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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6863929
(24)【登録日】2021年4月5日
(45)【発行日】2021年4月21日
(54)【発明の名称】吸引回路および潅注回路のための選択的に移動可能な弁要素
(51)【国際特許分類】
A61F 9/007 20060101AFI20210412BHJP
A61M 60/00 20210101ALI20210412BHJP
【ＦＩ】
A61F9/007 130G
A61M1/10
【請求項の数】14
【外国語出願】
【全頁数】23
(21)【出願番号】特願2018-102502(P2018-102502)
(22)【出願日】2018年5月29日
(62)【分割の表示】特願2016-241152(P2016-241152)の分割
【原出願日】2012年11月27日
(65)【公開番号】特開2018-158124(P2018-158124A)
(43)【公開日】2018年10月11日
【審査請求日】2018年6月7日
【審判番号】不服2020-4967(P2020-4967/J1)
【審判請求日】2020年4月13日
(31)【優先権主張番号】61/568,220
(32)【優先日】2011年12月8日
(33)【優先権主張国】US
(73)【特許権者】
【識別番号】319008904
【氏名又は名称】アルコン インコーポレイティド
(74)【代理人】
【識別番号】100099759
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 篤
(74)【代理人】
【識別番号】100123582
【弁理士】
【氏名又は名称】三橋 真二
(74)【代理人】
【識別番号】100092624
【弁理士】
【氏名又は名称】鶴田 準一
(74)【代理人】
【識別番号】100114018
【弁理士】
【氏名又は名称】南山 知広
(74)【代理人】
【識別番号】100117019
【弁理士】
【氏名又は名称】渡辺 陽一
(74)【代理人】
【識別番号】100173107
【弁理士】
【氏名又は名称】胡田 尚則
(72)【発明者】
【氏名】メル マシュー オリベイラ
(72)【発明者】
【氏名】ゲイリー ピー．ソレンセン
(72)【発明者】
【氏名】マイケル ディー．モーガン
【合議体】
【審判長】
内藤 真徳
【審判官】
莊司 英史
【審判官】
関谷 一夫
(56)【参考文献】
【文献】
国際公開第２０１１／０７５３３２（ＷＯ，Ａ１）
【文献】
実開昭５８−５１７２９（ＪＰ，Ｕ）
【文献】
国際公開第２０１０／１３５０７１（ＷＯ，Ａ１）
【文献】
米国特許第５６９７８９８（ＵＳ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
A61F9/007,A61M1/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
吸引を選択的に制御するための、流体工学システムのための吸引回路であって、
外科用器具へ動作可能に接続された吸引ラインと、
排泄物容器へ動作可能に接続された吸引排出ラインと、
第１の端部において前記吸引ラインへ接続された吸引ベントラインと、
前記吸引ベントラインへ動作可能に接続された選択的可変型のベント弁と、
前記外科用器具へ動作可能に接続された潅注ラインと、
前記潅注ライン内の潅注圧力を検出するように配置された潅注圧力センサーと、
前記ベント弁へ動作可能に接続されたアクチュエータと
を含み、
前記可変型のベント弁を選択的に移動させることにより、前記吸引ライン内の吸引圧力を選択的に変化させることができ、
前記潅注圧力センサーおよびアクチュエータはコントローラへと接続され、
前記コントローラは、前記吸引ライン内の吸引圧力を変化させるべく、前記潅注圧力センサーによって検出された圧力に応じて、前記アクチュエータを起動させて前記ベント弁を移動させるように動作可能であり、
前記ベント弁は回転弁であり、入力開口部と、出力開口部と、該入力開口部を該出力開口部へ接続させる経路とをさらに含み、
前記ベント弁を選択的に回転させることにより、前記吸引ベントラインと少なくとも部分的に連通する位置に選択的に前記吸引ラインを配置し、
前記外科用器具は外科用ハンドピースであり、前記潅注圧力センサーは前記外科用ハンドピース内に配置され、
前記コントローラは、前記潅注圧力センサーからの情報を使用して閉塞破壊の開始を検出し、前記アクチュエータを起動させて前記ベント弁を移動させることによって前記吸引ライン内の吸引圧力を低下させるように構成される、
吸引回路。
外科用器具へ動作可能に接続された吸引ラインと、
排泄物容器へ動作可能に接続された吸引排出ラインと、
第１の端部において前記吸引ラインへ接続された吸引ベントラインと、
前記吸引ベントラインへ動作可能に接続された選択的可変型のベント弁と、
前記外科用器具へ動作可能に接続された潅注ラインと、
前記潅注ライン内の潅注圧力を検出するように配置された潅注圧力センサーと、
前記ベント弁へ動作可能に接続されたアクチュエータと
を含み、
前記可変型のベント弁を選択的に移動させることにより、前記吸引ライン内の吸引圧力を選択的に変化させることができ、
前記潅注圧力センサーおよびアクチュエータはコントローラへと接続され、
前記コントローラは、前記吸引ライン内の吸引圧力を変化させるべく、前記潅注圧力センサーによって検出された圧力に応じて、前記アクチュエータを起動させて前記ベント弁を移動させるように動作可能であり、
前記ベント弁は回転弁であり、入力開口部と、出力開口部と、該入力開口部を該出力開口部へ接続させる経路とをさらに含み、
前記ベント弁を選択的に回転させることにより、前記吸引ベントラインと少なくとも部分的に連通する位置に選択的に前記吸引ラインを配置し、
前記外科用器具は外科用ハンドピースであり、前記潅注圧力センサーは前記外科用ハンドピース内に配置され、
前記コントローラは、前記潅注圧力センサーからの情報を使用して閉塞破壊の開始を検出し、前記アクチュエータを起動させて前記ベント弁を移動させることによって前記吸引ライン内の吸引圧力を低下させるように構成される、
吸引回路。
【請求項2】
前記吸引ベントラインは、第２の端部において前記吸引排出ラインへ接続される、請求項１に記載の吸引回路。
【請求項3】
前記吸引ベントラインは、第２の端部において大気へ接続される、請求項１に記載の吸引回路。
【請求項4】
前記吸引ベントラインは、第２の端部において加圧流体または生理食塩水のベント圧源へ接続される、請求項１に記載の吸引回路。
【請求項5】
前記吸引ベントラインは、第２の端部において前記潅注ラインへ接続される、請求項１に記載の吸引回路。
【請求項6】
吸引圧力センサーをさらに含み、前記吸引圧力センサーは、前記吸引ラインへ動作可能に接続され、
前記吸引圧力センサーは、前記コントローラへと接続され、
前記コントローラは、さらに、前記吸引ライン内の吸引圧力を変化させるべく、前記吸引圧力センサーによって検出された所定の圧力値に応じて、前記アクチュエータを起動させて前記ベント弁を移動させるように動作可能である、
請求項１に記載の吸引回路。
前記吸引圧力センサーは、前記コントローラへと接続され、
前記コントローラは、さらに、前記吸引ライン内の吸引圧力を変化させるべく、前記吸引圧力センサーによって検出された所定の圧力値に応じて、前記アクチュエータを起動させて前記ベント弁を移動させるように動作可能である、
請求項１に記載の吸引回路。
【請求項7】
前記アクチュエータはモータである、請求項６に記載の吸引回路。
【請求項8】
前記可変型のベント弁は、前記潅注ラインへ動作可能に接続され、これにより、前記可変型のベント弁を選択的に移動させて、前記潅注ライン内における流体流れを選択的に遮断し、前記吸引ライン内の吸引圧力を選択的に変化させる、請求項１に記載の吸引回路。
【請求項9】
前記可変型のベント弁内には、第１の流れ経路および第２の流れ経路が形成され、前記第１の流れ経路は、潅注供給ラインおよび前記潅注ラインと選択的にかつ少なくとも部分的にアライメントされて、前記潅注ラインを潅注供給源へと開口させ、前記第２の流れ経路は、前記吸引ベントラインを介して前記吸引ラインおよび前記吸引排出ラインと選択的にかつ少なくとも部分的にアライメントされて、前記吸引ライン内の吸引圧力を選択的に変化させる、請求項８に記載の吸引回路。
【請求項10】
前記アクチュエータは角度位置エンコーダを有する、請求項１に記載の吸引回路。
【請求項11】
前記アクチュエータは、可変オリフィスサイズを提供すべく前記ベント弁を移動させて、前記吸引ライン内の吸引を選択的に調節するように構成される、請求項１０に記載の吸引回路。
