(57)【要約】超音波手術用ハンドピースにおける吸引圧を制御して、吸引中の制御応答性を向上させる吸引システムである。このシステムは、吸引ポンプを含んだコンソールを備えている。このシステムは、吸引通路を少なくとも２つの流路に分けるジョイントを備えている。第１のジョイントポートは、第１の流路に接続されている。第２の流路は、第２のジョイントポートに接続され、第３の流路は、第３のジョイントポートに接続され、第４の流路は、手術廃棄物容器のポートに接続されている。第１のセンサは、第４の流路における圧力を感知して廃棄物容器圧力信号を供給する。第２のセンサは、第３の流路における圧力を感知して先端圧力信号を供給する。コントローラは、廃棄物容器圧力信号及び先端圧力信号に基づいて、第１の通気バルブ及び第２の通気バルブの位置を夫々制御する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波手術用ハンドピースにおける吸引圧を制御して吸引中の制御応答性を向上させる吸引システムであって、
吸引ポンプと、
手術用ハンドピースコネクタと前記吸引ポンプとの間で少なくとも部分的に延びる吸引通路であって、当該吸引通路を少なくとも２つの流路に分けるジョイントを更に含んだ吸引通路と、
手術廃棄物容器コネクタと前記吸引ポンプとの間に配置された前記吸引通路の第１の部分に接続され、廃棄物容器圧力を監視して廃棄物容器圧力を供給するように構成された第１のセンサと、
前記吸引通路の前記第１の部分に接続された第１の通気バルブと、
前記ジョイントから始まる前記吸引通路の第２の終端に接続された第２の通気バルブと、
前記吸引通路の前記第２の部分に接続され、前記超音波手術用ハンドピースの先端に関連付けられた吸引圧を監視して先端圧力信号を供給するように構成された第２のセンサと、
前記廃棄物容器圧力信号に基づいて前記第１の通気バルブの位置を制御するとともに、前記先端圧力信号に基づいて前記第２の通気バルブの位置を制御するように構成されたコントローラと、
を備えた吸引システム。
【請求項２】
前記ジョイントは、前記吸引通路を分けるように動作可能なジョイントバルブを備え、前記ジョイントバルブは、第１のジョイントポート、第２のジョイントポート、及び第３のジョイントポートを有し、前記吸引通路の前記第２の部分が前記第３のジョイントポートに接続された、
請求項１に記載の吸引システム。
【請求項３】
前記ジョイントバルブは、手術廃棄物が前記吸引通路の前記第２の部分に入り込まないようにするボールバルブである、
請求項２に記載の吸引システム。
【請求項４】
前記吸引通路の第３の部分は、前記第２のジョイントポートに接続されるとともに、手術廃棄物容器の前記手術廃棄物容器コネクタに接続される、
請求項２に記載の吸引システム。
【請求項５】
前記超音波手術用ハンドピースに流体接続されるカセットを更に備え、
前記カセットは、前記吸引通路の第３の部分に対する開口部を含み、
前記開口部は、吸引圧が前記超音波手術用ハンドピースの先端に到達しないように動作可能なピンチバルブと整列する、
請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載の吸引システム。
【請求項６】
前記カセットは、前記超音波手術用ハンドピースを洗浄源に接続する洗浄ラインを更に備えた、
請求項５に記載の吸引システム。
【請求項７】
前記超音波手術用ハンドピースを更に備えた、
請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載の吸引システム。
【請求項８】
前記吸引通路の前記第１の部分は、クリーンサイド流路を含み、
前記吸引通路の前記第２の部分は、ダーティサイド流路を含む、
請求項１〜請求項７のいずれか１つに記載の吸引システム。
【請求項９】
前記吸引通路の前記第１の部分は、前記吸引通路の前記第２の部分より大きな容積を有している、
請求項１〜請求項８のいずれか１つに記載の吸引システム。
【請求項１０】
前記吸引通路の前記第１の部分は、前記吸引通路の前記第２の部分より高い圧力下で追従性を有している、
請求項１〜請求項９のいずれか１つに記載の吸引システム。
【請求項１１】
前記吸引通路の第３の部分に整合するピンチバルブを更に備え、
前記吸引通路の前記第３の部分は、前記ジョイントから前記手術廃棄物容器コネクタまで延び、
前記ピンチバルブは、動作時に、吸引圧が前記超音波手術用ハンドピースの前記先端に到達しないように構成された、
請求項１〜請求項１０のいずれか１つに記載の吸引システム。
【請求項１２】
前記ピンチバルブに接続される３方向バルブを更に備え、
前記３方向バルブは、前記ピンチバルブを大気及び／又は前記吸引通路の前記第１の部分に接続するように構成された、
請求項１１に記載の吸引システム。
【請求項１３】
前記ピンチバルブは、空気圧式である、
請求項１１又は請求項１２に記載の吸引システム。
【請求項１４】
前記ピンチバルブは、前記超音波手術用ハンドピースを動作させるフットペダルが踏み込まれていないとき閉弁するように構成された、
請求項１１〜請求項１３のいずれか１つに記載の吸引システム。
【請求項１５】
前記コントローラはさらに、前記第１の通気バルブの位置を制御して、前記手術廃棄物容器において所望の圧力を維持するように構成された、
請求項１〜請求項１４のいずれか１つに記載の吸引システム。
【請求項１６】
前記コントローラは、前記第１の通気バルブを制御する第１のＰＩＤ制御ループと、前記第２の通気バルブを制御する第２のＰＩＤ制御ループを更に備えた、
請求項１〜請求項１５のいずれか１つに記載の吸引システム。
【請求項１７】
前記第１のＰＩＤ制御ループは、前記吸引通路の前記第１の部分に接続された前記第１のセンサによって供給された廃棄物容器圧力信号、及び目標廃棄物容器圧力に基づいて、廃棄物容器誤差信号を決定するように構成された、
請求項１６に記載の吸引システム。
【請求項１８】
前記目標廃棄物容器圧力は、前記超音波手術用ハンドピースの先端に関連付けられたメモリデバイスに格納されたパラメータに基づいて決定される、
請求項１７に記載の吸引システム。
【請求項１９】
前記第２のＰＩＤ制御ループは、前記吸引通路の前記第２の部分に接続された前記第２のセンサによって供給された前記先端圧力信号、及び目標先端圧力に基づいて、先端誤差信号を決定するように構成された、
請求項１６に記載の吸引システム。
【請求項２０】
前記目標先端圧力は、前記超音波手術用ハンドピースの先端に関連付けられたメモリデバイスに格納されたパラメータに基づいて決定される、
請求項１９に記載の吸引システム。
【請求項２１】
前記コントローラは、前記第１の通気バルブ及び前記第２の通気バルブを調整して、前記吸引通路の前記第１の部分におけるより高圧、及び前記吸引通路の前記第２の部分における比較的より低圧を維持するように構成された、
請求項１〜請求項２０のいずれか１つに記載の吸引システム。
【請求項２２】
超音波手術用ハンドピースの吸引圧を制御して吸引中の制御応答性を向上させる方法であって、
吸引ポンプを駆動して前記超音波手術用ハンドピースにおける吸引圧を生成することを含む、吸引システム内に吸引圧を生成するステップと、
吸引通路を介して手術廃棄物を手術廃棄物容器に堆積させるステップと、
手術廃棄物容器コネクタと前記吸引ポンプとの間で延びる前記吸引通路の第１の部分に第１の通気バルブが接続されるとともに、当該吸気通路の前記第１の部分に沿って配置された第１のセンサで第１の吸引圧を感知するステップと、
前記第１のセンサによって廃棄物容器圧力信号を生成するステップと、
前記吸引通路の前記第１の部分に流体連通されたジョイントから始まって流体逆流装置で終わる、前記吸引通路の第２の部分に沿って配置された第２のセンサで第２の吸引圧を感知するステップと、
前記第２のセンサによって先端圧力信号を生成するステップと、
前記廃棄物容器圧力信号に基づいて前記第１の通気バルブの位置を制御するステップと、
前記先端圧力信号に基づいて第２の通気バルブの位置を制御するステップと、
を備えた方法。
【請求項２３】
前記流体逆流装置を使用することによって、前記手術廃棄物が前記吸引通路の前記第２の部分に入り込まないようにするステップを更に備えた、
請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記ジョイントから第２の手術廃棄物容器コネクタまで延びる前記吸引通路の第３の部分に、ピンチバルブを整列させるステップを更に備えた、
請求項２２又は請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記第１の通気バルブの位置を制御することによって、手術廃棄物容器において所望の圧力を維持させるステップを更に備えた、
請求項２２〜請求項２４のいずれか１つに記載の方法。
【請求項２６】
カセットを介して、洗浄流体を前記超音波手術用ハンドピースコネクタに配索するステップを更に備えた、
請求項２２〜請求項２５のいずれか１つに記載の方法。
【請求項２７】
前記超音波手術用ハンドピースの先端に関連付けられたメモリデバイスに格納されたパラメータに基づいて目標廃棄物容器圧力を決定するステップを更に備えた、
請求項２２〜請求項２６のいずれか１つに記載の方法。
【請求項２８】
前記第１の通気バルブの位置は、前記第１の吸引圧と前記目標廃棄物容器圧力との比較に基づいて制御される、
請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記超音波手術用ハンドピースの先端に関連付けられたメモリデバイスに格納されたパラメータに基づいて目標先端圧力を決定するステップを更に備えた、
請求項２２〜請求項２６のいずれか１つに記載の方法。
【請求項３０】
前記第２の通気バルブの位置は、前記第２の吸引圧と前記目標先端圧との比較に基づいて、前記コントローラによって制御される、
請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
ピンチバルブを作動させて前記吸引通路を閉塞させるステップを更に備えた、
請求項２２〜請求項３０のいずれか１つに記載の方法。
【請求項３２】
フットペダルを解放して、前記超音波手術用ハンドピースの先端における振動を停止させるステップと、
バルブを移動させて、前記吸引ポンプからの吸引がピンチバルブを作動させるステップと、
を更に備えた、
請求項２２〜請求項３１のいずれか１つに記載の方法。
【請求項３３】
前記ピンチバルブは、空気圧式である、
請求項２４、請求項３１又は請求項３２のいずれかに記載の方法。
【請求項３４】
超音波手術用ハンドピースにおける吸引圧を制御して吸引中の制御応答性を向上させる吸引システムであって、
吸引ポンプと、
前記超音波手術用ハンドピースに流体連通された状態で配置されるように構成された手術用ハンドピースコネクタと、
前記手術用ハンドピースコネクタと前記吸引ポンプとの間で少なくとも部分的に延びる吸引通路であって、当該吸引通路を第１の部分及び第２の部分に分けるジョイントを更に含んだ吸引通路と、
手術廃棄物容器コネクタと前記吸引ポンプとの間に配置され、前記吸引通路の前記第１の部分に接続された第１の通気バルブと、
前記ジョイントから始まる、前記吸引通路の前記第２の部分の終端に接続された第２の通気バルブと、
前記第１の通気バルブの位置を制御するとともに、前記第２の通気バルブの位置を制御して圧力差を維持し、前記吸引通路の前記第１の部分における圧力が前記吸引通路の前記第２の部分における圧力より高くなるように構成されたコントローラと、
を備えた吸引システム。
【請求項３５】
超音波手術用ハンドピースを制御する吸引システムであって、
吸引ポンプと、
超音波手術用ハンドピースコネクタと前記吸引ポンプとの間で少なくとも部分的に延びる吸引通路であって、当該吸引通路を第１の部分及び第２の部分に分けるジョイントを更に含んだ吸引通路と、
手術廃棄物容器コネクタと前記吸引ポンプとの間に配置され、前記吸引通路の前記第１の部分に接続された第１の通気バルブと、
前記吸引通路の前記第２の部分の終端に接続された第２の通気バルブであって、前記第２の部分が前記ジョイントから始まって前記第２の通気バルブまで前記吸引通路に沿って延びる第２の通気バルブと、
前記吸引通路の前記第１の部分に接続された第１のセンサと、
前記吸引通路の前記第２の部分に接続された第２のセンサと、
前記第１のセンサによって供給された第１の入力信号に基いて第１の流量を決定するとともに、前記第２のセンサによって供給された第２の入力信号に基づいて第２の流量を決定し、前記第１の流量及び／又は前記第２の流量に基づいて先端詰まり信号を出力し、当該先端詰まり信号に基づいて前記吸引ポンプを制御するように構成されたコントローラと、
を備えた吸引システム。
【請求項３６】
前記第２の流量は、前記超音波手術用ハンドピースの先端を通過する先端流量に関連付けられた、
請求項３５に記載の吸引システム。
【請求項３７】
前記コントローラは、前記先端詰まり信号の持続時間を計時するように動作可能な、前記超音波手術用ハンドピース内の詰まりを検出するタイマを更に備えた、
請求項３５又は請求項３６に記載の吸引システム。
【請求項３８】
前記コントローラは、タイマを用いて第１の所定時間間隔の間、先端流量を連続して評価して平均先端流量を決定する、
請求項３６に記載の吸引システム。
【請求項３９】
前記コントローラはさらに、前記平均先端流量を、前記超音波手術用ハンドピースの先端に関連付けられたメモリデバイスに格納されたパラメータに基づく先端詰まり閾値と比較するように構成された、
請求項３８に記載の吸引システム。
【請求項４０】
前記コントローラはさらに、前記平均先端流量が前記先端詰まり閾値より大きければ、前記タイマ及び前記先端詰まり信号をリセットするように構成された、
