(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
眼科手術中に眼を灌流し、眼から流体を吸引するための吸引および灌流システムであって、
水晶体超音波乳化吸引術用ハンドピースであって、
遠位端および近位端を有する把持可能な本体と、
外科部位から離れるように吸引流体を運搬するように構成された吸引導管と、
前記外科部位に向かって灌流流体を運搬するように構成された灌流導管と、
前記ハンドピース内に配置されるポンプであって、前記ポンプの少なくとも一部分が、前記吸引導管および前記灌流導管と接続し、前記ポンプの作動時に、前記灌流導管内の前記灌流流体が前記外科部位に向かう方向に流動し、前記吸引導管内の前記吸引流体が前記外科部位から離れる方向に流動する、ポンプと、
前記ハンドピース内に配置され且つ前記ポンプと廃液貯槽との間の前記吸引導管に配置された吸引バルブであって、前記吸引導管内の吸引流体の流量を制御するように構成されている、吸引バルブと、
前記吸引導管における又は前記吸引導管に沿う吸引圧力を検出する圧力センサと、を備える、水晶体超音波乳化吸引術用ハンドピースと、
前記ポンプ、前記吸引バルブ、および前記圧力センサと通信するコントローラであって、
前記コントローラが、前記圧力センサからの情報に基づいて前記ポンプおよび前記吸引バルブの前記動作を制御するように構成され、
前記コントローラが、前記外科部位における眼内圧力（ＩＯＰ）を変更するように構成される、コントローラと、を備え、
前記ハンドピースが、前記吸引導管の少なくとも一部分および前記灌流導管の少なくとも一部分を有する前記本体内に配置された着脱式カートリッジを更に備える、
システム。
【請求項２】
前記コントローラが、前記ポンプ速度を調節することによって、または前記吸引バルブの状態を調節することによって、または両方によってＩＯＰを変更するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記灌流導管に沿って前記ハンドピース内に配置された第２の圧力センサを更に備える、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記灌流導管が、第１の断面積を含み、前記吸引導管が、第２の断面積を含み、前記第１の断面積が、前記第２の断面積より大きい、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
灌流ラインを吸引ラインに接続するラインを通る流量を制御する第２の制御バルブを備える、請求項１に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本明細書に開示される、装置、システム、および方法は、概して、水晶体超音波乳化吸引手術に関し、より具体的に、白内障手術中の眼の中に起こる圧力をより良く制御する装置に関する。
【０００２】
人間の眼は、角膜と呼ばれる透明な外側部分を通して光を透過させて、水晶体によって網膜上に像の焦点を合わせることによって視力を提供するように機能する。焦点を合わせた像の質は、眼の大きさおよび形状、ならびに角膜および水晶体の透明度を含む多くの要因に応じて様々である。加齢または疾患により水晶体の透明度が低下すると、網膜に透過され得る光の減少により、視力が悪化する。眼の水晶体におけるこの欠陥は、医学的には白内障として知られている。この状態のために認められた治療法は、水晶体の外科的除去および人工的な眼内レンズ（ＩＯＬ）により機能する水晶体の取り換えである。
【０００３】
米国では、白内障水晶体の大部分は、水晶体超音波乳化吸引術と呼ばれる外科的技術によって除去される。水晶体超音波乳化吸引術処置に好適な典型的な外科的ハンドピースは、超音波駆動される水晶体超音波乳化吸引術用ハンドピース、灌流スリーブによって囲まれた付属の中空の切断用ニードル、および電気制御コンソールからなる。ハンドピースアセンブリは、電気ケーブルおよび可撓導管によって制御コンソールに取り付けられる。電気ケーブルを通して、コンソールは、ハンドピースによって付属の切断用ニードルに伝えられる電力レベルを変動させる。可撓導管は、外科部位に灌流流体を供給し、ハンドピースアセンブリを通して眼から吸引流体を引き出す。
【０００４】