【請求項12】
前記コントローラは、前記ベント弁を所定量だけ移動させて、所定の圧力値が検出されたときに前記吸引ライン内の吸引圧力を低下させるように動作可能である、請求項６に記載の吸引回路。
【請求項13】
前記潅注ラインは潅注源から前記外科用器具に潅注流体を提供する、請求項１に記載の吸引回路。
【請求項14】
前記コントローラは、前記吸引圧力センサーからの情報を使用して閉塞破壊の開始を検出し、前記アクチュエータを起動させて前記ベント弁を移動させることによって前記吸引ライン内の吸引圧力を低下させるように構成される、請求項６に記載の吸引回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
優先権の主張本出願は、米国特許仮出願第６１／５６８，２２０号（名称：「Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅｌｙ Ｍｏｖｅａｂｌｅ Ｖａｌｖｅ Ｅｌｅｍｅｎｔｓ ｆｏｒ Ａｓｐｉｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ」、出願日：２０１１年１２月８日、発明者：Ｇａｒｙ Ｐ．Ｓｏｒｅｎｓｅｎ、Ｍｉｃｈａｅｌ Ｄ．Ｍｏｒｇａｎ、およびＭｅｌ Ｍ．Ｏｌｉｖｅｉｒａ）の優先権による利益を主張する。本明細書中、参考のため、同文献の内容全体を、あたかも本明細書中に完全に記載されているかのように援用する。
【0002】
本開示は、主に外科用システムおよび方法に関する。より詳細には、本開示は、外科手術時において吸引回路および／または潅注回路中の流体流れを１つ以上の選択的に移動可能な弁要素を用いて制御するためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【0003】
ヒトの眼において視覚を得る際には、角膜と呼ばれる透明な外側部分中に光を透過させた後、レンズを介して画像を網膜上に集束させる。焦点画像の質は、多数の要素に依存する（例えば、眼のサイズおよび形状ならびに角膜およびレンズの透明度）。
【0004】
年齢または疾病に起因してレンズの透明度が低下した場合、網膜へ透過可能な光量も低減するため、視覚も低下する。このような眼のレンズの欠陥は、白内障として知られている。このような状態を治療するためには、眼科手術が必要となる。より詳細には、劣化したレンズを外科的に除去し、人工眼内レンズ（ＩＯＬ）と交換する必要がある。
【0005】
白内障のレンズを除去するための１つの公知の技術として、水晶体超音波乳化吸引がある。この手術においては、肉薄の水晶体超音波乳化吸引のための切断用先端を罹患レンズに挿入し、超音波振動させる。切断用先端の振動に起因してレンズが液化または乳化し、罹患レンズを眼から吸引することができる。除去後、人工レンズを挿入する。
【0006】
眼科手術に適した典型的な超音波外科用装置は、超音波駆動されるハンドピースと、取り付けられた切断用先端と、潅注スリーブおよび電子制御コンソールとを含む。ハンドピースアセンブリは、電気ケーブルおよび可撓性管によって制御コンソールへと取り付けられる。電気ケーブルを通じて、コンソールは、ハンドピースから取り付けられた切断用先端へと送られる電力を変化させ、可撓性管は、眼内への潅注流体の供給および眼からの吸引流体の吸引をハンドピースアセンブリを通じて行う。
【0007】
ハンドピースの動作部分は、１組の圧電結晶へ直接取り付けられた中空の共振棒またはホーンを含む。これらの結晶から、水晶体超音波乳化吸引時においてホーンおよび取り付けられた切断用先端双方を駆動するために必要な超音波的振動が供給される。これらの結晶は、コンソールによって制御される。結晶／ホーンアセンブリは、ハンドピースの中空ボディまたはシェル内に懸下される。ハンドピース本体は、小直径部分においてまたは本体の遠位端にあるノーズコーンにおいて終端する。ノーズコーンは、潅注スリーブを受容する。同様に、ホーンボアは、切断用先端を受容する。先端が潅注スリーブの開口端を所定量だけ過ぎて突出するように、切断用先端を調節する。
【0008】
使用時において、切断用先端および潅注スリーブの端部を、角膜、強膜または眼の他の位置における所定サイズの小切開部へ挿入する。切断用先端を結晶駆動型の超音波ホーンによって潅注スリーブ内の長手軸に沿って超音波振動させ、選択された組織をｉｎ ｓｉｔｕで乳化させる。切断用先端の中空ボアは、ホーン中のボアと連通し、ホーン中のボアは、ハンドピースからコンソールへの吸引ラインと連通する。コンソール中の圧力低下または真空源により、眼内の乳化組織が切断用先端の開口端、切断用先端およびホーンボアならびに吸引ラインを通過し、収集装置内へと牽引または吸引される。乳化組織の吸引は、生理食塩水フラッシュ液または洗浄薬によって支援される。生理食塩水フラッシュ液または洗浄薬は、潅注スリーブ内面と切断用先端との間の小型環状隙間を通じて手術部位中に注入される。
【0009】
公知の水晶体超音波乳化吸引システムにおいては、外科用カセットも用いられる。この外科用カセットにより、硝子体網膜外科手術のための多様な機能が提供され、外科用装置を通じた手術部位内外における潅注流れおよび吸引流れの有効管理が支援される。より詳細には、このカセットは、外科用器具と患者との圧力間のインターフェースとして機能し、加圧された潅注流れおよび吸引流れを眼内外へと送達する。白内障手術のための流体工学システム内の外科用カセットに関連して、多様なポンピングシステムが用いられている（例えば、容積型システム（最も一般的には蠕動ポンプ）および真空型吸引源）。蠕動システムの場合、エラストマー導管上に作用する一連のローラーを用いて回転方向に流れを生成するのに対し、真空型システムの場合、真空源が用いられる。真空源は、空気／液体インターフェースを通じて吸引流れへ付加されることが多い。
【0010】
外科手術時において、中空の共振先端が組織によって閉塞する場合がある。このような場合、閉塞部の下方の吸引ライン中に真空が蓄積し得る。この閉塞部が均等に分解した場合、このような真空蓄積に起因して、真空レベルおよび吸引経路の適合性によっては、眼から大量の流体が吸引される場合があり、その結果、前房の浅化または崩壊の危険性が増す。このような状況は、閉塞破壊サージと一般的に呼ばれる。
【0011】
この問題に対処するため、外科用コンソールは、吸引経路中のセンサーと共に構成される。センサーにより、真空レベルの検出と、システムによる真空の所定の最大レベルへの制限とが可能になる。このようにして最大真空レベルを制限した場合、閉塞破壊サージの可能な大きさの低減において効果的であり得るものの、このように最大真空レベルを制限した場合、レンズ除去の有効性の低下および外科的時間の全体的増加に繋がり得る。システムによっては、相対的な真空レベルおよび／または真空がユーザが事前設定した上限に到達した際に警報音通知を提供することにより、外科医が適切な予防策をとることが可能になる。
【0012】
例えば、システムによっては、吸引ラインを圧力源へと接続するベント弁を開口せよとのコマンドが外科医から発行された際、真空が軽減する場合が多い。圧力源は、大気圧以上に維持される。システムに応じて、これは、潅注ライン、ポンプ排出ラインまたは大気へ接続されたライン（通気システム）であり得る。しかし、公知のベント弁の場合、懸念がいくつかある。第１に、公知のベント弁の場合、「オン／オフ」作動しかできないように構成されている。例えば、幅狭の管弁またはエラストマードーム型弁の場合、流体流れのオン／オフ制御は充分可能であるものの、一貫した可変流れ特性は示さない。そのため、この種の弁の場合、サージ回復曲線が極めて急峻である。さらに、この構成のドーム型弁の場合、動作面における問題も発生し得る。例えば、適切な配置位置を得るためには弁動作のエラストマー材料への依存度が高いため、材料の一貫性が極めて重要である。さらに、エラストマーにより形成された開口が小さい場合、弁中の流れが破片によって閉塞する場合もある。加えて、このような構成の場合、気泡が不適当に取り込まれてしまう場合もある。また、オン／オフ流れ制御の制限や、流体流れを１つの回路から別の回路へと方向付ける支援をするために弁アレイが必要となる性質があるため、これらの種類の弁の使用も制限される。
【0013】
あるいは、容積型システム内のポンプ回転を逆転させることにより、真空を低減することができる。双方向ポンプ回転を有するシステムを用いて、ユーザ入力および吸引ライン内の圧力センサーからのフィードバックに基づいて圧力／真空レベルの制御を行うことは公知であるものの、このようなシステムの場合、ポンプヘッド質量の大きな加速および減速が必要となる。そのため、応答時間が制限され得、不快な音響ノイズが発生し得る。
【0014】
