專利名稱：加壓沖洗擠壓條帶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及白內(nèi)障超聲乳化手術(shù)并且更特別地涉及一種可更好調(diào)節(jié)注入壓力的
直O(jiān)
背景技術(shù)：
人類的眼睛所起到的作用是通過被稱作角膜的透明外在部分透過光線、并通過晶狀體將圖像聚焦到視網(wǎng)膜上來提供視覺。聚焦圖像的質(zhì)量取決于多種因素，包括眼睛的大小和形狀，以及角膜和晶狀體的透明度。當(dāng)老化或疾病使得晶狀體變得沒有以前透明時，由于透射到視網(wǎng)膜上的光線減少從而視力退化。眼睛的晶狀體的這種缺陷在醫(yī)學(xué)上稱作白內(nèi)障。對于這種情況的已被接受的處理方法是手術(shù)移除晶狀體并用人工晶狀體(IOL)替代晶狀體的功能。在美國，大多數(shù)的白內(nèi)障晶狀體是通過被稱作白內(nèi)障超聲乳化手術(shù)的手術(shù)技術(shù)而被移除的。適于白內(nèi)障超聲乳化手術(shù)的典型手術(shù)手持器件包括由超聲波驅(qū)動的白內(nèi)障超聲乳化手術(shù)手持器件、與之相連的被沖洗套筒圍繞的中空切割針以及電子控制臺。手持器件組件通過電纜和柔性管路與控制臺相連。通過電纜，控制臺改變由手持器件傳輸?shù)较噙B切割針的功率水平。柔性管路向手術(shù)部位提供沖洗流體并通過手持器件組件從眼睛吸取抽吸流體。在典型的手持器件中操作部分是位于中心的、與一套壓電晶體直接相連的中空共振棒或角狀物。所述壓電晶體提供白內(nèi)障超聲乳化手術(shù)過程中驅(qū)動角狀物和相連切割針?biāo)璧某曊駝?，并且所述晶體由控制臺控制。晶體/角狀物組件依靠柔性安裝件懸掛在手持器件的中空主體或外殼內(nèi)。手持器件主體在主體的遠(yuǎn)端以縮減的直徑部分或鼻錐部結(jié)束。典型的是，鼻錐部具有外螺紋以接納中空的沖洗套筒，該沖洗套筒包裹住切割針的絕大部分長度。類似地，角狀物的內(nèi)膛在其遠(yuǎn)端具有內(nèi)螺紋用以接納切割尖端的外螺紋。沖洗套筒也具有帶內(nèi)螺紋的內(nèi)膛以便擰在鼻錐部的外螺紋上。調(diào)節(jié)切割針使其尖端穿過沖洗套筒的開口端僅突出預(yù)定量。在白內(nèi)障超聲乳化手術(shù)操作過程中，切割針的尖端和沖洗套筒的端部通過眼睛外部組織中的小切口插入眼睛的前囊膜。手術(shù)人員將切割針的尖端與眼睛的晶狀體相接觸， 從而振動的尖端將晶狀體打碎。得到的碎片與在手術(shù)期間提供給眼睛的沖洗溶液一起通過切割針的內(nèi)膛被吸出到眼睛之外，而后進入廢物儲存器。在整個手術(shù)過程中，沖洗流體被泵入眼睛，在沖洗套筒和切割針之間穿過，而后在沖洗套筒的尖端且/或從靠近沖洗套筒端部切開的一個或多個端口或開口排出進入眼睛。 此沖洗流體是至關(guān)重要的，因為它可以在去除被乳化晶狀體的過程中防止眼睛塌陷。沖洗流體還可以保護眼睛組織免受超聲切割針振動所產(chǎn)生熱量的損害。此外，沖洗流體可使乳化晶狀體的碎片懸浮以便從眼睛中抽吸出來。在白內(nèi)障超聲乳化手術(shù)操作過程中常見的現(xiàn)象起因于變化的流速，這在整個手術(shù)過程中都會發(fā)生。變化的流速會在從沖洗流體供給源到眼睛的沖洗流體路徑中導(dǎo)致變化的壓力損失，從而引起前房中的壓力變化(也稱作眼內(nèi)壓或Ι0Ρ)。較高的流速會導(dǎo)致較大的壓力損失和較低的Ι0Ρ。由于IOP降低，眼內(nèi)的操作空間就減小了。在白內(nèi)障超聲乳化手術(shù)操作過程中另一常見的并發(fā)癥起因于抽吸針的阻塞或閉塞。