典型的なハンドピースの動作部品は、一組の圧電結晶に直接取り付けられた中央に位置する中空の共鳴バーまたはホーンである。この結晶は、水晶体超音波乳化吸引術中に、ホーンおよび取り付けられた切断用ニードルの両方を駆動するのに必要である要求された超音波振動を供給し、コンソールによって制御される。結晶／ホーンアセンブリは、可撓性取り付け具によってハンドピースの中空本体またはシェル内に懸架される。ハンドピース本体は、本体の遠位端で減少された直径部分またはノーズコーンで終端する。典型的に、ノーズコーンは、切断用ニードルの長さの大部分を囲む中空灌流スリーブを受け入れるように外ねじ状である。同様に、ホーン孔は、切断用先端部の外ねじを受容するために、その遠位端が内ねじ状である。灌流スリーブも、ノーズコーンの外ねじ上にねじ止めされる内ねじ孔を有する。切断用ニードルは、その先端部が灌流スリーブの開放端を所定の量のみ超えて突出するように調節される。
【０００５】
水晶体超音波乳化吸引術中、切断用ニードルの先端部および灌流スリーブの端部は、眼の外側の組織における小さな切開創を通して前眼部に挿入される。外科医は、振動する先端部が水晶体を砕くように、切断用ニードルの先端部を眼の水晶体に接触させる。結果として生じた破片は、処置中、眼に提供された灌流溶液と一緒に切断用ニードルの内部孔を通して眼の外側に吸引されて排液貯槽内に吸引される。
【０００６】
処置を通して、灌流流体は、灌流スリーブと切断用ニードルとの間を通過して、眼内に注入され、灌流スリーブの先端部で、および／またはその端部付近の灌流スリーブ内に切断された１つ以上のポートまたは開口部から眼内に抜け出る。この灌流流体は、乳化された水晶体の除去の間、眼の崩壊を防ぐため、重要である。また、灌流流体は、超音波切断用ニードルの振動によって生成された熱から眼組織を保護する。更に、灌流流体は、眼から吸引のために、乳化された水晶体の破片を浮遊させる。
【０００７】
水晶体超音波乳化吸引術処置中よく見られる現象は、外科的処置を通じて生じる変動する流量から起こる。流量の変動は、眼への灌流流体供給から灌流流体経路内の変動する圧力損失をもたらし、そのため、前房内の圧力（眼内圧力またはＩＯＰとしても称される）を変更させる。流量が高くなるほど、圧力損失が大きくなり、ＩＯＰが低下する。ＩＯＰが低下すると、眼内の作動空間が減少する。
【０００８】
水晶体超音波乳化吸引術処置中別のよく見られる合併症は、吸引用ニードルの妨害または閉塞により起こる。灌流流体および乳化された組織が中空の切断用ニードルを通して眼の内側から離れて吸引して出るため、ニードルの孔の直径よりも大きい組織の破片がニードルの先端部で詰まる場合がある。先端部が詰まると、真空圧が先端部内で増大する。障害物が取り除かれたとき、結果として生じる眼内の前房内の圧力低下は、閉塞後サージとして知られている。場合によっては、この閉塞後サージは、比較的大量の流体および組織があまりにも急速に眼から外に吸引されるために、潜在的に眼の崩壊をもたらす、および／または水晶体の皮膜の裂けをもたらす可能性がある。
【０００９】
このサージを減少させるために様々な技術が設計されている。しかしながら、閉塞後サージを軽減しつつ、変動する流動状態を通じて安定したＩＯＰを維持する、改善された水晶体超音波乳化吸引装置の必要性がある。複雑な活性灌流システムの必要性を削除することおよび必要とされる装置の数を減少させることも必要である。本開示は、従来技術における１つ以上の欠陥に取り組む。
【発明の概要】
【００１０】
例示的な態様では、本開示は、水晶体超音波乳化吸引術用ハンドピースに関する。ハンドピースは、遠位端および近位端を有する本体と、本体の遠位端に配置され、外科部位から吸引流体を吸引するように構成された超音波先端部と、灌流流体で外科部位を灌流するように構成された本体の遠位端に配置されたスリーブ、を含む。ハンドピースは、本体内に配置され、超音波先端部およびスリーブと流体連通している着脱式カートリッジも含み、そのカートリッジは、吸引流体を含むように構成された吸引導管と、灌流流体を含むように構成された灌流導管、を備える。ハンドピースはまた、ポンプの作動時に、灌流導管内の灌流流体が、スリーブに向かい、かつ近位端から離れる方向に流動し、吸引導管内の吸引流体が、先端部から離れ、かつ近位端に向かう方向に流動するように、本体内に配置され、吸引導管および灌流導管と接続しているポンプを含む。
【００１１】
