專利名稱：流動自動調(diào)節(jié)吸管和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及用于施行白內(nèi)障超聲乳化手術(shù)的裝置，尤其涉及一種與白內(nèi)障超聲乳化系統(tǒng)結(jié)合使用的流動自動調(diào)節(jié)吸管。
背景技術(shù)：
人類眼睛中的晶狀體用來傳輸和聚焦光線，并位于眼睛的虹膜之后，虹膜借助稱為虹帶的懸韌帶貼在眼睛的壁上。晶狀體包括較硬的中央晶核和圍繞它的具有較軟的堅實度的周邊皮質(zhì)。一個稱之為囊袋的很薄的膜容納整個晶狀體。
白內(nèi)障是由于眼睛中的晶狀體的透明性喪失而造成的，并且通常是隨著年齡的增長而發(fā)生的現(xiàn)象。白內(nèi)障將引起視力逐漸減弱，但可以通過手術(shù)來恢復(fù)。白內(nèi)障手術(shù)包括白內(nèi)障的晶狀體的摘除，并植入一種塑料的人工晶狀體。白內(nèi)障晶狀體的摘除是通過稱為白內(nèi)障超聲乳化術(shù)的技術(shù)，利用超聲波能量來破碎和吸出晶狀體。
在這種手術(shù)中，在囊袋前部中形成一個中心開口，以便能接觸到晶狀體物質(zhì)。接著，通常包括具有外壁和中央管腔的探針的機(jī)頭(探頭)插入、接觸和破碎晶狀體。探針外的橡膠套管提供一個沖洗眼睛的導(dǎo)管，以移除由探針吸出的物質(zhì)。一旦借助超聲能量把晶狀體的晶核移除，柔軟的皮質(zhì)可利用沖洗/吸出套管被吸出。
在手術(shù)的兩個階段中，前房維持正壓和等容狀態(tài)以防止塌陷是十分重要的，這可以防止前房損傷敏感的眼睛組織。任何與作為角膜或虹膜的襯層的內(nèi)皮細(xì)胞的接觸都可能造成不可彌補(bǔ)的損傷。更通常的情況是無意地接觸或吸出后囊袋，這個囊袋的作用是為了防止在眼睛后房中容納的被稱作玻璃狀液體的流體的流失。這種無意的接觸可能造成后囊袋膜的破裂。
在白內(nèi)障手術(shù)之后后囊袋膜的破裂或玻璃狀液體的流失都會增加視網(wǎng)膜脫離和類囊腫斑浮腫(cystoid macular oedema)的危險，從而導(dǎo)致失明。而且，如果在手術(shù)中后囊袋遭到破壞，那么不可能在原有的晶狀體的剩余囊袋中植入合適的人工晶狀體，從而導(dǎo)致比簡單手術(shù)所預(yù)期的結(jié)果更不理想的結(jié)果。
在進(jìn)行白內(nèi)障超聲乳化手術(shù)時，在前房中保持穩(wěn)定的壓力和容積是大家首先關(guān)注的事。最佳流體動力學(xué)要求在進(jìn)行白內(nèi)障超聲乳化術(shù)時在前房中必須保持穩(wěn)定的壓力和容積。從前房中吸取流體必須用相當(dāng)?shù)臎_洗物質(zhì)來平衡。流體平衡所要求的狀態(tài)可以用下列公式來概括Fi＝F0，即流入物質(zhì)(Fi)應(yīng)該等于流出物質(zhì)(F0)。為了防止管腔塌陷，前房中壓力(Fac)也必須大于周圍的大氣壓pa和玻璃狀液體壓力(Pv)，即pac＞Pa＞Pv。
在前房中的壓力取決于沖洗物質(zhì)的壓力值，它是與沖洗物質(zhì)瓶的高度相關(guān)的沖洗壓力頭(Pi)和由于沖洗流體流入阻力而造成的壓降(pd)之間的差值，即pa＝pi-pd。前房中的壓力最好應(yīng)該保持恒定，以避免管腔室容積的變化，這種變化會在手術(shù)中管腔表現(xiàn)為不穩(wěn)定的腔室。
在白內(nèi)障手術(shù)中傳統(tǒng)使用的儀器包括控制臺，所述控制臺包含用于產(chǎn)生真空和流動的泵系統(tǒng)和電路系統(tǒng)泵，所述電路系統(tǒng)用來為白內(nèi)障超聲乳化機(jī)頭提供足夠的能量和控制機(jī)頭。這個泵系統(tǒng)通過管路和白內(nèi)障超聲乳化機(jī)頭、沖洗(irrigation)和吸出套管連接在一起，以便使流體和晶狀體物質(zhì)能夠從眼睛中吸出。
