CN200998362Y - 白内障手术吸引流量调节阀 - Google Patents

Abstract

一种涉及医疗器械的白内障手术吸引流量调节阀，由阀体，阀芯，阀芯体内的永磁体，阀体外与阀芯对应的线圈，检测阀体内压力的传感器及端盖构成。使用时，将其串接于白内障手术吸引管道与操作手柄之间，吸引管道及阀体内的压力状态，由压力传感器经电缆传到阀外的控制器，后者按预先设置程序和参数，通过向阀体外线圈输送适当大小和方向的电能所产生的磁场，来控制阀芯的位置，达到根据不同的压力状态控制流经此处的流量，建立一种新的、安全的白内障手术中压力和流量的关系，使手术尤其是白内障超声乳化手术安全性大幅度提高，还为加大超声乳化针头吸引力，减少术中超声波能量的使用，以减轻其对眼内组织的损害创造条件。

Description

白内障手术吸引流量调节阀

一.技术领域

本实用新型涉及医疗器械，用于眼科白内障手术注吸系统，如白内障超声乳化手术注吸系统、激光白内障乳化手术注吸系统。

二.背景技术

白内障手术注吸系统是用管道将与工作面有一定高度差的液体导入眼球内，同时用管道通过负压源，用吸引针头将眼球内的液体及白内障碎片吸出，以清洗眼球内手术区域。白内障超声乳化术，是在白内障手术注吸系统的基础上，增加了超声乳化粉碎技术，以便于将白内障由较细的管道吸出，以达到小切口摘除白内障的手术方法。所述的吸引针头，此时为超声乳化针头，设置在一个便于医生操作内置有超声发生装置和中空的灌注与吸引通道等的操作手柄的前端，其内的吸引通道，用以吸出被粉碎后的白内障碎屑，其内灌注通道，用以向眼内灌注液体以维持眼内压力和空间。吸引通道由软管和超声乳化仪的负压源相连，工作时负压源必须为吸引通道提供足够大的负压，以便超声乳化针头能将白内障碎屑吸出眼外和将白内障大块的碎片吸引到超声乳化针头吸孔处以便超声粉碎，同时得为超声乳化针头提供足够大的吸附力，否则吸住的白内障碎片将会在还没有被粉碎即被超声波的斥力推开对眼内手术区域附近组织发生撞击。为了维持手术过程中眼内结构和眼内压的相对稳定以保持足够大的空间，在超声乳化针头的外壁上套有一个柔性管，该柔性管与超声乳化针头外壁之间的间隙，构成灌注通道末端，用以补充从吸引通道吸出及切口泄漏等所造成的液体损失，维持必要的眼内空间；灌注通道由软管和灌注液体瓶相连，灌注液体的压力由液体瓶的高度决定，灌注液体的流量由灌注液体的高低和眼球内的压力以及管道的有效横截面等因素决定。上述超声乳化针头进入眼内后，可以认为其进入了一个密闭的工作腔，灌注通道与吸引通道在眼内相通，在还没有东西堵住超声乳化针头吸孔时，吸引通道和灌注通道内的液体，依靠灌注液体的压力和吸引通道末端的，控制负压源工作时对流体排除速度的流量控制器控制，保持匀速流动，灌注和吸出流量处于灌注流量受吸出流量限制的正平衡状态，能维持很好的眼内空间和压力。随着手术的进行，一旦较大的白内障碎片堵住超声乳化针头吸孔，眼球内的液体即停止外流，而此时负压源仍然以设置的流速将连接软管内的液体排除，使得连接软管内收变形、容积变小、负压蓄积，直至吸引通道内的负压上升到机器所设置的水平；灌注通道因眼内流出的液体受阻，其流量亦相应下降，眼内压随之上升。当堵在超声乳化针头吸孔上的白内障碎片被突然粉碎的“瞬间”，吸引通道内的负压和眼球内的压力即转化为流体动能，迫使眼球内的液体经超声乳化针头突然大量涌出，去补充连接软管的容积丧失和因负压下降而重新启动的负压源的排除量，此时超声乳化针头的液体流量已经远远大于手术前设置的流量，这种液体大量涌出，远大于还来不及迅速补偿的灌入量，打破了灌注和吸出流量的平衡状态，出现眼内压急剧下降，眼内容积减小，眼内组织失去支撑力，角膜内面后退，晶体后囊前移，前房操作空间不稳定，前房容积缩小的前房浪涌现象，严重时前房消失出现“前房塌陷”，由此即可引起角膜损伤，白内障后囊破裂，玻璃体被吸出等严重后果，即便不发生“前房塌陷”，由于超声乳化针头吸口处的高流量所产生的过大的吸吮力也可能将眼内组织吸出。上述情况在整个手术过程中随时都有发生的可能。这就是白内障超声乳化术中最让人担心而又是最严重的所谓“安全”问题。很明显，这种情况的发生和负压大小有关，而且，负压越大，发生的可能性就越大。通常情况下手术医生在实际的操作过程中，为避免以上情况的发生，不得不注意力高度集中，十分小心谨慎，一旦发现堵住乳化针头的白内障碎片被粉碎掉，得立即做出反应，迅速调整控制主机脚闸的工作状态，让主机超声波输出停止、负压源所产生的抽吸力降低甚至停止。如果反应稍迟钝，即会发生上述“危险”。因此，术中很多手术者会发生过敏反应或有意识提前调整脚闸的工作状态，但这种情况下大多数未能达到理想的超声粉碎效果，得重新调整脚闸再进行超声粉碎，使工作效率下降，手术时间延长。有不少手术者因害怕上述“危险”的发生，采取降低主机的负压设置的办法，使得白内障碎片不容易被吸引到超声乳化针头吸孔处，和由于超声乳化针头吸孔处的吸附力不足以克服超声波产生的斥力，小的白内障碎片将被击打得在眼内乱撞，这样不仅使工作效率下降，同时还可能发生严重的不可修复的角膜创伤。至此一个清楚的事实告诉我们，超声乳化手术中所设置的负压是不能随意降低的，此外，现有的超声乳化针头，因为综合考虑了既便于较大的白内障碎片通过又要保证最佳的超声输出，所以其口径也是不允许改变的。在这样的前提下，为防止上述危险的发生，人们尝试了不少办法，现分述和分析如下：

