(57)【要約】  モータを有する駆動機構によって駆動される第１の吸引ポンプを有する器具と、前房を通って眼の水晶体嚢まで延びるようにサイズ設定および構成された細長い部材とを含む、眼からレンズ材料を抽出するためのシステム。駆動機構によって振動するように構成された細長い部材は、第１の吸引ポンプに流体的に結合され、吸引廃棄物ラインの少なくとも一部を規定する内腔と、遠位切断先端を有する開放遠位端とを含む。システムはさらに、第２の吸引ポンプを含む手術器具から離れた流体システムと、第２の吸引ポンプから細長い部材の内腔にバックグラウンド吸引を送達して、眼から内腔に向かってレンズ材料を吸引するように構成された流体ラインとを含む。関連するデバイス、システム、および方法も提供される。
2021526881.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
眼からレンズ材料を抽出するためのシステムであって、前記システムは、
手術器具を備え、前記手術器具は、
モータを有する駆動機構と、
前記駆動機構によって駆動される第１の吸引ポンプと、
眼の前房を通って眼の水晶体嚢まで延びるようにサイズ設定および構成された細長い部材と、を備え、
前記細長い部材は、
前記第１の吸引ポンプに流体的に結合され、吸引廃棄物ラインの少なくとも一部を規定する内腔と、
遠位切断先端を有する開いた遠位端と、を備え、
前記細長い部材は、前記駆動機構によって振動するように構成され、
前記システムは、
前記手術器具から離れた流体システムと、を備え、前記流体システムは、
第２の吸引ポンプと、
前記第２の吸引ポンプに流体的に結合された流体ラインと、を備え、
前記流体ラインは、前記第２の吸引ポンプから前記細長い部材の内腔にバックグラウンド吸引を送達して、前記レンズ材料を眼から前記内腔に向かって吸引するように構成される、システム。
【請求項２】
前記第１の吸引ポンプは、前記レンズ材料を眼から前記内腔に吸引するために、前記内腔を通して不連続で脈動する吸引を生成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】
前記第１の吸引ポンプは、ピストンポンプである、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記第２の吸引ポンプによって送達される前記バックグラウンド吸引は、連続的であり、前記内腔を通したバックグラウンド吸引である、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記第２の吸引ポンプは、蠕動ポンプまたはローラポンプである、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記第２の吸引ポンプによって生成される前記バックグラウンド吸引の流量は、前記第１の吸引ポンプによって生成される吸引の流量よりも少ない、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記第２の吸引ポンプの流量は、約１０ｍＬ／分であり、前記第１の吸引ポンプの流量は、約３０ｍＬ／分である、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記手術器具は、洗浄流体の供給源に結合可能な洗浄ラインをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記洗浄流体の供給源は、手術器具の一部である、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記洗浄流体の供給源は、流体システムの一部である、請求項８に記載のシステム。
【請求項１１】
使用中に前記手術器具に提供される洗浄流体の総量は、約２５０ｍＬ未満〜約１０ｍＬまでである、請求項８に記載のシステム。
【請求項１２】
前記流体システムは、前記流体システムの洗浄流体の供給源を前記手術器具の洗浄ラインに流体的に結合する洗浄ラインをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記流体システムの前記洗浄ラインは、前記流体システムの前記洗浄ラインを通る洗浄流体の流れを制御するように構成された弁を備える、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記システムは、前記手術器具のハウジングへの入力をさらに備える、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記入力は、トリガの押し下げの程度に応じて、前記手術器具の異なる機能を作動させるように構成された多方向トリガである、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
第１の程度のトリガの押し下げは、前記流体システムの前記洗浄ラインの弁を開き、前記手術器具を洗浄のみのモードにする、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
第２の程度のトリガの押し下げは、前記第２の吸引ポンプを作動させ、前記手術器具を洗浄連続吸引モードにする、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
第３の程度のトリガの押し下げは、前記第１の吸引ポンプおよび前記細長い部材の振動を作動させ、前記手術器具を洗浄パルス吸引切断モードにする、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記第３の程度のトリガの押し下げを超えるトリガの押し下げは、振動周波数および吸引流量のうちの少なくとも１つを増加させる、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記第３の程度のトリガの押し下げは、前記第２の吸引ポンプをさらに非アクティブにする、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２１】
前記入力は、静電容量センサ、光学センサ、磁気センサ、電磁センサ、およびホール効果センサからなる群から選択される感知機構を組み込んでいる、請求項１４に記載のシステム。
【請求項２２】
前記第１の吸引ポンプおよび前記第２の吸引ポンプは、前記内腔を通して吸引を同時に適用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２３】
前記手術器具は、遠位の使い捨て部分に解放可能に結合可能な近位の再利用可能な部分を備えるハンドヘルド部分を備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項２４】
回転可能なカプラは、前記モータの回転を遠位の使い捨て部分に解放可能に動作可能に結合するように構成される、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２５】
前記近位の再利用可能な部分は、眼の外側に留まるように構成される、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２６】
前記第１の吸引ポンプは、複数のピストンを備え、前記複数のピストンのそれぞれは、それぞれのシリンダ内に収容され、前記シリンダのそれぞれは、前記細長い部材の前記内腔に流体的に結合されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項２７】
前記駆動機構は、回転可能なカプラを介して前記モータによって回転することができる回転カムアセンブリをさらに備え、前記回転カムアセンブリの回転により、前記複数のピストンが前記内腔内に不連続な負圧のパルスを生成する、請求項２６に記載のシステム。
【請求項２８】
前記第１の吸引ポンプによって生成された吸引は、ユーザによって選択的に修正可能である、請求項２７に記載のシステム。
【請求項２９】
前記手術器具は、それらのそれぞれのシリンダ内の前記複数のピストンの近位移動を制限するように構成されたピストンハードストップをさらに備える、請求項２８に記載のシステム。
【請求項３０】
前記ピストンハードストップは、高真空位置と低真空位置との間で切り替わるように構成される、請求項２９に記載のシステム。
【請求項３１】
前記高真空位置にあるとき、前記ピストンハードストップは、前記シリンダに対して近位方向に引っ込められ、それぞれのシリンダ内の各ピストンの最大近位移動を可能にする、請求項３０に記載のシステム。
【請求項３２】
前記低真空位置にあるとき、前記ピストンハードストップは、前記シリンダに対して遠位方向に前進し、それぞれのシリンダ内の各ピストンの近位移動を最大近位移動未満に制限する、請求項３０に記載のシステム。
【請求項３３】
前記ピストンハードストップは、連続吸引位置と脈動吸引位置との間で切り替わるように構成される、請求項２９に記載のシステム。
【請求項３４】
前記連続吸引位置にあるとき、前記ピストンハードストップは、前記シリンダに対して遠位方向に前進し、それぞれのシリンダ内で前記駆動機構の前記回転カムアセンブリに対して各ピストンの近位移動を制限する、請求項３３に記載のシステム。
【請求項３５】
前記脈動吸引位置にあるとき、前記ピストンハードストップは、前記シリンダに対して近位方向に引っ込められ、それぞれのシリンダ内で前記駆動機構の前記回転カムアセンブリに対して各ピストンの完全な近位移動を可能にする、請求項３３に記載のシステム。
【請求項３６】
前記手術器具は、前記手術器具の吸引廃棄物ライン内に配置されたアンチサージ弁をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項３７】
前記アンチサージ弁は、吸引流量が閾値を超える場合に吸引廃棄物ラインを通る流れを制限するように構成され、吸引流量が閾値を下回る場合に吸引廃棄物ラインを通る流れを可能にするように構成される、請求項３６に記載のシステム。
【請求項３８】
前記閾値は、４０ｍｌ／分である、請求項３７に記載のシステム。
【請求項３９】
前記アンチサージ弁は、ダイアフラム弁、アンブレラ弁、またはマッシュルーム弁である、請求項３６に記載のシステム。
【請求項４０】
前記アンチサージ弁は、フィルタをさらに備える、請求項３６に記載のシステム。
【請求項４１】
眼からレンズ材料を抽出するためのデバイスであって、前記デバイスは、
モータを有する駆動機構と、
ユーザが選択的に変更可能な駆動機構によって駆動される吸引ポンプと、
前記駆動機構によって振動するように構成された細長い部材であって、眼の前房を通って眼の水晶体嚢まで延びるようにサイズ設定および構成された細長い部材と、を備え、前記細長い部材は、
吸引ポンプに流体的に結合され、吸引廃棄物ラインの少なくとも一部を規定する内腔と、
遠位切断先端を有する開いた遠位端と、を備える、デバイス。
【請求項４２】
前記吸引ポンプによって生成され、前記レンズ材料を眼から前記内腔に吸引するために前記内腔を通して送達される吸引は、連続的なバックグラウンド吸引と不連続な脈動吸引との間で選択的に変更可能である、請求項４１に記載のデバイス。
【請求項４３】
前記吸引ポンプは、複数のピストンを備えるピストンポンプであり、前記複数のピストンのそれぞれは、それぞれのシリンダ内に収容され、前記シリンダのそれぞれは、前記細長い部材の前記内腔に流体的に結合されている、請求項４１に記載のデバイス。
【請求項４４】
前記駆動機構は、回転可能なカプラを介して前記モータによって回転することができる回転カムアセンブリをさらに備え、前記回転カムアセンブリの回転により、前記複数のピストンが前記内腔内に不連続な負圧のパルスを生成する、請求項４３に記載のデバイス。
【請求項４５】
前記デバイスは、それぞれのシリンダ内の前記複数のピストンの近位移動を制限するように構成されたピストンハードストップをさらに備える、請求項４４に記載のデバイス。
【請求項４６】
前記ピストンハードストップは、高真空位置と低真空位置との間で切り替わるように構成される、請求項４５に記載のデバイス。
【請求項４７】
前記高真空位置にあるとき、前記ピストンハードストップは、前記シリンダに対して近位方向に引っ込められ、それぞれのシリンダ内の各ピストンの最大近位移動を可能にする、請求項４６に記載のデバイス。
【請求項４８】
前記低真空位置にあるとき、前記ピストンハードストップは、前記シリンダに対して遠位方向に前進し、それぞれのシリンダ内の各ピストンの近位移動を最大近位移動未満に制限する、請求項４６に記載のデバイス。
【請求項４９】
前記ピストンハードストップは、連続吸引位置と脈動吸引位置との間で切り替わるように構成される、請求項４５に記載のデバイス。
【請求項５０】
前記連続吸引位置にあるとき、前記ピストンハードストップは、前記シリンダに対して遠位方向に前進し、そのそれぞれのシリンダ内で前記駆動機構の前記回転カムアセンブリに対して各ピストンの近位移動を制限する、請求項４９に記載のデバイス。
【請求項５１】
前記脈動吸引位置にあるとき、前記ピストンハードストップは、前記シリンダに対して近位方向に引っ込められ、それぞれのシリンダ内で前記駆動機構の前記回転カムアセンブリに対して各ピストンの完全な近位移動を可能にする、請求項４９に記載のデバイス。
【請求項５２】
前記デバイスは、遠位の使い捨て部分に解放可能に結合可能な近位の再利用可能な部分を備える、請求項４４に記載のデバイス。
【請求項５３】
前記近位の再利用可能な部分は、眼の外側に留まるように構成される、請求項５２に記載のデバイス。
【請求項５４】
前記ピストンポンプは、前記遠位の使い捨て部分内に配置され、前記回転カムアセンブリは、前記近位の再利用可能な部分または前記遠位の使い捨て部分内に配置される、請求項５３に記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連する出願への相互参照
本出願は、２０１８年６月５日に出願された同時係属中の米国仮特許出願第６２／６８０，７２３号、２０１８年６月２９日に出願された第６２／６９２，４４３号、２０１９年１月７日に出願された第６２／７８９，３４８号、および２０１９年５月１０日に出願された第６２／８４６，２８０号に優先権の利益を主張する。仮出願の開示は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本技術は、一般に、眼科顕微手術ツールおよびシステム、特に、統合されたポンプおよび流体管理システムを有する眼科顕微手術ツールおよびシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
特定のタイプの従来の眼科手術では、眼から抽出できるように、レンズ状組織および眼内レンズや硝子体などの眼内物体を分解する必要がある。例えば、白内障手術のためのレンズの摘出は、最も一般的な外科手術の１つであり、米国だけで年間３００万件以上の症例が行われている。白内障手術中にレンズを抽出するために一般的に使用される方法は水晶体超音波乳化吸引術である。これは超音波エネルギーを使用してレンズを乳化し、吸引してレンズ乳濁液を眼から除去する。レンズの断片化および抽出の他の方法には、フック、ナイフ、またはレーザなどの器具を使用して、内部からの（ab interno）アプローチで角膜の切開を通して抽出するのに十分小さい断片にレンズを断片化することが含まれ得る。白内障手術では、通常２．８〜３．０ｍｍを超えない眼の切開から白内障を除去できるようにするために、眼内のレンズ状組織の内部からの断片化が重要である。
【０００４】
典型的な水晶体超音波乳化吸引術システムには、水晶体超音波乳化吸引術ハンドピースと動作可能に通信するコンソールが含まれる。コンソールには通常、電源、ポンプ、電子機器、および関連するハードウェアを含むキャビネットが含まれている。コンソールは、ハンドピース、吸引、および洗浄の電子機器の制御を提供する。ハンドピースは、第１の端部の圧電結晶のセットに直接取り付けられた共振バーと、第２の端部の針状の切断管とを含む。結晶は、水晶体超音波乳化吸引術中に共鳴バーと取り付けられた切断管を駆動するために必要な超音波振動を供給する。
【０００５】
典型的な水晶体超音波乳化吸引術では、水晶体超音波乳化吸引術の先端が洗浄スリーブの遠位端を越えて延び、角膜の小さな切開を通して眼の前眼部に挿入される。切断管の水晶体超音波吸引術の先端を眼のレンズに接触させて、振動する水晶体超音波吸引術の先端がレンズを乳化する。次に、乳化物は、洗浄スリーブを介して処置中に眼に提供され、廃棄物容器に向けられる洗浄流体とともに、水晶体超音波吸引術の先端の内腔を通して吸引される。切断中、洗浄流体は、切断管の上に配置された洗浄スリーブを介して（すなわち、受動的または能動的に）眼に送達される。洗浄流体は、眼内の圧力バランスを維持し、乳化レンズの除去中に前房が崩壊するのを防ぐことを目的としている。
【０００６】
従来の水晶体超音波吸引術装置および遠隔真空源を使用する他の装置に関連する課題は、吸引ラインが非常に長く柔軟であり、流体システムの順応性に寄与することである。最後に、システムには、システムの順応性をさらに高める圧縮性ガスまたはその他の材料が含まれていることがよくある。圧縮性材料を含む長くて柔軟な吸引ラインは、吸引のオンとオフを切り替えるときの先端の応答時間に影響を与える。ベンチュリベースのシステムなどの一部のシステムのさらに他の問題は、廃棄物流体処理エンクロージャも真空圧に曝され、そのため、容器およびガスまたはその中の他の圧縮性材料も圧力の変化に応答し、さらに先端での吸引の開始と終了の遅延に寄与し、一部のシステムの応答性の低下に寄与する。
【０００７】
例えば、白内障手術中に眼に洗浄を送達するための従来の方法および装置はまた、かなりの量の循環灌注平衡塩類溶液（ＢＳＳ）を使用し得る。例えば、ＢＳＳのボトルとバッグは、２５０ｃｃ〜５００ｃｃの範囲にある。角膜内皮細胞は、眼に送達される超音波エネルギーの量や、前房を循環する洗浄流体の量など、様々な方法で損傷を受ける可能性がある。さらに、大量の洗浄流体が使用されると、眼を通る流量が高くなるため、洗浄流体の追加の乱流が存在し、さらに角膜内皮細胞の損傷を引き起こす可能性がある。
【発明の概要】
【０００８】
いくつかの実施形態では、眼からレンズ材料を抽出するためのシステムが開示されている。このシステムは、モータを有する駆動機構、駆動機構によって駆動される第１の吸引ポンプ、および眼の前房を通って眼の水晶体嚢まで延びるようにサイズ設定および構成された細長い部材を有する外科用器具を含む。細長い部材は、第１の吸引ポンプに流体的に結合され、吸引廃棄物ラインの少なくとも一部を規定する内腔と、遠位切断先端を有する開放遠位端部とを含む。細長い部材は、駆動機構によって振動するように構成されている。このシステムはさらに、第２の吸引ポンプを含む手術器具から離れた流体システム、および第２の吸引ポンプに流体的に結合された流体ラインを含む。流体ラインは、第２の吸引ポンプから細長い部材の内腔にバックグラウンド吸引を送達して、レンズ材料を眼から内腔に向かって吸引するように構成される。
【０００９】
第１の吸引ポンプは、レンズ材料を眼から内腔に吸引するために、内腔を通して不連続で脈動する吸引を生成するように構成することができる。第１の吸引ポンプは、ピストンポンプであり得る。第２の吸引ポンプによって送達されるバックグラウンド吸引は、内腔を介した連続的なバックグラウンド吸引であり得る。第２の吸引ポンプは、蠕動ポンプまたはローラポンプであり得る。第２の吸引ポンプによって生成されるバックグラウンド吸引の流量は、第１の吸引ポンプによって生成される吸引の流量よりも少なくなり得る。第２の吸引ポンプの流量は、約１０ｍＬ／分であり得、第１の吸引ポンプの流量は、約３０ｍＬ／分であり得る。
【００１０】
手術器具は、洗浄流体の供給源に結合可能な洗浄ラインをさらに含むことができる。洗浄流体の供給源は、手術器具の一部であり得る。洗浄流体の供給源は、流体システムの一部であり得る。使用中に手術器具に提供される洗浄流体の総量は、約２５０ｍＬ未満〜約１０ｍＬまでであり得る。流体システムは、流体システムの洗浄流体の供給源を外科用器具の洗浄ラインに流体的に結合する洗浄ラインをさらに含むことができる。流体システムの洗浄ラインは、流体システムの洗浄ラインを通る洗浄流体の流れを制御するように構成された弁を含むことができる。
【００１１】
器具は、外科用器具のハウジングへの入力をさらに含むことができる。入力は、トリガの押し下げの程度に応じて手術器具の様々な機能をアクティブにするように構成された多方向トリガであり得る。第１の程度の押し下げは、流体システムの洗浄ラインの弁を開き、手術器具を洗浄のみのモードにすることができる。第２の程度のトリガの押し下げにより、第２の吸引ポンプが作動し、手術器具が洗浄連続吸引モードになる。第３の程度のトリガの押し下げにより、第１の吸引ポンプが作動し、細長い部材が振動して、手術器具が洗浄パルス吸引切断モードになる。第３の程度のトリガの押し下げを超えるトリガの押し下げは、発振周波数と吸引流量の少なくとも１つを増加させる可能性がある。第３の程度のトリガの押し下げは、さらに第２の吸引ポンプを非アクティブにすることができる。入力には、静電容量センサ、光学センサ、磁気センサ、電磁センサ、およびホール効果センサからなるグループから選択された検知メカニズムを組み込むことができる。第１の吸引ポンプおよび第２の吸引ポンプは、内腔を通して同時に吸引を適用するように構成することができる。
【００１２】
手術器具は、遠位の使い捨て部分に解放可能に結合可能な近位の再利用可能な部分を有するハンドヘルド部分をさらに含むことができる。ハンドヘルド部分は、モータの回転を遠位の使い捨て部分に解放可能に動作可能に結合するように構成された回転可能なカプラを含むことができる。近位の再利用可能な部分は、眼の外側に留まることができる。第１の吸引ポンプは、複数のピストンを含むことができ、複数のピストンのそれぞれは、それぞれのシリンダ内に収容され、各シリンダは、細長い部材の内腔に流体的に結合されている。駆動機構は、回転可能なカプラを介してモータによって回転することができる回転カムアセンブリをさらに含むことができ、回転カムアセンブリの回転により、複数のピストンが内腔内に不連続な負圧のパルスを生成することができる。
【００１３】
第１の吸引ポンプによって生成された吸引は、ユーザが選択的に変更できる。外科用器具は、それぞれのシリンダ内の複数のピストンの近位移動を制限するように構成されたピストンハードストップをさらに含むことができる。ピストンハードストップは、高真空位置と低真空位置を切り替えるように構成できる。高真空位置にあるとき、ピストンハードストップは、シリンダに対して近位方向に引っ込めることができ、それぞれのシリンダ内の各ピストンの最大の近位移動を可能にする。低真空位置にあるとき、ピストンハードストップは、シリンダに対して遠位方向に前進することができ、それぞれのシリンダ内の各ピストンの近位移動を最大近位移動未満に制限する。ピストンハードストップは、連続吸引位置と脈動吸引位置を切り替えるように構成できる。連続吸引位置にあるとき、ピストンハードストップは、シリンダに対して遠位方向に前進することができ、それぞれのシリンダ内で、駆動機構回転カムアセンブリに対して各ピストンの近位移動を制限する。脈動吸引位置にあるとき、ピストンハードストップは、シリンダに対して近位方向に引っ込めることができ、それぞれのシリンダ内で、駆動機構の回転カムアセンブリに対して各ピストンの完全な近位移動を可能にする。
【００１４】
手術器具は、手術器具の吸引廃棄物ライン内に配置されたアンチサージ弁をさらに含むことができる。アンチサージ弁は、吸引の流量が閾値を超えるときに吸引廃棄物ラインを通る流れを制限するように構成でき、吸引の流量が閾値を下回るときに吸引廃棄物ラインを通る流れを可能にするように構成することができる。閾値は４０ｍｌ／分であり得る。アンチサージ弁は、ダイアフラム弁、アンブレラ弁、またはマッシュルーム弁であり得る。アンチサージ弁は、さらにフィルタを含むことができる。
【００１５】
相互に関連する態様では、眼からレンズ材料を抽出するための装置が開示されている。この装置は、モータを有する駆動機構、ユーザが選択的に変更可能な駆動機構によって駆動される吸引ポンプ、および駆動機構によって振動するように構成された細長い部材を含む。細長い部材は、眼の前房を通って眼の水晶体嚢まで延びるようにサイズ設定および構成されている。細長い部材は、吸引ポンプに流体的に結合され、吸引廃棄物ラインの少なくとも一部を規定する内腔と、遠位切断先端を有する開放遠位端とを含む。
【００１６】
吸引ポンプによって生成され、眼から内腔にレンズ材料を吸引するために内腔を通して送達される吸引は、連続的なバックグラウンド吸引と不連続な脈動吸引との間で選択的に変更することができる。吸引ポンプは、複数のピストンを有するピストンポンプであり得る。複数のピストンのそれぞれは、それぞれのシリンダ内に収容することができる。シリンダのそれぞれは、細長い部材の内腔に流体的に結合することができる。駆動機構は、回転可能なカプラを介してモータによって回転することができる回転カムアセンブリをさらに含むことができる。回転カムアセンブリの回転により、複数のピストンが内腔内に不連続な負圧のパルスを生成する可能性がある。デバイスは、それぞれのシリンダ内の複数のピストンの近位移動を制限するように構成されたピストンハードストップをさらに含むことができる。ピストンハードストップは、高真空位置と低真空位置を切り替えるように構成できる。高真空位置にあるとき、ピストンハードストップは、シリンダに対して近位方向に引っ込めることができ、それぞれのシリンダ内の各ピストンの最大の近位移動を可能にする。低真空位置にあるとき、ピストンハードストップは、シリンダに対して遠位方向に前進することができ、それぞれのシリンダ内の各ピストンの近位移動を最大近位移動未満に制限する。ピストンハードストップは、連続吸引位置と脈動吸引位置を切り替えるように構成できる。連続吸引位置にあるとき、ピストンハードストップは、シリンダに対して遠位方向に前進することができ、それぞれのシリンダ内で、駆動機構の回転カムアセンブリに対して各ピストンの近位移動を制限する。脈動吸引位置にあるとき、ピストンハードストップは、シリンダに対して近位方向に引っ込めることができ、それぞれのシリンダ内で、駆動機構の回転カムアセンブリに対して各ピストンの完全な近位移動を可能にする。
【００１７】
デバイスは、遠位の使い捨て部分に解放可能に結合可能な近位の再利用可能な部分を含むことができる。近位の再利用可能な部分は、眼の外側に留まるように構成することができる。ピストンポンプは、遠位の使い捨て部分内に配置することができ、回転カムアセンブリは、近位の再利用可能な部分または遠位の使い捨て部分内に配置することができる。
【００１８】
いくつかの変形例では、以下の１つまたは複数は、オプションで、上記の方法、装置、デバイス、およびシステムにおける任意の実行可能な組み合わせに含まれ得る。方法、装置、デバイス、およびシステムの詳細は、添付の図面および以下の説明に記載されている。その他の特徴と利点は、説明と図面から明らかになる。
【００１９】
これらおよび他の態様は、以下の図面を参照して詳細に説明される。一般的に言って、数字は絶対的な観点からまたは比較的にスケーリングするものではなく、説明を目的としている。また、特徴および要素の相対的な配置は、説明を明確にするために変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１Ａ】眼科顕微手術ツールと共に使用するための実施に係る顕微手術制御システムの斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ａの顕微手術制御システムのブロック図である。
【図１Ｃ】実施に係る、器具の多方向入力のスロットル位置に関連するシステムの動作の段階を示している。
【図２】他の実施に係る顕微手術システムの概略図である。
【図３Ａ】制御システムと共に使用するためのオプションの二次廃棄物容器を示している。
【図３Ｂ】一次および二次廃棄物容器を流体システムに結合するための継手を示している。
【図３Ｃ】流体システムで使用するための廃棄物容器の実施を示している。
【図３Ｄ】流体システムで使用するための廃棄物容器の他の実施を示している。
【図３Ｅ】流体システムで使用するための廃棄物容器の他の実施を示している。
【図３Ｆ】流体システムで使用するための廃棄物容器の他の実施を示している。
【図４Ａ】顕微手術制御システムと共に使用されるように構成された眼から材料を切断および吸引するための顕微手術ツールの実施の側面図を示している。
【図４Ｂ】顕微手術制御システムと共に使用されるように構成された眼から材料を切断および吸引するための顕微手術ツールの実施の側面図を示している。
【図４Ｃ】それぞれ線Ｃ−ＣおよびＤ−Ｄに沿って取られた図４Ａ〜図４Ｂのデバイスの断面図を示している。
【図４Ｄ】それぞれ線Ｃ−ＣおよびＤ−Ｄに沿って取られた図４Ａ〜図４Ｂのデバイスの断面図を示している。
【図４Ｅ】図４Ａ〜図４Ｂのデバイスの回転カムの様々な図を示している。
【図４Ｆ】図４Ａ〜図４Ｂのデバイスの回転カムの様々な図を示している。
【図４Ｇ】図４Ａ〜図４Ｂのデバイスの回転カムの様々な図を示している。
【図４Ｈ】図４Ａ〜図４Ｂのデバイスの様々な構成要素の追加の図である。
【図４Ｉ】図４Ａ〜図４Ｂのデバイスの様々な構成要素の追加の図である。
【図４Ｊ】図４Ａ〜図４Ｂのデバイスの様々な構成要素の追加の図である。
【図４Ｋ】図４Ａ〜図４Ｂのデバイスの様々な構成要素の追加の図である。
【図４Ｌ】図４Ａ〜図４Ｂのデバイスの様々な構成要素の追加の図である。
【図４Ｍ】図４Ａ〜図４Ｂのデバイスの様々な構成要素の追加の図である。
【図４Ｎ】図４Ａ〜図４Ｂのデバイスの様々な構成要素の追加の図である。
【図４Ｏ】図４Ａ〜図４Ｂのデバイスの様々な構成要素の追加の図である。
【図４Ｐ】ポンプチャンバに出入りする材料の流れを制御する一方向弁の他の図である。
【図５Ａ】細長い部材を有する顕微手術ツールの斜視図を示している。
【図５Ｂ】互いに分離された顕微手術器具の実施の耐久性および使い捨て部分の斜視図を示している。
【図５Ｃ】図５Ｂの器具の耐久性部分の部分図を示している。
【図５Ｄ】円Ｃ−Ｃで取られた図５Ｃの耐久性部分の詳細図を示している。
【図５Ｅ】図５Ｂの耐久性部分と使い捨て部分との間の結合の様々な図である。
【図５Ｆ】図５Ｂの耐久性部分と使い捨て部分との間の結合の様々な図である。
【図５Ｇ】図５Ｂの耐久性部分と使い捨て部分との間の結合の様々な図である。
【図５Ｈ】図５Ｂの耐久性部分と使い捨て部分との間の結合の様々な図である。
【図６Ａ】図５Ｂの器具の選択可能な真空設定を示している。
【図６Ｂ】図５Ｂの器具の選択可能な真空設定を示している。
【図６Ｃ】図５Ｂの器具の選択可能な真空設定を示している。
【図６Ｄ】図５Ｂの器具の選択可能な真空設定を示している。
【図７Ａ】顕微手術器具の様々な図を示している。
【図７Ｂ】顕微手術器具の様々な図を示している。
【図７Ｃ】顕微手術器具の様々な図を示している。
【図７Ｄ】顕微手術器具の様々な図を示している。
【図７Ｅ】顕微手術器具の様々な図を示している。
【図７Ｆ】顕微手術器具の様々な図を示している。
【図７Ｇ】顕微手術器具の様々な図を示している。
【図７Ｈ】顕微手術器具の様々な図を示している。
【図８Ａ】図７Ａ〜図７Ｈの顕微手術器具のカム機構を示している。
【図８Ｂ】図７Ａ〜図７Ｈの顕微手術器具のカム機構を示している。
【図８Ｃ】図７Ａ〜図７Ｈの顕微手術器具のカム機構を示している。
【図８Ｄ】図７Ａ〜図７Ｈの顕微手術器具のカム機構を示している。
【図８Ｅ】カム表面上でのピストンの動きを概略的に示している。
【図８Ｆ】他のカム表面上でのピストンの動きを概略的に示している。
【図８Ｇ】他のカム表面上でのピストンの動きを概略的に示している。
【図８Ｈ】他のカム表面上でのピストンの動きを概略的に示している。
【図９Ａ】顕微手術器具の実施の様々な図を示している。
【図９Ｂ】顕微手術器具の実施の様々な図を示している。
【図９Ｃ】顕微手術器具の実施の様々な図を示している。
【図１０Ａ】図９Ａ〜図９Ｃの顕微手術器具の実施の様々な図を示している。
【図１０Ｂ】図９Ａ〜図９Ｃの顕微手術器具の実施の様々な図を示している。
【図１０Ｃ】図９Ａ〜図９Ｃの顕微手術器具の実施の様々な図を示している。
【図１１Ａ】図１０Ａ〜図１０Ｃの顕微手術器具のさらなる実施の部分的な断面図を示している。
【図１１Ｂ】図１０Ａ〜図１０Ｃの顕微手術器具のさらなる実施の部分的な断面図を示している。
【図１２】洗浄パルスと真空パルスを組み合わせたシステムを組み込んだポンプマニホールドの概略図である。
【図１３Ａ】細長い部材を有する顕微手術ツールの作動の様々な段階を示している。
【図１３Ｂ】細長い部材を有する顕微手術ツールの作動の様々な段階を示している。
【図１３Ｃ】細長い部材を有する顕微手術ツールの作動の様々な段階を示している。
【図１４Ａ】作動の様々な段階における図１３Ａ〜図１３Ｃのツールの部分図を示している。
【図１４Ｂ】作動の様々な段階における図１３Ａ〜図１３Ｃのツールの部分図を示している。
【図１４Ｃ】作動の様々な段階における図１３Ａ〜図１３Ｃのツールの部分図を示している。
【図１５Ａ】作動の様々な段階における図１３Ａ〜図１３Ｃのツールの部分図を示している。
【図１５Ｂ】作動の様々な段階における図１３Ａ〜図１３Ｃのツールの部分図を示している。
【図１５Ｃ】作動の様々な段階における図１３Ａ〜図１３Ｃのツールの部分図を示している。
【図１６Ａ】多段トリガに結合されたベント機構の実施を示している。
【図１６Ｂ】多段トリガに結合されたベント機構の実施を示している。
【図１６Ｃ】遠位端の観点から、図１６Ａ〜図１６Ｂのベント機構を組み込んだガスケットで覆われた真空マニホールドを示している。
【図１６Ｄ】遠位端の観点から、図１６Ａ〜図１６Ｂのベント機構を組み込んだガスケットで覆われた真空マニホールドを示している。
【図１６Ｅ】透明の真空マニホールドを通る近位端の視点からの図１６Ｃ〜図１６Ｄのベント機構を示している。
【図１６Ｆ】透明の真空マニホールドを通る近位端の視点からの図１６Ｃ〜図１６Ｄのベント機構を示している。
【図１６Ｇ】真空マニホールドが示されていない近位端の視点からの図１６Ｃ〜図１６Ｄのベント機構を示している。
