用于超声乳化的扭转模式针制造技术

本发明专利技术涉及一种在执行白内障手术时与超声手持件一起使用的超声乳化针，所述超声乳化针具有沿着其轴的多个外部沟槽。所述外部沟槽被构造成将通过所述针的所述基座处的所述手持件传递的纵向驱动运动转换成在所述针尖端处的扭转运动。所述针尖端处的扭转运动的量值大于所述基座处的所述纵向驱动运动的量值，即纵向与扭转增益大于1。所述沟槽可以为螺旋槽，其中所述沟槽构造由一组沟槽参数限定，所述沟槽参数包括所述沟槽的螺距、所述沟槽的宽度、所述沟槽的深度、所述沟槽的轴向长度和所述沟槽的总数。

Torsional mode needle for phacoemulsification

The invention relates to a phacoemulsification needle used in conjunction with an ultrasonic handpiece when performing cataract surgery. The ultrasonic emulsifying needle has multiple external grooves along its axis. The outer groove is configured to transform the longitudinal driving motion transmitted by the handheld part at the base of the needle to the torsional movement at the tip of the needle. The value of the torsional movement at the tip end of the needle is greater than the value of the longitudinal driving motion at the base of the base, that is, the longitudinal and torsional gain is greater than 1. The grooves can be spiral grooves, wherein the trench structure is defined by a set of trench parameters, and the trench parameters include the pitch of the trench, the width of the trench, the depth of the trench, the axial length of the trench and the total number of the trenches.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于超声乳化的扭转模式针
本专利技术整体涉及用于例如在白内障手术中乳化内部晶状体并从眼睛中抽吸晶状体的超声手持件和针。
技术介绍
历史上，白内障手术已使用超声手持件执行，该超声手持件在由手持件接纳的针的尖端处提供纵向或“手提钻”式运动。用于白内障手术的高功率纵向模式超声手持件通常由图1所示的部件组成。手术针穿入由一叠堆压电陶瓷元件进行超声驱动的阶梯型变幅杆中。间隔件位于陶瓷元件叠堆后面。带有安装架、隔离管和鲁尔接头的后部质量块穿到中心螺栓上，该中心螺栓穿过叠堆。当被扭转时，后部质量块向叠堆施加压缩预载。用于抽吸碎片白内障组织的管腔穿过针进入变幅杆中，穿过中心螺栓并进入后部质量块，离开鲁尔接头并进入附接到泵的柔性管中。O型环孔密封件为其外壳内的手持件提供水密阻隔，其中一个密封件位于变幅杆阶梯后面，另一个密封件位于后部安装架中。对于纵向模式手持件，仅在针尖端朝白内障推进的振荡周期的一半中发生切割。在针尖端远离白内障移动的周期的一半中，针尖端不进行切割，但是需要能量并在整个周期中产生热量。因此，切割效率未得到优化，并且切割时间增加。扭转模式超声乳化由Alcon,Inc.于2006年以图2所示的手持件的形式引入。手持件为针同时提供纵向和扭转运动，其根据尖端几何形状，切割成旋转或横向剪切运动。