隨著沖洗流體和被乳化組織通過中空切割針從眼睛內(nèi)部被抽吸出來，比針的內(nèi)膛直徑大的組織碎屑會在針的尖端發(fā)生阻塞。在尖端被阻塞時，就會在尖端內(nèi)形成負(fù)壓。當(dāng)阻塞物被去除時在眼內(nèi)前房中所產(chǎn)生的壓力降低被稱作“閉塞后涌動”。這種閉塞后涌動在某些情況下會引起較大量的流體和組織被過快地抽吸出眼睛，可潛在地導(dǎo)致眼睛塌陷和/或?qū)е戮铙w囊被撕裂。已經(jīng)有各種不同的技術(shù)企圖減小這種涌動，如通過疏通抽吸線路或者限制抽吸系統(tǒng)內(nèi)負(fù)壓的形成。然而，仍然存在對于改進的白內(nèi)障超聲乳化手術(shù)裝置的需求這種改進的裝置包括可減小閉塞后涌動同時在各種變化的流動狀況中保持穩(wěn)定的IOP的沖洗系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
在符合本發(fā)明原理的一個實施方式中，本發(fā)明是包括具有第一和第二端部的柔性條帶、彎曲底座和容納流體的袋子的加壓注入裝置。所述袋子位于柔性條帶和彎曲底座之間。柔性條帶的第二端部與軸桿相聯(lián)結(jié)。馬達(dá)也與軸桿相聯(lián)結(jié)。啟動馬達(dá)轉(zhuǎn)動軸桿從而在條帶中產(chǎn)生張緊力由此改變袋子中的流體壓力。在符合本發(fā)明原理的另一個實施方式中，本發(fā)明是用于眼科手術(shù)機器的加壓注入系統(tǒng)。該加壓注入系統(tǒng)包括具有第一和第二端部的柔性條帶；彎曲底座；容納有沖洗流體的袋子，袋子位于柔性條帶和彎曲底座之間；與袋子相聯(lián)結(jié)的沖洗管線；用于讀取沖洗管線中壓力的壓力傳感器；與軸桿相聯(lián)結(jié)的馬達(dá)，條帶的第二端部與軸桿相聯(lián)結(jié)；以及控制器，該控制器接收來自沖洗壓力傳感器的輸入以控制馬達(dá)。當(dāng)馬達(dá)被啟動來轉(zhuǎn)動軸桿時，在條帶中產(chǎn)生張緊力來改變袋子中的壓力。應(yīng)該明白，前面所作的總體說明和后面的詳細(xì)說明都僅僅是舉例說明和解釋性說明，并且是要對如權(quán)利要求所述的本發(fā)明提供更進一步的解釋。下面的說明以及本發(fā)明的實施闡明并教導(dǎo)了本發(fā)明另外的優(yōu)點和目的。


被并入本說明書且構(gòu)成本說明書一部分的附圖示出了幾個本發(fā)明的實施方式并與文字說明一起用于解釋本發(fā)明的原理。圖1是包括有依據(jù)本發(fā)明原理的加壓沖洗擠壓條帶的白內(nèi)障超聲乳化手術(shù)系統(tǒng)的流體路徑中元件的圖解。圖2是依據(jù)本發(fā)明原理的加壓沖洗擠壓條帶裝置的端視圖。圖3是依據(jù)本發(fā)明原理的加壓沖洗擠壓條帶裝置的側(cè)視圖。圖4是依據(jù)本發(fā)明原理的加壓沖洗擠壓條帶裝置的框圖。圖5是依據(jù)本發(fā)明原理的加壓沖洗擠壓條帶裝置的控制系統(tǒng)的框圖。圖6是依據(jù)本發(fā)明原理的加壓沖洗擠壓條帶裝置的透視圖。圖7是依據(jù)本發(fā)明原理的加壓沖洗擠壓條帶裝置的側(cè)視圖。