【図１６Ｈ】真空マニホールドが示されていない近位端の視点からの図１６Ｃ〜図１６Ｄのベント機構を示している。
【図１７Ａ】振動駆動機構の実施に結合された細長い部材の斜視図である。
【図１７Ｂ】回転の様々な段階における図１７Ａの振動機構の側面図である。
【図１７Ｃ】回転の様々な段階における図１７Ａの振動機構の側面図である。
【図１７Ｄ】回転の様々な段階における図１７Ａの振動機構の側面図である。
【図１７Ｅ】それぞれ、伸長状態および後退状態の内管および外管を有する細長い部材の部分図である。
【図１７Ｆ】それぞれ、伸長状態および後退状態の内管および外管を有する細長い部材の部分図である。
【図１７Ｇ】完全に遠位に伸びた細長い部材の部分的な断面図である。
【図１８Ａ】従来の水晶体超音波乳化吸引術システムの細長い部材の対称的な正弦波運動プロファイルを示している。
【図１８Ｂ】細長い部材の非対称の非正弦波運動プロファイルを示している。
【図１８Ｃ】伸長速度プロファイルが細長い部材の後退速度プロファイルと同じである、細長い部材の対称運動プロファイルを示している。
【図１８Ｄ】伸長速度プロファイルが細長い部材の後退速度プロファイルとは異なる、細長い部材の非対称運動プロファイルを示している。
【図１８Ｅ】プロファイルが異なる細長い部材の伸長速度プロファイルおよび後退速度プロファイルの追加の例を示している。
【図１８Ｆ】プロファイルが異なる細長い部材の伸長速度プロファイルおよび後退速度プロファイルの追加の例を示している。
【図１８Ｇ】その伸長速度プロファイル（上部パネル）に対する細長い部材（下部パネル）の遠位先端の非正弦波運動を示している。
【図１９Ａ】真空プロファイルの実施を示している。
【図１９Ｂ】細長い部材の非対称の非正弦波運動プロファイル（実線）と、細長い部材を介した吸引の真空プロファイル（斜線）との間の重複を示している。
【図１９Ｃ】細長い部材の非対称の非正弦波運動プロファイル（実線）と、細長い部材を介した吸引の真空プロファイル（斜線）との間の重複を示している。
【図１９Ｄ】細長い部材の非対称の非正弦波運動プロファイル（実線）と、細長い部材を介した吸引の真空プロファイル（斜線）との間の重複を示している。
【図１９Ｅ】細長い部材の非対称の非正弦波運動プロファイル（実線）と、細長い部材を介した吸引の真空プロファイル（斜線）との間の重複を示している。
【図１９Ｆ】細長い部材の非対称の非正弦波運動プロファイル（実線）と、ピストンポンプを用いた細長い部材を介した吸引の真空プロファイル（斜線）との間の重複を示している。
【図２０Ａ】器具のハウジング上に配置された、巻き付けられた構成の無菌シースを示している。
【図２０Ｂ】器具のハウジング上に展開した後の展開構成の図２０Ａの無菌シースを示している。
【図２１】閉塞後のサージを防止するように構成された器具の真空マニホールド内の弁を示している。
【図２２Ａ】閉塞後のサージを防止するように構成された弁用のフィルタの実施を示している。
【図２２Ｂ】閉塞後のサージを防止するように構成された弁用のフィルタの実施を示している。
【図２２Ｃ】閉塞後のサージを防止するように構成された弁用のフィルタの実施を示している。
【図２２Ｄ】閉塞後のサージを防止するように構成された弁用のフィルタの実施を示している。
【図２３】滅菌パッケージ内の器具を含むキットの実施を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図面は一例に過ぎず、原寸に比例することを意図していないことを理解されたい。本明細書に記載のデバイスは、必ずしも各図に示されているわけではない特徴を含み得ることが理解されるべきである。
【００２２】
本明細書に記載されているのは、眼内手術中のレンズ、硝子体、および他の組織の眼内断片化および除去に有用な眼科顕微手術ツールのためのシステム、デバイス、および方法である。様々なシステム、デバイス、および方法は、眼科手術において有用な１つまたは複数の機能を実行するように構成されるが、これらに限定されない、眼の処置中に標的位置に存在する材料の切断、断片化、乳化、吸引、および／または洗浄を含む。本明細書で使用される「材料」は、眼の処置（例えば、白内障処置、硝子体切除処置など）中に存在し得る流体（眼からまたは眼に提供される）、組織、またはレンズ状組織、硝子体、細胞などの組織の断片、および任意の他の流体または組織または他の材料を含み得る。本明細書に記載のシステム、デバイス、および方法は、真空を適用し、眼内の圧力バランスを維持するために流体を送達するように構成される。真空を適用し、および／または流体を送達する、本明細書に記載のシステム、デバイス、および方法はまた、手術部位内およびその近くで、切断、断片化、乳化、またはさもなければより小さな材料を作製するように構成され得る。真空を適用することを可能にする本明細書に記載のシステム、デバイス、および方法は、散在するパルス正圧の有無にかかわらずパルス真空を使用してその真空を提供し、瞬間的な逆流を提供することができる。
【００２３】
本明細書に記載のデバイスの様々な特徴および機能は、それらが組み合わせて明示的に説明されていない場合でも、本明細書に記載の１つまたは複数のデバイスに適用され得る。本明細書に記載のデバイスの様々な特徴および機能は、水晶体超音波乳化吸引術システム、硝子体切除システム、バッグ研磨システム、および白内障手術または硝子体切除手術などを実行するのに有用な他のツールを含むがこれらに限定されない、手術部位またはその近くの組織を切断、断片化、乳化、または他の方法で衝撃を与えるためにも有用である、当技術分野で知られている従来のデバイスおよびシステムに適用できることも理解されたい。
【００２４】
顕微手術システム
【００２５】
図１Ａおよび図１Ｂは、実施に係る顕微手術システム１００を示している。顕微手術システム１００は、様々な眼科手術を実施する際に外科医が使用するために、１つまたは複数の眼科顕微手術器具２２５（本明細書では、「デバイス」または「ツール」または「周辺デバイス」または「ハンドピース」または「ハンドヘルドユニット」と呼ばれることもある）と共に使用することができる。本明細書に記載の顕微手術器具およびデバイスのいずれも、システム１００と動作可能に結合することができる。顕微手術システム１００は、ポールアセンブリ１０５に結合された流体システム１１０を含むことができる。ポールアセンブリ１０５および流体システム１１０はそれぞれ、電力システム１２０によって電力を供給される計算ユニット１１５によって制御することができる。流体システム１１０は、容器１３５内の洗浄流体源１３０、顕微手術器具２２５につながる洗浄ライン１５５、顕微手術器具２２５から廃棄物容器１６０につながる廃棄物ライン１６５、および少なくとも１つの吸引ポンプ１４５を含むことができる。システム１００は、流体システム１１０の洗浄ライン１５５を器具２２５の洗浄入口に結合することによって、顕微手術器具２２５に洗浄を提供することができる。システム１００はまた、流体システム１１０の廃棄物ライン１６５を器具２２５の廃棄物出口に結合することによって、顕微手術器具２２５に吸引圧力を供給することができる。眼の手術野に出入りする流体の相対量は、眼の前房が崩壊しないようにバランスがとられていることが好ましい。顕微手術器具２２５に提供される総洗浄容量は、特定の容量、例えば、約２５０ｍＬ未満、約２００ｍＬ未満、約１５０ｍＬ未満、約１００ｍＬ未満、約５０ｍＬ未満、約１０ｍＬまで維持されることも好ましい。顕微手術システム１００および顕微手術器具２２５の各構成要素は、以下でより詳細に説明される。
【００２６】
図１Ｂに最もよく示されるように、システム１００の１つまたは複数の構成要素は、コンピューティングユニット１１５によって制御され得る。コンピューティングユニット１１５は、制御プロセッサ１８０、メモリ１９０、通信モジュール１９５、および１つまたは複数の入力／出力１９７を含むことができる。制御プロセッサ１８０、メモリ１９０、通信モジュール１９５、１つまたは複数の入力／出力１９７、記憶装置などなどのコンピューティングユニット１１５の構成要素は、システムバス１８５を介して相互接続することができる。制御プロセッサ１８０は、ポールアセンブリ１０５、流体システム１１０、およびシステム１００に結合された顕微手術器具２２５のうちの１つまたは複数と動作可能に通信することができる。制御プロセッサ１８０はまた、１つまたは複数の外部コンピューティングデバイス２００と動作可能に通信することができる。外部コンピューティングデバイス２００は、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、スマートフォン、またはユーザ入力を通信および受信することができる他のデバイスを含むがこれらに限定されないように変化することができる。メモリ１９０は、ユーザ入力データを受信および格納するように構成される。メモリ１９０は、データを格納し、そのデータを制御プロセッサ１８０などのシステム１００の他の１つまたは複数の構成要素に通信することができる任意のタイプのメモリであり得る。メモリ１９０は、フラッシュメモリ、ＳＲＡＭ、ＲＯＭ、ＤＲＡＭ、ＲＡＭ、ＥＰＲＯＭ、動的記憶装置などのうちの１つまたは複数であり得る。メモリ１９０は、器具２２５の使用目的に関連する１つまたは複数のユーザ定義プロファイルを格納するように構成することができる。メモリ１９０は、ユーザ情報、使用履歴、行われた測定などを格納するように構成することができる。
【００２７】
コンピューティングユニット１１５の通信モジュール１９５は、制御プロセッサ１８０などのシステム１００の１つまたは複数の構成要素、並びに１つまたは複数の外部コンピューティングデバイス２００および顕微手術器具２２５などの１つまたは複数の周辺機器と動作可能に通信することができる。コンピューティングユニット１１５の通信モジュール１９５と外部コンピューティングデバイス２００または顕微手術器具２２５との間の接続は、ＲＳ２２接続、ＵＳＢ、ファイアワイヤ接続、独自の接続、または外部コンピューティングデバイス２００および／または顕微手術器具２２５に情報を受信および／または送信するように構成された他の適切なタイプの有線接続などの有線通信ポートを含むことができる。通信モジュール１９５はまた、例えば、システム１００の動作に関する情報を外部コンピューティングデバイス上にリアルタイムで表示するために、および／または顕微手術器具２２５のプログラミングを制御するために、ワイヤレスリンクを介してコンピューティングユニット１１５と外部コンピューティングデバイス２００および／または顕微手術器具２２５との間で情報を供給することができるように、ワイヤレス通信ポートを含むことができる。外部コンピューティングデバイス２００は、例えば、器具２２５がシステム１００とは独立して動作している場合、顕微手術器具２２５と直接通信できることを理解されたい。システム１００に対する様々な調整およびプログラミングのいずれも、外部コンピューティングデバイス２００を使用して実行することができる。ワイヤレス接続では、ブルートゥース（登録商標）、Ｗｉ−Ｆｉ、無線周波数、ＺｉｇＢｅｅ通信プロトコル、赤外線、または携帯電話システムなどの適切なワイヤレスシステムを使用できる。また、コーディングまたは認証を使用して、受信した情報の発信元を確認することもできる。ワイヤレス接続は、様々な独自のワイヤレス接続プロトコルのいずれでもかまわない。
【００２８】
制御プロセッサ１８０は、システム１００内で実行するための命令を処理することができる。そのような実行された命令は、システム１００との動作可能な通信におけるシステムまたは周辺機器の使用に関連する本明細書に記載のプロセスのうちの１つまたは複数を実施することができる。制御プロセッサ１８０は、シングルスレッドプロセッサまたはマルチスレッドプロセッサであり得る。制御プロセッサ１８０は、メモリ１９０および／または記憶装置に格納された命令を処理して、システム１００の動作に関する情報の出力をユーザに提供することができる。制御プロセッサ１８０は、システム１００の１つまたは複数の態様、並びにシステム１００に結合された顕微手術器具２２５に制限を調整または提供するようにプログラムすることができるソフトウェアを含むことができる。制御プロセッサ１８０によって実行されるソフトウェアは、使用中にユーザ入力なしで、システム１００またはシステム１００に接続された顕微手術器具の特定の態様を提供することができる。実施形態では、調整またはプログラミングは、システム１００内または外部コンピュータデバイス２００のいずれかで、ソフトウェアによって制御される制御プロセッサ１８０を介して行うことができる。ユーザは、ブルートゥース（登録商標）などのワイヤレス接続を介してシステム１００と通信する外部コンピューティングデバイス２００を介してコントローラ１８０を遠隔でプログラムすることができる。以下で詳細に説明されるシステム１００の１つまたは複数の態様は、洗浄源１３０の高さ、廃棄物容器１６０の高さ、ポンプ１４５の速度などを含めてプログラムすることができる。器具２２５はまた、器具の１つまたは複数の構成要素（例えば、駆動機構、真空源、または器具の他の構成要素）と動作可能に通信する制御プロセッサ、メモリ、および／または通信モジュールを含むコンピューティングユニットを含むことができる。以下でも詳細に説明する顕微手術器具２２５の１つまたは複数の態様は、脈動吸引の速度、振動する機械的先端の速度、最大速度の制限、様々なモード（すなわち、パルスモードまたはバーストモード）の無効化／有効化、モードのパラメータの調整（すなわち、パルスモード中のオン時間対オフ時間）、および本明細書の他の場所で説明されるような器具２２５の他の様々な制御可能なパラメータを含むようにプログラムすることができる。ユーザはまた、以下でより詳細に説明するように、システム１００を介してではなく、器具２２５と直接通信する外部コンピューティングデバイス２００を使用して顕微手術器具２２５をプログラムすることができる。
【００２９】
器具２２５および／またはシステム１００はまた、入力の作動時に特定の動作に制限を提供するようにプログラムすることができる。例えば、器具２２５の駆動機構は、入力の作動時に最小および／または最大速度を有するようにプログラムすることができ、または流体注入および吸引の場合、器具２２５は、入力の作動時に最小および／または最大の流体圧力を有するようにプログラムすることができる。したがって、本明細書に記載の器具２２５は、ユーザによって調整可能な入力を使用して、並びに入力の作動時に器具２２５の１つまたは複数の態様に影響を与える事前にプログラムされた命令によってプログラムすることができる。
【００３０】
前述のように、システム１００（または器具２２５）のコンピューティングユニット１１５は、外部コンピューティングデバイス２００を介するなど、遠隔で制御、調整、および／またはプログラムすることができる。システム１００のコンピューティングユニット１１５はまた、システム１００上の１つまたは複数の入力１９７、並びに器具２２５上の１つまたは複数の入力２２８を介して直接制御、調整、および／またはプログラムすることができる。したがって、本明細書に記載のデバイスは、１つまたは複数の態様が、ユーザによる手動入力に従って手動で制御および／または調整されるか、または１つまたは複数の態様を制御するようにプログラムされるように使用することができる。コントローラは、デバイスの１つまたは複数の態様に制限を調整または提供するようにプログラムすることができるソフトウェアを含むことができる。したがって、コントローラによって実行されるソフトウェアは、使用中にユーザ入力なしでデバイスの特定の態様を提供できる。実施形態では、調整またはプログラミングは、ソフトウェアによって制御されるコントローラを介して、デバイス内で、またはデバイスと直接またはシステム１００を介して動作可能に通信する外部コンピュータデバイス２００上で行うことができる。ユーザは、ブルートゥース（登録商標）などのワイヤレス接続を介してデバイスと通信する外部コンピューティングデバイスを介して、コントローラを遠隔でプログラムできる。
【００３１】
システム１００の入力１９７は、１つまたは複数のトリガ、ボタン、スライダ、ダイヤル、キーパッド、スイッチ、タッチスクリーン、フットペダル、または引き込み、押し込み、圧搾、スライド、タップ、またはその他の方法で作動させて、システム１００の応答をアクティブ化、変更、または他の方法で引き起こすことができる他の入力を含み得る。いくつかの実施形態では、１つまたは複数の入力１９７は、システム１００の１つまたは複数の構成要素並びにシステム１００と動作可能な通信における周辺機器を制御、調整、および／またはプログラムするための音声コマンドを受信するように構成されたマイクロフォン１９８を含む。システムの入力１９７は、顕微手術器具２２５上の１つまたは複数の入力２２８から分離することができ、これらに加えて、以下でより詳細に説明する。
【００３２】
再び図１Ａおよび図１Ｂに関して、ポールアセンブリ１０５、流体システム１１０、コンピューティングユニット１１５の１つまたは複数、並びに顕微手術器具２２５またはシステム１００に接続された他の周辺機器は、電力システム１２０によって電力を供給され得る。例えば、電力システム１２０は、モータまたは他の動力機構などを使用して、ベース１３４に対してポール１３２を伸縮自在に調整することによって、洗浄源１３０の高さを調整するためにポールアセンブリ１０５に電力を供給することができる。電力システム１２０は、流体システム１１０の吸引ポンプ１４５、並びに洗浄ライン１５５に向かう流体の流れを制御するように構成された１つまたは複数の弁１５０に電力を供給することができる。電力システム１２０はまた、システム１００と動作可能に通信する際に、顕微手術器具２２５などの任意の周辺装置に電力を供給することができる。電力システム１２０は、コード１６８およびプラグ１７０を有する電源出口１６６を含むことができる。プラグ１７０は、電力システム１２０に電力を供給するために壁ソケット内に挿入するように構成される。電力システム１２０は、顕微手術器具の電源２２７のプラグ２７０などの１つまたは複数の周辺機器のプラグを受け入れるように構成された１つまたは複数のソケット１７５をさらに含むことができる。顕微手術器具２２５の電源２２７は、システム１００の電力システム１２０のソケット１７５の１つに差し込むことができる。ポールアセンブリ１０５はまた、器具がそれ自体の電源２２７を含む必要がなく、ポールアセンブリ１０５に直接差し込むことができるように、器具の電源２２７を組み込むことができる。
【００３３】
ポールアセンブリ１０５は、静脈内（ＩＶ）ポールに典型的な１つまたは複数の特徴を含むことができる。ポールアセンブリ１０５は、１つまたは複数のハンガ１３１の高さを調整できるように、ベース１３４に対して移動可能であるように構成された伸縮ポール１３２を含むことができる。ハンガ１３１は、洗浄源１３０と顕微手術器具２２５との間の洗浄ライン１５５内に適切な流体圧力を作り出すように計算された高さで、流体システム１１０の１つまたは複数の洗浄容器１３５内に含まれる洗浄流体源１３０を懸架するように構成される。洗浄源１３０は、ポールアセンブリ１０５のハンガ１３１によって患者のレベルより上に吊るすことができ、洗浄ライン１５５は、洗浄源１３０の下端領域に結合することができる。
【００３４】
ポールアセンブリ１０５は、１つまたは複数のハンガ１３１の高さを調整するように構成された１つまたは複数のボタン、レバー、フットペダル、または他のアクチュエータを組み込むことができ、それにより、洗浄流体圧力を変更し、それに応じて、入口ラインの流体の流量を変更する。１つまたは複数のハンガ１３１の高さは、手動でおよび／または動力調整を介して調整することができる。例えば、ポールアセンブリ１０５は、ベース１３４に対して伸縮ポール１３２を動かすように構成された電動システムを含むことができる。ポールアセンブリ１０５は、計算ユニット１１５と動作可能に通信することができ、その結果、処置中の流体の必要性に応じて動力調整を自動化することができ、これは、以下でより詳細に説明する。ポールアセンブリ１０５のベース１３４は、ポールアセンブリ１０５の完全な可動性を確保するために、複数の回転キャスタ１４０を有することができる。キャスタ１４０は、当技術分野で知られているようにロックして、使用中の不注意な動きを防ぐことができる。ポールアセンブリ１０５は、調整可能な手術用トレイまたは棚または他の保管場所、並びに１つまたは複数のクランプ、ピンチ弁、チュービングループ、クリップなどの１つまたは複数の他のユーザ機能を含むことができる。いくつかの実施形態では、ポールアセンブリ１０５は、統合された手術器具トレイ１３３、例えば、ポール１３２にクランプされたトレイ１３３を含むことができる（図１Ａを参照）。
【００３５】
さらに図１Ａおよび図１Ｂに関して、並びに上記のように、流体システム１１０は、洗浄流体源１３０、洗浄ライン１５５、廃棄物ライン１６５、廃棄物容器１６０、および少なくとも１つの吸引ポンプ１４５を含むことができる。吸引ポンプ１４５は、ポンプ１４５から細長い部材の内腔にバックグラウンド吸引を送達して、レンズ材料を眼から内腔に向かって吸引するように構成された流体ラインに流体的に結合することができる。流体システム１１０は、任意選択で、洗浄流体源１３０から洗浄流体を送達するように構成された洗浄流体ポンプを含み得る。洗浄流体は、洗浄流体源１３０を出て、洗浄流体ライン１５５を通って顕微手術器具２２５に向かって移動することができる。治療部位の近くのオプションの洗浄流体リザーバも組み込むことができる。例えば、洗浄流体リザーバは、顕微手術器具２２５の遠位端内に配置されて、流体の需要を瞬時に満たすことができ、これは、以下でより詳細に説明する。
【００３６】
洗浄流体源１３０、器具２２５および／または洗浄ライン１５５は、任意選択で、直接または洗浄ポートを介して器具２２５に流体的に結合された洗浄ライン１５５を通る流体の流れの追加の制御を提供するように構成された１つまたは複数の弁１５０および／またはセンサを含み得る。１つまたは複数の弁１５０は、洗浄ライン１５５をしっかりと挟むように構成されたピンチ弁またはピンチクランプであり得、それにより、顕微手術器具２２５への流体の流れを防止するか、または弁１５０を開くときに洗浄源１３０から顕微手術器具２２５への完全な流体の流れを可能にする。
【００３７】
当技術分野で知られているように、弁１５０は、手動で開閉することができる。弁１５０は、代替的または追加的に、コンピューティングユニット１１５による入力時に、例えば、以下でより詳細に説明されるように顕微手術器具２２５の作動時に作動され得る。他の弁とクランプのタイプがここで考慮される。器具２２５および／または廃棄物ライン１６５（本明細書では吸引ラインと呼ばれ得る）は、任意選択で、器具２２５からの流体の流れの追加の制御を提供するように構成された１つまたは複数の弁および／またはセンサを含み得る。１つまたは複数の弁１５０は、弁１５０が洗浄ライン１５５を通る流れを制御できるように、洗浄源１３０がぶら下がっている近くの伸縮ポール１３２の領域内に統合することができる。
【００３８】
洗浄源１３０は、眼の高さより上に配置することができ、正の圧力勾配を提供して、例えば、弁１５０を開くと、流体が洗浄源１３０から顕微手術器具２２５に向かって流れるようにする。弁１５０を開くと、ライン１５５が洗浄流体でプライミングされ、顕微手術器具２２５が、例えば、洗浄スリーブから洗浄流体を送達する準備ができるように、「デッドボリューム」または「サージボリューム」が除去される（例えば、図９Ｂに示される洗浄スリーブ３１２８を参照）。以下で論じるように、洗浄流体は、一般に、吸引システムの弁が開くまで、器具２２５のスリーブの開口部から流出しない。高架洗浄源１３０からの静水圧は、一般に、ハンドヘルド部分の真空システム内の１つまたは複数の弁のクラッキング圧力よりも低く、これは、モータがオフにされたときに閉位置に留まり、特定の圧力差に達すると開く。洗浄は、眼に向かって受動的に供給することができ、廃棄物ラインの開閉は、洗浄流体が開口部から眼に流れるかどうか、いつ流れるかを決定することができる。
【００３９】
流体ヘッド圧力は、眼に対する洗浄源１３０の高さに応じて変化する。洗浄源１３０の高さが治療部位に対して増加するにつれて、洗浄ライン１５５を通る流体圧力がより大きくなる。洗浄源１３０の高さが治療部位に対して減少するにつれて、洗浄ライン１５５を通る流体圧力がより低くなる。治療部位から流体を引き離す吸引圧力（例えば、システムの吸引ポンプ１４５を介して）は、廃棄物容器１６０の相対的な高さによって影響を受ける可能性がある。廃棄物容器１６０は、大気圧以下に設定することができる。廃棄物容器１６０が治療部位に対して低いほど、圧力差が大きくなり、潜在的な吸い上げ圧力が大きくなる。例えば、廃棄物容器１６０は、患者のレベルより下に配置することができ、眼から廃棄物容器１６０に向かって流体および材料の流れを引き起こす。廃棄物容器１６０を患者のレベルよりさらに下に下げると、より大きな圧力差が生じる。
【００４０】
洗浄源１３０と廃棄物容器１６０の両方の相対的な高さは、手動および／または自動で調整することができる。ユーザは、ポールアセンブリ１０５上の調整要素を使用するか、またはシステム１００と通信している外部コンピューティングデバイス２００を使用するなどして、手動で高さを制御することができる。高さは、システム１００のコンピューティングユニット１１５を介して自動的に制御することもできる。システム１００のコンピューティングユニット１１５は、例えば、治療部位でより多くの流体が必要とされる場合に、より大きな圧力差を提供するために、治療部位に対する洗浄源１３０の高さを自動的に調整することができる。このようにして、システム１００は、前房などの治療部位での流体送達および流体回収の適切なバランスを維持することができる。例えば、システム１００の使用中、より多くの流体が器具２２５を通して送達されるにつれて、洗浄源１３０内の流体レベルを低下させることができる。システム１００は、流体レベルの変化を感知し、洗浄源１３０を自動的に上げて（すなわち、ＩＶポールの高さを上げて）、洗浄源１３０の流体ヘッドを維持することができる。
【００４１】
システム１００および／または顕微手術器具２２５は、様々な方法のいずれかによって、眼の内外を移動する流体の相対量を感知することができる。いくつかの実施形態では、ポールアセンブリ１０５は、眼に送達されている流体の量および除去されている流体の量を評価するように構成された１つまたは複数のセンサを含むことができる。例えば、洗浄源１３０は、供給源１３０での流体の体積および／または重量を評価するように構成されたセンサに対して配置することができる。他の実施形態では、１つまたは複数のセンサは、例えば、非接触流体フローセンサを使用して、洗浄源１３０からの流体の流れを測定することができる。同様に、廃棄物容器１６０は、流体量、流体重量、および／または廃棄物容器１６０への流体の流れを評価するように構成されたセンサに対して配置することができる。他の実施形態では、１つまたは複数のセンサは、眼内の全体的な流体バランスを評価するために、入口および出口ラインなどの顕微手術器具２２５に対して配置することができる。センサは、少なくとも洗浄側では、非接触液面センサまたは流体フローセンサであり、超音波、レーダ、レーザ、ドップラ、および洗浄および／または廃棄物ラインの体積流量を測定するように構成された流体のその他のタイプの検知技術を含むが、これらに限定されない。センサからの情報は、システムが流体バランスを自動的に調整するために使用することができ、例えば、器具２２５に対する洗浄源１３０の高さを増加させ、したがって、流体ヘッドを増加させて、容器内の液体の減少を相殺する。
【００４２】
いくつかの実施形態では、超音波センサ、または任意の他のタイプの非接触流体センサが、洗浄ライン１５５または廃棄物ライン１６５上に配置される。１つまたは複数のセンサは、管の長さに沿ってどこにでも配置することができる。いくつかの実施形態では、センサは、ライン１５５、１６５がハンドヘルド器具２２５に出入りする場所の近くに配置される。センサは、他の血液または液体測定センサと同様に、管が配置されている場所で管を通過する流量を検出できる。いくつかの実施形態では、センサは、ハンドヘルドデバイス２２５内に配置され、本明細書に記載の流体経路に組み込まれる。例えば、器具２２５の特定の構成要素は、非接触センサがデバイスを通過する流量を検出できるようにする、光学的に透明な構成要素から製造されている。他の実施形態では、ばね流量計を使用することができる。ばね流量計は、器具２２５の使い捨て部分に配置することができ、デバイス内で流量が増加するにつれて延びるプランジャを含むことができる。そのような実施形態では、プランジャは、プランジャの位置が感知されて電子制御に入力され得るように、器具の再利用可能な部分上の特徴と相互作用し得る。例えば、電位差計を使用して、プランジャの位置を感知し、それによって、洗浄または吸引フローライン１５５、１６５、あるいはその両方を通る流量を決定することができる。
【００４３】
本明細書に記載の器具２２５は、洗浄ライン１５５を介してハンドピース２２５に流体結合された洗浄容器１３５内に含まれる洗浄流体源１３０から作業現場に洗浄流体を送達するように構成される。眼科手術用の従来の洗浄容器１３５は、それぞれ２５０ｍＬ〜約５００ｍＬの間であり得、その結果、眼への送達に利用可能な比較的大量の洗浄流体が得られる。必要な洗浄流体の量、したがって、本明細書に記載の器具２２５を使用する処置中に使用される洗浄流体源１３０および容器１３５のサイズは、従来のシステムと比較して大幅に減らすことができる。以下でより詳細に説明するように、器具２２５は、遠位切断先端の近くに配置された統合吸引ポンプ２４５を含むことができる。例えば、吸引ポンプ２４５は、脈動真空プロファイルを作成するように構成されたハンドピース内のピストンポンプであり得る。流体を吸引するための脈動真空の強度は、パルス真空を組み込んでいない従来のシステムで適用される真空よりもはるかに強い可能性がある。非常に強く非常に短いパルスは、レンチキュラー組織を除去するのに十分であり、したがって、比較的少量の流体のみを必要とする。前房から吸引される流体に対するレンチキュラー組織の比率は、他の現在使用されているデバイスおよび方法よりも、本明細書に記載のハンドヘルドデバイスの方が高くなり得る。また、洗浄は、デバイスの作動時にのみ送達されるため、本明細書に記載の器具２２５を使用して送達される流体量は、既知のシステムと比較して大幅に減らすことができる。本明細書に記載の器具２２５を使用する処置に必要な洗浄流体の総量は、従来のシステムと比較して著しく少ない（例えば、約１０ｍＬと低い）。
【００４４】
吸引は、現在使用されているデバイスや方法よりも細かい制御でアクティブにすることができる。例えば、器具２２５は、指制御を使用することができ、これについては、以下でより詳細に説明する。器具２２５の指制御により、外科医は、ほとんどの従来の水晶体超音波乳化吸引術システムで使用されるフットペダルよりも便利で簡単な方法で、システムを短時間で容易に作動させることができる。さらに、真空源２４５は、ハンドピース２２５内に配置することができるので、真空源が数フィート離れた遠隔コンソールにのみ配置され、長い圧縮可能な管で接続されている他のデバイスよりも、外科医がデバイスのオンおよびオフをアクティブにするための応答時間が大幅に短縮される場合がある。本明細書に記載の器具２２５は、比較的少量のサージ量を有し、したがって、デバイスのオンとオフを循環させることは、最小限の欠点を有する。これらの特徴は、外科医がレンチキュラー組織を除去する準備ができているときに、器具２２５を短時間だけ作動させることを可能にすることができる。これにより、除去される洗浄流体が全体的に少なくなり、したがって、供給する必要のある洗浄流体が少なくなる。
【００４５】
人間のレンズの体積は、約０．１０ｍＬ〜０．１５ｍＬである。本明細書に記載の器具２２５を使用する処置に必要な総洗浄流体量は、一般に、約１０ｍＬ、２５ｍＬ、５０ｍＬ、７５ｍＬ、１００ｍＬ、１２５ｍＬ、１５０ｍＬ、２００ｍＬなど、２５０ｍＬ未満である。したがって、洗浄源１３０を保持する洗浄容器１３５のサイズは、同様に２５０ｍＬ未満の容量に制限することができる。一般に、本明細書に記載のデバイスの場合、処置に必要な洗浄流体量とレンズ流体量との比は非常に低く保たれ、約５０：１、７５：１、１００：１、１５０：１、２００：１、最大２０００：１の間である。例として、１０ｍＬのＢＳＳを使用すると、約１００：１の比率になる。対照的に、２５０ｍＬのＢＳＳを使用すると、洗浄流体とレンチキュラー組織の比率が約２５００：１になる。
【００４６】
本明細書に記載の器具２２５は、必要量が少なく、したがって、洗浄流体源１３０は、ポールアセンブリ１０５によって吊り下げられる必要のない小さな容器１３５に保持することができる。洗浄容器１３５は、手術部位の近くに配置するか、または洗浄流体を送達するために重力に依存しないユーザの手首または腕の部分に（例えば、バンドまたは他の物品を介して）配置することができるように十分に小さいサイズにすることができる。洗浄容器１３５は、重力を必要とせずに、またはＩＶポールから吊り下げられることなく洗浄流を提供することができる折りたたみ可能なバッグまたは注射器であり得る。洗浄流体源１３０は、吊り下げる必要がなく、全体的なフォームファクタおよび体積が大幅に減少するので、流体源１３０は、処置を実行する外科医の近くに配置することができ、および／またはハンドヘルドであり得る。例えば、洗浄流体源１３０（および以下でより詳細に説明される廃棄物容器１６０）は、リストストラップまたはアームバンドに適合するようなサイズにすることができる。この構成では、テザーは組み込まれておらず、器具２２５を軽量に保ち、より容易に操作することができる。流体源１３０およびその容器１３５は、手術部位の近くに配置できるように無菌にすることができる。次に、流動的に結合され、洗浄容器１３５から延びる洗浄ライン１５５を短縮することができ、管への空気導入のリスクを低減することができる。少量の洗浄容器１３５は、注射器である必要はないことを理解されたい。洗浄容器１３５は、柔軟で折りたたみ可能なバッグまたは注射器であり得る。容器１３５は、２５０ｍｌ未満、例えば、約２５ｍＬ〜１００ｍＬの間の容量を有することができる。可撓性バッグまたは注射器は、ばねなどの駆動要素２０１５によって圧力下に置くことができるか、または空気充填バッグなどのガス圧力下に置くことができる。
