ХИРУРГИЧЕСКИЙ НАКОНЕЧНИК СО ВСТРОЕННЫМ ДАТЧИКОМ ДАВЛЕНИЯ
SURGICAL TIP WITH BUILT-IN PRESSURE SENSOR

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение, в целом, относится к области глазной хирургии, и, в частности, к ультразвуковым наконечникам для факоэмульсификации.
Выражаясь простыми словами, человеческий глаз служит для обеспечения зрения путем пропускания света через прозрачную внешнюю часть, называемую роговицей, и фокусирования изображения посредством хрусталика на сетчатку. Качество фокусируемого изображения зависит от многих факторов, включая размер и форму глаза, а так же прозрачность роговицы и хрусталика.
Когда возраст или заболевание делает хрусталик менее прозрачным, зрение ухудшается из-за уменьшения количества света, которое может быть пропущено к сетчатке. Этот дефект в хрусталике глаза известен в медицине как катаракта. Общепризнанным способом лечения данного состояния является хирургическое удаление хрусталика и перенос функции хрусталика на искусственный хрусталик (IOL).
В Соединенных Штатах Америки большинство хрусталиков, пораженных катарактой, удаляются хирургическим методом, именуемым факоэмульсификацией. Во время этой процедуры тонкая режущая игла для факоэмульсификации вводится в пораженный хрусталик и вибрирует на ультразвуковой частоте. Вибрирующая режущая игла разжижает или эмульгирует хрусталик, чтобы хрусталик мог быть аспирирован из глаза. Удаленный пораженный хрусталик заменяется искусственным хрусталиком.
Типовое ультразвуковое хирургическое оборудование, подходящее для офтальмологических процедур, состоит из наконечника, приводимого в действие ультразвуком, присоединенной режущей иглы, ирригационного патрубка и электронной панели управления. Узел наконечника соединен с панелью управления с помощью электрического кабеля и гибкой трубки. Через электрический кабель панель регулирует уровень мощности, пропускаемый наконечником присоединенной режущей игле, и гибкая трубка подает ирригационную жидкость и вытягивает аспирационную жидкость из глаза через узел наконечника.
Оперативной частью наконечника является расположенный в центре полый резонирующий стержень или волновод, непосредственно соединенный с набором пьезоэлектрических кристаллов. Кристаллы обеспечивают ультразвуковую вибрацию, необходимую для приведения в действие как волновода, так и прикрепленной режущей иглы во время факоэмульсификации, и контролируются панелью. Узел кристалла/волновода подвешен внутри полого кожуха или корпуса наконечника гибкими креплениями. Кожух наконечника заканчивается участком уменьшенного диаметра или носовым конусом на дистальном конце кожуха. Носовой конус имеет внешнюю резьбу для соединения с ирригационным патрубком. Аналогично, в отверстии волновода нанесена внутренняя резьба на дистальном конце для соединения с наружной резьбой режущей иглы. В ирригационном патрубке также имеется отверстие с внутренней резьбой, которая накручивается на внешнюю резьбу носового конуса. Режущая игла отрегулирована таким образом, что игла выступает лишь на определенное расстояние за открытый конец ирригационного патрубка.
Во время использования концы режущей иглы и ирригационного патрубка вводятся в маленький разрез определенной ширины в роговице или склере. Режущая игла подвергается ультразвуковой вибрации вдоль своей продольной оси внутри ирригационного патрубка посредством ультразвукового волновода, приводимого в действие кристаллом, эмульгируя таким образом выбранную ткань на месте. Полое отверстие режущей иглы сообщается с отверстием в волноводе, которое в свою очередь сообщается с аспирационной линией от наконечника до панели. Источник пониженного давления или вакуума в панели вытягивает или аспирирует эмульгированные ткани из глаза через открытый конец режущей иглы, отверстия режущей иглы и волновода и аспирационную линию и подает их в накопительное устройство. Аспирации эмульгированной ткани способствует соляной раствор или ирригационный раствор, который вводится в область хирургического вмешательства через маленький кольцевой зазор между внутренней поверхностью ирригационного патрубка и режущей иглы.