一態様では、ハンドピースはまた、本体内に配置され、吸引導管と接続するように構成されたバルブを含み、そのバルブは、吸引導管内の吸引流体の流量を制御するように構成されている。
【００１２】
別の例示的な態様では、本開示は、外科部位を灌流し、その外科部位から流体を吸引する方法に関する。本方法は、吸引導管と接続しているハンドピース内のポンプから生じる真空圧を用いて、水晶体超音波乳化吸引術用ハンドピース内の吸引導管を通して流体を誘導することと、灌流導管と接続しているポンプから生じる圧力を用いて、ハンドピース内の灌流導管を通して灌流流体を誘導することと、を含む。本方法はまた、ハンドピース内のポンプを作動することによって、灌流導管を通る灌流流体流量を増大させることと、センサを用いて、外科部位に関連する圧力を検出することと、その検出された圧力に基づいて吸引バルブの状態を調節することによって眼内圧力（ＩＯＰ）を制御することと、も含む。
【００１３】
一態様では、本方法は、圧力に基づいてポンプ速度を調節することによってＩＯＰを制御することを含む。
【００１４】
別の例示的な態様では、本開示は、眼科手術中に眼を灌流し、眼から流体を吸引するための吸引および灌流システムに関する。システムは、遠位端および近位端を有する把持可能な本体と、外科部位から離れるように吸引流体を運搬するように構成された吸引導管と、外科部位に向かって灌流流体を運搬するように構成された灌流導管と、を備える、水晶体超音波乳化吸引術用ハンドピースを含む。システムはまた、ポンプの作動時に、灌流導管内の灌流流体が、外科部位に向かう方向に流動し、かつ吸引導管内の吸引流体が、外科部位から離れる方向に流動するように、ハンドピース内に配置され、ポンプの少なくとも一部分が、吸引導管および灌流導管と接続しているポンプを含む。システムはまた、吸引導管と接続するように構成されたハンドピース内に配置されたバルブであって、そのバルブが、吸引導管内の吸引流体の流量を制御するように構成されている、バルブも含む。システムはまた、外科部位圧力を表す圧力を検出するセンサ、およびポンプ、バルブ、およびセンサと通信するコントローラを含み、そのコントローラは、センサからの情報に基づいてポンプおよびバルブの動作を制御するように構成され、そのコントローラは、外科部位で眼内圧力（ＩＯＰ）を変更するように構成される。
【００１５】
一態様では、コントローラは、ポンプ速度を調節することによってか、またはバルブの状態を調節することによってか、または両方によってＩＯＰを変更するように構成される。
【００１６】
前記の概説および以下の発明を実施するための形態の両方が、事実上例示的および説明的なものであり、本開示の範囲を限定することなく本開示の理解を提供することを意図することを理解されたい。その点については、本開示の更なる態様、特性、および利点が、以下の発明を実施するための形態から当業者にとって明らかになる。
【００１７】
添付の図面は、本明細書に開示される装置および方法の実施形態を説明と一緒に示し、本開示の原理を説明するように機能する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本開示の原理と一致する実施形態に従う、例示的な水晶体超音波乳化吸引術外科的コンソールを例示する図である。
【図２】本開示の原理と一致する実施形態に従う、吸引および灌流を駆動する流体工学サブシステムを含む種々のサブシステムを示す図１の水晶体超音波乳化吸引術コンソールのブロック図である。
【図３】本開示の原理と一致する実施形態に従う、一体化型ポンプを有する水晶体超音波乳化吸引術用ハンドピースを備える図２の流体工学サブシステムの一部のブロック図である。
【図４】本開示の原理と一致する実施形態に従う、図３の水晶体超音波乳化吸引術用ハンドピースの動作の方法のフロー図を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本開示の原理の理解を促進する目的のため、以後図面に示された実施形態を参照し、特定の用語を使用して同一のものを説明する。しかしながら、この開示の範囲を限定することが意図されるわけではないことを理解されたい。記載される装置、機器、方法、および本開示の原理の任意の更なる適用に対する全ての変更および更なる修正は、この開示が関連する当業者に通常起こることになるであろうと完全に予想される。具体的には、１つの実施形態に関して説明される特性、構成要素、および／またはステップが、本開示の他の実施形態に関して説明される特性、構成要素、および／またはステップと組み合される場合があることが完全に予想される。しかしながら、簡潔にする目的で、これらの組み合わせの多数の反復は、別個に説明されない。単純化のため、いくつかの事例では、図面全体に同一の参照番号を使用して、同一のまたは同様の部品を指す。