【００４７】
洗浄流体の供給源は、上記のような流体システムの一部であり得るか、または手術器具の一部であるか、または手術器具に結合され得る。図２は、プランジャまたは他の特徴を使用して流体を器具に向けるように構成された注射器タイプの容器内に保持された洗浄流体源１３０を示し、重力で吊り下げまたは加圧する必要がない。洗浄流体容器および器具２２５は、小さなフォームファクタを有することができる。容器と器具２２５との間の接続は、器具２２５の使用中にユーザの手首または腕または患者の滅菌ドレープ上に配置することができる短い洗浄ライン長さで行うことができる。洗浄流体（平衡塩類溶液ＢＳＳなど）は、バレル２００５から洗浄流体を促すように構成されたプランジャ２０１０に対して配置された円筒形バレル２００５内に収容することができる。バレル２００５は、洗浄流体で事前に充填するか、または使用時に充填することができる。プランジャ２０１０は、プランジャ２０１０に圧力を加えてバレル２００５から洗浄流体を送達するように構成された駆動要素２０１５によって駆動することができる。駆動要素２０１５は、注射器ポンプに典型的な能動機構であり得るか、またはバレル２００５から洗浄流体を促すように構成された方向にプランジャ２０１０を押すように構成されたばねなどの受動システムであり得る。駆動要素２０１５は、プランジャ２０１０の位置または容器の充填レベルに関係なく、プランジャ２０１０（またはバッグ）に対して一定の力を提供する定力ばねであり得る。定力ばねには圧力調整器を含めることができるが、通常は必要ない。いくつかの実施形態では、定力ばねによって加えられる力を調整する調整機構を含めることができる。例えば、調整機構は、プランジャ２０１０の一部に対する摩擦を調整して、プランジャ２０１０をバレル２００５の内面に対してスライドさせるのに必要な力を変更することができる。駆動要素２０１５によって提供される駆動力は、洗浄流体の流量および流圧を調整できるように調整することができる。洗浄流体は、バレル２００５を出て、圧力調整器２０２０を通過することができる。圧力調整器２０２０は、例えば、圧力制御ノブ２０２５を回すことによって調整することができる。ユーザは、圧力制御ノブ２０２５を調整することによって、例えば、Ｈ２Ｏで０〜１００の間で、眼に送達される洗浄圧力を調整することができる。圧力制御ノブ２０２５はまた、設定された圧力をユーザに表示するダイヤルまたは他のインジケータを含み得る。ノブ２０２５は、当技術分野で知られている他のタイプの調整機構であり得、一例としてのみ提供されていることを理解されたい。
【００４８】
いくつかの実施形態では、洗浄容器１３５および廃棄物容器１６０は両方とも小さなフォームファクタを有することができ、一緒に結合することができる。この配置は、一緒に取り付けられ、および／またはルーティングされる洗浄ライン１５５および廃棄物ライン１６５の両方を提供することができる。いくつかの実施形態では、廃棄物ライン１６５は、洗浄容器１３５から器具２２５までの洗浄ライン１５５の長さに沿って延びることができる。例えば、図２に示されるように、廃棄物ライン１６５は、例えば、ばね２０１５が位置する場所の近くで、洗浄流体源１３０のバレル２００５の後部領域にルーティングすることができる。したがって、バレル２００５は、プランジャ２０１０の遠位に配置された遠位の洗浄容器１３５と、プランジャ２０１０の近位に配置された近位の廃棄物容器１６０とに分割することができる。プランジャ２０１０がバレル２００５内で遠位に移動すると、バレル２００５からの洗浄流体は、バレル２００５の遠位端から器具２２５に向かって洗浄ライン１５５に排出される。洗浄容器１３５の体積、すなわち、プランジャ２０１０の遠位のバレル２００５の体積は、洗浄流体の送達中に減少し、廃棄物容器１６０の体積、すなわち、プランジャ２０１０の近位のバレル２００５の体積は、洗浄流体の送達中に増加する。吸引された廃流体は、バレル２００５の近位の廃棄物容器１６０の空洞に入ることができ、手術ケースが完了したら、処分のためにそこに保管することができる。
【００４９】
注射器バレル２００５の廃棄物容器１６０は、空気が廃棄物容器１６０に入るのを可能にする一方向弁２０３０を含むことができる。眼から漏れがあると、洗浄流体が廃流体と１：１にならない場合がある。つまり、プランジャ２０１０は、バレル２００５内で遠位方向に移動することができるが、同量の廃流体がバレル２００５の廃棄物容器部分１６０に入ることができない。一方向弁２０３０は、空気が廃棄物容器１６０に入るのを可能にすることができるので、廃棄物容器１６０内の有意な負圧の生成が回避され、そうでなければプランジャ２０１０にかかる力を減少させることができる。
【００５０】
いくつかの実施形態では、廃棄物容器１６０は、洗浄容器１３５から分離することができる。廃棄物容器１６０は、本明細書の他の場所で説明されるように、バッグのような柔軟な容器であり得る。廃棄物容器１６０および洗浄容器１３５の一方または両方の可撓性バッグは、圧縮空気袋またはバッグの側面を押すばねなどによって圧力を与えるために圧搾することができる。
【００５１】
再び図１Ａ〜図１Ｂに関して、流体システム１１０の吸引ポンプ１４５は、流体および他の材料を眼から廃棄物ライン１６５を通して引き出し、材料を廃棄物容器１６０に向けることができる。ポンプ１４５は、ポールアセンブリ１０５のベース１３４の領域内に統合することができる。吸引ポンプ１４５は、システム１００への入力によって、および／または顕微手術器具２２５の作動時になど、手動で作動させることができ、これは、以下でより詳細に説明する。吸引は、体積流量または容積式ポンプ（例えば、蠕動ポンプ、ローラポンプ、ピストンポンプ、スクロールポンプなど）または真空ベースのポンプ（例えば、ベンチュリまたは空気圧、ダイアフラム、またはロータリーベーンポンプなど）を含む様々な種類のポンプで実現できる。一実施形態では、吸引ポンプ１４５は、ポールアセンブリ１０５のベース１３４内に統合され、廃棄物ライン１６５内で廃棄物容器１６０に向かって流体の動きを提供するように構成された低圧蠕動ポンプである。吸引ポンプ１４５は、流体を廃棄物容器１６０に向けるために廃棄物ライン１６５を直接受け入れるように構成することができる。例えば、吸引ポンプ１４５は、その周囲にローラを有する回転ポンプヘッドを含むことができる。ポンプヘッドが回転すると、ローラが廃棄物ライン１６５を押して、流体をライン１６５内で特定の方向に（すなわち、廃棄物容器１６０に向かって）流す。流体システム１１０はまた、吸引ポンプ１４５が、統合された廃棄物容器１６０を有するポンプカートリッジを受け入れるように構成することができる。
【００５２】
システム１００の吸引ポンプ１４５は、顕微手術器具２２５内に、または顕微手術器具２２５に結合された吸引ポンプ２４５と共に、追加的または代替的に使用することができる。吸引ポンプは、それが流体システム１１０の吸引ポンプ１４５（すなわち、器具２２５から離れている）であろうと、器具２２５自体の吸引ポンプ２４５であろうと、あるいはその両方であろうと、以下でより詳細に議論されるような、連続、半連続、および／または不連続の脈動吸引を適用するように構成することができる。
【００５３】
一実施形態では、流体システム１１０の吸引ポンプ１４５は低圧蠕動ポンプであり、器具２２５の吸引ポンプ２４５は、脈動または半連続吸引を提供するように構成されたピストンポンプまたは他のポンプである。異なる流量および流量タイプはまた、流体システム１１０内の第１の吸引ポンプ１４５および器具２２５内の第２の吸引ポンプ２４５によって適用することができる。例えば、システム１００内の吸引ポンプ１４５は、顕微手術器具２２５内の吸引ポンプ２４５によって提供される吸引をサポートするように構成された連続的な低レベルの流量を適用するように構成することができる。したがって、使用の第１の部分の間、器具２２５を通る吸引は、流体システム１１０内の遠隔吸引ポンプ１４５によって提供され得、使用の第２の部分の間、器具２２５を通る吸引は、ハンドピース内の統合された吸引ポンプ２４５によって提供され得る。
【００５４】
第１の吸引ポンプ１４５によって生成されるバックグラウンド吸引の流量は、第２の吸引ポンプ２４５によって生成される吸引の流量よりも少なくすることができる。例えば、第１の吸引ポンプ１４５の流量は約１０ｍＬ／分であり得、第２の吸引ポンプ２４５の流量は約３０ｍＬ／分であり得る。これらの流量は、一例としてのみ提供されており、制限することを意図したものではない。
【００５５】
顕微手術器具２２５は、各吸引源が（必要に応じて同時に）異なる流量を適用するようにプログラムされ得る、複数の吸引ポンプ２４５を有することができる。例えば、顕微手術器具２２５は、連続的な低レベルの流量を適用するように構成されたハンドピースの内部に第１のポンプ２４５と、脈動する高レベルの流量を適用するように構成されたハンドピースの内部にある第２のポンプ２４５とを含むことができる。異なる吸引タイプを達成するために選択的に作動させることができる（器具２２５の）単一のポンプ２４５によって、異なる流量および流量タイプを適用することもできる。顕微手術器具の吸引ポンプ２４５によって生成されたユーザが選択的に修正可能な吸引を以下に詳細に説明する。
【００５６】
システム１００の吸引ポンプ１４５は、顕微手術器具２２５内の弁を通して直接負圧を引き込み、低から可変のより高い流れを提供し、眼からの流体および他の材料を廃棄物ライン１６５を介して廃棄物容器１６０に向かって引き込む。器具２２５のハンドピース内の吸引ポンプ２４５は、例えば、器具２２５での切断中など、処置の特定の部分に使用することができる。システム１００の吸引ポンプ１４５は、処置の他の部分、例えば、顕微手術器具２２５を使用して実行された作業が完了した後に眼に残っている小さな粒子の浄化中に使用することができる。
【００５７】
上記のように、顕微手術器具２２５は、システム１００の１つまたは複数の入力１９７とは他の、およびそれに加えて、１つまたは複数のユーザ入力２２８を含むことができる。器具２２５は、器具自体の１つまたは複数のユーザ入力２２８、並びにデバイスから離れた入力（例えば、システム１００またはシステム１００と動作可能な通信における外部コンピューティングデバイス２００）、またはその両方を使用して作動させることができる。いくつかの実施形態では、１つまたは複数のユーザ入力は、システム１００と動作可能に通信している外部コンピューティングデバイス２００上にあり得、次に、システム１００と動作可能に通信している顕微手術器具デバイスを制御することができる。器具２２５上の１つまたは複数の入力２２８は、様々なアクチュエータ、トリガ、ボタン、スライダ、ダイヤル、キーパッド、スイッチ、タッチスクリーン、フットペダル、フットスイッチ、または引き込み、押し込み、圧搾、スライド、タップ、またはその他の方法で作動させて、細長い部材を介して流体の振動、吸引、および／または注入を活性化、変更、または他の方法で引き起こすことができる他の入力のいずれかを含む。いくつかの実施形態では、顕微手術器具２２５は、器具にリンクされたフットペダルまたは他のテザリング接続なしで、オールインワンの完全にハンドヘルドであることができる。器具２２５は、完全な携帯性、柔軟性、および移動の自由を維持しながら、複数の機能（すなわち、洗浄、吸引、および切断機能）をすべて行うことができる。器具２２５の機能は、単一の指または親指で作動することができるデバイス上の入力２２８を使用して開始することができる。器具２２５は、フットペダルを必要としないので、ユーザは、より快適かつ自然に立って（例えば、両足で、または体重を足から足へと好きなようにシフトする）、処置を実行することができる。
【００５８】
計器２２５の駆動機構の制御は、モーションコントローラ、電子速度コントローラなどを使用して完了することができる。モーションコントローラのアクチュエータまたは入力は、切断および／または真空を開始するためのオン／オフの種類の入力にすることができる。あるいは、モーションコントローラの入力は、例えば、入力の作動の程度に応じてモータをより速く回転させる多方向入力にすることができる（例えば、ボタンをさらに押し下げる、ダイヤルをダイヤルアップする、タッチパッドに表示されているキーをタップする、またはハウジングに対してある方向にさらに距離をスライドする）。以下でより詳細に説明するように、コントローラは、入力の作動時に最小および／または最大速度を有するように（例えば、遠隔またはデバイス自体上で）プログラムすることができる。
【００５９】
器具２２５は、器具２２５と動作可能に通信する器具２２５および／またはシステム１００の各機能をアクティブにするための別個の入力を含むことができる（すなわち、切断、注入、連続吸引を含む吸引、パルス真空、および／またはパルス間の逆流を伴うパルス真空など）。あるいは、入力２２８は、例えば、トリガの押し下げの程度に応じて、複数の機能をアクティブにするための多方向ボタンまたはトリガであり得る。例えば、器具２２５は、流体送達、流体吸引、および切断のために構成することができる。１つまたは複数の入力２２８は、駆動機構に１つまたは複数の動作をランプアップさせる位置にユーザによって促すことができ、例えば、モータの回転を増やすことによってトリガが作動するほど、細長い部材の振動の周波数を上げる。顕微手術器具２２５のハンドピースは、多方向入力（例えば、図１３Ａ〜図１３Ｃに示される入力３１２５）の作動／位置を識別する信号（例えば、ブルートゥース（登録商標）または非ワイヤレス方法を介して）を送信するように構成された１つまたは複数のセンサを組み込むことができ、それにより、洗浄および吸引のレベルを活性化および／または変更する。
【００６０】
１つまたは複数の入力は、洗浄のみの機能、連続吸引のみの機能、洗浄プラス連続吸引機能、または洗浄プラスパルス吸引プラス切断機能などをアクティブにすることができる。一般に、吸引せずに切断することは望ましくないが、ここでは切断のみの機能も考慮されている。一例として、限定的ではないが、ユーザは、第１のボタンを作動させるか、またはボタンを第１の位置または第１の程度のトリガの押し下げに配置して、洗浄のみの機能または連続吸引のみの機能をオンにすることができる。例えば、第１の程度のトリガの押し下げは、流体システムの洗浄ラインの弁を開き、手術器具を洗浄専用モードにすることができる。第１のボタンがアクティブ化された後、ユーザは、第２のボタンをアクティブ化するか、ボタンを第２の位置または第２の程度のトリガの押し下げに配置して、洗浄プラス連続吸引機能をオンにすることができる。例えば、第２の程度のトリガの押し下げは、吸引ポンプ１４５を作動させて、外科用器具を洗浄連続吸引モードにすることができる。次に、ユーザは、第３のボタンをアクティブにするか、ボタンを第３の位置または第３の程度のトリガの押し下げに配置して、洗浄プラスパルス真空プラス切断機能をオンにすることができる。例えば、第３の程度のトリガの押し下げは、吸引ポンプ２４５を作動させ、細長い部材の振動を作動させて、手術器具を洗浄パルス吸引切断モードに置くことができる。第３の程度を超えるトリガの押し下げは、振動周波数と吸引流量の少なくとも１つを増加させる可能性がある。第３の程度のトリガの押し下げは、吸引ポンプ１４５をさらに非活性化することができるが、両方の吸引ポンプ１４５、２４５が内腔を通して吸引を適用できることを理解されたい。その後、ユーザは、真空が継続している間に切断を開始できる。いくつかの実施形態では、第２のボタンのアクティブ化は、第１のボタンのアクティブ化が発生した後にのみ可能である。以下でより詳細に説明する他の実施形態では、入力は、真空をオンにして細長い部材を振動させるように構成された第１の位置（すなわち、真空プラス切断機能）と、細長い部材を通る真空が継続している間、細長い部材の振動を一時停止するように構成された第２の位置とを有する多方向アクチュエータであり得る。多方向アクチュエータについては、以下で詳しく説明する。
【００６１】
図１Ｃは、多方向入力２２８のスロットル位置に関連するシステムの動作段階を示している。例えば、器具２２５の入力２２８は、第１の量を移動するように作動させることができる（入力が可能な総移動のパーセンテージとして「スロットル位置」とラベル付けされたｘ軸）。１つまたは複数のセンサは、入力の移動が０％より大きいが、入力が移動できる総移動の特定の量未満、例えば、約０％〜約５％の間であると評価することができる。信号をシステム１００のコンピューティングユニット１１５に送信して、コンピューティングユニット１１５を流体システム１１０と通信させて弁１５０を開くことができる。弁１５０が開くと、洗浄源１３０からの洗浄流体は、洗浄ライン１５５を通って顕微手術器具２２５に向かって流れることができる。これにより、システム１００は、ライン１５５が洗浄流体でプライミングされ、顕微手術器具２２５が洗浄流体を治療部位に送達することができる初期の洗浄のみの段階に置かれる。器具２２５の入力２２８は、第２の量を移動するように作動させることができる。１つまたは複数のセンサは、入力の移動が５％よりも大きいが、総移動の第２の量よりも少なく、例えば、約６％〜約２０％の間であると評価することができる。１つまたは複数のセンサからの信号をシステム１００のコンピューティングユニット１１５に送信することができ、コンピューティングユニット１１５を流体システム１１０と通信させて、流体システム１１０の吸引ポンプ１４５を介してバックグラウンドフローをアクティブにする。流体システム１１０の吸引ポンプ１４５は、低レベルの連続的な負圧を提供して、顕微手術器具２２５から廃棄物ライン１６５を通って流体を引き込み始めることができる。弁１５０は、洗浄源１３０からの洗浄流体が眼に向かって送達され続けるように、好ましくは、眼に入る流体量が眼から出る流体量に実質的に等しいように、開いたままにすることができる。これにより、顕微手術器具２２５は、洗浄プラス連続吸引段階に置かれる。バックグラウンドＩ／Ａのみの流れは、２０％の指のトリガ位置で約２ｍＬ／分から最大約２０ｍＬ／分などの低流量にすることができる。器具２２５の入力は、第３の量を移動するように作動させることができる。１つまたは複数のセンサが入力の移動を２０％より大きく約１００％まで評価できる。顕微手術器具２２５のハンドピース内の脈動真空は、器具２２５の振動切断機能などの追加機能と同様に、吸引ポンプ２４５によって作動させることができる。１つまたは複数のセンサからの信号をシステム１００のコンピューティングユニット１１５に送信して、コンピューティングユニット１１５を流体システム１１０と通信させて、流体システム１１０の吸引ポンプ１４５を非アクティブにすることができる。弁１５０は、洗浄供給が継続するように開いたままにすることができる。これにより、顕微手術器具２２５は、本明細書の他の場所で説明されているように、洗浄プラスパルス吸引段階または洗浄プラスパルス吸引プラス切断段階に置かれる。切断段階の機械的振動は、トリガ位置が閾値（すなわち、２０％の移動）に達すると開始し、トリガがさらに押し下げられると、さらに高い周波数に増加する。処置が完了すると、ユーザは、顕微手術器具２２５の入力２２８を０％に戻すことができ、その時点で、吸引ポンプ２４５を介したパルス真空が停止し、流体システム１１０からの吸引ポンプ１４５を介した連続真空が両方とも非アクティブ化される。弁１５０は、ポンプを非アクティブ化した後（例えば、約２秒）一定期間閉じることができ、それにより、顕微手術器具２２５への洗浄を一時停止する。
【００６２】
流体システム１１０の吸引ポンプ１４５は、図１Ｃに示されるように、ハンドピース２２５の吸引ポンプ２４５を使用して、パルス真空段階中にシャットダウンされる必要はない。システム１００は、器具２２５内の吸引ポンプ２４５を介して脈動吸引を適用すると同時に、吸引ポンプ１４５を介して連続吸引を適用するように構成され得る。例えば、少量の安定した吸引をポンプ１４５を介して適用することができ、顕微手術器具２２５の先端に向かって組織を引き付けるのを助ける。一般に、吸引ポンプ１４５を介した連続吸引は、低レベルの流量（例えば、１０ｃｃ／分）であるが、器具２２５内の吸引ポンプ２４５を介した脈動吸引は、より高い流量（例えば、３０ｃｃ／分）である。
【００６３】
器具２２５の吸引ポンプ２４５は、流体および材料を眼から器具に引き込み、次にその流体および材料を廃棄物容器１６０に押し込むように構成された体積式ポンプであり得る。流体システム１１０の蠕動吸引ポンプ１４５は、ポンプ２４５によって提供される流れに加えて、連続的なバックグラウンドフローを提供することができる。したがって、２つの供給源で適用された真空によって発生する眼からの流れがある。器具２２５の吸引ポンプ２４５は、システムの吸引ポンプ１４５の流量よりも大きな流量を送達することができ、２つの間に流量の差を生成する。システム１００は、この流量の差を捕捉するように構成された廃棄物システムを組み込むことができる。
【００６４】
図３Ａは、２つの廃棄物容器（一次廃棄物容器１６０および二次廃棄物容器１６２）を有するシステム１００を示している。二次廃棄物容器１６２は、器具２２５の吸引ポンプ２４５の高レベル流量と流体システム１１０の吸引ポンプ１４５の低レベル流量との間の差に等しい流体量を受け取ることができ、それにより、閉ループシステム内のバランスを維持する。二次廃棄物容器１６２は、一次廃棄物容器１６０と流体システム１１０の吸引ポンプ１４５の両方の上流に配置することができる。二次廃棄物容器１６２は、複数の穴１６４を介して廃棄物ライン１６５と流体連絡することができ、その結果、二次廃棄物容器１６２は、吸引ポンプ１４５を介した連続流を超える流れ（すなわち、吸引ポンプ２４５による脈動真空による流れ）に対応する。廃棄物容器の下流で継続的な吸引を維持しながら、脈動する不連続な流出に対応することができる。二次廃棄物容器１６２は、本質的に、流体量バッファまたはアキュムレータを作成する。システムから出る流体を超えるシステムに入る流体は、二次廃棄物容器１６２内に収容することができる。流入流量がシステムからの流出流量よりも小さい場合、二次廃棄物容器１６２内に含まれる流体の量は、容器１６２が空になるまで引き下げられ得、空になると、流体は、ライン１６５を通って真っ直ぐに引き出され、容器１６２は、バランスにおいて何の役割も果たさない。廃棄物ライン１６５および二次廃棄物容器１６２は、容器１６２の上流および下流で密封することができる。例えば、上流側の廃棄物ライン１６５の一部は、二次廃棄物容器１６２への入口で密封することができ、下流側の廃棄物ライン１６５の一部は、二次廃棄物容器１６２からの出口で密封することができ、管と容器１６２は、管が容器１６２に出入りする場所で互いに密封されている。
【００６５】
図３Ｂは、２つの廃棄物容器を有するシステム１００で使用するための継手１６１を示している。一次廃棄物容器１６０および二次廃棄物容器１６２は、ｔコネクタまたはｙコネクタなどの継手１６１によって、器具２２５からの廃棄物ライン１６５に結合することができる。継手１６１は、器具２２５につながる廃棄物ライン１６５ａの部分に接続するように構成された第１のバーブ１６３、吸引ポンプ１４５につながる廃棄物ライン１６５ｂの部分に接続するように構成された第２のバーブ１６７、および二次廃棄物容器１６２に接続するように構成された第３のバーブ１６９を含むことができる。第３のバーブ１６９は、その管腔１７２内に逆止弁１７１を組み込むことができる。二次廃棄物容器１６２は、流体システムの吸引ポンプ１４５によって提供される蠕動流量を超えるあらゆる流れを捕捉する。蠕動ポンプの流量を超える廃棄物は、逆止弁１７１を開き、廃棄物ライン管１６５ａからの流体が二次廃棄物容器１６２に入ることを可能にする。
【００６６】
図３Ｃは、２つの吸引ポンプ間の流量の差を捕捉するように構成された単一の廃棄物容器を有するシステム１００の他の実施形態を示している。この実施形態では、廃棄物容器１６０は、密封された周囲およびテーパのヘッダブロック１７３を有するバッグまたはポーチであり得る。ヘッダブロック１７３は、射出成形され、複数の通路を規定することができる。ヘッダブロック１７３を通る第１の通路１７４は、ヘッダブロック１７３の外面に第１の入口１７６、ヘッダブロック１７３の外面に第１の出口１７７、および廃棄物容器１６０の内部１７９への開口１７８を有することができる。ヘッダブロック１７３を通る第２の通路１８１は、ヘッダブロック１７３の外面に入口１８２と、廃棄物容器１６０の内部１７９への開口部１８３とを有することができる。第１の通路１７４は、ｔ字型またはｙ字型を有することができるが、第２の通路１８１は、一般に真っ直ぐな管腔であり得る。第１の通路１７４の第１の入口１７６は、例えば、バーブまたは他の管結合機能を介して、器具２２５から廃棄物容器１６０に向かう廃棄物ライン１６５ａの部分と流体的に結合するように構成される。第１の通路１７４の第１の出口１７７は、廃棄物容器１６０から吸引ポンプ１４５につながる廃棄物ライン１６５ｂの部分と流体的に結合するように構成される。第２の通路１８１の入口１８２は、吸引ポンプ１４５からヘッダブロック１７３に戻る廃棄物ライン１６５ｃの部分と流体的に結合するように構成される。ヘッダブロック１７３の入口と出口との間の結合は、バーブまたは他の結合機能を介して廃液ライン管と結合することができる。器具２２５からの流体は、廃棄物ライン１６５ａを通って第１の通路１７４の第１の入口１７６に流れ込み、第１の通路１７４の第１の出口１７７から廃棄物ライン１６５ｂに流れる。流体は、吸引ポンプ１４５を介して、開口部１８３を通って第２の通路１８１の入口１８２に向かって廃棄物ライン１６５ｃに送り込まれ、廃棄物容器１６０の内部１７９に送り込まれる。逆止弁１８４は、廃棄物容器１６０の内部１７９に通じる第１の通路１７４の開口１７８内に配置することができる。蠕動ポンプ１４５の流量を超える廃棄物は、逆止弁１８４を開き、その結果、第１の通路１７４を通過する流体は、開口部１７８を通って廃棄物容器１６０の内部に向けられることができる。
【００６７】
図３Ｄ〜図３Ｅは、廃棄物容器１６０の内部１７９が管１８６の少なくとも一部を取り囲み、密閉するように、廃棄物容器１６０を通って延びる管１８６を有する廃棄物容器１６０の実施形態を示している。管１８６は剛性管であり得、廃棄物容器１６０は、充填時に拡大するように構成された可撓性バッグまたはポーチであり得る。管１８６は、バーブ継手（図示せず）を介して上流端１８７で器具２２５からの廃棄物ライン１６５に接続し、下流端１８８で蠕動ポンプ１４５につながる廃棄物ライン１６５に接続することができる。管１８６は、廃棄物ライン１６５からの流体が穴１６４を通って容器１６０の内部１７９に入ることを可能にするように構成された、その側壁を通って延びる複数の穴１６４を含むことができる。管１８６は、その側壁を通る複数の穴１６４を組み込む必要はない。図３Ｆは、管１８６が、逆止弁（図示せず）または他の特徴によって調整される片面開口部１８９を含むことができることを示している。一実施形態では、側面開口部１８９を調節する特徴は、管１８６を取り囲み、開口部１８９を覆う順応性スリーブ１９１である。スリーブ１９１は、流体が管１８６の管腔１９２を出て、廃棄物容器１６０の内部１７９に入る一方向弁として機能することができるように、非常にぴったりと合うことができる。
【００６８】
上記の廃棄物ライン管理システムは、システム１００および器具２２５を通る流体のバランスを維持して、２つの異なる供給源によって生成される流れを管理することができる。
【００６９】
閉ループシステム内のバランスは、器具２２５を介した流体除去の感知に基づいて、流体システム１１０の吸引ポンプ１４５の自動調整によって維持することができる。例えば、本明細書の他の場所で説明するように、システム１００は、システム１００が流体除去の速度を追跡するように、使用中に（例えば、センサ、ブルートゥース（登録商標）などを介して）器具２２５と連続的に通信することができる。いくつかの実施形態では、感知が入口または出口ラインの１つでのみ実行されるように、流量を経験的に決定することができる。例えば、洗浄が特定の吸引量、速度、および加速度にどのように反応するかの間の相関関係により、洗浄側の流量を直接測定することなく、洗浄の推定が可能になる。あるいは、洗浄流量を監視し、システムの吸引ポンプ１４５を介した洗浄流量および吸引量、並びに器具の吸引ポンプ２４５によって適用されるパルス真空に基づいて、吸引流量を推定することができる。あるいは、流体の体積流量は、モータから引き出される相対電流を介して電子的に評価することができる。除去された流体の量は、モータの電流またはモータが行う仕事の量に基づいて（例えば、プログラム可能なソフトウェアによって）定量化することができる。システムを通る流体がどのように決定されるかに関係なく、システム１００は、器具２２５での除去の流量に一致するように、吸引ポンプ１４５の速度をリアルタイムで調整することができる。
【００７０】
脈動真空中に吸引ポンプ１４５がオンのままであるかどうかは、事前プログラミングによって、またはシステムの使用中にリアルタイムで、ユーザによって調整することができる。
【００７１】
本明細書の他の場所で説明するように、入力は、システムの１つまたは複数の構成要素を作動させて、ポンプおよび切断機能が、アクセルペダルのように、入力をさらに作動させると徐々に上昇することができる。一般に、入力が大きくなるほど、適用される吸引真空は大きくなる。洗浄の送達は受動的であり、必要に応じて流体を送達することができる。流体が眼を出るとき、それは、実質的に同等の速度で実質的に同等の体積で置き換えることができる。眼から出る流体量と眼に入る流体量との間の不均衡は、前房の減圧を引き起こす可能性があり、これは、通称「チャンババウンス」または「サージ」または「トランポリン」と呼ばれる。静水圧が前房への正圧を維持するように、洗浄源を眼の上に保持することができる。流体が吸引されると、洗浄流体が即座にそれと置き換わるように、流体経路は実質的に密閉されている。
【００７２】
いくつかの実施形態では、システム１００および／または器具２２５の制御は、マイクロ器具２２５内の感知のために起こり得る。例えば、入力は、入力の移動が、弁１５０を開くことによって洗浄を開始すること、吸引ポンプ１４５またはハンドル内の脈動吸引を介して連続吸引を活性化すること、および／または細長いシャフトの振動速度を変更することなど、システム１００および／または顕微手術器具２２５の１つまたは複数の機能を変更するように機械的であり得る。本明細書では、軸方向結合および／または回転結合を含む、様々な構成のいずれかが考慮されている。例えば、入力の作動は、軸方向に平行移動するか、またはデバイスの長手方向軸の周りを回転するように構成された要素によるポテンショメータの作動をもたらすことができる。スロットルとモータとの間の非接触結合もここで考慮される。スロットルには、静電容量センサ、光学センサ、磁気または電磁センサ、ホール効果センサ、または電子的に解釈される信号への機械的な動きを確認するその他のセンサなど、様々な検知メカニズムを組み込むことができる。いくつかの実施形態では、センサは、ハンドルまたは押しボタンの上面にあるタッチセンサであり得る。信号は、電子機器によって解釈され、電子機器が入力に従ってデバイスを制御するように入力を提供することができる。
【００７３】
他の実施形態では、システム１００の制御は、電力システム１２０内の感知を介して行うことができる。上記のように、顕微手術器具２２５は、システム１００上のソケット１７５と結合するように構成されたプラグ２７０を有する電源２２７を含むことができる。顕微手術器具２２５の電源２２７は、システム１００上の低電圧ソケット１７５と結合するように構成されたプラグ２７０を有する低電圧電源２２７であり得る。システム１００上のソケット１７５はそれぞれ、器具２２５がソケット１７５を介して電力を引き出して弁１５０を作動させて流体の流れを引き起こし、および／または流体システム１１０の吸引ポンプ１４５を作動させて連続吸引するときに感知するように構成されたセンサを含むことができる。あるいは、器具２２５は、脈動真空および／または切断が開始されたときに、ソケット１７５を通して電力を引き出すことができる。この電力の引き込みは、電力システム１２０のソケット１７５で感知することができ、計算ユニット１１５に通信されると、流体システム１１０の吸引ポンプ１４５に電力を供給し、連続吸引を一時停止することができる。いくつかの実施形態では、器具２２５がソケット１７５に差し込まれているときに、器具２２５がソケット１７５を介して電力を引き出すことができる。引き出される電流の量は、感知されるのに十分高くあり得るが、器具２２５内のモータを回転させるのに必要な最小電流未満のままである。したがって、少量の電流が流れている場合でも、モータはオフのままである。他の実施形態では、ソケット１７５は、抵抗器バンクまたはＬＥＤのような他の構成要素に向けられる少量の電流をブリードするように構成された単純な回路を含むことができる。低電力は、パルス真空が適用される前の第１または第２の段階の間に引き出され、次いで、パルス真空が器具の吸引ポンプ２４５を使用し始める第３の段階の間に高電力にランプアップすることができる。したがって、電力は、器具２２５に流れる電流として感知され、流体システム１１０の吸引ポンプ１４５の速度を決定するために解釈され得る。
【００７４】
全体を通して説明するように、本明細書に記載の顕微手術システムを使用して外科的処置を完了するために使用される洗浄流体量は、従来のシステムと比較して大幅に減らすことができる。従来のシステムは、連続吸引および連続洗浄を使用して外科的処置を実行するため、外科的処置を完了するために大量の洗浄量が必要である（例えば、白内障処置の場合、２５０ｍＬを超えて約１０００ｍＬまで）。対照的に、本明細書に記載のシステムで外科的処置を完了するために使用される洗浄流体量は、２５０ｍＬ未満、例えば、約２５ｍＬ〜約１００ｍＬの間、またはわずか１０ｍＬであり得る。洗浄流体の大幅な減少は、本明細書に記載のシステムの１つまたは複数の特徴に起因する可能性がある。例えば、本明細書に記載のシステムは、より強力でより短い真空パルスを適用して、より効率的な方法でレンチキュラー組織を除去することができる。本明細書に記載のシステムは、パルス真空が作動した場合にのみ、洗浄流体を眼に送達することができる。断続的な洗浄流体の送達とパルス真空はそれぞれ、特定の処置のための総洗浄流体量の必要性を減らすことができる。従来の水晶体超音波乳化吸引術システムでは、眼への継続的な洗浄流体の送達が必要である。水晶体超音波乳化吸引術の先端は、細胞に損傷を与える熱を発生させる超音波周波数で動く。継続的な洗浄を送達することで、眼を涼しく保ち、熱に関連する細胞の損傷を防ぐことができる。以下でより詳細に説明するように、本明細書で説明するデバイスは、超音波周波数未満で動作することができ、したがって、眼に熱に関連する有害な影響を発生させることを回避することができる。デバイスは、熱の発生を回避するため、例えば、真空パルスの開始時にのみ、洗浄流体を断続的に送達することができる。本明細書に記載のシステムに典型的なより小さな「デッドボリューム」または「サージボリューム」はまた、眼への全体的な洗浄流体送達の減少を助けることができる。サージ量が少ないため、顕微手術デバイスを最小限の欠点でオンとオフを繰り返すことができる。除去される洗浄流体が少なくなるため、送達する必要のある洗浄流体が少なくなる。処置中の眼への洗浄流体の送達の減少は、コストおよび眼の内部で引き起こされる潜在的な害を減少させることができる。