在白內(nèi)障超聲乳化技術(shù)中和皮質(zhì)吸取中用來吸取流體和晶狀體物質(zhì)的幾種泵系統(tǒng)是已知的。第一種叫正液壓泵(Positive fluid pump)，例如蠕動泵(peristaltic pump)。在這種系統(tǒng)中，流體流動是通過抽吸管路而產(chǎn)生的，如果管路被堵塞，可獲得高真空狀態(tài)。在其它類型的泵系統(tǒng)中，例如，文氏泵(Venturi pump)，抽吸過程是在一個盒內(nèi)完成的，并且，隨后流體的流動和從眼睛中取出和預(yù)先設(shè)置的抽吸水平有關(guān)。
無論哪一種泵系統(tǒng)，清除晶核和皮質(zhì)的順序都是相似的。通過白內(nèi)障超聲乳化探針或沖洗/吸取套管以及相關(guān)的吸出管路施加抽吸力，使流體從前房中被吸出。抽吸過程將晶核和皮質(zhì)吸入到探針或套管中，這樣可能造成較大的碎片使導(dǎo)管的尖端或抽吸口被堵塞。
管路中的抽吸水平隨之提高，直到所產(chǎn)生的負(fù)壓克服晶狀體物質(zhì)的阻力，該晶狀體物質(zhì)然后被沿著管路抽吸。反過來，隨著伴隨的腔內(nèi)壓力下降和流速增加，這將導(dǎo)致前房和系統(tǒng)的其他部分之間的壓力很快達(dá)到平衡。這種現(xiàn)象典型地稱之為“阻塞后浪涌”(Post occlusion surge)，并且，當(dāng)腔內(nèi)壓力和容積波動時，可能引起后囊袋向前移動。
通過白內(nèi)障超聲乳化機(jī)頭作用的真空可以由腳踏板控制來調(diào)節(jié)，從而使得泵系統(tǒng)通過相對于流體或空氣排放(venting)或補(bǔ)償系統(tǒng)內(nèi)的壓力來進(jìn)行響應(yīng)。然而，排放發(fā)生在從前房和超聲機(jī)頭算起的某一距離上，因此，在吸管中的真空恢復(fù)到正壓和前房中的壓力恢復(fù)到正常狀態(tài)或不堵塞狀態(tài)之前，通常存在一個滯后。
相應(yīng)地，我們希望減少流速的浪涌，這種浪涌的發(fā)生是和由于白內(nèi)障超聲乳化探針的堵塞而引起的真空壓力的波動有關(guān)的。這種控制有利于減少腔室壓力的波動和縮短達(dá)到壓力平衡的時間，因而增強(qiáng)手術(shù)過程的安全性和減少后囊袋無意破裂的危險。
一種潛在的減少吸管中流體浪涌的方法是減少由泵系統(tǒng)產(chǎn)生的最大真空度。然而，高真空度對于捕獲晶核物質(zhì)碎片是有利的，以便碎片可被破碎成更小的碎片。因此，希望維持高真空度，同時降低在高真空度下與浪涌相關(guān)的高流速。
另一種方法是通過減小管腔和增加吸管的長度來增加吸管中的阻力。盡管減小管腔的尺寸可能是有效的，典型的白內(nèi)障超聲乳化中的吸管的內(nèi)徑大約是1.5毫米，但是，進(jìn)一步減小內(nèi)徑有可能引起晶狀體物質(zhì)在吸管內(nèi)堵塞。增加管長可以通過卷繞管路來進(jìn)一步增加流動阻力的方法來實現(xiàn)。然而，在這兩中情況下增加的管路阻力存在于所有的真空水平下。這是不希望的，理想的是在低真空度情況下維持不降低的吸取流動速度，這有利于在堵塞之前吸引晶狀體碎片。
綜上所述，希望能提供一種包括流動自動調(diào)節(jié)吸管的白內(nèi)障超聲乳化系統(tǒng)，所述吸管響應(yīng)于較高流動速度自動地增加流動阻力。
同時，希望提供一種包括流動自動調(diào)節(jié)吸管的白內(nèi)障超聲乳化系統(tǒng)，所述吸管在較低流速下引入湍流。
另外，希望提供一種包括流動自動調(diào)節(jié)吸管的白內(nèi)障超聲乳化系統(tǒng)，所述吸管在較高真空水平下提供改進(jìn)的前房穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
綜上所述，本發(fā)明的一個目的是提供一種包括流動自動調(diào)節(jié)吸管的白內(nèi)障超聲乳化系統(tǒng)，所述吸管響應(yīng)較高流速自動地增加流動阻力。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種包括流動自動調(diào)節(jié)吸管的白內(nèi)障超聲乳化系統(tǒng)，所述吸管在較低流速下引入湍流。