コンソールと共に用いられる公知のカセットの場合も、吸引ラインが大気または液体にベントされるため、閉塞破壊時において真空サージが低下するかまたはゼロになる。従来技術の通気型カセットの場合、外気は吸引ラインに進入するものの、しかし、吸引ライン内に通気を行った場合、吸引経路コンプライアンスが大幅に増加するため、吸引システムの流体性能が変化する。コンプライアンスが増加した場合、閉塞破壊サージの大きさも大幅に増加し得、システム応答性に悪影響も出る。液体換気システムにより、潅注流体を吸引ライン内へと流入させることができ、これにより、吸引システムの流体性能への全影響を低減することができる。より高い吸引真空が用いられた場合、吸引ラインを潅注ラインへとベントさせるカセットに起因して、高圧力サージが潅注ライン内に発生し得る。他のシステムの場合、別個の潅注流体源を用いて吸引ラインをベントするため、潅注流体源を２つ用いることが必要となり、また、システムのコストおよび複雑性も増す。
【発明の概要】
【0015】
流体工学システムの多様な配置構成が開示される。１つの例示的な配置構成において、吸引を選択的に制御する、流体工学システムのための吸引回路が提案される。例えば、１つの例示的な吸引回路は、外科用器具へ動作可能に接続された吸引ラインと、排泄物容器へ動作可能に接続された吸引排出ラインと、吸引ラインにおいて第１の端部へ接続された吸引ベントラインと、吸引ベントラインへ動作可能に接続された選択的可変型のベント弁とを含む。可変型のベント弁を選択的に作動させることにより、吸引ライン内の吸引圧力を変化させ得る。別の例示的な配置構成において、可変型のベント弁は多目的弁として構成され、吸引圧力を変化させ、潅注流体流れを選択的に遮断することができる。さらに別の例示的な配置構成において、可変型のベント弁は多目的弁として構成され、吸引圧力を変化させ得、また、容積型吸引源および／または真空型吸引源からの吸引を方向付け得る。
【0016】
以下、本開示の例示的な実施形態について、添付図面を参照して例示的により詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】眼科手術用の水晶体超音波乳化吸引機器において用いられる蠕動ポンプの例示的な配置構成の断面図である。
【図2】水晶体超音波乳化吸引機器において用いることが可能な外科用コンソールの斜視図である。
【図3】水晶体超音波乳化吸引機器のための水晶体超音波乳化吸引システムの例示的な配置構成の模式図である。この水晶体超音波乳化吸引機器は、吸引ラインと吸引排出ラインとの間に配置された選択的可変型のベント弁を有する。
【図4】水晶体超音波乳化吸引システム内において用いられる可変型のベント弁の例示的な構成の断面図である。
【図5】水晶体超音波乳化吸引機器のための水晶体超音波乳化吸引システムの例示的な配置構成の模式図である。この水晶体超音波乳化吸引機器において、選択的可変型のベント弁が吸引ラインと大気との間に配置される。
【図6】水晶体超音波乳化吸引機器のための水晶体超音波乳化吸引システムの例示的な配置構成の模式図であり、選択的可変型のベント弁が吸引ラインとベント圧源との間に設けられる。
【図7】水晶体超音波乳化吸引機器のための水晶体超音波乳化吸引システムの例示的な配置構成の模式図であり、選択的可変型のベント弁が吸引ラインと潅注ラインとの間に設けられる。
【図8】水晶体超音波乳化吸引機器のための水晶体超音波乳化吸引システムの例示的な配置構成の模式図であり、選択的可変型のベント弁が、吸引ラインおよび吸引排出ラインと、多位置潅注弁との間に設けられる。
【図9B】水晶体超音波乳化吸引システム内において用いられる別の例示的な潅注弁の断面図である。
【図11】水晶体超音波乳化吸引機器のための水晶体超音波乳化吸引システムの例示的な配置構成の模式図であり、多目的弁が吸引ラインと潅注ラインとの間に設けられている。
【図13】ベンチュリおよび蠕動ポンプシステム双方を用いた多吸引ポンプシステムを用いた水晶体超音波乳化吸引システムの例示的な配置構成の吸引回路の部分模式図である。
【図14A】吸引ラインとポンプの入力ポートとの間において多目的弁が全開位置になっている例示的構成の模式図であり、フル真空圧力が吸引ラインを通じてハンドピースへと送達される。
【図14B】吸引ラインと吸引排出ラインとの間ならびに吸引ラインとポンプの入力ポートとの間において多目的弁が部分開口反対にある様子の模式図である。
【図14C】多目的弁がベンチュリリザーバと共に全開位置にある様子の模式図であり、吸引が可能となっている。
【発明を実施するための形態】
【0018】
ここで以下の説明および図面を参照して、開示される装置および方法に対する例示的アプローチが詳細に示される。図面中、いくつかの可能なアプローチが示されるが、これらの図面は必ずしも縮尺通りではなく、本開示のより優れた例示および説明のために、特定の特徴が誇張、除去または部分的に断面図で図示されている場合がある。本明細書中に記載されるさらなる記載は、網羅的なものではなく、特許請求の範囲を図面中に図示されかつ以下の詳細な説明に開示される形態および構成そのものに限定するものでもない。
【0019】
水晶体超音波乳化吸引機器は、白内障に罹患した眼レンズを除去をするための白内障眼手術において用いられることが多く、このような機器においては典型的には、手術部位内への潅注流体の導入と、手術部位からの吸引による乳化組織除去とを行う流体工学システムが用いられる。いくつかの公知のシステムの場合、容積型システム（例えば、ポンプ）を用いて適切な吸引を行う。図１を参照して、水晶体超音波乳化吸引システムのためのポンプ２０の例示的な配置構成が図示される。ポンプ２０は、ポンプモータ２２と、１つ以上のローラー２６を含むローラーヘッド２４とを含む。ポンプ２０は、カセット２８と共に用いられ得る。カセット２８は、エラストマーシート３０を有する。エラストマーシート３０は、比較的硬質の本体または基板３２の外部へ付加される。ポンプモータ２２は、ステッパまたはＤＣサーボモータであり得る。ローラーヘッド２４がポンプモータ２２のシャフト３４へと取り付けられて、ポンプモータ２２により、シャフト３４の軸Ａ−Ａに対して略垂直な面においてローラーヘッド２４が回転する。シャフト３４はまたシャフト位置エンコーダ３６を含み得る。
【0020】
カセット２８のシート３０は、流体経路３８を含む。流体経路３８は、内部に成形され得る。経路３８は、略平面でありかつ（平面内において）弓形形状となるように構成される。流体経路３８の半径は、シャフト３４の周囲のローラー２６の半径とほぼ同じである。
【0021】
カセット２８は、（図２に示すように）コンソール４０のカセットレシーバ３６内に取り付けられるように、設計される。カセット２８は、コンソール４０を動作可能にハンドピース４２へと接続させる（ハンドピース４２の例示的な模式的配置構成を図３に示す）。ハンドピース４２は、注入スリーブ４４および先端部材４６を主に含む。ここで、先端部材４６は、注入スリーブ４４内において同軸に配置される。先端部材４６は、眼４７内に挿入されるように構成される。注入スリーブ４４により、潅注流体がコンソール４０および／またはカセット２８から眼内へと流動することができる。吸引流体を先端部材４６のルーメンを通じて吸引することもでき、コンソール４０およびカセット２８は、先端部材４６に対して主に吸引／真空を提供する。水晶体超音波乳化吸引システム１０の潅注機能および吸引機能を水晶体超音波乳化吸引システム１１と総称する。
【0022】
ここで図３を参照して、容積型システム（すなわち、ポンプ２０）と共に用いられる例示的な水晶体超音波乳化吸引システム１１について説明する。ハンドピース４２の注入スリーブ４４は、適切な管（すなわち、潅注ライン５０）により、潅注源４８へと接続される。潅注源４８は、潅注流体を含む。１つの例示的な配置構成において、潅注源４８は、加圧された潅注源であり得る（例えば、潅注流体を潅注供給ラインへ送達するように選択的に加圧された潅注流体バッグ）。先端部材４６は、一定長さの適切な管（すなわち、吸引ライン５２）により、ポンプ（例えば、ポンプ２０）の入力ポート５３へと接続される。
【0023】
吸引排出ライン５４は、ポンプ２０から延びる。１つの例示的な配置構成において、吸引排出ライン５４は、ドレーンラインリザーバ５６へ流体接続される。リザーバ５６も、任意選択のドレーンバッグ５８内へとドレーンされ得る。あるいは、極細線によって示すように、排出ライン５４’をドレーンバッグ５８へ直接流体接続することもできる。
【0024】
