ХИРУРГИЧЕСКАЯ КАССЕТА С МНОГОЗОННОЙ ЖИДКОСТНОЙ КАМЕРОЙ
SURGICAL CASSETTE WITH MULTI-ZONE FLUID CHAMBER

Область техники
Настоящее изобретение в целом относится к хирургической кассете для использования вместе с микрохирургическими системами, и более конкретно к такой кассете, которую используют вместе с глазными микрохирургическими системами.
Описание предшествующего уровня техники
В хирургии малых разрезов, и особенно в глазной хирургии, малые зонды вводят в оперируемую область для рассечения, удаления или же другого манипулирования тканью. Обычно в ходе таких хирургических процедур текучая среда вливается в глаз, и инфузионная текучая среда и ткань аспирируются из операционной области. До настоящего изобретения типы используемых аспирационных систем, как правило, отличались или потоковым контролем, или вакуумным контролем, в зависимости от типа используемого в системе насоса. Каждый тип системы имеет определенные преимущества.
Аспирационные системы с вакуумным контролем работают посредством установления желаемого уровня вакуума, который система стремится поддерживать. Скорость потока зависит от внутриглазного давления, уровня вакуума и сопротивления потоку на пути жидкости. Информация о фактической скорости потока недоступна. Обычно в вакуумных аспирационных системах используют насос Вентури или диафрагменный насос. Вакуумные аспирационные системы обеспечивают преимущество в виде короткого времени отклика, контроля снижающегося уровня вакуума и хорошей струйной производительности, несмотря на аспирируемый воздух, как, например, в течение процесса обмена воздух/текучая среда. Недостатки таких систем состоят в отсутствии информации о потоке, что приводит к временному увеличению потока в течение факоэмульсификации или фрагментации, в сочетании с отсутствием детектирования закупорки. Системам с вакуумным контролем сложно функционировать в режиме контроля потока из-за проблем, связанных с неинвазивным измерением потока в реальном времени.
Аспирационные системы с потоковым контролем работают посредством установления желаемой скорости поддерживаемого системой аспирационного потока. Обычно в аспирационных системах с потоковым контролем используют перистальтические, спиральные или лопастные насосы. Потоковые аспирационные системы обеспечивают преимущество в виде устойчивых скоростей потока и автоматического увеличения уровня вакуума при закупорке. Недостатки этих систем заключаются в сравнительно большом времени отклика, нежелательных ответах на снятие закупорки при использовании больших эластичных компонентов и невозможности линейного понижения вакуума во время закупорки наконечника. Системам с потоковым контролем сложно функционировать в режиме контроля вакуума, так как временные задержки в измерении вакуума могут быть причиной нестабильности в контуре управления, снижая динамическую производительность.
Одна доступная в настоящее время глазная хирургическая система, система MILLENIUM компании Storz Instrument, содержит и аспирационную систему с вакуумным контролем (с использованием насоса Вентури), и отдельную аспирационную систему с потоковым контролем (с использованием спирального насоса). Два насоса не могут использоваться одновременно, и каждый насос требует отдельной аспирационной трубки и кассеты.
Другая доступная в настоящее время глазная хирургическая система, система ACCURUS от Alcon Laboratories, Inc., содержит и насос Вентури, и перистальтический насос, которые функционируют последовательно. Насос Вентури аспирирует материал из хирургической области в маленькую сборную камеру. Перистальтический насос откачивает аспират из маленькой сборной камеры в больший сборный мешок. Перистальтический насос не обеспечивает аспирационный вакуум в хирургической области. Таким образом, система функционирует как система с вакуумным контролем.
Несмотря на эти известные системы, существует необходимость в улучшенной аспирационной и инфузионной струйной технике в глазных хирургических системах.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение относится к хирургической кассете, которая имеет расположенную в ней аспирационную или инфузионную камеру. Камера включает нижнюю чувствительную часть для осуществления точных измерений изменения уровня текучей среды, и верхнюю накопительную часть для осуществления хранения текучих сред в течение хирургических процедур.