具體實施例方式現(xiàn)在對本發(fā)明的示例性實施方式做詳細(xì)的參考說明，其示例在附圖中圖解示出。 盡可能地，全部附圖中所使用的相同參考數(shù)字指代相同或相似的部分。圖1是包括有依據(jù)本發(fā)明原理的加壓沖洗擠壓條帶的白內(nèi)障超聲乳化手術(shù)系統(tǒng)的流體路徑中元件的圖解。圖1示出了白內(nèi)障手術(shù)中經(jīng)過眼睛145的流體路徑。所述元件包括馬達(dá)105，條帶110，袋子115，彎曲底座120，框架125，沖洗壓力傳感器130，沖洗閥 135，沖洗管線140，手持件150，抽吸管線155，抽吸壓力傳感器160，通氣閥165，泵170，儲液器175和排放袋180。沖洗管線140在白內(nèi)障手術(shù)過程中為眼睛145提供沖洗流體。抽吸管線155在白內(nèi)障手術(shù)過程中從眼睛中去除流體和被乳化的晶狀體顆粒。在本發(fā)明的一個實施方式中，袋子115包含有白內(nèi)障手術(shù)過程中所用的沖洗流體。袋子115位于條帶110和彎曲底座120之間。彎曲底座120安裝在框架125上。馬達(dá) 105具有與條帶110的一個端部相連的軸桿(未示出)。條帶110的另一個端部被固定在彎曲底座120或框架125上。以這種方式，能夠在條帶110和彎曲底座120之間擠壓袋子 115。當(dāng)馬達(dá)105啟動從而與馬達(dá)105相聯(lián)結(jié)的軸桿(未示出)轉(zhuǎn)動時，條帶110纏繞在軸桿(未示出)周圍，由此倚靠著彎曲底座120擠壓袋子115。這樣就起到將沖洗流體擠出袋子115的作用。這在后續(xù)的視圖中顯示得更清楚。當(dāng)沖洗流體被擠出袋子115時，其通過沖洗管線140移動而后進入眼睛145中。沖洗壓力傳感器130測量沖洗管線140中的沖洗流體的壓力。還提供了可選而非必需的沖洗閥135，以用于沖洗的“開”/ “關(guān)”控制。沖洗壓力傳感器130可由多種能夠通過商業(yè)手段獲得的流體壓力傳感器中的任一種來實施。沖洗壓力傳感器130為操作馬達(dá)105的控制器 (未示出)提供壓力信息。馬達(dá)105(以及相連的條帶110)的操作控制著沖洗流體排出袋 115的壓力。馬達(dá)105可以是直流馬達(dá)、步進馬達(dá)或者能夠精確控制的其它類型的馬達(dá)。在本發(fā)明的其它實施方式中，馬達(dá)105可以是能夠在條帶110上施加作用力的任何類型的構(gòu)造。在白內(nèi)障超聲乳化手術(shù)過程中，手持器件150被置于眼睛145內(nèi)。手持器件150 具有中空針(未示出)，中空針在眼睛內(nèi)進行超聲振動以破碎病變的晶狀體。圍繞針設(shè)置的套筒從沖洗管線140供給沖洗流體。沖洗流體穿過針外部與套筒內(nèi)部之間的空間。流體和晶狀體顆粒通過中空針被抽吸走。以這種方式，中空針的內(nèi)部通道與抽吸管線155流體連通。泵170將被抽吸的流體從眼睛145中抽出。抽吸壓力傳感器160測量抽吸管線中的壓力?？梢允褂每蛇x而非必需的通氣閥來疏通(vent)泵170產(chǎn)生的真空。被抽吸的流體穿過儲液器175然后進入排放袋180中。在白內(nèi)障超聲乳化手術(shù)操作過程中，針的尖端可能因晶狀體顆粒而變得阻塞。這就會產(chǎn)生被稱為“閉塞”的情況。在閉塞期間，通常只有很少的流體被從眼睛抽吸出來。閉塞的結(jié)果是在抽吸管線155中產(chǎn)生負(fù)壓。因此，在閉塞期間，抽吸壓力傳感器160會讀出在抽吸管線155中產(chǎn)生的增加的真空度。當(dāng)閉塞被破壞時(即，當(dāng)引起閉塞的晶狀體顆粒被超聲針破碎時)，就會發(fā)生涌動(surge)。在抽吸管線155中所產(chǎn)生的負(fù)壓產(chǎn)生對來自眼睛的流體的突然需求，這導(dǎo)致IOP的突然降低和眼內(nèi)操作空間變淺。這能夠?qū)е挛ｋU的情形， 此時眼睛的各種結(jié)構(gòu)可能會受到損害。本發(fā)明的擠壓條帶裝置能夠通過增加抽吸管線140中的沖洗壓力來響應(yīng)這種“涌動”效果。