【００７５】
顕微手術器具
【００７６】
本明細書に記載の顕微手術器具２２５は、顕微手術システム１００に結合することができ、顕微手術システム１００は、次に、器具２２５に電力と同様に洗浄および吸引のサポートを提供する。しかしながら、流体システム１１０のポンプ１４５を介した低レベルの吸引は任意である。本明細書に記載の顕微手術器具２２５は、顕微手術システム１００とは独立して使用することができる。本明細書で説明される顕微手術器具２２５は、システム１００への唯一のリンケージが電力のためであり得るオールインワンデバイスであり得る。したがって、オールインワンデバイスには、制御用のフットペダルやその他のリンケージがない場合がある。電力は、上記のようにシステム１００の電力システム１２０によって提供され得るか、または電力は、当技術分野で知られているように壁コンセントであり得る。顕微手術器具２２５は、ハンドピース内の真空源および内部電池などの統合された電源のみに依存することができる。
【００７７】
本明細書では、硝子体切除カッター、水晶体超音波乳化吸引術または水晶体超音波乳化吸引術用ハンドピース、電気マイクロシザー、光ファイバー照明器具、凝固ハンドピース、および他の顕微手術用ハンドピースを含む、上記の顕微手術システム１００と共に使用するためのいくつかの顕微手術器具２２５のいずれかが考慮される。いくつかの実施形態では、器具２２５は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、２０１８年５月３日に出願された米国特許出願公開第２０１８／０３１８１３２号明細書に記載されているものの１つまたは複数である。動作パラメータは、例えば、実行される特定の処置、処置の異なる段階、外科医の個人的な好み、処置が患者の眼の前部または後部のどちらで実行されているかなどに応じて異なり得る。
【００７８】
図４Ａ〜図４Ｐ、図５Ａ〜図５Ｈ、図６Ａ〜図６Ｄ、図７Ａ〜図７Ｈ、図８Ａ〜図８Ｈ、図９Ａ〜図９Ｃ、図１０Ａ〜図１０Ｃ、図１１Ａ〜図１１Ｂ、図１３Ａ〜図１３Ｃ、図１４Ａ〜図１４Ｃ、図１５Ａ〜図１５Ｃ、図１６Ａ〜図１６Ｈ、および図１７Ａ〜図１７Ｇは、透明な角膜切開を通して低侵襲の内部からのアプローチで行われる手術（白内障手術など）用に構成された顕微手術器具の実施を示している。機能が器具の１つの実施に関して記述されている場合、その機能がその実施に関して明示的に記述されていなくても、同じ機能が器具の他の実施に存在し得ることを理解されたい。
【００７９】
白内障は通常、重症度に基づいて１から５のスケールで分類される。本明細書に記載の顕微手術器具は、例えば、特に１から３の範囲の白内障に使用するための従来の水晶体超音波乳化吸引術ハンドピースと比較して、眼から組織を除去するために必要なエネルギー、時間、および流体が少ない。本明細書に記載の顕微手術器具は、硬度スケールで３から約４を超えるより硬い白内障にも有用であり得る。本明細書に記載の顕微手術器具は、オールインワンであり、その場で小さなレンズ断片を作成し、水晶体超音波乳化吸引術をほとんどまたはまったく行わずに吸引するように構成することができる。顕微手術器具は、図１Ａ〜図１Ｂに関して説明したシステム１００と共に使用することができる。本明細書に記載の顕微手術器具は、システム１００とは別に使用することもできる。本明細書に記載の顕微手術器具は、図２に関して記載された洗浄容器１３５と共に使用することができる。
【００８０】
図４Ａ〜図４Ｐは、顕微手術器具の実施形態を示している。デバイス２７００は、ハンドピース２７６０のハウジング２７６２に結合され、そこから長手方向に延びる遠位の細長い部材またはシャフト２７６１を有するハンドピース２７６０を含む。シャフト２７６１の少なくとも遠位端領域は、白内障処置中などに、眼内の材料を切断、吸引、および／または注入するために、低侵襲的な方法で眼に挿入されるように構成される。シャフト２７６１の少なくとも一部は、眼のレンズまたは他の組織を除去するために、ハンドピース２７６０に対して相互に振動またはスライドするように構成することができる。駆動機構は、細長い部材シャフトを振動させるように構成されている。
【００８１】
本明細書で使用される場合、「振動する」または「振動する動き」は、パターンに従って発生し、正弦波である必要のない任意の周期的で反復的な動きを含むことができる。振動運動は、ハンドピースに対して前後に発生する往復スライド運動を含むことができる。振動運動は、その長手方向軸に沿って細長い部材を繰り返し前進および後退させることを含み得る。前進と後退の繰り返しは、長手方向軸に沿って発生する可能性があるが、振動運動がたどる経路は直線である必要はない。動きの経路は、楕円形の経路または曲線の経路に沿って非線形（すなわち、動きの少なくとも一部の間、長手方向軸から離れて）に発生するか、または前後の動きと組み合わせてわずかに左右に移動する可能性がある。移動経路は、デバイスの長手方向軸の周りの回転、軌道、またはねじれ、または細長い部材が前後に移動および左右に移動する三次元運動を含む、デバイスの長手方向軸に対して他のタイプの移動であり得る。振動運動には、振動サイクルのどこで運動が発生するかによって変化する可能性のある反復パターンのプロファイルが含まれる。以下でより詳細に説明するように、振動運動は、プロファイルにおいて非対称である可能性がある。
【００８２】
本明細書で「カッター」または「カッター管」または「細長い部材」と呼ばれ得るシャフト２７６１は、水晶体超音波乳化吸引術、硝子体切除術、バッグ研磨、またはその他の技術を含む異なる技術のために構成することができる。シャフト２７６１の少なくとも一部は、流体が振動する細長い部材を通して送達および／または吸引され得るように、それを通って延びる内部管腔を有する管状の振動する細長い部材を含むことができる。シャフト２７６１の遠位端は、管腔への開口部を規定することができる。シャフトは、従来の水晶体超音波乳化吸引術の切断先端と同様に、レンズ組織を削岩機で削岩し、眼から吸引するために振動するように構成できる。シャフト２７６１は、硝子体切除を実施し、側面開口部を有する内管および外管を管腔に組み込むように構成することができる。内管と外管は相互にスライドして、硬いレンズ材料を切り刻んで取り除くことができる。本明細書では、細長い部材の様々な構成のいずれかが考慮される。シャフト２７６１は、内側および外側の部材を有し得るか、またはシャフト２７６１は、材料を切断および吸引するためにハンドピースに対して振動するように構成された単一の管状要素のみを含み得る。シャフトが、外側管状部材内に同軸に配置された内側細長い部材を有すると説明される場合、内側細長い部材は、中実のロッドであり得、内側管腔を含む必要はない。振動する細長い部材は、管状である必要はなく、代わりに中実要素として形成することができる。いくつかの実施形態では、細長い部材は、針先を含むことができる鋭利な切断先端またはベベルを有する。細長い部材は、鋭利な針先を有する切断要素を含むことができ、外側管状部材を通って延びる中実要素であり得、流体および組織が、内側部材と外側部材との間に延びる環状ギャップに引き込まれるように、外側管状部材の管腔を通して加えられる吸引力である。細長い部材は、組織を切断するように構成された内腔および遠位端を有することができる。管への開口部を細長い部材の細長い軸に対してある角度で、または細長い部材の細長い軸に垂直に切断することができる間、遠位縁を鋭利にすることができる。細長い部材の内腔は、眼のレンズ材料、レンズ片、硝子体、および／または眼からの流体などの材料をそれを通して吸引するように構成することができる。したがって、吸引力は、細長い部材の内腔を通して加えることができる。しかしながら、吸引力はまた、細長い部材上に延びる管状の外側部材の管腔を通して加えられ得、その結果、吸引は、流体を受け取りおよび／または治療部位に送達するために、２つの間の環状空間を通して起こる。このような構成では、管状の外側部材と内側部材との間のギャップは、例えば、約０．００１インチ〜約０．１００インチの間で変化し得る。いくつかの実施形態では、吸引力は、管腔を有する内側の細長い部材と、外側の管状部材を通る管腔の両方を介して加えることができる。
【００８３】
再び図４Ａ〜図４Ｄに関して、デバイス２７００のハンドピース２７６０は、耐久性のある再利用可能な部分３２１０に解放可能に結合されるように構成された使い捨て部分３２０５を含むことができる。使い捨て部分３２０５は、一般に、眼からの流体および材料と直接接触するように構成されたハンドピース２７６０の構成要素、例えば、遠位切断先端、洗浄ライン、廃棄物ライン、洗浄ラインおよび廃棄物ラインなどの接続部位を含む細長い部材を含む。使い捨て部分３２０５は、対応するピストンシリンダ内に収容された複数のピストンを有するピストンポンプなどの吸引ポンプを含むことができる。モータカプラを介してモータによって回転させることができる回転カムアセンブリは、使い捨て部分３２０５または再利用可能部分３２１０内に配置することができる。再利用可能な部分３２１０は、一般に、流体経路の外側に留まるように構成されたハンドピース２７６０の構成要素、例えば、吸引ポンプおよび／または切断要素を駆動するように構成された構成要素を含む。再利用可能な部分３２１０は、モータ、モータを作動させるためのアクチュエータ、モータカプラを含み得る。再利用可能な部分３２１０は、再滅菌して再利用することができる。再利用可能な部分３２１０はまた、使い捨て可能であり、使用後に部分３２１０も処分することが経済的に実現可能であるように、より低コストの材料によって製造され得ることが理解されるべきである。
【００８４】
本明細書に記載のデバイスは、デバイスの非滅菌構成要素によるデバイスの滅菌構成要素の不注意な汚染から保護するように構成された保護ドレープまたは滅菌シースを組み込むことができる。図２０Ａ〜図２０Ｂは、無菌シース３５０５を組み込んだ器具２７００の図を示している。無菌シース３５０５は、第１の端部がカプラ３５１５を介して器具に取り付けられ、第２の端部がプルタブ３５２０に取り付けられている、可撓性の管状カバー３５１０を含むことができる。カプラ３５１５は、管状カバー３５１０の第１の端部を使い捨て部分３２０５の近位端領域に結合するように構成された環状要素であり得る。カバー３５１０は、シース３５０５の展開前の巻き付けられた構成（図２０Ａを参照）と、シース３５０５の展開後の広げられた構成（図２０Ｂを参照）とを有することができる。巻き付けられた構成のカバー３５１０は、使用前にそのフットプリントを最小化するために、アコーディオンパターンなどで折り畳まれたり、丸められたり、あるいは器具に対してコンパクトに包まれたりすることができる。広げられた構成のカバー３５１０は、器具の耐久性部分３２１０がカプラ３５１５とプルタブ３５２０との間のカバー３５１０内に含まれ得るように展開または広げられる。カバー３５１０は、耐久性部分３２１０のハウジングを含む器具の少なくとも耐久性部分３２１０、並びに電力ケーブル２７５７および器具の近位領域から伸びる流体管などの耐久性部分３２１０への少なくともある長さのアタッチメントを受け入れるように構成された可撓性の管状要素であり得る。いくつかの実施形態では、カバー３５１０の長さは、約５インチ〜約３０インチまでの長さである。カバー３５１０は、様々な材料、特に、プラスチック、布、または紙などの安価な使い捨て材料のいずれかであり得る。カバー３５１０の材料は、引き裂けたり裂けたりすることなく、巻き付けられた構成から広げられた構成に移行するように設計されており、器具に対するユーザのグリップに影響を与えないように十分に柔軟である。いくつかの実施形態では、カバー３５１０は、透明または半透明のプラスチック材料であり、ユーザは、再利用可能部分３２１０のハウジング上に広げられた構成にあるときでも、カバー３５１０を通して器具のハウジングを見ることができる。カプラ３５１５は、カバー３５１０の材料よりも柔軟性が低くなり得る。いくつかの実施形態では、カプラ３５１５は、ボール紙、プラスチック、金属、または他の材料などの材料で形成することができる。管状カバー３５１０の第２の端部に取り付けられたプルタブ３５２０は、巻き付けられたカバー３５１０を取り囲み、環状部分３５２２の内面とカプラ３５１５の外面との間にそれを捕捉するように構成された環状部分３５２２を有することができる。プルタブ３５２０はまた、ユーザによって把持および引っ張られてプルタブ３５２０を近位方向に引き抜くように構成されたグリッパ部分３５２４を組み込むことができ、それにより、カバー３５１０を器具の耐久性部分３２１０上で広げさせる。プルタブ３５２０のグリッパ部分３５２４は、タブ３５２０に対するユーザのグリップを改善するように構成された１つまたは複数の表面特徴３５２６を組み込むことができる。
【００８５】
デバイス２７００のハウジングは、比較的剛性のある軽量の材料で形成することができる。２つのハウジング部分３２０５、３２１０は、糸、スナップロック、バヨネットなどの様々な機構を使用して一緒に結合することができる。結合機構は、２つのハウジング部分を分離するように構成された解放ボタンを含むことができる。使い捨て部分３２０５と再利用可能部分３２１０との間の結合は、純粋に機械的であり得るか、または機械的および電子的結合の両方を含み得る。例えば、使い捨て部分３２０５は、再利用可能部分３２１０の一部と電子的に結合するように構成された電子入力を有し得る。あるいは、使い捨て部分３２０５は、再利用可能部分３２１０と機械的に結合して相互作用するように構成された入力を有し得る。部分３２０５、３２１０の間の結合は、以下でより詳細に説明される。
【００８６】
ハンドピース２７６０の使い捨て部分３２０５または耐久性部分３２１０は、１つまたは複数の入力またはアクチュエータを含むことができる。ハンドピース２７６０はまた、例えば、システム１００のコンピューティングユニット１１５によって遠隔で作動され得る。本明細書における「ハンドピース」という用語の使用は、ロボットアームまたはロボットシステム、またはユーザがコンピュータコンソールを使用して器具の制御を操作する他のコンピュータ支援外科システムに結合されたハンドピースを含むことができる。コンピュータは、ユーザの動きとコントロールの作動を変換して、ロボットアームによって患者に実行することができる。
【００８７】
これらの構成要素のそれぞれ、ならびにハンドピース２７６０の使い捨て部分および耐久性のある再利用可能な部分３２０５、３２１０の間の結合について、以下でより詳細に説明する。
【００８８】
顕微手術器具デバイス２７００は、ハンドピース２７６０の内部内に見られる吸引または真空源を含むことができる。したがって、デバイス２７００は、システム１００なしで、および／または外部吸引源（すなわち、流体システム１１０の吸引ポンプ１４５）なしで使用することができる完全にハンドヘルドデバイスであり得る。真空源は、ベローズ機構、ダイアフラムポンプ、ベンチュリポンプ、閉じ込めポンプ、容量式ポンプ、回生ポンプ、運動量伝達ポンプ、マイクロポンプなどを含むがこれらに限定されない、様々な構成のいずれかを有するポンプであり得る。真空源は、ピストンポンプであることができるが、そうである必要はなく、細長い部材の管腔内に負圧を生成するように構成された様々な機構のいずれかを組み込むことができる。
【００８９】
デバイス２７００がシステム１００の流体システム１１０に動作可能に結合されている場合、例えば、流体システム１１０の外部真空源（すなわち、吸引ライン１６５を介した吸引ポンプ１４５）は、デバイス２７００のハンドピース内から加えられた真空に吸引支持を提供し得る。流体システム１１０の吸引ポンプ１４５は、デバイス２７００のシャフト２７６１を通して連続的な真空を提供するように構成することができ、処置の特定の段階の間に作動させることができる。例えば、使用の第１の部分の間、デバイス２７００を介した吸引は、吸引ポンプ１４５によって提供され得、使用の第２の部分の間、デバイス２７００を介した吸引は、デバイス２７００のハンドピース２７６０内の吸引ポンプによって提供され得る。脈動真空は、デバイス２７００のハンドピース２７６０内で適用することができるが、連続真空は、デバイス２７００から離れたシステム１００を介して適用することができる。さらに実施形態では、同じポンプを連続真空と負圧の増加したパルスによる真空との間で選択的に作動させることができる。負圧のパルスは、１つまたは複数のピストンの動きまたは計算ユニットによる弁の作動などにより、１つまたは複数の弁の作動によって加えることができる。いくつかの実施形態では、顕微手術システム１００のコンピューティングユニット１１５は、使用中にシステム１００およびデバイス２７００の異なる機能のアクティブ化を調整することができる。例えば、コンピューティングユニット１１５は、弁１５０を開くことによる洗浄流の開始、吸引ポンプ１４５を介した継続吸引の開始、ハンドピース２７６０内のパルス真空の開始を単独で、または切断と組み合わせて制御し、全体を通して説明されるように眼内の流体および圧力のバランスを維持することができる。眼内の流体バランスの制御は、以下でより詳細に説明するように、機械的ポンプシステムによっても維持できることを理解されたい（図１０Ａ〜図１０Ｃ、図１１Ａ〜図１１Ｂ、および図１２を参照）。
【００９０】
デバイスのハンドヘルド部分内（例えば、遠位切断先端の近く）に真空源を組み込むと、吸引流路の体積が最小限に抑えられ、待ち時間やヒステリシスが減少する一方で、制御と応答性が向上する。従来の水晶体超音波吸引装置およびハンドピースから離れた真空源を使用する他の装置は、応答が遅く、治療部位に適用される有効真空が低いという欠点がある。従来のシステムは、真空源をハンドピースに接続する、長くて順応性のある吸引ラインを有する。流体システム内の順応性は、吸引源がアクティブ化（および非アクティブ化）されたときに、吸引源から治療部位に吸引が伝達される時間を増やす可能性がある。流体システム内の順応性は、治療部位に伝達される真空の摩擦損失にも寄与する可能性があり、その結果、有効真空量が発生源での理論的な真空設定とは異なる。例えば、６００ｍｍＨｇに設定された遠隔真空源は、わずか２００ｍｍＨｇで治療部位に効果的に伝達することができる。遠隔真空源を備えた従来の水晶体超音波吸引術装置のレイテンシーとヒステリシスは、特に、真空源がより高い流量に設定されている場合、詰まりに続く大きなサージ量のリスクに悩まされる。従来のシステムのサージ量には、遠隔真空源とハンドピースとの間に延びる順応性のある吸引ラインが含まれる。これは、非常に大きくなる可能性がある（例えば、場合によっては２０ｍＬを超える）。ユーザは、この制御の欠如と、より高い流量でのサージ量のリスクの増加を軽減するために、真空源をより低いレベルに設定する傾向がある。
【００９１】
本明細書に記載のデバイスは、従来のシステムに関連するライン損失を回避することにより、治療部位でより効果的な真空を適用し、圧力変化により迅速に応答することができる。本明細書に記載のデバイスは、より高い真空設定で使用した場合でも、応答性と制御が向上している。レンズの一部が遠位開口部を塞いでいるために閉塞が発生した場合、真空が構築される（例えば、最大約５００〜６００ｍｍＨｇ以上）。閉塞が通過してシールが破れると、本明細書に記載のデバイスに関連するサージは、遠隔真空源のみを有する従来のデバイスと比較して大幅に改善される。例えば、本明細書に記載のデバイスのサージ量は、約１００立方ミリメートル、２００立方ミリメートル、または約３００立方ミリメートル以下であることができる。一方、従来の水晶体超音波乳化吸引術システムでは、サージ量がこの量の１０倍、２０倍、５０倍、または１００倍になる可能性がある。本明細書に記載のデバイスは、真空源と標的治療部位との間の吸引流路が比較的短いため、サージ量は小さい。短い吸引流路はまた、実質的に剛性または非順応性であり得る。例えば、本明細書に記載のデバイスの吸引流路の５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％を超えるものは、剛性であり得、結果として、吸引経路の順応性は、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、または５０％以下になる。本明細書に記載のデバイスの実質的に非順応性で短い吸引流路は、潜在的なサージ量を低減し、また、レイテンシー効果および応答性の欠如に寄与する可能性があるデッドスペースを低減する。
【００９２】
いくつかの実施形態では、ハンドピース内の吸引ポンプは、複数の往復ピストンを組み込んだピストンポンプであり得る。図４Ｈ〜図４Ｋに最もよく示されているように、真空源は、ハウジングの内部内に配置された真空マニホールド２７７４と流体連絡するように配置することができる。シャフト２７６１は、眼の前房を通って水晶体嚢まで延びるようにサイズ設定および構成された振動する細長い部材２７５５を含むことができる。細長い部材２７５５は、外側保護スリーブ２７５９を通って延びることができる。外側保護スリーブ２７５９は、静止することができ、それにより、シャフト２７６１が延びる角膜切開または他の組織が、細長い部材２７５５の振動運動によって衝撃を受けることから保護することができる。シャフト２７６１はまた、外側スリーブ２７５９なしで振動する単一の管状の細長い部材２７５５を含むことができる。しかしながら、シャフト２７６１は、例えば、細長い部材２７５の振動運動に曝されることによる組織損傷から角膜を保護するために、振動する細長い部材２７５５の少なくとも一部を取り囲む保護スリーブを含むことが好ましい。
【００９３】
細長い部材２７５５は、吸引ポンプに流体的に結合され、細長い部材２７５５の遠位開口部から近位開口部に向かってつながる吸引廃棄物ラインまたは吸引経路の少なくとも一部を規定する細長い部材２７５５を介して内腔と連絡する、シャフト２７６１の遠位端２７６５の近くのポートまたは開口部を含むことができる。細長い部材は、遠位切断先端を有する開放遠位端を含むことができる。シャフト２７６１は、細長い部材２７５５の近位開口部が真空マニホールド２７７４の真空チャンバ２７０３と連絡するように、真空マニホールド２７７４を通って延びることができる（図４Ｊ〜図４Ｋを参照）。細長い部材２７５５の近位開口部は、細長い部材２７５５の振動運動の間、この真空チャンバ２７０３内に維持される。真空は、真空マニホールド２７７４内に適用されて、切開された組織を眼から管腔を通して吸引することができる。切開された組織は、遠位開口部で細長い部材２７５５の管腔に入り、近位開口部を通って細長い部材２７５５の管腔を出る。他の実施形態では、吸引管腔は、外側保護スリーブ２７５９と細長い部材２７５５の外面との間に、管腔２７６３から近位開口部まで形成することができる。
【００９４】
動きに対する低い抵抗を提供するＯリングなどの複数のシール２７８６は、シャフト２７６１の周りの流体の通過を防止および／または実質的に低減することができる（図４１を参照）。真空マニホールド２７７４は、真空マニホールド２７７４の真空チャンバ２７０３がピストンマニホールド２７９８内の１つまたは複数のポンプチャンバ２７０５と流体連絡するように、ピストンマニホールド２７９８に結合することができる。ピストンマニホールド２７９８は、使い捨て部分３２０５を耐久性部分３２１０と結合すると、モータ２７５６などの耐久性部分３２１０内の駆動機構によって動力を供給される、それぞれのポンプチャンバ２７０５内で移動可能なピストン２７９９を収容する。１つまたは複数のピストン２７９９は、シャフト２７６１を介して材料を吸引するために、ポンプチャンバ２７０５および真空チャンバ２７０３内に真空を生成する。
【００９５】
吸引ポンプのピストン２７９９は、モータ２７５６を有する駆動機構によって駆動されるカムシステムによって駆動される。カムシステムは、以下で詳しく説明する。吸引ポンプ用のモータ２７５６は、ブラシレスＤＣモータ、またはシャフトを回転させるのに適した任意のタイプのモータまたはドライバであり得る。一実施形態では、ポンプモータ２７５６は、ギアボックスまたは他の機構を介してギア減速を組み込んだ電気モータであり得る。一実施形態では、耐久性部分３２１０は、少なくとも３０：１の減速を達成するように構成されたＨａｒｍｏｎｉｃＤｒｉｖｅギア減速を組み込んでいる。
【００９６】
デバイスは、３つの往復ピストン２７９９を有するように示されているが、デバイス２７００は、それぞれのポンプチャンバ２７０５内に移動可能に配置された１つ、２つ、３つ、またはそれ以上のピストン２７９９を含むことができることを理解されたい。それらのポンプチャンバ２７０５内で前後に跳ね返る複数のピストン２７９９は、負圧のパルスで細長い部材の管腔の遠位部分に送達される脈動真空または完全真空を作り出すことができる。脈動真空は、前房の崩壊のリスクなしに、遠位シャフト２７６１を通して完全真空の適用を可能にする。パルスのピーク時に、システムは、高真空を生成できる。しかしながら、それはパルス化されているので、平均吸引流量は、パルスピークでのこれらの高真空下でさえ、洗浄流入が適切な前房支持を維持するのに十分に低くなり得る。
【００９７】
さらに図４Ｈ〜図４Ｋに関して、真空チャンバ２７０３は、一方向弁２７０７によって調整されるそれぞれの開口部２７０６を介して１つまたは複数のポンプチャンバ２７０５と流体的に連絡するように構成される。一方向弁２７０７の構成は、一方向への流体の流れおよび反対方向への流体の遮断流を可能にするダックビル弁（図４Ｌに示される）、ボール逆止弁、リフト逆止弁、ストップ逆止弁、および他のタイプの弁を含めて変えることができる。ポンプチャンバ２７０５内の第１の方向へのピストン２７９９の動きは、眼からの材料が細長い部材２７５５の管腔２７６３に引き込まれ、真空チャンバ２７０３に空にされ、一方向弁２７７０を通ってポンプチャンバに引き込まれるように真空を作り出す。ポンプチャンバ２７０５内の第２の反対方向へのピストン２７９９の動きは、材料をポンプチャンバ２７０５からシステムから排出する。材料は、本明細書の他の場所で説明されているように、システムから出口ポート２７１５に結合された廃棄エンクロージャに排出することができる。
【００９８】
図４Ｌ〜図４Ｍは、真空マニホールド２７７４がさらに排気チャンバ２７０９を含むことができることを示している。排気チャンバ２７０９は、システムに引き込まれた材料がシャフト２７６１を通して押し戻されることなくシステムから一掃され得るように、真空チャンバ２７０３から密閉されている。チャンバ２７０３と２７０９との間のシールは、１つまたは複数のＯリング２７８６によって提供することができる。前述のように、真空チャンバ２７０３は、開口部２７０６内に配置されたそれぞれの一方向弁２７０７を介して１つまたは複数のポンプチャンバ２７０５と流体的に連絡するように構成される。いくつかの実施形態では、弁開口部２７０６とポンプチャンバ２７０５との間の凹部２７０２は、弁２７０７を通ってポンプチャンバ２７０５への材料の移動および除去を促進するように角度が付けられた床２７１２を有することができる（図４Ｐを参照）。弁２７０７の軸に対する床２７１２の角度は、約１度〜約９０度まで変化することができる。いくつかの実施形態では、角度は、約２０度〜約４５度までであり得る。床２７１２の角度は、眼から吸引されたレンズ片および材料をポンプチャンバ２７０５に向けて誘導するように選択することができる。床２７１２はまた、平坦であり得る（例えば、弁開口部の軸に対して９０度の角度にある、弁２７０７の下の凹部の床を示す図７Ｄを参照されたい）。排気チャンバ２７０９は、それぞれの弁２７１３によって調整される他の開口部または廃棄物チャネル２７１１を介して、１つまたは複数のポンプチャンバ２７０５のそれぞれと流体的に連絡している。弁２７１３の構成は、ボールタイプ逆止弁またはダックビル弁を含めて変えることができる。上記のように、ピストン２７９９のそれぞれのポンプチャンバ２７０５内の第１の方向への移動（例えば、デバイス２７００の近位端に向かって）は、材料を真空チャンバ２７０３から弁２７０７を通してポンプチャンバ２７０５に引き込む。それぞれのポンプチャンバ２７０５内で第２の反対方向にピストン２７９９を動かすと（例えば、デバイス２７００の遠位端に向かって）、ピストンマニホールド２７９８内に圧力が発生する。圧力は、ピストンマニホールド２７９８の弁２７１３を開く。廃棄物材料は、廃棄物チャネル２７１１を通って真空マニホールド２７７４に入ることができる（例えば、図７Ｃに示される３つの開口部を参照されたい）。廃棄物は、真空マニホールド２７７４内で結合し、排気チャンバ２７０９を通ってデバイスを出ることができる。図７Ｃに示される排気チャンバ２７０９は、真空およびピストンマニホールド２７７４、２７９８を通って延びる楕円形のチャネルであり得るが、本明細書では他の形状が考慮されることを理解されたい。材料のこの一掃の間、１つまたは複数のポンプチャンバ２７０５と真空チャンバ２７０３との間の一方向弁２７０７は、真空チャンバ２７０３、管腔２７６３への材料の逆流、および切断先端からの材料の逆流を防止する。しかしながら、１つまたは複数のポンプチャンバ２７０５と排気チャンバ２７９０との間の開口部または廃棄物チャネル２７１１は、材料が、少なくとも弁２７１３によって流れが遮断されるまで、排気チャンバ２７０９に自由に入り、最終的には排気チャンバ２７０９の出口ポート２７１５から出ることができるようにする。
【００９９】
上記のように、近位方向へのピストン２７９９の動きは、ポンプチャンバ２７０５内に真空を作り出す。いくつかの実施形態では、弁２７１３はボールチェック弁である。弁２７１３のボール２７１７は、ばね２７１９によって近位方向に押されて、ポンプチャンバ２７０５と排気チャンバ２７９０との間の開口部または廃棄物チャネル２７１１から離れ、それによって弁２７１３を開く。ピストン２７９９が遠位方向に移動すると、流体圧力がポンプチャンバ２７０５内に発生し、チャンバ内の流体圧力を増加させ、材料を弁２７１３の廃棄物チャネル２７１１への開口部に向けて促す。弁２７１３のボール２７１７は、ばね２７１９が圧縮されるようにばね２７１９に対して遠位方向に押され、ボール２７１７は、廃棄物チャネル２７１１への弁開口部に対して押し付けられ、それによって弁を閉じる（図４Ｍを参照）。ポンプチャンバ２７０５は、弁２７１３の閉鎖時に実質的に材料を欠いている。
【０１００】
器具は、ポンプチャンバ２７０５に出入りする流体の流れを可能にするように配置された複数の一方向弁を組み込むことができる。弁の構成は様々である。いくつかの実施形態では、弁は、上記のように比較的剛性のあるボールを組み込んだボール弁のような非順応性の一方向弁である。他の実施形態では、弁は、順応性である。例えば、本明細書に記載の弁２７０７は、ダックビル弁などのわずかに順応性のあるシリコーン弁であり得る。弁２７１３はまた、わずかに順応性のある弁であり得る。弁２７１３のボール２７１７は、剛性である必要はないが、所与の量の圧力の下で順応性のある材料で形成することができる。弁２７１３もまた、ボール弁である必要はない。弁２７１３はまた、弁２７０７と反対の方向への流れを可能にするように配置されていることを除いて、弁２７０７と同様のダックビル弁のようなシリコーン弁であり得る。したがって、弁２７０７は、第１の方向（すなわち、眼からポンプチャンバ２７０５に向かって）の弁を通る流れを可能にするダックビル弁であり得、弁２７１３はまた、第２の反対方向に（すなわち、ポンプチャンバ２７０５から開口部２７１１を通って廃棄物チャネルに向かって）弁２７１３を通る流れを可能にするダックビル弁であり得る。ダックビル弁などの順応性弁は、弁構成要素の動きがほとんどなく、ある程度の圧力下で流体の流れを提供する。
【０１０１】
他の実施形態では、弁２７１３は、ボールチェック弁である。ボール２７１７は、硬いプラスチックまたは金属材料など、剛性があり、実質的に非順応性であり得る。順応性弁は、逆正圧が加えられると変形する可能性があるが、非順応性弁は変形しない。真空チャンバ２７０３とポンプチャンバ２７０５との間の弁が順応性弁であり、ボール２７１７が実質的に非順応性である場合、ピストンが遠位方向に移動し、正圧を生成して材料をポンプチャンバ２７０５から排出するとき、正圧力は、順応性弁の変形、およびシャフト２７６１の遠位開口部からのある量の流体の少量の一掃または逆流を引き起こす可能性がある。この逆流は、ピストン２７９９の前後のサイクル毎に発生する可能性がある。いくつかの実施形態では、逆流は、ポンプチャンバ２７０５の設計によってさらに最適化され得る。ポンプチャンバ２７０５において、ポンプチャンバ２７０５を排気チャンバ２７０９に接続する出口開口部は、例えば、チャンバの側面に配置され得、ピストン２７９９が出口開口部を越えて移動できるように構成される。この実施形態では、ピストン２７９９が出口開口部を越えて遠位に移動した後、流体を排出するための他の経路はない。したがって、ピストン２７９９が遠位方向に移動し続けると、弁２７１３の閉鎖後、ポンプチャンバ２７０５内に正圧のモーメントが生じ、シャフト２７６１の遠位端で材料の短い逆流を引き起こす。
【０１０２】