Согласно изобретению хирургическая кассета имеет расположенную в ней аспирационную камеру, причем аспирационная камера содержит:
чувствительную часть для измерения уровня текучей среды, расположенную ближе к дну аспирационной камеры, функционально связанную с гидравлической линией кассеты для получения хирургической аспирируемой текучей среды и имеющую первую площадь поперечного сечения, при этом указанная первая площадь поперечного сечения чувствительной части функционально обеспечивает правильные и точные данные о непрерывных изменениях уровня текучей среды во время использования указанной кассеты;
накопительную часть, расположенную ближе к верху аспирационной камеры и гидравлически связанную с чувствительной частью, и имеющую вторую площадь поперечного сечения, которая больше первой площади поперечного сечения, где накопительная часть функционально обеспечивает соответствующее хранение хирургической аспирируемой текучей среды во время замены сборного мешка, гидравлически связанного с аспирационной камерой, и при этом чувствительная часть расположена внутри аспирационной камеры так, чтобы хирургическая аспирируемая текучая среда сначала попадала в аспирационную камеру через чувствительную часть из гидравлической линии и по существу заполняла чувствительную часть, перед попаданием в накопительную часть.
Предпочтительно вторая площадь поперечного сечения приблизительно в 7,5 раз больше, чем первая площадь поперечного сечения.
Краткое описание чертежей
Для более полного понимания настоящего изобретения и его дополнительных задач и преимуществ дается ссылка на приведенное ниже описание в сочетании с сопроводительными чертежами, на которых:
Фиг.1 представляет собой схематическую диаграмму, иллюстрирующую контроль аспирации в микрохирургической системе;
Фиг.2 представляет собой фронтальный вид корпуса хирургической кассеты; и
Фиг.3 представляет собой вид сзади корпуса хирургической кассеты с фиг.2.
Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления
Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения и их преимущества наиболее понятны со ссылкой на фиг.1-3, где одинаковая нумерация будет использоваться для одинаковых и подобных частей различных чертежей.
Микрохирургическая система 10 включает источник газа, находящегося под давлением 12, запорный клапан 14, вакуумный пропорциональный клапан 16, необязательный второй вакуумный пропорциональный клапан 18, нагнетательный пропорциональный клапан 20, генератор вакуума 22, датчик давления 24, аспирационную камеру 2 6, датчик 28 уровня текучей среды, насос 30, отверстие 32 сборного мешка, аспирационное отверстие 34, хирургическое устройство 36, компьютер или микропроцессор 3 8 и устройство линейного регулирования 40. Различные компоненты системы 10 гидравлически связаны через гидравлические линии 44, 46, 48, 50, 52, 54, 56, и 58. Различные компоненты системы 10 электрически соединены через интерфейсы 60, 62, 64, 66, 68, 70, 72, 74, и 76. Клапан 14 предпочтительно представляет собой клапан «включено-выключено» с электромагнитным управлением. Клапаны 16-20 предпочтительно представляют собой пропорциональные клапаны с электромагнитным управлением. Генератор вакуума 22 может представлять собой любое пригодное устройство для получения вакуума, но предпочтительно представляет собой вакуумную микросхему или микросхему Вентури, которая создает вакуум, когда запорный клапан 14 и вакуумные пропорциональные клапаны 16 и/или 18 открыты и газ из источника газа, находящегося под давлением 12, проходит через генератор вакуума 22. Датчик давления 24 может представлять собой любое пригодное устройство для прямого или непрямого измерения давления и вакуума. Датчик уровня жидкости 28 может представлять собой любое пригодное устройство для измерения уровня текучей среды 42 внутри аспирационной камеры 26, но предпочтительно способный к измерению уровня текучей среды непрерывным способом. Датчик 28 уровня текучей среды наиболее предпочтительно представляет собой оптический датчик, способный измерять уровень текучей среды непрерывным образом. Насос 30 может представлять собой любое пригодное устройство для получения вакуума, но предпочтительно представляет собой перистальтический насос, спиральный насос или лопастной насос. Микропроцессор 38 способен осуществлять управление с обратной связью и, предпочтительно, ПИД-регулирование. Пропорциональный регулятор 40 может представлять собой любое пригодное устройство для пропорционального регулирования системы 10 и/или хирургического устройства 36, но предпочтительно представляет собой ножной регулятор.
Система 10 предпочтительно использует три отдельных способа регулирования аспирации, регулирование вакуума, регулирование всасывания и регулирование потока. Эти методы более полно описаны в одновременно находящейся в рассмотрении заявке U.S. No. 11/158,238, поданной 21 июня 2005 года и одновременно находящейся в рассмотрении заявке U.S. No. 11/158,259, поданной 21 июня 2005 года, которые включены в настоящий документ в качестве ссылки.
