(57)【要約】  水晶体流体工学吸引システム内の閉塞解除後のサージを軽減するように真空を急速に通気する装置、システムおよび方法が提供される。吸引システムは、容積式ポンプを利用して流れを発生させ、および通気弁を利用して、眼内でかつポンプで検出された圧力センサフィードバックに基づいて通気するか、または圧力もしくは真空レベルを抑制する。本明細書に記載する実施形態は、急速開放通気弁を提供し、それは、急速開放通気弁の角回転時に急速開放流量応答を生成する。急速開放通気弁における流量性能は、略閉鎖弁位置で弁の有効断面積を増大させることによって改善される。特に、断面積の増大は、通気弁を通して形成された流路の円形縁および開口部を補完する凹状縁部分を形成することによって達成される。
2017538494.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
手術部位に灌流流体を提供するように構成された灌流システムと、
前記手術部位から吸引流体を吸引するように配置された吸引システムであって、
前記吸引流体を前記手術部位から離れて吸引流体ドレンに向けるように構成された吸引路と、
前記吸引路内に配置されたカセットであって、
前記吸引流体を前記吸引路に沿って前記吸引流体ドレンに通すように構成されたポンプインタフェース部分と、
前記ポンプインタフェース部分を迂回して前記吸引路を通気リザーバに接続する通気路と、
固体壁と前記固体壁の第１開口部とを有する弁室であって、前記第１開口部が、前記固体壁と前記第１開口部との間に第１縁部分を有する、弁室と、
前記弁室内に配置され、かつ開放位置と閉鎖位置との間で選択的に回転するように構成された通気弁であって、それを通る流路を備え、かつ前記流路が、選択的に、それを通る流体の流れを阻止するように前記閉鎖位置で前記固体壁と位置合せ可能であり、かつそれを通る流体の流れを可能にするように前記開放位置で前記第１開口部と位置合せ可能である第２開口部を有し、前記通気弁の前記第２開口部が、前記弁室の前記第１縁部分と形状が実質的に相補的である第２縁部分を有し、前記弁室の前記第１縁部分および前記通気弁の前記第２縁部分が、前記通気弁が前記閉鎖位置から前記開放位置に遷移する際に互いを通過する、通気弁と
を備えるカセットと
を備える吸引システムと
を備える水晶体超音波乳化吸引手術システム。
【請求項２】
第１縁部分および前記第２縁部分のうちの一方が凸形状を有し、
前記第１縁部分および前記第２縁部分のうちの他方が、前記凸形状を補完する凹形状を有する、請求項１に記載の水晶体超音波乳化吸引手術システム。
【請求項３】
前記凹形状が円形状の半径と実質的に同じ半径を有する、請求項２に記載の水晶体超音波乳化吸引手術システム。
【請求項４】
前記流路の前記第２開口部が前記凹形状を備え、かつ砂時計形状であって、前記砂時計形状の２つの凹状面を含む砂時計形状を有する、請求項３に記載の水晶体超音波乳化吸引手術システム。
【請求項５】
前記流路が円形断面形状を有し、
前記流路の前記第２開口部が前記砂時計形状から前記流路の前記円形断面形状まで徐々に遷移する、請求項４に記載の水晶体超音波乳化吸引手術システム。
【請求項６】
前記通気弁が回転活栓弁である、請求項１に記載の水晶体超音波乳化吸引手術システム。
【請求項７】
前記通気弁を前記開放位置と前記閉鎖位置との間で回転させて前記通気路を選択的に開放および閉鎖するように構成されたモータと、
ハンドピースに配置されかつ流体圧力を検出するように構成された圧力センサと、
前記圧力センサを介して前記吸引流体における真空を検出し、かつ真空が検出されると前記通気弁を前記閉鎖位置から前記開放位置まで回転させるように前記モータを制御するように構成されたコントローラと
をさらに備える、請求項１に記載の水晶体超音波乳化吸引手術システム。
【請求項８】
前記通気弁が、
前記カセットが前記水晶体超音波乳化吸引手術システムに設置されると前記モータと係合するように構成されたモータ係合部分と、
前記流路が形成される本体部分と
をさらに備え、
前記通気弁が前記弁室に設置されると、前記通気弁の前記本体部分が前記弁室内に配置され、および前記モータ係合部分が前記弁室から突出する、請求項７に記載の水晶体超音波乳化吸引手術システム。
【請求項９】
前記通気弁の前記モータ係合部分が、前記通気弁が回転するときに前記弁室の上面上で摺動するように構成された回転制限部分を備え、
前記弁室が、前記弁室の前記上面に配置された回転ストッパをさらに備え、
前記回転ストッパが、前記通気弁の前記回転制限部分が摺動して前記回転ストッパに衝突すると前記を停止させることにより、前記通気弁の回転を停止させるように構成されている、請求項８に記載の水晶体超音波乳化吸引手術システム。
【請求項１０】
