도구의 제어되는 기능이 속도 및 세기 중 적어도 하나를 포함한다. 예를 들어, 제어되는 기능이, 주입 압력 또는 흡입 진공의 세기를 제어하는 것이 되도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 작동 표면의 위치와 관련한 신호의 비례성이 선형적이다. 본원에서 사용된 "선형적"이라는 용어는, 넓은 의미의 용어이고, 달리 표시되지 않은 경우에, 그러한 용어는 그 의미 내에서, 제한 없이, 일부 입력(예를 들어, 인가된 힘 또는 편향)에 비례하는 가변적인 출력의 개념에 관한 언급을 포함할 수 있으나, 일부 실시예에서, "선형적"이라는 용어는, 반드시 선형적으로 비례적인 응답이 아닌 응답을 지칭할 수 있고 비-선형적 응답(예를 들어, 선형 입력을 기초로 하는 대수적(logarithmic) 또는 지수적(exponential) 응답)을 포함할 수 있고, 일부 실시예에서, "선형적"이라는 용어가, 선형적 및 비-선형적 응답의 조합인 응답(예를 들어, 입력의 초기 범위가, 선형적인 초기 응답을 생성하고, 입력의 제2 범위가 비-선형적인 응답을 생성한다)을 지칭할 수 있다. 일부 실시예에서, 작동 표면이 완전 외향 위치와 완전히 눌려진 위치 사이에서 이동될 수 있고, 편위 힘(biasing force)을 극복하는 외부 힘이 인가될 때까지 작동 표면이 그 완전 외향 위치에서 유지되도록, 작동 표면이 외향으로 편위된다(biased). 일부 실시예에서, 수술 도구의 기능 및 적어도 하나의 다른 수술 기능을 동시에 제어하도록, 신호가 구성된다. 일부 실시예에서, 핸드헬드 의료 기구는, 제2 작동 표면을 포함하는 제2 압력-감응형 버튼 및 제2 수술 기능의 제어를 가능하게 하도록 구성된 제2 압력 검출 장치를 더 포함한다. 일부 실시예에서, 핸드헬드 의료 기구는 수술 트레이에 결합된 테더(tether)를 더 포함한다. 일부 실시예에서, 압력 검출 장치는, 수술 도구의 기능의 제어를 위한 신호의 해석을 위해서 의료 기구 외부의 프로세서(예를 들어, 컴퓨터 프로세스, 제어기, 마이크로 전자장치, 및/또는 기타)로 신호를 전달하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 해석을 위해서 의료 기구 외부의 프로세서로 신호가 전달되지 않고, 신호가 수술 도구의 기능을 제어한다. 일부 실시예에서, 본체는 이하 중 적어도 하나를 포함한다: 세장형의 원통형 형상 및 세장형의 둥근 형상.
일부 실시예에 따라서, 수술적 시술을 위한 핸드헬드 의료 기구가: 사람의 손에 의해서 유지되고 조작되기 위한 형상을 가지는 외부 표면을 가지는 본체; 본체의 원위 단부로부터 연장되는 수술 도구; 및 수술 도구의 동작을 제어하기 위한 버튼으로서, 본체의 외부 표면에 인접하여 배치되고, 비-전기적 검출 메커니즘을 포함하는, 버튼; 및 수술 도구의 기능을 제어하기 위해서 비-전기적 검출 메커니즘으로부터 신호를 출력할 수 있게 하도록 구성된 신호 전달 도관을 포함한다.
일부 실시예에서, 신호 전달 도관이 광섬유를 포함하고, 검출 메커니즘은 광섬유의 단부 표면을 포함한다. 일부 실시예에서, 신호 전달 도관이 광섬유를 포함하고, 검출 메커니즘은 광학적 검출 부재를 포함하며, 본체에 대한 광학적 검출 부재의 이동은 광섬유의 광 신호에 영향을 미친다. 일부 실시예에서, 신호 전달 도관이 광섬유를 포함하고, 검출 메커니즘은, 본체에 대한 작동 표면의 이동에 의해서 변형될 수 있는 광섬유의 부분을 포함한다. 일부 실시예에서, 신호 전달 도관은 공압 관 및 유압 관 중 하나를 포함하고, 검출 메커니즘은 관의 개구부 또는 그러한 관에 유체적으로 결합된 개구부를 포함하고, 그러한 개구부는 본체의 외부 표면에 인접하여 배치된다. 일부 실시예에서, 신호 전달 도관이 공압 관 및 수압 관 중 하나를 포함하고, 검출 메커니즘은 본체에 이동 가능하게 결합된 작동 표면을 포함하며, 본체에 대한 작동 표면의 이동은 관의 일부 및 관에 유체적으로 결합된 변형 가능한 부재 중 하나를 변형시킨다. 일부 실시예에서, 수술 도구는: 흡입 장치, 내부조명 장치, 레이저 치유 장치, 렌즈 제거 장치, 섬유주 메시워크(meshwork) 제거 장치, 및 유리체 절단 장치 중 적어도 하나를 포함한다. 일부 실시예에서, 수술 도구의 제어되는 기능이 속도 및 세기 중 적어도 하나를 포함한다. 일부 실시예에서, 핸드헬드 의료 기구는 수술 트레이에 결합된 테더를 더 포함한다. 일부 실시예에서, 압력 검출 장치는, 수술 도구의 기능의 제어를 위한 신호의 해석을 위해서 의료 기구 외부의 프로세서로 신호를 전달하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 본체는 이하 중 적어도 하나를 포함한다: 세장형의 원통형 형상 및 세장형의 둥근 형상.
일부 실시예에 따라서, 멸균 동작 필드 내에서 이용하기 위한 수술 드레이프가: 제1 및 제2 수술 장치들 사이에 적어도 부분적으로 개재되도록 그리고 제2 수술 장치를 적어도 부분적으로 커버하여 제1 및 제2 수술 장치들 사이에서 멸균 장벽을 유지하도록 크기가 결정되는 가요성 시트; 및 가요성 시트와 일체로 형성되거나 가요성 시트에 결합되는 적어도 하나의 접근 인터페이스를 포함하고, 접근 인터페이스는, 멸균 장벽을 유지하는 동안, 전류, 광, 기계적 커플링, 광학적 커플링, 유체 커플링, 및 공압 커플링 중 적어도 하나가 통과할 수 있게 허용하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 접근 인터페이스는 제1 및 제2 수술 장치의 전기적 인터페이스에 배치될 수 있고, 접근 인터페이스는 전류가 통과할 수 있게 허용하도록 구성된 전기 콘택을 포함한다. 일부 실시예에서, 접근 인터페이스는 제1 및 제2 수술 장치의 전기적 인터페이스에 배치될 수 있고, 접근 인터페이스는 이방적으로(anisotropically) 전도적인 재료를 포함한다. 일부 실시예에서, 접근 인터페이스가 광학적으로-투명한 윈도우를 포함한다. 일부 실시예에서, 접근 인터페이스가 천공된 영역을 포함한다. 일부 실시예에서, 기능적 인터페이스는, 천공된 영역 주위에 밀봉을 형성하는 밀봉 특징부를 포함한다. 일부 실시예에서, 접근 인터페이스는, 타공(puncture)되는 영역을 포함한다. 일부 실시예에서, 기능적 인터페이스는, 타공된 영역 주위에 밀봉을 형성하는 밀봉 특징부를 포함한다. 일부 실시예에서, 제2 수술 장치는 재사용이 가능한 베이스를 포함하고, 제1 수술 장치는 베이스에 해제 가능하게 결합되도록 구성된 멸균 수술 트레이를 포함하고, 가요성 시트가 재사용이 가능한 베이스에 형상 맞춤-피팅된다(form-fitted).
이러한 요지의 목적을 위해서, 본 발명의 특정 양태, 장점, 및 신규한 특징이 본원에서 설명된다. 그러한 장점 모두가 본 발명의 임의의 특별한 실시예에 따라서 반드시 달성될 필요는 없다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그에 따라, 예를 들어, 당업자는, 본 발명이, 본원에서 교시되거나 제시되었을 수 있는 바와 같은 다른 장점을 반드시 달성할 필요가 없이, 본원에서 교시된 바와 같은 하나의 장점 또는 장점의 그룹을 달성하는 방식으로 구현 또는 실시될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
본 발명의 전술한 그리고 다른 특징, 양태, 및 장점이, 본 발명을 설명하기 위한 그리고 본 발명을 제한하지 않는, 여러 실시예의 도면을 참조하여 이하에서 구체적으로 설명되어 있다. 도면들은 이하의 도면을 포함한다.
도 1a 내지 도 1f는, 안과의 수술적 시술을 위해서 이용될 수 있는 수술 트레이의 실시예를 도시한다.
도 2a 내지 도 2k는 커플링 메커니즘의 여러 실시예를 도시한다.
도 3a 내지 도 3c는 기능적 수술 드레이프의 실시예를 도시한다.
도 4a 내지 도 4f는 모듈형 수술 트레이 시스템의 실시예를 도시한다.
도 5a 및 도 5b는 모듈형 수술 트레이 시스템의 다른 실시예를 도시한다.
도 6a 내지 도 6f는 모듈형 수술 트레이 시스템의 다른 실시예를 도시한다.
도 7은 수술 트레이 시스템의 다른 실시예를 도시한다.
도 8a 및 도 8b는 복수의 버튼을 가지는 핸드피스의 실시예를 도시한다.
도 9a 내지 도 9d는 하나 이상의 광학적 버튼을 포함하는 핸드피스의 예시적인 실시예를 도시한다.
도 l0a 내지 도 l0c는 공압 또는 수압 버튼을 포함하는 핸드피스의 예시적인 실시예를 도시한다.
도 11은 압전 버튼을 포함하는 핸드피스의 실시예를 도시한다.
도 12a 내지 도 12c는 비-멸균적 재사용 가능 구성요소를 멸균 수술 필드로부터 격리시키는 수술 트레이 시스템의 실시예를 도시한다.
도 13a 내지 도 13c는 비-멸균적 재사용 가능 구성요소를 멸균 수술 필드로부터 격리시키는 수술 트레이 시스템의 다른 실시예를 도시한다.
도 14a 내지 도 14c는 비-멸균적 재사용 가능 구성요소를 멸균 수술 필드로부터 격리시키는 수술 트레이 시스템의 다른 실시예를 도시한다.
도 15는 모듈형 수술 트레이 시스템의 다른 실시예를 도시한다.
도 16a 및 도 16b는 모듈형 수술 트레이 시스템의 다른 실시예를 도시한다.
도 17a 내지 도 17c는 비-멸균적 BSS 병을 멸균 수술 필드로부터 격리시키는 병 홀더의 실시예를 도시한다.
도 18은 가스 멸균화를 수용하도록 구성된 연동 펌프 헤드의 실시예를 도시한다.
도 19a 및 도 19b는 가스 멸균화를 수용하도록 구성된 연동 펌프 헤드의 다른 실시예를 도시한다.
비록 몇몇 실시예, 예, 및 도시 내용이 이하에서 개시되지만, 당업자는, 본원에서 설명된 본 발명이 구체적으로 개시된 실시예, 예, 및 도시 내용을 넘어서서 확장될 수 있고 본 발명 및 자명한 변형예 및 그 균등물의 다른 용도를 포함한다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 본 발명의 실시예가 첨부 도면을 참조하여 설명되고, 도면 전체를 통해서 유사한 번호가 유사한 요소를 지칭한다. 본원에서 제시된 설명에서 사용된 용어는 어떠한 제한된 또는 제한적인 방식으로 단순히 해석되지 않아야 하는데, 이는 그러한 용어가 본 발명의 특정의 구체적인 실시예에 관한 구체적인 설명과 함께 이용되었기 때문이다. 또한, 본 발명의 실시예가 몇몇 신규한 특징을 포함할 수 있고, 하나의 특징 만이 이러한 바람직한 특질에 대한 유일한 원인이 되는 것은 아니고 본원에서 설명된 본 발명을 실시하기 위한 본질이 되는 것은 아니다.
일부 실시예는, 수술 사이트에 인접하여 또는 그 부근에(예를 들어, 눈 수술 중에 환자의 머리에 인접하여 또는 그 주위에) 위치되는 수술 트레이 또는 콘솔을 포함한다. 트레이는, 수술 사이트의 해부를 수용하기 위해서 U-형상이거나, L-형상이거나 또는 달리 곡선화되거나 각도를 이룰 수 있다. 일부 실시예는, 일시적, 반-영구적, 또는 영구적 수단을 통해서, 환자 거니(gurney), 환자 머리 받침, 의사의 팔 받침, 또는 수술 현미경에 장착되거나, 고정되거나, 달리 부착되는 수술 트레이를 포함한다. 일부 실시예는, 트레이가 베이스 상에 고정적으로 안착되거나 배치될 수 있도록, 거니, 팔 받침, 또는 다른 고정구에 고정적으로 장착되는 별개의 영구적 또는 반-영구적 베이스 유닛을 포함한다. 일부 실시예에서, 베이스는 의사의 팔 받침을 대체하거나 팔 받침에 장착되고, 그에 따라, 의사의 팔 및 손을 지지하기 위한 강도로 설계된다. 다른 실시예에서, 트레이 자체가, 예를 들어 클립, 스트랩, 클램프, 또는 확실한 장착을 가능하게 하는 다른 특징부를 이용하여, 고정구(팔 받침, 거니, 현미경, 등)에 직접적으로 장착된다.
모듈형 또는 하이브리드 수술 트레이
일부 실시예에서, 모듈형 또는 하이브리드 수술 장치 또는 트레이가 하나 이상의 재사용이 가능한 구성요소 및 (일부 실시예에서, 한 번의 사용 이후에 폐기될 수 있는 또는 일부 실시예에서 제한된 수의 사용 이후에 폐기될 수 있는) 하나 이상의 일회용 구성요소를 포함하고, 그들 각각의 적어도 일부가 멸균 작업 지역 내에 또는 그에 밀접하게 근접하여 수용된다. 예를 들어, 하나 이상의 일회용 구성요소가, 멸균 작업 지역 내에 존재하도록 구성된 멸균적 구성요소를 포함할 수 있고, 하나 이상의 재사용이 가능한 구성요소가, 일회용 멸균적 구성요소 내에 캡슐화된, 또는 멸균 작업 지역에 밀접하게 근접되어 유지되면서 (멸균 드레이프를 이용하여) 멸균 작업 지역으로부터 달리 격리된, 일회용 멸균적 구성요소 내에 적어도 부분적으로 수용되도록 구성될 수 있다.
전형적인 사용 시나리오에서, 하나 이상의 재사용이 가능한 구성요소가 반드시 멸균적인 것으로 간주되지 않는 한편, 하나 이상의 일회용 부분은 수술적 시술 중의 사용을 위해서 멸균 패키징 내에서 제공된다. 비-멸균적 재사용 가능 부분은 시스템의 멸균 부분과 함께 하나 이상의 기능을 제공하나, 하나 이상의 이유로, 재사용이 가능한 부분은 단일 사용 또는 일회용이 되도록 설계되지 않는다. 예를 들어, 재사용이 가능한 부분은, 너무 고가이거나, 너무 크거나, 너무 귀중하거나, 너무 낭비적이거나, 너무 위험하여 한번의 사용 이후에 폐기할 수 없는 또는 그렇게 인식될 수 있는 구성요소를 포함할 수 있다. 비제한적으로, 비용 절감, 환경적 영향 감소, 및 큰 판매 마진을 포함하는, 일회용 양태 및 재사용이 가능한 양태 모두를 통합하는 하이브리드 수술 트레이 시스템이 가지는 몇 가지 장점이 있다.
일부 실시예에서, 일회용 부분(들)은, 사용 중에 오염되거나, 한번의 사용 이후에 마모되거나, 달리 계속적인 사용 또는 복수의 사용에 적절하지 않게 되는 시스템의 구성요소를 포함할 수 있다. 이러한 구성요소는 (비제한적으로) 유체 배관 라인, 유체 연결부를 포함하는 유체 구성요소, 콕 마개(stopcock), 체크 밸브, 필터, 펌프 또는 그 부분(예를 들어, 펌프 배관, 연동 펌프 회전자 및 롤러, 및/또는 기타), 압력 및 유동 센서, 및/또는 기타; 눈이나 다른 수술 사이트 내로 삽입되는 기구(또는, 제거 가능한 바늘과 같은, 기구의 일부); 멸균 드레이프, 백, 쉘(shell), 또는 다른 커버링; 트레이, 외장(enclosures), 작업 표면, 기구 홀더, 및/또는 수술 트레이의 다른 구조적 요소를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 일회용품이 또한 전자장치, 전기적 상호 연결부, 및/또는 배터리를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 일회용품이 비제한적으로 섬유, 섬유 번들, 광 도체(light pipe), LED, 렌즈, 및/또는 기타를 포함하는, 광학적 구성요소를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 재사용이 가능한 부분(들)이, (일부 실시예에서, 하이브리드/모듈형 수술 장치의 설계에 의해서) 수술적 시술 중에 오염되지 않거나 멸균될 수 있거나 사용 후에 달리 오염제거될 수 있는 구성요소를 포함할 수 있다. 이러한 구성요소는 (비제한적으로) 전자장치, 디스플레이, 파워 공급원, 배터리, 펌프 또는 그 부분(예를 들어, 모터 및/또는 기어 조립체), 레이저, 광원, 광학적 구성요소, 압축기, 가스 공급원, 외장, 작업 표면, 기구 홀더, 수술 트레이의 다른 구조적 요소, 및/또는 기타를 포함할 수 있다.
(예를 들어, 일회용 구성요소 및 재사용이 가능한 구성요소 모두를 포함하는 하이브리드 또는 모듈형 시스템과 같은) 본 개시 내용에서 설명된 바와 같은 "복수-사용" 수술 트레이 시스템과 연관된 중요한 난제는, 적절한 멸균 시술과 관련된 시스템의 설계 및 이용을 보장하는 것 그리고 오염 위험의 고려사항이다. 특히, 트레이의 멸균적인 일회용 부분(들)과 비-멸균적인 재사용이 가능한 부분(들) 사이의 인터페이싱 요건이 난제를 제시한다. 많은 현재의 기술 수준의 수술 시스템에서, 재사용이 가능한 수술 조립체가 멸균 필드 및 멸균 사이트로부터 다소 먼 거리에 위치될 수 있고, 연장된 길이의 인터페이스(예를 들어, 전기 케이블, 광섬유, 공압/유체 배관, 및/또는 기타)가 재사용 가능 조립체를 일회용 조립체(예를 들어, 수술용 핸드헬드 기구)에 연결하기 위해서 멸균 및 비-멸균 장벽을 가로지른다. 그러나, 본 개시 내용의 실시예는, 멸균 작업 지역 내에서 또는 그에 밀접하게 근접하여, 비-멸균적 재사용 가능 부분 및 멸균적인 일회용 부분 모두를 포함한다.
이러한 기능적 인터페이싱을 성취하기 위한 하나의 기술은, 멸균적인 일회용 부분 및 비-멸균적인 재사용이 가능한 부분 사이에서 멸균 배리어가 유지되도록, 드레이프 또는 커버를 통한 하나 이상의 유형의(예를 들어, 전기적, 기계적, 광학적, 유체적, 및/또는 기타의) 인터페이싱을 허용하는 드레이프 또는 커버이다. 이러한 기능적 드레이프 기술의 예가 도 3a 내지 도 3c를 참조하여 이하에서 더 구체적으로 설명된다.
수술 작업실 셋팅의 표준 멸균 실무를 고수하면서, 멸균 작업 지역 내에서 또는 그에 밀접하게 근접하여 멸균적 구성요소와 비-멸균적 구성요소의(또는 일회용 구성요소와 재사용이 가능한 구성요소의) 기능적 인터페이싱을 성취하기 위한 다른 기술이 또한 본원에서 개시된다. 일부 실시예에서, 시스템의 멸균적인 일회용 부분은 (단독적으로 또는 하나 이상의 다른 일회용 부분 또는 재사용이 가능한 부분과 조합되어) 멸균적인 무균(aseptic) 용기로서의 작용을 하며, 그러한 용기는, 멸균 배리어가 수술적 시술 중에 항상 유지되도록, 비-멸균적 재사용 가능 부분(또는 복수의 비-멸균적 부분)을 봉입(enclose), 커버, 또는 달리 보호하거나 격리시킨다. 이는 바람직하게 드레이프 해결책일 수 있고, 그러한 해결책에서는, 일부 실시예에서, 보다 고비용의 또는 맞춤형으로(custom) 설계된 드레이프를 필요로 하지 않고, 일부 실시예에서, 멸균 드레이프를 통해서 천공하거나, 타공하거나, 달리 어떠한 것을 통과시킬 필요가 없는데, 이는, 일부 실시예에서, 멸균적인 일회용 부분이 비-멸균적인 재사용이 가능한 부분을 둘러싸거나 케이스화하기 때문이고, 둘 이상의 부분들 사이의 임의의 필요한 기능적 인터페이스가 직접적으로 이루어질 수 있기 때문이다. 그러나, 일부 실시예에서, 양 개념을 조합하는 것이 바람직할 수 있고, 다시 말해서, 기능적 인터페이스를 가지는 드레이프 및 비-멸균적 구성요소를 적어도 부분적으로 격리시키는 멸균적 구성요소 모두를 이용하는 것이 바람직할 수 있다.
비-멸균적 구성요소를 멸균 작업 지역으로부터 격리시키는 멸균적 구성요소의 예시적인 이용 시나리오에서, 무균적 전달 시술을 이용하여 포장을 개방하고 복수-사용 수술 트레이를 셋업한다. "손을 세정한(scrubbed in)" 그리고 적절하게 가운을 착용한(그에 따라, 오염되지 않은) 의사가 멸균 작업 지역 내에 존재할 수 있고, (멸균적인 것으로 간주되지 않는) 보조자가 멸균 작업 지역 외부에 존재할 수 있다. 보조자는 멸균 포장된 트레이(일회용 부분)를 개방하고 의사에게 제공할 수 있고, 보조자는 (멸균적인 것으로 간주되지 않는) 외부 포장에만 접촉하고 멸균 트레이 자체에는 접촉하지 않는다. 의사는, 포장의 외부와 접촉하지 않고, 일회용 트레이를 포장으로부터 제거할 수 있다. (전체 트레이가 수술적 시술 이후에 폐기되게 하고, 그에 따라 일회용 부분과 재사용이 가능한 부분 사이의 인터페이싱을 필요로 하지 않는) 단일 사용 트레이 실시예에서, 트레이가 이제 환자 근처에 셋업될 수 있고 의사가 시작할 수 있다. 복수-사용 또는 하이브리드 실시예에서, 의사는, 보조자가 비-멸균적인 재사용 가능 모듈을 내부에 배치할 수 있는 멸균 트레이의 부분인 무균 외장을 개방하거나 달리 접근할 수 있다. 이하에서 더 구체적으로 설명된, 본원에서, 예를 들어 도 12a 내지 도 12c, 도 13a 내지 도 13c, 및 도 14a 내지 도 14c에서 개시된, 여러 실시예는, 비-멸균적인 재사용이 가능한 모듈의 내부 삽입을 위한 무균적 외장 또는 공동을 포함하는 그러한 복수-사용 또는 하이브리드 수술트레이를 설명한다.
일부 실시예에서, (예를 들어, 전체적인 비용 및 낭비를 줄이는데 도움을 줄 수 있는) 수술 트레이의 일회용 부분의 크기를 감소시키기 위해서, 일회용 부분은, (기능적 요소를 포함하는) 재사용이 가능한 모듈을 수용할 수 있을 정도로(예를 들어, 완전히 또는 부분적으로 캡슐화할 수 있을 정도로) 충분히 크도록 설계되나, 재사용이 가능한 모듈에 대한 기능적인 인터페이싱을 필요로 하지 않는 트레이의 다른 구조적 양태 또는 지지 양태가 또한 재사용될 수 있게 설계될 수 있고, 예를 들어, 수술적 시술에 앞서서 드레이프될(draped) 수 있다. 일부 실시예에서, 일회용 부분이 또한, 비교적 얇은 플라스틱 또는 유사 재료를 포함할 수 있고(예를 들어, 사출 몰딩 또는 진공 형성이 저비용의 그리고 얇은 플라스틱 특징부를 위한 바람직한 선택사항이 된다), 부가적인 구조적 지지부가 상부에 놓이거나 달리 결합되는 재사용이 가능한 부분에 의해서 부가적인 구조적 지지부가 제공된다. 일부 실시예에서, 일회용 부분이 드레이프 또는 멸균 장벽으로서 기능할 수 있거나(일반적인 드레이프의 필요성을 감소시키거나 배제한다), 일부 실시예에서, 일회용 부분이 재사용 가능 부분 상에 배치되기 전에, 표준 멸균 드레이프가 재사용이 가능한 부분 상에서 이용될 수 있다.
특정 실시예는 또한 핸드헬드 기구를 재사용이 가능한 구성요소와 일회용 구성요소로 분할한다. 예를 들어, 눈으로 삽입되는 내부 조명기 기구 또는 다른 기구(예를 들어, 도 8a에 도시된 기구)의 바늘이 핸드피스의 나머지로부터 분리될 수 있고, 그에 따라 오염된 부분(예를 들어, 바늘)이 폐기될 수 있게 하는 한편, (예를 들어, 비용이나 다른 고려 사항으로 인해서 폐기하는 것이 바람직하지 않을 수 있는) 핸드피스의 나머지를 닦거나 달리 멸균화할 수 있거나, 대안적으로 오염 방지를 위해서 시술 중에 "백에 넣어지거나" 드레이프될 수 있다. 핸드헬드 유리체 또는 조직 절단기의 바늘(들) 및 흡입 유체 구성요소와 같이, 일부 실시예에서, 연성-선단부 배출 기구(soft-tip extrusion instrument) 또는 렌즈 제거 장치가, 새로운 멸균적 구성요소로의 교체를 위해서 핸드피스의 나머지로부터 분리되도록 구성될 수 있다. 유사하게, 일회용 요소를 재사용이 가능한 요소로부터 분리하기 위해서, 다이아테르미(diathermy) 바늘 조립체가 핸드피스의 나머지로부터 분리되도록 구성될 수 있다.