吸引ベントライン６０は、吸引ライン５２と吸引排出ライン５４との間に流体接続される。ベントライン６０は、迂回回路として構成される。以下にさらに詳述するベント弁６２が、吸引ライン５２内の吸引圧力を選択的に制御するように、吸引ベントライン６０へと流体接続される。圧力センサー６３も、吸引ライン５２内の吸引圧力を検出するように、吸引ライン５２と流体連通する。圧力センサー６３も、コンソール４０内の制御システムへ動作可能に接続される。制御システムは、以下にさらに詳述されるように、流体工学システム１１のための事前設定された吸引圧力レベルを提供するように構成され得る。
【0025】
上述したように、（加圧状態であり得る）潅注源４８は、潅注ライン５０によってハンドピース４２へと流体接続される。潅注弁６４は、潅注ライン５０と注入スリーブ４４との間において流体接続および配置される。潅注弁６４により、潅注ライン５０中の潅注流体の選択的なオン／オフ制御が可能になる。
【0026】
ベント弁６２は、ベントライン６０内に可変オリフィスサイズを提供するように構成される。この可変オリフィスサイズにより、吸引ライン５２内における吸引が選択的に調節される。より詳細には、可変型のベント弁６２を用いることにより、ハンドピース４２への吸引圧力を動的制御する機構を可能にしつつ、第１の方向においてポンプ２０が一方向回転して流れ／真空が生成される。１つの例において、ベント弁６２は多位置回転型弁として構成され得るため、ベントライン６０内におけるベント弁６２の角度位置に基づいて、オリフィスサイズの制御を予測可能かつ高精度に行うことが可能である。
【0027】
図４中、ベント弁６２の例示的な構成を示す。図４において、１つの例示的な構成において、多位置ベント弁６２は、経路６６を含む。経路６６は、第１の開口部６８および第２の開口部６９によって規定される。図４中、経路６６が第１の開口部６８から第２の開口部６９へ向かって概ね均一のサイズである様子が図示されているが、経路６６を可変サイズと共に構成することも可能であることが理解される。例えば、第１の開口部６８および第２の開口部６９の直径を経路６６の中心部の直径よりも大きく構成することにより、第１の開口部６８および第２の開口部６９をベント弁６２の周辺部７０へ向かって外方にフレア形状とすることができる。
【0028】
動作時において、ベント弁６２は吸引回路内において選択的回転が可能であるため、経路６８の角度位置をベントライン６０内において選択的に移動可能とすることができる。このような動きにより、第１の開口部６８および第２の開口部６９を全開、部分的閉塞および／または完全閉塞させて、吸引ライン５２内における吸引圧力を選択的に制御することができる。
【0029】
圧力センサー６３は、コンソール４０内に取り付けられた制御システムへ動作可能に接続される。圧力センサー６３は、水晶体超音波乳化吸引機器の動作時において、吸引ライン５２内における圧力変化を検出および通信する。１つの例示的な構成において、所定の圧力閾値を制御システム内に設定することにより、圧力センサー６３からの圧力読み取り値がこれらの閾値を超えた場合、制御システムは、吸引ライン５２内における吸引圧力を選択的に変更することができる。例えば、吸引圧力が所定の圧力閾値を超えたことを圧力センサー６３が検出した場合、コンソール４０は、ベントライン６０内におけるベント弁６２の所定量の移動をトリガして、吸引圧力が事前設定された閾値を下回ることを可能にできるだけの吸引ライン５２の充分なベントを可能にする。よって、圧力センサー６３、ベント弁６２および制御システムにより、吸引ライン５２内における吸引のリアルタイム変更が可能になり、これにより、有効な閉塞破壊サージを提供しつつ、より高い最大吸引レベルの利用が可能になる。
【0030】
例えば、再度図３を参照して、ベント弁６２の経路６６の配置は、第１の開口部６８および第２の開口部６９がベントライン６０とのアライメントから外れるような配置である。この位置において、ベント弁６２は「完全閉鎖」位置にあり、これによりベントライン６０が遮断され、吸引圧力が円滑に吸引ライン５２へ提供される。圧力センサー６３が吸引ライン５２内の吸引圧力が閾値レベルを超えたことを検出した場合、ベント弁６２を選択的に所定の量だけ移動させて、第１の開口部６８および第２の開口部６９を少なくとも部分的にアライメントした状態にさせ、これにより、吸引排出ライン５４／５４’を部分的に開口させる。この作用により、ポンプ逆転の必要無く、吸引ライン５２内の吸引圧力が所定の受容可能な量まで迅速かつ有効に回復する。しかし、経路６６の構成に起因し、ベント弁６２の選択的移動により、多様な吸引圧力を達成することができる。
【0031】
ベント弁６２は、角度位置エンコーダ（例えば、エンコーダ３６）を有するアクチュエータ（例えば、モータ７１）へ動作可能に接続される。１つのこのような例示的なモータ７１は、ステッパモータを含む。吸引圧力が所定の閾値を超えたことを圧力センサー６３が検出した場合、コントローラは、モータ７１を自動的に作動させて、ベント弁６２を所定の角度位置まで回転させ、これにより、吸引ライン５２内における吸引圧力を迅速に変化させる。さらに、コントローラは、潅注ライン５０内に配置された圧力センサーと協働して、閉塞破壊の開始を検出および最小化するように構成され得る。より詳細には、ベント弁６２は、モータ７１によって自動的に回転され得、これにより、吸引ライン５２内の吸引圧力を低下させる。この機能は、閉塞破壊後サージによる影響を低減するように機能する。ベント弁６２により、吸引ライン５２内における吸引レベルの選択的かつ動的な制御が可能となるため、真空レベルをユーザの選好に合わせて容易に調節することができ、これにより、レンズ除去をより迅速かつより効率的に行うことが可能になる。
【0032】
ここで図５を参照して、容積型ポンピングシステムと共に用いられる別の例示的な水晶体超音波乳化吸引システム１００のコンポーネントが図示される。水晶体超音波乳化吸引システム１００は、図３に示しかつ図３と関連して上記したコンポーネントと同じもののうち多数を含む。よって、類似のコンポーネントには、同一の参照符号を付している。これらのコンポーネントの記載については、上記した図３の記載を参照されたい。
【0033】
水晶体超音波乳化吸引システム１００において、吸引排出ライン５４’は、ポンプ２０から延び、ドレーンバッグ５８へ流体接続される。あるいは、図３に示すように、水晶体超音波乳化吸引システム１００は、排出ライン５４を含み得る。排出ライン５４は、ドレーンラインリザーバへと流体接続される。
【0034】
吸引ベントライン１６０は、吸引ライン５２と、大気１０２との間に流体接続される。吸引ライン５２内の吸引圧力を選択的に制御するように、可変型のベント弁６２が吸引ベントライン１６０へと流体接続される。圧力センサー６３も、吸引ライン５２と流体連通する。
【0035】
上述したように、ベント弁６２は、真空を選択的に調節するための可変オリフィスサイズが得られるように構成され、これにより、ベント弁６２の角度位置に基づいてハンドピース４２への真空／吸引の選択的制御を可能にしつつ、ポンプ２０の一方向回転により流れ／真空を生成させる。ベント弁６２は、選択的に回転可能に構成され、これにより、吸引ライン５２内における吸引を動的に制御する。
【0036】
上述したように、動作時において、圧力センサー６３は、コンソール４０内に取り付けられた制御システムへ動作可能に接続される。圧力センサー６３は、水晶体超音波乳化吸引機器の動作時において、吸引ライン５２内における圧力変化を検出および通信する。１つの例示的な構成において、所定の圧力閾値は、制御システム内のユーザによって設定される。よって、吸引圧力レベルが事前設定された閾値を超えたことを圧力センサー６３が検出した場合、制御システムは、ベント弁６２を所定の量だけ移動させて、大気１０２と少なくとも部分的に連通する位置へベント弁６２の経路６６を配置することにより、吸引ライン５２内の吸引圧力を低下させる。また、ベント弁６２を全開させることにより、大気１０２が吸引ライン５２を有効に完全にベントさせることができることが理解される。また、ベント弁６２を選択的に移動させて、大気１０２へのベントライン１６０を完全に閉鎖させ、これにより、先端部材４６に対する吸引ライン５２内におけるフル真空／吸引圧力を有効に提供することができることが理解される。ベント弁６２を移動させて吸引ライン５２内における吸引圧力を選択的に調節することは、手作業で達成する（例えば、事前のユーザ設定に基づいたフットスイッチペダルの選択的操作）こともできるし、あるいは、制御システムへ動作可能に接続されたモータ７１によって自動的に達成することもできる。
【0037】
ここで図６を参照して、容積型ポンピングシステム内において用いられる別の代替的な例示的な水晶体超音波乳化吸引システム２００のコンポーネントが図示される。水晶体超音波乳化吸引システム２００は、図３および図５に示しかつ図３および図５と関連して上記したコンポーネントと同じもののうち多数を含む。よって、類似のコンポーネントには、同一の参照符号を付している。これらのコンポーネントの詳細な記載については、上記した図３の記載を参照されたい。
