KR20220012893A - 센서 구비 수정체 유화 핸드피스 및 서지 규제 시스템, 방법 - Google Patents
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Abstract
센서 구비 수정체 유화 핸드피스에 있어서, 중간 흡입 통로는 느슨하게 결합된 고정관(304) 및 연장관(305)으로 구성되고; 소형 압력 센서(307)는 상기 연장관(305)에 장착되지만 사용하기 쉬운 핸드피스의 크기와 초음파 성능을 여전히 유지할 수 있으며; 연장관(305)은 초음파 진동이 센서(307)에 미치는 영향을 최대한 감소시키는 동시에, 초음파 유화 바늘(202)을 장착 및 탈착하기에 충분한 강도를 유지할 수 있고; 상기 핸드피스는 압력 센서(307)에서 수술 부위의 거리를 감소시키며, 서지 위험을 신뢰적으로 규제하는 기술적 해결수단을 제공한다. 또한 상응한 서지 규제 시스템 및 방법을 개시한다.
Description
본 발명은 의료기기 분야에 관한 것으로, 특히 수정체 유화 백내장 적출(摘出)술(초음파를 이용하여 바늘을 구동하여 병변된 안내(眼內) 수정체를 파쇄, 유화, 흡입하는 수술)의 수정체 유화 핸드피스 및 서지 규제 시스템, 방법에 관한 것이다.
수정체 유화 백내장 적출 수술 시스템은 일반적으로 호스트, 수정체 유화 핸드피스, 유체 관류/흡입 시스템과 같은 세 개의 주요한 부분으로 구성된다. 도 1에 도시된 바와 같은 간단한 수정체 유화 시스템은 호스트(101), 수정체 유화 핸드피스(105), 유체 관류/흡입 시스템을 포함한다. 상기 호스트(101)는 구동 에너지 및 사용자 인터페이스를 제공하고, 다양한 유닛으로부터 송신된 신호를 수신 및 처리한다. 상기 유체 관류/흡입 시스템은 일반적으로 모터(102), 유체 박스(103), 유체관(104)으로 구성되고, 내부에는 일반적으로 압력/진공 센서가 설치되어 흡입 관로(管路)의 부압을 측정 및 제어한다. 현재 통상적인 설계에서는, 상기 압력/진공 센서는 유체 박스(103)에 배치된다. 상기 수정체 유화 핸드피스(105)는 유체관(104)을 통해 유체 박스(103)에 연결되고, 상기 유체관(104)은 일반적으로 약 2m이다. 상기 수정체 유화 핸드피스(105)는 핸드피스 케이블(106)을 통해 호스트(101)에 연결되고; 핸드피스 케이블(106)의 내부는 일반적으로 초음파 신호 라인을 포함한다.
수정체 유화 백내장 적출술에서는, 적합한 안압(IOP) 유지 및 안구의 안정은 안전에 큰 작용을 한다. 정상적인 액체 유동에서, 안구에 유입되는 관류액의 용량 및 흡인액의 용량은 평형을 유지하여 안구는 미리 설정된 안압(IOP) 값을 안정적으로 유지한다. 그러나 초음파 유화 바늘이 조직 조각에 의해 막히게 되는데 이는 종종 발생하는 현상으로서, 부압이 흡입 관로에서 구축되며; 강한 흡입력 또는 초음파로 인해 상기 초음파 유화 바늘을 진동하면 막힌 조직 조각은 파쇄되거나 이동되고, 안내의 액체는 구축된 부압에 의해 신속하게 흡입되며; 만약 흡인된 액체 용량이 유입된 용량보다 크면 안압은 저하되고, 안구가 납작해지거나 함몰되며, 이 전체 과정은 모두 매우 짧은 순간에 발생한다. 이러한 현상은 초음파 유화 백내장 수술에서 서지(surge)라고 지칭되고, 서지로 인한 안구의 기복(起伏)은 수술 작업 난이도를 증가시키며 나아가 수술 합병증을 유발한다.
서지의 심각 정도는 주로 초음파 유화 바늘의 내경, 안압(IOP)의 설정, 막힘이 제거될 경우의 부압, 흡입 관로의 크기 및 경도와 같은 영향을 받는다. 일반적으로, 작은 바늘의 내경, 높은 안압 설정, 낮은 진공 설정, 작고 견고한 흡입 관로는 서지를 감소시키는데 도움이 되지만 이러한 기술은 모두 일정한 한계며 각자의 단점이 있다.
따라서, 만약 흡입 관로의 막힘이 갑자기 제거되는 상황이 적시적으로 감지되면 구축된 부압은 적시적으로 해방되고, 서지는 저하되거나 나아가 방지할 수 있다. 현재 사용되고 있는 수정체 유화 시스템이 있어서, 상술한 바와 같이 압력/진공 센서는 유체 박스에 배치되고, 유체 박스는 호스트에 장착되며, 관류/흡입용 유체관을 통해 수정체 유화 핸드피스에 연결되며, 유체관은 약 2m이다. 관로 막힘은 안구의 내강(內腔)에서 발생하기 때문에 이러한 긴 튜브는 막힘 제거 상황의 감지를 지연시키고, 이와 같이 신호를 지연시키면 서지를 효과적으로 저하시킬 수 없다.
