DE69918900T2

DE69918900T2 - Spitze für ein Verflüssigungshandstück

Info

Publication number: DE69918900T2
Application number: DE69918900T
Authority: DE
Inventors: Glenn Sussman; Thomas G. Capetan; Donald M. Cohen
Original assignee: Alcon Laboratories Inc
Current assignee: Alcon Vision LLC
Priority date: 1998-06-04
Filing date: 1999-05-03
Publication date: 2005-08-11
Anticipated expiration: 2019-05-04
Also published as: JP3936100B2; EP0962205B1; CA2269264C; ATE271844T1; BR9901768A; EP0962205A1; CA2269264A1; AU726505B2; DE69918900D1; US5997499A; JP2000005221A; AU2387899A

Description

Hintergrund der Erfindung
Diese Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der Operation des Grauen Stars und insbesondere ein Handstück zur Durchführung der Verflüssigungstechnik zur Kataraktentfernung.
Das menschliche Auge funktioniert in der einfachsten Betrachtungsweise so, daß das Sehvermögen darauf beruht, daß Licht durch einen klaren äußeren Bereich, der Hornhaut genannt wird, übertragen wird und das Bild mit Hilfe der Linse auf die Netzhaut fokussiert wird. Die Qualität des fokussierten Bildes hängt von vielen Faktoren einschließlich der Größe und der Form des Auges und der Transparenz der Hornhaut und der Linse ab.
Wenn das Alter oder eine Krankheit bewirken, daß die Linse weniger transparent wird, verschlechtert sich das Sehvermögen aufgrund der verringerten Lichtmenge, die zur Netzhaut übertragen werden kann. Diese Unzulänglichkeit der Linse des Auges ist medizinisch als Grauer Star bekannt. Eine anerkannte Behandlung dieses Zustands ist die chirurgische Entfernung der Linse und das Ersetzen der Linsenfunktion durch eine künstliche intraokulare Linse (IOL).
In den USA wird die Mehrzahl der vom Grauen Star betroffenen Linsen mit einer chirurgischen Technik entfernt, die Phakoemulsifikation genannt wird. Bei dieser Prozedur wird eine dünne Phakoemulsifikationsschneidespitze in die erkrankte Linse eingeführt und mit Ultraschall zu Schwingungen angeregt. Die vibrierende Schneidespitze verflüssigt oder emulsifiziert die Linse, so daß sie aus dem Auge herausgesaugt werden kann. Die erkrankte Linse wird nach ihrer Entfernung durch eine künstliche Linse ersetzt.
Eine typische chirurgische Ultraschallvorrichtung, die für Augenbehandlungen geeignet ist, besteht aus einem mit Ultraschall betriebenen Handstück, einer daran befestigten Schneidespitze, einer Spülhülse und einer elektronischen Steuerungskonsole. Die Handstückanordnung ist mit einem elektrischen Kabel und flexiblen Schläuchen an der Steuerungskonsole angeschlossen. Mit der Konsole wird über das elektrische Kabel der durch das Handstück zur daran befestigten Schneidspitze übertragene Strompegel variiert. Ferner wird über die flexiblen Schläuche ein Spülfluid dem Auge zugeführt und angesaugtes Fluid vom Auge durch die Handstückanordnung abgesaugt.
Der maßgebliche Teil des Handstücks ist ein zentral angeordneter hohler schwingender Stab oder ein Horn, der/das direkt an einer Gruppe piezoelektrischer Kristalle befestigt ist. Die von der Konsole gesteuerten Kristalle liefern die erforderliche Ultraschallschwingung, die benötigt wird, um sowohl das Horn als auch die daran befestigte Schneidespitze während der Phakoemulsifikation anzutreiben. Die Kristall-/Horn-Anordnung ist im hohlen Körper bzw. der Schale des Handstücks mit flexiblen Halterungen aufgehängt. Der Körper des Handstücks endet in einem Abschnitt mit einem reduzierten Durchmesser oder Nasenkonus am distalen Ende des Körpers. Der Nasenkonus ist mit einem Außengewinde versehen, um die Spülhülse aufzunehmen. In ähnlicher Weise ist die Bohrung im Horn an ihrem distalen Ende mit einem Innengewinde versehen, um das Außengewinde der Schneidspitze aufzunehmen. Die Spülhülse umfaßt ebenfalls eine mit einem Innengewinde versehene Bohrung, die auf das Außengewinde des Nasenkonus geschraubt wird. Die Schneidspitze ist so angepaßt, daß die Spitze lediglich um einen vorbestimmten Betrag aus dem offenen Ende der Spülhülse vorragt. Ultraschallhandstücke und Schneidespitzen sind in weiteren Einzelheiten in den US-Patenten 3,589,363; 4,223,676; 4,246,902; 4,493,694; 4,515,583; 4,589,415; 4,609,368; 4,869,715; 4,922,902; 4,989,583; 5,154,694 und 5,359,996 beschrieben.