【００２０】
本開示は、概して、水晶体超音波乳化吸引術処置のための装置、システム、および方法に関する。水晶体超音波乳化吸引術中に所定の範囲内にＩＯＰを維持することは、処置を成功させる点で重要である場合がある。外科部位への灌流流体の流量および外科部位からの吸引流体の流量は、ＩＯＰに影響する２つの重要な要因である。灌流流体流量または吸引流体流量へのあらゆる変更の早期検出および修正は、ＩＯＰの安定性を大いに改善する。
【００２１】
本明細書に開示される装置、システム、および方法は、一体化型吸引および灌流ポンプ、ならびに吸引流量および灌流流量を迅速に変更するように設計された吸引バルブを備えるハンドピースを含む。本明細書に開示される実施形態では、灌流流量および吸引流量の両方を制御するハンドピースに位置した１つのポンプの使用は、把持可能なハンドピース本体の大きさを維持しつつ流量への迅速な調節を可能にする。いくつかの実施形態では、ハンドピースは、外科部位のＩＯＰ情報を検出するセンサを含む。これは、ＩＯＰ変更の早期検出を可能にする。
【００２２】
図１は、全体として１００と示される例示的な乳化外科的コンソールを示す。図２は、水晶体超音波乳化吸引術処置を実施するように動作させる種々のサブシステムを示すコンソール１００のブロック図である。コンソール１００は、コンピュータシステム１０３を備える基部筐体１０２および水晶体超音波乳化吸引術外科的処置中、システムオペレーションに関するデータおよび遂行を示す関連する表示画面１０４を含む。コンソール１００はまた、乳化外科的処置を実施するように一緒に使用される多くのサブシステムのうちの少なくとも一部を含む。これらのサブシステムのうちのいくつかは、コンソール１００から分離可能であるかまたはコンソール１００上に配置されない構成要素または要素を含む。例えば、サブシステムは、例えば、フットペダル１０８を含むフットペダルサブシステム１０６、一体化型吸引および灌流ポンプを備えるハンドピース１１２を含む流体工学サブシステム１１０、ハンドピース１１２の切断用ニードルに超音波振動を提供する超音波発生装置サブシステム１１６、および硝子体切除術ハンドピース１２２（図１には示されず）を含む空気式硝子体切除術切断サブシステム１２０を含む。これらのサブシステムは、処置の種々の態様を実施するように重複および協同してもよい。
【００２３】
図３は、例示的な実施形態に従う、流体工学サブシステム１１０の一部を模式的に例示するブロック図である。流体工学サブシステム１１０は、灌流システム３３５、吸引システム３６５、およびハンドピース１１２を含む。図３では、ハンドピース１１２は、３１０番で示す遠位端および３１５番で示す近位端を有する把持可能な本体３０５を備える。切断用先端部３２０および灌流スリーブ３２５は、遠位端３１０から延在し、水晶体超音波乳化吸引術処置中、眼のような外科部位と流体連通している。図３では、切断用アップ３２０および灌流スリーブ３２５は、容易な理解のために別個に示されるが、これらは、同軸性であってもよいか、または別様に配設されてもよい。ハンドピース１１２は、灌流システム３３５の部分および吸引システム３６５の部分を含む。加えて、ハンドピース１１２は、吸引システム３６５に関連するポンプ３６０およびセンサ３９２を含む。いくつかの例示的な実施形態では、センサ３９２は、吸引経路３７５に沿って位置してもよく、または遠位端３１０付近に位置し、外科部位と流体連通してもよい。いくつかの実施形態では、センサ３９２は、以下に説明されるように、外科部位内に位置し、流体工学サブシステム１１０の一部を形成するコントローラと通信してもよい。いくつかの実施形態では、センサ３９２は、外科部位の圧力または外科部位に関連する圧力を検出する。この例示的な実施形態では、ハンドピース１１２はまた、吸引システム３６５に関連して示される吸引バルブ３９０を含む。
【００２４】