【0038】
吸引ベントライン２６０は、吸引ライン５２と、ベント圧源２０２との間に流体接続される。適切なベント圧源の例を非限定的に挙げると、加圧流体または生理食塩水がある。吸引ライン５２内における吸引圧力を選択的に制御するように、可変型のベント弁６２が吸引ベントライン２６０へと流体接続される。圧力センサー６３も、吸引ライン５２と流体連通する。
【0039】
ベント弁６２は、真空を選択的に調節するために可変オリフィスサイズを提供するように構成され、これにより、ベント弁６２の角度位置に基づいたハンドピース４２に対する真空／吸引の選択的制御を可能にしつつ、流れ／真空を生成するためのポンプ２０の第１の方向における一方向回転が可能となる。
【0040】
圧力センサー６３は、コンソール４０内に取り付けられた制御システムへ動作可能に接続され、水晶体超音波乳化吸引機器の動作時において吸引ライン５２内における圧力変化を検出および通信する。１つの例示的な構成において、所定の圧力閾値を制御システム内において設定することにより、圧力センサー６３からの圧力読み取り値がこれらの閾値を超えると、ベント弁６２が所定の量だけ移動して、吸引ライン５２内における吸引圧力が低下する。これは、少なくともベント圧源２０２と部分的に連通する経路６６をベント弁６２内に配置することにより達成され、これにより、ベントライン２６０が開口され、加圧流体が（例えば）吸引ライン５２内へと進入する。モータ７１を動作可能にベント弁６２へと接続することにより、ベント弁６２を所定の量だけ自動的に移動させて、センサー６３から受信された情報に基づいて、吸引ライン５２内における真空／吸引圧力のレベルを自動制御する。また、ベント弁６２をベント圧源２０２に対して全開させて、（ポンプ２０の動作を遮断するする必要無く）吸引ライン５２内の吸引圧力を有効に無効化し得ることが理解される。あるいは、ベント弁６２を完全閉鎖させることもできる（すなわち、経路６６をベントライン２６０とのアライメントから完全に外れた位置に配置し、これにより、ベント圧源２０２をベントライン２６０と連通させないようにする）ことも理解される。この構成により、吸引ライン５２内のフル真空／吸引圧力を先端部材４６へ有効に提供することができる。
【0041】
ここで図７を参照して、容積型ポンピングシステムと共に用いられるさらに別の代替的な例示的水晶体超音波乳化吸引システム３００のコンポーネントが図示される。水晶体超音波乳化吸引システム３００は、図３および図５〜図６に示しかつ図３および図５〜図６と関連して上記したコンポーネントと同じもののうち多数を含む。よって、類似のコンポーネントには、同一の参照符号を付している。これらのコンポーネントの記載については、上記した図３の記載を参照されたい。
【0042】
吸引ベントライン３６０は、吸引ライン５２と潅注ライン５０との間に流体接続される。吸引ライン５２内の吸引圧力を選択的に制御するように、可変型のベント弁６２が吸引ベントライン３６０へ流体接続される。圧力センサー６３も、吸引ライン５２と流体連通する。
【0043】
ベント弁６２は、真空を選択的に調節するための可変オリフィスサイズを提供するように構成され、これにより、ポンプ２０を円滑に第１の方向に一方向回転させることができ、これにより、ベント弁６２の角度位置に基づいたハンドピース４２に対する真空／吸引の選択的制御を可能にしつつ、流れ／真空を生成することができる。
【0044】
圧力センサー６３は、コンソール４０内に取り付けられた制御システムへ動作可能に接続され、水晶体超音波乳化吸引機器の動作時における吸引ライン５２内における圧力変化を検出および通信する。１つの例示的な構成において、所定の圧力閾値を制御システム内に設定することにより、圧力センサー６３からの圧力読み取り値がこれらの閾値を超えた場合、ベント弁６２を所定の量だけ選択的に移動させて、例えば吸引ライン５２内の吸引圧力を低下させることができる。例えば、ベント弁６２内の経路６６をベントライン３６０と少なくとも部分的にアライメントするように移動させることにより、吸引ライン５２を潅注ライン５０と所定の量だけ少なくとも部分的に連通するように配置し、これにより、センサー６３から受信された情報に基づいて、吸引ライン５２内の真空／吸引圧力のレベルを自動制御する。ベント弁６２を潅注ライン５０へと全開させることにより、吸引ライン５２内の吸引圧力を有効に無効化することができることが理解される。あるいは、ベント弁６２を潅注ライン５０を完全閉鎖させるような位置に配置することにより、吸引ライン５２内におけるフル真空／吸引圧力を先端部材４６へ有効に提供することができることも理解される。このような構成において、経路６６は、ベントライン３６０と完全にアライメントされる。
【0045】
ここで図８を参照して、容積型ポンピングシステムと共に用いられるさらに別の代替的な例示的水晶体超音波乳化吸引システム４００のコンポーネントが図示される。水晶体超音波乳化吸引システム４００は、図３および図５〜図７に示しかつ図３および図５〜図７と関連して上記したコンポーネントと同じもののうち多数を含む。
【0046】
水晶体超音波乳化吸引システム４００は、ハンドピース４２の注入スリーブ４４を含む。ハンドピース４２は、潅注ライン５０によって潅注源４４８へと接続される。水晶体超音波乳化吸引システム４００はまた、多位置潅注弁４６４も含み得る。多位置潅注弁４６４は、潅注供給ライン４７３、潅注ライン５０およびシャントライン４７６間の３方向接合において流体接続および配置される。潅注ライン圧力センサー４７５は、シャントライン４７６と注入スリーブ４２との間の潅注ライン５０内に配置され得る。ハンドピース４２にハンドピース圧力センサー４４３も設けてもよい。
【0047】
潅注源４４８は任意の適切な潅注源でよいものの、１つの例示的な配置構成において、潅注源４４８は加圧される。より詳細には、潅注バッグ４４９は、プラットフォーム４５１に対して配置され得、矢印４５３によって示される加圧力が潅注バッグ４４９へと付加されて、注入流体が潅注バッグ４４９から強制的に除去されて、潅注供給ライン４７３内へと流入する。他の加圧流体システムも企図される。
【0048】
先端部材４６は、吸引ライン５２によって蠕動ポンプ４２０の入力ポート５３へと接続される。任意の適切なポンプ配置構成が利用可能であるが、１つの例示的な構成において、ポンプ４２０は、米国特許出願公開第２０１００２８６６５１号（名称：「Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｓｅｇｍｅｎｔｅｄ Ｐｅｒｉｓｔａｌｔｉｃ Ｐｕｍｐ ａｎｄ Ｃａｓｓｅｔｔｅ」）に記載のようなポンプまたは米国特許第６，９６２，４８８号（名称：「Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｃａｓｓｅｔｔｅ Ｈａｖｉｎｇ ａｎ Ａｓｐｉｒａｔｉｏｎ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｓｅｎｓｏｒ」）に記載のようなポンプである。本明細書中、同文献双方の内容全体を参考のため援用する。吸引排出ライン５４は、ポンプ４２０から延び、ベントリザーバ４５６へ流体接続される。ベントリザーバ５４６は、ドレーンバッグ５８へ流体接続される。
【0049】
吸引ベントライン４６０は、ポンプ４２０を迂回するように、吸引ライン５２とベントリザーバ４５６との間に流体接続される。可変型のベント弁６２は、吸引ライン５２内の吸引圧力を選択的に制御するように、吸引ベントライン４６０へ流体接続される。吸引圧力センサー６３も、吸引ライン５２と流体接続する。ベント弁６２は、ベントライン４６０内において可変オリフィスサイズを提供するように構成され、これにより真空を選択的に調節し、これにより、ベント弁６２の角度位置に基づいたハンドピース４２に対する真空／吸引の選択的制御を可能にしつつ、ポンプ４２０が第１の方向において一方向回転して流れ／真空を生成することが可能になる。
【0050】