Во время хирургической операции посредством панели управляют ирригацией и/или аспирацией, которая в свою очередь определяет давление в глазу. Аспирация слишком большого количества жидкости из глаза может привести к низкому давлению и обмельчанию или схлопыванию передней камеры. Обычно, давление в глазу отслеживается посредством измерения давления в ирригационной и/или аспирационной линиях. Один или более неинвазивных датчиков давления расположены в кассете со струйной автоматикой, с которой соединены ирригационная и/или аспирационная линии. Расположение этих датчиков давления в кассете, которая расположена удаленно от глаза, приводит к некоторой задержке в отслеживании давления в глазу. Было бы желательно расположить датчик давления близко к глазу, чтобы минимизировать задержку в отслеживании давления в глазу.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В одном примере настоящего изобретения хирургический наконечник содержит корпус, канал и корпус датчика. Канал имеет проксимальный и дистальный конец. Канал соединен с корпусом таким образом, что проксимальный конец канала расположен на проксимальном конце корпуса, и дистальный конец канала расположен рядом с дистальным концом корпуса. В канале расположен проход для ирригационной жидкости, проходящий через него. В корпусе датчика расположен проходящий через него путь для ирригационной жидкости и стык с уплотнением на одном конце корпуса датчика. Конец корпуса датчика со стыком с уплотнением соединен с проксимальным концом канала таким образом, что проход для ирригационной жидкости канала находится в жидкостном сообщении с путем для ирригационной жидкости корпуса датчика. Корпус датчика дополнительно содержит полость для размещения датчика давления. Узел датчика давления расположен в полости и обеспечивает непроницаемое для жидкости уплотнение полости. Датчик давления измеряет давление жидкости в пути для ирригационной жидкости корпуса датчика. Узел датчика давления дополнительно содержит: гибкую печатную плату; электрическую схему, соединенную с гибкой печатной платой; и выводы проводников, соединенные с гибкой печатной платой. Датчик давления соединен с гибкой печатной платой. Сварная деталь болтовой заглушки соединена с корпусом датчика и проксимальным концом корпуса. Сварная деталь болтовой заглушки имеет пустое внутреннее пространство. Узел датчика давления по меньшей мере частично расположен в пустом внутреннем пространстве сварной детали болтовой заглушки. Корпус датчика может также содержать ирригационный соединитель. Уплотнение располагается на стыке с уплотнением корпуса датчика.
В другом примере настоящего изобретения хирургический наконечник содержит корпус, канал и корпус датчика. Канал имеет проксимальный и дистальный конец. Канал соединен с корпусом таким образом, что проксимальный конец канала расположен на проксимальном конце корпуса, и дистальный конец канала расположен рядом с дистальным концом корпуса. В канале расположен проход для ирригационной жидкости, проходящий через него. В корпусе датчика расположен проходящий через него путь для ирригационной жидкости и стык с уплотнением на одном конце корпуса датчика. Конец корпуса датчика со стыком с уплотнением соединен с проксимальным концом канала таким образом, что проход для ирригационной жидкости канала находится в жидкостном сообщении с путем для ирригационной жидкости корпуса датчика. Узел датчика давления содержит гибкую печатную плату и датчик давления, соединенный с гибкой электронной схемой. Датчик давления расположен в полости корпуса датчика и измеряет давление жидкости в пути для ирригационной жидкости. Датчик давления обеспечивает непроницаемое для жидкости уплотнение полости. Узел датчика давления дополнительно содержит: схему, соединенную с гибкой печатной платой; и выводы проводников, соединенные с гибкой печатной платой. Сварная деталь болтовой заглушки с пустым внутренним пространством соединена с корпусом датчика и проксимальным концом корпуса. Узел датчика давления по меньшей мере частично расположен в пустом внутреннем пространстве сварной детали болтовой заглушки. Корпус датчика дополнительно содержит ирригационный соединитель. Уплотнение располагается на стыке с уплотнением корпуса датчика. Торцевая крышка соединена со сварной деталью болтовой заглушки и уплотняет пустое внутренне пространство сварной детали болтовой заглушки. Носовой конус расположен на дистальном конце корпуса и канал заканчивается на носовом конусе.