다른 한편, 수정체 유화 핸드피스는 눈 수술 위치와 매우 가깝고; 만약 상기 수정체 유화 핸드피스의 흡입관에 소형 압력 센서를 배치하면, 막힘 제거 상황을 적시적으로 감지할 수 있다. 그러나, 현존의 수정체 유화 핸드피스를 사용하면 초음파 진동이 압력 센서에 영향을 미치거나 나아가 배치된 압력 센서를 손상시키는 동시에, 배치된 압력 센서는 반대로 수정체 유화 핸드피스의 초음파 성능을 저하시킨다. 특허 문헌 US20180049920A1, US10182940B2에서는 수정체 유화 핸드피스에 센서를 배치하는 방법을 개시하였지만 센서를 어떻게 배치할 것인가, 초음파 진동이 센서에 미치는 영향을 어떻게 방지할 것인가, 초음파 성능에 대한 센서 배치의 영향을 어떻게 저하시킬 것인가와 같은 기술적 해결수단을 개시하지 않았다.
따라서, 센서의 장착에 적합한 수정체 유화 핸드피스의 새로운 설계 방안을 제안하여 서로의 성능에 미치는 영향을 저하시키는 동시에 이러한 센서 구비 수정체 유화 핸드피스를 사용하여 서지 위험을 저하시키거나 나아가 방지하는 방안을 실현한다.
본 발명은, 이런 것을 감안하여 수정체 유화 백내장 적출술(초음파를 이용하여 바늘을 구동하여 병변된 안내 수정체를 파쇄, 유화, 흡입하는 수술)의 수정체 유화 핸드피스 및 서지 규제 시스템, 방법을 제공한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 기술적 해결수단은 다음과 같다.
센서 구비 수정체 유화 핸드피스는, 핸드피스 하우징, 상기 핸드피스 하우징의 원단에 설치되어 있는 초음파 유화 바늘, 및 상기 핸드피스 하우징의 근단에 설치되어 있는 흡입 조인트를 포함하되, 상기 핸드피스 하우징의 내부에는 트랜스듀서 부분 및 연장 부분이 설치되어 있고, 상기 트랜스듀서 부분은 초음파 혼 및 구동 소자를 포함하며, 상기 초음파 혼의 원단은 상기 초음파 유화 바늘에 나사 결합되고, 상기 초음파 혼의 근단은 고정관이며, 상기 연장 부분은 연장관 및 상기 연장관에 고정 설치되는 센서를 포함하고, 상기 연장관과 상기 고정관 사이는 플러그인 타입의 느슨한 결합으로 되고 그리고 양자 간의 원주방향으로의 회동을 제한하고, 연결된 양자의 내부 공간은 초음파 유화 바늘에 연통되어 흡입 통로를 형성한다.
바람직하게는, 상기 센서는 압저항형 마이크로 전자기계(Piezoresistive MEMS) 압력 센서이다.
바람직하게는, 상기 센서는 접착체 접착 방식을 통해 상기 연장관의 측면에 고정되고, 상기 센서의 전원 라인은 상기 수정체 유화 핸드피스의 케이블에 설치된다.
바람직하게는, 상기 연장 부분은 상기 연장관과 상기 고정관의 연결 영역의 외측에 피복되는 밀봉 고정 콜로이드를 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 연장관과 상기 고정관의 연결단 사이에는 회전 방지 구조가 구비된다.
바람직하게는, 상기 구동 소자는 상기 초음파 혼의 외주를 피복하고 말단 블록에 의해 고정된다.
바람직하게는, 상기 고정관의 근단의 연장 길이는 상기 말단 블록의 근단으로부터 상기 고정관의 근단까지의 길이이며, 핸드피스의 동작 주파수의 1/8의 파장을 초과하지 않는다.
바람직하게는, 상기 트랜스듀서 부분은 증폭 영역 및 구동 영역을 포함하되, 상기 증폭 영역의 직경은 구동 영역의 직경의 1/2보다 작다.
바람직하게는, 상기 구동 영역의 길이는 핸드피스의 동작 주파수의 초음파 혼의 파장의 1/4 내지 1/2 사이이다.
바람직하게는, 상기 구동 소자는 압전 세라믹이다.
바람직하게는, 상기 초음파 혼과 고정관은 일체로 제조되거나, 강성 고정된다.
바람직하게는, 상기 핸드피스 하우징에는 관류관이 더 설치되되, 상기 관류관의 근단은 관류 조인트이며, 상기 관류 조인트는 관류 소스에 연결하기 위한 것이다.
본 발명은 센서 구비 수정체 유화 핸드피스를 더 개시하는데, 핸드피스 하우징, 상기 핸드피스 하우징의 원단에 설치되어 있는 초음파 유화 바늘, 및 상기 핸드피스 하우징의 근단에 설치되어 있는 흡입 조인트를 포함하되, 상기 핸드피스 하우징의 내부에는 트랜스듀서 부분 및 연장 부분이 설치되어 있고, 상기 트랜스듀서 부분 및 연장 부분의 내부 공간은 상기 흡입 조인트에 연통되어 흡입 통로를 형성하며, 상기 연장 부분에는 센서가 설치되어 있고, 상기 트랜스듀서 부분 및 연장 부분 사이는 플러그인 타입의 느슨한 결합으로 되고 그리고 양자 간의 원주방향으로의 회동을 규제한다.