灌流システム３３５は、スリーブ３２５および灌流流体供給３５０と流体連通している灌流経路３４５を形成する灌流導管３４０を含む。灌流流体３５５は、灌流流体供給３５０から、灌流導管３４０を通ってスリーブ３２５を通って外科部位に流動する。灌流流体供給３５０は、例えば、固定のまたは調節可能な高さの静脈ポール上に位置してもよく、または別法でシステム周辺に配置されてもよい。一実施形態では、灌流導管３４０および灌流流体供給３５０は、基部筐体１０２と接触していないため、活性灌流が、削除される。灌流導管３４０は、可撓管であってもよい。示される例示的な実施形態では、ポンプ３６０は、可撓灌流導管３４０と接続している。いくつかの実施形態では、灌流システム３３５は、灌流導管３４０内の灌流流体の流体特性を検出するように使用されてもよい任意選択の灌流センサ３４２を含む。図３に示されるように一実施形態では、任意選択の灌流センサ３４２は、灌流経路３４５に沿ってドライバ４００と遠位端３１０との間に位置する。別の実施形態では（図示せず）、任意選択の灌流センサ３４２が、灌流経路３４５に沿ってドライバ４００と近位端３１５との間に位置する。一実施形態では、任意選択の灌流センサ３４２は、灌流導管３４０内の圧力を検出するように構成された圧力変換器である。圧力変換器は、ポンプ３６０から上流の圧力を検出するように構成されてもよく、検出された圧力は、流量に相関させてもよい。圧力変換器がポンプ３６０から下流の圧力を検出するように配置される実施形態では、検出された圧力は、流量に相関してもよく、または外科部位内の圧力に相関してもよく、またはＩＯＰに相関してもよい。別の実施形態では、任意選択の灌流センサ３４２は、灌流導管３４０内の流量を直接測定する流量センサである。
【００２５】
吸引システム３６５は、先端部３２０および排液貯槽３８０と流体連通している吸引経路３７５を形成する吸引導管３７０を含む。いくつかの実施形態では、吸引導管３７０は、可撓管である。吸引流体３８５は、先端部３２０を通って、外科部位から離れるように流動し、排液貯槽３８０内に回収される。吸引システム３６５はまた、吸引バルブ３９０も備える。いくつかの実施形態では、吸引バルブ３９０は、可変制御バルブである。いくつかの実施形態では、吸引バルブ３９０は、ペイゾトロニック（ｐｅｉｚｏｔｒｏｎｉｃ）バルブである。示される実施形態では、吸引バルブ３９０は、ポンプ３６０と近位端３１５との間に位置する。示される例示的な実施形態では、ポンプ３６０は、可撓吸引導管３７０と接続している。吸引流体３８５は、概して、外科部位、および外科部位から除去される眼の水晶体のような他の物質と接触している灌流流体３５５を含む。
【００２６】
図３では、ポンプ３６０は、同時に、灌流導管３４０および吸引導管３７０の両方と接続している。ポンプ３６０は、モータ３９５およびドライバ４００を備える。いくつかの実施形態では、ポンプ３６０は、蠕動ポンプである。一実施形態では、ドライバ４００は、可撓吸引導管３７０および可撓灌流導管３４０に対して押圧するらせん状構造を有する。このようにして、スクリュー型またはスクロール型吸引ポンプには、モータ３９５、ドライバ４００、吸引導管３７０、および灌流導管３４０が実装される。灌流導管３４０が配置されることにより、ドライバ４００の動きが、灌流流体３５５を灌流流体供給３５０から離れて外科部位に向かって流動させる一方で、それは、同時に吸引流体３８５を外科部位から離れて排液貯槽３８０に向かって移動させる。モータ３９５は、ドライバ４００に連結され、ドライバ４００を回転させるように機能する。モータ３９５は、以下により明確に説明されるように、ドライバ４００の動きを制御するように制御することができる。モータ３９５は、典型的には、ＤＣモータであるが、ドライバ４００を回転させるための好適な任意の型のモータまたはドライバとすることができる。ポンプ３６０は、スクリュー型蠕動ポンプとして説明されるが、他の型のポンプがまた使用されてもよい。
【００２７】
図３では、流体工学サブシステム１１０はまた、コントローラ４０５を含んでもよい。いくつかの実施形態では、コントローラ４０５は、コンソール１００上に配置される。コントローラ４０５は、センサ３９２および任意選択の灌流センサ３４２と通信し、センサ３９２または任意選択の灌流センサ３４２または両方からＩＯＰ情報を受け取るように構成される。コントローラ４０５は、吸引バルブ３９０を動作するための、ポンプ３６０を動作するための、および、または、センサ３９２、３４２から受け取った情報を検出する、実行可能なプログラムを含んでもよいプロセッサおよびメモリを含んでもよい。コントローラ４０５は、灌流流量または吸引流量または両方のために、オペレータから入力を受け取ってもよく、または予め記憶された最適標的を含んでもよい。これらの標的および受け取られた入力は、単一値であってもよく、または値の範囲であってもよい。一実施形態では、コントローラ４０５は、吸引バルブ３９０を制御して圧力偏差を緩和するように構成されたＰＩＤコントローラである。