기능적 인터페이스
본원에서 개시된 수술 시스템의 여러 실시예는, 일회용 및/또는 멸균적 구성요소가 재사용이 가능한 및/또는 비-멸균적 구성요소와 기능적으로 결합될 수 있게 하기 위한 하나 이상의 기능적 인터페이스를 포함한다. 그러한 기능적 인터페이스는, 예를 들어, 재사용이 가능한 및/또는 비-멸균적 구성요소가 파워, 광, 유체, 전자 통신, 및/또는 여러 가지 다른 기능을 일회용 구성요소 및/또는 멸균적 구성요소로 제공할 수 있게 하고, 일회용 구성요소 및/또는 멸균적 구성요소가 하나 이상의 수술적 기능을 실시하게 할 수 있다. 멸균적 구성요소와 비-멸균적 구성요소 사이에서 이용될 수 있는 기능적 연결부 또는 인터페이스의 몇몇 예가 본원에서 개시된다. 예를 들어, 도 2a 내지 도 2k는, 이하에서 더 구체적으로 설명되는 바와 같은, 여러 가지 기계적 회전 커플링을 도시한다. 그러한 커플링은, 예를 들어, 재사용 가능 모터 또는 기어박스가 일회용 펌프 헤드와 결합되게 할 수 있다. 도 3a 내지 도 3c는 맞춤형의 수술용 드레이프 내의 여러 기능적 인터페이스를 도시한다. 일부 실시예에서, 도시된 개념이 또한 멸균적 구성요소와 비-멸균적 구성요소 사이의 직접적인 기능적 연결부 내에서 이용될 수 있다. 도 4c는, 예를 들어, 전기적 파워 및/또는 전자적 통신을 전달하기 위해서 전기적 인터페이스를 이용하는 실시예를 포함하는, 여러 실시예와 함께 이용될 수 있는 전기적 기능적 인터페이스의 예를 도시한다. 도 4c에 도시된 실시예는, 전기적 파워 및/또는 전자 통신을 위한 경로를 제공하기 위해서, 교합되는(mating) 전기-전도성 콘택들을 이용하는 예를 도시한다. 그러나, 일부 실시예에서, 파워 및/또는 통신이 비-콘택 또는 비-전기적 수단을 통해서 전달된다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 전기 파워가 무선 및/또는 유도적 커플링을 이용하여 전달될 수 있다. 일부 실시예에서, 통신이, 광학적 커플링, 및/또는 기타를 통해서, 무선으로 전달될 수 있다. 일부 실시예에서, 기능적 인터페이스가, 시스템의 사용자로 하여금 재사용이 가능한 구성요소의 전자적 디스플레이, 광, 및/또는 기타를 볼 수 있게 하는 투명한(또는 적어도 부분적으로 투명한) 윈도우, 개구부, 또는 멸균적 구성요소의 부분(예를 들어, 도 4e에 도시된 개구부(408))을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 전기적 기능적 인터페이스가 전도성 연결부, 유도적 인터페이스, 및/또는 기타를 포함한다. 일부 실시예에서, 광학적 기능적 인터페이스가, 재사용이 가능한 구성요소로부터 일회용 구성요소로 광을 전달할 수 있는 광 도체 구성요소 및/또는 기타를 포함한다. 일부 실시예에서, 유체가 재사용이 가능한 구성요소로부터 또는 재사용이 가능한 구성요소로 전달될 수 있게 하기 위해서, 기능적 인터페이스가 유체 연결부를 포함한다.
일부 실시예에서, 멸균적인 일회용 트레이(또는 트레이의 구성요소)와 비-멸균적인 재사용이 가능한 구성요소 또는 모듈 사이의 인터페이스가: 전기적; 기계적; 광학적; 유체적; 및/또는 기타의 것 중 하나 이상일 수 있다. 일부 실시예에서, 전기적 기능적 인터페이스가 (예를 들어, 도 4c에 도시된 바와 같은) 단일 또는 복수-전도체 연결부, 스프링 또는 스프링 콘택, "골드 핑거(gold finger)" 연결부, 연부 연결부, 및/또는 기타를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 전기적 인터페이스가 또한 유도적 링크 또는 무선 링크를 통해서 이루어질 수 있다. 일부 실시예에서, 전기적 인터페이스가 또한 단일 또는 복수-전도체 케이블 또는 코드, 잭, 플러그, 및/또는 기타를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 일회용 트레이(또는 그 구성요소) 상의 전기적 콘택 및 재사용이 가능한 모듈의 전기적 콘택이 트레이 및/또는 모듈 상의 기계적 특징부에 의해서 정렬되도록, 전기적 인터페이스(또는 기능적 인터페이스의 다른 유형)가 설계될 수 있다. 일부 실시예에서, 재사용이 가능한 모듈이 또한, 유선 또는 무선 인터페이스를 통해서, 발 페달, 외부에 위치된 파워 공급부, 또는 별개의 수술 콘솔과 같은, 외부에 위치된 구성요소와 연결될 수 있다.
일부 실시예에서, 기계적인 기능적 인터페이스가 재사용이 가능한 모터와 (예를 들어, 도 18에 도시된 바와 같은, 연동 펌프 회전자, 롤러, 및 배관을 포함하는) 일회용 펌프 헤드 또는 재사용이 가능한 펌프 헤드와 일회용 연동 배관 사이의 커플링을 포함할 수 있다(예를 들어, 의사 또는 다른 사용자가 재사용이 가능한 펌프 헤드 위로 단일-사용의 또는 제한된-사용의 연동 배관을 연신시키거나 달리 설치할 수 있다). 일부 실시예에서, 기계적 인터페이스가 또한, 예를 들어, 핸드헬드 기구와 같은 비-인접 시스템을 작동시키기 위해서, 벨트, 체인, 동력전달 코일, 토크 코일, 회전 케이블, 및/또는 기타에 연결된 모터 또는 다른 액추에이터를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 모터 또는 액추에이터와 그 교합 구성요소 사이의 인터페이스가 스플라인 커플링, 스파이더(spider) 커플링, 샤프트 커플링, 등과 같은 기계적 링키지 또는 커플링일 수 있다. 이하에서 설명되는 바와 같이, 회전식 기계적 커플링의 일부 예가 도 2a 내지 도 2k에 도시되어 있다.
일부 실시예에서, 광학적 기능적 인터페이스가 재사용이 가능한 광원과 일회용 섬유, 섬유 번들, 광 도체, 및/또는 다른 도파관(waveguide) 사이의 커플링을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 광원이 내부 조명을 위한 LED(일부 실시예에서, RGB 또는 백색) 또는 백색 광 램프, 치료용 레이저(예를 들어, 532 nm 또는 1064 nm 광응고법(photocoagulation)), 또는 (예를 들어, 광 간섭성 단층촬영기술(optical coherence tomography)을 위한) 이미징 레이저일 수 있다. 일부 실시예에서, 인터페이스가, 광을 시스템의 재사용이 가능한 부분으로부터 일회용 부분으로 안내하거나 결합시키는데 있어서 도움을 주기 위한, 렌즈, 거울, 섬유, 섬유 번들, 프리즘, 광 도체 및 도파관, 및/또는 다른 광학적 요소를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 유체 기능적 인터페이스가 일회용의 가요성 배관과 재사용이 가능한 센서(예를 들어, 압력 센서, 유동 센서, 유체 센서, 및/또는 기타) 사이의 또는 일회용의 가요성 배관과 압축기, 압축 가스, 가압된 액체, 펌프, 및/또는 기타와 같은 공압 또는 유체 공급원 사이의 인터페이스를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 인터페이스는, 재사용이 가능한 구성요소와 일회용 구성요소가 서로에 대한 희망 위치에서 결합될 때, 조합될 때 또는 달리 배치될 때 교합되는 유체 연결부들을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 멸균적인 일회용 트레이(또는 그 구성요소)가, 예를 들어 재사용이 가능한 모듈 내로 통합된 하나 이상의 디스플레이의 사용자가 관찰할 수 있게 하기 위해서, 투명한 또는 부분적으로 투명한 재료를 포함하는 광학적 기능적 인터페이스를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 멸균적인 일회용의 트레이(또는 그 구성요소)가, 사용자로 하여금 멸균적인 일회용 트레이를 통해서 재사용이 가능한 모듈 상에 위치된 버튼을 작동시킬 수 있게 허용하도록 구성된, 얇거나, 가요적이거나, 달리 유연하거나 순응적인 재료를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 멸균적인 일회용 트레이가 얇은 진공 형성된 플라스틱 및/또는 기타를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 사용시에 (광학적 인터페이스에서와 같은) 재료의 일부만이 투명하게 유지되도록, 투명 재료의 일부가 도색되거나, 염색되거나, 달리 불투명하게 만들어질 수 있다.
재사용이 가능한 구성요소가 일회용 구성요소에 결합될 때(또는 일회용 구성요소에 대한 희망 위치 내에 달리 배치될 때), 희망 위치 또는 구성으로 자동적으로 결합되거나 배치되도록, 본원에서 개시된 기능적 인터페이스 중 임의의 기능적 인터페이스가 구성되거나 배치될 수 있다. 대안적으로, 재사용이 가능한 구성요소가 일회용 구성요소에 결합되기 전에 또는 그 후에, 사용자에 의해서 수동적으로 결합되도록, 하나 이상의 기능적 인터페이스가 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 재사용이 가능한 부분(들) 및/또는 일회용 부분(들)이, 부분들 및/또는 그들의 기능적 인터페이스들을 교합 또는 상호 연결하는데 도움을 주기 위해서 그 부분들을 정렬, 합치(register), 또는 달리 배치하는 것을 돕는 특징부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나의 또는 두 부분 모두가 전기적 콘택들 또는 상호 연결부들, (예를 들어, 재사용이 가능한 모터 샤프트와 일회용의 연동 펌프 회전자, 캠, 및/또는 기타 사이의, 또는 재사용이 가능한 펌프 회전자 및 롤러 및 일회용 연동 배관 사이의) 기계적 상호 연결부들, (예를 들어, 일회용 부분을 재사용이 가능한 센서, 공압 또는 유체 공급원, 압축 가스, 연동 펌프, 벤투리 펌프, 및 다른 펌프, 및/또는 기타에 연결하기 위한) 공압적 또는 유체적 상호 연결부들, 및/또는 (예를 들어, 일회용 부분을 재사용이 가능한 광원, 레이저, 및/또는 기타에 연결하기 위한) 광학적 상호 연결부들을 정렬하거나 연결하는데 도움을 주기 위한 특징부를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 시스템의 상이한 구성요소들을 정렬 또는 고정하기 위해서 자석이 또한 이용될 수 있다. 일부 실시예에서, 재사용이 가능한 모듈이 자동적으로 파워 공급되거나 달리 활성화되거나 인에이블링될(enabled) 수 있거나, 멸균적인 일회용 트레이(또는 그 구성요소)에 장착되거나 그 내부에 설치될 때(또는 달리 결합될 때), 적절하게 "도킹되었다는 것(docked)"을 결정하기 위한 수단을 가질 수 있다.
수술 트레이 콘솔
도 1a 내지 도 1f는, 안과의 수술적 시술을 위해서 이용될 수 있는 수술 트레이(10)의 실시예를 도시한다. 도 1a는 환자(2)와 함께 사용되는 동안의 수술 트레이(10)의 상부도 또는 상면도를 도시한다. 이러한 실시예에서, 수술 트레이(10)는, 환자의 머리 주위에 위치되도록 성형된 공극 또는 절개부(102)를 포함한다. 도 1b 내지 도 1f는 수술 트레이(10) 및, 수술 트레이(10)가 수술 테이블, 의자, 또는 거니(13)에 장착될 수 있는 방식을 추가적으로 도시한다. 일부 실시예에서, 도 1c에 도시된 바와 같은 수술 테이블(13)은, 도 1b에 더 구체적으로 도시된, 손목 지지부와 같은, 지지부(12)를 포함한다. 지지부(12)는, 지지 바아(16) 및 수술 테이블(13)의 헤드에 연결되도록 구성된 단부(14)를 포함한다. 도 1e에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에서, 수술 트레이(10)는, 베이스 부분(104)과 교합되도록 구성된 상단 부분(101)을 포함할 수 있다. 여기에서 도시된 실시예에서, 베이스(104)는, 바람직하게, 상단 부분(101)을 테이블(13)에 효과적으로 그리고 구성 가능하게(configurable) 장착할 수 있게 하는 장착 구조물로서 의도된 것이다. 일부 실시예에서, 본원에서 더 설명되는 바와 같이, 베이스 부분은, 예를 들어, 모터 및/또는 펌프, 전자장치, 및/또는 기타와 같은, 추가적인 기능적 특징부를 포함할 수 있다. 베이스(104)는, 그러한 베이스(104)를 테이블(13)의 지지부(112)에 부착 또는 결합할 수 있게 허용하도록 구성된 하나 이상의 슬롯(106) 또는 다른 특징부를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 스트랩을 이용하여 베이스(104)를 지지부(112)에 대해서 유지하고, 스트랩은 슬롯, 홈, 또는 함몰부(106)를 통과한다. 일부 실시예에서, 수술 트레이(10)는, 특히, 상단 부분(101)과 베이스(104) 사이의 임의의 처짐(slack)을 제거하여 상단 부분(101)과 베이스(104) 사이의 견고한 연결을 유지하는데 도움을 주기 위해서, 베이스(104)의 상단 상에 배치되는 패드(108)를 포함한다.
도 1f에서 확인될 수 있는 바와 같이, 일부 실시예에서, 수술 트레이가 베이스에 활주식으로 결합되도록 구성된다. 이러한 실시예에서, 수술 트레이 상단 부분(101)은, 베이스(104)와 결합되는 래치(126)를 포함한다. 일부 실시예에서, 레버 또는 스위치 또는 핸들(124)은, 수술 트레이(10)의 사용자로 하여금 상단 부분(101)을 제 위치에서 베이스(104)와 선택적으로 결합 또는 결속시킬 수 있게 한다. 일부 실시예에서, 예를 들어 상이한 크기들의 환자들 및/또는 사용자의 기호를 수용하기 위해서, 상단 부분(101)을 복수의 위치에서 결속할 수 있도록, 래치(126)가 조정될 수 있다. 예를 들어, 수술 트레이(10)의 저면도인 도 1f에 도시된 실시예에서, 상단 부분(101)은 완전한 결합 위치의 대략 절반인 위치에서 제 위치에 결속된 것으로 도시되어 있다.
상단 부분(101), 베이스(104), 및 지지부(112)의 분해도인 도 1e는 수술 트레이(10)의 몇몇 특징부를 도시한다. 예를 들어, 수술 트레이(10)는 하나 이상의 핸드피스 또는 수술 도구(110)를, 본 실시예에서 4개의 핸드피스(110)를 포함한다. 핸드피스(110)는, 예를 들어, 유리체 절단, 다이아테르미 또는 전기소작법, 조명, 및/또는 기타와 같은, 수술적 기능을 실시하기 위한 하나 이상의 도구를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 핸드피스(110)가 케이블 또는 테더(112)를 통해서 상단 부분(101)에 테더링된다. 일부 실시예에서, 케이블 또는 테더(112)가, 예를 들어, 파워 전달, 전자 통신, 공압적 또는 광학적 방법과 같은 다른 방법을 통한 소통, 및/또는 기타와 같은 하나 이상의 특징부를 포함한다.
수술 트레이(10)는, 핸드피스가 요구될 때까지 및/또는 수술적 시술들 사이에서 핸드피스를 제 위치에서 유지하기 위해서 핸드피스(110)와 결합되도록 구성된 복수의 함몰부 또는 저장 구조물(111)을 더 포함한다. 수술 트레이(10)는, 예를 들어, 유체 주입, 오일 주입, 공기 주입, 및/또는 기타와 같은, 수술 트레이(10)의 복수의 기능을 제어하기 위한 복수의 제어부(114)를 더 포함한다. 수술 트레이(10)는, 수술 트레이(10)의 하나 이상의 장치에 대한 파워 공급을 위해서 동작되도록 구성된 파워 버튼(116)을 더 포함한다. 수술 트레이(10)의 하나 이상의 디스플레이 또는 표시부 및/또는 광원(118)은 수술적 시술 중에, 예를 들어, 사용자나 의사에게 정보가 전달되게 할 수 있다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 디스플레이 또는 표시부(118)가, 예를 들어 현미경 상에서 또는 벽 상에서, 수술 트레이(10)로부터 분리되어 위치될 수 있고 유선 또는 무선 연결부를 통해서 트레이에 연결될 수 있다. 수술 트레이(10)는 유체 저장용기 수용부(120) 및 평형 염류 용액(balanced salt solution)(BSS) 병, 용기, 멸균적 외장, 또는 다른 홀더(122)를 더 포함한다. 이러한 실시예에서, 모터가, 도 1f에 도시된, 펌프 헤드(123)에 제거 가능하게 및/또는 제거될 수 있게 결합되도록 구성될 수 있다. 펌프 헤드는 펌프 입력 및/또는 출력 관(123)을 더 포함한다. 일부 실시예에서, 예를 들어, 비교적 고가의 및/또는 고-품질의 모터가 이용될 수 있게 하는 한편, 펌프 헤드(123)를 포함하는, 수술 트레이(10)의 나머지가 한번의 시술 또는 미리 결정된 수의 시술 이후에 폐기될 수 있도록, 수술 트레이(10) 및/또는 펌프 헤드(123)로부터 모터가 제거될 수 있게 하는 것이 바람직할 수 있다. 모터를 펌프 헤드(123)에 결합하기 위해서 이용될 수 있는 커플링 메커니즘의 여러 실시예가 도 2a 내지 도 2k를 참조하여 이하에서 더 구체적으로 설명된다.
일부 실시예에서, 예를 들어, 도 1a 내지 도 1f에 도시된 수술 트레이(10)와 같은, 본원에서 개시된 하나 이상의 수술 트레이가, 전체가 본원에서 참조로 포함되는, "멸균적 수술 트레이"라는 명칭의 미국 특허 제8,568,391호에서 개시된 것과 유사한 하나 이상의 특징부 및/또는 그렇게 개시된 것과 유사하게 동작될 수 있는 하나 이상의 특징부를 포함할 수 있다.
상이한 실시예들이, 트레이의 기능을 제어하는 제거 가능한 및/또는 제거될 수 없는 전자장치를 포함할 수 있다. 전자장치가 하나 이상의 마이크로제어기(들), 마이크로프로세서(들), 마이크로전자장치, 및/또는 기타를 포함할 수 있고; 전자장치가, 비제한적으로, 압력, 진공, 유동, 온도, 광 세기, 전압/전류/파워, 및 관성 측정을 포함하는, 다양한 센서 중 임의의 센서를 포함할 수 있다. 전자장치가 또한 저비용이 되도록, 그리고 그에 따라, 한번의 사용이나 제한된 수의 사용 이후에 폐기될 수 있도록 설계될 수 있다. 전자장치가, 제조자에 의해서 의도된 것을 넘어서는 전자장치의 이용을 방지하는 소프트웨어 또는 하드웨어 특징부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자장치가 단일 사용 이후에 동작 불가능해질 수 있고, 그에 따라 (예를 들어, 시스템이 더 이상 멸균적이 아닌 것에 기인하여) 환자에 대한 안전 위험을 제기할 수 있는 재사용을 방지할 수 있고 제조자를 위한 판매 매출을 보호할 수 있다. 일부 실시예에서, 전자장치는 또한 제한된 수의 사용 동안, 제한된 시간량 동안 동작하도록, 또는 미리-규정된 만료 일자까지 동작하도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 이는, 신뢰 가능하다고 간주되는 정도를 넘어서서 시스템을 이용하는 것을 방지하는데 있어서 유용할 것이다(예를 들어, 특정 구성요소가, 위험해지는 고장 가능성 이전까지, 제한된 수로 이용될 수 있거나, 시스템의 특정 구성요소의 효율성 또는 멸균성이 제한된 보관-수명을 가질 수 있다). 이는 또한 예약-스타일의 판매 모델(subscription-style sales model)에서 이용될 수 있고, 이때 의사 또는 병원은 부가적인 수술적 시술을 위해서 시스템을 이용하기 위해서 또는 시스템의 부가적인 기능성을 부가/잠금해제(unlock)하기 위해서 부가적인 크레디트(credit)를 구매할 수 있다. 일부 실시예는 또한 재사용을 제한하는 비-전자적 및 비-소프트웨어적 수단을 이용할 수 있고; 예를 들어 핸드피스 및/또는 트레이 구성요소가, 가압 멸균기(autoclave)의 멸균화를 견디지 못하는 재료로 제조될 수 있다.
일부 실시예에서, 트레이가 내부 전력 공급부 또는 AC 벽 파워를 낮은 전압 DC로 변환하는 변압기 및 정류기를 포함할 수 있다. 그러한 트레이가, 대안적으로, 트레이로부터 분리된 파워 공급부(예를 들어, "월-워트(wall-wart)" 변압기 또는 외부의 브릭 파워 공급부(brick power supply))를 이용할 수 있다. 트레이가 또한 하나 이상의 단일-사용(일차적) 배터리(예를 들어, 알칼라인, 리튬 망간, 또는 다른 화학물질) 또는 재충전 가능(이차적) 배터리(예를 들어, Li-이온, Li-Poly, NiMH, NiCd, 또는 다른 화학물질)에 의해서 파워를 공급 받을 수 있다. 일부 실시예에서, 배터리가, 트레이 자체로부터 제거될 수 있는 독립적인 배터리 팩으로서 구성될 수 있다. 또한, 트레이가 결합되는 별개의 콘솔 시스템으로부터 또는 수술용 현미경으로부터 (전기적, 공압적, 및/또는 다른) 파워를 유도할 수 있다.
트레이 자체로부터 분리된 재사용이 가능한 영구적인 또는 반-영구적인 베이스를 포함하는 실시예에서, 트레이 제조 비용의 절감, 낭비 감소, 및 고품질의 재사용이 가능한 구성요소 이용을 포함하는 장점을 위해서, 베이스가: 전자장치; 디스플레이; 센서(예를 들어, 압력, 유동); 파워 공급부; 하나 이상의 일차적인 또는 이차적인 배터리 또는 배터리 팩; 예를 들어 주입, 흡입, 및/또는 공압식 또는 수압식 기구의 구동을 위해서 이용하기 위한 펌프 또는 펌프의 구성요소 및 하위-조립체(예를 들어, 모터 및 구동 회로망); (예를 들어, 유리체 절단기 또는 다른 기계적인 기구에 연결된 동력전달 케이블 또는 토크 코일을 이동 또는 회전시키기 위한) 핸드피스 구동 모터; 내부 조명 광원; 광응고 레이저 중 임의의 하나 또는 몇몇을 포함하도록 설계될 수 있다. 베이스 및 트레이는, 그러한 트레이가 임시적으로 그러나 신뢰 가능하게 베이스에 부착될 수 있게 할 뿐만 아니라, 예를 들어 상이한 환자 기하형태들을 수용하기 위해서, 트레이의 위치를 조정하거나 달리 병진운동시킬 수 있게 하는 특징부를 구현할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 이러한 특징부의 일부 또는 전부가, 수술 트레이 및 핸드피스의 기능을 제어하기 위해서 이용되는 발 페달(또는 하나 초과의 발 페달) 내에 위치될 수 있다. 발 페달이 전기적 연결부(예를 들어, 케이블 조립체), 공압식/수압식 연결부(예를 들어, 배관), 광학적 연결부(예를 들어, 조명, 레이저 치유, 이미징, 등을 위해서 이용될 수 있는 광대역의 또는 좁은 파장의 광을 위한 하나의 또는 복수의 광섬유), 및 기계적 링키지 연결부(예를 들어, 발 페달 외장 내에 위치된 모터, 피스톤, 등의 운동을 트레이 또는 핸드피스로 전달하기 위한 동력전달 케이블 또는 토크 코일)를 통해서 트레이 및/또는 핸드피스로 테더링될 수 있다. 관련된 실시예에서, 발 페달이 이러한 요소 중 일부를 수용할 수 있으나, 펌프와 환자 사이의 배관 길이가 최소화되도록, 베이스 유닛 또는 트레이 내에 위치된 (예를 들어, 주입 및/또는 흡입을 위한) 펌프로 연결될 수 있다.
별개의 베이스 내의 펌프 모터 및/또는 핸드피스 구동 모터를 가지는 실시예에서, 펌프 모터가 트레이 내의 펌프 헤드에 연결될 수 있고, 구동 모터는, 트레이가 베이스 상에 장착되거나 배치될 때 정렬되고 결합되는 스플라인 커플링, 샤프트 커플링, 또는 유사물을 통해서, 동력전달 케이블 또는 토크 코일로 결합될 수 있다. 도 2a 내지 도 2k는, 모터 출력 샤프트 및/또는 토크 전달 메커니즘(204)을 펌프 헤드(202)로 제거 가능하게 결합시킬 수 있도록 구성될 수 있는 커플링 또는 커플링 메커니즘(205)의 다양한 실시예를 도시한다. 본원에서 도시된 실시예는 펌프-측 커플링 부분(206) 및 모터-측 커플링 부분(208)을 포함한다. 도 2a 내지 도 2c에 도시된 실시예에서, 펌프-측 커플링 부분(206)은, 모터 커플링 부분(208)의 암놈형 스플라인과 결합되도록 구성된 숫놈형 스플라인을 포함한다. 숫놈형 스플라인(206)은, 토크가 모터로부터 펌프 헤드(202)로 전달될 수 있게 하기 위해서 암놈형 스플라인(208)과 활주 가능하게 결합되도록 구성된다. 도 2d는, 숫놈형 부분(206) 및 암놈형 부분(208)이, 토크 전달을 가능하게 하는 육각형 헤드 볼트 및 소켓과 유사한, 교합되는 편평부들(mating flats)을 포함하는, 커플링(205)의 실시예를 도시한다. 도 2e 내지 도 2k는, 펌프-측 부분(206)의 교번적인 피크 및 공극이 모터-측 부분(208)의 교번적인 피크 및 공극과 결합되어 토크 전달을 가능하게 하는, 다양한 실시예를 도시한다. 여러 가지 다른 제거 가능한 토크 전달 커플링이 대안적으로 이용될 수 있다. 다른 실시예에서, 펌프 모터 및 펌프 헤드가 용이하게 분리될 수 없고, 그 대신에, 펌프 배관이 펌프 헤드로부터 분리될 수 있다.
기능적 멸균 장벽
일부 실시예에서, 안과 수술 시스템은, 트레이를 베이스 상에 배치하기에 앞서서 멸균 장벽을 생성하기 위해서 비-멸균적인 영구적 베이스를 드레이프하기 위해서 이용될 수 있는, 드레이프와 같은, 맞춤형 멸균 배리어를 포함한다. 일부 실시예에서, 드레이프가 베이스 및 트레이에 형상 맞춤-피팅될 수 있다. 일부 실시예에서, 드레이프는, 광, 전기, 기계적 장치, 및/또는 기타가 통과할 수 있게 하는 하나 이상의 특징부와 같은, 하나 이상의 기능적 특징부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 드레이프가, 베이스 내의 디스플레이가 관찰될 수 있게 하기 위한 하나 이상의 투명 윈도우를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 드레이프는, 트레이와 베이스 사이에서 전기적, 기계적, 및/또는 유체적/공압적 연결부가 만들어질 수 있게 하기 위해서, 트레이가 베이스에 장착될 때, 파괴되거나 뚫리는 천공부를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 드레이프가 어떠한 천공부도 가지지 않을 수 있으나, 그럼에도 불구하고, 트레이와 베이스가 교합될 때, 특정 지역에서 천공되거나 타공될 수 있다. 일부 실시예에서, 셋업 프로세스 중에 멸균 장벽이 유지되는 것을 보장하기 위해서, 천공이 발생되기 전에, 트레이 및 베이스가 천공하고자 하는 지역 주위에 밀봉부를 형성할 수 있다. 일부 실시예에서, 드레이프를 파괴하거나 뚫지 않고 또는 멸균 장벽을 달리 손상시키지 않고 하나 이상의 전기적 연결부가 베이스와 트레이 사이에 만들어질 수 있도록, 드레이프가, 통합된 전기적 콘택을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 이러한 전기적 콘택이 드레이프 재료 내로 별개의 콘택을 통합하는 것에 의해서 형성될 수 있거나, 드레이프 재료 자체가, 전기 전류가 얇은 드레이프 재료를 통해서 유동할 수 있도록 그러나 복수의 인접한 전류 경로가 서로 상호 작용하지 않도록, 이방적으로 전도적인 적절한 영역 내의 재료로 이루어질 수 있거나 그러한 재료를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 전기적 파워가, 드레이프의 대향 측면들 상에 위치된 2개의 안테나의 유도적 커플링을 통해서 또는 유사한 무선 파워 전달 방법을 통해서 드레이프를 경유하여 무선으로 전달된다.
