专利名称：带有一体的抽吸泵和支架的超声乳化机头的制作方法带有一体的抽吸泵和支架的超声乳化机头本发明涉及超声乳化外科手术，尤其涉及一种可更好地调节白内障外科手术期间眼睛承受的压力的装置。人眼通过叫做角膜的明亮外部传递光线并通过视网膜上的晶状体聚焦图像来实现提供视觉的功能。聚焦图像的质量取决于许多因素，包括眼睛的尺寸和形状，以及角膜和晶状体的透明度。当老龄化或疾病造成晶状体没那么透明时，由于传递至视网膜的光线减少造成视力退化。这种眼睛晶状体中的缺陷在医学上被称为白内障。这种状况下可接受的治疗是通过手术去除晶状体并由人工晶状体(IOL)代替晶状体功能。在美国，大部分白内障晶状体都可通过称为超声乳化的外科手术技术去除。适用 于超声乳化过程的典型外科手术机头包括超声驱动的超声乳化机头、由冲洗套筒包围的附接空心切割针和电子控制台。机头组件通过电缆和挠性管附接到控制台上。通过电缆，控制台改变通过机头传递至所附接切割针上的功率大小。挠性管向外科手术位置提供冲洗液并通过机头组件从眼中吸取积液。典型机头的工作部件是直接附接于一组压电晶体上的、中心定位的空心共振杆或操纵杆。晶体提供在超声乳化期间驱动操纵杆和所附接的切割针所需的要求超声波振动，并且由控制台进行控制。晶体/操纵杆组件通过挠性安装组件而悬挂在机头的空心主体或壳体内。机头主体终止于直径减小的部分或者终止于位于主体远端处的头锥。通常，头锥是外螺纹的以接纳围绕切割针的大部分长度的空心冲洗套筒。同样，操纵杆的孔在其远端是内螺纹的以接纳切割针尖(tip)的外螺纹。冲洗套筒还具有螺接到头锥外螺纹上的内螺纹孔。切割针是可调的，从而其针尖仅仅超过冲洗套筒开口端突出预定量。在超声乳化过程期间，切割针的针尖和冲洗套筒的端部通过眼睛外部组织中的小切口插入眼睛的前段中。外科医生使切割针的针尖接触眼睛晶状体，因此振动的针尖打碎晶状体。由此产生的碎片通过切割针的内部孔连同在该过程期间为眼睛提供的冲洗液一起从眼睛中吸出并吸入废液储器。贯穿整个过程，冲洗液被泵入眼睛，在冲洗套筒和切割针之间经过并流入位于冲洗套筒末端的眼睛里和/或由一个或多个端口或开口流出，在端部附近切入冲洗套筒。该冲洗液是关键的，因为它在去除乳化晶状体期间防止眼睛破裂。冲洗液还保护眼组织不受超声波切割针的振动产生的热量影响。此外，冲洗液使乳化晶状体的碎片悬浮以从眼中吸出。超声乳化过程期间常见现象起因于整个外科手术过程期间发生的变化的流量。变化的流量导致从冲洗液供给到眼睛的冲洗液路径中不同的压力损失，因此造成前房中压力(也被称为眼内压或Ι0Ρ)的变化。较高的流量导致较大的压力损失和较低的Ι0Ρ。当IOP降低时，眼内的操作空间减小。超声乳化过程期间的另一个常见的并发症起因于吸液针的阻塞或堵塞。当冲洗液和乳化组织通过空心切割针从眼睛内部吸出时，大于针孔直径的组织碎片会阻塞在针尖中。当针尖堵塞时，真空压力积聚在针尖里。当阻塞排除时在眼睛前房中产生的压降被称为阻断后激增。阻断后激增在某些情况下会使相对大量的流体和组织过快地从眼中吸出，可能使眼睛破裂和/或使晶状体囊撕裂。例如排空抽吸管线的各种技术已被设计为减少这种激增。然而，还有对减少阻断后激增以及在整个不同流动条件下保持稳定IOP的改进型超声乳化装置的需要。
