TW201827021A - 具有逆向流動預充之外科手術手持件 - Google Patents
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Abstract
方法及系統提供了一種包括殼體和變幅杆之外科手術手持件。該殼體內具有逆行通道和腔室。該逆行通道將灌注管線與該腔室連接。該變幅杆被保持在該殼體內，使得該變幅杆的一部分駐留在該腔室內。
Description
本發明係有關於具有逆向流動預充之外科手術手持件。
圖1描繪了可以在眼外科手術中使用的常規超音波手持件10的一部分。超音波手持件10包括殼體12以及在殼體12中進行超音波振動的變幅杆(horn)20。殼體12包括灌注管線14、通道16、以及流體可以流動穿過的腔室18。灌注管線14沿手持件10的軸線延伸並且可以由單獨的部件形成。腔室18中央地定位。變幅杆20延伸穿過腔室18。變幅杆20可以例如使用壓電晶體(未示出)來振盪。O形環19將腔室18與超音波手持件10的其餘部分隔絕。
超音波手持件10允許流體在眼外科手術過程中流經眼睛。在這樣的手術過程中，附接到超音波手持件10上的尖端穿過切口插入眼睛中。流體被驅動穿過灌注管線14至通道16並且進入腔室18。圖1中的箭頭示出了流體流動的方向。流體行進離開腔室18、在變幅杆20的尖端附近進入眼睛中。可以利用被稱為超音波乳化的外科手術技術使用流體將白內障晶狀體從眼睛中移除。
儘管常規的超音波手持件10起作用，但是仍存在缺點。在眼科手術過程中，希望眼睛的內部保持穩定。不希望從手持件10進入眼睛的 流體流動中有擾動。一種這樣的擾動可能是由流體中的氣泡造成的。當該等氣泡進入眼睛時，該等氣泡可能致使眼睛中眼內壓波動、並且可能導致眼前房中的不穩定。該等氣泡還可能不利地影響手術區的視覺化。為了減少或消除氣泡，操作者手動對超音波手持件10進行預充。對手持件10進行預充包括將超音波手持件10定向成使得變幅杆20係豎直的(從圖1示出的取向逆時針九十度)並且在流體流動穿過腔室18時輕擊超音波手持件10。操作者未能將手持件10預充可能導致如上所述的流動擾動。超音波手持件10的製造商不能保證操作者在每次使用手持件10時都正確地預充超音波手持件10。由於以上原因，確保超音波手持件10提供均勻的眼內壓可能是具有挑戰性的。
方法及系統提供了一種包括殼體和變幅杆之外科手術手持件。該殼體內具有逆行通道和腔室。該逆行通道將灌注管線與該腔室連接。該變幅杆被保持在該殼體內，使得該變幅杆的一部分駐留在該腔室內。
10‧‧‧(超音波)手持件
12、110、170‧‧‧殼體
14、162‧‧‧灌注管線
16‧‧‧通道
18‧‧‧腔室
19、104‧‧‧O形環
20、102‧‧‧變幅杆
100、150‧‧‧(外科手術)手持件
112‧‧‧(逆行)通道、逆行腔室、灌注管線
114、174‧‧‧腔室、通道
120‧‧‧灌注管線、腔室
160‧‧‧灌注件、灌注通道
172‧‧‧(逆行)通道
174A、174B、174C、174D‧‧‧區段
200‧‧‧方法
202、204、206‧‧‧步驟
圖1描繪了常規超音波手持件的一部分。
圖2A描繪了外科手術手持件的示例性實施方式之截面側視圖。
圖2B描繪了外科手術手持件的示例性實施方式的殼體之截面側視圖。
圖2C描繪了外科手術手持件的示例性實施方式的變幅杆之截面側視圖。
圖3A描繪了外科手術手持件的示例性實施方式之側視圖。
圖3B描繪了外科手術手持件的示例性實施方式之截面側視圖。
圖3C描繪了外科手術手持件的示例性實施方式之截面端視圖。
圖3D描繪了外科手術手持件的灌注件的示例性實施方式之截面側視圖。
圖3E描繪了外科手術手持件的殼體的示例性實施方式之截面側視圖。
圖3F描繪了外科手術手持件的殼體的一部分的示例性實施方式之詳細截面側視圖。
圖4係描繪用於提供外科手術手持件的方法的示例性實施方式之流程圖。