當(dāng)閉塞破潰而涌動發(fā)生時，條帶Iio響應(yīng)于沖洗壓力傳感器130感應(yīng)到的沖洗壓力降低而繃緊。以此方式，眼睛145內(nèi)的壓力和所導(dǎo)致的操作空間能夠保持處于比較恒定的值。同樣，當(dāng)閉塞發(fā)生時，由于從眼睛抽吸的流體減少，沖洗壓力會增加。由壓力傳感器130檢測到的沖洗流體壓力增加可被用來控制馬達(dá)105(以及相連的條帶110)以調(diào)整眼睛145內(nèi)的壓力一即將眼睛145內(nèi)的壓力保持在可接受的范圍內(nèi)。圖2是依據(jù)本發(fā)明原理的加壓沖洗擠壓條帶裝置的端視圖。在圖2中，袋子115 被固持在條帶110和彎曲底座120之間。軸桿210與馬達(dá)105(未示出)相連接。馬達(dá)105 轉(zhuǎn)動軸桿210來張緊(或松弛——視情況而定)條帶110。當(dāng)馬達(dá)105是直流馬達(dá)或步進馬達(dá)時，可精確轉(zhuǎn)動軸桿210而在袋子115上施加已知量的作用力。由條帶110施加在袋子115上的作用力與袋子115所連接的沖洗管線中沖洗流體的壓力是成比例的。條帶110 的張緊迫使袋子115遵循彎曲底座120的凸起彎曲形狀。在袋子115內(nèi)的壓力和條帶110 中的張緊度之間有線性關(guān)系，以環(huán)向應(yīng)力公式近似表達(dá)如下σ h = Pr/t其中0h=環(huán)向應(yīng)力(在此例中，為由于條帶110上的張緊而產(chǎn)生的帶應(yīng)力)P=內(nèi)部壓力(在此例中，為袋子115內(nèi)的壓力)t =環(huán)形物的厚度(在此例中，為條帶110的厚度)r =圓環(huán)的內(nèi)半徑(在此例中，為彎曲底座120的半徑)條帶110可由柔性但無拉伸性的材料制成，如薄的柔性金屬片或塑料片、編制材料或其它適合的材料。在一個實施方式中，條帶110由0.010英寸厚的UHMW聚乙烯片制成。圖3是依據(jù)本發(fā)明原理的加壓沖洗擠壓條帶裝置的側(cè)視圖。在圖3中，袋子115被固持在條帶110和彎曲底座120之間。彎曲底座120安裝在框架125上。軸桿210與馬達(dá) 105相聯(lián)結(jié)。隨著馬達(dá)105轉(zhuǎn)動軸桿210，條帶110被繃緊(或松弛——取決于軸桿210轉(zhuǎn)動的方向)。通過控制馬達(dá)105的操作，能夠?qū)⒀劬?45內(nèi)的壓力保持在可接受的范圍內(nèi)。圖4是依據(jù)本發(fā)明原理的加壓沖洗擠壓條帶裝置的框圖。在圖4中，控制器410 接收來自沖洗壓力傳感器130的輸入并控制馬達(dá)105的操作。以這種方式，控制器410控制馬達(dá)105，以調(diào)整沖洗壓力?？刂破?10典型的是帶有電源、輸入和輸出管腳、能夠執(zhí)行邏輯功能的集成電路。在各種不同的實施方式中，控制器410是目標(biāo)裝置控制器(targeted device controller)。在這種情況下，控制器410以特定的裝置或元件如馬達(dá)為目標(biāo)執(zhí)行特定的控制功能。例如，馬達(dá)控制器具有控制馬達(dá)的基本功能。在其它實施方式中，控制器 410是微處理器。在這種情況下，控制器410是可編程的，從而其能夠發(fā)揮控制所述裝置中多于一個元件的功能。在其它情況中，控制器410不是可編程微處理器，而是專用控制器， 其被構(gòu)造用以控制執(zhí)行不同功能的不同元件。雖然在圖4中作為一個元件進行了描述，但控制器410可以通過許多不同的元件或集成電路來實施。圖5是用于依據(jù)本發(fā)明原理的加壓沖洗擠壓條帶裝置的控制系統(tǒng)的框圖。在圖5 中，輸入350代表所期望的壓力。在此示例中，控制器410是PID控制器，其控制馬達(dá)105 的操作。沖洗壓力傳感器130向控制器410提供輸入?？刂破?10通過控制馬達(dá)105來按照所期望的壓力(輸入350)進行控制。例如，如果沖洗壓力過低(低于所期望的壓力)， 控制器410就引導(dǎo)馬達(dá)105繃緊條帶110，由此增加袋子115 (以及與袋子115相聯(lián)結(jié)的沖
