專利名稱：抽吸流量計及控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及檢測外科泵系統(tǒng)中的抽吸流動速率。更具體的，本發(fā)明涉及與外科泵系統(tǒng)一起使用的流量計和控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
組織和流體通過抽吸管的流動以及流動速率在手術(shù)過程中，包括眼科手術(shù)，受到關(guān)注。但是，直接測量流動速率通常是不切實際的。流動速率一般用于容積式泵，例如，根據(jù)泵的旋轉(zhuǎn)或其它間接定期測量的基于流動的泵，這些泵也常常稱為蠕動泵?；谖氖瞎艿谋玫牧鲃铀俾室话悴粶y量或不使用間接測量。
外科抽吸流動速率測量的價值在于，它能為眼外科設備提供安全控制。在大多數(shù)基于容積式的系統(tǒng)中，公知的是流量能夠由抽吸泵的循環(huán)頻率，即旋轉(zhuǎn)速率，進行推斷。但是，當泵內(nèi)具有不同的壓力差時，這種推斷是無效的。壓力變化的出現(xiàn)可以來自于沖洗流體瓶高度的變化、抽吸物粘度的變化、以及抽吸管末端吸著條件的變化。對于公知的基于文氏管的抽吸系統(tǒng)，流量測量先前是不可行的，從真空度大小也不能準確地推斷流量。這是因為實際的流動速率隨抽吸物粘度和抽吸管的吸著狀態(tài)而變化。
在現(xiàn)有技術(shù)中，使用傳統(tǒng)流量傳感器可以測量容積式或基于文氏管系統(tǒng)或任何其它類型抽吸系統(tǒng)的抽吸管的流動速率。這些傳統(tǒng)流量傳感器包括在存在流體流動時產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)的明輪、熱絲或其它裝置。但是，這些裝置將被抽吸物污染或堵塞，不能重復用于不同的病人，從而使用這些傳感器成本較高。
因此，需要具有低成本流量傳感器，它可以便宜地使用到一次性的或可重復的系統(tǒng)中，直接測量流動速率。這種流動測量能產(chǎn)生新的操作方式，特別是對于基于真空的系統(tǒng)。一個這種應用是通過基于真空的泵使用額外控制回路模擬基于流動的泵。


圖1是先前技術(shù)的霍耳效應流量計的電路圖；圖2是本發(fā)明的泵系統(tǒng)的局部剖切圖；圖3是本發(fā)明的插在控制臺中的外科盒的正視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明一個方面的外科盒；圖5是根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的連接到外科盒的抽吸管的示意圖。
具體實施例方式
用于檢測導電流體的流量的霍耳效應流量計是公知的。這種現(xiàn)有技術(shù)的霍耳效應流量計示于圖1。流量計10包括導管12，導管12包括電極14，電極14與導管12的內(nèi)徑是連通的，從而使電極與流過導管12的導電流體16接觸。磁芯18放置在導管12周圍，從而產(chǎn)生垂直于穿過電極14的直線的電磁場。變壓器20連接到驅(qū)動器22和振蕩器24。電極14的信號被放大器26放大，放大后的信號被送入同步解調(diào)器28。代表導電流體16流動速率的信號輸出到節(jié)點30。
眼外科系統(tǒng)可以廣泛地分類成基于流量的和基于真空的?；诹髁康谋孟到y(tǒng)在特定的真空范圍內(nèi)使流動保持恒定的或可控的速率。一個反饋或控制回路可以用于保證驅(qū)動系統(tǒng)在不同負載條件下的穩(wěn)定性。額外的反饋控制回路可以存在于電機抽吸管的真空傳感器之間，用于限制抽吸管中的真空度。
基于真空的系統(tǒng)也具有反饋控制回路，其中將來自抽吸管路中的真空傳感器的信號與預定的所需真空大小進行比較。接著將誤差信號發(fā)送到真空發(fā)生器，例如比例閥和文氏管室，用于增大或減小真空度。
在某些情況下，需要通過基于真空的泵系統(tǒng)模擬基于流動的泵系統(tǒng)。這種模擬在本發(fā)明之前沒有被實踐，因為沒有實用的裝置用于測量基于真空的系統(tǒng)中的流動速率。
