KR20210018340A - 안과 미세 수술 도구, 시스템 및 사용 방법 - Google Patents

안과 미세 수술 도구, 시스템 및 사용 방법 Download PDF

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케이시 발켄부쉬
피터 벤틀리
루크 더블유. 클로슨
매튜 뉴웰
마이클 샬러
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칼 짜이스 메디텍 캐터랙트 테크놀로지 인크.
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Abstract

모터를 갖는 구동 메커니즘에 의해 구동되는 제1 흡인 펌프 및 전방 챔버를 통해 눈의 수정체낭까지 신장하도록 크기 설정되고 구성된 세장형 부재를 갖는 기구를 포함하는 눈으로부터 수정체 물질을 적출하기 위한 시스템이 개시된다. 구동 메커니즘에 의해 진동되도록 구성된 세장형 부재는 제1 흡인 펌프에 유동적으로 결합되고 흡인 폐기물 라인의 적어도 일부를 형성하는 내부 루멘, 및 원위 절단 팁을 갖는 개방 원위 단부를 포함한다. 시스템은 제2 흡인 펌프 및 제2 흡인 펌프로부터의 세장형 부재의 내부 루멘으로 배경 흡인을 전달하여 눈으로부터 내부 루멘을 향해 수정체 물질을 흡인하도록 구성된 유체 라인을 포함하는 수술 기구로부터 이격되어 있는 유체 시스템을 더 포함할 수 있다. 관련 디바이스, 시스템 및 방법이 또한 제공된다.

Description

안과 미세 수술 도구, 시스템 및 사용 방법
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 2018년 6월 5일 출원된 계류중인 미국 가특허 출원 제62/680,723호, 2018년 6월 29일 출원된 제62/692,443호; 2019년 1월 7일 출원된 제62/789,348호; 및 2019년 5월 10일 출원된 제62/846,280호의 우선권 이익을 주장한다. 이들 가출원의 개시내용은 본 명세서에 그대로 참조로서 합체되어 있다.
분야
본 발명의 기술은 일반적으로 안과 미세 수술 도구 및 시스템, 특히 통합형 펌핑 및 유체 관리 시스템을 갖는 안과 미세 수술 도구 및 시스템에 관한 것이다.
특정 유형의 종래의 안과 수술은 눈으로부터 적출될 수 있도록 수정체 조직 및 인공 수정체(intraocular lens) 또는 유리체(vitreous)와 같은 안내 물체(intraocular objects)를 분쇄하는 것을 필요로 한다. 예를 들어, 백내장 수술을 위한 수정체의 적출은 미국에서만 매년 3백만 건이 넘게 수행되는 가장 통상적인 수술 절차 중 하나이다. 백내장 수술 중에, 수정체 적출을 위한 통상적으로 사용되는 방법은 수정체유화(phacoemulsification)인데, 이는 수정체를 유화하기 위해 초음파 에너지를 사용하고 눈으로부터 수정체 유화물(emulsate)을 제거하기 위해 흡인을 사용한다. 수정체 분쇄 및 적출의 다른 방법은 내측 접근법(ab interno approach)으로 각막의 절개부를 통해 적출하기 위해 충분히 작은 단편으로 수정체를 분쇄하기 위한 후크, 나이프 또는 레이저와 같은 기구의 사용을 포함할 수도 있다. 통상적으로 2.8 내지 3.0 mm을 초과하지 않는 안구 절개부로부터 백내장의 제거를 허용하기 위해, 수정체 조직의 내측 접근 분쇄가 백내장 수술에서 중요하다.
통상의 수정체유화 시스템은 수정체유화 핸드피스(hand piece)와 동작식으로 통신하는 콘솔을 포함한다. 콘솔은 통상적으로 전원 공급 장치, 펌프, 전자 및 연관 하드웨어를 포함하는 캐비닛을 포함한다. 콘솔은 핸드피스, 흡인 및 관류의 전자 기기의 제어를 제공한다. 핸드피스는 제1 단부 상의 압전 결정의 세트에 직접 부착된 공진 바아 및 제2 단부 상의 바늘형 절단 튜브를 포함한다. 결정은 수정체유화 중에 공진 바아 및 부착된 절단 튜브를 구동하는 데 필요한 초음파 진동을 공급한다.
통상의 수정체유화 시술 중에, 수정체 팁은 관류 슬리브의 원위 단부를 지나 연장하고 각막의 소형 절개부를 통해 눈의 전방 세그먼트 내에 삽입된다. 절단 튜브의 수정체 팁은 눈의 수정체와 접촉하게 되어, 진동하는 수정체 팁이 수정체를 유화하게 된다. 유화물은 이어서 관류 슬리브를 통해 시술 중에 눈에 제공되는 관류 유체와 함께 수정체 팁의 루멘을 통해 흡인되어 폐기물 용기를 향해 지향된다. 절단 중에, 관류 유체는 절단 튜브 위에 위치된 관류 슬리브를 통해 눈으로 전달된다(즉, 수동적으로 또는 능동적으로). 관류 유체는 눈 내의 압력 균형을 유지하고 유화된 수정체의 제거 중에 전방 챔버의 붕괴를 방지하도록 의도된다.
원격 진공 소스를 사용하는 종래의 수정체 디바이스 및 다른 디바이스와 연관된 문제는 흡인 라인이 매우 길고 가요성이어서 유체 시스템 컴플라이언스에 기여한다는 것이다. 마지막으로, 시스템은 종종 시스템의 컴플라이언스를 더 추가하는 압축성 가스 또는 다른 물질을 포함한다. 압축 가능 재료를 포함하는 기다란 유연성 흡인 라인은 흡인이 턴온 및 턴오프될 때 팁의 응답 시간에 영향을 미친다. 벤츄리 기반(venturi-based) 시스템과 같은 몇몇 시스템의 또 다른 문제는, 폐액 폐기 인클로저가 또한 진공 압력에 노출되고, 이와 같이, 용기 및 그 내의 가스 또는 다른 압축성 물질이 또한 압력의 변화에 응답하여 또한 팁에서의 흡인의 개시 및 종료의 지연에 기여하고 몇몇 시스템의 낮은 응답성에 기여한다.
예를 들어, 백내장 수술 중에 눈으로의 관류의 전달을 위한 종래의 방법 및 디바이스는 또한 상당한 양의 순환 관류 균형 식염수(BSS)를 사용할 수도 있다. 예를 들어, BSS의 병 및 백은 250 cc 내지 500 cc의 범위에 있을 수도 있다. 각막 내피 세포는 눈에 전달되는 초음파 에너지의 양 뿐만 아니라 전방 챔버를 통해 순환하는 관류 유체의 양을 포함하여 다수의 방식으로 손상될 수 있다. 부가적으로, 더 많은 양의 관류 유체가 사용될 때, 눈을 통한 유량이 더 높아지고 따라서 관류 유체의 부가의 난류가 존재하여 각막 내피 세포 손상을 또한 유발할 수도 있다.
몇몇 구현예에서, 눈으로부터 수정체 물질을 적출하기 위한 시스템이 개시된다. 시스템은 모터를 갖는 구동 메커니즘, 구동 메커니즘에 의해 구동되는 제1 흡인 펌프, 및 눈의 전방 챔버를 통해 그리고 눈의 수정체낭까지 신장하도록 크기 설정되고 구성되는 세장형 부재를 갖는 수술 기구를 포함한다. 세장형 부재는 제1 흡인 펌프에 유동적으로 결합되고 흡인 폐기물 라인의 적어도 일부를 형성하는 내부 루멘, 및 원위 절단 팁을 갖는 개방 원위 단부를 포함한다. 세장형 부재는 구동 메커니즘에 의해 진동되도록 구성된다. 시스템은 제2 흡인 펌프 및 제2 흡인 펌프에 유동적으로 결합된 유체 라인을 포함하는 수술 기구로부터 이격되어 있는 유체 시스템을 더 포함한다. 유체 라인은 눈으로부터 내부 루멘을 향해 수정체 물질을 흡인하기 위해 제2 흡인 펌프로부터 세장형 부재의 내부 루멘으로 배경 흡인을 전달하도록 구성된다.
제1 흡인 펌프는 눈으로부터 내부 루멘 내로 수정체 물질을 흡인하기 위해 내부 루멘을 통해 불연속적 맥동성 흡인을 생성하도록 구성될 수 있다. 제1 흡인 펌프는 피스톤 펌프일 수 있다. 제2 흡인 펌프에 의해 전달되는 배경 흡인은 내부 루멘을 통한 연속적인 배경 흡인일 수 있다. 제2 흡인 펌프는 연동 펌프 또는 롤러 펌프일 수 있다. 제2 흡인 펌프에 의해 생성된 배경 흡인의 유량은 제1 흡인 펌프에 의해 생성된 흡인의 유량보다 적을 수 있다. 제2 흡인 펌프의 유량은 약 10 mL/분일 수 있고 제1 흡인 펌프의 유량은 약 30 mL/분일 수 있다.
수술 기구는 관류 유체의 소스에 결합 가능한 관류 라인을 더 포함할 수 있다. 관류 유체의 소스는 수술 기구의 부분일 수 있다. 관류 유체의 소스는 유체 시스템의 부분일 수 있다. 사용 중에 수술 기구에 제공되는 관류 유체의 총 체적은 약 250 mL 미만 내지 약 10 mL일 수 있다. 유체 시스템은 유체 시스템의 관류 유체의 소스를 수술 기구의 관류 라인에 유동적으로 결합하는 관류 라인을 더 포함할 수 있다. 유체 시스템의 관류 라인은 유체 시스템의 관류 라인을 통한 관류 유체 유동을 제어하도록 구성된 밸브를 포함할 수 있다.
기구는 수술 기구의 하우징 상의 입력을 더 포함할 수 있다. 입력은 트리거 누름 정도에 따라 수술 기구의 상이한 기능을 활성화하도록 구성된 다방향 트리거일 수 있다. 제1 트리거 누름 정도는 유체 시스템의 관류 라인의 밸브를 개방하여 수술 기구를 관류 전용 모드로 배치할 수 있다. 제2 트리거 누름 정도는 제2 흡인 펌프를 활성화하여 수술 기구를 관류 연속 흡인 모드로 배치할 수 있다. 제3 트리거 누름 정도는 제1 흡인 펌프 및 세장형 부재의 진동을 활성화하여 수술 기구를 관류 펄스화 흡인 절단 모드로 배치할 수 있다. 제3 트리거 누름 정도를 넘는 트리거 누름은 진동 주파수와 흡인 유량 중 적어도 하나를 증가시킬 수 있다. 제3 트리거 누름 정도는 부가적으로 제2 흡인 펌프를 비활성화할 수 있다. 입력은 용량성 센서, 광학 센서, 자기 센서, 전자기 센서 및 홀 효과 센서로 이루어진 그룹으로부터 선택된 감지 메커니즘을 합체할 수 있다. 제1 흡인 펌프 및 제2 흡인 펌프는 내부 루멘을 통해 동시에 흡인을 인가하도록 구성될 수 있다.
수술 기구는 원위측 일회용 부분에 해제 가능하게 결합 가능한 근위측 재사용 가능 부분을 갖는 핸드헬드 부분을 더 포함할 수 있다. 핸드헬드 부분은 모터의 회전을 원위측 일회용 부분에 해제 가능하게 동작식으로 결합하기 위해 구성되는 회전 가능 커플러를 포함할 수 있다. 근위측 재사용 가능 부분은 눈의 외부에 남아 있을 수 있다. 제1 흡인 펌프는 복수의 피스톤을 포함할 수 있고, 복수의 피스톤의 각각은 각각의 실린더 내에 수용되고, 각각의 실린더는 세장형 부재의 내부 루멘에 유동적으로 결합된다. 구동 메커니즘은 회전 가능 커플러를 통해 모터에 의해 회전되는 것이 가능한 회전 캠 조립체를 더 포함할 수 있고, 회전 캠 조립체의 회전은 복수의 피스톤이 내부 루멘 내에 불연속적 음압(negative pressure)의 펄스를 발생하게 할 수 있다.
제1 흡인 펌프에 의해 생성된 흡인은 사용자에 의해 선택적으로 수정 가능할 수 있다. 수술 기구는 그 각각의 실린더 내의 복수의 피스톤의 근위측 진행을 제한하도록 구성된 피스톤 하드 정지부(hard stop)를 더 포함할 수 있다. 피스톤 하드 정지부는 고 진공 위치와 저 진공 위치 사이를 토글하도록 구성될 수 있다. 고 진공 위치에 있을 때, 피스톤 하드 정지부는 실린더에 대해 근위측으로 수축되어 그 각각의 실린더 내에서 각각의 피스톤의 최대 근위측 진행을 허용할 수 있다. 저 진공 위치에 있을 때, 피스톤 하드 정지부는 실린더에 대해 원위측으로 전진되어 그 각각의 실린더 내의 각각의 피스톤의 근위측 진행을 최대 근위측 진행 미만으로 제한할 수 있다. 피스톤 하드 정지부는 연속 흡인 위치와 맥동성 흡인 위치 사이에서 토글하도록 구성될 수 있다. 연속 흡인 위치에 있을 때, 피스톤 하드 정지부는 실린더에 대해 원위측으로 전진되어 그 각각의 실린더 내의 그리고 구동 메커니즘의 회전 캠 조립체에 대한 각각의 피스톤의 근위측 진행을 제한할 수 있다. 맥동성 흡인 위치에 있을 때, 피스톤 하드 정지부는 실린더에 대해 근위측으로 수축되어 그 각각의 실린더 내의 그리고 구동 메커니즘의 회전 캠 조립체에 대한 각각의 피스톤의 완전 근위측 진행을 허용할 수 있다.
수술 기구는 수술 기구의 흡인 폐기물 라인 내에 위치된 서지 방지 밸브(anti-surge valve)를 더 포함할 수 있다. 서지 방지 밸브는 흡인의 유량이 임계값을 초과할 때 흡인 폐기물 라인을 통한 유동을 제한하도록 구성되고 흡인의 유량이 임계값 미만일 때 흡인 폐기물 라인을 통한 유동을 허용하도록 구성될 수 있다. 임계값은 40 ml/분일 수 있다. 서지 방지 밸브는 다이아프램 밸브(diaphragm valve), 엄브렐러 밸브(umbrella valve) 또는 머시룸 밸브(mushroom valve)일 수 있다. 서지 방지 밸브는 필터를 더 포함할 수 있다.
상호 관련된 양태에서, 눈으로부터 수정체 물질을 적출하기 위한 디바이스가 개시된다. 디바이스는 모터, 사용자에 의해 선택적으로 수정 가능한 구동 메커니즘에 의해 구동되는 흡인 펌프, 및 구동 메커니즘에 의해 진동되도록 구성된 세장형 부재를 갖는 구동 메커니즘을 포함한다. 세장형 부재는 눈의 전방 챔버를 통해 그리고 눈의 수정체낭까지 신장하도록 크기 설정되고 구성된다. 세장형 부재는 흡인 펌프에 유동적으로 결합되고 흡인 폐기물 라인의 적어도 일부를 형성하는 내부 루멘, 및 원위 절단 팁을 갖는 개방 원위 단부를 포함한다.
흡인 펌프에 의해 생성되고 내부 루멘을 통해 전달되어 눈으로부터 내부 루멘 내로 수정체 물질을 흡인하는 흡인은 연속적인 배경 흡인과 불연속적인 맥동성 흡인 사이에서 선택적으로 수정 가능할 수 있다. 흡인 펌프는 복수의 피스톤을 갖는 피스톤 펌프일 수 있다. 복수의 피스톤의 각각은 각각의 실린더 내에 수용될 수 있다. 각각의 실린더는 세장형 부재의 내부 루멘에 유동적으로 결합될 수 있다. 구동 메커니즘은 회전 가능 커플러를 통해 모터에 의해 회전되는 것이 가능한 회전 캠 조립체를 더 포함할 수 있다. 회전 캠 조립체의 회전은 복수의 피스톤이 내부 루멘 내에서 불연속적 음압의 펄스를 발생하게 할 수 있다. 디바이스는 그 각각의 실린더 내의 복수의 피스톤의 근위측 진행을 제한하도록 구성된 피스톤 하드 정지부를 더 포함할 수 있다. 피스톤 하드 정지부는 고 진공 위치와 저 진공 위치 사이를 토글하도록 구성될 수 있다. 고 진공 위치에 있을 때, 피스톤 하드 정지부는 실린더에 대해 근위측으로 수축되어 그 각각의 실린더 내에서 각각의 피스톤의 최대 근위측 진행을 허용할 수 있다. 저 진공 위치에 있을 때, 피스톤 하드 정지부는 실린더에 대해 원위측으로 전진되어 그 각각의 실린더 내의 각각의 피스톤의 근위측 진행을 최대 근위측 진행 미만으로 제한할 수 있다. 피스톤 하드 정지부는 연속 흡인 위치와 맥동성 흡인 위치 사이에서 토글하도록 구성될 수 있다. 연속 흡인 위치에 있을 때, 피스톤 하드 정지부는 실린더에 대해 원위측으로 전진되어 그 각각의 실린더 내의 그리고 구동 메커니즘의 회전 캠 조립체에 대한 각각의 피스톤의 근위측 진행을 제한할 수 있다. 맥동성 흡인 위치에 있을 때, 피스톤 하드 정지부는 실린더에 대해 근위측으로 수축되어 그 각각의 실린더 내의 그리고 구동 메커니즘의 회전 캠 조립체에 대한 각각의 피스톤의 완전 근위측 진행을 허용할 수 있다.
디바이스는 원위측 일회용 부분에 해제 가능하게 결합 가능한 근위측 재사용 가능 부분을 포함할 수 있다. 근위측 재사용 가능 부분은 눈의 외부에 남아 있도록 구성될 수 있다. 피스톤 펌프는 원위측 일회용 부분 내에 위치될 수 있고 회전 캠 조립체는 근위측 재사용 가능 부분 또는 원위측 일회용 부분 내에 위치될 수 있다.
몇몇 변형예에서, 이하 중 하나 이상이 상기 방법, 장치, 디바이스 및 시스템에서 임의의 실현 가능한 조합으로 선택적으로 포함될 수 있다. 방법, 장치, 디바이스 및 시스템의 부가의 상세는 첨부 도면 및 아래의 설명에서 설명된다. 다른 특징 및 장점은 설명 및 도면으로부터 명백해질 것이다.
이들 및 다른 양태가 이제 이하의 도면을 참조하여 상세히 설명될 것이다. 일반적으로 말하면, 도면은 수치는 절대적으로 또는 상대적으로 실제 축척대로 도시되어 있지 않고, 예시적인 것으로 의도된다. 또한, 특징부 및 요소의 상대 배치는 예시적인 명료성을 위해 변경될 수도 있다.
도 1a는 안과용 미세 수술 도구와 함께 사용을 위한 구현예에 따른 미세 수술 제어 시스템의 사시도이다.
도 1b는 도 1a의 미세 수술 제어 시스템의 블록도이다.
도 1c는 구현예에 따른 기구 상의 다방향 입력의 스로틀 위치에 대한 시스템의 동작의 스테이지를 도시하고 있다.
도 2는 다른 구현예에 따른 미세 수술 시스템의 개략도이다.
도 3a는 제어 시스템과 함께 사용을 위한 선택적인 2차 폐기물 용기를 도시하고 있다.
도 3b는 1차 및 2차 폐기물 용기를 유체 시스템에 결합하기 위한 피팅을 도시하고 있다.
도 3c는 유체 시스템과 함께 사용을 위한 폐기물 용기의 구현예를 도시하고 있다.
도 3d 및 도 3e는 유체 시스템과 함께 사용을 위한 폐기물 용기의 다른 구현예를 도시하고 있다.
도 3f는 유체 시스템과 함께 사용을 위한 폐기물 용기의 다른 구현예를 도시하고 있다.
도 4a 및 도 4b는 미세 수술 제어 시스템과 함께 사용되도록 구성된 눈으로부터 재료를 절단하고 흡인하기 위한 미세 수술 도구의 구현예의 측면도를 도시하고 있다.
도 4c 및 도 4d는 각각 라인 C-C 및 D-D를 따라 취한 도 4a 및 도 4b의 디바이스의 단면도를 도시하고 있다.
도 4e 내지 도 4g는 도 4a 및 도 4b의 디바이스의 회전 캠의 다양한 도면을 도시하고 있다.
도 4h 내지 도 4o는 도 4a 및 도 4b의 디바이스의 다양한 구성요소의 부가의 도면이다.
도 4p는 펌핑 챔버로의 재료 유동을 제어하는 일방향 밸브의 다른 도면이다.
도 5a는 세장형 부재를 갖는 미세 수술 도구의 사시도를 도시하고 있다.
도 5b는 서로로부터 분리된 미세 수술 기구의 구현예의 영구 부분 및 일회용 부분의 사시도를 도시하고 있다.
도 5c는 도 5b의 기구의 영구 부분의 부분도를 도시하고 있다.
도 5d는 원 C-C에서 취한 도 5c의 영구 부분의 상세도를 도시하고 있다.
도 5e 내지 도 5h는 도 5b의 영구 부분과 일회용 부분 사이의 결합의 다양한 도면이다.
도 6a 내지 도 6d는 도 5b의 기구의 선택 가능한 진공 설정을 도시하고 있다.
도 7a 내지 도 7h는 미세 수술 기구의 다양한 도면을 도시하고 있다.
도 8a 내지 도 8d는 도 7a 내지 도 7h의 미세 수술 기구의 캠 메커니즘을 도시하고 있다.
도 8e는 캠 표면 상의 피스톤 운동을 개략적으로 도시하고 있다.
도 8f 내지 도 8h는 다른 캠 표면 상의 피스톤 운동을 개략적으로 도시하고 있다.
도 9a 내지 도 9c는 미세 수술 기구의 구현예의 다양한 도면을 도시하고 있다.
도 10a 내지 도 10c는 도 9a 내지 도 9c의 미세 수술 기구의 구현예의 다양한 도면을 도시하고 있다.
도 11a 및 도 11b는 도 10a 내지 도 10c의 미세 수술 기구의 다른 구현예의 부분 단면도를 도시하고 있다.
도 12는 조합된 관류 펄스 및 진공 펄스 시스템을 합체하는 펌핑 매니폴드의 개략도이다.
도 13a 내지 도 13c는 세장형 부재를 갖는 미세 수술 도구의 다양한 작동 스테이지를 도시하고 있다.
도 14a 내지 도 14c는 다양한 작동 스테이지에서 도 13a 내지 도 13c의 도구의 부분도를 도시하고 있다.
도 15a 내지 도 15c는 다양한 작동 스테이지에서 도 13a 내지 도 13c의 도구의 부분도를 도시하고 있다.
도 16a 및 도 16b는 다단 트리거에 결합된 통기 메커니즘의 구현예를 도시하고 있다.
도 16c 및 도 16d는 원위 단부 관점으로부터 도 16a 및 도 16b의 통기 메커니즘을 합체하는 가스켓에 의해 커버된 진공 매니폴드를 도시하고 있다.
도 16e 및 도 16f는 투명도의 진공 매니폴드를 통한 근위 단부 관점으로부터 도 16c 및 도 16d의 통기 메커니즘을 도시하고 있다.
도 16g 및 도 16h는 진공 매니폴드가 도시되어 있지 않은 근위 단부 관점으로부터 도 16c 및 도 16d의 통기 메커니즘을 투명도로 도시하고 있다.
도 17a는 진동 구동 메커니즘의 구현예에 결합된 세장형 부재의 사시도이다.
도 17b 내지 도 17d는 다양한 회전 스테이지에서 도 17a의 진동 메커니즘의 측면도이다.
도 17e 및 도 17f는 각각 신장 및 수축 상태에서 내부 및 외부 튜브를 갖는 세장형 부재의 부분도이다.
도 17g는 완전 원위측 신장 상태에서 세장형 부재의 부분 단면도이다.
도 18a는 종래의 수정체유화 시스템의 세장형 부재의 대칭성, 사인곡선형 모션 프로파일을 도시하고 있다.
도 18b는 세장형 부재의 비대칭성, 비-사인곡선형 모션 프로파일을 도시하고 있다.
도 18c는 신장 속도 프로파일이 세장형 부재의 수축 속도 프로파일과 동일한 세장형 부재에 대한 대칭성 모션 프로파일을 도시하고 있다.
도 18d는 신장 속도 프로파일이 세장형 부재의 수축 속도 프로파일과 상이한 세장형 부재에 대한 비대칭성 모션 프로파일을 도시하고 있다.
도 18e 내지 도 18f는 프로파일이 상이한 세장형 부재의 신장 속도 프로파일 및 수축 속도 프로파일의 부가의 예를 도시하고 있다.
도 18g는 그 신장 속도 프로파일(상부 패널)에 대한 세장형 부재의 원위 팁(하부 패널)의 비-사인곡선형 운동을 도시하고 있다.
도 19a는 진공 프로파일의 구현예를 도시하고 있다.
도 19b 내지 도 19d는 세장형 부재에 대한 비대칭성, 비-사인곡선형 모션 프로파일(실선)과 세장형 부재를 통한 흡인을 위한 진공 프로파일(해칭 라인) 사이의 중첩을 도시하고 있다.
도 19e는 세장형 부재에 대한 비대칭성, 비-사인곡선형 모션 프로파일(실선)과 세장형 부재를 통한 흡인을 위한 진공 프로파일(해칭 라인) 사이의 중첩을 도시하고 있다.
도 19f는 세장형 부재에 대한 비대칭성, 비-사인곡선형 모션 프로파일(실선)과 피스톤 펌프에 의한 세장형 부재를 통한 흡인을 위한 진공 프로파일(해칭 라인) 사이의 중첩을 도시하고 있다.
도 20a는 기구의 하우징 상에 위치된 감아올린 구성의 무균 외장을 도시하고 있다.
도 20b는 기구의 하우징 위에 전개 후에 펼쳐진 구성에서 도 20a의 무균 외장을 도시하고 있다.
도 21은 폐색 후 서지를 방지하도록 구성된 기구의 진공 매니폴드 내의 밸브를 도시하고 있다.
도 22a 내지 도 22d는 폐색 후 서지를 방지하도록 구성된 밸브용 필터의 구현예를 도시하고 있다.
도 23은 무균 패키지에 기구를 포함하는 키트의 구현예를 도시하고 있다.
도면은 단지 예일 뿐이고 실제 축척으로 의도된 것이 아니라는 것이 이해되어야 한다. 본 명세서에 설명된 디바이스는 각각의 도면에 반드시 도시되어 있지는 않은 특징을 포함할 수도 있다는 것이 이해되어야 한다.
안내 수술 중에 수정체, 유리체 및 다른 조직의 안내 분쇄 및 제거를 위해 유용한 안과 미세 수술 도구용 시스템, 디바이스 및 방법이 본 명세서에 설명된다. 다양한 시스템, 디바이스 및 방법은, 이에 한정되는 것은 아니지만, 눈 내의 시술 중에 타겟 장소에 존재하는 물질의 절단, 분쇄, 유화, 흡인 및/또는 관류를 포함하는 안과 시술에 유용한 하나 이상의 기능을 수행하도록 구성된다. 본 명세서에서 사용될 때, "물질"은 체액(눈으로부터 또는 눈에 제공된), 수정체 조직, 유리체, 세포와 같은 조직 또는 조직의 조각, 및 눈 내의 시술(예를 들어, 백내장 시술, 유리체 절제 시술 등) 중에 존재할 수도 있는 임의의 다른 유체 또는 조직 또는 다른 물질을 포함할 수 있다. 본 명세서에 설명된 시스템, 디바이스 및 방법은 눈 내의 압력 균형을 유지하기 위해 진공을 인가하고 유체를 전달하도록 구성된다. 진공을 인가하고 그리고/또는 유체를 전달하는 본 명세서에 설명된 시스템, 디바이스 및 방법은 또한 수술 부위 내부 및 부근에서 재료를 절단하고, 분쇄하고, 유화하거나 또는 다른 방식으로 더 작게 만들도록 구성될 수도 있다. 진공이 인가되게 하는 본 명세서에 설명된 시스템, 디바이스 및 방법은 순간적인 역류를 제공하기 위해 산재된 펄스화 양압(positive pressure)이 있거나 없는 펄스화된 진공을 사용하여 그 진공을 제공할 수 있다.
본 명세서에 설명된 디바이스의 다양한 특징 및 기능은 이들이 명시적으로 조합하여 설명되지 않을 수도 있더라도 본 명세서에 설명된 하나 이상의 디바이스에 적용될 수도 있다. 본 명세서에 설명된 디바이스의 다양한 특징 및 기능은, 이들에 한정되는 것은 아니지만 수정체유화 시스템, 유리체 절제 시스템, 백 폴리싱 시스템 및 백내장 수술 또는 유리체 절제 수술 등을 수행하는 데 유용한 다른 도구를 포함하여, 수술 부위 또는 그 부근에서 조직을 절단하고, 분쇄하고, 유화하거나 또는 다른 방식으로 영향을 미치기 위해 또한 유용한 관련 기술분야에 공지된 종래의 디바이스 및 시스템에 적용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
미세 수술 시스템
도 1a 및 도 1b는 구현예에 따른 미세 수술 시스템(100)을 도시하고 있다. 미세 수술 시스템(100)은 다양한 안과 수술 절차를 수행하는 데 외과 의사에 의한 사용을 위한 하나 이상의 안과용 미세 수술 기구(225)(본 명세서에서 때때로 "디바이스" 또는 "도구" 또는 "주변 디바이스" 또는 "핸드피스" 또는 "핸드헬드 유닛"이라 칭함)와 함께 사용될 수 있다. 본 명세서에 설명된 미세 수술 기구 및 디바이스 중 임의의 것은 시스템(100)과 동작식으로 결합될 수 있다. 미세 수술 시스템(100)은 폴 조립체(pole assembly)(105)에 결합된 유체 시스템(110)을 포함할 수 있다. 폴 조립체(105) 및 유체 시스템(110)은 각각 전력 시스템(120)에 의해 전력 공급되는 컴퓨팅 유닛(115)에 의해 제어될 수 있다. 유체 시스템(110)은 용기(135) 내의 관류 유체 소스(130), 미세 수술 기구(225)로 이어지는 관류 라인(155), 미세 수술 기구(225)로부터 폐기물 용기(160)를 향해 이어지는 폐기물 라인(165), 및 적어도 하나의 흡인 펌프(145)를 포함할 수 있다. 시스템(100)은 유체 시스템(110)의 관류 라인(155)을 기구(225)의 관류 입구에 결합함으로써 미세 수술 기구(225)에 관류를 제공할 수 있다. 시스템(100)은 또한 유체 시스템(110)의 폐기물 라인(165)을 기구(225)의 폐기물 출구에 결합함으로써 미세 수술 기구(225)를 위한 흡인 압력을 공급할 수 있다. 눈의 수술 필드에 들어가고 나오는 유체의 상대량은 바람직하게는 눈의 전방 챔버가 붕괴되지 않도록 균형화된다. 미세 수술 기구(225)에 제공된 총 관류 체적은 특정 체적 미만, 예를 들어 약 250 mL 미만, 약 200 mL 미만, 약 150 mL 미만, 약 100 mL 미만, 약 50 mL 미만, 약 10 mL 미만으로 유지되는 것이 또한 바람직하다. 미세 수술 시스템(100) 및 미세 수술 기구(225)의 각각의 구성요소는 이하에 더 상세히 설명될 것이다.
도 1b에 가장 양호하게 도시되어 있는 바와 같이, 시스템(100)의 하나 이상의 구성요소는 컴퓨팅 유닛(115)에 의해 제어될 수 있다. 컴퓨팅 유닛(115)은 제어 프로세서(180), 메모리(190), 통신 모듈(195) 및 하나 이상의 입출력(197)을 포함할 수 있다. 제어 프로세서(180), 메모리(190), 통신 모듈(195), 하나 이상의 입출력(197), 저장 디바이스 등과 같은 컴퓨팅 유닛(115)의 구성요소는 시스템 버스(185)를 통해 상호 접속될 수 있다. 제어 프로세서(180)는 시스템(100)에 결합된 폴 조립체(105), 유체 시스템(110) 및 미세 수술 기구(225) 중 하나 이상과 동작식으로 통신할 수 있다. 제어 프로세서(180)는 또한 하나 이상의 외부 컴퓨팅 디바이스(200)와 동작식으로 통신할 수 있다. 외부 컴퓨팅 디바이스(200)는 이들에 한정되는 것은 아니지만, 데스크탑 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 스마트폰, 또는 사용자 입력을 통신하고 수신하는 것이 가능한 다른 디바이스를 포함하여, 다양할 수 있다. 메모리(190)는 사용자 입력 데이터를 수신하고 저장하기 위해 구성된다. 메모리(190)는 데이터를 저장하고 그 데이터를 제어 프로세서(180)와 같은 시스템(100)의 하나 이상의 다른 구성요소에 통신하는 것이 가능한 임의의 유형의 메모리일 수 있다. 메모리(190)는 플래시 메모리, SRAM, ROM, DRAM, RAM, EPROM, 동적 저장 장치 등 중 하나 이상일 수도 있다. 메모리(190)는 기구(225)의 의도된 사용에 관한 하나 이상의 사용자 정의 프로파일을 저장하도록 구성될 수 있다. 메모리(190)는 사용자 정보, 사용 이력, 수행된 측정 등을 저장하도록 구성될 수 있다.
컴퓨팅 유닛(115)의 통신 모듈(195)은 제어 프로세서(180)와 같은 시스템(100)의 하나 이상의 구성요소, 뿐만 아니라 하나 이상의 외부 컴퓨팅 디바이스(200) 및 미세 수술 기구(225)와 같은 하나 이상의 주변 디바이스와 동작식으로 통신할 수 있다. 컴퓨팅 유닛(115)의 통신 모듈(195)과 외부 컴퓨팅 디바이스(200) 또는 미세 수술 기구(225) 사이의 접속은 RS22 접속, USB, 파이어와이어 접속, 독점 접속, 또는 임의의 외부 컴퓨팅 디바이스(200) 및/또는 미세 수술 기구(225)에 정보를 수신 및/또는 송신하도록 구성된 임의의 다른 적합한 유형의 유선 접속과 같은 유선 통신 포트를 포함할 수 있다. 통신 모듈(195)은 예를 들어 시스템(100)의 동작 및/또는 미세 수술 기구(225)의 제어 프로그래밍에 대한 정보를 외부 컴퓨팅 디바이스(200) 상에 실시간으로 디스플레이하기 위해 정보가 무선 링크를 통해 컴퓨팅 유닛(115)과 외부 컴퓨팅 디바이스(200) 및/또는 미세 수술 기구(225) 사이에 공급될 수 있도록 하는 무선 통신 포트를 또한 포함할 수 있다. 예를 들어, 기구(225)가 시스템(100)에 독립적으로 동작되면, 외부 컴퓨팅 디바이스(200)는 미세 수술 기구(225)와 직접 통신할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 시스템(100)에 대한 임의의 다양한 조정 및 프로그래밍은 외부 컴퓨팅 디바이스(200)를 사용하여 수행될 수 있다. 무선 접속은 블루투스(Bluetooth), 와이파이(Wi-Fi), 무선 주파수, 지그비(ZigBee) 통신 프로토콜, 적외선 또는 휴대폰 시스템과 같은 임의의 적합한 무선 시스템을 사용할 수 있고, 또한 수신된 정보의 출처를 검증하기 위해 코딩 또는 인증을 채용할 수 있다. 무선 접속은 임의의 다양한 독점 무선 접속 프로토콜일 수도 있다.
제어 프로세서(180)는 시스템(100) 내에서 실행을 위한 명령을 처리하는 것이 가능할 수 있다. 이러한 실행된 명령은 시스템(100)과 동작식으로 통신하는 시스템 또는 주변 디바이스의 사용과 관련하여 본 명세서에 설명된 프로세스 중 하나 이상을 구현할 수 있다. 제어 프로세서(180)는 단일-스레드(single-threaded) 프로세서 또는 멀티 스레드 프로세서일 수 있다. 제어 프로세서(180)는 시스템(100)의 동작에 대한 정보의 출력을 사용자에게 제공하기 위해 메모리(190) 내에 및/또는 저장 디바이스 상에 저장된 명령을 처리하는 것이 가능할 수 있다. 제어 프로세서(180)는 시스템(100) 뿐만 아니라 시스템(100)에 결합된 미세 수술 기구(225)의 하나 이상의 양태에 대한 제한을 조정하거나 제공하도록 프로그래밍되는 것이 가능한 소프트웨어를 포함할 수 있다. 제어 프로세서(180)에 의해 실행되는 소프트웨어는 사용 중에 임의의 사용자 입력 없이 시스템(100) 또는 시스템(100)에 접속된 미세 수술 기구의 특정 양태를 제공할 수 있다. 구현예에서, 조정 또는 프로그래밍은 시스템(100) 내에서 또는 외부 컴퓨터 디바이스(200) 상에서 소프트웨어에 의해 제어되는 제어 프로세서(180)를 통해 이루어질 수 있다. 사용자는 블루투스와 같은 무선 접속을 통해 시스템(100)과 통신하는 외부 컴퓨팅 디바이스(200)를 통해 원격으로 제어기(180)를 프로그래밍할 수 있다. 관류 소스(130)의 높이, 폐기물 용기(160)의 높이, 펌프(145)의 속도 등을 포함하여, 이하에 상세히 설명될 시스템(100)의 하나 이상의 양태가 프로그래밍될 수 있다. 기구(225)는 기구의 하나 이상의 구성요소(예를 들어, 구동 메커니즘, 진공 소스 또는 기구의 다른 구성요소)와 동작식으로 통신하는 제어 프로세서, 메모리 및/또는 통신 모듈을 포함하는 컴퓨팅 유닛을 또한 포함할 수 있다. 맥동성 흡인의 속도, 진동 기계 팁의 속도, 최대 속도의 제한, 다양한 모드(즉, 펄스화 모드 또는 버스트 모드)의 디스에이블(disable)/인에이블(enable), 모드의 파라미터(즉, 펄스 모드 중에 온 타임 대 오프 타임) 조정, 및 본 명세서의 다른 곳에서 설명된 바와 같은 기구(225)의 다양한 다른 제어 가능한 파라미터를 포함하여, 또한 이하에 상세히 설명될 미세 수술 기구(225)의 하나 이상의 양태가 프로그래밍될 수 있다. 사용자는 또한 이하에 더 상세히 설명되는 바와 같이 시스템(100)을 통하지 않고 직접 기구(225)와 통신하는 외부 컴퓨팅 디바이스(200)를 사용하여 미세 수술 기구(225)를 프로그래밍할 수 있다.
기구(225) 및/또는 시스템(100)은 또한 입력의 작동시에 특정 작용에 대한 제한을 제공하도록 프로그래밍될 수 있다. 예를 들어, 기구(225)의 구동 메커니즘은 입력의 작동시에 최소 및/또는 최대 속도를 갖도록 프로그래밍될 수 있고, 또는 유체 주입 및 흡인의 경우에 기구(225)는 입력의 작동시에 최소 및/또는 최대 유체 압력을 갖도록 프로그래밍될 수 있다. 따라서, 본 명세서에 설명된 기구(225)는 사용자에 의해 뿐만 아니라 입력의 작동시에 기구(225)의 하나 이상의 양태에 영향을 미치는 미리 프로그래밍된 명령에 의해 조정 가능한 입력을 사용하여 프로그래밍될 수 있다.