Следует понимать, что как предыдущее общее описание, так и следующее подробное описание приведены лишь в целях иллюстрации и пояснения и предназначены для подробного объяснения заявляемого изобретения. Следующее описание, также как практическая реализация изобретения, изложено ниже и предлагает дополнительные преимущества и цели изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
Сопроводительные графические материалы, которые включены и составляют часть данного описания, отображают несколько вариантов осуществления изобретения и вместе с описанием служат для объяснения основ изобретения.
На фиг. 1 показана блок-схема системы хирургического наконечника.
На фиг. 2 показан вид в перспективе хирургического наконечника.
На фиг. 3 показан вид сбоку части хирургического наконечника.
На фиг. 4 показан вид в перспективе части в виде канала хирургического наконечника.
На фиг. 5 показан компонентный вид хирургического наконечника.
На фиг. 6 показан вид в перспективе корпуса датчика для хирургического наконечника.
На фиг. 7 показан вид корпуса датчика для хирургического наконечника в разрезе.
На фиг. 8 показан вид в перспективе узла датчика для хирургического наконечника.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Здесь делается подробная ссылка на примерные варианты осуществления изобретения, примеры которых изображены в сопроводительных графических материалах. Везде, где возможно, используются одни и те же номера ссылок во всех графических материалах в отношении одних и тех же или подобных частей.
На фиг. 1 изображена система ультразвукового наконечника. На фиг. 1 наконечник 100 соединен с панелью 140. Панель 140 соединена с ножной педалью 150. Наконечник 100 имеет режущую иглу 110, волновод 120, набор пьезоэлектрических кристаллов 130 и гайку 135, которая скрепляет пьезоэлектрические кристаллы 130 с волноводом 120. Стык 115 для иглы соединяет режущую иглу 110 с участком 125 уменьшенного диаметра волновода 120.
Игла 110 обычно является тонкой иглой, изготовленной из титана или нержавеющей стали, которая выполнена для эмульгирования хрусталика при ультразвуковой вибрации. Игла 110 обычно имеет цилиндрическую форму, имеет малый диаметр приблизительно 20-30 калибров и имеет длину, подходящую для удаления хрусталика, будучи введенной в переднюю камеру глаза.
Волновод 120 обычно изготовлен из прочного материала, подходящего для медицинского использования (например, титанового сплава). Волновод 120 имеет участок 125 уменьшенного диаметра, который соединен со стыком 115 для иглы. Стык 115 для иглы обычно имеет резьбовое соединение для соединения с иглой 110. Таким же образом игла 110 прикручивается к волноводу 120 к стыку 115 для иглы. Это обеспечивает прочное соединение между иглой 110 и волноводом 120, так что вибрация может быть передана от волновода 120 игле 110.
Пьезоэлектрические кристаллы 130 обеспечивают ультразвуковые вибрации, которые приводят в действие как волновод 120, так и присоединенную режущую иглу 110 во время факоэмульсификации. Пьезоэлектрические кристаллы 130 крепятся к волноводу 120 с помощью гайки 135. Пьезоэлектрические кристаллы 130 обычно выполнены из множества сегментов кристаллов. Будучи возбужденными сигналом с панели 140, пьезоэлектрические кристаллы 130 резонируют, производя вибрацию в волноводе 120.