本發(fā)明解決眼科抽吸流動速率測量的方案優(yōu)先使用隔離的霍耳效應電磁流量計，例如圖1中所示的。如圖2所示，本發(fā)明利用了眼外科中常用的鹽溶液是導電的這一事實。這樣，如果施加磁場，則穿過抽吸管產(chǎn)生霍耳電壓。眼外科泵系統(tǒng)32中的流量計34(優(yōu)選地與圖1中的流量計10相似)包括磁場源或電磁磁體，流量計34使用時連接到一次性電極組件36(如圖3-5所示)?？刂齐娮咏M件38(優(yōu)選地響應流量計34的輸出)用于控制比例閥或文氏管泵56的文氏管室(未圖示)，通過保持流過管路或管50的流體和組織的穩(wěn)定流動速率評價蠕動泵。優(yōu)選的實施例表示抽吸管50，但管50也可以是允許流體和組織從手術(shù)位置流走的其它通道。
圖2還顯示了與沖洗管42連接的沖洗流體瓶40，箭頭44表示鹽水流體流入手持器械46的方向。手術(shù)手持器械46執(zhí)行眼48的外科手術(shù)。瓶40的流體以及離體的手術(shù)組織通過抽吸管道50(優(yōu)選的是標準的手術(shù)管)沿箭頭52所示的方向從眼睛48抽走。抽走的流體和組織由收集容器54接收，收集容器54包含在泵56內(nèi)(優(yōu)選地是文氏管泵，但也可以使用蠕動泵或其它泵)。文氏管泵優(yōu)選地是與Bausch & Lomb’s Millennium眼外科系統(tǒng)一起出售的相同泵。文氏泵56產(chǎn)生真空，用于將流體和組織從眼48的手術(shù)位置抽吸到收集容器54中。流量計34電連接(未圖示連接)到控制電路38，并電連接到抽吸管50或收集容器54中的一個，這將在下面詳細描述?？刂齐娐?8連接到流量計34并連接文氏管泵56，用于改變泵56的真空度，從而保持從手術(shù)位置抽走的流體和組織的所需流動速率。
優(yōu)選地，收集容器54是剛性壁的盒，從而盒可以操作，并且在由真空泵56產(chǎn)生真空時在手術(shù)過程中不會塌陷。并且，收集容器54，除了本發(fā)明中改進的和說明的以外，與目前Bausch & Lomb銷售的盒相似。電極36在圖2中不能看到，但在圖3-5中的另一個實施例中可以看到。
圖3表示文氏管泵56的局部正視圖，其中文氏管泵56包括外科泵系統(tǒng)32中使用的收集容器54。收集容器54優(yōu)選地是剛性壁的盒，適于連接到抽吸管50，并且接收從手術(shù)位置抽吸的流體和組織。收集容器54也包括一對電極36，其位置使電極可電連接到流量計34。在手術(shù)過程中，電極36暴露在流體和組織中，從而流量計34可以指示從手術(shù)位置抽吸的流體和組織的流動速率。優(yōu)選地，電極36的定位，使電極36在手術(shù)中垂直電磁體60對齊，從而形成霍耳效應流量計。圖4表示上述收集容器54的側(cè)視圖。電極36可以成形在容器54中或通過任何其它的公知方法插在其中，但在任何情況下，電極應該與容器54形成充分密封，防止流體泄露。
圖5是本發(fā)明的另一個實施例，其中外科管62本質(zhì)上與管50相同，但管62包括一對電極64，它們與電磁體60和流量計電路34相互配合，圖中表示可以連接到收集容器66。外科管62將流體輸送到或輸送離開手術(shù)位置，并且包括位于管內(nèi)的一對電極，從而在手術(shù)時電極暴露在流體中，并且電極可電連接到流量計，用于指示管中流體的流動速率。優(yōu)選地，電極64的位置使電極在手術(shù)時垂直于電磁體，例如，如圖3所示，從而形成霍耳效應流量計。電極64可以成形在管62中，或者可以壓配合在其中，并且將與管62形成流體不泄露密封。
流量計34提供產(chǎn)生霍耳效應電壓所需的磁場。磁性驅(qū)動器可以用永磁體或優(yōu)選的用電磁體制成。優(yōu)選的是電磁體，從而磁場可以是振蕩的。另外，通過旋轉(zhuǎn)固定的圓柱形磁體(未圖示)，磁場可以是振蕩的。在每種結(jié)構(gòu)中都需要氣隙，從而抽吸管可以插入磁場中。一次性的電極64或36必須與抽吸物接觸。這些電極可以成形在抽吸管60中，如圖5所示，或成形在盒54中，如圖3和4所示，或成形在低成本的回流球68中。還要注意的是，如上所述的霍耳效應流量計可以連接到?jīng)_洗管42，以提供流入眼睛的鹽溶液的準確流動速率。