(一)提高灌注压力，但过高压力同样会引起严重的手术并发症。而且，提高的灌注压力是有限的，不能和手术中较大的吸引负压相适应。

(二)加长超声乳化针头，靠增加吸引管道中最细部分的管腔长度来增加液体流出阻力以减缓液体流量突然增加的速度，但增加针头的长度后，操作半径增大，使操作难度增加，而且增加的长度是有限的，因此，其减缓液体流量突然增加的作用微不足道，所以其作用达不到理想要求。

(三)增加一个灌入眼内的通道，但这会增加对眼球的创伤，另外再增加一个灌入通道以后对其它操作会发生影响，而且仍然存在超声乳化针头吸孔堵塞被突然“瞬间”解除时，灌入液体流量的最大峰值和流体加速度不能适应吸出液体流量的最大峰值和流体加速度度，出现吸出量大于灌入量的情况，而且根本就克服不了高流量所产生的过大的吸吮力所带来的危险。

(四)压力信息反馈补偿机制：由超声乳化仪上的压力传感器将吸引通道内的压力状态反馈至主机的控制中心，一旦有吸引通道内的负压大幅下降的情况，控制中心即给负压源发出“停止”指令，以停止负压的产生，减缓流出量的增加，同时反向增压使液体返流或通过侧路向管道内补充流体，以填充吸引管道因泄压而扩大的容积，替代眼内液体的流出量。然而由传感器将有关信息传至主机控制部分，再由后者向相关部件发出指令产生动作是一滞后反应，即便是将相关部件反应的延时忽略不计，由于主机与前房塌陷的部位之间有约2.5米长口径相对较大的柔性管腔，在主机负压逐渐升高时此处就在逐渐蓄积大量能量，这一部分的能量释放需要时间和容积补偿，即使同时有流体返流，由于管腔长度和管壁阻力因素的影响，这种反馈机制对超声乳化针头吸孔处的“瞬间”变化亦显得略为迟钝，而且对越高的负压“迟钝”就越明显，不能和临床提出的高负压超声乳化要求相适应。并且，还存在吸引管腔泻压后超声乳化针头失去动力，使工作效率下降。