7洗管線)中的壓力。如果沖洗壓力過高(高于所期望的壓力)，控制器410就引導(dǎo)馬達(dá)105 松弛條帶110，由此降低袋子115(以及與袋子115相聯(lián)結(jié)的沖洗管線)中的壓力。圖6是依據(jù)本發(fā)明原理的加壓沖洗擠壓條帶裝置的透視圖。在圖6中，袋子115 被固持在條帶110和彎曲底座120之間。彎曲底座120安裝在框架125上。軸桿210與馬達(dá)105相聯(lián)結(jié)。圖7是依據(jù)本發(fā)明原理的加壓沖洗擠壓條帶裝置的側(cè)視圖。在圖7中，馬達(dá)105 和彎曲底座120是如上所述的那樣。離合器710與馬達(dá)105相聯(lián)結(jié)。彈簧720與軸桿210 相聯(lián)結(jié)。離合器710可使馬達(dá)105和軸桿210接合或脫離接合。以這種方式，離合器710 提供了安全特性，即如果需要時可使軸桿210與馬達(dá)105脫離接合。如果馬達(dá)105與軸桿 210脫離接合，則彈簧720在軸桿210上提供恒定的扭矩。以這種方式，如果離合器710使馬達(dá)105與軸桿210脫離接合，那么彈簧720在軸桿210上提供恒定的扭矩，用以在沖洗管線(和眼睛)內(nèi)保持恒定的最小壓力。本發(fā)明的沖洗擠壓條帶裝置在白內(nèi)障手術(shù)過程中提供了沖洗壓力(以及眼睛內(nèi)的壓力)的精確控制。擠壓袋類型裝置的現(xiàn)有嘗試包括使用兩個相對的板，袋子被放置在它們之間。板被一起移動以增加袋子內(nèi)的壓力。然而，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在袋子位于板之間時易于移動。這種移動會使壓力控制比本發(fā)明的擠壓條帶裝置要慢。在本發(fā)明中，條帶110將袋子115牢固地固持在彎曲底座120上。這就可獲得更加快速和精確的壓力控制。此外，袋子與剛性板的表面接觸面積在不同的袋填充水平時會顯著變化。其結(jié)果是，在不同的袋填充水平，需要顯著不同的作用力來產(chǎn)生相同的壓力，這使得始終如一的裝置控制更加艱巨。本發(fā)明在使袋子容積消耗的整個過程中的接觸表面面積變化最小化這一方面提供了顯著的益處。條帶在一側(cè)順應(yīng)袋子表面，保持面積近乎恒定。雖然底座與袋子的接觸面積會有些許變化，但這種變化并不象平板情況中的那樣顯著。通過上面所述，可以理解本發(fā)明提供了用于白內(nèi)障手術(shù)的加壓注入系統(tǒng)。本發(fā)明提供了可更加精確地控制流體壓力的沖洗擠壓條帶裝置。通過示例在此對本發(fā)明進行了圖解說明，而本領(lǐng)域技術(shù)人員可能做出各種修改。通過思考在此公開的本發(fā)明的說明書及實施，本發(fā)明的其它實施方式對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。說明書和示例僅應(yīng)當(dāng)視為是舉例說明，本發(fā)明的真正范圍和主旨由后面的權(quán)利要求指出。
權(quán)利要求