動作時において、圧力センサー６３は、コンソール４０内に取り付けられた制御システムへ動作可能に接続される。圧力センサー６３は、水晶体超音波乳化吸引機器の動作時において、吸引ライン５２内の圧力変化を検出および通信する。１つの例示的な構成において、所定の圧力閾値は、制御システム内に設定され、これにより、圧力センサー６３からの圧力読み取り値がこれらの閾値を超えた場合、ベント弁６２を選択的に所定の量だけ移動させることにより、吸引ライン５２内の吸引圧力を低下させる。これは、ベントライン４６０と少なくとも部分的に連通する経路６６をベント弁６２内に配置することにより、達成される。ベントライン４６０はベントリザーバ４５６へ動作可能に接続されているため、経路６６とベントライン４６０との間の部分的連通により、吸引ライン５２内の吸引圧力が有効に低下する。ベント弁６２の移動は、ベント弁６２へ接続されたモータ７１により達成され得る。より詳細には、モータ７１は、ベント弁６２を所定量だけ自動的に移動させるように構成され得、これにより、センサー６３から受信された情報に基づいて、吸引ライン５２内の真空／吸引圧力のレベルを自動制御する。ベント弁６２を全開位置へ方向付けることにより、吸引ラインをベントリザーバ４５６へフルベントさせて、ポンプ４２０に対する入力ポート５３を有効に閉鎖することができることが理解される。あるいは、ベント弁６２を完全閉鎖することができ（すなわち、経路６６とベントライン４６０とのアライメントを外すことができ）、これにより、吸引ライン５２に対するベントリザーバ４５６を閉鎖させ、これにより、吸引ライン５２内のフル真空／吸引圧力を先端部材４６へ有効に提供することができることも理解される。
【0051】
上述したように、水晶体超音波乳化吸引システム４００は、多位置潅注弁４６４も提供する。多位置潅注弁４６４は、潅注供給ライン４７３、潅注ライン５０およびシャントライン４７６間の接合部に配置される。以下にさらに詳述するように、潅注弁４６４は、回転弁として構成され、水晶体超音波乳化吸引システム４００中における潅注を選択的に制御するように、動作可能に配置され得る。図９Ａに示すように、１つの例示的な配置構成において、多位置潅注弁４６４は、交差経路構成４７４を含む。より詳細には、経路４７４は、第１の分岐４７４Ａ、第２の分岐４７４Ｂおよび第３の分岐４７４Ｃを含む。Ｔ字型形状の構成を有するものとして図示しているが、流体工学システム４００内の多様な流体ライン構成に応じて他の交差構成も利用可能であることが理解される。
【0052】
動作時において、図８に示すように、第１の分岐４７４Ａが潅注供給ライン４７３と完全にアライメントされかつ第３の分岐４７４Ｂが潅注ライン５０と完全にアライメントされかつ第２の分岐４７４Ｃがシャントライン４７６とのアライメントから外れるように潅注弁４６４が方向付けられた場合、通常のフル潅注流れが潅注ライン５０へと提供される。しかし、水晶体超音波乳化吸引システム４００の潅注供給４４８を準備するために、潅注弁４６４を選択的に回転させて、第１の分岐４７４Ａがシャントライン４７６と完全にアライメントされかつ第３の分岐４７４Ｃが潅注供給ライン４７３と完全にアライメントされるようにすることができる。よって、水晶体超音波乳化吸引システム４００が動作すると、潅注供給４４８からの流体がドレーンバッグ５８へと方向付けられる。潅注圧力センサー４７５を準備するために、潅注弁４６４を選択的に回転させて、第２のアーム４７４Ｂをシャントライン４７６と完全にアライメントさせかつ第３のアーム４７４Ｃを潅注ライン５０と完全にアライメントさせ得る。
【0053】
図８に示す潅注弁４６４の多様な分岐について、潅注ライン５０、シャントライン４７６および潅注供給ライン４７３のうちいずれかと完全にアライメントするように動作するものとして説明してきたが、分岐４７４ａ〜４７４ｃを各ライン５０、４７６および４７３と完全にアライメントさせる必要は無いことも理解される。実際、眼４７へと送達すべき流体量を有効に制御できるように、潅注弁４６４を選択的に配置できるように構成することができる。実際、患者によっては、（図８に示すような）フル潅注流れがあると、患者の不快感に繋がり得るため、制御された開口により、潅注弁４６４の特定の分岐を多様な角度位置で潅注ライン５０に対して配置することが望ましい。よって、ベント弁６２と同様に、潅注弁４６４も、可変潅注送達に合わせて構成することができる。
【0054】
多位置潅注弁のための別の代替的構成を図９Ｂに示す。この配置構成において、Ｌ字型形状経路を有する多位置潅注弁４６４’を内部に形成することができる。多位置潅注弁４６４’は、第１の分岐４７４Ａ’および第２の分岐４７４Ｂ’を含む。以下、多位置潅注弁４６４’の使用について、図１０Ａ〜図１０Ｃに関連して説明する。
【0055】
図１０Ａ〜図１０Ｃを参照して、容積型ポンピングシステムと共に用いられる別の代替的な例示的水晶体超音波乳化吸引システム４００’のコンポーネントが図示される。水晶体超音波乳化吸引システム４００’は、図３および図５〜図８に示しかつ図３および図５〜図８と関連して上記したコンポーネントと同じもののうち多数を含む。いくつかの実施形態において、外科用コンソールへ固定されるように構成された流体工学カセット内に破線の箱の内側のコンポーネントを少なくとも部分的に設けることができる。
【0056】
水晶体超音波乳化吸引システム４００’は、ハンドピース４２の注入スリーブ４４を含む。ハンドピース４２は、潅注ライン５０によって潅注源４４８へと接続される。多位置潅注弁４６４’は、潅注供給ライン４７３、潅注ライン５０およびシャントライン４７６間の３方向接合において流体接続されかつ配置される。潅注ライン圧力センサー４７５は、潅注供給４４８とハンドピース４２との間の潅注ライン５０内に配置され得る。潅注源４４８は任意の適切な潅注源でよいが、１つの例示的な配置構成において、潅注源４４８は、潅注コンテナを含む。この潅注コンテナは、重力を用いて、注入流体を潅注コンテナ内から強制的に排出し、潅注供給ライン４７３内へと強制的に注入させる。
【0057】
多位置潅注弁４６４’は、回転弁として構成され得、水晶体超音波乳化吸引システム４００’内における潅注を選択的に制御するように動作可能に配置され得る。よって、動作時において、図１０Ａに示すように、第１の分岐４７４Ａ’が潅注ライン５０とアライメントされかつ第２の分岐４７４Ｂ’が潅注供給ライン４７３およびシャントライン４７６とのアライメントから外れるように潅注弁４６４’が方向付けられる場合、潅注ライン５０へは潅注は供給されない。
【0058】
ここで図１０Ｂを参照して、ハンドピース４２へ潅注を供給するために、潅注弁４６４’を選択的に回転させて、第１の分岐４７４Ａ’を潅注供給ライン４７３と少なくとも部分的にアライメントさせかつ第２の分岐４７４Ｂ’を潅注ライン５０と少なくとも部分的にアライメントさせ得る。よって、潅注供給４４８からの流体を潅注供給ライン４７３を通じて潅注ライン５０へと方向付け、潅注弁４６４’を通じてハンドピース４２へと方向付ける。潅注弁４６４と同様に、第１の分岐４７４Ａ’および第２の分岐４７４Ｂ’を選択的に配置して、眼４７へと送達すべき流体量を有効に制御することが望ましい。よって、潅注ライン５０を潅注供給ライン４７３との制御された開口部へと晒し、これにより、潅注弁４６４’の第１の分岐４７４Ａ’および第２の分岐４７４Ｂ’を多様な角度位置において配置して、潅注ライン５０内を通過する潅注をフル潅注よりも少量にすることができることが企図される。よって、ベント弁６２と同様に、潅注弁４６４’も、可変潅注送達に合わせて構成することができる。
【0059】
図１０Ｃは、潅注弁４６４’の作動による、水晶体超音波乳化吸引システム４００’の潅注供給４４８の準備動作を示す。より詳細には、潅注弁４６４’を選択的に回転させることにより、第１の分岐４７４Ａ’をシャントライン４７６と少なくとも部分的にアライメントさせかつ第２の分岐４７４Ｂ’を潅注供給ライン４７３と少なくとも部分的にアライメントさせ得る。よって、水晶体超音波乳化吸引システム４００が動作すると、潅注供給４４８からの流体がドレーンバッグ５８へと方向付けられる。
【0060】
多位置潅注弁４６４および４６４’双方について、可変型のベント弁６２も含む水晶体超音波乳化吸引システム４００と関連して説明してきたが、本開示の範囲は、多位置潅注弁４６４／４６４’および可変型のベント弁６２双方を含む水晶体超音波乳化吸引システム４００に限定されないことが理解される。さらに、多位置潅注弁４６４／４６４’は、「オン／オフ型」様態で動作することもできるし、あるいは、上述したように、（可変型のベント弁６２に関連して上記した様態と同様の様態で）潅注量を選択的に制御するための可変オリフィスを提供するように多位置潅注弁４６４／４６４’を構成してもよい。例えば、潅注供給ライン４７３からハンドピース４２へと提供すべき潅注量を多位置可変潅注ラインによって選択的に制御することができ、これにより、潅注供給ライン４７３から潅注ライン５０（およびよってハンドピース４２）へと供給することが可能な潅注量をフル潅注量未満にすることができる。このような場合、多位置可変潅注弁４６４／４６４’を選択的に回転させることにより、潅注供給ライン４７３および潅注ライン５０双方との部分的連通のみを提供する。
【0061】
