专利名称：从哺乳动物眼睛中摘除晶状体的方法、设备及系统的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及医疗方法及设备，更具体地说，涉及从哺乳动物患者的眼睛中摘除晶状体的方法及设备。
背景技术：
A.眼球晶状体的病理学变化及与年龄相关的变化人类眼睛中的晶状体是一种结晶的透明的双凸结构，其作用为将光线聚焦到眼睛的视网膜上。晶状体由位于中央的“核”和位于周边的“皮质”组成并且被封闭在晶状体囊内。晶状体囊是一个包围在晶状体外面的袋状的被细微韧带悬挂着的解剖学结构，而细微韧带则贴附在睫肌上。睫肌径向地拉紧和放松晶状体囊使得晶状体挠曲而改变其光学特征以得到成象所需的聚焦。这就是通常所说的调焦。
晶状体皮质位于较稠密的核和弹性的外囊之间，它是晶状体的凝胶状部分。晶状体核是一个光学定义区域，它在晶状体中央部位中是比较稠密的。随着年龄的增长，晶状体核会变得更加稠密，而最终可以硬化并充满整个晶状体空间的增加部分。由于年龄引起的晶状体硬化通常将导致发生老视或称远视的疾病。另外，晶状体还可以变混浊和/或模糊。晶状体的混浊或模糊一般称为白内障。
B.白内障的发病机制和治疗白内障可以是天生的或可以由创伤、毒素、辐射或某种疾病(如糖尿病)引起。大约有百分之九十的白内障是由于晶状体老化所致，这种老化早至四十岁时即可发生。尽管白内障是可以发生在任何年龄的人身上的，但实际上可以肯定的是，长寿的人最终都会发生一定程度的白内障。
患了白内障的晶状体会阻碍光线的通过，并倾向于妨碍在视网膜上形成一个清晰的图象。白内障一旦产生，几年之后一般会变得更加严重，有的会发展得更快。白内障“成熟”时，首先是晶状体发黄，并变模糊或混浊。
某些白内障的发展过程中存在一个阶段，患者在此阶段中“近看”视力较好而“远看”则视力变坏。这种疾病称作“第二视力”，此时某些患者不需要戴眼镜也可以进行阅读。然而白内障还会继续发展，致使即使是近看也变得模糊。
目前，使白内障患者恢复视力的唯一途径是外科方法(亦即白内障晶状体的外科摘除)。已知的可以用于摘除白内障晶状体的外科方法大体上有以下四类(一)囊外白内障摘出术(ECCE)在晶状体囊上作一个约10毫米长的切口，外科医生从中取出晶状体硬核(通常是一块)。然后吸出晶状体的较软的周边部分。典型的ECCE方法的后果是晶状体囊前实质部分的破裂或去除。
(二)囊内白内障摘出术(ICCE)在晶状体囊上作一个约15毫米长的切口，外科医生从中取出完整的晶状体(通常是一块)。ICCE方法的后果是为了便于将晶状体连同它的囊一起从周围的睫肌上分离开而使小带破裂。ICCE至少在美国还是一个广泛使用的方法。
(三)晶状体乳化法(PE)做一个约3毫米的边缘切口或角膜切口，以便让一个仪器的顶端以几乎平行于虹膜的方向进入到前腔。一旦切口制作完成，前晶状体囊的中央部分通常便会充分地敞开，足以进行晶状体核的乳化和皮质的净化，并为一个理想的晶状体置入囊内作好准备。
与常用的囊外白内障摘出方法相比，晶状体乳化术的优点是切口较小、术后的眼球强度较高，因此散光较小、伤口愈合较好、创伤较小以及视力改善较快。然而，除非对于技术特别高超的外科医生，晶状体乳化方法对下列病人是禁忌的变位白内障晶状体者、浅前腔者、具有缩瞳的瞳孔者或角膜内皮细胞计数过低者。
在做晶状体乳化手术时，如果不小心将晶状体囊的后部打穿，结果将会导致玻璃体进入晶状体囊内。另外，晶状体乳化过程中产生的杂散超声波能量也可以破坏角膜的内皮细胞，并且最终可以导致角膜的完全退化。
i.囊内晶状体乳化法在一个不常采用的程序中，白内障晶状体是用囊内晶状体乳化法摘除的。此方法必须将白内障晶状体雕切掉，同时不但晶状体囊的后侧不得受损而且其前侧的绝大部分也未受损伤。为了实施囊内晶状体乳化方法，需要很多技术熟练的操作人员而且需要经过大量的训练。操作人员要不断重复地来回移动探针，同时还要改变其角度，以使晶状体完全乳化而又不对晶状体囊造成创伤或造成不必要的穿孔。
ii.囊外晶状体乳化法囊外晶状体乳化法可以在眼睛的前腔或后腔内实施。在实施前腔晶状体乳化法时，要对白内障晶状体进行操作使其进入前腔，并在前腔内对其进行切割并从那里取出。与后腔晶状体乳化法相比，前腔晶状体乳化法对角膜内皮层造成的创伤较大，但对执行手术的外科医生来说这通常是较容易的方法。后腔晶状体乳化法则要在晶状体仍然留在晶状体囊内的情况下对其中央部分进行雕刻或切削。此方法比囊外白内障摘出术(ECCE)的难度更大，因为有可能破坏后晶状体囊从而使充满眼球后部的玻璃体漏出。
(四)囊内涡流乳化法(EVE)此方法在先前申请的授予Sorensen的美国专利No.5,437,678、授予Sorensen等人的美国专利No.5,690,641及授予Sorensen的美国专利No.5,871,492中有所描述。该方法要将一个探针通过一个约1～3毫米的小口进入晶状体囊，该小口开在晶状体囊的周边上，所述探针内具有一个旋转的晶状体减缩头。这个开在晶状体囊上的1～3毫米的小口可以用如Mirhashemi等人申请的美国专利申请No.08/744,404所述的那种电外科囊切开装置来形成。手术进行时，EVE探针的位置保持基本不动，而晶状体减缩头则是旋转的。在晶状体减缩头旋转的同时，通过探针平缓地注入一股冲洗溶液(例如，平衡的盐溶液)，并将过量的冲洗溶液及碎屑吸出晶状体囊外，这就使得晶状体核旋转起来并与晶状体减缩头相接触。液体的流动使得整个晶状体(包括相对较硬的核)反复地与旋转中的晶状体减缩头相接触并且充分的乳化，因而不需要对探针的位置作实质性的变动或操作控制。在此方法中，整个晶状体是通过1～3毫米的小口取出的，而晶状体囊的前部则基本上未受损伤。
除了上述的ECCE、PE、及EVE设备和方法之外，还有几种其它的设备及方法也曾声称可以去除患白内障的晶状体。这些设备及方法包括授予Banko的美国专利Nos.3,732,858、4,167,944、4,363,743和授予Auth的美国专利No.4,646,736中所述的那些。
C.老视的发病机制和治疗如前面已经指出的那样，人类眼睛的调焦能力取决于晶状体的固有弹性。然而随着人的逐渐衰老，其晶状体通常要逐渐失去弹性和/或膨胀，因而使得患者的眼睛对于靠得较近的物体的聚焦能力逐渐减退。临床上这种疾病称作老视。每个人在老化进程中都会发生一定程度的老视。
此前对老视的处理方法是戴上一副按处方配制的眼镜或接触式镜片。在大多数情况下，需要对阅读状态下的(屈光度)进行修正，诸如使用双焦距镜片。然而，许多患者发现双焦距镜片是难以习惯的或不舒服的。
上面所概述的以及先前申请的授予Sorensen等人的美国专利No.5,690,641、授予Sorensen的美国专利Nos.5,437,678及5,871,492中所描述的EVE方法及设备是唯一可以用于处理老视及白内障的方法及设备。这是因为EVE方法可以使晶状体囊前的主要部分以及附着在晶状体囊和睫肌之间的韧带不被损伤。此外，由于整个乳化程序都是在晶状体囊内实施的，因此可以预期内皮(角膜的内衬)也不会受损。由于晶状体囊实际上未受损伤并且还具有调节能力，因此在用探针将天生的晶状体通过1～3毫米的小口取出以后还可以通过该小口将一个弹性的晶状体假体导入晶状体囊中。此后，睫肌的正常收缩和松弛便可以使晶状体囊挠曲或运动，结果会使弹性的晶状体假体改变其形状，就象结晶的天生晶状体在老龄硬化之前所表现的那样。于是，EVE方法与柔性的晶状体假体相结合，便可以用于治疗老视疾病。EVE方法的该方面的内容(包括导入一个用诸如可流动/可注射的晶状体材料制作的柔性的晶状体替代物等)在授予Sorensen等人的美国专利No.5,690,641、授予Sorensen的美国专利Nos.5,437,678及5,871,492中做了描述。
目前，进一步的需求是如何对已经用于眼晶状体外科摘除手术中的设备和方法作进一步的改进和完善，以进一步地提高技术水平，推动该类设备在治疗诸如白内障和老视等眼科疾病中的应用。
发明概述本发明提供了一种用于在哺乳动物眼内的晶状体囊中对眼晶状体进行减缩的设备。根据本发明的一个方面的内容，该设备包括一个可以插入晶状体囊内的细长探针。该探针由一个外部管形护套所确定，该外部管形护套包括一个贯穿的内孔并且确定一条纵轴。外部管形护套内设有一个叶轮轴，叶轮轴的远端上设有一个叶轮。这里，叶轮的旋转轴线与所述纵轴大体上一致。外部管形护套的位置及形状设计成这样，当设备运转时，该护套的远端部分将一部分叶轮遮盖住而同时允许叶轮的其余部分和晶状体相接触并对其进行减缩。
