Хирургическая кассета с акустическим воздушным отражателем

Изобретение относится к хирургии. Хирургическая кассета содержит клапанную пластину, имеющую передаточное окно; корпус, прикрепленный к клапанной пластине, и канал для жидкости, образованный между клапанной пластиной и корпусом. Передаточное окно совмещено с каналом для жидкости и отражающей поверхностью. Корпус образует отражающую ультразвук поверхность, совмещенную с передаточным окном, когда корпус прикреплен к клапанной пластине. Клапанная пластина выполнена из жесткого пластикового материала, и к ней прикреплен эластомерный акустический механизм связи. Отражающая ультразвук поверхность является акустическим воздушным отражателем, образованным поверхностью раздела между стенкой и воздухом, сформированной наружной частью участка жесткой стенки корпуса. Технический результат состоит в обеспечении работы ультразвукового расходомера в канале для жидкости. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

ПРЕДПОСЫЛКИ К СОЗДАНИЮ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к ультразвуковому расходомеру и, в частности, к хирургической системе и кассете, содержащей ультразвуковой расходомер.

Обычные системы офтальмологических хирургических инструментов используют вакуум для отсасывания жидкости из операционного поля и положительное давление для промывания поля. Обычно между средствами, используемыми для генерирования давления и хирургическим инструментом, последовательно подсоединяют кассету. Применение кассет с хирургическими инструментами для того, чтобы способствовать выполнению промывания и отсасывания протекающей жидкости на операционном поле хорошо известно. Патенты США №№4493695 и 4627833 (Кук), 4395258 (Уанг и др.), 4713051 (Степпи и др.), 4798850 (Демео и др.), 4758238, 4790816 (Сундблом и др.) и 5267956, 5364342 (Беухат) и 5747824 (Джунг и др.) все описывают офтальмологические хирургические кассеты с трубками или без них и они полностью включены сюда в качестве ссылок. Расход отсасываемой жидкости, скорость откачки, уровень вакуума, давление промывочной жидкости и расход промывочной жидкости являются некоторыми из параметров, которые требуют точного контроля во время офтальмологической хирургии.

Применявшиеся до сих пор устройства использовали датчики давления на линиях отсасывания и промывки и выполняли расчет величины расхода жидкостей на основе измеренного значения давления. В прошлом измерение давления жидкости в хирургических кассетах было очень точным, и при известном сопротивлении в каналах для жидкости на основе давления жидкости можно было надежно рассчитать величину расхода жидкости. Недавние усовершенствования ультразвуковых расходомеров, однако, сделали теперь возможным точное бесконтактное измерение расхода жидкости.

Например, в качестве одного ультразвукового расходомера, описанного в патенте США №6098466 (Шкарлет), предлагается расходомер, способный точно измерять расход жидкости в сосудах или трубах при пониженной чувствительности к неоднородностям распределения потока и уменьшенных общих размерах за счет применения множества уголковых отражательных поверхностей, которые заставляют падающие ультразвуковые волны от одного или нескольких ультразвуковых преобразователей проходить сквозь объем потока много раз и во многих направлениях, не меняя при этом планарной ориентации ультразвуковых волн. Пути волн, возникшие в результате многочисленных отражений и многонаправленное освещение объема потока, уменьшают размеры датчика и чувствительность к неоднородностям в пространственном распределении. Множество уголковых отражательных поверхностей позволяют также поместить рядом друг с другом множество передающих и принимающих ультразвуковых преобразователей, уменьшая таким образом общие размеры датчика и делая их особенно полезными при размещении в относительно небольшой кассете создания потока жидкости, применяемой в офтальмологической хирургии. Для того, чтобы ультразвуковой расходомер мог работать, преобразователь должен быть акустически связан с трубой, по которой течет жидкость, так что любой воздух, находящийся между преобразователем и трубой, удаляется. В прежних расходомерах для получения акустической связи обычно использовали акустический гель, такой как гидрогелевый материал с высоким содержанием воды. Когда акустическую связь требуется использовать в соединении с хирургической кассетой, установленной внутри хирургического пульта, озабоченность вызывают стерильность и чистота, что делает акустический гель менее желательным чем акустическая связь, образуемая как часть кассеты или пульта, и которая не требует геля.

Одно существующее устройство, описанное в патенте США №6901812 (Москаритоло и др.), предусматривает использование внутренней стенки канала для жидкости как акустического отражателя. Это устройство, однако, требует очень точной механической обработки внутренней стенки для выполнения этой функции. Такая точная механическая обработка является трудной и дорогостоящей, в особенности при относительно небольших и сложных каналах для жидкости, которые применяются в хирургической кассете.

Соответственно сохраняется потребность в наличии простого, надежного и точного акустического отражателя, который может использоваться в хирургической кассете или вместе с ней.