바람직하게는, 상기 트랜스듀서 부분은 초음파 혼 및 구동 소자를 포함하되, 상기 구동 소자는 압전 세라믹이고, 상기 초음파 혼의 원단은 상기 초음파 유화 바늘에 나사 결합되며, 상기 연장 부분은 연장관 및 접착체 접착 방식을 통해 상기 연장관의 측면에 고정되는 센서를 포함하고, 상기 연장관의 원단과 상기 초음파 혼의 근단은 플러그인 타입의 느슨한 결합으로 되고 그리고 양자 간의 원주방향으로의 회동을 규제하고, 연결된 연장관과 초음파 혼의 내부 공간은 초음파 유화 바늘에 연통되어 흡입 통로를 형성한다.
본 발명은 서지 규제 시스템을 더 개시하는데,
핸드피스 케이블을 통해, 초음파 발생기가 내장되어 있는 컨트롤러에 연결되는 상술한 센서 구비 수정체 유화 핸드피스;
관류 호스를 통해 상기 수정체 유화 핸드피스에 연결되는 관류 소스;
일측이 흡입 호스를 통해 상기 수정체 유화 핸드피스에 연결되고, 타측이 폐액 챔버 및 폐액 통로를 통해 폐액 용기에 연결되는 진공 발생 장치;
상기 흡입 호스와 폐액 챔버 사이에 설치되고, 제1 신호 라인을 통해 상기 컨트롤러에 연결되며, 상기 폐액 챔버와의 사이에 부압 해방 통로가 설치되는 상시 폐쇄된 흡입 밸브;를 포함한다.
바람직하게는, 상기 관류 호스에는 관류 센서 및 관류 밸브가 설치되어 있고, 상기 관류 센서 및 상기 관류 밸브는 각각 제2, 제3 신호 라인을 통해 상기 컨트롤러에 연결된다.
본 발명은 서지 규제 방법을 더 개시하는데,
센서 구비 수정체 유화 핸드피스를 제공하는 단계(S1)로서, 수정체 유화 핸드피스는, 핸드피스 하우징, 상기 핸드피스 하우징의 원단에 설치되어 있는 초음파 유화 바늘, 및 상기 핸드피스 하우징의 근단에 설치되어 있는 흡입 조인트를 포함하되, 상기 핸드피스 하우징의 내부에는 트랜스듀서 부분 및 연장 부분이 설치되어 있고, 상기 트랜스듀서 부분 및 연장 부분의 내부 공간은 상기 흡입 조인트에 연통되어 흡입 통로를 형성하며, 상기 연장 부분에는 센서가 설치되어 있고, 상기 트랜스듀서 부분 및 연장 부분 사이는 플러그인 타입의 느슨한 결합으로 되고 그리고 양자 간의 원주방향으로의 회동을 규제하고, 상기 수정체 유화 핸드피스는 핸드피스 케이블을 통해, 초음파 발생기가 내장되어 있는 컨트롤러에 연결되는 단계(S1);
관류 호스를 통해 상기 수정체 유화 핸드피스에 연결되는 관류 소스를 제공하는 단계(S2);
일측이 흡입 호스를 통해 상기 수정체 유화 핸드피스에 연결되고, 타측이 폐액 챔버 및 폐액 통로를 통해 폐액 용기에 연결되는 진공 발생 장치를 제공하는 단계(S3);
상기 흡입 호스와 폐액 챔버 사이에 설치되고, 제1 신호 라인을 통해 상기 컨트롤러에 연결되며, 상기 폐액 챔버와의 사이에 부압 해방 통로가 설치되는 상시 폐쇄된 흡입 밸브를 제공하는 단계(S4);
상기 센서가 상기 흡입 통로의 압력 값을 측정하고, 상기 컨트롤러가 압력 변화의 속도를 계산하며, 유체 시스템 파라미터에 근거하여 상기 컨트롤러에 임계 값을 설정하고, 압력 변화의 속도가 상기 임계 값보다 크면, 상기 컨트롤러는 상기 흡입 밸브가 열리도록 제어하여 상기 흡입 통로의 부압을 상기 부압 해방 통로를 통해 신속히 해방시키는 단계(S5);를 포함한다.
바람직하게는, 상기 유체 시스템 파라미터는 안압(IOP), 등가 주입병 높이, 초음파 유화 바늘의 직경 크기, 진공 발생 장치의 최대 진공도를 포함하지만 이에 한정되지 않는다.
본 발명은 주로 다음과 같은 유익한 효과를 구현한다.
1. 수정체 유화 핸드피스의 중간 흡입 통로는 느슨하게 결합된 고정관 및 연장관으로 구성되고; 소형 압력 센서는 상기 연장관에 장착되지만 사용하기 쉬운 핸드피스의 크기와 초음파 성능을 여전히 유지할 수 있다.
2. 연장관의 설계 및 장착 방식(초음파 진동 커플링의 루즈 핏)은 초음파 진동이 센서에 미치는 영향을 최대한 감소시키는 동시에, 초음파 유화 바늘을 장착 및 탈착하기에 충분한 강도를 유지할 수 있다.
3. 핸드피스 트랜스듀서의 설계 방안은 이러한 센서 장착이 초음파 성능에 미치는 영향을 저하시킨다.
4. 수정체 유화 백내장 제거 수술에 있어서, 압력 센서에서 수술 부위의 거리 감소에 서지 위험을 신뢰적으로 규제하는 기술적 해결수단을 제공한다.
도 1은 선행기술의 간단한 수정체 유화 시스템의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수정체 유화 핸드피스의 구조 모식도이다.
도 3은 하우징 및 관류 슬리브가 제거된 도 2의 수정체 유화 핸드피스의 단면 모식도이다.