언급된 바와 같이, 시스템(100)의(또는 기구(225)의) 컴퓨팅 유닛(115)은 예로서 외부 컴퓨팅 디바이스(200)를 통해 원격으로 제어되고, 조정되고 그리고/또는 프로그래밍될 수 있다. 시스템(100)의 컴퓨팅 유닛(115)은 또한 시스템(100) 상의 하나 이상의 입력(197) 뿐만 아니라 기구(225) 상의 하나 이상의 입력(228)을 통해 직접 제어되고, 조정되고 그리고/또는 프로그래밍될 수 있다. 따라서, 본 명세서에 설명된 디바이스는 하나 이상의 양태가 사용자에 의한 수동 입력에 따라 수동으로 제어되고 그리고/또는 조정되거나 또는 하나 이상의 양태를 제어하도록 프로그래밍되도록 사용될 수 있다. 제어기는 디바이스의 하나 이상의 양태에 대한 제한을 조정하거나 제공하도록 프로그래밍되는 것이 가능한 소프트웨어를 포함할 수 있다. 따라서, 제어기에 의해 실행되는 소프트웨어는 사용 중에 임의의 사용자 입력 없이 디바이스의 특정 양태를 제공할 수 있다. 구현예에서, 조정 또는 프로그래밍은 디바이스 내에서 또는 직접 또는 시스템(100)을 통해 디바이스와 동작식으로 통신하는 외부 컴퓨터 디바이스(200) 상에서, 소프트웨어에 의해 제어되는 제어기를 통해 이루어질 수 있다. 사용자는 블루투스와 같은 무선 접속을 통해 디바이스와 통신하는 외부 컴퓨팅 디바이스를 통해 원격으로 제어기를 프로그래밍할 수 있다.
시스템(100)의 입력(197)은 하나 이상의 트리거, 버튼, 슬라이더, 다이얼, 키패드, 스위치, 터치스크린, 풋 페달, 또는 시스템(100)의 응답을 활성화하고, 수정하거나, 또는 다른 방식으로 야기하도록 수축되고, 가압되고, 압착되고, 활주하고, 탭핑되거나, 또는 다른 방식으로 작동될 수 있는 다른 입력을 포함할 수 있다. 몇몇 구현예에서, 하나 이상의 입력(197)은 시스템(100) 뿐만 아니라 시스템(100)과 동작식으로 통신하는 주변 디바이스의 하나 이상의 구성요소를 제어하고, 조정하고 그리고/또는 프로그래밍하기 위한 음성 명령을 수신하도록 구성된 마이크로폰(198)을 포함한다. 시스템의 입력(197)은 미세 수술 기구(225) 상의 하나 이상의 입력(228)과 별개이고 그에 추가될 수 있는데, 이는 이하에 더 상세히 설명될 것이다.
다시 도 1a 및 도 1b와 관하여, 폴 조립체(105), 유체 시스템(110), 컴퓨팅 유닛(115), 뿐만 아니라 미세 수술 기구(225) 또는 시스템(100)에 연결된 다른 주변 디바이스 중 하나 이상은 전력 시스템(120)에 의해 전력 공급될 수 있다. 예를 들어, 전력 시스템(120)은 예로서 모터 또는 다른 전동식 메커니즘으로 베이스(134)에 대해 폴(132)을 신축식으로 조정함으로써 관류 소스(130)의 높이를 조정하기 위해 폴 조립체(105)에 전력을 제공할 수 있다. 전력 시스템(120)은 유체 시스템(110)의 흡인 펌프(145) 뿐만 아니라 관류 라인(155)을 향한 유체 유동을 제어하도록 구성된 하나 이상의 밸브(150)에 전력을 제공할 수 있다. 전력 시스템(120)은 또한 시스템(100)과 동작식으로 통신하는 미세 수술 기구(225)와 같은 임의의 주변 디바이스에 전력을 제공할 수 있다. 전력 시스템(120)은 코드(168) 및 플러그(170)를 갖는 전원 콘센트(166)를 포함할 수 있다. 플러그(170)는 전력 시스템(120)에 전력을 제공하기 위해 벽 소켓 내에 삽입되도록 구성된다. 전력 시스템(120)은 미세 수술 기구 전원(227)의 플러그(270)와 같은 하나 이상의 주변 디바이스의 플러그를 수용하도록 구성된 하나 이상의 소켓(175)을 추가로 포함할 수 있다. 미세 수술 기구(225)의 전원(227)은 시스템(100)의 전력 시스템(120)의 소켓(175) 중 하나 내에 플러깅될 수 있다. 폴 조립체(105)는 또한 기구가 그 자신의 전원(227)을 포함할 필요가 없고 폴 조립체(105) 내에 직접 플러깅될 수 있도록 기구의 전원(227)을 합체할 수 있다.
폴 조립체(105)는 정맥내(IV) 폴에 통상적인 하나 이상의 특징을 포함할 수 있다. 폴 조립체(105)는 하나 이상의 행거(131)의 높이가 조정될 수 있도록 베이스(134)에 대해 이동 가능하도록 구성된 신축식 폴(132)을 포함할 수 있다. 행거(131)는 관류 소스(130)와 미세 수술 기구(225) 사이의 관류 라인(155) 내에 적절한 유체 압력을 생성하도록 계산된 높이에서 유체 시스템(110)의 하나 이상의 관류 용기(135) 내에 포함된 관류 유체 소스(130)를 현수하도록 구성된다. 관류 소스(130)는 폴 조립체(105)의 행거(131)에 의해 환자의 레벨 위에 현수될 수 있고 관류 라인(155)은 관류 소스(130)의 하단 영역에 결합될 수 있다.
폴 조립체(105)는 하나 이상의 행거(131)의 높이를 조정하여 이에 의해 관류 유체 압력을 변경하고 이에 대응하여 입구 라인 내의 유체의 유량을 변경하도록 구성된 하나 이상의 버튼, 레버, 풋 페달, 또는 다른 액추에이터를 합체할 수 있다. 하나 이상의 행거(131)의 높이는 수동으로 및/또는 전동식 조정을 통해 조정될 수 있다. 예를 들어, 폴 조립체(105)는 베이스(134)에 대해 신축식 폴(132)을 이동시키도록 구성된 전동식 시스템을 포함할 수 있다. 폴 조립체(105)는 컴퓨팅 유닛(115)과 동작식으로 통신할 수 있어서, 전동식 조정이 시술 중에 유체 요구에 따라 자동이 될 수 있게 되는데, 이는 이하에 더 상세히 설명될 것이다. 폴 조립체(105)의 베이스(134)는 폴 조립체(105)의 완전한 이동성을 보장하기 위해 복수의 회전 캐스터(140)를 가질 수 있다. 캐스터(140)는 사용 중에 부주의한 이동을 방지하기 위해 관련 기술분야에 공지된 바와 같이 잠금될 수 있다. 폴 조립체(105)는 조정 가능 수술 트레이 또는 선반 또는 다른 저장 부위 뿐만 아니라 하나 이상의 클램프, 핀치 밸브, 배관 루프, 클립 등과 같은 하나 이상의 다른 사용자 특징부를 포함할 수 있다. 몇몇 구현예에서, 폴 조립체(105)는 통합형 수술 기구 트레이(133), 예를 들어 폴(132)에 클램핑된 트레이(133)를 포함할 수 있다(도 1a 참조).
여전히 도 1a 및 도 1b와 관련하여 그리고 전술된 바와 같이, 유체 시스템(110)은 관류 유체 소스(130), 관류 라인(155), 폐기물 라인(165), 폐기물 용기(160) 및 적어도 하나의 흡인 펌프(145)를 포함할 수 있다. 흡인 펌프(145)는 눈으로부터 내부 루멘을 향해 수정체 물질을 흡인하기 위해 펌프(145)로부터 세장형 부재의 내부 루멘으로 배경 흡인을 전달하도록 구성된 유체 라인에 유동적으로 결합될 수 있다. 유체 시스템(110)은 관류 유체 소스(130)로부터 관류 유체를 전달하도록 구성된 관류 유체 펌프를 선택적으로 포함할 수도 있다. 관류 유체는 관류 유체 소스(130)를 나와 관류 유체 라인(155)을 통해 미세 수술 기구(225)를 향해 진행할 수도 있다. 치료 부위 부근의 선택적 관류 유체 저장조가 마찬가지로 합체될 수도 있다. 예를 들어, 관류 유체 저장조는 유체에 대한 수요를 순간적으로 충족시키기 위해 미세 수술 기구(225)의 원위 단부 내에 위치될 수도 있는데, 이는 이하에 더 상세히 설명될 것이다.
관류 유체 소스(130), 기구(225) 및/또는 관류 라인(155)은 직접 또는 관류 포트를 통해 기구(225)에 유동적으로 결합된 관류 라인(155)을 통한 유체 유동의 부가의 제어를 제공하도록 구성된 하나 이상의 밸브(150) 및/또는 센서를 선택적으로 포함할 수도 있다. 하나 이상의 밸브(150)는 관류 라인(155)을 단단히 핀칭하여 이에 의해 미세 수술 기구(225)를 향한 유체 유동을 방지하거나 밸브(150)의 개방시에 관류 소스(130)로부터 미세 수술 기구(225)를 향한 완전한 유체 유동을 허용하도록 구성된 핀치 밸브 또는 핀치 클램프일 수 있다.
밸브(150)는 관련 기술분야에 공지된 바와 같이 수동으로 개폐될 수 있다. 밸브(150)는 대안적으로 또는 부가적으로 컴퓨팅 유닛(115)에 의한 입력시에, 예를 들어, 이하에 더 상세히 설명되는 바와 같이 미세 수술 기구(225)의 작동시에 작동될 수 있다. 다른 밸브 및 클램프 유형이 여기에서 고려된다. 기구(225) 및/또는 폐기물 라인(165)(본 명세서에서 흡인 라인이라 칭할 수도 있음)은 기구(225)로부터의 유체 유동의 부가의 제어를 제공하도록 구성된 하나 이상의 밸브 및/또는 센서를 선택적으로 포함할 수도 있다. 하나 이상의 밸브(150)는 신축식 폴(132) 부근의 영역 내에 통합될 수 있고, 여기서, 관류 소스(130)는 밸브(150)가 관류 라인(155)을 통한 유동을 제어할 수 있도록 매달려 있다.
관류 소스(130)는 예를 들어 밸브(150)를 개방할 때 미세 수술 기구(225)를 향한 관류 소스(130)로부터 유체 유동을 야기하도록 양압 구배를 제공하는 눈의 레벨 위에 위치될 수 있다. 개방 밸브(150)는 미세 수술 기구(225)가 예를 들어 관류 슬리브(예를 들어, 도 9b에 도시되어 있는 관류 슬리브(3128) 참조) 외부로 관류 유체를 전달할 준비가 되도록 임의의 "사체적" 또는 "서지 체적"을 제거하는 관류 유체로 라인(155)을 프라이밍한다. 이하에 설명되는 바와 같이, 관류 유체는 일반적으로 흡인 시스템의 밸브가 개방될 때까지 기구(225)의 슬리브의 개구로 유출하지 않을 것이다. 상승된 관류 소스(130)로부터의 정수압은 일반적으로, 모터가 턴오프될 때 폐쇄 위치에 남아 있고 특정 압력차에 도달할 때 개방되는 핸드헬드 부분의 진공 시스템 내의 하나 이상의 밸브의 균열 압력보다 작다. 관류는 눈을 향해 수동적으로 공급될 수 있고, 폐기물 라인의 개폐는 관류 유체가 개구 외부로 그리고 눈 내로 유동하는지 여부 및 시기를 지시할 수 있다.
유체 헤드 압력은 눈에 대한 관류 소스(130)의 높이에 의존한다. 관류 소스(130)의 높이가 치료 부위에 비해 증가함에 따라, 관류 라인(155)을 통한 유체 압력이 더 커진다. 관류 소스(130)의 높이가 치료 부위에 비해 감소함에 따라, 관류 라인(155)을 통한 유체 압력이 더 낮아진다. 치료 부위로부터 이격하여 유체를 인출하는(예를 들어, 시스템의 흡인 펌프(145)를 통해) 흡인 압력은 폐기물 용기(160)의 상대 높이에 의해 영향을 받을 수 있다. 폐기물 용기(160)는 분위기 압력 이하로 설정될 수 있다. 폐기물 용기(160)가 치료 부위에 비해 낮을수록, 압력차가 커지고 잠재적인 사이펀 압력이 커진다. 예를 들어, 폐기물 용기(160)는 눈으로부터 폐기물 용기(160)를 향한 유체 및 물질의 유동을 야기하는 환자의 레벨 아래에 위치될 수 있다. 폐기물 용기(160)를 환자의 레벨 아래로 더 낮추는 것은 더 큰 압력차를 야기한다.
관류 소스(130) 및 폐기물 용기(160)의 모두의 상대 높이는 수동으로 및/또는 자동으로 조정 가능할 수 있다. 사용자는 폴 조립체(105) 상의 조정 요소에 의한 것과 같이 수동으로 또는 시스템(100)과 통신하는 외부 컴퓨팅 디바이스(200)를 사용하여 높이를 제어할 수 있다. 높이는 또한 시스템(100)의 컴퓨팅 유닛(115)을 통해 자동으로 제어될 수 있다. 시스템(100)의 컴퓨팅 유닛(115)은 예를 들어 더 많은 유체가 치료 부위에서 요구될 때 더 큰 압력차를 제공하기 위해 치료 부위에 대한 관류 소스(130)의 높이를 자동으로 조정할 수 있다. 이 방식으로, 시스템(100)은 전방 챔버와 같은 치료 부위에서 유체 전달 및 유체 후퇴의 적절한 균형을 유지할 수 있다. 예를 들어, 시스템(100)의 사용 중에, 더 많은 유체가 기구(225)를 통해 전달됨에 따라 관류 소스(130) 내의 유체 레벨이 감소할 수 있다. 시스템(100)은 유체 레벨의 변화를 감지하고 관류 소스(130)의 유체 헤드를 유지하기 위해 관류 소스(130)를 자동으로 상승시킬 수 있다(즉, IV 폴 높이를 상승시킴).
시스템(100) 및/또는 미세 수술 기구(225)는 임의의 다양한 방법에 의해 눈의 내외로 이동하는 유체의 상대량을 감지할 수 있다. 몇몇 구현예에서, 폴 조립체(105)는 얼마나 많은 유체가 눈으로 전달되고 있고 얼마나 많은 유체가 제거되고 있는지를 평가하도록 구성된 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 관류 소스(130)는 소스(130)에서 유체 체적 및/또는 중량을 평가하도록 구성된 센서에 대해 위치될 수 있다. 다른 구현예에서, 하나 이상의 센서는 예를 들어 비접촉 유체 유동 센서를 사용하여 관류 소스(130)로부터의 유체 유동을 측정할 수 있다. 유사하게, 폐기물 용기(160)는 폐기물 용기(160) 내로의 유체 체적, 유체 중량 및/또는 유체 유동을 평가하도록 구성된 센서에 대해 위치될 수 있다. 다른 구현예에서, 하나 이상의 센서는 눈 내의 전체 유체 균형을 평가하기 위해 입구 및 출구 라인과 같은 미세 수술 기구(225)에 대해 위치될 수 있다. 적어도 관류측의 센서는 이들에 한정되는 것은 아니지만, 관류 및/또는 폐기물 라인 내의 체적 유량을 측정하도록 구성된 초음파, 레이더, 레이저, 도플러 및 다른 유형의 감지 기술을 포함하는 비접촉 액체 레벨 또는 유체 유동 센서일 수 있다. 센서로부터의 정보는, 예를 들어 기구(225)에 대한 관류 소스(130)의 높이를 증가시킴으로써, 따라서 용기 내의 액체의 감소를 오프셋하도록 유체 헤드를 증가시킴으로써, 유체 균형을 자동으로 조정하기 위해 시스템에 의해 사용될 수 있다.
몇몇 구현예에서, 초음파 센서 또는 임의의 다른 유형의 비접촉 유체 센서는 관류 라인(155) 또는 폐기물 라인(165) 상에 배치된다. 하나 이상의 센서는 배관의 길이를 따른 임의의 장소에 배치될 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 센서는 라인(155, 165)이 핸드헬드 기구(225)에 들어가고 나오는 장소에 가깝게 배치된다. 센서는 이들이 다른 혈액 또는 유체 측정 센서와 유사하게 배치되는 장소에서 배관을 통한 유량을 검출할 수 있다. 몇몇 구현예에서, 센서는 핸드헬드 디바이스(225) 내에 배치되고 본 명세서에 설명된 유체 경로 내에 합체된다. 예를 들어, 기구(225)의 특정 구성요소는 비접촉 센서가 디바이스를 통한 유량을 검출할 수 있게 하는 광학적으로 투명한 구성요소로부터 제조될 수도 있다. 다른 실시예에서, 스프링 유량계가 사용될 수도 있다. 스프링 유량계는 기구(225)의 일회용 부분에 위치될 수도 있고 디바이스 내에서 유량이 증가함에 따라 신장되는 플런저를 포함할 수도 있다. 이러한 실시예에서, 플런저는 플런저의 위치가 감지되고 전자 컨트롤 내에 입력될 수도 있도록 기구의 재사용 가능 부분 상의 특징부와 상호 작용할 수도 있다. 예를 들어, 플런저의 위치를 감지하여 이에 의해 관류 또는 흡인 유동 라인(155, 165) 또는 양자 모두를 통한 유량을 결정하기 위해 전위차계가 사용될 수도 있다.
본 명세서에 설명된 기구(225)는 관류 라인(155)을 통해 핸드피스(225)에 유동적으로 결합된 관류 용기(135) 내에 포함된 관류 유체 소스(130)로부터 작업 부위로 관류 유체를 전달하도록 구성된다. 종래의 안과 수술용 관류 용기(135)는 250 mL 내지 약 500 mL일 수 있고 각각 눈에 전달을 위해 이용 가능한 비교적 큰 체적의 관류 유체를 생성한다. 요구되는 관류 유체의 체적 및 따라서 본 명세서에 설명된 기구(225)를 사용하는 시술 중에 사용되는 관류 유체 소스(130) 및 용기(135)의 크기는 종래의 시스템에 비교하여 대폭 감소될 수 있다. 이하에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 기구(225)는 원위 절단 팁 부근에 위치된 통합형 흡인 펌프(245)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 흡인 펌프(245)는 맥동성 진공 프로파일을 생성하도록 구성된 핸드피스 내의 피스톤 펌프일 수 있다. 유체를 흡인하기 위한 맥동성 진공의 강도는 펄스화 진공을 합체하지 않는 종래의 시스템에 인가된 진공보다 훨씬 더 강할 수도 있다. 매우 강하고 매우 짧은 펄스는 수정체 조직을 제거하기에 충분하고, 따라서 단지 비교적 적은 양의 유체만을 요구한다. 전방 챔버로부터 흡인되는 유체에 대한 수정체 조직의 비는 다른 현재 사용되는 디바이스 및 방법에서보다 본 명세서에 설명된 핸드헬드 디바이스에서 더 높을 수도 있다. 또한, 본 명세서에 설명된 기구(225)를 사용하여 전달되는 유체 체적은, 관류가 디바이스의 활성화시에만 전달되기 때문에, 공지된 시스템에 비교하여 상당히 감소될 수 있다. 본 명세서에 설명된 기구(225)를 사용하는 시술에 요구되는 관류 유체의 총 체적은 종래의 시스템에 비교하여 상당히 적다(예를 들어, 약 10 mL만큼 낮음).
흡인은 현재 사용되는 디바이스 및 방법보다 더 세밀한 제어로 활성화될 수 있다. 예를 들어, 기구(225)는 핑거 컨트롤을 사용할 수 있는데, 이는 이하에 더 상세히 설명될 것이다. 기구(225) 상의 핑거 컨트롤은 외과 의사가 대부분의 종래의 수정체유화 시스템에서 사용되는 풋 페달보다 더 편리하고 쉬운 방식으로 짧은 시간 기간 동안 시스템을 쉽게 활성화할 수 있게 한다. 또한, 진공 소스(245)가 핸드피스(225) 내에 위치될 수 있기 때문에, 진공 소스가 수 피트 이격되어 있고 기다란 압축 가능 배관에 의해 연결되어 있는 원격 콘솔 내에만 위치되는 다른 디바이스보다 외과 의사가 디바이스를 활성화 및 비활성화하게 하기 위해 상당히 더 빠른 응답 시간이 존재할 수도 있다. 본 명세서에 설명된 기구(225)는 비교적 적은 양의 서지 체적을 갖고, 따라서 디바이스를 주기적으로 온 오프하는 것은 최소의 단점을 갖는다. 이들 특징은 외과 의사가 수정체 조직을 제거할 준비가 될 때 단지 짧은 기간 동안에만 기구(225)가 활성화되게 할 수 있다. 이는 전체적으로 적은 제거되는 관류 유체 및 따라서 적은 전달되도록 요구되는 관류 유체에 기여한다.
인간 수정체의 체적은 약 0.10 mL 내지 0.15 mL이다. 본 명세서에 설명된 기구(225)를 사용하는 시술에 요구되는 총 관류 유체 체적은 일반적으로 250 mL 미만, 예로서 약 10 mL, 25 mL, 50 mL, 75 mL, 100 mL, 125 mL, 150 mL, 200 mL이다. 따라서, 관류 소스(130)를 유지하는 관류 용기(135)의 크기는 마찬가지로 250 mL 미만의 체적으로 제한될 수 있다. 일반적으로, 본 명세서에 설명된 디바이스의 경우, 수정체 유체 체적에 대한 시술을 위해 요구되는 관류 유체 체적의 비는 약 50:1, 75:1, 100:1, 150:1, 200:1, 최대 약 2000:1로 매우 낮게 유지된다. 예로서, 10 mL의 BSS를 사용하면 약 100:1의 비이다. 대조적으로, 250 mL의 BSS를 사용하면 약 2500:1의 수정체 조직에 대한 관류 유체의 비이다.
본 명세서에 설명된 기구(225)는 적은 체적 요구를 갖고, 따라서 관류 유체 소스(130)는 폴 조립체(105)에 의해 현수될 필요가 없는 소형 용기(135) 내에 유지될 수 있다. 관류 용기(135)는 관류 유체를 전달하기 위해 중력에 의존하지 않는 사용자의 손목 또는 팔의 부분에 위치되거나(예를 들어, 밴드 또는 다른 물품을 통해) 수술 부위 부근에 배치될 수 있도록 충분히 작게 크기 설정될 수 있다. 관류 용기(135)는 중력 또는 IV 폴로부터 현수될 필요 없이 관류 유동을 제공할 수 있는 접힘 가능한 백 또는 주사기일 수 있다. 관류 유체 소스(130)는 현수될 필요가 없고 전체 폼 팩터 및 체적이 상당히 감소되기 때문에, 유체 소스(130)는 시술을 수행하는 외과 의사 부근에 배치될 수 있고 그리고/또는 핸드헬드형일 수도 있다. 예를 들어, 관류 유체 소스(130)(및 이하에 더 상세히 설명되는 폐기물 용기(160))는 손목 스트랩 또는 팔 밴드 상에 적합하도록 크기 설정될 수 있다. 이 구성에서, 기구(225)가 가볍게 유지되고 더 쉽게 조작될 수 있게 하는 테더(tether)가 합체되지 않는다. 유체 소스(130) 및 그 용기(135)는 수술 부위 부근에 위치될 수 있도록 무균성일 수 있다. 이어서, 관류 용기(135)에 유동적으로 결합되고 그로부터 연장하는 관류 라인(155)은 단축될 수 있고 배관으로의 공기 도입의 위험이 감소될 수 있다. 더 작은 체적의 관류 용기(135)는 주사기일 필요는 없다는 것이 이해되어야 한다. 관류 용기(135)는 가요성의 접힘 가능한 백 또는 주사기일 수 있다. 용기(135)는 250 ml 미만, 예를 들어 약 25 mL 내지 100 mL의 체적을 가질 수 있다. 가요성 백 또는 주사기는 스프링 또는 공기 충전 백과 같은 가스 압력과 같은 구동 요소(2015)에 의해 압력하에 배치될 수 있다.
관류 유체의 소스는 전술된 바와 같이 유체 시스템의 부분일 수 있거나 또는 수술 기구의 부분이거나 수술 기구에 결합될 수 있다. 도 2는 중력에 의해 현수되거나 압축될 필요가 없도록 플런저 또는 다른 특징부를 사용하여 기구를 향해 유체를 지향시키도록 구성된 주사기형 용기 내에 유지된 관류 유체 소스(130)를 도시하고 있다. 관류 유체 용기 및 기구(225)는 작은 폼 팩터를 가질 수 있다. 용기와 기구(225) 사이의 연결부는 기구(225)의 사용 중에 사용자의 손목 또는 팔 또는 환자의 무균 드레이프 상에 위치될 수 있는 짧은 관류 라인 길이를 가질 수 있다. 관류 유체(균형화된 식염수(BSS)와 같은)는 배럴(2005)로부터 관류 유체를 압박하도록 구성된 플런저(2010)에 대해 배열된 원통형 배럴(2005) 내에 포함될 수 있다. 배럴(2005)은 관류 유체로 미리 충전되거나 사용시에 충전될 수 있다. 플런저(2010)는 배럴(2005)로부터 관류 유체를 전달하기 위해 플런저(2010) 상에 압력을 인가하도록 구성된 구동 요소(2015)에 의해 구동될 수 있다. 구동 요소(2015)는 주사기 펌프에 통상적인 능동 메커니즘일 수 있거나 또는 배럴(2005)로부터 관류 유체를 압박하도록 구성된 방향으로 플런저(2010)를 푸시하도록 구성된 스프링과 같은 수동 시스템일 수 있다. 구동 요소(2015)는 플런저(2010)의 위치 또는 용기의 충전 레벨에 무관하게 플런저(2010)(또는 백)에 대해 일정한 힘을 제공하는 정하중 스프링(constant force spring)일 수 있다. 정하중 스프링은 압력 레귤레이터를 포함할 수 있지만, 일반적으로는 필요하지 않다. 몇몇 구현예에서, 정하중 스프링에 의해 인가되는 힘을 조정하는 조정 메커니즘이 포함될 수 있다. 예를 들어, 조정 메커니즘은 배럴(2005)의 내부면에 대해 플런저(2010)를 활주시키는 데 필요한 힘을 변경하기 위해 플런저(2010)의 부분에 대한 마찰을 조정할 수 있다. 구동 요소(2015)에 의해 제공되는 구동력은 관류 유체의 유량 및 유동 압력이 조정될 수 있도록 조정 가능할 수 있다. 관류 유체는 배럴(2005)에서 나와 압력 레귤레이터(2020)를 통해 진행할 수 있다. 압력 레귤레이터(2020)는 예를 들어 압력 제어 노브(2025)를 회전함으로써 조정될 수 있다. 사용자는 압력 제어 노브(2025)를 조정함으로써 예를 들어 0 내지 100 inH2O 사이에서 눈으로의 전달 관류 압력을 조정할 수 있다. 압력 제어 노브(2025)는 사용자에게 설정 압력을 디스플레이하는 다이얼 또는 다른 지시기를 또한 포함할 수 있다. 노브(2025)는 관련 기술분야에 공지된 바와 같은 다른 유형의 조정 메커니즘일 수 있고 단지 예로서 제공된 것이라는 것이 이해되어야 한다.
몇몇 구현예에서, 관류 용기(135) 및 폐기물 용기(160)는 모두 작은 폼 팩터를 가질 수 있고 함께 결합될 수 있다. 이 배열은 관류 라인(155) 및 폐기물 라인(165)의 모두가 함께 부착 및/또는 유도되는 것을 제공할 수 있다. 몇몇 구현예에서, 폐기물 라인(165)은 관류 용기(135)로부터 기구(225)까지 관류 라인(155)의 길이를 따라 연장할 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 폐기물 라인(165)은 관류 유체 소스(130)의 배럴(2005)의 후방 영역, 예를 들어 스프링(2015)이 위치되어 있는 장소 부근에 유도될 수 있다. 따라서, 배럴(2005)은 플런저(2010)의 원위측에 위치된 원위측 관류 용기(135) 및 플런저(2010)의 근위측에 위치된 근위측 폐기물 용기(160)로 분할될 수 있다. 플런저(2010)가 배럴(2005) 내에서 원위측으로 이동함에 따라, 배럴(2005)로부터의 관류 유체는 배럴(2005)의 원위 단부로부터 기구(225)를 향해 관류 라인(155) 내로 배출된다. 관류 용기(135)의 체적, 즉 플런저(2010)의 원위측에 있는 배럴(2005)의 체적은 관류 유체의 전달 중에 감소하고, 폐기물 용기(160)의 체적, 즉 플런저(2010)의 근위측에 있는 배럴(2005)의 체적은 관류 유체의 전달 중에 증가한다. 흡인된 폐액은 배럴(2005)의 근위측에 있는 폐기물 용기(160) 공동에 들어갈 수 있고, 일단 수술 케이스가 완료되면 폐기를 위해 거기에 저장될 수 있다.
주사기 배럴(2005)의 폐기물 용기(160)는 공기가 폐기물 용기(160)에 들어가는 것을 허용하는 일방향 밸브(2030)를 포함할 수 있다. 눈으로부터 누출이 존재하면, 관류 유체는 폐액과 1:1로 대응하지 않을 수도 있다. 즉, 플런저(2010)는 배럴(2005) 내에서 원위측으로 이동할 수도 있지만, 동일한 양의 폐액이 배럴(2005)의 폐기물 용기부(160)에 들어가지 않을 수도 있다. 일방향 밸브(2030)는 공기가 폐기물 용기(160)로 들어가게 할 수 있어서, 그렇지 않으면 플런저(2010) 상의 힘을 감소시킬 수 있는 폐기물 용기(160) 내의 상당한 음압의 생성이 회피되게 된다.
몇몇 구현예에서, 폐기물 용기(160)는 관류 용기(135)와 별개일 수 있다. 폐기물 용기(160)는 본 명세서의 다른 곳에서 설명된 바와 같이 백과 같은 가요성 용기일 수 있다. 폐기물 용기(160) 및 관류 용기(135) 중 하나 또는 모두의 가요성 백은 예로서 압축 공기 블래더 또는 백의 측면을 푸시하는 스프링에 의해 압력을 부여하도록 압착될 수 있다.
다시 도 1a 및 도 1b에 관하여, 유체 시스템(110)의 흡인 펌프(145)는 폐기물 용기(160)를 향해 물질을 지향하는 폐기물 라인(165)을 통해 눈으로부터 유체 및 다른 물질을 인출할 수도 있다. 펌프(145)는 폴 조립체(105)의 베이스(134)의 영역 내에 통합될 수 있다. 흡인 펌프(145)는 예로서 시스템(100) 상의 입력에 의해 그리고/또는 미세 수술 기구(225)의 작동시에 수동으로 활성화될 수 있는데, 이는 이하에 더 상세히 설명될 것이다. 흡인은 체적 유량 또는 양 변위 펌프(예를 들어, 연동 펌프, 롤러 펌프, 피스톤 펌프, 스크롤 펌프 등) 또는 진공 기반 펌프(예로서, 벤츄리 또는 공압, 다이아프램 또는 로터리-베인 펌프)를 포함하여, 다양한 상이한 펌프 유형으로 달성될 수 있다. 일 구현예에서, 흡인 펌프(145)는 폴 조립체(105)의 베이스(134) 내에 통합되고 폐기물 라인(165) 내에 폐기물 용기(160)를 향한 유체 이동을 제공하도록 구성된 저압 연동 펌프이다. 흡인 펌프(145)는 폐기물 용기(160) 내로 유체를 지향하기 위해 폐기물 라인(165)을 직접 수용하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 흡인 펌프(145)는 그 주연부 주위에 롤러를 갖는 회전 펌프 헤드를 포함할 수 있다. 펌프 헤드가 회전함에 따라, 롤러는 폐기물 라인(165)을 가압하여 유체가 라인(165) 내에서 특정 방향(즉, 폐기물 용기(160)를 향해) 유동하게 한다. 유체 시스템(110)은 또한 흡인 펌프(145)가 통합형 폐기물 용기(160)를 갖는 펌프 카트리지를 수용하도록 구성될 수 있다.
시스템(100)의 흡인 펌프(145)는 부가적으로 또는 대안적으로 미세 수술 기구(225) 내에 있는 또는 그에 결합된 흡인 펌프(245)와 함께 사용될 수 있다. 유체 시스템(110)의 흡인 펌프(145)(즉, 기구(225)로부터 이격되어 있음) 또는 기구(225) 자체 상의 흡인 펌프(245)이건 또는 양자 모두이건간에, 흡인 펌프는 이하에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 연속, 반연속 및/또는 불연속 맥동성 흡인을 인가하도록 구성될 수 있다.
일 구현예에서, 유체 시스템(110)의 흡인 펌프(145)는 저압 연동 펌프이고 기구(225)의 흡인 펌프(245)는 맥동성 또는 반연속 흡인을 제공하도록 구성된 피스톤 펌프 또는 다른 펌프이다. 상이한 유량 및 유동 유형이 유체 시스템(110) 내의 제1 흡인 펌프(145) 및 기구(225) 내의 제2 흡인 펌프(245)에 의해 또한 인가될 수 있다. 예를 들어, 시스템(100)의 흡인 펌프(145)는 미세 수술 기구(225) 내의 흡인 펌프(245)에 의해 제공되는 흡인을 지원하도록 구성된 연속적인 저레벨 유량을 인가하도록 구성될 수 있다. 이와 같이, 제1 사용 부분 중에, 기구(225)를 통한 흡인은 유체 시스템(110) 내의 원격 흡인 펌프(145)에 의해 제공될 수도 있고, 제2 사용 부분 중에, 기구(225)를 통한 흡인은 핸드피스 내의 통합형 흡인 펌프(245)에 의해 제공될 수도 있다.
제1 흡인 펌프(145)에 의해 생성된 배경 흡인의 유량은 제2 흡인 펌프(245)에 의해 생성된 흡인의 유량보다 적을 수 있다. 예를 들어, 제1 흡인 펌프(145)의 유량은 약 10 mL/분일 수 있고 제2 흡인 펌프(245)의 유량은 약 30 mL/분일 수 있다. 이들 유량은 단지 예를 위해 제공된 것이고, 한정이 되도록 의도된 것은 아니다.
미세 수술 기구(225)는 하나 초과의 흡인 펌프(245)를 가질 수 있고, 여기서 각각의 흡인 소스는 상이한 유량을 (원한다면, 동시에) 인가하도록 프로그래밍될 수도 있다. 예를 들어, 미세 수술 기구(225)는 연속적인 저레벨 유량을 인가하도록 구성된 핸드피스 내부의 제1 펌프(245) 및 맥동성 더 고레벨 유량을 인가하도록 구성된 핸드피스 내부의 제2 펌프(245)를 포함할 수 있다. 상이한 유량 및 유동 유형은 또한 상이한 흡인 유형을 달성하기 위해 선택적으로 활성화될 수도 있는 단일 펌프(245)(기구(225)의)에 의해 인가될 수 있다. 미세 수술 기구의 흡인 펌프(245)에 의해 생성된 사용자 선택적으로 수정 가능한 흡인이 이하에 상세히 설명될 것이다.
시스템(100)의 흡인 펌프(145)는 미세 수술 기구(225) 내의 밸브를 통해 직접 음압을 인출할 수 있고, 눈으로부터의 유체 및 다른 물질이 폐기물 라인(165)을 통해 폐기물 용기(160)를 향해 인출되게 하는 낮은 내지 가변적인 더 높은 유동을 제공할 수 있다. 기구(225)의 핸드피스 내의 흡인 펌프(245)는 예를 들어 기구(225)로 절단 중에 시술의 특정 부분에 사용될 수 있다. 시스템(100)의 흡인 펌프(145)는 시술의 다른 부분, 예를 들어 미세 수술 기구(225)를 사용하여 수행된 작업이 완료된 후 눈에 남아있는 작은 입자의 세정 중에 사용될 수 있다.
전술된 바와 같이, 미세 수술 기구(225)는 시스템(100)의 하나 이상의 입력(197)과 별개의 그리고 그에 추가하여 하나 이상의 사용자 입력(228)을 포함할 수 있다. 기구(225)는 기구 자체 상의 하나 이상의 사용자 입력(228), 뿐만 아니라 디바이스로부터 원격의 입력(예를 들어, 시스템(100) 또는 시스템(100)과 동작식으로 통신하는 외부 컴퓨팅 디바이스(200) 상의) 또는 양자 모두를 사용하여 작동될 수 있다. 몇몇 구현예에서, 하나 이상의 사용자 입력은 이어서 시스템(100)과 또한 동작식으로 통신하는 미세 수술 기구 디바이스를 제어할 수 있는 시스템(100)과 동작식으로 통신하는 외부 컴퓨팅 디바이스(200) 상에 있을 수 있다. 기구(225) 상의 하나 이상의 입력(228)은 세장형 부재를 활성화하고, 수정하거나 또는 세장형 부재를 통한 유체의 진동, 흡인, 및/또는 주입을 야기하도록 수축되고, 가압되고, 압착되고, 활주되고, 탭핑되거나, 또는 다른 방식으로 작동될 수 있는 임의의 다양한 액추에이터, 트리거, 버튼, 슬라이더, 다이얼, 키패드, 스위치, 터치스크린, 풋 페달, 풋 스위치 또는 다른 입력을 포함할 수 있다. 몇몇 구현예에서, 미세 수술 기구(225)는 기구에 링크된 임의의 풋 페달 또는 다른 테더링 접속이 없는 올인원, 완전 핸드헬드형일 수 있다. 기구(225)는 완전한 휴대성, 가요성 및 이동의 자유를 모두 유지하면서 다수의 기능(즉, 관류, 흡인 및 절단 기능)이 가능할 수 있다. 기구(225)의 기능은 단일 손가락 또는 엄지손가락으로 작동되는 것이 가능한 디바이스 상의 입력(228)을 사용하여 개시될 수 있다. 기구(225)는 풋 페달을 요구하지 않기 때문에, 사용자는 시술을 수행하기 위해 더 편안하고 자연스럽게(예를 들어, 두 발로 또는 발마다 자신의 체중을 시프트하지만 이들이 만족해하면서) 서있을 수 있다.
기구(225)의 구동 메커니즘의 제어는 모션 제어기, 전자 속도 제어기 등의 사용을 통해 완료될 수 있다. 모션 제어기에 대한 액추에이터 또는 입력은 절단 및/또는 진공을 개시하기 위한 온/오프 종류의 입력일 수 있다. 대안적으로, 모션 제어기에 대한 입력은, 예를 들어 입력의 작동 정도(예를 들어, 버튼을 더 아래로 누름, 다이얼을 상향 다이얼링, 터치패드에 상의 디스플레이된 키 탭핑, 또는 하우징에 대한 방향으로 더 먼 거리로 활주)에 따라 모터가 더 고속으로 스핀하게 하는 다방향 입력일 수 있다. 제어기는 이하에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 입력의 작동시에 최소 및/또는 최대 속도를 갖도록 프로그래밍될 수 있다(예로서, 원격으로 또는 디바이스 자체에서).
기구(225)는 기구(225) 및/또는 기구(225)와 동작식으로 통신하는 시스템(100)의 각각의 기능(즉, 절단, 주입, 연속 흡인을 포함하는 흡인, 펄스화 진공 및/또는 펄스 사이의 역류가 있는 펄스화 진공 등)을 활성화하기 위한 별개의 입력을 포함할 수 있다. 대안적으로, 입력(228)은 예를 들어 트리거 누름 정도에 따라, 하나 초과의 기능을 활성화하기 위한 다방향 버튼 또는 트리거일 수 있다. 예를 들어, 기구(225)는 유체 전달, 유체 흡인 및 절단을 위해 구성될 수 있다. 하나 이상의 입력(228)은 구동 메커니즘이 하나 이상의 작동을 증가, 예를 들어 더 많은 트리거가 모터의 스핀을 증가시킴으로써 작동되는 세장형 부재의 진동의 주파수를 증가시키는 위치로 사용자에 의해 압박될 수 있다. 미세 수술 기구(225)의 핸드피스는 기구(225)의 다방향 입력(예를 들어, 도 13a 내지 13c에 도시되어 있는 입력(3125))의 작동/위치를 식별하여 이에 의해 관류 및 흡인의 레벨을 활성화하고 그리고/또는 수정하는 신호를 송신하도록(예를 들어, 블루투스 또는 비-무선 방법을 통해) 구성된 하나 이상의 센서를 합체할 수 있다.