Beim Gebrauch werden die Enden der Schneidspitze und der Spülhülse in einen schmalen Einschnitt mit einer vorbestimmten Breite in der Netzhaut, der Lederhaut oder an einem anderen Ort eingeführt. Die Schneidspitze wird mit Ultraschall längs ihrer longitudinalen Achse in der Spülhülse durch das kristallangetriebene Ultraschallhorn zu Schwingungen angeregt, wodurch das ausgewählte Gewebe in situ emulsifiziert wird. Die hohle Bohrung der Schneidspitze befindet sich in einer Kommunikationsverbindung mit der Bohrung im Horn, das sich wiederum in einer Kommunikationsverbindung mit der Aspirationsleitung vom Handstück zur Konsole befindet. Eine Unterdruck- oder Vakuumquelle in der Konsole zieht oder saugt das emulsifizierte Gewebe vom Auge durch das offene Ende der Schneidspitze, die Schneidspitzen- und Hornbohrungen und die Aspirationsleitung in eine Sammelvorrichtung ab. Das Absaugen des emulsifizierten Gewebes wird durch eine Salzspüllösung bzw. Irriganten unterstützt, der am Ort des chirurgischen Eingriffs durch den kleinen kreisförmigen Spalt zwischen der inneren Oberfläche der Spülhülse und der Schneidspitze injiziert wird.
Kürzlich wurde eine neue Technik zur Entfernung des Grauen Stars entwickelt, welche die Injektion von heißem Wasser bzw. einer heißen Salzlösung umfaßt (ungefähr 45°C bis 105°C), um den harten Linsenkern zu verflüssigen oder zu gelieren, wodurch es möglich wird, die verflüssigte Linse aus dem Auge zu saugen. Das Absaugen wird zeitgleich mit der Injektion der erhitzten Lösung und der Injektion einer relativ kühlen Lösung durchgeführt, wodurch die erhitzte Lösung rasch abgekühlt und entfernt wird. Diese Technik ist in weiteren Einzelheiten im US-Patent 5,616,120 (Andrew, et al.) beschrieben. Bei der in der Veröffentlichung offenbarten Vorrichtung wird jedoch die Lösung getrennt vom chirurgischen Handstück erhitzt. Die Temperatursteuerung der erhitzten Lösung kann schwierig sein, da die Fluidschläuche, die das Handstück versorgen, typischerweise bis zu zwei Meter lang sind und sich die erhitzte Lösung beträchtlich Abkühlen kann, wenn sie über die Länge des Schlauches fließt.
Daher besteht weiterhin ein Bedarf für ein chirurgisches Handstück, das intern die Lösung erhitzen kann, die benutzt wird, um die Verflüssigungstechnik auszuführen.
Kurzbeschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung stellt eine Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik durch Bereitstellen einer Spitze für ein chirurgisches Verflüssigungshandstück dar. Die Spitze verwendet wenigstens zwei Lumen. Ein Lumen wird zur Aspiration verwendet und das andere Lumen wird zur Injektion eines erwärmten chirurgischen Fluids zur Verflüssigung einer Linse mit Katarakt verwendet. Der distale Abschnitt des Injektionslumen endet gerade in dem Aspirationslumen, so daß erwärmtes Fluid, welches das Injektionslumen verläßt, von der Innenwand des Aspirationslumens zurückreflektiert wird, bevor es das Auge erreicht. Eine solche Anordnung schützt davor, daß das injizierte Fluid direkt in das Auge eintritt. Das Handstück kann auch andere Lumen umfassen, zum Beispiel zur Injektion eines relativ kühlen chirurgischen Fluids.
Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein chirurgisches Handstück mit zumindest zwei Lumen bereitzustellen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine sicherere Spitze für ein Handstück mit einer Pumpkammer bereitzustellen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein chirurgisches Handstück mit einer Vorrichtung zur Abgabe des chirurgischen Fluids durch das Handstück in Pulsen bereitzustellen, die nicht direkt in das Auge eintreten.
Diese und weitere Vorteile und Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden aus der detaillierten Beschreibung und den nachfolgenden Ansprüchen verständlich.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine vorderseitige perspektivische Ansicht von oben links des Handstücks der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine rückseitige perspektivische Ansicht von oben rechts des Handstücks der vorliegenden Erfindung.
3 ist eine Querschnittsansicht des Handstücks der vorliegenden Erfindung längs einer durch den Spülkanal verlaufenden Ebene.
4 ist eine Querschnittsansicht des Handstücks der vorliegenden Erfindung längs einer durch den Aspirationskanal verlaufenden Ebene.
5 ist eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht des Handstücks der vorliegenden Erfindung gemäß dem Kreis 5 in 4.
6 ist eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht des Handstücks der vorliegenden Erfindung gemäß dem Kreis 6 in 3.
7 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht des Handstücks der vorliegenden Erfindung gemäß dem Kreis 7 in den 3 und 4 und zeigt eine Widerstandssiedepumpe.
8 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Heizelementsiedepumpe, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
9 ist eine Teilexplosionsquerschnittsansicht einer Ausführungsform des Handstücks der vorliegenden Erfindung.
10 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht einer alternativen Konstruktion der Spitze für den Gebrauch bei der vorliegenden Erfindung.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Das Handstück 10 der vorliegenden Erfindung umfaßt allgemein einen Handstückkörper 12 und eine Funktionsspitze 16. Der Körper 12 umfaßt allgemein ein äußeres Spüllumen 18 und ein Aspirationsanschlußstück 20. Der Körper 12 ist in seinem Aufbau ähnlich den im Stand der Technik bekannten Phakoemulsifikationshandstücken und kann aus Kunststoff, Titan oder nicht rostendem Stahl hergestellt sein. Wie am besten in 6 zu erkennen ist, umfaßt die Funktionsspitze 16 eine Spitzen-/Kappenhülse 26, eine Nadel 28 und ein Lumen 30. Die Hülse 26 kann irgendeine geeignete kommerziell erhältliche Phakoemulsifikationsspitze-/Kappenhülse sein. Die Hülse 26 kann auch in andere Rohre als ein Rohr mit mehreren Lumen integriert sein. Die Nadel 28 kann jede Art einer kommerziell erhältlichen hohlen Phakoemulsifikationsschneidespitze sein, wie beispielsweise die TURBOSONICS-Spitze, die von Alcon Laboratories, Inc., Fort Worth, Texas erhältlich ist. Das Lumen 30 kann jedes Rohr mit einer geeigneten Größe sein, das in die Nadel 28 paßt, wie beispielsweise ein Injektionsnadelrohr der Stärke 29 Gauge. Wie man am besten in 10 sieht, liegt das Lumen 30 außerhalb der Nadel 28, wobei eine distale Spitze 27 in einer Bohrung 29 der Nadel 28 nahe einer distalen Spitze 31 der Nadel 28 endet. Vorzugsweise ist das Lumen 30 mit 25° bis 50° abgewinkelt und endet etwa 0,1 mm bis 3,0 mm von der distalen Spitze 31 entfernt. Eine solche Anordnung bewirkt, daß ein Fluid, welches das Lumen 28 verläßt, an einer Innenwand 33 der Nadel 28 reflektiert wird, bevor es die distale Spitze 31 verläßt, wodurch die Kraft der Druckpulse vor dem Kontakt mit dem Augengewebe reduziert wird. Die Kraft der Druckpulse nimmt mit dem Abstand von der Spitze 31 ab. Somit ist die Effizienz am besten für Gewebe, das an oder in der Spitze 31 gehalten wird.