(五)增加补偿机制后改用特硬软管，以达到降低管道体腔负压蓄积后的容积改变，减小其对主机压力改变的延缓作用。如前所述，因管道长约2.5米，口径也相对较大，因而作用有限。

(六)在超声乳化针头后的连接软管上串接一段特别细的管道，虽然可以抑制大流量的产生，但同时出现了低负压时的流量下降，超声乳化针头的吸吮力下降，捕捉能力减退。

由上述分析和根据流体动力学原理的流量，流体动能及有效流体通道截面积之间的关系可知，由于在超声乳化针头附近，缺乏有效的有效流体通道截面积调节机制，所以，超声乳化针头吸口处不可能有平稳的流体流量，也不可能为手术提供足够大的吸引负压，事实上，现有的设备最大只能为手术提供500mmg左右的负压，不能为白内障超声乳化针头提供足够大的，由吸力和超声乳化针头开口产生是剪切力，来分割白内障。因此，目前尚没有较为满意的，解决白内障手术中灌注和吸引流量平衡的办法。

三.发明内容

本实用新型的目的，是解决现有白内障手术设备的吸引流量，仅仅只是被动地随负压上升而升高，负压降低而减少，从而造成一旦超声乳化针头被堵塞，连接管道因负压源的作用，即刻发生体积改变和能量积累，导致超声乳化针头开口处的堵塞一旦解除，随即突然发峰值流量，使大量液体被吸出眼球，给手术带来安全威胁的问题，为白内障手术中超声乳化针头提供无明显峰值流量出现的，平稳的，安全的，可以大大提高吸引管腔内负压的理想的液体流动方式，也为实现所提倡的超高负压白内障手术创造了条件。

本实用新型解决其技术问题的方案是：在超声乳化手柄后串接一个具有三通管结构的阀体，在阀体的三个通道中的其中一个内，设置包含有永磁体阀芯，在阀芯所在通道的末端有端盖，在阀芯所在部位对应的阀体外有线圈，在阀体的三个通道中另外两个贯通的通道作为流体通道，在流通道阀芯所在处的一端/或两端，阀体上设置有压力传感器；或在超声乳化手柄后串接一个具有直管型结构的阀体，起和中空的端盖组成流体通道，阀体内设置包含有永磁体阀芯，阀芯所在部位对应的阀体外有线圈，在流通道阀芯所在处的一端/或两端，阀体上设置有压力传感器。工作时通过控制阀体外线圈产生的磁场，来改变阀体内，体内埋藏有永磁体的阀芯位置，而改变阀体内有效流体通道的大小，和伴随改变的流体通道阻力的流量调节阀，直接控制、调节流经此处的液体流量。使用时将阀体的两端分别与超声乳化手柄端的管接头和白内障手术设备的负压吸引管道端的管接头相连接，流量调节阀，受控制于流量调节阀的流量调节控制器，根据吸引管道内及流量调节阀前后的压力状况，按预先设置的参数和程序，自动反馈控制，来控制、调节流经流量调节阀体内流体的流量，特别是高负压状态下的流量。

本实用新型的有益效果是：通过根据压力大小按预先设置的参数和程序，改变阀体内的流体通道大小和伴随改变的流体阻力，使得白内障手术中吸引流量更加平稳，能维持很好的眼内灌注和吸引流量的动态平衡，为白内障手术提供眼内压波动更小，眼内组织结构更加稳定的前房环境，使手术尤其是白内障超声乳化手术安全性大幅度提高，手术者的精神紧张度明显下降，手术操作更加简单，更容易学习，而且可以实现一种现有设备不可能提供的，更高的负压的、全新的负压和流量关系，为超声乳化针头提供安全的，平稳增加的，足够大的吸引力，使针头吸口对吸住的物体产生移位缓慢的剪切力，参与硬的白内障的分割，并能将被切割后的白内障，通过狭小的针头管运输出眼球，以减少白内障超声乳化手术时，可能对眼内组织损害的超声波能量在眼球内释放，使手术效率提高。