示例性實施方式涉及在包括眼外科手術的外科手術中使用的外科手術手持件，例如超音波手持件。呈現以下說明來使熟習該項技術者能夠製作和使用本發明，並且在專利申請及其要求的背景下提供以下說明。對本文所描述的示例性實施方式以及一般原理和特徵的各種不同的修改將係顯而易見的。主要依據具體實施方式中提供的具體方法及系統來描述該等示例性實施方式。然而，該等方法及系統將在其他實施方式中有效地操作。例如“示例性實施方式”、“一個實施方式”和“另一個實施方式”等短語可以指代相同或不同的實施方式，以及指代多個實施方式。將 關於具有某些部件的系統和/或裝置來描述該等實施方式。然而，該等系統和/或裝置可以包括比所示的部件更多或更少的部件，並且可在不脫離本發明範圍之情況下，產生該等部件的安排和類型方面的變化。也將在具有某些步驟的具體方法的背景下描述該等示例性實施方式。然而，對於具有不同和/或額外步驟以及按與示例性實施方式不一致的不同次序的步驟的其他方法，方法及系統仍有效操作。因此，本發明不旨在受限於所示出的實施方式，而是被賦予與本文所描述的原理和特徵一致的最廣泛範圍。
方法及系統提供了一種包括殼體和變幅杆的外科手術手持件。該殼體內具有逆行通道和腔室。該逆行通道將灌注管線與該腔室連接。該變幅杆被保持在該殼體內，使得該變幅杆的一部分駐留在該腔室內。
圖2A、圖2B、和圖2C描繪了可以在眼外科手術中使用的外科手術手持件100以及多個外科手術手持件部件的示例性實施方式之側視圖。外科手術手持件100可以是超音波手持件。然而，外科手術手持件100可以是能夠使流體流動至手術部位(例如眼睛)的另一種類型的外科手術手持件。外科手術手持件100包括殼體110和變幅杆102。變幅杆102可以是與用於振盪變幅杆102的壓電晶體或其他器件相聯接的超音波變幅杆。可替代地，變幅杆102可以具有另一種功能。為了簡單起見，未示出外科手術手持件100的其他部件。
殼體110包括逆行通道112和腔室114。還示出了灌注管線120。在示出的實施方式中，灌注管線120被整合到殼體110中。在這樣的實施方式中，灌注管線120、逆行通道112、和腔室114形成連續的通道或空間，流體可以在該通道或空間中流動。然而，在其他實施方式中，灌注管線120位於可連接至殼體110的單獨部件內。因此，虛線指示灌注管線120可以與 逆行通道112分離。
腔室114可以中央地定位在殼體110中。變幅杆102裝配在腔室114內、並且可以藉由O形環104或防止流體洩漏的其他機構與腔室114隔絕。在腔室114的壁與變幅杆102之間的剩餘空間允許流體流經腔室114並在變幅杆102的尖端附近流出。在圖2A的實例中，流體在變幅杆102附近、在腔室110與變幅杆102之間的空間中離開殼體110。如殼體110的遠端的形狀，變幅杆102的遠端的形狀係總體上圓柱形的。如此，流體可以從腔室114流動穿過形成在變幅杆102與殼體110的內部表面之間的圓柱形空間並且流動至外科手術部位。腔室114具有直徑不同的多個區段。更具體地，更靠近變幅杆102的遠端的腔室114的尺寸減小(在圖2A至圖2C中向右)。在使用過程中，尖端或其他附件(未示出)被附接至變幅杆102的遠端。此外，手持件可以與外科手術中使用的其他設備連接。例如，可以存在沿著手持件100的軸線的抽吸管線以用於從手術區中移除組織和/或流體。在圖2A和圖2B中，殼體110內的箭頭示出了流體流動的方向。
逆行通道112將灌注管線120與腔室114連接。通道112被稱作逆行通道，因為通道的壁與x方向成角度θ。角度θ係非零的銳角。x方向係變幅杆102與腔室114的軸線的方向。正x方向還可以被看作是穿過灌注管線120和穿過腔室114的流體流動的方向。角度θ可以至少是十度並且不超過八十度。在一些實施方式中，角度θ至少是三十度並且不超過六十度。在一些這樣的實施方式中，角度θ至少是四十度並且不超過五十度。例如，角度θ可以標稱係四十五度。因此，從灌注管線120通至逆行通道112的入口更靠近殼體110的前部(x為正值/較大值)，而通道112通至腔室114的出口更靠近殼體110的後部(x為負值/較小值)。