請求項３９に記載の吸引システム。
【請求項４１】
前記コントローラはさらに、前記平均先端流量が前記先端詰まり閾値より小さければ、前記タイマを始動するように構成された、
請求項３９又は請求項４０に記載の吸引システム。
【請求項４２】
前記コントローラは、前記平均先端流量が前記先端詰まり閾値より小さく、かつ前記タイマが第２の所定時間間隔を超えていれば、前記超音波手術用ハンドピース内の詰まりを検出して、前記詰まりを検出したことを示す前記先端詰まり信号を出力する、
請求項３９又は請求項４０に記載の吸引システム。
【請求項４３】
前記コントローラはさらに、前記先端詰まり信号に基づいて、前記第１の通気バルブ、前記第２の通気バルブ、又はこれらの組み合わせの位置を制御するように構成された、
請求項３５〜請求項４２のいずれか１つに記載の吸引システム。
【請求項４４】
前記第１の入力信号は、前記第１のセンサによって感知された第１の吸引圧に関連付けられている、
請求項３５に記載の吸引システム。
【請求項４５】
前記第２の入力信号は、前記第２のセンサによって感知された第２の吸引圧に関連付けられている、
請求項３５に記載の吸引システム。
【請求項４６】
前記第１のセンサ及び前記第２のセンサは、差圧センサである、
請求項３５に記載の吸引システム。
【請求項４７】
超音波手術用ハンドピースにおける吸引圧を制御する方法であって、
吸引ポンプを駆動して吸引システム内に吸引圧を生成させるステップと、
手術廃棄物容器コネクタと前記吸引ポンプとの間に配置された吸引通路の第１の部分に第１の通気バルブが接続されるとともに、当該吸引通路の前記第１の部分に接続された第１のセンサで第１の吸引圧を感知するステップと、
前記吸引通路を少なくとも２つのラインに分けるジョイントから始まって第２の通気バルブまで前記吸引通路に沿って延びる、前記吸引通路の第２の部分に接続された第２のセンサで第２の吸引圧を感知するステップと、
前記第１のセンサによって供給された第１の入力信号、及び前記第２のセンサによって供給された第２の入力信号を生成するステップと、
前記第１の入力信号に基づいて第１の流量を決定するとともに、前記第２の入力信号に基づいて第２の流量を決定するステップと、
前記第２の流量に基づいて先端詰まり信号を出力するステップと、
前記先端詰まり信号に基づいて前記吸引ポンプを制御するステップと、
を備えた方法。
【請求項４８】
前記第１の入力信号及び前記第２の入力信号に基づいて、前記第１の通気バルブ、前記第２の通気バルブ、又はこれらの組み合わせの位置を制御するステップを更に備えた、
請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】
前記第２の流量は、前記超音波手術用ハンドピースの先端を通過する先端流量に関連付けられている、
請求項４７又は請求項４８に記載の方法。
【請求項５０】
タイマを使用して第１の所定時間間隔の間、前記先端流量を連続して評価して平均先端流量を決定するステップを更に備えた、
請求項４８に記載の方法。
【請求項５１】
前記平均先端流量を、前記超音波手術用ハンドピースの前記先端に関連付けられたメモリデバイスに格納されたパラメータに基づく先端詰まり閾値と比較するステップを更に備えた、
請求項５０に記載の方法。
【請求項５２】
前記平均先端流量と前記先端詰まり閾値との比較に基づいて、前記タイマをリセットし、前記先端詰まり信号をリセットし、かつ前記タイマを始動させるステップを更に備えた、
請求項５０に記載の方法。
【請求項５３】
前記平均先端流量が前記先端詰まり閾値より小さく、かつ前記タイマが第２の所定時間間隔を超えていれば、前記超音波手術用ハンドピース内の詰まりを検出して、前記詰まりを検出したことを示す前記先端詰まり信号を出力するステップを更に備えた、
請求項５０〜請求項５２のいずれか１つに記載の方法。
【請求項５４】
前記先端詰まり信号に基づいて、前記第１の通気バルブ、前記第２の通気バルブ、又はその組み合わせの位置を制御するステップを更に備えた、
請求項４８に記載の方法。
【請求項５５】
吸引圧を制御する吸引システムであって、
超音波手術用ハンドピースと、
吸引ポンプと、
前記超音波手術用ハンドピースと前記吸引ポンプとの間で少なくとも部分的に延びる吸引通路であって、当該吸引通路を第１の部分及び第２の部分に分けるジョイントを更に含んだ吸引通路と、
手術廃棄物容器コネクタと前記吸引ポンプとの間に配置され、前記吸引ポンプの前記第１の部分に接続された第１の通気バルブと、
前記吸引通路の前記第２の部分の終端に接続された第２の通気バルブであって、前記第２の部分は、前記ジョイントから始まって前記第２の通気バルブまで前記吸引通路に沿って延びる第２の通気バルブと、
前記吸引通路の前記第１の部分に接続された第１のセンサと、
前記吸引通路の前記第２の部分に接続された第２のセンサと、
コントローラと、
を備え、
前記コントローラは、
前記第１のセンサから受信した第１の入力信号に基づいて第１の流量を決定し、
前記第２のセンサから受信した第２の入力信号に基づいて前記超音波手術用ハンドピースの先端を通過する先端流量に関連付けられた第２の流量を決定し、
前記第１の流量及び前記第２の流量に基づいて先端詰まり信号を出力し、
前記先端詰まり信号に基づいて前記吸引ポンプを制御するように構成された、
吸引システム。
【請求項５６】
超音波手術用ハンドピースにおける吸引圧を制御して吸引中の制御応答性を向上させる吸引システムであって、
吸引ポンプを含んだコンソールと、
第１の手術廃棄物容器ポート及び第２の手術廃棄物容器ポートを有する手術廃棄物容器と、
第１のジョイントポート、第２のジョイントポート及び第３のジョイントポートを規定し、前記第１のジョイントポートが前記超音波手術用ハンドピースから延びる第１の流路に接続するジョイントと、
前記第２のジョイントポートに接続されるとともに、前記第１の手術廃棄物容器ポートに接続される第２の流路と、
前記第３のジョイントポートに接続される第３の流路と、
前記第２の手術廃棄物容器ポートに接続される第４の流路と、
前記第４の流路において、廃棄物容器圧力を表す圧力を感知して、廃棄物容器圧力信号を供給するように配置された第１のセンサと、
前記第３の流路において、前記超音波手術用ハンドピースの先端に関連付けられた吸引圧を表す圧力を感知して、先端圧力信号を供給するように配置された第２のセンサと、
前記第４の流路に接続された第１の通気バルブと、
前記第３の流路に接続された第２の通気バルブと、
前記廃棄物容器圧力信号に基づいて前記第１の通気バルブの位置を制御するとともに、前記先端圧力信号に基づいて前記第２の通気バルブの位置を制御するように構成されたコントローラと、
を備え、
前記吸引ポンプが、前記第４の流路に接続された、
吸引システム。
【請求項５７】
吸引システムを制御して吸引中の制御応答性を向上させる方法であって、
前記吸引システムは、吸引ポンプと、超音波手術用ハンドピースと、手術廃棄物容器と、クリーンサイド流路と、ダーティサイド流路と、前記ダーティサイド流路に連通された流体逆流装置と、前記クリーンサイド流路に連通されたクリーンサイド通気機構と、前記流体逆流装置に連通された第２の通気機構と、前記吸引ポンプと前記手術廃棄物容器との間に配置されたクリーンサイド流路と、前記超音波手術用ハンドピースと前記流体逆流装置との間に配置されたダーティサイド流路と、を含み、
前記方法は、
前記ダーティサイド流路内の第１の圧力を感知するステップと、
前記クリーンサイド流路内の第２の圧力を感知するステップと、
前記第１の圧力に基づいて前記第２の通気機構を制御するステップと、
前記第２の圧力に基づいて前記クリーンサイド通気機構を制御するステップと、
を備えた方法。
【請求項５８】
超音波手術用ハンドピースにおける吸引圧を制御して吸引中の制御応答性を向上させる吸引システムであって、
吸引ポンプを有するコンソールと、
超音波手術用ハンドピースと、
手術廃棄物容器と、
前記吸引ポンプと前記手術廃棄物容器との間に配置されたクリーンサイド流路と、
ダーティサイド流路と、
前記ダーティサイド流路に連通する流体逆流装置と、
前記クリーンサイド流路に連通するクリーンサイド通気機構と、
前記流体逆流装置に連通する第２の通気機構と、
を備え、
前記ダーティサイド流路は、前記超音波手術用ハンドピースと前記流体逆流装置との間に配置された、
吸引システム。
【請求項５９】
超音波手術用ハンドピースにおける吸引圧を制御する吸引システムであって、
カセット受け口を定義するとともに、カセット解放ボタンを有するコンソールと、
前記カセット解放ボタンの位置を決定するように構成されたカセットセンサと、
前記カセットセンサからの信号に基づいて、ピンチバルブを制御するように構成されたコントローラと、
を備えた吸引システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願への相互参照］
本出願は、２０１８年９月２４日に出願された米国特許出願６２／７３５，４８５、２０１８年１０月２３日に出願された米国特許出願６２／７４９，３５５、２０１９年４月１７日に出願された米国特許出願６２／８３５，２２４、及び２０１９年５月１４日に出願された米国特許出願６２／８４７，５４５の優先権を主張する。これらはすべて、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本開示は、一般的に、超音波手術用ハンドピースと一緒に使用する吸引システム及び方法に関する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本開示の一態様は、超音波手術用ハンドピースにおける吸引圧を制御する吸引システムを提供する。このシステムは、吸引ポンプ、及び手術用ハンドピースコネクタを備えている。このシステムは、手術用ハンドピースコネクタと吸引ポンプとの間で少なくとも部分的に延びる吸引通路を有している。吸引通路は、第１のコネクタ、第２のコネクタ、及び手術用ハンドピースコネクタと第１のコネクタとの間のジョイントを含んでいる。ジョイントは、吸引通路を少なくとも２つのラインに分ける。第１のセンサは、第２のコネクタと吸引ポンプとの間に位置する、吸引通路の第１の部分に接続されている。第１のセンサは、廃棄物容器圧力を監視して、廃棄物容器圧力信号を供給するように構成されている。第１の通気バルブは、吸引通路の第１の部分に接続されている。第２の通気バルブは、ジョイントから始まる吸引通路の第２の部分の終端（terminal end）に接続されている。第２のセンサは、吸引通路の第２の部分に連結され、超音波手術用ハンドピースの先端に関連付けられた吸引圧を監視して先端圧力信号を供給するように構成されている。コントローラは、廃棄物容器圧力信号に基づいて第１の通気バルブの位置を制御するとともに、先端圧力信号に基づいて第２の通気バルブの位置を制御するように構成されている。
【０００４】
超音波手術用ハンドピースの吸引レベルを制御する方法が提供される。この方法は、吸引ポンプを駆動して吸引システム内に吸引圧を生成すること、即ち、手術用ハンドピースコネクタに吸引圧を生成するステップを含んでいる。手術廃棄物は、吸引通路の接続を介して、手術廃棄物容器に堆積される。第１のセンサは、第１の吸引圧を感知する。第１のセンサは、破棄物容器コネクタと吸引ポンプとの間で延びる、吸引通路の第１の部分に沿って配置されている。第１の通気バルブは、吸引通路の第１の部分に接続されている。この方法は、廃棄物容器圧力信号を生成するステップと、手術用ハンドピースコネクタと第２の通気バルブとの間で延びる、吸引通路の第２の部分に沿って配置された第２のセンサで第２の吸引圧を感知するステップと、先端圧力信号を生成するステップと、を更に含んでいる。この方法は、廃棄物容器圧力信号に基づいて第１の通気バルブの位置を制御するステップと、先端圧力信号に基づいて第２の通気バルブの位置を制御するステップと、を含んでいる。
【０００５】
本開示の他の態様は、超音波手術用ハンドピースにおける吸引圧を制御する吸引システムを提供する。このシステムは、吸引ポンプ、及び手術用ハンドピースコネクタを備えている。このシステムは、手術用ハンドピースコネクタと吸引ポンプとの間で少なくとも部分的に延びる吸引通路を備えている。吸引通路は、手術廃棄物容器のための第１のコネクタ及び第２のコネクタを含んでいる。手術用ハンドピースコネクタと第１のコネクタとの間には、ジョイントが設けられている。ジョイントは、吸引通路を少なくとも２つの流路に分ける。第１の通気バルブは、廃棄物容器コネクタと吸引ポンプとの間に配置された、吸引通路の第１の部分に接続されている。第２の通気バルブは、ジョイントから始まる、吸引通路の第２の部分の終端に接続されている。吸引通路の第１の部分における圧力が吸引通路の第２の部分における圧力より高くなるように、第１の通気バルブの位置及び第２の通気バルブの位置を制御して圧力差を維持するように構成されたコントローラが設けられている。
【０００６】
本開示のさらに他の態様は、超音波手術用ハンドピースにおける吸引圧を制御する吸引システムを提供する。このシステムは、吸引ポンプを備えている。吸引通路は、超音波手術用ハンドピースと吸引ポンプとの間で少なくとも部分的に延びている。吸引通路は、第１のコネクタ、第２のコネクタ、及び超音波手術用ハンドピースと流体連通する状態で配置されるように構成された手術用ハンドピースコネクタと第２のコネクタとの間のジョイントを更に含んでいる。ジョイントは、吸引通路を少なくとも２つのラインに分ける。第１の通気バルブは、第１のコネクタと吸引ポンプとの間に位置する、吸引通路の第１の部分に接続されている。第２の通気バルブは、ジョイントから始まって第２の通気バルブまで吸引通路に沿って延びる、吸引通路の第２の部分の終端に接続されている。このシステムは、第１のセンサと、第２のセンサと、第１のセンサから受信した第１の入力信号に基づいて第１の流量を決定するとともに、第２のセンサから受信した第２の入力信号に基づいて第２の流量を決定するように構成されたコントローラと、を更に備えている。コントローラはさらに、第１の流量及び第２の流量に基づいて先端詰まり信号を出力するとともに、先端詰まり信号に基づいて吸引ポンプを制御するように構成されている。