В каждом из этих способов вакуум может быть обеспечен хирургическому устройству 36 и аспирационной камере 26 через гидравлические линии 50, 56 и 58. Аспирационная камера 26 наполняется текучей средой 42, аспирированной хирургическим устройством 36. Текучая среда 42 включает текучую инфузионную жидкость, а также аспирированную ткань глаза. Аспирационная камера 26 включает в себя накопительную часть 130 и чувствительную часть 132. Накопительная часть 130 имеет большую площадь поперечного сечения, чем чувствительная часть 132. площадь поперечного сечения накопительной части 130 предпочтительно до 7,5 раз больше, чем у чувствительной части 132, и наиболее предпочтительно примерно в 7,5 раз больше, чем у чувствительной части 132. Накопительная часть 130 и чувствительная часть 132 гидравлически связаны. Угол между накопительной частью 130 и чувствительной частью 132 наиболее предпочтительно составляет примерно 90 градусов. Как видно на фиг.2, аспирационная камера 26 ориентирована так, что накопительная часть 130 находится в верхней части кассеты 100.
Как показано на фиг.2 и 3, хирургическая кассета 100 имеет корпус 102, включающий аспирационную камеру 26. Крышка, которая крепится к передней стороне корпуса 102 с помощью жидкостного уплотнения, не показана из соображений ясности. Прижимная пластина, которая крепится к задней стороне корпуса 102 с помощью жидкостного уплотнения, не показана из соображений ясности. Отверстие 108 гидравлически соединено с гидравлической линией 50. Проход 110 гидравлически связывает чувствительную часть 132 аспирационной камеры 26 и гидравлическую линию 56. Как обсуждалось выше, гидравлическая линия 56 гидравлически соединена с хирургическим устройством 36 через отверстие 34 и гидравлическую линию 58. Проход 112 гидравлически связывает чувствительную часть 132 аспирационной камеры 26 и гидравлическую линию 52. Аспирационная камера 26; отверстия 32 и 34; гидравлические линии 52, 54, и 56; отверстие 108; проход 110 и проход 112 предпочтительно формованы как единое целое в корпусе 102.
В течение операции вакуум доставляется в аспирационную камеру 26. Текучая среда 42 направляется из хирургического устройства 36 в аспирационную камеру 26. Аспирационная камера 2 6 имеет двойную функциональность. Одна из этих функций состоит в поддержании непрерывного считывания уровня, по которому могут быть определены измерения скорости потока. Измерение потока можно получить следующим образом:
где Q представляет собой скорость потока, А представляет собой площадь поперечного сечения чувствительной части 132, ΔL представляет собой измеренное датчиком 28 уровня текучей среды изменение уровня текучей среды и Δt представляет собой изменение во времени. Важно иметь правильное и точное измерение уровня текучей среды 42 в аспирационной камере 26. Для повышения чувствительности измерения потока требуется, чтобы площадь поперечного сечения аспирационной камеры 26, перпендикулярная к датчику 28 уровня текучей среды, была маленькой. Эта функция выполняется чувствительной частью 132 аспирационной камеры 26. Текучая среда 42 попадает в чувствительную часть 132 аспирационной камеры 26 через проход 110. Меньшая площадь поперечного сечения чувствительной части 132 позволяет датчику 28 уровня текучей среды правильно и точно определять изменения уровня текучей среды внутри аспирационной камеры 26. Другая функция аспирационной камеры 26 состоит в удержании дополнительной текучей среды 42 для обеспечения непрерывности хирургической процедуры во время смены сборного мешка (не показан), гидравлически связанного с отверстием 32 сборного мешка. Если во время хирургической процедуры возникнет необходимость хранить текучую среду в аспирационной камере 26, как в случае с заменой сборного мешка, накопительная часть 130 аспирационной камеры 2 6 предоставляет большое поперечное сечение, которое обеспечивает достаточный объем для хранения текучей среды.
Здесь настоящее изобретение иллюстрировано примерами, и различные модификации могут быть выполнены специалистом в данной области. Например, настоящее изобретение может быть осуществлено в аспирационной камере 26 хирургической кассеты, имеющей как накопительную часть 130, так и чувствительную часть 132, в отличие от аспирационной камеры 26, как описано выше в настоящем документе.
Полагают, что функционирование и конструкция по настоящему изобретению будут очевидны из приведенного описания. В то время как устройство и способы, показанные или описанные выше, были описаны как предпочтительные, различные изменения и модификации в них могут быть сделаны без отклонения от характера и объема изобретения, определенного следующей формулой изобретения.