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技術 水晶体流体工学吸引システム用の急速開放通気弁

出願人 ノバルティスアーゲー
発明者 グレゴリーエス.レイサーダニエルジー.ホワイトサティシュヤラマンチリ
出願日 2015年12月10日 (5年6ヶ月経過) 出願番号 2017-530620
公開日 2017年12月28日 (3年5ヶ月経過) 公開番号 2017-538494
状態 特許登録済
技術分野 眼耳の治療、感覚置換
主要キーワード 真向かいに 円筒状チャンバ 軸インタフェース 吸引路内 締付圧 流量性能 固体壁 切断チップ
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (18)

課題・解決手段

水晶体流体工学吸引システム内の閉塞解除後のサージを軽減するように真空を急速に通気する装置、システムおよび方法が提供される。吸引システムは、容積式ポンプを利用して流れを発生させ、および通気弁を利用して、眼内でかつポンプで検出された圧力センサフィードバックに基づいて通気するか、または圧力もしくは真空レベルを抑制する。本明細書に記載する実施形態は、急速開放通気弁を提供し、それは、急速開放通気弁の角回転時に急速開放流量応答を生成する。急速開放通気弁における流量性能は、略閉鎖弁位置で弁の有効断面積を増大させることによって改善される。特に、断面積の増大は、通気弁を通して形成された流路円形縁および開口部を補完する凹状縁部分を形成することによって達成される。

概要

背景

白内障水晶体に対する水晶体超音波乳化吸引処置に好適な典型的な外科手術器具は、角針および灌流スリーブを備えた超音波駆動式水晶体超音波乳化吸引術ハンドピースと、制御卓とを含む。ハンドピースは、電気ケーブルおよび可撓性管によって制御卓に取り付けられる。可撓性管は、手術部位灌流流体を供給し、吸引流体を手術部位から排泄物または廃棄リザーバ運ぶ

水晶体超音波乳化吸引処置中、角針の先端および灌流スリーブの端部は、眼の外側組織における小さい切開部を通して前眼部内に挿入される。外科医は、角針の先端を眼の水晶体と接触させ、それにより、振動する先端が水晶体を断片化する。結果としての断片は、処置中に目に提供された灌流流体とともに、角針の内側の穴を通して眼から吸い出される。

処置を通して、灌流流体は、灌流スリーブと角針との間を通過し、灌流スリーブの先端においてかつ/または灌流スリーブの端部近くに形成された1つもしくは複数のポートまたは開口部から眼中に出ることにより、眼中に注入される。この灌流流体は重要であり、それは、乳化した水晶体を取り除く間に目がつぶれるのを防止し、超音波角針の振動によって発生する熱から眼の組織を保護し、眼から吸引するために乳化した水晶体の断片を懸濁させるためである。

外科処置中、制御卓は、灌流流量および吸引流量を制御して、眼中の手術部位において比較的一貫した流体圧を維持しようとして適切な眼内房圧バランスを維持する。

眼からの流体の吸引流量は、通常、吸引ライン真空をもたらす吸引ポンプによって調節される。吸引流量および/または真空は、水晶体を除去するために所望の作用効果を達成するように設定される。水晶体超音波乳化吸引処置中、眼中の一貫した流体圧が望ましいが、一般的な発症または合併症により、眼における流体流量および圧力の変動または急峻な変化がもたらされる。閉塞解除(occlusion break)後のサージは、眼の前房が望ましくないほど浅くなることであり、それは、流れの閉塞により吸引経路内に真空が発生し、その後、その閉塞が急に取り除かれる場合にもたらされる。これにより、眼からの流体に対して真空を解除することが高く求められることになり、それにより前房が急に浅くなる。

閉塞後サージの問題は、従来、吸引ラインに断面の縮小したオリフィスを追加することを含む多数の方法で対処されてきた。こうした面積の縮小により閉塞後サージの影響が低減するが、吸引路断面の縮小により、処置中の詰まりの可能性も増大する可能性がある。コーナ、角度および流体リストリクタを備えた、曲がりくねった通路を含む他の方法が使用または提案されてきが、それも詰まりが起こりやすい。いくつかの従来の解決法は、ポンプにまたはその近くに抵抗要素を含む。しかしながら、これらの解決法の有効性は、抵抗要素と眼との間の管のコンプライアンスが比較的大きいために制限される。別の企図された解決法は、全体的な管の抵抗を上昇させようとして長さの増大した可撓性吸引管を使用することであった。可撓性管の長さを追加するこの解決法には、吸引路に追加のコンプライアンスが加わるという望ましくない影響がある。追加のコンプライアンスにより、閉塞解除中の眼からの流体に対する必要性が増大し、ときには管長を長くすることによって得られる利点が完全に相殺される。