【００２８】
一実施例では、コントローラ４０５は、吸引導管３７０または灌流導管３４０または両方で、所望の流体流量を確立する１つ以上の予め確立された最適流量閾値を含んでもよい。コントローラ４０５は、灌流圧力または灌流流体流量の関数である最適灌流流量閾値を含んでもよい。コントローラ４０５は、吸引圧力または吸引流体流量の関数である最適吸引流量閾値を含んでもよい。類似の閾値は、圧力設定および真空設定のために含まれてもよい。これらの閾値は、オペレータによって入力されてもよく、または製造中に予め設定され記憶されてもよい。
【００２９】
コントローラ４０５は、ポンプ３６０と通信し、ポンプ３６０の動作を制御するように構成される。動作時には、モータ３９５は、ドライバ４００を回転させる。コントローラ４０５は、モータ３９５の動作を制御する。このようにして、ドライバ４００を、任意の所望の吸引流量および灌流流量を生成するように任意の所望の速度で回転させてもよい。回転するとき、ドライバ４００は、吸引導管３７０を通って吸引流体３８５を引き出し、外科部位に向かって灌流導管３４０を通って灌流流体３５５を引き出す。コントローラ４０５は、センサ３９２または任意選択の灌流センサ３４２または両方から受け取った圧力情報を使用して、ＩＯＰを維持または制御するためには、ポンプ３６０の速度を増大するべきか減少するべきかを判断する。
【００３０】
コントローラ４０５は、吸引バルブ３９０と通信して、吸引バルブ３９０の状態を制御するように構成される。これは、コントローラがバルブを制御して、より開いた位置、完全に開いた位置、より閉じた位置、または完全に閉じた位置に移動させることを意味する。いくつかの実施形態では、吸引流体３８５の流量は、吸引バルブ３９０の状態によって制御される。吸引バルブ３９０がより開くと、吸引導管３７０内の吸引流体３８５の流量がより高くなる。吸引バルブ３９０の開きがより少なくなると、吸引導管３７０内の吸引流体３８５の流量がより低くなる。コントローラ４０５は、センサ３９２から受け取った圧力または流量情報を使用して、吸引バルブ３９０の状態を調節する（増大または減少）べきかどうかを判断する。コントローラ４０５は、複数の異なるまたは重複する方法のうちのいずれかを用いてＩＯＰを制御するように構成されてもよい。いくつかの実施形態は、眼への所望の圧力または所望の流量を維持するようにハンドピースにポンプ３６０を用いる。一実施形態では、コントローラ４０５は、灌流導管３４０を通る特定の流量に対応する予め確立された速度設定でポンプを動作することによってＩＯＰを維持するように構成される。したがって、所望の標的流量へ流量を増大させるかまたは減少させるように、コントローラ４０５は、ポンプ速度を制御する。他の実施形態では、コントローラ４０５は、任意選択の灌流センサ３４２から検出された情報を受け取り、この情報に基づいて、コントローラ４０５は、所望の流量を達成するようにポンプ速度を増大させるかまたは減少させる応答システムである。
【００３１】
他の実施形態は、眼への所望の圧力または所望の流量を維持するようにハンドピースにバルブ３９０を用いる。これらの実施形態では、一定に保たれたポンプ速度で、コントローラ４０５は、バルブ３９０を制御し、吸引導管３７０を通る流量を増大または減少させてもよい。いくつかの実施形態では、コントローラ４０５は、バルブ３９０を動作して、所望のまたは標的流量内の吸引流体流量を維持する。これは、吸引導管３７０の圧力または流量をセンサ３９２で検出し、バルブ３９０を通る流量を増大させるかまたは減少させるようにバルブ３９０を制御することによって行われてもよい。いくつかの実施形態では、コントローラ４０５は、流量がバルブ３９０上の位置に基づいて知られている場合、バルブ位置に基づいてバルブ３９０を動作する。したがって、任意の所与の流量に対して、システムは、所望の流量に対応する状態にバルブを設定することによって標的範囲内の流量を維持してもよい。