相對於流經逆行通道112的流體，也可以看出通道112的逆行性質。圖2A和圖2B中的箭頭指示流經灌注管線120、逆行通道112、和腔室114的流體的方向。流體主要在灌注管線120和腔室114中朝向正x方向流動。然而，在逆行通道112中，流體總體上沿逆行通道112的軸線流動。例如，如果角度θ係四十五度，則在逆行通道112內朝向負x方向和負y方向的速度分量可以基本上相等。因此，流體在逆行通道112中的速度具有朝向負x方向的非零分量。這個方向與流體在灌注管線120和腔室114中流動的大體方向相反。穿過逆行通道112的流動因此至少部分地朝向逆向方向。
在逆行通道112的出口處，流動徑向向外擴張以擴張射流進入腔室114。這種擴張射流朝向正x方向和負x方向具有非零速度分量。擴張射流還朝向負y方向(垂直於腔室114和灌注管線120中的流體流動的大體方向)具有非零速度分量。因為逆行通道112與x方向成角度θ，所以相比於與正x方向成直角或鈍角的通路，擴張射流朝向正x方向具有較大的速度分量。因此，從逆行通道112流入腔室114的流體更容易填充O形環104附近區域中的腔室114的後部。腔室114可以被完全回填，並且在逆行腔室112與O形環104之間的空氣可以被穿過手持件的初始流體流動更好地移除。
外科手術手持件100可以具有改進的操作。參見圖1，已經確定了常規的外科手術手持件10中的氣泡來源係可能困在通道16與O形環19之間的空氣。如上文所描述的，該等氣泡可能導致對所執行的外科手術過程可能有不利影響的流動擾動。因此，常規的外科手術手持件10需要由操作者進行小心地手動預充。
相反，由於殼體110的構型以及所得到的在腔室114中的逆向流體流動，圖2A至圖2C的外科手術手持件100被自動地預充。為了自動地預 充外科手術手持件100，流體簡單地流動穿過手持件100。由於逆行通道112，流動進入腔室114的流體的擴張射流朝向負x方向具有顯著非零的速度分量。逆行通道112與腔室114的至少一部分的較小尺寸相組合的這種特徵允許擴張射流中的流體填充O形環104與逆行通道112的出口之間的空間。儘管僅在圖2A至圖2C中示出了側視圖，但流體可以填充通道112後方的腔室114內的整個空間。流體的流動可以迫使可能以另外方式困在腔室114中的空氣/其他氣體朝向手持件100的尖端(即，向右)並且離開腔室114。在一些實施方式中，無論外科手術手持件100的取向如何，都將空氣/氣體從腔室中移除。例如，外科手術手持件100可以如圖2A至圖2C所示出地定向、或其尖端向下定向(順時針旋轉九十度)、但是在預充過程中仍然藉由流體的流動將空氣/氣體從腔室114中移除。因此，外科手術手持件100不需要逆時針旋轉以使其尖端係豎直的、也不需要在流體流動時被操作者輕擊或以其他方式進行手動預充。替代地，逆行通道112和腔室120的構型允許藉由流體的流動使腔室114回填，並且因此允許改進外科手術手持件100的預充。
藉由使腔室114成形以便減少流動異常可以進一步改進預充。例如，可以減小在逆行通道112與變幅杆102的遠端之間的腔室114的直徑以便消除再循環區。再循環區可能會允許被迫離開在逆行通道112與O形環104之間的區域的氣泡被困在腔室114的進一步下游。減小這樣的再循環區可以更容易地移除氣泡並且改進外科手術手持件100的預充。可以針對具體應用來適應調整通道114的區段的精確尺寸、逆行通道112的尺寸和角度θ、以及流體的速度。總體上，O形環104下游(即，圖2A中的O形環104向右)的變幅杆102的直徑減小部分係圓柱形的。同樣地，腔室114係圓柱形的並且圍繞變幅杆102的直徑減小部分。
因為外科手術手持件100被自動預充，所以操作者不需要依賴於手動預充(即，輕擊)外科手術手持件。藉由殼體110的構型可以更可靠地減少或消除從手持件到眼睛或其他術野的流體流動中的擾動。因此，可以改進外科手術手持件100的性能，並且可以改進外科醫生執行手術的能力。
