超聲乳化系統(tǒng)中的壓力控制的制作方法
【專利說(shuō)明】超聲乳化系統(tǒng)中的壓力控制
[0001]發(fā)明背景
[0002]本發(fā)明涉及超聲乳化外科手術(shù)，并且更詳細(xì)而言，涉及外科手術(shù)中的控制流體流動(dòng)。
[0003]人眼的功能在于借助清晰外表部分(稱為角膜)來(lái)透射光線，并且通過(guò)晶狀體將影像聚焦在視網(wǎng)膜上，從而提供視覺(jué)。聚焦影像的質(zhì)量取決于許多因素，包括眼睛的大小和形狀以及角膜和晶狀體的透明性。當(dāng)年齡或疾病導(dǎo)致晶狀體變得不太透明時(shí)，視覺(jué)會(huì)變差，這是因?yàn)榭梢酝干涞揭暰W(wǎng)膜上的光線減少的緣故。眼睛晶狀體的這種缺陷醫(yī)學(xué)上稱為白內(nèi)障。針對(duì)這種狀況的公認(rèn)療法是晶狀體的外科手術(shù)摘除，以及用人工眼內(nèi)晶片(1L)來(lái)替換晶狀體功能。
[0004]在美國(guó)，大多數(shù)白內(nèi)障晶狀體通過(guò)一種稱為超聲乳化的外科手術(shù)技術(shù)加以摘除。適合于對(duì)白內(nèi)障晶狀體進(jìn)行超聲乳化手術(shù)的典型外科手術(shù)器械包括超聲驅(qū)動(dòng)的超聲乳化手件、由沖洗套筒圍繞的附接中空切割針和電子控制臺(tái)。手件通過(guò)電纜和撓性管而附接到控制臺(tái)。借助電纜，控制臺(tái)會(huì)改變手件傳輸給附接切割針的功率電平。撓性管借助手件而將沖洗流體供應(yīng)給外科手術(shù)部位，并且從眼睛中汲取抽吸流體。
[0005]在超聲乳化手術(shù)中，切割針的尖端和沖洗套筒的末端借助眼睛外部組織中的小切口而插入到眼睛的前段。外科醫(yī)生用切割針的尖端接觸眼睛的晶狀體，從而使得振動(dòng)尖端將晶狀體變成碎塊。所產(chǎn)生的碎塊與所述手術(shù)中提供給眼睛的沖洗流體一起，借助切割針的內(nèi)部鉆孔而從眼睛中吸出并進(jìn)入到廢物儲(chǔ)槽。
[0006]在整個(gè)手術(shù)中，沖洗流體灌入到眼睛中，經(jīng)過(guò)沖洗套筒和切割針之間，并在沖洗套筒的尖端處和/或從形成于沖洗套筒末端附近中的一個(gè)或多個(gè)通口或開(kāi)口離開(kāi)而進(jìn)入眼睛中。這個(gè)沖洗流體是至關(guān)重要的，因?yàn)槠鋾?huì)在乳化晶狀體摘除中防止眼睛萎陷。沖洗流體也會(huì)保護(hù)眼睛組織免受超聲切割針的振動(dòng)所產(chǎn)生的熱量的傷害。此外，沖洗流體使乳化晶狀體的碎塊懸浮而便于從眼睛中抽吸。
[0007]常規(guī)系統(tǒng)采用懸掛在靜脈(IV)注射桿上的裝有流體的瓶子或袋子作為沖洗流體源。沖洗流動(dòng)速率以及眼睛上的對(duì)應(yīng)流體壓力通過(guò)控制IV注射桿在外科手術(shù)部位上方的高度來(lái)調(diào)節(jié)。例如，升高IV注射桿會(huì)導(dǎo)致水頭壓力的對(duì)應(yīng)增加和眼睛上流體壓力的增加，從而導(dǎo)致沖洗流動(dòng)速率的對(duì)應(yīng)增加。同樣地，降低IV注射桿會(huì)導(dǎo)致眼睛上壓力的對(duì)應(yīng)下降以及對(duì)眼睛的對(duì)應(yīng)沖洗流動(dòng)速率的下降。
[0008]流體從眼睛中的抽吸流動(dòng)速率通常由抽吸泵加以調(diào)節(jié)。泵動(dòng)作產(chǎn)生穿過(guò)切割針內(nèi)部鉆孔的抽吸流動(dòng)。抽吸流動(dòng)會(huì)使得在抽吸管線中建立真空。抽吸流動(dòng)和/或真空設(shè)置成針對(duì)晶狀體摘除而實(shí)現(xiàn)期望的工作效果。IV注射桿高度和沖洗泵被調(diào)節(jié)成努力保持眼睛內(nèi)外科手術(shù)部位上相對(duì)恒定的流體壓力，從而實(shí)現(xiàn)恰當(dāng)?shù)难蹆?nèi)腔平衡。