1.一種加壓注入裝置，包括 具有第一和第二端部的柔性條帶； 彎曲底座；容納流體的袋子，該袋子位于柔性條帶和彎曲底座之間；以及與軸桿相聯(lián)結(jié)的馬達(dá)，條帶的第二端部與軸桿相聯(lián)結(jié)；其中，當(dāng)馬達(dá)被啟動而轉(zhuǎn)動軸桿時，在條帶中產(chǎn)生張緊力以改變袋子中的壓力。
2.權(quán)利要求1所述的裝置，進一步包括 與袋子相聯(lián)結(jié)的沖洗管線；以及用于讀取沖洗管線中壓力的壓力傳感器。
3.權(quán)利要求1所述的裝置，進一步包括 與袋子相聯(lián)結(jié)的沖洗管線；以及用于讀取袋子中壓力的壓力傳感器。
4.權(quán)利要求2所述的裝置，進一步包括 沖洗壓力傳感器；以及控制器，該控制器接收來自沖洗壓力傳感器的輸入以控制馬達(dá)。
5.權(quán)利要求4所述的裝置，其中，馬達(dá)被控制，以在白內(nèi)障手術(shù)期間將眼睛內(nèi)的流體壓力保持在一流體壓力范圍內(nèi)。
6.權(quán)利要求1所述的裝置，其中，柔性條帶由薄的無拉伸性的材料制成。
7.權(quán)利要求1所述的裝置，進一步包括與馬達(dá)相聯(lián)結(jié)的離合器，用以將馬達(dá)與軸桿脫離接合。
8.權(quán)利要求1所述的裝置，進一步包括與軸桿相聯(lián)結(jié)的彈簧，該彈簧在軸桿上提供扭矩。
9.權(quán)利要求1所述的裝置，進一步包括 與彎曲底座相聯(lián)結(jié)的框架。
10.權(quán)利要求1所述的裝置，其中，柔性條帶的第一端部被固定，使得第一端部相對于彎曲底座靜止。
11.一種用于眼科手術(shù)機器的加壓注入系統(tǒng)，該加壓注入系統(tǒng)包括 具有第一和第二端部的柔性條帶；彎曲底座；容納沖洗流體的袋子，該袋子位于柔性條帶和彎曲底座之間；與袋子相聯(lián)結(jié)的沖洗管線；用于讀取沖洗管線中壓力的壓力傳感器；與軸桿相聯(lián)結(jié)的馬達(dá)，條帶的第二端部與軸桿相聯(lián)結(jié)；以及控制器，該控制器接收來自沖洗壓力傳感器的輸入以控制馬達(dá)。其中，當(dāng)馬達(dá)被啟動而轉(zhuǎn)動軸桿時，在條帶中產(chǎn)生張緊力以改變袋子中的壓力。
12.權(quán)利要求11所述的裝置，其中，馬達(dá)被控制，以在白內(nèi)障手術(shù)期間將眼睛內(nèi)的流體壓力保持在一流體壓力范圍內(nèi)。
13.權(quán)利要求11所述的裝置，其中，柔性條帶由薄的無拉伸性的材料制成。
14.權(quán)利要求11所述的裝置，進一步包括與馬達(dá)相聯(lián)結(jié)的離合器，用以將馬達(dá)與軸桿脫離接合。
15.權(quán)利要求11所述的裝置，進一步包括與軸桿相聯(lián)結(jié)的彈簧，該彈簧在軸桿上提供扭矩。
16.權(quán)利要求11所述的裝置，其中，柔性條帶的第一端部被固定，使得第一端部相對于彎曲底座靜止。
全文摘要
一種加壓注入裝置，具有帶第一和第二端部的柔性條帶、彎曲底座和容納流體的袋子。袋子位于柔性條帶和彎曲底座之間。柔性條帶的第二端部與軸桿相聯(lián)結(jié)。馬達(dá)也與軸桿相聯(lián)結(jié)。將馬達(dá)啟動以轉(zhuǎn)動軸桿從而在條帶中產(chǎn)生張緊力由此改變袋子中的流體壓力。
文檔編號A61M1/00GK102427780SQ201080021720
公開日2012年4月25日 申請日期2010年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月20日
發(fā)明者D·J·威爾遜 申請人:愛爾康研究有限公司