圖3A、圖3B、圖3C、圖3D、圖3E、和圖3F描繪了可以在眼外科手術中使用的外科手術手持件150以及多個外科手術手持件部件的示例性實施方式的各種不同視圖。外科手術手持件150包括灌注件或灌注通道160以及殼體170。圖3A和圖3B描繪了外科手術手持件150之側視圖和截面側視圖。圖3C描繪了外科手術手持件150之截面端視圖。圖3D描繪了灌注件160之截面側視圖。圖3E描繪了殼體170之截面側視圖。圖3F描繪了殼體170的一部分之詳細截面側視圖。外科手術手持件150可以是超音波手持件。然而，外科手術手持件150可以是能夠使流體流動至手術區的另一種類型的外科手術手持件。外科手術手持件150還可以包括圖3A至圖3F中未示出的變幅杆。這樣的變幅杆可以是超音波變幅杆或者可以具有另一種功能。如上文所討論的，在使用外科手術手持件150的過程中被插入眼睛中的尖端或其他附件可以與手持件150的遠端聯接(圖3A、圖3B、和圖3E中的向左)。包括但不限於抽吸管線的其他設備可以與手持件150聯接。為了簡單起見，未示出外科手術手持件150的其他部件。手持件150類似於手持件100。
灌注件160包括灌注管線162，流體可以流經該灌注管線。由圖3D中的箭頭示出了流經灌注管線162的流體的方向。在示出的實施方式中，灌注件160係可以附接至殼體170的單獨部件。在其他實施方式中，灌注管線162可以被整合到殼體170中。因此，灌注管線162與灌注管線120類 似。
殼體170包括逆行通道172和腔室174。殼體170、逆行通道172、和腔室174分別類似於殼體110、逆行通道112、和腔室114。腔室174可以中央地定位在殼體170中。變幅杆(未示出)裝配在腔室174內、並且可以藉由O形環或防止流體洩漏的其他機構與腔室174隔絕。
逆行通道172將灌注管線162與腔室174連接。逆行通道112與x方向成非零銳角θ。在圖3E和圖3F中示出了角度θ。角度θ可以至少是十度並且不超過八十度。在一些實施方式中，角度θ至少是三十度並且不超過六十度。在一些這樣的實施方式中，角度θ至少是四十度並且不超過五十度。例如，角度θ可以標稱係四十五度。因此，從灌注管線162通至逆行通道172的入口更靠近殼體170的前部(x為正值/較大值)，而通道172通至腔室174的出口更靠近殼體170的後部(x為負值/較小值)。
可以參考圖3F中的箭頭來理解穿過逆行通道172的流體流動。在逆行通道172中的流體流動速度具有朝向負x方向的非零分量。換言之，逆行通道172中的流體流動至少部分地朝向與在灌注管線162和腔室174中的流體流動的大體方向相反的逆向方向。在逆行通道172的出口/腔室174的入口處，流動向外擴張以擴張射流進入腔室174。這種擴張射流朝向正x方向和負x方向具有非零速度分量。
腔室174還包括區段174A、174B、174C、和174D。區段174A、174B、174C、和174D具有逐漸減小的直徑。區段174D的直徑可以足夠小使得可以從腔室174減小或消除再循環區。其結果係，被迫離開逆行通道172的後方區域的氣泡可能不太可能被困在腔室174的進一步下游(即，在腔室174中朝向x方向)。區段174A的直徑和逆行通道112的構型還使得腔室174在預充過程中被回填。可以針對具體應用來適應調整通道174的區段174A、 174B、174C、和174D的精確尺寸、逆行通道172的尺寸和角度θ、以及流體的速度。
外科手術手持件150可以具有改進的操作。藉由使流體簡單地流動穿過手持件150而自動預充外科手術手持件150。由於逆行通道172的定向以及腔室174的構型，流動進入腔室174的流體的擴張射流更加完全地回填腔室174。流體可以基本上填充通道172後方的腔室174內的整個空間。可能以另外方式困在腔室174中的空氣/其他氣體可以被流體流動迫使朝向手持件150的尖端並且離開腔室174。在一些實施方式中，無論外科手術手持件150的取向如何，都將空氣/氣體從腔室中移除。實現了對外科手術手持件150改進的預充。