[0009]雖然眼睛中恒定的流體壓力在超聲乳化手術(shù)中是合乎需要的，但是超聲乳化手術(shù)中的相應(yīng)普遍現(xiàn)象會(huì)由于整個(gè)外科手術(shù)過(guò)程中一直發(fā)生的變化流動(dòng)速率而引起。變化流動(dòng)速率導(dǎo)致從沖洗流體供應(yīng)處到眼睛的沖洗流體路徑中變化的壓力損失，進(jìn)而引起前房中壓力(也稱為眼內(nèi)壓力或1P)的改變。更高的流動(dòng)速率導(dǎo)致更大的壓力損失和更低的1P。隨著1P降低，眼睛內(nèi)的操作空間會(huì)減小。
[0010]超聲乳化流程中的另一普遍并發(fā)癥是由于抽吸針的堵塞或閉塞而引起。隨著沖洗流體和乳化組織借助中空切割針而被抽離眼睛的內(nèi)部，大于針鉆孔直徑的組織碎片可能阻塞針的尖端。當(dāng)尖端阻塞時(shí)，真空壓力便建立在尖端內(nèi)。阻塞清除時(shí)眼睛前房中所產(chǎn)生的壓降稱為閉塞后涌動(dòng)。在一些情形中，這種閉塞后涌動(dòng)可能使得相對(duì)較大量的流體和組織被過(guò)快地吸出眼睛，從而潛在地導(dǎo)致眼睛萎陷和/或?qū)е戮铙w囊撕裂。
[0011]各種技術(shù)都已嘗試減少這種涌動(dòng)，如通過(guò)使抽吸管線通氣或以其它方式限制抽吸系統(tǒng)中負(fù)壓的建立。然而，仍然需要改進(jìn)的超聲乳化裝置，包括減少閉塞后涌動(dòng)以及在變化流動(dòng)條件下保持穩(wěn)定1P的沖洗系統(tǒng)。
發(fā)明概要
[0012]在符合本發(fā)明原理的一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明是一種外科手術(shù)系統(tǒng)，其包括:加壓式?jīng)_洗流體源；沖洗管線，其流體地耦接到所述加壓式?jīng)_洗流體源；手件，其流體地耦接到所述沖洗管線；沖洗壓力傳感器，其安置在所述加壓式?jīng)_洗流體源或沖洗管線中，或者沿著所述加壓式?jīng)_洗流體源或沖洗管線而安置；和控制器，其用以控制所述加壓式?jīng)_洗流體源。所述控制器基于來(lái)自所述沖洗壓力傳感器的讀數(shù)以及通過(guò)補(bǔ)償因數(shù)所修改的估計(jì)流量值來(lái)控制所述加壓式?jīng)_洗流體源。
[0013]所述外科手術(shù)系統(tǒng)也可以包括顯示器和控制器輸入裝置。所述控制器輸入裝置可以接收期望的眼內(nèi)壓力值，并且所述控制器可以控制所述加壓式?jīng)_洗流體源，從而保持所述期望的眼內(nèi)壓力值。所述控制器輸入裝置可以接收期望的眼內(nèi)壓力范圍，并且所述控制器可以控制所述加壓式?jīng)_洗流體源，從而保持所述期望的眼內(nèi)壓力范圍。所述控制器可以基于來(lái)自所述沖洗壓力傳感器、源壓力傳感器或所述抽吸壓力傳感器的讀數(shù)，或者根據(jù)通過(guò)所述補(bǔ)償因數(shù)所修改的估計(jì)流量值來(lái)計(jì)算眼睛的眼內(nèi)壓力。所述控制器也可以基于來(lái)自所述沖洗壓力傳感器的讀數(shù)、來(lái)自所述源壓力傳感器的讀數(shù)以及所述沖洗管線的阻抗來(lái)計(jì)算所述估計(jì)流量值。
[0014]所述系統(tǒng)也可以包括:抽吸管線，其流體地耦接到所述手件；抽吸壓力傳感器，其安置在所述抽吸管線處或者沿著所述抽吸管線而安置；和抽吸泵，其被配置成借助所述抽吸管線來(lái)汲取流體。在這類情形中，所述控制器可以基于來(lái)自所述抽吸壓力傳感器的讀數(shù)、可由所述抽吸泵達(dá)成的最大泵真空以及所述抽吸泵的阻抗來(lái)計(jì)算所述估計(jì)流量值。
[0015]所述系統(tǒng)也可以包括裝納流體的撓性袋和兩個(gè)對(duì)立板。所述撓性袋可以安置于所述兩個(gè)對(duì)立板之間。在這類情形中，所述控制器可以基于所述兩個(gè)對(duì)立板的行進(jìn)或動(dòng)作來(lái)計(jì)算所述估計(jì)流量值。