前記通気弁の回転範囲が、前記弁室の前記回転ストッパと前記通気弁の前記回転制限部分との位置およびサイズによって画定される、請求項９に記載の水晶体超音波乳化吸引手術システム。
【請求項１１】
水晶体超音波乳化手術システムの吸引システムで使用されるカセットであって、
吸引流体を吸引路に沿って通すように構成されたポンプインタフェース部分と、
前記ポンプインタフェース部分を迂回して前記吸引路を通気リザーバに接続する通気路と、
固体壁と前記固体壁に形成された第１開口部とを有する弁室であって、前記第１開口部が、前記固体壁と前記第１開口部との間に第１縁部分を有する、弁室と、
前記弁室内に配置され、かつ開放位置と閉鎖位置との間で選択的に回転するように構成された通気弁であって、前記弁室が、それを通る流路を備え、前記流路が、選択的に、それを通る流体の流れを阻止するように前記閉鎖位置で前記固体壁と位置合せ可能であり、かつそれを通る流体の流れを可能にするように前記開放位置で前記第１開口部と位置合せ可能である第２開口部を有し、前記通気弁の前記第２開口部が、前記弁室の前記第１縁部分と形状が実質的に相補的である第２縁部分を有し、前記弁室の前記第１縁部分および前記通気弁の前記第２縁部分が、前記通気弁が前記閉鎖位置から前記開放位置に遷移する際に互いを通過する、通気弁と
を備えるカセット。
【請求項１２】
前記第１縁部分および前記第２縁部分のうちの一方が凸形状を有し、
前記第１縁部分および前記第２縁部分のうちの他方が、前記凸形状を補完する凹形状を有する、請求項１１に記載のカセット。
【請求項１３】
前記第２縁部分の前記凹形状が、前記弁室の前記第１開口部の前記凸形状の半径と実質的に同じ半径を有する、請求項１２に記載のカセット。
【請求項１４】
前記流路の前記第２開口部が、砂時計形状であって、前記砂時計形状の２つの凹状面を含む砂時計形状を有する、請求項１３に記載のカセット。
【請求項１５】
前記流路が円形断面形状を有し、
前記流路の前記第２開口部が、前記砂時計形状から前記流路の前記円形断面形状まで徐々に遷移する、請求項１４に記載のカセット。
【請求項１６】
前記通気弁が回転活栓弁である、請求項１１に記載のカセット。
【請求項１７】
前記弁室が第１熱可塑性材料で形成され、および前記通気弁が、前記第１熱可塑性材料より剛性の低い第２熱可塑性材料で形成され、それにより、前記通気弁が前記弁室内に圧入される、請求項１１に記載のカセット。
【請求項１８】
水晶体超音波乳化手術システムの吸引システムに設置されたカセットで使用される回転通気弁であって、
前記回転通気弁が回転されるモータと係合するように構成されたモータ係合部分と、
流路と前記流路の２つの開口部とが形成されている本体部分であって、前記流路の前記２つの開口部のうちの少なくとも一方の縁部分が凹形状を有する、本体部分と
を備える回転通気弁。
【請求項１９】
前記流路の前記２つの開口部のうちの前記少なくとも一方が、砂時計形状であって、前記砂時計形状の２つの凹状面のうちの一方として前記縁部分を含む砂時計形状を有する、請求項１８に記載の回転通気弁。
【請求項２０】
前記流路が円形断面形状を有し、および前記流路の前記２つの開口部のうちの前記少なくとも一方が、前記砂時計形状から前記流路の前記円形状まで徐々に遷移する、請求項１９に記載の回転通気弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して、水晶体超音波乳化吸引処置で使用される吸引システムに関し、より詳細には、動作を改善するために急速開放通気弁を採用する吸引システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
白内障水晶体に対する水晶体超音波乳化吸引処置に好適な典型的な外科手術器具は、角針および灌流スリーブを備えた超音波駆動式の水晶体超音波乳化吸引術ハンドピースと、制御卓とを含む。ハンドピースは、電気ケーブルおよび可撓性管によって制御卓に取り付けられる。可撓性管は、手術部位に灌流流体を供給し、吸引流体を手術部位から排泄物または廃棄物リザーバに運ぶ。
【０００３】
水晶体超音波乳化吸引処置中、角針の先端および灌流スリーブの端部は、眼の外側組織における小さい切開部を通して前眼部内に挿入される。外科医は、角針の先端を眼の水晶体と接触させ、それにより、振動する先端が水晶体を断片化する。結果としての断片は、処置中に目に提供された灌流流体とともに、角針の内側の穴を通して眼から吸い出される。
【０００４】
処置を通して、灌流流体は、灌流スリーブと角針との間を通過し、灌流スリーブの先端においてかつ／または灌流スリーブの端部近くに形成された１つもしくは複数のポートまたは開口部から眼中に出ることにより、眼中に注入される。この灌流流体は重要であり、それは、乳化した水晶体を取り除く間に目がつぶれるのを防止し、超音波角針の振動によって発生する熱から眼の組織を保護し、眼から吸引するために乳化した水晶体の断片を懸濁させるためである。