本發(fā)明的再一個目的是提供一種包括流動自動調(diào)節(jié)吸管的白內(nèi)障超聲乳化系統(tǒng)，所述吸管具有改進(jìn)的管腔，所述管腔確定以螺旋狀排列的縱向凹槽。
本發(fā)明還有一個目的是提供一種包括流動自動調(diào)節(jié)吸管的白內(nèi)障超聲乳化系統(tǒng)，所述吸管在較高真空水平下提供改進(jìn)的前房穩(wěn)定性。
本發(fā)明的以上和/或其他方面可以通過提供一種用于白內(nèi)障超聲乳化系統(tǒng)的流動自動調(diào)節(jié)吸管來實現(xiàn)，其中所述的吸管具有在相對低的流速下可提高流過管的湍流的管腔表面。
在一個優(yōu)選的實施例中，根據(jù)本發(fā)明原理所制造的吸管包括形狀構(gòu)造特征在吸管內(nèi)表面上形成的形狀構(gòu)造特征，例如螺旋溝槽、向內(nèi)突出的凸部、脊或凹槽。這些形狀構(gòu)造特征可以沿著管的整個長度布置，或僅僅沿著吸管長度的離散部位布置，并且，這些形狀構(gòu)造特征可以圍繞管腔的整個圓周或僅僅在管腔的某些部分上延伸。
在另一個可選實施例中，吸管包括一個自由移動物體，例如，布置在管腔內(nèi)的葉輪(vane)或推進(jìn)器(propeller)。在其他可選實施例中，吸管包括沿著吸管長度的一個或多個彎部，在高速流動時這些彎部可用來增強(qiáng)流體流動阻力。


結(jié)合附圖，通過對本發(fā)明的實施例的以下描述，本發(fā)明這些和/或其他方面和優(yōu)點將變得更加清楚，其中圖1是適合使用本發(fā)明的流動自動調(diào)節(jié)吸管的白內(nèi)障超聲乳化系統(tǒng)的側(cè)視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例的一段吸管的透視圖；
圖3是根據(jù)本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例的一段吸管的透視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個附加實施例的一段吸管的透視圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例的一段吸管的透視圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例的一段吸管的側(cè)視圖，它包括布置在吸管內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)葉輪；圖7是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的一段吸管的側(cè)視圖，它包括布置在吸管內(nèi)的旋轉(zhuǎn)推進(jìn)器；圖8是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的一段吸管的側(cè)視圖，它包括一對彎部；圖9是表示在吸管中流動的流體的流速相對于由吸管內(nèi)的摩擦力引起的壓降的曲線圖；和圖10A和10B分別是用于擠壓圖2所示的吸管的擠壓模的透視圖和平面圖。
具體實施例方式
優(yōu)選的白內(nèi)障超聲乳化系統(tǒng)綜述參照圖1，描述了適合使用本發(fā)明的流動自動調(diào)節(jié)吸管的白內(nèi)障超聲乳化系統(tǒng)。白內(nèi)障超聲乳化系統(tǒng)10包括白內(nèi)障超聲乳化針11，白內(nèi)障超聲乳化探針11連接到超聲機(jī)頭20，并被橡膠套管(elastomeric sleeve)12包圍。通常機(jī)頭20連接到一個控制器(沒有顯示)，所述控制器使探針11在超聲頻率下振動。當(dāng)探針和白內(nèi)障晶狀體接觸時，探針11的振動可破碎晶狀體的晶核物質(zhì)。