하나 이상의 입력은 관류 전용 기능, 연속 흡인 전용 기능, 관류 플러스 연속 흡인 기능 또는 관류 플러스 펄스화 흡인 플러스 절단 기능 등을 활성화할 수 있다. 일반적으로, 흡인 없는 절단은 바람직하지 않지만, 절단 전용 기능이 마찬가지로 여기에서 고려된다. 예로서 한정이 아니라, 사용자는 관류 전용 기능 또는 연속 흡인 전용 기능을 턴온하도록 제1 버튼을 활성화하거나 버튼을 제1 위치 또는 제1 트리거 누름 정도로 배치할 수 있다. 예를 들어, 제1 트리거 누름 정도는 유체 시스템의 관류 라인의 밸브를 개방하여 수술 기구를 관류 전용 모드로 배치할 수 있다. 제1 버튼이 활성화된 후, 사용자는 이어서 관류 플러스 연속 흡인 기능을 턴온하도록 제2 버튼을 활성화하거나 버튼을 제2 위치 또는 제2 트리거 누름 정도로 배치할 수 있다. 예를 들어, 제2 트리거 누름 정도는 흡인 펌프(145)를 활성화하여 수술 기구를 관류 연속 흡인 모드로 배치할 수 있다. 사용자는 이어서 관류 플러스 펄스화 진공 플러스 절단 기능을 턴온하도록 제3 버튼을 활성화하거나 버튼을 제3 위치 또는 제3 트리거 누름 정도로 배치할 수 있다. 예를 들어, 제3 트리거 누름 정도는 흡인 펌프(245) 및 세장형 부재의 진동을 활성화하여 수술 기구를 관류 펄스화 흡인 절단 모드로 배치할 수 있다. 제3 정도를 넘는 트리거 누름은 진동 주파수와 흡인 유량 중 적어도 하나를 증가시킬 수 있다. 제3 트리거 누름 정도는 부가적으로 흡인 펌프(145)를 비활성화할 수 있지만, 양 흡인 펌프(145, 245)는 내부 루멘을 통해 흡인을 인가할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 사용자는 이어서 진공이 계속되는 동안 절단을 시작할 수 있다. 몇몇 구현예에서, 제2 버튼 활성화는 제1 버튼 활성화가 발생한 후에만 가능하다. 이하에 더 상세히 설명되는 다른 구현예에서, 입력은 진공을 턴온하고 세장형 부재를 진동시키도록(즉, 진공 플러스 절단 기능) 구성된 제1 위치 및 세장형 부재를 통한 진공이 계속되는 동안 세장형 부재의 진동을 일시 정지하도록 구성된 제2 위치를 갖는 다방향 액추에이터일 수 있다. 다방향 액추에이터는 이하에 더 상세히 설명될 것이다.
도 1c는 다방향 입력(228)의 스로틀 위치에 대한 시스템의 동작의 스테이지를 도시하고 있다. 예를 들어, 기구(225)의 입력(228)은 제1 양(입력이 가능한 총 진행의 백분율로서 "스로틀 위치"로 표기된 x-축)을 이동하도록 작동될 수 있다. 하나 이상의 센서는 입력의 진행이 0% 초과이지만, 입력이 진행하는 것이 가능한 총 진행의 특정량 미만, 예를 들어 약 0% 내지 약 5%를 평가할 수 있다. 신호가 시스템(100)의 컴퓨팅 유닛(115)에 송신되어 컴퓨팅 유닛(115)이 유체 시스템(110)과 통신하여 밸브(150)를 개방하게 할 수 있다. 밸브(150)가 개방될 때, 관류 소스(130)로부터의 관류 유체는 관류 라인(155)을 통해 미세 수술 기구(225)를 향해 유동할 수 있다. 이는 라인(155)이 관류 유체로 프라이밍되고 미세 수술 기구(225)가 관류 유체를 치료 부위로 전달하는 것이 가능한 초기 관류 전용 단계에 시스템(100)을 배치한다. 기구(225)의 입력(228)은 제2 양만큼 이동하도록 작동될 수 있다. 하나 이상의 센서는 입력의 진행이 5% 초과이지만, 총 진행의 제2 양 미만, 예를 들어 약 6% 내지 최대 약 20%를 평가할 수 있다. 하나 이상의 센서로부터의 신호가 시스템(100)의 컴퓨팅 유닛(115)으로 송신되어 컴퓨팅 유닛(115)이 유체 시스템(110)과 통신하여 유체 시스템(110)의 흡인 펌프(145)를 통해 배경 유동을 활성화하게 할 수 있다. 유체 시스템(110)의 흡인 펌프(145)는 미세 수술 기구(225)로부터 폐기물 라인(165)을 통해 유체를 인출하기 시작하기 위해 저레벨의 연속적인 음압을 제공할 수 있다. 밸브(150)는 관류 소스(130)로부터의 관류 유체가 눈을 향해 계속 전달되도록, 바람직하게는 눈으로 들어가는 유체 체적이 눈을 나오는 유체 체적과 실질적으로 동일하도록 개방 유지될 수 있다. 이는 미세 수술 기구(225)를 관류 플러스 연속 흡인 단계로 배치한다. 배경 I/A 전용 유동은 20% 손가락 트리거 위치에서 약 2 mL/분 내지 최대 약 20 mL/분과 같은 낮은 유량을 가질 수 있다. 기구(225)의 입력은 제3 양만큼 이동하도록 작동될 수 있다. 하나 이상의 센서는 입력의 진행이 20% 초과 내지 최대 약 100%까지인 것으로 평가할 수 있다. 미세 수술 기구(225)의 핸드피스 내의 맥동성 진공은 기구(225)의 진동 절단 기능과 같은, 부가의 기능과 같이 흡인 펌프(245)에 의해 활성화될 수 있다. 하나 이상의 센서로부터의 신호가 시스템(100)의 컴퓨팅 유닛(115)으로 송신되어 컴퓨팅 유닛(115)이 유체 시스템(110)과 통신하여 유체 시스템(110)의 흡인 펌프(145)를 비활성화하게 할 수 있다. 밸브(150)는 관류 공급이 계속되도록 개방 유지될 수 있다. 이는 본 명세서의 다른 곳에서 설명된 바와 같이 미세 수술 기구(225)를 관류 플러스 펄스화 흡인 단계 또는 관류 플러스 펄스화 흡인 플러스 절단 단계에 배치한다. 절단 단계의 기계적 진동은, 일단 트리거 위치가 임계값(즉, 20% 진행)에 도달하면 개시될 수 있고 트리거가 더 눌러짐에 따라 더 높은 주파수로 더 증가할 수 있다. 일단 시술이 완료되면, 사용자는 이어서 미세 수술 기구(225)의 입력(228)을 다시 0%로 감소되게 조정할 수 있는데, 이 시점에 흡인 펌프(245)를 통한 펄스화 진공이 중단되고 유체 시스템(110)으로부터 흡인 펌프(145)를 통한 연속 진공이 모두 비활성화된다. 밸브(150)는 펌프를 비활성화한 후 일정 시간 기간(예를 들어, 약 2초) 동안 폐쇄되어 이에 의해 미세 수술 기구(225)를 향한 관류를 중단할 수 있다.
유체 시스템(110)의 흡인 펌프(145)는 도 1c에 도시되어 있는 바와 같이 핸드피스(225)의 흡인 펌프(245)를 사용하여 펄스화 진공 단계 중에 운전 정지될 필요는 없다. 시스템(100)은 기구(225) 내의 흡인 펌프(245)를 통해 맥동성 흡인을 인가하는 것과 동시에 흡인 펌프(145)를 통해 연속 흡인을 인가하도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 적은 양의 안정한 흡인이 펌프(145)를 통해 인가되어 미세 수술 기구(225)의 팁을 향해 조직을 끌어당기는 것을 도울 수 있다. 일반적으로, 흡인 펌프(145)를 통한 연속 흡인은 저레벨 유량(예를 들어, 10 cc/분)에 있고, 반면 기구(225) 내의 흡인 펌프(245)를 통한 맥동성 흡인은 더 높은 유량(예를 들어, 30 cc/분)에 있다.
기구(225)의 흡인 펌프(245)는 눈으로부터 기구 내로 유체 및 물질을 견인하고 이어서 그 유체 및 물질을 폐기물 용기(160) 내로 푸시하도록 구성된 양 변위 펌프일 수 있다. 유체 시스템(110)의 연동 흡인 펌프(145)는 펌프(245)에 의해 제공되는 유동에 추가하여 연속적인 배경 유동을 제공할 수 있다. 따라서, 2개의 소스에 인가된 진공으로 인해 발생하는 눈으로부터의 유동이 존재한다. 기구(225)의 흡인 펌프(245)는 시스템의 흡인 펌프(145)의 유량보다 더 큰 유량을 전달하여 이들 2개의 부재 사이의 유량 차이를 발생할 수 있다. 시스템(100)은 이러한 유량 차이를 포획하도록 구성된 폐기물 시스템을 합체할 수 있다.
도 3a는 2개의 폐기물 용기 - 1차 폐기물 용기(160) 및 2차 폐기물 용기(162)를 갖는 시스템(100)을 도시하고 있다. 2차 폐기물 용기(162)는 기구(225)의 흡인 펌프(245)의 더 고레벨 유량과 유체 시스템(110)의 흡인 펌프(145)의 저레벨 유량 사이의 차이와 동일한 유체 체적을 수용하여 이에 의해 폐루프 시스템 내의 균형을 유지할 수 있다. 2차 폐기물 용기(162)는 유체 시스템(110)의 1차 폐기물 용기(160) 및 흡인 펌프(145)의 모두의 상류에 위치될 수 있다. 2차 폐기물 용기(162)는 복수의 구멍(164)을 통해 폐기물 라인(165)과 유체 연통될 수 있어서, 2차 폐기물 용기(162)가 흡인 펌프(145)를 통해 연속 유동을 초과하는 유동(즉, 흡인 펌프(245)에 의한 맥동성 진공에 기인하는 유동)을 수용할 수 있게 된다. 맥동성 불연속적 유출은 폐기물 용기의 하류에서 연속적인 흡인을 유지하면서 수용될 수 있다. 2차 폐기물 용기(162)는 본질적으로 유체 체적 버퍼 또는 어큐뮬레이터를 생성한다. 시스템 외부의 유체를 초과하는 시스템 내의 임의의 유체가 2차 폐기물 용기(162) 내에 포함될 수 있다. 유입 속도가 시스템으로부터의 유출 속도보다 낮을 때, 용기(162)가 비워질 때까지 2차 폐기물 용기(162) 내에 포함된 유체의 체적이 인출될 수 있고, 이 때 유체는 라인(165)을 통해 직선형으로 인출될 것이고 용기(162)가 균형에서 역할을 하지 않는다. 폐기물 라인(165) 및 2차 폐기물 용기(162)는 용기(162)의 상류 및 하류에서 밀봉될 수 있다. 예를 들어, 상류측의 폐기물 라인(165)의 부분은 2차 폐기물 용기(162)의 입구로 밀봉될 수 있고, 하류측의 폐기물 라인(165)의 부분은 2차 폐기물 용기(162)로부터의 출구로 밀봉될 수 있어, 튜브가 용기(162)에 들어가고 나오는 장소에서 튜브 및 용기(162)가 서로 밀봉된다.
도 3b는 2개의 폐기물 용기를 갖는 시스템(100)과 함께 사용을 위한 피팅(161)을 도시하고 있다. 1차 폐기물 용기(160) 및 2차 폐기물 용기(162)는 t- 또는 y-커넥터와 같은 피팅(161)에 의해 기구(225)로부터 폐기물 라인(165)에 결합될 수 있다. 피팅(161)은 기구(225)로부터 이어지는 폐기물 라인(165a)의 부분과 연결되도록 구성된 제1 미늘(163), 흡인 펌프(145)로 이어지는 폐기물 라인(165b)의 부분과 연결되도록 구성된 제2 미늘(167), 및 2차 폐기물 용기(162)에 연결되도록 구성된 제3 미늘(169)을 포함할 수 있다. 제3 미늘(169)은 그 루멘(172) 내에 체크 밸브(171)를 합체할 수 있다. 2차 폐기물 용기(162)는 유체 시스템의 흡인 펌프(145)에 의해 제공되는 연동 유량을 초과하는 임의의 유동을 포획한다. 연동 펌프 유량을 초과하는 폐기물은 체크 밸브(171)를 개방하여 폐기물 라인 배관(165a)으로부터의 유체가 2차 폐기물 용기(162) 내로 들어가게 한다.
도 3c는 2개의 흡인 펌프 사이의 유량 차이를 포획하도록 구성된 단일 폐기물 용기를 갖는 시스템(100)의 다른 구현예를 도시하고 있다. 이 구현예에서, 폐기물 용기(160)는 밀봉된 주연부 및 테이퍼진 헤더 블록(173)을 갖는 백 또는 파우치일 수 있다. 헤더 블록(173)은 사출 성형될 수 있고 복수의 통로를 형성할 수 있다. 헤더 블록(173)을 통한 제1 통로(174)는 헤더 블록(173)의 외부면 상에 제1 입구(176), 헤더 블록(173)의 외부면 상에 제1 출구(177), 및 폐기물 용기(160)의 내부(179)로의 개구(178)를 가질 수 있다. 헤더 블록(173)을 통한 제2 통로(181)는 헤더 블록(173)의 외부면 상에 입구(182) 및 폐기물 용기(160)의 내부(179)로의 개구(183)를 가질 수 있다. 제1 통로(174)는 t- 또는 y-형상을 가질 수 있고, 반면 제2 통로(181)는 일반적으로 직선형 루멘일 수 있다. 제1 통로(174)의 제1 입구(176)는 예를 들어 미늘 또는 다른 배관 결합 특징부를 통해 기구(225)로부터 폐기물 용기(160)를 향해 이어지는 폐기물 라인(165a)의 부분과 유동적으로 결합하도록 구성된다. 제1 통로(174)의 제1 출구(177)는 폐기물 용기(160)로부터 흡인 펌프(145)로 이어지는 폐기물 라인(165b)의 부분과 유동적으로 결합하도록 구성된다. 제2 통로(181)의 입구(182)는 흡인 펌프(145)로부터 헤더 블록(173)으로 다시 이어지는 폐기물 라인(165c)의 부분과 유동적으로 결합하도록 구성된다. 헤더 블록(173)의 입구와 출구 사이의 결합부는 미늘 또는 다른 결합 특징부를 통해 폐기물 라인 배관과 결합될 수 있다. 기구(225)로부터의 유체는 폐기물 라인(165a)을 통해 제1 통로(174)의 제1 입구(176) 내로 유동하고 제1 통로(174)의 제1 출구(177)로부터 폐기물 라인(165b) 내로 유동한다. 유체는 흡인 펌프(145)를 통해 제2 통로(181)의 입구(182)를 향해 개구(183)를 통해 폐기물 용기(160)의 내부(179) 내로 폐기물 라인(165c) 내로 펌핑된다. 체크 밸브(184)가 폐기물 용기(160)의 내부(179)로 이어지는 제1 통로(174)의 개구(178) 내에 위치될 수 있다. 연동 펌프(145) 유량을 초과하는 폐기물은 체크 밸브(184)를 개방하여, 제1 통로(174)를 통과하는 유체가 개구(178)를 통해 폐기물 용기(160)의 내부로 지향될 수 있게 된다.
도 3d 내지 도 3e는 폐기물 용기(160)의 내부(179)가 튜브(186)의 적어도 일부를 둘러싸고 밀봉하도록 폐기물 용기(160)를 통해 연장하는 튜브(186)를 갖는 폐기물 용기(160)의 구현예를 도시하고 있다. 튜브(186)는 강성 튜브일 수 있고 폐기물 용기(160)는 충전시 확대되도록 구성된 가요성 백 또는 파우치일 수 있다. 튜브(186)는 미늘이 있는 피팅(도시되어 있지 않음)을 통해 상류 단부(187)에서 기구(225)로부터의 폐기물 라인(165)과 연결될 수 있고, 하류 단부(188)에서 연동 펌프(145)로 이어지는 폐기물 라인(165)과 연결될 수 있다. 튜브(186)는 폐기물 라인(165)으로부터의 유체가 구멍(164)을 통해 용기(160)의 내부(179)로 들어가게 하도록 구성된 그 측벽을 통해 연장하는 복수의 구멍(164)을 포함할 수 있다. 튜브(186)는 그 측벽을 통하는 복수의 구멍(164)을 합체할 필요가 없다. 도 3f는 튜브(186)가 체크 밸브(도시되어 있지 않음) 또는 다른 특징부에 의해 조절되는 단일 측면 개구(189)를 포함할 수 있는 것을 도시하고 있다. 구현예에서, 측면 개구(189)를 조절하는 특징부는 튜브(186)를 둘러싸고 개구(189)를 커버하는 유연성 슬리브(191)이다. 슬리브(191)는 유체가 튜브(186)의 루멘(192)을 나와 폐기물 용기(160)의 내부(179)로 들어가게 하기 위한 일방향 밸브로서 기능할 수 있도록 매우 밀접 끼워맞춤될 수 있다.
전술된 폐기물 라인 관리 시스템은 시스템(100)과 기구(225)를 통한 유체의 균형을 유지하여 2개의 상이한 소스에 의해 발생되는 유동을 관리할 수 있다.
폐루프 시스템 내의 균형은 기구(225)를 통한 유체 제거의 감지에 기초하여 유체 시스템(110)의 흡인 펌프(145)의 자동 조정에 의해 유지될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서의 다른 곳에서 설명된 바와 같이, 시스템(100)은 시스템(100)이 유체 제거의 속도를 추적하도록 사용 중에 기구(225)와 연속적으로 통신할 수 있다(예를 들어, 센서, 블루투스 등을 통해). 몇몇 구현예에서, 유량은 감지가 입구 또는 출구 라인 중 하나에서만 수행되도록 실험적으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 어떻게 관류가 주어진 흡인량, 속도 및 가속도에 응답하는지 사이의 상관성은 관류측의 유량을 직접 측정하지 않고 관류의 추정을 허용할 수 있다. 대안적으로, 관류 유량이 모니터링될 수 있고, 시스템의 흡인 펌프(145)를 통한 관류 유량 및 흡인량 및 기구의 흡인 펌프(245)에 의해 인가되는 펄스화된 진공에 기초하여 흡인 유량이 추정될 수 있다. 대안적으로, 유체 체적 유동은 모터로부터의 인출된 상대 전류를 통해 전자식으로 평가될 수 있다. 제거된 유체 체적은 모터 전류 또는 모터가 수행하는 작업량에 기초하여 정량화될 수 있다(예를 들어, 프로그램 가능 소프트웨어에 의해). 어떻게 시스템을 통한 유체가 결정되는지에 무관하게, 시스템(100)은 기구(225)에서의 제거 유량과 정합하도록 흡인 펌프(145)의 속도를 실시간으로 조정할 수 있다.
맥동성 진공 중에 흡인 펌프(145)가 계속 켜져 있는지 여부는 사전 프로그래밍에 의해 또는 시스템의 사용 중에 실시간으로 사용자에 의해 조정될 수 있다.
본 명세서의 다른 곳에서 설명된 바와 같이, 입력은 펌핑 및 절단 특징부가 가스 페달과 같은 입력의 추가의 작동에 의해 점진적으로 증가할 수 있도록 시스템의 하나 이상의 구성요소를 활성화할 수 있다. 일반적으로, 작동되는 입력이 클수록, 인가되는 흡인 진공도 커진다. 관류 전달은 수동적일 수 있으며 요구에 따라 유체를 전달할 수 있다. 유체가 눈을 나옴에 따라, 실질적으로 동등한 속도로 실질적으로 동등한 체적으로 대체될 수 있다. 눈을 나오는 유체 체적과 눈에 들어가는 유체 체적 사이의 불균형은 전방 챔버의 감압을 야기할 수 있는데, 이는 구어체로 "챔버 바운스" 또는 "서지" 또는 "트램펄리닝(trampolining)"이라 칭한다. 관류 소스는 정수압이 전방 챔버에 대한 양압을 유지하도록 눈 위에 유지될 수 있다. 유체 경로는 유체가 흡인될 때, 관류 유체가 즉시 이를 대체하도록 실질적으로 밀봉된다.
몇몇 구현예에서, 시스템(100) 및/또는 기구(225)의 제어는 미세 기구(225) 내의 감지로 인해 발생할 수 있다. 예를 들어, 입력은 입력의 진행이 밸브(150)가 개방되게 함으로써 관류를 개시하는 것, 흡인 펌프(145)를 통한 연속 흡인 또는 핸들 내의 맥동성 흡인을 활성화하는 것, 및/또는 세장형 샤프트의 진동 속도를 변경하는 것과 같은, 시스템(100) 및/또는 미세 수술 기구(225)의 하나 이상의 기능을 수정하도록 기계적일 수 있다. 축방향 결합 및/또는 회전 결합을 포함하는 임의의 다양한 구성이 여기에서 고려된다. 예를 들어, 입력의 작동은 축방향으로 병진하거나 디바이스의 종축을 중심으로 회전하도록 구성된 요소에 의한 전위차계의 작동을 야기할 수 있다. 스로틀과 모터 사이의 비접촉 결합이 또한 여기에서 고려된다. 스로틀은 용량성 센서, 광학 센서, 자기 또는 전자기 센서, 홀 효과 센서 또는 전자식으로 해석되는 신호로의 기계적 운동을 확인하는 다른 센서를 포함하여, 임의의 수의 상이한 감지 메커니즘을 합체할 수 있다. 몇몇 구현예에서, 센서는 핸들 또는 푸시 버튼의 상부면 상의 터치 센서일 수 있다. 신호는 전자 기기에 의해 해석될 수 있고 전자 기기가 입력에 따라 디바이스를 제어하도록 입력을 제공할 수 있다.
다른 구현예에서, 시스템(100)의 제어는 전력 시스템(120) 내의 감지를 통해 발생할 수 있다. 전술된 바와 같이, 미세 수술 기구(225)는 시스템(100) 상의 소켓(175)과 결합하도록 구성된 플러그(270)를 갖는 전원(227)을 포함할 수 있다. 미세 수술 기구(225)의 전원(227)은 시스템(100) 상의 저전압 소켓(175)과 결합하도록 구성된 플러그(270)를 갖는 저전압 전원(227)일 수 있다. 시스템(100) 상의 소켓(175)은, 기구(225)가 소켓(175)을 통해 전력을 인출하여 밸브(150)를 활성화하여 유체 유동을 유발하고 그리고/또는 연속 흡인을 위해 유체 시스템(110)의 흡인 펌프(145)를 활성화할 때를 감지하도록 구성된 센서를 각각 포함할 수 있다. 대안적으로, 기구(225)는 맥동성 진공 및/또는 절단이 개시될 때 소켓(175)을 통해 전력을 인출할 수 있다. 이러한 전력의 인출은 전력 시스템(120)의 소켓(175)에서 감지될 수 있으며, 이는 컴퓨팅 유닛(115)에 통신될 때 유체 시스템(110)의 흡인 펌프(145)를 전력 차단하고 연속 흡인을 중단할 수 있다. 몇몇 구현예에서, 기구(225)가 소켓(175) 내에 플러깅될 때 소켓(175)을 통해 기구(225)에 의해 전력이 인출될 수 있다. 인출되는 전류의 양은 감지되기에 충분히 높을 수 있지만, 기구(225)에서 모터를 돌리는 데 요구되는 최소 전류 미만으로 유지된다. 따라서, 적은 양의 전류가 인출될 수도 있더라도 모터는 턴오프 상태로 유지된다. 다른 구현예에서, 소켓(175)은 저항기 뱅크 또는 LED와 같은 다른 구성요소로 지향되는 적은 양의 전류를 블리딩(bleed)하도록 구성된 간단한 회로를 포함할 수 있다. 낮은 전력은 펄스화 진공이 인가되기 전에 제1 또는 제2 스테이지 중에 인출될 수 있고 이어서 기구의 흡인 펌프(245)를 사용하여 펄스화 진공이 시작될 때 제3 스테이지 중에 더 높은 전력으로 증가될 수 있다. 따라서, 전력은 기구(225)로 진행하는 전류로서 감지될 수 있고, 유체 시스템(110)의 흡인 펌프(145)의 속도를 결정하도록 해석될 수 있다.
전체에 걸쳐 설명된 바와 같이, 본 명세서에 설명된 미세 수술 시스템을 사용하여 수술 절차를 완료하는 데 사용되는 관류 유체 체적은 종래의 시스템에 비교하여 상당히 감소될 수 있다. 종래의 시스템은 연속 흡인 및 연속 관류를 사용하여 수술 절차를 수행하고, 따라서 수술 절차를 완료하기 위해 더 큰 관류 체적을 요구한다(예를 들어, 백내장 시술의 경우 250 mL 초과 내지 최대 약 1000 mL). 대조적으로, 본 명세서에 설명된 시스템으로 수술 절차를 완료하기 위해 사용되는 관류 유체 체적은 250 mL 미만, 예를 들어 약 25 mL 내지 약 100 mL, 또는 최소 10 mL일 수 있다. 관류 유체의 상당한 감소는 본 명세서에 설명된 시스템의 하나 이상의 특징에 기인할 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에 설명된 시스템은 더 효율적인 방식으로 수정체 조직을 제거하기 위해 더 강하고 더 짧은 진공 펄스를 인가하는 것이 가능하다. 본 명세서에 설명된 시스템은 펄스화 진공의 활성화시에만 눈에 관류 유체를 전달할 수 있다. 간헐적인 관류 유체 전달 및 펄스화 진공은 각각 특정 시술에 대한 총 관류 유체 체적의 필요성을 감소시킬 수 있다. 종래의 수정체유화 시스템은 눈으로의 연속적인 관류 유체 전달을 요구한다. 수정체유화 팁은 열을 발생하는 초음파 주파수로 이동하는데, 이는 세포에 손상을 준다. 연속적인 관류를 전달하면 눈을 시원하게 유지하고 열 관련 세포 손상을 회피할 수 있다. 이하에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 본 명세서에 설명된 디바이스는 초음파 주파수 미만에서 동작할 수도 있고, 따라서 눈 내의 열-연관 유해 효과가 발생하는 것을 회피할 수도 있다. 디바이스는 열 발생을 회피하기 때문에, 관류 유체는 예를 들어 진공 펄스의 개시시에만 간헐적으로 전달될 수 있다. 본 명세서에 설명된 시스템에 통상적인 더 작은 "사체적" 또는 "서지 체적"은 또한 눈으로의 전체 관류 유체 전달의 감소를 도울 수 있다. 더 낮은 서지 체적은 미세 수술 디바이스가 최소 단점으로 주기적으로 온 및 오프될 수 있게 한다. 더 적은 관류 유체가 전달될 필요가 있도록 제거되는 적은 관류 유체가 존재한다. 시술 중에 눈으로의 관류 유체 전달의 감소는 비용과 눈 내부에 유발된 잠재적인 손상을 감소시킬 수 있다.
미세 수술 기구
본 명세서에 설명된 미세 수술 기구(225)는 미세 수술 시스템(100)에 결합될 수 있는데, 이 미세 수술 시스템은 이어서 기구(225)에 관류 및 흡인 지원 뿐만 아니라 전력을 제공한다. 그러나, 유체 시스템(110)의 펌프(145)를 통한 저레벨 흡인은 선택적이다. 본 명세서에 설명된 미세 수술 기구(225)는 미세 수술 시스템(100)에 독립적으로 사용될 수 있다. 본 명세서에 설명된 미세 수술 기구(225)는 시스템(100)으로의 유일한 링크 장치가 전력용일 수 있는 올인원 디바이스일 수 있다. 따라서, 올인원 디바이스는 제어를 위한 임의의 풋 페달이나 다른 링크 장치를 갖지 않을 수도 있다. 전력은 전술된 바와 같이 시스템(100)의 전력 시스템(120)에 의해 제공될 수 있거나, 전력은 관련 기술분야에 공지된 벽 소켓일 수 있다. 미세 수술 기구(225)는 핸드피스 내의 진공 소스와 내부 배터리와 같은 통합 전원에만 의존할 수 있다.
유리체 절제 절단기, 수정체유화 또는 수정체 분쇄 핸드피스, 전기 미세 가위, 광섬유 조명 기구, 응고 핸드피스, 및 다른 미세 수술 기구를 포함하여, 임의의 수의 미세 수술 기구(225)가 전술된 미세 수술 시스템(100)과 함께 사용을 위해 본 명세서에서 고려된다. 몇몇 구현예에서, 기구(225)는 본 명세서에 그대로 참조로서 합체되어 있는 2018년 5월 3일 출원된 미국 특허 공개 제2018/0318132호에 설명된 것들 중 하나 이상이다. 수술 파라미터는 예를 들어 수행되는 특정 시술, 시술의 상이한 스테이지, 외과 의사의 개인적 선호도, 시술이 환자의 눈의 전방 또는 후방 부분에서 수행되는지 여부 등에 따라 상이할 수 있다.
도 4a 내지 도 4p, 도 5a 내지 도 5h, 도 6a 내지 도 6d, 도 7a 내지 도 7h, 도 8a 내지 도 8h, 도 9a 내지 도 9c, 도 10a 내지 도 10c, 도 11a 및 도 11b, 도 13a 내지 도 13c, 도 14a 내지 도 14c, 도 15a 내지 도 15c, 도 16a 내지 도 16h, 및 도 17a 내지 도 17g는 명확한 각막 절개부를 통해 최소 침습성, 내측 접근법으로 수행되는 수술(백내장 수술과 같은)을 위해 구성된 미세 수술 기구의 구현예를 도시하고 있다. 특징부가 기구의 일 구현예에 관하여 설명되는 경우, 특징부가 그 구현예에 관하여 명시적으로 설명되지 않을 수도 있더라도, 동일한 특징부가 기구의 다른 구현예에 존재할 수도 있다는 것이 이해되어야 한다.
백내장은 통상적으로 중증도에 기초하여 1 내지 5의 등급으로 분류된다. 본 명세서에 설명된 미세 수술 기구는 예를 들어, 특히 1 내지 3 범위의 백내장에 사용을 위한 종래의 수정체유화 핸드피스에 비교하여 눈으로부터 조직을 제거하기 위해 적은 에너지, 시간 및 유체를 필요로 한다. 본 명세서에 설명된 미세 수술 기구는 마찬가지로 경도 규모로 3 내지 약 4 이상의 더 경성 백내장에도 유용할 수 있다. 본 명세서에 설명된 미세 수술 기구는 올인원일 수 있고 현장에서(in situ) 작은 수정체 조각을 생성하고 수정체유화가 거의 또는 전혀 없이 흡인되도록 구성될 수 있다. 미세 수술 기구는 도 1a 및 도 1b와 관련하여 설명된 시스템(100)과 함께 사용될 수 있다. 본 명세서에 설명된 미세 수술 기구는 또한 시스템(100)과 별도로 사용될 수 있다. 본 명세서에 설명된 미세 수술 기구는 도 2와 관련하여 설명된 관류 용기(135)와 함께 사용될 수 있다.
도 4a 내지 도 4p는 미세 수술 기구의 구현예를 도시하고 있다. 디바이스(2700)는 핸드피스(2760)의 하우징(2762)에 결합되고 그로부터 종방향으로 연장하는 원위측 세장형 부재 또는 샤프트(2761)를 갖는 핸드피스(2760)를 포함한다. 샤프트(2761)의 적어도 원위 단부 영역은, 예로서 백내장 시술 중에 눈 내의 물질을 절단, 흡인 및/또는 주입하기 위해 최소 침습성 방식으로 눈 내에 삽입되도록 구성된다. 샤프트(2761)의 적어도 일부는 수정체 또는 눈의 다른 조직을 제거하기 위해 핸드피스(2760)에 대해 왕복식으로 진동하거나 활주되도록 구성될 수 있다. 구동 메커니즘은 세장형 부재 샤프트를 진동시키도록 구성된다.
본 명세서에서 사용될 때, "진동" 또는 "진동 운동"은 패턴에 따라 발생하고 사인곡선형일 필요는 없는 임의의 주기적이고 반복적인 운동을 포함할 수 있다. 진동 운동은 핸드피스에 대해 전후 방식으로 발생하는 왕복 활주 운동을 포함할 수 있다. 진동 운동은 그 종축을 따라 세장형 부재를 반복적으로 전진 및 수축시키는 것을 포함할 수 있다. 반복된 전진 및 수축은 종축을 따라 발생할 수도 있지만, 진동 운동이 취하는 경로는 선형일 필요는 없다. 운동 경로는 타원형 경로 또는 곡선형 경로를 따라 비선형으로(즉, 이동의 적어도 일부 중에 종축으로부터 이격하여) 또는 전후 모션과 조합하여 약간 측방향 모션으로 발생할 수 있다. 운동 경로는 디바이스의 종축 주위의 회전, 궤도 또는 비틀림 또는 세장형 부재가 전후로 뿐만 아니라 측방향으로 이동하는 3차원 운동을 포함하여 디바이스의 종축에 대한 다른 유형의 운동일 수 있다. 진동 운동은 진동의 사이클에서 운동이 발생하는 장소에 따라 변경될 수도 있는 반복적인 패턴의 프로파일을 포함한다. 진동 운동은 이하에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 프로파일에서 비대칭일 수 있다.
본 명세서에서 "절단기" 또는 "절단기 튜브" 또는 "세장형 부재"라 칭할 수도 있는 샤프트(2761)는 수정체유화, 유리체 절제술, 백 폴리싱 또는 다른 기술을 포함하는 상이한 기술을 위해 구성될 수 있다. 샤프트(2761)의 적어도 일부는 유체가 진동하는 세장형 부재를 통해 전달 및/또는 흡인될 수 있도록 그를 통해 연장하는 내부 루멘을 갖는 관형의 진동하는 세장형 부재를 포함할 수 있다. 샤프트(2761)의 원위 단부는 루멘 내로의 개구를 형성할 수 있다. 샤프트는 종래의 수정체유화 절단 팁과 유사하게 수정체 조직을 잭해머링(jackhammer)하고 눈 외부로 흡인하기 위해 진동하도록 구성될 수 있다. 샤프트(2761)는 유리체 절제술을 수행하고 측면 개구를 갖는 내부 및 외부 튜브를 루멘 내로 합체하도록 구성될 수 있다. 내부 및 외부 튜브는 경성 수정체 재료를 쵸핑하고(chopping) 제거하기 위해 서로 왕복식으로 활주할 수 있다. 세장형 부재의 임의의 다양한 구성이 본 명세서에서 고려된다. 샤프트(2761)는 내부 및 외부 부재를 가질 수도 있고 또는 샤프트(2761)는 물질을 절단하고 흡인하기 위해 핸드피스에 대해 진동하도록 구성된 단일 관형 요소만을 포함할 수도 있다. 샤프트가 외부 관형 부재 내에 동축으로 배열된 내부 세장형 부재를 갖는 것으로서 설명되는 경우, 내부 세장형 부재는 중실형 로드일 수 있고 내부 루멘을 포함할 필요가 없다. 진동하는 세장형 부재는 관형일 필요는 없고, 대신에 중실형 요소로서 형성될 수 있다. 몇몇 구현예에서, 세장형 부재는 바늘 팁을 포함할 수 있는 날카로운 절단 팁 또는 경사면을 갖는다. 세장형 부재는 날카로운 바늘 팁을 갖는 절단 요소를 포함할 수 있고, 외부 관형 부재를 통해 연장하는 중실형 요소일 수 있고, 유체와 조직이 내부 및 외부 부재 사이에서 연장하는 환형 간극 내로 인출되도록 외부 관형 부재의 루멘을 통해 흡인력이 인가된다. 세장형 부재는 조직을 절단하도록 구성된 내부 루멘 및 원위 에지를 가질 수 있다. 원위 에지는 날카롭게 될 수 있고, 반면 튜브 내로의 개구는 세장형 부재의 신장 축에 대해 소정 각도로 또는 세장형 부재의 신장 축에 수직으로 절단될 수 있다. 세장형 부재의 내부 루멘은 안구 수정체 재료, 수정체 조각, 유리체 및/또는 눈으로부터의 유체와 같은 물질을 그를 통해 흡인하도록 구성될 수 있다. 따라서, 흡인력은 세장형 부재의 내부 루멘을 통해 인가될 수 있다. 그러나, 흡인력은 또한 세장형 부재 위로 연장하는 관형 외부 부재의 루멘을 통해 인가될 수 있어서, 치료 부위에 유체를 수용 및/또는 전달하기 위해 이들 2개의 부재 사이의 환형 공간을 통해 흡인이 발생하게 된다. 이러한 구성에서, 관형 외부 부재와 내부 부재 사이의 간극은 예를 들어 약 0.001" 내지 약 0.100"로 다양할 수 있다. 몇몇 구현예에서, 흡인력은 루멘을 갖는 내부 세장형 부재 및 외부 관형 부재를 통한 루멘의 모두를 통해 인가될 수 있다.
다시 도 4a 내지 도 4d에 관하여, 디바이스(2700)의 핸드피스(2760)는 영구적인 재사용 가능 부분(3210)에 해제 가능하게 결합되도록 구성된 일회용 부분(3205)을 포함할 수 있다. 일회용 부분(3205)은 일반적으로 눈으로부터의 유체 및 물질과 직접 접촉하도록 구성된 핸드피스(2760)의 구성요소, 예를 들어 원위 절단 팁, 관류 라인, 폐기물 라인, 관류 라인 및 폐기물 라인용 접속 부위 등을 포함하는 세장형 부재를 포함한다. 일회용 부분(3205)은 대응 피스톤 실린더 내에 수용된 복수의 피스톤을 갖는 피스톤 펌프와 같은 흡인 펌프를 포함할 수 있다. 모터 커플러를 통해 모터에 의해 회전되는 것이 가능한 회전 캠 조립체는 일회용 부분(3205) 또는 재사용 가능 부분(3210) 내에 위치될 수 있다. 재사용 가능 부분(3210)은 일반적으로 유체 경로 외부에 유지되도록 구성된 핸드피스(2760)의 구성요소, 예를 들어 흡인 펌프 및/또는 절단 요소를 구동하도록 구성된 구성요소를 포함한다. 재사용 가능 부분(3210)은 모터, 모터를 작동하기 위한 액추에이터, 모터 커플러를 포함할 수도 있다. 재사용 가능 부분(3210)은 재살균되어 재사용될 수도 있다. 재사용 가능 부분(3210)은 또한 일회용이고, 부분(3210)이 또한 사용 후에 폐기되게 하는 것이 재정적으로 실현 가능하도록 저비용 재료에 의해 제조될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다.
본 명세서에 설명된 디바이스는 디바이스의 비무균 구성요소에 의한 디바이스의 무균 구성요소의 부주의한 오염에 대해 보호하도록 구성된 보호 드레이프 또는 무균 외장을 합체할 수 있다. 도 20a 및 도 20b는 무균 외장(3505)을 합체하는 기구(2700)의 도면을 도시하고 있다. 무균 외장(3505)은 커플러(3515)를 통해 기구에 부착된 제1 단부 및 견인 탭(3520)에 부착된 제2 단부를 갖는 가요성 관형 커버(3510)를 포함할 수 있다. 커플러(3515)는 관형 커버(3510)의 제1 단부를 일회용 부분(3205)의 근위 단부 영역에 결합하도록 구성된 환형 요소일 수 있다. 커버(3510)는 외장(3505)의 전개 전에 감아올린 구성(도 20a 참조) 및 외장(3505)의 전개 후에 펼쳐진 구성(도 20b 참조)을 가질 수 있다. 감아올린 구성의 커버(3510)는 아코디언 패턴과 같이 절첩되거나, 롤링되거나, 사용 전에 그 푸트프린트를 최소화하기 위해 기구에 대해 다른 방식으로 콤팩트하게 에워싸일 수 있다. 펼쳐진 구성의 커버(3510)는 기구의 영구 부분(3210)이 커플러(3515)와 견인 탭(3520) 사이에서 커버(3510) 내에 수납될 수도 있도록 펼쳐지거나 언롤링된다. 커버(3510)는 적어도 영구 부분(3210)의 하우징을 포함하는 기구의 영구 부분(3210) 뿐만 아니라 적어도 기구의 근위 영역으로부터 연장하는 유체 튜브 및 전원 케이블(2757)과 같은 영구 부분(3210)에 대한 부착부의 길이를 수용하도록 구성된 가요성 관형 요소일 수 있다. 몇몇 구현예에서, 커버(3510)의 길이는 약 5 인치 내지 약 30 인치 길이이다. 커버(3510)는 임의의 다양한 재료, 특히 플라스틱, 직물 또는 종이와 같은 저렴한 일회용 재료일 수 있다. 커버(3510)의 재료는 인열하거나 잡아찢기지 않고 감아올린 구성으로부터 펼쳐진 구성으로 진행하도록 설계되고 기구 상의 사용자의 파지에 영향을 미치는 것을 회피하도록 충분히 가요성이다. 몇몇 구현예에서, 커버(3510)는 재사용 가능 부분(3210)의 하우징 위에 펼쳐진 구성에 있을 때 사용자가 커버(3510)를 통해 기구의 하우징을 여전히 볼 수도 있도록 투명 또는 반투명 플라스틱 재료이다. 커플러(3515)는 커버(3510)의 재료보다 덜 가요성일 수 있다. 몇몇 구현예에서, 커플러(3515)는 판지, 플라스틱, 금속 또는 다른 재료와 같은 재료로 형성될 수 있다. 관형 커버(3510)의 제2 단부에 부착된 견인 탭(3520)은 감아올려진 커버(3510)를 둘러싸고 이를 환형 부분(3522)의 내부면과 커플러(3515)의 외부면 사이에서 포획하도록 구성된 환형 부분(3522)을 가질 수 있다. 견인 탭(3520)은 또한 견인 탭(3520)을 근위측으로 후퇴시켜 이에 의해 커버(3510)가 기구의 영구 부분(3210) 위로 펼쳐지게 하도록 사용자에 의해 파지되어 견인되도록 구성된 그리퍼부(3524)를 합체할 수 있다. 견인 탭(3520)의 그리퍼부(3524)는 탭(3520)에 대한 사용자의 파지를 향상시키도록 구성된 하나 이상의 표면 특징부(3526)를 합체할 수 있다.