Wie am besten in 5 zu erkennen ist, ist das Lumen 30 am distalen Ende frei und am proximalen Ende mit einer Pumpkammer 42 verbunden. Das Lumen 30 und die Pumpkammer 42 können durch ein beliebiges geeignetes Mittel, das einen relativ hohen Schmelzpunkt aufweist, wie beispielsweise ein Silberlötmittel, fluiddicht versiegelt sein. Ein Ansehlußstück 44 hält das Lumen 30 in einer Bohrung 48 eines Aspirationshorns 46. Die Bohrung 48 befindet sich in einer Kommunikationsverbindung mit dem Anschlußstück 20, das im Horn 46 gelagert ist und mit einer O-Ringdichtung 50 abgedichtet ist, um einen Aspirationskanal durch das Horn 46 und aus dem Anschlußstück 20 zu bilden. Das Horn 46 wird im Körper 12 durch eine O-Ringdichtung 56 gehalten und bildet ein Spüllumen 52, das sich in einer Kommunikationsverbindung mit dem Spüllumen 18 am Anschluß 54 befindet.
Wie am besten in 7 zu erkennen ist, enthält die Pumpkammer 42 bei einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein relativ großes Pumpreservoir 43, das an beiden Enden durch Elektroden 45 und 47 abgedichtet ist. Elektrischer Strom wird zu den Elektroden 45 und 47 durch isolierte Drähte 49 bzw. 51 zugeführt. Beim Gebrauch gelangt chirurgisches Fluid (z. B. eine Salzspüllösung) durch den Anschluß 55, das Lumen 34 und durch das Rückschlagventil 53 in das Reservoir 43. Elektrischer Strom (vorzugsweise RFAC) wird an und aufgrund der leitenden Natur des chirurgischen Fluids über die Elektroden 45 und 47 angelegt. Wenn der Strom durch das chirurgische Fluid fließt, wird dieses zum Sieden gebracht. Sobald das chirurgische Fluid siedet, dehnt es sich rasch aus der Pumpkammer 42, durch den Anschluß 57 und in das Lumen 30 aus (das Rückschlagventil 53 verhindert, daß das ausdehnende Fluid in das Lumen 34 eintritt). Die sich ausdehnende Gasblase drückt das chirurgische Fluid im Lumen 30 hinter der Pumpkammer 42 nach vorne. Nachfolgende Strompulse bilden nachfolgende Gasblasen, die das chirurgische Fluid durch das Lumen 30 bewegen. Die Größe und der Druck der mit der Pumpkammer 42 erhaltenen Fluidpulse können durch Variieren der Länge, des Timings und/oder der Leistung der zu den Elektroden 45 und 47 gesendeten elektrischen Pulse und durch Variieren der Abmessungen des Reservoirs 43 variiert werden. Zusätzlich kann das chirurgische Fluid vor dem Eintritt in die Pumpkammer 42 vorgewärmt werden. Das Vorwärmen des chirurgischen Fluids führt zu einer Verringerung der für die Pumpkammer 42 erforderlichen Leistung und/oder zu einer Erhöhung der Geschwindigkeit, mit der Druckpulse erzeugt werden können.
Während verschiedene Ausführungsformen des Handstücks der vorliegenden Erfindung offenbart werden, kann jedoch jedes Handstück, mit dem eine geeignete Druckimpulskraft, Anstiegszeit und Frequenz erzeugt werden kann, ebenfalls verwendet werden. Beispielsweise kann jedes Handstück, das eine Druckimpulskraft zwischen 0,03 g und 3,0 g mit einer Anstiegszeit zwischen 1 g/s und 3000 g/s und einer Frequenz zwischen 1 Hz und 200 Hz erzeugt, verwendet werden, wobei eine Frequenz zwischen 20 Hz und 100 Hz am meisten bevorzugt wird. Die Druckimpulskraft und Frequenz variiert mit der Härte des Materials, das entfernt wird. Beispielsweise konnten die Erfinder feststellen, daß eine niedrige Frequenz zusammen mit einer höheren Impulskraft am wirksamsten beim Verdichten und Entfernen des relativ harten Kernmaterials ist, während eine höhere Frequenz und eine niedrigere Impulskraft beim Entfernen des weicheren epinuklearen und kortikalen Materials wirkungsvoll sind. Der Infu sionsdruck, die Aspirationsflußrate und die Grenze des Unterdrucks sind ähnlich wie bei gängigen Phakoemulsifikationstechniken.