概要

水晶体流体工学吸引システム内の閉塞解除後のサージを軽減するように真空を急速に通気する装置、システムおよび方法が提供される。吸引システムは、容積式ポンプを利用して流れを発生させ、および通気弁を利用して、眼内でかつポンプで検出された圧力センサフィードバックに基づいて通気するか、または圧力もしくは真空レベルを抑制する。本明細書に記載する実施形態は、急速開放通気弁を提供し、それは、急速開放通気弁の角回転時に急速開放流量応答を生成する。急速開放通気弁における流量性能は、略閉鎖弁位置で弁の有効断面積を増大させることによって改善される。特に、断面積の増大は、通気弁を通して形成された流路円形縁および開口部を補完する凹状縁部分を形成することによって達成される。

目的

本開示は、概して、閉塞解除後のサージの量を軽減するように吸引システムにおいて真空を通気するための通気弁を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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請求項1

手術部位灌流流体を提供するように構成された灌流システムと、前記手術部位から吸引流体吸引するように配置された吸引システムであって、前記吸引流体を前記手術部位から離れて吸引流体ドレンに向けるように構成された吸引路と、前記吸引路内に配置されたカセットであって、前記吸引流体を前記吸引路に沿って前記吸引流体ドレンに通すように構成されたポンプインタフェース部分と、前記ポンプインタフェース部分を迂回して前記吸引路を通気リザーバに接続する通気路と、固体壁と前記固体壁の第1開口部とを有する弁室であって、前記第1開口部が、前記固体壁と前記第1開口部との間に第1縁部分を有する、弁室と、前記弁室内に配置され、かつ開放位置と閉鎖位置との間で選択的に回転するように構成された通気弁であって、それを通る流路を備え、かつ前記流路が、選択的に、それを通る流体の流れを阻止するように前記閉鎖位置で前記固体壁と位置合せ可能であり、かつそれを通る流体の流れを可能にするように前記開放位置で前記第1開口部と位置合せ可能である第2開口部を有し、前記通気弁の前記第2開口部が、前記弁室の前記第1縁部分と形状が実質的に相補的である第2縁部分を有し、前記弁室の前記第1縁部分および前記通気弁の前記第2縁部分が、前記通気弁が前記閉鎖位置から前記開放位置に遷移する際に互いを通過する、通気弁とを備えるカセットとを備える吸引システムとを備える水晶体超音波乳化吸引手術システム

請求項2

第1縁部分および前記第2縁部分のうちの一方が凸形状を有し、前記第1縁部分および前記第2縁部分のうちの他方が、前記凸形状を補完する凹形状を有する、請求項1に記載の水晶体超音波乳化吸引手術システム。

請求項3

前記凹形状が円形状の半径と実質的に同じ半径を有する、請求項2に記載の水晶体超音波乳化吸引手術システム。

請求項4

前記流路の前記第2開口部が前記凹形状を備え、かつ砂時計形状であって、前記砂時計形状の2つの凹状面を含む砂時計形状を有する、請求項3に記載の水晶体超音波乳化吸引手術システム。

請求項5

前記流路が円形断面形状を有し、前記流路の前記第2開口部が前記砂時計形状から前記流路の前記円形断面形状まで徐々に遷移する、請求項4に記載の水晶体超音波乳化吸引手術システム。

請求項6

前記通気弁が回転活栓弁である、請求項1に記載の水晶体超音波乳化吸引手術システム。

請求項7

前記通気弁を前記開放位置と前記閉鎖位置との間で回転させて前記通気路を選択的に開放および閉鎖するように構成されたモータと、ハンドピースに配置されかつ流体圧力を検出するように構成された圧力センサと、前記圧力センサを介して前記吸引流体における真空を検出し、かつ真空が検出されると前記通気弁を前記閉鎖位置から前記開放位置まで回転させるように前記モータを制御するように構成されたコントローラとをさらに備える、請求項1に記載の水晶体超音波乳化吸引手術システム。

請求項8

前記通気弁が、前記カセットが前記水晶体超音波乳化吸引手術システムに設置されると前記モータと係合するように構成されたモータ係合部分と、前記流路が形成される本体部分とをさらに備え、前記通気弁が前記弁室に設置されると、前記通気弁の前記本体部分が前記弁室内に配置され、および前記モータ係合部分が前記弁室から突出する、請求項7に記載の水晶体超音波乳化吸引手術システム。

請求項9

前記通気弁の前記モータ係合部分が、前記通気弁が回転するときに前記弁室の上面上で摺動するように構成された回転制限部分を備え、前記弁室が、前記弁室の前記上面に配置された回転ストッパをさらに備え、前記回転ストッパが、前記通気弁の前記回転制限部分が摺動して前記回転ストッパに衝突すると前記を停止させることにより、前記通気弁の回転を停止させるように構成されている、請求項8に記載の水晶体超音波乳化吸引手術システム。

請求項10

前記通気弁の回転範囲が、前記弁室の前記回転ストッパと前記通気弁の前記回転制限部分との位置およびサイズによって画定される、請求項9に記載の水晶体超音波乳化吸引手術システム。