根据本发明的另一方面，提供了一种在哺乳动物眼内的晶状体囊中对晶状体进行减缩的设备。该设备具有一个可以插入晶状体囊内的细长探针并且确定出一条纵轴。该探针包括一个叶轮轴，该叶轮轴至少有一部分设置在一个护套内，该叶轮轴的远端上设有一个叶轮。该叶轮轴的旋转轴线与该探针的纵轴大体上一致。该设备还包括一个具有内部空间的手柄，细长探针的近端延伸到该手柄内。手柄的内部空间中设有一个驱动组件，该驱动组件和叶轮轴的近端功能上相连接，因此，当驱动组件运转时叶轮轴便进行转动。驱动组件设计成能接受非转动能量而向叶轮轴输送转动能量。
根据本发明的又一方面，提供了一种在哺乳动物眼内的晶状体囊中对晶状体进行减缩的设备。该设备具有一个可以插入晶状体囊内的细长探针并且确定一条纵轴。该探针包括一个叶轮轴，该叶轮轴的远端上设有一个晶状体减缩头，其中该叶轮轴的旋转轴线与该探针的纵轴大体上一致。该设备还包括一个手柄，该手柄具有一个内部空间、一个前端和一个后端。细长探针的近端部分装在该手柄内。另外，在手柄的内部空间中还设有一个气动的驱动组件，该气动驱动组件包括一个涡轮，该涡轮通过一个直接驱动连接件将转动能量传输到所述叶轮轴上。
一种根据本发明的用于在哺乳动物眼内的晶状体囊中对眼晶状体进行减缩的设备，该设备包括一个可以插入晶状体囊内的细长探针并且确定一条纵轴。该探针包括一个叶轮轴，该叶轮轴的远端上设有一个晶状体减缩头，其中该叶轮轴的旋转轴线与该探针的纵轴大体上一致。该设备还包括一个手柄，该手柄具有一个内部空间、一个前端和一个后端。细长探针的近端部分装在该手柄内。在手柄的内部空间中设有一个驱动组件，该驱动组件和叶轮轴的近端功能上相连接，因此，当驱动组件运转时叶轮轴就进行转动。最后，一个平移装置至少部分地配置在手柄的内部空间中，该平移装置与所述驱动组件相连接并可使该驱动组件轴向移动。
根据本发明的又一方面，提供了一种在哺乳动物眼内的晶状体囊中对晶状体进行减缩的设备，该设备包括一个可以插入晶状体囊内的细长探针。该探针包括一个外部管形护套、一个空心的具有腔道的叶轮轴、一个冲洗管、和一个轴承。该叶轮轴的远端上设有一个叶轮。该外部管形护套具有一个轴向贯穿的内孔，所述叶轮轴即配置在该管形护套内。所述冲洗管也位于该管形护套内并且随着该管形护套转动。而所述轴承则配置在该冲洗管和该叶轮轴之间。该设备还包括一个手柄，该手柄具有一个内部空间，细长探针的近端部分延伸进入该手柄内。该设备还设有一个带动叶轮轴旋转的驱动组件。在手柄的内部空间中还形成一个冲洗通道，该冲洗通道和细长探针内的冲洗管和叶轮轴之间的环形空间液路相通。最后，在手柄的内部空间中还形成了一个抽吸通道，该抽吸通道和叶轮轴中的腔道液路相通。
根据本发明的又一方面，提供了一种医疗设备。该设备具有一个可以插入体内的细长探针并且确定一条纵轴。该探针具有一个空心的轴，该轴的内部确定了一个腔道，该轴的远端上设有一个工具。该工具的转动轴线和该细长探针的轴线大体上一致。该医疗设备的手柄具有一个内部空间和一个前端，所述细长探针的近端即装在该手柄的前端内。在该手柄的内部空间中设有一个驱动组件，该驱动组件和所述叶轮轴的近端相连接，因此，当驱动组件运转时叶轮轴就进行转动。所述手柄内部空间中的冲洗通道和细长探针内形成的冲洗管道液路相通。在所述手柄内部空间中形成的抽吸通道和叶轮轴中的腔道液路相通。此外，在驱动组件和手柄的前端之间设有一道围绕在叶轮轴上的液路密封，其用途为将抽吸通道和冲洗通道间隔开。
根据本发明的又一方面，提供了一种可以变速的气动涡轮系统，该气动涡轮系统包括一个位于外壳内的涡轮和一个气动系统。该气动系统包括一个气源和供气管线。该供气管线将该气源功能上与涡轮外壳上的一个管嘴相连接。此管嘴是设计用于将一股来自气源的气流冲击到涡轮上。该涡轮系统还包括一个气动能量调节器，该调节器功能上与气动系统相连接并且能够可控地将第一、第二、和第三区域的气动能量输送给涡轮。第一区域包括脉动的气动能量，这个区域的气动能量能够克服涡轮的静态摩擦。第二区域则包括一个由处于第二区域水平的气动能量和脉动的气动能量所合成的气动能量。所述第二区域水平的气动能量足以保持所述涡轮的转动，而所述脉动的气动能量则可克服涡轮一旦停止转动时的静态摩擦。最后，第三区域所包括可变水平的气动能量，其最低能量水平至少要等于第二区域的气动能量水平。
对本技术领域的技术人员来说，从下面的详细说明中将可对本发明设备的其它目的和优点及其使用和操作有更清楚的了解。
在下面的附图中展示了本发明的一个优选实施例。通过对该优选实施例的描述将对本发明的设备的其它目的、性能和优点有更清楚的了解。各图中，相应的零部件用同样的数字标注。其中图1所示为本发明的晶状体摘除系统的原理图，图中展示了设备在进行操作时与人眼的相对位置。
图1a所示为一个患者头部的透视图，图中展示了本发明晶状体摘除设备的晶状体减缩探针在从患者的左眼摘除晶状体时的插入情况。
图1b所示为本发明晶状体摘除系统和图1所示的晶状体摘除设备接在一起时的情况，图中还展示了所需要的辅助设备。
图2所示为图1所示系统中的晶状体摘除设备的放大透视图。
图3a和3b为图2所示晶状体摘除设备的纵向剖面图，图中包括了该设备的驱动组件及处于缩进状态的晶状体摘除叶轮。其中图3b是稍经放大的。
图3c为晶状体摘除设备的远端顶部的局部剖切放大透视图，图中所展示的是一个与图3a/3b所示设备的结构相对应的晶状体减缩头处于缩进状态时的情况。
图4a和4b为图2所示晶状体摘除设备的纵向剖面图，图中包括了该设备的驱动组件及处于伸出状态时的晶状体减缩头。其中图4b是稍经放大的。
图4c为晶状体摘除设备远端顶部的放大剖面图，图中所展示的为处于伸出状态时的晶状体减缩头，该图取自图4a中的圆4c-4c。
图5为按图3中的5-5线剖切时的剖面图。
图6为按图3中的6-6线剖切时的剖面图。
图7为按图3中的7-7线剖切时的剖面图。
图8为图3所示的晶状体减缩头的侧向正视图。
图9为图8所示晶状体减缩头的远端方向的顶视图。
图10为通过一个哺乳动物眼睛的晶状体囊和角膜所作的剖面图，图中展示了一个本发明晶状体减缩探针正插在囊内运转作晶状体囊内旋转乳化。
图11为一个晶状体减缩头驱动涡轮的抗静态摩擦启动脉动压强的波形示意图。
图12为与本发明晶状体摘除设备一起使用的清洗室和保护帽的正面图。
下面对图示的实施例进行详细的描述，通过这些描述将对本发明的该实施例和其它实施例有更好的理解。
发明的详细描述下面结合图1～12所示的优选实施例对本发明进行介绍。对优选实施例所进行的描述仅仅是本发明的一个实例，而不是对本发明的范围的任何限制。
图1和1a展示了一个可以由外科医生来操作用以从患者26的一只眼睛24的晶状体囊22中摘除晶状体的系统20。图中，晶状体摘除设备30的一个细长的晶状体减缩探针28已经从一个角度插入眼睛24中。更详细地说，细长的探针28从一个角度穿过眼睛24的角膜32及晶状体囊22而插入。从前方看去，最佳的插入角度对右眼是900，对左眼时300。一个叶轮在晶状体囊内将晶状体粉碎，晶状体的碎屑则被抽吸走。后面将对此作更详细的讨论。
晶状体摘除设备30和控制台40相连，该控制台也是系统20的一部分。控制台40包括一个冲洗液重力供应系统42及控制模块44、46、和48。冲洗液重力供应系统42是一个高悬的充满无菌平衡盐溶液(BBS)的袋子，该溶液通过冲洗液管50a输送到设备30中。本发明的其它实施例可能使用泵来向设备30供应冲洗液。
系统控制台40的模块44、46、和48的用途是控制晶状体摘除设备30和眼睛24抽吸装置的运转。模块44通过管子50b向设备30供应作动介质(亦即气体或液体)，优选的作动介质为气体，诸如经过过滤的空气。将作动介质导入设备30会使设备30如后面所述那样从屏蔽状态转入非屏蔽状态。模块46中包括一个进行抽吸的泵。在一个优选实施例中，用一个装在设备内部的气动涡轮(见图4及5)来驱动设备30。模块48的用途为控制输送到设备30的涡轮驱动介质(亦即，气体或液体，优选的介质为气体，诸如经过过滤的空气)。关于涡轮驱动介质的输送，下面将详细的进行讨论。