도 3a는, 복수의 기능적 특징부들을 포함하는 드레이프(300)의 실시예의 상면도를 도시한다. 드레이프(300)는, 수술 중에 멸균 장벽을 유지할 수 있게 하기 위해서, 예를 들어 수술 트레이의 베이스 부분 및/또는 환자의 헤드 위에 드레이프되도록 구성되고 및/또는 성형되고 및/또는 크기를 가지는 가요성 재료의 시트(302)를 포함한다. 일부 실시예에서, 드레이프는, 이하에서 더 설명되는 바와 같이, 도 4f에 도시된 바와 같이, 수술 트레이의 베이스 부분과 상단 부분 사이에 적어도 부분적으로 배치되도록 구성된다. 도 3에 도시된 실시예에서, 드레이프(300)가 단순함을 위해서 직사각형으로 도시되어 있지만; 다른 실시예에서, 드레이프가 수술 트레이의 적어도 일부 위에서 미리 결정된 구성으로 배치될 수 있도록, 드레이프(300)가 달리 성형될 수 있고 및/또는 맞춤-피팅될 수 있다.
드레이프(300)는, 사용자가 수술 트레이의 하나 이상의 디스플레이를 통과하여 관찰할 수 있게 허용하도록 배치된 투명 영역과 같은, 2개의 윈도우(304)를 포함한다. 예를 들어, 이하에서 더 설명되는 바와 같이, 사용자가 도 4a에 도시된 디스플레이(118)를 관찰할 수 있도록, 윈도우(304)가 배치될 수 있다. 드레이프(300)는, 그러한 드레이프(300)가 위치 내로 배치될 때 천공된 지역(306)이 파열 및/또는 제거될 수 있게 하여, 기능적 장치가 통과할 수 있게 하는, 천공부를 포함하는 천공된 지역(306)을 더 포함한다. 예를 들어, 전기적 연결부가 통과할 수 있고, 기계적 커플링이 통과할 수 있고, 공압식 및/또는 수압식 커플링이 통과할 수 있으며, 광학적 커플링이 통과할 수 있고, 기타 등등이 이루어질 수 있다. 드레이프(300)가 대안적인 천공부 구성(308)을 더 포함한다. 천공부(308)는, 예를 들어 관형 또는 다른 기능적 부재가 통과할 수 있게 하는, 십자가 형상의 천공부를 포함한다.
일부 실시예에서, 드레이프(300)의 하나 이상의 기능적 지역이, 천공부(308) 주위의 원형 지역으로서 도 3a에서 도시된, 밀봉 부분(310)을 포함한다. 밀봉 부분(310)은, 예를 들어, 천공부(308)가 파열되거나 찢어지거나 개방되기 전에 수술 트레이의, 예를 들어, 상단 부분 및 하단부분 사이에 멸균 밀봉부를 형성할 수 있거나 형성에 도움을 주는 재료를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 밀봉 부분(310)이 고무와 같은 탄성적인 재료를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 밀봉 부분(310)은, 일차적인 드레이프 재료(302) 보다 더 경직적인 재료의 링(또는 달리 성형된 재료)을 포함한다.
일부 실시예에서, 드레이프(300)가 전기적 콘택 부분 또는 영역 또는 블록(312)을 포함한다. 이러한 실시예에서, 전기적 콘택 부분(312)은, 드레이프(300)의 일 측면 상의 교합 콘택이 드레이프(300)의 대향 측면 상의 교합 콘택과 전기적으로 소통될 수 있게 하는 전기 전도성 재료와 같은, 복수의 전기적 콘택(314)을 포함한다. 도 3b는 전기적 콘택 부분(312)의 횡단면을 도시한다. 이러한 실시예에서, 복수의 전기적 콘택(314)이 드레이프(300)의 일 측면으로부터 드레이프(300)의 다른 측면으로 통과되고, 그에 따라, 멸균 측면과 같은, 스트리트(street)(300)의 하나의 측면으로부터, 비멸균 측면과 같은, 드레이프(300)의 다른 측면까지 전류가 통과할 수 있게 한다는 것을 도 3b에서 확인할 수 있다.
도 3c는 전기적 콘택 부분(312')의 대안적인 실시예의 횡단면을 도시한다. 이러한 실시예에서, 전기적 콘택 부분(312')은, 예를 들어 드레이프(300)의 일 측면으로부터 드레이프(300)의 다른 측면으로, 일방향을 따라 전류가 통과할 수 있게 하나 횡방향 또는 수직 방향으로는 통과할 수 없게 하는, 도 3c에서 개략적으로 도시된 바와 같은, 이방적으로 전도적인 재료를 포함한다. 따라서, 트레이의 상단 부분의 복수의 전기적 콘택은, 전기적 콘택 부분 상의 복수의 분리된 전기 콘택을 필요로 하지 않고, 전기적 콘택 부분(312')을 통해서 수술 트레이의 하단 부분의 복수의 전기적 콘택과 전기적으로 소통되도록 구성될 수 있다. 이는, 특히, 제조 비용의 감소 및/또는 수술 트레이에 대한 드레이프의 배치 공차의 증가를 가능하게 할 수 있다.
모듈형 수술 트레이 시스템
일부 실시예에서, 본원에서 개시된 바와 같은 수술 트레이가, 하나 이상의 모듈이 결합되도록 구성된 베이스 또는 재사용이 가능한 부분을 가지는, 모듈형 시스템일 수 있다. 일부 실시예에서, 베이스 부분은, 적어도 미리 결정된 수의 시술 및/또는 사용 기간 동안, 재사용이 가능하도록 구성되는 한편, 실시예에서 모듈의 하나 이상이, 예를 들어 일회의 사용 이후에, 폐기될 수 있도록 구성된다. 일부 실시예에서, 모듈 수술 트레이 시스템은, 재사용이 가능한 하단 트레이 부분에 결합되는 일회용 상단 트레이 부분을 포함한다. 일부 실시예에서, 모듈형 수술 트레이 시스템은, 모터/펌프 모듈, 유체 저장용기 수용부 모듈, 파워 어댑터 모듈, 하나 이상의 핸드피스를 포함하는 모듈형 공구 삽입체, 및/또는 기타와 같은, 하나 이상의 기능적 모듈의 삽입을 위한 하나 이상의 위치를 가지는 재사용이 가능한 트레이를 포함한다.
일부 실시예에서, 베이스 부분과 같은, 모듈형 수술 트레이 시스템의 재사용이 가능한 부분은, 하나 이상의 모듈의 하나 이상의 일회용 기능적 유닛에 대해서 결합, 소통, 및/또는 기타가 이루어지도록 구성된 하나 이상의 재사용이 가능한 기능적 유닛을 포함한다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 재사용이 가능한 베이스 부분은, 일회용 모듈 부분의 일회용 펌프 하우징과 결합되도록 구성된 모터를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 수술 트레이 시스템 또는 조립체의 베이스 부분과 같은, 재사용이 가능한 부분이, 하나 이상의 수술 도구의 동작을 제어하도록 및/또는 일회용 부분의 수술 도구 및/또는 하나 이상의 제어부로부터의 조건 또는 입력을 검출하도록 구성된 전기적 프로세싱 유닛을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 모듈형 수술 트레이 시스템은, 재사용이 가능한 또는 베이스 부분과 일회용 또는 상단 부분 또는 모듈 사이에 배치되도록 구성된, 도 3a 내지 도 3c를 참조하여 전술한 바와 같은, 맞춤형 수술 드레이프를 포함한다.
도 4a는, 하단 또는 재사용 가능 부분(404)과 결합된 상단 또는 일회용 부분(402)을 포함하는 모듈형 수술 트레이 시스템의 실시예의 사시도를 도시한다. 하단 부분(404)이, 수술 테이블의 헤드에 위치되는 지지부와 같은, 지지부(112)에 결합된다. 하단 부분(404)은 다양한 방식으로, 예를 들어, 도 4b에 도시된 스트랩(412)과 같은, 슬롯을 통과하는 스트랩으로, 지지부(112)와 교합되도록 구성될 수 있다. 도 4a에 도시된 수술 트레이(410)는, 예를 들어, 복수의 핸드피스(110), 핸드피스를 위한 저장 또는 지지 위치(111), 핸드피스(110)를, 이러한 실시예에서, 하단 부분(404)에 연결하는 복수의 테더 또는 케이블(112), 복수의 제어부(114), 파워 버튼(116), 2개의 디스플레이(118), 유체 저장용기 수용부(120), 및 BSS 병(122)과 같은, 본원에서 설명된 다른 실시예의 특징부와 유사한 설계의 복수의 특징부를 포함한다. 도 4a에 도시된 실시예는, 수술 트레이 시스템(410)의 하나 이상의 특징부의 제어를 가능하게 하기 위해서 하단 부분(404)에 테더링되거나 하단 부분과 소통되는 발 페달(406)을 부가적으로 포함한다.
도 4b는 베이스 부분(404)이 지지부(112)에 부착된, 그러나 상단 또는 일회용 부분(402)은 아직 베이스 부분(404)에 결합되지 않은 것을 보여주는, 수술 트레이 시스템(410)의 분해도를 도시한다. 이러한 실시예에서, 디스플레이(118), 광원(418)(이러한 실시예에서 LED이고, 다른 실시예에서 광원이 레이저, 할로겐 램프, 또는 기타일 수 있다), 및 2개의 펌프(414)를 포함하는, 베이스 부분(404)의 일부 기능적인 특징부가 도시되어 있다. 도 4c는, 상단 부분(402)과 베이스 부분(404) 사이의 전기적 연결을 가능하게 하는 기능적 특징부의 다른 예를 도시한다. 이러한 실시예에서, 테더 또는 케이블(112)이, 일회용 트레이 부분(402)의 일부이거나 그에 결합된 상단 전기적 연결부(418)에 연결된다. 상단 연결부 부분(418)은, 그 상단 연결부 부분으로부터 돌출하고, 베이스 부분(404)의 일부이거나 그에 결합되는 하단 연결부 부분(420)의 교합되는 전기적 콘택(421)과 결합되도록 구성된, 복수의 전기적 콘택 또는 핀(419)을 포함한다. 따라서, 이러한 실시예에서, 핸드피스는, 상단 부분(402)의 베이스 부분(404)에 대한 결합시에 베이스 부분(404)의 전자장치 또는 다른 특징부에 자동적으로 연결될 수 있다. 다시 말해서, 수술 트레이 상단 부분(402)을 베이스 부분(404) 위에 배치한 후에, 시스템의 사용자가 각각의 핸드피스를 개별적으로 플러그-인할 필요가 없을 수 있다. 일부 실시예에서, 그러한 구성은, 예를 들어, 보다 고가의 및/또는 내구적인 구성요소가 베이스 또는 재사용 가능 부분(404)의 일부가 되거나 그에 결합되게 할 수 있는 한편, 상단 또는 일회용 부분(402)이 한번의 수술을 위해서 이용되고 수술 후에 폐기되는 단일 멸균 조립체로서 공급될 수 있게 한다는 점에서 유리할 수 있다.
도 4d는 수술 트레이 시스템(410)의 상면도를 도시한다. 도 4e는 수술 트레이 시스템(410)의 상단 또는 일회용 부분(402)의 저면 사시도를 도시한다. 도 4e의 도면은 디스플레이(118)의 관찰을 위한 개구부(408), 및 BSS 병(122)에 결합된 펌프 헤드에 기계적으로 결합되도록 구성된 커플링과 같은 모터(122A)의 구동 부분(204)을 더 구체적으로 도시한다. 일부 실시예에서, 전술한 바와 같이, 모터(122A)가 재사용이 가능하도록 구성될 수 있고 및/또는 다른 일회용 부분(402)과의 이용을 위해서 상단 또는 일회용 부분(402)으로부터 제거될 수 있도록 구성될 수 있다.
도 4f는, 드레이프(430)가 사이에 배치된 상태로, 하단 부분(404) 위에 배치된 수술 트레이 시스템(410)의 상단 또는 일회용 부분(402)의 완전히 조립된 도면 및 분해도를 도시한다. 드레이프(430)가, 그러한 드레이프(430)를 통한 하단 부분(404)의 디스플레이의 관찰을 가능하게 하는 디스플레이 윈도우(432)를 포함한다는 것을 도 4f에서 확인할 수 있다. 드레이프(430)가, 도 3a 내지 도 3c를 참조하여 전술한 바와 같은, 하나 이상의 부가적인 기능적 인터페이스를 더 포함할 수 있다.
도 5a는, 하단 또는 재사용 가능 부분(504)과 결합된 상단 또는 일회용 부분(502)을 포함하는 모듈형 수술 트레이 시스템(510)의 다른 실시예를 도시한다. 모듈형 수술 트레이 시스템(510)은 전술한 모듈형 수술 트레이 시스템(410)과 기능적으로 유사하나, 특징부의 일부의 배치 및/또는 설계가 상이하다. 수술 트레이 시스템(510)의 여러 가지 요소가, 수술 트레이 시스템(410)의 요소와 유사한 특징부를 나타내기 위해서 유사한 참조 번호를 이용한다. 도 5b는, 완전한 핸드피스 지지부 또는 저장 위치(111)를 도시하는, 핸드피스가 제거된, 수술 트레이 시스템(510)의 상면도를 도시한다. 또한, BSS 병(122)이 제거되었고, 모터 수용 포켓 또는 지역(502)을 보다 구체적으로 보여준다.
도 6a 내지 도 6f는 모듈형 수술 트레이 시스템(610)의 다른 실시예를 도시한다. 이러한 실시예에서, 모듈형 수술 트레이 시스템(610)은, 하나 이상의 모듈을 수용하도록 또는 하나 이상의 모듈에 결합되도록 구성된 복수의 위치 또는 인터페이스를 가지는 재사용이 가능한 또는 베이스 부분(650)을 포함한다. 이러한 실시예에서, 시스템(610)은 모터 및 펌프 모듈(622), 유체 저장용기 수용부 모듈(620), 파워 어댑터 모듈(654), 및 모듈형 도구 삽입체(652)를 포함한다. 실시예에서, 모터 및 펌프 모듈(622)이 BSS 병 홀더를 포함할 수 있다. 실시예에서, 모터 및 펌프 모듈(622)이 주입 펌프 및/또는 압력 센서를 위한 구동 전자장치를 포함할 수 있다. 실시예에서, 구동 전자장치 및/또는 압력 센서가 트레이의 재사용이 가능한 부분 내에 위치될 수 있다. 실시예에서, 유체 저장용기 수용부 모듈(620)이 흡입 유체 저장용기 및 흡입 펌프를 포함할 수 있다. 실시예에서, 유체 저장용기 수용부 모듈(620)이 흡입 펌프 및 압력 센서를 위한 구동 전자장치를 포함할 수 있다(또는, 흡입 펌프 및 압력 센서 중 하나 또는 양자 모두가, 그 대신에, 트레이의 재사용이 가능한 부분 내에 위치될 수 있다). 실시예에서, 파워 어댑터 모듈(654)이 디스플레이 중 하나 내로 통합될 수 있다. 실시예에서, 파워 어댑터 모듈(654)이 트레이의 아래에(재사용이 가능한 부분 내에) 또는 다른 곳에(예를 들어, 지면 상에, 또는 기타에) 위치될 수 있다. 도 6b는 모터 및 펌프 모듈(622)(또는 일부 실시예에서 BSS 병 홀더(622))의 측면도를 도시한다. 도 6c는 유체 저장용기 수용부 모듈(620)의 측면도를 도시한다. 도 6d는, 멸균 동작 환경에서의 이용을 위해서 준비된 멸균 포장 또는 조립체로서 제공될 수 있는, 모터 및 펌프 모듈(622)(또는 일부 실시예에서 BSS 병 홀더(622)), 유체 수용부 모듈(620), 및 모듈형 도구 삽입체(652)의 사시도를 도시한다. 이러한 실시예에서, 모듈형 도구 삽입체(652)는, 예를 들어, 저장 또는 적재 중에 크기를 줄이기 위해서, 삽입체의 전체적인 포장 크기를 감소시키도록 삽입체가 자체적으로 접힐 수 있게 하는, 접힘 접합부 또는 경첩형 접합부(653)를 포함한다는 것을 알 수 있다.
도 6e는, BSS 홀더, 유체 수용부, 또는 도구 삽입체 모듈이 결합되지 않은 상태에서, 베이스 부분(650)의 사시도를 도시한다. 베이스 부분(650)은 유체 수용부 모듈(620)과 결합되도록 성형된 또는 구성된 유체 수용부 인터페이스(621), 및 모터 및 펌프 모듈(622)(또는 BSS 모듈(622))과 결합되도록 구성되거나 성형된 모터 인터페이스(623)(또는 BSS 인터페이스(623))를 포함한다. 베이스 부분(650)은, 도구 삽입체(652)의 배치 및/또는 유지를 위한 함몰된 지역을 포함하는 2개의 도구 삽입체 인터페이스(653)를 더 포함한다. 도 6a는 베이스 부분(652)을 지지부(112)에 대해서 유지하도록 구성된 스트랩(412)을 더 도시한다. 일부 실시예에서, 스트랩(412)(또는 베이스(650)의 다른 부분)은, 후크 및 루프 체결부, 자석, 및/또는 기타와 같이, 모듈형 도구 삽입체(652)를 베이스 부분(650)에 대해서 유지하는데 도움을 주는 특징부를 포함할 수 있다. 도 6f는 모듈형 수술 트레이 시스템(610)의 분해도를 도시한다.
도 6a 내지 도 6e에 도시된 예시적인 실시예에서, 재사용이 가능한 부분(650)은, 수술 침대 또는 의자에 직접적으로 또는 간접적으로 장착되는 베이스를 포함한다. 재사용이 가능한 부분(650)은 전자장치, 디스플레이, 모터, 펌프, 압축기 또는 압축된 가스 공급원, 센서, 광원, 파워 공급부, 배터리, 및/또는 기타를 포함할 수 있다. 일회용 부분(652)이 트레이(예를 들어, 진공 형성된 또는 몰딩된 플라스틱 트레이)를 포함할 수 있고, 그러한 트레이는, 절반으로 접히거나 접철될 수 있고 포장의 개방, 펼침 또는 포장으로터의 제거시에, 직접적으로 또는 일회용 부분과 재사용이 가능한 트레이 사이에 멸균 드레이프가 있는 상태에서, 재사용이 가능한 트레이(650) 내로 배치될 수 있다. 일회용 트레이(652)가 핸드피스(110), 유체적 구성요소, 광학적 구성요소, 펌프, 전자장치, 모터 및 액추에이터, 및/또는 이러한 또는 다른 구성요소의 일부를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 일회용 트레이(652)가, 정렬 특징부, 절개부, 우물(well), 포켓, 자석, 및/또는 기타로, 재사용이 가능한 부분(650)에 장착되거나 부착될 수 있다.
다른 실시예에서, 재사용이 가능한 베이스(650)가 더 적은 능동적 구성요소(예를 들어, 전자장치, 디스플레이, 모터, 펌프, 압축기 또는 압축 가스 공급원, 센서, 및/또는 기타)를 포함하거나 그러한 능동적 구성요소를 포함하지 않고, 단순히 일회용 트레이(652)(및/또는 BSS 병 및 저장용기 모듈(622, 620))에 대한 구조적 지지를 제공한다. 일부 실시예에서, 재사용이 가능한 트레이(650)가 표준 드레이프로 드레이프 처리되어, 일회용 트레이(652)가 상부에 배치되는 멸균 장벽을 제공할 수 있는데, 이는 재사용이 가능한 베이스(650)가 능동적 또는 기능적 구성요소를 포함하지 않는 실시예에서 드레이프를 통한 기능적 인터페이싱이 요구되지 않기 때문이다. 그러한 경우에, 재사용이 가능한 트레이(652)가, 예를 들어 멸균 환경으로부터 격리된 공동 내에서, 재사용이 가능한 기능적 모듈을 수용하기 위한 (예를 들어, 도 12a 내지 도 12c 및 도 13a 내지 도 13c를 참조하여 아래에서 설명되는 것과 유사한) 특징부를 포함할 수 있다.
부가적인 구성요소가 또한 다른 관련된 실시예에 존재할 수 있다. 예를 들어, 도 6a 내지 도 6f에 도시된 바와 같은 (일회용의 또는 재사용이 가능한) 모듈형 구성요소(620, 622)가 재사용이 가능한 트레이(650) 내로 배치될 수 있다. 일부 실시예에서, 주입 기능 및 흡입 기능은, 어느 한쪽의 기능을 위해서 요구되는 구성요소들의 일부 또는 실질적으로 전부를 포함하는 별개의 모듈들(620, 622)로 분리된다. 도 6a 내지 도 6f에서, 흡입 및 주입 모듈(620, 622)은, 동일한 형상 계수(form factor)를 공유하고 재사용이 가능한 트레이(650)의 어느 한 측면 상에 설치될 수 있는 2개의 구분된 모듈이다. 이는, 예를 들어, 수술적 시술이 진행되는 눈에 인접하도록 주입 모듈(622)을 배치할 수 있게 하는데 있어서 그리고 가능하게는 흡입 모듈(620) 또는 다른 기능적 구성요소 또는 모듈을 유지하기 위해서 반대쪽 공간을 이용할 수 있게 하는데 있어서 유리할 수 있다.
도 6f는, 가능하게는 멸균 드레이프, 백, 또는 유사물에 의해서 분리된, 재사용이 가능한 또는 분리된 일회용 부분(650) 상에 배치되거나 달리 지지되는 (예를 들어, 주입 몰딩된 또는 진공 형성된) 일회용 트레이(652)를 펼치는 것의 예를 도시한다. 일부 실시예에서, 펼쳐진 일회용 트레이(652)가, 본원에서 개시된 다른 실시예에 대해서 추가적으로 설명되는 바와 같이, 예를 들어 여러 가지 정렬 특징부 또는 자석을 통해서 하단의 재사용이 가능한 부분(650) 상에서 정렬될 수 있다. 접힘 가능한 일회용 트레이(652)가 핸드피스(110)를 포함할 수 있고 및/또는 그러한 일회용 트레이(652)가 또한 (펌프, 모터, 펌프 헤드, 유체 저장용기 탱크, 전자장치, 유체적 구성요소로서 배관, 필터(들), 콕 마개(들), 유체 연결부(들)을 포함하는 유체적 구성요소, 및/또는 기타 중 일부 또는 전부를 포함하는) 흡입 기능 모듈 및/또는 주입 기능 모듈과 같은 특정의 다른 기능적 요소를 포함할 수 있다. 대안적으로, 일부 실시예에서, 기능적 모듈의 일부 또는 전부가, 핸드피스(110)를 유지하는 일회용 트레이 부분(652)으로부터 분리될 수 있다.
일부 실시예에서, 트레이가 또한 별개의 수술 콘솔에 연결되거나 달리 교합되도록 설계될 수 있다. 트레이 및 콘솔이 전기적, 기계적, 공압적, 수압적, 무선, 또는 다른 인터페이스를 서로 공유할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 트레이는, 환자 근처에 편리하게 위치될 수 있는 핸드피스를 위한 "도킹 스테이션(docking station)" 또는 허브를 제공할 수 있다. 이러한 허브는 별개의 수술 콘솔에 (전기적으로, 공압적으로, 및/또는 기타로) 연결될 수 있고, 파워(전기, 조명, 공압적/압축 공기, 수압적, 기계적, 및/또는 기타)를 적절한 핸드피스로 분배할 수 있다. 일부 실시예에서, 예를 들어 파워 공급원(전압, 전류, 공압적 압력, 광 세기, 및/또는 기타)을 제어하기 위해서 및/또는 수술 콘솔의 디스플레이 상에서 정보를 디스플레이하기 위해서, 트레이가 또한 콘솔로 정보를 통신할 수 있다.
일부 실시예에서, 트레이가 또한 수술 현미경 또는 그 일부에 연결되도록, 장착되도록 또는 달리 교합되도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 트레이가 수술 사이트에 인접하여 매달리도록 트레이가 수술 현미경의 광학적 헤드에 장착될 수 있거나, 트레이가 수술 사이트에 인접하여 배치되도록 트레이가 현미경의 베이스 또는 직립 섹션에 장착될 수 있다. 일부 실시예에서, 트레이가 또한 (전기적, 레이저, 조명, 공압적, 수압적, 또는 기타) 파워 및/또는 다른 기능성(예를 들어, 데이터 통신)을 현미경 또는 현미경에 연결되거나 장착된 모듈로부터 테더링하도록 설계될 수 있다.
프로파일의 구성
일부 실시예에서, 트레이 및/또는 베이스 유닛은 또한 사용자로 하여금 구체적인 셋팅 및/또는 사용자 프로파일을 로드(load)할 수 있게 하는 방법을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 트레이 또는 베이스는, 흡입 및 주입 범위, 버튼 기능, 핸드피스 셋팅, 및/또는 기타와 같은 사용자 선호 사항으로 프로그래밍된 (예를 들어, 사용자의 ID 뱃지(badge) 상에 위치된) "태그"를 판독하는 무선 RFID 판독기 또는 근거리 통신(NFC) 링크를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 태그 자체가 사용자의 선호 사항으로 프로그래밍되는 대신에, 태그가 사용자의 선호 사항과 연관된 식별자를 포함한다. 일부 실시예에서, 시스템은, 무선 판독기에 의해서 태그가 판독될 때, 사용자의 선호 사항을 자동적으로 적용하도록 및/또는 특정의 사용자 또는 태그와 연관된 셋팅을 로드하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 트레이가 무선 판독기의 안테나 부분을 포함하고, 베이스는, 트레이가 베이스에 연결될 때 안테나 부분으로 전기적으로 연결될 수 있는, 프로세싱 유닛과 같은, 무선 판독기의 다른 부분을 포함한다. 그러한 설계는, 프로세싱 유닛과 같은, 무선 판독기의 보다 고가인 부분이 재사용될 수 있게 하는데 있어서 유리할 수 있다. 일부 실시예에서, 트레이 및/또는 베이스 유닛은, 사용자로 하여금 정보를 트레이 또는 베이스로 전달할 수 있게 하고, 특히, 셋팅 및/또는 사용자 프로파일을 로드 또는 셋트할 수 있게 하는, USB 또는 메모리 카드 인터페이스 또는 유사 수단을 포함할 수 있다.
도 7은 도 1a에 도시된 수술 트레이(10)와 설계가 유사한 수술 트레이(710)의 상면도를 도시한다. 그러나, 수술 트레이(710)는, 매개변수, 사용자 선호 사항, 및/또는 기타의 구성을 가능하게 하기 위해서, 태그와 무선으로 통신하도록 구성된 안테나(702), 근거리 통신 장치, 및/또는 기타를 더 포함한다. 일부 실시예에서, 안테나(702)가 프로세싱 유닛에 전기적으로 커플링되어, 프로세싱 유닛이 매개변수, 선호 사항, 및/또는 기타를 구성하게 할 수 있다.