請求項11

水晶体超音波乳化手術システムの吸引システムで使用されるカセットであって、吸引流体を吸引路に沿って通すように構成されたポンプインタフェース部分と、前記ポンプインタフェース部分を迂回して前記吸引路を通気リザーバに接続する通気路と、固体壁と前記固体壁に形成された第1開口部とを有する弁室であって、前記第1開口部が、前記固体壁と前記第1開口部との間に第1縁部分を有する、弁室と、前記弁室内に配置され、かつ開放位置と閉鎖位置との間で選択的に回転するように構成された通気弁であって、前記弁室が、それを通る流路を備え、前記流路が、選択的に、それを通る流体の流れを阻止するように前記閉鎖位置で前記固体壁と位置合せ可能であり、かつそれを通る流体の流れを可能にするように前記開放位置で前記第1開口部と位置合せ可能である第2開口部を有し、前記通気弁の前記第2開口部が、前記弁室の前記第1縁部分と形状が実質的に相補的である第2縁部分を有し、前記弁室の前記第1縁部分および前記通気弁の前記第2縁部分が、前記通気弁が前記閉鎖位置から前記開放位置に遷移する際に互いを通過する、通気弁とを備えるカセット。

請求項12

前記第1縁部分および前記第2縁部分のうちの一方が凸形状を有し、前記第1縁部分および前記第2縁部分のうちの他方が、前記凸形状を補完する凹形状を有する、請求項11に記載のカセット。

請求項13

前記第2縁部分の前記凹形状が、前記弁室の前記第1開口部の前記凸形状の半径と実質的に同じ半径を有する、請求項12に記載のカセット。

請求項14

前記流路の前記第2開口部が、砂時計形状であって、前記砂時計形状の2つの凹状面を含む砂時計形状を有する、請求項13に記載のカセット。

請求項15

前記流路が円形断面形状を有し、前記流路の前記第2開口部が、前記砂時計形状から前記流路の前記円形断面形状まで徐々に遷移する、請求項14に記載のカセット。

請求項16

前記通気弁が回転活栓弁である、請求項11に記載のカセット。

請求項17

前記弁室が第1熱可塑性材料で形成され、および前記通気弁が、前記第1熱可塑性材料より剛性の低い第2熱可塑性材料で形成され、それにより、前記通気弁が前記弁室内に圧入される、請求項11に記載のカセット。

請求項18

水晶体超音波乳化手術システムの吸引システムに設置されたカセットで使用される回転通気弁であって、前記回転通気弁が回転されるモータと係合するように構成されたモータ係合部分と、流路と前記流路の2つの開口部とが形成されている本体部分であって、前記流路の前記2つの開口部のうちの少なくとも一方の縁部分が凹形状を有する、本体部分とを備える回転通気弁。

請求項19

前記流路の前記2つの開口部のうちの前記少なくとも一方が、砂時計形状であって、前記砂時計形状の2つの凹状面のうちの一方として前記縁部分を含む砂時計形状を有する、請求項18に記載の回転通気弁。

請求項20

前記流路が円形断面形状を有し、および前記流路の前記2つの開口部のうちの前記少なくとも一方が、前記砂時計形状から前記流路の前記円形状まで徐々に遷移する、請求項19に記載の回転通気弁。

技術分野

0001

本開示は、概して、水晶体超音波乳化吸引処置で使用される吸引システムに関し、より詳細には、動作を改善するために急速開放通気弁を採用する吸引システムに関する。

背景技術

0002

白内障水晶体に対する水晶体超音波乳化吸引処置に好適な典型的な外科手術器具は、角針および灌流スリーブを備えた超音波駆動式水晶体超音波乳化吸引術ハンドピースと、制御卓とを含む。ハンドピースは、電気ケーブルおよび可撓性管によって制御卓に取り付けられる。可撓性管は、手術部位灌流流体を供給し、吸引流体を手術部位から排泄物または廃棄リザーバ運ぶ

0003

水晶体超音波乳化吸引処置中、角針の先端および灌流スリーブの端部は、眼の外側組織における小さい切開部を通して前眼部内に挿入される。外科医は、角針の先端を眼の水晶体と接触させ、それにより、振動する先端が水晶体を断片化する。結果としての断片は、処置中に目に提供された灌流流体とともに、角針の内側の穴を通して眼から吸い出される。

0004

処置を通して、灌流流体は、灌流スリーブと角針との間を通過し、灌流スリーブの先端においてかつ/または灌流スリーブの端部近くに形成された1つもしくは複数のポートまたは開口部から眼中に出ることにより、眼中に注入される。この灌流流体は重要であり、それは、乳化した水晶体を取り除く間に目がつぶれるのを防止し、超音波角針の振動によって発生する熱から眼の組織を保護し、眼から吸引するために乳化した水晶体の断片を懸濁させるためである。

0005

外科処置中、制御卓は、灌流流量および吸引流量を制御して、眼中の手術部位において比較的一貫した流体圧を維持しようとして適切な眼内房圧バランスを維持する。

0006

眼からの流体の吸引流量は、通常、吸引ライン真空をもたらす吸引ポンプによって調節される。吸引流量および/または真空は、水晶体を除去するために所望の作用効果を達成するように設定される。水晶体超音波乳化吸引処置中、眼中の一貫した流体圧が望ましいが、一般的な発症または合併症により、眼における流体流量および圧力の変動または急峻な変化がもたらされる。閉塞解除(occlusion break)後のサージは、眼の前房が望ましくないほど浅くなることであり、それは、流れの閉塞により吸引経路内に真空が発生し、その後、その閉塞が急に取り除かれる場合にもたらされる。これにより、眼からの流体に対して真空を解除することが高く求められることになり、それにより前房が急に浅くなる。