操作人员通过系统控制台的脚踏板52来控制44、46、和48。当操作人员踏下脚踏板52时，模块48便提高细长探针28(见图3及4)中叶轮的转速。反之，当操作人员松开脚踏板52并任其抬升时，模块48便降低叶轮的转速。叶轮的转速值显示在控制台40的屏幕54上。横向地移动脚踏板52，可以使设备30在屏蔽和非屏蔽位置之间转换。在本发明的一个优选实施例中，当叶轮到达一个预定的转速时，设备30便进入非屏蔽位置。
在图1b中，示意性地展示了一套晶状体摘除系统60，其中包括了所需的辅助设备。系统60配有一个控制台40’，这个控制台与图1中所示的控制台40稍有不同。控制台40’包括一个位于左侧的电-气模块62和一个位于右侧的抽吸泵模块64。
抽吸泵模块64是图1中的模块42及46的联合体，并且还包括了冲洗液及抽吸液的流通通道和控制装置。更具体地说，有一个高悬的瓶子66靠重力排液作用向抽吸泵模块64供应无菌的平衡盐溶液(BSS)。平衡盐溶液在进入模块64之前要经过一个瓶塞/出口/过滤器组件68以及带有滚柱锁闭夹子(图中未示出)的管子70。模块64将BSS输送到与晶状体摘除设备30的近端相连通的冲洗管50a中。前面所述的抽吸管50c则将抽回的液体和碎屑从设备30输回到抽吸泵模块64。抽吸物质随后便被抛弃到一个收集袋72中。
电-气模块62包括一台空气压缩机及其辅助的控制装置、一个电外科发电机、和相应的电源、模块界面、及相应的硬件。空气压缩机向作动气体管50b和涡轮驱动气体输送管50d供应气体。管子50b和50d与晶状体摘除设备30的近端相沟通，并向设备30内的机械供气，这一点后面还将更详细地描述。一个具有探针76的电外科手柄74通过电缆78与模块62电路相连。此外，一个电外科天线板80通过电缆82与模块62电路相连。
系统60还包括许多辅助设备以帮助从患者眼中取出晶状体。图中展示了一个从设备的探针28远端上取下的清洗室84。后面还将在图12的描述中对清洗室作更详细的叙述。系统60还设有许多手持工具包括粘弹性物质86、切开刀88、囊切开术用的成套探针90、和注液切开用的针92。
从图2中可见，晶状体摘除设备30包括一个手柄100。手柄100具有一个位于远端的前端102(朝左)和一个位于近端的后盖104(朝右)。手柄100具有一个近似于圆柱形的本体106，该本体106从后盖104开始延伸而终止于截头锥体部分108。如从图中所见，手柄100的外面包括许多纵向延伸的表面110，其用途为使外科医生易于操作。
从手柄100前端102的正中延伸出细长的探针28。更准确地说，细长探针28是从位于截头锥体108顶点上的一个顶孔112中穿出的。1999年2月17日提出申请并与本申请一起待审查的题为“白内障摘摘除设备”的美国外观设计专利申请No.09/100,749公开了该手柄100的一个四根管子50a-50d非常贴近地从手柄100的后盖104上延伸出来。具体地说，向设备30输送冲洗液的冲洗液管50a从图中看去位于顶上。位于管子50a下面的是向设备30输送作动气体的管子50b。抽吸液及碎屑则从设备30通过抽吸管50c排出。最后，图中仅能局部看到的位于管子50c后面及下方的则是向设备30输送涡轮驱动气体的管子50d。
图3a/3b和图4a/4b为设备30的纵剖面图，这两套图相应地展示了设备30处于缩进位置的插入状态和处于伸出位置的运转状态。而细长探针28的远端处于缩进和伸出位置时的详细情况则相应地展示在图3c和4c中。为了讨论起来方便，设备30的各个零部件在各图中其近端都放在右边，远端都放在左边。
在图3c和4c中，设备30的细长探针28包括一个外部护套120和一个叶轮轴122(优选为二者都是管形的)，叶轮轴122同心地嵌套在护套120中。在图示的实施例中，空心护套120和轴122大体上都是圆筒形的，而本发明的其它实施例可能具有其它形状的护套或轴。例如，在本发明的某些实施例中，用一个实心的叶轮轴来替代空心的叶轮轴122可能会更适合些。
由图3a可见，细长探针28从手柄本体106上的顶孔112(图2)朝远端延伸，其伸出长度即远端部分的长度124是恒定的。叶轮轴122具有一个远端，在远端处有一个叶轮128(晶状体减缩头)整体地与空心叶轮轴的侧壁(见图8)制成一体。在本发明的其它实施例中可能具有不与叶轮轴制成一体的叶轮。叶轮轴122要求用刚性相对较好的生物相容金属材料制造，虽然本发明的备选实施例可能具有一种非金属的或柔性的叶轮管或轴，以适应一个弯曲的细长探针28。
由图3c清晰可见，护套120的远端以一个斜角来终止，形成一个大体上为椭圆形的嘴130。嘴130包括一个顶端132，该顶端132确定了护套120的最大延伸点。嘴130要求是一个与探针的纵轴成30-60度角的平面。其它实施例中的嘴130可能是弯成凹的或凸的。
图3c表明，当设备30处于缩进状态时叶轮128完全被护套120所屏蔽，也就是说，叶轮128完全进入护套120内，与一个跨越嘴130的假想平面相接近。图4c则表明，当叶轮处于伸出状态时则仅部分地被护套120所屏蔽，更具体地说，至少有一部分叶轮128突出跨越嘴130的假想平面之外。但是叶轮128的最远部分还是要求保持在接近顶端132的位置上。当然，由于图4c是一个剖面图，图中所展示的顶端132是在叶轮128的后方，而嘴130的相对的一侧在图中则完全没有显示，因此叶轮128突出嘴130之外的情况没有明确的表示出来。一般应当理解，在设备30伸出的可运转状态下，至少有一部分叶轮128突出到护套120的嘴130之外。
正如下面要叙述的那样，由于叶轮128在运转状态下部分地被屏蔽，这使得叶轮将液流带走。授予Sorensen的题为“用于摘除眼晶状体的旋转设备”的美国专利No.5,871,492也公开了上面所述的护套远端部分130的形状和安排以及叶轮128的位置。这里引入该项专利的全文以作参考。
在设备30进行运转时，细长探针28具备冲洗及抽吸功能。由图4c清晰可见，探针28还包括一个冲洗管134，该冲洗管134紧贴着外护套120并与其同心地延伸。冲洗管134设计成可以在护套120内滑动，并且在叶轮轴122和冲洗管134之间确定了一条探针28内的环形冲洗通道136。另外，空心的叶轮轴122则确定了一个腔道138(见图3c)，该腔道如下面将要叙述的那样是用作抽吸通道的。
现在参照图3a-3c及图4a-4c来详细地对手柄100进行说明。护套120的近端部分延伸进入手柄100，该近端部分用粘结剂或类似的手段固接在顶孔112的内表面154上。冲洗管134贯穿顶孔112，手柄100内有一个O形圈156围绕在冲洗管134上形成一道可滑动的密封。冲洗管134的近端延伸进入设在手柄100内的涡轮驱动组件170内。更准确地说，如从图3b及4b可见，冲洗管134的近端延伸穿过涡轮驱动组件170的涡轮外壳172上的一个轴向孔。涡轮外壳172在手柄100内不可转动但能够轴向移动。
仔细地参看图3b和4b便可见到，叶轮轴122的近端部分延伸进入涡轮驱动组件170，并且支撑在位于支承盘174中心的一个滚针轴承上转动。在图示的优选实施例中，叶轮轴122紧紧地固定在驱动套筒176的中心孔内成为轴和涡轮之间的直接的驱动联接。如后面将要说明的那样，涡轮驱动组件170接受非转动的能量而将转动能量传输给叶轮轴122。所述的直接驱动联接的优点是减少涡轮驱动组件170的零件数量和尺寸。本发明的其它实施例可能采用齿轮箱或其它设备来传输转动能量给叶轮轴122。
如上所述，细长探针28在设备30运转时具有冲洗及抽吸功能。冲洗液通过手柄后盖104上面的一个冲洗接口178进入设备30。从冲洗接口178向远端方向延伸着一个冲洗通道180，该通道180与细长探针28内的位于冲洗管134和叶轮轴122之间的环形空间136相通(见图4c)。
在优选实施例中，如图3c、4c和图10所示，冲洗液在环形空间136中向远端流动并且通过穿透护套120管壁的两个小孔182流出细长探针。两个小孔182在嘴130的附近穿透护套120壁，两孔轴向排列、相互靠近。由于存在挡液轴承184的阻挡，至少在轴122伸出的可运转状态下，冲洗液不能通过护套120远端的嘴130流出。轴承184在轴122和冲洗管134之间形成一道密封，并且当设备30处于伸出状态时它的轴向位置是在两个小孔182和嘴130之间，如图4c所示。挡液轴承184通常是环形的，它在冲洗管134内支撑着轴122。本发明的其它实施例的叶轮轴轴承可能是允许冲洗液流出护套远端的，或可能是没有叶轮轴轴承的。