在符合本发明原理的一个实施例中，本发明提供一种眼科外科手术机头，包括与操纵杆联接的驱动器，所述操纵杆与针联接；与所述机头一体形成的抽吸泵，该抽吸泵靠近所述针设置；以及与所述抽吸泵接合的可拆卸支架；其中，所述可拆卸支架包括抽吸管线的一部分。在符合本发明原理的另一个实施例中，本发明提供一种眼科外科手术机头，包括与操纵杆联接的驱动器，所述操纵杆与针联接；与所述机头一体形成的抽吸泵，该抽吸泵靠近所述针设置，所述抽吸泵包括与轴联接的马达；以及可拆卸支架，该可拆卸支架包括一段 由管保持件保持的挠性管，这段挠性管位于所述轴和所述管保持件之间；其中，所述可拆卸支架包括抽吸管线的一部分。在符合本发明原理的另一个实施例中，本发明提供一种眼科外科手术机头，包括与操纵杆联接的驱动器，所述操纵杆与针联接；与所述机头一体形成的抽吸泵，所述抽吸泵靠近所述针设置；和位于所述抽吸泵和所述针之间的一段刚性的抽吸管线。应当理解的是，上述的整体描述和接下来的详细描述仅仅是示例性和解释性的并且用来提供对所声称的本发明的进一步解释。接下来的描述以及本发明的实际应用阐述并暗示了本发明的其他优势和目的。结合并构成说明书一部分的附示了本发明的一些实施例，并连同说明书一起用来解释本发明的原理。图I是位于超声乳化系统的流体路径中的部件示意图，该系统包括具有根据本发明原理的一体的抽吸泵的机头。图2是具有根据本发明原理的一体的抽吸泵的超声乳化机头的方框图。图3是具有根据本发明原理的一体的抽吸泵的超声乳化机头的方框图。图4是具有根据本发明原理的一体的抽吸泵的超声乳化机头的一部分的侧视图。图5是具有根据本发明原理的一体的抽吸泵的超声乳化机头的一部分的剖面图。图6是用于根据本发明原理的一体的抽吸泵的超声乳化机头的可拆卸支架的侧视图。图7是用于具有根据本发明原理的一体的抽吸泵的超声乳化机头的可拆卸支架的透视图。图I是位于超声乳化系统的流体路径中的各部件示意图，该系统包括具有根据本发明原理的一体的抽吸泵的机头。图I描述了白内障外科手术期间经过眼睛145的流体路径。各部件包括冲洗源120、可选的冲洗压力传感器130、可选的冲洗阀135、冲洗管线140、机头150、抽吸管线155、可选的抽吸压力传感器160、可选的排放阀165、泵170、贮器175和引流袋180。冲洗管线140在白内障外科手术期间向眼睛145提供冲洗液。抽吸管线155在白内障外科手术期间从眼中去除流体和乳化的晶状体微粒。当冲洗液从冲洗源120流出时，穿过冲洗管线140并流入眼睛145。冲洗压力传感器130测量冲洗管线140中冲洗液的压力。可选的冲洗阀135还提供冲洗的开关控制。冲洗压力传感器130可由大量市场上买到的流体压力传感器中的任何一种来实现。
机头150在超声乳化过程中相对于眼睛145放置。机头150具有在眼睛中超声振动以打碎病变晶状体的空心针(图2&3中的270)。围绕所述针布置的套筒提供来自冲洗管线140的冲洗液。冲洗液经过针外部和套筒内部之间的空间。流体和晶状体微粒通过该空心针吸出。以这种方式，该空心针的内部通道与抽吸管线155流体连通。泵170将抽吸液从眼睛145中吸出。可选的抽吸压力传感器160测量抽吸管线中的压力。可选的排放阀可被用来排放泵170产生的真空。该抽吸流体经过贮器175进入引流袋180。图2是具有根据本发明原理的一体的抽吸泵的超声乳化机头的方框图。在图2中，机头150包括马达210、轴220、可拆卸支架(cartridge) 230、可选的抽吸压力传感器160、驱动器250、操纵杆(horn) 260、针270和抽吸管线280。马达210使轴220转动。当泵工作时，可拆卸支架230固定在轴220上。抽吸压力传感器160位于可拆卸支架230和眼睛145之间。在图2中，泵170包括马达210、轴220和位于可拆卸支架230中的挠性管。在本发明的一个实施例中，轴220具有压靠在位于可拆卸支架230中的挠性管上的螺旋结构。以这种方式，螺旋型或涡卷型抽吸泵具有马达210、轴220和位于可拆卸支架230中的挠性管。这在图4和5中更明显地图示和描绘。虽然泵170被描绘为螺旋型泵，其他类型的泵也可使用。抽吸管线280与可拆卸支架230流体联接。