0007

閉塞後サージの問題は、従来、吸引ラインに断面の縮小したオリフィスを追加することを含む多数の方法で対処されてきた。こうした面積の縮小により閉塞後サージの影響が低減するが、吸引路断面の縮小により、処置中の詰まりの可能性も増大する可能性がある。コーナ、角度および流体リストリクタを備えた、曲がりくねった通路を含む他の方法が使用または提案されてきが、それも詰まりが起こりやすい。いくつかの従来の解決法は、ポンプにまたはその近くに抵抗要素を含む。しかしながら、これらの解決法の有効性は、抵抗要素と眼との間の管のコンプライアンスが比較的大きいために制限される。別の企図された解決法は、全体的な管の抵抗を上昇させようとして長さの増大した可撓性吸引管を使用することであった。可撓性管の長さを追加するこの解決法には、吸引路に追加のコンプライアンスが加わるという望ましくない影響がある。追加のコンプライアンスにより、閉塞解除中の眼からの流体に対する必要性が増大し、ときには管長を長くすることによって得られる利点が完全に相殺される。

発明が解決しようとする課題

0008

したがって、医療処置中に発生する可能性がある閉塞後サージを低減させる改善されたシステムが依然として必要とされている。本開示は、従来技術における欠点のうちの1つまたは複数に対処することに向けられている。

課題を解決するための手段

0009

本開示は、概して、閉塞解除後のサージの量を軽減するように吸引システムにおいて真空を通気するための通気弁を提供する装置および方法に関し、かつそれらを包含する。特に、通気弁が略閉鎖位置にあるときに初期流量を改善するように、流路に対して改善された開口部を備えた通気弁が提供される。

0010

実施形態では、水晶体超音波乳化吸引手術システムに改善された通気弁を設けることができ、それは、通気弁が最初に開放するときに初期流量を増大させる。水晶体超音波乳化吸引手術システムは、手術部位に灌流流体を提供するように構成された灌流システムと、手術部位から吸引流体を吸引するように配置された吸引システムとを含むことができる。吸引システムは、吸引流体を手術部位から離れて吸引流体ドレンに向けるように構成された吸引路と、吸引路内に配置されたカセットとを含むことができる。カセットは、吸引流体を吸引路に沿って吸引流体ドレンに通すように構成されたポンプインタフェース部分を含むことができる。カセットは、ポンプインタフェース部分を迂回して吸引路を通気リザーバに接続する通気路と、固体壁と固体壁の第1開口部とを有する弁室であって、第1開口部が、固体壁と第1開口部との間に第1縁部分を有する、弁室と、弁室内に配置されている、開放位置と閉鎖位置との間で選択的に回転するように構成された通気弁であって、弁室がそれを通る流路を備える、通気弁とを含むことができる。流路は、選択的に、それを通る流体の流れを阻止するように閉鎖位置で固体壁と位置合せ可能であり、かつそれを通る流体の流れを可能にするように開放位置で第1開口部と位置合せ可能である、第2開口部を有する。通気弁の第2開口部は、弁室の第1縁部分と形状が実質的に相補的である第2縁部分を有する。弁室の第1縁部分および通気弁の第2縁部分は、通気弁が閉鎖位置から開放位置に遷移する際に互いを通過する。

0011

実施形態では、弁室の第1開口部は円形状を有し、および通気弁の流路の第2縁部分は、弁室の第1開口部の円形状を補間する凹形状を有する。実施形態では、第2縁部分の凹形状は、弁室の第1開口部の円形状の半径と実質的に同じ半径を有する。いくつかの実施形態では、流路の第2開口部は、砂時計形状であって、砂時計形状の2つの凹状面のうちの一方として第2縁部分を含む砂時計形状を有する。弁室の第1縁部分および通気弁の第2縁部分の補完する形状により、通気弁が最初に開放するときの流量が増大する。

0012

上述した概要および以下の詳細な説明の両方は、本質的に例示的かつ説明的であり、本開示の範囲を限定することなく本開示が理解されるようにすることが意図されていることが理解されるべきである。それに関して、本開示の追加の態様、特徴および利点は、以下の詳細な説明から当業者に明らかとなるであろう。