【０００７】
超音波手術用ハンドピースにおける吸引圧を制御するさらに他の方法が提供される。この方法は、吸引ポンプを駆動して吸引システム内に吸引圧を生成するステップを含んでいる。第１のセンサは、第１のコネクタと吸引ポンプとの間に位置する、吸引通路の第１の部分に接続されている。第１の通気バルブは、吸引通路の第１の部分に接続されている。第１のセンサは、第１の吸引圧を感知する。第２のセンサは、ジョイントから始まる、吸引通路の第２の部分に接続されている。ジョイントは、吸引通路を少なくとも２つのラインに分けるとともに、吸引通路に沿って第２の通気バルブまで延びている。第２のセンサは、第２の吸引圧を感知する。この方法はさらに、第１のセンサから受信した第１の入力信号、及び第２のセンサから受信した第２の入力信号を生成するステップを含んでいる。この方法は、第１の入力信号及び第２の入力信号に基づいて、第１の流量及び第２の流量を夫々決定するステップを含んでいる。そして、この方法は、第１の流量及び第２の流量に基づいて先端詰まり信号を出力するステップと、先端詰まり信号に基づいて吸引ポンプを制御するステップと、を含んでいる。
【０００８】
本開示の他の態様は、超音波手術用ハンドピース、吸引ポンプ、超音波手術用ハンドピースと吸引ポンプとの間で少なくとも部分的に延びる吸引通路を備えた、吸引システムを提供する。第１のコネクタ、第２のコネクタ、及び手術用ハンドピースコネクタポートと第１のコネクタとの間のジョイントが設けられている。ジョイントは、吸引通路を少なくとも２つのラインに分ける。第１の通気バルブは、吸引通路の第１の部分に接続されている。第１の部分は、第１のコネクタと吸引ポンプとの間に位置している。第２の通気バルブは、ジョイントから始まって第２の通気バルブまで吸引通路に沿って延びる、吸引通路の第２の部分の終端に接続されている。第１のセンサは、吸引通路の第１の部分に接続され、第２のセンサは、吸引通路の第２の部分に接続されている。このシステムはまた、第１のセンサから受信した第１の入力信号に基づいて第１の流量を決定し、第２のセンサから受信した第２の入力信号に基づいて第２の流量を決定し、第１の流量及び第２の流量に基づいて先端詰まり信号を出力し、先端詰まり信号に基づいて吸引ポンプを制御するように構成されたコントローラを含んでいる。
【０００９】
本開示のさらに他の態様は、超音波手術用ハンドピースにおける吸引圧を制御して吸引中の制御応答性を向上させる、吸引システムを提供する。この吸引システムは、吸引ポンプと、第１の手術廃棄物容器ポート及び第２の手術廃棄物容器ポートを有する手術廃棄物容器と、第１のジョイントポート、第２のジョイントポート及び第３のジョイントポートを規定するジョイントと、を含んだコンソールを備えている。第１のジョイントポートは、超音波手術用ハンドピースから延びる第１の流路に接続されている。第２の流路は、第２のジョイントポート及び第１の手術廃棄物容器ポートに接続されている。第３の流路は、第３のジョイントポートに接続されている。第４の流路は、第２の手術廃棄物容器ポートに接続されている。第１のセンサは、第４の流路における圧力を感知するように配置されるとともに、廃棄物容器圧力を監視して廃棄物容器圧力信号を供給するように構成されている。第２のセンサは、第３の流路における圧力を感知するように配置されるとともに、超音波手術用ハンドピースの先端に関連付けられた吸引圧を感知して先端圧力信号を供給するように構成されている。第１の通気バルブは、第４の流路に接続されている。第２の通気バルブは、第３の流路に接続されている。このシステムはまた、廃棄物容器圧力信号に基づいて第１の通気バルブの位置を制御するとともに、先端圧力信号に基づいて第２の通気バルブの位置を制御するように構成された、コントローラを含んでいる。吸引ポンプは、第４の流路に接続されている。
【００１０】
吸引システムを制御して手術中の制御応答性を向上させる、他の方法が提供される。この吸引システムは、吸引ポンプ、超音波手術用ハンドピース、手術廃棄物容器、クリーンサイド流路、及びダーティサイド流路を含んでいる。このシステムはまた、クリーンサイド流路に連通する流体逆流装置、及びダーティサイド流路に連通するクリーンサイド通気機構を含んでいる。クリーンサイド流路は、吸引ポンプと手術廃棄物容器との間に配置され、ダーティサイド流路は、超音波手術用ハンドピースと流体逆流装置との間に配置されている。この方法は、ダーティサイド流路内の第１の圧力を感知するステップと、クリーンサイド流路内の第２の圧力を感知するステップと、第１の圧力に基づいて流体逆流装置を制御するステップと、第２の圧力に基づいてクリーンサイド通気機構を制御するステップと、を備えている。
【００１１】
本開示のさらに他の態様は、超音波手術用ハンドピースにおける吸引圧を制御して吸引中の制御応答性を向上させる、吸引システムを提供する。このシステムは、吸引ポンプ、超音波手術用ハンドピース、手術廃棄物容器、クリーンサイド流路、及びダーティサイド流路を備えたコンソールを含んでいる。クリーンサイド流路は、吸引ポンプと手術廃棄物容器との間に配置されている。クリーンサイド流路に連通する流体逆流装置、及びダーティサイド流路に連通するクリーンサイド通気機構が設けられている。ダーティサイド流路は、超音波手術用ハンドピースと流体逆流装置との間に配置されている。
【００１２】
本開示のさらに他の態様は、超音波手術用ハンドピースにおける吸引圧を制御して吸引中の制御応答性を向上させる、吸引システムを提供する。このシステムは、超音波手術用ハンドピースに流体接続されるコンソールを含んでいる。コンソールは、コントローラ、吸引ポンプ、第１のセンサ、流体逆流装置、第２のセンサ、及びクリーンサイド通気機構を備えている。コントローラは、第１のセンサからの入力信号に基づいてクリーンサイド通気機構を制御するとともに、第２のセンサからの入力信号に基づいて流体逆流装置を制御するように構成されている。
【００１３】
本開示のさらに他の形態は、超音波手術用ハンドピースにおける吸引圧を制御して吸引中の制御応答性を向上させる、吸引システムを提供する。このシステムは、超音波手術用ハンドピースに流体接続されるコンソールを含んでいる。コンソールは、コントローラ、吸引ポンプ、第１の通気機構、及び第２の通気機構を備えている。このシステムは、手術廃棄物容器に連通した状態で配置されるように構成されている。コントローラは、手術用ハンドピースを通過した液体又は固体の物質の吸引に応答して、第１の通気機構を制御するとともに、第２の通気機構を制御して手術廃棄物容器において所望の圧力を維持するように構成されている。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
ここで図面を参照すると、例示的な図が詳細に示されている。図面は概略的な実施形態を表しているが、図面は必ずしも縮尺通りではなく、例示的な実施形態の画期的な態様を図示及び説明するため、特定の特徴が強調されている場合がある。また、本明細書に記載の例示的な図は、図面に示されて以下詳細に説明する、正確な形態及び構成を網羅すること、又は限定若しくは制限することを意図するものではない。
【００１５】
本開示の利点は、添付の図面に関連して考察すると、以下の詳細な説明を参照することによってより理解されるようになるのと同様に、容易に理解されるであろう。
【００１６】
【図１】超音波手術用ハンドピース及び制御コンソールを含んだ吸引システムの特定のコンポーネントを示している。
【図２】一例による、手術部位からの洗浄流体（irrigation fluid）及び手術廃棄物を除去する吸引システムのコンポーネントの概略図である。
【図３】一例による、流路のクリーンサイドとダーティサイドとを区別する、吸引システムの特定のコンポーネントを示している。
【図４】吸引システム及び洗浄システムのチューブを含んだカセットの分解図である。
【図５Ａ】一例による、組み立てられたカセットの図である。
【図５Ｂ】一例による、制御コンソールに挿入された組み立てられたカセットの図である。
【図６】カセット及びシステムの吸引通路の一部に整列されているコンソールのピンチバルブの断面を示している。
【図７Ａ】ピンチバルブを含んだ、コンソール内の吸引システムの特定の内部コンポーネントの斜視図である。
【図７Ｂ】コントローラ及び吸引マニホールドを含んだ、コンソール内の吸引システムの内部コンポーネントの他の斜視図である。
【図７Ｃ】コンソール内の吸引システムの吸引マニホールドの拡大図である。
【図８】圧力センサ及びそれらの吸引通路への接続を示す吸引マニホールドの俯瞰図である。
【図９】例示的な圧力センサの回路図である。
【図１０】図１の吸引システムの第１の通気バルブ及び第２の通気バルブを調整するために使用される、第１のＰＩＤ制御ループ及び第２のＰＩＤ制御ループを含んだ制御システムのブロック図である。
【図１１】様々な吸引設定値に基づいた吸引通路の様々な地点での目標圧力及び実際の圧力の図形表示である。
【図１２】一例として、空気抵抗を表す電気概略接続を使用した吸引システムの概略図である。
【図１３】一例として、超音波手術用ハンドピース内に詰まりが検出されたか否かを決定する吸引システムによって実装された、動作ルーチンを示している。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
Ｉ．システムの概要
図１は、吸引システム４２の特定のコンポーネントを示している。吸引システム４２は、超音波手術用ハンドピース２８及びコンソール２０で使用するために説明されているが、特定の構成では、電動のバー（burs）、ドリル及びのこぎりなど、機械的手段によって動作する他のハンドピースにも使用することができる。超音波手術用ハンドピース２８は、手術部位を吸引する、超音波手術用ハンドピース先端３０を含んでいる。吸引には、手術部位からのあらゆる形態の物質が含まれることを理解されたい。例えば、超音波手術用ハンドピース２８は、超音波手術用ハンドピースを通過して、手術部位から液体及び固体の物質を吸引することができる。さらに、特に明記しない限り、「近位」は手術用ハンドピース先端３０に向かうことを意味すると理解され、「遠位」は手術用ハンドピース先端３０から離れることを意味すると理解されたい。
【００１８】
吸引システム４２は、超音波手術用ハンドピース２８に電力及び吸引力を供給するコンソール２０を含んでいる。コンソール２０は、電力量、洗浄量、吸引量又はこれらの組み合わせを表示するディスプレイ２２を含んでいる。コンソール２０はまた、超音波手術用ハンドピース２８の電源がＯＮにされたときに、手術用ハンドピース先端３０が能動的に振動するか否かを制御する、フットペダル３２、ハンドスイッチ、又は任意の他の制御装置に接続されていてもよい。
【００１９】
吸引システム４２は、１つの構成によれば、吸引ポンプ７４、カセット３４、及び超音波手術用ハンドピース２８を備えたコンソール２０を含んでいる。他の構成では、吸引システム４２は、手術用コンソール２０、吸引ポンプ７４、手術廃棄物容器７０若しくは他の廃棄物容器、カセット３４、及び超音波手術用ハンドピース２８を含んでいる。
【００２０】
図２は、手術部位から洗浄流体及び手術廃棄物を除去する、吸引システム４２のコンポーネントの概略図である。コンソール２０、手術廃棄物容器７０、カセット３４、及び／又は超音波手術用ハンドピース２８は、任意数のポート／コネクタを含み、複数のコンポーネントが互いに流体接続されていてもよい。例えば、超音波手術用ハンドピース２８は、超音波手術用ハンドピースコネクタ２６を含んでいてもよい。吸引システム４２の複数のコンポーネントは、様々なチューブ又はラインと一緒に接続されて、吸引通路４０を形成する。吸引ポンプ７４は、吸引通路４０の全体に亘って吸引圧を生成し、これによって液体、気体、固体又はこれらの組み合わせの形態をとる手術廃棄物及び洗浄流体の大部分を、吸引通路４０を通過させて、最終的に手術廃棄物容器７０に移動させる。
【００２１】
カセット３４は、吸引通路４０を備えたラインの一部を含んでいてもよい。カセット３４がコンソール２０に挿入されると、カセット３４及びコンソール２０は、コンソール２０内の吸引マニホールド３６の第１のポート９５、第２のポート９６、及び第３のポート９８に整列されて、図２に示すように、吸引通路４０の複数のラインが、超音波手術用ハンドピース２８、ピンチバルブ６２、及びフィルタ７２から各ポートまで延びるようになる。手術用ハンドピース先端３０は、廃棄物ライン３８に接続されている。廃棄物ライン３８は、手術用ハンドピース先端３０からカセット３４のジョイント４４まで延びる。ジョイント４４は、図２に示すように、吸引通路４０を少なくとも２つの流路に分ける。特に明記しない限り、複数のラインは、チューブ及び／又は流路として説明されることを理解されたい。ジョイント４４は、流体逆流装置４６２を含んでいてもよい。流体逆流装置４６２は、空気が通過することを可能にするが、手術廃棄物又は吸引流体が流体逆流装置４６２を超えて吸引通路４０の部分に入り込まないようにする。
【００２２】