수술 트레이 구성요소/기능
여러 실시예에서, 수술적 시술을 실시하기 위한 복수의 구성요소 및/또는 기능 중 하나 이상을 제공하도록 수술 트레이가 구성될 수 있다. 전술한 구성요소 및 기능에 더하여, 구성요소 및/또는 기능이, 비제한적으로: 주입, 흡입, 하나 이상의 핸드피스, 조명, 레이저 치유, 디스플레이, 오디오 피드백, 하나 이상의 발 페달, 및 저장을 포함할 수 있다. 이러한 구성요소 및 기능이 이하에서 더 구체적으로 설명된다.
주입
일부 실시예에서, 트레이는, 본원에서 개시된 여러 가지 핸드피스 실시예중 하나와 같은 핸드피스를 이용하여, 후안방 또는 전안방(posterior or anterior chamber)의 눈 내로, 유체(BSS로 또한 알려진 평형 염류 용액, 및 실리콘 오일, 점탄성 겔, 염료/착색제(stain), 및/또는 기타를 포함하는, 다른 유체) 및/또는 가스를 주입하는 것을 제공할 수 있다. 주입 공급원(예를 들어, 병 또는 백)이 충진 준위를 조명하기 위해서 광(예를 들어, LED)을 포함할 수 있고, 의사의 저조도 비전(low light vision)에 미치는 충격을 최소화하기 위해서 바람직하게 적색일 수 있으나, 반드시 적색이어야 하는 것은 아니다. 일부 실시예에서, 주입 유체 경로가 주입 압력 및/또는 안압 및/또는 주입 유량을 결정하기 위해서 압력 및/또는 유동 센서를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 유체 경로 및 센서가 필터 또는 막에 의해서 분리되어, 유체의 오염 및/또는 센서에 대한 손상을 방지할 수 있고, 또는 일부 실시예에서, 비접촉식 측정 방법이 이용될 수 있다. 일부 실시예에서, 트레이는, 컵-홀더 또는 후크 및/또는 기타와 같은, 주입 유체 병 또는 백을 유지 또는 고정하기 위한 수단, 및 병 또는 백의 내용물을 추출하기 위한 스파이크, 바늘, 또는 유체 부착부를 포함할 수 있다. 요구에 따라, 또는 특별한 순서로, 상이한 유체들 또는 가스들을 동시에 주입하는 것을 제공하기 위해서, 트레이가 하나 이상의 주입 시스템을 포함할 수 있다. 상이한 주입 공급원들(예를 들어, BSS 또는 오일) 또는 주입 위치들(예를 들어, 좌측 눈 옆의 주입 포트 대 우측 눈 옆의 주입 포트) 사이의 선택을 가능하게 하기 위해서, 트레이가 콕 마개 또는 (수동적 또는 자동화된) 다른 밸브를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 트레이가 복수의 주입 시스템, 예를 들어 트레이의 대향 측면들 상에 위치된 2개의 별개의 시스템을 포함할 수 있고, 그러한 각각의 시스템은 인접한 눈에 대해서 사용되도록 설계된다. 이는, 주입 시스템으로부터 환자의 눈까지의 배관 길이를 최소화할 수 있게 보장하는데 있어서 유리하게 도움이 될 수 있다. 일부 실시예에서, 트레이는 또한, 상이한 점도 유체들을 위해서 최적화된 복수의 주입 시스템(예를 들어, BSS를 위한 하나 및 실리콘 오일을 위한 하나)을 포함할 수 있다. 바람직한 실시예에서, 주입 공급원(예를 들어, BSS 병) 또는 주입 펌프의 어느 하나로부터 (환자의 눈 내로 삽입되는) 주입 캐뉼라까지의 총 배관 길이 또는 유체 경로 길이가 최소화된다. 이러한 유체 경로 길이의 최소화는 주입 시스템의 전체적인 성능을 개선할 수 있다. 수술적 시술 중에 (예를 들어, 피드백 제어를 통해서) 안압 준위를 능동적으로 유지하는 주입 시스템의 응답성은, 주입 공급원 또는 주입 펌프를 눈에 연결하는 배관 세트의 길이와 직접적으로 관련된다. 환자에 바로 인접하여 위치되지 않는 상업적으로-입수가 가능한 안과 수술 콘솔에서 전형적인 바와 같은, 긴 배관 세트를 가지는 주입 시스템은, 짧은 배관 세트를 가지는 주입 시스템과 비교하여, 안압을 측정하거나 조정할 때 바람직하지 못한 지체 또는 지연을 초래한다. 주입 캐뉼라는 또한, 짧은 배관 세트를 가지는 주입 시스템에서, (환자의 눈 내로 삽입되기 전에) 더 빨리 마중물 공급될(primed) 수 있다. 바람직한 실시예에서, 이러한 길이(공급원 대 캐뉼라 또는 펌프 대 캐뉼라)는 24 인치를 초과하지 않을 것이나, 이러한 길이가 36 인치 또는 그 초과에 달하도록 허용하는 부가적인 실시예가 이용될 수 있다.
일 실시예에서, 트레이 시스템이 실리콘 오일 또는 유사한 점성 유체를 주입하기 위한 별개의 주입 시스템을 포함한다. 그러한 오일 주입 시스템은, 오일 주입을 필요로 하는 수술 경우에서만 이용되는 별개의 모듈일 수 있다. 파워를 오일 주입 시스템으로 공급하도록 그리고 오일 주입 시스템과 트레이 또는 베이스 전자장치 사이의 통신 인터페이스를 제공하도록, 오일 주입 시스템이 핸드피스 연결부에 연결될 수 있다. 일부 실시예에서, 오일 주입 시스템은, 오일 또는 유체를 눈 내로 주입하기 위해서 이용되는 내시경 바늘 또는 관을 가지는 핸드피스로서 설계된다. 다른 실시예에서, 오일 주입 시스템은, BSS 주입을 위해서 눈 내로 이미 삽입된 주입 캐뉼라에 대해서 인터페이스한다. 오일의 주입이 (예를 들어, 플런저 및/또는 기타를 누르거나 압착하는 것에 의해서) 수작업으로 이루어질 수 있고, 오일의 주입이 (예를 들어, 별개의 펌프, 압축기, 압축 가스 공급원, 및/또는 기타를 이용하여) 공압식으로 또는 수압식으로 이루어질 수 있고, 또는 오일의 주입이, 예를 들어 모터, 솔레노이드, 또는 오일을 주입할 수 있는 유사한 액추에이터(예를 들어, 볼스크류/리드스크류(ballscrew/leadscrew), 주사기 또는 카트릿지로부터 오일을 방출하기 위해서 플런저를 이동시키는 해밀턴(Hamilton) 주사기 유형의 구성, 및/또는 기타)로, 전기기계적으로 이루어질 수 있다.
일부 실시예는 유체 주입을 제공하기 위해서 펌프 또는 다른 수단을 이용한다. 펌프 스타일이 표준 벤투리, 연동, 또는 격막(diaphragm) 설계, 또는 다양한 다른 표준 또는 비-표준 펌프일 수 있다. 일부 실시예에서, 유체 주입을 달성하기 위해서, 주입 시스템이 다른 작용 메커니즘에, 예를 들어 (예를 들어, 의사 또는 보조자에 의해서) 수동으로 또는 (예를 들어, 주사기 펌프 메커니즘, 액추에이터, 모터, 서보, 볼스크류/리드스크류, 스프링, 및/또는 기타를 통해서) 자동적으로 눌려지는 유체-충진된 주사기에 의존할 수 있다.
BSS 병 또는 백을 높이거나 낮춰서, 중력을 이용하여 유체 공급원의 높이와 관련된 가변적인 주입 압력을 제공하기 위해서, 수동적으로 또는 자동적으로 조정 가능한 기둥을 이용하도록 일부 실시예가 구성될 수 있다.
일부 실시예는, 주입 압력을 및 그에 따라 안압(강제된 가스 주입)을 제어하기 위해서 공기를 유체 병의 내외로 펌핑하도록 구성될 수 있다. 병 내로 가스를 펌핑하는 것은 주입 압력을 높이는 반면, 펌핑, 진공, 또는 (예를 들어, 흡입 포트가 물 준위의 위에 위치되는 관 또는 바늘을 통한) 분출(venting)을 통한 공기의 병 외부로의 인출은 주입 압력을 감소시킨다. 이러한 기술을 이용하는 것은 주입 압력의 정밀한 제어를 가능하게 할 뿐만 아니라 압력 정점 및 저점(spikes and dips)을 감쇠시키는데 도움이 된다. 공기를 유체 병 내로 펌핑하여 주입 압력을 높이기 위해서 연동 펌프를 이용할 때, 연동 펌프의 맥동화 유동 출력(pulsating flow output)이 또한 최소화될 수 있다.
일부 실시예는 (예를 들어, 벤투리 작용 또는 강제된 가스 주입을 통한) 유체 주입을 가능하게 하기 위한 압력 공급원으로서 압축 가스, 예를 들어 질소 또는 다른 가스(바람직하게, 불활성)가 충진된 카트릿지, 깡통, 또는 탱크를 이용한다. 카트릿지, 깡통, 또는 탱크가 재사용 가능/재충진 가능 또는 일회용일 수 있고 단일-사용 또는 제한된 사용을 위한 것일 수 있다.
일부 실시예는 (유리 또는 강성 플라스틱 병에 반대되는 것으로서) 연성 주입 유체 백을 이용한다. 일부 실시예에서, 연성 백은, 하나 이상의 축을 따라서 백을 압착하거나 백 상으로 달리 압력을 가할 수 있는 둘 이상의 판들 사이에서 고정구 내에 위치될 수 있다. 판들 사이의 거리(그리고 그에 따라 압착력)가 의사 또는 보조자에 의해서 수동적으로 또는, 예를 들어 기계적 시스템을 통해서 자동적으로 제어될 수 있고, 그러한 기계적 시스템은 액추에이터, 모터, 서보, 캠, 솔레노이드, 기어, 래칫(ratchet), 랙 및 피니언, 밴드, 벨트, 풀리, 체인, 및/또는 기타 중 하나 이상을 포함한다. 압착력을 높이는 것은 주입 압력을 높이고; 압착력을 감소시키는 것은 주입 압력을 감소시킨다. 유사하게, 주입 유체의 더 작은 용기, 예를 들어 주입 유체가 원래의 주입 병 또는 백으로부터 내부로 점적되는(drip) 또는 유동하는 저장용기 상에서 유사한 메커니즘이 이용될 수 있다. 일부 실시예에서, 원래의 병 또는 백 내로의 역류를 방지하기 위해서, 체크 밸브가 포함될 수 있다. 연성 백이 또한 기밀의(air-tight) 강성 용기 내에 위치될 수 있고, 그러한 용기는 백의 외부 표면 상의 압력을 증가 또는 감소시키기 위해서 내부로 펌핑되거나 외부로 펌핑되는(또는 분출되는) 공기를 가질 수 있다. 백이 강성이 아니고 압축 가능하기 때문에, 강성 용기 내의 압력을 조정하는 것에 의해서 주입 압력이 조정될 수 있다. 유사하게, 주입 유체의 더 작은 용기, 예를 들어 주입 유체가 원래의 주입 병 또는 백으로부터 내부로 점적되는 또는 유동하는 저장용기 상에서 유사한 메커니즘이 이용될 수 있다. 원래의 병 또는 백 내로의 역류를 방지하기 위해서, 체크 밸브가 포함될 수 있다.
일부 실시예에서, 트레이 및 유체가 수술적 시술 이후에 폐기될 수 있는 단일 시스템으로서 포장되도록, 멸균 처리되도록, 그리고 적재되도록, 주입 유체(들)가 트레이 시스템 내에 포함되거나 그 내부로 통합된다. 이는, 전적으로 다른 제조자로부터 유래될 수 있는 주입 유체(예를 들어, BSS 병) 이외의 별개의 구성요소로서 트레이가 포장, 멸균, 및 적재되는 시스템과 대조적이다. 그러한 시스템은 또한, 예를 들어 포함된 유체가 수술적 시술 중에 고갈되는 경우에, 시스템의 유체적 경로 내로 주입 유체를 도입하는 별개의 부가적인 수단을 포함할 수 있다.
흡입
일부 실시예에서, 트레이가, 예를 들어 유리체 절단기, 연성-선단부, 또는 수정체(phaco) 핸드피스로부터, 흡입 기능을 제공할 수 있다. 흡입 기능이 펌프의 이용을 통해서 또는 다른 수단에 의해서 제공될 수 있다. 펌프 스타일이 표준 벤투리, 연동, 또는 격막 설계, 또는 다양한 다른 것일 수 있다. 흡입 펌프 시스템이 또한 바늘 선단부에서 진공 당김(vacuum draw)을 성취하기 위해서 다른 작용 메커니즘에, 예를 들어 직접적으로 또는 관을 통해서 흡입 바늘에 연결된 눌려진 플런저를 가지는 주사기에 의존할 수 있고, 그러한 플런저는 뒤쪽으로 당겨져서 진공력을 생성하고, 뒤로 당겨지는 작용은 (예를 들어, 의사 또는 의사의 보조자에 의해서) 수동적으로 또는 반-자동화된 또는 완전 자동화된 프로세스(예를 들어, 주사기 펌프 메커니즘, 액추에이터, 모터, 서보, 볼스크류/리드스크류, 스프링, 및/또는 기타)를 통해서, 및/또는 기타에 의해서 달성된다. 일부 실시예가, 예를 들어 벤투리 작용을 통해서 흡입을 위한 진공을 생성하기 위해서, (전술한 바와 같은) 압축 가스를 이용할 수 있다. 일부 실시예에서, 흡입 유체 경로가 흡입 진공 압력 및/또는 흡입되는 유체 유량을 결정하기 위해서 압력 또는 유동 센서를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 유체 경로 및 센서가 필터 또는 막에 의해서 분리되어, 유체의 오염 및 센서의 손상을 방지할 수 있고, 또는 비접촉식 측정 방법이 이용될 수 있다.
일부 실시예에서, 트레이가 또한 폐기용의 흡입된 유체 및 조직을 유지하기 위한 저장용기 탱크를 포함할 수 있다. 트레이는, 의사가 저장용기 탱크 내의 유체 준위를 시각적으로 확인할 수 있게 하기 위해서, 바람직하게 의사의 비전에 미치는 충격을 최소화하기 위해서 적색일 수 있으나 반드시 적색일 필요는 없는, 광(예를 들어, LED) 및/또는 윈도우를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 저장용기 탱크가 흡입된 유체의 준위 및 남은 자유 부피를 측정하기 위한 유체 준위 센서를 포함할 수 있다. 이는, 예를 들어, 저장용기 탱크가 용량을 거의 만충하는 경우에, 의사에게 알리기 위해서 이용될 수 있다. 일부 실시예에서, 내부 유체의 부피가 증가함에 따라 저장용기 탱크가 (예를 들어, 풍선 또는 블래더(bladder) 스타일의 저장용기, 아코디언-스타일의 붕괴 가능한 벽을 가지는 저장용기, 및/또는 기타와 같이) 팽창되도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 흡입 펌프 및 폐기물 저장용기를 트레이 내에 또는 그 부근에 그리고 환자에 밀접하게 근접하게 또는 멸균 필드 내에 위치시키는 것은, 특히, 필요 배관 길이를 최소화시키는데 있어서 바람직할 수 있고, 이는 흡입 시스템의 성능 및 응답성을 개선한다. 이는, 흡입되는 유체의 경로 길이를 감소시키고, 그에 의해서 흡입 메커니즘의 요건을 저감시키며, (예를 들어, 의사가 흡입 비율(rate)을 변화시킬 때 또는 흡입으로부터 환류(reflux)로 전환할 때) 응답 시간을 느리게 만들고 의사와 보조자가 수술실 내에서 얽히게(entangle) 할 수 있는 긴 배관 세트를 배제한다.
일부 실시예에서, 상이한 흡입 수용 공급원들(예를 들어, 유리체 절단기 핸드피스 및 연성 선단부 배출 핸드피스) 사이의 선택을 위해서, 트레이가 콕 마개 또는 (수동적인 또는 자동적인) 다른 밸브를 포함할 수 있다.
핸드피스
일부 실시예에서, 트레이 시스템은, (예를 들어, 도 1e, 도 4a, 도 5a, 도 6a, 및 도 8a를 참조하여 본원에서 설명된 여러 가지 핸드피스 중 하나 이상과 같은) 수술적 시술 중에 눈의 전안방 또는 후안방 내로 삽입되는 (예를 들어, 18 게이지, 20 게이지, 23 게이지, 25 게이지, 27 게이지 또는 다른 크기의) 바늘을 포함할 수 있는 하나 이상의 핸드헬드 탐침(probe) 또는 핸드피스를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 핸드피스가 유리체 절단기/흡입기, 내부 조명기, 레이저 치유/광응고술 탐침, 투열요법/전기소작/제거 탐침, 가위, 연성-선단부 배출 탐침, 초음파유화술/수정체세절제거(phacomorcellation) 탐침, 인공 수정체(IOL) 삽입기, 집게, 기계적 탐침, 및/또는 일반적으로 사용되는 다른 기구 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 일부 핸드피스가 하나 초과의 기능을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 핸드피스는, 의사가 해당되는 특정 핸드피스의 기능 및/또는 (예를 들어, 주입률 또는 흡입률과 같은) 가능한 다른 기능을 또한 제어할 수 있게 하는 하나 이상의 버튼 및/또는 다른 사용자 인터페이싱 특징부를 포함할 수 있다.
유리체 절단기 핸드피스
일부 실시예에서, 트레이 시스템은, 유리체 시술 중에 유리체를 제거하기 위한 유리체 절단기 핸드피스를 포함한다. 일부 실시예에서, 핸드피스는, (예를 들어, 트레이 또는 베이스 유닛 전자장치와, 예를 들어, 핸드피스의 버튼 누름의 상태에 관한 소통을 하기 위한) 파워 및 광학적 소통 인터페이스를 제공하는 복수-전도체 케이블을 통해서 트레이에 테더링될 수 있다. 일부 실시예에서, 절단기 메커니즘이 핸드피스 내의 모터 또는 모터 및 기어 조립체에 의해서 파워를 공급받을 수 있다. 일부 실시예에서, 절단기 메커니즘이, 하나 이상의 가요성의 공압 관을 통해서 핸드피스로 연결된 외부 공압 공급원(예를 들어, 펌프, 압축기, 압축 가스 공급원, 및/또는 기타)에 의해서 공압적으로 파워를 공급받을 수 있다. 외부 공압 공급원이 트레이 내에 또는 (전술한 바와 같은 베이스를 포함하는 실시예를 위한) 비-일회용 베이스 유닛 내에 위치될 수 있다. 일부 실시예에서, 절단기 메커니즘이, 하나 이상의 축을 따라 회전, 왕복, 또는 병진 운동되는 동력전달 케이블 또는 토크 코일에 의해서 파워를 공급받을 수 있다. 전자기 원리를 이용하여, 예를 들어 와이어 코일에 근접하여 자석을 회전시키거나 달리 이동시키고 핸드피스의 전자장치로 파워를 공급할 수 있는 전류를 생성하는 것에 의해서, 전기적 파워를 핸드피스로 또한 공급하기 위해서 케이블 또는 코일이 이용될 수 있다. 케이블 또는 코일이, 핸드피스의 외부에, 예를 들어 트레이 또는 비-일회용 베이스 유닛 내에 위치되는 모터, 솔레노이드, 전자석, 선형 액추에이터, 및/또는 기타에 의해서 구동될 수 있다. 수술실 내의 의사 또는 보조자에 의한 용이한 셋업(ease-of-setup)을 가능하게 하기 위해서, 핸드피스에 연결된 케이블 또는 코일이, 샤프트 커플링, 스플라인 커플링, 또는 유사물을 통해서 베이스 내의 모터 또는 구동 액추에이터에 결합될 수 있다. 일부 실시예에서, 자기적 커플링을 이용하여 모터와 케이블 또는 코일 사이의 멸균 필드를 유지할 수 있다. 절단 속력, 흡입률, 및 다른 기능이 핸드피스 자체 상의 버튼이나 다른 사용자 인터페이스에 의해서, 또는 발 페달을 통해서 제어될 수 있다.
렌즈 제거 또는 수정체세절제거 핸드피스뿐만 아니라 다른 기계적으로-구동되는 기구를 위해서, 유사한 구동 구성이 또한 이용될 수 있다.
이하에서 더 설명되는 바와 같이, 일부 실시예에서, 유리체 절단기 핸드피스가 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같은 핸드피스(810)일 수 있다. 일부 실시예에서, 유리체 절단기 핸드피스는, 전체가 본원에서 참조로 포함되는, "일회용 유리체 절제술 핸드피스"라는 명칭의, 미국 특허출원 공개 제2008/0208233호에서 개시된 것과 유사한 하나 이상의 특징부를 포함할 수 있다.
내부 조명기 핸드피스
일부 실시예에서, 트레이 시스템이, 눈의 내부 조명을 제공하는 내부 조명기 핸드피스를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 핸드피스는, (예를 들어, 트레이 또는 베이스 유닛 전자장치와, 예를 들어, 핸드피스의 버튼 누름의 상태에 관한 소통을 하기 위한) 파워 및 광학적 소통 인터페이스를 제공하는 복수-전도체 케이블을 통해서 트레이에 테더링될 수 있다. 일부 실시예에서, 내부 조명기는, 내시경 바늘 내에 설치된 섬유 또는 섬유 번들에 결합된 광원(예를 들어, 백색 LED 또는 RGB LED)을 포함할 수 있다. 대안적으로, 광원이 트레이 또는 베이스 유닛 내에 위치되고 핸드피스 내의 내시경 바늘 내에서 종료되는 섬유 또는 섬유 번들에 (영구적으로 또는 탈착 가능한 인터페이스를 이용하여) 결합될 수 있다.
일부 실시예에서, 내부 조명 핸드피스는, 전체가 본원에서 참조로 포함되는, "휴대가 가능한 핸드헬드 조명 시스템"이라는 명칭의, 미국 특허 제8,172,834호에서 개시된 것과 유사한 하나 이상의 특징부를 포함할 수 있다.
연성- 선단부 배출 핸드피스
일부 실시예에서, 트레이 시스템이, 망막으로부터 유체 및 유리체를 흡입하기 위한 연성 배관 재료(예를 들어, 실리콘 또는 기타)를 포함하는 연성-선단부 배출 핸드피스를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 핸드피스는, (예를 들어, 트레이 또는 베이스 유닛 전자장치와, 예를 들어, 핸드피스의 버튼 누름의 상태에 관한 소통을 하기 위한) 파워 및 광학적 소통 인터페이스를 제공하는 복수-전도체 케이블을 통해서 트레이에 테더링될 수 있다. 흡입률, 및 다른 기능이 핸드피스 자체 상의 버튼이나 다른 사용자 인터페이스 특징부에 의해서, 또는 발 페달을 통해서 제어될 수 있다. 일부 실시예에서, 내부 조명 파워 출력 및 (주입률과 같은) 다른 기능이 핸드피스 자체 상의 버튼이나 다른 사용자 인터페이스 특징부에 의해서, 또는 발 페달을 통해서 제어될 수 있다.
다이아테르미 /전기소작 핸드피스
일부 실시예에서, 트레이 시스템이, 조직의 제어된 소작을 가능하게 하는 쌍극 전기소작 핸드피스를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 핸드피스가, (예를 들어, 폴리이미드 배관 또는 기타와 같은) 절연층에 의해서 분리된 2개의 포개진 바늘 또는 관을 포함할 수 있다. 2개의 바늘 또는 관의 노출된 원위 단부가 쌍극 전기소작을 위한 전극으로서 작용한다. 일부 실시예에서, 핸드피스는, (예를 들어, 트레이 또는 베이스 유닛 전자장치와, 예를 들어, 핸드피스의 버튼 누름의 상태에 관한 소통을 하기 위한) 파워 및 광학적 소통 인터페이스를 제공하는 복수-전도체 케이블을 통해서 트레이에 테더링될 수 있다. 일부 실시예에서, 핸드피스는, 전기소작을 위해서 필요한 고전압 파형을 생성하기 위한 통합된 전자장치를 가질 수 있고, 또는 대안적으로 전기소작 회로망이 트레이 또는 베이스 유닛 내에 위치되고 절연된 와이어를 통해서 핸드피스로 공급될 수 있다. 다이아테르미/전기소작 기능 및 다른 기능이 핸드피스 자체 상의 버튼이나 다른 사용자 인터페이스 특징부에 의해서, 및/또는 발 페달을 통해서 제어될 수 있다.
레이저 치유 핸드피스
일부 실시예에서, 트레이 시스템이, 광응고를 실시할 수 있는 섬유-기반의 레이저 핸드피스를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 핸드피스는, (예를 들어, 트레이 전자장치와 버튼 누름 및 시스템 상태에 관한 소통을 하기 위한) 파워 및 광학적 소통 인터페이스를 제공하는 복수-전도체 케이블을 통해서 트레이에 테더링될 수 있다. 일부 실시예에서, 핸드피스가, 광응고를 위한 충분한 파워를 가지는, 레이저 다이오드와 같은, 광원을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 레이저 다이오드가, 눈 또는 다른 수술 사이트 내로 삽입하기 위한 내시경 바늘 내부에 장착되는 섬유 또는 섬유 번들에 결합될 수 있다. 대안적으로, 일부 실시예에서, 광원 및 연관된 광학장치가, 핸드피스 내에 위치하는 내시경 바늘 내에서 종료되는 섬유 또는 섬유 번들에 대한 영구적인 또는 상호 교환 가능한 광학적 인터페이스를 가지고, 트레이 또는 베이스 유닛내에 위치될 수 있다. 일부 실시예에서, 레이저 치유 파워 출력 및 다른 기능이 핸드피스 자체 상의 버튼이나 다른 사용자 인터페이스 특징부에 의해서, 또는 발 페달을 통해서 제어될 수 있다.
가위
일부 실시예에서, 트레이 시스템이, 예를 들어 가위의 절단 메커니즘을 압착, 활주, 또는 달리 활성화시키기 위해서 손가락을 이용하는 수작업적인 조작을 필요로 하지 않고, 의사가 조직을 절단할 수 있게 하는 동력형(powered) 가위 핸드피스를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 가위는 (예를 들어, 트레이 전자장치로) 파워 및 광학적 소통 인터페이스를 제공하는 복수-전도체 케이블을 통해서 트레이에 테더링될 수 있다. 일부 실시예에서, 절단 메커니즘에 대한 파워가 테더링된 케이블을 경유하여 트레이에 의해서 제공된다. 일부 실시예에서, 절단 메커니즘이 모터, 솔레노이드, 선형 액추에이터, 니티놀(nitinol) 또는 형상 기억 합금 와이어(예를 들어, 전류가 와이어를 통과할 때 수축되고 전류가 중단되고 와이어가 냉각될 때 팽창되는 와이어), 및/또는 기타를 포함할 수 있다. 대안적인 실시예가 액추에이터를 트레이 또는 베이스 내에 배치할 수 있고, 기계적 절단이, 하나 이상의 축을 따라서 회전, 왕복, 또는 병진운동되는 동력전달 케이블 또는 토크 코일과 같은, 링키지를 통해서 제공될 수 있다.