【００３２】
なおも他の実施形態は、所望の流量、および同様に対応する所望のＩＯＰを達成するようにポンプ３６０およびバルブ３９０の両方を用いる。例えば、より迅速な応答は、所望のＩＯＰを維持する方式で流量を増大または減少するようにポンプ速度およびバルブ状態の両方を同時に制御することによって達成されてもよい。
【００３３】
一実施形態では、本体３０５は、着脱式ハンドピースカートリッジ４０６を受容するように構成される開口部を含む。着脱式カートリッジ４０６は、灌流システム３３５および吸引システム３６５の部分が先端部３２０およびスリーブ３２５と流体連通している、灌流システム３３５および吸引システム３６５の一部分を含む。着脱式ハンドピースカートリッジ４０６の使用は、概して、コンソール１００の基部筐体１０２に取り付けられる、またはコンソール１００の基部筐体１０２内にある、流体工学カセットの必要性を削除する。着脱式カートリッジ４０６は、選択的にポンプと係合する場所に、スナップ嵌めされてもよい。いくつかの実施形態では、着脱式カートリッジは、１回の使用のためのものである。
【００３４】
一実施形態では、ポンプ３６０と外科部位との間の吸引導管および灌流導管の長さは、最小である（数インチまたは数センチメートル程度）。加えて、ポンプと外科部位との間の吸引導管および灌流導管の長さは、非適応性であってもよい（すなわち、剛性とすることができる）。これは、導管４０７の長さによって図３に表される。ポンプ３６０と外科部位との間の非適応性の導管４０７の長さを短くすることによって、従来技術のシステムに関連する閉塞後のサージを軽減する場合がある。
【００３５】
灌流および吸引導管３４０、３７０の断面積は、所望の流量を提供するように選択されてもよい。いくつかの実施形態では、灌流導管３４０の断面積および吸引導管３７０の断面積は、同一である。他の実施形態では、断面積は、異なる。一実施形態では、灌流導管３４０の断面積は、吸引流体流量より大きい灌流流体流量を達成するために、吸引導管３７０の断面積より大きくてもよく、それによって、灌流流体流量が、吸引流体流量よりも大きいことを確実にする。灌流導管３４０および吸引導管３７０の両方が、モータ３９５のドライバ４００と接続しているため、断面積が異なっていることは、同一のドライバ回転が様々な灌流流体流量と吸引流体流量との比率を作り出すことを可能にする。
【００３６】
図３に示される例示的な実施形態では、圧力センサ３９２は、ポンプ３６０と遠位端３１０との間の吸引経路３７５に沿って位置する。このようにして、センサ３９２は、外科部位に非常に近い吸引導管３７０内の圧力条件を正確に読み取ることができる。外科部位に近い圧力条件を検出することは、閉塞中断の早期検出をもたらし、よって、閉塞サージの阻止への早期の応答を可能にする。いくつかの実施形態では（図示せず）、圧力センサ３９２は、吸引経路３７５に沿ってポンプ３６０と近位端３１５との間に位置する。
【００３７】
別の実施形態では、灌流システム３３５は、任意選択のシャントライン、および可変制御バルブであってもよい灌流バルブ３９６（点線で示される）を含む。一実施形態では、バルブは、ペイゾトロニックバルブである。しかしながら、他のバルブもまた使用されてもよい。バルブ３９６は、ポンプ下流の灌流流体を吸引バルブ３９０下流の吸引ラインに流出するように使用されてもよい。バルブ３９６はまた、コントローラによって制御されてもよく、灌流ラインを通る流体流量に影響するように調節されてもよい。例えば、バルブ３９６は、ＩＯＰに影響するように吸引バルブが閉じられている場合、流体流量が灌流ラインを通って継続するのを可能にするように開けられてもよい。これはまた、吸引バルブ３９０が制御される場合、ＩＯＰスパイクの可能性を減少し得る。
【００３８】
図４は、流体工学サブシステム１１０を動作する例示的な方法を示す。方法は、全体として、参照番号４１０によって示される。方法４１０を用いて、流体工学サブシステム１１０は、閉塞サージの結果として起こる場合があるものなどの、システムの圧力偏差を検出する場合があり、閉塞サージの影響に対抗するように迅速に作用する場合がある。例えば、流体工学サブシステム１１０は、眼内のＩＯＰの検出器として、圧力の変化に起因して先端部が詰まったことを検出するセンサ３９２からの情報を使用してもよい。（センサ３９２からの圧力読み取りまたはＩＯＰ情報に基づいて）詰まりを検出すると、ポンプ３６０および吸引バルブ３９０を用いて、閉塞後サージの影響を減少させるように、吸引および灌流流量を調節することができる。センサ３９２によるＩＯＰ情報の連続的な検出は、閉塞後サージによって起こる圧力偏差の影響を減少させることによって、より一貫しかつ予測可能な水晶体超音波乳化吸引術処置をもたらす場合がある。これは、圧力の偏差に直ちに応答することによる。