由叠堆产生的纵向振动通过整体加工成如图2所示的手持件的变幅杆的扭转弹簧来部分地转换成扭转运动。具有Kelman构型的弯曲尖端针通过在尖端处的边对边枢转运动来扩大轴扭转，而具有直的或扩张尖端的针通过旋转运动来切割，该旋转运动扩大了从针的中心到尖端的最外侧切割边缘的距离。当针尖端在扭转模式下横向或旋转运动时，更多的边缘被应用于切割，而不是排斥白内障，并且针尖端在整个周期中保持与白内障的接触，相比于纯纵向模式的手持件更加有效地切割。对手持件的改进在美国专利8,395,299(Bromfield)中有所描述。不同于手持件，其中能够部分地将纵向运动转换为扭转运动的弹簧与变幅杆整合，而Bromfield设计将弹簧作为分立的部件结合到手持件中。这通过促进替代构型和替代弹簧材料实现了不同性能目标而大大增强了设计灵活性。美国专利5,935,096(Barrett)公开了在白内障手术期间用于乳化和去除眼睛晶状体的针。套筒被布置成环绕针，并且冲洗剂(即，液体冷却剂)通过套筒的内壁与针的外表面之间的空间被供应给手术部位，以减少对眼睛的热损伤的风险。在各种实施方案中，在针的外表面中形成沟槽以提供通道，即使当入口伤将套筒压在针的外表面上时，冲洗剂也可通过该通道流向手术部位。沟槽的形状、数量和尺寸不重要，只要它们在套筒被压缩时为冲洗剂提供到达眼睛内部腔室的途径。在图5所示的一个实施方案中，针具有沿着针轴的外表面的长度延伸的多个平行螺旋槽。未对螺旋槽的具体尺寸进行论述，并且没有描述在针尖端处的纵向驱动运动向扭转运动的转换。美国专利申请公布2006/0047254A1(Akahoshi)也公开了在白内障手术期间用于乳化和去除眼睛晶状体的针的若干不同实施方案。图9a所示的实施方案中的一个实施方案具有沿着针轴的外表面的长度延伸的多个平行螺旋槽。与上述Barrett专利类似，Akahoshi专利申请涉及避免手术伤口部位处过热。与Barrett专利不同，Akahoshi专利申请试图在不使用外部套筒的情况下减少发热(尽管也可使用套筒)。Akahoshi公开了当在没有套筒的情况下使用针时，三到多达五个具有在3°至30°的范围内的螺距角的平行螺旋槽将产生冲洗剂的“回流”流动。本公开提出通过使用圆形或半圆形沟槽辅助回流，该沟槽在接近沟槽两端的深度上平滑地减小。未对螺旋槽的具体尺寸进行论述，并且没有描述在针尖端处的纵向驱动运动向扭转运动的转换。
技术实现思路
本专利技术的目的是从超声手持件的针尖端处产生纵向运动和扭转运动，而不如图2所示或作为根据Bromfield所述的分立附加部件将扭转弹簧与变幅杆结合成一体。本专利技术的另一个目的是提供已经结合了在针尖端处具有增加的扭转运动的扭转弹簧的手持件，以提高在白内障手术期间的晶状体切割效率。本专利技术提供了一种用于超声手持件的超声乳化针。该针包括适于可移除地附接到手持件的基座和从基座沿着纵向轴线延伸的细长轴，该轴在具有切割边缘的远侧尖端处终止。基座和轴包括穿过其中的抽吸管腔。轴还包括在轴的纵向方向上延伸的多个外部沟槽。根据本专利技术，多个沟槽具有将在针的基座处施加的振荡纵向驱动运动转换成在针尖端处的扭转运动的构造。扭转运动具有基本扭转模式频率和扭转模式量值，并且其特征在于扭转模式量值大于纵向驱动量值。换句话说，由针提供的纵向与扭转增益大于1。外部沟槽可以为在针轴的纵向方向上延伸的螺旋槽。期望的纵向与扭转增益可通过调整沟槽的构造参数来实现，所述构造参数可包括沟槽的螺距、沟槽的深度、沟槽的轴向长度和沟槽的总数。本专利技术也通过超声乳化系统体现，该系统包括超声乳化针和超声手持件，该超声手持件能够操作以提供至少一个具有纵向驱动频率和纵向驱动量值的振荡纵向驱动运动，如上所总结，该超声乳化针可移除地附接到该手持件。在特定实施方案中，手持件可能够操作以提供组合的纵向和扭转驱动运动，并且针增加针尖端处的扭转运动。本专利技术还通过调谐具有超声手持件和可移除地附接到手持件的细长针的超声乳化系统的方法来体现。该方法通常包括以下步骤：对针进行数字建模，提供将由手持件供应至针的纵向驱动运动的纵向驱动频率和纵向驱动量值，以及模拟针对于纵向驱动运动的施加的谐波响应，以确定在针的远侧尖端处发生的预期基本扭转模式频率和预期扭转模式量值。针的数字模型包括针的几何尺寸和材料。针的几何尺寸限定了在针的纵向方向上延伸的多个外部螺旋槽。