【０００５】
外科処置中、制御卓は、灌流流量および吸引流量を制御して、眼中の手術部位において比較的一貫した流体圧を維持しようとして適切な眼内房圧バランスを維持する。
【０００６】
眼からの流体の吸引流量は、通常、吸引ラインに真空をもたらす吸引ポンプによって調節される。吸引流量および／または真空は、水晶体を除去するために所望の作用効果を達成するように設定される。水晶体超音波乳化吸引処置中、眼中の一貫した流体圧が望ましいが、一般的な発症または合併症により、眼における流体流量および圧力の変動または急峻な変化がもたらされる。閉塞解除（ｏｃｃｌｕｓｉｏｎ  ｂｒｅａｋ）後のサージは、眼の前房が望ましくないほど浅くなることであり、それは、流れの閉塞により吸引経路内に真空が発生し、その後、その閉塞が急に取り除かれる場合にもたらされる。これにより、眼からの流体に対して真空を解除することが高く求められることになり、それにより前房が急に浅くなる。
【０００７】
閉塞後サージの問題は、従来、吸引ラインに断面の縮小したオリフィスを追加することを含む多数の方法で対処されてきた。こうした面積の縮小により閉塞後サージの影響が低減するが、吸引路断面の縮小により、処置中の詰まりの可能性も増大する可能性がある。コーナ、角度および流体リストリクタを備えた、曲がりくねった通路を含む他の方法が使用または提案されてきが、それも詰まりが起こりやすい。いくつかの従来の解決法は、ポンプにまたはその近くに抵抗要素を含む。しかしながら、これらの解決法の有効性は、抵抗要素と眼との間の管のコンプライアンスが比較的大きいために制限される。別の企図された解決法は、全体的な管の抵抗を上昇させようとして長さの増大した可撓性吸引管を使用することであった。可撓性管の長さを追加するこの解決法には、吸引路に追加のコンプライアンスが加わるという望ましくない影響がある。追加のコンプライアンスにより、閉塞解除中の眼からの流体に対する必要性が増大し、ときには管長を長くすることによって得られる利点が完全に相殺される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、医療処置中に発生する可能性がある閉塞後サージを低減させる改善されたシステムが依然として必要とされている。本開示は、従来技術における欠点のうちの１つまたは複数に対処することに向けられている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示は、概して、閉塞解除後のサージの量を軽減するように吸引システムにおいて真空を通気するための通気弁を提供する装置および方法に関し、かつそれらを包含する。特に、通気弁が略閉鎖位置にあるときに初期流量を改善するように、流路に対して改善された開口部を備えた通気弁が提供される。
【００１０】
実施形態では、水晶体超音波乳化吸引手術システムに改善された通気弁を設けることができ、それは、通気弁が最初に開放するときに初期流量を増大させる。水晶体超音波乳化吸引手術システムは、手術部位に灌流流体を提供するように構成された灌流システムと、手術部位から吸引流体を吸引するように配置された吸引システムとを含むことができる。吸引システムは、吸引流体を手術部位から離れて吸引流体ドレンに向けるように構成された吸引路と、吸引路内に配置されたカセットとを含むことができる。カセットは、吸引流体を吸引路に沿って吸引流体ドレンに通すように構成されたポンプインタフェース部分を含むことができる。カセットは、ポンプインタフェース部分を迂回して吸引路を通気リザーバに接続する通気路と、固体壁と固体壁の第１開口部とを有する弁室であって、第１開口部が、固体壁と第１開口部との間に第１縁部分を有する、弁室と、弁室内に配置されている、開放位置と閉鎖位置との間で選択的に回転するように構成された通気弁であって、弁室がそれを通る流路を備える、通気弁とを含むことができる。流路は、選択的に、それを通る流体の流れを阻止するように閉鎖位置で固体壁と位置合せ可能であり、かつそれを通る流体の流れを可能にするように開放位置で第１開口部と位置合せ可能である、第２開口部を有する。通気弁の第２開口部は、弁室の第１縁部分と形状が実質的に相補的である第２縁部分を有する。弁室の第１縁部分および通気弁の第２縁部分は、通気弁が閉鎖位置から開放位置に遷移する際に互いを通過する。
【００１１】
