Результат интеллектуальной деятельности: УЛЬТРАЗВУКОВАЯ РУКОЯТКА СО СМЕЩЕНИЕМ

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к хирургии катаракты и, более конкретно, к рукоятке для факоэмульсификации со смещением, которая производит колебательное движение.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Человеческий глаз обеспечивает зрение посредством передачи света через прозрачную наружную часть, называемую роговицей, и фокусировки изображения на сетчатке посредством хрусталика. Качество сфокусированного изображения зависит от многих факторов, включая размер и форму глаза, а также прозрачность роговицы и хрусталика.

Когда возрастные изменения или заболевание приводят к тому, что хрусталик становится менее прозрачным, зрение ухудшается, поскольку на сетчатку передается меньше света. Такой дефект известен в медицине под названием катаракта. Общепринятым лечением катаракт является хирургическое удаление катаракты и замещение хрусталика искусственной внутриглазной линзой (ИВЛ). В соединенных Штатах Америки большинство катарактных хрусталиков удаляют, применяя хирургическую методику, называемую факоэмульсификацией. Во время этой процедуры в пораженный хрусталик вставляют тонкую иглу с дистальным режущим наконечником и активируют ультразвуковую вибрацию. Вибрирующий режущий наконечник эмульгирует хрусталик, который в результате этого можно аспирировать из глаза. После удаления пораженного хрусталика его замещают искусственной внутриглазной линзой (ИВЛ).

Типичное ультразвуковое хирургическое устройство, пригодное для офтальмологической процедуры, включает рукоятку, управляемую ультразвуком, присоединенный режущий наконечник, ирригационная трубка и электронный пульт управления. Рукоятку в сборе присоединяют к пульту управления посредством электрического кабеля или соединителя и гибкой трубки. Хирург в любое время может регулировать количество ультразвуковой энергии, подаваемой на режущий наконечник рукоятки и прилагаемой к ткани, нажимая ножную педаль. Посредством гибкой трубки промывная жидкость подается в глаз, а аспирационная жидкость удаляется из глаза через сборку рукоятки.

Рабочая часть рукоятки представляет собой центрально расположенный резонирующий пруток или раструб, который присоединен к комплекту пьезоэлектрических кристаллов. Кристаллы управляются с пульта управления и подают ультразвуковые вибрации, которые в ходе процедуры факоэмульсификации приводят в действие как раструб, так и режущий наконечник. Сборка кристаллов/раструба подвешена в полом корпусе или оболочке рукоятки посредством гибких креплений. Корпус рукоятки заканчивается частью с уменьшенным диаметром или передним конусом, расположенным на дистальном конце корпуса. Передний конус имеет наружную резьбу для присоединения ирригационной трубки. Точно так же, канал раструба на своем дистальном конце имеет внутреннюю резьбу для соединения с наружной резьбой режущего наконечника. Ирригационная трубка также имеет канал с внутренней резьбой, которая навинчивается на наружную резьбу переднего конуса. Режущий наконечник настраивают таким образом, что он выступает из открытого конца ирригационной трубки только на заранее определенное расстояние.

При использовании, концы режущего наконечника и ирригационной трубки вставляют в маленький разрез в роговице или склере. Режущий наконечник под воздействием ультразвука вибрирует вдоль своей продольной оси внутри ирригационной трубки, получая импульсы от управляемого кристаллами ультразвукового раструба, тем самым эмульгируя целевую ткань. Полый канал режущего наконечника сообщается с каналом раструба, который, в свою очередь, сообщается с аспирационной трубкой, идущей от рукоятки к пульту. Другие приемлемые режущие наконечники включают в себя пьезоэлектрические элементы, которые производят как продольные, так и крутильные колебания. Один пример такого режущего наконечника описан в патенте США №6402769.

Пониженное давление или источник вакуума на пульте управления вытягивает или аспирирует эмульгированную ткань из глаза через открытый конец режущего наконечника, каналы режущего наконечника и раструбы и аспирационную трубку, и отводит ее в устройство накопления. Аспирации эмульгированной ткани способствует физиологический раствор или другая жидкость, впрыскиваемая в участок хирургического вмешательства через маленький кольцевой зазор между внутренней поверхностью ирригационной трубки и режущим наконечником.