在所展示的优选实施例中，被抽吸的液体受到叶轮128的拉曳而进入叶轮轴122的腔道138内。在叶轮轴122远端的腔道138内设有一个过滤器320(见图9)，其作用为防止颗粒物进入手柄100但是允许液体通过。手术生成的液体也通过小孔324吸入到叶轮轴腔道138中，小孔324位于叶轮轴远端附近。过滤器320和小孔324的优选实施例将结合图9进行讨论。在本发明其它实施例的叶轮轴远端端头上可能设有以任何合适手段形成的塞子(未展示)。在一个优选实施例中，此塞子是一种凝固了的液体。
在管形的叶轮轴122的管壁上打有一个或多个小孔186(见图3a)，小孔186位于涡轮驱动组件170里面，而腔道138在小孔186后方附近堵死，被抽吸的流体通过这些小孔186离开叶轮轴腔道138。小孔186与外抽吸通道188液路相通，该通道188轴向地延伸到抽吸接口190(图3a中，位于手柄后盖104的下部)。被抽吸流体的路程为先通过轴122，再流过小孔186，再流经抽吸通道188，再到达接口190。
再结合图5来看图4b。涡轮驱动组件170的涡轮外壳172中设有三个相同的挡液轴承194a、194b、194c。最远的轴承194a靠近涡轮外壳172的远端，而轴承194a-194c向近端方向串联地依次排列。图中虽然没有表示出来，194a-194c中每个轴承的圆周方向的位置都各由一个向近端方向延伸的小柱子198(见图5)来确定，该柱子延伸进入位于相邻轴承远端表面上的一个相应的小孔内。挡液轴承194a-194c被固定在应有的相对于涡轮外壳172的位置上，该相对位置下面将给以描述。挡液轴承的功能为支承运转中的叶轮轴122；将涡轮的运转和正在运转的细长叶轮轴122的远端隔离开来；以及形成一部分冲洗通道180及抽吸通道188。
再来看图3a、3b、和图5。抽吸通道188由多个部分组成一部分是形成在手柄前盖173内的通道189，该通道设在截头锥体部分108和涡轮外壳172之间；另一部分是一个抽吸小孔210，该孔透过涡轮外壳172并与通道189相通；又一个部分是挡液轴承194b中的U形间隙212，该U形间隙朝外开口而进入抽吸小孔210又朝内延续而进入挡液轴承194b，因此U形间隙212是与挡液轴承194b中的轴向孔(图中未示出)和叶轮轴小孔186相沟通的。在运转的时候，被抽吸液体从腔道138向外通过叶轮轴小孔186、U形间隙212、和抽吸小孔210而进入通道189。
和抽吸通道188一样，冲洗通道180也是由多个部分组成。由图4a可见，在外壳前盖173中形成了一个通道183，该通道183和挡液轴承194a中的U形间隙213相通。该U形间隙213还和细长探针28中的环形空间136相沟通。冲洗液通过通道183和U形间隙213而输送到细长探针28中。
如图4a所示，挡液轴承194c中的U形间隙220在涡轮和运转中的细长探针28的端头之间形成了第一道挡液屏障。U形间隙220是与冲洗通道180的通道183相通的。挡液轴承194c设计成会使很小一部分冲洗液朝近端方向沿着叶轮轴122进入涡轮的远端轴承222a所形成的间隙中。所泄漏的抽吸液体则通过外壳172中的一个通道(图中未表示)离开间隙。
一旦冲洗液或抽吸液体进入U形间隙212、213、和220，便会在涡轮和运转中的细长探针28的端头之间形成有利的挡液屏障。在所示的优选实施例中，涡轮是靠气动力运转的。
如图4b和6所示，涡轮包括一个气动力驱动的星形轮224。星形轮224内穿有一个驱动套筒176，二者以压配合连接在一起。星形轮224同轴地布置在涡轮外壳172内，并靠两个对置的轴向位置固定了的涡轮轴承222a、222b保持在应有的轴向位置上。叶轮轴122轴向地延伸穿过驱动套筒176，并且支撑在两个轴承222a、222b中进行旋转。远端轴承222a的远端凸缘228和挡液屏障相接触，并将挡液轴承194a、194b、和194c保持在应有的轴向位置上。本发明的其它实施例可能具有其它结构的气动涡轮，或者使用其它类型的驱动装置，诸如电动装置。本发明还有一些其它的实施例，这些实施例可能具有一些诸如授予Sorensen的题为“用于摘除眼晶状体的旋转设备”的美国专利No.5,871,492中所公开的用于将转动能量传输给设备30的驱动系统。这里引用该专利作为参考。
仔细地来看图6。图中有一个压缩空气喷嘴230穿透涡轮外壳172的左下部分，该喷嘴230是用于将压缩空气引导到星形轮224上的。喷嘴230布置成可将压缩气流引导到星形轮224的齿234的垂直冲击表面232上。在一个优选实施例中，使用了单个的压缩气体喷嘴230来将压缩气流引导到表面232的中间。本发明的其它实施例可能具有多个压缩气体喷嘴，这些喷嘴横向地和/或轴向地间隔开。如图所示，有一个涡轮排气口透过涡轮外壳172延伸到达星形轮224的左边。在优选实施例中，喷嘴230具有逐渐收缩的横截面或通道直径，这样，气体或其它涡轮驱动介质在通过喷嘴230并从中喷出的过程中加速，因而增加了这些气体或其它驱动介质对叶栅表面232的冲击速度。
图11所示为作用到星形轮224上的用于克服静态摩擦问题的优选压强波形。由于静态摩擦系数大于动态摩擦系数，在这个意义上说，静态摩擦问题是旋转机械的共同现象。图11所示的优选压强波形能够帮助星形轮224在停转状态下起动，还有助于防止星形轮224在低转速状态下出现早期停转。对于如图所示的涡轮那样的小型气动马达，如果气源压强是恒定的话，其旋转元件有可能在高达10,000转/分钟的转速的情况下发生早期停车。利用脉动空气源的优选压强波形则能够使星形轮224平稳地起动并且在低于10,000转/分钟的转速下平稳地旋转。
更详细地说，图11中的Y轴表示作用在星形轮224上的压强，而X轴则表示时间。X轴的坐标分成三个区域从t0到t1为区域1，从t1到t2为区域2，t2以后则为区域3。在t0到t2之间，压强波形看上去是方波，t2以后则直线地增加。
在区域1中，压强波形具有一个最大振幅Pmax，1，该最大振幅逐渐的从0增加到P2。在区域1中，压强波形还具有一个最小振幅或称残留振幅，该最小振幅恒定为零。因此，在向t1逼近的过程中，压强的摆动幅度逐渐增加。时间t1以后，亦即在区域2中，压强波形具有一个最大振幅，该最大振幅保持恒定为P2。在区域2中，最小振幅或残留振幅Pmin，2逐渐的从0增加到P2。因此，在向t2逼近的过程中，压强的摆动幅度逐渐减小。在时间t2以及t2以后，亦即在区域3中，压强以恒定的速率P3’增加。
在区域1中压强摆动幅度的逐渐增加能够促使星形轮224平稳地加速。压强的每一次猝发足以使星形轮224增加一个小的转动增量而又不致在星形轮和与它相连的元件中诱发出过高的会导致失效的挠曲应力。另外，如果压强P2突然地施加到星形轮224上并且持续较长的时间，那么，举例来说，转速会剧烈地从0升到35,000转/分钟，这样就会损坏星形轮和/或轴承。更重要的是，星形轮224的突然起动有可能导致相对比较精密的叶轮128失效。而将最小压强保持在零的水平上则能避免过高的起动力矩。
在区域2中，最小压强Pmin，2开始增加，而最大压强Pmax，2则保持为常数P2。星形轮224平均转速如此平稳地逐渐增加，使得轴承和叶轮128不会受到过大的扭矩。最后，在t2时，系统的动量到达一个特定值，因此在区域3中输入压强可以以斜率P3’直线地增加。
可能存在许多不同的波形可以用于形成脉动的空气压强来使系统如上所述地平稳加速。从图11中我们已经看到了一个优选的波形，考虑到压强输送系统稍稍存在的滞后作用，这个波形大体上是一个不规则四边形。作为例子，有一种波形为每秒10个脉冲。脉冲的持续时间可以随星形轮224的现行转速而变。亦即，方波的“占空因素”可以随涡轮的转速而变。这里“占空因素”是指对星形轮224施加压强的时间在脉冲周期中所占的比例。在低转速时占空因素可以是80％，而在高转速时占空因素可以是20％，这反映出为了改变转速所需要的折合扭矩的大小。