도 4는 도 3의 B-B 방향을 따른 단면도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 서지 규제 시스템의 토폴로지 다이어그램이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수정체 유화 핸드피스의 구조 모식도이다.
도 3은 하우징 및 관류 슬리브가 제거된 도 2의 수정체 유화 핸드피스의 단면 모식도이다.
도 4는 도 3의 B-B 방향을 따른 단면도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 서지 규제 시스템의 토폴로지 다이어그램이다.
이하, 도면에 도시된 구체적인 실시 형태를 결부하여 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나 이러한 실시 형태는 본 발명을 한정하는 것은 아니고, 본 분야의 통상의 지식을 가진 자가 이러한 실시 형태에 근거하여 진행한 구조, 방법, 또는 기능적 변경은 모두 본 발명의 보호범위에 포함된다.
이 해결수단의 설명에서, 용어 "중심", "상부", "하부", "좌측", "우측", "전면", "후면", "수직", "수평", "내부", "외부" 등이 지시하는 방향 또는 위치 관계는 도면에 도시된 방향 또는 위치 관계에 기반하고, 단지 설명의 편의 및 설명의 간략화를 위한 것으로, 지시하는 장치 또는 소자가 반드시 특정된 방향을 가져야 하며, 특정된 방향 구조로 구성 및 작동되어야 함을 나타내거나 암시하는 것이 아니므로 본 발명에 대한 한정으로 이해되어서는 아니된다. 이 밖에, 용어 "제1", "제2", "제3"은 단지 설명을 위해 사용된 것으로, 상대적 중요성을 지시하거나 암시하는 것으로 이해되어서는 아니된다. 또한, 이 해결수단의 설명에서, 작업자를 참조로, 작업자에 접근하는 방향은 근단(近端)이고, 작업자로부터 멀어지는 방향은 원단(遠端)이다.
도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명은 센서 구비 수정체 유화 핸드피스를 개시하는데, 선행기술과 마찬가지로, 핸드피스 하우징(201), 및 상기 핸드피스 하우징(201)의 원단에 설치되는 초음파 유화 바늘(202), 상기 핸드피스 하우징(201)의 근단에 설치되는 흡입 조인트(204)를 포함하고, 상기 흡입 조인트는 진공 발생 장치(507)(도 5)에 연결하기 위한 것이다.
상기 핸드피스 하우징(201)에는 관류관(206)이 더 설치되되, 상기 관류관(206)의 근단은 관류 조인트(205)이고, 상기 관류 조인트는 관류 소스(512)(도 5)에 연결하기 위한 것이다. 상기 초음파 유화 바늘(202)과 상기 핸드피스 하우징(201)의 연결부에는 관류 슬리브가 더 설치된다.
상기 수정체 유화 핸드피스는 흡입 및 관류의 두가지 기능을 갖고, 여기서 더 반복하지 않는다.
본 발명에서는, 상기 핸드피스 하우징(201)의 내부에 트랜스듀서 부분 및 연장 부분이 설치되어 있고, 트랜스듀서 부분은 증폭 영역(310) 및 구동 영역(311)으로 보다 상세하게 구분될 수 있다. 상기 트랜스듀서 부분은 초음파 혼(ultrasonic horn, 301) 및 구동 소자(302)를 포함하고, 상기 초음파 혼(301)의 원단은 상기 초음파 유화 바늘(202)과 나사 결합되며, 상기 초음파 혼(301)의 구체적인 변폭 구조는 본 발명의 중점이 아니므로 여기서 반복하지 않는다. 본 바람직한 실시예에서는, 상기 구동 소자(302)는 상기 초음파 혼(301)의 외주를 피복하며 말단 블록(303)에 의해 고정된다. 상기 구동 소자(302)는 압전 세라믹이다. 상기 말단 블록(303), 구동 소자(302) 및 초음파 혼(301)은 구동 영역(311)을 이루며 그 최대 외경은 대략 동일하고, 상기 초음파 혼(301)의 작은 외경 부분은 증폭 영역(310)이다.
상기 초음파 혼(301)의 근단은 고정관(304)이고, 상기 초음파 혼(301)과 고정관(304)은 일체로 제조되거나, 또는 양자가 별도의 소자로 제조될 수 있지만 장착 시에 강성 고정된다.
상기 연장 부분은 연장관(305), 센서(307) 및 밀봉 고정 콜로이드(306)를 포함한다. 구체적으로는, 상기 센서(307)는 접착제 접착 방식을 통해 상기 연장관(305)의 측면에 고정되고, 상기 센서(307)의 전원 라인 및 신호 라인은 상기 수정체 유화 핸드피스 케이블에 설치된다. 상기 센서(307)는 압저항형 마이크로 전자기계(Piezoresistive MEMS) 압력 센서이다.
기존의 설계에서는, 중간 흡입관은 일체형 또는 함께 강성 고정된 두 개의 소자이므로 흡입관에 강한 초음파 진동이 존재할 수 있다. 만약 센서를 이러한 흡입관에 고정시키면 초음파 진동에 의해 쉽게 간섭되거나 심지어는 손상된다. 이를 방지하기 위하여, 본 발명에서는 상기 연장관(305)과 상기 고정관(304) 사이는 플러그인 타입의 느슨한 결합으로 설정되고 양자 사이의 원주방향으로의 회동이 제한되며, 연결된 양자의 내부 공간은 초음파 유화 바늘(202)과 연통되어 흡입 통로를 형성한다. 물론, 구체적인 플러그인 타입의 결합은 도 3에 도시된 바와 같이 연장관(305)이 상기 고정관(304)의 외주를 피복하거나 또는 상기 고정관(304)이 상기 연장관(305)의 외주를 피복할 수도 있다.