디바이스(2700)의 하우징은 비교적 강성의 경량 재료(들)로 형성될 수 있다. 2개의 하우징 부분(3205, 3210)은 나사산, 스냅 잠금, 베이어닛 등과 같은 다양한 메커니즘을 사용하여 함께 결합될 수 있다. 결합 메커니즘은 2개의 하우징 부분을 결합 해제하도록 구성된 해제 버튼을 포함할 수 있다. 일회용 부분(3205)과 재사용 가능 부분(3210) 사이의 결합은 순전히 기계적일 수도 있고 또는 기계적 및 전자적 결합의 모두를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 일회용 부분(3205)은 재사용 가능 부분(3210)의 일부와 전자식으로 결합하도록 구성된 전자 입력을 가질 수도 있다. 대안적으로, 일회용 부분(3205)은 재사용 가능 부분(3210)과 기계적으로 결합하고 상호 작용하도록 구성된 입력을 가질 수도 있다. 부분(3205, 3210) 사이의 결합은 이하에 더 상세히 설명될 것이다.
핸드피스(2760)의 일회용 부분(3205) 또는 영구 부분(3210)은 하나 이상의 입력 또는 액추에이터를 포함할 수 있다. 핸드피스(2760)는 또한 예를 들어 시스템(100)의 컴퓨팅 유닛(115)에 의해 원격으로 작동될 수도 있다. 본 명세서에서 용어 "핸드피스"의 사용은 사용자가 기구의 컨트롤을 조작하기 위해 컴퓨터 콘솔을 사용하는 로봇 아암 또는 로봇 시스템 또는 다른 컴퓨터 지원 수술 시스템에 결합된 핸드피스를 포함할 수 있다. 컴퓨터는 이어서 로봇 아암에 의해 환자에게 수행되도록 사용자의 움직임과 컨트롤의 작동을 변환할 수 있다.
이들 구성요소의 각각 뿐만 아니라 핸드피스(2760)의 일회용 및 내구성, 재사용 가능 부분(3205, 3210) 사이의 결합이 이하에 더 상세히 설명될 것이다.
미세 수술 기구 디바이스(2700)는 핸드피스(2760)의 내부에서 발견되는 흡인 또는 진공 소스를 포함할 수 있다. 따라서, 디바이스(2700)는 시스템(100) 없이 그리고/또는 외부 흡인 소스(즉, 유체 시스템(110)의 흡인 펌프(145))없이 사용되는 것이 가능한 완전 핸드헬드 디바이스일 수 있다. 진공 소스는 이들에 한정되는 것은 아니지만, 벨로우즈 메커니즘, 다이아프램 펌프, 벤츄리 펌프, 인트랩먼트 펌프(entrapment pump), 양 변위 펌프, 재생 펌프, 운동량 전달 펌프, 마이크로 펌프 등을 포함하는 임의의 다양한 구성을 갖는 펌프일 수 있다. 진공 소스는 피스톤 펌프일 수 있지만 필수적인 것은 아니고, 세장형 부재의 루멘 내에 음압을 발생시키도록 구성된 임의의 다양한 메커니즘을 합체할 수 있다.
디바이스(2700)가 시스템(100)의 유체 시스템(110)에 동작식으로 결합될 때, 예를 들어, 유체 시스템(110)의 외부 진공 소스(즉, 흡인 라인(165)을 통한 흡인 펌프(145))는 디바이스(2700)의 핸드피스 내로부터 인가되는 진공에 흡인 지원을 제공할 수도 있다. 유체 시스템(110)의 흡인 펌프(145)는 디바이스(2700)의 샤프트(2761)를 통해 연속 진공을 제공하도록 구성될 수 있고 시술의 특정 단계 중에 활성화될 수 있다. 예를 들어, 제1 사용 부분 중에, 디바이스(2700)를 통한 흡인은 흡인 펌프(145)에 의해 제공될 수도 있고, 제2 사용 부분 중에, 디바이스(2700)를 통한 흡인은 디바이스(2700)의 핸드피스(2760) 내의 흡인 펌프에 의해 제공될 수도 있다. 맥동성 진공은 디바이스(2700)의 핸드피스(2760) 내에 인가될 수 있고, 반면 연속 진공은 디바이스(2700)로부터 이격되어 있는 시스템(100)을 통해 인가될 수 있다. 또 다른 구현예에서, 동일한 펌프는 연속 진공과 증가된 음압의 펄스를 갖는 진공 사이에서 선택적으로 작동될 수 있다. 음압의 펄스는 하나 이상의 피스톤의 운동 또는 컴퓨팅 유닛에 의한 밸브의 작동으로 인해서와 같이, 하나 이상의 밸브의 작동에 의해 인가될 수 있다. 몇몇 구현예에서, 미세 수술 시스템(100)의 컴퓨팅 유닛(115)은 사용 중에 시스템(100) 및 디바이스(2700)의 상이한 기능의 활성화를 조화할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 유닛(115)은 전체에 걸쳐 설명되는 바와 같이, 밸브(150)의 개방에 의한 관류 유동의 개시, 흡인 펌프(145)를 통한 연속 흡인의 시작, 단독으로 또는 절단과 조합하여 핸드피스(2760) 내에서 펄스화 진공의 개시를 제어할 수 있고, 뿐만 아니라 눈 내의 유체와 압력의 균형을 유지할 수 있다. 눈 내의 유체 균형의 제어는 또한 이하에 더 상세히 설명되는 바와 같이 기계적 펌핑 시스템에 의해 유지될 수 있다는 것이 이해되어야 한다(도 10a 내지 도 10c, 도 11a 및 도 11b 및 도 12 참조).
디바이스의 핸드헬드 부분(예를 들어, 원위 절단 팁 부근) 내에 진공 소스를 합체하는 것은 흡인 유동 경로의 체적을 최소화하여 지연 시간 또는 이력을 감소시키면서 제어 및 응답성을 향상시킨다. 핸드피스로부터 이격된 진공 소스를 사용하는 종래의 수정체 디바이스 및 다른 디바이스는 치료 부위에 인가되는 더 낮은 유효 진공 및 느린 응답성을 겪는다. 종래의 시스템은 진공 소스를 핸드피스에 연결하는 기다란 유연성 흡인 라인을 갖는다. 유체 시스템 내의 컴플라이언스는 흡인 소스가 활성화(및 비활성화)될 때 흡인 소스로부터 치료 부위로 흡인이 전달되게 하기 위한 시간을 증가시킬 수 있다. 유체 시스템 내의 컴플라이언스는 또한 치료 부위로 전달되는 진공 내의 마찰 손실에 기여하여 유효 진공량이 소스에서 이론 진공 설정과 상이하게 할 수 있다. 예를 들어, 600 mmHg로 설정된 원격 진공 소스는 단지 200 mmHg만 치료 부위에 효과적으로 전달할 수도 있다. 원격 진공 소스를 갖는 종래의 수정체 디바이스의 지연 시간 및 이력은 특히 진공 소스가 더 높은 유량으로 설정될 때 막힘 후 큰 서지 체적의 위험을 겪는다. 종래의 시스템의 서지 체적은 원격 진공 소스와 핸드피스 사이에서 연장하는 유연성 흡인 라인을 포함하는데, 이는 상당히 클 수 있다(예를 들어, 몇몇 경우에 20 mL 초과). 사용자는 이러한 제어의 결여 및 더 높은 유량에서 서지 체적의 증가된 위험을 완화하기 위해 진공 소스를 더 낮은 레벨로 설정하는 경향이 있다.
본 명세서에 설명된 디바이스는 치료 부위에 더 효과적인 진공을 인가하고 종래의 시스템과 연관된 라인 손실을 회피함으로써 압력 변화에 더 신속하게 응답할 수 있다. 본 명세서에 설명된 디바이스는 더 높은 진공 설정과 함께 사용될 때에도 개선된 응답성과 제어를 갖는다. 원위 개구를 차단하는 수정체의 단편으로 인해 폐색이 발생하면, 진공이 형성된다(예를 들어, 최대 약 500 내지 600 mmHg 이상). 차단이 진행되어 밀봉부를 파괴할 때, 본 명세서에 설명된 디바이스와 연관된 서지는 단지 원격 진공 소스만을 갖는 종래의 디바이스에 비교하여 상당히 개선된다. 예를 들어, 본 명세서에 설명된 디바이스의 서지 체적은 약 100 입방 mm, 200 입방 mm 또는 약 300 입방 mm 이하일 수 있고, 반면 종래의 수정체유화 시스템은 이 체적보다 10x, 20x, 50x, 또는 100x 초과일 수 있는 서지 체적을 가질 수 있다. 서지 체적은 본 명세서에 설명된 디바이스가 진공 소스와 타겟 치료 부위 사이에 비교적 짧은 흡인 유동 경로를 갖기 때문에 더 작다. 짧은 흡인 유동 경로는 또한 실질적으로 강성 또는 비유연성일 수도 있다. 예를 들어, 본 명세서에 설명된 디바이스의 흡인 유동 경로의 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90% 초과는 강성이어서 흡인 유동 경로 내에 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45% 또는 50% 컴플라이언스 이하를 야기할 수 있다. 본 명세서에 설명된 디바이스의 실질적으로 비유연성의 짧은 흡인 유동 경로는 잠재적인 서지 체적을 감소시키고 또한 지연 시간 효과 및 응답성의 결여에 기여할 수 있는 사공간을 감소시킨다.
몇몇 구현예에서, 핸드피스의 흡인 펌프는 복수의 왕복 피스톤을 합체하는 피스톤 펌프일 수 있다. 도 4h 내지 도 4k에 가장 양호하게 도시되어 있는 바와 같이, 진공 소스는 하우징의 내부 내에 위치된 진공 매니폴드(2774)와 유체 연통하여 위치될 수 있다. 샤프트(2761)는 눈의 전방 챔버를 통해 그리고 수정체낭까지 연장하도록 크기 설정되고 구성되는 진동하는 세장형 부재(2755)를 포함할 수 있다. 세장형 부재(2755)는 외부 보호 슬리브(2759)를 통해 연장할 수 있다. 외부 보호 슬리브(2759)는 고정될 수 있고, 이에 의해 샤프트(2761)가 그를 통해 연장하는 각막 절개부 또는 다른 조직이 세장형 부재(2755)의 진동 운동에 의해 영향을 받는 것으로부터 보호할 수 있다. 샤프트(2761)는 어떠한 외부 슬리브(2759)도 없이 진동하는 단일 관형 세장형 부재(2755)를 또한 포함할 수 있다. 그러나, 샤프트(2761)는 예를 들어 세장형 부재(275)의 진동 운동에 노출되는 것으로 인해 조직 손상으로부터 각막을 보호하기 위해, 진동하는 세장형 부재(2755)의 적어도 일부를 둘러싸는 보호 슬리브를 포함하는 것이 바람직하다.
세장형 부재(2755)는 흡인 펌프에 유동적으로 결합되고 세장형 부재(2755)의 원위 개구로부터 근위 개구를 향해 이어지는 흡인 폐기물 라인 또는 흡인 경로의 적어도 일부를 형성하는 세장형 부재(2755)를 통해 내부 루멘과 연통하는 샤프트(2761)의 원위 단부(2765) 부근의 포트 또는 개구를 포함할 수 있다. 세장형 부재는 원위 절단 팁을 갖는 개방 원위 단부를 포함할 수 있다. 샤프트(2761)는 세장형 부재(2755)의 근위 개구가 진공 매니폴드(2774)의 진공 챔버(2703)와 연통하도록 진공 매니폴드(2774)를 통해 신장할 수 있다(도 4j 및 도 4k 참조). 세장형 부재(2755)의 근위 개구는 세장형 부재(2755)의 진동 운동 중에 이 진공 챔버(2703) 내에 유지된다. 루멘을 통해 눈으로부터 박리된 조직을 흡인하기 위해 진공이 진공 매니폴드(2774) 내에 인가될 수도 있다. 박리된 조직은 원위 개구에서 세장형 부재(2755)의 루멘으로 들어가 근위 개구를 통해 세장형 부재(2755)의 루멘을 나온다. 다른 구현예에서, 흡인 루멘은 루멘(2763)으로부터의 근위 개구까지 외부 보호 슬리브(2759)와 세장형 부재(2755)의 외부면 사이에 형성될 수 있다.
낮은 이동 저항을 제공하는 O-링과 같은 복수의 밀봉부(2786)는 샤프트(2761) 주위의 유체의 통과를 방지하고 그리고/또는 실질적으로 감소시킬 수 있다(도 4i 참조). 진공 매니폴드(2774)는 진공 매니폴드(2774)의 진공 챔버(2703)가 피스톤 매니폴드(2798)의 하나 이상의 펌핑 챔버(2705)와 유체 연통하도록 피스톤 매니폴드(2798)에 결합될 수 있다. 피스톤 매니폴드(2798)는 일회용 부분(3205)을 영구 부분(3210)과 결합할 때 모터(2756)와 같은 영구 부분(3210) 내의 구동 메커니즘에 의해 구동되는 각각의 펌핑 챔버(2705) 내에서 이동 가능한 피스톤(2799)을 수용한다. 하나 이상의 피스톤(2799)은 샤프트(2761)를 통한 물질의 흡인을 위해 펌핑 챔버(2705) 뿐만 아니라 진공 챔버(2703) 내에 진공을 발생한다.
흡인 펌프의 피스톤(2799)은 모터(2756)를 갖는 구동 메커니즘에 의해 구동되는 캠 시스템에 의해 구동된다. 캠 시스템은 이하에 더 상세히 설명될 것이다. 흡인 펌프용 모터(2756)는 브러시리스 DC 모터 또는 샤프트를 회전하기 위해 적합한 임의의 유형의 모터 또는 구동부일 수 있다. 일 구현예에서, 펌프 모터(2756)는 기어 박스 또는 다른 메커니즘을 통해 기어 감속기를 합체하는 전기 모터일 수 있다. 일 구현예에서, 영구 부분(3210)은 적어도 30:1 감속을 달성하도록 구성된 HarmonicDrive 기어 감속기를 합체한다.
디바이스는 3개의 왕복 피스톤(2799)을 갖는 것으로 도시되어 있지만, 디바이스(2700)는 그 각각의 펌핑 챔버(2705) 내에 이동 가능하게 위치된 1개, 2개, 3개 이상의 피스톤(2799)을 포함할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 그 펌핑 챔버(2705) 내에서 전후로 바운싱하는 다수의 피스톤(2799)은 음압의 펄스로 세장형 부재의 루멘의 원위부에 전달되는 맥동성 진공 또는 완전 진공을 생성할 수도 있다. 맥동성 진공은 전방 챔버의 붕괴의 위험 없이 원위 샤프트(2761)를 통한 완전 진공의 인가를 허용한다. 펄스의 피크에 있는 동안, 시스템은 고 진공을 발생할 수 있다. 그러나, 펄스화되기 때문에, 평균 흡인 유량은 펄스 피크에서 이들 고 진공 하에서도 적절한 전방 챔버 지원을 유지하기 위해 관류 유입에 대해 충분히 낮을 수 있다.
여전히 도 4h 내지 도 4k에 관하여, 진공 챔버(2703)는 일방향 밸브(2707)에 의해 조절되는 각각의 개구(2706)를 통해 하나 이상의 펌핑 챔버(2705)와 유체 연통하도록 구성된다. 일방향 밸브(2707)의 구성은 덕빌 밸브(duckbill valve)(도 4l에 도시되어 있는 바와 같이), 볼 체크 밸브, 리프트 체크 밸브, 스톱 체크 밸브 및 일 방향에서 유체의 유동을 허용하고 반대 방향에서 유체의 유동을 차단하는 다른 유형의 밸브를 포함하여 다양할 수 있다. 펌핑 챔버(2705) 내에서 제1 방향에서의 피스톤(2799)의 운동은 눈으로부터의 물질이 세장형 부재(2755)의 루멘(2763) 내로 인출되고, 진공 챔버(2703) 내로 비워지고, 일방향 밸브(2707)를 통해 펌핑 챔버(2705) 내로 견인되도록 진공을 생성한다. 펌핑 챔버(2705) 내에서 제2 반대 방향에서의 피스톤(2799)의 운동은 물질을 펌핑 챔버(2705)로부터 시스템 외부로 배출한다. 물질은 본 명세서의 다른 곳에서 설명된 바와 같이 시스템으로부터 출구 포트(2715)에 결합된 폐기 인클로저 내로 배출될 수 있다.
도 4l 내지 도 4m은 진공 매니폴드(2774)가 배출 챔버(2709)를 추가로 포함할 수 있는 것을 도시하고 있다. 배출 챔버(2709)는 진공 챔버(2703)로부터 밀봉되어 시스템 내로 인출된 물질이 샤프트(2761)를 통해 다시 푸시되지 않고 시스템으로부터 퍼지될 수 있게 된다. 챔버(2703, 2709) 사이의 밀봉부는 하나 이상의 O-링(2786)에 의해 제공될 수 있다. 언급된 바와 같이, 진공 챔버(2703)는 개구(2706) 내에 위치된 각각의 일방향 밸브(2707)를 통해 하나 이상의 펌핑 챔버(2705)와 유체 연통하도록 구성된다. 몇몇 구현예에서, 밸브 개구(2706)와 펌핑 챔버(2705) 사이의 리세스(2702)는 밸브(2707)를 통해 펌핑 챔버(2705) 내로의 물질의 이동 및 세정을 촉진하도록 각형성된 바닥(2712)을 가질 수 있다(도 4p 참조). 밸브(2707)의 축에 대한 바닥(2712)의 각도는 약 1도 내지 최대 약 90도까지 다양할 수 있다. 몇몇 구현예에서, 각도는 약 20도 내지 최대 약 45도일 수 있다. 바닥(2712)의 각도는 눈으로부터 펌핑 챔버(2705)를 향해 흡인된 수정체 조각 및 물질을 안내하도록 선택될 수 있다. 바닥(2712)은 또한 편평할 수 있다(예를 들어, 밸브 개방 축에 대해 90도 각도에 있는 밸브(2707) 아래의 리세스의 바닥을 도시하고 있는 도 7d 참조). 배출 챔버(2709)는 각각의 밸브(2713)에 의해 조절되는 다른 개구 또는 폐기물 채널(2711)을 통해 하나 이상의 펌핑 챔버(2705)의 각각과 유체 연통한다. 밸브(2713)의 구성은 볼형 체크 밸브 또는 덕빌 밸브를 포함하여 다양할 수 있다. 전술된 바와 같이, 그 각각의 펌핑 챔버(2705) 내에서 제1 방향에서의 피스톤(2799)의 운동(예를 들어, 디바이스(2700)의 근위 단부를 향한)은 진공 챔버(2703)로부터 밸브(2707)를 통해 펌핑 챔버(2705) 내로 물질을 인출한다. 그 각각의 펌핑 챔버(2705) 내에서 제2 반대 방향에서의 피스톤(2799)의 운동(예를 들어, 디바이스(2700)의 원위 단부를 향한)은 피스톤 매니폴드(2798) 내에 압력이 형성될 수 있게 한다. 압력은 피스톤 매니폴드(2798)에서 밸브(2713)를 개방한다. 폐기물 물질은 폐기물 채널(2711)을 통해 진공 매니폴드(2774)(예를 들어, 도 7c에 도시되어 있는 3개의 개구 참조)로 들어갈 수도 있다. 폐기물은 진공 매니폴드(2774)에서 조합되고 배출 챔버(2709)를 통해 디바이스를 나올 수도 있다. 도 7c에 도시되어 있는 배출 챔버(2709)는 진공 및 피스톤 매니폴드(2774, 2798)를 통해 연장하는 난형 채널일 수도 있지만, 여기서 다른 형상이 본 명세서에서 고려된다는 것이 이해되어야 한다. 이러한 물질의 퍼지 중에, 하나 이상의 펌핑 챔버(2705)와 진공 챔버(2703) 사이의 일방향 밸브(2707)는 진공 챔버(2703), 루멘(2763) 내로 그리고 절단 팁 외부로의 물질의 역류를 방지한다. 그러나, 하나 이상의 펌핑 챔버(2705)와 배출 챔버(2709) 사이의 개구 또는 폐기물 채널(2711)은 재료가 배출 챔버(2709)에 자유롭게 들어가게 하고 최종적으로 적어도 유동이 밸브(2713)에 의해 차단될 때까지 배출 챔버(2709)의 출구 포트(2715) 외부로 나가게 한다.
전술된 바와 같이, 근위 방향에서의 피스톤(2799)의 운동은 펌핑 챔버(2705) 내에 진공을 생성한다. 몇몇 구현예에서, 밸브(2713)는 볼 체크 밸브이다. 밸브(2713)의 볼(2717)은 펌핑 챔버(2705)와 배출 챔버(2709) 사이의 개구 또는 폐기물 채널(2711)로부터 이격하여 스프링(2719)에 의해 근위측으로 푸시되어 이에 의해 밸브(2713)를 개방한다. 원위 방향에서의 피스톤(2799)의 운동시, 유체 압력이 펌핑 챔버(2705) 내에 형성되어 챔버 내의 유체 압력을 증가시키고 재료를 밸브(2713)의 폐기물 채널(2711) 내로의 개구를 향해 압박한다. 밸브(2713)의 볼(2717)은 스프링(2719)에 대해 원위측으로 푸시되어, 스프링(2719)이 압축되게 되고 볼(2717)이 폐기물 채널(2711) 내로의 밸브 개구에 대해 압박되어 이에 의해 밸브를 폐쇄한다(도 4m 참조). 펌핑 챔버(2705)는 밸브(2713)의 폐쇄시에 실질적으로 물질이 없다.
기구는 펌핑 챔버(2705) 내로 그리고 또한 외부로 유체 유동을 허용하도록 위치된 복수의 일방향 밸브를 합체할 수 있다. 밸브의 구성은 다양할 수 있다. 몇몇 구현예에서, 밸브는 전술된 바와 같이 비교적 강성 볼을 합체하는 볼 밸브와 같은 비유연성 일방향 밸브이다. 다른 구현예에서, 밸브는 유연성이다. 예를 들어, 본 명세서에 설명된 밸브(2707)는 덕빌 밸브와 같은 약간 유연성 실리콘 밸브일 수 있다. 밸브(2713)는 또한 약간 유연성 밸브일 수 있다. 밸브(2713)의 볼(2717)은 강성일 필요는 없지만, 주어진 압력 하에서 유연성인 재료로 형성될 수 있다. 밸브(2713)는 또한 볼 밸브일 필요는 없다. 밸브(2713)는 또한 밸브(2707)의 반대 방향에서 유동을 허용하도록 위치된 것을 제외하고는, 밸브(2707)와 유사한 덕빌 밸브와 같은 실리콘 밸브일 수도 있다. 따라서, 밸브(2707)는 제1 방향에서(즉, 눈으로부터 펌핑 챔버(2705)를 향해) 밸브를 통한 유동을 허용하는 덕빌 밸브일 수 있고, 밸브(2713)는 또한 제2 반대 방향에서(즉, 펌핑 챔버(2705)로부터 개구(2711)를 통해 폐기물 채널을 향해) 밸브(2713)를 통한 유동을 허용하는 덕빌 밸브일 수 있다. 덕빌 밸브와 같은 유연성 밸브는 밸브 구성요소의 매우 적은 모션을 갖고 특정 정도의 압력 하에서 유체 유동을 제공한다.
다른 구현예에서, 밸브(2713)는 볼 체크 밸브이다. 볼(2717)은 경질 플라스틱 또는 금속 재료와 같이 강성 및 실질적으로 비유연성일 수 있다. 유연성 밸브는 역방향 양압이 그에 부여됨에 따라 변형될 수도 있고, 반면 비유연성 밸브는 변형되지 않는다. 진공 챔버(2703)와 펌핑 챔버(2705) 사이의 밸브가 유연성 밸브이고 볼(2717)이 실질적으로 비유연성이면, 피스톤이 원위측으로 진행하고 양압을 발생하여 펌핑 챔버(2705)로부터 물질을 배출함에 따라, 양압은 유연성 밸브의 변형 및 샤프트(2761)의 원위 개구 외부로 일정량의 유체의 작은 퍼지 또는 역류를 야기할 수 있다. 이러한 역류는 피스톤(2799)의 모든 전후 사이클에서 발생할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 역류는 펌핑 챔버(2705)의 디자인에 의해 추가로 최적화될 수도 있다. 펌핑 챔버(2705)에서, 펌핑 챔버(2705)를 배출 챔버(2709)에 연결하는 출구 개구는 예를 들어, 챔버의 측면에 위치되고 피스톤(2799)이 출구 개구를 넘어 진행할 수도 있도록 구성될 수도 있다. 본 실시예에서, 피스톤(2799)이 출구 개구를 넘어 원위측으로 이동된 후에, 유체 배출을 위한 다른 경로가 존재하지 않는다. 따라서, 피스톤(2799)이 원위측으로 계속 진행함에 따라 밸브(2713)의 폐쇄 후 펌핑 챔버(2705) 내에서 양압의 순간을 생성하여 샤프트(2761)의 원위 단부에서 재료의 물질의 짧은 역류를 야기한다.
다시 도 4h 내지 도 4j 및 또한 도 4n 내지 도 4p에 관하여, 각각의 피스톤(2799)은 피스톤 헤드(2723a, 2723b) 사이에서 연장하는 스프링(2701)에 의해 둘러싸인 세장형 중앙 피스톤 로드(2721)를 포함할 수 있다. 스프링(2701)은 피스톤(2799)을 펌핑 챔버(2705)의 근위 단부를 향해 근위측으로 압박하도록 편향된다. 원위 피스톤 헤드(2723a) 및 활주 O-링 밀봉부(2794)가 펌핑 챔버(2705) 내에 위치된다. 피스톤 로드(2721), 스프링(2701) 및 근위 피스톤 헤드(2723b)는 펌핑 챔버(2705)에 근위측에 위치된 피스톤 매니폴드(2798) 내의 피스톤 챔버(2704) 내에 위치된다. 원위 피스톤 헤드(2723a), 활주 밀봉부(2794) 및 피스톤 로드(2721)는 펌핑 챔버(2705) 내에서 활주하는 것이 가능하다. 펌핑 챔버(2705)는 피스톤 챔버(2704) 및 스프링(2701)의 외부 치수보다 작은 내부 치수를 갖는다. 따라서, 피스톤(2799)이 펌핑 챔버(2705)의 원위 단부 영역을 향해 이동함에 따라, 스프링(2701)은 근위 피스톤 헤드(2723b)와 펌핑 챔버(2705)의 하단부 사이의 피스톤 챔버(2704) 내에서 압축된다.
피스톤(2799)은 구동 메커니즘에 의해 펌핑 챔버(2705)의 원위 단부 영역을 향해 이동된다. 몇몇 구현예에서, 구동 메커니즘은 회전 캠(2769)을 합체한다(도 4i 내지 도 4k 참조). 피스톤(2799)에 근위측에 위치된 회전 캠(2769)은 그 각각의 펌핑 챔버(2705)의 원위 단부를 향해 원위측으로 피스톤(2799)을 압박하도록 구성된다. 캠(2769)이 회전함에 따라, 피스톤(2799)의 근위측 피스톤 헤드(2723b)에 대해 원위측 지향력을 순차적으로 인가한다. 피스톤(2799)의 스프링(2701)은 이어서 순차적으로 압축된다. 캠(2769)의 추가의 회전시에, 근위 피스톤 헤드(2723)에 대한 원위측 지향력은 순차적으로 제거되고 스프링(2701)은 피스톤(2799)을 순차적으로 후방으로 압박하여 일방향 밸브(2707)를 통해 각각의 펌핑 챔버(2705) 내에 진공을 생성한다.
도 4c 및 도 4d에 가장 양호하게 도시되어 있는 바와 같이, 모터(2756)의 기어 헤드(2752)는 모터 커플러(2795)를 통해 회전 캠(2769)에 결합될 수 있다. 도 4f는 모터 커플러(2795)가 기어 헤드(2752)를 수용하도록 구성된 근위 단부에 보어(2789)를 가질 수 있는 것을 도시하고 있다. 도 4e는 모터 커플러(2795)가 캠(2769)의 근위 단부 상의 대응 웨지형 돌출부(2797)에 맞접하고 맞물리도록 구성된 원위 단부 상에 하나 이상의 돌출부(2796)를 가질 수 있는 것을 도시하고 있다. 캠(2769)은 기어 헤드(2752)가 회전함에 따라 회전한다. 캠(2769)의 원위 단부는 피스톤 매니폴드(2798)의 보어(2791) 내로 근위 개구 내에 삽입되도록 구성된다(도 4f 참조). 캠(2769)의 적어도 일부는 캠(2769)의 원위 단부 상의 캠 표면(2725)이 피스톤 매니폴드(2798) 내의 피스톤(2799)의 근위 피스톤 헤드(2723b)와 맞물릴 수 있도록 보어(2791) 내에 위치될 수 있다. 캠 표면(2725)은 피스톤 매니폴드(2798) 내에 피스톤(2799)의 왕복 선형 모션을 제공하도록 구성된다. 캠 표면(2725)의 기하학 형상은 그 각각의 피스톤 챔버(2704) 내에 피스톤(2799)의 상이한 모션 프로파일을 제공하여 이에 의해 상이한 진공 프로파일(즉, 평활하고 연속적, 음압의 스파이크를 갖는 연속적, 또는 불연속적 펄스화된 음압)을 생성하도록 설계될 수 있다. 캠 표면(2725)은 타원형, 편심, 난형 또는 달팽이형일 수 있다. 캠(2769)의 회전의 제1 분율 중에, 근위 피스톤 헤드(2723b)는 캠 표면(2725)의 경사부를 따라 활주되고 피스톤(2799)은 디바이스의 종축을 따라 원위측으로 이동된다. 캠(2769)의 제2 회전의 분율 중에, 근위 피스톤 헤드(2723b)는 레지(2726)에서 종료되는 캠 표면(2725)을 지나 활주된다(도 4e 참조). 피스톤 헤드(2723b)가 레지(2726)로부터 떨어질 때, 캠(2769)에 의한 피스톤(2799)에 대한 원위측 지향력이 해제된다. 피스톤 로드(2721)를 둘러싸는 스프링(2701)은 피스톤 챔버(2704)의 근위 단부 영역을 향해 근위 방향으로 근위 피스톤 헤드(2723b)를 압박한다. 따라서, 캠(2769)의 완전한 회전은 각각의 피스톤(2799)의 축방향 운동을 연속적으로 허용한다. 피스톤 헤드(2723b)는 캠 표면(2725)을 따라 활주하고 제1 속도로 원위 방향으로 신장되고 피스톤 헤드(2723b)는 캠 표면(2725)으로부터 떨어지고 제1 속도보다 훨씬 빠른 제2 속도로 근위 방향으로 수축한다.
이 피스톤 운동의 타이밍은 캠 표면(2725)의 기하학 형상 및 캠 표면(2725)에 대한 레지(2726)의 장소에 기초하여 다양할 수 있다. 예를 들어, 다음 피스톤이 음압을 생성하도록 수축할 때에 대한 하나의 피스톤이 챔버 내에 음압을 생성하도록 수축할 때의 타이밍은 캠 표면(2725) 기하학 형상의 함수일 수 있다. 캠 표면(2725)은 각각의 피스톤이 레지(2726)에 도달할 때 신속하게 수축하도록 레지(2726)를 합체할 수 있다. 피스톤(2799)은 캠 표면(2725)을 따라 이동함에 따라 원위 방향으로 제1 속도로 신장되고, 이어서 레지(2726)로부터 떨어질 때 근위 방향으로 제2 더 빠른 속도로 신장된다. 다른 구현예에서, 캠 표면(2725)은 제2 경사부에 의해 레지(2726)에 접속된 제1 경사부를 갖는다. 캠 표면(2725)의 제1 경사부는 각각의 피스톤(2799)의 점진적인 신장을 허용하고 제2 경사부는 각각의 피스톤(2799)의 점진적인 수축을 허용한다. 따라서, 각각의 피스톤(2799)은 후방 진행의 나머지에 신속하게 수축하도록 피스톤(2799)이 레지(2726)로부터 떨어지기 전에 거리만큼 점진적으로 수축할 것이다. 흡인력을 생성하는 데 관여하는 피스톤(2799)의 운동과 절단에 관여하는 세장형 부재(2755)의 운동은 이하에 더 상세히 설명되는 바와 같이 그리고 도 10a 내지 도 10c, 도 11a 및 도 11b, 및 도 12에 관하여, 회전 캠 메커니즘으로 인해 링크될 수 있다.
몇몇 구현예에서, 음압의 사이클은 음압의 펄스 사이에 양압의 인가를 통해 짧은 역류에 의해 산재될 수 있다. 짧은 진공 기간은 감소하는 진공 또는 무 진공의 짧은 기간에 의해 산재될 수 있다. 몇몇 구현예에서, 음압의 사이클은 짧은 양압의 기간에 의해 산재된 짧은 진공 기간을 포함하여 이에 의해 피스톤 운동의 각각의 사이클 중에 원위 샤프트를 통한 유체의 짧은 역류를 야기한다. 양압이 진공의 펄스 사이에 인가되건 아니건간에, 맥동성 진공은 약 10 inHg 내지 최대 약 30 inHg, 바람직하게는 가능한 한 완전 진공에 가까울 수 있는 세장형 샤프트를 통해 불연속적 음압의 펄스를 생성한다. 몇몇 구현예에서, 디바이스는 사이클링 주파수에서 세장형 부재의 내부 루멘을 통해 불연속적 음압의 펄스를 생성할 수 있다. 디바이스는 또한 동일한 사이클링 주파수를 갖는 불연속적 양압의 펄스를 생성할 수 있다. 따라서, 불연속적 음압의 펄스는 불연속적 양압의 펄스에 의해 산재된다. 음압 펄스와 양압 펄스의 사이클링은 매우 빠르고(예를 들어, 최대 약 5000 Hz 내지 10,000Hz) 매우 작은 체적일 수 있다(예를 들어, 최대 약 10uL 내지 1 mL). 펄스의 사이클링 주파수는 예를 들어, 적어도 약 0.5 Hz 내지 최대 약 5000 Hz, 또는 1 Hz 내지 4000 Hz, 또는 약 10 Hz 내지 최대 약 2000 Hz일 수 있다. 또 다른 구현예에서, 펌프에 의해 제공되는 음압 펄스의 사이클링은 제공되는 유효 흡인 압력이 실질적으로 평활하고 연속적이도록 서로 중첩될 수 있다.
불연속적 음압의 펄스는 사이클링 주파수에서 개구를 통해 내부 루멘 내로 제1 양의 물질을 흡인한다. 불연속적 양압의 펄스는 내부 루멘으로부터 개구를 통해 사이클링 주파수로 제2 양의 물질을 배출한다. 사이클 당 이동되는 물질의 체적은 다양할 수 있지만, 일반적으로 비교적 작은데, 예를 들어 약 0.1 mL 내지 최대 약 1.0 mL 또는 대략 0.5 mL이다. 각각의 피스톤 보어 또는 펌핑 챔버(2705)는 약 0.05" 내지 약 0.50"의 직경을 가질 수 있다. 각각의 피스톤의 스트로크 길이는 약 0.10" 내지 약 0.50"일 수 있다. 피스톤은 약 50 입방 mm 내지 약 200 입방 mm의 스트로크 체적을 생성할 수 있다. 구현예에서, 피스톤 보어 직경은 약 0.20"이고 약 0.20"의 스트로크 길이 및 약 100 입방 mm의 스트로크 체적을 갖는다. 몇몇 구현예에서, 펄스 당 제거되는 공칭 유체량은 약 100 마이크로리터 또는 10 마이크로리터 내지 최대 약 1000 마이크로리터이다. 제2 양의 재료는 이러한 일반적인 유체량의 범위 내에서 제1 양의 재료보다 실질적으로 적을 수 있다. 불연속적 음압의 펄스는 동일한 주파수에서 적은 진공, 무 진공 또는 양압의 불연속적 기간에 의해 산재될 수 있다.
도 4n 내지 도 4p는 피스톤 매니폴드(2798)의 근위 단부 영역에 결합된 피스톤 정지부(2727)를 도시하고 있다. 본 명세서의 다른 곳에서 설명되는 바와 같이, 디바이스의 흡인 펌프는 복수의 피스톤을 포함할 수 있고, 복수의 피스톤의 각각은 각각의 실린더 내에 수용된다. 각각의 실린더는 세장형 부재의 내부 루멘에 유동적으로 결합된다. 구동 메커니즘은 회전 가능 커플러를 통해 모터에 의해 회전되는 것이 가능한 회전 캠 조립체를 포함할 수 있다. 회전 캠 조립체의 회전은 복수의 피스톤이 내부 루멘 내에서 불연속적 음압의 펄스를 발생하게 한다. 피스톤 하드 정지부(2727)는 그 각각의 실린더 내의 복수의 피스톤의 근위측 진행을 제한하도록 구성된다. 피스톤 하드 정지부는 고 진공 위치와 저 진공 위치 사이를 토글하도록 구성된다. 고 진공 위치에 있을 때, 피스톤 하드 정지부(2727)는 실린더에 대해 근위측으로 수축되어 그 각각의 실린더 내에서 각각의 피스톤의 최대 근위측 진행을 허용한다. 저 진공 위치에 있을 때, 피스톤 하드 정지부(2727)는 실린더에 대해 원위측으로 전진되어 그 각각의 실린더 내의 각각의 피스톤의 근위측 진행을 최대 근위측 진행 미만으로 제한한다. 피스톤 하드 정지부(2727)를 토글하는 것은 또한 연속 흡인 위치와 맥동성 흡인 위치 사이의 스위칭을 허용한다. 맥동성 흡인 위치에 있을 때, 피스톤 하드 정지부(2727)는 실린더에 대해 근위측으로 수축되어 그 각각의 실린더 내에서 각각의 피스톤의 최대 근위측 진행을 허용한다. 연속 흡인 위치에 있을 때, 피스톤 하드 정지부(2727)는 실린더에 대해 원위측으로 전진되어 그 각각의 실린더 내의 각각의 피스톤의 근위측 진행을 최대 근위측 진행 미만으로 제한한다. 흡인 펌프에 의해 제공되는 흡인의 선택적 수정이 이하에 더 상세히 설명된다.