Панель 140 содержит генератор сигналов, который производит сигнал для сообщения колебаний пьезоэлектрическим кристаллам 130. Панель 140 имеет подходящий микропроцессор, микроконтроллер, компьютер или цифровой логический контроллер для управления генератором сигналов. Во время операции панель 140 производит сигнал, который сообщает колебания пьезоэлектрическим кристаллам 130. Пьезоэлектрические кристаллы 130, будучи возбужденными, заставляют волновод 120 вибрировать. Игла 110, соединенная с волноводом 120, также вибрирует. Когда игла 110 введена в переднюю камеру глаза и вибрирует, она эмульгирует хрусталик, пораженный катарактой.
На фиг. 2 показан вид в перспективе хирургического наконечника. В примере по фиг. 2 наконечник 200 имеет корпус 210 с проксимальным и дистальным концом. Носовой конус 215 располагается на дистальном конце корпуса 210. Сварная деталь 220 болтовой заглушки соединена с проксимальным концом корпуса 210. Торцевая крышка 225 соединена со сварной деталью 220 болтовой заглушки. Соединитель 230 кабеля управления соединен с торцевой крышкой 225. Аспирационный соединитель 235 выступает из торцевой крышки 225. Канал 240 соединен с корпусом 210. Канал 240 имеет дистальный и проксимальный концы. Корпус 250 датчика соединен с проксимальным концом канала 240. Дистальный конец канала 240 соединен с корпусом 210 в области носового конуса 215 или рядом с ним. Ирригационный соединитель 255 соединен с корпусом 250 датчика.
На фиг. 3 показан вид сбоку части хирургического наконечника. В примере по фиг. 3 канал 240 отделен от корпуса 210. Корпус 210 образует внешнюю часть наконечника и удерживается хирургом во время операции. Корпус 210 эргономичен и может включать в себя функции, способствующие удобному обращению и манипулированию наконечником. Корпус 210 обычно заключает внутри себя другие части наконечника, включая волновод 120, участок 125 уменьшенного диаметра волновода, пьезоэлектрические кристаллы 130 и гайку 135. Корпус может быть изготовлен из любого прочного материала, например, нержавеющей стали. В таком случае канал 140 обычно приварен к корпусу 210. Канал 140 представляет собой часть пути для ирригационной жидкости, переносящего ирригационную жидкость в глаз во время операции. Канал 140 имеет внутренний проход для ирригационной жидкости, переносящий ирригационную жидкость. Во время использования ирригационная жидкость проходит через канал 240 от его проксимального конца к его дистальному концу. Ирригационная жидкость выходит из дистального конца канала 240 через отверстие. Соответствующее отверстие в корпусе 210 расположено на одном уровне с отверстием на дистальном конце канала 240. Таким образом, ирригационная жидкость проходит по каналу 240 и поступает в корпус 210. Оттуда ирригационная жидкость проходит через проток в корпусе 210 (обычно между внутренней поверхностью корпуса 210 и дистальным концом волновода 120 или участком 125 с уменьшенным диаметром волновода 120). Ирригационная жидкость затем выходит из дистального конца корпуса 210 и переносится к глазу через патрубок, который окружает иглу 110.
На фиг. 4 показан вид в перспективе части в виде канала хирургического наконечника. На фиг. 4 проход 410 для ирригационной жидкости показан на проксимальном конце канала 240. Проход 410 для ирригационной жидкости проходит по длине канала 240 и заканчивается отверстием в дистальном конце канала 240 или рядом с ним.