１つの構成では、ジョイント４４は、第１のジョイントポート４４０、第２のジョイントポート４４２、及び第３のジョイントポート４４４を備えている。手術廃棄物容器７０は、第１の手術廃棄物容器ポート４４６、及び第２の手術廃棄物容器ポート４４８を含んでいる。第１の手術廃棄物容器コネクタ８２は、第１の手術廃棄物容器ポート４４６に接続され、第２の手術廃棄物容器コネクタ６６は、第２の手術廃棄物容器ポート４４８に接続されている。
【００２３】
吸引通路４０の複数の流路は、ジョイント４４、手術廃棄物容器７０、及び吸引ポンプ７４に関連して説明することができる。第１のジョイントポート４４０は、超音波手術用ハンドピース２８から延びる第１の流路４５０に接続されている。第２の流路４５２は、第２のジョイントポート４４２及び第１の手術廃棄物容器ポート４４６に接続されている。第３の流路４５４は、第３のジョイントポート４４４に接続され、第４の流路４５６は、第２の手術廃棄物容器ポート４４８に接続されている。第４の流路４５６は、第２の手術廃棄物容器ポート４４８から吸引ポンプ７４まで少なくとも部分的に延びている。
【００２４】
換言すると、吸引通路４０は、３つの部分に分けることができる。吸引通路４０の第１の部分４０ａは、第２の手術廃棄物容器コネクタ６６と吸引ポンプ７４との間に配置されている。吸引通路４０の第２の部分４０ｂは、ジョイント４４から始まって第２の通気バルブ６０まで吸引通路４０に沿って延びている。第２の通気バルブ６０は、以下で説明するように、吸引通路４０を大気開放するために使用することができる。吸引通路４０の第３の部分４０ｃは、ジョイント４４から第１の手術廃棄物容器コネクタ８２まで少なくとも部分的に延びている。
【００２５】
特に明記しない限り、第１の流路４５０が廃棄物ライン３８に関連付けられ、第２の流路４５２が吸引通路４０の第３の部分４０ｃに関連付けられ、第３の流路４５４が吸引通路４０の第２の部分４０ｂに関連付けられ、第４の流路４５６が吸引通路４０の第１の部分４０ａに関連付けられることを理解されたい。
【００２６】
付加的に又は代替的に、吸引通路４０は、２つの流路、即ち、クリーンサイド流路４５８及びダーティサイド流路４６０に分れていてもよい。クリーンサイド流路４５８は、吸引ポンプ７４と手術廃棄物容器７０との間に配置されている。ダーティサイド流路４６０は、超音波手術用ハンドピース２８と流体逆流装置４６２との間に配置されている。流体逆流装置４６２は、ダーティサイド流路４６０に連通した状態で設けられ、クリーンサイド通気機構４６４は、クリーンサイド流路４５８に連通した状態で設けられていてもよい。クリーンサイド通気機構４６４は、第１の通気バルブ５４を含んだ第１の通気機構であってもよいことを理解されたい。いくつかの構成では、このシステム４２は、第２の通気バルブ６０を含んだ第２の通気機構４６１を備えている。流体逆流装置４６２は、ダーティ流路４６０に新気を導入することによって、吸引圧の消失を促進するように実装することができる。図３を参照すると、「クリーンサイド」には手術廃棄物（例えば、組織や体液）がなく、「ダーティサイド」には手術部位から吸引した手術廃棄物が含まれている。「クリーンサイド」は、吸引ポンプ７４（図３では図示せず）と手術廃棄物容器７０との間である。「ダーティサイド」は、超音波手術用ハンドピース２８と流体逆流装置４６３（図３では図示せず）との間である。換言すると、この構成では、手術廃棄物容器７０は、流路のクリーンサイドとダーティサイドとの間に機能的な境界を提供することができる。
【００２７】
第２の通気機構４６１を介して、第３の部分４０ｃ及び／又はダーティサイド流路４６０に直接通気することを可能にするため、流体逆流装置４６２、重力、吸引の方向性（手術廃棄物が流体逆流装置４６２から離れる方向に流れることを保持する傾向がある）、及びダーティサイド流路４６０の組み合わせを使用することができる。これらの設計の特徴は、手術廃棄物が第２の通気機構４６１を汚染しないことを保証する。
【００２８】
吸引通路４０の複数のライン、通路、及び／又は部分を提供することによって、このシステム４２の利点は、第１のセンサ４８及び第２のセンサ５７による圧力の二重調整である。さらに、このシステム４２の他の利点は、詰まり検知による動作中の制御応答性の向上である。第１のセンサ４８は、吸引通路４０の第１の部分４０ａにおける圧力を感知するとともに、廃棄物容器圧力を監視するように配置されている。第２のセンサ５７は、吸引通路４０の第２の部分４０ｂにおける圧力を感知するとともに、超音波手術用ハンドピース先端３０に関連付けられた吸引圧を監視するように配置されている。このシステム４２は、第１及び第２のセンサ４８，５７からの信号に基づいて、第１の通気バルブ５４及び第２の通気バルブ６０を制御するコントローラ１０２を含んでいる。付加的に又は代替的に、クリーンサイド通気機構４６４は、第１の通気バルブ５４を含んでいてもよい。流体逆流装置４６２は、ジョイントバルブ又はボールバルブ８６を含んだジョイント４４であってもよい。第１及び第２の通気バルブ５４，６０は、開弁すると大気又は新気をシステム４２に導入して吸引圧を消失させる。第１のセンサ４８及び第２のセンサ５７による二重調整及び詰まり検出については、以下に詳細に説明する。
【００２９】
二重調整によって、システム４２は、手術廃棄物容器７０における圧力、及び手術部位の圧力を調整する。システム４２は、超音波手術用ハンドピース２８の様々な動作中の制御応答性、全体的な広い範囲の吸引制御、吸引設定値の細かい調整、及び最適な吸引性能を向上させる。例えば、二重調整（例えば、第１の通気機構及び第２の通気機構の使用）を使用すると、大幅に低い吸引レベルを達成することができる。これによって、組織の「吸引」力が大幅に減少する。これは、もろい組織を避けるために重要であり、患者及び手術者に快適性を提供する。
【００３０】
超音波手術用ハンドピース２８を使用して、液体及び固体の物質が手術部位から廃棄物ライン３８に吸引されると、手術廃棄物は、ジョイント４４及びピンチバルブ６２を通過して流れる。この構成では、吸引通路４０が手術廃棄物容器７０に対して開いており、重力が吸引通路４０の第２の部分４０ｂから手術廃棄物を除去する。第２の手術廃棄物容器ポート４４８は、フィルタ７２に接続された、第２の手術廃棄物容器コネクタ６６に接続されている。フィルタ７２は、コンソールの観点（perspective）から見て、手術廃棄物容器７０の近位にある。フィルタ７２は、手術廃棄物容器７０によって捕捉されなかった、手術廃棄物の残りを吸引通路４０の第２の部分４０ｂから除去するように設計されている。フィルタ７２は、カセットアセンブリ及び／又はチューブの一部であってもよく、フィルタ７２は、手術後に容易に破棄及び交換することができる。フィルタ７２は、他のラインを介して、第１のポート９５によりコンソール２０に接続されている。
【００３１】
図４は、カセット３４の分解図を示している。１つの構成では、カセットはオプションであってもよい。換言すると、カセット３４自体は省略されてもよいが、超音波手術用ハンドピース２８を手術廃棄物容器７０に接続するラインは、ジョイント４４と同様に、依然として含み得る。図４に示すように、ジョイント４４は、ボールバルブ８６、又は任意の他のタイプの流体逆流装置４６２を含んでいる。
【００３２】
ボールバルブ８６／流体逆流装置４６２は、吸引通路４０の第２の部分４０ｂから吸引通路４０の第３の部分４０ｃに空気が通過することを可能にするが、手術用ハンドピース先端３０から吸引通路４０の第２の部分４０ｂへと手術廃棄物又は吸引流体が入り込まないようにする、一方向弁である。ボールバルブ８６は、そのボールが重力によって開弁位置に付勢され、吸引通路４０の第３の部分４０ｃからの流体の影響によって、閉弁位置まで上方に押し付けられるように取り付けられている。また、ボールバルブ８６に隣接した遠位にチャンバ８８が設けられており、ボールバルブ８６を通過して吸引通路４０の第２の部分４０ｂに入り込む手術廃棄物を保持する。チャンバ８８は、傾斜した底面を有していてもよい。ボールバルブ８６のボールがその静止位置に戻ると、チャンバ８８の傾斜した底面によって、ボールバルブ８６を通過した手術廃棄物が、吸引通路４０の第３の部分４０ｃに逆流する。ボールバルブの代わりに、任意のタイプのバルブを使用して、吸引通路４０の第２の部分４０ｂにおける流体の流れを制御してもよい。
【００３３】
図４〜図５Ｂに示すように、カセット３４が使用されて、コンソール２０に対して洗浄ライン及び吸引ラインをより容易に配索することができる。この構成では、洗浄ライン９０及び９２の両方、並びに吸引通路４０が単一のカセット３４の内部に含まれている。特定の構成では、洗浄ライン９０／９２のいずれかが設けられ、超音波手術用ハンドピース２８を洗浄源９１に接続することができる。いくつかの構成では、洗浄液ラインは、カセット３４を介して超音波手術用ハンドピースコネクタ２６に配索することができる。洗浄ライン及び吸引ラインの両方を同じカセット３４に含ませることによって、超音波吸引器のセットアップ及び操作を簡単にする。また、カセット３４の内部にチューブを予めセットすることによって、例えば、吸引通路４０に対するピンチバルブ６２の整合不良が起こる可能性がある、ユーザエラーを回避する。
【００３４】
図５Ａ及び図５Ｂは、カセット３４の図である。ユーザは、片手を必要とする単一の動作で、カセット３４をコンソール２０に挿入する。この単一のアクションが完了することによって、カセットＲＦＩＤ（radio frequency identification）タグ９４が、コンソール２０によって検出される。これは、カセット３４が完全に挿入されたことを示している。カセット３４が挿入されて整合されると、ピンチバルブ６２を作動させることができる。ピンチバルブ６２が作動すると、カセット３４に保持された吸引通路４０の第３の部分４０ｃのチューブを圧縮する。
【００３５】
図７Ａ及び図７Ｂに示すように、コンソール２０には、カセット解放ボタン５００が設けられている。カセットソケット７６は、カセット解放ボタン５００の押し下げに応答して信号を生成する、ホール効果センサ、磁気センサ、又は他の適切なセンサなど、１つ以上のセンサを含んでいてもよい。この構成では、図７Ｂに示すように、カセット解放ボタン５００は磁石９３を含み、カセットソケット７６はホール効果センサ８９を含んだプリント回路基板アセンブリ（ＰＣＢＡ）９９を含んでいる。磁石９３は、カセット３４が挿入されたか、及び／又はカセット３４が排出されたかを検出するのを助ける。カセット解放ボタン５００が押し下げられると、磁石９３がホール効果センサ８９に近づくにつれて、カセット３４が排出されそうであることを検出するのを助ける。これに応答して、システム４２、コントローラ１０２、及び／又はＰＣＢＡ９９は、カセット３４が排出される前に、ピンチバルブ６２を開放する。これによって、カセット３４が適切に排出されることを保証する。
【００３６】
カセットハウジング８４は、図５Ｂに示すように、ピンチバルブ６２と整列する、吸引通路４０の第３の部分４０ｃを規定するチューブの上方に、開口部８５を含んでいる。図５Ｂに示すように、カセット３４がコンソール２０に挿入されると、カセットハウジング８４の開口部８５は、ピンチバルブ６３に隣接して配置される。図６に示すように、ピンチバルブが作動すると、ロッド１７２を使用して吸引通路４０の第３の部分４０Ｃを挟み込む。ピンチバルブ６２は、吸引圧が超音波手術用ハンドピース先端３０に到達しないようにする。より具体的には、ピンチバルブ６２は、超音波手術用ハンドピース先端３０における吸引圧の高応答の遮断を確実にすることによって、吸引通路４０における閉塞度に影響を及ぼす。
【００３７】
また、コンソール２０は、図７Ａに示すように、３方向ソレノイドバルブ６４を更に含んでいてもよい。３方向ソレノイドバルブ６４は、ピンチバルブ６２の動作を制御する。３方向ソレノイドバルブ６４は、吸引通路４０の第１の部分４０ａを介して、吸引ポンプ７４に接続されている。吸引システム４２が作動して手術用ハンドピース先端３０において手術廃棄物が除去されると、ピンチバルブ６２は、３方向ソレノイドバルブ６４によって大気と接続される。この構成では、ピンチバルブ６２は空気圧式であって、３方向ソレノイドバルブ６４のソレノイドを移動させることによって開閉し、図６に示すように、吸引圧が、ピンチバルブ６２のコイル１７０、ロッド１７２、ガスケット１７４及びポンプヘッド１１０を含む機械式アクチュエータ１００と係合することが可能になる。他の構成では、ピンチバルブ６２は電気的に作動され、３方向ソレノイドバルブ６４は不要である。
【００３８】
ピンチバルブ６２及び３方向ソレノイドバルブ６４に関して、吸引システム４２は、標準モード及び同期モードを含む、１つ以上のモードで動作することができる。標準モードでは、ピンチバルブ６２及び３方向ソレノイドバルブ６４は、手術用ハンドピース２８を作動させるためにフットペダル３２が踏み込まれたか否かと同様に動作する。コンソール２０への電源がオンであるときにはいつでも、標準モードでは、超音波手術用ハンドピース先端３０で吸引が行われる。標準モードでは、吸引通路４０を介してピンチバルブ６２が手術用ハンドピース先端３０を手術廃棄物容器７０及び吸引ポンプ７４に開放接続している場合、ピンチバルブ６２は連続して静止状態にある。
【００３９】
具体的には、標準モードでは、３方向ソレノイドバルブ６４は、大気に対して常に開かれ、吸引ポンプ４０に対して閉じられている。これによって、吸引圧が手術用ハンドピース先端３０に到達し、手術部位において吸引を可能にする。常にオンになるように設計された吸引システムに関し、システム４２は、３方向ソレノイドバルブ６４又はピンチバルブ６２なしで製作することができる。
【００４０】