沖洗管13在沖洗流體源14和機(jī)頭20之間流體連通，從而沖洗流體經(jīng)由探針11和橡膠套管12的內(nèi)表面16之間的形成的環(huán)形空間15傳送到眼睛。吸管17在探針11的管腔18和真空源19之間流體連通，以允許從病人的眼睛中吸出破碎的晶核物質(zhì)。
在手術(shù)中通過白內(nèi)障超聲乳化探針11，把超聲能量施加到病人的晶狀體的晶核物質(zhì)上。在白內(nèi)障超聲乳化操作過程中，通過探針11和橡膠套管12之間的環(huán)形空間15將沖洗流體從沖洗流體源14供應(yīng)到眼睛。同時，通過探針管腔18和吸管17將破碎的晶核物質(zhì)抽出。如上所述，通過管腔18吸引的抽吸力引起較大的碎片與探針11接合，從而可能引起通過管腔18被吸取的物質(zhì)的流速出現(xiàn)浪涌和使眼睛內(nèi)部的壓力產(chǎn)生較大波動。本發(fā)明的吸管期望能緩和這種堵塞后引起的浪涌和減少所引起的壓力波動。
本發(fā)明的流動自動調(diào)節(jié)吸管的說明根據(jù)本發(fā)明的原理，圖1中的白內(nèi)障超聲乳化系統(tǒng)10設(shè)置有帶有改進(jìn)的管腔的吸管，所述管腔被改進(jìn)以加強(qiáng)在較高流速時流體流動的流體動力學(xué)阻力。管腔的改進(jìn)可以采用許多方式中的一種，包括沿著管腔內(nèi)表面的形狀構(gòu)造特征、在流路中的自由移動障礙物，或者一個或多個流動轉(zhuǎn)向彎。
參照圖2，描述了本發(fā)明的第一個示例性的自動調(diào)節(jié)吸管30的實施例。吸管30具有外表面32和確定管腔36的內(nèi)表面34。根據(jù)本發(fā)明的原理，內(nèi)表面34包括形狀構(gòu)造特征40，這些形狀構(gòu)造特征40用來增強(qiáng)在較高速流動時的流動阻力。形狀構(gòu)造特征40可設(shè)置在吸管的整個長度上，也可僅僅設(shè)置在吸管的一個或幾個不連續(xù)部分上。此外，如圖2所示，形狀構(gòu)造特征可設(shè)置在吸管30的整個圓周上，或者設(shè)置在吸管圓周的局部弧上。
在一個優(yōu)選實施例中，形狀構(gòu)造特征40包括在吸管內(nèi)表面中形成的作為槽的螺旋溝槽或凹槽42。凹槽42C沿著吸管的長度以均勻的間距設(shè)置，并圍繞內(nèi)表面的圓周設(shè)置。凹槽42可以具有半圓形的剖面(如圖2所示)，或者可選擇地包括半橢圓形、矩形、三角形、方形、菱形或其他適當(dāng)形狀的剖面輪廓。
仍然參照圖2，在不增加大碎片阻塞管腔的可能性的條件下，凹槽42在管腔36內(nèi)產(chǎn)生湍流。特別是，借助于增加通過吸管的流體的流體動力學(xué)阻抗，凹槽42增強(qiáng)湍流。有利的是，由于在高速流動時流動阻力增加，因此，與流體浪涌和伴隨的壓力波動有關(guān)的、可能引起眼睛前房的塌陷或部分塌陷的危險減小了。此外，形狀構(gòu)造特征40改變管腔內(nèi)的流動模式，使得流動在較低速流動下變?yōu)橥牧鳌?br> 參照圖3，描述了另一個可選實施例，其中形狀構(gòu)造特征40包括突出的凸部44，例如，從管的內(nèi)表面突出到管腔36中的脊或肋。凸部44可沿著管的長度和圍繞管腔36的圓周以均勻的間距沿螺旋圖案布置為一系列半圓柱形的脊。作為選擇，凸部44可以僅僅部分地圍繞管腔36的圓周延伸，或者僅僅沿著吸管長度的選定部分延伸。類似于凹槽42，凸部44能增強(qiáng)吸管30內(nèi)的流體動力學(xué)阻力，并且，與從前已知的吸管的情況相比，其在較低的流動速度和較低的真空度條件下能引起湍流。