Краткое описание изобретения

Настоящее изобретение обеспечивает улучшение по сравнению с существующими техническими решениями за счет предложения хирургической кассеты, имеющей жесткий канал для жидкости, выполненный внутри жесткого пластмассового компонента или корпуса. Пьезоэлектрические кристаллы ультразвукового расходомера размещены на одной стороне канала для жидкости. Боковая стенка канала для жидкости, противоположная пьезоэлектрическим кристаллами, открыта со своей внутренней стороны воздействию жидкости и открыта со своей наружной стороны воздействию окружающего воздуха. Поверхность раздела между стенкой и воздухом служит акустическим отражателем для работы ультразвукового расходомера.

Соответственно одной целью настоящего изобретения является создание хирургической кассеты с акустическим отражателем.

Другой целью настоящего изобретения является создание хирургической кассеты, имеющей акустический отражатель, выполненный как часть кассеты.

И еще одной целью настоящего изобретения является создание хирургической кассеты, имеющей акустический воздушный отражатель.

Эти и другие преимущества и цели настоящего изобретения станут очевидными из подробного описания, чертежей и формулы изобретения, приведенных ниже.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 показан перспективный вид спереди кассеты согласно настоящему изобретению;

на фиг.2 показан перспективный вид сзади кассеты согласно настоящему изобретению;

на фиг.3 показан с разделением на детали перспективный вид кассеты согласно настоящему изобретению;

на фиг.4 показан вид в частичном поперечном разрезе кассеты согласно настоящему изобретению;

на фиг.5 показан вид спереди хирургического пульта, который может использоваться с кассетой согласно настоящему изобретению.

Подробное описание предпочтительных вариантов реализации

Как лучше всего показано на фиг.1, 2 и 3, кассета 10 согласно настоящему изобретению обычно включает в себя клапанную пластину 12, корпус 14 и крышку 16. Клапанная пластина 12, корпус 14 и крышка 16 могут все быть выполнены из подходящего, относительно жесткого термопласта. Клапанная пластина 12 содержит множество отверстий 18 и насосный канал 20, которые герметично закрыты эластомерами 22 и 24, образуя множество каналов для жидкости. Порты 26 образуют соединители между кассетой 10 и хирургическим пультом 100 для выполнения кассетой 10 различных функций промывания и отсасывания, причем такие функции могут потребовать использования фильтра 28. Часть пути для жидкости 34 образует боковая стенка 35, которая выполнена как часть корпуса 14. Участок 37 боковой стенки совмещается с передаточным окном 125 в выемке 36, когда клапанную пластину 12 собирают на корпусе 14 так, как показано на фиг.3. В выемке 36 клапанной пластины 12 помещен эластомерный акустический механизм связи 38. Когда кассета 10 установлена в гнезде для размещения кассеты 110 пульта 100, ультразвуковой преобразователь 120 прижимается к акустическому эластомерному механизму связи 38, обеспечивая акустическую связь между преобразователем 120 и каналом для жидкости 34, позволяя таким образом использовать ультразвуковой преобразователь 120 для измерения расхода жидкости в канале для жидкости 34 путем испускания ультразвуковых волн в канал для жидкости 34 и приема ультразвуковых волн, отраженных от поверхности раздела стенка/воздух 41, образуемой наружной частью 39 участка 37 стенки. Акустический эластомерный механизм связи 38 предпочтительно получают путем наложения эластомерного материала, такого как термоэластопласт или силиконовая резина, внутри выемки 36 клапанной пластины 12. Такой способ изготовления устраняет потребность в клеящих веществах для крепления эластомерного акустического механизма связи 38 с клапанной пластиной 12 и обеспечивает удаление любого воздуха из промежутка между эластомерным акустическим механизмом связи 38 и клапанной пластиной 12. Использование поверхности раздела 41 между наружной стенкой и воздухом, образуемой наружной частью 39 участка стенки 37, устраняет необходимость в отдельном акустическом отражателе, с требующимся для него связующим материалом, увеличивая таким образом надежность расходомера и уменьшая сложность и стоимость кассеты 10.

Это описание приведено для целей иллюстрации и разъяснения. Специалистам в данной области техники будет понятно, что в описанное здесь изобретения могут быть внесены модификации без отклонения от его объема или существа.

1. Хирургическая кассета (10), которая содержит:
a) клапанную пластину (12), имеющую передаточное окно (125);
b) корпус (14), прикрепленный к клапанной пластине, причем корпус образует отражающую ультразвук поверхность, совмещенную с передаточным окном, когда корпус прикреплен к клапанной пластине; и
c) канал для жидкости (34), образованный между клапанной пластиной и корпусом, при этом передаточное окно совмещено с каналом для жидкости и отражающей поверхностью,
при этом клапанная пластина выполнена из жесткого пластикового материала, к клапанной пластине прикреплен эластомерный акустический механизм связи (38), и отражающая ультразвук поверхность является акустическим воздушным отражателем, образованным поверхностью раздела (41) между стенкой и воздухом, сформированной наружной частью (39) участка (37) жесткой стенки корпуса (14).

2. Кассета по п.1, дополнительно содержащая крышку (16), прикрепленную к корпусу со стороны, противоположной клапанной пластине (12).

3. Кассета по п.1, дополнительно содержащая множество эластомеров (22, 24), прикрепленных к клапанной пластине, причем эластомеры образуют множество каналов (18, 20) для жидкости.