再回到图3b和4b上来。图中的气囊240其用途是使涡轮驱动组件170在非屏蔽位置和屏蔽位置之间轴向移动。气囊240设置在盖242和手柄后盖104之间，盖242位于涡轮外壳的后端。气囊240具有一个向近端开口的杯形的构件，其远端则是封闭的。气囊240的远端与盖242相接触，并且作用在盖242上。气囊240的开口一端有一个向内延伸的径向凸缘250，此凸缘250伸入到手柄后盖104上的一个与其相配的沟槽252中并起密封作用。
再来看图3b和图7。图中冲洗接口178和抽吸接口190分别位于手柄后盖104的顶部和底部(见图3)。后盖104的中央则是一个作动气体接口256。在后盖104的三个象限上开有三个弯曲的长圆形孔258。此三孔258穿透后盖104，从前面已经叙述过的涡轮远端轴承222a的间隙中流出的经过使用的涡轮气体和液体都从这里离开手柄100。在后盖104的剩下的一个象限中有一个孔260，该孔260的大体形状和孔258相同，只是多了圆形部分261。由于具有圆形部分261，通向涡轮星形轮224的涡轮驱动气管24d(图中未示出)便可由此进入。
作动气体接口256在手柄后盖104的中央轴向地穿入，并且与面向手柄后盖104的杯形气囊240的内部262相通(见图4b)。作动气体接口256设计用于和作动气体管24b(见图1)相连。管子24b向气囊240供应压缩气体而使其膨胀，并因此而使涡轮驱动组件170和叶轮轴122轴向移动。
再来看图3b，图中的气囊240处于非充气状态，设备30则是处于收缩的屏蔽状态。涡轮驱动组件170在手柄100内位于偏向近端的位置上。而叶轮轴128则如图3c所示，基本上被护套120遮盖住，如图3c所示。
现在结合图3b和4b来描述涡轮驱动组件170在手柄100内的直线动作。首先要注意的是手柄后盖104是固定在本体106的近端上的。冲洗接口178和抽吸接口190分别位于冲洗管270和抽吸管272的近端上。管子270、272向远端(原文为“近端”，与图及下文不符，似有误，译注)延伸到涡轮外壳的盖173中并且固定在涡轮组件170上而随其移动。因此，管子270、272将在后盖104上的孔中滑动。
在冲洗管270和抽吸管272的近端上分别设有冲洗管接头274和抽吸管接头276，其用途为和连到手柄100上的软管相耦合。两个管接头274、276的尺寸都设计成可以固定在后盖104的相应孔270、280中。两个管接头274、276在平时都分别由围绕在管子270、272外的螺旋弹簧282、284偏置到相应孔270、280的外面。由于管接头274、276和管子270、272之间以及这两个管子和涡轮组件170上的管座之间都是刚性连接的，因此涡轮组件170在平时总是被弹簧282、284偏置在靠近近端的位置上。在图3b中，这个偏置位置由位于管接头276和盖104的凹槽280的台阶之间的间隙286表现出来。再提醒一遍，图3b所展示的是设备30的缩进的不可运转状态。
图4b所示为设备30的伸出的可运转状态，其中的间隙286’明显地小于图3b中的286。在这个状态下，弹簧282、284向近端方向的偏置力由于压缩气体通过接口256进入杯形气囊240的内腔262而被抵消。随之而发生的是，气囊240膨胀并朝远端方向推动涡轮外壳的盖242而使涡轮组件170位移到可运转位置。有许多种物理的限位挡块可以用于限定涡轮组件170的位移，或也可将气囊240设计成在所述挡块之间发生物理接触之前达到完全膨胀。当设备30到达其伸出位置时叶轮128便到达如图4c所示的局部屏蔽位置。
在图8和图9所示的本发明的优选实施例中，叶轮或晶状体减缩头128包括三个和空心叶轮轴122制成一体的叶片300，叶轮轴的远端端头大致呈三角形而其余部分则是管形，叶片300是从叶轮轴122的平直部分301上延伸出来的。本发明的其它实施例可能具有任何形状的叶轮管或叶轮轴，也可能具有某种叶轮该叶轮具有更多或更少个叶片，也可能它的叶轮是附着在一个管或轴的远端上的而不是和它们制成一体的。
叶轮的叶片300围绕着叶轮轴的远端而排列，它们的形状和尺寸相同。在所述的优选实施例中，每个叶片300包括一个第一部分302和一个第二部分304。叶片的第一部分302从叶轮轴的远端大致上径向地延伸，并且是带有俯仰角的。叶轮的第一部分302通过三个连接部分306与叶轮轴相连。叶轮的第二部分304从叶轮第一部分302的朝外边缘308上轴向地朝远端方向延伸。叶轮的第二部分304具有一个和叶轮轴122的纵轴312大体平行的导刃310。叶轮128的形状设计成当其旋转时会汲取液体形成朝向叶轮本身的液流。本发明的其它实施例可能具有其它形状和/或尺寸的叶片，或可能具有不汲取液体的叶轮。例如，在某些实施例中，对一个或多个叶片300的第二部分304的形状进行了修改或将其取消。另外，在某些实施例中，叶片300的数目和/或叶片300的圆周方向的间隔可能是不同的，叶片300的对称性和/或不对称性可能是多种多样的。又在某些实施例中，并不是所有的叶片都具有相同的形状和/或尺寸，而可能具有不同的形状和/或尺寸。
在图8和图9中还展示了过滤器320的优选实施例。过滤器320位于叶轮轴的远端附近。过滤器320包括三个对称分布的舌片322。舌片322从叶轮轴122的三个基本平直部分301上向内延伸，并且因而造成了三个前面已经说过的轴上的小孔324。舌片322和轴122制成一体并且是向内弯曲径向地延伸的，因此便形成一个径向的平面。舌片的尺寸和形状经过设计使能阻挡住叶轮轴122抽吸进来的颗粒。在优选实施例中，舌片322和轴上的小孔324是多边形的，并且舌片322的顶点所具有的角度设计成使这三个舌片在轴内腔道138中如图9所示那样紧密地吻合在一起以提高过滤的效率。在本发明的其它实施例中，过滤器可能具有数目更多或更少的其它形状的舌片，或者这些舌片可能不是和轴122制成一体的。
在某些实施例中，要求将叶轮轴122从远端到舌片322的一段的腔道堵塞住，以使液流只能通过因舌片322向内折弯造成的侧孔流入/流出轴122。在这些实施例中，过滤器320的舌片322的尺寸和形状还设计成能够依靠液体的表面张力来支撑住一滴液体以使这一滴液体可以固化成为一个塞子(图中未表示)。任何适用的能够固化成一个塞子并能抵抗住收缩或机械破碎负荷的液体都可以用于形成这个塞子，例如环氧树脂、人造树脂或填隙材料。
当叶轮轴122旋转时，由舌片322向内折弯所造成的侧孔是位于液流的切变区内，因此不大可能被堵住或阻塞。
图10所示的是一个正在从眼睛24中摘除晶状体(图中未显示)的细长的EVE探针28。细长探针28以一个角度透过眼睛24的角膜32插入到晶状体囊22中。叶轮128处于非屏蔽状态下并突出斜嘴130所确定的表面之外，但叶轮128又处于护套120的顶点132靠近端一侧的位置上。叶轮128的这种部分屏蔽状态使得设备30的操作者可以对晶状体囊22内的液体及颗粒的流动进行控制。叶轮128所造成的液流还有助于使晶状体囊22在进行手术时保持膨胀状态。另外，由于叶轮128会汲取液体流向自己，因此也将晶状体拉向自己，结果使得细长探针28只需作很小的运动便可接触晶状体并将其粉碎。本发明优选实施例的这一个优点降低了叶轮128或护套120的远端与晶状体囊22相接触接并将其破坏的概率。
冲洗液通常通过重力或正压强注入并通过EVE探针28。然而，万一冲洗液的供应或流动短时中断，晶状体囊22内液体循环的动态力也会使晶状体囊保持其胀满状态或不致塌陷，这就使旋转的晶状体减缩头128医源性地将晶状体囊壁划破或刺穿的可能性降至最低。此外，在某些实施例中，还设有一个流量计、气泡检测器或压强传感器用以监视冲洗液的流动情况和/或抽吸液体/颗粒的回流情况，并且可能将这些监视设备连到控制设备上。一旦发生冲洗液流动和/或抽吸液体/颗粒回流中断事故，系统会自动地停止叶轮的旋转。
在所示的实施例中，EVE探针28可以包括一个备选的装置来保护脆弱的探针28以及里面的叶轮，并且在系统临使用之前利用该装置来帮助清除注入系统内的空气。图12展示了一个备选的清洗帽330，该清洗帽330紧密地套在探针28上。清洗帽330包括一个管形体332、一个整体形成的可塌陷的接套334、及一个刚性的衬套336。前面已经说过的清洗室84部分地位于可塌陷的接套334内，又部分地位于刚性衬套336的卸荷室338内。刚性衬套336紧紧的装在管形体332内的通孔340中。刚性衬套336还包括一个从卸荷室338的近端延伸的锥孔342。锥孔342的直径逐渐变小直至延伸到一个密封部分344处时其直径接近于探针28的直径。