该方法包括调整多个沟槽中的以下参数中的至少一个参数，直到预期扭转模式量值大于纵向驱动量值：(i)沟槽的螺距，(ii)沟槽的深度，(iii)沟槽的轴向长度，以及(iv)沟槽的总数。本专利技术能够使用传统的纵向模式手持件来执行扭转模式白内障手术，并且能够通过从具有不同相应沟槽构造的多个针中选择具有特定沟槽构造的针来选择期望的扭转模式操作特性。附图说明现在将结合附图在本专利技术的以下具体实施方式中更全面地描述本专利技术的实质和操作模式，其中：图1是现有技术的纵向模式超声手持件的透视图；图2是现有技术的组合纵向模式和扭转模式超声手持件的透视图；图3是根据本专利技术的实施方案形成的超声乳化针的透视图，其示出了沟槽长度(GL)尺寸；图4是通过图3所示的针的轴的放大横截面图，其示出了沟槽宽度(GW)和沟槽深度(GD)尺寸；图5A至图5D是体现本专利技术的超声乳化针的侧视图，其中螺距(即，螺旋节距)和沟槽角度被改变以提供不同的沟槽构造；图6是显示作为沟槽螺距的函数的纵向与扭转增益和纵向与纵向增益的变化的图形；图7是显示作为沟槽螺距的函数的扭转与纵向比率的变化的图形；图8是显示作为沟槽螺距的函数的扭转模式频率的变化的图形；图9是显示作为沟槽深度的函数的纵向与扭转增益和纵向与纵向增益的变化的图形；图10是显示作为沟槽深度的函数的扭转与纵向比率的变化的图形；图11是显示作为沟槽深度的函数的扭转模式频率的变化的图形；图12是与图9类似的图形，其中针对具有不同轴向长度的螺旋槽的两个针绘制了纵向与扭转增益和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于附接到超声手持件的超声乳化针，所述超声手持件能够操作以在纵向驱动频率和纵向驱动量值下在所述针的相对的纵向方向上来回驱动所述针，所述超声乳化针包括：基座，所述基座适于可移除地附接到所述手持件；和细长轴，所述细长轴从所述基座沿着纵向轴线延伸，所述轴在具有切割边缘的远侧尖端处终止；所述基座和所述轴包括穿过其中的抽吸管腔；所述轴还包括在所述轴的纵向方向上延伸的多个外部沟槽；其中所述多个沟槽具有将在所述针的所述基座处施加的振荡纵向驱动运动转换成在所述针的所述尖端处的扭转运动的构造，所述扭转运动具有基本扭转模式频率和扭转模式量值，其中所述扭转模式量值大于所述纵向驱动量值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.15 US 14/687,4661.一种用于附接到超声手持件的超声乳化针，所述超声手持件能够操作以在纵向驱动频率和纵向驱动量值下在所述针的相对的纵向方向上来回驱动所述针，所述超声乳化针包括：基座，所述基座适于可移除地附接到所述手持件；和细长轴，所述细长轴从所述基座沿着纵向轴线延伸，所述轴在具有切割边缘的远侧尖端处终止；所述基座和所述轴包括穿过其中的抽吸管腔；所述轴还包括在所述轴的纵向方向上延伸的多个外部沟槽；其中所述多个沟槽具有将在所述针的所述基座处施加的振荡纵向驱动运动转换成在所述针的所述尖端处的扭转运动的构造，所述扭转运动具有基本扭转模式频率和扭转模式量值，其中所述扭转模式量值大于所述纵向驱动量值。2.根据权利要求1所述的超声乳化针，其中所述多个沟槽被构造成使得所述基本扭转模式频率与所述纵向驱动频率相同。3.根据权利要求1所述的超声乳化针，其中所述多个沟槽为在所述轴的所述纵向方向上延伸的螺旋槽。4.根据权利要求3所述的超声乳化针，其中所述多个沟槽的构造包括所述沟槽的螺距、所述沟槽的宽度、所述沟槽的深度、所述沟槽的轴向长度和所述沟槽的总数。5.一种超声乳化系统，包括：超声手持件，所述超声手持件能够操作以至少提供具有纵向驱动频率和纵向驱动量值的振荡纵向驱动运动；和针，所述针可移除地附接到所述手持件，其中所述针包括细长轴，所述细长轴具有在所述轴的纵向方向上延伸的多个外部沟槽，并且其中所述针在远离所述针附接到所述手持件的位置的远侧尖端处终止；其中所述多个沟槽具有将通过所述手持件施加到所述针的纵向驱动运动转换成在所述针的所述远侧尖端处的扭转运动的构造，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉里·克莱顿，
申请(专利权)人：穆格公司，
类型：发明
国别省市：美国,US