吸引のための第２の潜在的な動作モードは、同期モードである。同期モードでは、フットペダル３２が踏み込まれておらず手術用ハンドピース先端３０が振動している場合、吸引圧が手術部位に到達することは許可されない。具体的には、フットペダル３２が踏み込まれておらず超音波手術用ハンドピース先端３０が振動していない場合、ピンチバルブ６２が作動状態にあり、手術用ハンドピース先端３０と吸引ポンプ７４との間の接続が閉塞されている。ピンチバルブ６２は、３方向ソレノイドバルブ６４によって作動する。フットペダル３２が踏み込まれていない場合、３方向ソレノイドバルブ６４のソレノイドが移動し、ピンチバルブ６２は、大気に対して閉じられ、吸引ポンプ４０に対して開かれる。これによって、吸引圧が手術用ハンドピース先端３０及び手術部位に到達されないようにする。フットペダル３２が踏み込まれていない場合、第２の通気バルブ６０もまた大気に対して開き、手術部位における吸引圧を急速に消失させる。
【００４１】
同期モードでは、吸引システム４２は、フットペダル３２が踏み込まれて超音波手術用ハンドピース２８を作動させる場合、上述した標準モードと同様に機能する。例えば、ピンチバルブ６２が静止状態にあれば、フットペダル３２が踏み込まれれると、吸引通路４０は、超音波手術用ハンドピース先端３０と吸引ポンプ７４との間を開通させる。
【００４２】
吸引ポンプ７４は、３方向ソレノイドバルブ６４を介して、ピンチバルブ６２に選択的に接続されている。ピンチバルブ６２は、図７Ａ及び図７Ｂに示すように、カセット３４のソケット７６に接続されている。この構成では、吸引ポンプ７４は、吸引ポンプ７４のエレメントを圧送された空気から分離した状態に保持する、二重ダイヤフラム設計を使用する。また、２つのダイヤフラムは、ピストンの各ストロークについて、単一のダイヤフラムの２倍の空気流を供給し、吸引ポンプ７４が低速で動作することを可能にする。さらに、この構成では、ポンプヘッド１１０は、機械的なポンピングノイズを低減するプラスチックであってもよい。図５に示すように、ポンプヘッド１１０は、直列に配置されて吸引通路４０の長さを短くする。吸引ポンプ７４の近くのチューブの長さを短くすると、チューブが振動して望ましくないノイズを発生する可能性を制限する。
【００４３】
図７Ｂは、第１の通気バルブ５４、第２の通気バルブ６０及びコントローラ１０２を含んだ、吸引マニホールド３６を示している。図７Ｂはまた、ユーザがカセット３４を挿入する、カセットソケット７６を示している。図７Ｂにも示されているように、カセット３４のソケット７６は、ピンチバルブ６２に対する開口部を含んでいる。カセット３４が適切に挿入されると、カセットハウジング８４における開口部８５がソケット７６の開口部と整列し、ピンチバルブ６２が吸引通路４０のラインに係合することを可能にする。
【００４４】
図７Ｃ及び図８は、吸引マニホールド３６の代替的な拡大図である。吸引マニホールド３６は、第１のセンサ４８、第２のセンサ５７、第１の通気バルブ５４、第２の通気バルブ６０及びプリント回路基板１０２を含んでいる。この構成では、差圧センサ５０ａ及びゲージ圧センサ５２ａを含んだ第１のセンサ４８は、手術廃棄物容器７０における第１の吸引圧１８０を決定し、第１の吸引圧１８０に基づいて測定された廃棄物容器圧力信号１３２を生成するのに利用可能である。同様に、差圧センサ５０ｂ及びゲージ圧センサ５２ｂを含んだ第２のセンサ５７は、手術部位における第２の吸引圧１８２を決定し、測定された先端圧力信号１３３を生成するのに利用可能である。これらの信号の両方は、この構成ではプリント回路基板１０２であるコントローラ１０２に供給され、第１の通気バルブ５４及び第２の通気バルブ６０を制御する。
【００４５】
吸引マニホールド３６は、吸引ポンプ７４から吸引通路４０及びピンチバルブ６２へと空気流を分流するのを助ける。差圧センサ５０ａ，５０ｂを使用して、吸引通路４０の第１の部分４０ａ及び第２の部分４０ｂにおける圧力又は流量を監視することができる。付加的に又は代替的に、ゲージ圧センサ５２ａ，５２ｂを使用して、第１の部分４０ａ及び第２の部分４０ｂにおける圧力を監視することができる。図７Ａ〜図７Ｃに示す機械加工マニホールド１０４は、任意の他のバルブやマフラーと同様に、第１の通気バルブ５４及び第２の通気バルブ６０を介して大気に対する通気を操作することによって、吸引通路４０の第１の部分４０ａ及び第２の部分４０ｂにおける吸引流を分配する。
【００４６】
図７Ａ〜図７Ｃに示すメインマフラー１０６は、吸引ポンプ７４からのポンピング排気ノイズを小さくする。脈動する排気は、システム４２における最大のノイズ要因の１つである。この構成では、機械式アクチュエータ１００は、大きな断面流路を有し、ピンチバルブ６２における吸引圧を大気に迅速に放出することを可能にする。これによって、ピンチバルブ６２がその開弁位置に迅速に戻ることが可能になる。
【００４７】
図９は、例示的な圧力センサの回路図である。この例では、１５ＰＳＩセンサが、吸引通路４０に接続されている。吸引通路４０の測定は、差圧センサ５０ａ，５０ｂ、及びゲージ圧センサ５２ａ，５２ｂを使用して行うことができる。第１及び第２のセンサ４８，５７は、圧力を表す電圧を出力する。電圧信号は、この構成では、調整可能なゲインを持つ作動演算増幅器である増幅器１２０に送られる。そして、感知された信号は、信号からノイズを低減するローパスフィルタ１２２を通過する。この構成では、ローパスフィルタ１２２は、コンデンサ１２３及び抵抗１２４を備えている。最後に、信号は、整流器１２５によって処理されて、修正信号を生成する。修正信号はまた、コントローラ１０２で処理される。感知された信号の処理は、特定のハードウエアを使用するように示されているが、汎用のハードウエア及びソフトウエアを使用して行うようにしてもよい。
【００４８】
II．二重調整
吸引中の制御応答性を向上させるために、コンソール２０、より具体的には、吸引マニホールド３６は、第１の通気バルブ５４、第１のセンサ４８、第２の通気バルブ６０、及び第２のセンサ５７を含んでいる。上述したように、第１の通気バルブ５４は、クリーンサイド通気機構に関連付けられていてもよい。第１の通気バルブ５４は、吸引通路４０の第１の部分４０ａに沿って配置され、第２の通気バルブ６０は、吸引通路４０の第２の部分４０ｂの終端、又は流体逆流装置４６２の近位点に配置され、吸引システム４２を調整する。
【００４９】
コンソール２０は、コントローラ１０２を含んでいてもよい。第１及び第２のセンサ４８，５７は、コントローラ１０２に接続されて、システム４２の二重調整を提供する。コントローラ１０２は、第１及び第２の通気バルブ５４，６０を制御して、吸引システム４２における吸引レベルを調整するように構成されている。より具体的には、コントローラ１０２は、第１のセンサ４８及び第２のセンサ５７の出力に基づいて、第１の通気バルブ５４の位置、及び第２の通気バルブ６０の位置を夫々独立して制御するように構成されている。
【００５０】
第１の通気バルブ５４及び第２の通気バルブ６０の両方に対する調整は、手術部位における所望の吸引圧を維持するのを助ける。この構成では、第１の通気バルブ５４及び第２の通気バルブ６０は、可変流量ｉＤＰ（intelligent diagnostic positioner）バルブである。第１の通気バルブ５４及び第２の通気バルブ４０を通過する空気流は、コントローラ１０２の第１のＰＩＤ（比例積分微分）制御ループ１２６及び第２のＰＩＤ制御ループ１２８によって制御される電流に比例する。第１及び第２のＰＩＤ制御ループ１２６，１２８は、以下で詳細に説明する。
【００５１】
第１のセンサ４８は、吸引通路４０の第１の部分４０ａに沿って配置され、手術廃棄物容器７０における圧力を効果的に感知する。また、より速く、より高応答の制御を行うために、第２のセンサ５７及び第２の通気バルブ６０は、吸引通路４０の第２の部分４０ｂに沿って含まれている。
【００５２】
この構成では、第１のセンサ４８は、差圧センサ５０ａ及び／又はゲージ圧センサ５２ａを含んでいてもよい。代替的な構成では、様々なタイプの圧力センサを使用することができる。第１のセンサ４８からの測定値は、コントローラ１０２に送信されて第１の通気バルブ５４を制御し、大気に対して吸引通路４０の第１の部分４０ａを選択的に開放する、第１の入力信号２３２を生成するために使用される。第１の入力信号は、第１の吸引圧１８０に基づいていてもよい。付加的に又は代替的に、第１の入力信号２３２は、測定された破棄物容器圧力信号１３２であってもよい。他の構成では、第１の入力信号２３２は、最大の第１の通気電流１５６又は第１の通気電流１６４に基づいていてもよい。
【００５３】
第１のセンサ４８によって供給される信号に基づいて、第１の通気バルブ５４は、大気に対して吸引通路４０を開放するように配置されていてもよい。これは、第２の通気バルブ６０が開くことによって引き起こされる、超音波手術用ハンドピース２８の先端３０における吸引圧の低下より遅い応答速度であっても、吸引通路４０の第１の部分４０ａ、及び最終的には吸引通路４０の全体における吸引圧を低下させる。第１の通気バルブ５４は、機械的、電気的又は空気圧的に動作する可変バルブであってもよい。
【００５４】
吸引通路４０の第１の部分４０ａに沿って配置された第１のセンサ４８及び第１の通気バルブ５４の組み合わせは、手術部位における吸引圧を制御するのを助ける。しかしながら、第１の通気バルブ５４によって提供される制御は、大容量の手術廃棄物容器７０、吸引通路４０の第１の部分４０ａ、及び吸引通路４０の第３の部分４０ｃによって、システム４２における圧力の変化に応答するのが遅い場合がある。吸引通路４０の第１の部分４０ａ、及び吸引通路４０の第３の部分４０ｃの追従（compliance）（吸引通路４０の第１の部分４０ａ及び吸引通路４０の第３の部分４０の膨張収縮）は、問題を悪化させる。その理由は、吸引通路４０の部分４０ａ，４０ｂ及び４０ｃを規定するラインが拡張し、システム４２における圧力変化につれて、さらに大容量となる可能性があるためである。
【００５５】
制御応答性を向上させるために、第２のセンサ５７及び第２の通気バルブ６０は、吸引通路４０の第２の部分４０ｂに沿って含まれている。第１のセンサ４８と同様に、第２のセンサ５７は、差圧センサ５０ｂ及び／又はゲージ圧センサ５２ｂを含んでいてもよい。第１のセンサ４８及び第２のセンサ５７は、圧力センサ、温度センサ、超音波センサ、及び気体センサを含んだ任意のタイプのセンサであってもよいが、これに限定されないことを理解されたい。第１のセンサ４８及び第２のセンサ５７は、任意数の個別のセンサを備えていてもよいことを理解されたい。
【００５６】
第２のセンサ５７は、手術用ハンドピース先端３０における第２の吸引圧１８２を効果的に感知するように構成されている。第２のセンサ５７からの測定値は、コントローラ１０２に送信されて第２の通気バルブ６０を制御し、大気に対して吸引通路４０の第２の部分４０ｂを選択的に開放する、第２の入力信号２３３を生成するために使用される。
【００５７】
第２の通気バルブ６０は、大気に対して吸引通路４０を開放するように動作可能であり、吸引通路４０又は流体逆流装置４６２に近接した位置における圧力を低下させる。より具体的には、第２の通気バルブ６０は、吸引通路４０の第２の部分４０ｂの終端４７に配置されている。この構成では、第２の通気バルブ６０はまた、第２のセンサ５７と比較して遠位にある。第２の通気バルブ６０は、第１の通気バルブ５４と同じ、又は異なっていてもよい。
【００５８】
１つの構成、又は特定のモード中には、超音波手術用ハンドピース２８における吸引圧は、第２の通気バルブ６０によって完全に制御されている。この構成では、システム４２は、より低圧の吸引設定値の感覚を提供し、これによって、超音波手術用ハンドピース２８の先端３０においてより低圧となっており、カセット３４と手術廃棄物容器７０との間の吸引ラインがより高速でクリアされつつ詰まりが低減される。第２のセンサ５７を使用すると、システム４２が手術用ハンドピース２８の先端３０における圧力を監視することができ、これによって、システム４２が吸引ラインにおいて起こり得る詰まりを検出することが可能になる。第２のセンサ５７からの測定値は、先端３０における圧力を表していてもよく、これによって、手術用ハンドピース２８の先端３０における流量を推定するために使用することができる。流量が推定されると、システム４２は、起こり得る詰まりを検出することができる。システム４２がシステム４２における潜在的な詰まりを検出可能になると、手術中に理想的な状態を維持して、必要な超音波エネルギを最適化するのを助ける。
【００５９】
第２の吸引圧１８２は、大容量の手術廃棄物容器７０による影響が少なく、従って、第２のセンサ５７がまたコンソール２０に配置されていても、第２のセンサ５７からの測定値は、超音波手術用ハンドピース２８の先端３０における実際の圧力をよりよく表している。第２の通気バルブ６０を制御することによって、手術用ハンドピース先端３０における圧力を制御する際、第１の通気バルブ５４の制御より速い応答を提供する。手術用ハンドピース先端３０と第２の通気バルブ６０との間の容量は、第１の通気バルブ５４が配置されている手術廃棄物容器７０と吸引通路４０の第１の部分４０ａとの間の容積よりもはるかに小さいため、より高速な制御が達成される。これはまた、大容量の手術廃棄物容器７０と比較して、第２の通気バルブ６０が超音波手術用ハンドピース２８の先端３０に近いためである。また、吸引通路４０の第２の部分４０ｂが吸引通路４０の第１の部分４０ａよりはるかに小さい容積を有しているため、吸引通路４０の第２の部分４０ｂは、追従性が小さく、吸引圧の結果として変形し難い。
【００６０】
吸引制御アルゴリズムは、先端３０及び手術廃棄物容器７０の両方における圧力を表す信号を使用して、第１の通気バルブ５４及び第２の通気バルブ６９に供給する電流を変更することによって吸引を動的に調整し、これによって、システム４２における圧力及び流量を変化させる。