參照圖4和5，描述又一個實施例，其中形狀構(gòu)造特征40包括在吸管30內(nèi)表面上形成的縱向凹槽46(見圖4)或縱向凸部48(圖5)。圖示的縱向凹槽46或縱向凸部48圍繞管腔36的圓周大體上互相平行地以均勻地間距間隔地布置。作為選擇，凹槽46或凸部48可以僅僅部分地圍繞管腔36的圓周延伸，或者僅僅沿著吸管的被選定的部分長度延伸。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會理解，在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下，可在吸管內(nèi)表面上設(shè)置兩個或更多個上述形狀構(gòu)造特征的任何組合。
參照圖6和7，根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，吸管30包括一個自由移動物體50，在圖中為安放在管腔36內(nèi)的葉輪或推進(jìn)器。物體50被構(gòu)造以裝配在吸管30內(nèi)，以便干擾管腔內(nèi)流體的層流，并且引起湍流。在圖6和7中，層流用直線箭頭L表示，湍流用曲線箭頭T來表示。所引起的湍流能增加在管腔36內(nèi)的流體動力學(xué)阻力，并且是吸管中的流動速度的函數(shù)。
以例子的方式，自由移動物體50可包括安裝在管腔36中位于輪轂58上的葉輪56(圖6)，并具有多個臂60。作為選擇，如圖7中所描繪的那樣，自由移動物體50可包括具有多個突出63的推進(jìn)器62。推進(jìn)器62被安裝在軸64上，軸64被支撐在單獨的短的縱向部分67的管腔66內(nèi)的臂65上。部分67在兩端包括適配器68，從而自由移動物體50可與先前已知的吸管結(jié)合使用。當(dāng)然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會理解，在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下，自由移動物體50也可以采用其他形狀。此外，可以采用多于一個的自由移動物體來干擾層流，從而改進(jìn)在吸管中的流動。
參照圖8，描述了本發(fā)明的吸管的另一個可選實施例，其中吸管30包括一個或多個角彎部70。彎部70引起管腔72中的流體流動方向的急劇變化，這樣，在流體流過一個或多個彎部后，最初的層流(用直線箭頭L表示)變成湍流(用曲線箭頭T來表示)。優(yōu)選彎曲角度小于或等于90度。如同圖7的實施例，圖8的實施例可以作為包含一個或多個彎部的剛性管的單獨部分來實施，用來連接所述部分的適配器和先前的吸管相同。
如上所說，用在白內(nèi)障手術(shù)中的已知吸管有一個光滑的內(nèi)表面。在這種管內(nèi)的流體流動的速度通常是層流，可以用哈根-泊葉桑公式來描述Q＝P×π×D4/(8×l×v)其中Q是體積流率，P是壓差，D是吸管的橫截面直徑，l是扼流直徑的長度，和v是流體粘度。
吸管內(nèi)的流體流動成為湍流的點由雷諾數(shù)來確定Re＝d×V×D/v其中Re是雷諾數(shù)，V是流體流動速度，D是吸管的橫截面直徑，v是流體粘度。
試驗顯示如果雷諾數(shù)小于2000(下臨界雷諾數(shù))，則流動很可能是層流；而如果雷諾數(shù)超過4000(上臨界雷諾數(shù))，則流動很可能是湍流。雷諾數(shù)在2000和4000之間，則在管內(nèi)的流動性質(zhì)是不確定的。
增加吸管內(nèi)壁表面的粗糙度，就能增加流動的阻力，并趨向于引起湍流。當(dāng)流體流過一段非圓形橫截面的改進(jìn)的吸管時(即圖2-5)，則雷諾數(shù)可以用等效直徑de來計算de＝4×A/P其中A是流動的橫截面面積，而P是橫截面的浸潤周邊。因此改變吸管的剖面能促進(jìn)湍流。
當(dāng)流體流動是層流時，大部分的流層之間的剪切作用和摩擦力都發(fā)生在遠(yuǎn)離壁面的地方。壁面對于摩擦因子(f)的作用是很小的，摩擦因子是和雷諾數(shù)成反比的，f＝64/Re，這里Re是雷諾數(shù)。相反，當(dāng)流體流動是湍流時，吸管內(nèi)表面的特性對摩擦因子的影響就比較大，這是因為大部分的剪切作用和產(chǎn)生的摩擦力發(fā)生在形狀構(gòu)造特征附近。相對粗糙度可定義為εR＝ε/d其中ε是表面粗糙度的高度，d是吸管的直徑。