再び図４Ｈ〜図４Ｊおよび図４Ｎ〜図４Ｐに関して、ピストン２７９９のそれぞれは、ピストンヘッド２７２３ａ、２７２３ｂの間に延びるばね２７０１によって囲まれた細長い中央ピストンロッド２７２１を含むことができる。ばね２７０１は、ピストン２７９９をポンプチャンバ２７０５の近位端に向かって近位方向に押すようにバイアスされている。遠位ピストンヘッド２７２３ａおよびスライディングＯリングシール２７９４は、ポンピングチャンバ２７０５内に配置されている。ピストンロッド２７２１、ばね２７０１、および近位ピストンヘッド２７２３ｂは、ポンプチャンバ２７０５の近位に位置するピストンマニホールド２７９８内のピストンチャンバ２７０４内に配置されている。遠位ピストンヘッド２７２３ａ、スライディングシール２７９４、およびピストンロッド２７２１は、ポンプチャンバ２７０５内でスライドすることができる。ポンプチャンバ２７０５は、ピストンチャンバ２７０４よりも小さい内寸およびばね２７０１の外寸を有する。したがって、ピストン２７９９がポンプチャンバ２７０５の遠位端領域に向かって移動すると、ばね２７０１は、近位ピストンヘッド２７２３ｂとポンプチャンバ２７０５の下端との間のピストンチャンバ２７０４内で圧縮される。
【０１０３】
ピストン２７９９は、駆動機構によってポンプチャンバ２７０５の遠位端領域に向かって動かされる。いくつかの実施形態では、駆動機構は、回転カム２７６９を組み込んでいる（図４Ｉ〜図４Ｋを参照）。ピストン２７９９の近位に配置された回転カム２７６９は、ピストン２７９９をそれらのそれぞれのポンプチャンバ２７０５の遠位端に向かって遠位方向に押し出すように構成される。カム２７６９が回転すると、カム２７６９は、ピストン２７９９の近位ピストンヘッド２７２３ｂに対して順次遠位方向の力を加える。次に、ピストン２７９９のばね２７０１は、順次圧縮される。カム２７６９がさらに回転すると、近位ピストンヘッド２７２３に対する遠位方向の力が順次除去され、ばね２７０１がピストン２７９９を順次後方に押し出し、一方向弁２７７０を介してそれぞれのポンプチャンバ２７０５内に真空を作り出す。
【０１０４】
図４Ｃ〜図４Ｄに最もよく示されているように、モータ２７５６の歯車ヘッド２７５２は、モータカプラ２７９５を介して回転カム２７６９に結合することができる。図４Ｆは、モータカプラ２７９５が、歯車ヘッド２７５２を受け入れるように構成された近位端にボア２７８９を有することができることを示している。図４Ｅは、モータカプラ２７９５が、カム２７６９の近位端にある対応するくさび形の突起２７９７に隣接して係合するように構成された遠位端に１つまたは複数の突起２７９６を有することができることを示している。カム２７６９は、ギアヘッド２７５２が回転するにつれて回転する。カム２７６９の遠位端は、近位開口部内でピストンマニホールド２７９８のボア２７９１に挿入するように構成される（図４Ｆを参照）。カム２７６９の少なくとも一部は、カム２７６９の遠位端のカム表面２７２５がピストンマニホールド２７９８内のピストン２７９９の近位ピストンヘッド２７２３ｂと係合できるように、ボア２７９１内に配置することができる。カム表面２７２５は、ピストンマニホールド２７９８内でピストン２７９９の相互直線運動を提供するように構成される。カム表面２７２５の形状は、それぞれのピストンチャンバ２７０４内のピストン２７９９の異なる運動プロファイルを提供し、それによって異なる真空プロファイルを作成するように設計することができる（すなわち、滑らかな連続、負圧のスパイクを伴う連続、または不連続パルス負圧）。カム表面２７２５は、楕円形、偏心、卵形、またはカタツムリ形であり得る。カム２７６９の回転の第１の部分の間、近位ピストンヘッド２７２３ｂは、カム表面２７２５の傾斜部分に沿ってスライドし、ピストン２７９９は、デバイスの長手方向軸に沿って遠位に移動する。カム２７６９の回転の第２の部分の間、近位ピストンヘッド２７２３ｂは、棚２７２６で終端するカム表面２７２５を通過してスライドする（図４Ｅを参照）。ピストンヘッド２７２３ｂが棚２７２６から落下すると、カム２７６９によるピストン２７９９に対する遠位方向の力が解放される。ピストンロッド２７２１を取り囲むばね２７０１は、近位ピストンヘッド２７２３ｂを、ピストンチャンバ２７０４の近位端領域に向かって近位方向に押す。したがって、カム２７６９の完全な回転は、各ピストン２７９９の連続的な軸方向の動きを可能にする。ピストンヘッド２７２３ｂは、カム表面２７２５に沿ってスライドし、第１の速度で遠位方向に伸長し、ピストンヘッド２７２３ｂは、カム表面２７２５から落下し、第１の速度よりもはるかに速い第２の速度で近位方向に後退する。
【０１０５】
このピストンの動きのタイミングは、カム表面２７２５の形状およびカム表面２７２５に対する棚２７２６の位置に基づいて変えることができる。例えば、次のピストンが後退して負圧を生成するときと比較して、一方のピストンが後退してチャンバ内に負圧を生成するときのタイミングは、カム表面２７２５の形状の関数であり得る。カム表面２７２５は、各ピストンが棚２７２６に到達すると迅速に後退するように、棚２７２６を組み込むことができる。ピストン２７９９は、カム表面２７２５に沿って移動するときに第１の速度で遠位方向に伸長し、次に、それが棚２７２６から落下するときに近位方向に第２のより速い速度で伸長する。他の実施形態では、カム表面２７２５は、第２の傾斜部分によって棚２７２６に接続された第１の傾斜部分を有する。カム表面２７２５の第１の傾斜部分は、各ピストン２７９９の漸進的な伸長を可能にし、第２の傾斜部分は、各ピストン２７９９の漸進的な後退を可能にする。したがって、各ピストン２７９９は、ピストン２７９９が棚２７２６から落下する前にある距離を徐々に後退して、残りの後方移動を迅速に後退させる。吸引力の生成に関与するピストン２７９９の動き、および切断に関与する細長い部材２７５５の動きは、以下および図１０Ａ〜図１０Ｃ、図１１Ａ〜図１１Ｂ、および図１２に関してより詳細に説明されるように、回転カム機構によってリンクすることができる。
【０１０６】
いくつかの実施形態では、負圧のサイクルは、負圧のパルス間に正圧を適用することにより、短い逆流を散在させることができる。短期間の真空は、短期間の真空の低下または真空なしによって散在する可能性がある。いくつかの実施形態では、負圧のサイクルは、短期間の正圧が散在する短期間の真空を含み、それにより、ピストン運動の各サイクル中に遠位シャフトを通る流体の短い逆流をもたらす。真空のパルス間に正圧が加えられるかどうかにかかわらず、脈動真空は、細長いシャフトを介して不連続な負圧のパルスを生成し、これは、約１０インチＨｇ〜約３０インチＨｇの間、好ましくは可能な限り完全真空に近いことができる。いくつかの実施形態では、デバイスは、循環周波数で細長い部材の内部管腔を通して不連続な負圧のパルスを生成することができる。このデバイスは、同じ循環周波数を有する不連続な正圧のパルスを作成することもできる。したがって、不連続な負圧のパルスは、不連続な正圧のパルスによって散在している。負圧パルスと正圧パルスの循環は、非常に高速（例えば、最大約５０００Ｈｚ〜１０，０００Ｈｚ）で、非常に少量（例えば、１０ｕＬ〜最大約１ｍＬ）にすることができる。パルスの循環周波数は、例えば、少なくとも約０．５Ｈｚ〜約５０００Ｈｚまで、または１Ｈｚ〜４０００Ｈｚの間、または約１０Ｈｚ〜約２０００Ｈｚの間であり得る。さらにさらなる実施形態では、ポンプによって提供される負圧パルスの循環は、提供される有効吸引圧力が実質的に滑らかで連続的であるように、互いに重なり合うことができる。
【０１０７】
不連続な負圧のパルスは、循環周波数で開口部を通して第１の量の材料を内部内腔に吸引する。不連続な正圧のパルスは、循環周波数で第２の量の材料を内部内腔から開口部を通して排出する。サイクル毎に移動される材料の量は、変動する可能性があるが、一般に比較的小さく、例えば、約０．１ｍＬ〜約１．０ｍＬ、または約０．５ｍＬの間である。各ピストンボアまたはポンプチャンバ２７０５は、約０．０５インチ〜約０．５０インチの直径を有することができる。各ピストンのストローク長は、約０．１０インチ〜約０．５０インチの間であり得る。ピストンは、約５０立方ｍｍ〜約２００立方ｍｍの１回ストローク体積を作り出すことができる。一実施形態では、ピストンボアの直径は約０．２０インチであり、ストローク長は約０．２０インチであり、ストローク体積は約１００立方ｍｍである。いくつかの実施形態では、パルス毎に除去される流体の公称量は、約１００マイクロリットル、または１０マイクロリットル〜最大約１０００マイクロリットルである。第２の量の材料は、この一般的な流体量の範囲内で第１の量の材料よりも実質的に少なくなり得る。不連続な負圧のパルスは、真空を下げる、真空がない、または同じ周波数の正圧の不連続な期間によって散在する可能性がある。
【０１０８】
図４Ｎ〜図４Ｐは、ピストンマニホールド２７９８の近位端領域に結合されたピストンストップ２７２７を示している。本明細書の他の場所で論じられるように、デバイスの吸引ポンプは、複数のピストンを含むことができ、複数のピストンのそれぞれは、それぞれのシリンダ内に収容されている。各シリンダは、細長い部材の内腔に流体的に結合されている。駆動機構は、回転可能なカプラを介してモータによって回転することができる回転カムアセンブリを含むことができる。回転カムアセンブリの回転により、複数のピストンが内腔内に不連続な負圧のパルスを生成する。ピストンハードストップ２７２７は、それぞれのシリンダ内の複数のピストンの近位移動を制限するように構成される。ピストンハードストップは、高真空位置と低真空位置を切り替えるように構成されている。高真空位置にあるとき、ピストンハードストップ２７２７は、シリンダに対して近位方向に引っ込められ、それぞれのシリンダ内の各ピストンの最大近位移動を可能にする。低真空位置にあるとき、ピストンハードストップ２７２７は、シリンダに対して遠位方向に前進し、それぞれのシリンダ内の各ピストンの近位移動を最大近位移動未満に制限する。ピストンハードストップ２７２７を切り替えることにより、連続吸引位置と脈動吸引位置との間の切り替えも可能になる。脈動吸引位置にあるとき、ピストンハードストップ２７２７は、シリンダに対して近位方向に引っ込められ、それぞれのシリンダ内の各ピストンの最大近位移動を可能にする。連続吸引位置にあるとき、ピストンハードストップ２７２７は、シリンダに対して遠位方向に前進し、それぞれのシリンダ内の各ピストンの近位移動を最大近位移動未満に制限する。吸引ポンプによって提供される吸引の選択的変更は、以下でより詳細に説明する。
【０１０９】
ピストンストップ２７２７は、回転カム２７６９を取り囲むように構成されたほぼ円筒形の要素であり得る。ピストンストップ２７２７の遠位端領域は、ピストンマニホールド２７９８内のピストンチャンバ２７０４のそれぞれの近位端領域に突出するように構成された１つまたは複数の突起２７２９を規定することができる。突起２７２９は、それぞれのピストンチャンバ２７０４の最も近位の端部領域に配置されたときに、それぞれのピストン２７９９の近位ピストンヘッド２７２３ｂに隣接することができる。例えば、デバイス２７００が３つのピストンチャンバ２７０４に配置された３つのピストン２７９９を含む場合、ピストンストップ２７２７は、３つのピストン２７９９のそれぞれの近位ピストンヘッド２７２３ｂに隣接するように構成された３つの突起２７２９を含む。ピストンストップ２７２７は、ばね２７０１の拡張時にピストン２７９９の近位直線移動にハードストップを提供する。ピストンストップ２７２７は、達成することができるポンプチャンバ２７０５の全体積を制限する。ピストンチャンバ２７０４内の突起２７２９の相対位置は、調整可能であることができる。いくつかの実施形態では、調整リング２７３０は、ピストンストップ２７２７の外面の周りに配置することができる。調整リング２７３０は、ハンドヘルド部分２７６０のハウジング２７６２内の１つまたは複数の窓２７３１を通してユーザに利用可能であることができる（図４Ａ〜図４Ｂを参照）。調整リング２７３０は、ピストンストップ２７２７の外面上の対応するピン２７３２と係合するように構成されたねじ付き内面を有することができる（図４Ｋを参照）。ピン２７３２は、ピストンストップ２７２７がデバイスの長手方向軸に沿って軸方向に移動するように、調整リング２７３０のねじ山内をスライドするように構成される。ピストンストップ２７２７がピストンマニホールド２７９８に対してさらに遠位に配置されるように調整されると、突起２７２９は、ピストンチャンバ２７０４内にさらに延在し、ばね２７０１の拡張時に近位方向へのピストン２７９９の直線移動を制限する。これは、次に、ポンプチャンバ２７０５のサイズを制限する。ピストンストップ２７２７がピストンマニホールド２７９８に対してより近位に配置されるように調整されると、突起２７２９は、ピストンチャンバ２７０４から引き抜かれ、ばね２７０１の拡張時に近位方向へのピストン２７９９の直線移動を制限しない（またはより少ない程度に制限する）。これは、次に、ポンプチャンバ２７０５のサイズを最大化する。ピストンストップ２７２７はまた、吸引ポンプによって生成され、それぞれのチャンバ２７０４内のピストンによって適用される真空のタイプを決定するために、ユーザによって選択的に修正または調整され得る（例えば、滑らかな連続真空または脈動真空のスパイクを伴う滑らかな連続）。
【０１１０】
いくつかの実施形態では、真空源は、真空の突然の上昇を引き起こし、真空プロファイルを形成し、これにより、パルス真空の適用中に角膜および眼が効果的に上下に「跳ね返る」。例えば、ピストン２７９９が後方に回転すると、真空が急激に上昇し、「鋸歯」に似た真空プロファイルが形成される（すなわち、吸引−一時停止−吸引）。それぞれのポンプチャンバ２７０５内のピストン２７９９の後方への移動を制限することにより、ピストンが後方に跳ね返されるたびに発生する吸引衝撃または衝撃の量を減らすことができる。これにより、ピストンの制限により、ピストンが移動するたびに発生する最大吸引が制限され、この突然の吸引が眼に与える影響が軽減される。ピストン２７９９が後方に移動するたびに生じる真空は、５００ｍｍＨｇを超えて約７００ｍｍＨｇまで大きくなり得る。
【０１１１】
脈動真空の量は、ピストンハードストップ２７２７のように、ピストンの後方方向への移動を制限することによって調整することができる。いくつかの実施形態では、使い捨て部分と再利用可能部分の相対的な関係３２０５、３２１０は調整可能であり、次に、ピストンが後方に移動できる距離を制限することができる。例えば、再利用可能な部分３２１０が使い捨て部分３２０５上にさらに配置されるほど、ピストンハードストップのためにピストンの移動がより制限される。ピストンストップの位置は、複数の選択可能な真空設定を提供するために調整可能である可能性がある。いくつかの処置または処置の特定のステップでは、他の処置または処置のステップよりも高い圧力がより望ましい場合がある。より高い圧力は、例えば、ピストンがサイクルごとにより長い距離を移動し、最大の真空が達成されるように、ピストンストップをより広い設定に作動させることによって選択することができる。いくつかの実施形態では、調整装置をクリックすることにより、ピストンストップ位置を「高真空」位置と「低真空」位置との間で切り替えることができる。他の実施形態では、配置されたピストンストップは、使用中に都合よく選択される複数の真空設定のいずれかに「ダイヤルイン」することができる。さらに他の実施形態では、ピストンストップ位置を選択的に調整して、滑らかな連続真空またはパルス真空を達成することができ、これは、以下でより詳細に説明する。
【０１１２】
いくつかの実施形態では、閾値真空に到達したかどうかに応じてシャフト２７６１を自動的にバイパスする機能を組み込むことによって、デバイスが最大真空を達成することを制限される。例えば、ブリード弁または他のバイパス機構を組み込んで、閾値量の真空がシャフト２７６１の遠位開口部および眼に適用されるのを防ぐことができる。吸引をオンまたはオフにするバイパスは、シャフト２７６１への開口部が詰まっている場合でも、眼内で生成できる真空の最大量を制限する可能性がある。このバイパスにより、詰まりが発生した場合に真空が発生するのを防ぎ、詰まりを取り除いたときのサージを減らすことができる。バイパス機構は、ユーザが最大真空の可能性を望んでいるかどうか、最大真空よりも低いものを適用したいかどうかを選択できるように、調整可能または選択的にすることができる。
【０１１３】
閉塞破壊サージを防止するための他の機構も組み込むことができる。例えば、ダイアフラム弁、アンブレラ弁、マッシュルーム弁、または同様のタイプの弁などの弁をハンドピースの吸引ライン内に組み込んで、吸引中のサージを防ぐことができる。ハンドピースの弁は、通常、使用中は開いていて、廃棄物ライン内の圧力または流量の閾値に達すると一時的に閉じる。弁は、ハンドピースの使い捨て部分の先端近くのオリフィスの上に浮かぶ可動部材であり得る。弁は、順応性材料で形成された柔軟なマッシュルームヘッド、またはオリフィスの上に配置されたフラップを含むことができる。吸引流量または圧力が閾値を下回っている場合、オリフィスと弁のマッシュルームヘッドとの間のギャップは、開いた位置に維持される。閾値に達すると、オリフィスと弁のマッシュルームヘッドとの間のギャップが閉じた位置に狭まる。組織の断片がシャフトの先端を閉塞し、吸引ポンプ１４５が作動し続けると、吸引ラインに真空が蓄積する可能性がある。閉塞が解消されると、流量が突然急上昇することもある。これは、閉塞後サージと呼ばれる。しかしながら、サージ中に除去される流体の量は、弁を閉じることによって制限される。吸引ライン内に蓄積された負圧に内腔が曝されることによる流量の突然のスパイクにより、弁のマッシュルームヘッドがオリフィスに向かって移動し、それによって、内腔への吸引が遮断される。ライン内の吸引圧力と流量が閾値に戻るまで、弁は閉じたままである。次に、弁が移動してオリフィスのカバーを外し、それによって、カッター管の内腔と廃棄物ラインとの間の接続を開き、材料が再び内腔を通って廃棄物に向かって移動できるようにする。サージ中に眼から除去される流体の量は、弁がすべての流れを遮断する前にシャフトの内腔内のごく少量の流体に制限され、それによって、前房の目立った浅化を防ぐ。
【０１１４】
図２１は、アンチサージ弁３５３０の実施形態を示している。弁３５３０は、本明細書に記載の器具を含む様々な切断／吸引デバイス、並びに長くて順応性のある流体ラインを有する遠隔吸引ポンプに結合されるように構成された従来の水晶体超音波乳化吸引術ハンドピースに組み込むことができる。吸引廃棄物ライン内に配置することができる弁３５３０は、閉塞後のサージを最小限に抑えるために、細長い部材２７５５を通る流量を制限するように構成することができる。アンチサージ弁３５３０は、吸引の流量が閾値を超えるときに吸引廃棄物ラインを通る流れを制限するように構成することができ、吸引の流量が閾値を下回るときに吸引廃棄物ラインを通る流れを可能にするように構成することができる。
【０１１５】
シャフト２７６１は、シャフト２７６１の遠位端近くの管腔２７６３への開口部と、シャフト２７６１の遠位端から距離を置いたノッチまたは近位開口部２７８８とを有する細長い部材２７５５を含むことができる。眼から吸引された材料は、遠位開口部を通って細長い部材２７５５の管腔２７６３に入り、近位開口部２７８８を介して管腔２７６３を出ることができる。細長い部材２７５５は、近位開口部２７８８が真空チャンバ２７０３と連絡するように、真空マニホールド２７７４の真空チャンバ２７０３を通って延びることができる。近位開口部２７８８は、細長い部材２７５５の振動運動の間、真空チャンバ２７０３内に維持される。
【０１１６】
それらのピストンチャンバ内のピストン２７９９の動きのために真空チャンバ２７０３に引き込まれた材料は、アンチサージ弁３５３０を通ってポンプチャンバ２７０５（図２１には示されていない）に向けることができる。弁３５３０は、シート３５３４上に配置されたエラストマーシリコーンダイアフラム３５３２を含むことができる。ダイアフラム３５３２は、シート３５３４に向かって偏向するように構成され、それによって、ギャップを閉じ、ポンプチャンバ２７０５に向かう流れを防ぐ。特定の速度または上限閾値を超える流れは、ダイアフラム３５３２のいずれかの側に圧力差を生じさせ、弁３５３０のたわみおよび閉鎖を引き起こす。一例として、流量は約４０ｍＬ／分に制限され得る。流れは、有効オリフィスを通って強制されるため、ダイアフラム３５３２の一方の側ともう一方の側との間に圧力差がある。圧力差は、約０．０１５インチの環状ギャップに対して約１．０ｐｓｉであり得る。１．０ｐｓｉは、ダイアフラム３５３２を弁シート３５３４に対して偏向させるのに十分であり得、それにより、流れを遮断し、細長い部材２７５５を通るサージを排除する。いくつかの実施形態では、弁シート３５３４を横切る小さな溝（例えば、約０．０１０インチの深さを有する）は、サージイベントが終わった後、ダイアフラム３５３２のいずれかの側のチャンバ間の圧力を等しくすることを可能にすることができる。図２１は、流れがダイアフラム３５３２と弁シート３５３４との間のギャップを通って進むことができるような、開いた構成の弁３５３０を示している。チャンバ２７０３内の圧力がチャンバ３５３６内の圧力よりも大きい場合、ダイアフラム３５３２は、シート３５３４に対して偏向して、細長い部材２７５５を通る流量を制限する。チャンバ２７０３内の圧力がチャンバ３５３６内の圧力に近づくと、ダイアフラム３５３２は、シート３５３４から離れるように偏向して戻り、ギャップを通って細長い部材２７５５を通って流れることを可能にする。
【０１１７】
図２２Ａ〜図２２Ｄは、フィルタ３５４５を有する弁３５３０の実施形態を示す。弁３５３０の構成は、上記のダイアフラム弁、アンブレラ弁、フラッパー弁、または真空チャンバ２７０３を通る流れの変化時に弁３５３０を開閉するように構成された偏向可能な特徴を組み込んだ他の弁を含めて変化し得る。上で論じたように、細長い部材２７５５の近位開口部２７８８は、真空チャンバ２７０３内の弁３５３０の遠位側に留まっている。眼から吸引された材料は、細長い部材２７５５の管腔２７６３を出て、近位開口部２７８８を通って真空チャンバ２７０３に入る。弁インサート３５３７は、細長い部材２７５５が延びる中央ボア３５３８を組み込むことができる。弁３５３０は、シート３５３４上に配置された偏向可能なペタル３５４０を含むことができる。ペタル３５４０は、サージイベント中にシート３５３４に向かって偏向するように構成され、それにより、ギャップを閉じ、上記でより詳細に説明したように、ポンプチャンバ２７０５に向かう流れを防止する。ペタル３５４０は、非平面形状を有することができる。例えば、図２２Ｄは、ペタル３５４０がカップ状または凹状の形状を有することができることを示している。
【０１１８】
アンチサージ弁３５３０は、その上流側（すなわち、真空チャンバ２７０３側）にフィルタ３５４５を組み込んで、管腔を通して吸引された大きなレンズ断片が弁領域を詰まらせるのを防ぐことができる。フィルタ３５４５は、真空チャンバ２７０３の内周と実質的に係合するように構成された外周、または真空チャンバ２７０３と密封係合して配置された弁インサート３５３７を有することができる。フィルタ３５４５は、ペタル３５４０の上に配置することができ、それは、閾値サイズを超える材料がシート３５３４に接近するのを防ぎながら、偏向可能な要素と接触しないようにする。いくつかの実施形態では、フィルタ３５４５は、シャフトの長手方向軸Ａに垂直に延びるように、または長手方向軸Ａに垂直ではないように配置されるように、真空チャンバ２７０３内に配置することができる。例えば、フィルタ３５４５は、長手方向軸Ａに対して約１５度〜約５０度の角度であり得る。図２２Ｄは、フィルタ３５４５の上り坂端３５４６およびフィルタ３５４５の下り坂端３５４７が存在するように見えるように、長手方向軸Ａに対してある角度で配置されたフィルタ３５４５を示している。チャンバ２７０３内のフィルタ３５４５の角度は、フィルタ３５４５の上り坂端３５４６がデバイスの遠位端の近くに配置され、フィルタ３５４５の下り坂端３５４７がデバイスの遠位端からさらに離れて配置されるという結果をもたらす。フィルタ３５４５の上り坂端３５４６は、弁３５３０のペタル３５４０から離れて配置され、偏向可能な動きを可能にすることができる。フィルタ３５４５の平面は、概して平坦で障害物がなく、より大きな粒子が、弁３５３０から離れて下り坂端３５４６に向かってフィルタ３５４５の表面を転がり落ちることを促進することができる。いくつかの実施形態では、フィルタ３５４５は、その下り坂端３５４６に、弁３５３０の位置から離れて材料を閉じ込めることができるウィープホール３５５０を組み込むことができる。
【０１１９】
いくつかの実施形態では、フィルタ３５４５は、メッシュフィルタ、フリット、または他の多孔質要素である。フィルタ３５４５は、閾値サイズを超える材料断片の通過がフィルタ３５４５を通過してチャンバ３５３６に入るのを防ぎながら、フィルタ３５４５を通る流体の流れを可能にするように構成された、それを通って延びる複数の開口部３５４８を組み込むことができる。フィルタ３５４５は、大きな断片が弁シート３５３４の近くの領域を詰まらせて、ペタル３５４０によって弁シート３５３４を通る弁開口部３５３５が閉鎖するのを妨ぐ。フィルタ３５４５を通って延びる複数の開口部３５４８は、サイズおよび形状が変化し得、均一または不均一であり得る。複数の開口部３５４８は、パターンで配置することも、ランダムにすることもできる。図２２Ａ〜図２２Ｃは、第１の形状を有するフィルタ３５４５の下り坂端３５４７の第１の複数の開口部３５４８ａと、第２の異なる形状を有するフィルタ３５４５の上り坂端３５４６の第２の複数の開口部３５４８ｂを示している。例えば、第１の複数の開口部３５４８ａは、小さくて丸い開口部であり得るが、第２の複数の開口部３５４８ｂは、第１の複数の開口部３５４８ａと比較して全体のサイズが大きい細長いスロットであり得る。より大きなスロット形状の複数の開口部３５４８ｂは、ペタル３５４０の上に配置されたフィルタの領域に配置されて、流れが増加したときに弁３５３０の閉鎖を促進することができる。
【０１２０】
サイズおよび／または形状が均一または不均一であるかどうかにかかわらず、複数の開口部３５４８は、フィルタ３５４５を介して様々なパターンのいずれかで配置することができる。サイズ、形状、数、および／またはパターンは、フィルタ３５４５を通る材料の所望の流れを促進するように、またはフィルタ３５４５を通る材料の流れを防ぎ、代わりにフィルタ３５４５の表面を横切って移動するように設計することができる。第１の複数の開口部３５４８は、フィルタ３５４５の第１の領域に配置することができ、第２の複数の開口部３５４８は、フィルタ３５４５の第２の領域に配置することができ、第３の複数の開口部３５４８は、フィルタ３５４５の第３の領域に配置することができる。これにより、フィルタ３５４５の開口部のパターンを形成する。複数の開口部３５４８のそれぞれは、それ自体が開口部のパターンを形成することもできる。例えば、複数の開口部３５４８は、異なる長さを有する複数の細長いスロットであり得る。第１の中央の細長いスロットは、第１の長さを有し得、第２のより短い長さを有する第２の細長いスロットによっていずれかの側で結合され得る。次に、第２の細長いスロットは、外側で、第３のより短い長さを有する第３の細長いスロットによって境界付けられ得る、等々。これにより、第１、第２、および第３のスロットはパターンを形成することができ、そのパターンは、フィルタ３５４５の複数の領域で繰り返すことができる。したがって、フィルタ３５４５は、一次パターンの開口部を有することができ、一次パターンの開口部は、二次パターンの開口部に配置することができ、以下同様である。
【０１２１】
各ピストンの各近位移動で達成できる最大真空圧を制限することが望ましい場合がある。最大真空を制限すると、水晶体嚢と眼全体に関して追加の安全性を提供できる。例えば、システムが水晶体嚢と前房の完全性に与える影響は、遠位先端に適用される吸引の程度に直接関係する可能性がある。全体的な真空圧を制限すると（例えば、少なくとも約２％、３％、４％、５％、１０％、１５％、２０％、２５％、それ以外の場合は達成可能な最大真空の最大約５０％）、水晶体嚢の破れや前房の「トランポリン」などの問題を防ぐことができる。
【０１２２】
図４Ｏは、各ポンプチャンバ２７０５内の最大真空圧を制限するように構成された真空バイパス機能２７０８の実施形態を示している。バイパス機能２７０８は、様々な構成のいずれかを有することができる。一実施形態では、バイパス機能２７８０は、各ポンプチャンバ２７０５の円筒形壁内の小さな長手方向の凹み、窪み、または溝であり得る（図４Ｏを参照）。上記のように、ピストン２７９９は、ピストンヘッド２７２３ａ、２７２３ｂの間に延びるばね２７０１によって囲まれた細長い中央ピストンロッド２７２１を含むことができる。スライド式Ｏリングシール２７９４は、ポンプチャンバ２７０５内の真空を維持する遠位ピストンヘッド２７２３ａの周りに配置することができる。図４Ｏに示されるピストン２７９９は、近位ピストンヘッド２７２３ｂがピストンストップ２７２７に隣接するように、その近位移動経路の端部近くの円筒形ポンプチャンバ２７０５内に配置されている。ピストンヘッド２７２３ｂがピストンストップ２７２７に隣接するとき、シール２７９４は、ピストン移動の近位端の近くでバイパス機能２７８０と整列させることができる。バイパス機能２７８０は、機能２７０８の少なくとも一部がシール２７９４の遠位に位置し、機能２７８０の少なくとも一部がシール２７９４の近位に位置するように、円筒形チャンバの長手方向軸に沿った長さを有することができる。シール２７９４の遠位側および近位側の両方（すなわち、チャンバ２７０５の高圧側および低圧側）にバイパス機能２７８０が存在することは、ある量の周囲空気が、ピストン移動の近位端でチャンバ２７０５（すなわち、シール２７９４の遠位）の高圧側から低圧側に瞬間的にブリードできることを意味する。周囲空気の漏れまたはブリードは、そうでなければピストン２７９９を近位方向に後退させるときに達成されるであろう真空圧の範囲を制限する可能性がある。吸引空洞のベントは、大気または洗浄流体経路、廃棄物流体経路、または流体または空気が吸引空洞に入り、吸引空洞内で達成される真空レベルが低下することを可能にする他の任意の空洞に対して行うことができる。ベントは、吸引空洞内の真空レベルを解放するだけでなく、操作中に達成可能な最大真空レベルを下げることができる。バイパス機能２７０８は、溝の長さ、幅、および／または深さ、並びに組み込まれる溝の数に応じて、所望の最大圧力値を達成するように設計することができる。バイパス機能２７０８の形状はまた、この真空圧力が各連続的なピストン後退で生成される速度を制御することができる。
【０１２３】
バイパス機能２７０８は、上記のように受動的に、または能動的に真空を大気に放出することができる。例えば、バイパス機能２７０８は、以下でより詳細に説明されるように、ユーザによって作動させることができる。バイパス機能２７０８は、達成可能な所望の最大圧力値に対する追加のユーザ制御を提供するために、調整可能および／またはユーザ選択可能な形状を有することができる。一実施形態では、バイパス機能２７０８は、ポンプチャンバ２７０５の壁を通って延びる小さな穴であり得る。穴の直径、長さ、および／または位置は、達成される最大吸引圧力の望ましい制御を達成するために、ユーザによって可変および選択可能であり得る。
【０１２４】
いくつかの実施形態では、デバイスは、特定の状況、例えば、水晶体嚢が不注意に捕捉された場合、またはレンズ材料がシャフト２７６１の遠位端を閉塞した場合に有用であることができるベント機構を組み込むことができる。上記のバイパス機能２７０８と同様に、ベント機構は、選択的に露出または覆われ得るポンプチャンバ２７０５の壁を通る小さな穴を含むことができる。穴は、デバイスのユーザインターフェース上のボタンまたは他の入力によって作動可能な可動要素によって覆われ、および／または露出され得、ユーザがポンプチャンバ２７０５に蓄積された真空を大気に放出することを可能にする。真空を開放することにより、例えば、水晶体嚢などの材料をシャフト２７６１の先端から放出することができる。ベント機構の選択的作動には、通常は穴を覆っている可動要素を動かして大気に曝すボタンを押すことが含まれる。あるいは、ベント機構の選択的作動は、可動要素を動かすボタンを押すことを含み得、それにより、それが通常開いている穴を覆い、それにより、大気へのベントを防止する。一実施形態では、ボタンは、本明細書の他の場所で説明されているデバイスの多段トリガ３１２５に結合することができる。一例として、トリガ３１２５がその中立状態にあり、デバイスが静止しているとき、真空を排出することができ、システム内の吸引が散逸する。トリガ３１２５が押し下げられて吸引が作動すると、ベントを遮断することができる。この例では、水晶体嚢をデバイスの先端（または内腔を塞ぐレンズの一部）に吸い込んだユーザは、トリガ３１２５を放すだけで、組織をベントおよび解放することができる。
【０１２５】
ベントパージ機構は、シャフト２７６１の先端をベントすることに加えて、デバイスの遠位先端から流体の少量の逆流をさらに作り出すことができる。先端の小さな流体の流れは、バッグやその他の材料を完全に解放して詰まりを引き起こすのに役立つ。この実施形態では、パージ機構を作動させるためのボタンは、押し下げられたときに少量の流体を洗浄出口から押し出すことができる押し下げ可能なボタンであり得る。したがって、トリガ３１２５を解放すると、ポンプチャンバ２７０５内に蓄積された真空が放出され、パージボタンを押すと、流体が遠位先端から押し出されて、水晶体嚢をさらに押しのけることができる。
【０１２６】
図５Ａ〜図５Ｈは、顕微手術器具の実施形態を示している。図４Ａ〜図４Ｏに示される実施形態に関して説明されるように、図５Ａ〜図５Ｈのデバイス２７００は、耐久性部分３２１０に結合するように構成された使い捨て部分３２０５を含むことができる。図５Ａは、互いに係合する使い捨て部分および耐久性部分を示し、図５Ｂは、互いに分離された使い捨て部分および耐久性部分を示している。本明細書に記載の他のデバイスと同様に、使い捨て部分３２０５は、眼からの流体および材料と直接接触するように構成されたハンドピース２７６０の構成要素を含むことができ、一方、耐久性のある再利用可能な部分３２１０は、一般に、流体経路の外側に留まるように構成されたハンドピース２７６０の構成要素、例えば、吸引ポンプおよび／または切断要素を駆動するように構成された構成要素を含む。
【０１２７】