因為外科手術手持件150被自動預充，操作者不需要依賴於在外科手術手持件150處於特定取向時手動預充(即，輕擊)外科手術手持件150。可以更可靠地減少或消除從手持件150到眼睛或其他術野的流體流動中的擾動。因此，可以改進外科手術手持件150的性能，並且可以增強外科醫生執行手術的能力。
圖4係用於提供外科手術手持件(例如外科手術手持件100和/或150)的方法200之示例性實施方式。為了簡單起見，可以省略、交叉和/或組合一些步驟。還在外科手術手持件100的背景下描述方法200。然而，方法200可以用於形成外科手術手持件150和/或類似的外科手術手持件。
經由步驟202提供了具有腔室114和逆行通道112的殼體110。經由步驟204提供了灌注管線112。在一些實施方式中，步驟204包括形成灌注件160並且將灌注件160附接至殼體170。在其他實施方式中，灌注管線120可以藉由挖空殼體110的一部分形成。因此，灌注管線120可以被整合到殼體110中，或者灌注管線162可以以類似於外科手術手持件150的方式 與殼體170分離。
經由步驟206提供了變幅杆102。步驟206可以包括形成變幅杆102並且將變幅杆102安裝在殼體110中。例如，殼體110和變幅杆102可以包括匹配的螺紋。還係在步驟206中，O形環104可以被放置到位。
使用方法200可以製作外科手術手持件100和/或150。因此，可以實現外科手術手持件100和/或150中的一個或多個的益處。
已經描述了用於提供外科手術手持件之方法及系統。已經根據所示出的示例性實施方式描述了方法及系統，並且熟習該項技術者將容易認識到，可能存在實施方式的變體，並且任何變體都將在所述方法及系統的精神和範圍內。因此，在不脫離所附申請專利範圍精神和範圍之情況下，熟習該項技術者可以進行諸多修改。
Claims (11)
- 一種外科手術手持件，包括：殼體，該殼體內具有逆行通道和腔室，該逆行通道將灌注管線與該腔室連接；變幅杆，該變幅杆被保持在該殼體內，該變幅杆的一部分駐留在該腔室內。
- 如申請專利範圍第1項所述之外科手術手持件，其中，該殼體具有軸線，該灌注管線和該腔室沿該軸線定向，該逆行通道具有的通道軸線與該軸線成角度，該角度至少是十度並且不超過八十度。
- 如申請專利範圍第2項所述之外科手術手持件，其中，該角度至少是三十度並且不超過六十度。
- 如申請專利範圍第2項所述之外科手術手持件，其中，該角度至少是四十度並且不超過五十度。
- 如申請專利範圍第1項所述之外科手術手持件，其中，該殼體包括前部和後部，相比於該後部，該腔室更加靠近該前部，並且其中，該逆行通道具有入口和出口，相比於該出口，該入口更加靠近該前部，該出口連接至該腔室。
- 如申請專利範圍第1項所述之外科手術手持件，其中，該腔室包括具有多個直徑的多個區段。
- 如申請專利範圍第1項所述之外科手術手持件，其中，該逆行通道具有入口和出口，該出口連接至該腔室，來自該出口的流體的擴張射流完全地填充該腔室。
- 如申請專利範圍第1項所述之外科手術手持件，其中，該灌注管線被整合到該殼體中。
- 如申請專利範圍第1項所述之外科手術手持件，其中，該灌注管線與該殼體聯接。
- 如申請專利範圍第1項所述之外科手術手持件，其中，該變幅杆係超音波變幅杆。
- 一種超音波外科手術手持件，包括：灌注管線；殼體，該殼體內具有流體流動軸線、逆行通道、和腔室，該逆行通道將該灌注管線與該腔室連接，該逆行通道具有的通道軸線與該流體流動軸線成角度，該角度至少是三十度並且不超過六十度；超音波變幅杆，該超音波變幅杆被保持在該殼體內，該超音波變幅杆的一部分駐留在該腔室內。
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