0013

添付図面は、本明細書に開示する装置および方法の実施形態を例示し、説明とともに、本開示の原理を説明する役割を果たす。

図面の簡単な説明

0014

本明細書に記載する教示および原理を実施する本開示の一態様による例示的な水晶体超音波乳化吸引手術制御卓の図である。
本開示の原理による吸引を駆動する流体工学サブシステムを含むさまざまなサブシステムを示す図1の水晶体超音波乳化吸引術制御卓のブロック図である。
本開示の一態様による図1および図2の水晶体超音波乳化吸引手術制御卓で使用可能な例示的な流体工学サブシステムの概略図である。
本開示の一態様による図3の流体工学サブシステムで使用可能な例示的なカセットの組立分解図である。
本開示の一態様による急速開放通気弁の例示的な斜視図を示す図である。
本開示の一態様による図5Aの急速開放通気弁の上面図を示す図である。
本開示の一態様による図5Aの急速開放通気弁の側面図を示す図である。
本開示の一態様による線A−Aに沿った図5Bの急速開放通気弁の断面図を示す図である。
本開示の一態様による線B−B沿った図5Dの急速開放通気弁の断面図を示す図である。
本開示の一態様による、開放位置にある、弁室に設置された図5Aの急速開放通気弁の断面図を示す図である。
本開示の一態様による、閉鎖位置にある、図6Aの弁室に設置される90度回転した図5Aの急速開放通気弁の断面図を示す図である。
本開示の一態様による、閉鎖位置にある、弁室に設置されかつ図6Bに対して90度の断面での図5Aの急速開放通気弁の断面図を示す図である。
本開示の一態様による、閉鎖位置から略閉鎖位置まで遷移している従来の通気弁を示す図である。
本開示の一態様による、閉鎖位置から略閉鎖位置まで遷移している急速開放通気弁を示す図である。
本開示の一態様による、従来の通気弁および改善された急速開放通気弁の初期流路面積を比較する開口部の部分的に重なる領域の図である。

実施例

0015

本開示の原理の理解を促進する目的で、ここで、図面に例示されている実施形態を参照し、それについて説明するために所定の文言を使用する。それにも関わらず、本開示の範囲の限定は意図されていないことが理解されよう。記載する装置、器具、方法、および本開示の原理の任意のさらなる適用に対する任意の改変形態およびさらなる変更形態は、本開示が関連する技術分野における当業者が通常想到するように完全に企図される。特に、一実施形態に関して記載される特徴、構成要素および/またはステップを、本開示の他の実施形態に関して記載する特徴、構成要素および/またはステップと組み合わせ得ることが完全に企図される。簡単のために、場合により、同じまたは同様の部分について言及するために、図面を通して同じ参照番号を使用する。

0016

本開示は、水晶体流体工学吸引システム内の閉塞解除後のサージを軽減するように真空を急速に通気する装置、システムおよび方法に関する。吸引システムは、容積式ポンプを利用して流れを発生させ、および通気弁を利用して、眼内でかつポンプにおいて検出された圧力センサフィードバックに基づいて通気するか、または圧力もしくは真空レベルを抑制する。本明細書に記載する実施形態は、急速開放通気弁を提供し、それは、急速開放通気弁の角回転時に急速開放流量応答を生成する。急速開放通気弁における流量性能は、略閉鎖弁位置において弁の有効断面積を増大させることによって向上する。特に、面積の増大は、円筒部貫通孔に略等しい半径の2つの円形弓形部を組み込むことによって達成される。しかしながら、当業者は、本開示の全体的な意図または教示から逸脱することなく、急速開放流量応答を提供するために同様の実施形態を使用し得ることを理解するであろう。

0017

図1は、全体として100で示す例示的な水晶体超音波乳化外科手術制御卓を示す。図2は、水晶体超音波乳化吸引処置を行うように動作するさまざまなサブシステムを示す制御卓100のブロック図である。制御卓100は、内部にコンピュータシステム103が配置されているベースハウジング102と、水晶体超音波乳化手術処置中にシステムの動作および性能に関するデータを示す、関連する表示画面104とを含む。制御卓100はまた、水晶体超音波乳化吸引手術処置を行うように合わせて使用される複数のサブシステムも含む。たとえば、サブシステムには、たとえばフットペダル108を含むフットペダルサブシステム106と、可撓性管112を通して眼に流体を送達する灌流システムおよび眼から流体を吸引する吸引システムを含む流体工学サブシステム110と、角針を備えた超音波発振ハンドピース118を含む超音波発生器サブシステム116と、硝子体切除ハンドピース122を含む空気圧式硝子体切除用カッターサブシステム120とがある。これらのサブシステムは、部分的に重なり、協働して手順のさまざまな態様を行う。

0018

図3は、流体工学サブシステム110およびハンドピース118を示す概略図を示す。流体工学サブシステム110は、各々がハンドピース118と連通している、灌流システム300および吸引システム302を含む。灌流システム300は、滅菌溶液リザーバとしての灌流源304と、リザーバから手術部位への流量を調節する灌流弁306と、可撓性灌流管308と、ハンドピース118内の灌流路310と、ハンドピース118の構成要素とみなすことができるスリーブ312とを含む。灌流源304は、たとえば締付圧システム等、機械的に加圧される流体源であり得る。別の実施形態では、灌流源304は、調整可能である場合もあれば可能でない場合もあるポール(たとえば、IVポール)によって吊下げられる流体源であり得る。他の流体源も企図される。