清洗帽330包括一个管形体332和一个可塌陷的接套334。接套334要求用诸如硅橡胶一类的弹性材料来形成。而另一方面，刚性衬套336则要求用诸如聚碳酸酯或其它高密度聚合物一类的刚性材料来形成。清洗帽330和刚性衬套336所组成的组件是这样来形成的将刚性衬套336以加压的方法压入孔340中直至衬套336的最远端346与管形体332的最远端348大致对齐。该组件通过孔340和一个环形的三角形肋350之间的压配合紧固在探针28的四周。三角形肋350形成在手柄100的截头锥体部分108的端头上。探针28通过锥形孔342导入，直至其远端进入卸荷室338中。在刚性衬套的狭窄的封严部分344和探针28之间形成了一个对于液体来说是密封的配合面。
使用时，冲洗液循环通过手柄100和探针28并从其出口进入清洗室84。同时，抽吸系统进行运转以从清洗室84中抽走冲洗液。经过一段预定的时间，冲洗液停止流动，清洗室84中形成真空，接套334塌陷下去，这就提示操作者真空已经有效。高真空使得任何残存在装置30中的气泡膨胀起来，这使得气泡松弛并且促使它通过抽吸通道而离开系统。为了谨慎起见，此程序可以重复进行多次。最后，在晶状体摘除设备30即将使用之前将带有刚性衬套336的清洗帽330从探针28上摘除。
上面只是结合某些现存的优选实施例或实例对本发明进行了描述，而并没有企图以穷举的方式来对实践本发明的所有可能的实施例和实例进行描述。应该理解，在不偏离本发明的精神和范围的情况下还可以对上述实施例或实例进行各种添加、删节和修改。在后面的权利要求书中，所有这类添加、删节和修改都将包括在内。
权利要求
1.一种用于从哺乳动物眼睛的晶状体囊中对眼晶状体进行减缩的设备，该设备包括一个可以插入到晶状体囊内的细长探针，该探针包括i.一个外部管形护套，该护套包括一个贯穿整个护套的内孔并且确定了一个纵轴；ii.一个设置在所述外部管形护套内的叶轮轴，该叶轮轴具有一个设在它的远端端头上的叶轮，其中所述叶轮的旋转轴与所述纵轴大致重合；以及iii.所述外部管形护套的形状和位置设计成当所述设备运转时，该护套的远端部分将所述叶轮的一部分屏蔽住，而同时又允许所述叶轮的剩余部分和晶状体接触并对其进行减缩。
2.如权利要求1的设备，其特征在于，所述叶轮与所述叶轮轴形成为一个整体。
3.如权利要求1的设备，其特征在于，所述叶轮包括一个或多个叶片，每个所述叶片包括第一和第二部分，其中所述叶片的第一部分从所述叶轮轴的远端大体上径向地延伸，而所述叶片的第二部分从所述叶片的第一部分的朝外边缘上轴向地朝远端方向延伸。
4.如权利要求3的设备，其特征在于，所述各叶片的尺寸和形状大体相同，这些叶片对称于所述叶轮轴的远端端头而分布，并且从叶轮轴的平直部分上大体轴向地延伸。
5.如权利要求3的设备，其特征在于，所述叶轮包括三个叶片。
6.如权利要求3的设备，其特征在于，所述叶片的第一部分是带有俯仰角的。
7.如权利要求3的设备，其特征在于，所述叶片的第二部分包括一个大体平行于所述纵轴的导刃。
8.如权利要求3的设备，其特征在于，所述叶片的第一部分分别由两个或多个结构元件连接到所述叶轮轴上。
9.如权利要求1的设备，其特征在于，该设备还包括一个手柄，该手柄具有一个内部空间、一个前端、和一个后端，其中所述细长探针的柄内部分穿过所述手柄的前端延伸进入所述手柄的内部空间中；以及一个驱动组件，该驱动组件设置在所述手柄的内部空间中；所述驱动组件和所述叶轮轴的近端部分功能上相连接，这样，当所述驱动组件运转时所述叶轮轴便进行旋转，其中所述驱动组件接受非转动能量而传输出转动能量。
10.如权利要求9的设备，其特征在于，所述驱动组件是一个气动的驱动组件。
11.如权利要求9的设备，其特征在于，该设备还包括一个围绕在所述叶轮轴上的挡液装置，该挡液装置位于所述驱动组件和所述手柄的前端之间。
12.如权利要求9的设备，其特征在于，有一个直接的驱动连接将转动能量从所述驱动组件传输到所述叶轮轴。
13.如权利要求9的设备，其特征在于，该设备还包括一个移位装置，该移位装置的用途为轴向地推动所述驱动组件，该移位装置至少有一部分设置在所述手柄的内部空间中。
14.如权利要求13的设备，其特征在于，所述移位装置包括一个设置在所述手柄的后端和所述驱动组件之间的可膨胀气囊。
15.如权利要求14的设备，其特征在于，所述设备包括一种构件，以当所述气囊不膨胀时使驱动组件缩进到接近所述手柄后端的位置上。
16.如权利要求15的设备，其特征在于，所述构件包括至少一个将所述驱动组件偏置到缩进位置的弹簧。
17.如权利要求1的设备，其特征在于，该设备还包括一个冲洗通道，该通道包括一个和所述护套的近端开口液路相通的出口；一个抽吸通道，该通道包括一个和所述叶轮轴的近端开口液路相通的进口。
18.如权利要求17的设备，其特征在于，所述冲洗通道包括一个和冲洗液液源液路相通的进口；以及所述抽吸通道和一个负压源液路相通。
19.如权利要求17的设备，其特征在于，该设备还包括一个位于所述管形护套内的冲洗管，该冲洗管随该管形护套一起转动，并且在该冲洗管和所述叶轮轴之间设有一个轴承。
20.如权利要求19的设备，其特征在于，所述轴承基本上把由上述冲洗管和上述叶轮轴所确定的环形空间封住；以及在邻近所述轴承处有一个护套孔穿透所述护套的管壁。
21.如权利要求20的设备，其特征在于，该设备还包括一个叶轮轴孔，该叶轮轴孔的位置贴近于所述护套孔并且穿透所述叶轮轴的管壁。
22.如权利要求21的设备，其特征在于，所述叶轮轴设计成可以在所述护套内从缩进位置伸出到运转位置上，当所述叶轮位于运转位置时所述护套的远端部分将所述叶轮的一部分屏蔽住，而当所述叶轮位于缩进位置时所述叶轮轴孔和所述护套孔大致对准。
23.如权利要求1的设备，其特征在于，该设备还包括一个塞子，该塞子设置在所述叶轮轴内贴近所述叶轮轴的远端端头处。
24.如权利要求1的设备，该设备还包括一过滤器，该过滤器设置在所述叶轮轴内贴近所述叶轮轴的远端端头处。
25.如权利要求24的设备，其特征在于，所述叶轮轴包括一个壁；以及所述过滤器包括多个舌片，该舌片从所述叶轮轴的壁径向地向内延伸以形成所述过滤器。
26.如权利要求25的设备，其特征在于，所述多个叶片包括三个对称分布的舌片，该舌片从所述叶轮轴的三个大致平直部分上开始大致沿一个径向的平面延伸。
27.如权利要求1的设备，其特征在于，所述管形护套的远端部分包括一个具有顶点的嘴，该顶点延伸到正在运转的所述叶轮的远端端头之外因而将该叶轮的第一侧屏蔽住，其中，由于所述嘴是倾斜的，因此一部分所述叶轮延伸到该嘴所确定的平面之外，于是该叶轮可以和晶状体相接触并对其进行减缩。
28.如权利要求27的设备，其特征在于，所述嘴确定一个弯曲的表面。
29.如权利要求27的设备，其特征在于，所述嘴确定一个平直的表面。
30.如权利要求1的设备，其特征在于，所述叶轮的形状设计成当其转动时会汲取液流流向该叶轮。
31.如权利要求30的设备，其特征在于，所述护套远端的形状和位置设计成将所述叶轮的一侧屏蔽住而该叶轮的另一侧则未屏蔽住，因而所述液流的大部分被所述叶轮从所述未屏蔽的一侧排出。
32.如权利要求1的设备，其特征在于，所述细长探针的形状大致是直的。
33.如权利要求1的设备，其特征在于，所述细长探针的形状是弯曲的。
34.一种用于从哺乳动物眼睛的晶状体囊中对眼晶状体进行减缩的设备，该设备包括一个可以插入到晶状体囊内的细长探针，该探针确定一个纵轴，该探针包括一个叶轮轴，该叶轮轴至少有一部分被屏蔽在一个护套内，该叶轮轴的远端端头上设有一个叶轮，其中所述叶轮轴的转动轴线与所述纵轴大体上重合；一个具有内部空间的手柄，所述细长探针的近端部分延伸进入该内部空间中；以及一个驱动组件，该驱动组件设置在所述手柄内部空间中，所述驱动组件功能上和所述叶轮轴的近端部分相连接，因而当所述驱动组件运转时所述叶轮轴便转动起来，其中所述驱动组件接受非转动能量而输出转动能量。
35.如权利要求34的设备，其特征在于，所述驱动组件为气动或电动的。