上述的穆迪曲線和公式可以用來計算吸管中流體流動的摩擦因子(f)f＝0.0055*(1+(20000×εR+106/Re)1/3)相應(yīng)地，修改吸管內(nèi)表面特性，使它產(chǎn)生不光滑的表面，這樣在低速流動和低真空度時吸管內(nèi)流動就能轉(zhuǎn)變?yōu)橥牧?，從而增加流動的阻力。湍流可以采用柏努?Bernoulli)方程計算Q＝SQRT(P×π2×D4)/(8×d))其中Q是體積流量，P是壓差，D是吸管的橫截面直徑，l是扼流直徑的長度，v是流體粘度，d是流體密度。
對于具有相同壓差的情況，這個壓差是由真空產(chǎn)生的真空度來確定，在相同吸管直徑和長度條件下，由于湍流引起流動的阻力增加，使得流動速度要降低。
然而，在低的真空度條件下，被修改的吸管產(chǎn)生的流體流動的阻力變化不很大，但是，當(dāng)真空度上升時，由于流動從層流轉(zhuǎn)向湍流(與先前已知的具有光滑內(nèi)表面的吸管相比，這種現(xiàn)象發(fā)生在較低的真空度情況下)，阻力會成比例增加。由于流動阻力引起的壓降作為速度的平方變化。因此，如圖9所述，壓降相對于流體流速形成一條拋物線，其中，和具有低的摩擦阻力和層流的吸管相比，較大的百分比壓降引起較小的流速變化。
有利的是，在吸管內(nèi)表面上提供形狀構(gòu)造特征不會降低白內(nèi)障超聲乳化探針吸取晶核物質(zhì)的效率。當(dāng)探針尖端被堵塞時，吸管內(nèi)的真空度的最初上升類似于已知的吸管，但是，上升時間隨著真空度的增加減慢。當(dāng)克服堵塞阻力時，由于吸取管中的負(fù)壓引起的瞬間流體流動將少于已知的吸管的情況。這有利于減少堵塞后浪涌的幅度和持續(xù)時間。
本發(fā)明提供了一種在高真空度情況下能增加流動阻力的改進(jìn)的吸管。它將提供與已知的吸管相比更穩(wěn)定的前房壓力和容積。此外，在使用白內(nèi)障超聲乳化系統(tǒng)時，本發(fā)明的吸管能采用較高的真空度。高真空度增加了將晶核碎片吸引到針尖的能力，并有利于借助第二儀器把碎片破碎成更小的碎片。并且，由于改進(jìn)的吸管的橫截面面積和長度可被制成和已知吸管相同，不會增加晶狀體物質(zhì)的碎片堵塞的可能性。
現(xiàn)有的吸管可通過擠壓塑料材料成型，其中非聚合塑料通過設(shè)置有中心模的錐形擠壓嘴流出。擠壓模的形狀確定了吸管內(nèi)腔的橫截面的剖面形狀，它通常是圓柱形的。擠壓速度以及中心模和噴嘴之間的關(guān)系確定了壁厚。
參照圖10A和10B，描述了一個適合于制造具有螺旋狀溝槽的管腔(見圖2)的模子。模子90類似一個齒輪，具有中心圓柱部分92和多個半圓形凸部94，這些凸部大致以均勻間距排列在外圓周上。利用一個擠壓噴嘴，旋轉(zhuǎn)被擠壓的塑料物質(zhì)，在管腔的內(nèi)表面上形成螺旋狀溝槽或槽。旋轉(zhuǎn)的速度決定螺旋狀圖案的節(jié)距。制造本發(fā)明吸管的合適材料包括聚氯乙烯和硅酮(silicone)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，只要不偏離本發(fā)明的范圍，改進(jìn)的吸管可以采用其他方法來制造，而不一定采用上面所說的擠壓模塑方法。
中心圓柱部分92和凸部94的尺寸優(yōu)選這樣來確定，使得具有螺旋狀溝槽的管腔的橫截面面積和已知的具有圓形橫截面的吸管的面積等效。另外，沿著中心圓柱部分92的圓周的各個半圓狀凸部的弧長可以按下列公式計算C＝2×π×R/12其中R是中心圓柱部分的半徑。每個半圓所占圓周的中心角α(弧度)為α＝C/R其中C等于每個半圓的弦長d。d可以以下式計算d＝2×R×sin(α/2)溝槽的徑向高度h由下式給出h=R-(R2-r2)]]>其中r等于溝槽半圓的半徑。