핸드피스 저장부
일부 실시예에서, 트레이는, (예를 들어, 도 1e에 도시된 공간(111)과 같이) 핸드피스가 사용 중이지 않을 때 핸드피스(들)을 유지하도록 구성된 공간을 포함할 수 있고, 및/또는 전기적, 유체적, 공압적, 광학적, 및/또는 기계적 인터페이스 중 하나 이상을 통해서 핸드피스(들)에 대한 연결성을 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 트레이의 상단 표면 및 핸드피스를 유지하기 위한 공간이 일반적으로, 시술 중에 트레이 상에 존재할 수 있는 바람직하지 못한 유체를 처리하기 위한 특징부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 트레이 상단 및 (함몰된 포켓 또는 우물일 수 있는) 핸드피스 지역이 임의 유체를 배수(drain)하기 위한 또는 임의 유체를 멀리 이송하기 위한 함몰된 채널 또는 홀을 가질 수 있다. 유사하게, 임의의 함몰된 지역이 임의의 원치 않는 유체를 흡수하기 위한 흡수제 또는 스펀지-유사 재료를 포함할 수 있다. 수술전 검사(pre-op) 셋업 과정을 단순화하기 위해서, 포장 및 멸균에 앞서서 핸드피스가 트레이 내에 장착될 수 있다. 일부 실시예에서, 트레이가, 예를 들어 트레이의 선적 또는 이동 중에 핸드피스가 제 위치에서 고정될 수 있게 하는, 클립, 스트랩, 또는 다른 결속 메커니즘을 포함할 수 있다. 예를 들어, 새로운 트레이 시스템 전체를 개방할 필요가 없이, 시술 중에 고장난 핸드피스를 교체할 수 있게 하기 위해서, 부가적인 핸드피스들이 개별적으로 포장되고 멸균화될 수 있다.
핸드피스 사용자 인터페이스 특징부
핸드피스의 일부 실시예는, 핸드피스 상에 위치된 (예를 들어, 막, 촉각, 누름 버튼, 회전체, 조이스틱, 홀(hall) 감지, 용량형 터치, 감압형, 및 기타를 포함하는) 하나 이상의 버튼 또는 스위치, 및/또는 (자이로(gyro)(들), 가속도계(들), 자력계(들), 및/또는 기타를 포함하는) 관성 센서와 같은, 사용자 입력을 획득하는 하나 이상의 수단을 포함한다. 이러한 입력 방법을 이용하여, 예를 들어, 탐침 선단부 운동 및 흡입 기능을 활성화, 비활성화, 및 제어하는 것과 같은, 핸드피스 및/또는 콘솔의 하나 이상의 기능을 제어할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 의사가 하나의 버튼을 누르고 유지하여 유화/세절제거(morcellation)를 활성화시킬 수 있고, 버튼을 해제하여 유화/세절제거를 중단시킬 수 있다. 의사가 다른 별개의 버튼을 반복적으로 누르고 해제하여 흡입률들을 통해서 순환되게(cycle through)할 수 있다. 일부 실시예에서, 위치 추적뿐만 아니라 사용자 입력을 위해서 관성 센서가 이용될 수 있다. 예를 들어, 의사가 기능의 실시를 위해서 특별한 방식으로 핸드피스를 배향시키거나 이동시킬 수 있고; 예로서, 핸드피스가 트레이 또는 테이블 상에서 뒤집혀 배치될 때 시스템을 비활성화시킬 수 있고(시스템은 핸드피스의 뒤집힌 배향 및 이동/운동이 없다는 것을 인지할 수 있을 것이다); 제2 예로서, 손가락으로 핸드피스를 가볍게 두드리는 것이 기능을 활성화 또는 비활성화시킬 수 있을 것이고(가속도계가 두드림에 의해서 유발되는 핸드피스 편향을 검출할 것이다); 또 다른 예로서, 시계 방향으로 핸드피스를 회전시키는 것이 흡입률 또는 일부 다른 기능을 증가시킬 수 있고 핸드피스를 반-시계 방향으로 회전시키는 것이 흡입률 또는 일부 다른 기능을 감소시킬 수 있다(각도 운동이 자이로에 의해서 검출된다). 일부 실시예에서, 사용자 입력이 핸드피스 내에서 내부적으로 프로세스되거나 달리 작용될 수 있거나, 일부 실시예에서, 입력이 예를 들어 테더링된 전기적 연결(예를 들어, 전도성 와이어/케이블) 또는 무선 연결(예를 들어, RF, 유도적, 또는 적외선)을 통해서 별개의 콘솔 또는 트레이로 중계될 수 있다. 일부 실시예에서, 핸드피스가 사용자 입력을 등록하기 위한, 핸드피스의 기능을 제어하기 위한, 및/또는 시스템의 외부 구성요소(예를 들어, 콘솔 또는 트레이)와의 소통을 위한 마이크로제어기 또는 마이크로프로세서를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 핸드피스가, 별개의 콘솔, 트레이, 디스플레이, 및/또는 다른 핸드피스로/로부터 정보를 송신 및 수신할 수 있는 무선 능력을 포함할 수 있다.
일부 실시예는, 표준 이원적(binary)(온/오프) 또는 모멘터리(momentary) 스위치 이외의, 핸드피스 기능에 대한 더 미세한 제어를 제공하는 (예를 들어, 압력 또는 편향 감응형 버튼과 같은) 아날로그 버튼을 포함한다. 예를 들어, 압력 또는 편향에 대해서 감응하는 하나 이상의 아날로그 버튼을 이용하여, 예를 들어, 절단 속력, 흡입, 또는 조명/레이저 파워 출력과 같은, 기능의 미세 제어를 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 핸드피스의 파지부 내의 하나 이상의 감압형 버튼을 이용하여 흡입률 또는 절단 속력을 제어할 수 있고; 예를 들어, 의사가 더 세게 압착할수록, 절단 속력 또는 흡입률이 더 증대된다. 유사하게, 의사가 버튼을 더 누르거나, 활주시키거나, 달리 이동시킬 때, 예를 들어 흡입률 또는 절단 속력이 더 증대되도록, 휘어짐, 편향, 또는 병진 운동을 측정하는 다른 센서가 포함될 수 있다. 이는, 예를 들어, (압력 또는 편향과 같은) 인가된 입력을 기초로 (저항 또는 커패시턴스와 같은) 매개변수를 변화시키는 버튼 구현예로 달성될 수 있다. 예를 들어, 의사가 더 세게 압착할수록, 저항을 낮추는(또는 높이는) 하나의 버튼 구현예가 압력에 감응할 수 있고, 그러한 저항은 핸드피스 전자장치(및/또는, 트레이 또는 베이스 내에 위치된 전자장치와 같은, 원격 전자장치)에 의해서 측정될 수 있다. 다른 구현예는, 2개의 평행한 전도성 판들 사이의 거리(그리고 그에 따라 커패시턴스)가 버튼으로 인가된 힘에 따라 변화되도록, 커패시턴스의 변화를 이용한다. 다른 구현예가, 얼마나 버튼이 멀리 눌렸는지 또는 이동되었는지에 따라서 상이한 회로들을 연결할 수 있다. 또 다른 구현예가 자기 센서를 이용하여 자석의 위치 및/또는 자기장 강도를 검출함으로써, 버튼이 어느 정도 눌렸는지 또는 이동되었는지를 결정할 수 있다. 또 다른 구현예는, 아날로그 제어를 제공하기 위해서 용량형 터치 기술을 이용한다.
도 8a 및 도 8b는, 복수의 버튼(812, 808)을 가지는 하우징 또는 본체(802)를 포함하는 핸드피스 또는 수술 기구(810)의 실시예를 도시한다. 도 8a는 핸드피스(810)의 사시도이고, 도 8b는, 하우징(802) 아래에 배치된 특징부를 확인할 수 있게 하기 위해서 하우징 또는 본체(802)를 제거한 상태의 핸드피스(810)의 사시도이다. 핸드피스(810)가 케이블 인터페이스(807)에 인접한 근위 단부(806), 및 원위 단부(804)를 포함하고, 바늘과 같은 수술 도구(805)가 원위 단부로부터 연장된다. 일부 실시예에서, 수술 도구(805)가 영구적으로 또는 반-영구적으로 설치된다. 일부 실시예에서, 수술 도구(805)가 원위 단부(804)와 결합되어 맞물려 배치될 수 있게 허용하도록, 원위 단부(804)가 구성된다.
핸드피스(810)는, 하우징(802)의 외부 표면에 인접하여 배치된 3개의 버튼(808)을 포함한다. 이러한 실시예에서, 버튼(808)은 디지털, 이원적, 또는 모멘터리 버튼 또는 스위치를 포함하고, 이는 그 버튼이 특징부의 제어를 위한 2개의 상태, 즉 온 또는 오프를 갖는다는 것을 의미한다. 버튼(808)이, 예를 들어, 기계적 스위치를 포함할 수 있고, 그러한 기계적 스위치는, 버튼(808)의 작동 표면이 하우징(802)에 대해서 이동될 때, 전기 회로를 선택적으로 개방 및 폐쇄한다.
핸드피스(810)가, 이러한 실시예에서, 2개의 감압형 버튼(812)을 더 포함한다. 다른 실시예에서, 핸드피스가 그보다 적거나 많은 감압형 버튼을 포함할 수 있다. 2개의 감압형 버튼(812)의 각각은, 힘 감응형 저항기(813)의 표면에 대해서 인가되는 압력의 크기를 기초로 저항 값을 변화시키도록 구성된 원주방향 힘-감응형 저항기(813)를 포함한다. 일부 실시예에서, 힘 감응형 저항기(813)가 얇은 다중층 폴리이미드 시트를 포함한다. 일부 실시예에서, 도 8a에서 확인될 수 있는 바와 같이, 버튼(812)은, 눌렸을 때, 힘 감응형 저항기(813)를 가압하는, 핸드피스(810) 및/또는 하우징(802) 주위에서 원주방향으로 연장되는 작동 표면을 포함한다. 일부 실시예에서, 버튼(812)의 외부 표면이, 핸드피스(810) 및/또는 하우징(802) 주위에서 원주방향으로 이격된 복수의 상승된 범프로서, 도 8a에 도시된, 촉각적 영역 또는 특징부(814)를 포함한다. 그러한 구성은, 예를 들어, 핸드피스(810)가 사용자의 손에 대한 임의의 회전 위치에 있을 때, 사용자 또는 의사가 특징부를 정밀하게 제어할 수 있게 하는데 있어서 유리할 수 있다.
본원에서 사용된 바와 같이, "버튼"이라는 용어는, 스위치, 선택기, 사용자 입력부, 및/또는 기타와 같은, 다른 단어 또는 문구와 상호 교환 가능하게 사용될 수 있다. 당업자는, 버튼 또는 다른 유사한 특징부를 포함하는, 다양한 사용자 인터페이스 특징부가 사용자 입력을 검출하기 위해서 본원에서 개시된 기술과 함께 이용될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
어떠한 유형의 전기적 또는 전기기계적 접촉에 의존하는 통상적인 온/오프 모멘터리 버튼 및 아날로그 버튼에 더하여, 핸드피스 내의 전자장치의 필요성 및/또는 핸드피스에 대한 테더링된 파워 및 소통 인터페이스의 필요성을 배제하는 부가적인 사용자 입력 방안(solution)이 실현될 수 있다. 그러한 실시예는, 특히, 일부 실시예에서, 핸드피스와 같은, 시스템의 일회용 구성요소의 비용을 절감하고 및/또는 제조성을 향상시키는데 있어서 유리할 수 있다.
광학적 버튼
일부 실시예에서, 전기적 또는 전기기계적 특징부 대신에(또는 일부 실시예에서, 그에 부가하여), 광학적 원리 및 광섬유에 의존하는 버튼을 이용하여, 사용자 입력이 검출될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 하나 이상의 버튼이 그와 연관된 하나 이상의 섬유, 광 도체, 또는 광학적 도파관을 가질 수 있고, 그러한 섬유는 (연속적인 섬유로서 또는 광학적으로 함께 연결된 하나 이상의 섬유 섹션으로서) 핸드피스로부터 트레이 또는 베이스 유닛 전자장치까지 연장된다. 섬유가 (트레이 또는 베이스 유닛 내에 위치된 광원과 같은) 광원에 결합될 수 있거나 버튼 위치까지 광을 전파시킬 수 있다. 버튼이 눌렸을 때 섬유를 굽히거나 달리 휘어지게 하여, 섬유를 통한 광 전파를 감소 또는 배제하도록 및/또는 섬유를 통한 광의 편광(polarization)을 변화시키도록, 버튼이 설계될 수 있고, 그러한 감소 또는 배제 및 변화 모두가 전자장치에 의해서 검출될 수 있고 버튼 누름을 나타내기 위해서 이용될 수 있다. 그 대신에, 다른 실시예는, 버튼 누름에 따라 변화가 검출 또는 식별될 수 있도록, 광의 경로(예를 들어, 버튼 상의 반사 표면, 의사의 손가락 끝, 등)를 변경하거나 경로연결/재경로연결(reroute)한다. 버튼이 눌렸을 때, 버튼 누름이 섬유를 충분히 변경하도록, 그에 따라 위상 변경 간섭 프린지(phase altering interference fringe) 및 그 위치에 대한 변화가 검출되고 해석될 수 있도록, 섬유 간섭계법(fiber interferometry)의 원리가 또한 이용될 수 있다. 유사한 방식으로, 변형(strain)을 측정하기 위해서, 그에 따라 섬유 내의 변화 및 그 위치(들)를 검출하기 위해서, 섬유 브래그 격자 센서(fiber Bragg grating sensor), 장기간 섬유 격자 센서(long-period fiber grating sensor), 및 유사한 실시예가 섬유(들) 내로 통합될 수 있다. 일부 실시예가 본원에서 개시된 광학적 기술들 중 하나를 이용할 수 있고, 일부 실시예는 광학적 기술들 중 하나 초과를 이용할 수 있고 및/또는 하나 이상의 광학적 기술 및 하나 이상의 비-광학적 기술을 이용할 수 있다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 버튼 각각이, 그와 연관된 단일의 연속적인 섬유를 가질 수 있다. 섬유가 (연속적인 섬유로서 또는 광학적으로 함께 결합된 둘 이상의 섹션으로서) 트레이 또는 베이스 내의 전자장치로부터 핸드피스 버튼까지 그리고 트레이 또는 베이스로 다시 경로연결된다. 버튼이 눌렸을 때, 광 전파를 감소 또는 배제하는 방식, 검출 가능한 방식으로 광의 편광을 변화시키는 방식, 또는 검출 가능한 방식으로 간섭 프린지를 변화시키는 섬유 내의 변형을 유도하는 방식으로 섬유가 굽혀진다. 다른 실시예에서, 하나 이상의 버튼 각각이 그와 연관된 (각각 연속적인 섬유로서의 또는 광학적으로 함께 결합된 둘 이상의 섹션으로서의) 2개의 섬유를 가지며, 그러한 섬유 중 하나는 트레이로부터 버튼으로 광을 이송하고, 다른 섬유는 트레이로 다시 광을 돌려보내기 위한 복귀부로서 작용한다. 버튼이 눌렸을 때, 광이 공급원 섬유로부터 복귀 섬유로 전파될 수 있게 허용하도록, 버튼이 설계된다. 이는, 예를 들어, 눌렸을 때 적절하게 각도를 형성하거나 배치되는 반사적 표면 또는 투과성 또는 광 도체 재료로, 또는 심지어 공급원 섬유로부터 복귀 섬유로 광을 재지향시키기 위해서 의사의 손가락 끝을 이용하여, 달성될 수 있다.
다른 실시예는 광의 공급원 경로 및 복귀 경로 모두를 위한 하나의 섬유를 포함하는데, 이는 섬유가 양 방향으로 광을 동시에 전파할 수 있기 때문이다. 예를 들어, 광이 (트레이 또는 베이스 유닛과 같은) 공급원에서 섬유 내로 주입될 수 있도록 하는 한편, 전자장치 내의 광 검출기 또는 다른 센서에 의해서 검출될 수 있게끔, 동일한 섬유를 따른 임의의 반사된 광을 동시에 분리할 수 있도록, 광학적 순환기(optical circulator)가 구성될 수 있다. 그러한 반사가 섬유의 단부에 위치되는 반사 표면(또는 심지어 손가락 끝)에 의해서, 심지어 섬유의 구부러짐, 휘어짐, 또는 꼬임에 의해서 유발될 수 있다.
다른 실시예에서, 단일 섬유 또는 광학적 도파관이 각각의 버튼에 대한 공급원 광을 제공하고, 각각의 버튼은 버튼 누름을 나타내기 위한 부가적인 개별적 복귀 섬유를 갖는다.
다른 실시예에서, 각각의 버튼을 위한 개별적인 섬유 대신에, 단일 섬유가 트레이 또는 베이스로부터 각각의 버튼으로 직렬로 그리고 다시 트레이 또는 베이스로 경로연결된다. 각각의 버튼이 서로 구별될 수 있도록, 편광 또는 광 전파를 상이한 양들로 변경하도록 상이한 버튼들이 설계된다. 대안적으로, 광학적 시간 도메인 반사측정(optical time domain reflectometry)의 원리 또는 유사한 원리를 이용하여 섬유를 따른 버튼 누름의 위치를 결정하도록, 그에 따라 어떠한 버튼이 눌렸는지를 결정할 수 있도록, 각각의 버튼 사이의 (섬유 길이와 같은) 광학적 경로 거리를 조정할 수 있다.
도 9a 내지 도 9d는 하나 이상의 광학적 버튼을 포함하는 핸드헬드 의료 기구 또는 핸드피스의 예시적인 실시예를 도시한다. 도 9a는, 2개의 광섬유(906)가 통과하는 하우징 또는 외장(802)을 포함하는 핸드피스를 개략적으로 도시한다. 이러한 실시예에서, 작동 부재(904)는, 그러한 작동 부재(904)가 광섬유(906)의 선단부 또는 단부(907)에 근접하여 배치될 때, 하나의 광섬유(906)로부터 다른 광섬유(906)까지 광을 반사하도록 구성되고, 그 반사는, 예를 들어, 수술 트레이 또는 콘솔 내의 하드웨어에 의해서 검출될 수 있다. 일부 실시예에서, 작동 부재(904)는, 광을 반사하도록 구성된 물리적 버튼의 일부이다. 일부 실시예에서, 작동 부재(904)가 사용자의 손가락이고, 일부 실시예에서는 장갑낀 손가락이다.
일부 실시예에서, 2개의 별개의 광섬유(906)가 또한, 예를 들어, 둘 이상의 도파관을 가지는 단일 섬유로서 구현될 수 있고, 예를 들어 공급원 광이 중심부(core)를 따라서 전파되고 복귀 광은 섬유의 하나 이상의 외피부(cladding)를 따라서 전파될 수 있거나, 그 반대일 수 있다. 또한, 일부 실시예에서, 단일 공급원 섬유가 광을 복수의 버튼으로 공급할 수 있고, 각각의 버튼이, 맞춤형으로-설계된 복귀 섬유에서, 독립적인 복귀 섬유 또는 독립적인 도파관, 예를 들어 복수의 외피부와 쌍을 이룰 수 있다. 대안적으로, 각각의 버튼이, 공통의 공유된 복귀 섬유와 함께, 그러한 각각의 버튼에 대해서 상이한 주파수로 변조된 광을 제공하는 별개의 공급원 섬유를 가질 수 있고, 변조된 신호는 프로세싱 하드웨어가 상이한 신호들을 서로 구별할 수 있게 한다.
일부 실시예에서, 복수의 버튼을 가능하게 하는 기술이, 각각의 버튼을 통해서 상이하게(예를 들어, 100%, 50%, 25% 및/또는 기타) 광 전파를 감쇠시키는 필터 또는 감쇠기를 포함하거나, 하나 이상의 또는 각각의 버튼을 통해서 파장(광대역 광원을 가정)을 필터링하며, 그에 따라 나머지 파장 또는 파워 감쇠가 예를 들어, 수술 트레이 또는 콘솔 내의 프로세싱 하드웨어에 의해서 측정될 수 있다. 일부 실시예에서, 광의 파장이 광대역(예를 들어, 백색 광 또는 복수-파장 광)일 수 있거나, 광이 단일 파장(예를 들어, 적외선)일 수 있고 다른 주변의 광원들과의 간섭 문제를 최소화하기 위해서 변조될 수 있다.
도 9b는 광학적 버튼을 포함하는 수술용 핸드피스의 다른 실시예를 도시한다. 도 9b에 도시된 실시예는, 단부 또는 선단부(907)에서 종료되는 광섬유(906)를 포함한다. 작동 부재(904)가 광 반사 성질을 가질 수 있고, 그에 따라, 작동 부재(904)가 선단부(907)에 인접하여 배치될 때, 광이 섬유(906) 내로 다시 반사되고, 이어서 그러한 광은, 예를 들어, 트레이 또는 콘솔 하드웨어에 의해서 검출될 수 있다. 일부 실시예에서, 작동 부재(904)와 선단부(907) 및/또는 핸드피스 외장(802)의 접촉, 또는 단지 선단부(907) 및/또는 핸드피스 외장(802)에 대한 근접성이 요구되도록, 감도가 조정될 수 있다.
도 9c는 광학적 버튼의 다른 실시예를 도시한다. 도 9c에 도시된 실시예가 2개의 광섬유(906) 및 작동 부재(904)를 포함하고, 그러한 작동 부재는, 외장(802) 및/또는 섬유(906)에 대해서 이동될 때, 반사 부재(908)를 이동시킨다. 반사 부재(908)가 광섬유(906)의 선단부 또는 단부(907)의 전방에 배치될 때, 광이 하나의 광섬유(906)로부터 다른 광섬유(906)로 반사되고, 그에 따라, 예를 들어, 수술 트레이 또는 콘솔에 위치되는 프로세싱 하드웨어에 의해서 버튼 누름의 검출을 가능하게 한다.
도 9d는, 작동 부재(904)가 핸드피스 외장(802)에 대해서 이동되었을 때, 하나 이상의 광섬유(906)에 또는 그 일부에 연결된 편향 가능한 부재 또는 부분(910)이 변형되도록 배치되는, 광학적 버튼의 다른 실시예를 도시한다. 예를 들어, 작동 부재(904)가 편향 가능 부재(910)와 접촉하고 및/또는 그에 대해서 누를 때, 수술 트레이 또는 콘솔 내에 또는 그 일부로서 위치된 프로세싱 하드웨어와 같은, 프로세싱 하드웨어에 의해서 검출될 수 있는 방식으로, 편향 가능 부재(910)가 굽혀지거나 달리 변형될 수 있다. 이러한 실시예에서, 만약 버튼이 눌려진다면, 작동 부재(904)가 편향 가능 부재(910)를 굽힐 것이다. 만약 편향 가능 부재 또는 부분(910)이 충분히 편향된다면, 섬유를 통한 광의 전파가 상당히 감소되거나 배제될 것이고, 이는 프로세싱 하드웨어에 의해서 검출될 수 있고 버튼 누름으로서 해석될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 버튼을 더 세게 또는 더 많이 누를수록, 적은 광 대신에 보다 많은 광이 전파되게 한다.
일부 실시예에서, 몇몇 기술 중 하나 이상의 기술을 통해서 선형적 또는 감압형 피드백을 제공하도록, 도 9d에 도시된 광학적 버튼 구성이 또한 구성될 수 있다. 첫 번째로, 광 산출량(throughput)의 감소가, 섬유가 얼마나 편향되었는지 또는 굽혀졌는지와 상호 관련될 것이다. 검출된 광의 양을 이용하여 버튼의 전체적인 위치를 결정할 수 있다. 그에 따라, 예를 들어, 사용자가 버튼을 더 세게 또는 더 많이 누를수록, 측정된 광 산출량의 변화가 더 커진다. 유사하게, 섬유의 굽힘은 섬유을 통한 광의 편광을 변화시킬 것이다. 이는 또한 프로세싱 하드웨어에 의해서 검출될 수 있고 편향의 크기를 결정하기 위해서 이용될 수 있다. 보다 진보된 광학적 이론이 또한 이용될 수 있다. 예를 들어, 섬유 버튼이 섬유-기반의 간섭계(마이 켈슨(michelson), 일반적인 경로, 마하 젠더(mach zehnder), 및/또는 기타)의 하나의 아암일 수 있고, 그에 따라 응력 또는 굽힘으로 인해서 섬유 내에서 유도되는 광학적 경로 길이의 변화 및 위상 변화가 프로세싱 하드웨어에서 검출될 수 있고, 얼마나 세게 또는 많이 버튼이 눌렸는지를 결정하기 위해서 측정될 수 있다. 다른 기술은, (예를 들어, 섬유의 누름 또는 굽힘에 의해서 유발되는) 섬유 상의 변형으로부터 초래되는 상호 관련된 파장의 변화로 인한 선형적 또는 감압형 버튼 기능성을 제공하기 위해서 이용될 수 있는, 섬유 브래그 격자 센서 또는 장기간 섬유 격자와 같은, 변형 센서를 생성하기 위한 제조 중에 섬유 내에 격자를 포함하는 것이다. 이러한 격자 센서는 또한, 프로세싱 하드웨어에 의해서 각각의 격자의 성질들이 서로 구별될 수 있도록 각각의 버튼에 대한 상이한 성질들로 섬유를 따라서 격자를 설계하는 것에 의해서, 단일 섬유 만을 가지는 복수의 버튼을 위해서 이용될 수 있다.
또 다른 실시예는, 섬유를 따라서 변형 또는 굽힘이 유도된 곳을 검출하는 것, 그리고 이러한 것을 하나 이상의 버튼의 위치에 대해서 상호 관련시키는 것에 의해서, 복수의 선형적 또는 감압형 버튼에 대해서 단일 섬유를 이용할 수 있다. 이러한 검출은, 시간 도메인 반사측정의 원리를 이용하여 구현될 수 있고, 이때 광 펄스가 섬유를 통해서 전파되고 공급원으로 다시 반사되는 시간이 측정되고 거리가 결정되며, 반사는 섬유 내의 변형 또는 임피던스를 유발하는 버튼에 의해서 유발된다. 이는 더 짧은 섬유 길이에서 보다 어렵고, 일부 실시예에서, 버튼들 사이의 광학적 경로 길이를 늘이기 위해서 버튼들 사이에 섬유를 부가하는 것으로부터 이득을 취할 수 있을 것이다.
일부 실시예에서, 광학적 버튼 구성이, 플라스틱 광 도체 또는 기타와 같은, 하나 이상의 광섬유에 부가적인 또는 대안적인 하나 이상의 광학적 도파관을 포함할 수 있다. 또한, 광섬유를 언급하는 본원에서 개시된 여러 실시예에서, 이러한 광섬유가 연속적인 광섬유일 수 있고 및/또는 함께 결합된 하나 이상의 섹션을 포함할 수 있고, 그리고 또는 섬유와 직렬인 하나 이상의 광학적 도파관을 포함할 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
일부 실시예에서, 버튼 누름의 검출을 가능하게 하기 위해서, 예를 들어, 손가락을 포함하는, 반사 또는 흡수 표면으로, 공급원 도파관(또는 섬유)으로부터 복귀 도파관(또는 섬유)까지의 광의 전파를 가능하게 하도록, 불가능하게 하도록, 또는 감쇠시키도록, 광학적 버튼이 구성된다.