抽吸管线还延伸通过驱动器250、操纵杆260和针270或围绕驱动器250、操纵杆260和针270延伸。针270的内腔与抽吸管线280流体联接。如上所述，流体和晶状体微粒通过针270的内腔被吸出。抽吸泵170通过针270的内腔吸出流体和晶状体微粒。驱动器250通常是在操纵杆260中产生超声波振动的超声波驱动器。操纵杆260通常是联接到驱动器250和针270的金属块。以这种方式，由驱动器250产生的振动被传递到操纵杆260和针270。针270放到眼睛里并进行振动以打碎白内障晶状体。抽吸压力传感器160测量抽吸管线280中的抽吸压力。虽然图示为位于可拆卸支架230和驱动器250之间，抽吸压力传感器可位于泵170和眼睛145之间的任何位置。抽吸压力传感器160可通过许多已知的压力传感器装置中的任何一种来实现。图3是具有根据本发明原理的一体的抽吸泵的超声乳化机头的方框图。图3的示例包括图2的元件加上可选的排放阀165。当存在可选的排放阀165时，其用来为抽吸泵170提供排放路径。以这种方式，泵170可以在排放阀165打开时排放至例如大气。可替换地，泵170可排放至该冲洗管线140。如图3所示，抽吸管线280具有两条路径一条路径经过可拆卸支架230而另一条路径经过可拆卸支架230周围。该第二路径(经过可拆卸支架230周围的)和相关的排放阀165还可结合到可拆卸支架230中。当排放阀165打开时，由泵170产生的抽吸或真空由于排放至大气而减少。图4和5分别是具有根据本发明原理的一体的抽吸泵的超声乳化机头的一部分的侧视图和剖视图。图4和5更清楚地图示出可拆卸支架230和泵170的一个示例的细节。在所示示例中，可拆卸支架230包括抽吸管线接头405、第一管接头420、管保持件440和杆430。这些部件如图所示地整合到机架上。可拆卸支架230可从机头的其余部分拆卸下来。在图4和5中所示的可拆卸支架的示例中，抽吸管线接头405可附接于与外科手术控制台联接的抽吸管上。以这种方式，抽吸管线接头405靠近连接到该外科手术控制台的机头端部。管从抽吸管线接头405延伸到第一管接头420。该管是可拆卸支架的一部分并且是抽吸管线280的流体部分。管保持件440用于保持位于轴220和管保持件440之间的挠性管(未示出)。轴220 将该挠性管压在管保持件440上。当轴220转动时，轴220上的螺旋状突出部通过该挠性管泵送流体(因而形成螺旋型或涡卷形蠕动泵)。管保持件440是由适合于保持挠性管的刚性材料制成的。该挠性管的一端流体联接到第一管接头420，而该挠性管的另一端流体联接到第二管接头425。以这种方式，该挠性管成为抽吸管线280的一部分。杆(leVer)430用来将可拆卸支架230固定到机头的其余部分上。虽然图示为杆，也可使用其他机构来将可拆卸支架固定到机头的其余部分上。马达210与轴220联接并用来使轴220转动。马达210是可控的以如下更详细论述地控制轴220的运动。马达210通常是直流马达但是也可以是适合于使轴220转动的任何一种类型的马达或驱动器。在图4和5的示例中，连接器450使通过管保持件440保持的挠性管与机头接头415连接。连接器接头410与机头接头415直接或通过另一个部件接合。以这种方式,抽吸路径经过机头接头415、连接器接头410、连接器450、第二管接头425、由管保持件440保持的挠性管、第一管接头420和抽吸管线接头405。连接器450连接到轴220的一端。以这种方式，连接器450、轴220和马达210 (以及保持这些部件的框架)附接到驱动器250 (其联接到操纵杆260和针270)。泵和眼睛之间(即第二管接头425和针270之间)的抽吸管线的长度最小(约为几英寸)。另外，泵和眼睛之间的抽吸管线长度是非柔性的(即可以是刚性的)。