実施形態では、弁室の第１開口部は円形状を有し、および通気弁の流路の第２縁部分は、弁室の第１開口部の円形状を補間する凹形状を有する。実施形態では、第２縁部分の凹形状は、弁室の第１開口部の円形状の半径と実質的に同じ半径を有する。いくつかの実施形態では、流路の第２開口部は、砂時計形状であって、砂時計形状の２つの凹状面のうちの一方として第２縁部分を含む砂時計形状を有する。弁室の第１縁部分および通気弁の第２縁部分の補完する形状により、通気弁が最初に開放するときの流量が増大する。
【００１２】
上述した概要および以下の詳細な説明の両方は、本質的に例示的かつ説明的であり、本開示の範囲を限定することなく本開示が理解されるようにすることが意図されていることが理解されるべきである。それに関して、本開示の追加の態様、特徴および利点は、以下の詳細な説明から当業者に明らかとなるであろう。
【００１３】
添付図面は、本明細書に開示する装置および方法の実施形態を例示し、説明とともに、本開示の原理を説明する役割を果たす。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本明細書に記載する教示および原理を実施する本開示の一態様による例示的な水晶体超音波乳化吸引手術制御卓の図である。
【図２】本開示の原理による吸引を駆動する流体工学サブシステムを含むさまざまなサブシステムを示す図１の水晶体超音波乳化吸引術制御卓のブロック図である。
【図３】本開示の一態様による図１および図２の水晶体超音波乳化吸引手術制御卓で使用可能な例示的な流体工学サブシステムの概略図である。
【図４】本開示の一態様による図３の流体工学サブシステムで使用可能な例示的なカセットの組立分解図である。
【図５Ａ】本開示の一態様による急速開放通気弁の例示的な斜視図を示す図である。
【図５Ｂ】本開示の一態様による図５Ａの急速開放通気弁の上面図を示す図である。
【図５Ｃ】本開示の一態様による図５Ａの急速開放通気弁の側面図を示す図である。
【図５Ｄ】本開示の一態様による線Ａ−Ａに沿った図５Ｂの急速開放通気弁の断面図を示す図である。
【図５Ｅ】本開示の一態様による線Ｂ−Ｂ沿った図５Ｄの急速開放通気弁の断面図を示す図である。
【図６Ａ】本開示の一態様による、開放位置にある、弁室に設置された図５Ａの急速開放通気弁の断面図を示す図である。
【図６Ｂ】本開示の一態様による、閉鎖位置にある、図６Ａの弁室に設置される９０度回転した図５Ａの急速開放通気弁の断面図を示す図である。
【図６Ｃ】本開示の一態様による、閉鎖位置にある、弁室に設置されかつ図６Ｂに対して９０度の断面での図５Ａの急速開放通気弁の断面図を示す図である。
【図７Ａ−Ｂ】本開示の一態様による、閉鎖位置から略閉鎖位置まで遷移している従来の通気弁を示す図である。
【図７Ｃ−Ｄ】本開示の一態様による、閉鎖位置から略閉鎖位置まで遷移している急速開放通気弁を示す図である。
【図８Ａ−Ｂ】本開示の一態様による、従来の通気弁および改善された急速開放通気弁の初期流路面積を比較する開口部の部分的に重なる領域の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本開示の原理の理解を促進する目的で、ここで、図面に例示されている実施形態を参照し、それについて説明するために所定の文言を使用する。それにも関わらず、本開示の範囲の限定は意図されていないことが理解されよう。記載する装置、器具、方法、および本開示の原理の任意のさらなる適用に対する任意の改変形態およびさらなる変更形態は、本開示が関連する技術分野における当業者が通常想到するように完全に企図される。特に、一実施形態に関して記載される特徴、構成要素および／またはステップを、本開示の他の実施形態に関して記載する特徴、構成要素および／またはステップと組み合わせ得ることが完全に企図される。簡単のために、場合により、同じまたは同様の部分について言及するために、図面を通して同じ参照番号を使用する。
【００１６】
本開示は、水晶体流体工学吸引システム内の閉塞解除後のサージを軽減するように真空を急速に通気する装置、システムおよび方法に関する。吸引システムは、容積式ポンプを利用して流れを発生させ、および通気弁を利用して、眼内でかつポンプにおいて検出された圧力センサフィードバックに基づいて通気するか、または圧力もしくは真空レベルを抑制する。本明細書に記載する実施形態は、急速開放通気弁を提供し、それは、急速開放通気弁の角回転時に急速開放流量応答を生成する。急速開放通気弁における流量性能は、略閉鎖弁位置において弁の有効断面積を増大させることによって向上する。特に、面積の増大は、円筒部の貫通孔に略等しい半径の２つの円形弓形部を組み込むことによって達成される。しかしながら、当業者は、本開示の全体的な意図または教示から逸脱することなく、急速開放流量応答を提供するために同様の実施形態を使用し得ることを理解するであろう。
【００１７】