일부 실시예에서, 광학적 버튼이 루프 구성의 단일 섬유 또는 도파관을 이용하고, 예를 들어, 섬유 또는 도파관을 굽히는 것에 의해서 검출 가능한 방식으로 광의 성질을 변경한다. 이러한 성질이 (예를 들어, 광 산출량을 감쇠 또는 증가시키는) 파워 또는 크기, 광의 편광, (예를 들어, 광대역 광 공급원으로부터의 일부 파장을 필터링하여 제거하는 것 및 나머지 파장을 검출하는 것에 의한; 또는 예를 들어 격자 설계를 통해서 파장을 천이시키는 것(shifting) 또는 필터링하는 것에 의한) 광의 파장, (예를 들어, 간섭계 셋업에서 검출될 수 있는 섬유의 굽힘 또는 변형에 의한) 광의 광학적 경로 길이 또는 위상일 수 있다. 관련된 실시예가 내부 전반사 및 "소멸파(evanescent wave)"의 원리에 의존한다. 예를 들어, (임의의 외부 보호 코팅이 존재하는 경우에, 임의의 외부 보호 코팅이 벗겨진) 섬유의 외부 표면을 터치하는 것에 의해서, 섬유 계면에서의 굴절률이 변화되고(예를 들어, 섬유 대 공기 대신에 섬유 대 손가락), 이는 섬유를 통한 광의 전파를 변경할 수 있다. 이러한 변화가 충분히 감응적인 증폭 및 프로세싱 장비로 검출될 수 있다.
일부 실시예에서, 예를 들어 복수의 도파관을 가지는 맞춤형 섬유를 이용하는 것(그리고 가능하게는 상이한 버튼들로의 또는 상이한 버튼들로부터의 신호를 변조하는 것)에 의해서; (예를 들어, 복수-파장 또는 광대역 광을 이용하여) 어떠한 버튼이 눌렸는지에 따라서 상이한 파장들을 필터링하여 제거하는 것에 의해서; 어떠한 버튼이 눌렸는지에 따라서 상이한 양들 만큼 광을 감쇠시키는 것에 의해서; 각각의 버튼에 대해서 상이한 섬유 격자 매개변수를 이용하는 것에 의해서; 버튼의 활성화에 의해서 유발되는 섬유 내의 변형 또는 변경에 의해서 반사가 유발되는 경우에, 반사된 펄스가 전파되기 위한 시간을 측정하는 것(시간 도메인 반사측정)에 의해서, 광학적 버튼은 복수의 버튼에 대해서 하나의 섬유를 이용한다.
공압적 / 수압적 버튼
일부 실시예에서, 공압적 및/또는 수압적 원리를 이용하는 버튼이 핸드피스 내로 통합되고, 이는, 일부 실시예에서, (광학적 버튼 실시예에서와 유사하게) 핸드피스와 트레이 또는 베이스 유닛 사이의 임의의 전자적 또는 전기적 인터페이싱의 필요성을 제거할 수 있다.
일부 실시예에서, 핸드피스의 하나 이상의 버튼이, (배관의 연속적인 섹션 또는 유체 소통되는 둘 이상의 섹션을 이용하여) 트레이 또는 베이스 유닛 전자장치에 연결되는 가요성의 공압 관(예를 들어, 가요성 실리콘, 비닐 또는 PVC 배관 또는 기타)에 부착되거나 유체적으로 결합될 수 있다. 전자장치가, 예를 들어, 관 내부의 압력을 측정할 수 있는 압력 센서를 포함할 수 있다. 이는 버튼이 눌렸는지 또는 그렇지 않은지의 여부를 결정하기 위해서 이용될 수 있다. 예를 들어, 압력 센서에 의해서 검출될 수 있는 방식으로, 개방되거나, 막히지 않거나, 통과가 가능한(patent) 관을, 눌려진 버튼이 밀봉하거나 조일 수 있다. 유사하게, 일부 실시예에서, 의사가 버튼 누름을 표시하기 위해서 (예를 들어, 그 의사의 손가락으로) 배관의 단부 내의 홀을 덮을 수 있도록, 배관이 핸드피스 내에서 종료될 수 있다. (예를 들어, 손가락으로부터의 또는 핸드피스의 이동 가능한 구성요소로부터의 외부 힘에 의한 것과 같이) 브래더 또는 풍선이 눌려지거나 달리 변경될 때, 내부 공기/유체 압력의 변화가 검출될 수 있고 버튼 누름으로서 해석될 수 있도록, 예를 들어 배관의 단부에 위치되는 브래더 또는 풍선이 포함될 수 있다. 일부 실시예에서, 주위 압력에 의존하는 대신에, 배관이 통과될 수 있거나 밀봉었는지 또는 그렇지 않은지의 여부에 따라서 측정되는 압력이 변경되도록, 배관이 공기 또는 진공 공급원에 유체적으로 연결될 수 있다. 이러한 실시예에서, 각각의 버튼이 그 자체의 독립적인 배관을 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 각각의 버튼이 나머지로부터 구별될 수 있도록, 예를 들어 각각의 버튼이 관을 통한 유동을 상이한 크기로 제한하는 경우에, 복수의 버튼이 단일 관을 공유할 수 있다. 예를 들어, 제1 버튼이 배관을 완전히 제한할 수 있는 반면, 제2 버튼은 배관의 내부 내강(lumen)을 75% 제한하고, 제3 버튼은 50%를, 제4 버튼은 25%를, 그리고 기타 등등으로 제한할 수 있고, 이는 유체적으로 결합된 센서에 의해서 구별될 수 있다.
도 l0a 내지 도 l0c는 공압 또는 수압 버튼을 포함하는 핸드피스의 예시적인 실시예를 도시한다. 도 10a는, 손가락 또는 버튼의 일부와 같은 작동 부재(904)가 배관(1004)과 유체적으로 연결된 변형 가능 부재(1002)를 변형시켜, 변형 가능 부재(1002) 및/또는 배관(1004) 내의 압력의 변화를 검출할 수 있게 하는, 예를 개략적으로 도시한다. 일부 실시예에서, 일부 가스 또는 유체(예를 들어, 공기)를 그 내부에 가지는 관의 단부에 풍선 또는 브래더(1002)이 부착된 가요성 관(예를 들어, 비닐 또는 실리콘 배관)(1004)이 선형적 버튼으로서 이용될 수 있다. 풍선 또는 브래더(1002)를 더 강하게 압착하거나, 누르거나, 압축할수록, 관 내의 압력이 더 높아지고, 그러한 압력은 압력 센서 및, 예를 들어, 원격 콘솔 또는 트레이 내에 위치된 프로세싱 전자장치에 의해서 측정되고 프로세스될 수 있다.
일부 실시예에서, 풍선 또는 브래더(1002)가 사용자의 손가락, 또는 버튼, 레버, 또는 사용자의 손가락(들)에 의해서 활성화되는 다른 특징부에 의해서 직접적으로 눌릴 수 있거나, 파지가 힘을 풍선 또는 브래더로 인가할 수 있다.
일부 실시예에서, 풍선 또는 브래더(1002)가 별개의 구성요소일 필요가 없고, 배관(1004) 자체 내로 통합될 수 있다. 배관(1004)이 풍선화된 지역(예를 들어, 보다 큰 직경을 가지는 단편(segment))을 가지도록 설계될 수 있다. 단순히 단부가 밀봉된 관을 압착하거나 압축하는 것에 의해서, 유사한 결과가 또한 달성될 수 있다(예를 들어, 압력의 변화가 검출될 수 있고 버튼 누름으로서 해석될 수 있다). 배관의 나머지 보다 큰 직경을 가지는 풍선 또는 브래더의 장점은, 압착력 또는 압축력이 증폭될 수 있고 그에 따라 압력 센서 및 프로세싱 전자장치에 의해서 측정하기가 용이해지고 잡음이나 간섭에 대해서 덜 민감할 수 있다는 것이다.
일부 실시예에서, 복수의 버튼이 도 10a의 설계를 반복하는 것에 의해서 핸드피스 내에 포함될 수 있으나; 또한, 복수의 풍선 또는 브래더를 가지는 하나의 가요성 관을 이용하여 복수의 버튼을 포함시킬 수 있다. 각각의 풍선 또는 브래더가, 예를 들어, 일 실시예에서, 상이한 직경/부피를 가질 수 있고, 그에 따라, 눌렸을 때, 프로세싱 하드웨어는, 신호의 크기를 기초로, 어떠한 버튼이 눌렸는지(예를 들어, 어떠한 풍선이 압축되었는지)를 결정할 수 있다. 이러한 순열(permutation)이, 예를 들어, 선형 버튼에 반대되는 것으로서, 온/오프 또는 모멘터리 버튼과 함께 이용되는 것이 바람직할 수 있으나, 또한 감압형 또는 선형적 버튼과 함께 이용될 수 있다.
도 10b는, 버튼 단부(1006) 상에서 개방된(예를 들어, 밀봉되지 않은) 가요성 관(1004)(예를 들어, 비닐 또는 실리콘 배관)이 버튼 누름을 검출하기 위해서 이용될 수 있는, 공압 또는 수압 버튼의 다른 실시예를 도시한다. 만약 사용자가 그들의 손가락(또는 다른 작동 표면)으로 관(1004)의 개방 단부(1006)를 누른다면, 압력 센서 및 압력 신호를 증폭하고 프로세스하는 감응성 전자장치가 압력의 변화를 검출할 수 있고 버튼 누름(예를 들어, 모멘터리 또는 온/오프)을 등록할 수 있다.
도 10c는, 가요성 관(1004)(예를 들어, 비닐 또는 실리콘)이 압력 감응적, 선형적, 또는 디지털(예를 들어, 온/오프 또는 모멘터리) 기능성을 제공할 수 있는, 공압 또는 수압 버튼의 다른 실시예를 도시한다. 관(1004)이 콘솔 또는 트레이로부터 핸드피스로 그리고 콘솔 또는 트레이로 다시 경로연결된다. 공기를 관의 일 단부 내로 펌핑하는 공기 공급원 및 관의 타 단부 상의 압력 또는 유동 센서가 존재한다. 사용자의 손가락(또는 다른 작동 표면)(904)이 관(또는, 예를 들어 대향 부재(1008, 1010)를 포함하는, 버튼, 레버, 또는 유사물)을 누를 때, 관이 수축된다. 사용자가 더 많이 압착할수록, 잠재적으로 공기가 유동할 수 없는 지점까지, 관이 보다 더 많이 수축된다. 대안적으로, 관을 압착하는 대신에, 관이 굽혀질 수 있고, 이는, 유사하게, 유연한 배관의 붕괴되는 벽으로 인한 공기 유동의 감소를 유발할 수 있다. 이러한 공기 유동의 변화가 센서에 의해서 검출될 수 있고 관의 압축 또는 편향의 양과 상호 관련될 수 있으며, 그에 의해서 선형 스타일 버튼 출력을 제공할 수 있다.
이러한 그리고 다른 설계의 실시예가 흡입기 및 유리체 절단기와 같은 특정 기구를 구동하기 위해서 종종 이용되는 공압 공급원을 심지어 이용할 수 있다.
압전 버튼
일부 실시예에서, 압전 재료(예를 들어, 압전 석영 또는 기타)를 포함하는 버튼이 사용자 입력 기능성을 제공한다. 압전 결정은, 굽혀졌을 때, 휘어졌을 때, 또는 달리 편향되었을 때, 입력 메커니즘으로서 이용될 수 있는 전압 스파이크(spike)를 생성한다. 예를 들어, 압전 재료를 편향시키도록 설계된 기계적 버튼은, 그러한 버튼이 눌렸을 때, 전압을 생성할 것이다. 만약 압전 재료가 전기적 와이어를 통해서 트레이 또는 베이스 유닛(또는 일부 실시예에서, 핸드피스) 내의 전자장치에 결합된다면, 이러한 전압 스파이크가 검출될 수 있고 버튼 누름으로서 해석될 수 있다. 이러한 실시예에서, 핸드피스가 전기 와이어로 트레이 또는 베이스 유닛 전자장치에 테더링되고, 이러한 실시예에서 능동적인 전자장치가 핸드피스 자체 내에서 요구되지 않고 임의 와이어 또는 케이블을 통해서 핸드피스로 파워를 공급할 필요가 없다. 복수의 버튼이 핸드피스 내로 통합될 수 있고, 각각의 버튼은 별개의 회로를 완성하고(예를 들어, 버튼 마다 2개의 독립적인 와이어 또는 하나의 독립적인 와이어 및 하나의 공유된 접지 와이어); 대안적으로, 버튼이 눌릴 때 생성되는 전압의 크기를 기초로 각각의 압전 요소가 다른 압전 요소로부터 구별되게끔 상이한 범위의 전압을 생성하도록 각각의 압전 요소를 설계하는 것에 의해서, 복수의 버튼이 트레이 또는 베이스 유닛에 대한 단일 회로 또는 와이어의 쌍을 공유할 수 있다.
도 11은, 와이어(1102)에 걸쳐 측정되는 전압차를 통해서 결정의 변형을 검출하기 위한 압전 결정(1104)과 같은, 압전 재료에 커플링된 전기 와이어(1102)를 포함하는 압전 버튼을 가지는 핸드피스의 실시예를 도시한다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 작동 부재(904 ,904')에 의해서 변형되도록 결정(1104)이 구성된다.
일부 실시예에서, 압전 버튼은, 트레이 또는 콘솔에 전기적으로 연결된 하나 이상의 압전 결정 또는 요소를 포함한다. 파워가 와이어를 통해서 압전 결정으로 인가되지 않고; 그 대신에, 압전 요소가 굽혀지거나 편향될 때 그러한 압전 요소가 전압을 생성할 것이고, 그러한 전압은 트레이 또는 콘솔 전자장치에 의해서 검출될 수 있다. 생성되는 전압의 크기는 압전 요소의 편향의 양에 비례하고 - 그에 따라 압전이 더 편향될수록, 전압 스파이크가 더 커진다. 이러한 성질을 이용하여 감압형 또는 선형적-스타일의 출력을 제공할 수 있다.
각각의 버튼에 대한 설계를 단순히 반복하지 않고 복수의 버튼을 포함시키기 위해서, 일부 실시예에서, 예를 들어, 각각의 압전 요소가 주어진 편향에서 상이한 전압을 제공하도록 설계된다면, 그에 따라 상이한 전압 범위들이 서로로부터 구별되고 특별한 버튼에 대해서 상호 관련될 수 있다면, 복수의 압전 요소가 와이어의 하나의 세트를 공유할 수 있다. 대안적으로, 버튼의 각각의 압전 요소(모든 압전 요소가 대략적으로 동일한 재원(specification)을 가진다고 가정한다)를 상이한 양으로 편향시키도록, 그에 의해서 어떠한 버튼이 눌렸는지에 따라서 상이한 전압 크기 범위를 생성하도록, 각각의 버튼이 설계될 수 있다.
도 9a 내지 도 11에서 개시된 임의의 예시적인 실시예에서, 버튼이 이원적인 온/오프 스위치, 또는 버튼에 의해서 수신된 입력에 대해서 선형적인, 비-선형적인, 또는 선형적 및 비-선형적의 조합인 응답 또는 출력을 생성하는 가변적 스위치일 수 있다.
파워 공급원
본원에서 개시된 실시예는, 비제한적으로 탐침 선단부의 작용 및 흡입뿐만 아니라 사용자 입력의 수신 및/또는 프로세싱을 포함하는, 의도된 기능을 실시하기 위해서 다양한 파워 공급원 중 하나 이상을 이용할 수 있다. 일부 실시예에서, 핸드피스가, 전기 와이어를 통해서 파워(예를 들어, DC 또는 AC 전압 또는 전류)를 제공하는 콘솔 또는 트레이에 테더링될 수 있다. 일부 실시예에서, (리튬 이온/리튬 폴리머, NiMH, NiCd, 또는 다른 화학물질과 같은) 재충전이 가능한 (이차적인) 내부 배터리, (알칼라인, 리튬 망간, 또는 다른 화학물질과 같은) 재충전될 수 없는 (일차적인) 내부 배터리, 및/또는 ("수퍼-커패시터" 또는 "울트라-커패시터"와 같은) 충분한 용량의 내부 커패시터에 의해서 핸드피스로 파워가 공급될 수 있다. 일부 실시예에서, 무선 파워 커플링 시스템을 통해서 무선으로 핸드피스에 파워가 공급될 수 있다. 예를 들어, 핸드피스가, 전략적으로 핸드피스에 근접하여 위치되고 파워 증폭기에 의해서 구동되는 "일차적인" 코일로부터 유도적으로 파워 공급될 수 있는 "이차적인" 코일을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일차적인 코일이 현미경 상에 장착될 수 있고, 이차적인 코일을 포함하고 의사에 의해서 수술적 시술 중에 현미경 아래에 배치되는 핸드피스로 파워를 공급하기 위해서 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 이러한 유도적인 링크(또는 다른 유도적 링크)가 또한 핸드피스와 트레이 또는 콘솔 사이의 양-방향적인 소통을 위해서 이용될 수 있다. 일부 실시예에서, 또한 핸드피스가 (예를 들어, 콘솔 또는 트레이에 대한 배관 세트로 테더링되어) 공압적으로 또는 수압적으로 파워를 공급받아 유화 및 흡입을 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 핸드피스가 케이블 동력전달 또는 토크 동력전달 코일을 이동, 왕복, 또는 회전시키는 것에 의해서 파워를 공급받을 수 있다. 일부 실시예에서, 핸드피스가 권선된 스프링을 통해서 파워를 공급받을 수 있다. 일부 실시예에서, 핸드피스가, 예를 들어, 내부 마이크로제어기(들), 센서(들), 액추에이터(들) 및/또는 버튼(들)로 파워를 공급하기 위해서 케이블, 공압적 또는 수압적 파워를 전기로 변환하는 터빈 또는 다른 수단을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 핸드피스 파지부 상에서 의사에 의해서 이루어지는 압착, 파지, 회전 또는 활주 운동을 유용한 운동(예를 들어, 탐침 선단부를 활성화시키기 위한 왕복 또는 회전 운동)으로 변환하는 것에 의해서, 핸드피스로 파워가 공급될 수 있다. 일부 실시예에서, 압축 공기에 의해서, 예를 들어 핸드피스 내로 삽입된 깡통 또는 카트릿지, 또는 외부 공급원에 의해서, 핸드피스로 파워가 공급될 수 있다. 부가적인 파워 공급원을 이용하여 희망 기능성을 제공할 수 있고, 일부 실시예에서, 하나 초과의 파워 공급원(예를 들어, 수정체유화(phacoemulsification)를 위해서 수정체 핸드피스 내에 장착된 압전 결정을 구동하는 AC 전압 및 수정체 핸드피스의 흡입을 제공하기 위한 공압적 파워)을 이용하여 핸드피스로 파워를 공급할 수 있다.
감압형 핸드피스 선단부
일부 실시예는, 안전방 또는 안후방으로부터의 안압 판독값을 제공하기 위해서, 핸드피스의 원위 선단부 내에 압력 센서를 포함한다. 압력 센서 판독값(및/또는 압력 센서 판독값으로부터 유도된 정보)이 (예를 들어, 독립형 디스플레이, 머리-위(heads-up) 디스플레이, 현미경내 디스플레이, 또는 트레이 또는 콘솔로 통합된 디스플레이 상에서) 시각적으로 디스플레이될 수 있고 및/또는 청각적으로 발표될 수 있다. 일부 실시예에서, 알람 및/또는 안전 수단이 압력 센서 판독값을 기초로 활성화될 수 있다. 또한, 일부 실시예에서, 압력 센서 판독값을 피드백 제어 루프 내에서 이용하여, 전방 단편(anterior segment) 또는 후방 단편 시술(posterior segment procedure) 중에 주입률 및/또는 흡입률을 제어할 수 있다. 일부 실시예에서, 압력 센서가 다양한 MEMS일 수 있다. 일부 실시예에서, 압력 센서가 섬유-기반의 설계일 수 있다. 일부 실시예에서, 압력 센서가, 눈의 안전방 또는 안후방 내로 또한 삽입되거나 그에 인접하여 위치되는 (예를 들어, 핸드피스의 원위 선단부 대신의) 별개의 구성요소 내로 통합된다. 예를 들어, 압력 센서가 주입 캐뉼라 또는 샹들리에(chandelier) 광원 내로 통합될 수 있고, 압력 측정을 이용하여 주입률을 제어한다. 구축된 측정 기술을 통해서 취해지고 핸드피스 또는 트레이 전자장치에 의해서 프로세스된 외부 IOP 측정에 의존하도록, 다른 실시예가 구성될 수 있다.
조명
일부 실시예에서, 트레이가 수술 사이트에서 조명을 제공하기 위해서 하나 이상의 광원을 포함할 수 있다. 내시경-기반의 조명(내부 조명기) 및, 샹들리에 조명기와 같은, 다른 조명 장치가 단일 섬유 또는 복수 섬유의 번들을 통해서 광원(들)에 결합될 수 있다. 일부 실시예에서, 섬유(들)가 커플링 효율을 최대화하기 위해서 큰 개구수(numerical aperture)를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 섬유(들)가 LED 공급원에 맞대기-결합되거나(butt-coupled) 렌싱(lensing) 시스템을 통해서 인터페이스될 수 있다. 내부 조명기 및 샹들리에 조명기, 및/또는 기타가 섬유(들)를 통해서 광원에 영구적으로 결합될 수 있거나, 그들이, 광을 광원으로부터 섬유 내로 효율적으로 결합시키고 핸드피스의 섬유가 의사의 의도에 따라서 또는 요구에 따라서 광원에 대해서 부착되고 탈착될 수 있게 하는 광학적 연결부 구성을 통해서 결합될 수 있다. 일부 실시예에서, 트레이가 고휘도 인광-기반의 백색 LED(들) 및/또는 RGB LED(들)을 포함할 수 있다. 하나 초과의 공급원이 광학적 커플링을 통해서, 예를 들어, 하나의 핸드피스 내부 조명기 및 하나의 샹들리에 조명 장치를 동시에 수용하도록 제공될 수 있고; 대안적으로, 단일 광원이, 예를 들어 자유-공간 또는 섬유 분할기를 통해서, 둘 이상의 조명 구성요소들 사이에서 공유될 수 있다. 일부 실시예에서, RGB LED(들)의 성분 색채들이 개별적으로 조정되어, 상이한 조건들 하에서 예를 들어 염료, 착색제, 또는 표시제의 존재 하에서 개선된 시각화를 제공할 수 있다. 다른 실시예는, 트레이 내에 위치되고 섬유를 통해서 핸드피스에 광학적으로 결합된 크세논, 수은 증기, 할로겐, 및/또는 다른 광원을 포함한다. 대안적인 실시예는 핸드피스 자체 내의 광원(예를 들어, LED 또는 레이저)을 포함하고; 그러한 광원은, 내부 조명기 탐침의 원위 선단부까지 광을 전파시키는 광 도체, 섬유, 또는 섬유 번들을 포함하는 바늘에 결합될(맞대기-결합 또는 달리 결합될) 수 있다. 일부 실시예에서, LED와 섬유 사이의 커플링 효율을 최대화하기 위해서, 섬유 또는 섬유 번들이 큰 개구수를 가질 수 있다. 대안적으로, LED가, 바람직하게 외부 환경으로부터 밀봉되어(예를 들어, 바늘의 원위 선단부에 위치되는 투명 윈도우 뒤에 위치되어 또는 에폭시에 싸여져), 바늘의 원위 선단부에 위치될 수 있다.
레이저 치유
일부 실시예에서, 트레이가, 수술 사이트에서 광응고, 절제, 절단, 및/또는 다른 레이저 치유를 제공하기 위한 하나 이상의 레이저 공급원을 포함할 수 있다. 예를 들어, 레이저 치유 탐침 핸드피스가 눈 내로 삽입되는 내시경 바늘 내에 장착된 섬유 또는 섬유 번들을 포함할 수 있다. 섬유 탐침은, 수술 중의 사용을 위해서 치유 레이저를 포커스 또는 시준하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 레이저 치유 탐침이 섬유(들)를 통해서 광원에 영구적으로 결합될 수 있거나, 일부 실시예에서, 그들이, 광을 광원으로부터 섬유 내로 결합시키는, 제거 가능한 광학적 연결부를 통해서 결합될 수 있다. 대안적인 실시예는 핸드피스 자체 내의 레이저 공급원을 포함하고; 그러한 레이저 광원은, 레이저 치유 탐침의 원위 선단부까지 광을 전파시키는 광 도체, 섬유, 또는 섬유 번들을 포함하는 바늘에 결합될(맞대기-결합 또는 달리 결합될) 수 있다.
디스플레이
일부 실시예에서, 트레이가, 시스템 정보를 디스플레이하기 위한 하나 이상의 디스플레이(들)(예를 들어, 표시부(들), 인터페이스(들), LCD(들), 및/또는 LED(들))을 포함할 수 있다. 트레이가 또한 오디오 피드백을 포함할 수 있다. 디스플레이(들)이 또한 트레이로부터 분리된 위치에 위치될 수 있다. 디스플레이(들)가 머리-위 구성으로(예를 들어, 현미경 상에) 장착될 수 있거나, 현미경의 시계 내에서의 디스플레이를 위해서 현미경의 광학적 경로 내로 투사될 수 있다. 일부 실시예에서, 머리를 돌리지 않고도 관찰할 수 있게 하기 위해서, 디스플레이(들)가 의사의 좌측 및/또는 우측 주변부 내에서 트레이 상에 또는 위에 위치될 수 있다. 일부 실시예에서, 디스플레이(들)가 의사의 바로 전방에서 트레이 상에 위치될 수 있고, 아래쪽을 바라볼 때 관찰될 수 있으며, 디스플레이로부터의 광 공해(light pollution)가 현미경의 대물 렌즈로 진입하는 것 또는 의사의 시야에 영향을 미치는 것을 방지하는 차폐물 또는 커버를 구비한다. 대안적으로, 디스플레이(들)가, 편광화되거나 렌즈상(lenticular) 홈, 시차(parallax) 장벽, 또는 광 공해를 방지하기 위해서 제한된 시각(perspectives)으로부터 관찰될 수 있게하는 또는 특정 각도로부터만 투명한 다른 특징부를 포함하는, 필름, 윈도우, 또는 다른 투명 커버를 가질 수 있다.
오디오 피드백
일부 실시예에서, 트레이가, 의사에게 피드백을 제공하기 위한 오디오 능력을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 오디오 피드백은, 상이한 주파수들, 진폭들, 지속시간들, 및/또는 기타를 가지는 다양한 톤(tone)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 오디오 피드백은, 보다 유용하고 완전한 피드백 정보를 의사에게 제공할 수 있는 음성 프롬프트(voice prompt)를 포함할 수 있다. 음성 프롬프트가, 디지털화된 오디오 기록/샘플링 또는 합성된 말일 수 있고, 음성 프롬프트가 비휘발성 메모리(예를 들어, 플래시 메모리 또는 하드 드라이브)에 저장될 수 있다. 일부 실시예에서, 트레이 전자장치가, 의사로부터의 입력, 핸드피스의 하드웨어 또는 소프트웨어, 트레이의 하드웨어/소프트웨어, 및/또는 기타를 기초로, 음성 프롬프트(및/또는 톤, 및/또는 다른 오디오 피드백)를 제어하여, 적절한 오디오 피드백을 활성화시키는 마이크로제어기 또는 마이크로프로세서를 포함할 수 있다.