【００６１】
図１０は、超音波手術用ハンドピース２８における吸引圧を制御して、超音波手術用ハンドピース２８の作動中の制御応答性を向上させるために使用される制御システム４２を示す、コントローラ１０２の一部のブロック図である。第１及び第２のＰＩＤ制御ループ１２６，１２８を使用して、吸引通路４０における圧力を調整する。第１及び第２のＰＩＤコントローラ１５２，１５４は、いくつかの入力を使用して、第１の通気電流１６４及び第２の通気電流１６６を夫々出力し、第１及び第２の通気バルブ５４，６０の位置を夫々調整する。
【００６２】
第１及び第２のセンサ４８，５８からの信号は、第１及び第２の入力信号２３２，２３３を供給する。１つの構成では、第１の入力信号２３２は、測定された廃棄物容器圧力信号１３２であり、第２の入力信号２３３は、測定された先端圧力信号１３３である。他の入力は、最大廃棄物容器圧力信号１３８、最小ハンドピース圧力信号１３６、先端詰まり信号、吸引設定値１４０、フットペダル設定値１４２を含んでいてもよい。これらのすべては、以下で詳細に説明する。
【００６３】
第１及び第２のセンサ４８，５７からデータを読み込んで、第１及び第２の通気バルブ５４，６０にインターフェースで接続することによって、第１及び第２のＰＩＤ制御ループ１２６，１２８は、第１及び第２の通気バルブ５４，６０への電流供給を能動的に変更し、システムの応答性を向上させる。また、第１及び第２のセンサがフローメータである特定の構成では、第１及び第２のセンサ４８，５７からの測定値によって、コントローラ１０２がシステム４２の全体の流量を監視し、吸引ラインにおいて起こり得る詰まりを検出することが可能になる。システム４２における詰まりの検出は、以下で詳細に説明する。
【００６４】
第１のＰＩＤ制御ループ１２６は、吸引通路４０の第１の部分４０ａにおける圧力に関する入力を受信し、従って、手術廃棄物容器７０内に維持される吸引レベルを調整することを担当する。これは、ピンチバルブ６２が動作可能であることを保証（それは必要に応じて空気圧によって制御されて、吸引ポンプ７４によって生成された圧力を使用して係合するように）し、所定時間において吸引システム４２で利用可能な最大吸引量を制御する。吸引通路４０の第１の部分４０ａにおける圧力制御応答の時間スケールは、手術廃棄物容器７０内で利用可能な空気量によって主に決定される。
【００６５】
図１０を参照すると、第１のＰＩＤ制御ループ１２６は、第１の通気バルブ５４を制御するように実装されている。第１のＰＩＤ制御ループ１２６では、実際の圧力測定値は、吸引通路４０の第１の部分４０ａに接続された第１のセンサ４８から取得される。この例では、第１のセンサ４８は、測定された圧力に基づいて電圧を出力する。この電圧は、電圧−圧力変換器１３０を使用して、圧力測定値に変換することができる。変換された圧力信号は、測定された廃棄物容器圧力信号１３２である。
【００６６】
目標廃棄物容器圧力信号１３４は、コンソール２０からの電力設定値に加えて、各手術用ハンドピース先端３０、超音波手術用ハンドピース２８、又はコンソール２０に格納することができるパラメータ又は情報に基づいて決定される。この構成では、目標廃棄物容器圧力信号１３４は、吸引設定値１４０、最小ハンドピース圧力信号１３６、及び最大廃棄物容器圧力信号１３８から算出される。目標廃棄物容器圧力信号１３４が算出されると、目標廃棄物容器圧力信号１３４は、第１の結合器（combiner）によって、測定された廃棄物容器圧力信号１３２の負の値と組み合わされる。２つの信号１３４と１３２との間の差は、廃棄物容器圧力誤差信号１４８になる。他の構成では、目標廃棄物容器圧力信号１３４は、測定された廃棄物容器誤差信号１３２及び廃棄物容器圧力誤差信号１４８に関連して、比較、結合、合計などをしてもよい。廃棄物容器圧力誤差信号１４８は、第１のＰＩＤコントローラ１５２に供給される。
【００６７】
吸引設定値１４０及びフットペダル設定値１４２は両方とも、コンソール２０に入力されるユーザ選択である。
【００６８】
また、第１のＰＩＤコントローラ１５２は、最大の第１の通気電流１５６及び最小の第１の通気電流１５８を示す信号を受信する。そして、第１のＰＩＤコントローラ１５２は、第１の通気バルブ５４を開閉させる第１の通気電流１６４を出力する。この構成では、第１の通気電流１６４が変換されて、より大きな電流が第１の通気バルブ５４をより開き、より小さな電流が第１の通気バルブ５４をより閉じる。
【００６９】
１つの構成では、２つのパラメータ、即ち、最大廃棄物容器圧力１３８及び最小ハンドピース圧力１３６は、ＲＦＩＤタグ、又は各手術用ハンドピース先端３０に関連付けられた他のメモリデバイスに格納されている。具体的には、ＲＦＩＤタグは、各手術用ハンドピース先端３０に関連付けられたスリーブに含まれていてもよい。付加的に又は代替的に、コントローラ１０２は、メモリデバイス１６８を含んでいてもよい。手術用ハンドピース先端３０に関連付けられたメモリデバイスは、コントローラ１０２に関連付けられたメモリデバイス１６８と同じ又は異なっていてもよいことを理解されたい。システム４２は、任意数のメモリデバイスを含んでいてもよいことを更に理解されたい。
【００７０】
手術用ハンドピース先端３０又は各先端に関連付けられたスリーブに最大廃棄物容器圧力１３８及び最小ハンドピース圧力１３６を格納することによって、使用される手術用ハンドピース先端３０に応じてシステムの多くの態様が変更されるため、より良いシステムが提供される。システムで達成可能な最大圧力は、吸引圧が放出される速度によって規定される。各手術用ハンドピース先端３０は、異なる吸引特性を有し、これによって、第１の通気バルブ５４及び第２の通気バルブ６０が全開及び／又は全閉となったときに、異なる定常状態圧力を有する。手術用ハンドピース先端３０のそれぞれは、異なる長さ、異なる前吸引孔構成（pre-aspiration hole configurations）、異なるスリーブサイズ、及び異なる幾何学的なすべてのものを一緒に持つことができる。これによって、絶対最小設定値及び絶対最大設定値をもたらす。異なる先端ごとに利用可能な全範囲に亘って制御するために、ＲＦＩＤタグ又は他のメモリデバイスは、吸引制御システムで使用する２つのパラメータを保持している。制御システムが許容する最大廃棄物容器圧力１３８、及び制御システムが許容する最小先端圧力１３６である。最大廃棄物容器圧力信号１３８は、図１０において、既に最大廃棄物容器圧力信号１３８を考慮した、圧力範囲として表されている。
【００７１】
最大廃棄物容器圧力信号１３８は、通常、超音波手術用ハンドピース先端３０を閉塞せずに、第１の通気バルブ５４及び第２の通気バルブ６０を全閉した状態で達成可能な最高圧力である。場合によっては、先端が最大限に開いて、最低の吸引の場合と最高の吸引の場合との間に最小の圧力差があると、達成可能な最高圧力は、最大廃棄物容器圧力より高く設定される。
【００７２】
達成可能な最小定常状態吸引圧力は、第１及び第２の通気バルブ５４，６０が全開し、手術用ハンドピース先端３０が手術用ハンドピース２８及びコンソール２０に取り付けられた状態で、吸引通路４０の第２の部分４０ｂから取得された、第２のセンサ５７からの測定値である。この値が使用されて、考えられる最低通気側圧力設定値が設定される。それなしでは、吸引における低圧設定値の多くは、互いに区別がつかないであろう。即ち、圧力設定点は、常に測定された圧力の下にあり、第１及び第２の通気バルブ５４，６０を全開にしたままでは、所望の設定点に決して到達しない。
【００７３】
図１０に戻ると、第２のＰＩＤ制御ループ１２８は、第２の通気バルブ６０を介して超音波手術用ハンドピース先端３０で利用可能な吸引圧の高速制御に使用されて、吸引負荷／閉塞が急速に変化する状況下であっても、一定の吸引圧を可能にする。これは、外科医が利用可能な先端の吸引力の繊細、正確及び高速な制御について望ましい。先端における圧力変化の時間スケールは、廃棄物容器の時間スケールよりはるかに速く、第２のセンサ５７を手術用ハンドピース先端３０に接続するチューブの容積によってのみ制限される。この第２のＰＩＤ制御ループ１２８は、第１のＰＩＤ制御ループ１２６と同様な入力及び同様な方法で動作する。
【００７４】
第２のＰＩＤ制御ループ１２８では、実際の圧力測定値は、吸引通路４０の第２の部分４０ｂに接続、又はダーティサイド流路４６０に連通する第２のセンサ５７から取得される。この例では、第２のセンサ５７は、測定された圧力に基づいて電圧信号を出力する。この電圧信号は、第２の電圧−圧力変換器１３１を使用して、圧力測定値に変換することができる。測定された先端圧力信号１３３は、第２の結合器１４６によって、目標先端圧力信号１３５と結合される。目標先端圧力信号１３５は、各手術用ハンドピース先端に関連付けられたメモリデバイスに格納されたパラメータに基づいて決定される。
【００７５】
付加的に又は代替的に、目標先端圧力信号１３５は、先端詰まり閾値に基づいていてもよい。先端詰まり閾値は、各手術用ハンドピース先端に関連付けられたメモリデバイス、又はコントローラ１０２に関連付けられたメモリ１６８に格納されたパラメータであってもよい。先端詰まり閾値が決定されると、システム４２は、動作ルーチン３００を使用した詰まり検出システムに入り、超音波手術用ハンドピース２８内に詰まりが検出されたか否かを決定する。動作ルーチン３００は、以下で詳細に説明する。
【００７６】
第２のＰＩＤ制御ループ１２８は、吸引設定値１４０、フットペダル設定値１４２、最小ハンドピース圧力信号１３６、及び最大廃棄物容器圧力信号１３８から目標先端圧力１３５を算出し、目標先端圧力信号１３５は、測定された先端圧力信号１３３と結合されて先端圧力誤差信号１５０を生成する。先端圧力誤差信号１５０は、先端圧力信号１３３に基づいた先端誤差信号であることを理解されたい。この構成では、目標先端圧力信号１３５は、測定された先端圧力信号１３３の負の値と結合される。２つの信号の差は、ハンドピース圧力誤差信号１５０である。先端圧力誤差信号１５０は、第２のＰＩＤコントローラ１５４に供給される。また、第２のＰＩＤコントローラ１５４は、第２の通気バルブ６０に関する最大の第２の通気電流１６０、及び最小の第２の通気電流１６２を示す信号を受信する。第２のＰＩＤコントローラ１５４は、第２の通気バルブ６０を開閉させる、第２の通気電流１６６を出力する。この構成では、第２の通気電流１６６が反転されて、より大きい第２の通気電流１６６が第２の通気バルブ６０をより開き、より小さい第２の通気電流１６６が第２の通気バルブ６０をより閉じる。
【００７７】
第１及び第２の通気バルブ５４，６０の位置は、コンソール２０によってメモリデバイス１６８に格納することができる。その代わりに、第１及び第２の通気バルブ５４，６０の位置は、測定された廃棄物容器圧力信号１３２と目標廃棄物容器圧力信号１３４との間、及び測定された先端圧力信号１３３と目標先端圧力信号１３５との間の比較、結合、評価又は数学的な関係に夫々基づいていてもよい。
【００７８】
図１１は、目標圧力信号をどのように設定することができるか、及びそのような信号がどのように吸引設定値１４０、最小ハンドピース圧力信号１３６及び最大廃棄物容器圧力信号１３８に関連することができるかの一例を示している。最小ハンドピース圧力１３６及び最大廃棄物容器圧力１３８に加えて、図１１では考慮すべき他の２つのポイントがある。実際の廃棄物容器圧力及び目標の廃棄物容器圧力を表す線上においてＬＰで示された低点がある。非常に低い吸引設定値で制御されている間、廃棄物容器圧力が常時目標廃棄物容器圧力１３４より高いままである点ＬＰがある。これは、システム４２が第２の通気バルブ６０によって完全に制御されていることを意味している。このシナリオでは、システム４２は、先端３０においてより低圧を有しており、より低い吸引設定値の感覚を提供しつつ、カセット３４と手術廃棄物容器７０との間の吸引ラインがより高速にクリアされて詰まりを低減する。
【００７９】
実際及び目標のハンドピース圧力を表すライン上においてＨＰで示された点の上限では、第２の通気バルブ６０が完全に閉弁して、より高圧に変更可能となる。手術廃棄物容器７０の主な空気圧容量が既に十分排出され、吸引通路４０の第２の部分４０ｂのチューブ自体に残っているものがすべてであるために、この応答は高速である。これによって、所望のより高圧を迅速に達成するより高い設定値が可能となる。この点より高い吸引設定値の負荷の下では、システム４２の圧力が、制御目標の上部と迅速に一致する。
【００８０】
最後に、図１１のグラフ及び図１２の概略図から分かるように、システム４２は、吸引通路４０の第２部分４０ｂより吸引通路４０の第１の部分４０ａにおいて高圧が維持されるように設計されていてもよい。付加的に又は代替的に、システム４２の「ダーティサイド」より「クリーンサイド」においてより高圧が維持され、手術破棄物容器７０が２つのサイド間に機能的な境界を提供する。換言すると、手術廃棄物容器７０及びフィルタ７２から吸引ポンプ７４までがより高圧に維持される一方、手術用ハンドピース先端３０及び吸引通路４０の残りの部分がより低圧に維持される。圧力差は、第１及び第２の通気バルブ５４，６０を制御するコントローラ１０２によって維持される。第２の通気バルブ６０を介して大気が吸引通路４０の第２の部分４０ｂに入り込むと、手術用ハンドピース先端３０において圧力が急速に低下する。
【００８１】