用中心圓柱部分92的圓周橫截溝槽的半圓凸部所產(chǎn)生的部分的面積S為S=r2×ACOS((r-h)/r)-(2×r×h-h2)×(r-h)]]>溝槽的面積f為f＝(r2×π)/2-S帶溝槽的管的總面積T為T＝R2×π-8×f在一個優(yōu)選實施例中，本發(fā)明的改進(jìn)的帶有螺旋狀溝槽的吸管的內(nèi)經(jīng)大約為1.5毫米，外徑大約為3.12毫米。應(yīng)該指出的是，帶有內(nèi)徑為1.34毫米、具有8個等間隔排布的溝槽、每個溝槽的半徑為0.173毫米的管腔的吸管，與已知的管腔的內(nèi)徑為1.5毫米的吸管具有相同的總截面面積。本發(fā)明的改進(jìn)的吸管可以構(gòu)造連接到近端和遠(yuǎn)端的類似于已知吸管的連接器，從而與已知吸管具有相同的總長度。
雖然這個發(fā)明采用超聲作為能源來摘除白內(nèi)障，但是，改進(jìn)的吸管也可以用于采用任何其他能源的方法中以摘除白內(nèi)障，例如，利用激光、聲能、旋轉(zhuǎn)頭、葉輪、水射流和其他機(jī)械方法破碎白內(nèi)障，并通過抽吸除去晶狀體物質(zhì)。此外，可以預(yù)見到本發(fā)明的改進(jìn)的吸管也同樣可以用于流體或組織被吸除的其他醫(yī)學(xué)應(yīng)用中。
此外，如上所述，吸管的總長度可包含改進(jìn)的管腔?？蛇x擇地，如上所述，改進(jìn)的吸管可以形成柔性的或者剛性的部分，該部分可以作為一個單獨的部件被插入已知的吸取管路中。此外，三通龍頭可設(shè)置在吸取管路內(nèi)，以允許在吸取導(dǎo)管線路中繞過或包含改進(jìn)的吸管，從而改變吸取管路的管腔內(nèi)流體流動速度。
盡管對本發(fā)明的一些優(yōu)選的示例性實施例進(jìn)行了展示和描述，但顯然本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，在不偏離本發(fā)明的情況下，可對這些實施例進(jìn)行各種改進(jìn)和變化。權(quán)利要求書旨在覆蓋落入本發(fā)明的實質(zhì)和范圍中的所有這些變化和改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種用于白內(nèi)障超聲乳化系統(tǒng)的吸管，包括具有第一和第二端以及內(nèi)表面的管段，所述內(nèi)表面形成在第一和第二端之間延伸的管腔，其中，所述內(nèi)表面進(jìn)一步形成和管腔相連的多個凹槽或凸部，所述凹槽或凸部增強(qiáng)流過管腔的流體流動的阻力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸管，其特征在于，所述凹槽或凸部沿著所述內(nèi)表面的整個長度布置在第一和第二端之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸管，其特征在于，所述凹槽或凸部沿著所述管的長度的一個或多個部分布置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸管，其特征在于，所述凹槽形成螺旋溝槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸管，其特征在于，所述凸部形成以螺旋構(gòu)形排列的環(huán)形脊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸管，其特征在于，所述凹槽或凸部圍繞管腔的圓周以相等的間距間隔開。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸管，其特征在于，還包括布置在第一和第二端上的適配器，用于將吸管和白內(nèi)障超聲乳化系統(tǒng)串聯(lián)連接。