발 페달
일부 실시예에서, 트레이는, (예를 들어, 주입률 및 흡입률, 절단기 속력, 조명 파워, 및/또는 기타를 포함하는) 핸드피스 및/또는 트레이 기능을 제어할 수 있는 하나 이상의 발 페달을 포함하거나 그에 연결될 수 있다(테더링되거나 무선으로 연결될 수 있다).
저장부
일부 실시예에서, 트레이는, 예를 들어, 핸드피스, 봉합사(suture), 주사기/바늘, 투관침, 및/또는 다른 기구 또는 공급부를 포함하는, 수술 시술 중에 이용되는 물품을 유지, 저장, 또는 고정하도록 구성된 하나 이상의 지역(예를 들어, 홀, 공동, 용기, 공극, 포켓, 후크, 체결부, 자석, 및/또는 기타)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 트레이는 또한, 날칼로운 부분을 안전하게 확보하거나 폐기하기 위한, 통합된 날카로운 부분 용기를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 트레이는, 바늘, 날카로운 부분, 및 다른 금속 물품/기구를 제 위치에서 유지하기 위한 자석 또는 자기적 표면을 포함할 수 있다.
예시적인 일회용 트레이 실시예
하나의 바람직한 실시예에서, 트레이 시스템은, 일회용 전자장치 및 (주입 및 흡입을 위한) 일회용 펌프를 포함하는 일회용 트레이를 포함한다. 트레이 시스템은 또한, 하나 이상의 핸드피스 내로 통합된 전자장치 및 기능적 구성요소(예를 들어, 유리체 절단기를 위한 모터, 조명을 위한 LED, 및/또는 기타)를 가지는 일회용 핸드피스를 포함한다. 일부 실시예에서, 전체 트레이 시스템은 단일 사용 이후에 또는 제한된 수의 사용 이후에 폐기되도록 의도된다.
제2의 바람직한 실시예에서, 트레이 시스템은, 능동적 전자장치를 가지지 않은 또는 거의 가지지 않은 일회용 펌프를 구비하는 일회용 트레이를 포함한다. 전자장치는, 일회용 트레이 및 핸드피스와 인터페이스하는, 재사용이 가능한 베이스 내로 통합된다. 핸드피스가 통합된 전자장치 및 기능적 구성요소를 포함할 수 있다.
제3의 바람직한 실시예에서, 트레이 자체가 일회용의 유체적 구성요소만을 포함한다. 재사용이 가능한 베이스 유닛이 전자장치 및 펌프 구동부(예를 들어, 모터)를 포함하는 한편, 일회용 펌프 헤드 또는 그 일부가 일회용 트레이 내에 위치된다. 핸드피스가 통합된 전자장치 및 기능적 구성요소를 포함할 수 있다.
관련된 바람직한 실시예에서, 트레이 자체가 일회용의 유체적 구성요소만을 포함한다. 재사용이 가능한 베이스 유닛이 전자장치 및 펌프 구동부(예를 들어, 모터)를 포함하는 한편, 일회용 펌프 헤드 또는 그 일부가 일회용 트레이 내에 위치된다. 다른 기능적 구성요소가 또한, 핸드피스 대신에, 베이스 내로 통합된다. 이들은: 동력전달 케이블 또는 토크 코일을 구동하기 위한 공압적 또는 수압적 공급원 또는 모터 공급원일 수 있는, 절단기 및 유사한 구조물을 위한 기계적 공급원; 내부 조명을 위한 광원; 광응고를 위한 레이저 공급원을 포함한다. 일부 경우에, 핸드피스가 통합된 전자장치를 가지지 않고, 섬유-기반의, 공압, 압전, 또는 유사한 비-전자적인, 사용자 입력을 획득하는 방법에 의존한다. 대안적으로, 핸드피스가 어떠한 버튼도 포함하지 않을 수 있고, 모든 제어가 트레이 또는 재사용이 가능한 베이스 유닛 상의 버튼 또는 발 페달을 통해서 이루어진다.
무균 용기 모듈형 또는 하이브리드 트레이 실시예
본원에서 개시된 수술 트레이 시스템의 일부 실시예가 (이하에서 더 설명되는 바와 같은) 모듈형 또는 하이브리드 설계를 포함하고, 하나 이상의 일회용 부분이 하나 이상의 재사용이 가능한 부분과 결합되어 완전한 수술 트레이 시스템을 생성한다. 일부 실시예에서, 일회용 부분이 멸균적이고, 재사용이 가능한 부분을 멸균적 수술 필드로부터 격리시키도록 구성된 무균 공동 또는 외장을 포함한다(또는 달리 제공하거나 생성한다). 일부 실시예에서, 무균 공동이 재사용이 가능한 부분을 완전히 캡슐화한다. 다른 실시예에서, 무균 공동이 재사용이 가능한 부분을 적어도 충분히 덮어서, 재사용이 가능한 부분을 멸균적 수술 필드로부터 격리하나, 재사용이 가능한 부분을 완전히 캡슐화하지는 않는다. 예를 들어, 그러한 공동이 재사용 가능 부분의 상단 및 측면을 덮도록, 그러나 재사용이 가능한 부분의 하단은 덮지 않도록 구성될 수 있고, 비록 재사용이 가능한 부분이 멸균적 수술 필드에 밀접하게 근접하여 배치되지만, 그러한 하단은 멸균적 수술 필드의 외부에 배치되도록 의도되고 그에 따라 덮는 것을 필요로 하지 않는다.
일부 실시예에서, 멸균적인 일회용 트레이(또는 트레이의 하나 이상의 구성요소)는, 재사용이 가능한 모듈이 보조자에 의해서 내부에 또는 아래에 설치될 수 있게 하기 위해서, 경첩식, 조개껍데기 방식(clamshell) 또는 다른 방식으로 의사에 의해서 개방되도록 구성된다(예를 들어, 이하에서 더 설명되는, 도 12a 내지 도 12c를 참조). 이어서, 경첩식 덮개 또는 조개껍데기가 페쇄되어, 재사용이 가능한 모듈을 완전히 케이스화하거나 달리 덮거나 격리시키고 (멸균적인 것으로 간주되지 않을 수 있는) 재사용이 가능한 모듈 및 환자 및 의사 사이에서 멸균 장벽을 유지한다. 다른 실시예에서, 조개껍데기 방식으로 개방하는 대신에, 일회용 트레이 또는 그 부분이, 재사용이 가능한 모듈이 삽입될 수 있도록 개방될 수 있는 서랍, 덮개, 도어, 윈도우, 또는 유사한 특징부를 포함한다(예를 들어, 이하에서 더 설명되는, 도 13a 내지 도 13c 참조). 다른 실시예에서, 재사용이 가능한 모듈이, 재사용이 가능한 모듈을 유지 또는 고정하기 위한 공동, 포켓, 함몰부 또는 다른 장착 특징부를 제공할 수 있는 멸균적인 일회용 트레이(또는 그 구성요소)의 하부면 내로 삽입되거나 그에 장착된다(예를 들어, 이하에서 더 설명되는, 도 14a 내지 도 14c 참조). 그러한 실시예에서, 커버 또는 덮개가 필수적이지 않을 수 있는데, 이는 일회용 트레이가 수술 사이트(예를 들어, 환자의 침대 또는 의자 또는 의사의 팔 받침)에 장착되는 방식 및 위치가 멸균적 영역과 비멸균적 영역 사이의 적절한 경계를 제공할 수 있기 때문이다.
도 12a 내지 도 12c는, 비멸균적 재사용 가능 구성요소(1204)의 내부 삽입을 위한 무균 용기 또는 공동(1260)을 포함하는 경첩 또는 조개껍데기 스타일의 수술 트레이 또는 장치(1210)의 실시예를 도시한다. 재사용이 가능한 부분(1204)이 단일 사용 부분(1202) 내로 삽입될 때, 재사용이 가능한 부분(1204)과 단일-사용 부분(1202) 사이에서 전기적, 기계적, 광학적, 및/또는 유체적 연결부가 만들어지도록 구성된다. 이러한 도면은 단지 그러한 실시예의 예라는 것을 주목하여야 할 것이다. 일부 실시예에서, 실제 단일-사용 구성요소(1202)이 더 작을 수 있고, 일부 부분이 재사용이 가능하게 만들어지고 단순히 드레이프되거나 달리 덮여져 수술적 시술 중에 멸균 장벽을 제공한다.
도 12a는, 일회용 부분(1202) 및 재사용이 가능한 부분(1204)을 포함하는, 수술 트레이(1210)의 분해도이다. 일부 실시예에서, 일회용 부분(1202)은 유체 저장용기(1223) 및/또는 BSS 병 홀더 또는 주입 조립체(1222)를 더 포함한다. 일부 실시예에서, BSS 병 홀더(1222) 및/또는 유체 저장용기(1223)가 본질적으로 모듈형일 수 있고, 그에 따라, 다른 실시예를 참조하여 전술한 것과 유사하게, 그들이 일회용 부분(1202)으로부터 제거될 수 있고 및/또는 일회용 부분(1202) 내로 삽입될 수 있다. 일부 실시예에서, BSS 병 및/또는 저장용기 특징부가 일회용 부분(1202) 내로 통합될 수 있고, 제거 가능하지 않거나 상호 교환 가능하지 않을 수 있다. 도 12b는, 재사용이 가능한 부분(1204)이 공동(1260) 내로 삽입된 후의, 그러나 덮개(1203)가 폐쇄되기 전의, 수술 트레이(1210)를 도시한다. 도 12c는, 덮개(1203)가 폐쇄된 후의, 수술 트레이(1210)를 도시한다.
도 12a 내지 도 12c를 더 참조하면, 수술 트레이 또는 장치(1210)의 이러한 실시예가, 베이스 부분(1205) 및 경첩형 섹션(1207)을 통해서 베이스(1205)에 경첩식으로 연결된 덮개(1203)를 포함한다. 이러한 실시예에서, 덮개(1203)는, 핸드헬드 의료 기구(110)를 유지하기 위한 지역을 포함한다. 다른 실시예에서, 덮개가 본 실시예에서 도시된 것 보다 더 작거나 클 수 있고, 다른 곳에 배치될 수 있고, 및/또는 기구(110)를 유지하기 위한 지역을 포함하지 않을 수 있다.
도 12a 내지 도 12c의 실시예의 재사용이 가능한 부분(1204)은, 재사용이 가능한 부분(1204)이 일회용 부분(1202)의 무균 공동(1260) 내에 배치될 때, 일회용 부분(1202)을 통해서 관찰될 수 있게 구성된 하나 이상의 전자적 디스플레이(118)를 포함한다. 또한, 일부 실시예에서, 재사용이 가능한 부분(1204)이, 일회용 부분(1202)과 인터페이스하도록 구성된 하나 이상의 다른 기능적 구성요소를 포함한다. 예를 들어, 재사용이 가능한 부분(1204)이, 수술 트레이, 광학적 광원, 레이저 공급원, 유체 공급원 및/또는 저장용기, 모터, 및/또는 기타의 하나 이상의 기능을 제어하도록 구성된 컴퓨터 프로세서를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 덮개(1203) 및 재사용이 가능한 부분(1204)이 도 4c에 도시된 것과 유사한 전기적 연결부를 포함할 수 있다.
도 13a 내지 도 13c는, 멸균적인 일회용 부분(1302) 및 재사용이 가능한 부분(1304)을 포함하는 수술 트레이 또는 장치(1310)의 다른 실시예를 도시한다. 도 13a 내지 도 13c에 도시된 실시예는 도 12a 내지 도 12c에 도시된 실시예와 유사하다. 그러나, 수술 트레이(1310)는, 경첩 또는 조개껍데기 스타일의 설계를 이용하는 대신에, 재사용이 가능한 부분(1304)의 내부 배치를 위한 무균 공동에의 접근을 위해서 서랍(1361)을 이용한다. 도 13a 내지 도 13c 단지 그러한 실시예의 예라는 것을 주목하여야 할 것이다. 다른 실시예에서, 재사용이 가능한 부분의 삽입을 위한 개구부가, 서랍 대신에, 재사용이 가능한 모듈을 설치하기 위해서 개방되는 도어 또는 덮개로서 설계될 수 있다. 다른 실시예에서와 같이, 재사용이 가능한 부분(1304)이 단일 사용 부분(1302) 내로 삽입될 때, 재사용이 가능한 부분(1304)과 단일-사용 부분(1302) 사이에서 전기적, 기계적, 광학적, 및/또는 유체적 연결부가 만들어질 수 있다.
도 14a 내지 도 14c는, 재사용이 가능한 부분(1404)의 내부 삽입을 위한 무균 공동 또는 용기(1460)의 적어도 일부를 형성하는 중공형 쉘을 포함하는 수술 트레이 또는 장치(1410)의 다른 실시예를 도시한다. 수술 트레이(1410)는 전술한 수술 트레이(1210 및 1310)와 유사하다. 그러나, 수술 트레이(1410)는, 베이스 또는 하단 부분(1405)으로부터 상단 부분 또는 덮개(1403)를 탈착 또는 제거하는 것에 의해서, 공동(1460)에 접근할 수 있게 한다. 일부 실시예에서, 베이스 또는 하단 부분(1405)이 재사용 가능하도록 및/또는 비-멸균적이 되도록 구성될 수 있고, 그러한 경우에 베이스 또는 하단 부분(1405)이 드레이프될 수 있다. 일부 실시예에서, 상단 부분(1403) 및 하단 부분(1405)이 함께, 수술 트레이(1410)의 일회용 부분(1402)을 포함한다. 일부 실시예에서, 다소의 구성요소가 일회용 부분(1402)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일회용 부분(1402)이 주입 및/또는 저장용기 모듈(1222, 1223)을 더 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 일회용 부분(1402)이 덮개 또는 상단 부분(1403)을 포함하나, 베이스(1405)는 포함하지 않는다. 도 14a 내지 도 14c에 도시된 실시예가 그러한 중공형 쉘 실시예의 단지 예라는 것을 주목하여야 할 것이다. 이러한 실시예에서, 상단 트레이(1403)가 쉘이고, 재사용이 가능한 모듈(1404)이 하부면 내에 배치된다. 상단 트레이(1403)가 베이스 부분(1405), 장착 브래킷, 침대/의자, 및/또는 팔 받침에 장착될 때, 비-멸균적인 재사용이 가능한 부분(1404)이 환자 및 의사로부터 효과적으로 격리되어 멸균 장벽을 제공한다. 재사용이 가능한 부분(1404)이 단일 사용 부분(1402) 내로 삽입될 때, 재사용이 가능한 부분(1402)과 단일-사용부분(1404) 사이에서 전기적, 기계적, 광학적, 및/또는 유체적 연결부가 만들어지도록 구성된다. 이러한 실시예에서, (단지 구조적 지지를 제공하거나 가능하게는 비제한적으로 하나 이상의 파워 공급부, 배터리, 광원, 펌프, 압축기, 및/또는 기타를 포함하는 기능적 요소를 포함하는 일부 실시예에서) 하단(1405)이 재사용 가능할 수 있거나, 그러한 하단이 별개의 일회용 물품일 수 있다. 특히 하단이 재사용이 가능한 구성요소이고 멸균성이 각각의 수술적 시술에 대해서 보장될 수 없는 경우에, 하단(1405)이 표준 드레이프 또는 맞춤형 드레이프로 드레이핑되어 멸균 장벽을 제공할 수 있다. 여러 실시예에서, 기능성이 모두 하나의 재사용이 가능한 기능적 모듈 내로 통합될 수 있거나, 복수의 기능적 모듈로 분리될 수 있다.
부가적인 모듈형 수술 트레이 실시예
도 15는 모듈형 수술 트레이 또는 장치(1510)의 다른 실시예를 도시한다. 수술 트레이(1510)가 일회용 부분(1502) 및 재사용이 가능한 베이스 부분(1504)을 포함한다. 수술 트레이(1510)가 흡입 및 주입 모듈(1223, 1222)을 더 포함한다. 도 15는, 시스템의 재사용이 가능한 양태로부터 분리된 하나 이상의 일회용 구성요소를 가지는 다른 예를 도시한다. 재사용이 가능한 부분(이러한 실시예에서, 디스플레이(118)를 포함하는 베이스(1504))이 멸균 드레이프로 드레이핑될 수 있거나, 예를 들어 일부 또는 모든 일회용 부분(1502, 1222, 1223)과 통합될 수 있거나 별개의 구성요소로서 제공될 수 있는 얇은 진공 형성된 또는 몰딩된 플라스틱 쉘에 의해서, 재사용이 가능한 부분이 달리 덮여져서 멸균 장벽을 유지할 수 있다. 일부 실시예에서, 도 15에 도시된 바와 같이, 일회용 부분(1502)이 핸드피스 유닛 만을 지칭하기 위해서 이용될 수 있다. 그러나, 일부 실시예에서, 수술 트레이(1510)의 모든 일회용 구성요소 또는 모듈(예를 들어, 유닛(1502), 주입 모듈(1222), 및 흡입 모듈(1223))이 일회용 부분으로서 집합적으로 지칭될 수 있다.
도 16a 및 도 16b는 모듈형 수술 트레이 또는 장치(1610)의 다른 실시예를 도시한다. 이러한 실시예는 도 15에 도시된 트레이(1510)와 유사하다. 그러나, 도 16a 및 도 16b에서, 일회용 핸드피스 유닛(1602)이 3개의 별개의 구성요소: 중앙 모듈(1670), 및 2개의 외부 트레이(1671)로 분할된다. 수술 트레이(1610)의 각각의 일회용 구성요소(예를 들어, 중앙 모듈(1670), 외부 트레이(1671), 흡입 모듈(1223), 및/또는 주입 모듈(1222))가 재사용이 가능한 부분(1604)의 다른 수용 또는 커플링 특징부(1672)와 교합되거나 결합되도록 구성된다. 요구되는 경우에, 베이스(1604)가 멸균 장벽으로 드레이프되거나 달리 덮여질 수 있다. 일부 실시예에서, 모든 일회용의 기능적 구성요소가 하나의 기능적 모듈 내에 주로 수용될 수 있으나, 도 16a 및 도 16b에 도시된 바와 같은 다른 실시예에서, 기능적 구성요소가 복수의 모듈에 걸쳐서 분배될 수 있다.
무균 BSS 병 홀더
본원에서 개시된 수술 시스템의 일부 실시예는, 많은 수술에서 이용되는 BSS 병 또는 다른 주입 공급원에 대해서 적용되는 바와 같은 무균적인 전달 외장을 포함한다. 하나의 예가 도 17a 내지 도 17c에 도시되어 있고, 이때 비-멸균적 BSS 병(1704)이 멸균적 BSS 홀더(1700) 내에 봉입되고, 그러한 멸균적 BSS 홀더는 멸균 작업 지역 내에 위치되는 병 스파이크(1708)를 갖는다. 그러한 실시예는, 비-멸균적 BSS 병이 멸균 필드 내에 위치되게 할 수 있고, 이는 현재의 해결책 보다 우수한 성능을 제공할 수 있는데, 이는 주입 공급원(BSS 병)과 수술 사이트 사이의 유체 배관의 길이 감소 때문이다.
도 17a는 조립된 BSS 병 홀더(1700)를 도시한다. 도 17b는, 상단 또는 커버(1702), BSS 병(1704), 및 베이스 또는 하단(1706)을 포함하는, BSS 병 홀더(1700)의 분해도를 도시한다. 이러한 실시예에서, 커버(1702)는, 커버(1702)를 베이스(1706)에 부착하기 위한 기계적 트위스트 록(twist lock) 특징부를 포함한다. 그러나, 다른 실시예에서, 여러 가지 다른 결속 또는 커플링 메커니즘이 이용될 수 있다. 도 17c는, 유입구 및 배출구 배관(1712), BSS 병(1704)을 뚫기 위한 스파이크(1708), 및 강제된 가스 주입을 위한 선택적인 관(1710)을 포함하는, 베이스(1706)의 보다 상세한 부분을 도시한다. 일부 실시예에서, 관(1710)은, BSS 병 내에서 BSS 병의 유체 준위 위의 지역까지 연장되는 관을 포함할 수 있다. 관(1710)을 이용하여, BSS 병의 내부로 또는 내부로부터 가스를 도입 또는 제거할 수 있고, 그에 따라 BSS 병 내의 압력을 변화시켜 주입을 제어하게 할 수 있다. 일부 실시예에서, 관(1710)은, 예를 들어 16AWG 스테인리스 스틸 피하 배관과 같은, 의료-등급 재료를 포함할 수 있다.
도 17a 내지 도 17c의 예시적인 실시예는, 비-멸균적 BSS 병을 수용하기 위한, 그리고 BSS 병이 멸균 필드 내에 그리고 수술 사이트에 밀접하게 근접하여 위치될 수 있도록 멸균 장벽을 제공하기 위한, 무균적 용기의 이용을 도시한다. BSS 병을 환자에 더 근접하여 및/또는 펌핑 공급원에 더 근접하여 배치하는 것은 보다 양호하고 보다 정밀한 유체 관리를 가능하게 할 수 있다.
연동 펌프
연동 펌프는, 유체를 펌핑하기 위해서 여러 수술적 시술에서 이용될 수 있다. 일부 실시예에서, 산화 에틸렌 멸균화와 같은 가스 멸균화를 수용하도록, 연동 펌프가 구성되거나 설계된다. 가스가 연동 펌프 내에서 이용되는 배관 내로 진입할 수 있게 하고 그로부터 빠져 나올 수 있게 하기 위해서, 가스가 유입 유동 또는 유출 유동하기 위한 진입 또는 진출 경로가 없도록 배관의 섹션 또는 부분을 효과적으로 구속하는(trap) 복수의 폐색(occluding) "병목-지점"을 피하는 것이 바람직하다. 이는, 예를 들어, 하나 초과의 위치에서 배관을 조이는 3개 이상의 롤러를 가지는 연동 펌프에서 발생될 수 있다. 본원에서 개시된 실시예는, 펌프가 멸균화 위치 또는 구성을 포함할 수 있게 허용하도록 구성된 롤러 또는 롤러들(또는 롤러 또는 롤러들과 동일한 목적을 수행하는 구성요소)을 가지는 연동 펌프 또는 펌프 헤드를 포함하고, 최대 하나의 병목-지점(또는 일부 실시예에서, 0개의 병목 지점)이 생성되어, 관의 어떠한 "구속된(trapped)" 섹션도 없이, 가스 멸균화가 이루어질 수 있게 한다. 펌프가 또한, 바람직하게 멸균화가 이루어진 이후에 이용되는, 펌핑 또는 동작적 위치 또는 구성을 포함할 수 있고, 펌프가 유체 펌핑을 위해서 이용되는 동안 하나 초과의 동시적인 병목-지점이 생성될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예는, 멸균화 구성에서의 임의의 주어진 시간에 배관의 최대 하나의 부분이 조여지도록 2개의 롤러 또는 하나의 롤러(또는 롤러 또는 롤러들과 동일한 목적을 수행하는 구성요소)를 포함한다. 적어도 하나의 구성(예를 들어, 멸균화 구성)에서 배관의 기껏해야 하나의 부분이 조여지도록 펌프가 구성될 수 있는 한, 일부 실시예가 둘 초과의 롤러도 포함할 수 있다. 펌프 설계는, 하나의 롤러 만이 멸균화 구성 내의 배관과 결합되도록 하는 조립 중의 적절한 정렬을 보장하는 열쇠 구멍 및/또는 다른 특징부를 포함할 수 있다. 2개의 위치에서 동시에 배관(1808)을 조일 수 있는 2개의 롤러(1806)를 포함하는 예에 대해서 도 18을 참조할 수 있으나, 회전자(1804)가 특별한 위치(예를 들어, 회전자(1804)가 도 18에 도시되어 있는 위치)에 있는 경우에, 하나의 병목 지점만이 생성되도록 롤러(1806)가 배열된다. 따라서, 그러한 펌프는 "홈(home)", 시작, 또는 멸균화 위치로서 도 18에 도시된 위치 또는 구성을 이용하도록 구성될 수 있고, 그에 따라 수술에서의 사용에 앞서서 가스 멸균화를 할 수 있게 한다.
도 18을 더 참조하면, 도 18은, 이러한 구성에서 (도 18에서 12시에 위치된) 단일 병목 지점(1810)을 도시하는 2-롤러 연동 펌프(1800)(또는 펌프의 펌프 헤드 부분)의 상면도이다. (6시에 위치되는) 하단 롤러(1806)는 이러한 배향에서 배관(1808)을 조이지 않고, 그에 따라 멸균화 가스(예를 들어, 산화 에틸렌)가 제조 프로세스 중에 배관(1808)의 양 단부로 진입 및 진출할 수 있게 한다. 펌프(1800)가 활성화될 때, 회전자(1804) 및 롤러(1806)가 시계방향으로 또는 반-시계방향으로 회전되어 연동 펌핑 작용을 제공할 것이다(그 동안에, 하나 초과의 병목 지점이 생성될 것이다). 일부 실시예에서, 단일 롤러 만이 배관을 조이도록 하는 조립 중의 적절한 정렬을 보장하기 위해서, 펌프 구성요소가 열쇠형 지역(keyed area) 또는 다른 특징부를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 연동 펌프가 다른 방식으로 가스 멸균화를 가능하게 할 수 있다. 예를 들어, 펌프가 확장 홍체 또는 조리개(expanding iris or aperture) 유형의 구성을 포함할 수 있고, 그에 의해서 초기 사용 또는 활성화에 앞서서, 롤러들이 배관 자체 보다 작은 또는 큰 직경을 따라서 분리되고(그에 따라 배관을 조이지 않고), 모터를 활성화시킬 때, 롤러들이 배관과 실질적으로 동일한 반경을 따라서 결합되어 연동 펌프 작용을 제공한다.
도 19a 및 도 19b는 효과적인 가스 멸균화가 가능하도록 구성된 연동 펌프 또는 펌프 헤드(1900)의 다른 실시예를 도시한다. 도 18에 도시된 실시예와 유사하게, 연동 펌프(1900)는, 배관(1908)이 구속된 공기의 포켓을 포함하지 않는 멸균화 구성, 및 복수의 병목-지점(1910)이 생성될 수 있는 동작 구성을 포함한다. 도 19a는 멸균화 구성의 연동 펌프(1900)를 도시한다. 이러한 실시예에서, 멸균화 구성에서 병목-지점이 존재하지 않는다. 그러나, 다른 실시예에서, 도 18에 도시된 것과 유사하게, 하나의 병목 지점이 멸균화 구성에서 이용될 수 있다. 도 19b는 동작 구성의 연동 펌프(1900)를 도시한다. 이러한 도면에서, 2개의 동시적인 병목-지점(1910)이 생성된다. 그러나, 회전자(1904)의 위치에 따라서, 모두 3개의 롤러(1906)가 병목-지점(1910)을 동시에 생성할 수 있다.