図１は、全体として１００で示す例示的な水晶体超音波乳化外科手術制御卓を示す。図２は、水晶体超音波乳化吸引処置を行うように動作するさまざまなサブシステムを示す制御卓１００のブロック図である。制御卓１００は、内部にコンピュータシステム１０３が配置されているベースハウジング１０２と、水晶体超音波乳化手術処置中にシステムの動作および性能に関するデータを示す、関連する表示画面１０４とを含む。制御卓１００はまた、水晶体超音波乳化吸引手術処置を行うように合わせて使用される複数のサブシステムも含む。たとえば、サブシステムには、たとえばフットペダル１０８を含むフットペダルサブシステム１０６と、可撓性管１１２を通して眼に流体を送達する灌流システムおよび眼から流体を吸引する吸引システムを含む流体工学サブシステム１１０と、角針を備えた超音波発振ハンドピース１１８を含む超音波発生器サブシステム１１６と、硝子体切除ハンドピース１２２を含む空気圧式硝子体切除用カッターサブシステム１２０とがある。これらのサブシステムは、部分的に重なり、協働して手順のさまざまな態様を行う。
【００１８】
図３は、流体工学サブシステム１１０およびハンドピース１１８を示す概略図を示す。流体工学サブシステム１１０は、各々がハンドピース１１８と連通している、灌流システム３００および吸引システム３０２を含む。灌流システム３００は、滅菌溶液リザーバとしての灌流源３０４と、リザーバから手術部位への流量を調節する灌流弁３０６と、可撓性灌流管３０８と、ハンドピース１１８内の灌流路３１０と、ハンドピース１１８の構成要素とみなすことができるスリーブ３１２とを含む。灌流源３０４は、たとえば締付圧システム等、機械的に加圧される流体源であり得る。別の実施形態では、灌流源３０４は、調整可能である場合もあれば可能でない場合もあるポール（たとえば、ＩＶポール）によって吊下げられる流体源であり得る。他の流体源も企図される。
【００１９】
灌流システム３００は、滅菌溶液リザーバ３０４とハンドピース１１８との間に延在し、流体を（図３において眼として標識される）手術部位に運ぶ。一例では、滅菌流体は生理食塩流体であるが、他の流体を使用することができる。図２における可撓性管１１２の一部として、可撓性灌流管３０８を形成することができる。いくつかの実施形態では、灌流管３０８は、複数のセグメントから形成され、いくつかのセグメントは剛性であり、および他は可撓性である。また、いくつかの実施形態では、灌流システム３００の少なくとも一部は、カセット３１４内に形成されており、カセット３１４は、図１における制御卓１００と協働して、滅菌溶液リザーバ３０４と患者の眼との間に流体連通を提供する。上述したように、いくつかの実施形態では、灌流スリーブ３１２は、外科処置中に眼に灌流流体流を提供するように角針の周囲に配置される。
【００２０】
吸引システム３０２は、ハンドピース１１８内の吸引路３１６と、ハンドピース１１８内に配置されたハンドピース圧力センサ（ＨＰＳ）３６５と、小口径可撓性吸引管３１８と、吸引圧力センサ（ＡＰＳ）３２０と、ポンプ３２２と、通気弁３２４と、ドレンラインリザーバ３２６と、ドレンリザーバ３２８とを含む。実施形態では、ハンドピース１１８の灌流路にＨＰＳ３６５を配置することができる。別の実施形態では、ハンドピース１１８の吸引路にＨＰＳ３６５を配置することができる。ハンドピースコネクタ３３０が、ハンドピース１１８内の吸引路３１６を小口径可撓性吸引管３１８に接続する。カセットコネクタ３３２が、可撓性吸引管３１８をカセット３１４内のカセット吸引ラインに接続する。図示するように、吸引システム３０２は、手術部位（眼）からドレンリザーバ３２８まで延在している。それは、任意の乳化粒子とともに、眼を洗い流すために使用された流体を運び出す。可撓性灌流管３０８に関して上述したように、小口径可撓性吸引管３１８の少なくとも一部は、可撓性管１１２から形成することができる。いくつかの実施形態では、吸引システム３０２は、複数のセグメントから形成され、いくつかのセグメントは剛性であり、および他は可撓性である。また、いくつかの実施形態では、吸引システム３０２の少なくとも一部はカセット３１４内に形成されており、カセット３１４は、図１における制御卓１００と協働して、ハンドピース１１８とドレンリザーバ３２８との間に流体連通を提供する。ドレンリザーバ３２８は、実際には、内蔵リザーバの代わりにドレンであり得ることが明らかなはずである。上述したように、いくつかの実施形態では、吸引流体路３１６を含む吸引システム３０２は、ハンドピース１１８の（図３において３３４で標識する）切断チップの穴と流体連通し、外科処置中、針穴を通して吸引システム３０２内に流体および乳化粒子を吸引するために使用される。
【００２１】
