(57)【要約】医療用吸引システムにおいて最大流量を制限する非線形流量制限装置。この流量制限装置は、流体の流れる方向を変え、流体内に非線形効果を生み出す。このため、システム内の圧力と流体の流量との間に非線形関係が生まれる。この非線形関係は、圧力の増大に伴って流量が増大しない平坦部分を有する圧力―流量曲線を定義する。
2005505330.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプと、
前記ポンプに結合された非線形流量制限装置と
を備える医療用吸引システム。
【請求項２】
前記非線形流量制限装置が流体の流れる方向を変えるものである請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記ポンプが蠕動装置である請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記ポンプがベンチュリー装置である請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記非線形流量制限装置が複数の屈曲部を有する管を備える請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
ハンドピースと、
前記ハンドピースに取り付けられたカッティング要素と、
前記ハンドピースに結合されたポンプと、
前記ポンプと前記ハンドピースとに結合された非線形流量制限装置と
を備える医療用カッティング・システム。
【請求項７】
前記非線形流量制限装置が流体の流れる方向を変えるものである請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記ポンプが蠕動装置である請求項６に記載のシステム。
【請求項９】
前記ポンプがベンチュリー装置である請求項６に記載のシステム。
【請求項１０】
前記非線形流量制限装置が複数の屈曲部を有する管を備える請求項６に記載のシステム。
【請求項１１】
圧力と流量を有する流体の流れを生み出すポンプ手段と、
流体の圧力の変化と流量の間に非線形関係を生み出す流量制限手段と
を備える医療用吸引システム。
【請求項１２】
前記流量制限手段が流体の流れる方向を変えるものである請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記ポンプ手段が蠕動装置である請求項１１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記ポンプ手段がベンチュリー装置である請求項１１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記流量制限手段が複数の屈曲部を有する管を備える請求項１１に記載のシステム。
【請求項１６】
ハンドピースと、
前記ハンドピースに取り付けられたカッティング要素と、
圧力と流量を有する流体の流れを生み出すポンプ手段と、
流体の圧力の変化と流量の間に非線形関係を生み出す流量制限手段と
を備える医療用カッティング・システム。
【請求項１７】
前記非線形流量制限手段が流体の流れる方向を変える請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記ポンプが蠕動装置である請求項１６に記載のシステム。
【請求項１９】
前記ポンプがベンチュリー装置である請求項１６に記載のシステム。
【請求項２０】
前記非線形流量制限装置が複数の屈曲部を有する管を備える請求項１６に記載のシステム。
【請求項２１】
圧力および流量を有する流体の流れを生み出すこと、および
圧力変化が流量の非線形変化を生み出すように流体の流れを制限すること
を含む医療用システムにおける流体吸引のための方法。
【請求項２２】
流体の流れる方向を変える請求項２１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の背景）
１．関連出願の相互参照
本出願は、１９９９年１２月７日出願の米国特許仮出願第６０／１６９，４２２号の特典を主張する、２０００年４月１１日出願の係属中の米国出願第５４６，８０４号の一部継続出願である。
【０００２】
２．発明の分野
本出願は、医療用吸引システムに関する。
【０００３】
３．背景情報
人の眼の水晶体は患者の視力に影響する白内障の病状を進ませることがある。白内障の水晶体は、時に、一般に水晶体超音波吸引と呼ばれる処置で除去され置換される。水晶体超音波吸引処置は、一般に、水晶体を崩壊させるために使用する超音波駆動のハンドピースを用いて実施される。崩壊した水晶体は、ハンドピースに結合された吸引ラインを通して除去される。
【０００４】