Известная хирургическая методика заключается в проведении как можно меньшего разреза, создающего доступ в переднюю камеру глаза, чтобы уменьшить риск индуцированных послеоперационных изменений кривизны роговицы (астигматизма). Эти маленькие разрезы приводят к очень плотным ранам, которые плотно прижимают ирригационную трубку к вибрирующему наконечнику.

Трение между ирригационной трубкой и вибрирующим наконечником порождает тепло. Риск перегрева наконечника и ожога ткани снижается за счет охлаждающего эффекта аспирационной жидкости, попадающей внутрь наконечника.

Когда наконечник закупоривается или забивается эмульгированной тканью, аспирационный поток может уменьшиться или прерваться, что способствует нагреву наконечника. На практике это уменьшает охлаждение и приводит к повышению температуры, что может вызвать ожог ткани в области разреза при отсутствии надлежащего контроля. В дополнение к этому, при закупорке в аспирационной трубке может усилиться вакуум, поэтому, когда закупорка со временем преодолевается, из глаза может быстро отсасываться большее количество жидкости с такими возможными последствиями как коллапс глазного яблока или другое повреждение глаза. Таким образом, важно рассеять теплообразование в области разреза, чтобы избежать повреждения ткани и предотвратить нежелательные волны жидкости из глаза в связи с преодолением закупорки.

Известны различные способы уменьшения теплообразования. Один из способов уменьшения количества вырабатываемого тепла заключается в снижении коэффициента трения материала, с которым контактирует вибрирующая факоэмульсификационная игла. Например, для значительного уменьшения количества тепла, порождаемого трением, вместо того, чтобы позволить игле соприкасаться с довольно липким инфузионным рукавом, который отлит под давлением из жидкого силикона, можно использовать промежуточную трубку, выполненную из материала с низким коэффициентом трения, такого как полиимид. Еще один способ заключается в отведении ирригационной жидкости через шунтирующее отверстие в факоэмульсификационной игле в том случае, если точка введения иглы засоряется фрагментами хрусталика. В таком случае ирригационная жидкость продолжает охлаждать иглу, несмотря на закупорку. Уменьшение теплообразования также можно осуществить, понижая амплитуду колебаний и/или уменьшая рабочий цикл факоэмульсификационного наконечника.

Еще один способ уменьшения теплообразования заключается в применении торсионного движения наконечника рукоятки. Торсионное движение включает скручивающее и, предпочтительно, вращательное движение наконечника относительно его продольной оси. Такое торсионное движение может выполняться ультразвуковой рукоятки, имеющей программируемый ультразвуковой привод, способный производить как торсионный управляющий частотный сигнал, так и продольный управляющий частотный сигнал. Такие рукоятки хорошо известны специалистам в данной области, в частности, один пример описан в патенте США № 6028387. Торсионное движение также обеспечивает более эффективное удаление хрусталика.

Вместо традиционного торсионного движения колебательное движение наконечника рукоятки может производить сходные полезные результаты. В дополнение к уменьшению теплообразования, колебательное движение приводит к более эффективному удалению хрусталика. Подобно торсионному движению, колебательное движение производит меньшее отталкивание фрагментов хрусталика в области режущего наконечника. Уменьшение отталкивания позволяет более эффективно аспирировать фрагменты хрусталика. Было бы желательно иметь такую рукоятку, которая производит колебательное движение режущего наконечника.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В одном из вариантов осуществления, соответствующем принципам настоящего изобретения, настоящее изобретение представляет собой ультразвуковую рукоятку, включающую в себя раструб, пьезоэлектрические кристаллы и режущий наконечник. Пьезоэлектрические кристаллы и режущий наконечник соединены с раструбом. Осевая линия пьезоэлектрических кристаллов смещена по отношению к осевой линии режущего наконечника таким образом, что колебательное движение режущего наконечника производится, когда пьезоэлектрические кристаллы возбуждены.