外科手術中に水晶体断片が吸引経路の一部に入って詰まる場合等、流れの閉塞により、吸引経路内に真空が発生する場合、外科手術システム１０２は、ポンプ３２２に設置された圧力センサ３２０および／またはハンドピース１１８に設置された圧力センサ３６５を介して、真空または圧力差を検出することができる。外科手術システム１０２は、通気弁３２４を開放するように制御して、吸引経路内の真空を解除し、閉塞解除の影響を低減させることができる。これにより、結果としてのサージの大きさが低減し、水晶体除去の効力を低下させないように所定レベルの真空が維持される。
【００２２】
図４は、本開示の一態様による図３の流体工学サブシステムで使用可能な例示的なカセット３１４の組立分解図である。カセット３１４の本体は、互いに結合された上部ハウジング４１０および下部ハウジング４２０によって形成することができる。ハウジング４１０および４２０は、剛性および構造を提供するポリカーボネートおよび／またはポリスルホン等、剛性熱可塑性材料で形成することができる。カセット３１４内に、ポンプ３２２と係合するようにポンプインタフェース部分４５０を配置することができる。ポンプ３２２は、吸引流路内の流体流を駆動するように構成されたエラストマーポンプであり得る。カセット内には、通気弁室４３０および吸引弁室４４０も設けることができる。通気弁室４３０は、通気弁３２４を収容するように構成することができる。吸引弁室４４０は、灌流弁３０６を収容するように構成することができる。
【００２３】
灌流流路および吸引流路の一部は、カセット３１４の本体の内部でチャネルおよび／またはチューブとして延在することができる。通気路３５０内に通気弁室４３０を配置することができ、それにより、通気弁３２４は、通気路３５０を介して真空通気を可能にするように選択的に開放および閉鎖することができる。いくつかの実施形態では、通気弁３２４は、ポリエチレンまたはアセタール等の高密度弾性ポリマーで形成された回転活栓弁であり、それにより、通気弁３２４を通気弁室４３０に圧入することができる。したがって、通気弁３２４は、角度位置エンコーダを用いて弁モータ１１５（たとえば、ステッピングモータまたは他のモータタイプ）によって駆動されるように通気弁室４３０内で回転して、図３に示すように、通気路３５０を選択的に開放および閉鎖することができる。
【００２４】
通気弁３２４は、典型的には、外科処置を行っている間は閉鎖位置にあり得る。灌流流路において過剰な真空が検出されると、コントローラまたはコンピュータシステム１０３によって弁モータ１１５を駆動して、通気弁３２４を閉鎖位置から開放位置まで回転させて真空通気のために通気路３５０を開放することができる。閉塞後サージの開始を最小限にするために、真空通気の応答速度が重要である。弁モータ１１５を高速に回転させるほど、より高速の通気を達成することができる可能性があるが、この手法は、モータ速度およびコントローラ応答時間によって制限される。本開示の実施形態は、略閉鎖弁位置における急速開放および急速閉鎖の流量特性のための改善された通気弁構造を提供する。
【００２５】
図５Ａは、本開示の一態様による急速開放通気弁３２４の例示的な斜視図を示す図である。通気弁３２４は、モータ係合部分５１０および本体部分５２０を含むことができる。モータ係合部分５１０は、弁モータ１１５の駆動軸と係合するように構成された軸インタフェース５３０を含むことができる。図５Ａおよび図５Ｂに示すように、軸インタフェース５３０は、弁モータ１１５の駆動軸を受け入れる実質的に円筒状のチャンバ５３２を含むことができる。回転中に弁モータ１１５の駆動軸とのより優れたトルク係合を提供するように、円筒状チャンバ５３２の上部外周部に十字形状の切取部５３４も設けることができる。カセット３１４が外科手術システム１０２に設置されると、通気弁を駆動する弁モータは、カセット３１４に設置された通気弁３２４のモータ係合部分５１０と係合することができる。特に、通気弁３２４の軸インタフェース５３０内に弁モータ１１５の駆動軸を挿入することができる。したがって、弁モータ１１５は、駆動軸を介して通気弁３２４を回転させることができる。
【００２６】
モータ係合部分５１０はまた、モータ係合部分５１０の所定の外周部分に設けられた回転制限部分５４０も含むことができる。回転制限部分５４０は、図４に示すように、通気弁室４３０の頂部に設けられた回転ストッパ４３５と協働して、通気弁３２４の回転範囲を画定することができる。特に、通気弁室４３０に通気弁３２４が設置されると、通気弁室４３０の内部に通気弁３２４の本体部分５２０を収容することができ、一方で、通気弁３２４のモータ係合部分５１０は、通気弁室４３０から突出することができる。通気弁３２４が回転する際、回転制限部分５４０は、通気弁室４３０の外周面に沿って回転可能に摺動することができる。回転制限部分５４０の摺動が回転ストッパ４３５に衝突すると、回転を停止させることができる。したがって、回転制限部分５４０および回転ストッパ４３５は、合わせて、通気弁３２４の回転範囲を画定することができる。いくつかの実施形態では、通気弁３２４の回転範囲は、通気弁３２４の開放位置および閉鎖位置に基づいて画定することができる。