ここで図１１を参照して、容積型ポンピングシステムと共に用いられる、さらに別の代替的な例示的水晶体超音波乳化吸引システム５００のコンポーネントが図示される。水晶体超音波乳化吸引システム５００は、図３および図５〜図１０に示しかつ図３および図５〜図１０と関連して上記したコンポーネントと同じもののうち多数を含む。よって、類似のコンポーネントには、同一の参照符号を付している。これらのコンポーネントの詳細な記載については、上記した図３の記載を参照されたい。
【0062】
水晶体超音波乳化吸引システム５００は、ハンドピース４２の注入スリーブ４４を含む。ハンドピース４２は、潅注供給ライン５４９により潅注源４８へと接続される。潅注供給ライン５４９は、潅注ライン５０へ流体接続される。吸引排出ライン５４は、ポンプ２０から延びる。１つの例示的な配置構成において、吸引排出ライン５４は、ドレーンラインリザーバ５６へ流体接続される。リザーバ５６も、任意選択のドレーンバッグ５８内へドレーンされ得る。あるいは、極細線に示すように、排出ライン５４’は、ドレーンバッグ５８へと直接流体接続され得る。
【0063】
吸引ベントライン５６０は、吸引ライン５２と潅注ライン５０との間において流体接続される。多目的比例弁５６２は、吸引ライン５２内の吸引圧力および潅注ライン５０内の潅注流れを選択的に制御するように、吸引ベントライン５６０と潅注ライン５０との間に流体接続される。圧力センサー６３も、吸引ライン５２と流体接続する。
【0064】
多目的弁５６２は、吸引を選択的に調節するための可変オリフィスサイズを提供するように構成され、これにより、多目的弁６２の角度位置に基づいたハンドピース４２に対する真空／吸引の選択的制御を可能にかつ潅注制御を提供しつつ、ポンプ２０を第１の方向において一方向回転させて、流れ／真空を生成する。より詳細には、１つの例示的な構成において、図１２Ａ〜図１２Ｂを参照して、多目的弁５６２の本体は、周辺部５７０によって規定される。この本体は、周辺部５７０の一部内に形成された第１の流れ経路５６３Ａと、周辺部５７０の別の部分内に形成される第２の流れ経路５６３Ｂとを含む。
【0065】
再度図１２Ａを参照して、動作時において、多目的弁５６２は、カセット２８内に形成された溝部６００内において選択的に回転可能である。より詳細には、複数の流体ラインが溝部６００へと動作可能に接続される。これら複数の流体ラインは、多目的弁５６２の角度位置を介して相互に選択的に接続可能である。例えば、図１１に示す水晶体超音波乳化吸引システム５００において、多目的弁５６２は、潅注供給ライン５４９、潅注ライン５０、吸引ライン５２および吸引排出ライン５４／５４’へと第１の流れ経路５６３Ａのおよび第２の流れ経路５６３Ｂを介して動作可能に接続するように、機能する。多目的弁５６２は、溝部６００内において移動可能であり、これにより、以下にさらに詳述するように、吸引ライン５２、潅注ライン５０、潅注供給ライン５４９および吸引排出ライン５４／５４’に対する多様な接続配置構成を達成することができる。
【0066】
圧力センサー６３は、コンソール４０内に取り付けられた制御システムへ動作可能に接続され、水晶体超音波乳化吸引機器の動作時において吸引ライン５２内の圧力変化を検出および通信するように構成される。１つの例示的な構成において、所定の圧力閾値を制御システム内において設定することにより、圧力センサー６３からの圧力読み取り値がこれらの閾値を超えた場合、制御システムは、多目的弁５６２を所定量だけ選択的に移動させて、吸引ライン５２内において吸引圧力を低下させ得る。より詳細には、多目的弁５６２内の第２の流れ経路５６３Ｂは、吸引ベントライン５６０に対して移動可能である。
【0067】
例えば、多目的弁５６２を溝部６００内に配置し、選択的に回転させて、第２の流れ経路５６３Ｂが吸引ベントライン５６０を吸引ライン５２から完全閉鎖させ、これにより、ユーザの事前選択された圧力設定によって決定されたフル真空が得られる。しかし、吸引ライン５２内の圧力が（例えば閉塞破壊サージに起因して）望ましくない量だけ増加した場合、多目的弁５６２を選択的に所定の量だけ移動させて、第２の流れ経路５６３Ｂにより吸引ライン５４／５４’を動作可能に吸引ライン５２へ吸引ベントライン５６０を介して直接接続させ、これによりポンプ２０を迂回し得る。この作用により、ポンプ逆転の必要無く、吸引ライン５２内の吸引圧力が所定の受容可能な量まで迅速かつ有効に回復する。
【0068】
１つの例示的な配置構成において、多目的弁５６２は、フットスイッチペダルへ動作可能に接続され得る。よって、ユーザは、フットスイッチペダルを操作して多目的弁５６２を回転させて、（例えば、自身の脚をペダルから持ち上げることにより）吸引ライン５２を選択的にベントさせる。フットスイッチペダルは、制御システム設定に基づいてユーザ入力に基づいて多目的弁５６２を所定の量だけ所定の方向において回転させるように、構成され得る。第２の流れ経路５６３Ｂの構成に起因して、多目的弁５６２の選択的移動により、多様な吸引圧力を達成することができる。いくつかの例示的な状況において、排出ライン５４／５４’を全開にして、吸引ライン５２を完全にベントさせることが望ましい場合がある。
【0069】
別の例示的な配置構成において、多目的弁５６２は、モータ７１（例えば、ステッパモータ）へ動作可能に接続される。モータ７１（例えば、ステッパモータ）は、角度位置エンコーダ（例えば、エンコーダ３６）を有する。吸引圧力が所定の閾値を超えたことを圧力センサー６３が検出した場合、コントローラは、モータ７１を自動的に作動させて、多目的弁５６２を所定の位置まで回転させ、これにより、吸引ライン５２内の吸引圧力を迅速に変化させる。コントローラが圧力センサー６３と協働して閉塞破壊の開始を検出するように構成され得るため、多目的弁５６２がモータ７１によって自動回転されて、吸引ライン５２内の吸引圧力が所定の設定を下回るまで減少し得る。この機能は、閉塞後サージを軽減するように機能する。多目的弁５６２により、吸引ライン５２内における吸引レベルの選択的かつ動的な制御が可能となるため、ユーザは、レンズ除去をより迅速かつより効率的に行うために、より高い真空率を選択および利用することができる。
【0070】
システム５００内における吸引レベルを選択的に制御するだけでなく、多目的弁５６２は、さらなる目的も果たす（すなわち、潅注ライン５０を通じた潅注の制御）。より詳細には、第１の流れ経路５６３Ａは、第１の流れ経路５６３Ａが潅注供給ライン５４９および潅注ライン５０双方と連通した際、潅注供給ライン５４９を潅注ライン５０へ選択的に接続させるように構成される。しかし、多目的弁５６２を選択的に回転させて、第１の流れ経路５６３Ａを潅注供給ライン５４９との連通から外れた位置に配置することもでき、これにより、潅注が有効に遮断される。
【0071】
さらに、多目的弁５６２の構成により、潅注を制御しつつ、吸引レベルを選択的に制御することも可能になる。例えば、多目的弁５６２ならびに流体ライン５４９、５０、５４／５４’および５２の構成は、第１の流れ経路５６３Ａが潅注ライン５０および潅注供給ライン５４９双方と連通した際、第２の流れ経路５６３Ｂが排出ライン５４／５４’のみと連通するような構成にされ、これにより、吸引ライン５２が排出ライン５４／５４’に対して閉鎖される。この配置構成において、潅注がハンドピース４２へ供給され、ベントライン５６０が閉鎖される。あるいは、「潅注ラインが開口しかつベントラインが閉鎖した」位置から多目的弁５６２を若干回転させることにより、第２の流れ経路５６３Ｂを吸引ライン５２および排出ライン５４／５４’双方に対して開口させ、第１の流れ経路５６３Ａを潅注ライン５０および潅注供給ライン５４９双方と連通させ得る。この構成において、潅注はハンドピース４２へ供給され、吸引ライン５２は排出ライン５４／５４’へ動作可能に接続され、これにより、吸引ライン５２内の吸引圧力が（ゼロではないにしろ）低下する。この設計により、吸引圧力の選択的変更および潅注の選択的制御を可能にしつつ、システム５００から弁要素を有効に無くすことが可能になる。
【0072】
ここで図１３を参照して、水晶体超音波乳化吸引システム内において用いられる別の吸引回路７００の部分的模式図が図示される。吸引回路７００は、容積型吸引モードおよび／または真空型吸引モード双方を用いる。吸引回路７００は、吸引ライン７５２を含む。吸引ライン７５２は、ハンドピース７４２を蠕動ポンプ７２０の入力ポート７５３またはベンチュリリザーバ７６０の入力ポート７３１へと流体接続させる。吸引排出ライン７５４／７５４’は、ベンチュリリザーバ７６０の入力ポート７３１および蠕動ポンプ７２０の入力ポート７５３からそれぞれ延びる。従来技術の構成の場合、ベンチュリリザーバ７６０の入力ポート７３１の開閉と、吸引ライン７５２からドレーンバッグ７５８への選択的ベントとにおいて別個の弁を用いるが、吸引回路７００の場合、（上記した図１２Ａに示すように）カセットの密封溝部内に配置された多目的弁７３２により、２つの機能を提供する。