Wie man am besten in 8 sieht, kann das Fluid im Reservoir 143 in der Pumpkammer 142 auch durch die Verwendung eines Heizelements 145 erwärmt werden, das innerhalb des Reservoirs 143 liegt. Das Heizelement 145 kann zum Beispiel eine Spule mit einem rostfreien Stahldraht von 0,07 mm (0,003 Zoll) Durchmesser sein, der über eine Energiequelle 147 gespeist wird. Die Größe und der Druck der Fluidpulse, die durch die Pulskammer 142 erlangt werden, können durch Variieren der Länge und des Timings der elektrischen Pulse variiert werden, die zu dem Element 145 von der Stromquelle 147 gesendet werden, und durch Variieren der Abmessungen des Reservoirs 143.
Wie man am besten in 3, 4 und 7 sieht, kann die Pumpenkammer 43 mit dem chirurgischen Fluid durch das Lumen 34 versorgt werden, oder, wie man in 9 sieht, kann die Pumpenkammer 243 mit dem chirurgischen Fluid durch das Spülfluidlumen 234 versorgt werden, welches von dem Hauptspüllumen 235 abzweigt, das ein kühles chirurgisches Fluid an den Ort des chirurgischen Eingriffs liefert. Wie man in 9 sieht, kann das Aspirationslumen 237 in dem Handstück 10 enthalten sein.
Es können verschiedene Verfahren verwendet werden, um die Wärmemenge, die dem Auge zugeführt wird, zu begrenzen. Beispielsweise kann der Arbeitszyklus der Pulsfolge der erhitzten Lösung so variiert werden, daß die Gesamtmenge der erhitzten Lösung, die in das Auge eingeführt wird, mit der Pulsfrequenz nicht variiert. Alternativ kann die Aspirationsflußrate in Abhängigkeit von der Pulsfrequenz so variiert werden, daß die Aspirationsflußrate proportional mit einem Anstieg der Pulsfrequenz erhöht wird.
Die Beschreibung ist zum Zwecke der Veranschaulichung und Erläuterung angegeben. Für Fachleute auf dem betreffenden Gebiet ist erkennbar, daß Änderungen und Abwandlungen an der oben beschriebenen Erfindung vorgenommen werden können, ohne von ihrem Umfang abzuweichen, wie er in dem beigefügten Anspruchssatz festgelegt ist. Beispielsweise ist für den Fachmann erkennbar, daß die vorliegende Erfindung mit Ultraschall- und/oder rotierenden Schneidespitzen kombiniert werden kann, um ihre Leistungsfähigkeit zu erhöhen.

Claims

Spitze (16) für ein Verflüssigungshandstück (10), wobei das Handstück Folgendes umfaßt: a) einen Körper (12) mit einem Spüllumen (30, 34, 234) und einem Aspirationslumen (29, 48) und b) eine Pumpkammer (42, 43, 142, 243), die an dem Spüllumen (30, 34, 234) angebracht ist, wobei die Pumpkammer an dem Spüllumen eine Heizeinrichtung (74, 47, 145) zum Erwärmen eines chirurgischen Fluids aufweist, das in der Pumpkammer oder in dem Spüllumen enthalten ist, bevor es die Spitze (16) erreicht, und die Spitze – einen distalen Spitzenabschnitt umfaßt, in dem der Spitzenabschnitt (30') des Spüllumens (30) außerhalb des Spitzenabschnitts (28') des Aspirationslumens (29) liegt, – wobei der Spüllumen-Spitzenabschnitt (30') innerhalb des Aspirationslumen-Spitzenabschnitts (28') endet.
Spitze für ein Verflüssigungshandstück nach Anspruch 1, bei dem das Ende (27) des Spüllumen-Spitzenabschnitts (30') mit dem Aspirationslumen-Spitzenabschnitt (28') einen Winkel zwischen 25° und 50° bildet.
Spitze für ein Verflüssigungshandstück nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Ende (27) des Spüllumen-Spitzenabschnitts (30') etwa 0,1 bis 0,3 mm von dem Ende (31) des Spitzenabschnitts (28') des Aspirationslumens entfernt ist.