【００２７】
通気弁３２４の本体部分５２０は、それを通して形成されている流路５５０を含む円筒形状の固体面５７０を有することができる。流路５５０は、流路開口部５６０を有することができる。通気弁３２４が開放すると吸引流体の流れを可能にするように、流路５５０を構成することができる。図５Ｃに示すように、本開示の一態様による図５Ａの急速開放通気弁の側面において、流路５５０は、実質的に円形の断面形状を有することができる。別の実施形態では、流路５５０は、実質的に正方形または矩形の形状を有することができる。この実施形態では、流路５５０の開口部分５６０は、固体面５７０に形成された砂時計形状を有する。図５Ｃに示すように、砂時計形状は、２つの湾曲面５６２によって接続された平坦な上面および平坦な下面によって形成されている。湾曲面５６２は、通気弁室４３０の内部側壁に形成された開口部の形状と相補的な形状を有するか、または反対の形状を有することができる。特に、湾曲面５６２の曲率半径は、通気弁室４３０の内部側壁に形成された円形開口部の半径と実質的に同じであり得る。
【００２８】
図５Ｄは、本開示の一態様による、図５Ｂにおける線Ａ−Ａに沿った急速開放通気弁３２４の断面図を示す図である。開口部分５６０は、流路５５０の断面積より大きい断面積を有することができる。砂時計形状の開口部分５６０は、円形状の流路５５０まで傾斜して徐々に遷移することができる。砂時計形状の開口部５６０の方が大きいことにより、通気弁３２４が閉鎖位置にあるときに通気弁３２４内に追加の流体を保持するダムとしての役割を果たすことができる追加の空間を提供することができる。ダムに保持される追加の流体は、通気弁３２４が最初に開放するときに追加の流体体積を提供して、真空通気のために急速な流量応答を提供することができる。図５Ｅは、本開示の一態様による、図５Ｄにおける線Ｂ−Ｂに沿った急速開放通気弁３２４の断面図を示す図である。流路５５０は、実質的に円形の断面形状を有することができ、内部円形パイプ部分５５２に形成され得る。内部円形パイプ部分５５２は、通気弁３２４の内部側壁から延在する橋状延長部５５４によって支持することができる。別の実施形態では、流路５５０は、実質的に矩形または正方形の断面形状を有することができる。流路５５０に対して、他の断面形状も企図される。
【００２９】
図６Ａは、本開示の一態様による、開放位置にある、カセットの通気弁室４３０に設置されている図５Ａの線Ａ−Ａに沿った急速開放通気弁の断面図を示す図である。通気弁室４３０は、固体壁６２０の内側に互いに面するように互いの真向かいに形成された開口部６１０および６１２を含むことができる。開放位置では、開口部６１０および６１２のうちの一方は通気路３５０の通気リザーバ側に通じることができ、および他方は吸引流路に通じることができる。通気弁３２４の位置に基づいて、通気弁３２４の流路５５０を介して開口部６１０および６１２を互いに選択的に接続することができる。たとえば、図６Ａに示すように、通気弁３２４が回転して、通気弁３２４の流路５５０の開口部５６０が弁室４３０の開口部６１０および６１２に対応するかまたは位置合せされると、通気弁３２４は開放位置にあり、通気路３５０は、開放して流体の流れまたは真空通気を可能にする。一方、図６Ｂに示すように、通気弁３２４が回転して、通気弁３２４の流路５５０の開口部５６０が弁室４３０の開口部６１０および６１２から離れるように回転するかまたはずれると、通気弁３２４は閉鎖位置にあり、通気路３５０は閉鎖して真空通気を停止する。開口部６１０および６１２は、閉鎖位置では通気弁３２４の固体面５７０と整列して、開口部６１０および６１２における流体流を阻止することができる。図６Ｃに示すように、通気弁３２４の流路５５０の開口部５６０は、閉鎖位置では固体壁６２０の内面と位置合せされて、開口部５６０を通る流体流を阻止し、真空通気を停止する。
【００３０】
水晶体断片等の閉塞物のために吸引流路内に真空が蓄積しているとき、圧力センサ３２０および３６５は、真空蓄積を検出することができ、システムは、図３に示すように、通気路３５０を通して真空を解除するように通気弁３２４を開放するように制御することができる。急速な応答時間により、閉塞解除後のサージを最小限にするように真空の急速な抜きを可能にすることができる。通気弁３２４の流路５５０の開口部５６０は、弁室４３０の開口部６１０および６１２に対して相補的な形状を有するように改善される。特に、流路５５０の開口部５６０の砂時計形状は、弁室４３０の開口部６１０および６１２の円形形状を補完する凹状縁部分を有する。