피스톤 정지부(2727)는 회전 캠(2769)을 둘러싸도록 구성된 대체로 원통형 요소일 수 있다. 피스톤 정지부(2727)의 원위 단부 영역은 피스톤 매니폴드(2798)에서 각각의 피스톤 챔버(2704)의 근위 단부 영역 내로 돌출하도록 구성된 하나 이상의 돌출부(2729)를 형성할 수 있다. 돌출부(2729)는 그 각각의 피스톤 챔버(2704)의 최근위측 단부 영역에 위치될 때 각각의 피스톤(2799)의 근위 피스톤 헤드(2723b)에 맞접할 수 있다. 예를 들어, 디바이스(2700)가 3개의 피스톤 챔버(2704)에 위치된 3개의 피스톤(2799)을 포함하면, 피스톤 정지부(2727)는 3개의 피스톤(2799)의 각각의 근위 피스톤 헤드(2723b)에 맞접하도록 구성된 3개의 돌출부(2729)를 포함한다. 피스톤 정지부(2727)는 스프링(2701)의 팽창시에 피스톤(2799)의 근위측 선형 진행에 대한 하드 정지부를 제공한다. 피스톤 정지부(2727)는 달성될 수 있는 펌핑 챔버(2705)의 전체 체적을 제한한다. 피스톤 챔버(2704) 내의 돌출부(2729)의 상대 위치는 조정 가능할 수 있다. 몇몇 구현예에서, 조정 링(2730)은 피스톤 정지부(2727)의 외부면 주위에 위치될 수 있다. 조정 링(2730)은 핸드헬드 부분(2760)의 하우징(2762) 내의 하나 이상의 윈도우(2731)를 통해 사용자에게 이용 가능할 수 있다(도 4a 및 도 4b 참조). 조정 링(2730)은 피스톤 정지부(2727)의 외부면 상의 대응 핀(2732)과 맞물리도록 구성된 나사산 형성 내부면을 가질 수 있다(도 4k 참조). 핀(2732)은 피스톤 정지부(2727)가 디바이스의 종축을 따라 축방향으로 진행하도록 조정 링(2730)의 나사산 내에서 활주하도록 구성된다. 피스톤 정지부(2727)가 피스톤 매니폴드(2798)에 대해 더 원위측에 위치되도록 조정됨에 따라, 돌출부(2729)는 피스톤 챔버(2704) 내로 더 신장되고 스프링(2701)의 팽창시에 근위 방향으로 피스톤(2799)의 선형 진행을 제한한다. 이는 이어서, 펌핑 챔버(2705)의 크기를 제한한다. 피스톤 정지부(2727)가 피스톤 매니폴드(2798)에 대해 더 근위측에 위치되도록 조정됨에 따라, 돌출부(2729)는 피스톤 챔버(2704)로부터 후퇴되고 스프링(2701)의 팽창시에 근위 방향으로 피스톤(2799)의 선형 진행을 제한하지 않는다(또는 더 적은 정도로 제한함). 이는 이어서, 펌핑 챔버(2705)의 크기를 최대화한다. 피스톤 정지부(2727)는 또한 흡인 펌프에 의해 생성되어 그 각각의 챔버(2704) 내에 피스톤에 의해 인가되는 진공의 유형(예를 들어, 평활한 연속적 진공 또는 스파이크를 갖는 평활한 연속적 맥동성 진공)을 결정하기 위해 사용자에 의해 선택적으로 수정되거나 조정될 수 있다.
몇몇 구현예에서, 진공 소스는 각막과 눈이 펄스화 진공의 인가 중에 효과적으로 위아래로 "바운스"되게 하는 진공 프로파일을 형성하는 갑작스런 진공 상승을 생성할 수 있다. 예를 들어, 피스톤(2799)이 후방으로 튀어나오면 이들은 "톱니"와 유사한(즉, 흡인-일시 정지-흡인) 진공 프로파일을 형성하는 갑작스런 진공 상승을 생성할 수 있다. 그 각각의 펌핑 챔버(2705) 내부에서 피스톤(2799)의 후방 진행을 제한하는 것은 피스톤이 후방으로 튀어나올 때마다 생성되는 흡인 충돌 또는 충격의 양을 감소시킬 수 있다. 이에 의해 피스톤 제한은 각각의 피스톤 진행으로 생성되는 최대 흡인을 제한하여 이러한 갑작스러운 흡인이 눈에 미칠 수 있는 영향을 감소시킨다. 피스톤(2799)의 각각의 후방 진행으로 생성된 진공은 500 mmHg 초과 내지 최대 약 700 mmHg일 수 있다.
맥동성 진공의 양은 예로서 피스톤 하드 정지부(2727)에 의해 후방 방향에서 피스톤의 진행을 제한함으로써 조정될 수 있다. 몇몇 구현예에서, 일회용 대 재사용 가능 부분(3205, 3210)의 상대 관계는 조정 가능하고, 이어서 피스톤이 후방으로 진행할 수 있는 거리를 제한할 수 있다. 예를 들어, 재사용 가능 부분(3210)이 일회용 부분(3205) 상에 더 멀리 위치될수록, 피스톤 진행은 피스톤 하드 정지부로 인해 더 많이 제한된다. 피스톤 정지부의 위치는 복수의 선택 가능한 진공 설정을 제공하도록 조정 가능할 수 있다. 몇몇 시술 또는 시술의 특정 단계에서, 다른 시술 또는 시술의 단계보다 더 높은 압력이 더 바람직할 수도 있다. 더 높은 압력은, 예를 들어 피스톤이 사이클 당 더 긴 거리를 진행하고 최대 진공이 달성될 수 있도록 더 넓은 설정으로 피스톤 정지부를 작동함으로써 선택될 수 있다. 몇몇 구현예에서, 피스톤 정지 위치는 조정기를 클릭함으로써 "고 진공" 위치와 "저 진공" 위치 사이에서 토글될 수 있다. 다른 구현예에서, 위치된 피스톤 정지부는 사용 중에 편리하게 선택되는 복수의 진공 설정 중 임의의 것으로 "다이얼링"될 수 있다. 또 다른 구현예에서, 피스톤 정지 위치는 평활한 연속적인 진공 또는 펄스화 진공을 달성하도록 선택적으로 조정될 수 있는데, 이는 이하에 더 상세히 설명된다.
몇몇 구현예에서, 디바이스는 임계 진공이 도달되었는지 여부에 따라 샤프트(2761)를 자동으로 바이패스하는 특징부를 합체함으로써 최대 진공을 달성하는 것이 제한된다. 예를 들어, 블리딩 밸브 또는 다른 바이패스 메커니즘이 임계량의 진공이 샤프트(2761)의 원위 개구에서 눈 내로 인가되는 것을 방지하도록 합체될 수 있다. 흡인을 턴온 또는 턴오프하기 위한 바이패스는 샤프트(2761) 내로의 개구가 막힌 경우에도 눈 내에 발생될 수 있는 최대 진공량을 제한할 수 있다. 이 바이패스는 차단의 경우에 진공이 형성되는 것을 방지하여 그 차단의 제거시에 적은 서지를 생성할 수 있다. 바이패스 메커니즘은 사용자가 최대 진공 또는 인가된 최대 진공 미만의 어떤 것의 잠재성을 원하는지 여부를 선택할 수 있도록 조정 가능하거나 선택 가능할 수 있다.
폐색 파괴 서지를 방지하기 위한 다른 메커니즘이 또한 합체될 수 있다. 예를 들어, 다이아프램 밸브, 엄브렐러 밸브, 머시룸 밸브 또는 유사한 유형의 밸브와 같은 밸브가 흡인 중에 서지를 방지하도록 핸드피스의 흡인 라인 내에 합체될 수 있다. 핸드피스 내의 밸브는 사용 중에 상시 개방되고 폐기물 라인 내의 임계 압력 또는 유량에 도달에 응답하여 일시적으로 폐쇄될 수도 있다. 밸브는 핸드피스의 일회용 부분의 팁 부근의 오리피스 위에 부유하는 가동 부재일 수 있다. 밸브는 유연성 재료로 형성된 가요성 머시룸 헤드, 또는 오리피스 위에 위치된 플랩을 포함할 수 있다. 흡인 유량 또는 압력이 임계값 미만이면, 오리피스와 밸브의 머시룸 헤드 사이의 간극이 개방 위치로 유지된다. 임계값이 도달되면, 오리피스와 밸브의 머시룸 헤드 사이의 간극이 폐쇄 위치로 좁아진다. 조직의 조각이 샤프트의 팁을 폐색하고 흡인 펌프(145)가 계속 동작할 때, 흡인 라인 내의 진공의 축적이 발생할 수 있다. 일단 폐색이 클리어되면 유량의 갑작스런 스파이크가 또한 발생할 수 있다. 이는 폐색 후 서지라 칭한다. 그러나, 서지 중에 제거되는 유체 체적의 양은 밸브의 폐쇄에 의해 제한된다. 흡인 라인 내의 축적된 음압으로의 루멘의 노출에 기인하는 유량의 갑작스런 스파이크는 밸브의 머시룸 헤드가 오리피스에 대해 이동되게 하여 이에 의해 루멘으로의 흡인을 차단한다. 밸브는 라인 내의 흡인 압력과 유량이 임계값으로 다시 복귀할 때까지 폐쇄 유지된다. 밸브는 이어서 오리피스를 노출하여 이에 의해 절단기 튜브의 루멘과 폐기물 라인 사이의 연결부를 개방하여 물질이 다시 한번 루멘을 통해 폐기물을 향해 이동하게 하도록 이동한다. 서지 중에 눈으로부터 제거된 유체의 체적은 밸브가 모든 유동을 차단하기 전에 샤프트의 루멘 내에 매우 적은 양의 유체로 제한되어 이에 의해 주목할만한 전방 챔버 얕아짐을 방지한다.
도 21은 서지 방지 밸브(3530)의 구현예를 도시하고 있다. 밸브(3530)는 본 명세서에 설명된 기구 뿐만 아니라 기다란 유연성 유체 라인을 갖는 원격 흡인 펌프에 결합되도록 구성된 종래의 수정체유화 핸드피스를 포함하는 다양한 절단/흡인 디바이스에 합체될 수 있다. 흡인 폐기물 라인 내에 위치될 수 있는 밸브(3530)는 폐색 후 서지를 최소화하기 위해 세장형 부재(2755)를 통한 유량을 제한하도록 구성될 수 있다. 서지 방지 밸브(3530)는 흡인의 유량이 임계값을 초과할 때 흡인 폐기물 라인을 통한 유동을 제한하도록 구성될 수 있고, 흡인의 유량이 임계값 미만일 때 흡인 폐기물 라인을 통한 유동을 허용하도록 구성된다.
샤프트(2761)는 루멘(2763) 내로의 샤프트(2761)의 원위 단부 부근의 개구 뿐만 아니라 샤프트(2761)의 원위 단부로부터 소정 거리 이격하는 노치 또는 근위 개구(2788)를 갖는 세장형 부재(2755)를 포함할 수 있다. 눈으로부터 흡인된 물질은 원위 개구를 통해 세장형 부재(2755)의 루멘(2763)으로 들어가고 근위 개구(2788)를 통해 루멘(2763)을 나올 수 있다. 세장형 부재(2755)는 근위 개구(2788)가 진공 챔버(2703)와 연통하도록 진공 매니폴드(2774)의 진공 챔버(2703)를 통해 신장할 수 있다. 근위 개구(2788)는 세장형 부재(2755)의 진동 운동 중에 진공 챔버(2703) 내에 유지된다.
그 피스톤 챔버 내에서 피스톤(2799)의 운동으로 인해 진공 챔버(2703) 내로 인출된 물질은 서지 방지 밸브(3530)를 통해 펌핑 챔버(2705)(도 21에 도시되어 있지 않음)를 향해 지향될 수 있다. 밸브(3530)는 시트(3534) 위에 배열된 탄성중합 실리콘 다이아프램(3532)을 포함할 수 있다. 다이아프램(3532)은 시트(3534)를 향해 편향하도록 구성되어 이에 의해 간극을 폐쇄하고 펌핑 챔버(2705)를 향한 유동을 방지한다. 특정 속도 또는 상한 임계값을 초과하는 유동은 다이아프램(3532)의 양측에 압력차를 생성하여 밸브(3530)의 편향 및 폐쇄를 야기한다. 예로서, 유동은 약 40 mL/분으로 제한될 수도 있다. 유동은 효과적인 오리피스를 통해 강제 이동되고, 따라서 다이아프램(3532)의 일 측과 다른 측 사이에 압력차가 존재한다. 압력차는 약 0.015"의 환형 간극에 대해 약 1.0 psi일 수 있다. 1.0 psi는 밸브 시트(3534)에 대해 다이아프램(3532)을 편향시켜 이에 의해 유동을 차단하고 세장형 부재(2755)를 통한 서지를 제거하기에 충분할 수 있다. 몇몇 구현예에서, 밸브 시트(3534)를 가로지르는 작은 홈(예를 들어, 약 0.010"의 깊이를 가짐)은 서지 이벤트가 종료된 후에 다이아프램(3532)의 양측에 있는 챔버 사이의 압력이 평형화되게 할 수 있다. 도 21은 유동이 다이아프램(3532)과 밸브 시트(3534) 사이의 간극을 통해 진행될 수 있도록 개방 구성에서의 밸브(3530)를 도시하고 있다. 챔버(2703) 내의 압력이 챔버(3536) 내의 압력보다 클 때, 다이아프램(3532)은 시트(3534)에 대해 편향되어 세장형 부재(2755)를 통한 유량을 제한한다. 챔버(2703) 내의 압력이 챔버(3536) 내의 압력에 근접할 때, 다이아프램(3532)은 시트(3534)로부터 이격하여 다시 편향되어 간극을 통한 그리고 세장형 부재(2755)를 통한 유동을 허용한다.
도 22a 내지 도 22d는 필터(3545)를 갖는 밸브(3530)의 구현예를 도시하고 있다. 밸브(3530)의 구성은 전술된 바와 같은 다이아프램 밸브, 엄브렐러 밸브, 플랩퍼 밸브, 또는 진공 챔버(2703)를 통한 유동의 변화에 따라 밸브(3530)를 폐쇄하고 개방하도록 구성된 편향 가능 특징부를 합체하는 다른 밸브를 포함하여 다양할 수 있다. 전술된 바와 같이, 세장형 부재(2755)의 근위 개구(2788)는 진공 챔버(2703) 내의 밸브(3530)의 원위측에 잔류한다. 눈으로부터 흡인된 물질은 근위 개구(2788)를 통해 진공 챔버(2703) 내로 세장형 부재(2755)의 루멘(2763)을 나온다. 밸브 인서트(3537)는 세장형 부재(2755)가 그를 통해 신장되는 중앙 보어(3538)를 합체할 수 있다. 밸브(3530)는 시트(3534) 위에 배열된 편향 가능한 페탈(petal)(3540)을 포함할 수 있다. 페탈(3540)은 상기에 더 상세히 설명된 바와 같이 서지 이벤트 중에 시트(3534)를 향해 편향되어 이에 의해 간극을 폐쇄하고 펌핑 챔버(2705)를 향한 유동을 방지하도록 구성된다. 페탈(3540)은 비평면형 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 22d는 페탈(3540)이 컵 형상이거나 오목 형상을 가질 수 있는 것을 도시하고 있다.
서지 방지 밸브(3530)는 루멘을 통해 흡인된 큰 수정체 조각이 밸브 영역을 막는 것을 방지하기 위해 그 상류측(즉, 진공 챔버(2703) 측)에 필터(3545)를 합체할 수 있다. 필터(3545)는 진공 챔버(2703) 또는 진공 챔버(2703)와 밀봉 맞물림하여 위치된 밸브 인서트(3537)의 내주부와 실질적으로 맞물리도록 구성된 외주부를 가질 수 있다. 필터(3545)는 임계 크기를 초과하는 물질이 시트(3534)에 접근하는 것을 여전히 방지하면서 편향 가능한 요소와 접촉하지 않게 되도록 페탈(3540) 위에 위치할 수 있다. 몇몇 구현예에서, 필터(3545)는 샤프트의 종축(A)에 수직으로 연장되거나 종축(A)에 수직이 아니게 위치되도록 진공 챔버(2703) 내에 배열될 수 있다. 예를 들어, 필터(3545)는 약 15도 내지 약 50도로 종축(A)에 대해 각형성될 수 있다. 도 22d는 필터(3545)의 오르막 단부(3546) 및 필터(3545)의 내리막 단부(3547)가 있는 것처럼 보이도록 종축(A)에 대해 소정 각도로 위치된 필터(3545)를 도시하고 있다. 챔버(2703) 내의 필터(3545)의 각도는 필터(3545)의 오르막 단부(3546)가 디바이스의 원위 단부에 더 가깝게 위치되고 필터(3545)의 내리막 단부(3547)가 디바이스의 원위 단부로부터 더 멀리 이격하여 위치되게 한다. 필터(3545)의 오르막 단부(3546)는 밸브(3530)의 페탈(3540)로부터 이격하여 소정 거리에 위치되고 그 편향 가능한 모션을 허용한다. 필터(3545)의 평면은 일반적으로 편평하고 장애물이 없어서 더 큰 입자가 밸브(3530)로부터 이격하여 내리막 단부(3546)를 향해 필터(3545)의 표면 아래로 롤링하도록 촉진할 수 있다. 몇몇 구현예에서, 필터(3545)는 밸브(3530)의 장소로부터 이격하여 물질을 포획할 수 있는 그 내리막 단부(3546) 상에 배수 구멍(3550)을 합체할 수 있다.
몇몇 구현예에서, 필터(3545)는 메시 필터, 프릿 또는 다른 다공성 요소이다. 필터(3545)는 임계 크기 초과의 물질 조각의 통과가 필터(3545)를 통과하여 챔버(3536)에 들어가는 것을 방지하면서 필터(3545)를 통한 유체 유동을 허용하도록 구성된 그를 통해 연장하는 복수의 개구(3548)를 합체할 수 있다. 필터(3545)는 페탈(3540)에 의한 시트(3534)를 통한 밸브 개구(3535)의 폐쇄를 방지할 것인 밸브 시트(3534) 부근의 영역을 큰 조각이 막는 것을 방지한다. 필터(3545)를 통해 연장하는 복수의 개구(3548)는 크기 및 형상이 다양할 수 있고 균일하거나 불균일할 수 있다. 복수의 개구(3548)는 패턴으로 배열될 수 있거나 무작위일 수 있다. 도 22a 내지 도 22c는 제1 형상을 갖는 필터(3545)의 내리막 단부(3547)에 있는 제1 복수의 개구(3548a) 및 제2 상이한 형상을 갖는 필터(3545)의 오르막 단부(3546)에 있는 제2 복수의 개구(3548b)를 도시하고 있다. 예를 들어, 제1 복수의 개구(3548a)는 작고 둥근 개구일 수 있고, 반면 제2 복수의 개구(3548b)는 제1 복수의 개구(3548a)에 비교하여 전체 크기가 더 큰 세장형 슬롯일 수 있다. 더 큰 슬롯형 복수의 개구(3548b)는 증가된 유동에 따라 밸브(3530)의 폐쇄를 촉진하기 위해 페탈(3540) 위에 위치되는 필터의 영역 상에 위치될 수 있다.
크기 및/또는 형상이 균일하거나 불균일하건간에 복수의 개구(3548)는 필터(3545)를 통해 임의의 다양한 패턴으로 배열될 수 있다. 크기, 형상, 수 및/또는 패턴은 필터(3545)를 통한 물질의 원하는 유동을 촉진하거나 또는 필터(3545)를 통한 물질의 유동을 방지하고 대신에 필터(3545)의 표면을 가로질러 진행시키도록 설계될 수 있다. 제1 복수의 개구(3548)가 필터(3545)의 제1 영역에 위치될 수 있고, 제2 복수의 개구(3548)가 필터(3545)의 제2 영역에 위치될 수 있고, 제3 복수의 개구(3548)가 필터의 제3 영역에 위치될 수 있는 등이어서, 이에 의해 필터(3545)의 개구의 패턴을 형성한다. 복수의 개구(3548)의 각각은 자체로 또한 개구의 패턴을 형성할 수 있다. 예를 들어, 복수의 개구(3548)는 상이한 길이를 갖는 복수의 세장형 슬롯일 수 있다. 제1 중앙 세장형 슬롯은 제1 길이를 가질 수 있고, 제2 더 짧은 길이를 갖는 제2 세장형 슬롯에 의해 양측에서 경계 형성될 수 있다. 제2 세장형 슬롯은 이어서 제3 더 짧은 길이를 갖는 제3 세장형 슬롯에 의해 외부측에서 경계 형성될 수 있는 등이다. 제1, 제2 및 제3 슬롯은 이에 의해 패턴을 형성할 수 있고 패턴은 필터(3545)의 하나 초과의 영역에서 반복될 수 있다. 따라서, 필터(3545)는 개구의 1차 패턴을 가질 수 있고, 개구의 1차 패턴은 개구의 2차 패턴 내로 배열될 수 있는 등이다.
각각의 피스톤의 각각의 근위측 진행으로 달성될 수 있는 최대 진공 압력을 제한하는 것이 바람직할 수 있다. 최대 진공을 제한하는 것은 전체로서 수정체낭과 눈에 관하여 부가의 안전을 제공할 수 있다. 예를 들어, 시스템이 수정체낭 및 전방 챔버의 무결성에 미치는 영향은 원위 팁에 인가되는 흡인의 정도와 직접 관련될 수 있다. 전체 진공 압력을 제한하는 것(예를 들어, 다른 방식으로 달성 가능한 최대 진공의 적어도 약 2%, 3%, 4%, 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 최대 약 50%)은 수정체낭의 인열 또는 전방 챔버의 "트램펄리닝"과 같은 문제를 방지할 수 있다.
도 4o는 각각의 펌핑 챔버(2705) 내의 최대 진공 압력을 제한하도록 구성된 진공 바이패스 특징부(2708)의 구현예를 도시하고 있다. 바이패스 특징부(2708)는 임의의 다양한 구성을 가질 수 있다. 일 구현예에서, 바이패스 특징부(2708)는 각각의 펌핑 챔버(2705)의 원통형 벽에 있는 작은 종방향 만입부, 디봇 또는 홈일 수 있다(도 4o 참조). 전술된 바와 같이, 피스톤(2799)은 피스톤 헤드(2723a, 2723b) 사이에서 연장하는 스프링(2701)에 의해 둘러싸인 세장형 중앙 피스톤 로드(2721)를 포함할 수 있다. 활주 O-링 밀봉부(2794)는 펌핑 챔버(2705) 내에 진공을 유지하는 원위 피스톤 헤드(2723a) 주위에 위치될 수 있다. 도 4o에 도시되어 있는 피스톤(2799)은 근위 피스톤 헤드(2723b)가 피스톤 정지부(2727)에 맞접하도록 그 근위측 진행 경로의 단부 부근에서 원통형 펌핑 챔버(2705) 내에 위치된다. 피스톤 헤드(2723b)가 피스톤 정지부(2727)에 맞접할 때, 밀봉부(2794)는 피스톤 진행의 근위 단부 부근에서 바이패스 특징부(2708)와 정렬될 수 있다. 바이패스 특징부(2708)는 특징부(2708)의 적어도 일부가 밀봉부(2794)에 원위측에 위치되고 특징부(2708)의 적어도 일부가 밀봉부(2794)에 근위측에 위치되도록 원통형 챔버의 종축을 따른 길이를 가질 수 있다. 밀봉부(2794)의 원위측 및 근위측(즉, 챔버(2705)의 고압측 및 저압측)의 모두 상의 바이패스 특징부(2708)의 존재는 주위 공기의 양이 피스톤 진행의 근위 단부에서 고압측으로부터 챔버(2705)의 저압측으로(즉, 밀봉부(2794)에 원위측에서) 순간적으로 블리딩하는 것을 의미한다. 주위 공기의 누출 또는 블리딩은 그렇지 않으면 근위 방향에서 피스톤(2799)의 수축시에 달성될 것인 진공 압력의 범위를 제한할 수 있다. 흡인 공동의 통기는 분위기 공기 또는 관류 유체 경로, 폐액 경로 또는 임의의 다른 공동으로 이루어질 수 있어, 유체 또는 공기가 흡인 공동으로 들어가게 하고 흡인 공동 내에서 달성된 진공 레벨이 감소된다. 통기는 흡인 공동 내의 진공 레벨을 해제할 수 있을 뿐만 아니라 동작 중에 최대 달성 가능한 진공 레벨을 감소시킬 수 있다. 바이패스 특징부(2708)는 홈의 길이, 폭 및/또는 깊이 뿐만 아니라 합체된 홈의 수에 따라 원하는 최대 압력값을 달성하도록 설계될 수 있다. 바이패스 특징부(2708)의 기하학 형상은 또한 이 진공 압력이 각각의 순차적인 피스톤 수축에 의해 생성되는 속도를 제어할 수 있다.
바이패스 특징부(2708)는 전술된 바와 같이 수동적으로 또는 능동적으로 진공을 분위기로 통기할 수 있다. 예를 들어, 바이패스 특징부(2708)는 이하에 더 상세히 설명되는 바와 같이 사용자 작동될 수 있다. 바이패스 특징부(2708)는 달성될 수 있는 원하는 최대 압력값에 대한 부가의 사용자 제어를 제공하기 위해 조정 가능 및/또는 사용자 선택 가능 기하학 형상을 가질 수 있다. 일 구현예에서, 바이패스 특징부(2708)는 펌핑 챔버(2705)의 벽을 통해 연장하는 작은 구멍일 수 있다. 구멍의 직경, 길이 및/또는 장소는 가변적이고 달성된 최대 흡인 압력의 바람직한 제어를 달성하기 위해 사용자에 의해 선택 가능할 수 있다.
몇몇 구현예에서, 디바이스는 예를 들어, 수정체낭이 부주의하게 포획되거나 수정체 물질이 샤프트(2761)의 원위 단부를 폐색할 때, 특정 상황에서 유용할 수 있는 통기 메커니즘을 합체할 수 있다. 전술된 바이패스 특징부(2708)와 유사하게, 통기 메커니즘은 선택적으로 노출되거나 커버될 수 있는 펌핑 챔버(2705)의 벽을 통한 작은 구멍을 포함할 수 있다. 구멍은 사용자가 펌핑 챔버(2705) 내의 임의의 축적된 진공을 분위기로 통기하게 하는 디바이스의 사용자 인터페이스 상의 버튼 또는 다른 입력에 의해 작동 가능한 가동 요소에 의해 커버되고 그리고/또는 노출될 수 있다. 진공을 통기하는 것은 예를 들어, 수정체낭과 같은 물질이 샤프트(2761)의 팁으로부터 해제되게 한다. 통기 메커니즘의 선택적 활성화는 이를 분위기에 노출하는 구멍을 상시 커버하는 가동 요소를 이동시키는 버튼을 누르는 것을 포함할 수 있다. 대안적으로, 통기 메커니즘의 선택적 활성화는 가동 요소가 상시 개방 구멍을 커버하게 하여 이에 의해 분위기로의 통기를 방지하는 가동 요소를 이동시키는 버튼을 누르는 것을 포함할 수 있다. 구현예에서, 버튼은 본 명세서의 다른 곳에서 설명된 디바이스의 다단 트리거(3125)에 결합될 수 있다. 예로서, 트리거(3125)가 그 중립 상태에 있고 디바이스가 휴지 상태에 있을 때, 진공이 통기될 수 있고 시스템 내의 흡인이 방산된다. 트리거(3125)가 눌러져서 흡인을 활성화할 때, 통기가 차단될 수 있다. 본 예에서, 수정체낭을 디바이스의 팁(또는 루멘을 폐색하는 수정체의 단편) 내로 흡인한 사용자는 간단히 트리거(3125)를 해제하여 통기되어 조직을 배출하게 할 수 있다.
통기 퍼지 메커니즘은 부가적으로 샤프트(2761)의 팁을 통기하는 것에 추가하여 디바이스의 원위 팁 외부로의 유체의 작은 체적의 역류를 생성할 수 있다. 팁에서의 작은 유체 유동은 백 또는 막힘을 유발하는 다른 물질을 완전히 해제하는 것을 보조할 수 있다. 이 구현예에서, 퍼지 메커니즘을 작동시키는 버튼은 눌러질 때 작은 체적의 유체를 관류 출구 외부로 강제 이동시킬 수 있는 누름 가능 버튼일 수 있다. 이와 같이, 트리거(3125)를 해제하는 것은 펌핑 챔버(2705) 내의 축적된 진공의 통기를 야기할 수 있고, 퍼지 버튼을 누르는 것은 유체를 원위 팁 외부로 압박하여 수정체낭을 더 멀리 푸시할 수 있다.
도 5a 내지 도 5h는 미세 수술 기구의 구현예를 도시하고 있다. 도 4a 내지 도 4o에 도시되어 있는 구현예에 관하여 설명된 바와 같이, 도 5a 내지 5h의 디바이스(2700)는 영구 부분(3210)에 결합하도록 구성된 일회용 부분(3205)을 포함할 수 있다. 도 5a는 서로 맞물린 일회용 및 영구 부분을 도시하고 있고, 도 5b는 서로로부터 분리된 일회용 및 영구 부분을 도시하고 있다. 본 명세서에 설명된 다른 디바이스와 마찬가지로, 일회용 부분(3205)은 눈으로부터의 유체 및 물질과 직접 접촉하도록 구성된 핸드피스(2760)의 구성요소를 포함할 수 있고, 반면 영구적인 재사용 가능 부분(3210)은 일반적으로 유체 경로 외부에 유지되도록 구성된 핸드피스(2760)의 구성요소, 예를 들어 흡인 펌프 및/또는 절단 요소를 구동하도록 구성된 구성요소를 포함한다.
도 5c는 기어 박스(3225)를 갖거나 갖지 않는 모터(2756)와 같은 구동 메커니즘을 포함하는 디바이스(2700)의 재사용 가능한 영구 부분(3210)의 부분도를 도시하고 있다. 모터(2756)는 본 명세서의 다른 곳에 설명되어 있는 바와 같이 브러시리스 DC 모터 또는 샤프트를 회전하기 위해 적합한 임의의 유형의 모터 또는 구동부일 수 있다.
디바이스가 시스템(100)에 동작식으로 결합될 때 전력이 시스템(100)의 전력 시스템(120)에 의해 구동 메커니즘에 공급될 수 있다. 디바이스는 영구 부분(3210)의 하우징을 통해 연장하는 케이블(2757)을 통해 시스템(100)에 동작식으로 결합될 수 있다. 케이블(2757)은 또한 디바이스(2700)를 벽 소켓에 접속하도록 구성될 수도 있다. 구동 메커니즘은 하나 이상의 배터리에 의해 또한 전력 공급될 수 있다. 배터리는 내부적으로 또는 모듈형 제거 가능 배터리 팩 내와 같은 하우징의 영역에 결합된 하우징의 영역 내에 합체될 수 있다. 배터리는 상이한 화학적 조성 또는 특성을 가질 수 있다. 예를 들어, 배터리에는 납산, 니켈 카드뮴, 니켈 금속 수소화물, 은 산화물, 수은 산화물, 리튬 이온, 리튬 이온 폴리머 또는 다른 리튬 화학물을 포함할 수 있다. 디바이스는 재충전을 위해 DC 전원 포트, 유도, 태양 전지 등을 사용하는 재충전 가능 배터리를 또한 포함할 수 있다. 스프링 전력 또는 임의의 다른 적합한 내부 또는 외부 전원과 같은 수술실에서 사용을 위한 의료 디바이스에 전력 공급하기 위한 관련 기술분야에 공지된 전력 시스템이 또한 본 명세서에서 고려되어야 한다. 몇몇 구현예에서, 핸들의 크기를 증가시킬 수 있는 핸들 상에 또는 내에 장착된 배터리 팩보다는, 배터리 팩은 시술 중에 기구를 잡고 있는 사용자의 팔 또는 팔의 손목 위와 같은 다른 장소에 장착될 수 있다. 짧은 케이블 커넥터는 장착된 배터리를 디바이스에 다시 연결할 수 있어, 이 링크 장치만 사용 중에 디바이스(2700)의 핸들로부터 신장되게 된다. 따라서, 풋 페달 또는 다른 테더링 연결부가 디바이스(2700)에 링크될 필요가 없다. 이는 사용 중에 케이블 또는 다른 테더가 걸리는 것을 걱정하지 않고 더 많은 휴대성, 가요성, 및 이동 자유도를 사용자에게 제공할 수 있다.
도 5c 내지 도 5h는 디바이스(2700)의 영구 및 일회용 부분이 어떻게 동작식 통신으로 함께 결합될 수도 있는지의 구현예를 도시하고 있다. 도 5c 및 도 5d에 관하여, 베이어닛 모터 어댑터(3220)는 복수의 모터 나사(3230)를 통해 기어 박스(3225)에 고정될 수 있다. 모터 커플러(3215)는 모터 어댑터(3220)를 통해 연장되고 기어 박스(3225)의 출력(3235)에 부착될 수 있다. 모터 커플러(3215)는 영구 부분(3210)의 원위 단부 영역에서 어댑터(3220)로부터 원위측으로 신장될 수 있다. 모터 커플러(3215)가 모터(2756)와 함께 자유롭게 회전하도록 모터 어댑터(3220)와 모터 커플러(3215) 사이에 간극이 존재할 수 있다. 영구 부분(3210)은 모터 커플러(3215)의 단부가 일회용 부분(3205)의 회전 캠 커플러(3245) 상의 슬롯(3240)과 정합하도록 일회용 부분(3205)의 근위 단부 내로 삽입될 수 있다(도 5e 및 도 5f 참조). 베이어닛 모터 어댑터(3220) 상의 돌기(3250)는 후방 매니폴드(3260)의 근위 단부 상의 L형 슬롯(3255)을 통해 활주될 수 있다. 영구 부분(3210)은 돌기(3250)가 모터 커플러(3215)를 축방향으로 후방 매니폴드(3260) 내에 잠그도록 일회용 부분(3205)에 대해 종축을 중심으로 회전될 수 있다(즉, 시계 방향). 베이어닛 모터 어댑터(3220) 상의 돌기(3250)는 후방 매니폴드(3260)의 슬롯(3240) 내로 활주될 수 있다. 일단 회전되면, 베이어닛 모터 어댑터(3220) 상의 돌기는 축방향으로 영구 및 일회용 부분(3210, 3205)을 함께 잠금할 수 있다. 해제 버튼(3265)은 스프링 장전되고 일회용 부분(3205)의 후방 매니폴드(3260)에 부착될 수 있다(도 5g 및 도 5h 참조). 영구 부분(3210)이 일회용 부분(3205) 내에 삽입된 후, 사용자는 해제 버튼(3265)이 이하에 설명되는 바와 같이 디바이스 설정에 따라 하우징(3275) 상의 2개의 공동(3270) 중 하나 내로 신장될 때까지 영구 부분(3210)을 회전시킬 수 있다.
전술된 바와 같이, 맥동성 진공의 양은 예로서 피스톤 하드 정지부(2727)에 의해 후방 방향에서 피스톤의 진행을 제한함으로써 조정될 수 있다. 도 6a 내지 도 6d는 선택 가능한 진공 설정을 갖는 디바이스의 구현예를 도시하고 있다. 영구 부분(3210)을 일회용 부분(3205) 내에 삽입한 후, 사용자는 어느 피스톤 하드 정지부 설정이 사용되어야 하는지를 결정할 수도 있다. 도 6a 및 도 6b는 피스톤 하드 정지부(2727)(가시화되어 있지 않음)가 그 완전 근위 위치에 있을 수 있는 디폴트 설정을 도시하고 있다. 이는 피스톤의 전체 스트로크를 허용하여, 핸드피스를 통해 완전 진공을 제공한다. 사용자는 재사용 가능 부분(3210)(예를 들어, 화살표)의 하우징 상의 선택기(3281)를 일회용 부분(3205)의 후방 매니폴드(3260)의 외부면 상의 제1 지시기(3282)(예를 들어, 단일 노치)와 정렬함으로써 이 설정을 선택할 수 있다. 일단 정렬되면, 해제 버튼(3265)은 하우징(3275) 상의 적절한 공동 내로 스냅 결합될 수 있다. 도 6c 및 도 6d는 피스톤 진행을 제한하고 최대 진공 및 유량을 감소시킬 수 있고 그리고/또는 평활한 연속 진공을 생성할 수 있는 대안 설정을 도시하고 있다. 대안 설정은 영구 부분(3210)을 일회용 부분(3205) 내에 삽입함으로써 선택될 수 있다. 해제 버튼(3265)을 그 원위 위치에 유지하는 동안, 사용자는 재사용 가능 부분(3210)의 하우징 상의 선택기(3281)가 일회용 부분(3205)의 후방 매니폴드(3260)의 외부면 상의 제2 지시기(3283)(예를 들어, 이중 노치)와 정렬될 때까지 영구 부분(3205)을 회전시킬 수 있다. 영구 부분(3210)이 디폴트 위치(즉, 지시기(3282))를 지나 회전함에 따라, 베이어닛 모터 어댑터(3220) 상의 돌기(3250)는 피스톤 하드 정지부의 경사 표면 상에서 활주되어 이에 의해 피스톤 하드 정지부(2727)를 원위 방향으로 구동한다. 해제 버튼(3265)은 이어서 해제될 수 있어 일회용 부분(3205)의 하우징(3275) 상의 적절한 공동 내에 스냅 결합하게 된다. 진공을 위한 다른 조정 메커니즘이 본 명세서에서 고려된다.
상기 내용은 어떻게 상이한 디바이스 설정이 활성화될 수 있는지의 예로서 제공된다. 어느 설정이 선택되는지에 관한 지침을 제공하는 사용자 특징부는 그에 의해 설정이 선택되는 메커니즘에 따라 다양할 수 있다. 예를 들어, 노치와 화살표는 설정에 관한 사용자 지침을 제공하는 다른 지시기로 대체될 수 있다.
전술된 바와 같이, 미세 수술 기구(2700)는 핸드피스(2760)의 내부에서 발견되는 흡인 또는 진공 소스를 포함할 수 있다. 진공 소스는 하우징의 내부 내에 위치된 진공 매니폴드(2774)와 유체 연통하여 위치될 수 있다. 도 7a는 진공 매니폴드(2774), 피스톤 매니폴드(2798) 및 후방 매니폴드(3260)에 결합된 전방 매니폴드(3261)를 도시하고 있는 디바이스(2700)의 일회용 부분(3205)의 부분 사시도이다. 샤프트(2761)의 세장형 부재(2755)는 루멘(2763) 내로의 샤프트(2761)의 원위 단부 부근의 개구 및 샤프트(2761)의 원위 단부로부터 이격하는 거리에 노치 또는 근위 개구(2788)를 포함할 수 있다(도 7b 참조). 샤프트(2761)의 세장형 부재(2755)는 근위 개구(2788)가 진공 챔버(2703)와 연통하도록 진공 매니폴드(2774)의 진공 챔버(2703)를 통해 신장할 수 있다. 세장형 부재(2755)의 근위 개구(2788)는 세장형 부재(2755)의 진동 운동 중에 진공 챔버(2703) 내에 유지된다. 수정체 재료는 노즈콘(nosecone)(3320) 및 전방 매니폴드(3261)를 바이패스하여 근위 개구(2788)를 통해 진공 매니폴드(2774)의 챔버(2703) 내로 세장형 부재(2755)의 루멘(2763)을 나올 수 있다.