0019

灌流システム300は、滅菌溶液リザーバ304とハンドピース118との間に延在し、流体を(図3において眼として標識される)手術部位に運ぶ。一例では、滅菌流体生理食塩流体であるが、他の流体を使用することができる。図2における可撓性管112の一部として、可撓性灌流管308を形成することができる。いくつかの実施形態では、灌流管308は、複数のセグメントから形成され、いくつかのセグメントは剛性であり、および他は可撓性である。また、いくつかの実施形態では、灌流システム300の少なくとも一部は、カセット314内に形成されており、カセット314は、図1における制御卓100と協働して、滅菌溶液リザーバ304と患者の眼との間に流体連通を提供する。上述したように、いくつかの実施形態では、灌流スリーブ312は、外科処置中に眼に灌流流体流を提供するように角針の周囲に配置される。

0020

吸引システム302は、ハンドピース118内の吸引路316と、ハンドピース118内に配置されたハンドピース圧力センサ(HPS)365と、小口径可撓性吸引管318と、吸引圧力センサAPS)320と、ポンプ322と、通気弁324と、ドレンラインリザーバ326と、ドレンリザーバ328とを含む。実施形態では、ハンドピース118の灌流路にHPS365を配置することができる。別の実施形態では、ハンドピース118の吸引路にHPS365を配置することができる。ハンドピースコネクタ330が、ハンドピース118内の吸引路316を小口径可撓性吸引管318に接続する。カセットコネクタ332が、可撓性吸引管318をカセット314内のカセット吸引ラインに接続する。図示するように、吸引システム302は、手術部位(眼)からドレンリザーバ328まで延在している。それは、任意の乳化粒子とともに、眼を洗い流すために使用された流体を運び出す。可撓性灌流管308に関して上述したように、小口径可撓性吸引管318の少なくとも一部は、可撓性管112から形成することができる。いくつかの実施形態では、吸引システム302は、複数のセグメントから形成され、いくつかのセグメントは剛性であり、および他は可撓性である。また、いくつかの実施形態では、吸引システム302の少なくとも一部はカセット314内に形成されており、カセット314は、図1における制御卓100と協働して、ハンドピース118とドレンリザーバ328との間に流体連通を提供する。ドレンリザーバ328は、実際には、内蔵リザーバの代わりにドレンであり得ることが明らかなはずである。上述したように、いくつかの実施形態では、吸引流体路316を含む吸引システム302は、ハンドピース118の(図3において334で標識する)切断チップの穴と流体連通し、外科処置中、針穴を通して吸引システム302内に流体および乳化粒子を吸引するために使用される。

0021

外科手術中に水晶体断片が吸引経路の一部に入って詰まる場合等、流れの閉塞により、吸引経路内に真空が発生する場合、外科手術システム102は、ポンプ322に設置された圧力センサ320および/またはハンドピース118に設置された圧力センサ365を介して、真空または圧力差を検出することができる。外科手術システム102は、通気弁324を開放するように制御して、吸引経路内の真空を解除し、閉塞解除の影響を低減させることができる。これにより、結果としてのサージの大きさが低減し、水晶体除去の効力を低下させないように所定レベルの真空が維持される。

0022

図4は、本開示の一態様による図3の流体工学サブシステムで使用可能な例示的なカセット314の組立分解図である。カセット314の本体は、互いに結合された上部ハウジング410および下部ハウジング420によって形成することができる。ハウジング410および420は、剛性および構造を提供するポリカーボネートおよび/またはポリスルホン等、剛性熱可塑性材料で形成することができる。カセット314内に、ポンプ322と係合するようにポンプインタフェース部分450を配置することができる。ポンプ322は、吸引流路内の流体流を駆動するように構成されたエラストマーポンプであり得る。カセット内には、通気弁室430および吸引弁室440も設けることができる。通気弁室430は、通気弁324を収容するように構成することができる。吸引弁室440は、灌流弁306を収容するように構成することができる。

0023

灌流流路および吸引流路の一部は、カセット314の本体の内部でチャネルおよび/またはチューブとして延在することができる。通気路350内に通気弁室430を配置することができ、それにより、通気弁324は、通気路350を介して真空通気を可能にするように選択的に開放および閉鎖することができる。いくつかの実施形態では、通気弁324は、ポリエチレンまたはアセタール等の高密度弾性ポリマーで形成された回転活栓弁であり、それにより、通気弁324を通気弁室430に圧入することができる。したがって、通気弁324は、角度位置エンコーダを用いて弁モータ115(たとえば、ステッピングモータまたは他のモータタイプ)によって駆動されるように通気弁室430内で回転して、図3に示すように、通気路350を選択的に開放および閉鎖することができる。

0024

通気弁324は、典型的には、外科処置を行っている間は閉鎖位置にあり得る。灌流流路において過剰な真空が検出されると、コントローラまたはコンピュータシステム103によって弁モータ115を駆動して、通気弁324を閉鎖位置から開放位置まで回転させて真空通気のために通気路350を開放することができる。閉塞後サージの開始を最小限にするために、真空通気の応答速度が重要である。弁モータ115を高速に回転させるほど、より高速の通気を達成することができる可能性があるが、この手法は、モータ速度およびコントローラ応答時間によって制限される。本開示の実施形態は、略閉鎖弁位置における急速開放および急速閉鎖の流量特性のための改善された通気弁構造を提供する。