図５Ｃは、歯車ボックス３２２５を備えた、または備えていないモータ２７５６などの駆動機構を含む、デバイス２７００の再利用可能で耐久性のある部分３２１０の部分図を示している。モータ２７５６は、本明細書の他の場所で説明されているように、ブラシレスＤＣモータ、またはシャフトを回転させるのに適した任意のタイプのモータまたはドライバであり得る。
【０１２８】
デバイスがシステム１００に動作可能に結合されている場合、システム１００の電力システム１２０によって駆動機構に電力を供給することができる。デバイスは、耐久性部分３２１０のハウジングを通って延びるケーブル２７５７を介してシステム１００に動作可能に結合することができる。ケーブル２７５７はまた、デバイス２７００を壁のコンセントに接続するように構成され得る。駆動機構は、１つまたは複数のバッテリから電力を供給することもできる。バッテリは、内部で、またはモジュール式の取り外し可能なバッテリパック内などのハウジングの領域に結合されて、ハウジングの領域内に組み込むことができる。バッテリは、様々な化学組成または特性を有することができる。例えば、バッテリには、鉛酸、ニッケルカドミウム、ニッケル水素、酸化銀、酸化水銀、リチウムイオン、リチウムイオンポリマー、またはその他のリチウム化学物質が含まれる。デバイスはまた、充電のためにＤＣ電源ポート、誘導、太陽電池などのいずれかを使用する充電式バッテリを含むことができる。手術室で使用するための医療デバイスに電力を供給するための当技術分野で知られている電力システムもまた、ばね動力または他の適切な内部または外部電源など、本明細書で考慮されるべきである。いくつかの実施形態では、ハンドルのサイズを大きくする可能性があるハンドル上またはハンドル内にバッテリを背面に取り付けるのではなく、バッテリパックを、処置中に器具を保持するユーザの腕または腕の手首などの他の場所に取り付けることができる。短いケーブルコネクタは、このリンケージのみが使用中にデバイス２７００のハンドルから延びるように、取り付けられたバッテリをデバイスに接続して戻すことができる。したがって、フットペダルまたは他のテザリング接続をデバイス２７００にリンクする必要はない。これにより、使用中にケーブルや他のテザーを引っ掛けることを心配することなく、より多くの携帯性、柔軟性、および移動の自由をユーザに提供できる。
【０１２９】
図５Ｃ〜図５Ｈは、デバイス２７００の耐久性のある使い捨て部分がどのように一緒に結合されて動作可能な通信になり得るかの実施形態を示している。図５Ｃ〜図５Ｄに関して、バヨネットモータアダプタ３２２０は、複数のモータねじ３２３０を介して歯車ボックス３２２５に固定することができる。モータカプラ３２１５は、モータアダプタ３２２０を通って延在し、歯車ボックス３２２５の出力３２３５に取り付けることができる。モータカプラ３２１５は、耐久性部分３２１０の遠位端領域でアダプタ３２２０から遠位に延びることができる。モータアダプタ３２２０とモータカプラ３２１５との間にクリアランスがあり得、その結果、モータカプラ３２１５は、モータ２７５６と共に自由に回転する。耐久性部分３２１０は、モータカプラ３２１５の端部が使い捨て部分３２０５内の回転カムカプラ３２４５上のスロット３２４０と嵌合するように、使い捨て部分３２０５の近位端に挿入することができる（図５Ｅ〜図５Ｆを参照）。バヨネットモータアダプタ３２２０上のボス３２５０は、後部マニホールド３２６０の近位端にあるＬ字型スロット３２５５を通ってスライドすることができる。耐久性部分３２１０は、ボス３２５０がモータカプラ３２１５を軸方向に後部マニホールド３２６０にロックするように、使い捨て部分３２０５に対して長手方向軸の周りで（すなわち、時計回りに）回転させることができる。バヨネットモータアダプタ３２２０のボス３２５０は、後部マニホールド３２６０のスロット３２４０にスライドすることができる。回転すると、バヨネットモータアダプタ３２２０のボスは、耐久性のある使い捨て部分３２１０、３２０５を軸方向に一緒にロックすることができる。解放ボタン３２６５は、ばね式で、使い捨て部分３２０５の後部マニホールド３２６０に取り付けることができる（図５Ｇ〜図５Ｈを参照）。耐久性部分３２１０が使い捨て部分３２０５に挿入された後、ユーザは、以下に説明するように、デバイス設定に応じて、解放ボタン３２６５がハウジング３２７５上の２つの空洞３２７０のうちの１つに延びるまで耐久性部分３２１０を回転させることができる。
【０１３０】
上で論じたように、脈動真空の量は、ピストンハードストップ２７２７のように、ピストンの後方方向への移動を制限することによって調整することができる。図６Ａ〜図６Ｄは、選択可能な真空設定を有するデバイスの実施形態を示している。耐久性部分３２１０を使い捨て部分３２０５に挿入した後、ユーザは、どのピストンハードストップ設定を使用するかを決定することができる。図６Ａ〜図６Ｂは、ピストンハードストップ２７２７（見えない）がその完全な近位位置にあることができるデフォルト設定を示している。これにより、ピストンのフルストロークが可能になり、ハンドピースを介して完全な真空が提供される。ユーザは、再利用可能部分３２１０（例えば、矢印）のハウジング上のセレクタ３２８１を、使い捨て部分３２０５の後部マニホールド３２６０の外面上の第１のインジケータ３２８２（例えば、単一のノッチ）と位置合わせすることによって、この設定を選択することができる。位置合わせされると、解放ボタン３２６５は、ハウジング３２７５の適切な空洞にスナップすることができる。図６Ｃ〜図６Ｄは、ピストンの移動を制限し、最大真空および流量を減少させることができる、および／または滑らかな連続真空を作り出すことができる代替設定を示している。代替設定は、耐久性部分３２１０を使い捨て部分３２０５に挿入することによって選択することができる。解放ボタン３２６５をその遠位位置に保持しながら、ユーザは、再利用可能部分３２１０のハウジング上のセレクタ３２８１が、使い捨て部分３２０５の後部マニホールド３２６０の外面上の第２のインジケータ３２８３（例えば、二重ノッチ）と整列するまで、耐久性部分３２０５を回転させることができる。耐久性部分３２１０がデフォルト位置（すなわち、インジケータ３２８２）を超えて回転すると、バヨネットモータアダプタ３２２０のボス３２５０は、ピストンハードストップの傾斜面上をスライドし、それによって、ピストンハードストップ２７２７を遠位方向に駆動する。次に、解放ボタン３２６５は、使い捨て部分３２０５のハウジング３２７５上の適切な空洞にスナップするように解放することができる。ここでは、真空の他の調整機構について検討する。
【０１３１】
上記は、様々なデバイス設定をアクティブ化する方法の例として提供されている。どの設定が選択されるかに関するガイダンスを提供するユーザ機能は、設定が選択される機構と同様に変化する可能性がある。例えば、ノッチと矢印は、設定に関するユーザガイダンスを提供する他のインジケータに置き換えることができる。
【０１３２】
上記のように、顕微手術器具２７００は、ハンドピース２７６０の内部内に見られる吸引または真空源を含むことができる。真空源は、ハウジングの内部内に配置された真空マニホールド２７７４と流体的に連絡するように配置することができる。図７Ａは、真空マニホールド２７７４、ピストンマニホールド２７９８、および後部マニホールド３２６０に結合された前部マニホールド３２６１を示す、デバイス２７００の使い捨て部分３２０５の斜視部分図である。シャフト２７６１の細長い部材２７５５は、シャフト２７６１の遠位端近くの管腔２７６３への開口部と、シャフト２７６１の遠位端から離れた距離のノッチまたは近位開口部２７８８とを含むことができる（図７Ｂを参照）。シャフト２７６１の細長い部材２７５５は、近位開口部２７８８が真空チャンバ２７０３と連絡するように、真空マニホールド２７７４の真空チャンバ２７０３を通って延びることができる。細長い部材２７５５の近位開口部２７８８は、細長い部材２７５５の振動運動の間、真空チャンバ２７０３内に維持される。レンズ材料は、ノーズコーン３３２０および前部マニホールド３２６１をバイパスして、細長い部材２７５５の管腔２７６３を出て、近位開口部２７８８を通って真空マニホールド２７７４のチャンバ２７０３に入れることができる。
【０１３３】
図７Ｃは、真空チャンバ２７０３内に配置された細長い部材２７５５の近位開口部２７８８を示している。真空は、細長い部材２７５５を通してレンズ材料を引っ張ることができる。レンズ材料は、近位開口部２７８８を通って細長い部材２７５５の管腔２７６３を出て、真空マニホールド２７７４の真空チャンバ２７０３に入ることができる。レンズ材料は、細長い部材２７５５の近位開口部２７８８の近位に移動することを意図していない。真空チャンバ２７０３は、一方向弁２７０７によって調整されるそれぞれの開口部２７０６を介して１つまたは複数のポンプチャンバ２７０５と流体的に連絡するように構成される（例えば、図４Ｌを参照）。一方向弁２７０７の構成は、ダックビル弁、ボール逆止弁、リフト逆止弁、ストップ逆止弁、および一方向への流体の流れおよび反対方向への流体の遮断流を可能にする他のタイプの弁を含めて変えることができる。本明細書の他の場所で説明するように、ポンプチャンバ２７０５内の第１の方向へのピストン２７９９の動き（すなわち、ハンドピースの近位または後部に向かって）は、細長い部材２７５５を取り囲む真空マニホールド２７７４の開口部２７０６を通して細長い部材２７５５の管腔に供給することができる真空を作り出す。ガスケット３２６２は、中央の空洞によって規定され得る真空チャンバ２７０３と、排気チャンバ２７０９とを分離している（図７Ｃを参照）。細長い部材２７５５の管腔に真空を供給すると、眼からの材料は、細長い部材２７５５の管腔２７６３に引き込まれ、真空チャンバ２７０３に空にされ、一方向弁２７７０を通ってポンプチャンバ２７０５に引き込まれる。ポンプチャンバ２７０５内で第２の反対方向に（すなわち、遠位方向またはハンドピースの前方に向かって）ピストン２７９９が移動すると、ピストンマニホールド２７９８内に圧力が生じ、材料がポンプチャンバ２７０５からシステムから排出される。材料は、本明細書の他の場所で説明されているように、システムから出口ポートに結合された廃棄エンクロージャに排出することができる。
【０１３４】
図７Ｄは、ピストンマニホールド２７９８のポンプチャンバ２７０５内のピストン２７９９の位置を示している。ピストン２７９９が装置の後方に向かって（すなわち、近位に）移動するとき、本明細書の他の場所で説明されるように、真空は、順応性の一方向弁２７０７を通して引き込まれる。弁２７７０は、真空マニホールド２７７４のチャネルに接続することができる。真空は、廃棄物材料を真空マニホールド２７７４から弁２７７０を通ってピストンマニホールド２７９８に引き込むことができる。ピストン２７９９がデバイスの前方に向かって移動すると、ピストンマニホールド２７９８内に圧力が発生する。圧力は、ボールチェック弁２７１３を開き、加圧された廃棄物材料がピストンマニホールド２７９８のボールチェック弁２７１３を通過することを可能にする。廃棄物材料は、廃棄物チャネル２７１１（例えば、図７Ｅに示される３つの丸い開口部）を通って真空マニホールド２７７４に入ることができる。廃棄物は、真空マニホールド２７７４内で結合し、排気チャンバ２７０９を通ってデバイスを出ることができる。排気チャンバ２７０９は、真空、ピストン、および後部マニホールド２７７４、２７９８、および３２６０を通る楕円形のチャネルとして図７Ｅに示されているが、本明細書では他の形状が考慮されることを理解されたい。廃棄物は、後部マニホールド３２６０の廃棄物ポート２７１５を介してデバイスから出ることができる。
【０１３５】
図７Ｆ〜図７Ｈは、器具を通る吸引および廃棄物流体経路（矢印）の例を示している。レンズ材料および／または眼からの流体は、細長いシャフト２７５５の管腔２７６３に入り、近位開口部２７８８を介してチャンバ２７０３に移動し、一方向弁を介してポンプチャンバに入り、ボール弁を介してポンプチャンバに戻ることができる。（図７Ｆを参照）。レンズ材料／流体は、排気チャンバ２７０９に向かって引き出される（図７Ｇを参照）。レンズ材料／流体は、真空マニホールド２７７４、ピストンマニホールド２７９８、および後部マニホールド３２６０を通って廃棄物ポート２７１５に向かって延びる排気チャンバ２７０９を通って移動する（図７Ｈを参照）。
【０１３６】
真空パルスは、例えば、上記および図８Ａ〜図８Ｂに示されるように、ピストン２７９９がカム表面２７２５の棚２７２６から落下し、ピストンばね２７０１によってポンプチャンバ２７０５の近位端に向かって近位方向に押されることによって、突然発生するように設計することができる。棚２７２６によるこの後退のタイミングを利用して、より脈動する真空プロファイルを達成することができる。脈動真空は、流量が公称量（例えば、５０ｍＬ／分）未満に保たれているため、定常真空が適用された場合に達成できるよりも、これらの短いバースト時間でピーク真空レベルが高くなる可能性があるという点で、レンズを破壊し、レンズ材料を眼から除去するのに有益である可能性がある。真空の高いピークが生成されるが、全体的な流量を低く維持できる。
【０１３７】
第１のピストンが後退し、次のピストンが後退するタイミングは、カム表面２７２５の形状およびピストンチャンバ内のピストンの相対的な動きの関数であり得る。真空パルスは、提供される真空が真空パルス間の瞬間的な休止で不連続ではなく、実質的に連続であるように、よりスムーズに発生するように設計することができる。いくつかの実施形態では、第１のピストンが後退し、第２のピストンは、第１のピストン後退のドウェル（dwell）期間が終わるまで後退を開始せず（図８Ｅを参照）、それによって脈動真空プロファイルを作成する。上記のように、デバイスは、ピストン２７９９の相互直線運動を提供するように構成されたカム表面２７２５を有するカム２７６９を含むことができる。図８Ｅは、カム２７６９のカム表面２７２５に沿ったピストン２７９９ａ、２７９９ｂ、２７９９ｃの概略的な動きを示している。カム表面２７２５は、鋭いドロップオフまたは棚２７２６で終端する。カム２７６９の回転中、ピストン２７９９ａ、２７９９ｂ、２７９９ｃは、カム表面２７２５に沿ってスライドし、それによって、遠位方向に延びる。棚２７２６に到達すると、第１のピストン２７９９ａが棚２７２６から落下し、近位方向に急速に後退して、負圧のスパイクを作り出す。カム表面２７２５の形状は、次のピストン２７９９ｂが棚２７２６に到達して後退する前に、負圧のないドウェル時間を作成し、負圧の第２のスパイクを作成する。結果は、負圧の一連の不連続パルスである。
【０１３８】
他の実施形態では、第２のピストンは、真空プロファイルがより滑らかでより連続的であるように、第１のピストン後退の段階中に後退を開始することができる。図８Ｆ〜図８Ｈは、カム表面２７２５の形状が、棚２７２６で終了する前にピストン後退のためのより緩やかな傾斜を有するように設計されているカム２７６９の実施形態を概略的に示している。カム表面２７２５の形状は、複数のピストン２７９９のうちの１つが一定の速度で後退する（すなわち、ポンプチャンバ２７０５内に負圧を生成する）ように設計することができる。図８Ｆは、棚２７２６の直前のピストンチャンバ内のその近位移動の終わり近くの第１のピストン２７９９ａを示している。第２のピストン２７９９ｂは、第１のピストン２７９９ａが棚２７２６から落下する前に、緩やかな傾斜に沿ってその後退を開始する準備ができている。図８Ｇおよび図８Ｈは、カム２７６９のさらなる回転およびカム表面２７２５に沿ったピストンの動きを示している。第２のピストン２７９９ｂが棚２７２６から脱落する前に、第３のピストン２７９９ｃは、カム表面２７２５の緩やかな傾斜に沿ってその後退を開始する。ピストン後退のこのタイミングは、真空が引かれない瞬間で不連続である図８Ｅに示されるカム表面２７２５の形状と比較して実質的に連続である眼からの流体の流量を作り出す。しかしながら、棚２７２６の存在は、後退ピストンによって加えられる連続的な負圧に加えて、負圧に小さなスパイクを作り出す可能性がある。第１のピストン２７９９ａは、カム表面２７２５に沿って第１の速度で第１の距離だけ後退し、それによって、第１の負圧を生成する。第２のピストン２７９９ｂは、第１のピストン２７９９ａがその負圧を維持しながら棚２７２６から落下する前に、カム表面２７２５に沿って第１の速度で後退を開始することができる。次に、第１のピストン２７９９ａが棚２７２６から落下し、残りの距離を第２のより速い速度で後退させ、それによって、負圧のスパイクを作り出す。
【０１３９】
いくつかの実施形態では、デバイスは、２つの真空モードの間で切り替えることができる。第１のモードは、ピストン２７９９が棚２７２６から脱落することによる負圧のスパイクのない実質的に連続的な真空モードであり得る。第２のモードは、負圧のスパイクを伴う実質的に連続的な真空モードであり得る。第１のモードでは、ピストンの後退は、チャンバ内の最大ピストン移動の一部に制限できる。例えば、ピストンストップ２７２７を選択的に使用して、そのチャンバ内のピストンの移動を最大距離よりも短い距離に制限することができる。本明細書の他の場所で説明するように、デバイスは、ピストンマニホールド２７９８の近位端領域に結合されたピストンストップ２７２７を含むことができる。ピストンストップ２７２７は、カム２７６９が円筒形ピストンストップ２７２７を通って延在してピストン２７９９の近位端に接触するように、カム２７６９を取り囲むほぼ円筒形の要素であり得る。ピストンストップ２７２７は、ピストン２７９９の近位端と接触するように、それぞれのピストンチャンバ２７０４の近位端領域に突出するように構成された突起２７２９を含むことができる。したがって、カム２７６９およびピストンストップ２７２７の突起２７２９の両方は、ピストン２７９９の近位端、内側領域のカム２７６９、および外側領域の突起２７２９に接触するように構成される。ピストンストップ２７２７の突起２７２９は、近位方向へのピストン２７９９の直線移動にハードストップを提供することができる。例えば、ピストンチャンバ内の最大ピストン移動距離は、５ｍｍである。ピストンストップ２７２７の突起２７２９は、ピストンチャンバ内に２ｍｍ前進させることができ、それにより、ピストン２７９９の近位後退を最大５ｍｍではなく３ｍｍの距離に制限する。カム２７６９が回転し、ピストン２７９９がカム表面２７２５に沿って伸長後退するとき、ピストンストップ２７２７の突起２７２９は、ピストン２７９９が棚２７２６から脱落するのを効果的に防止し、負圧のスパイクなしに滑らかで連続的な負圧を作り出す。ピストンストップ２７２７の突起２７２９がピストンチャンバから引き抜かれると、ピストン２７９９は、再び最大距離を移動することができ、棚２７２６から落下して負圧のスパイクを作り出すことができる。
【０１４０】
洗浄源は、真空レベルによって変化しない一定の洗浄流体の圧力を提供することができる。ピーク真空中の眼からの吸引流量は、眼への洗浄流量よりも高くなる可能性があり、その結果、眼の圧力が瞬間的に低くなる。この低圧状態を回避するために、その公称流量がピーク真空パルスでの最大吸引流量よりも高くなるように、洗浄流体の圧力源を上げることができる。しかしながら、真空が適用されていない処置の間、眼内の圧力が設定された量よりも低いままであるように、洗浄流体源の圧力をより低く保つことが好ましい。あるいは、デバイスは、洗浄流体の迅速なラッシュまたは不連続パルスを眼に送達することができる機構を組み込むことができる。洗浄流体の各パルスは、吸引流量が最大のときに負圧の各パルス中に発生するようにタイミングを合わせることができる。眼内の流体のバランスをより一定に保つことができ、ピーク真空点中の眼内の圧力の低下が最小限に抑えられる。
【０１４１】
図９Ａ〜図９Ｃは、シャフト２７６１の領域にわたって結合された洗浄スリーブ３１２８を有するデバイスを示している。洗浄スリーブ３１２８は、使用中に洗浄ライン１５５から眼に流体を送達するように構成された１つまたは複数の洗浄開口部３１２４を含むことができる。洗浄は、上記のように、および図１Ａ〜図１Ｂおよび図２に示されるように、顕微手術システム１００の流体システム１１０から供給することができる。
【０１４２】
いくつかの実施形態では、デバイスは、洗浄流路と連絡する洗浄リザーバ、例えば、洗浄源１３０からのある量の洗浄流体を貯蔵するように構成されたデバイスの遠位先端の近くに位置するリザーバを組み込むことができる。デバイスの先端の非常に近くに洗浄流体リザーバを配置すると、吸引された流体量を事実上即座に補充できる。洗浄リザーバは、洗浄流体が送達されている場所の近くの洗浄ライン１５５からの流体の量を貯蔵するように構成することができる。洗浄リザーバは、洗浄流体で満たすことができ、その結果、シャフト２７６１の遠位開口部を通る閉塞および突然の真空の突入の場合に、洗浄リザーバに貯蔵された洗浄流体は、真空の増加によって除去された量を満たすために利用可能である。ハンドピース内の洗浄リザーバからの液体は、負圧の増加時にほぼ瞬時に眼に引き込まれ、前房の損傷または崩壊を回避するために眼内の圧力のバランスを維持することができる。システム１００はまた、上記のように前房の損傷または崩壊を回避するために、眼内の流体圧力のバランスを提供することができる。ハンドピース内の洗浄リザーバは、バルーンなどの順応性チャンバであるか、または以下でより詳細に説明するように、リザーバから流体を押し出すように構成された他の順応性要素を組み込むことができる。
【０１４３】
図９Ａは、ハンドピースの使い捨て部分３２０５の中央空洞３３１５としての洗浄リザーバを示している。中央空洞３３１５は、使い捨て部分３２０５内のデバイスの先端に非常に近い洗浄流体を提供する。後部マニホールド３２６０の外部のポート３３１０から延びる洗浄チャネル３３０５は、器具の遠位端にあるノーズコーン３３２０の中央空洞３３１５と流体的に連絡することができる。洗浄チャネル３３０５は、器具の複数のマニホールドを通ることができる。例えば、洗浄チャネル３３０５は、後部マニホールド３２６０からピストンマニホールド２７９８、真空マニホールド２７７４を通って前部マニホールド３２６１まで延びることができる。洗浄スリーブ３１２８の１つまたは複数の開口部３１２４またはポートは、洗浄流体が中央空洞３３１５を出て、カッター管またはシャフト２７６１を取り囲む洗浄スリーブ３１２８に流入することを可能にすることができる。洗浄流体は、洗浄スリーブ３１２８の遠位端近くの開口部３１２４を介して、洗浄スリーブ３１２８から流出することができる。
【０１４４】
再び図９Ａに関して、洗浄チャネル３３０５は、後部マニホールド３２６０の外側のポート３３１０から、器具の遠位端領域にあるノーズコーン３３２０の中央空洞３３１５まで延びることができる。洗浄チャネル３３０５は、洗浄流体がノーズコーンの中央空洞３３１５内に保持されるように、後部マニホールド３２６０からピストンマニホールド２７９８、真空マニホールド２７７４を通って前部マニホールド３２６１まで延びることができる。カッター管またはシャフト２７６１は、洗浄流体を中央空洞３３１５から迅速に排出することができる。図１０Ａ〜図１０Ｃに最もよく示されているように、前部ガスケット３２６２は、真空マニホールド２７７４と前部マニホールド３２６１との間に配置することができる。シャフト２７６１は、シャフト２７６１が前部ガスケット３２６２を通って延びる場所の近くに配置されたハブ３４０５を含むことができる。前部ガスケット３２６２は、それが前後に移動して中央空洞３３１５からの流体の流れを引き起こすことができるという点で、ダイアフラムのように機能することができる。その静止状態（図１０Ａ〜図１０Ｂ）では、ガスケット３２６２は、平らなままである。デバイスの動作中、遠位の前方方向へのシャフト２７６１の動きは、ピストン２７９９の１つが近位方向に移動した直後に（例えば、ばね２７０１によって近位に押されて）発生するようにタイミングがとられる。したがって、シャフト２７６１の前進運動は、シャフト２７６１を通る吸引流量のピークで発生するようにタイミングがとられている。シャフト２７６１のハブ３４０５は、シャフト２７６１が遠位に移動するときに前部ガスケット３２６２を押し、それにより、ガスケット３２６２を洗浄流体を含む中央空洞３３１５内に外側に押し出し、洗浄流体のバーストを洗浄開口部３１２４を通して中央空洞３３１５から排出させる（図９Ｂを参照）。シャフト２７６１が近位に後退され、ハブ３４０５がガスケット３２６２から引き離されると、ガスケット３２６２はその平らな静止位置に戻る。それにより、ガスケット３２６２は、体積式ダイアフラムとして機能し、シャフト２７６１の前進運動およびピーク真空状態の間に洗浄流体の送達を引き起こす。外側に曲がる前部ガスケット領域のサイズは様々である。例えば、より大きな前部ガスケット領域は、シャフト２７６１が遠位に移動するときに、より多くの流体をデバイスから排出することができる。
【０１４５】
代替的または追加的に、デバイスは、ディスク３４１０がシャフト２７６１とともに移動するように、シャフト２７６１上のハブ３４０５に結合された中央空洞３３１５内に配置されたディスク３４１０を組み込むことができる。ディスク３４１０は、洗浄流体を含む中央空洞３３１５内にインパルスを生成して、洗浄流体を空洞３３１５から洗浄開口部３１２４を通って眼内に移動させることができる。ディスク３４１０は、図１１Ａ〜図１１Ｂに示されるように円形、または他の形状であり得る。いくつかの実施形態では、ディスク３４１０は、凹面が遠位に面し、凸面が近位に面するような凹形状を有する（図１１Ｂを参照）。凹面は、流体を中央空洞３３１５から前方に移動させるのを助ける。いくつかの実施形態では、ディスク３４１０は、中央空洞３３１５の内部ボアと緊密なシールを形成する。シャフト２７６１が動くと、ディスク３４１０は、体積式ポンプのピストンのように機能して、流体を中央空洞３３１５から移動させる。ディスク３４１０が前方に移動すると、それは中央空洞３３１５の体積を減少させ、圧力を増加させ、それによって、流体をデバイスから排出する。
【０１４６】
ピストンまたはガスケットの体積変位は、吸引によって眼から除去された流体に近似するようなサイズにすることができる。例えば、図１２は、真空パルスと調整されたデバイスからの洗浄流体の注入のための体積式機構の実施形態を示している。洗浄流体の体積式は、眼から除去される流体と同じ量および同じ流量で同時に発生する可能性がある。上記の実施形態と同様に、ピストン２７９９が近位方向に後退するときに、眼からの流体は、第１の一方向弁２７７０を介してピストンマニホールド２７９８に引き込まれることができる。次に、眼からの流体は、他の弁２７１３を介してピストンマニホールド２７９８から排出することができる。材料のこの一掃の間、一方向弁２７０７（すなわち、１つまたは複数のポンプチャンバと真空チャンバとの間に配置される）は、材料が切断先端から逆流するのを防ぐが、弁２７１３（すなわち、１つまたは複数のポンプチャンバと排気チャンバとの間に配置される）は、少なくとも本明細書の他の場所で説明されるように、流れが弁２７１３によって遮断されるまで、材料がピストンマニホールド２７９８から自由に出るのを可能にする。弁２７１３を閉じると、ピストンマニホールド２７９８は実質的に材料を欠いている。
【０１４７】
さらに図１２に関して、眼から流体を引き込み、デバイスから流体を排出するためのピストン２７９９のそれぞれの前後の動きは、眼への洗浄流体の送達と調整することができる。各ピストン２７９９は、ピストンマニホールド２７９８のポンプチャンバを２つのポンプチャンバに分割することができる。遠位ポンプチャンバ３４１５は、上記のように、デバイスに出入りする眼材料の動きを制御することができる。近位ポンプチャンバ３４２０は、装置に出入りする洗浄液の動きを制御することができる。ポンプチャンバ３４１５、３４２０のサイズは、互いに反比例の関係を有する。ピストン２７９９が引き抜かれると、遠位ポンプチャンバ３４１５のサイズが大きくなり、弁２７０７を介して眼からデバイスに流体を引き込む。同時に、近位ポンプチャンバ３４２０のサイズは、洗浄流体を洗浄出口弁３４２５を通って眼に押し込むように減少する。ピストン２７９９が遠位に伸ばされると、遠位ポンプチャンバ３４１５のサイズが減少して、弁２７１３を介して眼流体を排出チャンバに排出する。同時に、近位ポンプチャンバ３４２０のサイズはより大きくなり、洗浄入口弁３４３０を介して近位ポンプチャンバ３４２０により多くの洗浄流体を引き込む。したがって、真空の各パルスが眼に適用されると、洗浄流体のパルスが眼に送達される。デバイスから流体が排出されるたびに、次の真空パルスに備えて、洗浄流体の量が再び用意される。
【０１４８】
いくつかの実施形態では、洗浄パルスは、デバイスの外部から発生する可能性がある。例えば、デバイスを洗浄源１３０容器に接続し、洗浄源１３０容器内の圧力を瞬間的に増加させることによって洗浄パルスを提供することができる。ＢＳＳの柔軟なバッグの場合、一定のパルスでバッグを圧縮するためのデバイスを組み込むことができる。ＢＳＳの剛性ボトルの場合、空気圧をパルス単位で増加させて、洗浄流体のパルスを容器から流すことができる。パルスは、上記のように真空パルスに対してタイミングを合わせることができる。いくつかの実施形態では、システム１００のコンピューティングユニット１１５の制御プロセッサ１８０は、器具のモータ２７５６が所与の回転状態にあるときを感知し、それによって、真空パルスが発生しているときを計算することができる。このデータを使用して、洗浄パルスと真空パルスの時間を計ることができる。
【０１４９】
図９Ａ〜図９Ｂは、使い捨て部分３２０５の遠位端領域を示しており、洗浄スリーブ３１２８の遠位端を超えて延びる細長い部材２７５５を示している。洗浄スリーブ３１２８は、その遠位端の近くに１つまたは複数の開口部３１２４を含み得、それを通して、洗浄流体は、細長い部材２７５５の末端近くの眼に送達され得る。洗浄スリーブ３１２８は、細長い部材２７５５を越えて近位方向に延在し、使い捨て部分３２０５の遠位端領域と結合することができる。使い捨て部分３２０５の遠位端領域は、洗浄スリーブ３１２８を受け入れるように構成されたノーズコーンまたは先端３３２０を含むことができる。先端３３２０および洗浄スリーブ３１２８はそれぞれ、ハンドピースに取り外し可能に取り付けることができる。洗浄スリーブ３１２８は、実質的に可撓性の遠位管状部分３１３３およびより順応性でない近位結合部分３１３４を有する標準的な洗浄スリーブ（例えば、ＭＳＴ、ワシントン州レドモンドによる洗浄先端）であり得る。先端３３２０は、洗浄スリーブ３１２８の近位結合部分３１３４上の対応するねじまたは特徴と係合するように構成された前端領域上の雄ねじ３３２１（図７Ａを参照）または他の結合特徴を含むことができる。
【０１５０】
先端３３２０は、処置中にハンドピースを使用して実行することをユーザが望む様々な技術のいずれかに合わせて構成することができる。様々な付属品先端のいずれかが、ユーザが実行したい眼の処置に応じて、使い捨て部分３２０５の遠位端領域に可逆的に結合され得る。先端は、水晶体超音波乳化吸引術、バッグ研磨、硝子体切除術、および他の処置のために構成することができる。交換可能な先端３３２０の近位端領域は、可逆的結合機能３３２３およびＯリングなどのシーリング要素３３２５を組み込むことができる（図９Ａを参照）。結合機能３３２３の構成は、ねじ山、スナップロック、締まりばめ、バヨネット、または先端３３２０を使い捨て部分３２０５に取り付けてシールすることを可能にするように構成された他の機能を含むがこれらに限定されないように変化し得る。
【０１５１】
交換可能な先端３３２０は、本明細書の他の場所に記載されているように、レンズ取り外し保護スリーブ２７５９を含むことができる。保護スリーブ２７５９は、固定的に結合され、先端３３２０の遠位端領域から延びることができる（図７Ａを参照）。スリーブ２７５９は、細長い部材２７５５の近位長さの少なくとも一部に沿って、細長い部材２７５５上に同心円状に配置されるようなサイズおよび形状にすることができる。スリーブ２７５９は、細長い部材１７５５の運動中に細長い部材２７５５が角膜切開を通って延びる損傷から角膜組織を保護するように構成される。保護スリーブ２７５９は、シリコーンなどの実質的に可撓性または弾性の材料、または剛性のプラスチック押出成形品または金属ハイポ管などの実質的に剛性の材料で形成することができる。いくつかの実施形態では、スリーブ２７５９は、細長い部材２７５５の外径に厳密に一致する内径を有する剛性管であり得、その結果、２つの間のクリアランスが低くなる。細長い部材２７５５とスリーブ２７５９との間の低いクリアランスは、スリーブ２７５９が小さな外径を維持することを意味し、その結果、角膜を通る切開サイズが最小化され、それでも、内側シャフトと外側シャフトとの間の相対的な滑りが可能になる。細長い部材２７５５は、０．５ｍｍ〜１．４ｍｍの間の最大外寸を有することができる。
【０１５２】
一般に、シャフト２７６１（保護シースおよび洗浄スリーブが存在する場合はそれを含む）の最大断面直径は、角膜切開サイズを最小化するための眼の低侵襲手術に適している。いくつかの実施形態では、遠位シャフト２７６１の最大断面直径は、約１．２５ｍｍである。最大断面直径は、これよりも小さくても、この直径よりも大きくてもよく、例えば、直径が約２ｍｍ以下、直径が約３ｍｍ以下、直径が約４ｍｍまで、または直径が約５ｍｍまでであり得る。本明細書の他の場所で説明するように、シャフト２７６１からの遠位開口部は、目詰まりの問題を軽減するために、シャフト２７６１を通って延びる管腔の内径に対してより小さな内径を有することができる。いくつかの実施形態では、シャフト２７６１の公称内径と遠位開口部の内径との間の差は、約０．００３インチから約０．００６インチの間であり得る。いくつかの実施形態では、シャフト２７６１は、約０．０３７５インチの公称内径を有することができ、これは、遠位開口部で約０．０３３インチに狭くなる。したがって、先端の直径よりも小さい眼組織片は、シャフト２６６１の管腔に吸引され得、管腔の残りの部分の内径が遠位開口部の内径よりも大きいため、管腔内に入ると、抜け出せなくなったり、詰まりを引き起こしたりする可能性が低くなる。
【０１５３】