金屬電極36或60與抽吸的鹽溶液接觸，產(chǎn)生電化學反應，例如腐蝕，由此產(chǎn)生電信號。使用來自霍耳效應流量計的交變磁場產(chǎn)生交變電壓。這個交變磁場的幅度與流動速率是相關(guān)的。與流動速率無關(guān)的電化學電壓被容易地過濾和消除，因為它們是穩(wěn)定電流。
這樣，這里表示了用于眼外科泵系統(tǒng)的本發(fā)明流量計。這種流量計可以用于如上所述的基于流量的泵或基于真空的泵。
利用與基于文氏管的泵系統(tǒng)連接的流量計34的重要應用是模擬容積式泵。流量計34的流動速率輸出可以用于反饋控制回路，用于調(diào)整真空度。這個反饋控制回路優(yōu)選地是控制電路38的一部分。這個控制回路包括用流量計34測量流動速率并將此速率與設定的流動速率對比。如果檢測到的流動速率低于設定值，則提高真空發(fā)生器的水平，產(chǎn)生另外的真空。由此增大流動速率。相反，如果流動速率過高，則降低真空發(fā)生器的水平，產(chǎn)生減小的流動速率。以這種方式，利用控制系統(tǒng)設計，基于流量的泵的特性可以使用文氏管泵56進行模擬。無論具有或沒有反饋控制回路，優(yōu)選的是流量計34檢測的流動速率由泵系統(tǒng)32進行顯示(未圖示)。
流量計34的其它用途是檢測阻塞。本質(zhì)上，檢測阻塞是簡單的另一種流動速率檢測方案，其中當組織阻塞手術(shù)裝置或抽吸管的尖端時檢測到的流動速率接近零(0)。當流動速率接近零(0)時將產(chǎn)生危險狀況，例如手術(shù)裝置的過熱或抽吸管道的阻塞，快速檢測這種狀況是非常迫切的。因此，檢測到流動速率接近零(0)可以用于警告用戶(聽覺或視覺)系統(tǒng)已經(jīng)阻塞，或根據(jù)檢測減慢或停止抽吸。如同本領(lǐng)域一般技術(shù)人員應該意識到的，流動速率的檢測和報警不需要是零(0)，也可以在零(0)以上某個流動速率發(fā)生，在這個速率仍關(guān)心過熱的問題。
因此，這里說明了本發(fā)明具有低成本抽吸流量計的眼外科泵系統(tǒng)。另外，這種系統(tǒng)可以用于其它的外科泵系統(tǒng)，例如，內(nèi)窺鏡泵。
權(quán)利要求
1.一種眼外科泵系統(tǒng)，包括收集容器；文氏管泵，用于產(chǎn)生真空，以將流體和組織從手術(shù)位置抽吸到收集容器中；抽吸管，用于連接到手術(shù)手持器械和收集容器中的每一個；流量計，電連接到抽吸管和收集容器之一；以及控制電路，連接到流量計和文氏管泵，用于改變泵的真空度，從而將從手術(shù)位置抽吸的流體和組織保持在所需的流動速率。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，收集容器是剛性壁的盒。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，流量計是霍耳效應傳感器。
4.一種外科泵系統(tǒng)，包括泵，用于將流體和組織從手術(shù)位置抽吸到收集容器；抽吸管，用于連接到手術(shù)手持器械和容器之一；流量計，電連接到抽吸管和收集容器中的一個；以及控制電路，連接到流量計和控制臺，用于顯示將流體和組織從手持器械抽吸到收集容器的流動速率。
5.如權(quán)利要求4所述的外科泵，其特征在于，一旦流量計檢測到流動速率接近零(0)時，向用戶發(fā)出阻塞警報。
全文摘要
一種眼外科泵系統(tǒng)(32)，包括收集容器(54)和文氏管泵(56)，文氏管泵用于產(chǎn)生真空，并將流體和組織從手術(shù)位置抽吸到收集容器中。抽吸管(50)連接到手術(shù)手持器械(46)和收集容器(54)中的每一個。流量計(34)電連接到抽吸管(50)或收集容器(54)之一?？刂齐娐?38)連接到流量計(34)和文氏管泵(56)，用于改變泵(56)的真空度，從而將從手術(shù)位置抽吸的流體和組織保持在所需的流動速率。
文檔編號A61F9/007GK1596134SQ02823744
公開日2005年3月16日 申請日期2002年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月30日
發(fā)明者威廉·J·諾伊貝特 申請人:博士倫公司