図１２は、空気抵抗を表す概略的な電気接続を使用した、吸引システムの概略図を示してる。図示するように、手術廃棄物容器７０の片側とピンチバルブ６２との間に３つのコンポーネント（クリーンサイドチューブ、フィルタ７２、及び手術廃棄物容器／キャニスタチューブ）がある。一方、ピンチバルブ６２と手術廃棄物容器７０との間にダーティサイドチューブがある。「ダーティサイド」には、２つのダーティサイドチューブ、及びボールバルブ８６／流体逆流装置４６２が設けられている。第２のセンサ５７（差圧センサ５０ｂ及びゲージ圧センサ５２を含む）、第２の通気バルブ６０、及びディフューザが、ボールバルブ８６／流体逆流装置４６２に連通した状態で設けられている。「クリーンサイド」には、吸引ポンプ７４、第１のセンサ４８（差圧センサ５０ａ及びゲージ圧センサ５２ａを含む）、クリーンサイドチューブ、フィルタ７２、及び手術廃棄物容器／キャニスタフィルタが設けられている。マフラーフィルタが、吸引ポンプ７４に連通した状態で設けられている。
【００８２】
大容量の手術廃棄物容器７０及びシステム４２の空気抵抗のために、吸引通路４０のすべての部分が連通されていても、吸引通路４０の第１の部分４０ａにおいて所定時間の間、より高圧を維持することができる。圧力差は、吸引通路４０の第１の部分４０ａに手術廃棄物が入り込まないことを確実にするのを助ける。これは、フィルタ７２と吸引ポンプ７４との間のチューブが患者間で交換されないので重要である。
【００８３】
III．詰まり検出
超音波手術用ハンドピース２８の動作中、一般的な困った問題は、超音波手術用ハンドピース先端３０の詰まり又は閉塞から発生する。先端３０が詰まっている間、吸引ポンプ７４が動作し続け、超音波手術用ハンドピース２８内に吸引圧が蓄積する。やがて、詰まりが解消されると圧力が低下するので、大量の手術廃棄物があまりにも急激に吸引される。これは、閉塞後のサージ（a post-occlusion surge）として知られている。図１３を参照すると、システムは、手術用ハンドピース２８内に詰まりが検知されたか否かを決定する、動作ルーチン３００を実装してもよい。動作ルーチン３００は、サージを低減及び／又は防ぐように設計されている。
【００８４】
第１のセンサ４８及び第２のセンサ５７からの測定値、並びに第１の通気バルブ５４及び第２の通気バルブ６０に夫々インターフェースすることによって、動作ルーチン３００は、以下のステップを経て、手術用ハンドピース２８内に詰まりが検出されたか否かを決定する。１つの構成では、第１及び第２のセンサ４８，５７からの測定値はそれぞれ、第１の流量及び第２の流量であってもよい。
【００８５】
動作ルーチン３００を実装するシステム４２の他の利点は、理想的な組織切除率を維持すること、自動的に吸引を調整して超音波組織切除の理想的な流量を維持すること、ユーザに起こり得る詰まりを警告すること、及びシステム内で自動的に詰まりを解消すること含むが、これに限定されない。
【００８６】
図１３に加えて図２及び図１０を参照すると、動作ルーチン３００は、先端詰まり閾値が提供される、ステップ３０１で開始する。１つの構成では、システム４２がオンになって手術用ハンドピースの先端が取り付けられると、無負荷での最大オープンループ応答に基づく最大圧力から、先端詰まり閾値が算出される。他の構成では、先端詰まり閾値は、先端に関連付けられたスリーブに配置されたメモリスリーブデバイスなど、各手術用ハンドピース先端に関連付けられたメモリデバイスに格納されたパラメータであってもよい。先端詰まり閾値は、起こり得る詰まりを判断するのを助けることができる。
【００８７】
ステップ３０２では、システム４２が、詰まり制御ループに入る。ステップ３０４では、実際の圧力測定値が、第１のセンサ４８及び第２のセンサ５７から取得される。１つの構成では、第１のセンサ４８及び第２のセンサ５７はそれぞれ、差圧センサ５０ａ及び差圧センサ５０ｂであってもよい。他の構成では、第１のセンサ４８及び第２のセンサ５７は、流量センサであってもよい。
【００８８】
そして、ステップ３０６では、第１又は第２のＰＩＤ圧力制御ループ１２６，１２８のいずれかを使用して、第１及び第２のセンサ４８，５７からの測定値を第１の所定パラメータと比較することができる。第１の所定パラメータは、先端３０に関連付けられたメモリデバイス、又はコントローラ１０２のメモリデバイス１６８に格納されていてもよい。先端詰まり閾値が第１の所定パラメータより大きく、かつ吸引設定値１４０が所定のパーセンテージ限度より大きければ、動作ルーチン３００がステップ３０８へと進む。所定のパーセント限度は、手術用ハンドピース先端３０に関連付けられたメモリデバイス、又はコントローラ１０２のメモリデバイス１６８に格納されたパーセンテージであってもよい。
【００８９】
ステップ３０８では、コントローラ１０２が、手術用ハンドピース２８内に起こり得る詰まりが検出されたことを示し、動作ルーチン３００がステップ３１０へと進む。
【００９０】
ステップ３１０では、第１及び第２の吸引圧力測定値１８０，１８２が、第１及び第２のセンサ４８，５７から取得される。より具体的には、第１及び第２のセンサ４８，５７の差圧センサ５０ａ、５０ｂが、吸引通路４０の第１及び第２の部分４０ａ，４０ｂ内の圧力の変化又は低下に基づいて、第１及び第２の入力信号２３２，２３３を夫々出力する。
【００９１】
その後、ステップ３１２では、第１及び第２のセンサ４８，５７からの圧力測定値に基づいて、第１及び第２の流量が夫々推定される。１つの構成では、コントローラ１０２は、差圧センサ５０ａからの入力信号に基づいて第１の流量を推定することができる。同様に、コントローラ１０２は、差圧センサ５０ｂからの入力信号に基づいて第２の流量を推定することができる。その代わりに、第１のセンサ４８及び第２のセンサ５７がフローメータである構成では、コントローラ１０２は、第１及び第２のセンサ４８，５７からの流量測定値に基づいて、第１及び第２の流量を決定することができる。
【００９２】
第１の通気バルブ５４の位置を第１の流量に較正するために、動作ルーチン３００は、第１の通気バルブ５４の位置を繰り返し評価してもよい。ステップ３１４では、第１の通気バルブ５４が閉弁していれば、動作ルーチン３００はステップ３１６へと進み、第１の流量が０に設定される。第１の通気バルブ５４が開弁していれば、動作ルーチン３００はステップ３１８へと進む。
【００９３】
ステップ３１８では、第２の吸引圧１８２が評価されて、第２の流量が較正される。第２のセンサ５７における第２の吸引圧１８２が第２の所定パラメータより小さければ、動作ルーチン３００はステップ３２０へと進み、第２の流量が０に設定される。第２の所定パラメータは、上述したメモリデバイス１６８，１６９のいずれかに格納されたパラメータであってもよい。１つの構成では、第２の所定パラメータは、面積１平方インチ（ＰＳＩ）当たりの力のポンドを表す圧力単位であってもよい。例えば、第２の所定パラメータは、０．００５ＰＳＩであってもよい。
【００９４】
第１及び第２の流量が較正されると、ステップ３２２では、コントローラ１０２は、第２の流量に基づいて先端流量を推定する。そして、コントローラ１０２は、タイマからの入力を用いて第１の所定時間間隔の間、先端流量を連続して評価し、平均先端流量を決定する。上述したように、第２のセンサ５７からの測定値は、手術用ハンドピース先端３０における実際の測定値をより表しており、従って、先端流量は、第２の流量から推定することができる。図１０に示すように、タイマは、コントローラ１０２に接続されている。タイマは、先端詰まり信号の持続時間を計時するように動作可能である。
【００９５】
平均先端流量は、先端流量の移動平均から算出することができる。換言すると、コントローラ１０２は、第１の所定時間間隔の間、先端流量をサンプリングし、特定数の先端流量測定値をローリングウィンドウに格納する。ローリングウィンドウに特定数の先端流量が格納されると、最新の平均が計算される前に、先端流量の最新の標本が最古の標本に置き換わる。例えば、第１の所定時間間隔が３秒であり、特定数が５である。従って、移動平均は、毎秒５つの先端流量の標本に対して算出され、各先端流量は、３秒ごとに破棄される。所定の時間間隔は、超音波手術用ハンドピース２８の先端３０に関連付けられたメモリデバイス、コントローラ１０２に関連付けられたメモリ１６８、又は任意の他のメモリに格納されていてもよいことを理解されたい。
【００９６】
ステップ３２４では、平均先端流量が、先端詰まり閾値と比較される。平均先端流量が先端詰まり閾値より小さければ、動作ルーチン３００はステップ３２８へと進む。平均先端流量が先端詰まり閾値より大きければ、動作ルーチン３００はステップ３２６へと進み、タイマがリセット又はクリアされるとともに、先端詰まり信号がリセットされる。換言すると、コントローラ１０２は、手術用ハンドピース２８内に詰まりが発生していないと判定し、動作ルーチン３００がステップ３０２へと戻る。
【００９７】
他の構成では、平均先端流量を第３の所定パラメータと比較してもよい。第３の所定パラメータは、上述したメモリデバイスのいずれかに格納されたパラメータであってもよい。先端詰まり閾値との比較と同様に、平均先端流量が第３の所定パラメータより大きければ、タイマ及び先端詰まり信号がリセット又はクリアされる。動作ルーチン３００は、ステップ３０２へと戻る。
【００９８】
平均先端流量が先端詰まり閾値又は第３の所定パラメータより小さければ、動作ルーチン３００はステップ３２８へと進む。ステップ３２８〜３３０では、タイマが作動していなければ、タイマが起動、又はゼロ時間開始値からインクリメントされる。
【００９９】
次に、タイマを使用して、動作ルーチン３００が、ステップ３３２において、第２の所定時間間隔の間、平均先端流量を評価する。平均先端流量が、第２の所定時間間隔より長い間、先端詰まり閾値又は第３の所定パラメータより小さければ、コントローラ１０２は、ステップ３３４において、先端詰まり信号を出力する。
【０１００】
先端詰まり信号が動作ルーチン３００から出力されていれば、コントローラ１０２は、手術用ハンドピース２８又は手術用ハンドピース２８の先端内に詰まりが検出されたことを示す。その後、ユーザ及び／又はコントローラは、詰まりを除去して、理想的な組織切除率を維持する次のステップを決定することができる。１つの構成では、先端詰まり信号が出力されていれば、コントローラ１０２は、第１及び第２の通気バルブの位置を自動的に調整し、吸引ポンプ７４の吸引レベルを制御し、吸引設定値又はこれらの任意の組み合わせを調整してもよい。例えば、図１０に示すように、先端詰まり信号は、第２のＰＩＤコントローラへの入力の１つである。コントローラ１０２は、先端詰まり信号の入力に基づいて第２の通気バルブ６０の位置を制御してもよい。
【０１０１】
ステップ３３４において先端詰まり信号が出力されると、動作ルーチン３００はステップ３０２へと戻り、動作ルーチン３００は詰まり制御ループに戻ることができる。これによって、システム４２が自動的に動作ルーチン３００を実装し、手術用ハンドピース２８内に起こり得る詰まりを検出することが可能になる。
【０１０２】
「含む（include）」、「含む（includes）」及び「含んでいる（including）」という用語は、「備える（comprise）」、「備える（comprises）」及び「備えている（comprising）」という用語と同じ意味を有していることを理解されたい。
【０１０３】
本明細書の説明の目的のため、本開示は、反対に明確に指定されている場合を除いて、様々な代替の方向を想定することができると理解されたい。添付図面に図示、及び以下の明細書で説明された、特定のデバイス及び処理は、本明細書で定義された発明概念の単なる例示的な構成であることも理解されたい。従って、本明細書に開示された構成に関する、特定の寸法及び他の物理特性は、特許請求の範囲が明示的に別段の定めをしない限り、これに限定されているとは見做すべきでない。
【０１０４】
箇条書き（Clauses)：
１．超音波手術用ハンドピースにおける吸引圧を制御して吸引中の制御応答性を向上させる吸引システムであって、
前記超音波手術用ハンドピースに流体接続された、コントローラ、吸引ポンプ、第１のセンサ、流体逆流装置、第２のセンサ、クリーンサイド通気機構、及び第２の通気機構を含んだコンソールを備え、
前記コントローラは、前記第１のセンサからの入力信号に基づいて前記クリーンサイド通気機構を制御するするように構成され、
前記コントローラは、前記第２のセンサからの入力信号に基づいて前記第２の通気機構を制御するように構成された、
吸引システム。
【０１０５】
２．超音波手術用ハンドピースにおける吸引圧を制御して吸引中の制御応答性を向上させる吸引システムであって、
前記超音波手術用ハンドピースに流体接続された、コントローラ、吸引ポンプ、第１の通気機構、及び第２の通気機構を含んだコンソールを備え、前記吸引システムは、手術廃棄物容器に連通した状態で配置されるように構成され、
前記コントローラは、前記手術用ハンドピースを通過した液体及び固体の物質の吸引に応答して、前記第２の通気機構を制御するように構成されるとともに、前記コントローラは、前記第１の通気機構を制御して、前記手術廃棄物容器における所望の圧力を維持するように構成された、
吸引システム。
【０１０６】
３．超音波手術用ハンドピースにおける吸引圧を制御する吸引システムであって、
吸引ポンプと、
第１のジョイントポート、第２のジョイントポート、及び第３のジョイントポートを定義し、前記第１のジョイントポートが前記超音波手術用ハンドピースから延びる第１の流路を接続するジョイントと、
前記第２のジョイントポートに接続されるとともに、手術廃棄物容器ポートに接続される第２の流路と、
前記第３のジョイントポートに接続される第３の流路と、
第２の手術廃棄物容器ポートに接続される第４の流路と、
前記第４の流路に接続され、第１の信号を供給するように構成された第１のセンサと、
前記第３の流路に接続され、第２の信号を供給するように構成された第２のセンサと、