상기 밀봉 고정 콜로이드(306)는 상기 연장관(305)과 상기 고정관(304)의 연결 영역의 외측을 피복한다. 상기 밀봉 고정 콜로이드(306)가 경화된 후의 경도는 60-90 Shore A 사이이다. 설명해야 할 부분으로는, 본 발명에 있어서의 상술된 느슨한 결합은 초음파 진동에 커플링하는 느슨한 결합이다.
상기 연장관(305)과 고정관(304)은 강성체를 형성하지 않으므로 초음파의 전달은 여기서 차단된다. 경화된 콜로이드는 기계적(정적 또는 초저주파의 전달) 고정 작용만 하여 연신 및 이탈, 즉 종방향 상대적 이동을 방지할 수 있다. 경화된 콜로이드는 원주방향에 있어서 일정한 고정 작용을 발휘하지만 바늘의 빈번한 장착 및 탈착 토크에 견딜 수 없을 수 있으므로 본 발명은 다음과 같은 회전 방지 결합 구조를 증설하였다.
실제 적용에 있어서, 초음파 유화 바늘(202)은 초음파 혼에 장착되거나 탈착되어야 하고, 일반적으로 나사 결합된다. 작업 시, 한 손으로 핸드피스 하우징(201)을 잡고 다른 손으로 초음파 유화 바늘(202)을 찝은 돌리기 공구를 잡는다. 토크는 핸드피스 하우징(201)을 통해 이에 체결 및 연결된 연장관(305)에 전달된 후, 고정관(304), 초음파 혼(301)의 원단에 전달된다. 따라서, 상기 연장관(305)과 고정관(304)의 연결단(連結端) 사이에 회전 방지 결합 구조를 설치하여야 한다. 도 4는 두 개의 파이프가 연결되는 단부에 서로 대응되는 평평한 절단면이 있는 회전 방지 결합 구조의 적용예를 도시하였다. 이러한 설계를 통해, 상기 연장관(305)과 센서(307)는 초음파 진동으로부터 효과적으로 격리되지만 여전히 전체 구조의 강성을 유지하여 다양한 기계적 작업을 충족시킨다. 물론, 본 분야의 통상의 지식을 가진 자는 다른 형태의 회전 방지 결합 구조도 허용된다는 것을 알아야 한다.
상기 이러한 추가된 밀봉 고정 콜로이드(306) 및 연장관(305)과 고정관(304)의 느슨한 결합 구조는 트랜스듀서에 대한 초음파 성능의 영향을 효과적으로 저하시킬 수 있다. 그러나, 본 발명은 이러한 성능 저하를 최소화하고 핸드피스의 초음파 성능을 유지하기 위해 초음파 트랜스듀서의 다음과 같은 설계 방안을 개시한다.
상기 고정관(304)의 근단의 연장 길이(즉 상기 말단 블록(303)의 근단으로부터 상기 고정관(304)의 근단까지의 길이)는, 핸드피스의 동작 주파수의 1/8의 파장을 초과하지 않고, 이와 같이 연장관(305)과 고정관(304)이 연결되는 부위의 초음파 진동은 매우 작아진다. 그 원인은, 굵은 진동체(여기서 말단 블록(303)을 지칭)의 단부에 가느다란 진동체(여기서 고정관(304)의 연장 부분을 지칭)가 연결되고, 만약 가느다란 진동체가 동작 주파수의 1/4 파장에 근접하면 말단은 강한 진동이 발생할 수 있기 때문이다. 따라서, 연장 길이를 짧게 할수록 이러한 진동 증폭이 작아진다.
상기 증폭 영역(310)의 직경은 구동 영역(311)의 직경의 1/2보다 작아 트랜스듀서의 높은 작업 효율을 유지하고, 구동 영역(311)의 진폭을 저하시킨다. 그 원인은, 초음파 혼의 진폭의 증폭에 영향을 미치는 요인 중 하나는 전단 및 후단의 면적비인데, 본 발명에 있어서 후단이 증폭 영역(310)이고 전단이 구동 영역(311)이며 양자의 직경비가 작으면 증폭 효과가 현저해지므로, 구동 영역의 작은 진폭만으로 증폭 영역의 말단에 큰 진폭이 발생할 수 있기 때문이다.
상기 구동 영역(311)의 길이는 핸드피스의 동작 주파수의 초음파 혼의 파장의 1/4 내지 1/2 사이로서, 핸드피스의 부하 능력 및 적절한 크기를 유지한다. 그 원인은, 만약 구동 영역(311)이 너무 짧아 초음파 혼의 1/4 파장보다 짧으면, 핸드피스의 부하 능력이 극히 약하고, 즉 바늘 끝에로의 조그마한 방해로도 핸드피스 전체의 진동이 매우 약해질 수 있으며; 만약 구동 영역(311)이 너무 길어 초음파 혼의 1/2 파장을 초과하면, 부하 능력이 정비례로 증가하지 않을 뿐만 아니라, 핸드피스 전체의 부피가 너무 커진다.