Необходимо понимать, что как предшествующее общее описание, так и последующее подробное описание являются только примерными и поясняющими и предназначены для дальнейшего разъяснения изобретения, как оно заявлено в формуле изобретения. Последующее описание, а также практика осуществления изобретения позволяют сформулировать и предположить дополнительные преимущества и задачи изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Сопровождающие чертежи, которые включены в этот документ и составляют часть описания изобретения, иллюстрируют некоторые варианты осуществления изобретения и, вместе с описанием, служат разъяснением принципов изобретения, на чертежах:

Фиг.1 изображает традиционную ультразвуковую рукоятку, согласно уровню техники;

Фиг.2 изображает ультразвуковую рукоятку со смещением, согласно изобретению;

Фиг.3 изображает ультразвуковую рукоятку со смещением, согласно изобретению.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ниже приведено подробное описание вариантов осуществления изобретения, примеры которых проиллюстрированы на прилагаемых чертежах. На чертежах использованы одинаковые ссылочные позиции для обозначения одинаковых или сходных частей.

Фиг.1 изображает традиционную ультразвуковую рукоятку. На фиг.1 рукоятка 100 соединена с пультом 140 управления. Пульт 140 управления соединен с ножной педалью 150. Рукоятка 100 имеет режущий наконечник 110, раструб (утолщенную часть) 120 и набор пьезоэлектрических кристаллов 130. Устройство 115 сопряжения наконечника присоединяет режущий наконечник 110 к уменьшенной в диаметре части 125 раструба 120. Также отображена осевая линия 160 рукоятки 100.

Типично, наконечник 110 представляет собой тонкую иглу, изготовленную из титана или нержавеющей стали, которая сконструирована для эмульгирования хрусталика при ультразвуковой вибрации. Типично, наконечник 110 имеет цилиндрическую форму, маленький диаметр (приблизительно 20-30 калибра) и такую длину, которая пригодна для удаления хрусталика при вставлении в переднюю камеру глаза. Наконечник 110 имеет центральную продольную ось, которая проходит через центр его тяжести в продольном направлении. Например, если наконечник 110 по форме приближен к цилиндру, то его центральная продольная ось является центральной осью цилиндра. Центральная продольная ось наконечника 110 показана пунктирной линией (осевая линия) 160. В рукоятке 100 осевая линия 160 проходит через центр наконечника 110 и центр пьезоэлектрических кристаллов 130. Таким образом, наконечник 110 выровнен с пьезоэлектрическими кристаллами 130. Такое выравнивание обычно вызывает продольное движение в наконечнике 110, когда пьезоэлектрические кристаллы 130 возбуждены.

Типично, раструб 120 изготовлен из жесткого материала, пригодного для медицинского применения (например, из титанового сплава). Раструб 120 имеет часть 125, уменьшенную в диаметре, которая соединена с устройством 115 сопряжения наконечника. Устройство 115 сопряжения наконечника в типично имеет резьбовое соединение, которое принимает наконечник 110. Таким образом, наконечник 110 навинчивается на раструб 120 в устройстве 115 сопряжения наконечника. Это обеспечивает жесткое соединение между наконечником 110 и раструбом 120, в результате чего колебания могут передаваться с раструба 120 на наконечник 110.

Пьезоэлектрические кристаллы 130 создают ультразвуковые колебания, которые при факоэмульсификации приводят в движение как раструб 120, так и присоединенный к нему наконечник 110. Пьезоэлектрические кристаллы 130 зафиксированы в раструбе 120. Обычно, кристаллы 130 имеют кольцевую форму, напоминающую полый цилиндр, сконструированный из множества кристаллических частей. При возбуждении сигналом с пульта 140 кристаллы 130 резонируют, производя колебания в раструбе 120. Типично, эти колебания производят продольное движение в наконечнике 110.

Пульт 140 управления включает генератор сигнала, который вырабатывает сигнал для возбуждения пьезоэлектрических кристаллов 130. Для управления генератором сигнала пульт 140 управления имеет соответствующий микропроцессор, микроконтроллер, компьютер или цифровой логический контроллер. В рабочем состоянии пульт 140 управления формирует сигнал, который возбуждает пьезоэлектрические кристаллы 130. Пьезоэлектрические кристаллы 130, будучи возбужденными, заставляют раструб 120 вибрировать. Наконечник 110, присоединенный к раструбу 120, также вибрирует. Когда наконечник 110 вставлен в переднюю камеру глаза и вибрирует, он действует как эмульсификатор хрусталика, пораженного катарактой.