【0073】
より詳細には、図１４Ａ〜図１４Ｃを参照して、１つの例示的な配置構成において、多目的弁７３２は、経路７６３と共に構成される。経路７６３は、第１の開口部７６５および第２の開口部７６７によって規定される。１つの例示的な配置構成において、第２の開口部７６７は、外方に延びるフレアと共に構成され得る。あるいは、経路７６３は、多目的弁７３２の周辺部７７０と共に外方にフレアする三角形状と共に構成され得る。第１の開口部７６５は、経路７６３に対して横断方向に配置される。第２の開口部は、多目的弁７３２の周辺部７７０を通じて形成される。
【0074】
図１４Ａを参照して、動作時において、ポンプ７２０によって吸引が吸引ライン７５２へと送達されるように、多目的弁７３２が配置され得る。この構成において、多目的弁７３２を選択的に回転させて、ベンチュリリザーバに対する入力ライン７３１を閉鎖させ、吸引排出ライン７５４を吸引ライン７５２から閉鎖させる。この構成において、フル吸引がポンプ７２０によって提供される。
【0075】
吸引ライン７５２内の圧力を検出および監視するように、圧力センサー７６９が入力ライン７５３内に配置され得る。圧力センサー７６９は、コンソール内に取り付けられた制御システムへと動作可能に接続される。圧力センサー７６９は、水晶体超音波乳化吸引機器の動作時において、吸引ライン７５２内における圧力変化を検出および通信する。１つの例示的な構成において、所定の圧力閾値を制御システム内に設定することにより、圧力センサー７６９からの圧力読み取り値がこれらの閾値を超えた場合、システムは、多目的弁７３２の所定の量だけの移動を促し、これにより、吸引ライン５２内の吸引圧力を低下させている場合がある。より詳細には、図１４Ｂを参照して、多目的弁７３２を回転させて、経路７６３の第２の開口部７６７を吸引排出ライン７５４と少なくとも部分的に流体接続させ得る。よって、吸引ライン７５２内の圧力が（例えば閉塞破壊サージに起因して）望ましくない量だけ増加した場合、多目的弁７３２を所定の量だけ選択的に移動させて、図１４Ｂに示すように吸引排出ライン７５４を部分的に開口させ得る。この作用により、吸引ライン７５２内の吸引圧力が（ポンプ逆転を必要とすることなく）所定の受容可能な量まで迅速かつ有効に回復する。しかし、必要であれば、吸引ライン７５２を吸引排出ライン７５４まで全開させるように経路７６３を回転させてもよいことが理解される。
【0076】
上述したように、多目的弁７３２を用いて、吸引源をポンプ７２０からベンチュリリザーバ７６０へと切り換えることもできる。図１４Ｃを参照して、この構成において、第２の開口部７６７がベンチュリリザーバ７６０の入力７３１と連通するように経路７６３を配置し、これにより、吸引ライン７５２をベンチュリリザーバ７６０へと接続させる。しかし、吸引排出ライン７５４は、吸引ライン７５２から閉鎖される。
【0077】
いくつかの実施形態において、外科用システムにおいて用いられる流体工学システムは、吸引回路を含み得る（この吸引回路は、外科用器具へ動作可能に接続された吸引ライン、排泄物容器へ動作可能に接続された吸引排出ライン、吸引ラインにおいて第１の端部へ接続された吸引ベントライン、および吸引ベントラインへ動作可能に接続された選択的可変弁を含む（可変弁を選択的に作動させて、吸引ライン内の吸引圧力を選択的に変化させる））。この流体工学システムは、潅注回路も含む（この潅注回路は、潅注源、潅注源へ接続された潅注供給ライン、および潅注ラインを含み、潅注ラインは、潅注供給ラインへ動作可能に接続された第１の端部および外科用装置へ動作可能に接続された第２の端部を有する）。この流体工学システムは、シャント経路をさらに含み得る。シャント経路の第１の端部は、潅注供給ラインへ動作可能に接続され、シャント経路の第２の端部は、排泄物容器へと接続される。流体工学システムは、選択的に配置可能な潅注弁をさらに含み得る。この選択的に配置可能な潅注弁は、潅注供給ライン、潅注ラインおよびシャント経路へ動作可能に接続され、これにより、選択的に配置可能な潅注弁を移動させて、潅注供給ラインからの潅注を方向付ける。いくつかの実施形態において、潅注弁は、回転弁であり得、内部に交差経路が形成される。経路は、第１の分岐、第２の分岐および第３の分岐を規定する。いくつかの実施形態において、潅注弁は、第１の位置、第２の位置および第３の位置間において選択的に移動可能であり、第１の位置において、第１の分岐は、潅注供給ラインと連通する位置に配置され、第２の分岐は、潅注ラインと連通する位置に配置され、第２の位置において、第１の分岐は、シャント経路と連通する位置に配置され、第３の分岐は、潅注供給ラインと連通する位置に配置され、第３の位置において、第１の分岐は、潅注ラインと連通する位置に配置され、第２の分岐は、潅注供給ラインと連通する位置に配置され、第３の分岐は、シャント経路と連通する位置に配置される。いくつかの実施形態において、可変弁もまた、潅注ラインへ接続されて、可変弁を選択的に移動させて、潅注ライン内の流体流れを選択的に遮断し、吸引ライン内の吸引圧力を選択的に変化させる。いくつかの実施形態において、可変弁の内部に第１の流れ経路および第２の流れ経路が形成され得る。第１の流れ経路は、潅注ラインが潅注供給源に対して開口するように、潅注供給ラインおよび潅注ラインと選択的にアライメントされ得る。第２の流れ経路は、吸引ライン内の吸引圧力を選択的に変化させるように、吸引ラインおよび吸引排出ラインと選択的にアライメントされ得る。
【0078】
いくつかの実施形態において、選択的に吸引を制御するための流体工学システムのための吸引回路は、外科用器具へ動作可能に接続された吸引ラインと、排泄物容器へ動作可能に接続された第１の吸引排出ラインと、排泄物容器へ動作可能に接続された第２の吸引排出ラインと、容積型吸引源であって、第１の吸引排出ラインへ動作可能に接続された容積型吸引源と、第２の吸引排出ラインへ動作可能に接続された真空型吸引源と、容積型吸引源および真空型吸引源へ動作可能に接続された選択的可変弁とを含んでいる場合がある。容積型吸引源の使用時において、可変弁を作動させて、吸引ライン内の吸引圧力を選択的に変化させることができる。いくつかの実施形態において、可変弁を選択的に作動させることにより、吸引ラインに対して真空型吸引源からの吸引圧力が提供され得る。いくつかの実施形態において、容積型吸引源は蠕動ポンプであり、真空型吸引源は、ベンチュリリザーバを含む。いくつかの実施形態において、可変弁は、経路を含む弁本体をさらに含む。この経路は、第１の開口部および第２の開口部によって規定される。第１の開口部は、経路の長さに対して横断方向に配置され、第２の開口部は、弁本体の周辺部を通じて形成される。
【0079】
本明細書中に記載の装置および方法は、広範な用途を有することが理解される。上記の実施形態は、方法および装置の原則ならびにいくつかの実際的用途を例示するために選択および記載したものである。当業者であれば、上記の記載を読めば、方法および装置を多様な実施形態において使用することができ、企図される特定の用途に合わせて多様な変更が可能である。特許法の規定に従い、本発明の原理および実施形態について、例示的な実施形態において説明および例示してきた。
【0080】
本方法および装置の範囲は、以下の特許請求の範囲によって規定されることが意図される。しかし、本発明は、その意図または範囲から逸脱することなく、特定の説明および例示以外の様態で実行することが可能であることが理解されねばならない。当業者であれば、特許請求の範囲を実行する際、本明細書中に記載される実施形態に対する多様な代替例を（以下の特許請求の範囲に記載のような意図および範囲から逸脱することなく）用いることが可能であることを理解するべきである。本発明の範囲は、上記記載を鑑みるのではなく、添付の特許請求の範囲およびその特許請求の範囲の均等物の全体的範囲と共に決定されるべきである。本明細書中に記載される分野において将来開発が進み、開示されるシステムおよび方法がそのような将来の例において用いられることが予測および意図される。さらに、特許請求の範囲中において用いられる用語は全て、本明細書中に特に明記無き限り、最も広くかつ合理的な解釈および当業者が理解する通常の意味が付与されるべきである。詳細には、単数形の使用（例えば、「ａ」、「ｔｈｅ」、「ｓａｉｄ」）については、特許請求の範囲中に特に明記無き限り、記載の要素が１つ以上あることを意味しているものとして解釈されるべきである。以下の特許請求の範囲は、本発明の範囲を規定するものであり、特許請求の範囲内の方法および装置ならびにその均等物が特許請求の範囲によって網羅されるべきであることが意図される。最後に、本発明は、改変および変更が可能であり、以下の特許請求の範囲のみによって限定されることが理解されるべきである。