スリーブ２７５９は、先端３３２０に堅く結合されてもよく、交換可能であっても、または格納式であってもよい。スリーブ２７５９の長さは様々であり得るが、一般に、切開を通って延びる細長い部材２７５５の領域を覆うのに少なくとも必要な長さである。ユーザは、振動する細長い部材２７５５を覆い、例えば、レンズ摘出後の水晶体嚢研磨および皮質組織除去のために、処置中に異なる種類の先端を使用することができる。スリーブ２７５９のより長い長さは、振動する細長い部材２７５５のストローク長さの半分を覆うことができ、それにより、振動する細長い部材２７５５の露出ストローク長さを減少させる。保護スリーブ２７５９は、振動する細長い部材２７５５の有効ストローク長さがその覆われていないストローク長さのゼロから１００％まで調整され得るように、長手方向に配置可能であり得る。保護スリーブ２７５９はまた、振動する細長い部材２７５５が保護スリーブ２７５９内の特定の深さで凹んだままであるように配置することができる。これは、眼組織が振動する細長い部材２７５５と接触するのを防ぎ、効果的に吸引のみの動作モードをもたらすことができる。有効な切断管ストローク長さを短縮するように配置された保護スリーブ２７５９は、細長い部材２７５５の先端が保護スリーブ２７５９内に引っ込むときに、詰まった組織を細長い部材２７５５から押し出すことによって、組織が細長い部材２７５５の端で「ロリポッピング（lollipopping）」するのを防ぐことができる。
【０１５４】
交換可能な先端３３２０および／または先端３３２０のスリーブの色は、スリーブの長さおよびそれがどのような目的に有用であるかに関する情報を提供することができる。レンズ切断保護スリーブ２７５９は、例えば、バッグ研磨先端と共に使用されるように構成されたスリーブよりも短くすることができる。したがって、レンズ除去用に構成された先端３３２０は、青などの第１の識別可能な色であり得、バッグ研磨用に構成された先端は、白などの第２の識別可能な色であり得る。先端を簡単に識別するために、他のマーカ、インジケータ、色も考慮される。
【０１５５】
本明細書に記載の顕微手術器具は、白内障処置で使用される１つまたは複数の他の構成要素を一緒にした単一の無菌パッケージの一部であるキットにパッケージ化することができる。図２３は、滅菌シース３５０５が取り付けられているかどうかにかかわらず、器具２２５、レンズ除去先端３３２０ａ、およびバッグ研磨先端３３２０ｂを含むことができるキット３６００の実施形態を示している。レンズ除去先端３３２０ａおよびバッグ研磨先端３３２０ｂは、処置の段階に応じて互いに交換することができる。キット３６００はまた、平衡塩類溶液のボトルなどの洗浄源内に挿入するように構成されたスパイク３６３０を有するドリップチャンバ３６２５を含むことができる。ドリップチャンバ３６２５は、洗浄管３６５５に結合することができ、これは、次に、器具２２５の洗浄カップリングと結合することができる。洗浄管３６５５は、洗浄管３６５５を開閉するために指で作動するピンチ弁３６５８を備えることができる。キット３６００はまた、器具２２５からの出口を廃棄物容器３６６０に結合するように構成された廃棄物管３６６５を有する廃棄物容器３６６０を含むことができる。キット３６００のすべての構成要素は、容器３６０内に無菌包装することができる。
【０１５６】
いくつかの実施形態では、硝子体切除スタイルの切断スリーブは、ギロチンスタイルの方法で切断するための側面開口部を有する。スリーブは、細長い部材２７５５が外側管を通って延在し、外側管内で同軸に配置されて、細長い部材２７５５が外側管内で相互にスライドするように、細長い部材２７５５上に挿入することができる。このスタイルの切断要素は、硬いレンズ材料を切り刻んで取り除くのに特に便利である。外管は、ハンドヘルド部分の遠位端領域に結合された固定管状要素であり得、細長い部材２７５５は、外管の管腔内で振動できるように移動可能である。細長い部材２７５５の遠位先端は、短く鋭利なベベルなどの刃先に形成することができる。動作中、組織は、側面開口部を通って外管に入り、細長い部材２７５５が外管内で往復運動するときに、刃先によって切開され得る。この硝子体切除スタイルの切断先端は、例えば、前房へのシャフトの挿入中に、側面開口部上をスライドするための取り外し可能または格納式の外側シースをさらに含むことができる。挿入中、シャフトの切断領域は、切断前に切開部または他の眼組織に引っ掛かるのを防ぐために、外側の保護シース内で覆われたままにすることができる。挿入後、オペレーターが切断および／または吸引を開始する準備ができたら、シースを引っ込めるか、さもなければ取り外すことができる。引き込みは、ユーザが手動でアクティブにすることも、切断および／または吸引の作動時にデバイスが自動的に引き込むこともできる。切断／吸引が完了し、器具を眼から取り外す準備ができたら、シースを遠位に進めて、開口部をもう一度覆うことができる。
【０１５７】
交換可能な先端３３２０は、特に、先端３３２０のスリーブが剛性である場合に、実質的に真っ直ぐな細長い部材２７５５と共に使用することができる。細長い部材２７５５が長手方向軸から離れて湾曲している、または長手方向軸に対して角度を付けられた特徴を組み込んでいるいくつかの実施形態では、交換可能な先端３３２０のスリーブは、スリーブが細長い部材２７５５の上に挿入することを可能にするために柔軟であり得る。
【０１５８】
再び図９Ａ〜図９Ｃに関して、洗浄流体ラインは、洗浄ポート３３１０を介してハンドピースの使い捨て部分３２０５に接続することができる。洗浄ポート３３１０の位置は変動し得るが、一般に、洗浄ポート３３１０は、従来のハンドピースの場合のように、洗浄流体ラインがハンドピースのかなりの長さ内に統合または埋め込まれず、またはそれを通って延びることがないように、洗浄流体ラインに対して配置される。一実施形態では、洗浄ポート３３１０は、洗浄スリーブ３１２８が先端３３２０と結合する場所の近くの使い捨て部分３２０５の遠位端領域の近くに配置することができる。洗浄ポート３３１０は、他の点では柔軟な洗浄ラインへの実質的に堅固な接続を提供し、その結果、洗浄源からの流体が、洗浄スリーブ３１２８を通って眼に送達され得る。吸引ポートの位置も異なる場合がある。
【０１５９】
洗浄流体ライン（および廃棄物流体ライン）は、ハウジングの少なくとも一部に沿って、器具の遠位端から離れる近位方向に延びることができる。いくつかの実施形態では、ハウジングの近位端領域（例えば、耐久性のある再利用可能な部分３２１０ハウジングの下面）は、洗浄流体ラインの管および／または廃棄物ラインの管を捕捉するように構成された１つまたは複数の表面特徴を含むことができる。一実施形態では、特徴は、管の凸形状を受け入れるように形作られた成形スロットである。洗浄管は、第１のスロット内に取り込むことができ、廃棄物管は、第２のスロット内に取り込むことができる。スロットは、スナップフィットまたは締まりばめなどによって管を取り込むことができる。フィットは、管とスロットとの間にスリーブ３１２８が配置されていてもいなくても効果的である。
【０１６０】
洗浄源１３０は、洗浄流体ライン１５５を介して洗浄スリーブ３１２８に結合することができる。洗浄スリーブ３１２８は、図９Ｂに示されるように、保護スリーブ２７５９の少なくとも一部にわたって延在することができる。洗浄スリーブ３１２８（および任意選択でスリーブ２７５９）は、例えば、取り外し可能な先端３３２０の一部としてハンドピースから取り外すことができるか、またはねじ山または他の結合機能を介して先端３３２０から個別に取り外すことができる。図９Ｂは、雄ねじ３３２１を有し、細長い部材２７５５の近位領域にわたって延びる先端３３２０の前端にねじ込まれた洗浄スリーブ３１２８を示している。
【０１６１】
デバイスは、多方向入力またはトリガ３１２５を含むことができる。トリガ３１２５は、デバイスの再利用可能で耐久性のある部分３２１０または使い捨て部分３２０５上に配置することができる。図１３Ａ〜図１３Ｃは、デバイスの様々な機能を制御するように構成されたデバイス上の多方向トリガ３１２５の実施形態の異なる構成を示している。トリガ３１２５は、デバイスの１つまたは複数の機能をオンまたはオフ（または増加または減少）するように構成された複数の位置を有することができる。いくつかの実施形態では、トリガ３１２５は、トグルスイッチ３１３１を含むことができる。トグルスイッチ３１３１は、特定の位置でのトリガ３１２５の動きを制限することができる。例えば、トグルスイッチ３１３１が第１の位置（例えば、右）に配置されている場合、トリガ３１２５は、その回転量がその通常の可動範囲のおそらく７５％に制限され得る。トグルスイッチ３１３１が第２の位置（例えば、左）に配置されている場合、トリガ３１２５は、その１００％の可動範囲全体を動かすことができる。これは、ユーザが選択できるトリガ３１２５のハードストップを提供し得る。例えば、いくつかの実施形態では、デバイスの速度は、トリガ３１２５が作動されるにつれて直線的に増加する。外科医は、トリガ３１２５がその可動範囲の７５％まで押し下げられる（または他の方法で作動される）ときに、所定のまたは事前にプログラムされたモータ速度が達成されるように、トグルスイッチ３１３１を第１の位置に配置することができる。これにより、トグルスイッチ３１３１が設定されている位置に応じて、トリガ３１２５を完全に押し下げたときに、ユーザが異なるモータ速度を簡単に切り替えることができる。
【０１６２】
器具はまた、ハウジングの使い捨て部分３２０５などの、ハウジングの外面に結合された環状構造などのセレクタリング３１３６を組み込むことができる（図２０Ａ〜図２０Ｂを参照）。セレクタリング３１３６は、遠位シャフト２７６１の振動を防止することによって器具の切断機能をオフにするために、ユーザによって手動でねじることができる。例えば、器具を洗浄／吸引のみのモードに置くために、セレクタリング３１３６を、先端の切断機能をブロックする第１の位置に移動させることができる。次に、セレクタリング３１３６を先端の切断機能を可能にする第２の位置にねじることによって、器具を洗浄／吸引／切断モードに置くことができる。好ましくは、器具はまた、セレクタリング３１３６をねじる必要なしに、洗浄のみ、洗浄／吸引のみ、および洗浄／吸引／切断モードに配置され得る。例えば、トリガ３１２５の押し下げの程度は、器具の異なる機能をオンおよび／またはオフにすることができ、これは、以下でより詳細に説明する。
【０１６３】
トリガ３１２５は、図１３Ａに示されるような静止位置を有することができる。ユーザは、トリガ３１２５を作動させて、デバイスの少なくとも１つまたは複数の機能を開始または増加させるように構成された第１の作動位置（例えば、部分的に押し下げられた位置）に移動することができる（図１３Ｂを参照）。いくつかの実施形態では、第１の作動位置は、パルス真空および遠位シャフト２７６１の振動の両方をオンにすることができ、それにより、真空プラス切断機能を提供する。他の実施形態では、第１の作動位置は、システム１００の流体システム１１０の洗浄をオンにすることができ、それにより、吸引の開始前に（すなわち、吸引ポンプ１４５の作動により）洗浄のみの機能を提供する。トリガ３１２５は、デバイスの１つまたは複数の機能を一時停止または減少させるように構成された少なくとも第２の作動位置（例えば、完全に押し下げられた位置）を有することができる（図１３Ｃを参照）。例えば、第２の作動位置にあるトリガ３１２５は、シャフト２７６１を通る真空が継続している間、シャフト２７６１の振動を一時停止することができ、それにより、真空のみの機能を提供する。トリガ３１２５が解放時にデフォルト（すなわち、上向き）位置に戻ることを可能にするばねを組み込むことができる。
【０１６４】
第１の作動位置は、トリガ３１２５によってさらなる量の「スロー」が達成されるまで、シャフト２６６１の振動なしに洗浄および／または真空を提供することができる。デバイスは、ユーザがトリガ３１２５を用いてデバイスの特定の機能を選択的にアクティブ化できるように、様々な方法のいずれかでプログラムすることができる。例えば、モータ２７５６を１００％の速度まで回転させることができる図１３Ａ〜図１３Ｃに示されるような押し下げ可能なトリガの場合、トリガ３１２５の第１の量のスローは、シャフト２７６１の振動を遮断したまま、真空および／または洗浄などのデバイスの第１の機能を作動させることができる。次に、トリガ３１２５をスローすると、シャフト２７６１の振動を開始することができる。これにより、トリガ作動の初期段階で切断動作なしで洗浄流体を送達することができる。例えば、スローの第１の１０％は、その後、トリガ３１２５の位置を変更することにより、振動、パルス真空、および／または吸引の速度を変更することができる。
【０１６５】
ここでは、入力の様々な構成について検討する。例示的な構成として、入力は、トリガ３１２５が複数の位置のうちの１つに作動されるときにデバイスの長手方向軸に沿って移動可能なボタンロッド３１２７に結合するように、上記のトリガ３１２５のように機械的であり得る（図１３Ａ〜図１３Ｃに示される）。例えば、トリガ３１２５が静止位置から第１の作動位置に移動されるとき、トリガ３１２５は、ボタンロッド３１２７の近位端が第１の距離をデバイスのハンドヘルド部分の近位部分（例えば、耐久性部分３２１０）内に延びるように、ボタンロッド３１２７を近位の距離だけ動かすことができる。トリガ３１２５が第１の作動位置から第２の作動位置に移動されると、トリガ３１２５は、ボタンロッド３１２７の近位端が第２の距離をデバイスのハンドヘルド部分の近位部分に延びるようにボタンロッド３１２７を動かすことができる（図１３Ｃ）。ボタンロッド３１２７は、振動速度を変更することに加えて、シャフト２７６１の動きを完全に防ぐことができる。ボタンロッド３１２７の近位方向Ｐへの移動はまた、シャフト２７６１を近位方向に移動させることができ、それにより、シャフト２７６１の近位端が、シャフト２７６１を振動させるように構成された駆動機構（例えば、カム歯）と相互作用するのを防ぐ。
【０１６６】
ボタンロッド３１２７の近位部分（例えば、再利用可能で耐久性のある部分３２１０）への伸長は、モータ２７５６の速度に影響を与える可能性がある。例えば、モータ２７５６の回転速度は、トリガ３１２５にリンクされたポテンショメータ３２８５、またはトリガの動きを感知するように構成された非接触センサによって制御することができる。ポテンショメータリボン３２８０は、耐久性部分３２１０の遠位端領域の間に延在することができ、ポテンショメータ３２８５を作動させるように構成されている。例えば、ポテンショメータリボン３２８０の近位端は、リボン３２８０の動きがポテンショメータ３２８５の活性化に影響を与えるように、ポテンショメータ３２８５と係合するように構成されたカットアウト３２８６または他の特徴を含むことができる。図５Ｂ、図５Ｃ、図５Ｈ、図６Ａ、および図６Ｃに最もよく示されているように、ボタンロッド３１２７の近位端は、デバイスのハンドヘルド部分の耐久性部分３２１０内に延びるポテンショメータリボン３２８０の遠位端と相互作用することができる。次に、ポテンショメータリボン３２８０の動きは、リボン３２８０の切り欠き３２８６と係合しているポテンショメータ３２８５を作動させることができる。ポテンショメータ３２８５は、次に、モータ回転の速度を変えることができる。
【０１６７】
モータ２７５６の回転は、細長いシャフト２７６１の直線運動に変換することができる。図１４Ａ〜図１４Ｃは、図１３Ａ〜図１３Ｃおよび図１５Ａ〜図１５Ｃに対応する。各図は、トリガ３１２５およびボタンロッド３１２７の動きが、カム機構に対するシャフト２７６１の動きにどのように影響するかを示している。カム機構は、回転カム２７６９およびカッターカム３１６９、３１９０を含むことができる。図１４Ａに示されるアクチュエータ３１２５の静止状態では、ロッド３１２７は最遠位位置にあり、シャフト２７６１の近位スプライン３１６２から離れて移動している。本明細書の他の場所で述べたように、吸引力を生成する際のピストン２７９９の動きは、回転カム機構を介して材料を切断するためのシャフト２７６１の動きにリンクされ、調整され得る。回転カム２７６９は、回転して、ハンドヘルド部分内でピストン２７９９を動かすことができる。回転カム２７６９は、回転カム２７６９と遠位カッターカム３１６９が一緒に回転するように、遠位カッターカム３１６９に取り付けることができる（図８Ａ〜図８Ｄを参照）。例えば、遠位カッターカム３１６９は、回転カム２７６９のボア内に配置することができる。遠位カッターカム３１６９の外面は、回転カム２７６９の内面上の１つまたは複数の対応する窪み内に挿入するようにサイズ設定および成形された１つまたは複数の突起３１６８（図８Ｃを参照）を含むことができる。カム２７６９、３１６９間の任意の数の結合構成が、それらが連結されて一緒に回転するように、本明細書で考慮されることを理解されたい。遠位カッターカム３１６９は、近位カムフォロア３１９０の遠位向き表面上の対応する歯と係合するように構成されたその近位向き表面上に歯３１３２を含むことができる。カッターカム３１６９が回転すると、歯３１３２は、近位カムフォロア３１９０の歯３１３２に沿ってスライドする。カムフォロア３１９０、カッタースプライン３１６２、およびシャフト２７６１は、遠位カッターカム３１６９の歯３１３２がカムフォロア３１９０のステップ３９３３に到達するまで後方に押される（図１５Ｃを参照）。この時点で、ばね３１３５の力は、シャフト２７６１、カッタースプライン３１６２、およびカムフォロア３１９０を前方または遠位方向Ｄに押し付ける。カッタークッション３１６４は、カッタースプライン３１６２が遠位位置に向かって跳ね返るときに減衰を提供するために組み込むことができ、カッタークッション３１６４は、それが前方に跳ね返るときにカッタースプラインを減衰させることによって、動作中にデバイスが発生するノイズを低減し得る。シャフト２７６１は、カム２７６９、３１６９が回転するときに前後に振動する。アクチュエータ３１２５が完全に作動すると、ロッド３１２７の特徴３１６３がシャフト２７６１のスプライン３１６２と係合するまで、ロッド３１２７は、近位方向Ｐにさらに移動する（図１４Ｃを参照）。ロッド３１２７は、スプラインを近位方向に引っ張る。動きは、遠位カッターカム３１６９をカムフォロア３１９０から切り離し、シャフト２７６１の動きが起こらないように歯３１３２が係合するのを防ぐ。
【０１６８】
上記のように、本明細書に記載のデバイスは、例えば、ユーザが不注意に捕捉された水晶体嚢を解放したいとき、またはデバイスがアイドル状態であるときに、システム内の吸引を消散させるためのベント機構を組み込むことができる。ベント機構は、トリガ３１２５がアイドル状態であるとき、ベント機構がデバイスを能動的にベントすることができ、トリガ３１２５が作動して吸引するとき、ベント機構を遮断することができるように、多段トリガ３１２５に機能的に結合することができる。図１６Ａ〜図１６Ｂは、多段トリガ３１２５の作動に結合されたベント機構の実施形態を示している。本明細書の他の場所で説明するように、第１のアイドル構成のトリガ３１２５は、トリガ３１２５への手動圧力の解放時に吸引が遮断されるように、上方にバイアスすることができる。トリガ３１２５の下向きの動きは、吸引（並びに本明細書の他の場所で説明されるような洗浄および／または振動）をトリガすることができる。トリガ３１２５の下向きの動きはまた、トリガ３１２５の下側に結合されたシャッタ３１２６の動きを引き起こす可能性がある。シャッタ３１２６は、前部マニホールド３２６１と真空マニホールド２７７４との間に挿入することができ、それにより、デバイスを通して引き出される吸引に影響を与える。したがって、トリガ３１２５がアイドル構成にあり、上向きにバイアスされている場合、シャッタ３１２６は、システムをベントするのに適した構成にある。トリガ３１２５が下向きに促されて吸引を活性化すると、シャッタ３１２６は、吸引を生成するのに適した構成にあり、ベントがオフにされる。
【０１６９】
図１６Ｃ〜図１６Ｄは、ガスケット３２６２で覆われた真空マニホールド２７７４を示している。ガスケット３２６２は、ガスケット３２６２が真空マニホールド２７７４を前部マニホールド３２６１から分離するように、真空マニホールド２７７４の遠位端に配置されて示されている。本明細書の他の場所で説明されているように、真空マニホールド２７７４およびガスケット３２６２は、真空チャンバ２７０３を規定することができる。洗浄流体チャネル３３０５は、真空マニホールド２７７４およびガスケット３２６２を通って延びることができる。ガスケット３２６２は、その厚さを通して、第１の通気口３２６３および第２の通気口３２６４を含むことができる。第１の通気口３２６３は、真空チャンバ２７０３と流体的に接続することができ、第２の通気口３２６４は、洗浄流体チャネル３３０５と流体的に接続することができる。図１６Ｅ〜図１６Ｆは、前部マニホールド３２６１と真空マニホールド２７７４を覆うガスケット３２６２との間に配置されたシャッタ３１２６を示している。図１６Ｇ〜図１６Ｈは、シャッタ３１２６とガスケット３２６２の相対的な位置合わせを示している。シャッタ３１２６は、同様に、その厚さを通して、第１の通気口３１２９および第２の通気口３１３０を含むことができる。シャッタ３１２６は、デバイスがアイドル状態のときにシャッタばね３１２２を使用するなどして上方に押し上げることができる。上向き位置にあるシャッタ３１２６は、シャッタ３１２６の第１および第２の通気口３１２９、３１３０を、ガスケット３２６２の第１および第２の通気口３２６３、３２６４と整列させる結果となる。開口部の位置合わせにより、真空チャンバ２７０３と洗浄流体チャネル３３０５との間の流体チャネルが完成し、システム内の負圧が放散される。図１６Ｃ〜図１６Ｄおよび図１６Ｇは、真空チャンバ２７０３と洗浄流体チャネル３３０５との間の負圧の放出を示している。矢印は、シャッタ３１２６のベント開口部３１２９、３１３０がガスケット３２６２のベント開口部３２６３、３２６４と整列するときの、高圧洗浄流体チャネル３３０５および低圧真空チャンバ２７０３からのベント経路を示している。トリガ３１２５を下向きに押すことはまた、マニホールド２７７４、３２６１の間でシャッタ３１２６を下向きに動かすことができる。それにより、シャッタ３１２６のベント開口部３１２９、３１３０は、ガスケット３２６２のベント開口部３２６３、３２６４と整列していないように促されて、真空チャンバ２７０３と洗浄流体チャネル３３０５との間の流体チャネルを遮断することができる（図１６Ｈを参照）。これは、本明細書の他の場所で説明されるように、真空チャンバ２７０３内での吸引圧力の生成を可能にする。
【０１７０】
ユーザ作動シャッタ３１２６の動きは、デバイスの真空チャンバ２７０３内で生成される真空が通気されるか維持されるかを決定することができる。真空チャンバ２７０３は、大気、洗浄流体経路３３０５、廃棄物流体経路２７０９、または任意の他の空洞に接続することができる。そうすることにより、真空チャンバ２７０３内の維持された真空は、この接続を通して放出される。流体または空気が真空チャンバ２７０３に入る可能性があり、空洞内の真空レベルが低下する。シャッタ３１２６は、トリガ３１２５に結合される必要はなく、ユーザがデバイスから真空を解放したいときに作動することができる別個のアクチュエータを有することができることを理解されたい。本明細書では、真空を逃がすための様々な方法のいずれかが考慮されることも理解されたい。
【０１７１】
非対称運動および吸引プロファイル
【０１７２】
上記のように、本明細書に記載のデバイスは、眼の材料を切断、吸引、および／または注入するために、低侵襲的に眼に挿入されるように構成されたシャフトを含むことができる。シャフトは、組織片を捕捉して切断するように構成された側面開口部を備えた外側部材を通って延びる中空の細長い部材を有する硝子体切除スタイルの切断要素であり得る。シャフトはまた、水晶体超音波乳化吸引術（「phaco」）スタイルの先端を含むことができ、これはまた、外側部材の有無にかかわらず、可動の細長い部材を含む。細長い部材の振動運動は、本明細書の他の場所で説明されているような回転カム要素などの様々な機構のいずれかを使用して発生する可能性がある。振動運動は、角膜内皮細胞などの繊細な眼組織に対する水晶体超音波乳化吸引術に典型的な有害な影響を回避する方法で作成することができる。
【０１７３】
水晶体超音波乳化吸引術は、２つの主要な作用方法：１）機械的ジャックハンマと２）キャビテーションを組み込むことができる。ジャックハンマの場合、先端の振動運動が高速で組織に機械的に衝撃を与え、組織をさらに小さな断片に分解する。キャビテーションには、水晶体超音波乳化吸引術の先端の高速振動の結果としての気泡の生成を伴う。水晶体超音波乳化吸引術の先端の後退速度は、溶存ガスが流体から引き出されるときに気泡の形成を引き起こすのに十分低い圧力のゾーンを作成するのに十分である。水晶体超音波乳化吸引術の先端が後退から前進運動に移行すると、これらの気泡は崩壊して内破し、その結果、非常に高温（例えば、３０００℃）と圧力（例えば、１０，０００気圧）になる。一般的に、高温と高圧の組み合わせは、組織片の乳化に役立つと考えられている。眼組織の破壊においてキャビテーションが果たす役割については議論の余地があるが、白内障手術中の周囲の眼組織に対する水晶体超音波乳化吸引術の有害な影響の背後にある主要な推進力としてキャビテーションが果たす役割は議論の余地がない。高温、衝撃波、および眼内でのフリーラジカルの生成は、角膜内皮細胞の健康に関係している。
【０１７４】
一実施形態では、本明細書に記載の１つまたは複数のデバイスは、水晶体超音波乳化吸引術中のキャビテーションの問題を低減、減衰、または防止する方法で移動するように構成された振動先端を含むことができる。振動先端は、脈動真空を適用するためにハンドル内に真空源を有する「オールインワン」の種類のデバイスに組み込むことができる。あるいは、振動先端は、脈動真空を遠隔で適用するように構成された他のデバイスに関連して使用されるデバイスに組み込むことができる。上記のように、本明細書に記載のデバイスの様々な特徴および機能は、手術部位またはその近くの組織を切断、断片化、乳化、または他の方法で衝撃を与えるのに有用であることが当技術分野で知られている従来のデバイスおよびシステムに適用することができる。例えば、本明細書に記載の脈動真空および／または非対称運動プロファイルは、当技術分野で知られている水晶体超音波乳化吸引術システムおよび硝子体切除システムに組み込むことができる。例えば、本明細書に記載の特徴は、超音波周波数範囲（例えば、２０，０００Ｈｚ以上）で細長いシャフトの振動を引き起こすために従来使用されている水晶体超音波乳化吸引術システムの追加のハードウェアまたはソフトウェア特徴として組み込むことができる。
【０１７５】
再び図７Ａ〜図７Ｂに関して、デバイス２７００は、遠位シャフト２７６１に結合されたハンドヘルド部分を含むことができる。遠位シャフト２７６１の少なくとも一部は、ハンドヘルド部分に対して振動するように構成される。上記のように、遠位シャフト２７６１は、外管または保護スリーブ２７５９を通って延在し、同軸に配置された細長い部材２７５５を含むことができる（図７Ａを参照）。スリーブ２７５９は、ハンドピース２７６０に対して固定することができ、細長い部材２７５５は、往復振動方式でスライドすることができる。
【０１７６】
ハンドピース２７６０の再利用可能で耐久性のある部分３２１０は、ハンドピース２７６０に対して遠位シャフト２７６１の細長い部材２７５５の動きまたは振動を駆動するように構成された遠位シャフト２７６１の細長い部材２７５５に動作可能に結合され、および／またはハンドピース内の吸引ポンプに電力を供給する駆動機構を含むことができる。
【０１７７】
デバイスは、シャフト２７６１を動かすように構成されたカム機構を含むことができる。カム機構は、回転カム２７６９およびカッターカム３１６９、３１９０を含むことができる（図８Ａ〜図８Ｄ、図１７Ａ〜図１７Ｄ、図１４Ａ〜図１４Ｃおよび図１５Ａ〜図１５Ｃを参照）。回転カム２７６９は、回転カム２７６９および遠位のカッターカム３１６９が一緒に回転するように、遠位カッターカム３１６９に取り付けることができる。例えば、遠位カッターカム３１６９は、回転カム２７６９のボア内に配置することができる。遠位カッターカム３１６９の外面は、回転カム２７６９の内面上の１つまたは複数の対応する窪み内に挿入するようにサイズ設定および成形された１つまたは複数の突起３１６８（図８Ｃを参照）を含むことができる。カム２７６９、３１６９間の任意の数の結合構成が、それらが連結されて一緒に回転するように、本明細書で考慮されることを理解されたい。遠位カッターカム３１６９は、近位カムフォロア３１９０の遠位向き表面上の対応する歯と係合するように構成されたその近位向き表面上に歯３１３２を含むことができる。カッターカム３１６９が回転すると、歯３１３２は、近位カムフォロア３１９０の歯３１３２に沿ってスライドする。カムフォロア３１９０、カッタースプライン３１６２、およびシャフト２７６１は、遠位カッターカム３１６９の歯３１３２がカムフォロア３１９０のステップ３９３３に到達するまで後方に押される（図１５Ｃを参照）。この時点で、ばね３１３５の力は、シャフト２７６１、カッタースプライン３１６２、およびカムフォロア３１９０を前方または遠位方向Ｄに押し付ける。カッタークッション３１６４は、カッタースプライン３１６２が遠位位置に向かって跳ね返るときに減衰を提供するために組み込むことができ、カッタークッション３１６４は、カッタースプラインが前方に跳ね返るときにカッタースプラインを減衰させることによって、動作中にデバイスが発生するノイズを低減し得る。シャフト２７６１は、カム２７６９、３１６９が回転するときに前後に振動する。
【０１７８】
図１７Ａは、ハブまたはカムフォロア３１９０に接続された細長い部材２７５５を示している。カムフォロア３１９０は、カッターカム３１６９と係合するその遠位端にカム面を有することができる。カムフォロア３１９０の近位端は、カムフォロア３１９０を遠位に押すばね３１３５に接続することができる。細長い部材２７５５はまた、細長い部材２７５５およびカムフォロア３１９０が回転するのを防ぐ長方形のブロックなどの配向ロック機能２９２８に接続することができる。図１７Ｂは、カッターカム３１６９が回転すると、カム面がカムフォロア３１９０を近位方向に移動させ、ばね３１３５をさらに圧縮することを示している。カム面は、カムフォロア３１９０が回転の特定の点で再び前方に（すなわち、遠位に）落下することを可能にするステップ３９３３を有する。この時点で、ばね３１３５は、カム面が再び係合するまで、カムフォロア３１９０を素早く前方に押す。そのような機構を通して、細長い部材の先端２７６５は、少なくとも部分的にカッターカム３１６９の回転速度の関数である後退速度プロファイルで後退することができる。カッターカム３１６９の回転速度は、最大先端後退速度が、そうでなければ眼にキャビテーションをもたらすであろう臨界「キャビテーション閾値速度」を下回ったままであるように制御することができる。次に、細長い部材２７５５の先端２７６５は、少なくとも部分的にばね３１３５の力および先端アセンブリの質量の関数である伸長速度プロファイルで伸長することができる。このようにして、平均後退速度は遅くなる可能性があり、すなわち、キャビテーション閾値速度を下回る可能性があるが、平均伸長速度は速くなる可能性がある、すなわち、典型的な水晶体超音波乳化吸引術先端の平均後退速度に近いかまたはそれよりも速い。したがって、キャビテーションの悪影響を完全に回避しながら、機械的なジャックハンマの利点を実現できる。
【０１７９】
前進と後退の繰り返しは、長手方向軸に沿って発生する可能性があるが、振動運動がたどる経路は、純粋に直線である必要はない。一実施形態では、シャフト２７６１は、最大遠位伸長に達したときにシャフト２７６１にモーメントを与えるように構成された特徴を組み込むことができ、軸方向振動とともに左右に運動を引き起こす。左右の動きは、レンズ組織を剪断して、内腔を通して吸引するための断片のサイズを小さくし、それによって目詰まりの傾向を減らすことができる。例えば、図１７Ｇは、前部マニホールド３２６１から先端３３２０の中央空洞３３１５を通って延びるシャフト２７６１を示している。シャフト２７６１は、シャフト２７６１の長手方向軸Ａから外向きに延びるハンマー３１７２を組み込むことができる。ハンマー３１７２は、シャフト２７６１の前後運動中に中央空洞３３１５内に留まるシャフト２７６１の領域に固定的に結合された第１の端部３１７４を含むことができる。ハンマー３１７２は、第１の端部３１７４から横方向外向きに延びる第２の端部３１７６を含むことができる。第２の端部３１７６は、シャフト２７６１の長手方向軸Ａから離れて、シャフト２７６１の最大遠位伸長時に器具の表面と接触するのに十分な距離だけ延長することができる。シャフト２７６１は、先端３３２０の前端領域３１８２のボア３１８０に入るように構成される。シャフト２７６１の領域が対称的に底を打つのではなく、ハンマー３１７２の第２の端部３１７６は、非対称的に先端３３２０の領域に隣接することができる。例えば、第２の端部３１７６は、シャフト２７６１が延びるボア３１８０への開口部３１８４を規定する先端３３２０の領域に隣接することができる。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのワッシャ３１８６は、ボア３１８０への開口部３１８４を取り囲む中央空洞３３１５内に配置することができる。ハンマー３１７２の第２の端部３１７６は、先端３３２０に対してシャフト２７６１を遠位に伸ばすと、ワッシャ３１８６に隣接することができる。ハンマー３１７２は、最大遠位伸長時にシャフト２７６１の長手方向軸Ａに対して中心から外れた、または非対称の方法でワッシャ３１８６と接触することができる。ハンマー３１７２とワッシャ３１８６との間の中心から外れた接触は、シャフト２７６１にモーメントを与え、シャフト２７６１を長手方向軸Ａに対して左右に揺らす。シャフト２７６１の先端の揺れは、ワッシャ３１８６とハンマー３１７２との間で底打ちが発生したときに、中心から０．００１インチ〜約０．０１０インチの間であり得る。いくつかの実施形態では、揺れは、底打ち時に約０．００６インチの左右の「揺れ（wag）」である。ワッシャ３１８６は、薄いシムワッシャであり得る。シムワッシャは０．００１インチ刻みで使用できる。
【０１８０】