このハンドピースは角膜内の切開部分を通して挿入されるチップを有する。一般に、ハンドピースは電力をチップの機械的振動運動に変換するいくつかの超音波変換器を備えている。チップの遠位端は吸引ラインと流体連通している開口を有する。また、このチップの遠位端は洗浄ラインと流体連通している開口を有するスリーブも有する。洗浄ラインは、一般に、洗浄流体を手術部位に提供できる瓶に接続されている。
【０００５】
チップの振動運動により、水晶体は小片に崩壊する。水晶体の小片および洗浄流体は、チップの開口を通って吸引ライン内に吸引される。水晶体超音波吸引処置を実施する際には、前眼房内に正圧を維持することが不可欠である。負圧は角膜を崩壊させることがある。正の前眼房圧力を維持するために、このシステムは洗浄管を通る流量が吸引管を通る流量よりも大きくなるように構成されている。
【０００６】
吸引管は、処置中に閉塞することがあるということがわかっている。この閉塞により、吸引管内の真空圧力は大きくなる。閉塞が取り除かれると、前眼房は瞬間的に高い真空圧力を受けることがある。この真空圧力は、角膜を崩壊させることもある。システムの吸引管内の閉塞除去の影響を最小限に抑える吸引システムを提供することが望ましい。
【０００７】
（発明の簡単な概要）
医療用吸引システムを通って流れる流体の流量を制限する非線形流量制限装置（ｒｅｓｔｒｉｃｔｏｒ）。
【０００８】
（詳細な説明）
医療用吸引システムにおける最大流量を制限する非線形流量制限装置を開示する。この流量制限装置は流体の流れる方向を変えて流体内の非線形効果を生み出す。これは、システム内の圧力と流体の流量との間に非線形関係を作り出す。この非線形関係は、圧力の増大にともなって流量が増大しない平坦部分を有する、圧力―流量曲線を形成する。
【０００９】
眼の処置を実施する吸引システムで使用するとき、この非線形流量制限装置は、システム内の閉塞による流量の急速な増大を制限し、角膜の崩壊を防止する。ここでは、眼の処置を実施するために使用する吸引システムの使用を開示し説明するが、この非線形流量制限装置は、他の医療処置を実施するために使用する吸引システムに使用できることを理解されたい。
【００１０】
さらに具体的に参照番号によって図を参照すると、図１は、本発明の医療用システム１０の一実施形態を示す。このシステム１０は、角膜１６内に挿入できるチップ１４を有する超音波駆動ハンドピースを備えている。チップ１４はカッティング要素とも呼ばれる。ハンドピース１２は、電力をチップ１４の機械的運動に変換する１つまたは複数の超音波変換器１８を備えている。ハンドピース１２は、一般に、システム１０を用いて外科処置を実施する外科医が把持する。一例として、システム１０は、角膜１６の水晶体を崩壊し吸引する水晶体超音波吸引処置を実施するために使用することができる。
【００１１】
ハンドピース１２はシステム１０のコンソール２０に接続されている。このコンソール２０は変換器１８に駆動信号を提供する制御回路２２を備える。コンソール２０は、外科医がシステム１０の様々なパラメータを変更する入力ノブまたは入力ボタン２４を有する。コンソール２０は、また、システム１０の電力レベルなどを表示する読取り表示器２６を有することもできる。
【００１２】
システム１０は、洗浄瓶３０に接続された洗浄管２８を備える。洗浄管２８は角膜１６内に挿入することができる。洗浄瓶３０には、洗浄管２８を通って角膜１６内に流入する洗浄流体を容れておく。
【００１３】
医療用システム１０は、さらに、角膜１６から洗浄流体および崩壊した水晶体を吸引する吸引システム３２を備えている。この吸引システム３２は、ハンドピース１２および真空ポンプ３６に接続された吸引管３４を含む。例をあげると、真空ポンプ３６は、蠕動ポンプまたはベンチュリー型の装置でよい。吸引管３４は、内部チャネル３８およびチップ１４の開口４０と流体連通している。真空ポンプ３６は、吸引管３４内で負圧を生み出し、角膜１６からの洗浄流体および乳化組織の流れを誘導する。洗浄管２８を通る流量が吸引管３４を通る流量よりもわずかに大きくなるようにポンプ３６が構成されている。
【００１４】
吸引管３４は、比較的大きな流体抵抗を有し、吸引システム３２内で大きな流体慣性を生み出す。この大きな慣性により、吸引管３４を通る洗浄流体の流量の瞬間的変化が最小限に抑えられる。したがって、吸引管３４内で閉塞が取り除かれた場合に、この大きな流体抵抗により、吸引流体の流れの変化が制限され、角膜が崩壊する可能性が最小限に抑えられる。
【００１５】
少なくとも長さ８フィート（２４３．８４ｃｍ）の吸引管３４を設けると、水晶体超音波吸引処置中に起こる閉塞の影響を最小限に抑えるのに十分な流体抵抗が得られるということがわかっている。吸引管３４の長さが８フィート（２４３．８４ｃｍ）未満であると、吸引管３４内を通る流量の変化を最小限に抑えるのに十分な流体抵抗を提供できないことがある。吸引管３４は、管３４の有効長さを縮小するために複数回巻いた予備成形コイル４２を備えることができる。吸引管３４をコイル状に巻いても吸引管３４の流体抵抗が増大する。