연동 펌프(1900)는 하우징(1902), 하우징(1902)에 회전식으로 결합된 회전자(1904), 및 이러한 경우에 3개의 롤러인 복수의 롤러(1906)를 포함한다. 연동 펌프(1900)는, 회전자(1904) 주위에 배치되고, 롤러(1906)에 의해서 결합되어 유체가 배관(1908) 내에서 펌핑될 수 있게 하도록 배치되는 연동 배관(1908)을 더 포함한다. 도 19a 및 도 19b에 도시된 실시예에서, 회전자(1904)는 각각의 롤러(1906)를 위한 채널(1912)(예를 들어, 열쇠 구멍, 슬롯, 안내부 및/또는 기타)을 더 포함한다. 채널(1912)이 곡선화된 방식으로 회전자(1904) 주위로 연장되고, 그러한 채널(1912)은 일 단부에서 회전자(1904)의 중앙 축으로부터 더 멀고 다른 단부에서 회전자(1904)의 중앙 축에 더 근접한다. 그러한 설계는, 도 19a에 도시된 바와 같이, 채널의 일 단부에서, 롤러(1906)와 배관(1908) 사이에 병목-지점이 생성되지 않도록, 롤러(1906)가 채널(1912) 내에서 재배치될 수 있게 한다. 그러나, 롤러(1906)가 채널의 다른 단부에 위치될 때, 도 19b에 도시된 바와 같이, 롤러(1906)가 회전자(1904)의 중앙 축으로부터 더 멀리 (그리고 배관(1908)에 더 근접하여) 위치되어, 배관(1908)과 롤러(1906) 사이의 압입부(interference fit) 또는 병목-지점(1910)을 생성한다.
일부 실시예에서, 도 19a 및 도 19b에 도시된 연동 펌프(1900)가 롤러(1906)와 자동적으로 결합 및/또는 분리되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 회전자(1904)의 시계방향 회전이 회전자(1904)에 대해서 반시계방향으로 이동되어 배관(1908)과 결합되는 롤러(1906)를 자동적으로 초래하도록, 채널(1912)이 배향될 수 있다. 유사하게, 회전자(1904)의 반시계방향 회전은, 롤러(1906)가 회전자(1904)에 대해서 시계 방향으로 채널(1912) 내에서 자동적으로 이동될 수 있게 하고, 그에 따라 배관(1908)과 자동적으로 분리되어 가스 멸균화를 가능하게 할 수 있다. 일부 실시예에서, 연동 펌프(1900)는, 채널(1912)의 일 단부를 향해서 롤러(1906)를 편향시키는 스프링 또는 다른 메커니즘을 포함할 수 있다. 예를 들어, 연동 펌프(1900)는, 아직 활성화되지 않거나 파워 공급원에 연결되지 않은 펌프로 멸균화가 이루어질 수 있게 보장하기 위해서, 롤러(1906)를 도 19a에 도시된 분리 위치로 편향시키는 스프링을 포함할 수 있다. 다른 예로서, 연동 펌프(1900)는, 롤러(1906)가 동작 중에 배관(1908)과 결합되어 유지되게 보장하기 위해서, 도 19b에 도시된, 결합 위치로 롤러(1906)를 편향시키는 스프링을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 스프링 대신에, 또는 스프링에 부가하여, 펌프(1900)가 멸균화 구성 또는 동작 구성으로 유지되게 보장하기 위해서, 롤러(1906)를 채널(1912)의 어느 한 단부의 위치 내로 결속하는 결속 메커니즘이 이용될 수 있다. 일부 실시예에서, 회전자(1904)의 면이, 채널(1912)을 포함하는 캠 디스크를 포함할 수 있다. 롤러(1906)가 내향으로 그리고 외향으로 이동될 수 있게 하기 위해서, 캠 디스크가 회전자의 나머지에 대해서 회전될 수 있다.
도 19a 및 도 19b에 도시된 연동 펌프(1900)는, 연동 배관과 선택적으로 결합될 수 있는 롤러를 포함하는 연동 펌프의 하나의 예시적인 실시예를 도시한다. 당업자는, 그러한 작용을 실시하기 위해서 여러 가지 다른 설계가 이용될 수 있다는 것을 인지할 수 있을 것이다. 예를 들어, 연동 펌프는, 롤러가 (예를 들어, 롤러가 배관을 조일 수 있는 지점에서 배관의 접선에 수직인 방향으로) 배관(1908)에 대해서 직접적으로 내향으로 그리고 외향으로 이동될 수 있게 하는 채널 또는 열쇠 구멍을 포함할 수 있다. 그러한 실시예에서, 롤러는, 예를 들어, 롤러를 배관과 선택적으로 결합시키는 캠 메커니즘에 의해서, 내향으로 그리고 외향으로 이동되도록 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 롤러는, 롤러를 배관과 선택적으로 결합시키기 위해서 내향으로 또는 외향으로 이동될 수 있는 피봇팅 및/또는 스프링-부하형 아암(spring-loaded arm)에 장착될 수 있다.
전안방 수술 시스템
실시예에서, 본원에서 도시된 수술 시스템이, 안전방 수술적 시술, 예를 들어 렌즈 또는 백내장 제거(일반적으로 수정체유화 또는 수정체세절제거로 공지됨)를 위해서 구성될 수 있다. 수술 시스템이: 핸드피스, 콘솔, 수술 트레이, 디스플레이, 발 페달 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
핸드피스
실시예에서, 시스템은, 의사에 의해서 유지되는 핸드피스를 포함하고, 그 핸드피스의 원위 단부가 작은 절개부를 통해서 눈의 전안방 내로 삽입된다. 핸드피스의 원위 선단부가 눈 내로 삽입될 수 있고, 예를 들어, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 또는 27 게이지의 크기를 가지거나, 일부 경우에 그보다 크거나 작은 게이지를 가지고, 스테인리스 스틸, 티타늄, 플라스틱, 폴리이미드, 또는 기타를 포함하는 다양한 재료 중 임의 재료로 제조되는, 피하 바늘, 관, 캐뉼라, 투관침일 수 있다.
실시예에서, 눈 내로 삽입되는 원위 선단부의 하나의 기능은, 초음파 진동, 기계적 절단 및/또는 교반, 절제, 레이저, 및/또는 다른 기술을 통해서, 백내장 또는 렌즈를 파괴, 유화, 및/또는 세절제거하는 것이다. 실시예에서, 시스템이 유체 및 조직의 흡입 또는 주입을 위한 탐침 선단부 내부의 중공형 채널을 포함할 수 있다. 실시예에서, 시스템은, 백내장 또는 렌즈를 파괴하는 탐침 선단부에 인접하여 위치되는 또는 그 부근에 배치되는 주입 및 흡입을 위한 별개의 중공형 채널을 포함할 수 있다.
실시예에서, 시스템은, 예를 들어 킬로헤르쯔 또는 그 초과의 범위의 주파수의, 하나 이상의 축을 따른 바늘 위치의 진동, 발진, 왕복, 회전, 외팔보 운동(cantilevering), 및/또는 다른 병진운동을 위한 메커니즘을 포함할 수 있다. 이러한 운동은, 시간 변동적 전압 신호에 의해서 구동될 때 진동하는 (납-지로코네이트-티타네이트(Lead-Zirconate-Titanate), 소위 PZT 또는 일반적으로 이용 가능한 압전 벤더 요소(piezo bender element)와 같은) 압전 재료를 통해서 생성될 수 있고; 이는, 예를 들어, 보이스-코일 액추에이터, 솔레노이드, 또는 모터 구성의 전자석의 이용을 통해서 생성될 수 있고; 공압 또는 수압을 통해서 생성될 수 있고; 이는, 회전하는 또는 왕복하는 케이블, 구동 벨트, 기어형 동력전달, 또는 밀고-당기는 메커니즘과 같은, 동력전달 구동 시스템을 통해서 생성될 수 있다.
실시예에서, 시스템은, 조직 샘플(예를 들어, 렌즈, 백내장)을 기계적으로 절단 또는 교반하기 위한 메커니즘을 포함할 수 있다. 이는, 유리체 제거 또는 조직 괴사 제거술(tissue debridement)을 위해서 이용되는 것과 같은, 절제기(gillotine) 또는 회전하는(360도 또는 그 일부로, 예를 들어 180도로 왕복하는) 절단 메커니즘을 포함할 수 있다. 다른 메커니즘은, 위스크(whisk)의 기계적 운동을 통해서 관심 대상 조직을 파괴하는, 탐침의 원위 단부에 위치되는, 회전되는 또는 달리 이동되는/병진운동되는 위스크 또는 위스크들을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 광화학적, 광기계적, 및/또는 광열적 수단을 통한 제거를 위한 백내장, 렌즈, 또는 다른 관심 조직에 대비하기 위해서, 단색성 또는 협대역 광원(예를 들어, 레이저 또는 LED 또는 기타) 또는 광대역 광원을 이용하도록 시스템이 구성될 수 있다. 광원이 핸드피스 자체 내에 위치되거나 다른 곳에 (예를 들어, 콘솔 또는 트레이 내에) 위치될 수 있고, (전술한 바와 같은) 단일 모드 또는 복수-모드 섬유 또는 섬유 번들을 통해서 핸드피스로 광학적으로 경로연결될 수 있다.
실시예에서, (비제한적으로 백내장 및 렌즈 재료를 포함하는) 관심 조직을 소작 또는 절제하기 위해서 열 또는 RF 에너지를 이용하도록 시스템이 구성될 수 있다.
실시예에서, 눈 내로 삽입되는 핸드피스의 원위 선단부의 제2 기능이, 탐침 선단부의 작용에 의해서 생성되는 렌즈 및 백내장 파편을 포함하는, 조직 및 유체를 흡입하는 것일 수 있다. 탐침 선단부는, 바늘 선단부의 내경 보다 작은 파편을 흡입하기 위해서 그리고 내경 보다 큰 단편이 바늘 선단부의 작용에 의해서 흡입을 위한 충분히 작은 크기로 유화되고, 세절제거되고, 또는 파괴될 때까지 그러한 큰 단편을 유지하기 위해서, 바늘 선단부에서 진공 압력을 생성하는 펌프 시스템에 연결될 수 있다. 흡입은, 전술한 바와 같이, 펌프 또는 다른 수단에 의해서 제공될 수 있다. 실시예에서, 흡입 메커니즘(펌프 또는 기타)이 핸드피스로부터 분리되어 콘솔 또는 트레이 내에 위치될 수 있고 유체의 흡입을 위한 적합한 배관, 예를 들어, 가요성 비닐 또는 PVC 배관을 통해서 핸드피스에 테더링될 수 있다. 트레이의 밀접한 근접성은 배관 세트의 길이 요건을 완화하여, 흡입의 성능 및 응답성을 개선한다. 실시예에서, 흡입 메커니즘(펌프 또는 기타)이 핸드피스 내부에 또는 핸드피스에 인접하여 위치될 수 있다. 이러한 것이 유리할 수 있는데, 이는, 그러한 설계가 흡입되는 유체의 경로 길이를 감소시키고, 그에 의해서 흡입 메커니즘의 요건을 저감시키며, (예를 들어, 의사가 흡입 비율을 변화시킬 때) 응답 시간을 느리게 만들고 의사와 보조자가 수술실 내에서 얽히게(entangle) 할 수 있는 긴 배관 세트를 배제하기 때문이다.
본 발명의 실시예는 전술한 바와 같이 핸드피스의 원위 선단부 내에서 압력 센서를 포함하고, 그러한 압력 센서의 판독값은 시술 중에 주입률(및/또는 흡입률)을 제어하기 위해서 이용된다. 제어가 피드백 제어 루프(예를 들어, PID로서 공지된 비례-적분-미분, 그 하위세트(subset), 또는 유사물)의 형태일 수 있다. 더 단순한 실시예가 압력 정보를 의사에게 디스플레이하고, 이어서 의사가 주입률을 수작업으로 제어할 수 있다. 시스템은, 압력이 미리 설정된 압력 범위를 벗어나서 낮아질 때, 의사에게 알릴 수 있다.
실시예에서, 전방 단편 시술 및 특히 렌즈 또는 백내장 제거를 위한 필요 기능성의 일부 또는 전부가 하나의 핸드피스 내에 포함되도록, 시스템이 구성될 수 있다. 핸드피스가 (전술한 메커니즘의 하나 이상을 이용한) 유화 또는 세절제거를 위한 메커니즘을 포함할 수 있다. 핸드피스가 또한 (펌프 또는 전술한 메커니즘의 하나 이상과 같은) 흡입을 위한 메커니즘을 포함할 수 있다. 핸드피스가 (전술한 수단 중 임의의 수단을 포함하는) 눈 내로 주입을 제공하기 위한 메커니즘을 포함할 수 있고, 주입이 별개의 주입 캐뉼라 및 주입 유체 공급원에 의해서 제공될 수 있고 핸드피스 또는 별개의 근접한 트레이 또는 콘솔에 의해서 제어/구동될 수 있다.
독립적인 실시예에서, 핸드피스가, 시술 중에 사용되는 (BSS, 점탄성제, 실리콘 오일, 또는 기타를 포함하는) 주입 용액(들)을 수용하는 저장용기를 포함할 수 있다. 핸드피스가 또한 흡입된 폐기물을 위한 저장용기를 포함할 수 있다. 주입 및 흡입 저장용기가 핸드피스 내에 수용되거나 완전히 통합될 수 있거나, 주입 및 흡입 저장용기가 핸드피스에 바로 인접하여 위치될 수 있다(예를 들어, 핸드피스로부터 매달린 또는 의사의 손, 손목, 또는 팔에 고정된 백 또는 병). 저장용기가 또한 근처의 트레이, 의사의 팔 지지부 또는 환자 머리 받침 내에 위치되거나, 그에 장착되거나, 그로부터 매달릴 수 있고, 또는 현미경으로부터 매달릴 수 있다.
실시예에서, 흡입된 유체가 여과될 수 있도록 그리고 재주입될 수 있도록, 그에 따라 필요 주입 용액의 양을 상당히 감소시킬 수 있도록 그리고 핸드헬드 시스템의 크기 및 중량 요건을 완화시킬 수 있도록, 흡입 및 주입 시스템과 인-라인의 필터(예를 들어, 다공성 막 필터)를 이용하도록, 시스템이 구성될 수 있다. 필터(및 흡입 펌프)가 핸드피스 내에 위치될 수 있고, 또는 일부 실시예에서, 필터 및 흡입 펌프 중 하나 또는 모두가 별개의 근처의 트레이 또는 콘솔 내에 위치될 수 있고, 짧은 배관 세트가 핸드피스를 필터 및/또는 펌프에 연결한다. 여과 시스템이 또한 전방 단편 및 유리체 망막 시술을 위해서 이용될 수 있다.
실시예에서, 독립적인 핸드피스가, 주입률(및/또는 흡입률)을 제어하기 위해서 피드백 제어 루프에서 이용되는, 전술한 통합된 압력 센서를 바늘의 원위 선단부 내에 또는 유체 경로를 따라서 포함할 수 있다.
실시예에서, 시스템은, 주입된 유체가 안전방으로부터 누출되는 것을 줄이기 위해서, 밸브화된 캐뉼라(들) 및/또는 밸브화된 투관침(들)과 함께 이용되도록 구성될 수 있다. 이러한 장치는, 전형적인 전방 단편 시술 외에, 유리체 수술 및 정형외과적 수술에서 일반적으로 이용된다. 그러나, 그러한 것을 전방 시술에 포함시키는 것은 주입 유체의 필요 부피를 감소시킬 것이고, 더 작고, 더 가볍고, 그리고 더 콤팩트한 시스템을 초래할 것이다.
달리 구체적으로 설명되지 않는 한, 또한 사용된 문맥 내에서 달리 이해되지 않는 한, 특히, "할 수 있는" ("can," "could," "might," 또는 "may)과 같은 조건부 언어는 일반적으로, 특정의 특징, 요소, 및/또는 단계를, 다른 실시예는 포함하지 않지만, 특정 실시예는 포함한다는 것을 전달하기 위한 것이다. 그에 따라, 그러한 조건부 언어는 일반적으로, 특징, 요소 및/또는 단계가 어떠한 방식으로든 하나 이상의 실시예에서 요구된다는 것 또는 하나 이상의 실시예가, 사용자 입력 또는 프롬프팅이 있거나 없이, 이러한 특징, 요소 및/또는 단계가 임의의 특별한 실시예에 포함되거나 그러한 임의의 특별한 실시예에서 실시되는지의 여부를 결정하기 위한 로직을 반드시 포함한다는 것을 암시하기 위한 것이 아니다. 본원에서 사용된 표제어는 단지 독자의 편의를 위한 것이고, 본 발명 또는 청구항의 범위를 제한하기 위한 의미를 가지지 않는다.
비록 본 발명이 특정의 바람직한 실시예 및 예의 문맥에서 개시되었지만, 당업자는, 본 발명이 구체적으로 개시된 실시예를 넘어서서 다른 대안적인 실시예 및/또는 본 발명의 용도 및 명백한 변경예 및 그 균등물까지 확장된다는 것을 이해할 것이다. 부가적으로, 당업자는, 전술한 방법 중 임의 방법이 임의의 적절한 장치를 이용하여 실행될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 또한, 일 실시예와 관련된 임의의 특별한 특징, 양태, 방법, 성질, 특성, 품질, 속성, 요소, 또는 기타의 본원에서의 개시 내용이 본원에서 기술된 모든 다른 실시예에서 이용될 수 있다. 본원에서 설명된 실시예의 전부에 대해서, 방법의 단계들이 순차적으로 실시될 필요는 없다. 그에 따라, 본원에서 개시된 본 발명의 범위가, 전술한 특별한 개시된 실시예에 의해서 제한되지 않아야 할 것이다.

Claims (20)

  1. 수술적 시술 중에 의사가 이용하기 위한 수술 장치로서:
    수술적 시술에 앞서서 밀봉이 제거되도록 그리고 일회의 또는 제한된 수의 수술적 시술 이후에 폐기되도록 구성된 하나 이상의 밀봉된 멸균 수술 팩을 포함하고, 상기 하나 이상의 밀봉된 멸균 수술 팩은:
    멸균 수술 기구; 및
    수술적 시술의 멸균 필드의 일부가 되도록 구성된 상단 표면을 포함하는 멸균 수술 트레이를 포함하고,
    상기 멸균 수술 트레이는, 재사용이 가능한 비-멸균 모듈을 수용하도록 크기가 결정되고 구성되는 함몰부를 형성하는 벽을 더 포함하고, 상기 함몰부는, 재사용이 가능한 비-멸균 모듈을 수술적 시술의 멸균 필드로부터 격리시키기 위해서 재사용이 가능한 비-멸균 모듈을 캡슐화하도록 구성되고, 상기 멸균 수술 트레이의 벽은, 상기 재사용이 가능한 비-멸균 모듈의 하나 이상의 기능이 상기 함몰부 외부의 수술적 시술의 멸균 필드 내에서 이용될 수 있게 허용하도록 배치되고 구성된 하나 이상의 인터페이스를 포함하고, 상기 하나 이상의 인터페이스는, 상기 재사용이 가능한 비-멸균 모듈의 전자적 제어기가 상기 멸균 수술 트레이 또는 상기 멸균 수술 기구와 전자적으로 소통할 수 있게 허용하도록 구성된 적어도 전자 통신 인터페이스를 포함하는, 수술 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 함몰부가 상기 멸균 수술 트레이 내에서 중심에 위치되는, 수술 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 멸균 수술 트레이는, 상기 재사용이 가능한 비-멸균 모듈을 캡슐화하는 상기 함몰부를 형성하기 위해서 선택적으로 함께 결합될 수 있는 적어도 2개의 피스를 포함하는, 수술 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 멸균 수술 트레이는 상기 함몰부로의 접근을 위한 경첩형 개구부를 포함하는, 수술 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 인터페이스는, 상기 재사용이 가능한 비-멸균 모듈의 모터로부터 상기 멸균 수술 트레이에 연결된 유체 펌프로 회전 운동을 전달하기 위한 기계적 커플링, 및 상기 재사용이 가능한 비-멸균 모듈의 광원으로부터 상기 멸균 수술 기구로 광을 전달하기 위한 광 전달 커플링 중 적어도 하나를 더 포함하는, 수술 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 인터페이스는, 상기 비-멸균 모듈로부터 상기 멸균 수술 트레이로 전기 파워를 전달하기 위한 전기 전도적 커플링을 더 포함하는, 수술 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 재사용이 가능한 비-멸균 모듈의 하나 이상의 기능이: 기계적 파워를 제공하는 것, 전기적 파워를 제공하는 것, 전자적 프로세싱 또는 제어를 제공하는 것, 레이저 공급원을 제공하는 것, 광원을 제공하는 것, 및 정보를 디스플레이하는 것 중 적어도 하나를 포함하는, 수술 장치.
  8. 수술적 시술 중에 의사가 이용하기 위한 수술 장치로서:
    수술적 시술에 앞서서 밀봉이 제거되도록 그리고 일회의 또는 제한된 수의 수술적 시술 이후에 폐기되도록 구성된 하나 이상의 밀봉된 멸균 수술 팩을 포함하고, 상기 하나 이상의 밀봉된 멸균 수술 팩은:
    멸균 수술 기구; 및
    수술적 시술의 멸균 필드의 일부가 되도록 구성된 상단 표면, 및 재사용이 가능한 지지 구조물의 상부 표면에 결합되도록 그리고 그에 의해서 지지되도록 크기가 결정되고 구성된 하부 표면을 포함하는 멸균 수술 트레이로서, 상기 재사용이 가능한 지지 구조물이: 모터, 광원, 사용자 인터페이스 디스플레이, 파워 공급원, 및 컴퓨터 프로세서 중 적어도 하나를 포함하는, 멸균 수술 트레이를 포함하고,
    상기 멸균 수술 트레이가: 상기 지지 구조물의 모터로부터 상기 멸균 수술 트레이에 연결된 유체 펌프로 회전 운동을 전달하기 위한 기계적 커플링, 상기 지지 구조물의 광원으로부터 상기 멸균 수술 기구로 광을 전달하기 위한 광 전달 커플링, 및 상기 지지 구조물의 사용자 인터페이스 디스플레이가 수술적 시술의 멸균 필드 내에서 관통하여 보여질 수 있도록 배치된 투명 재료, 상기 지지 구조물의 파워 공급원으로부터 상기 멸균 수술 트레이로 전기 파워를 전달하기 위한 전기적 커플링, 및 상기 컴퓨터 프로세서로부터 상기 멸균 수술 트레이로 전기적 통신을 전달하기 위한 전자적 통신 커플링 중 적어도 하나를 포함하는, 수술 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 하나 이상의 밀봉된 멸균 수술 팩이, 상기 멸균 수술 트레이의 하단 표면과 상기 재사용이 가능한 지지 구조물의 상부 표면 사이에 배치되도록 크기가 결정되는 멸균 드레이프를 더 포함하는, 수술 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 멸균 드레이프는, 전류가 상기 재사용 가능 지지 구조물로부터 상기 멸균 수술 트레이로 전달될 수 있게 허용하도록 구성된 전도성 인터페이스를 포함하는, 수술 장치.
  11. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 재사용이 가능한 지지 구조물이 비-멸균적인, 수술 장치.
  12. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 멸균 수술 트레이가, 붕괴된 적재 구성과 팽창된 수술적 이용 구성을 포함하는, 수술 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 멸균 수술 트레이의 적어도 일부가, 상기 붕괴된 적재 구성에서, 상기 멸균 수술 도구를 손상으로부터 보호하도록 구성되는, 수술 장치.
  14. 제8항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 재사용이 가능한 지지 구조물이 모터를 포함하고, 상기 하나 이상의 밀봉된 멸균 수술 팩은 상기 멸균 수술 트레이와 별개이고 상기 재사용이 가능한 지지 구조물에 별개로 결합되도록 그리고 그에 의해서 지지되도록 구성된 멸균 펌프 모듈을 더 포함하고, 상기 멸균 펌프 모듈은 상기 모터로부터 상기 펌프 모듈의 유체 펌프로 회전 운동을 전달하기 위한 회전 커플링을 포함하는, 수술 장치.
  15. 수술적 시술 중에 의사가 이용하기 위한 수술 장치로서:
    수술적 시술에 앞서서 밀봉이 제거되도록 그리고 일회의 또는 제한된 수의 수술적 시술 이후에 폐기되도록 구성된 하나 이상의 밀봉된 멸균 수술 팩을 포함하고, 상기 하나 이상의 밀봉된 멸균 수술 팩은 멸균 주입 모듈 및 멸균 흡입 모듈 중 하나 이상을 포함하고, 상기 멸균 주입 모듈 및 상기 흡입 모듈 각각이:
    재사용이 가능한 지지 구조물의 함몰부 내에 제거 가능하게 수용되도록 크기가 결정되고 구성된 벽, 및 상기 수술적 시술의 멸균 필드의 일부가 되도록 구성된 적어도 하나의 외부 표면을 포함하는 하우징;
    수술 사이트 내로 또는 외부로 유체를 펌핑하기 위한 펌프; 및
    상기 펌프의 회전자를 회전시키기 위해서 상기 펌프로 결합된 모터를 포함하고,
    상기 하우징은, 상기 모터로 파워를 공급하기 위해서 상기 재사용이 가능한 지지 구조물로부터 전기적 파워를 수신하도록 구성된 전기적 인터페이스를 더 포함하고,
    상기 멸균 주입 모듈은 유체를 상기 수술 사이트로 펌핑하도록 구성되고, 상기 멸균 흡입 모듈은 유체를 상기 수술 사이트의 외부로 펌핑하도록 구성되는, 수술 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 하나 이상의 밀봉된 멸균 수술 팩이 상기 멸균 주입 모듈 및 상기 멸균 흡입 모듈의 각각 중 적어도 하나를 포함하는, 수술 장치.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서,
    상기 펌프가 멸균화 구성을 포함하고, 상기 멸균화 구성에서 기껏해야 하나의 병목-지점이 상기 펌프의 연동 배관 내에 생성되는, 수술 장치.
  18. 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 밀봉된 멸균 수술 팩이:
    멸균 수술 기구; 및
    수술적 시술의 상기 멸균 필드의 일부가 되도록 구성된 상단 표면을 포함하는 멸균 수술 기구 홀더로서, 상기 상단 표면은 상기 멸균 수술 기구의 내부 또는 상부 배치를 위한 수용 부분을 포함하고, 상기 멸균 수술 기구 홀더는 상기 재사용이 가능한 지지 구조물의 다른 함몰부 내에 수용되도록 크기가 결정되고 구성된 하단 표면을 더 포함하는, 멸균 수술 기구 홀더를 더 포함하는, 수술 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 멸균 수술 기구가: 재사용이 가능한 지지 구조물의 광원, 상기 재사용이 가능한 지지 구조물의 전자적 제어기, 상기 재사용이 가능한 지지 구조물의 기계적 구동부, 상기 재사용이 가능한 지지 구조물의 공압적 구동부, 및 상기 재사용이 가능한 지지 구조물의 유체적 구동부 중 하나 이상과 결합되도록 구성되는, 수술 장치.
  20. 제15항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 재사용이 가능한 지지 구조물이 비-멸균적이고, 상기 하나 이상의 밀봉된 멸균 수술 팩은 상기 비-멸균 재사용 가능 지지 구조물과 상기 모듈 중 적어도 하나 사이에 배치되도록 구성된 수술 드레이프를 더 포함하는, 수술 장치.
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