본 발명에 따른 서지 규제 시스템은, 도 5에 도시된 바와 같이,
초음파 유화 바늘(502)(도 3에서의 202)이 설치되어 있고, 핸드피스 케이블(511)을 통해, 초음파 발생기가 내장되어 있는 컨트롤러(505)에 연결되는, 센서(521)(도 3의 307) 구비 수정체 유화 핸드피스(501);
관류 센서(513)와 관류 밸브(514)가 설치되어 있는 관류 호스(515)를 통해 상기 수정체 유화 핸드피스(501)에 연결되며, 상기 관류 센서(513) 및 상기 관류 밸브(514)가 각각 제2 및 제3 신호 라인(516, 517)을 통해 상기 컨트롤러(505)에 연결되는, 관류 소스(512);
일측이 흡입 호스(508)를 통해 상기 수정체 유화 핸드피스(501)에 연결되고, 타측이 폐액 챔버(518) 및 폐액 통로(519)을 통해 폐액 용기(509)에 연결되는, 진공 발생 장치(507)를 포함한다.
선행기술과 마찬가지로, 초음파 진동은 초음파 유화 바늘(502)을 통해 눈(503)에 전달되고, 흡입 통로의 흡입 부압은 상기 진공 발생 장치(507)에 의해 발생된다. 백내장 조직(504)을 파쇄 및 유화하여 흡출하고, 흡출된 백내장과 액체 혼합체는 폐액 용기(509)에 이송된다.
본 발명의 구별점은 다음과 같다. 상시 폐쇄된 흡입 밸브(506)를 더 포함하는데, 상기 흡입 호스(508)와 폐액 챔버(518) 사이에 설치되고, 제1 신호 라인(510)을 통해 상기 컨트롤러(505)에 연결되며, 상기 흡입 밸브(506)와 상기 폐액 챔버(518) 사이에는 부압 해방 통로(520)가 설치된다. 본 발명에서, 흡입 밸브(506)가 닫힌 경우, 흡입 통로는 흡입 호스(508) 및 그와 연결된 핸드피스의 바늘 통로만이므로 진공 발생 장치에 의해 발생된 부압은 이 통로에만 존재하고, 바늘의 내부 관로를 통해서만 해방되며; 만약 부압이 너무 높으면, 바늘을 통해 갑자기 다량의 액체가 흡입되어 안구 내강이 함몰될 수 있다. 흡입 밸브가 열린 경우, 폐액 챔버(518) 및 폐액 용기(509)에 연통되어 대기압과 연통되고 그리고 개구가 바늘의 내부 관로보다 훨씬 큰 다른 하나의 흡입 통로(520)가 추가되므로 흡입 통로 내의 부압이 신속히 보상될 수 있고, 다시 말하면 흡입 통로 내의 부압이 신속히 해방된다. 약간 큰 개구는, 진공 장치에 의해 발생된 부압을 보상함에는 충분하지 않다.
본 발명에 따른 서지 규제 방법은, 다음과 같은 단계를 포함한다.
단계(S1)에서는, 센서 구비 수정체 유화 핸드피스(501)를 제공한다. 수정체 유화 핸드피스(501)는, 핸드피스 하우징(201), 상기 핸드피스 하우징(201)의 원단에 설치되어 있는 초음파 유화 바늘(202), 및 상기 핸드피스 하우징(201)의 근단에 설치되어 있는 흡입 조인트(204)를 포함한다. 상기 핸드피스 하우징(201)의 내부에는 트랜스듀서 부분 및 연장 부분이 설치되어 있고, 상기 트랜스듀서 부분 및 연장 부분의 내부 공간은 상기 흡입 조인트(204)에 연통되어 흡입 통로를 형성하고, 상기 연장 부분에는 센서(307)가 설치되어 있고, 상기 트랜스듀서 부분 및 연장 부분 사이는 플러그인 타입의 느슨한 결합으로 되고 그리고 양자 간의 원주방향으로의 회동이 규제되고, 상기 수정체 유화 핸드피스(501)는 핸드피스 케이블(511)을 통해, 초음파 발생기가 내장되어 있는 컨트롤러(505)에 연결된다.
단계(S2)에서는, 관류 호스(515)를 통해 상기 수정체 유화 핸드피스(501)에 연결되는 관류 소스(512)를 제공한다.
단계(S3)에서는, 일측이 흡입 호스(508)를 통해 상기 수정체 유화 핸드피스(501)에 연결되고, 타측이 폐액 챔버(518) 및 폐액 통로(519)를 통해 폐액 용기(509)에 연결되는 진공 발생 장치(507)를 제공한다.
단계(S4)에서는, 상기 흡입 호스(508)와 폐액 챔버(518) 사이에 설치되어 있고, 제1 신호 라인(510)을 통해 상기 컨트롤러(505)에 연결되는 상시 폐쇄된 흡입 밸브(506)를 제공하고, 상기 흡입 밸브(506)와 상기 폐액 챔버(518) 사이에는 부압 해방 통로(520)가 설치되어 있다.
단계(S5)에서는, 상기 센서(307)가 상기 흡입 통로의 압력 값을 측정하고, 상기 컨트롤러(505)가 압력 변화의 속도(예를 들어, mmHg/10ms)를 계산하며, 유체 시스템 파라미터에 근거하여 상기 컨트롤러에 임계 값을 설정하고, 상기 유체 시스템 파라미터는 안압(IOP), 등가 주입병 높이, 초음파 유화 바늘(202)의 직경 크기, 진공 발생 장치(507)의 최대 진공도를 포함하지만 이에 한정되지 않으며, 막힘이 해소되어 압력 변화의 속도가 상기 임계 값보다 크면, 상기 컨트롤러(505)는 상기 흡입 밸브(506)가 열리도록 제어하여 상기 흡입 통로 내의 부압을 상기 부압 해방 통로(520)를 통해 신속히 해방시키기 때문에 서지가 규제된다.