36.如权利要求34的设备，其特征在于，所述叶轮包括一个或多个叶片，每个所述叶片包括第一和第二部分，其中所述叶片的第一部分从所述叶轮轴的远端大体上径向地延伸，而所述叶片的第二部分从所述叶片的第一部分的朝外的边缘上轴向地朝远端方向延伸。
37.如权利要求36的设备，其特征在于，所述各叶片的尺寸和形状大体相同，这些叶片对称于所述叶轮轴的远端端头而分布，并且从叶轮轴上的大致为轴向的平直部分上延伸出来。
38.如权利要求36的设备，其特征在于，所述叶轮包括三个叶片。
39.如权利要求36的设备，其特征在于，所述叶片的第一部分是带有俯仰角的。
40.如权利要求36的设备，其特征在于，所述叶片的第二部分包括一个大体平行于所述纵轴的导刃。
41.如权利要求36的设备，其特征在于，所述叶片的第一部分相应地由两个或多个结构元件连接到所述叶轮轴上。
42.如权利要求34的设备，其特征在于，该设备还包括一个围绕在所述叶轮轴上的挡液装置，该挡液装置位于所述驱动组件和所述手柄的前端之间。
43.如权利要求34的设备，其特征在于，所述管形护套的远端部分包括一个具有顶点的嘴，该顶点延伸到正在运转的所述叶轮的远端端头之外因而将该叶轮的第一侧屏蔽住，其中，由于所述嘴是倾斜的，因此一部分所述叶轮延伸到该嘴所确定的平面之外，于是该叶轮可以和晶状体相接触并对其进行减缩。
44.如权利要求43的设备，其特征在于，所述嘴确定一个弯曲的表面。
45.如权利要求43的设备，其特征在于，所述嘴确定一个平直的表面。
46.如权利要求34的设备，其特征在于，所述叶轮的形状设计成当其转动时会汲取液流流向该叶轮。
47.如权利要求46的设备，其特征在于，所述叶轮轴是空心的并且确定一个贯穿该叶轮轴的抽吸腔道，因而可以通过该腔道来从晶状体囊中汲取液流。
48.如权利要求34的设备，其特征在于，所述细长探针的形状大致是直的。
49.如权利要求34的设备，其特征在于，所述细长探针的形状是弯曲的。
50.如权利要求34的设备，其特征在于，所述驱动组件通过一个直接的驱动连接将转动能量传输给所述叶轮轴。
51.如权利要求34的设备，其特征在于，该设备还包括一个用于使所述驱动组件产生轴向运动的平移装置，所述平移装置至少有一部分设置在所述手柄的内部空间中。
52.如权利要求51的设备，其特征在于，所述平移装置包括一个可膨胀的气囊，该气囊设置在所述手柄后端和所述驱动组件之间。
53.如权利要求52的设备，其特征在于，所述设备包括一构件，以当所述气囊不膨胀时使驱动组件缩进到接近所述手柄后端的位置上。
54.如权利要求53的设备，其特征在于，所述构件包括至少一个将所述驱动组件偏置到缩进位置的弹簧。
55.一种用于从哺乳动物眼睛的晶状体囊中对眼晶状体进行减缩的设备，该设备包括一个可以插入到晶状体囊内的细长探针，该探针确定一个纵轴，该探针包括一个叶轮轴，该叶轮轴的远端端头上设有一个晶状体减缩头，其中所述叶轮的转动轴线与所述纵轴大致重合；一个手柄，该手柄具有一个内部空间、一个前端、和一个后端，其中所述细长探针的近端部分延伸穿过所述手柄的前端；以及一个气动的驱动组件，该驱动组件设置在所述手柄的内部空间中，所述气动的驱动组件包括一个涡轮，其中所述涡轮通过一个直接的驱动连接将转动能量传输给所述叶轮轴。
56.如权利要求55的设备，其特征在于，所述涡轮包括一个与所述叶轮轴耦合并一起转动的星形轮，并且所述气动的驱动组件包括一个朝着所述星形轮开口的喷嘴以将气流导向该星形轮。
57.如权利要求56的设备，其特征在于，所述喷嘴的横截面沿着朝向星形轮的方向逐渐收缩，因此气流通过喷嘴时会加速地流向星形轮。
58.如权利要求56的设备，其特征在于，所述叶轮轴是空心的并且适于从晶状体囊中汲取液体，该设备还包括一个挡液装置，该挡液装置围绕在叶轮轴上并且阻挡住抽吸液使其不和用于推动星形轮的气体相混合。
59.如权利要求58的设备，其特征在于，挡液装置包括多个挡液轴承。
60.如权利要求55的设备，其特征在于，所述叶轮包括一个或多个叶片，每个所述叶片包括第一和第二部分，其中所述叶片的第一部分从所述叶轮轴的远端大体上径向地延伸，而所述叶片的第二部分从所述叶片的第一部分的朝外边缘上轴向地朝远端方向延伸。
61.如权利要求60的设备，其特征在于，所述各叶片的尺寸和形状大体相同，这些叶片对称于所述叶轮轴的远端端头而分布，并且从叶轮轴上的大致为轴向的平直部分上延伸出来。
62.如权利要求55的设备，其特征在于，该设备还包括一个用于使所述驱动组件产生轴向运动的平移装置，所述平移装置至少有一部分设置在所述手柄的内部空间中。
63.如权利要求62的设备，其特征在于，所述平移装置包括一个可膨胀的气囊，该气囊设置在所述手柄后端和所述驱动组件之间。
64.如权利要求63的设备，其特征在于，所述设备包括至少一个弹簧，该弹簧在所述气囊不膨胀时将驱动组件偏置缩进到接近所述手柄后端的位置上。
65.如权利要求55的设备，其特征在于，所述细长探针还包括一个管形护套，该护套包括一个具有顶点的嘴，该顶点延伸到正在运转的所述叶轮的远端端头之外因而将该叶轮的第一侧屏蔽住，其中，由于所述嘴是倾斜了一个角度的，因此一部分所述叶轮延伸到该嘴所确定的平面之外，于是该叶轮可以和晶状体相接触并对其进行减缩。
66.如权利要求55的设备，其特征在于，所述叶轮轴是空心的，并且所述叶轮的形状设计成当其转动时会汲取液流流向该叶轮。
67.如权利要求55的设备，其特征在于，所述细长探针的形状大致是直的。
68.如权利要求55的设备，其特征在于，所述细长探针的形状是弯曲的。
69.一种用于从哺乳动物眼睛的晶状体囊中对眼晶状体进行减缩的设备，该设备包括一个可以插入到晶状体囊内的细长探针，该探针确定一个纵轴，该探针包括一个叶轮轴，该叶轮轴的远端端头上设有一个晶状体减缩头，其中所述叶轮的转动轴线与所述纵轴大致重合；一个手柄，该手柄具有一个内部空间、一个前端、和一个后端，其中所述细长探针的近端部分延伸穿过所述手柄的前端；以及一个驱动组件，该驱动组件设置在所述手柄的内部空间中，该驱动组件与所述叶轮轴的近端部分功能上相连接，因此当所述驱动组件运转时所述叶轮轴便转动起来；以及一个平移装置，该平移装置至少有一部分设置在所述手柄的内部空间中，该平移装置与所述驱动组件相连接并且使其产生轴向运动。
70.如权利要求69的设备，其特征在于，所述驱动组件是气动的，所述气动的驱动组件包括一个涡轮，其中所述涡轮通过一个直接驱动连接件将转动能量传输给所述叶轮轴。
71.如权利要求69的设备，其特征在于，所述平移装置包括一个可膨胀的气囊，该气囊设置在所述手柄后端和所述驱动组件之间。
72.如权利要求71的设备，其特征在于，所述设备包括一种构件，以当所述气囊不膨胀时使驱动组件缩进到接近所述手柄后端的位置上。
73.如权利要求72的设备，其特征在于，所述构件包括至少一个将所述驱动组件偏置到缩进位置的弹簧。
74.如权利要求71的设备，其特征在于，所述气囊包括一个圆筒形壁；一个所述气囊圆筒形壁的封闭的远端端头，该封闭的远端端头贴近所述驱动组件的近端端头，其中所述圆筒形壁以及所述封闭的远端端头确定一个气囊内部；以及一个所述气囊的敞开的近端端头，该近端端头带有一个径向地朝内延伸的凸缘，该凸缘支靠着所述手柄后端而密封起来。
75.如权利要求74的设备，其特征在于，该设备还包括一个穿透所述手柄后端的孔，该孔适于将一个压缩气体源连接到所述气囊的内部以使所述气囊膨胀。
76.如权利要求69的设备，其特征在于，叶轮轴是空心的并适于从晶状体囊中抽吸液体，该设备还包括一个挡液装置，该挡液装置围绕在叶轮轴上并且阻挡住抽吸液使其不和用于使所述气囊膨胀的气体相混合。
77.如权利要求69的设备，其特征在于，所述细长探针还包括一个管形的护套，该护套设置在一部分叶轮轴的周围，其中所述护套的近端端头固定在所述手柄上，因此当所述驱动组件轴向平移时所述护套和所述手柄相对于所述驱动组件及所述叶轮轴来说仍然保持不动。
78.如权利要求69的设备，其特征在于，该设备还包括一个管形的护套，该护套设置在一部分叶轮轴的周围；一个冲洗通道，该通道包括一个和所述管形护套的近端开口液流相通的出口；以及一个抽吸通道，该通道包括一个和所述叶轮轴的近端开口液路相通的进口，所述叶轮轴是空心的并适于从晶状体囊中抽吸液体。
79.如权利要求78的设备，其特征在于，所述冲洗通道包括一个和冲洗液液源液路相通的进口；以及所述抽吸通道和一个负压源液路相通。
