[发明专利]循环孔流量调节器系统

说明书

循环孔流量调节器系统，在手术中有效抑制阻塞后涌流地控制从体腔中离开的流量，由安装在连接手术探针的抽吸口与真空源的流体路径中的可调节流体孔、将被插入体腔中的探针组成。可通过由控制器驱动的致动器部分的动作改变流体孔横截面积。控制器命令致动器在循环中改变横截面积。孔尺寸变化的各循环都包括横截面积大幅减少的至少一个区段。横截面积大幅减少的各循环的区段可包括孔的瞬间完全闭合。流体孔变化的循环被编程为在快到足以产生基本上稳定的流速，具有最小流量脉动和压力脉动时出现。穿过系统的流速是真空源真空水平的函数，可通过调节真空水平来调整。流速还是横截面积的RMS值的函数且可通过调节每一个循环的波形幅度来调整。

相关申请的交叉引用

本申请要求本发明人提交的以下临时专利申请的权益：

1)2013年6月4日提交的USPTO临时专利申请序列号61830792

2)2013年10月31日提交的USPTO临时专利申请序列号 61897827

技术领域

本发明涉及外科手术，具体地涉及改善的流量调节系统，其可在眼部手术中被有利地使用。

背景技术

各种当代外科手术都需要抽吸流体，流体可能包含固态或半固态组织或其他碎片。在许多情况下，可能需要从体腔中诸如从眼睛的晶状体囊内或关节诸如肩或膝中的空腔内抽吸流体。通常希望在此类外科手术期间在体腔内保持环境压力或超环境压力。例如，人类眼睛的晶状体可产生影响患者视力的白内障病症。在通常被称为超声乳化的手术中有时移除或置换白内障晶状体。超声乳化手术通常用超声驱动的手术探针执行，探针被用来破坏眼睛的晶状体囊内的晶状体。通过联接到手持件并且突出到晶状体囊中的抽吸管路来移除被破坏的晶状体。手持件具有带有尖端的探针，尖端通过角膜中的切口插入。手持件通常包含多个超声换能器，超声换能器将电力转化成尖端的机械振动。尖端的具有开口，开口与抽吸管路流体连通。尖端的远端还可具有套筒，套筒具有与冲洗管路流体连通的开口。冲洗管路通常连接到流体的加压源，加压源可向手术部位提供冲洗流体。尖端的振动将晶状体破坏成小碎片。也可在不使用任何超声功率的情况下使用常规超声手持件或可最终包含冲洗端口的专用抽吸探针来抽吸晶状体碎片，冲洗端口更常被称为冲洗/抽吸并且其存在关于后面所述的流量控制和真空涌流的顾虑。通过尖端上的抽吸开口将晶状体碎片和冲洗流体抽入抽吸管路中。如果可在手术期间在晶状体囊和眼睛的前房内保持超环境压力，超声乳化更可能成功。然而，在清理抽吸管路的远端防止被固态或半固态组织短暂阻塞之后，可产生流体涌流。这种流体涌流，也被称为阻塞后涌流，可导致通过手术探针的远端开口的瞬时抽吸流速可瞬间超过通过冲洗管路的流速，从而导致眼房的不稳定性和最终周围组织的塌陷。这种不稳定性和塌陷可损害眼睛手术的安全性，带有对眼睛的晶状体囊的后方的潜在的不期望的损害，和/或不期望地将内皮细胞远离角膜并且朝向手持件的尖端的远端抽动。另一方面，过高的冲洗流速可不期望地移动内皮细胞远离角膜，或不期望地导致内皮细胞被抽吸出眼睛。通常使用大约350mmHg的真空压力来执行常规超声乳化手术。存在对增加真空压力以有助于更快地抽吸晶状体碎片并且使用更少的辅助能量诸如超声的期望。因为超声可刺激眼睛，所以需要降低超声工作量。此外，在许多白内障手术中飞秒激光辅助白内障手术(FLACS)的最近引入允许激光引起晶状体材料的显著软化，从而使得不必使用超声能量，仅依赖激光软化的晶状体组织材料的抽吸。因此，存在对施加超过500mmHg的真空以改善抽吸的功效从而减少在眼内输送的超声的量，或安全地并且有效地的抽吸超声乳化的、激光软化的晶状体材料或最初柔软的晶状体材料的期望。然而，此更高的真空加剧与阻塞后流体涌入手术探针中相关联的手术风险。还例如，一些整形外科医疗手术产生必须从关节内诸如肩或膝中的空腔移除的颗粒或其他碎片。为了移除此类颗粒，外科医生可将抽吸管联接到手术部位。抽吸管，其从主体牵拉碎片，通常被连接到罐，该罐被连接到与墙上吸入装置连接的吸入管。为了确保手术部位在手术期间正确地扩张，通常将相对大量的冲洗流体引入到身体以持续地冲洗手术部位，并且通常需要输液泵来抵消由医院真空管路产生的高流量。将此种量的冲洗流体引入身体可导致不期望的或过量的冲洗流体溢出到周围组织中。另外，当吸入管路被固态或半固态组织阻塞时可产生阻塞后涌流。此类阻塞后涌流可导致基本上超过冲洗流体的流速的通过医院真空管路的瞬时抽吸流速，并且从而导致低于环境的压力被瞬间施加到周围组织。瞬间低于环境压力条件可导致体腔局部塌缩、对在抽吸管的远端附近的组织造成损害和/或将不期望的组织或流体被抽向抽吸管的远端。外科手术抽吸系统可被设计成允许外科医生通过按下附接到该系统的回流开关或球来暂时反转抽吸流的方向。例如，如果组织被朝向外科医生并不期望被抽引的抽吸管或手持件的远侧尖端(例如外科医生并不希望被远侧尖端损坏的组织)抽引，那么外科医生可这么做。外科医生还可引发回流以清理或移走在抽吸管或手持件的远侧尖端处的阻塞。当代阻塞后涌流限制器可限制抽吸系统内的真空涌流，但仅当由真空泵创造的真空被限制在考虑到涌流限制器的直径和长度的安全水平时进行限制。例如，考虑到眼科中所用的针和管的典型尺寸，将由500mmHg真空产生的流量大于250cc/min，其可不合需要地使眼睛塌缩。因此，使用文丘里泵的现有技术系统必须控制适度的真空水平，例如低于300mmHg，除非使用的是非常小的针孔。此类适度的真空水平显著地限制此类系统中的可用的未阻塞流。因此，此类涌流限制器通常不与蠕动泵一起使用，蠕动泵将响应于抽吸尖端的阻塞来显著地增加压力差。在当代抽吸系统中，响应于阻塞的压力上升的缺乏限制了系统抽吸大型组织颗粒的能力。另外，内嵌式涌流限制器可减小在不存在阻塞时，甚到当外科医生优选更高的流速来将某些组织朝尖端的远端抽引(而不是将尖端的远端向组织移动)时的最大流速。另外，内嵌式涌流限制器可不期望地减小最大回流流速。