[0016]在一些實(shí)施方案中，所述補(bǔ)償因數(shù)可以基于切口泄漏和/或套筒壓縮、針對(duì)手術(shù)所選定的針和套筒或者所述針和套筒組合的流動(dòng)特性。所述控制器輸入裝置可以接收針和套筒信息，并且所述控制器使用所述針和套筒信息來(lái)選擇或計(jì)算所述補(bǔ)償因數(shù)。所述控制器輸入裝置可以將所述補(bǔ)償因數(shù)作為來(lái)自用戶的輸入而加以接收。
[0017]所述控制器可以使用來(lái)自所述抽吸壓力傳感器的讀數(shù)來(lái)確定是否存在閉塞或者是否發(fā)生閉塞突破。在這類情形中，所述控制器可以控制所述加壓式?jīng)_洗流體源，以便適應(yīng)由于所述閉塞或所述閉塞突破而產(chǎn)生的流體流量變化。所述控制器可以使用來(lái)自所述沖洗壓力傳感器的讀數(shù)來(lái)確定是否存在閉塞或者是否發(fā)生閉塞突破。在這類情形中，所述控制器可以控制所述加壓式?jīng)_洗流體源，以便適應(yīng)由于所述閉塞或所述閉塞突破而產(chǎn)生的流體流量變化。
[0018]在本發(fā)明的其它實(shí)施方案中，一種外科手術(shù)系統(tǒng)包括:加壓式?jīng)_洗流體源，所述加壓式?jīng)_洗流體源包括安置于兩個(gè)對(duì)立板之間的撓性袋，所述撓性袋容納流體；位置傳感器，其安置在所述兩個(gè)對(duì)立板中的一個(gè)板中或一個(gè)板上，所述位置傳感器用于確定所述兩個(gè)對(duì)立板之間的距離；致動(dòng)器，其用于移動(dòng)所述兩個(gè)對(duì)立板中的至少一個(gè)板，從而壓擠所述撓性袋；和控制器，其用于控制所述對(duì)立板的相對(duì)移動(dòng)。所述控制器接收來(lái)自所述位置傳感器的讀數(shù)，確定所述板之間的距離，并且提供所述撓性袋中流體量的估計(jì)。
[0019]在本發(fā)明的其它實(shí)施方案中，一種外科手術(shù)系統(tǒng)包括:加壓式?jīng)_洗流體源，所述加壓式?jīng)_洗流體源包括安置于兩個(gè)對(duì)立板之間的撓性袋，所述撓性袋容納流體，鉸接板安置在所述兩個(gè)對(duì)立板中的一個(gè)板的表面上；源壓力傳感器，其安置在所述鉸接板的面部和所述兩個(gè)對(duì)立板中的一個(gè)板的面部之間，從而使得所述鉸接板的所述面部將所述源壓力傳感器壓抵所述兩個(gè)對(duì)立板中的一個(gè)板的所述面部。
[0020]應(yīng)了解，上文的一般描述與下文的詳細(xì)描述均僅僅是例示性和解釋性的，并且意在對(duì)所申請(qǐng)保護(hù)的本發(fā)明提供進(jìn)一步的解釋。下文的描述以及本發(fā)明的實(shí)踐闡述并表明本發(fā)明的額外優(yōu)勢(shì)和目的。
[0021]在符合本發(fā)明原理的一個(gè)實(shí)施方案中，一種控制具有流體流動(dòng)路徑的外科手術(shù)系統(tǒng)的方法包括:接收來(lái)自沿著所述流體流動(dòng)路徑而安置的沖洗壓力傳感器的壓力讀數(shù)；計(jì)算通過(guò)所述外科手術(shù)系統(tǒng)的估計(jì)流體流量；利用補(bǔ)償因數(shù)來(lái)修改所述估計(jì)流體流量；以及，基于所述壓力讀數(shù)和通過(guò)所述補(bǔ)償因數(shù)所修改的估計(jì)流體流量來(lái)控制加壓式?jīng)_洗流體源。
[0022]在本發(fā)明的其它實(shí)施方案中，所述方法也可以包括下述步驟中的一個(gè)或多個(gè)步驟:接收期望的眼內(nèi)壓力值；和，控制所述加壓式?jīng)_洗流體源，從而保持所述期望的眼內(nèi)壓力值；接收期望的眼內(nèi)壓力范圍；和，控制所述加壓式?jīng)_洗流體源，從而保持所述期望的眼內(nèi)壓力范圍；基于來(lái)自所述沖洗壓力傳感器的讀數(shù)而計(jì)算眼睛的眼內(nèi)壓力；基于通過(guò)所述補(bǔ)償因數(shù)所修改的估計(jì)流量值而計(jì)算眼睛的眼內(nèi)壓力；接收來(lái)自沿著所述流體路徑而安置的抽吸壓力傳感器的讀數(shù)、可由所述