80.如权利要求78的设备，其特征在于，所述管形护套的近端端头固定在所述手柄上，因此当所述驱动组件轴向平移时所述护套和所述手柄相对于所述驱动组件及所述叶轮轴来说仍然保持不动。
81.如权利要求80的设备，该设备还包括一个位于所述管形护套内的冲洗管，该冲洗管要随着所述管形护套转动但可相对于所述叶轮轴进行平移，并且在所述叶轮轴和所述冲洗管之间设有一个轴承。
82.如权利要求81的设备，其特征在于，所述轴承基本上把由所述叶轮轴和所述冲洗管所确定的环形空间堵塞住；以及在所述轴承附近的所述护套的管壁上有一个护套孔贯穿该管壁。
83.如权利要求69的设备，其特征在于，所述细长探针的形状一般是弯曲的。
84.一种用于从哺乳动物眼睛的晶状体囊中对眼晶状体进行减缩的设备，该设备包括一个可以插入到晶状体囊内的细长探针，该探针包括i.一个外部管形护套，该护套包括一个贯穿整个护套的内孔；ii.一个空心的具有一个腔道的叶轮轴，该叶轮轴设置在所述外部管形护套内，该叶轮轴具有一个设在它的远端端头上的叶轮；iii.一个冲洗管，该冲洗管位于所述管形护套内并且随着该管形护套转动；以及iv.一个轴承，该轴承设置在所述叶轮轴和所述冲洗管之间；一个手柄，该手柄具有一个内部空间，所述细长探针的近端部分延伸在该空间中；一个用于促使所述叶轮轴转动的驱动组件；一个冲洗通道，该冲洗通道设置在所述手柄的内部空间中，该冲洗通道与一个形成于所述细长探针内的环形空间液路相通，该环形空间位于所述冲洗管和所述叶轮轴之间；以及一个抽吸通道，该抽吸通道设置在所述手柄的内部空间中，该抽吸通道与所述叶轮轴中的腔道液路相通。
85.如权利要求84的设备，其特征在于，驱动组件设置在所述手柄的内部空间内并且与所述叶轮轴的近端部分相连接，因此在所述驱动组件运转时所述叶轮轴便进行转动；以及一个平移装置至少部分地设置在所述手柄的内部空间内，该平移装置与所述驱动组件相连接以使该驱动组件发生轴向位移。
86.如权利要求85的设备，其特征在于，所述驱动组件是气动的并且包括一个涡轮，该涡轮通过一个直接的驱动连接传输转动能量给所述叶轮轴。
87.如权利要求85的设备，其特征在于，所述平移装置包括一个可膨胀的气囊，该气囊设置在所述手柄后端和所述驱动组件之间。
88.如权利要求87的设备，其特征在于，所述设备包括一个弹簧，该弹簧在所述气囊不膨胀时将所述驱动组件偏置缩进到邻近所述手柄后端的位置上。
89.如权利要求85的设备，其特征在于，所述冲洗通道包括一个从所述手柄后端延伸出的管子，该管子和所述驱动组件相连接并且随着该驱动组件一起平移，该管子还与一个液体供应管相连接。
90.如权利要求89的设备，在该设备的所述管子上还包括一个管接头，该管接头安置在手柄后端的一个台阶凹槽内，而位于台阶凹槽和管接头之间的弹簧则将该管接头向近端方向偏置。
91.如权利要求85的设备，其特征在于，所述抽吸通道包括一个从所述手柄后端延伸出的管子，该管子和所述驱动组件相连接并且随着该驱动组件一起平移，该管子还与一个负压源相连接。
92.如权利要求91的设备，在该设备的所述管子上还包括一个管接头，该管接头安置在手柄后端内的一个台阶凹槽内，而位于台阶凹槽和管接头之间的弹簧则将该管接头向近端方向偏置。
93.一种医疗设备，该设备包括一个可以插入到体内的细长探针，该探针确定一个纵向轴线，所述探针包括一个空心轴，该空心轴确定了一个腔道，该空心轴的远端端头上具有一个工具，其中所述工具的转动轴线和所述纵向轴线大致重合；一个手柄，该手柄具有一个内部空间和一个前端，其中所述细长探针的近端部分延伸穿过所述手柄的前端并且进入所述手柄的内部空间；一个驱动组件，该驱动组件设置在所述手柄的内部空间中，该驱动组件与所述叶轮轴的近端部分连接，因此当所述驱动组件运转时所述叶轮轴便转动起来；一个冲洗通道，该冲洗通道设置在所述手柄的内部空间中，该冲洗通道与一个形成于所述细长探针内的冲洗管道液路相通；一个抽吸通道，该抽吸通道设置在所述手柄的内部空间中，该抽吸通道与所述叶轮轴中的腔道液路相通；以及一个围绕在所述叶轮轴上的挡液装置，该挡液装置位于所述驱动组件和所述手柄的前端之间，该挡液装置在冲洗通道和抽吸通道之间形成了一个屏障。
94.如权利要求93的设备，其特征在于，该设备还包括一个用于使所述驱动组件产生轴向运动的平移装置，所述平移装置至少有一部分设置在所述手柄的内部空间中。
95.如权利要求94的设备，其特征在于，所述平移装置包括一个可膨胀的气囊，该气囊设置在所述手柄后端和所述驱动组件之间。
96.如权利要求95的设备，其特征在于，该装置还包括一个贯穿所述手柄后端而延伸出来的孔，该孔适于将一个压缩气体源连接到所述气囊内部以使所述气囊膨胀。
97.如权利要求96的设备，其特征在于，所述挡液装置还各在冲洗通道、抽吸通道和压缩气体推动之间形成了一个屏障。
98.如权利要求93的设备，其特征在于，所述细长探针还包括一个管形护套，该管形护套包括一个嘴，该嘴具有一个顶点，当所述工具运转时，所述嘴的顶点延伸超出所述工具而将所述工具的第一侧屏蔽起来，其中所述嘴是带有斜角的，因此所述工具的一部分超出所述嘴所确定的平面，而允许该工具和晶状体相接触并对其进行减缩。
99.如权利要求98的设备，其特征在于，该设备还包括一个用于使所述驱动组件产生轴向运动的平移装置，所述平移装置至少有一部分设置在所述手柄的内部空间中，其中所述管形护套的近端端头固定在所述手柄上，因此当所述驱动组件轴向平移时所述护套和所述手柄相对于所述驱动组件及所述空心轴来说仍然保持不动。
100.如权利要求99的设备，其特征在于，该设备还包括一个位于所述管形护套内的冲洗管，该冲洗管要随着所述管形护套转动但可相对于所述空心轴进行平移，并且在所述空心轴和所述冲洗管之间设有一个轴承。
101.如权利要求93的设备，其特征在于，所述工具包括一个或多个叶片，每个所述叶片包括第一和第二部分，其中所述叶片的第一部分从所述工具轴的远端大体上径向地延伸，而所述叶片的第二部分从所述叶片的第一部分的朝外的边缘上轴向地朝远端方向延伸。
102.如权利要求101的设备，其特征在于，所述工具与所述空心轴形成为一个整体。
103.一种可变速气动涡轮系统，该涡轮系统包括一个涡轮，该涡轮位于一个外壳中；一个气动系统，该气动系统包括一个气动能量源和一个气动输送管线，该输送管线将所述气动能量源和所述涡轮外壳中的一个喷嘴功能上连接起来，所述喷嘴设计用于将一股来自气动能量源的气流冲击到所述涡轮上；一个气动能量控制器，该控制器和所述气动系统功能上相连，该控制器可以有控制地向所述涡轮输送出第一、第二、和第三区域的气动能量，所述气动能量的第一区域包括可以克服所述涡轮的静态摩擦的气动能量脉冲；所述气动能量的第二区域包括一个由处于第二区域水平的气动能量和气动能量脉冲所合成的气动能量，所述第二区域水平的气动能量足以保持所述涡轮的转动，而所述气动能量脉冲则可克服涡轮一旦停止转动时的静态摩擦；所述第三区域包括一个可变水平的气动能量，该可变水平的气动能量的最低水平至少要等于气动能量的第二区域水平。
全文摘要
本发明涉及一种用于从哺乳动物的眼睛中摘除晶状体的系统(20),该系统(20)包括一个晶状体摘除设备(30),该设备(30)具有一个用于穿透晶状体囊的探针(28)。探针(28)包括一个护套(120),该护套(120)无论何时都遮盖在一个可转动的叶轮(128)的外面,该叶轮(128)可以和护套(120)一起在气动力的作用下推进到晶状体摘除位置上。设备手柄内装有一个气动涡轮,该涡轮带动叶轮(128)旋转。该设备还能够进行冲洗及抽吸以使晶状体组织的摘除易于进行。该涡轮由脉动的空气来驱动以克服静态摩擦。该设备上还设有一个清洗/保护帽,在系统投入使用之前用该清洗/保护帽来帮助驱除系统中的气泡。该系统还设有一个带有脚踏板作动器(32)的操作系统。
文档编号A61F9/007GK1348342SQ00806357
公开日2002年5月8日 申请日期2000年2月16日 优先权日1999年2月17日
发明者迈克尔·米特尔施泰恩, 约翰·T·索伦森, 苏海拉·米尔哈希米, 詹姆斯·B·格尔戈, 约翰·I·穆瑞, 罗杰·F·埃瑟林顿, 约翰·A·里普利 申请人:奥普特克斯眼科公司