8.一種用于白內(nèi)障超聲乳化系統(tǒng)的吸管，包括具有第一和第二端以及內(nèi)表面的管段，所述內(nèi)表面形成在第一和第二端之間延伸的管腔，布置在管腔內(nèi)的自由移動物體，用于干擾所述內(nèi)表面附近的層流的形成和增強(qiáng)流過管腔的流體流動的阻力。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的吸管，其特征在于，所述自由移動物體是葉輪或推進(jìn)器。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的吸管，還包括布置在第一和第二端上的適配器，用于將吸管和白內(nèi)障超聲乳化系統(tǒng)串聯(lián)連接。
11.一種用于白內(nèi)障超聲乳化系統(tǒng)的吸管，包括具有第一和第二端以及內(nèi)表面的管段，所述內(nèi)表面形成在第一和第二端之間延伸的管腔，其中，管的一部分包括一個或多個具有90度或小于90度的角的彎部，所述彎部增強(qiáng)流過管腔的流體流動的阻力。
12.一種用于白內(nèi)障超聲乳化系統(tǒng)的儀器，包括具有第一和第二端以及內(nèi)表面的管段，所述內(nèi)表面形成在第一和第二端之間延伸的管腔，和設(shè)置在管腔內(nèi)并與管腔相連的裝置，用于增強(qiáng)流過管腔的流體流動的阻力。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的儀器，其特征在于，所述用于增強(qiáng)流過管腔的流體流動的阻力的裝置包括在吸管內(nèi)表面上形成的構(gòu)造特征。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的儀器，其特征在于，所述構(gòu)造特征是在吸管的內(nèi)表面上形成的凹槽。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的儀器，其特征在于，所述凹槽形成螺旋溝槽。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的儀器，其特征在于，所述構(gòu)造特征是向內(nèi)突出到管腔中的凸部。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的儀器，其特征在于，所述凸部形成以螺旋構(gòu)形排列的環(huán)形脊。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的儀器，其特征在于，所述構(gòu)造特征圍繞管腔的圓周以相等的間距間隔開。
19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的儀器，還包括布置在第一和第二端上的適配器，用于將吸管和白內(nèi)障超聲乳化系統(tǒng)串聯(lián)連接。
20.根據(jù)權(quán)利要求12所述的儀器，其特征在于，所述用于增強(qiáng)流過管腔的流體流動的阻力的裝置包括布置在管腔內(nèi)的自由移動物體，用來干擾內(nèi)表面附近的層流的形成。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的儀器，其特征在于，所述自由移動物體是葉輪或推進(jìn)器。
22.根據(jù)權(quán)利要求12所述的儀器，其特征在于，所述用于增強(qiáng)流過管腔的流體流動的阻力的裝置包括具有一個或多個等于或小于90度的彎部的管的一部分。
全文摘要
提供了一種用于白內(nèi)障超聲乳化系統(tǒng)的吸管，所述吸管設(shè)有一個改進(jìn)的管腔，所述管腔增加流過管腔的流體流動的阻力，以減少堵塞后的浪涌，所述改進(jìn)包括在管腔內(nèi)表面上形成的凹槽或凸部、布置在管腔流動通道內(nèi)的自由移動物體，或者一個或多個彎部。
文檔編號F16L11/12GK1658915SQ03813194
公開日2005年8月24日 申請日期2003年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月7日
發(fā)明者格雷姆·戴維·巴雷特 申請人:格雷姆·戴維·巴雷特