四.附图说明

图1是白内障手术流量调节阀的第一个实施例的结构图；图2为图1的A-A剖视图。

图3是白内障手术流量调节阀的第二个实施例的结构图；图4是图3的B-B剖视图；图5是图3中阀芯2的主视图；图6是图3的C-C剖视图。

参照附图1：本实用新型的第一个实施例，具有三通管结构的阀体1，在阀体1的三个通道中的其中一个内(为了便于描述，本附图1将阀芯2设置在流体通道的径向上)，置有体内埋藏有永磁体4的阀芯2，在阀芯2所在部位对应的阀体外绕有线圈3，在阀芯所在通道的末端有端盖6，使其成为盲管，在阀芯2所在处的流通道的一/或两端，阀体1上设置有检测其体内压力的压力传感器5，为了防止阀芯两端的压力不均，影响阀芯的运动，在阀芯的一侧，在不影响阀芯对另一侧的密封的情况下，阀体1和阀芯2之间有一间隙7，以沟通阀芯2的两端，阀体1的流体通道的两端的形状，和现有白内障手术设备吸引管道的管接头相吻合，在白内障手术流量调节阀外，具有微处理器支配下流量调节控制节器，通过电缆和白内障手术流量调节阀的压力传感器5，线圈3连接。

参照附图2：本实用新型的第二个实施例，具有直管型结构的阀体1和中空的端盖6组成流体通道，在阀体1内，置有体内埋藏有永磁体4的阀芯2，阀芯2的工作面为锥面，阀芯2表面与流体通道内表面之间的间隙，构成流体流动的通道，阀芯2处于锥体尖端方向的尽端时，其与流体通道内表面的间隙最小甚至关闭，在阀芯2所在部位对应的阀体外绕有线圈3，在阀芯2所在处的流通道的一端/或两端，阀体1上设置有检测其体内压力的压力传感器5，流体通道两端的形状和现有白内障手术设备吸引管道的管接头相吻合，在白内障手术流量调节阀外，具有微处理器支配流量调节控制器，通过电缆和白内障手术流量调节阀的压力传感器5，线圈3连接。

使用时，将调节阀的流体通道串接在，白内障超声乳化手柄端的，和白内障手术设备负压吸引管道端的管接头之间，线圈3和压力传感器5以电缆与白内障手术流量调节控制器相接，压力传感器5将吸引管道内压力状态传达到流量调节控制器，后者按预先设置的参数和程序，向线圈3输送电力，线圈3通电后产生磁场驱动阀芯2改变位置，从而阀体1内的流体通道大小及相应的流体阻力发生变化，以控制、调节流经阀体1流体的流量。

Claims (9)

1.一种白内障手术吸引流量调节阀，其特征在于，具有三通管结构的阀体(1)，在阀体(1)的三个通道中的其中一个内，设置阀芯(2)，在阀芯(2)所在通道的末端有端盖(6)。

2.根据权利要求1所述的白内障手术吸引流量调节阀，其特征在于，在阀芯(2)所在部位对应的阀体(1)外有线圈(3)。

3.根据权利要求1或2所述的白内障手术吸引流量调节阀，其特征在于，阀芯(2)包含有永磁体(4)。

4.根据权利要求1、2或3所述的白内障手术吸引流量调节阀，其特征在于，在流通道阀芯(2)所在处的一端/或两端，阀体(1)上设置有压力传感器(5)。

5.一种白内障手术吸引流量调节阀，其特征在于，具有直管型结构的阀体(1)和中空的端盖(6)组成流体通道，阀体(1)内设置阀芯(2)。

6.根据权利要求5所述的白内障手术吸引流量调节阀，其特征在于，阀芯(2)所在部位对应的阀体(1)外有线圈(3)。

7.根据权利要求5或6所述的白内障手术吸引流量调节阀，其特征在于，阀芯(2)包含有永磁体(4)。

8.根据权利要求5、6或7所述的白内障手术吸引流量调节阀，其特征在于，在流通道阀芯(2)所在处的一端/或两端，阀体(1)上设置有压力传感器(5)。

9.根据权利要求5、6、7或8所述的白内障手术吸引流量调节阀，其特征在于，阀芯(2)的工作面为锥面。

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