【００３１】
図７Ａおよび図７Ｂに示すように、従来の通気弁の流路は円形状の開口部を有する。弁室４３０の内部側壁に形成された開口部も円形状を有する。図７Ａに示すように、従来の通気弁が閉鎖すると、通気弁の円形開口部は、弁室４３０の（破線で示す）開口部からずれる。従来の通気弁が回転して開放する際、従来の通気弁の円形開口部は、移動して弁室４３０の円形開口部と部分的に重なり始める。部分的に重なる領域は、流体が流れて真空を通気し始めることができる断面領域である。図７Ｂに示すように、円形開口部の間の部分的に重なる領域は、従来の通気弁では初期開放位置または略閉鎖位置において比較的小さい。
【００３２】
ここで図７Ｃおよび図７Ｄを参照すると、改善された通気弁３２４は、初期開放位置または略閉鎖位置において流量の増大を可能にする急速開放弁である。図７Ｃに示すように、通気弁３２４の流路５５０の開口部５６０は、砂時計形状を有する。特に、開口部５６０の側縁部分５６２は、弁室４３０の開口部６１０の円形の形状の半径と実質的に同じ半径の凹状の形状を有する。したがって、閉鎖位置では、通気弁３２４の開口部５６０の側縁５６２は、弁室４３０の開口部６１０の円形縁部分を密接にたどるかまたは補完する。通気弁３２４が閉鎖位置から開放位置に回転し始めると、通気弁３４２の開口部５６０の側縁部分５６２は、弁室４３０の開口部６１０の側縁部分を越えて移動し始める。通気弁３２４の開口部５６０と弁室４３０の開口部６１０との間の相補的な縁部分が長くなるため、部分的に重なる領域が大きくなり、初期開放位置においてより大量の流れを可能にする。
【００３３】
図８Ａおよび図８Ｂに示すように、同じ回転の角度に対して、砂時計形状の開口部５６２を備えた急速開放通気弁３４２は、円形開口部を備えた従来の通気弁より最大５倍の初期流量を可能にすることができる。初期流量が大きいことにより、吸引流路に対する真空通気応答をより高速にすることができる。同様に、通気弁３２４における改善された開口部形状により、弁を閉鎖するときにより高速な応答も可能にすることができる。同様の特徴はまた、通気弁３２４の開口部５６０と弁室４３０の開口部６１２との間の中間面にも適用することができる。
【００３４】
上記実施形態は、通気弁３２４に関して記載しているが、同様の特徴を灌流弁３０６に適合させることができる。上記実施形態は、弁室４３０における円形状の開口部を補完するように通気弁３２４において砂時計形状の開口部を提供することができる。いくつかの実施形態では、通気弁３２４における開口部が、円形の形状を有することができ、弁室４３０における開口部が相補的な砂時計形状を有することができる。
【００３５】
上記実施形態は、初期流量を増大させるように通気弁３２４において砂時計形状の開口部を利用するが、他の開口部形状も利用することができる。通気弁３２４における開口部形状は、弁室４３０における開口部形状に基づいて互いを補完するように変更することができ、たとえば逆の形状であり得る。たとえば、弁室４３０は楕円形開口部形状を有することができる。したがって、通気弁３２４は、それに従って異なる半径の凹状側縁を有するように変更することができる。
【００３６】
本明細書に開示する実施形態は、初期流量を増大させるように、通気弁に対して改善された開口部形状を与える。初期流量の増大により、閉塞解除後のサージを最小限にするように、吸引流路における過剰な真空を通気するための応答時間を改善することができる。これにより、よりよい患者の転帰および外科手術の結果をもたらすことができる。
【００３７】
当業者は、本開示によって包含される実施形態が、上述した特定の例示的な実施形態に限定されないことを理解するであろう。それに関して、例示的な実施形態について示し記載したが、上述した開示において広範囲の変更形態、変形形態および置換形態が企図される。上述したことに対して、本開示の範囲から逸脱することなくこうした変形形態がなされ得ることが理解される。したがって、添付の特許請求の範囲は、広くかつ本開示と一貫して解釈されるべきであることが適切である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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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８Ａ−Ｂ】
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【国際調査報告】
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