Фиг.2 изображает ультразвуковую рукоятку со смещением, соответствующий принципам настоящего изобретения. Компоненты, показанные на фиг.2, действуют таким же образом и имеют такие же характеристики, что и компоненты, показанные на фиг.1. На фиг.2, наконечник 210 смещен по отношению к пьезоэлектрическим кристаллам 230. Это смещение осуществляется за счет изгиба или уступа в раструбе 220. Осевая линия наконечника 260 сдвинута по отношению к осевой линии кристаллов 270 на расстояние "d." Это расстояние может быть маленьким, чтобы производить маленькие колебательные движения наконечника 210, или может быть большим, чтобы производить более крупные колебательные движения наконечника 210. Расстояние "d" пропорционально величине колебательного движения, наблюдаемого в наконечнике 210. Такая конфигурация заставляет наконечник 210 колебаться и совершать качания из стороны в сторону или по кольцу. Вибрация пьезоэлектрических кристаллов 230 передается на раструб 220, в результате чего наконечник 210 совершает качания или колеблется.

Осевая линия 260 наконечника 210 обычно проходит через центр тяжести наконечника 210. Аналогично, осевая линия 270 кристаллов обычно проходит через центр пьезоэлектрических кристаллов 230. Когда пьезоэлектрические кристаллы 230 выстроены в кольцо, осевая линия 270 кристаллов проходит через центр этого кольца. Осевая линия 260 обычно параллельна осевой линии 270 кристаллов. Однако эти две линии не обязательно должны быть параллельными. Например, осевая линия наконечника 260 может находиться под небольшим углом по отношению к осевой линии 270 кристаллов. Таким образом, наконечник 210 может отходить от устройства 215 сопряжения наконечника под небольшим углом в дополнение к сдвигу от пьезоэлектрических кристаллов 230.

Фиг.3 изображает ультразвуковую рукоятку со смещением, соответствующий принципам настоящего изобретения. Компоненты, показанные на фиг.3, действуют таким же образом и имеют такие же характеристики, что и компоненты, показанные на фиг.1. На фиг.3, наконечник 310 смещен по отношению к пьезоэлектрическим кристаллам 330. Это смещение осуществляется за счет изгиба или уступа в участке 325 малого диаметра в раструбе 320. Осевая линия 360 наконечника сдвинута по отношению к осевой линии 370 кристаллов на расстояние "d." Это расстояние может быть меленьким, чтобы производить маленькие колебательные движения наконечника 310, или может быть большим, чтобы производить колебательные движения большей амплитуды наконечника 310. Расстояние "d" пропорционально величине колебательного движения, наблюдаемого в наконечнике 310. Такая конфигурация заставляет наконечник 310 колебаться и совершать качания из стороны в сторону или по кольцу. Колебания пьезоэлектрических кристаллов 330 передаются на раструб 320, в результате чего наконечник 310 совершает качания или колеблется.

Осевая линия 360 наконечника 310 обычно проходит через центр тяжести наконечника 310. Сходным образом, осевая линия 370 кристаллов обычно проходит через центр пьезоэлектрических кристаллов 330. Когда пьезоэлектрические кристаллы 330 выстроены в кольцо, осевая линия 370 кристаллов проходит через центр этого кольца. Осевая линия 360 обычно параллельна осевой линии 370 кристаллов. Однако эти две линии не обязательно должны быть параллельными. Например, осевая линия 360 наконечника может находиться под маленьким углом по отношению к осевой линии 370 кристаллов. Таким образом, наконечник 310 может отходить от устройства 315 сопряжения наконечника под небольшим углом в дополнение к сдвигу от пьезоэлектрических кристаллов 370.

Исходя из приведенного выше описания, можно понять, что настоящее изобретение обеспечивает ультразвуковую рукоятку со смещением, используемую для удаления хрусталика, пораженного катарактой. В настоящем изобретении режущий наконечник смещен по отношению к пьезоэлектрическим кристаллам, которые приводят в действие рукоятку. Такое смещение производит колебательное движение наконечника рукоятки. Настоящее изобретение проиллюстрировано в этом документе посредством примеров, и средний специалист в данной области техники может произвести различные модификации.

Исходя из соображений, приведенных в этом описании изобретения, и раскрытой практики изобретения, компетентным специалистам в данной области техники будут очевидны другие варианты осуществления изобретения. Предполагается, что описание и примеры должны рассматриваться только как иллюстративные, а истинный объем притязаний изобретения будет представлен в приведенной ниже формуле изобретения.