이상은 본 발명의 바람직한 실시형태일 뿐, 상기 바람직한 실시형태는 본 발명에 대한 한정으로 간주되어서는 아니됨을 유의하여야 하고, 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 한정된 범위를 기준으로 한다. 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고, 여러 개선 및 수정이 이루어질 수 있으며, 이러한 개선 및 수정도 본 발명의 보호범위로 간주되어야 한다.
Claims (18)
- 핸드피스 하우징(201), 상기 핸드피스 하우징(201)의 원단에 설치되어 있는 초음파 유화 바늘(202), 및 상기 핸드피스 하우징(201)의 근단에 설치되어 있는 흡입 조인트(204)를 포함하는 센서 구비 수정체 유화 핸드피스에 있어서,
상기 핸드피스 하우징(201)의 내부에는 트랜스듀서 부분 및 연장 부분이 설치되어 있고, 상기 트랜스듀서 부분은 초음파 혼(301) 및 구동 소자(302)를 포함하며, 상기 초음파 혼(301)의 원단은 상기 초음파 유화 바늘(202)과 나사 결합되고, 상기 초음파 혼(301)의 근단은 고정관(304)이며, 상기 연장 부분은 연장관(305) 및 상기 연장관(305)에 고정 설치되는 센서(307)를 포함하고, 상기 연장관(305)과 상기 고정관(304) 사이는 플러그인 타입의 느슨한 결합으로 되고 그리고 양자 간의 원주방향으로의 회동을 규제하고, 연결된 양자의 내부 공간은 초음파 유화 바늘(202)에 연통되어 흡입 통로를 형성하는 것을 특징으로 하는 센서 구비 수정체 유화 핸드피스. - 제1항에 있어서,
상기 센서(307)는 압저항형 마이크로 전자기계 압력 센서인 것을 특징으로 하는 센서 구비 수정체 유화 핸드피스. - 제1항에 있어서,
상기 센서(307)는 접착체 접착 방식을 통해 상기 연장관(305)의 측면에 고정되고, 상기 센서(307)의 전원 라인은 상기 수정체 유화 핸드피스의 케이블에 설치되는 것을 특징으로 하는 센서 구비 수정체 유화 핸드피스. - 제1항에 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 연장 부분은 상기 연장관(305)과 상기 고정관(304)의 연결 영역의 외측에 피복되는 밀봉 고정 콜로이드(306)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 구비 수정체 유화 핸드피스. - 제1항에 있어서,
상기 연장관(305)과 상기 고정관(304)의 연결단 사이에는 회전 방지 구조가 구비되는 것을 특징으로 하는 센서 구비 수정체 유화 핸드피스. - 제1항에 있어서,
상기 구동 소자(302)는 상기 초음파 혼(301)의 외주를 피복하고 말단 블록(303)에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 센서 구비 수정체 유화 핸드피스. - 제6항에 있어서,
상기 고정관(304)의 근단의 연장 길이는 상기 말단 블록(303)의 근단으로부터 상기 고정관(304)의 근단까지의 길이이며, 핸드피스의 동작 주파수의 1/8의 파장을 초과하지 않는 것을 특징으로 하는 센서 구비 수정체 유화 핸드피스. - 제1항에 있어서,
상기 트랜스듀서 부분은 증폭 영역(310) 및 구동 영역(311)을 포함하되, 상기 증폭 영역(310)의 직경은 구동 영역(311)의 직경의 1/2보다 작은 것을 특징으로 하는 센서 구비 수정체 유화 핸드피스. - 제8항에 있어서,
상기 구동 영역(311)의 길이는 핸드피스의 동작 주파수의 초음파 혼의 파장의 1/4 내지 1/2 사이인 것을 특징으로 하는 센서 구비 수정체 유화 핸드피스. - 제1항에 있어서,
상기 구동 소자(302)는 압전 세라믹인 것을 특징으로 하는 센서 구비 수정체 유화 핸드피스. - 제1항에 있어서,
상기 초음파 혼(301)과 고정관(304)은 일체로 제조되거나, 강성 고정되는 것을 특징으로 하는 센서 구비 수정체 유화 핸드피스. - 제1항에 있어서,
상기 핸드피스 하우징(201)에는 관류관(206)이 더 설치되되, 상기 관류관(206)의 근단은 관류 조인트(205)이고, 상기 관류 조인트는 관류 소스(512)에 연결하기 위한 것 임을 특징으로 하는 센서 구비 수정체 유화 핸드피스. - 핸드피스 하우징(201), 상기 핸드피스 하우징(201)의 원단에 설치되어 있는 초음파 유화 바늘(202), 및 상기 핸드피스 하우징(201)의 근단에 설치되어 있는 흡입 조인트(204)를 포함하는 센서 구비 수정체 유화 핸드피스에 있어서,
상기 핸드피스 하우징(201)의 내부에는 트랜스듀서 부분 및 연장 부분이 설치되어 있고, 상기 트랜스듀서 부분 및 연장 부분의 내부 공간은 상기 흡입 조인트(204)에 연통되어 흡입 통로를 형성하며, 상기 연장 부분에는 센서(307)가 설치되어 있고, 상기 트랜스듀서 부분 및 연장 부분 사이는 플러그인 타입의 느슨한 결합으로 되고 그리고 양자 간의 원주방향으로의 회동을 규제하는 것을 특징으로 하는 센서 구비 수정체 유화 핸드피스. - 제13항에 있어서,