도 7c는 진공 챔버(2703) 내에 위치된 세장형 부재(2755) 내의 근위 개구(2788)를 도시하고 있다. 진공은 세장형 부재(2755)를 통해 수정체 물질을 견인할 수 있다. 수정체 물질은 근위 개구(2788)를 통해 세장형 부재(2755)의 루멘(2763)을 나오고 진공 매니폴드(2774)의 진공 챔버(2703) 내로 들어갈 수 있다. 수정체 물질은 세장형 부재(2755) 내에서 근위 개구(2788)의 근위측으로 진행하도록 의도되지 않는다. 진공 챔버(2703)는 일방향 밸브(2707)에 의해 조절되는 각각의 개구(2706)를 통해 하나 이상의 펌핑 챔버(2705)와 유체 연통하도록 구성된다(예를 들어, 도 4l 참조). 일방향 밸브(2707)의 구성은 덕빌 밸브, 볼 체크 밸브, 리프트 체크 밸브, 스톱 체크 밸브 및 일 방향에서 유체의 유동을 허용하고 반대 방향에서 유체의 유동을 차단하는 다른 유형의 밸브를 포함하여 다양할 수 있다. 본 명세서의 다른 곳에서 설명된 바와 같이, 펌핑 챔버(2705) 내에서 제1 방향으로(즉, 핸드피스의 근위측으로 또는 후방을 향한) 피스톤(2799)의 운동은 세장형 부재(2755)를 둘러싸는 진공 매니폴드(2774) 상의 개구(2706)를 통해 세장형 부재(2755)의 루멘에 공급될 수 있는 진공을 생성한다. 가스켓(3262)은 중앙에서 공동에 의해 형성될 수 있는 진공 챔버(2703)와 배출 챔버(2709)를 분리한다(도 7c 참조). 세장형 부재(2755)의 루멘으로 진공을 공급시에, 눈으로부터의 물질은 세장형 부재(2755)의 루멘(2763) 내로 인출되고, 진공 챔버(2703) 내로 비워지고, 일방향 밸브(2707)를 통해 펌핑 챔버(2705) 내로 견인된다. 펌핑 챔버(2705) 내에서 제2 반대 방향에서의(즉, 핸드피스의 원위측으로 또는 전방을 향한) 피스톤(2799)의 운동은 압력이 피스톤 매니폴드(2798) 내에 형성되게 하고 물질을 펌핑 챔버(2705)로부터 시스템 외부로 배출한다. 물질은 본 명세서의 다른 곳에서 설명된 바와 같이 시스템으로부터 출구 포트에 결합된 폐기 인클로저 내로 배출될 수 있다.
도 7d는 피스톤 매니폴드(2798)의 펌핑 챔버(2705) 내의 피스톤(2799)의 위치를 도시하고 있다. 피스톤(2799)이 디바이스의 후방을 향해(즉, 근위측으로) 이동함에 따라, 본 명세서의 다른 곳에서 설명된 바와 같이, 진공이 유연성 일방향 밸브(2707)를 통해 인출된다. 밸브(2707)는 진공 매니폴드(2774) 내의 채널에 연결될 수 있다. 진공은 진공 매니폴드(2774)로부터 밸브(2707)를 통해 피스톤 매니폴드(2798) 내로 폐기물 물질을 견인할 수 있다. 피스톤(2799)이 디바이스의 전방을 향해 이동함에 따라, 압력이 피스톤 매니폴드(2798) 내에 형성된다. 압력은 볼 체크 밸브(2713)를 개방하고 압축된 폐기물 물질이 피스톤 매니폴드(2798) 내의 볼 체크 밸브(2713)를 통과하게 한다. 폐기물 물질은 폐기물 채널(2711)을 통해 진공 매니폴드(2774)(예를 들어, 도 7e에 도시되어 있는 3개의 둥근 개구)로 들어갈 수도 있다. 폐기물은 진공 매니폴드(2774)에서 조합되고 배출 챔버(2709)를 통해 디바이스를 나올 수도 있다. 배출 챔버(2709)는 진공, 피스톤 및 후방 매니폴드(2774, 2798, 3260)를 통해 연장하는 난형 채널로서 도 7e에 도시되어 있지만, 여기서 다른 형상이 본 명세서에서 고려된다는 것이 이해되어야 한다. 폐기물은 후방 매니폴드(3260) 상의 폐기물 포트(2715)를 통해 디바이스에서 나올 수도 있다.
도 7f 내지 도 7h는 기구를 통한 흡인 및 폐액 경로(화살표)의 예를 도시하고 있다. 눈으로부터의 수정체 물질 및/또는 유체는 세장형 샤프트(2755)의 루멘(2763)으로 들어가 일방향 밸브를 통해 펌핑 챔버 내로 근위 개구(2788)를 통해 챔버(2703) 내로 진행하고 다시 볼 밸브를 통해 펌핑 챔버 외부로 나올 수 있다(도 7f 참조). 수정체 물질/유체는 배출 챔버(2709)를 향해 인출된다(도 7g 참조). 수정체 물질/유체는 진공 매니폴드(2774), 피스톤 매니폴드(2798) 및 후방 매니폴드(3260)를 통해 폐기물 포트(2715)를 향해 연장하는 배출 챔버(2709)를 통해 진행한다(도 7h 참조).
진공 펄스는 전술된 바와 같이 그리고 도 8a 및 도 8b에 도시되어 있는 바와 같이, 예를 들어 피스톤(2799)이 캠 표면(2725)의 레지(2726)로부터 떨어지고 피스톤 스프링(2701)에 의해 펌핑 챔버(2705)의 근위 단부를 향해 근위측으로 푸시됨으로써 갑자기 발생하도록 설계될 수 있다. 레지(2726)로 인한 이러한 수축의 타이밍은 더 맥동성 진공 프로파일을 달성하기 위해 활용될 수 있다. 맥동성 진공은, 유량이 공칭량(예를 들어, 50 mL/분) 미만으로 유지되기 때문에, 피크 진공 레벨이 안정한 진공이 인가되면 달성될 수 있는 것보다 이들 짧은 버스트에 대해 더 높을 수 있다는 점에서, 수정체를 분쇄하고 눈에서 수정체 물질을 제거하기 위해 유리할 수 있다. 높은 진공 피크가 생성되지만, 낮은 전체 유량이 유지될 수 있다.
제1 피스톤이 수축하고 다음 피스톤이 수축할 때의 타이밍은 캠 표면(2725)의 기하학 형상과 피스톤 챔버 내의 피스톤의 상대 운동의 함수일 수 있다. 진공 펄스는 제공된 진공이 진공 펄스 사이의 순간적인 일시 정지를 갖고 불연속적이기보다는, 실질적으로 연속적이도록 더 평활하게 발생하도록 설계될 수 있다. 몇몇 구현예에서, 제1 피스톤은 수축될 수도 있고 제2 피스톤은 제1 피스톤 수축의 체류 기간(도 8e 참조) 후까지 수축을 시작하지 않아 이에 의해 맥동성 진공 프로파일을 생성한다. 전술된 바와 같이, 디바이스는 피스톤(2799)의 왕복 선형 모션을 제공하도록 구성된 캠 표면(2725)을 갖는 캠(2769)을 포함할 수 있다. 도 8e는 캠(2769)의 캠 표면(2725)을 따른 피스톤(2799a, 2799b, 2799c)의 개략적인 운동을 도시하고 있다. 캠 표면(2725)은 급격한 급경사부 또는 레지(2726)에서 종료된다. 캠(2769)의 회전 중에, 피스톤(2799a, 2799b, 2799c)은 캠 표면(2725)을 따라 활주되어 이에 의해 원위 방향으로 신장된다. 레지(2726)에 도달시에, 제1 피스톤(2799a)이 레지(2726)로부터 떨어져서 근위 방향으로 신속하게 수축하여 음압의 스파이크를 생성한다. 캠 표면(2725)의 기하학 형상은, 다음 피스톤(2799b)이 레지(2726)에 도달하고 수축하여 음압의 제2 스파이크를 생성하기 전에 음압이 없는 체류 시간을 생성한다. 결과는 음압의 일련의 불연속적 펄스이다.
다른 구현예에서, 제2 피스톤은 제1 피스톤 수축 단계 동안 수축을 시작할 수도 있어서 진공 프로파일이 더 평활하고 더 연속적이게 된다. 도 8f 내지 도 8h는 캠 표면(2725)의 기하학 형상이 레지(2726)에서 종료하기 전에 피스톤 수축을 위한 더 점진적인 기울기를 갖도록 설계된 캠(2769)의 구현예를 개략적으로 도시하고 있다. 캠 표면(2725)의 기하학 형상은 복수의 피스톤(2799) 중 하나가 일정한 속도로 수축하도록(즉, 펌핑 챔버(2705) 내에 음압을 생성함) 설계될 수 있다. 도 8f는 레지(2726) 직전의 피스톤 챔버 내에서의 그 근위측 진행의 종료 부근의 제1 피스톤(2799a)을 도시하고 있다. 제2 피스톤(2799b)은 제1 피스톤(2799a)이 레지(2726)로부터 떨어지기 전에 점진적인 기울기를 따른 그 수축을 시작하도록 준비되어 있다. 도 8g 및 도 8h는 캠(2769)의 추가의 회전 및 캠 표면(2725)을 따른 피스톤의 운동을 도시하고 있다. 제2 피스톤(2799b)이 레지(2726)로부터 떨어지기 전에, 제3 피스톤(2799c)은 캠 표면(2725)의 점진적인 기울기를 따라 그 수축을 시작할 것이다. 피스톤 수축의 이러한 타이밍은 어떠한 진공도 인출되지 않는 순간과 불연속적인 도 8e에 도시되어 있는 캠 표면(2725)의 기하학 형상과 비교하여 실질적으로 연속적인 눈 외부로의 유체의 유량을 생성한다. 그러나, 레지(2726)의 존재는 수축 피스톤에 의해 인가되는 연속적인 음압 위에 음압의 작은 스파이크를 생성할 수 있다. 제1 피스톤(2799a)은 제1 속도로 캠 표면(2725)을 따라 제1 거리만큼 수축하여 이에 의해 제1 음압을 생성한다. 제2 피스톤(2799b)은 제1 피스톤(2799a)이 레지(2726)로부터 떨어져서 그 음압을 유지하기 전에 캠 표면(2725)을 따라 제1 속도로 수축하기 시작할 수 있다. 제1 피스톤(2799a)은 이어서 레지(2726)로부터 떨어져서 나머지 거리만큼 제2 더 빠른 속도로 수축하여 이에 의해 음압의 스파이크를 생성한다.
몇몇 구현예에서, 디바이스는 2개의 진공 모드 사이에서 스위칭될 수 있다. 제1 모드는 피스톤(2799)이 레지(2726)로부터 떨어지는 것으로 인해 음압의 스파이크 없이 실질적으로 연속적인 진공 모드일 수 있다. 제2 모드는 음압의 스파이크를 갖는 실질적으로 연속적인 진공 모드일 수 있다. 제1 모드에 있을 때, 피스톤 수축은 챔버 내의 최대 피스톤 진행의 분율로 제한될 수 있다. 예를 들어, 피스톤 정지부(2727)는 그 챔버 내의 피스톤 진행을 최대 거리 미만의 거리로 제한하기 위해 선택적으로 사용될 수 있다. 본 명세서의 다른 곳에서 설명된 바와 같이, 디바이스는 피스톤 매니폴드(2798)의 근위 단부 영역에 결합된 피스톤 정지부(2727)를 포함할 수 있다. 피스톤 정지부(2727)는, 캠(2769)이 피스톤(2799)의 근위 단부와 접촉하도록 원통형 피스톤 정지부(2727)를 통해 신장하도록 캠(2769)을 둘러싸는 대체로 원통형 요소일 수 있다. 피스톤 정지부(2727)는 피스톤(2799)의 근위 단부와 접촉하기 위해 그 각각의 피스톤 챔버(2704)의 근위 단부 영역 내로 돌출하도록 구성된 돌출부(2729)를 포함할 수 있다. 따라서, 피스톤 정지부(2727)의 캠(2769) 및 돌출부(2729)의 모두는 피스톤(2799)의 근위 단부, 내부 영역 상의 캠(2769) 및 외부 영역 상의 돌출부(2729)와 접촉하도록 구성된다. 피스톤 정지부(2727)의 돌출부(2729)는 근위 방향에서의 피스톤(2799)의 선형 진행에 대한 하드 정지부를 제공할 수 있다. 예를 들어, 그 피스톤 챔버 내의 최대 피스톤 진행은 5 mm의 거리일 수 있다. 피스톤 정지부(2727)의 돌출부(2729)는 피스톤 챔버 내로 2 mm만큼 전진될 수 있어서 이에 의해 피스톤(2799)의 근위측 수축을 최대 5 mm보다는 3 mm의 거리로 제한한다. 캠(2769)이 회전하고 피스톤(2799)이 캠 표면(2725)을 따라 신장 및 수축함에 따라, 피스톤 정지부(2727)의 돌출부(2729)는 피스톤(2799)이 레지(2726)로부터 떨어지는 것을 효과적으로 방지하여 음압의 스파이크 없이 평활하고 연속적인 음압을 생성할 수 있다. 피스톤 정지부(2727)의 돌출부(2729)가 피스톤 챔버로부터 후퇴될 때, 피스톤(2799)은 다시 한 번 최대 거리로 진행할 수 있고 레지(2726)로부터 떨어져서 음압의 스파이크를 생성할 수 있다.
관류 소스는 진공 레벨에 따라 변화하지 않는 일정한 관류 유체의 압력을 제공할 수 있다. 피크 진공 중에 눈으로부터의 흡인 유량은 눈 내로의 관류 유량보다 높을 수 있어 눈 내에 순간적으로 낮은 압력을 야기한다. 관류 유체의 압력 소스는, 그 공칭 유량이 이러한 저압 상황을 회피하기 위해 피크 진공 펄스에서 최대 흡인 유량보다 더 높도록 상승될 수 있다. 그러나, 눈 내의 압력이 진공이 인가되지 않을 때 시술 중에 설정량보다 낮게 유지되도록 관류 유체 소스의 압력을 더 낮게 유지하는 것이 바람직하다. 대안적으로, 디바이스는 눈 내로의 관류 유체의 신속한 러시 또는 불연속적인 펄스를 전달하는 것이 가능한 메커니즘을 합체할 수 있다. 관류 유체의 각각의 펄스는 흡인 유량이 그 최대값일 때 음압의 각각의 펄스 중에 발생하도록 타이밍 조절될 수 있다. 눈 내의 유체의 균형은 더 일관되게 유지될 수 있고 피크 진공 지점 중에 눈 내의 압력의 강하가 최소화된다.
도 9a 내지 도 9c는 샤프트(2761)의 영역 위에 결합된 관류 슬리브(3128)를 갖는 디바이스를 도시하고 있다. 관류 슬리브(3128)는 사용 중에 관류 라인(155)으로부터 눈으로 유체를 전달하도록 구성된 하나 이상의 관류 개구(3124)를 포함할 수 있다. 관류는 전술된 바와 같이 그리고 도 1a 및 도 1b 및 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 미세 수술 시스템(100)의 유체 시스템(110)으로부터 공급될 수 있다.
몇몇 구현예에서, 디바이스는 관류 유동 경로와 연통하는 관류 저장조, 예를 들어 관류 소스(130)로부터의 소정량의 관류 유체를 저장하도록 구성되는 디바이스의 원위 팁 부근에 위치한 저장조를 합체할 수 있다. 관류 유체 저장조를 디바이스의 팁에 매우 가깝게 위치시키는 것은 흡인된 유체 체적의 사실상 즉각적인 보충을 허용한다. 관류 저장조는 관류 유체가 전달되는 장소 부근에서 관류 라인(155)으로부터 소정량의 유체를 저장하도록 구성될 수 있다. 관류 저장조는, 차단 및 샤프트(2761)의 원위 개구를 통한 진공의 갑작스런 러시의 경우에, 관류 저장조 내에 저장된 관류 유체가 증가된 진공에 의해 제거된 체적을 충전하기 위해 이용 가능할 수 있도록 관류 유체로 충전될 수 있다. 핸드피스 내의 관류 저장조로부터의 유체는 음압의 증가시에 거의 순간적으로 눈 내로 견인되어 눈 내의 압력의 균형을 유지하여 전방 챔버의 손상 또는 붕괴를 회피할 수 있다. 시스템(100)은 또한 전술된 바와 같이 전방 챔버의 손상 또는 붕괴를 회피하기 위해 눈 내의 유체 압력의 균형을 제공할 수 있다. 핸드피스 내의 관류 저장조는 벌룬과 같은 유연성 챔버일 수 있고 또는 이하에 더 상세히 설명되는 바와 같이 저장조 외부로 유체를 압박하도록 구성된 다른 유연성 요소를 합체할 수 있다.
도 9a는 핸드피스의 일회용 부분(3205)에서 중앙 공동(3315)으로서의 관류 저장조를 도시하고 있다. 중앙 공동(3315)은 일회용 부분(3205) 내의 디바이스의 팁에 매우 가까운 관류 유체를 제공한다. 후방 매니폴드(3260)의 외부 상의 포트(3310)로부터 연장하는 관류 채널(3305)은 기구의 원위 단부에서 노즈콘(3320)의 중앙 공동(3315)과 유체 연통할 수 있다. 관류 채널(들)(3305)은 기구의 복수의 매니폴드를 통해 연장될 수 있다. 예를 들어, 관류 채널(3305)은 후방 매니폴드(3260)로부터 피스톤 매니폴드(2798), 진공 매니폴드(2774)를 통해 전방 매니폴드(3261)로 연장될 수 있다. 관류 슬리브(3128) 내의 하나 이상의 개구(3124) 또는 포트는 관류 유체가 중앙 공동(3315)을 나오게 하고 절단기 튜브 또는 샤프트(2761)를 둘러싸는 관류 슬리브(3128) 내로 유동하게 할 수 있다. 관류 유체는 관류 슬리브(3128)의 원위 단부 부근의 개구(3124)를 통해 관류 슬리브(3128) 외부로 유동할 수 있다.
다시 도 9a에 관하여, 관류 채널(3305)은 후방 매니폴드(3260)의 외부 상의 포트(3310)로부터 기구의 원위 단부 영역에 있는 노즈콘(3320)의 중앙 공동(3315) 내로 연장될 수 있다. 관류 채널(3305)은 후방 매니폴드(3260)로부터 피스톤 매니폴드(2798), 진공 매니폴드(2774)를 통해 전방 매니폴드(3261)로 연장될 수 있어, 관류 유체가 노즈콘의 중앙 공동(3315) 내에 보유되게 된다. 절단기 튜브 또는 샤프트(2761)는 중앙 공동(3315)으로부터 관류 유체를 신속하게 배출할 수 있다. 도 10a 내지 도 10c에 가장 양호하게 도시되어 있는 바와 같이, 전방 가스켓(3262)은 진공 매니폴드(2774)와 전방 매니폴드(3261) 사이에 위치될 수 있다. 샤프트(2761)는 샤프트(2761)가 전방 가스켓(3262)을 통해 연장되는 장소 부근에 위치된 허브(3405)를 포함할 수 있다. 전방 가스켓(3262)은 중앙 공동(3315)으로부터 유체 유동을 야기하기 위해 전후로 이동할 수 있다는 점에서 다이아프램처럼 작용할 수 있다. 그 휴지 상태(도 10a 및 도 10b)에서, 가스켓(3262)은 편평하게 유지된다. 디바이스의 동작 중에, 원위 전방 방향에서 샤프트(2761)의 운동은 피스톤(2799) 중 하나가 근위 방향으로 이동된(예를 들어, 스프링(2701)에 의해 근위측으로 푸시됨) 직후에 발생하도록 타이밍 조절된다. 따라서, 샤프트(2761)의 전방 이동은 샤프트(2761)를 통한 흡인 유량의 피크에서 발생하도록 타이밍 조절된다. 샤프트(2761)의 허브(3405)는 샤프트(2761)가 원위측으로 이동할 때 전방 가스켓(3262)을 푸시하여 관류 유체를 포함하는 중앙 공동(3315) 내로 가스켓(3262)을 외향으로 압박하여 관류 유체의 버스트가 관류 개구(3124)를 통해 중앙 공동(3315)을 나오게 한다(도 9b 참조). 샤프트(2761)가 근위측으로 수축되고 허브(3405)가 가스켓(3262)으로부터 이격하여 견인될 때, 가스켓(3262)은 그 편평한 휴지 위치로 복귀한다. 가스켓(3262)은 이에 의해 샤프트(2761)의 전방 이동 및 피크 진공 상태 중에 관류 유체의 전달을 야기하는 양 변위 다이아프램으로서 작용한다. 외향으로 굴곡되는 전방 가스켓 영역은 크기가 다양할 수 있다. 예를 들어, 더 큰 전방 가스켓 영역은 샤프트(2761)가 원위측으로 이동할 때 디바이스로부터 더 많은 유체를 배출할 수 있다.
대안적으로 또는 부가적으로, 디바이스는 디스크(3410)가 샤프트(2761)와 함께 이동하도록 샤프트(2761) 상의 허브(3405)에 결합되는 중앙 공동(3315) 내에 위치된 디스크(3410)를 합체할 수 있다. 디스크(3410)는 관류 유체를 포함하는 중앙 공동(3315) 내에 임펄스를 생성하여 관류 유체가 공동(3315)으로부터 관류 개구(3124)를 통해 눈 내로 이동하도록 강제할 수 있다. 디스크(3410)는 도 11a 및 도 11b에 도시되어 있는 바와 같이 원형 또는 다른 형상일 수 있다. 몇몇 구현예에서, 디스크(3410)는 오목한 표면이 원위측으로 지향하고 볼록한 표면이 근위측으로 지향하도록 오목 형상을 갖는다(도 11b 참조). 오목부는 중앙 공동(3315) 외부로 유체를 전방으로 이동시키는 것을 보조한다. 몇몇 구현예에서, 디스크(3410)는 중앙 공동(3315)의 내부 보어와 함께 기밀한 밀봉부를 형성한다. 샤프트(2761)가 이동함에 따라, 디스크(3410)는 유체를 중앙 공동(3315) 외부로 이동시키도록 양 변위 펌프의 피스톤처럼 작용한다. 디스크(3410)가 전방으로 이동할 때, 이는 중앙 공동(3315)의 체적을 감소시키고, 압력을 증가시켜 이에 의해 디바이스로부터 유체를 배출한다.
피스톤 또는 가스켓의 체적 변위는 흡인에 의해 눈으로부터 제거된 유체에 근사하도록 크기 설정될 수 있다. 예를 들어, 도 12는 진공 펄스와 조화되는 디바이스로부터 관류 유체의 주입을 위한 양 변위 메커니즘의 구현예를 도시하고 있다. 관류 유체의 양의 변위는 눈으로부터 제거되는 유체의 것과 동일한 체적 및 동일한 유량으로 동시에 발생할 수 있다. 전술된 구현예와 유사하게, 피스톤(2799)이 근위측으로 수축함에 따라 눈으로부터의 유체는 제1 일방향 밸브(2707)를 통해 피스톤 매니폴드(2798) 내로 인출될 수 있다. 눈으로부터의 유체는 이어서 피스톤 매니폴드(2798)로부터 다른 밸브(2713)를 통해 배출될 수 있다. 물질의 이러한 퍼지 중에, 일방향 밸브(2707)(즉, 하나 이상의 펌핑 챔버와 진공 챔버 사이에 위치됨)는 절단 팁 외부로 물질의 역류를 방지하고, 반면 밸브(2713)(즉, 하나 이상의 펌핑 챔버와 배출 챔버 사이에 위치됨)는 본 명세서의 다른 곳에서 설명된 바와 같이 적어도 유동이 밸브(2713)에 의해 차단될 때까지 물질이 피스톤 매니폴드(2798)를 자유롭게 나오게 한다. 밸브(2713)의 폐쇄시에, 피스톤 매니폴드(2798)는 실질적으로 물질이 없다.
또한 도 12에 관하여, 눈으로부터 유체를 인출하고 디바이스 외부로 유체를 배출하기 위한 전후로의 각각의 피스톤(2799)의 운동은 눈으로의 관류 유체 전달과 조화될 수 있다. 각각의 피스톤(2799)은 피스톤 매니폴드(2798)의 펌핑 챔버를 2개의 펌핑 챔버로 분할할 수 있다. 원위 펌핑 챔버(3415)는 전술된 바와 같이 디바이스의 내외로 눈 물질의 이동을 제어할 수 있다. 근위 펌핑 챔버(3420)는 디바이스의 내외로의 관류 유체의 이동을 제어할 수 있다. 펌핑 챔버(3415, 3420)의 크기는 서로 역관계를 갖는다. 피스톤(2799)이 후퇴됨에 따라, 원위 펌핑 챔버(3415)의 크기가 증가하여 눈으로부터의 유체를 밸브(2707)를 통해 디바이스 내로 인출한다. 동시에, 근위 펌핑 챔버(3420)의 크기가 감소하여 관류 유출 밸브(3425)를 통해 눈 내로 관류 유체를 압박한다. 피스톤(2799)이 원위측으로 신장됨에 따라, 원위 펌핑 챔버(3415)의 크기가 감소하여 밸브(2713)를 통해 배출 챔버 내로 안액을 배출한다. 동시에, 근위 펌핑 챔버(3420)의 크기는 관류 입구 밸브(3430)를 통해 근위 펌핑 챔버(3420) 내로 더 많은 관류 유체를 인출하기 위해 더 커진다. 따라서, 각각의 진공 펄스가 눈에 인가된 상태로, 관류 유체의 펄스가 눈에 전달된다. 디바이스로부터 유체의 각각의 배출에 의해, 관류 유체 체적은 다음 진공 펄스의 준비시에 다시 프라이밍된다.
몇몇 구현예에서, 관류 펄스는 디바이스 외부로부터 발생할 수 있다. 예를 들어, 디바이스는 관류 소스(130) 용기에 연결될 수 있고 관류 소스(130) 용기 내의 압력을 순간적으로 증가시킴으로써 관류 펄스를 제공할 수 있다. 가요성 BSS 백의 경우, 디바이스는 규칙적인 펄스로 백을 압축하도록 합체될 수 있다. 강성 BSS 병의 경우, 공기 압력은 용기로부터 유동하기 위해 관류 유체의 펄스를 달성하도록 펄스로 증가될 수 있다. 펄스는 전술된 바와 같이 진공 펄스에 대해 타이밍 조절될 수 있다. 몇몇 구현예에서, 시스템(100)의 컴퓨팅 유닛(115)의 제어 프로세서(180)는, 기구 내의 모터(2756)가 주어진 회전 상태에 있을 때를 감지하고 이에 의해 진공 펄스가 발생할 때를 계산할 수 있다. 이 데이터는 진공 펄스로 관류 펄스를 타이밍 조절하는 데 사용될 수 있다.
도 9a 및 도 9b는 관류 슬리브(3128)의 원위 단부를 넘어 신장되는 세장형 부재(2755)를 도시하고 있는 일회용 부분(3205)의 원위 단부 영역을 도시하고 있다. 관류 슬리브(3128)는 관류 유체가 그를 통해 세장형 부재(2755)의 말단 부근에서 눈 내로 전달될 수도 있는 하나 이상의 개구(3124)를 그 원위 단부 부근에 포함할 수도 있다. 관류 슬리브(3128)는 세장형 부재(2755) 위로 근위측으로 연장될 수 있고 일회용 부분(3205)의 원위 단부 영역과 결합될 수 있다. 일회용 부분(3205)의 원위 단부 영역은 관류 슬리브(3128)를 수용하도록 구성된 노즈콘 또는 팁(3320)을 포함할 수 있다. 팁(3320) 및 관류 슬리브(3128)는 각각 핸드피스에 제거 가능하게 부착될 수 있다. 관류 슬리브(3128)는 실질적으로 가요성 원위 관형부(3133) 및 덜 유연성 근위 결합부(3134)를 갖는 표준 관류 슬리브(예를 들어, 미국 워싱턴주 레드몬드 소재의 MST에 의한 관류 팁)일 수 있다. 팁(3320)은 외부 나사산(3321)(도 7a 참조) 또는 관류 슬리브(3128)의 근위 결합부(3134) 상의 대응 나사산 또는 특징부와 맞물리도록 구성된 전방 단부 영역 상의 다른 결합 특징부를 포함할 수 있다.
팁(3320)은 시술 중에 사용자가 핸드피스로 수행하기를 원하는 임의의 다양한 기술을 위해 구성될 수 있다. 임의의 다양한 부속 팁이 사용자가 수행하기를 원하는 눈 내의 시술에 따라 일회용 부분(3205)의 원위 단부 영역에 가역적으로 결합될 수도 있다. 팁은 수정체유화, 백 폴리싱, 유리체 절제 및 다른 시술을 위해 구성될 수도 있다. 교환 가능 팁(3320)의 근위 단부 영역은 가역적 결합 특징부(3323) 및 O-링(도 9a 참조)과 같은 밀봉 요소(3325)를 합체할 수 있다. 결합 특징부(3323)의 구성은 이들에 한정되는 것은 아니지만, 나사산, 스냅 잠금, 간섭 끼워맞춤, 베이어닛, 또는 팁(3320)이 일회용 부분(3205)에 부착되어 밀봉되게 하도록 구성된 다른 특징부를 포함하여 다양할 수 있다.
교환 가능 팁(3320)은 본 명세서의 다른 곳에서 설명된 바와 같은 수정체 제거 보호 슬리브(2759)를 포함할 수 있다. 보호 슬리브(2759)는 팁(3320)의 원위 단부 영역으로부터 견고하게 결합되고 연장될 수 있다(도 7a 참조). 슬리브(2759)는 세장형 부재(2755)의 근위 길이의 적어도 일부를 따라 세장형 부재(2755) 위에 동심으로 위치되도록 크기 설정되고 성형될 수 있다. 슬리브(2759)는 세장형 부재(2755)가 세장형 부재(1755)의 모션 중에 각막 절개부를 통해 신장되는 경우에 손상으로부터 각막 조직을 보호하도록 구성된다. 보호 슬리브(2759)는 실리콘과 같은 실질적으로 가요성 또는 탄성 재료 또는 강성 플라스틱 압출 또는 금속 하이포튜브와 같은 실질적으로 강성 재료로 형성될 수도 있다. 몇몇 구현예에서, 슬리브(2759)는 세장형 부재(2755)의 외경과 밀접하게 정합하여 이들 2개의 부재 사이에 낮은 간극을 야기하는 내경을 갖는 강성 튜브일 수 있다. 세장형 부재(2755)와 슬리브(2759) 사이의 낮은 간극은, 슬리브(2759)가 작은 외경을 유지하여 내부 및 외부 샤프트 사이의 상대 활주를 여전히 허용하면서 각막을 통한 절개부 크기가 최소화되게 되는 것을 의미한다. 세장형 부재(2755)는 0.5 mm 내지 1.4 mm의 최대 외부 치수를 가질 수 있다.
일반적으로, 샤프트(2761)(존재하면, 보호 외장 및 관류 슬리브 포함함)는 각막 절개부 크기를 최소화하기 위해 눈 내의 최소 침습성 시술을 위해 적합한 최대 단면 직경을 갖는다. 몇몇 구현예에서, 원위 샤프트(2761)의 최대 단면 직경은 약 1.25 mm이다. 최대 단면 직경은 이보다 작거나 상기 직경보다 클 수 있는데, 예를 들어, 약 2 mm 이하의 직경, 약 3 mm 이하의 직경, 최대 약 4 mm의 직경, 또는 최대 약 5 mm의 직경일 수 있다. 본 명세서의 다른 곳에서 설명된 바와 같이, 샤프트(2761)로부터의 원위 개구는 막힘 문제를 완화하기 위해 샤프트(2761)를 통해 연장하는 루멘의 내경과 관련하여 더 작은 내경을 가질 수 있다. 몇몇 구현예에서, 샤프트(2761)의 공칭 내경과 원위 개구의 내경 사이의 차이는 약 0.003" 내지 약 0.006"일 수 있다. 몇몇 구현예에서, 샤프트(2761)는 원위 개구에서 약 0.033"로 좁아지는 약 0.0375"의 공칭 내경을 가질 수 있다. 따라서, 팁 직경보다 작은 눈 조직 단편은 샤프트(2761)의 루멘 내로 흡인될 수 있고, 일단 내부에서 루멘은 루멘의 나머지의 내경이 원위 개구의 내경보다 크기 때문에 고착하거나 막힘을 야기할 가능성이 적다.
슬리브(2759)는 팁(3320)에 견고하게 결합되거나, 교환 가능할 수도 있고, 또는 수축 가능할 수도 있다. 슬리브(2759)의 길이는 다양할 수 있지만, 일반적으로 적어도 절개부를 통해 신장하는 세장형 부재(2755)의 영역을 커버하는 데 필요한만큼 길다. 사용자는 진동하는 세장형 부재(2755)를 커버하고, 예를 들어 수정체 적출 후 수정체낭 폴리싱 및 피질 조직 제거를 위해 시술 중에 상이한 종류의 팁을 사용할 수 있다. 슬리브(2759)의 더 긴 길이는 진동하는 세장형 부재(2755)의 스트로크 길이의 절반을 커버할 수 있고, 이에 의해 진동하는 세장형 부재(2755)의 노출된 스트로크 길이를 감소시킬 수 있다. 보호 슬리브(2759)는 진동하는 세장형 부재(2755)의 유효 스트로크 길이가 그 미커버된 스트로크 길이의 0 내지 100%까지 조정될 수 있도록 종방향으로 위치설정 가능할 수 있다. 보호 슬리브(2759)는 또한 진동하는 세장형 부재(2755)가 보호 슬리브(2759) 내에서 특정 깊이로 리세스 형성되어 유지되도록 위치될 수 있다. 이는 안구 조직이 진동하는 세장형 부재(2755)와 접촉하게 되는 것을 방지할 수 있고, 효과적으로 흡인 전용 동작 모드를 야기한다. 보호 슬리브(2759)는 유효 절단 튜브 스트로크 길이를 감소시키도록 위치될 때, 세장형 부재(2755) 팁이 보호 슬리브(2759) 내에서 수축함에 따라 세장형 부재(2755)로부터 고착된 조직을 푸시함으로써 조직이 세장형 부재(2755)의 단부 상에 '롤리팝핑(lollipopping)'되는 것을 방지할 수 있다.
교환 가능 팁(3320) 및/또는 팁(3320)의 슬리브의 색상은 슬리브의 길이에 관한 정보 및 어떤 용도로 이것이 유용한지를 제공할 수 있다. 수정체 절단 보호 슬리브(2759)는 예를 들어 백 폴리싱 팁과 함께 사용되도록 구성된 슬리브보다 짧을 수 있다. 이와 같이, 수정체 제거를 위해 구성된 팁(3320)은 청색과 같은 제1 구별 가능 색상일 수도 있고 백 폴리싱을 위해 구성된 팁은 백색과 같은 제2 구별 가능 색상일 수도 있다. 다른 마커, 지시기, 색상이 팁을 쉽게 구별하기 위해 마찬가지로 고려된다.
본 명세서에 설명된 미세 수술 기구는 백내장 시술에 사용되는 하나 이상의 다른 구성요소와 함께 단일 무균 패키지의 부분인 키트에 패키징될 수 있다. 도 23은 무균 외장(3505)이 부착되거나 부착되지 않은 기구(225), 수정체 제거 팁(3320a) 및 백 폴리싱 팁(3320b)을 포함할 수 있는 키트(3600)의 구현예를 도시하고 있다. 수정체 제거 팁(3320a)과 백 폴리싱 팁(3320b)은 시술의 스테이지에 따라 서로 상호 교환될 수 있다. 키트(3600)는 균형화된 식염수의 병과 같은 관류 소스 내에 삽입하도록 구성된 스파이크(3630)를 갖는 적하 챔버(3625)를 또한 포함할 수 있다. 적하 챔버(3625)는 관류 배관(3655)에 결합될 수 있고, 관류 배관은 이어서 기구(225) 상의 관류 결합부와 결합될 수 있다. 관류 배관(3655)은 관류 배관(3655)을 개방 및 폐쇄하기 위해 손가락으로 작동되는 핀치 밸브(3658)를 구비할 수 있다. 키트(3600)는 기구(225)로부터의 출구를 폐기물 용기(3660)에 결합하도록 구성된 폐기물 배관(3665)을 갖는 폐기물 용기(3660)를 또한 포함할 수 있다. 키트(3600) 내의 모든 구성요소는 용기(3605) 내에 무균 패키징될 수 있다.
몇몇 구현예에서, 단두대 스타일 방식으로 절단하기 위한 측면 개구를 갖는 유리체 절제 스타일 절단 슬리브가 있다. 슬리브는 세장형 부재(2755)가 외부 튜브를 통해 신장되고 그 내에 동축으로 배열되어 세장형 부재(2755)가 외부 튜브 내에서 왕복으로 활주하게 되도록 세장형 부재(2755) 위에 삽입될 수 있다. 이 스타일의 절단 요소는 더 경성 수정체 재료를 쵸핑하고 제거하기 위해 특히 유용할 수 있다. 외부 튜브는 핸드헬드 부분의 원위 단부 영역에 결합된 고정 관형 요소일 수 있고, 세장형 부재(2755)는 외부 튜브의 루멘 내에서 진동할 수 있도록 이동 가능할 수 있다. 세장형 부재(2755)의 원위 팁은 짧고 날카로운 경사면과 같은 절단 에지로 형성될 수 있다. 동작시에, 조직은 측면 개구를 통해 외부 튜브 내로 들어가고 세장형 부재(2755)가 외부 튜브 내에서 왕복함에 따라 절단 에지에 의해 박리될 수도 있다. 이 유리체 절제 스타일의 절단 팁은 예를 들어, 전방 챔버 내로의 샤프트 삽입 중에, 측면 개구 위로 활주하기 위한 제거 가능 또는 수축 가능 외부 외장을 더 포함할 수 있다. 삽입 중에, 샤프트의 절단 영역은 절단 전에 절개부 또는 다른 눈 조직 상에 걸리는 것을 방지하기 위해 외부 보호 외장 내에 커버되어 유지될 수 있다. 삽입 후에, 외장은 조작자가 절단 및/또는 흡인을 시작할 준비가 될 때 수축되거나 다른 방식으로 제거될 수 있다. 수축은 사용자에 의해 수동으로 활성화될 수 있고 또는 절단 및/또는 흡인의 작동시에 디바이스에 의해 자동으로 수축될 수 있다. 절단/흡인이 완료되고 기구가 눈으로부터 제거될 준비가 된 후, 외장은 원위측으로 전진되어 개구를 다시 한번 커버할 수 있다.
교환 가능 팁(3320)은 특히 팁(3320)의 슬리브가 강성인 경우, 실질적으로 직선형인 세장형 부재(2755)와 함께 사용될 수 있다. 세장형 부재(2755)가 종축으로부터 이격하여 만곡되거나 종축에 대해 각형성된 특징부를 합체하는 몇몇 구현예에서, 교환 가능 팁(3320)의 슬리브는 슬리브가 세장형 부재(2755) 위에 삽입되게 하도록 가요성일 수도 있다.
다시 도 9a 내지 도 9c에 관하여, 관류 유체 라인은 관류 포트(3310)를 통해 핸드피스의 일회용 부분(3205)에 연결될 수 있다. 관류 포트(3310)의 장소는 다양할 수 있지만, 일반적으로 종래의 핸드피스의 경우에서와 같이, 관류 유체 라인이 핸드피스의 상당한 길이 내에 통합되거나 매립되거나 그를 통해 연장하지 않도록 관류 포트(3310)가 관류 유체 라인에 대해 배열된다. 구현예에서, 관류 포트(3310)는 관류 슬리브(3128)가 팁(3320)과 결합되는 장소 부근에서 일회용 부분(3205)의 원위 단부 영역 부근에 위치될 수 있다. 관류 포트(3310)는 관류 소스로부터의 유체가 관류 슬리브(3128)를 통해 눈으로 전달될 수도 있도록 다른 가요성 관류 라인에 실질적으로 강성 연결을 제공한다. 흡인 포트의 장소는 또한 다양할 수 있다.
관류 유체 라인(및 또한 폐액 라인)은 기구의 원위 단부로부터 이격하여 근위 방향으로 하우징의 적어도 일부를 따라 연장할 수 있다. 몇몇 구현예에서, 하우징의 근위 단부 영역(예를 들어, 영구적인 재사용 가능 부분(3210) 하우징의 하부 표면)은 관류 유체 라인의 배관 및/또는 폐기물 라인의 배관을 포획하도록 구성된 하나 이상의 표면 특징부를 포함할 수 있다. 구현예에서, 특징부는 배관의 볼록 형상을 수용하도록 성형된 성형 슬롯이다. 관류 배관은 제1 슬롯 내에 포획될 수 있고 폐기물 배관은 제2 슬롯 내에 포획될 수 있다. 슬롯은 예로서 스냅 끼워맞춤에 의해 또는 간섭 끼워맞춤에 의해 배관을 포획할 수 있다. 끼워맞춤은 배관과 슬롯 사이에 적소에 슬리브(3128)가 있거나 없는 상태에서 효과적일 수 있다.