На фиг. 5 показан компонентный вид хирургического наконечника. В примере по фиг. 5 наконечник 200 имеет корпус 210 с проксимальным и дистальным концом. Носовой конус 215 располагается на дистальном конце корпуса 210. Сварная деталь 220 болтовой заглушки соединена с проксимальным концом корпуса 210. Сварная деталь 220 закрывающего болта имеет пустое внутренне пространство. Aспирационный трубопровод 510 выходит из сварной детали 220 болтовой заглушки. Торцевая крышка 225 соединена со сварной деталью 220 болтовой заглушки. Соединитель 230 кабеля управления соединен с торцевой крышкой 225. Аспирационный соединитель 235 выступает из торцевой крышки 225. Канал 240 соединен с корпусом 210. Канал 240 имеет дистальный и проксимальный концы. Проход 410 для ирригационной жидкости проходит от проксимального конца канала 240 к его дистальному концу. Корпус 250 датчика соединен с проксимальным концом канала 240. Уплотнение 520 расположено между проксимальным концом канала 240 и корпусом 250 датчика. Дистальный конец канала 240 соединен с корпусом 210 в области носового конуса 215 или рядом с ним. Ирригационный соединитель 255 соединен с корпусом 250 датчика. Узел 550 датчика вставлен в корпус 250 датчика.
На фиг. 5 корпус 250 датчика обеспечивает надежное расположение узла 550 датчика. Корпус 250 датчика надежно соединен со сварной деталью 220 болтовой заглушки. Узел 550 датчика расположен в корпусе 550 датчика. В собранном виде торцевая крышка 225 прикреплена к сварной детали 220 болтовой заглушки. Сварная деталь 220 закрывающего болта прикреплена к проксимальному концу корпуса 210. Уплотнение 520 обеспечивает непроницаемое для жидкости уплотнение между корпусом 250 датчика и каналом 240. Сварная деталь 220 закрывающего болта имеет пустое внутренне пространство, обеспечивающее место для проводных соединений с узлом 550 датчика. Части узла 550 датчика могут располагаться в пустом внутреннем пространстве сварной детали 220 болтовой заглушки.
Узел 550 датчика измеряет давление ирригационной жидкости, проходящей через корпус 250 датчика. Ирригационная жидкость двигается от ирригационного источника (обычно бутылка или контейнер) по гибкой трубке к наконечнику 200. Один конец гибкой трубки соединен с ирригационным источником, а другой конец гибкой трубки соединен с наконечником 200 через ирригационный соединитель 255. В данном случае ирригационный соединитель 255 представляет собой соединитель с наконечником Люэра, но может быть использовано множество других типов соединителей. Ирригационная жидкость поступает в наконечник 200 на ирригационный соединитель 255 и проходит через проток в корпусе 250 датчика. Ирригационная жидкость затем поступает через проход 410 для ирригационной жидкости в канале 240 и поступает в корпус 210 в область носового конуса 215 или рядом с ним. Ирригационная жидкость продолжает свой путь через проток в носовом конусе 215 и выходит из корпуса 210 в конце носового конуса 215. Ирригационная жидкость затем доставляется к глазу через патрубок (не показан), который соединен с концом носового конуса 215. Таким образом, обеспечивается непрерывный путь для введения ирригационной жидкости в глаз во время операции. Этот непрерывный путь для жидкости проходит по длине наконечника 200. Так как узел 550 датчика расположен вдоль пути для ирригационной жидкости в точке, очень близкой к глазу, узел 550 датчика более точно измеряет давление в глазу. Обычно длина наконечника 210 составляет приблизительно от четырех до шести дюймов. Соответственно, узел 550 датчика давления измеряет давление жидкости на расстоянии от четырех до шести дюймов от глаза.
В доступных на данный момент хирургических системах датчики давления расположены на гораздо большем расстоянии от глаза. Например, в обычных системах для лечения катаракты датчик давления для ирригационной жидкости будет расположен в хирургической панели. Продолжительная длина гибкой трубки соединяет панель с наконечником и переносит ирригационную жидкость. К тому же, эта гибкая трубка обычно сделана из полимера с определенной степенью эластичности. Таким образом, датчик давления расположен на одном конце гибкой трубки. Другой конец гибкой трубки соединен с наконечником. Из-за того, что гибкая трубка определенной длины расположена между датчиком давления и глазом, датчик давления не измеряет точно давление в глазу. Как можно понять, более точное снятие показаний давления в глазу приводит к лучшему контролю систем со струйной автоматикой во время операции. Расположение узла 550 датчика в наконечнике 200 обеспечивает более точное снятие показаний давления в глазу.