前記第１の信号及び前記第２の信号に基づいて先端詰まり信号を出力するとともに、前記先端詰まり信号に基づいて前記吸引ポンプを制御するように構成されたコントローラと、
を備えた吸引システム。
【０１０７】
４．超音波手術用ハンドピースにおける吸引圧を制御する吸引システムであって、
吸引ポンプを含んだコンソールと、
第１のジョイントポート、第２のジョイントポート、及び第３のジョイントポートを定義し、前記第１のジョイントポートが前記超音波手術用ハンドピースから延びる第１の流路に接続されるジョイントと、
前記第２のジョイントポートに接続されるとともに、手術廃棄物容器ポートに接続される第２の流路と、
前記第３のジョイントポートに接続される第３の流路と、
第２の手術棄物容器ポートに接続される第４の流路と、
前記第４の流路に接続され、第１の信号を供給するように構成された第１のセンサと、
前記第３の流路に接続され、第２の信号を供給するように構成された第２のセンサと、
前記第４の流路に接続された第１の通気バルブと、
前記第３の流路に接続された第２の通気バルブと、
前記第１の信号に基いて第１の流量を決定するとともに、前記第２の信号に基づいて第２の流量を決定し、前記第１の信号及び前記第２の信号に基づいて先端詰まり信号を出力し、前記先端詰まり信号に基づいて前記第１の通気バルブの位置及び／又は前記第２の通気バルブの位置を制御するように構成されたコントローラと、
を備えた吸引システム。
【０１０８】
５．超音波手術用ハンドピースにおける吸引圧を制御する方法であって、
吸引ポンプを駆動して吸引システム内に吸引圧を生成するステップと、
前記超音波手術用ハンドピースと流体逆流装置との間に配置されたダーティサイド流路の第１の流量を決定するステップと、
前記吸引ポンプと手術廃棄物容器との間に配置されたクリーンサイド流路の第２の流量を決定するステップと、
前記第１の流量及び前記第２の流量に基づく平均先端流量に基づいて先端詰まり信号を出力するステップと、
前記先端詰まり信号に基づいて前記吸引ポンプを制御するステップと、
を備えた方法。
【０１０９】
６．カセット挿入口を定義するとともに、その中に２つの空気圧コンソールポートを有するコンソールと、
前記コンソールに接続又は前記コンソールに一体化されて、前記空気圧コンソールポートの一方に連通する吸引源と、
前記コンソールに一体化され、前記空気圧コンソールポートの他方に連通する第１の圧力センサと、
前記コンソールに一体化され、前記空気圧コンソールポートの一方に連通する第２の圧力センサと、
前記カセット挿入口内に選択的かつスライド可能に配置されたカセットと、
を備え、
前記カセットは、
その中にチャンバを定義する実質的に剛体のハウジングと、
ポンプの吸入側及び吐出側を含んだポンプの流体移送部と、
少なくとも部分的に前記チャンバ内に配置される複数の流体通路と、
を備え、
前記複数の流体通路は、
前記吸入側に接続される第１の端部、及び供給流体容器に接続される第２の端部を含んだ第１の流体通路と、
前記吐出側に接続される第１の端部、及びハンドピースに接続される第２の端部を含んだ第２の流体通路と、
前記ハンドピースに接続される第１の端部、及び破棄物容器に接続される第２の端部を含んだ第３の流体通路と、
前記ハウジングの第１のコンソールコネクタに接続される第１の端部、及び前記廃棄物容器に接続される第２の端部を含み、前記第１のコンソールコネクタは、前記カセットが前記カセット挿入口に挿入されたとき、前記空気圧コンソールポートの一方に空気圧的に接続される第１の空気圧コネクタポートを有する第４の流体通路と、
前記第３の流体通路に接続される第１の端部、及び前記ハウジングの第２のコンソールコネクタに接続される第２の端部を有し、前記第２のコンソールコネクタは、前記カセットが前記カセット挿入口に挿入されたとき、前記空気圧コンソールポートの他方に空気圧的に接続される第２の空気圧コネクタポートを有する第５の流体通路と、
を備えた、
流体管理システム。
【０１１０】
７．手術用洗浄カセットを使用する方法であって、
その中にチャンバを定義する実質的に剛体のハウジング、前記ハウジングの外部に配置された圧縮可能な蠕動ポンプチューブ、及び少なくとも部分的に前記チャンバに配置された複数の流体通路のそれぞれを有し、前記複数の流体通路は、前記ポンプチューブの第１の端部に接続される第１の端部、及び供給流体容器に接続される第２の端部を含んだ第１の流体通路と、前記ポンプチューブの第２の端部に接続される第１の端部、及びハンドピースに接続される第２の端部を含んだ第２の流体通路と、前記ハンドピースに接続される第１の端部、及び廃棄物容器に接続される第２の端部を含んだ第３の流体通路と、前記ハウジングに固定された第１のコンソールコネクタに接続される第１の端部、及び前記廃棄物容器に接続される第２の端部を含んだ第４の流体通路と、前記第３の流体通路に接続される第１の端部、及び前記ハウジングに固定された第２のコンソールコネクタに接続される第２の端部を有する第５の流体通路と、を有する前記手術用洗浄カセットを提供するステップと、
吸引源を含むか、又は吸引源に接続された制御コンソールに前記カセットを挿入するステップと、
前記第１の流体通路の前記第２の端部を前記供給流体容器に接続するステップと、
前記第２の流体通路の前記第２の端部を前記ハンドピースに接続するステップと、
前記第３の流体通路の前記第１の端部を前記ハンドピースに接続するステップと、
前記第３の流体通路の前記第２の端部を前記廃棄物容器に接続するステップと、
前記第４の流体通路の前記第２の端部を前記廃棄物容器に接続するステップと、
を備えた方法。
【０１１１】
上記の説明では、いくつかの実施形態について説明した。しかしながら、本明細書で論じられた実施形態は、網羅的であること、又は本開示を任意の特定形態に限定することを意図するものではない。使用された用語は、限定ではなく、説明の用語の本質を意図したものである。上記の教示を考慮すれば、様々な修正及び変形が可能であり、本開示は、具体的に説明されている以外の方法で実施することができる。
【図１】
2022502224.tif 000002
【図２】
2022502224.tif 000003
【図３】
2022502224.tif 000004
【図４】
2022502224.tif 000005
【図５Ａ】
2022502224.tif 000006
【図５Ｂ】
2022502224.tif 000007
【図６】
2022502224.tif 000008
【図７Ａ】
2022502224.tif 000009
【図７Ｂ】
2022502224.tif 000010
【図７Ｃ】
2022502224.tif 000011
【図８】
2022502224.tif 000012
【図９】
2022502224.tif 000013
【図１０】
2022502224.tif 000014
【図１１】
2022502224.tif 000015
【図１２】
2022502224.tif 000016
【図１３】
2022502224.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】令和3年5月25日(2021.5.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波手術用ハンドピースにおける吸引圧を制御して吸引中の制御応答性を向上させる吸引システムであって、
吸引ポンプと、
手術用ハンドピースコネクタと前記吸引ポンプとの間で少なくとも部分的に延びる吸引通路であって、当該吸引通路を少なくとも２つの流路に分けるジョイントを更に含んだ吸引通路と、
手術廃棄物容器コネクタと前記吸引ポンプとの間に配置された前記吸引通路の第１の部分に接続され、廃棄物容器圧力を監視して廃棄物容器圧力を供給するように構成された第１のセンサと、
前記吸引通路の前記第１の部分に接続された第１の通気バルブと、
前記ジョイントから始まる前記吸引通路の第２の終端に接続された第２の通気バルブと、
前記吸引通路の前記第２の部分に接続され、前記超音波手術用ハンドピースの先端に関連付けられた吸引圧を監視して先端圧力信号を供給するように構成された第２のセンサと、
前記廃棄物容器圧力信号に基づいて前記第１の通気バルブの位置を制御するとともに、前記先端圧力信号に基づいて前記第２の通気バルブの位置を制御するように構成されたコントローラと、
を備えた吸引システム。
【請求項２】
前記ジョイントは、前記吸引通路を分けるように動作可能なジョイントバルブを備え、前記ジョイントバルブは、第１のジョイントポート、第２のジョイントポート、及び第３のジョイントポートを有し、前記吸引通路の前記第２の部分が前記第３のジョイントポートに接続された、
請求項１に記載の吸引システム。
【請求項３】
前記ジョイントバルブは、手術廃棄物が前記吸引通路の前記第２の部分に入り込まないようにするボールバルブである、
請求項２に記載の吸引システム。
【請求項４】
前記吸引通路の第３の部分は、前記第２のジョイントポートに接続されるとともに、前記手術廃棄物容器コネクタに接続される、
請求項２に記載の吸引システム。
【請求項５】
前記吸引通路の前記第１の部分は、クリーンサイド流路を含み、
前記吸引通路の前記第２の部分は、ダーティサイド流路を含む、
請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載の吸引システム。
【請求項６】
前記吸引通路の前記第１の部分は、前記吸引通路の前記第２の部分より大きな容積を有している、
請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載の吸引システム。
【請求項７】
前記吸引通路の前記第１の部分は、前記吸引通路の前記第２の部分より高い圧力下で追従性を有している、
請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載の吸引システム。
【請求項８】
前記吸引通路の第３の部分に整合するピンチバルブを更に備え、
前記吸引通路の前記第３の部分は、前記ジョイントから前記手術廃棄物容器コネクタまで延び、
前記ピンチバルブは、動作時に、吸引圧が前記超音波手術用ハンドピースの前記先端に到達しないように構成された、
請求項１〜請求項７のいずれか１つに記載の吸引システム。
【請求項９】
前記ピンチバルブに接続される３方向バルブを更に備え、
前記３方向バルブは、前記ピンチバルブを大気及び／又は前記吸引通路の前記第１の部分に接続するように構成された、
請求項８に記載の吸引システム。
【請求項１０】
前記コントローラはさらに、前記第１の通気バルブの位置を制御して、前記手術廃棄物容器において所望の圧力を維持するように構成された、
請求項１〜請求項９のいずれか１つに記載の吸引システム。
【請求項１１】
前記コントローラは、前記第１の通気バルブを制御する第１のＰＩＤ制御ループと、前記第２の通気バルブを制御する第２のＰＩＤ制御ループを更に備えた、
請求項１〜請求項１０のいずれか１つに記載の吸引システム。
【請求項１２】
前記第１のＰＩＤ制御ループは、前記吸引通路の前記第１の部分に接続された前記第１のセンサによって供給された廃棄物容器圧力信号、及び目標廃棄物容器圧力に基づいて、廃棄物容器誤差信号を決定するように構成され、
前記第２のＰＩＤ制御ループは、前記吸引通路の前記第２の部分に接続された前記第２のセンサによって供給された前記先端圧力信号、及び目標先端圧力に基づいて、先端誤差信号を決定するように構成された、
請求項１１に記載の吸引システム。
【請求項１３】
前記コントローラは、前記第１の通気バルブ及び前記第２の通気バルブを調整して、前記吸引通路の前記第１の部分におけるより高圧、及び前記吸引通路の前記第２の部分における比較的より低圧を維持するように構成された、
請求項１〜請求項１２のいずれか１つに記載の吸引システム。
【請求項１４】
超音波手術用ハンドピースにおける吸引圧を制御して吸引中の制御応答性を向上させる吸引システムであって、
吸引ポンプと、
前記超音波手術用ハンドピースに流体連通された状態で配置されるように構成された手術用ハンドピースコネクタと、
前記手術用ハンドピースコネクタと前記吸引ポンプとの間で少なくとも部分的に延びる吸引通路であって、当該吸引通路を第１の部分及び第２の部分に分けるジョイントを更に含んだ吸引通路と、
手術廃棄物容器コネクタと前記吸引ポンプとの間に配置され、前記吸引通路の前記第１の部分に接続された第１の通気バルブと、
前記ジョイントから始まる、前記吸引通路の前記第２の部分の終端に接続された第２の通気バルブと、
前記第１の通気バルブの位置を制御するとともに、前記第２の通気バルブの位置を制御して圧力差を維持し、前記吸引通路の前記第１の部分における圧力が前記吸引通路の前記第２の部分における圧力より高くなるように構成されたコントローラと、
を備えた吸引システム。
【請求項１５】
超音波手術用ハンドピースにおける吸引圧を制御して吸引中の制御応答性を向上させる吸引システムであって、
吸引ポンプを有するコンソールと、
超音波手術用ハンドピースと、
手術廃棄物容器と、
前記吸引ポンプと前記手術廃棄物容器との間に配置されたクリーンサイド流路と、
ダーティサイド流路と、
前記ダーティサイド流路に連通する流体逆流装置と、
前記クリーンサイド流路に連通するクリーンサイド通気機構と、
前記流体逆流装置に連通する第２の通気機構と、
を備え、
前記ダーティサイド流路は、前記超音波手術用ハンドピースと前記流体逆流装置との間に配置された、
吸引システム。
【国際調査報告】
2022502224.tif 000018
2022502224.tif 000019
2022502224.tif 000020
2022502224.tif 000021