관류 소스(130)는 관류 유체 라인(155)을 통해 관류 슬리브(3128)에 결합될 수 있다. 관류 슬리브(3128)는 도 9b에 도시되어 있는 바와 같이 보호 슬리브(2759)의 적어도 일부 위로 연장될 수 있다. 관류 슬리브(3128)(및 선택적으로 슬리브(2759))는 예를 들어 제거 가능 팁(3320)의 부분으로서 핸드피스로부터 제거되거나 나사산 또는 다른 결합 특징부를 통해 팁(3320)으로부터 개별적으로 제거될 수 있다. 도 9b는 외부 나사산(3321)을 갖고 세장형 부재(2755)의 근위 영역 위로 연장하는 팁(3320)의 전방 단부 상에 나사산 형성된 관류 슬리브(3128)를 도시하고 있다.
디바이스는 다방향 입력 또는 트리거(3125)를 포함할 수 있다. 트리거(3125)는 디바이스의 재사용 가능 영구 부분(3210) 또는 일회용 부분(3205) 상에 위치될 수 있다. 도 13a 내지 도 13c는 디바이스의 다양한 기능을 제어하도록 구성된 디바이스 상의 다방향 트리거(3125)의 구현예의 상이한 구성을 도시하고 있다. 트리거(3125)는 디바이스의 하나 이상의 기능을 턴온 또는 턴오프(또는 증가 또는 감소)하도록 구성된 복수의 위치를 가질 수 있다. 몇몇 실시예에서, 트리거(3125)는 토글 스위치(3131)를 포함할 수 있다. 토글 스위치(3131)는 특정 위치에서 트리거(3125)의 이동을 제한할 수 있다. 예를 들어, 토글 스위치(3131)가 제1 위치(예를 들어, 우측)에 위치되면, 트리거(3125)는 가능하게는 그 정상 모션 범위의 75%로 그 회전량이 제한될 수도 있다. 토글 스위치(3131)가 제2 위치(예를 들어, 좌측)에 위치되면, 트리거(3125)는 그 전체 100% 모션 범위를 이동할 수도 있다. 이는 사용자가 선택할 수 있는 트리거(3125)에 대한 하드 정지부를 제공할 수도 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서, 디바이스의 속도는 트리거(3125)가 작동됨에 따라 선형적으로 증가한다. 외과 의사는 트리거(3125)가 그 모션 범위의 75%로 눌러질 때(또는 다른 방식으로 작동될 때), 미리 결정된 또는 미리 프로그래밍된 모터 속도가 달성되도록 토글 스위치(3131)를 제1 위치에 위치시킬 수도 있다. 이는 어느 위치에 토글 스위치(3131)가 설정되었는지에 따라 이들이 트리거(3125)를 완전히 눌렀을 때 사용자가 상이한 모터 속도 사이에서 쉽게 스위칭하게 할 수도 있다.
기구는 하우징의 일회용 부분(3205)과 같은 하우징의 외부면에 결합된 환형 구조체와 같은 선택기 링(3136)을 또한 합체할 수 있다(도 20a 및 도 20b 참조). 선택기 링(3136)은 원위 샤프트(2761)의 진동을 방지함으로써 기구의 절단 기능을 스위칭 오프하기 위해 사용자에 의해 수동으로 비틀릴 수 있다. 예를 들어, 기구를 관류/흡인 전용 모드로 배치하기 위해, 선택기 링(3136)은 팁의 절단 기능을 차단하는 제1 위치로 이동될 수 있다. 기구는 이어서 팁의 절단 기능을 허용하는 제2 위치로 선택기 링(3136)을 비틀어 관류/흡인/절단 모드로 배치될 수도 있다. 바람직하게는, 기구는 또한 선택기 링(3136)을 비틀 필요 없이 관류 전용, 관류/흡인 전용 및 관류/흡인/절단 모드로 배치될 수도 있다. 예를 들어, 트리거(3125)의 누름 정도는 기구의 상이한 기능을 턴온 및/또는 턴오프할 수 있는데, 이는 이하에 더 상세히 설명될 것이다.
트리거(3125)는 도 13a에 도시되어 있는 바와 같이 휴지 위치를 가질 수 있다. 사용자는 디바이스의 적어도 하나 이상의 기능을 시작하거나 증가시키도록 구성된 제1 작동 위치(예를 들어, 부분 누름 위치)로 이동하도록 트리거(3125)를 작동시킬 수 있다(도 13b 참조). 몇몇 구현예에서, 제1 작동 위치는 원위 샤프트(2761)의 펄스화 진공 및 진동의 모두를 턴온하여 이에 의해 진공 플러스 절단 기능을 제공할 수 있다. 다른 구현예에서, 제1 작동 위치는 시스템(100)의 유체 시스템(110)의 관류를 턴온하여 이에 의해 흡인의 개시 전에(즉, 흡인 펌프(145)의 활성화로 인해) 관류 전용 기능을 제공할 수 있다. 트리거(3125)는 디바이스의 하나 이상의 기능을 일시 정지하거나 감소시키도록 구성된 적어도 제2 작동 위치(예를 들어, 완전 누름 위치)를 가질 수 있다(도 13c 참조). 예를 들어, 제2 작동 위치에서 트리거(3125)는 샤프트(2761)를 통한 진공이 계속되는 동안 샤프트(2761)의 진동을 중단할 수 있어 이에 의해 진공 전용 기능을 제공한다. 해제시 트리거(3125)가 디폴트(즉, 상향) 위치로 복귀하게 하는 스프링이 합체될 수 있다.
제1 작동 위치는 추가의 양의 "스로우(throw)"가 트리거(3125)에 의해 달성될 때까지 샤프트(2761)의 어떠한 진동도 없이 관류 및/또는 진공을 제공할 수 있다. 디바이스는 사용자가 트리거(3125)로 디바이스의 특정 기능을 선택적으로 활성화할 수도 있도록 임의의 다양한 방식으로 프로그래밍될 수 있다. 예를 들어, 도 13a 내지 도 13c에 도시되어 있는 바와 같이, 모터(2756)가 최대 100% 속도로 스핀하게 할 수 있는 누름 가능 트리거의 경우, 트리거(3125) 내의 제1 양의 스로우는 샤프트(2761)의 진동을 차단 유지하면서 진공 및/또는 관류와 같은 디바이스의 제1 기능을 활성화할 수 있다. 트리거(3125) 내의 추가의 양의 스로우는 이어서 샤프트(2761)의 진동을 개시할 수 있다. 이는 트리거 작동의 초기 스테이지, 예를 들어 최초 10%의 스로우에서 어떠한 절단 작용도 없이 관류 유체가 전달되게 할 수 있고, 그 후에 트리거(3125)의 위치를 변경하는 것은 진동, 펄스화 진공 및/또는 흡인의 속도를 변경할 수 있다.
입력의 다양한 구성이 본 명세서에서 고려된다. 예시적인 구성으로서, 입력은 트리거(3125)가 복수의 위치(도 13a 내지 도 13c에 도시되어 있음) 중 하나 내로 작동됨에 따라 디바이스의 종축을 따라 이동 가능한 버튼 로드(3127)에 결합되도록 전술된 트리거(3125)와 같이 기계식일 수 있다. 예를 들어, 트리거(3125)가 휴지 위치로부터 제1 작동 위치로 이동될 때, 트리거(3125)는 버튼 로드(3127)의 근위 단부가 디바이스의 핸드헬드 부분(예를 들어, 영구 부분(3210))의 근위 부분 내로 제1 거리만큼 신장하도록 버튼 로드(3127)를 근위측 거리만큼 이동시킬 수 있다. 트리거(3125)가 제1 작동 위치로부터 제2 작동 위치로 이동될 때, 트리거(3125)는 버튼 로드(3127)의 근위 단부가 디바이스의 핸드헬드 부분의 근위 부분 내로 제2 거리만큼 신장하도록 버튼 로드(3127)를 이동시킬 수 있다(도 13c). 버튼 로드(3127)는 진동 속도를 변경하는 것에 추가하여 샤프트(2761)의 운동을 모두 방지할 수 있다. 근위 방향(P)에서의 버튼 로드(3127)의 운동은 또한 샤프트(2761)를 근위 방향으로 이동시켜 이에 의해 샤프트(2761)의 근위 단부가 샤프트(2761)를 진동시키도록 구성된 구동 메커니즘(예를 들어, 캐밍 톱니)과 상호 작용하는 것을 방지할 수 있다.
근위 부분(예를 들어, 재사용 가능한 영구 부분(3210)) 내로의 버튼 로드(3127)의 신장은 모터(2756)의 속도에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 모터(2756)의 회전 속도는 트리거(3125)에 링크된 전위차계(3285) 또는 트리거의 모션을 감지하도록 구성된 비접촉 센서에 의해 제어될 수 있다. 전위차계 리본(3280)은 영구 부분(3210)의 원위 단부 영역 사이에서 신장되고 전위차계(3285)를 활성화하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 전위차계 리본(3280)의 근위 단부는 리본(3280)의 운동이 전위차계(3285)의 활성화에 영향을 미치도록 전위차계(3285)와 맞물리도록 구성된 절결부(3286) 또는 다른 특징부를 포함할 수 있다. 도 5b, 도 5c, 도 5h, 도 6a 및 도 6c에 가장 양호하게 도시되어 있는 바와 같이, 버튼 로드(3127)의 근위 단부는 디바이스의 핸드헬드 부분의 영구 부분(3210) 내에서 신장하는 전위차계 리본(3280)의 원위 단부와 상호 작용할 수 있다. 전위차계 리본(3280)의 운동은 이어서 리본(3280)의 절결부(3286)와 맞물린 전위차계(3285)를 활성화할 수 있다. 전위차계(3285)는 이어서 모터 회전 속도를 변경할 수 있다.
모터(2756)의 회전은 세장형 샤프트(2761)의 선형 모션으로 변환될 수 있다. 도 14a 내지 도 14c는 도 13a 내지 13c 및 도 15a 내지 도 15c에 대응한다. 각각의 도면은 트리거(3125) 및 버튼 로드(3127)의 운동이 캐밍 메커니즘에 대한 샤프트(2761)의 운동에 어떻게 영향을 미치는지를 도시하고 있다. 캐밍 메커니즘은 회전 캠(2769) 및 절단기 캠(3169, 3190)을 포함할 수 있다. 도 14a에 도시되어 있는 액추에이터(3125)의 휴지 상태에서, 로드(3127)는 최원위 위치에 있고 샤프트(2761)의 근위 스플라인(3162)으로부터 이격하여 이동된다. 본 명세서의 다른 곳에서 언급된 바와 같이, 흡인력을 생성하는데 있어서 피스톤(2799)의 운동은 회전 캠 메커니즘을 통해 재료를 절단하기 위해 샤프트(2761)의 운동에 링크되고 조화될 수 있다. 회전 캠(2769)은 핸드헬드 부분 내에서 피스톤(2799)을 이동시키도록 스핀할 수 있다. 회전 캠(2769)은 회전 캠(2769)과 원위 절단기 캠(3169)이 함께 스핀하도록 원위 절단기 캠(3169)에 부착될 수 있다(도 8a 내지 도 8d 참조). 예를 들어, 원위 절단기 캠(3169)은 회전 캠(2769)의 보어 내에 위치될 수 있다. 원위 절단기 캠(3169)의 외부면은 회전 캠(2769)의 내부면 상의 하나 이상의 대응 만입부 내에 삽입되도록 크기 설정되고 성형된 하나 이상의 돌출부(3168)(도 8c 참조)를 포함할 수 있다. 캠(2769, 3169) 사이의 임의의 수의 결합 배열이 이들이 링크되고 함께 스핀하도록 본 명세서에서 고려된다는 것이 이해되어야 한다. 원위 절단기 캠(3169)은 근위 캠 종동자(3190)의 원위 지향 표면 상의 대응 톱니와 맞물리도록 구성된 톱니(3132)를 그 근위 지향 표면 상에 포함할 수 있다. 절단기 캠(3169)이 회전함에 따라, 톱니(3132)는 근위 캠 종동자(3190)의 톱니(3132)를 따라 활주된다. 캠 종동자(3190), 절단기 스플라인(3162) 및 샤프트(2761)는 원위 절단기 캠(3169)의 톱니(3132)가 캠 종동자(3190) 상의 단차부(3933)에 도달할 때까지 후방으로 푸시된다(도 15c 참조). 이 시점에, 스프링(3135)의 힘은 샤프트(2761), 절단기 스플라인(3162) 및 캠 종동자(3190)를 전방 또는 원위 방향(D)으로 압박한다. 절단기 쿠션(3164)은, 절단기 스플라인(3162)이 원위 위치를 향해 튀어나올 때 완충을 제공하도록 합체될 수 있고, 절단기 쿠션(3164)은 절단기 스플라인이 전방으로 튀어나올 때 완충에 의해 동작 중에 디바이스가 발생하는 노이즈를 감소시킬 수도 있다. 샤프트(2761)는 캠(2769, 3169)이 스핀함에 따라 전후로 진동한다. 액추에이터(3125)의 완전 작동시에, 로드(3127)의 특징부(3163)가 샤프트(2761)의 스플라인(3162)과 맞물릴 때까지 로드(3127)가 근위 방향(P)으로 더 이동된다(도 14c 참조). 로드(3127)는 스플라인을 근위측으로 견인한다. 운동은 캠 종동자(3190)로부터 원위 절단기 캠(3169)을 분리하여 샤프트(2761)의 어떠한 모션도 발생하지 않도록 톱니(3132)가 맞물리는 것을 방지한다.
전술된 바와 같이, 본 명세서에 설명된 디바이스는, 예를 들어 사용자가 부주의하게 포획된 수정체낭을 해제하기를 원할 때 또는 디바이스가 아이들 상태일 때 시스템 내의 흡인이 방산되게 하는 통기 메커니즘을 합체할 수 있다. 통기 메커니즘은 트리거(3125)가 아이들 상태일 때 통기 메커니즘이 디바이스를 능동적으로 통기할 수 있고 트리거(3125)가 흡인하도록 활성화될 때 통기 메커니즘이 차단될 수 있도록 다단 트리거(3125)에 기능적으로 결합될 수 있다. 도 16a 및 도 16b는 다단 트리거(3125)의 작동에 결합된 통기 메커니즘의 구현예를 도시하고 있다. 본 명세서의 다른 곳에서 설명된 바와 같이, 그 제1 아이들 구성에서 트리거(3125)는 상향으로 편향될 수 있어 트리거(3125) 상의 수동 압력의 해제시에 흡인이 차단되게 된다. 트리거(3125)의 하향 모션은 흡인(뿐만 아니라 본 명세서의 다른 곳에서 설명된 바와 같이 관류 및/또는 진동)을 트리거할 수 있다. 트리거(3125)의 하향 모션은 또한 트리거(3125)의 하측에 결합된 셔터(3126)의 모션을 야기할 수 있다. 셔터(3126)는 전방 매니폴드(3261)와 진공 매니폴드(2774) 사이에 삽입될 수 있어 이에 의해 디바이스를 통해 인출된 흡인에 영향을 미친다. 따라서, 트리거(3125)가 아이들 구성에 있고 상향으로 편향될 때, 셔터(3126)는 시스템을 통기하기 위해 적합한 구성에 있다. 트리거(3125)가 흡인을 활성화하기 위해 하향으로 압박될 때, 셔터(3126)는 흡인을 생성하기 위해 적합한 구성에 있고 통기가 턴오프된다.
도 16c 및 도 16d는 가스켓(3262)에 의해 커버된 진공 매니폴드(2774)를 도시하고 있다. 가스켓(3262)은 진공 매니폴드(2774)의 원위 단부에 위치되어 가스켓(3262)이 진공 매니폴드(2774)를 전방 매니폴드(3261)로부터 분리하게 하는 것으로 도시되어 있다. 본 명세서의 다른 곳에서 설명된 바와 같이, 진공 매니폴드(2774) 및 가스켓(3262)은 진공 챔버(2703)를 형성할 수 있다. 관류 유체 채널(3305)은 진공 매니폴드(2774) 및 가스켓(3262)을 통해 연장될 수 있다. 가스켓(3262)은 그 두께를 통한 제1 통기 개구(3263) 및 제2 통기 개구(3264)를 포함할 수 있다. 제1 통기 개구(3263)는 진공 챔버(2703)와 유동적으로 연결될 수도 있고, 제2 통기 개구(3264)는 관류 유체 채널(3305)과 유동적으로 연결될 수도 있다. 도 16e 및 도 16f는 진공 매니폴드(2774)를 커버하는 전방 매니폴드(3261)와 가스켓(3262) 사이에 위치된 셔터(3126)를 도시하고 있고, 도 16g 및 도 16h는 셔터(3126) 및 가스켓(3262)의 상대 정렬을 도시하고 있다. 셔터(3126)는 마찬가지로 그 두께를 통한 제1 통기 개구(3129) 및 제2 통기 개구(3130)를 포함할 수 있다. 셔터(3126)는 디바이스가 아이들 상태일 때 예로서 셔터 스프링(3122)으로 상향으로 압박될 수 있다. 상향 위치에서 셔터(3126)는 셔터(3126)의 제1 및 제2 통기 개구(3129, 3130)가 가스켓(3262)의 제1 및 제2 통기 개구(3263, 3264)와 정렬될 수 있게 한다. 개구의 정렬은 진공 챔버(2703)와 관류 유체 채널(3305) 사이의 유체 채널을 완성하여 시스템 내의 임의의 음압이 방산되게 한다. 도 16c 및 도 16d 및 또한 도 16g는 진공 챔버(2703)와 관류 유체 채널(3305) 사이의 음압의 통기를 도시하고 있다. 화살표는 셔터(3126)의 통기 개구(3129, 3130)가 가스켓(3262)의 통기 개구(3263, 3264)와 정렬될 때 고압 관류 유체 채널(3305) 및 저압 진공 챔버(2703)로부터의 통기 경로를 도시하고 있다. 트리거(3125)를 하향으로 압박하는 것은 또한 셔터(3126)를 매니폴드(2774, 3261) 사이에서 하향으로 이동시킬 수도 있다. 셔터(3126)의 통기 개구(3129, 3130)는 이에 의해 진공 챔버(2703)와 관류 유체 채널(3305) 사이의 유체 채널을 차단하기 위해 가스켓(3262)의 통기 개구(3263, 3264)와 정렬로부터 해제하여 압박될 수도 있다(도 16h 참조). 이는 본 명세서의 다른 곳에서 설명된 바와 같이 진공 챔버(2703) 내의 흡인 압력의 발생을 허용한다.
사용자 활성화 셔터(3126)의 운동은 디바이스의 진공 챔버(2703) 내에 발생된 진공이 통기되는지 또는 유지되는지 여부를 결정할 수 있다. 진공 챔버(2703)는 분위기 공기, 관류 유체 경로(3305), 폐액 경로(2709), 또는 임의의 다른 공동에 연결될 수도 있다. 그렇게 함으로써, 진공 챔버(2703) 내의 임의의 유지된 진공이 이 연결을 통해 통기된다. 유체 또는 공기가 진공 챔버(2703)로 들어갈 수도 있고 공동 내의 진공 레벨이 감소할 것이다. 셔터(3126)는 트리거(3125)에 결합될 필요가 없고 사용자가 디바이스로부터 진공을 해제하기를 원할 때 활성화될 수 있는 별개의 액추에이터를 가질 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 진공을 통기하기 위한 임의의 다양한 방법이 본 명세서에서 고려된다는 것이 또한 이해되어야 한다.
비대칭성 모션 및 흡인 프로파일
전술된 바와 같이, 본 명세서에 설명된 디바이스는 눈 내의 물질을 절단, 흡인 및/또는 주입하기 위해 최소 침습성 방식으로 눈 내에 삽입되도록 구성된 샤프트를 포함할 수 있다. 샤프트는 조직의 단편을 포획하고 절단하도록 구성된 측면 개구를 갖는 외부 부재를 통해 신장되는 중공형 세장형 부재를 갖는 유리체 절제 스타일 절단 요소일 수 있다. 샤프트는 외부 부재를 갖거나 갖지 않는 가동 세장형 부재를 또한 포함하는 수정체유화("수정체") 스타일 팁을 또한 포함할 수 있다. 세장형 부재의 진동 운동은 본 명세서의 다른 곳에서 설명된 바와 같이 회전 캠 요소와 같은 임의의 다양한 메커니즘을 사용하여 발생할 수 있다. 진동 운동은 각막 내피 세포와 같은 섬세한 눈 조직에 대한 수정체유화의 통상적인 유해한 효과를 회피하는 방식으로 생성될 수 있다.
수정체유화는 1) 기계식 잭해머링 및 2) 공동화의 2개의 주요 작용 방법을 합체할 수 있다. 잭해머링의 경우에, 팁의 진동 운동은 조직에 기계적으로 고속으로 충돌하여 조직을 더욱 더 작은 조각으로 분쇄한다. 공동화는 수정체 팁의 고속 진동의 결과로서 가스 기포의 생성을 수반한다. 수정체 팁 수축 속도는 용해된 가스가 유체로부터 인출됨에 따라 가스 기포의 형성을 야기하기 위해 충분히 낮은 압력의 구역을 생성하기에 충분하다. 수정체 팁이 수축으로부터 전방 모션으로 전이됨에 따라, 이들 기포는 이어서 붕괴되고 내측 파열되는데, 이는 매우 높은 온도(예를 들어, 3000℃) 및 압력(예를 들어, 10,000 atm)을 야기한다. 일반적으로, 고온과 고압의 조합이 조직 조각을 유화하는 데 도움이 되는 것으로 고려된다. 공동화가 눈 조직을 분쇄하는 데 차지하는 역할은 논란의 여지가 있지만, 백내장 수술 중에 주위 눈 조직에 대한 수정체유화의 유해한 효과 이면의 주요 견인자로서 공동화가 차지하는 역할은 그렇지 않다. 고온, 충격파 및 눈 내의 자유 라디칼의 생성은 각막 내피 세포의 건강에 문제가 된다.
구현예에서, 본 명세서에 설명된 디바이스 중 하나 이상은 수정체유화 중에 공동화의 문제를 감소, 감쇠 또는 방지하는 방식으로 이동하도록 구성된 진동 팁을 포함할 수 있다. 진동 팁은 맥동성 진공을 인가하기 위해 핸들 내에 진공 소스를 갖는 "올인원" 종류의 디바이스에 합체될 수 있다. 대안적으로, 진동 팁은 맥동성 진공을 원격으로 인가하도록 구성된 다른 디바이스와 관련하여 사용되는 디바이스에 합체될 수 있다. 전술된 바와 같이, 본 명세서에 설명된 디바이스의 다양한 특징 및 기능은 수술 부위 또는 그 부근에서 조직을 절단하고, 분쇄하고, 유화하거나 또는 다른 방식으로 영향을 미치기 위해 유용하도록 관련 기술분야에 공지된 종래의 디바이스 및 시스템에 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에 설명된 맥동성 진공 및/또는 비대칭성 모션 프로파일은 관련 기술분야에 공지된 수정체유화 시스템 및 유리체 절제 시스템에 합체될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에 설명된 특징부는 초음파 주파수 범위(예를 들어, 20,000 Hz 초과)에서 세장형 샤프트의 진동을 야기하는 데 통상적으로 사용되는 수정체유화 시스템의 부가의 하드웨어 또는 소프트웨어 특징부로서 합체될 수 있다.
다시 도 7a 및 도 7b에 관하여, 디바이스(2700)는 원위 샤프트(2761)에 결합된 핸드헬드 부분을 포함할 수 있다. 원위 샤프트(2761)의 적어도 일부는 핸드헬드 부분에 대해 진동하도록 구성된다. 전술된 바와 같이, 원위 샤프트(2761)는 외부 튜브 또는 보호 슬리브(2759)(도 7a 참조)를 통해 신장되고 그 내에 동축으로 배열된 세장형 부재(2755)를 포함할 수 있다. 슬리브(2759)는 핸드피스(2760)에 대해 고정될 수 있고 세장형 부재(2755)는 왕복 진동 방식으로 활주될 수 있다.
핸드피스(2760)의 재사용 가능한 영구 부분(3210)은 핸드피스(2760)에 대한 원위 샤프트(2761)의 세장형 부재(2755)의 운동 또는 진동을 구동하고 그리고/또는 핸드피스 내의 흡인 펌프에 전력 공급하도록 구성된 원위 샤프트(2761)의 세장형 부재(2755)에 동작식으로 결합된 구동 메커니즘을 포함할 수 있다.
디바이스는 샤프트(2761)를 이동시키도록 구성된 캐밍 메커니즘을 포함할 수 있다. 캐밍 메커니즘은 회전 캠(2769) 및 절단기 캠(3169, 3190)을 포함할 수 있다(도 8a 내지 도 8d, 도 17a 내지 도 17d, 도 14a 내지 도 14c 및 도 15a 내지 도 15c 참조). 회전 캠(2769)은 회전 캠(2769)과 원위 절단기 캠(3169)이 함께 스핀하도록 원위 절단기 캠(3169)에 부착될 수 있다. 예를 들어, 원위 절단기 캠(3169)은 회전 캠(2769)의 보어 내에 위치될 수 있다. 원위 절단기 캠(3169)의 외부면은 회전 캠(2769)의 내부면 상의 하나 이상의 대응 만입부 내에 삽입되도록 크기 설정되고 성형된 하나 이상의 돌출부(3168)(도 8c 참조)를 포함할 수 있다. 캠(2769, 3169) 사이의 임의의 수의 결합 배열이 이들이 링크되고 함께 회전하도록 본 명세서에서 고려된다는 것이 이해되어야 한다. 원위 절단기 캠(3169)은 근위 캠 종동자(3190)의 원위 지향 표면 상의 대응 톱니와 맞물리도록 구성된 톱니(3132)를 그 근위 지향 표면 상에 포함할 수 있다. 절단기 캠(3169)이 회전함에 따라, 톱니(3132)는 근위 캠 종동자(3190)의 톱니(3132)를 따라 활주된다. 캠 종동자(3190), 절단기 스플라인(3162) 및 샤프트(2761)는 원위 절단기 캠(3169)의 톱니(3132)가 캠 종동자(3190) 상의 단차부(3933)에 도달할 때까지 후방으로 푸시된다(도 15c 참조). 이 시점에, 스프링(3135)의 힘은 샤프트(2761), 절단기 스플라인(3162) 및 캠 종동자(3190)를 전방 또는 원위 방향(D)으로 압박한다. 절단기 쿠션(3164)은, 절단기 스플라인(3162)이 원위 위치를 향해 튀어나올 때 완충을 제공하도록 합체될 수 있고, 절단기 쿠션(3164)은 절단기 스플라인이 전방으로 튀어나올 때 완충에 의해 동작 중에 디바이스가 발생하는 노이즈를 감소시킬 수도 있다. 샤프트(2761)는 캠(2769, 3169)이 스핀함에 따라 전후로 진동한다.
도 17a는 허브 또는 캠 종동자(3190)에 연결된 세장형 부재(2755)를 도시하고 있다. 캠 종동자(3190)는 절단기 캠(3169)과 맞물리는 캐밍 표면을 그 원위 단부에 가질 수 있다. 캠 종동자(3190)의 근위 단부는 캠 종동자(3190)를 원위측으로 푸시하는 스프링(3135)에 연결될 수 있다. 세장형 부재(2755)는 또한 세장형 부재(2755) 및 캠 종동자(3190)가 회전하는 것을 방지하는 직사각형 블록과 같은 배향 잠금 특징부(2928)에 연결될 수 있다. 도 17b는 절단기 캠(3169)이 회전함에 따라, 캐밍 표면이 캠 종동자(3190)가 근위측으로 이동하게 하여, 스프링(3135)을 더 압축하는 것을 도시하고 있다. 캐밍 표면은 캠 종동자(3190)가 특정 회전 지점에서 다시 전방(즉, 원위측)으로 떨어지게 하는 단차부(3933)를 갖는다. 이 시점에, 스프링(3135)은 캐밍 표면이 다시 맞물릴 때까지 캠 종동자(3190)를 신속하게 전방으로 푸시한다. 이러한 메커니즘을 통해, 세장형 부재의 팁(2765)은 적어도 부분적으로 절단기 캠(3169)의 회전 속도의 함수인 수축 속도 프로파일을 갖고 수축할 수 있다. 절단기 캠(3169)의 회전 속도는 최대 팁 수축 속도가 그렇지 않으면 눈 내에 공동화를 초래할 임계 '공동화 임계 속도' 미만으로 유지되도록 제어될 수 있다. 세장형 부재(2755)의 팁(2765)은 이어서 적어도 부분적으로 스프링(3135)의 힘 및 팁 조립체의 질량의 함수인 신장 속도 프로파일을 갖고 신장될 수 있다. 이 방식으로, 평균 수축 속도는 느릴 수 있는데, 즉, 공동화 임계 속도 미만일 수 있지만, 평균 신장 속도는 빠를 수 있는데, 즉, 통상적인 수정체유화 팁의 평균 수축 속도에 가깝거나 더 높을 수 있다. 따라서, 공동화의 유해한 영향을 완전히 회피하면서 기계적 잭해머링의 이점이 달성될 수 있다.
반복된 전진 및 수축은 종축을 따라 발생할 수도 있지만, 진동 운동이 취하는 경로는 순수히 선형일 필요는 없다. 일 구현예에서, 샤프트(2761)는 축방향 진동과 함께 측방향 방식으로 모션을 야기하는 최대 원위측 신장에 도달할 때 샤프트(2761)에 모멘트를 부여하도록 구성된 특징부를 합체할 수 있다. 측방향 모션은 수정체 조직을 전단하여 루멘을 통한 흡인을 위한 조각의 크기를 감소시켜 이에 의해 막힘의 경향을 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 도 17g는 전방 매니폴드(3261)로부터 팁(3320)의 중앙 공동(3315)을 통해 연장하는 샤프트(2761)를 도시하고 있다. 샤프트(2761)는 샤프트(2761)의 종축(A)으로부터 외향으로 연장하는 해머(3172)를 합체할 수 있다. 해머(3172)는 샤프트(2761)의 전방 및 후방 모션 중에 중앙 공동(3315) 내에 남아 있는 샤프트(2761)의 영역에 견고하게 결합된 제1 단부(3174)를 포함할 수 있다. 해머(3172)는 제1 단부(3174)로부터 측방향 외향으로 연장하는 제2 단부(3176)를 포함할 수 있다. 제2 단부(3176)는 샤프트(2761)의 최대 원위측 신장시에 기구의 표면과 접촉하게 되기에 충분한 샤프트(2761)의 종축(A)으로부터 이격한 거리만큼 신장될 수 있다. 샤프트(2761)는 팁(3320)의 전방 단부 영역(3182)의 보어(3180)에 들어가도록 구성된다. 샤프트(2761)의 영역이 대칭성 방식으로 바닥에 닿기보다는, 해머(3172)의 제2 단부(3176)는 비대칭성 방식으로 팁(3320)의 영역에 맞접할 수 있다. 예를 들어, 제2 단부(3176)는 샤프트(2761)가 그를 통해 신장하는 보어(3180) 내로의 개구(3184)를 형성하는 팁(3320)의 영역에 맞접할 수 있다. 몇몇 구현예에서, 적어도 하나의 와셔(3186)는 보어(3180) 내로의 개구(3184)를 둘러싸는 중앙 공동(3315) 내에 위치될 수 있다. 해머(3172)의 제2 단부(3176)는 팁(3320)에 대한 샤프트(2761)의 원위측 신장시 와셔(3186)에 맞접할 수 있다. 해머(3172)는 최대 원위측 신장시에 샤프트(2761)의 종축(A)에 대해 편심 또는 비대칭성 방식으로 와셔(3186)와 접촉하게 될 수 있다. 해머(3172)와 와셔(3186) 사이의 편심 접촉은 샤프트(2761)에 모멘트를 부여하여 이를 종축(A)에 대해 측방향으로 요동하게 한다. 샤프트(2761)의 팁에서의 요동은 와셔(3186)와 해머(3172) 사이에서 바닥 닿음이 발생할 때 중심으로부터 0.001" 내지 최대 약 0.010"일 수 있다. 몇몇 구현예에서, 요동은 바닥 닿음시에 대략 0.006" 측방향 "흔들림"이다. 와셔(3186)는 얇은 심 와셔(shim washer)일 수 있다. 심 와셔는 0.001" 증분일 수 있다.
사용 중일 때, 구동 메커니즘은 수축 속도 프로파일을 갖고 근위 방향으로 샤프트를 수축시키고 신장 속도 프로파일을 갖고 원위 방향으로 샤프트를 전진시키는 것이 가능하다. 수축 속도 프로파일은 신장 속도 프로파일과 상이할 수 있다. 부가적으로, 세장형 부재의 운동 프로파일은 진공 프로파일과 조화될 수 있다. 예를 들어, 진공 펄스가 세장형 부재를 통해(즉, 세장형 부재로부터의 원위 개구를 통해) 인가되는 동안, 세장형 부재는 원위 방향으로 동시에 발사될 수 있다. 펄스화 진공은 본 명세서의 다른 곳에서 설명된 바와 같이, 디바이스(2700)의 핸들부(2760) 내에서 내부적으로 발생될 수 있고 또는 핸들 내에서 외부적으로 발생되고 밸브 조절될 수 있다. 세장형 부재가 치료 부위에 대해 전방 및 원위 방향으로 이동하는 것으로서 설명되는 경우, 세장형 부재의 진동이 마찬가지로 고려된다. 세장형 부재는 종래의 수정체유화 시스템과 유사한 방식으로 진동될 수 있다. 따라서, 세장형 부재는 진공 펄스가 인가되는 동안 진동될 수 있고 진공 펄스의 몇몇 단계에서 또는 그 후에, 진동 및 진공이 턴오프될 수 있어 시스템이 진동-진공 시퀀스를 다시 개시하기 전에 휴지되게 한다. 세장형 부재의 운동 및/또는 진동과 세장형 부재를 통해 인가되는 진공 사이의 조화가 이하에 더 상세히 설명된다.
도 18a 및 도 18c는 종래의 수정체유화 팁의 통상적인 모션 프로파일을 도시하고 있다. 종래의 수정체유화 팁은 팁의 평균 속도가 근위측 수축 중에 원위측 신장 중에서와 실질적으로 동일한 실질적으로 사인곡선형 모션 프로파일을 갖는다(도 18a 참조). 대조적으로, 본 명세서에 설명된 디바이스의 진동하는 세장형 부재는, 수축 속도 프로파일의 평균 팁 속도와 신장 속도 프로파일의 평균 팁 속도가 실질적으로 상이할 수 있어 진동하는 세장형 부재를 위한 전체 비대칭성 운동 프로파일을 제공하는 일반적으로 비-사인곡선형 모션 프로파일을 갖는다(도 18b 참조). 부가적으로, 종래의 수정체유화 팁은 신장 속도 프로파일(E)의 최대 팁 속도(VmaxE)와 실질적으로 동일한 수축 속도 프로파일(R)의 최대 팁 속도(VmaxR)를 갖고, 따라서 그 모션 프로파일은 실질적으로 중첩한다(도 18c 참조). 본 명세서에 설명된 디바이스의 진동하는 세장형 부재는 신장 속도 프로파일(E)의 최대 팁 속도(VmaxE)보다 실질적으로 낮은 수축 속도 프로파일(R)의 최대 팁 속도(VmaxR)를 갖고, 따라서 그 모션 프로파일은 실질적으로 중첩하지 않는다(도 18d 참조).
도 18c는 신장 및 수축 속도 프로파일이 실질적으로 동일한 종래의 수정체유화 시스템에 의해 제공되는 모션 프로파일을 도시하고 있다. 예를 들어, 0.1 mm 진폭 속도를 갖는 40,000Hz 수정체 시스템은 대략 12.6 미터/초의 Vmax를 가질 수도 있는데, 여기서 시간 T1은 대략 0.0125 ms이다. 도 18d는 본 명세서에 설명된 디바이스에 의해 제공되는 모션 프로파일을 도시하고 있다. VmaxE는 종래의 수정체유화 시스템의 VmaxE와 실질적으로 동일할 수도 있지만, VmaxR은 완전 수축이 시간 T2에 완료되도록 실질적으로 더 낮을 수도 있다. 따라서, 디바이스는 더 낮은 Vavg를 가질 수도 있다.
도 18e 내지 도 18f는 본 명세서에 고려되는 부가의 비대칭성 모션 프로파일을 도시하고 있다. 신장 속도(E)는 세장형 부재가 그 스트로크 한계에 도달하여 수축되기 전에 0으로 떨어질 때까지 스프링 힘이 세장형 부재를 전방으로 강요함에 따라 VmaxE까지 선형으로 증가할 수 있다. 세장형 부재가 수축됨에 따라(예를 들어, 캠이 세장형 부재를 회전시켜 이를 대략 일정한 속도로 뒤로 견인함에 따라), 수축 속도(R)는 감속하여 정지하기 전에 VmaxR까지 증가한다. 수축 속도 프로파일(R)은 수축 속도가 대략 일정한 시간 동안 안정기를 형성할 수 있다. 수축 단계는 신장 단계를 완료하는 데 소요되는 시간(T1)보다 긴 시간(T2)에 완료된다. 신장 및 수축 단계 사이에 체류 또는 일시 정지의 기간이 포함될 수 있다. VmaxE는 종래의 수정체 시스템과 거의 동일할 수 있다(예를 들어, 약 8 내지 12 미터/초). VmaxR은 종래의 수정체 시스템보다 훨씬 낮을 수 있다(예를 들어, 약 0.02 미터/초 미만). 신장 및 수축의 속도는 다양할 수 있고 임의의 수의 비-사인곡선형 팁 모션 프로파일이 본 명세서에서 고려된다는 것이 이해되어야 한다. 몇몇 구현예에서, VmaxE는 약 2 미터/초 내지 50 미터/초일 수 있고, VmaxR은 약 0.001 미터/초 내지 2 미터/초일 수 있다.
종래의 수정체유화에서, 가동 세장형 부재의 속도 프로파일 및 운동 프로파일은 일반적으로 사인곡선형이다. 즉, 세장형 부재의 원위 팁의 운동은 예를 들어, 압전 결정에 대한 공급 전압에 대응하는 사인파 패턴으로 진동한다. 따라서, 원위 팁의 속도는 또한 운동 프로파일의 도함수로서 사인곡선형 방식으로 진동한다. 도 18g는 그 신장 및 수축 속도 프로파일(상부 패널)에 대한 세장형 부재의 원위 팁의 비-사인곡선형 운동(하부 패널)의 구현예를 도시하고 있다. 속도 프로파일 및 대응 운동 프로파일의 모두는 비-사인곡선형인 것으로서 도시되어 있다. 원위 팁은 신장 및 수축 사이클 사이에 체류 시간을 가질 수 있다. t0 내지 t1에서, 원위 팁은 사인파 또는 임의의 다른 프로파일일 수도 있는 속도 프로파일을 갖고 전방으로 신장될 수 있다. t1에서, 원위 팁은 t1과 t2 사이의 체류 기간 동안 일시 정지할 수 있다. 체류 기간은 약 0.050 밀리초, 또는 약 0.001 내지 0.025 밀리초일 수 있다. t2에서, 원위 팁은 사인 곡선을 또한 따를 수도 있는 속도 프로파일을 갖고 수축할 수 있다. 원위 팁의 운동은 그 최대 신장 위치에 체류를 갖는 사인파와 유사하다.