0025

図5Aは、本開示の一態様による急速開放通気弁324の例示的な斜視図を示す図である。通気弁324は、モータ係合部分510および本体部分520を含むことができる。モータ係合部分510は、弁モータ115の駆動軸と係合するように構成された軸インタフェース530を含むことができる。図5Aおよび図5Bに示すように、軸インタフェース530は、弁モータ115の駆動軸を受け入れる実質的に円筒状のチャンバ532を含むことができる。回転中に弁モータ115の駆動軸とのより優れたトルク係合を提供するように、円筒状チャンバ532の上部外周部に十字形状の切取部534も設けることができる。カセット314が外科手術システム102に設置されると、通気弁を駆動する弁モータは、カセット314に設置された通気弁324のモータ係合部分510と係合することができる。特に、通気弁324の軸インタフェース530内に弁モータ115の駆動軸を挿入することができる。したがって、弁モータ115は、駆動軸を介して通気弁324を回転させることができる。

0026

モータ係合部分510はまた、モータ係合部分510の所定の外周部分に設けられた回転制限部分540も含むことができる。回転制限部分540は、図4に示すように、通気弁室430の頂部に設けられた回転ストッパ435と協働して、通気弁324の回転範囲画定することができる。特に、通気弁室430に通気弁324が設置されると、通気弁室430の内部に通気弁324の本体部分520を収容することができ、一方で、通気弁324のモータ係合部分510は、通気弁室430から突出することができる。通気弁324が回転する際、回転制限部分540は、通気弁室430の外周面に沿って回転可能に摺動することができる。回転制限部分540の摺動が回転ストッパ435に衝突すると、回転を停止させることができる。したがって、回転制限部分540および回転ストッパ435は、合わせて、通気弁324の回転範囲を画定することができる。いくつかの実施形態では、通気弁324の回転範囲は、通気弁324の開放位置および閉鎖位置に基づいて画定することができる。

0027

通気弁324の本体部分520は、それを通して形成されている流路550を含む円筒形状の固体面570を有することができる。流路550は、流路開口部560を有することができる。通気弁324が開放すると吸引流体の流れを可能にするように、流路550を構成することができる。図5Cに示すように、本開示の一態様による図5Aの急速開放通気弁の側面において、流路550は、実質的に円形の断面形状を有することができる。別の実施形態では、流路550は、実質的に正方形または矩形の形状を有することができる。この実施形態では、流路550の開口部分560は、固体面570に形成された砂時計形状を有する。図5Cに示すように、砂時計形状は、2つの湾曲面562によって接続された平坦な上面および平坦な下面によって形成されている。湾曲面562は、通気弁室430の内部側壁に形成された開口部の形状と相補的な形状を有するか、または反対の形状を有することができる。特に、湾曲面562の曲率半径は、通気弁室430の内部側壁に形成された円形開口部の半径と実質的に同じであり得る。

0028

図5Dは、本開示の一態様による、図5Bにおける線A−Aに沿った急速開放通気弁324の断面図を示す図である。開口部分560は、流路550の断面積より大きい断面積を有することができる。砂時計形状の開口部分560は、円形状の流路550まで傾斜して徐々に遷移することができる。砂時計形状の開口部560の方が大きいことにより、通気弁324が閉鎖位置にあるときに通気弁324内に追加の流体を保持するダムとしての役割を果たすことができる追加の空間を提供することができる。ダムに保持される追加の流体は、通気弁324が最初に開放するときに追加の流体体積を提供して、真空通気のために急速な流量応答を提供することができる。図5Eは、本開示の一態様による、図5Dにおける線B−Bに沿った急速開放通気弁324の断面図を示す図である。流路550は、実質的に円形の断面形状を有することができ、内部円形パイプ部分552に形成され得る。内部円形パイプ部分552は、通気弁324の内部側壁から延在する橋状延長部554によって支持することができる。別の実施形態では、流路550は、実質的に矩形または正方形の断面形状を有することができる。流路550に対して、他の断面形状も企図される。

0029

図6Aは、本開示の一態様による、開放位置にある、カセットの通気弁室430に設置されている図5Aの線A−Aに沿った急速開放通気弁の断面図を示す図である。通気弁室430は、固体壁620の内側に互いに面するように互いの真向かいに形成された開口部610および612を含むことができる。開放位置では、開口部610および612のうちの一方は通気路350の通気リザーバ側に通じることができ、および他方は吸引流路に通じることができる。通気弁324の位置に基づいて、通気弁324の流路550を介して開口部610および612を互いに選択的に接続することができる。たとえば、図6Aに示すように、通気弁324が回転して、通気弁324の流路550の開口部560が弁室430の開口部610および612に対応するかまたは位置合せされると、通気弁324は開放位置にあり、通気路350は、開放して流体の流れまたは真空通気を可能にする。一方、図6Bに示すように、通気弁324が回転して、通気弁324の流路550の開口部560が弁室430の開口部610および612から離れるように回転するかまたはずれると、通気弁324は閉鎖位置にあり、通気路350は閉鎖して真空通気を停止する。開口部610および612は、閉鎖位置では通気弁324の固体面570と整列して、開口部610および612における流体流を阻止することができる。図6Cに示すように、通気弁324の流路550の開口部560は、閉鎖位置では固体壁620の内面と位置合せされて、開口部560を通る流体流を阻止し、真空通気を停止する。