【００１６】
一実施形態では、吸引管３４は、コイル状に巻く前の直線状の長さ１２フィート（３６５．７６ｃｍ）である。それぞれ直径０．５インチ（１．２７ｃｍ）で５０回巻いた予備成形コイル４２がある。管３４の内径は０．０６５インチ（０．１６５ｃｍ）である。そのような実施形態では、６００ミリメートル水銀柱（ｍｍＨｇ）の真空圧力によって生み出される流量が同じ長さのまっすぐなコイル巻きしていない管による流量の１０分の１に減少することがわかっている。コイル４２は、流体の流れる方向を繰り返し変え、管内の圧力と流量との間に非線形関係を生み出す。コイル４２を設けることによって、非線形流量制限装置が生み出される。
【００１７】
図２は、非線形流量制限装置５０の他の実施形態を示す。この流量制限装置５０は、吸引管３４’内に複数の屈曲部５２を含んでいる。屈曲部５２は、流体の流れる方向を変え、管３４’内で流量と圧力との間に非線形関係を生み出す。図２に示す流量制限装置５０の代わりに、図１に示すコイル４２を用いることもできる。あるいは、制限装置５０はコイル４２を備えてもよい。
【００１８】
図３は、５０の屈曲部を備えた内径０．０６５インチ（０．１６５ｃｍ）の流量制限装置５０の圧力―流量グラフを示す。制限装置５０は、ベンチュリー・ポンプに結合されている。破線で示すように、まっすぐな管は、真空圧力の変化と吸引管を通る流れの流量の間に線形関係を生み出す。本発明の流量制限装置は、図３で示すように真空圧力と流量の変化の間に非線形関係を生み出す。この制限装置によって確立される曲線は、真空圧力が増大しても流体の流量が増大しない平坦な非線形部分を有する。このため、吸引システムを通る流体の流れが過大になることが防止される。この特徴は、水晶体超音波吸引処置に使用された場合に特に有用である。平坦部分を含む曲線は、屈曲部の数および／または流量制限装置の内径を変えることによって変化させることができる。図１に示すコイル状の管４２でも、図３に示す特徴を備える曲線が得られる。
【００１９】
いくつかの実施形態の例について説明し、添付の図面に示してきたが、こうした実施形態は、広範囲に及ぶ本発明の単なる例にすぎず、それを制限するものではなく、また、本発明は、ここで示しかつ説明した特定の構造および構成のみに限定されるものではなく、当業者なら、様々な他の変更を思いつくことができることを理解されたい。
【００２０】
予備成形コイル４２は、円筒形の「電話コード」構成で示されているが、異なる構成でも提供できることを理解されたい。例えば、コイル４２は、入れ子式または重複式であってもよい。
【００２１】
さらに、非線形流量制限装置の例として、コイル状の管または曲げた管を示しているが、流体の流れる方向を変え、非線形流体効果を生み出す他の実施形態も本発明の範囲内に含まれることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】
比較的高い流体抵抗を有する吸引管を備える医療用システムを示す図である。
【図２】
非線形流量制限装置を示す図である。
【図３】
真空圧力と流量制限装置を通って流れる流体の流量との非線形関係を示すグラフである。
【図１】
2005505330.tif 000003
【図２】
2005505330.tif 000004
【図３】
2005505330.tif 000005
【国際公開パンフレット】
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2005505330.tif 000007
2005505330.tif 000008
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2005505330.tif 000014
2005505330.tif 000015
2005505330.tif 000016
2005505330.tif 000017
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2005505330.tif 000018
2005505330.tif 000019
2005505330.tif 000020
2005505330.tif 000021
2005505330.tif 000022
2005505330.tif 000023
2005505330.tif 000024
2005505330.tif 000025
2005505330.tif 000026
2005505330.tif 000027
2005505330.tif 000028
2005505330.tif 000029
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2005505330.tif 000030
【国際調査報告】
2005505330.tif 000031