使泵170和眼睛之间具有一小段非柔性管可消除与现有系统有关的激增。工作过程中，马达210使轴220转动。控制器(未示出)控制马达210的操作。以这种方式，轴220可以任一希望的速度转动以产生任一希望的抽吸流量和/或真空。此外，如果需要轴220可以停止或沿相反方向转动。以这种方式，可控制马达210使轴220沿任一方向转动。转动时，轴220通过挠性管抽吸流体并用来通过抽吸管线泵送流体。在另一个示例中，轴220可朝向和远离管保持件440移动。以这种方式，管保持件440和轴220之间的间距是可改变的，使得挠性管可在轴220和管保持件440之间被夹紧到不同程度。换句话说，轴220可将管保持件440保持的挠性管夹得非常紧，以产生不允许泄漏的泵送动作。可替换地，当轴220运动离开管保持件440时，挠性管夹得没那么紧，因此造成泄漏和真空或泵送力不足。轴220相对于管保持件440的位置是可变控制的以调整通过挠性管的泄漏，继而调整泵产生的真空。在另一个实施例(图3所示)中，轴220相对于管保持件440的位置是固定的，并且排放阀165可用来产生泄漏，这种泄漏调整泵产生的真空。以这种方式，排放阀165被可变地控制，以控制存在于抽吸管线中的真空值(通过控制经由排放阀165的泄露量)。抽吸真空的控制可基于抽吸压力传感器160的读数进行。抽吸压力传感器160位于泵和眼睛之间。以这种方式，抽吸压力传感器160精确地读取非常靠近眼睛的抽吸管线中的压力状态。这种读数可被用来精确控制施加到眼睛上的抽吸真空。图6和7分别是用于具有根据本发明原理的一体的抽吸泵的超声乳化机头的可拆卸支架的侧视图和透视图。在图6和7的示例中，可拆卸支架包括抽吸管线接头405、第一管接头420、管保持件440、杆430和开口 605。开口 605与第二管接头425接合，如图5所示。一个挠性管位于第一管接头420和开口 650之间。图6和7中的可拆卸支架230是可重复使用或一次性的。在一个实施例中，可拆卸支架是可重复使用的而挠性管是一次性的。在另一个实施例中，可拆卸支架以及挠性管都是一次性的。
本发明的设计允许抽吸泵170非常靠近眼睛145。抽吸泵170和眼睛145之间的距离可以非常小-约为几英寸。靠近眼睛145放置抽吸泵170允许位于泵170和眼睛145之间的抽吸管线很短。此外，位于泵170和眼睛145之间的这段抽吸管线可以是刚性的(例如管线可以由不锈钢制成)。形成位于泵170和眼睛145之间的抽吸管线的这种长度很短的非柔性材料消除了所有与传统超声乳化系统有关的激增效应。在传统超声乳化系统中，抽吸泵位于控制台上。相对较长的挠性管(六英尺或更长)位于抽吸泵和眼睛之间。相对较长的挠性管的柔性很大-可以根据真空压力的变化伸缩。这种柔性导致如前所述的激增。通过将抽吸泵结合到机头(并且使其非常靠近眼睛放置)以及在抽吸泵和眼睛之间具有很短的非柔性管，这种激增可被消除，因而进行更安全更有效的外科手术。由上可知，可以理解的是，本发明提供一种用于超声乳化外科手术的加压注射和抽吸系统。本发明提供一种更精确控制流体压力和/或流量的装置。本发明在此时通过举例方式图示的，本领域普通技术人员可以进行各种改进。考虑在此公开的本发明的说明书和实际应用，本发明的其它实施例对本领域技术人员来说是显而易见的。意味着说明书和实施例都被认为仅仅是示例性的，本发明的真正范围和本质由接下来的权利要求来表示。


一种眼科外科手术机头包括联接到操纵杆的驱动器。该操纵杆联接到针。抽吸泵与该机头一体形成并且靠近该针设置。该抽吸泵包括联接到轴上的马达。可拆卸支架包括一段由管保持件保持的挠性管。这段挠性管位于所述轴和所述管保持件之间。该可拆卸支架包括抽吸管线的一部分。