使用中、駆動機構は、後退速度プロファイルで近位方向にシャフトを後退させ、伸長速度プロファイルでシャフトを遠位方向に前進させることができる。後退速度プロファイルは、伸長速度プロファイルとは異なる場合がある。さらに、細長い部材の移動プロファイルは、真空プロファイルと調整することができる。例えば、真空のパルスが細長い部材を通して（すなわち、細長い部材からの遠位開口部を通して）適用されている間、細長い部材は、遠位方向に同時に発射することができる。パルス真空は、本明細書の他の場所で説明されているように、デバイス２７００のハンドル部分２７６０内で内部的に生成されるか、またはハンドル内で外部的に生成されて弁を付けられ得る。細長い部材が治療部位に対して前方および遠位方向に移動すると説明されている場合、細長い部材の振動も考慮される。細長い部材は、従来の水晶体超音波乳化吸引術システムと同様の方法で振動させることができる。したがって、細長い部材は、真空のパルスが適用されている間、および真空パルスのある段階またはその後に振動することができ、振動および真空をオフにして、振動−真空シーケンスを再び開始する前にシステムを停止することができる。細長い部材の動きおよび／または振動と、細長い部材を介して加えられる真空との間の調整は、以下でより詳細に説明する。
【０１８１】
図１８Ａおよび図１８Ｃは、従来の水晶体超音波乳化吸引術先端の典型的な運動プロファイルを示している。従来の水晶体超音波乳化吸引術先端は、実質的に正弦波の運動プロファイルを有し、先端の平均速度は、近位の後退中と遠位の伸長中と実質的に同じである（図１８Ａを参照）。対照的に、本明細書に記載のデバイスの振動する細長い部材は、一般に非正弦波の運動プロファイルを有し、後退速度プロファイルの平均先端速度および伸長速度プロファイルの平均先端速度は、実質的に異なる可能性があり、振動する細長い部材に全体的な非対称運動プロファイルを提供する（図１８Ｂを参照）。さらに、従来の水晶体超音波乳化吸引術先端は、後退速度プロファイルＲの最大先端速度（ＶｍａｘＲ）が伸長速度プロファイルＥの最大先端速度（ＶｍａｘＥ）と実質的に同じであり、したがって、それらの運動プロファイルは実質的に重複している（図１８Ｃを参照）。本明細書に記載のデバイスの振動する細長い部材は、伸長速度プロファイルＥの最大先端速度（ＶｍａｘＥ）よりも実質的に低い後退速度プロファイルＲの最大先端速度（ＶｍａｘＲ）を有し、したがって、それらの運動プロファイルは、実質的に重複しない。（図１８Ｄを参照）。
【０１８２】
図１８Ｃは、伸長および後退速度プロファイルが実質的に同じである従来の水晶体超音波乳化吸引術システムによって提供される運動プロファイルを示している。例えば、振幅速度が０．１ｍｍの４０，０００Ｈｚの水晶体超音波吸引術システムのＶｍａｘは約１２．６メートル／秒で、時間Ｔ１は約０．０１２５ミリ秒である。図１８Ｄは、本明細書に記載のデバイスによって提供される運動プロファイルを示している。ＶｍａｘＥは、従来の水晶体超音波乳化吸引術システムのＶｍａｘＥと実質的に同じである可能性があるが、ＶｍａｘＲは、時間Ｔ２で完全な後退が完了するように実質的に低くなる可能性がある。したがって、デバイスのＶａｖｇは、低くなる可能性がある。
【０１８３】
図１８Ｅ〜図１８Ｆは、本明細書で考慮される追加の非対称運動プロファイルを示している。ばね力が細長い部材をストローク限界に達するまで前方に押し出し、後退する前にゼロに低下するため、伸長速度Ｅは、ＶｍａｘＥまで直線的に増加する可能性がある。細長い部材が後退すると（例えば、カムが回転すると、細長い部材がほぼ一定の速度で引き戻される）、後退速度Ｒは、減速して停止する前にＶｍａｘＲまで増加する。後退速度プロファイルＲは、後退速度がほぼ一定である間、プラトーを形成する可能性がある。後退段階は、時間Ｔ２で完了する。これは、伸長段階を完了するのにかかった時間Ｔ１よりも長くなる。ドウェル期間または伸長段階と後退段階との間の一時停止を含めることができる。ＶｍａｘＥは、従来の水晶体超音波吸引術システムとほぼ同じである（例えば、約８〜１２メートル／秒）。ＶｍａｘＲは、従来の水晶体超音波吸引術システムよりもはるかに低くすることができる（例えば、約０．０２メートル／秒未満）。伸長および後退の速度は変化する可能性があり、本明細書では、いくつかの非正弦波の先端運動プロファイルのいずれかが考慮されることを理解されたい。いくつかの実施形態では、ＶｍａｘＥは、約２メートル／秒〜５０メートル／秒の間であり、ＶｍａｘＲは、約０．００１メートル／秒〜２メートル／秒の間であり得る。
【０１８４】
従来の水晶体超音波乳化吸引術では、可動細長い部材の速度プロファイルと運動プロファイルは、一般に正弦波である。すなわち、細長い部材の遠位先端の動きは、例えば、圧電結晶に供給された電圧に対応して、正弦波パターンで振動する。したがって、遠位先端の速度も、運動プロファイルの導関数として正弦波状に振動する。図１８Ｇは、その伸長および後退速度プロファイル（上部パネル）に対する細長い部材（下部パネル）の遠位先端の非正弦波運動の実施形態を示している。速度プロファイルと対応する運動プロファイルの両方が非正弦波として表示される。遠位先端は、伸長サイクルと後退サイクルとの間にドウェル時間を有することができる。ｔ０とｔ１との間で、遠位先端は、正弦波または他の任意のプロファイルである可能性がある速度プロファイルで前方に延びることができる。ｔ１で、遠位先端は、ｔ１とｔ２との間のドウェル期間休止することができる。ドウェル期間は、約０．０５０ミリ秒、または約０．００１〜０．０２５ミリ秒の間であり得る。ｔ２で、遠位先端は、正弦曲線に沿った速度プロファイルで後退できる。遠位先端の動きは、最も伸びた位置にドウェルを有する正弦波に似ている。
【０１８５】
非正弦波パターンは、例えば、図１８Ｇに示されるように、ドウェル時間により、伸長中に細長い部材の動きによって変位した眼の流体が、細長い部材の後退が始まる前にゼロ運動量状態に戻ることを可能にするので、キャビテーションの可能性を減らすことができる。従来の正弦波パターンでは、細長い部材が流体を遠位先端から押しのけ、直ぐに後退するが、流体はまだ遠位先端から離れて移動しているため、遠位先端に対する流体の相対速度によるキャビテーションの可能性が高くなる。遠位先端自体が後退し始めている間に眼の流体が運動量によって先端から運び去られている場合、遠位先端に対する流体の相対速度はより高い。ドウェル期間は、遠位先端が後退し始める前に、変位している流体がゼロ運動量またはゼロ速度状態に向かって戻ることを可能にすることができる。この実施形態では、伸長速度プロファイルと後退速度プロファイルは類似または同一であり得るが、全体的な速度プロファイルおよび遠位先端の動きは非正弦波である。本明細書では、他の実施形態が企図されている。例えば、細長い部材は、通常の正弦波パターンよりも完全に伸びた位置に近づくにつれて、徐々に減速する可能性がある。細長い部材が後退すると、プロファイルは、より対称的な経路をたどる。他の任意の数の非正弦波パターンが考慮される。
【０１８６】
本明細書で使用される「非正弦波」という用語は、振動運動の単純な正弦波パターンに従わない運動または速度プロファイルとして規定できることを理解されたい。単純な正弦波は、単一の周波数、単一の位相シフト、および単一の振幅によって規定できる。特定の複雑なプロファイルは、正弦波を加算または減算することによって生成される場合がある。しかしながら、これらの複雑なプロファイルは、加算または減算が単純な単一の正弦波パターンに従わないため、非正弦波と見なされる場合もある。
【０１８７】
駆動機構は、後退速度プロファイルを用いて細長い部材を近位方向に後退させ、後退速度プロファイルが伸長速度プロファイルとは異なるように、伸長速度プロファイルを用いて細長い部材を遠位方向に前進させることができる。後退速度プロファイルからの細長い部材の平均後退速度は、伸長速度プロファイルからの細長い部材の平均伸長速度よりも低くなり得る。したがって、細長い部材に動作可能に結合された駆動機構は、細長い部材を非対称的に振動させるように構成される。伸長速度プロファイルＥは、ＶｍａｘＥを含むことができ、後退速度プロファイルＲは、ＶｍａｘＲがＶｍａｘＥよりも小さい場合にＶｍａｘＲを含むことができる。細長い部材のＶｍａｘＲは、一般に、眼内にキャビテーション気泡が発生する閾値速度未満に保たれる。この開示を特定の閾値速度に限定することなく、当業者は、キャビテーションが発生する後退の理論的速度が一般に約５メートル／秒であることを理解するであろう。このように、細長い部材のＶｍａｘＲは、約５メートル／秒未満に維持される可能性がある。
【０１８８】
従来の水晶体超音波乳化吸引術システムによって駆動される細長い部材の振動運動は、運動中の通常の損失のために（例えば、摩擦または他の環境要因のために）ある程度の変動性を有する可能性がある。この変動性は、後退および伸長中に達成される平均速度に影響を与える可能性があり、その結果、後退速度プロファイルおよび伸長速度プロファイルは、同一または完全に正弦波ではない。しかしながら、構成部品の移動中のこの通常の変動性は、意図的に設計または発生するように設計されていない（すなわち、メモリに格納されたプログラム命令に従って動作する制御プロセッサ、またはサイクリングの段階に応じて異なる速度を達成するように設計された制御プロセッサと動作可能に通信するハードウェア）。したがって、移動中の速度の通常の変動性は、非対称の運動プロファイルに寄与している、またはその結果として生じているとは見なされない。本明細書に記載の非対称運動プロファイルは、単に偶然の変動性のためではなく、各サイクリング中に実質的に再現可能であることを意図して意識的に設計または設計された運動プロファイルである。
【０１８９】
本明細書の他の場所で説明されているように、デバイスの真空源は、不連続な負圧のパルスを提供するように構成することができる。真空パルスを生成するピストンの動きは、細長いカッター部材の動きの段階に調整またはリンクすることができる。
【０１９０】
例えば、吸引のパルスは、細長い部材が遠位方向に移動するときの伸長の少なくとも一部の間、および／または細長い部材が近位方向に移動するときの後退の少なくとも一部の間、細長い部材の管腔を通して引き出され得る。図１９Ａは、細長い部材の管腔の遠位端領域を通して適用される脈動真空の経時的な真空プロファイルの実施形態を示している。本明細書の他の場所で説明するように、真空源は、それぞれのポンプチャンバ内で順次移動するように構成された複数のピストンを有するポンプを含み得、真空の減少期間が散在する真空の増加期間を作り出す。いくつかの実施形態では、真空の増加は、真空プロファイルを提供する真空の減少よりも速く起こり得る。遠位シャフトの管腔を通して適用される脈動真空プロファイルは、特定の運動段階中に負圧の期間の少なくとも一部が適用されるように、切断を実行する細長い部材の運動プロファイルと同期させることができる。図１９Ｂ〜図１９Ｄは、細長い部材を通して加えられた負圧（斜線）の期間に対する細長い部材（実線）の動きを示している。負圧（すなわち、真空パルス）の期間は、細長い部材の前進ストロークまたは遠位伸長Ｅの少なくとも一部の間、遠位伸長Ｅの後および近位後退Ｒの前のドウェル時間、および／または細長い部材の近位後退Ｒの少なくとも一部の間、発生し得る。例えば、図１９Ｂは、細長い部材の伸長Ｅ中に真空圧力の第１のパルスが発生し、伸長Ｅの後、後退Ｒの前にドウェル時間を示している。真空圧力の第１のパルスは、後退Ｒ段階中に終了し、真空の第２のパルスは、同じ後退段階が終了する前に開始および終了する。図１９Ｃは、真空圧力の第１のパルスが、細長い部材の伸長Ｅの間に始まり、細長い部材の後退Ｒ段階の間、および細長い部材の第２の伸長Ｅの間に維持される他の実施形態を示している。図１９Ｂは、先端移動の周波数の約２倍を有する真空パルスを示し、図１９Ｃは、真空パルスの約２倍の周波数を有する先端の動きを示している。図１９Ｂおよび図１９Ｃの両方は、伸長Ｅおよび後退Ｒの一部の間に発生する真空パルスを示している。図１９Ｄは、細長い部材の動きと負圧の適用との間の調整の他の実施形態を示している。細長い部材の運動プロファイル（実線）は、単一の台形真空パルス（斜線）に対応する必要はない。むしろ、細長い部材の動きは、真空の単一パルスの間に複数の伸長Ｅおよび後退Ｒ（または振動）を可能にすることができる。図１９Ｄは、真空パルスが開始された後に、細長い部材の動きまたは先端の振動が開始され得ることを示している。真空のパルスがゼロに戻ると、細長い部材の動きまたは先端の振動が停止する可能性がある。次に、システムは、次のシーケンスが始まる前の期間、運動と真空の両方の休止期間に入ることができる。
【０１９１】
上で論じたように、カム表面２７２５の形状は、ピストン２７９９の後退期間が実質的に連続的な真空を提供する方法で重なり合うように、後退側でより緩やかな傾斜を有するように設計することができる（上記のように負圧のスパイクの有無にかかわらず）。図１９Ｅは、細長い部材を通して加えられた負圧（斜線）の期間に対する細長い部材（実線）の動きを示している。第１のピストン２７９９ａの後退は、真空の第１のパルスを生成することができ、第２のピストン２７９９ｂの後退は、第１のパルスと重なる真空の第２のパルスを生成することができる。第３のピストン２７９９ｃの後退は、真空の第２のパルスと重なる真空の第３のパルスを作り出すことができる、等々。結果は、細長い部材の伸長および後退の両方の間に発生する実質的に連続的な真空圧である。
【０１９２】
パルスが重なっている期間中に適用される真空は、パルスが大幅に重ならないパルス真空の実施形態と比較して、最大真空を減らすことができるが、必ずしもそうする必要はない。
【０１９３】
本明細書では、任意の数の様々な相対周波数が考慮され、これらは、相対速度プロファイルおよび真空プロファイルのいくつかの例の例示であることを理解されたい。
【０１９４】
先端２７６５の変位または移動距離は変動し得るが、一般に、当技術分野で知られている水晶体超音波乳化吸引術先端よりも大きい。典型的な水晶体超音波乳化吸引術先端は、約０．１ｍｍのオーダの先端変位を有し、約２０〜４０ｋＨｚの周波数で移動する。本明細書に記載の先端２７６５は、より大きな変位距離およびより低い周波数を有することができる。例えば、先端２７６５によって達成される変位は、約２〜２，０００Ｈｚの周波数で約０．０５ｍｍ〜１．０ｍｍの間であり得る。このように、本明細書に記載のデバイスは、超音波ではなく、白内障手術中の眼の有害な影響に関連する熱を発生させない可能性がある。いくつかの実施形態では、先端２７６５は、ばね３１３５によって前方に押し出される。より長いストローク距離は、眼組織との衝突時に先端がより高い最終速度ＶｍａｘＥを達成することを可能にすることができる。
【０１９５】
本明細書に記載されるように、デバイス２７００は、細長い部材２７５５上に延びる外管または保護スリーブ２７５９を有することができる（図１７Ｅ〜図１７Ｆを参照）。内側部材および外側部材２７５５、２７５９の相対的な長さは、細長い部材２７５５の遠位先端２７６５が、完全に伸長した構成を形成する遠位方向に完全に伸長したときに、保護スリーブ２７５９の遠位端を超えて延びるようなものであり得る。完全に伸ばされた構成の細長い部材２７５５の遠位先端は、保護スリーブ２７５９の遠位開口部の遠位に配置される。完全に伸ばされた構成における保護スリーブ２７５９の遠位開口部と細長い部材２７５５の遠位先端との間の距離は、伸長距離Ｄを規定する。細長い部材２７５５は、完全に後退した位置にあるとき、保護スリーブ２７５９内に完全に後退する。細長い部材２７５５の遠位先端が保護スリーブ２７５９に対して完全に後退した構成から完全に伸長した構成まで移動する距離は、移動距離を規定する。伸長距離は、移動距離よりも短くすることができ、例えば、移動距離の半分にすることができる。いくつかの構成では、移動距離は約０．０５ｍｍ〜約１．０ｍｍの間であり、伸長距離は約０．１ｍｍ〜約０．５ｍｍの間である。したがって、細長い部材２７５５の遠位先端２７６５は、その運動プロファイルの一部についてのみ眼組織に露出することができる。例えば、細長い部材２７５５は、その完全に後退された位置から約０．５ｍｍ前方に伸長することができ、このストロークの約半分は、ストロークの最後の０．２５ｍｍのみが保護スリーブ２７５９を超えて延びるように、保護スリーブ２７５９内にあり得る。このようにして、細長い部材２７５５は、眼組織に衝突する前に高速に加速することができる。細長い部材２７５５を保護スリーブ２７５９内に完全に後退することは、眼組織が細長い部材２７５５の遠位先端２７６５に「ロリポッピング」するのを防止する保護スリーブ２７５９内に後退するときに、眼組織を細長い部材２７５５の遠位先端２７６５から分離するのを助けることができるというさらなる利点を提供する。
【０１９６】
細長い部材２７５５の振動運動を引き起こすように構成された細長い部材２７５５に動作可能に結合された駆動機構は、電気、圧電、磁歪、電磁、油圧、空気圧、機械、または当技術分野で知られている他のタイプの駆動機構を含み得る。いくつかの実施形態では、細長い部材２７５５は、上記のように、カム機構およびばね要素３１３５を組み込んだ駆動機構によって駆動することができる。しかしながら、他のエネルギーモダリティは、本明細書で論じられる非対称または非正弦波運動を含み得る、細長い部材２７５５を駆動するために本明細書で考慮される。細長い部材２７５５は、ハウジングの内部（例えば、ハウジングの耐久性のある再利用可能な部分）内に含まれるモータを含む駆動機構によって往復運動することができる。モータは、シャフトの回転に適した任意のタイプのモータまたはドライバにすることができる。モータは、ハンドピース内の細長い部材と吸引ポンプの両方の振動を駆動できる。モータの構成は、様々な回転モータ、ステッピングモータ、ＡＣモータ、ＤＣモータ、圧電モータ、ボイスコイルモータ、またはその他のモータのいずれかを含めて、変えることができる。モータは、ハーモニックドライブ（登録商標）などのギア減速システムに結合して、本明細書の他の場所で説明されているように、所望の出力速度を生成することができる。
【０１９７】
いくつかの実施形態では、デバイスの駆動機構は、カムフォロア３１９０を前後に駆動することなどによって、細長い部材を駆動するように構成された圧電素子を組み込むことができる。圧電素子は、サイズを増減することで電圧の変化に対応できる。圧電素子に接続された高周波電圧は、供給された電圧の周波数に一致する先端２７６５の運動プロファイルを生成することができる。圧電素子に送られる電圧信号は、一般に非正弦波の形状であり得、したがって、先端２７６５は、本明細書の他の場所で説明されるように、一般に非正弦波のパターンで移動する。電圧は、圧電素子が膨張するよりもゆっくりと後退する波形を有する場合がある。これにより、後退ストロークでは、伸長ストロークよりも先端２７６５の動きが遅くなる。圧電素子に供給される電圧波形に基づいて、任意の数の運動プロファイルを指令することができる。例えば、２つ以上の重なり合う電圧正弦波形を圧電素子に供給して、非正弦波形が作成されるような干渉効果を生成することができる。
【０１９８】
さらに他の実施形態では、機構とモダリティの組み合わせがデバイスに組み込まれ、非正弦波運動プロファイルで細長い部材を駆動する。例えば、電磁コイルは、コイルに電流を流すことでフェライトコアを前方に動かすように構成することができる。コアは、電磁コイルによって前方に駆動されるように構成することができるが、圧縮されたばねの力によって後方に（すなわち、近位に）後退する。したがって、コイルを流れる電流が増加すると、コアは前方に駆動される。電流が減少すると、コアは後方に後退する。このように、コアをカッター部材に接続して、コイルの電流の急激な増加によって前方への伸長を迅速に実行することができるが、圧縮されたばねの力によって後退を遅くすることができる。
【０１９９】
本明細書に記載のデバイスの１つまたは複数の態様（すなわち、器具２２５およびシステム１００）は、ユーザによってプログラムすることができる。ユーザは、駆動機構の１つまたは複数の態様、例えば、外部コンピューティングデバイス２００またはシステム１００上の器具のモータの速度プロファイルをプログラムすることができる。制御プロセッサは、デバイス自体の入力によってプログラムすることも、入力を有する外部コンピューティングデバイス２００などによって遠隔でプログラムすることもできる。制御プロセッサは、メモリに格納されたプログラム命令に従って動作できる。器具の様々な調整可能な機能のいずれかをこのようにプログラムすることができ、これには、細長い部材の移動距離、細長い部材の振動周波数、伸長速度プロファイル、後退速度プロファイル、最大伸長速度（ＶｍａｘＥ）、最小伸長速度（ＶｍｉｎＥ）、最大後退速度（ＶｍａｘＲ）、最小後退速度（ＶｍｉｎＲ）、平均伸長速度（ＶａｖｇＥ）、平均後退速度（ＶａｖｇＲ）、真空レベル、または運動プロファイルの他の態様が含まれるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、細長い部材が各サイクルで移動する距離は、その振動の振幅が約０．５Ｈｚ〜約５０００Ｈｚの範囲内、または周波数が約２Ｈｚ〜約２０００Ｈｚの範囲内で選択可能であるように調整可能にプログラムすることができる。発振周波数は、超音波よりも低く、例えば、約２０，０００Ｈｚ未満、または超音波の範囲内（例えば、約２０，０００Ｈｚ〜約１２０，０００Ｈｚ、ギガヘルツの範囲まで）であり得る。
【０２００】
吸引ポンプの１つ以上の態様（例えば、システム１００の吸引ポンプ１４５および器具２２５の吸引ポンプ２４５）はまた、吸引の流量、最小真空圧、最大真空圧、真空パルスの周波数、または真空プロファイルの他の態様を含むがこれらに限定されない、細長い部材の遠位端領域に適用される真空を制御するようにユーザによってプログラムすることができる。いくつかの実施形態では、吸引の流量は、約５〜１００ｍｌ／分の範囲内で調整可能にプログラムすることができる。
【０２０１】
本明細書に記載の真空パルスがある場合とない場合の非対称運動プロファイルは、白内障手術および硝子体切除術に通常使用される既知の水晶体超音波乳化吸引術システムに適用できることを理解されたい。眼組織を除去するために超音波周波数で細長い部材を動かすように構成された従来の水晶体超音波乳化吸引術システムは、ソフトウェアまたはハードウェアを介して、例えば、非対称運動を引き起こす特定の電圧を提供する回路によって、本明細書に記載の１つまたは複数の運動プロファイルおよび／または真空プロファイルを実施することができる。したがって、本明細書に記載の非対称運動プロファイルおよびパルス真空プロファイルは、超音波周波数で振動するように構成された機械に適用することができる。
【０２０２】
本明細書に記載の主題の態様は、デジタル電子回路、集積回路、特別に設計されたＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）、コンピュータハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、および／またはそれらの組み合わせで実現することができる。これらの様々な実施形態は、少なくとも１つのプログラム可能なプロセッサを含むプログラム可能なシステム上で実行可能および／または解釈可能な１つまたは複数のコンピュータプログラムにおける実施形態を含み得る。これは、特別または汎用であり得、記憶システム、少なくとも１つの入力デバイス、および少なくとも１つの出力デバイスから信号、データ、および命令を受信し、信号、データ、および命令を送信するように結合される。
【０２０３】
これらのコンピュータプログラム（プログラム、ソフトウェア、ソフトウェアアプリケーション、またはコードとも呼ばれる）には、プログラム可能なプロセッサの機械語が含まれ、高レベルの手続き型および／またはオブジェクト指向プログラミング言語、および／またはアセンブリ／機械言語で実施できる。本明細書で使用される場合、「機械可読媒体」という用語は、機械命令および／またはデータをプログラム可能なプロセッサに提供するために使用される任意のコンピュータプログラム製品、装置、および／またはデバイス（例えば、磁気ディスク、光ディスク、メモリ、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ））を指し、機械命令を機械可読信号として受信する機械可読媒体を含む、「機械可読信号」という用語は、プログラム可能なプロセッサに機械命令および／またはデータを提供するために使用される任意の信号を指す。
【０２０４】
様々な実施形態において、説明は図を参照して行われる。しかしながら、特定の実施形態は、これらの特定の詳細の１つまたは複数なしで、または他の既知の方法と構成と組み合わせて実行される場合がある。説明では、実施形態を完全に理解するために、特定の構成、寸法、プロセスなど、多数の特定の詳細が示されている。他の例では、説明を不必要に曖昧にしないために、周知のプロセスおよび製造技術は特に詳細に説明されていない。本明細書全体を通して「一実施形態」、「実施形態」、「一実施形態」、「実施形態」などへの言及は、説明される特定の特徴、構造、構成、または特性が少なくとも１つの実施形態または実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書全体の様々な場所での「一実施形態」、「実施形態」、「一実施形態」、「実施形態」などの句の出現は、必ずしも同じ実施形態または実施形態を指すとは限らない。さらに、特定の特徴、構造、構成、または特性は、１つまたは複数の実施形態において任意の適切な方法で組み合わせることができる。
【０２０５】
説明全体での相対的な用語の使用は、相対的な位置または方向を示し得る。例えば、「遠位」は、基準点から離れた第１の方向を示し得る。同様に、「近位」は、第１の方向とは反対の第２の方向の位置を示し得る。しかしながら、このような用語は、相対的な参照フレームを確立するために提供されており、デバイスの使用または向きを様々な実施形態で説明されている特定の構成に限定することを意図したものではない。
【０２０６】
この明細書には多くの詳細が含まれているが、これらは、請求されるものまたは請求される可能性のあるものの範囲に対する制限として解釈されるべきではなく、特定の実施形態に固有の特徴の説明として解釈されるべきである。別個の実施形態の文脈で本明細書に記載されている特定の特徴はまた、単一の実施形態で組み合わせて実施される。逆に、単一の実施形態の文脈で説明される様々な特徴はまた、複数の実施形態で別々に、または任意の適切なサブコンビネーションで実施することができる。さらに、特徴は、特定の組み合わせで作用するものとして上記に記載され、最初にそのように請求されても、請求された組み合わせからの１つまたは複数の特徴は、場合によっては組み合わせから切り出され得、請求された組み合わせは、サブコンビネーション、またはサブコンビネーションの変形に向けられ得る。同様に、操作は特定の順序で図面に描かれているが、これは、望ましい結果を達成するために、そのような操作が示された特定の順序または順番に実行されること、または図示されたすべての操作が実行されることを要求することとして理解されるべきではない。いくつかの例と実施形態のみが開示されている。説明された例および実施形態、ならびに他の実施形態に対する変形、修正、および拡張は、開示されたものに基づいて行われ得る。
【０２０７】
上記の説明および請求の範囲において、「少なくとも１つ」または「１つまたは複数」などの句が出現し、その後に要素または特徴の接続詞リストが続く場合がある。「および／または」という用語はまた、２つ以上の要素または特徴のリストに現れることがある。それが使用される文脈によって暗黙的または明示的に矛盾しない限り、そのような句は、リストされた要素または特徴のいずれかを個別に、または引用された要素または特徴のいずれかを他の引用された要素または特徴のいずれかと組み合わせて意味することを意図する。例えば、「ＡとＢの少なくとも１つ」、「ＡとＢの１つまたは複数」、および「Ａおよび／またはＢ」という句は、それぞれ、「Ａのみ、Ｂのみ、またはＡとＢを一緒に」を意味することを意図している。同様の解釈は、３つ以上の項目を含むリストにも適用される。例えば、「Ａ、Ｂ、およびＣの少なくとも１つ」、「Ａ、Ｂ、およびＣの１つまたは複数」、および「Ａ、Ｂ、および／またはＣ」という句は、それぞれ、「Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡとＢを一緒に、ＡとＣを一緒に、ＢとＣを一緒に、またはＡとＢとＣを一緒に」を意味することを意図している。
【０２０８】
上記および請求の範囲における「に基づく」という用語の使用は、記載されていない特徴または要素も許容されるように、「少なくとも部分的に基づく」ことを意味することを意図している。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図３Ｆ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図４Ｇ】
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【図４Ｈ】
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【図４Ｉ】
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【図４Ｊ】
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【図４Ｋ】
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【図４Ｌ】
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【図４Ｍ】
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【図４Ｎ】
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【図４Ｏ】
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【図４Ｐ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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【図５Ｇ】
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【図５Ｈ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図７Ｆ】
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【図７Ｇ】
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【図７Ｈ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図８Ｅ】
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【図８Ｆ】
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【図８Ｇ】
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【図８Ｈ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１６Ｄ】
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【図１６Ｅ】
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【図１６Ｆ】
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【図１６Ｇ】
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【図１６Ｈ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ−１７Ｄ】
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【図１７Ｅ】
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【図１７Ｆ】
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【図１７Ｇ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１８Ｃ】
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【図１８Ｄ】
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【図１８Ｅ】
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【図１８Ｆ】
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【図１８Ｇ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図１９Ｃ】
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【図１９Ｄ】
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【図１９Ｅ】
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【図１９Ｆ】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２１】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２２Ｃ】
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【図２２Ｄ】
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【図２３】
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【国際調査報告】
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