예를 들어, 도 18g에 도시되어 있는 바와 같은 비-사인곡선형 패턴은, 신장 중에 세장형 부재의 이동에 의해 변위되는 눈 내의 유체가 세장형 부재의 수축이 시작되기 전에 제로 운동량 상태로 복귀하게 하기 때문에, 공동화의 가능성을 감소시킬 수 있다. 종래의 사인곡선형 패턴 중에, 세장형 부재는 원위 팁으로부터 이격하여 유체를 푸시하고 이어서 유체가 여전히 원위 팁으로부터 이격하여 진행할 수도 있는 동안 즉시 수축하여 이에 의해 원위 팁에 대한 유체의 상대 속도로 인한 공동화의 가능성을 증가시킨다. 원위 팁 자체가 수축을 시작하는 동안 눈의 유체가 운동량에 의해 팁으로부터 이격하여 운반되면 원위 팁에 대한 유체의 상대 속도가 더 높다. 체류 기간은 변위되는 유체가 원위 팁이 수축하기 시작하기 전에 제로 운동량 또는 제로 속도 상태를 향해 복귀하게 할 수 있다. 이 구현예에서, 신장 속도 프로파일과 수축 속도 프로파일은 유사하거나 동일할 수도 있지만, 원위 팁의 전체 속도 프로파일 및 운동은 비-사인곡선형이다. 다른 구현예가 본 명세서에서 고려된다. 예를 들어, 세장형 부재는 통상적인 사인파 패턴보다 그 완전 신장 위치에 접근함에 따라 더 점진적으로 감속할 수 있다. 세장형 부재가 수축함에 따라, 프로파일은 더 대칭적인 경로를 따를 것이다. 임의의 수의 다른 비-사인곡선형 패턴이 고려된다.
본 명세서에서 사용될 때, 용어 "비-사인곡선형"은 진동 운동의 단순한 사인파 패턴을 따르지 않는 운동 또는 속도 프로파일로서 정의될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 단순한 사인파는 단일 주파수, 단일 위상 편이 및 단일 진폭에 의해 정의될 수도 있다. 특정 복잡한 프로파일이 사인파를 가산 또는 감산함으로써 발생될 수도 있다. 그러나, 이들 복잡한 프로파일은 그 가산 또는 감산이 단순한 단일 사인파 패턴을 따르지 않기 때문에 비-사인곡선형인 것으로 또한 고려될 수도 있다.
구동 메커니즘은 수축 속도 프로파일을 갖고 근위 방향으로 세장형 부재를 수축시키고 신장 속도 프로파일을 갖고 원위 방향으로 세장형 부재를 전진시키는 것이 가능하여, 수축 속도 프로파일이 신장 속도 프로파일과 상이하게 된다. 수축 속도 프로파일로부터의 세장형 부재의 평균 수축 속도는 신장 속도 프로파일로부터의 세장형 부재의 평균 신장 속도보다 낮을 수 있다. 따라서, 세장형 부재에 동작식으로 결합된 구동 메커니즘은 세장형 부재를 비대칭적으로 진동시키도록 구성된다. 신장 속도 프로파일(E)은 VmaxE를 포함할 수 있고, 수축 속도 프로파일(R)은 VmaxR을 포함할 수 있는데, 여기서 VmaxR은 VmaxE보다 작다. 세장형 부재의 VmaxR은 일반적으로 공동화 기포가 눈 내에 발생될 것인 임계 속도 미만으로 유지된다. 본 개시내용을 임의의 특정 임계 속도로 한정하지 않고, 통상의 기술자는 공동화가 발생하는 이론적 수축 속도가 일반적으로 약 5 미터/초라는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이와 같이, 세장형 부재의 VmaxR은 약 5 미터/초 미만으로 유지될 수도 있다.
종래의 수정체유화 시스템에 의해 구동되는 세장형 부재의 진동 운동은 운동 중에 정상적인 손실로 인한(예를 들어, 마찰 또는 다른 환경 인자로 인한) 가변성의 정도를 가질 수도 있다. 이 가변성은 수축 속도 프로파일과 신장 속도 프로파일이 동일하거나 완벽하게 사인곡선형이 아니도록 수축 및 신장 중에 달성되는 평균 속도에 영향을 미칠 수도 있다. 그러나, 구성요소 부분의 운동 중 이러한 정상적인 가변성은 발생하도록 의도적으로 엔지니어링되거나 설계되지 않는다(즉, 메모리에 저장된 프로그램 명령에 따라 동작하는 제어 프로세서; 또는 사이클링의 단계에 따라 상이한 속도를 달성하도록 설계된 제어 프로세서와 동작식으로 통신하는 하드웨어). 따라서, 운동 중 속도의 정상적인 가변성은 비대칭성 모션 프로파일에 기여하거나 야기하는 것으로 고려되지 않는다. 본 명세서에 설명된 비대칭성 모션 프로파일은 단순히 우연 가변성에 기인하는 것이 아니라 각각의 사이클링 중에 실질적으로 재현 가능하도록 의도된 의도적으로 엔지니어링되거나 설계된 모션 프로파일이다.
본 명세서의 다른 곳에서 설명된 바와 같이, 디바이스의 진공 소스는 불연속적 음압의 펄스를 제공하도록 구성될 수 있다. 진공 펄스를 생성하는 피스톤의 운동은 세장형 절단기 부재의 운동 단계와 조화되거나 링크될 수 있다.
예를 들어, 세장형 부재가 원위 방향으로 이동함에 따라 신장의 적어도 일부 중에 및/또는 세장형 부재가 근위 방향으로 이동함에 따라 수축의 적어도 일부 중에 흡인 펄스가 세장형 부재의 루멘을 통해 인출될 수 있다. 도 19a는 세장형 부재의 루멘의 원위 단부 영역을 통해 인가되는 맥동성 진공에 대한 시간 경과에 따른 진공 프로파일의 구현예를 도시하고 있다. 본 명세서의 다른 곳에서 설명된 바와 같이, 진공 소스는 그 각각의 펌핑 챔버 내에서 순차적으로 이동하여 감소하는 진공의 기간에 의해 산재된 증가하는 진공 증가의 기간을 생성하도록 구성된 복수의 피스톤을 갖는 펌프를 포함할 수 있다. 몇몇 구현예에서, 진공의 증가는 진공 프로파일을 제공하는 진공의 감소보다 더 빠르게 발생할 수 있다. 원위 샤프트의 루멘을 통해 인가된 맥동성 진공 프로파일은 절단을 수행하는 세장형 부재의 모션 프로파일과 동기화될 수 있어, 음압의 기간의 적어도 일부가 특정 운동 단계 중에 인가되게 한다. 도 19b 내지 도 19d는 세장형 부재를 통해 인가된 음압(해칭 라인)의 기간에 대한 세장형 부재(실선)의 이동을 도시하고 있다. 음압(즉, 진공 펄스)의 기간은 세장형 부재의 전방 스트로크 또는 원위측 신장(E)의 적어도 일부, 원위측 신장(E) 후 및 근위측 수축(R) 전의 체류 시간 중에, 그리고/또는 세장형 부재의 근위측 수축(R)의 적어도 일부 중에 발생할 수 있다. 예를 들어, 도 19b는 진공 압력의 제1 펄스가 세장형 부재의 신장(E) 뿐만 아니라 신장(E) 후 및 수축(R) 전의 체류 시간 중에 발생하는 것을 도시하고 있다. 진공 압력의 제1 펄스는 수축(R) 단계 중에 종료하고 제2 진공 펄스는 동일한 수축 단계가 종료하기 전에 시작 및 종료한다. 도 19c는 진공 압력의 제1 펄스가 세장형 부재의 신장(E) 중에 시작되고 세장형 부재의 수축(R) 단계 중에 뿐만 아니라 세장형 부재의 제2 신장(E) 중에 유지되는 다른 구현예를 도시하고 있다. 도 19b는 팁 운동의 주파수의 약 2x를 갖는 진공 펄스를 도시하고 있고, 도 19c는 진공 펄스의 주파수의 약 2x를 갖는 팁 운동을 도시하고 있다. 도 19b 및 도 19c의 모두는 신장(E) 및 수축(R)의 일부 중에 발생하는 진공 펄스를 도시하고 있다. 도 19d는 세장형 부재 운동과 음압의 인가 사이의 조화의 다른 구현예를 도시하고 있다. 세장형 부재의 모션 프로파일(실선)은 단일 사다리꼴 진공 펄스(해칭 라인)와 대응할 필요는 없다. 오히려, 세장형 부재의 모션은 단일 진공 펄스 중에 다중 신장(E) 및 수축(R)(또는 진동)을 허용할 수 있다. 도 19d는 세장형 부재의 운동 또는 팁 진동이 진공 펄스가 개시된 후에 시작될 수 있는 것을 도시하고 있다. 일단 진공의 펄스가 다시 0으로 복귀하면, 세장형 부재의 운동 또는 팁 진동이 중단될 수 있다. 시스템은 이어서 다음 시퀀스가 시작되기 전에 일정 시간 기간 동안 모션 및 진공의 모두에 대해 휴지 기간을 입력할 수 있다.
전술된 바와 같이, 캠 표면(2725)의 기하학 형상은 피스톤(2799)의 수축 기간이 실질적으로 연속적인 진공(전술된 바와 같이 스파이크를 갖거나 갖지 않는 음압)을 제공하는 방식으로 중첩되도록 수축측에서 더 점진적인 기울기를 갖도록 설계될 수 있다. 도 19e는 세장형 부재를 통해 인가된 음압(해칭 라인)의 기간에 대한 세장형 부재(실선)의 이동을 도시하고 있다. 제1 피스톤(2799a)의 수축은 제1 진공 펄스를 생성할 수 있고 제2 피스톤(2799b)의 수축은 제1 펄스와 중첩하는 제2 진공 펄스를 생성할 수 있다. 제3 피스톤(2799c)의 수축은 제2 진공 펄스와 중첩하는 제3 진공 펄스를 생성할 수 있는 등이다. 결과는 세장형 부재의 신장 및 수축의 모두 중에 발생하는 실질적으로 연속적인 진공 압력이다.
중첩하는 펄스 기간의 중에 인가되는 진공은 펄스가 상당히 중첩하지 않는 펄스화 진공의 구현예에 비교하여 감소된 최대 진공을 가질 수 있지만, 이는 필수적인 것은 아니다.
임의의 수의 다양한 상대 주파수가 본 명세서에서 고려되고 이들은 상대 속도 프로파일 및 진공 프로파일의 몇몇 예의 예시라는 것이 이해되어야 한다.
팁(2765)의 변위 또는 진행 거리는 다양할 수 있지만, 일반적으로 관련 기술분야에 공지된 수정체유화 팁보다 크다. 통상의 수정체유화 팁은 약 0.1 mm 정도의 팁 변위를 갖고 약 20 내지 40 kHz의 주파수에서 이동한다. 본 명세서에 설명된 팁(2765)은 더 큰 변위 거리 및 더 낮은 주파수를 가질 수 있다. 예를 들어, 팁(2765)에 의해 달성된 변위는 약 2 내지 2,000 Hz의 주파수에서 약 0.05 mm 내지 1.0 mm일 수 있다. 이 방식으로, 본 명세서에 설명된 디바이스는 초음파가 아닐 수도 있고 백내장 수술 중에 눈에 유해한 효과와 연관된 열을 발생하지 않을 수도 있다. 몇몇 구현예에서, 팁(2765)은 스프링(3135)에 의해 전방으로 푸시된다. 더 긴 스트로크 거리는 눈 조직과 충돌시에 팁이 더 높은 최종 속도(VmaxE)를 달성하게 할 수 있다.
본 명세서에 설명된 바와 같이, 디바이스(2700)는 세장형 부재(2755) 위로 연장하는 외부 튜브 또는 보호 슬리브(2759)를 가질 수 있다(도 17e 및 도 17f 참조). 내부 및 외부 부재(2755, 2759)의 상대 길이는, 세장형 부재(2755)의 원위 팁(2765)이 원위 방향에서 완전히 신장되어 완전 신장 구성을 형성할 때 보호 슬리브(2759)의 원위 단부를 넘어 신장되도록 이루어질 수 있다. 완전 신장 구성에서 세장형 부재(2755)의 원위 팁은 보호 슬리브(2759)의 원위 개구의 원위측에 위치된다. 완전 신장 구성에서 보호 슬리브(2759)의 원위 개구와 세장형 부재(2755)의 원위 팁 사이의 거리는 신장 거리(D)를 정의한다. 세장형 부재(2755)는 완전 수축 위치에 있을 때 보호 슬리브(2759) 내로 완전히 수축한다. 세장형 부재(2755)의 원위 팁이 완전 수축 구성으로부터 완전 신장 구성으로 보호 슬리브(2759)에 대해 이동하는 거리는 진행 거리를 정의한다. 신장 거리는 진행 거리 미만, 예를 들어, 진행 거리의 절반일 수 있다. 몇몇 구성에서, 진행 거리는 약 0.05 mm 내지 약 1.0 mm이고 신장 거리는 약 0.1 mm 내지 약 0.5 mm이다. 따라서, 세장형 부재(2755)의 원위 팁(2765)은 그 모션 프로파일의 일부에 대해 단지 눈 조직에만 노출될 수 있다. 예를 들어, 세장형 부재(2755)는 그 완전 수축 위치로부터 약 0.5 mm 전방으로 신장될 수도 있고, 이 스트로크의 대략 절반은 보호 슬리브(2759) 내에 있을 수도 있어, 세장형 부재(2755)의 스트로크의 단지 마지막 0.25 mm만이 보호 슬리브(2759)를 넘어 신장하게 된다. 이 방식으로, 세장형 부재(2755)는 눈 조직에 충돌하기 전에 고속으로 가속될 수 있다. 보호 슬리브(2759) 내로 세장형 부재(2755)의 완전한 수축은, 세장형 부재가 보호 슬리브(2759) 내로 수축함에 따라 세장형 부재(2755)의 원위 팁(2765)으로부터 눈 조직을 분리하여 눈 조직이 세장형 부재(2755)의 원위 팁(2765) 상에 '롤리팝핑'하는 것을 방지하는 것을 도울 수도 있다는 점에서 추가의 이익을 제공한다.
세장형 부재(2755)의 진동 운동을 야기하도록 구성된 세장형 부재(2755)에 동작식으로 결합된 구동 메커니즘은 전기, 압전, 자왜, 전자기, 유압, 공압, 기계 또는 관련 기술분야에 공지된 다른 유형의 구동 메커니즘을 포함하여 다양할 수 있다. 몇몇 구현예에서, 세장형 부재(2755)는 전술된 바와 같이 캐밍 메커니즘 및 스프링 요소(3135)를 합체하는 구동 메커니즘에 의해 구동될 수 있다. 그러나, 본 명세서에서 설명된 비대칭성 또는 비-사인곡선형 모션을 포함할 수 있는 다른 에너지 양식이 세장형 부재(2755)를 구동하기 위해 본 명세서에서 고려된다. 세장형 부재(2755)는 하우징의 내부 내에 포함된 모터(예를 들어, 하우징의 영구적인 재사용 가능 부분)를 포함하는 구동 메커니즘에 의해 왕복될 수 있다. 모터는 샤프트를 회전하기 위해 적합한 임의의 유형의 모터 또는 구동부일 수 있다. 모터는 세장형 부재의 진동과 핸드피스 내의 흡인 펌프의 모두를 구동할 수 있다. 모터의 구성은 임의의 다양한 회전 모터, 스텝퍼 모터, AC 모터, DC 모터, 압전 모터, 음성 코일 모터 또는 다른 모터를 포함하여 다양할 수 있다. 모터는 본 명세서의 다른 곳에서 설명된 바와 같이 원하는 출력 속도를 생성하도록 고조파 구동부와 같은 기어 감속 시스템에 결합될 수도 있다.
몇몇 구현예에서, 디바이스의 구동 메커니즘은 예를 들어, 캠 종동자(3190)를 전방 및 후방으로 구동함으로써 세장형 부재를 구동하도록 구성된 압전 소자를 합체할 수 있다. 압전 소자는 크기를 감소시키거나 증가시킴으로써 전압의 변화에 응답할 수 있다. 압전 소자에 접속된 고주파 전압은 공급된 전압의 주파수와 정합하는 팁(2765)의 모션 프로파일을 발생할 수 있다. 압전 소자에 송신된 전압 신호는 일반적으로 비-사인곡선형 형상일 수 있으며, 따라서 팁(2765)은 본 명세서의 다른 곳에서 설명된 바와 같이 일반적으로 비-사인곡선형 패턴으로 이동한다. 전압은 압전 소자를 팽창시키는 것보다 느리게 수축하는 파형을 가질 수도 있다. 이는 신장 스트로크보다 수축 스트로크에서 팁(2765)을 더 느리게 이동시킨다. 임의의 수의 모션 프로파일이 압전 소자에 공급되는 전압 파형에 기초하여 명령될 수도 있다. 예를 들어, 2개 이상의 중첩 전압 사인곡선형 파형이 비-사인곡선형 파형이 생성되도록 간섭 효과를 생성하는 압전 소자에 공급될 수 있다.
또 다른 구현예에서, 비-사인곡선형 모션 프로파일로 세장형 부재를 구동하기 위해 메커니즘과 양식의 조합이 디바이스에 합체된다. 예를 들어, 전자기 코일은 코일을 통한 전류의 인가에 의해 페라이트 코어를 전방으로 이동시키도록 구성될 수 있다. 코어는 전자기 코일에 의해 전방으로 구동되지만, 이어서 압축 스프링의 힘을 통해 후방으로(즉, 근위측으로) 수축하도록 구성될 수 있다. 따라서, 코일을 통한 전류의 증가에 의해, 코어가 전방으로 구동된다. 전류가 감소된 상태에서, 코어는 후방으로 수축한다. 이 방식으로, 코어는 절단기 부재에 접속될 수도 있어, 전방 신장이 코일의 급격한 전류 증가에 의해 신속하게 실행될 수 있지만, 수축은 압축 스프링의 힘에 의해 더 느려질 수도 있다.
본 명세서에 설명된 디바이스(즉, 기구(225) 및 시스템(100))의 하나 이상의 양태는 사용자에 의해 프로그래밍될 수 있다. 사용자는 구동 메커니즘의 하나 이상의 양태, 예를 들어 외부 컴퓨팅 디바이스(200) 또는 시스템(100) 상의 기구의 모터의 속도 프로파일을 프로그래밍할 수 있다. 제어 프로세서는 디바이스 자체 상의 입력에 의해 프로그래밍되거나 또는 예로서 입력을 갖는 외부 컴퓨팅 디바이스(200)에 의해 원격으로 프로그래밍될 수 있다. 제어 프로세서는 메모리 내에 저장된 프로그램 명령에 따라 동작할 수 있다. 이들에 한정되는 것은 아니지만, 세장형 부재의 진행 거리, 세장형 부재의 진동의 주파수, 신장 속도 프로파일, 수축 속도 프로파일, 최대 신장 속도(VmaxE), 최소 신장 속도(VminE), 최대 수축 속도(VmaxR), 최소 수축 속도(VminR), 평균 신장 속도(VavgE), 평균 수축 속도(VavgR), 진공 레벨 또는 모션 프로파일의 임의의 다른 양태를 포함하는 기구의 임의의 다양한 조정 가능한 기능이 이 방식으로 프로그래밍될 수도 있다. 몇몇 구현예에서, 세장형 부재가 각각의 사이클에 이동하는 거리는 그 진동의 진폭이 약 0.5 Hz 내지 약 5000 Hz의 범위 내에서, 또는 약 2 Hz 내지 약 2000 Hz의 범위 내의 주파수로 선택 가능하도록 조정 가능하게 프로그래밍될 수 있다. 진동 주파수는 초음파 미만, 예를 들어 약 20,000 Hz 미만 또는 초음파 범위(예를 들어, 약 20,000Hz 내지 약 120,000Hz, 최대 기가헤르츠 범위)일 수 있다.
이들에 한정되는 것은 아니지만, 흡인 유량, 최소 진공 압력, 최대 진공 압력, 진공 펄스의 주파수 또는 진공 프로파일의 임의의 다른 양태를 포함하는 흡인 펌프(예를 들어, 시스템(100)의 흡인 펌프(145) 뿐만 아니라 기구(225)의 흡인 펌프(245))의 하나 이상의 양태는 또한 세장형 부재의 원위 단부 영역에 인가되는 진공을 제어하도록 사용자에 의해 프로그래밍될 수 있다. 몇몇 구현예에서, 흡인 유량은 약 5 내지 100 ml/분의 범위 내에서 조정 가능하게 프로그래밍될 수 있다.
본 명세서에 설명된 진공 펄스를 갖거나 갖지 않는 비대칭성 모션 프로파일은 백내장 수술 및 유리체 절제술에 통상적으로 사용되는 공지된 수정체유화 시스템에 인가될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 눈 조직을 제거하기 위해 초음파 주파수로 세장형 부재를 이동시키도록 구성된 종래의 수정체유화 시스템은, 예를 들어 비대칭성 운동을 야기하는 특정 전압을 제공하는 회로에 의해, 소프트웨어 또는 하드웨어를 통해 본 명세서에 설명된 바와 같은 하나 이상의 모션 프로파일 및/또는 진공 프로파일을 구현할 수 있다. 따라서, 본 명세서에 설명된 비대칭성 모션 프로파일 및 펄스화 진공 프로파일은 초음파 주파수에서 진동하도록 구성된 기계에 인가될 수 있다.
본 명세서에 설명된 주제의 양태는 디지털 전자 회로, 집적 회로, 특수 설계된 ASIC(응용 주문형 집적 회로), 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어 및/또는 이들의 조합으로 실현될 수도 있다. 이들 다양한 구현예는 저장 시스템, 적어도 하나의 입력 디바이스, 및 적어도 하나의 출력 디바이스로부터 신호, 데이터 및 명령을 수신하고 이들에 신호, 데이터 및 명령을 전송하도록 결합된, 특수용 또는 범용일 수도 있는 적어도 하나의 프로그램 가능 프로세서를 포함하는 프로그램 가능 시스템 상에서 실행 가능 및/또는 해석 가능한 하나 이상의 컴퓨터 프로그램에서의 구현을 포함할 수도 있다.
이들 컴퓨터 프로그램(프로그램, 소프트웨어, 소프트웨어 애플리케이션 또는 코드로서 또한 공지되어 있음)은 프로그램 가능한 프로세서를 위한 기계 명령을 포함하고, 고레벨 프로시저 및/또는 객체 지향 프로그래밍 언어, 및/또는 어셈블리/기계 언어로 구현될 수도 있다. 본 명세서에서 사용될 때, 용어 "기계 판독 가능 매체"는 기계 판독 가능 신호로서 기계 명령을 수신하는 기계 판독 가능 매체를 포함하여, 기계 명령 및/또는 데이터를 프로그램 가능 프로세서에 제공하는 데 사용되는 임의의 컴퓨터 프로그램 제품, 장치 및/또는 디바이스(예를 들어, 자기 디스크, 광학 디스크, 메모리, 프로그램 가능 논리 디바이스(PLD))를 칭한다. 용어 "기계 판독 가능 신호"는 기계 명령 및/또는 데이터를 프로그램 가능 프로세서에 제공하는 데 사용되는 임의의 신호를 칭한다.
다양한 구현예에서, 설명은 도면을 참조하여 이루어졌다. 그러나, 특정 구현예는 이들 특정 상세 중 하나 이상 없이, 또는 다른 공지의 방법 및 구성과 조합하여 실시될 수도 있다. 본 설명에서, 구현예의 철저한 이해를 제공하기 위해, 특정 구성, 치수 및 프로세스와 같은 수많은 특정 상세가 설명된다. 다른 경우에, 공지된 프로세스 및 제조 기술은 설명을 불필요하게 불명료하게 하지 않기 위해 구체적으로 설명되지 않는다. 본 명세서 전체에 걸쳐 "일 실시예", "실시예", "일 구현예, "구현예" 등의 언급은 설명된 특정 특징, 구조, 구성 또는 특성이 적어도 하나의 실시예 또는 구현예에 포함되는 것을 의미한다. 따라서, 본 명세서 전체에 걸쳐 다양한 곳에서 "일 실시예", "실시예", "일 구현예", "구현예" 등의 구문의 출현은 반드시 동일한 실시예 또는 구현예를 칭하는 것은 아니다. 더욱이, 특정 특징, 구조, 구성 또는 특성은 하나 이상의 구현예에서 임의의 적합한 방식으로 조합될 수도 있다.
본 명세서 전체에 걸쳐 상대 용어의 사용은 상대 위치 또는 방향을 나타낼 수도 있다. 예를 들어, "원위"는 기준점으로부터 이격된 제1 방향을 지시할 수도 있다. 유사하게, "근위"는 제1 방향에 대향하는 제2 방향에서의 장소를 지시할 수도 있다. 그러나, 이러한 용어는 상대적인 기준 프레임을 설정하기 위해 제공되며, 디바이스의 사용 또는 배향을 다양한 구현예에서 설명된 특정 구성으로 제한하도록 의도된 것은 아니다.
본 명세서는 다수의 세부 사항을 포함하지만, 이들은 청구된 것 또는 청구될 수도 있는 것의 범주에 대한 한정으로서 해석되어서는 안되고, 오히려 특정 실시예에 특유한 특징부의 설명으로서 해석되어야 한다. 개별 실시예의 맥락에서 본 명세서에서 설명된 특정 특징부는 또한 단일 실시예에서 조합하여 구현될 수 있다. 반대로, 단일 실시예의 맥락에서 설명된 다양한 특징은 또한 다수의 실시예에서 개별적으로 또는 임의의 적합한 하위조합으로 구현될 수 있다. 더욱이, 특징부가 특정 조합으로 작용하는 것으로 전술되고 심지어 초기에 이와 같이 청구될 수도 있지만, 청구된 조합으로부터의 하나 이상의 특징부는 몇몇 경우에 조합으로부터 제외될 수 있고, 청구된 조합은 하위조합 또는 하위조합의 변형에 관련될 수도 있다. 유사하게, 동작이 특정 순서로 도면에 도시되어 있지만, 이는 바람직한 결과를 달성하기 위해, 이러한 동작이 도시되어 있는 특정 순서로 또는 순차적인 순서로 수행되거나 모든 예시된 동작이 수행되는 것을 요구하는 것으로서 이해되어서는 안된다. 단지 몇 개의 예 및 구현예가 개시되었다. 설명된 예 및 구현예 및 다른 구현예에 대한 변형, 수정 및 향상이 개시된 것에 기초하여 이루어질 수도 있다.
상기 설명에서 그리고 청구범위에서, "~ 중 적어도 하나" 또는 "~ 중 하나 이상"과 같은 구문이 요소 또는 특징부의 결합 목록에 이어서 나타날 수도 있다. 용어 "및/또는"은 또한 2개 이상의 요소 또는 특징부의 목록에서 나타날 수 있다. 이것이 사용되는 문맥에 의해 달리 암시적으로 또는 명시적으로 모순되지 않으면, 이러한 구문은 개별적으로 열거된 요소 또는 특징부 중 임의의 하나 또는 다른 언급된 요소 또는 특징부 중 임의의 하나와 조합하여 언급된 요소 또는 특징부 중 임의의 하나를 의미하도록 의도된다. 예를 들어, 구문 "A 및 B 중 적어도 하나;", "A 및 B 하나 이상;", 및 "A 및/또는 B"는 각각 "A만, B만, 또는 A와 B를 함께"를 의미하도록 의도된다. 유사한 해석이 또한 3개 이상의 항목을 포함하는 목록에 대해서도 의도된다. 예를 들어, 구문 "A, B 및 C 중 적어도 하나;", "A, B 및 C 중 하나 이상;", 및 "A, B 및/또는 C"는 각각 "A만, B만, C만, A와 B를 함께, A와 C를 함께, B와 C를 함께, 또는 A와 B와 C를 함께"를 의미하도록 의도된다.
상기 및 청구범위에서 용어 "기초하여"의 사용은 언급되지 않은 특징부 또는 요소가 또한 허용 가능하도록 "적어도 부분적으로 기초하여"를 의미하도록 의도된다.

Claims (54)

  1. 눈으로부터 수정체 물질을 적출하기 위한 시스템이며,
    수술 기구로서,
    모터를 갖는 구동 메커니즘;
    구동 메커니즘에 의해 구동되는 제1 흡인 펌프;
    눈의 전방 챔버를 통해 그리고 눈의 수정체낭까지 신장하도록 크기 설정되고 구성되는 세장형 부재로서, 세장형 부재는
    제1 흡인 펌프에 유동적으로 결합되고 흡인 폐기물 라인의 적어도 일부를 형성하는 내부 루멘; 및
    원위 절단 팁을 갖는 개방 원위 단부를 포함하고,
    세장형 부재는 구동 메커니즘에 의해 진동되도록 구성되는, 세장형 부재를 포함하는, 수술 기구; 및
    수술 기구로부터 이격되어 있는 유체 시스템으로서, 유체 시스템은
    제2 흡인 펌프; 및
    제2 흡인 펌프에 유동적으로 결합된 유체 라인을 포함하고,
    유체 라인은 눈으로부터 내부 루멘을 향해 수정체 물질을 흡인하기 위해 제2 흡인 펌프로부터 세장형 부재의 내부 루멘으로 배경 흡인을 전달하도록 구성되는, 유체 시스템을 포함하는, 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 제1 흡인 펌프는 눈으로부터 내부 루멘 내로 수정체 물질을 흡인하기 위해 내부 루멘을 통해 불연속적 맥동성 흡인을 생성하도록 구성되는, 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 제1 흡인 펌프는 피스톤 펌프인, 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 제2 흡인 펌프에 의해 전달되는 배경 흡인은 내부 루멘을 통한 연속적인 배경 흡인인, 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 제2 흡인 펌프는 연동 펌프 또는 롤러 펌프인, 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 제2 흡인 펌프에 의해 생성된 배경 흡인의 유량은 제1 흡인 펌프에 의해 생성된 흡인의 유량보다 적은, 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 제2 흡인 펌프의 유량은 약 10 mL/분이고, 제1 흡인 펌프의 유량은 약 30 mL/분인, 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 수술 기구는 관류 유체의 소스에 결합 가능한 관류 라인을 더 포함하는, 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 관류 유체의 소스는 수술 기구의 부분인, 시스템.
  10. 제8항에 있어서, 관류 유체의 소스는 유체 시스템의 부분인, 시스템.
  11. 제8항에 있어서, 사용 중에 수술 기구에 제공되는 관류 유체의 총 체적은 약 250 mL 미만 내지 약 10 mL인, 시스템.
  12. 제1항에 있어서, 유체 시스템은 유체 시스템의 관류 유체의 소스를 수술 기구의 관류 라인에 유동적으로 결합하는 관류 라인을 더 포함하는, 시스템.
  13. 제12항에 있어서, 유체 시스템의 관류 라인은 유체 시스템의 관류 라인을 통한 관류 유체 유동을 제어하도록 구성된 밸브를 포함하는, 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 수술 기구의 하우징 상의 입력을 더 포함하는, 시스템.
  15. 제14항에 있어서, 입력은 트리거 누름 정도에 따라 수술 기구의 상이한 기능을 활성화하도록 구성된 다방향 트리거인, 시스템.
  16. 제15항에 있어서, 제1 트리거 누름 정도는 유체 시스템의 관류 라인의 밸브를 개방하여 수술 기구를 관류 전용 모드로 배치하는, 시스템.
  17. 제16항에 있어서, 제2 트리거 누름 정도는 제2 흡인 펌프를 활성화하여 수술 기구를 관류 연속 흡인 모드로 배치하는, 시스템.
  18. 제17항에 있어서, 제3 트리거 누름 정도는 제1 흡인 펌프 및 세장형 부재의 진동을 활성화하여 수술 기구를 관류 펄스화 흡인 절단 모드로 배치하는, 시스템.
  19. 제18항에 있어서, 제3 트리거 누름 정도를 넘는 트리거 누름은 진동 주파수와 흡인 유량 중 적어도 하나를 증가시키는, 시스템.
  20. 제18항에 있어서, 제3 트리거 누름 정도는 부가적으로 제2 흡인 펌프를 비활성화하는, 시스템.
  21. 제14항에 있어서, 입력은 용량성 센서, 광학 센서, 자기 센서, 전자기 센서 및 홀 효과 센서로 이루어진 그룹으로부터 선택된 감지 메커니즘을 합체하는, 시스템.
  22. 제1항에 있어서, 제1 흡인 펌프 및 제2 흡인 펌프는 내부 루멘을 통해 동시에 흡인을 인가하도록 구성되는, 시스템.
  23. 제1항에 있어서, 수술 기구는 원위측 일회용 부분에 해제 가능하게 결합 가능한 근위측 재사용 가능 부분을 포함하는 핸드헬드 부분을 포함하는, 시스템.
  24. 제23항에 있어서, 회전 가능 커플러가 모터의 회전을 원위측 일회용 부분에 해제 가능하게 동작식으로 결합하기 위해 구성되는, 시스템.
  25. 제23항에 있어서, 근위측 재사용 가능 부분은 눈의 외부에 남아 있도록 구성되는, 시스템.
  26. 제1항에 있어서, 제1 흡인 펌프는 복수의 피스톤을 포함하고, 복수의 피스톤의 각각은 각각의 실린더 내에 수용되고, 각각의 실린더는 세장형 부재의 내부 루멘에 유동적으로 결합되는, 시스템.
  27. 제26항에 있어서, 구동 메커니즘은 회전 가능 커플러를 통해 모터에 의해 회전되는 것이 가능한 회전 캠 조립체를 더 포함하고, 상기 회전 캠 조립체의 회전은 복수의 피스톤이 내부 루멘 내에 불연속적 음압의 펄스를 발생하게 하는, 시스템.
  28. 제27항에 있어서, 제1 흡인 펌프에 의해 생성된 흡인은 사용자에 의해 선택적으로 수정 가능한, 시스템.
  29. 제28항에 있어서, 수술 기구는 그 각각의 실린더 내의 복수의 피스톤의 근위측 진행을 제한하도록 구성된 피스톤 하드 정지부를 더 포함하는, 시스템.
  30. 제29항에 있어서, 피스톤 하드 정지부는 고 진공 위치와 저 진공 위치 사이를 토글하도록 구성되는, 시스템.
  31. 제30항에 있어서, 고 진공 위치에 있을 때, 피스톤 하드 정지부는 실린더에 대해 근위측으로 수축되어 그 각각의 실린더 내에서 각각의 피스톤의 최대 근위측 진행을 허용하는, 시스템.
  32. 제30항에 있어서, 저 진공 위치에 있을 때, 피스톤 하드 정지부는 실린더에 대해 원위측으로 전진되어 그 각각의 실린더 내의 각각의 피스톤의 근위측 진행을 최대 근위측 진행 미만으로 제한하는, 시스템.
  33. 제29항에 있어서, 피스톤 하드 정지부는 연속 흡인 위치와 맥동성 흡인 위치 사이에서 토글하도록 구성되는, 시스템.
  34. 제33항에 있어서, 연속 흡인 위치에 있을 때, 피스톤 하드 정지부는 실린더에 대해 원위측으로 전진되어 그 각각의 실린더 내의 그리고 구동 메커니즘의 회전 캠 조립체에 대한 각각의 피스톤의 근위측 진행을 제한하는, 시스템.
  35. 제33항에 있어서, 맥동성 흡인 위치에 있을 때, 피스톤 하드 정지부는 실린더에 대해 근위측으로 수축되어 그 각각의 실린더 내의 그리고 구동 메커니즘의 회전 캠 조립체에 대한 각각의 피스톤의 완전 근위측 진행을 허용하는, 시스템.
  36. 제1항에 있어서, 수술 기구는 수술 기구의 흡인 폐기물 라인 내에 위치된 서지 방지 밸브를 더 포함하는, 시스템.
  37. 제36항에 있어서, 서지 방지 밸브는 흡인의 유량이 임계값을 초과할 때 흡인 폐기물 라인을 통한 유동을 제한하도록 구성되고 흡인의 유량이 임계값 미만일 때 흡인 폐기물 라인을 통한 유동을 허용하도록 구성되는, 시스템.
  38. 제37항에 있어서, 임계값은 40 ml/분인, 시스템.
  39. 제36항에 있어서, 서지 방지 밸브는 다이아프램 밸브, 엄브렐러 밸브 또는 머시룸 밸브인, 시스템.
  40. 제36항에 있어서, 서지 방지 밸브는 필터를 더 포함하는, 시스템.
  41. 눈으로부터 수정체 물질을 적출하기 위한 디바이스이며,
    모터를 갖는 구동 메커니즘;
    사용자에 의해 선택적으로 수정 가능한 구동 메커니즘에 의해 구동되는 흡인 펌프; 및
    구동 메커니즘에 의해 진동하도록 구성되는 세장형 부재로서, 세장형 부재는 눈의 전방 챔버를 통해 그리고 눈의 수정체낭까지 신장하도록 크기 설정되고 구성되고, 세장형 부재는
    흡인 펌프에 유동적으로 결합되고 흡인 폐기물 라인의 적어도 일부를 형성하는 내부 루멘; 및
    원위 절단 팁을 갖는 개방 원위 단부를 포함하는, 세장형 부재를 포함하는, 디바이스.
  42. 제41항에 있어서, 흡인 펌프에 의해 생성되고 내부 루멘을 통해 전달되어 눈으로부터 내부 루멘 내로 수정체 물질을 흡인하는 흡인은 연속적인 배경 흡인과 불연속적인 맥동성 흡인 사이에서 선택적으로 수정 가능한, 디바이스.
  43. 제41항에 있어서, 흡인 펌프는 복수의 피스톤을 포함하는 피스톤 펌프이고, 복수의 피스톤의 각각은 각각의 실린더 내에 수용되고, 각각의 실린더는 세장형 부재의 내부 루멘에 유동적으로 결합되는, 디바이스.
  44. 제43항에 있어서, 구동 메커니즘은 회전 가능 커플러를 통해 모터에 의해 회전되는 것이 가능한 회전 캠 조립체를 더 포함하고, 회전 캠 조립체의 회전은 복수의 피스톤이 내부 루멘 내에 불연속적 음압의 펄스를 발생하게 하는, 디바이스.
  45. 제44항에 있어서, 그 각각의 실린더 내의 복수의 피스톤의 근위측 진행을 제한하도록 구성된 피스톤 하드 정지부를 더 포함하는, 디바이스.
  46. 제45항에 있어서, 피스톤 하드 정지부는 고 진공 위치와 저 진공 위치 사이를 토글하도록 구성되는, 디바이스.
  47. 제46항에 있어서, 고 진공 위치에 있을 때, 피스톤 하드 정지부는 실린더에 대해 근위측으로 수축되어 그 각각의 실린더 내에서 각각의 피스톤의 최대 근위측 진행을 허용하는, 디바이스.
  48. 제46항에 있어서, 저 진공 위치에 있을 때, 피스톤 하드 정지부는 실린더에 대해 원위측으로 전진되어 그 각각의 실린더 내의 각각의 피스톤의 근위측 진행을 최대 근위측 진행 미만으로 제한하는, 디바이스.
  49. 제45항에 있어서, 피스톤 하드 정지부는 연속 흡인 위치와 맥동성 흡인 위치 사이에서 토글하도록 구성되는, 디바이스.
  50. 제49항에 있어서, 연속 흡인 위치에 있을 때, 피스톤 하드 정지부는 실린더에 대해 원위측으로 전진되어 그 각각의 실린더 내의 그리고 구동 메커니즘의 회전 캠 조립체에 대한 각각의 피스톤의 근위측 진행을 제한하는, 디바이스.
  51. 제49항에 있어서, 맥동성 흡인 위치에 있을 때, 피스톤 하드 정지부는 실린더에 대해 근위측으로 수축되어 그 각각의 실린더 내의 그리고 구동 메커니즘의 회전 캠 조립체에 대한 각각의 피스톤의 완전 근위측 진행을 허용하는, 디바이스.
  52. 제44항에 있어서, 디바이스는 원위측 일회용 부분에 해제 가능하게 결합 가능한 근위측 재사용 가능 부분을 포함하는, 디바이스.
  53. 제52항에 있어서, 근위측 재사용 가능 부분은 눈의 외부에 남아 있도록 구성되는, 디바이스.
  54. 제53항에 있어서, 피스톤 펌프는 원위측 일회용 부분 내에 위치되고, 회전 캠 조립체는 근위측 재사용 가능 부분 또는 원위측 일회용 부분 내에 위치되는, 디바이스.
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