상기 트랜스듀서 부분은 초음파 혼(301) 및 구동 소자(302)를 포함하되, 상기 구동 소자(302)는 압전 세라믹이고, 상기 초음파 혼(301)의 원단은 상기 초음파 유화 바늘(202)에 나사 결합되며, 상기 연장 부분은 연장관(305) 및 접착체 접착 방식을 통해 상기 연장관(305)의 측면에 고정되는 센서(307)를 포함하고, 상기 연장관(305)의 원단과 상기 초음파 혼(301)의 근단은 플러그인 타입의 느슨한 결합으로 되고 그리고 양자 간의 원주방향으로의 회동을 규제하고, 연결된 연장관(305)과 초음파 혼(301)의 내부 공간은 초음파 유화 바늘(202)과 연통되어 흡입 통로를 형성하는 것을 특징으로 하는 센서 구비 수정체 유화 핸드피스. - 핸드피스 케이블(511)을 통해, 초음파 발생기가 내장된 컨트롤러(505)에 연결되는 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 센서 구비 수정체 유화 핸드피스(501);
관류 호스(515)를 통해 상기 수정체 유화 핸드피스(501)에 연결되는 관류 소스(512);
일측이 흡입 호스(508)를 통해 상기 수정체 유화 핸드피스(501)에 연결되고, 타측이 폐액 챔버(518) 및 폐액 통로(519)를 통해 폐액 용기(509)에 연결되는 진공 발생 장치(507);
상기 흡입 호스(508)와 폐액 챔버(518) 사이에 설치되고, 제1 신호 라인(510)을 통해 상기 컨트롤러(505)에 연결되는 상시 폐쇄된 흡입밸브(506)를 포함하고,
상기 흡입 밸브(506)와 상기 폐액 챔버(518) 사이에는 부압 해방 통로(520)가 설치되는 것을 특징으로 하는 서지 규제 시스템. - 제15항에 있어서,
상기 관류 호스(515)에는 관류 센서(513) 및 관류 밸브(514)가 설치되어 있고, 상기 관류 센서(513) 및 관류 밸브(514)는 각각 제2, 제3 신호 라인(516, 517)을 통해 상기 컨트롤러(505)에 연결되는 것을 특징으로 하는 서지 규제 시스템. - 센서 구비 수정체 유화 핸드피스(501)를 제공하는 단계(S1)로서, 수정체 유화 핸드피스는, 핸드피스 하우징(201), 상기 핸드피스 하우징(201)의 원단에 설치되어 있는 초음파 유화 바늘(202), 및 상기 핸드피스 하우징(201)의 근단에 설치되어 있는 흡입 조인트(204)를 포함하되, 상기 핸드피스 하우징(201)의 내부에는 트랜스듀서 부분 및 연장 부분이 설치되어 있고, 상기 트랜스듀서 부분 및 연장 부분의 내부 공간은 상기 흡입 조인트(204)에 연통되어 흡입 통로를 형성하며, 상기 연장 부분에는 센서(307)가 설치되어 있고, 상기 트랜스듀서 부분 및 연장 부분 사이는 플러그인 타입의 느슨한 결합으로 되고 그리고 양자 간의 원주방향으로의 회동을 규제하고, 상기 수정체 유화 핸드피스(501)는 핸드피스 케이블(511)을 통해, 초음파 발생기가 내장되어 있는 컨트롤러(505)에 연결되는 단계(S1);
관류 호스(515)를 통해 상기 수정체 유화 핸드피스(501)에 연결되는 관류 소스(512)를 제공하는 단계(S2);
일측이 흡입 호스(508)를 통해 상기 수정체 유화 핸드피스(501)에 연결되고, 타측이 폐액 챔버(518) 및 폐액 통로(519)를 통해 폐액 용기(509)에 연결되는 진공 발생 장치(507)를 제공하는 단계(S3);
상기 흡입 호스(508)와 폐액 챔버(518) 사이에 설치되어 있고, 제1 신호 라인(510)을 통해 상기 컨트롤러(505)에 연결되는 상시 폐쇄된 흡입 밸브(506)를 제공하는 단계(S4)로서, 상기 흡입 밸브(506)와 상기 폐액 챔버(518) 사이에는 부압 해방 통로(520)가 설치되어 있는 단계(S4);
상기 센서(307)가 상기 흡입 통로의 압력 값을 측정하고, 상기 컨트롤러(505)가 압력 변화의 속도를 계산하며, 유체 시스템 파라미터에 근거하여 상기 컨트롤러에 임계 값을 설정하고, 압력 변화의 속도가 상기 임계 값보다 크면, 상기 컨트롤러(505)는 상기 흡입 밸브(506)가 열리도록 제어하여 상기 흡입 통로 내의 부압을 상기 부압 해방 통로(520)를 통해 신속히 해방시키는 단계(S5);를 포함하는 것을 특징으로 하는 서지 규제 방법. - 제17항에 있어서,
상기 유체 시스템 파라미터는 안압(IOP), 등가 주입병 높이, 초음파 유화 바늘(202)의 직경 크기, 진공 발생 장치(507)의 최대 진공도를 포함하지만 이에 한정되지 않는 것을 특징으로 하는 서지 규제 방법.
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