Возвращаясь снова к примеру по фиг. 5, сварная деталь болтовой заглушки предоставляет место для размещения части корпуса 250 датчика и узла 550 датчика. Как будет лучше понятно со ссылкой на фиг. 8, в сварной детали 220 болтовой заглушки могут располагаться провода для передачи показаний давления с узла 550 датчика на кабель в соединителе 230 кабеля управления.
.
На фиг. 6 показан вид в перспективе корпуса датчика для хирургического наконечника. В примере по фиг. 6, корпус 250 датчика содержит ирригационный соединитель 255, стык 610 с уплотнением и паз 620. К ирригационному соединителю 255 подключается один конец гибкой трубки с определенной длиной, переносящей ирригационную жидкость. Стык с уплотнением имеет выемку для установки уплотнения 520. В данном случае уплотнение 520 в простейшем варианте является шайбой, обеспечивающей непроницаемое для жидкости уплотнение между корпусом 250 датчика и каналом 240. Корпус 250 датчика соединен со сварной деталью 220 болтовой заглушки в пазу 620. В этом примере корпус 250 датчика задвигается в вырез сварной детали 220 болтовой заглушкиПаз 620 сцепляется с разъемом сварной детали 220 болтовой заглушки.
На фиг. 7 показан вид корпуса датчика для хирургического наконечника в разрезе. В примере по фиг. 7 корпус 250 датчика содержит ирригационный соединитель 255, стык 610 с уплотнением, полость 710 для размещения узла 550 датчика (а более конкретно - датчика 810 давления). Путь 720 для ирригационной жидкости показан пунктирной линией на фиг. 7. Путь 720 для ирригационной жидкости проходит через корпус 250 датчика от конца с ирригационным соединителем 255 к концу со стыком с уплотнением. Таким образом, путь 720 для ирригационной жидкости обеспечивает непрерывный путь, по которому ирригационная жидкость может проходить через корпус 250 датчика. Полость 710 находится в жидкостном сообщении с путем 720 для ирригационной жидкости. Таким образом, датчик давления, расположенный в полости 710, может измерять давление жидкости в пути 720 для ирригационной жидкости.
На фиг. 8 показан вид в перспективе узла датчика для хирургического наконечника. В примере по фиг. 8 узел 550 датчика содержит датчик 810 давления, гибкую печатную плату 820, схему 830 и выводы 840 проводников. Датчик 810 давления, схема 830 и выводы 840 проводников все установлены на гибкую печатную плату 820. Датчик 810 давления имеет такие размеры и форму, чтобы уместиться в полость 710 корпуса 250 датчика. Таким образом, полость 710 имеет размеры и форму для размещения датчика 810 давления. Датчик 810 давления умещается в полость 710 и обеспечивает непроницаемое для жидкости уплотнение. Датчик 810 давления может быть окружен полимером для обеспечения непроницаемого для жидкости уплотнения. В собранном виде гибкая печатная плата 820 расположена в сварной детали 220 болтовой заглушки. Провода, соединенные с выводами 840 проводников, также расположены в сварной детали 220 болтовой заглушки и могут быть подведены к соединителю 230 кабеля управления.
Из вышеуказанного можно понять, что настоящее изобретение предоставляет улучшенный хирургический наконечник для операции по удалению катаракты. Настоящее изобретение предоставляет наконечник со встроенным датчиком давления для улучшенного измерения давления во время операции. Настоящее изобретение проиллюстрировано в данном документе на примере, и специалистом в данной области техники могут быть произведены различные модификации. Другие варианты осуществления изобретения будут очевидны для специалистов в данной области техники исходя из рассмотрения описания и практической реализации изобретения, раскрытого в данном документе. Предполагается, что описание и примеры буду рассмотрены лишь в качестве примера, с истинным объемом и сущностью изобретения, раскрытого в данном документе.