0030

水晶体断片等の閉塞物のために吸引流路内に真空が蓄積しているとき、圧力センサ320および365は、真空蓄積を検出することができ、システムは、図3に示すように、通気路350を通して真空を解除するように通気弁324を開放するように制御することができる。急速な応答時間により、閉塞解除後のサージを最小限にするように真空の急速な抜きを可能にすることができる。通気弁324の流路550の開口部560は、弁室430の開口部610および612に対して相補的な形状を有するように改善される。特に、流路550の開口部560の砂時計形状は、弁室430の開口部610および612の円形形状を補完する凹状縁部分を有する。

0031

図7Aおよび図7Bに示すように、従来の通気弁の流路は円形状の開口部を有する。弁室430の内部側壁に形成された開口部も円形状を有する。図7Aに示すように、従来の通気弁が閉鎖すると、通気弁の円形開口部は、弁室430の(破線で示す)開口部からずれる。従来の通気弁が回転して開放する際、従来の通気弁の円形開口部は、移動して弁室430の円形開口部と部分的に重なり始める。部分的に重なる領域は、流体が流れて真空を通気し始めることができる断面領域である。図7Bに示すように、円形開口部の間の部分的に重なる領域は、従来の通気弁では初期開放位置または略閉鎖位置において比較的小さい。

0032

ここで図7Cおよび図7Dを参照すると、改善された通気弁324は、初期開放位置または略閉鎖位置において流量の増大を可能にする急速開放弁である。図7Cに示すように、通気弁324の流路550の開口部560は、砂時計形状を有する。特に、開口部560の側縁部分562は、弁室430の開口部610の円形の形状の半径と実質的に同じ半径の凹状の形状を有する。したがって、閉鎖位置では、通気弁324の開口部560の側縁562は、弁室430の開口部610の円形縁部分を密接にたどるかまたは補完する。通気弁324が閉鎖位置から開放位置に回転し始めると、通気弁342の開口部560の側縁部分562は、弁室430の開口部610の側縁部分を越えて移動し始める。通気弁324の開口部560と弁室430の開口部610との間の相補的な縁部分が長くなるため、部分的に重なる領域が大きくなり、初期開放位置においてより大量の流れを可能にする。

0033

図8Aおよび図8Bに示すように、同じ回転の角度に対して、砂時計形状の開口部562を備えた急速開放通気弁342は、円形開口部を備えた従来の通気弁より最大5倍の初期流量を可能にすることができる。初期流量が大きいことにより、吸引流路に対する真空通気応答をより高速にすることができる。同様に、通気弁324における改善された開口部形状により、弁を閉鎖するときにより高速な応答も可能にすることができる。同様の特徴はまた、通気弁324の開口部560と弁室430の開口部612との間の中間面にも適用することができる。

0034

上記実施形態は、通気弁324に関して記載しているが、同様の特徴を灌流弁306に適合させることができる。上記実施形態は、弁室430における円形状の開口部を補完するように通気弁324において砂時計形状の開口部を提供することができる。いくつかの実施形態では、通気弁324における開口部が、円形の形状を有することができ、弁室430における開口部が相補的な砂時計形状を有することができる。

0035

上記実施形態は、初期流量を増大させるように通気弁324において砂時計形状の開口部を利用するが、他の開口部形状も利用することができる。通気弁324における開口部形状は、弁室430における開口部形状に基づいて互いを補完するように変更することができ、たとえば逆の形状であり得る。たとえば、弁室430は楕円形開口部形状を有することができる。したがって、通気弁324は、それに従って異なる半径の凹状側縁を有するように変更することができる。

0036

本明細書に開示する実施形態は、初期流量を増大させるように、通気弁に対して改善された開口部形状を与える。初期流量の増大により、閉塞解除後のサージを最小限にするように、吸引流路における過剰な真空を通気するための応答時間を改善することができる。これにより、よりよい患者の転帰および外科手術の結果をもたらすことができる。

0037

当業者は、本開示によって包含される実施形態が、上述した特定の例示的な実施形態に限定されないことを理解するであろう。それに関して、例示的な実施形態について示し記載したが、上述した開示において広範囲の変更形態、変形形態および置換形態が企図される。上述したことに対して、本開示の範囲から逸脱することなくこうした変形形態がなされ得ることが理解される。したがって、添付の特許請求の範囲は、広くかつ本開示と一貫して解釈されるべきであることが適切である。

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