【００３９】
図４を参照すると、ステップ４２０では、外科医は、コンソール上で標的ＩＯＰおよび／または所望の流量を設定する。コントローラ４０５は、ポンプ３６０を起動して、灌流流体３５５が灌流導管３４０を通って流動し、吸引流体３８５が吸引導管３７０を通って流動するようにさせる。
【００４０】
ステップ４２５では、コントローラ４０５は、吸引センサ３９２から情報を受け取り、ＩＯＰが、設定ＩＯＰの範囲内の設定されたＩＯＰであるかどうかを判断する。このことから、システムは、流量を、計算してもよく、または直接測定してもよい。ＩＯＰが、所望の範囲内である場合、システムは、ステップ４３０で示されるようにＩＯＰを測定し続ける。最適灌流流量が、特定の標的値のいずれかであってもよいか、または値の範囲であってもよいことに留意されたい。ＩＯＰが、所望の範囲外である場合、システムは、ステップ４３５で流量を変えるようにポンプバルブ設定を調節し、それによって、ＩＯＰに直接影響を与える。ポンプバルブ調節は、取られた測定値に応じて、流量を増大させるかまたは流量を減少させるかのいずれかを行うことによってなされてもよい。いくつかの実施形態では、システムはまた、灌流流体の少なくとも一部分がＩＯＰをバイパスしてＩＯＰスパイクの可能性を減少させることを可能にするように、任意選択の灌流バルブ３９６の設定を調節する。
【００４１】
従来の水晶体超音波乳化吸引術システムでは、ポンプは、基部筐体１０２内に位置する。比較的長い長さ（６フィート以上）の可撓導管が、吸引および灌流ポンプと眼との間に位置する。この比較的長い長さの可撓導管は、多くの適応性を有し、それは、真空圧の変更に応答して、伸張する可能性がある。この適応性は、前述のようにサージをもたらす可能性がある。灌流導管および吸引導管の両方に接続しているポンプをハンドピース１１２内に組み込む（そして眼の非常に近くに置く）こと、およびポンプ３６０と眼との間に非常に短い長さの非適応性導管４０７を有することによって、これらのサージの影響は減少または除外することができ、よって、より一貫した予測可能な手術をもたらす。灌流および吸引の両方を駆動するハンドピースポンプ３６０を備える本明細書に開示されるシステムは、導管の適合性を減少させる場合があり、ポンプ制御遅延時間を減少させる場合があり、灌流の流動に対する抵抗性を減少させる場合があり、および／または流体工学カセットの下流の遠くにある圧力変換器を用いることからもたらされ場合がある他の遅延を減少させる場合がある。更に、ポンプ３６０が灌流導管３４０と接続しており、灌流経路３７５を通って灌流流体３８５を流動させるため、基部筐体１０２からの活性灌流または灌流流体注入は、もはや必要とされない。加えて、流体工学カセットおよび活性灌流システムのような、いくつかの構成要素は、削除されるかまたはこのシステムによって置き換えられる。
【００４２】
しかしながら一実施形態では、ハンドピース１１２の１回の使用の着脱式ハンドピースカートリッジは、従来システムでは基部筐体１０２に一時的に置かれた流体工学カセットを置き換えてもよい。代わりに、灌流導管を、ハンドピース１１２から、固定されたボトルの高さに位置することができる灌流流体供給３５０に直接接続してもよい。
【００４３】
当業者は、本開示によって包含される実施形態が、上述の特定の例示的な実施形態に限定されるものではないことを理解するであろう。その点については、例示的な実施形態が示され説明されたが、幅広い範囲にわたる修正、変更および代替が前述の開示において予想される。そのような変形が、本開示の範囲を逸脱することなく前述のものになされてもよいことが理解される。したがって、添付の特許請求の範囲は幅広く解釈され、本開示と一致する方式において存在することが適切である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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