аспирационный насос для офтальмохирургических систем

Формула изобретения

Перистальтический насос для офтальмохирургической системы, состоящий из вращающегося ротора, на котором на одинаковом расстоянии расположены ролики, прижимающие в каждой точке контакта рабочий элемент в виде гибкой аспирационной трубки к статору, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным ротором, на котором на одинаковом расстоянии расположены ролики, при этом ролики одного ротора смещены по отношению к роликам второго ротора на половину угла между двумя роликами таким образом, что оси роликов первого ротора расположены посередине осей роликов второго ротора, а в рабочий элемент введена дополнительная трубка тех же диаметра и длины, которая прижимается роликами второго ротора к статору, при этом трубки по концам соединены тройниками в единую магистраль.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине, а именно к офтальмологии, и может быть использовано для аспирации фрагментов хрусталика, стекловидного тела, жидкостей из глазного яблока.

В настоящее время большинство операций по удалению хрусталика, стекловидного тела выполняют с использованием высокотехнологичных офтальмохирургических систем (факоэмульсификаторы, витрэктомические системы, ирригационно-аспирационные системы).

Независимо от механизма разрушения хрусталика (ультразвуковая эмульсификация, лазерная факофрагментация, гидромониторная эмульсификация) и стекловидного тела (механическое отрезание витректором) требуется система для аспирации разрушенных структур, основным элементом которой является аспирационный насос.

В офтальмохирургических системах используются два типа аспирационных насосов: вакуумные и потоковые.

Потоковый насос позволяет поддерживать заданную производительность аспирации, в то время как уровень вакуума в системе может изменяться с изменением условий оттока жидкости (от минимума при открытом аспирационном отверстии рабочего инструмента до заданного хирургом предела вакуума при окклюзии аспирационного отверстия).

Типичным примером потокового насоса является перистальтический насос, который чаще всего используется в современных факоэмульсификаторах (Seibel B. Phacodynamics: mastering the tools and techniques of phacoemulsification surgery. 4^th ed. Thorofare, NJ: SLACK Incorporated, 2005. - 16 p.). Перистальтический насос состоит из вращающегося ротора, на котором на одинаковом расстоянии установлены ролики, зажимающие гибкую трубку (рабочий элемент) между корпусом насоса (или прижимом) и роликами. Вращение ротора вызывает перистальтическую волну, которая направляет жидкость в направлении вращения насоса (Азнабаев Б.М. Ультразвуковая хирургия катаракты - факоэмульсификация. М.: Август Борг, 2005. - С.6-8).

Преимущества перистальтического насоса:

- надежность, простота эксплуатации;

- возможность реверсивной работы (т.н. рефлюкс);

- нет необходимости использования дренажных кассет;

- возможность многократной стерилизации рабочего элемента насоса, например силиконовой трубки.

Перистальтический насос считается более «мягким» (комфортным), безопасным, в отличие от вакуумных насосов не вносит быстрых изменений в гидродинамику операции, ниже вероятность случайной аспирации и повреждения радужки, капсулы хрусталика, сетчатки.

Современные перистальтические насосы имеют большой ассортимент конструктивного исполнения и предназначения, но все они имеют недостаток в том, что поток перекачиваемой жидкости имеет гидродинамическую пульсацию, что приводит к ложным срабатываниям автоматической системы микропроцессорного управления потоком.

Датчики вакуумной автоматики офтальмохирургических систем реагируют на характерную для перистальтических насосов пульсацию, регистрируя любые изменения. Таким образом, производители офтальмохирургических систем вынуждены повышать («загрублять») порог чувствительности системы на сброс разряжения (вакуума) при пропадании окклюзии, иначе при более чувствительной настройке имеет место «ложное срабатывание», то есть микропроцессорная система улавливает малейшее падение разряжения, при котором система должна отреагировать, - дать команду на полный сброс вакуума. Но, поскольку эта величина равна колебательным явлениям в аспирационной системе при работе перистальтического насоса, приходится «загрублять» порог чувствительности автоматики, чтобы исключить «ложное срабатывание». С другой стороны, чем быстрее микропроцессорная система отследит пропадание окклюзии, тем быстрее она отреагирует и выдаст команду на сброс вакуума во избежание коллапса передней камеры. Поэтому необходимо стремиться не «загрублять» систему, а бороться с пульсацией перистальтического насоса, что позволит сделать систему более чувствительной и создаст условия для поддержания стабильной передней камеры.

Еще одной проблемой является следующее. Чем меньше количество роликов на роторе насоса, тем производительнее насос, меньше по частоте пульсация, однако амплитуда такой пульсации выше. Обратная картина наблюдается при большем количестве роликов - за счет роста частоты и уменьшения объема перистальтической камеры амплитуда пульсации уменьшается, но при этом страдает производительность насоса.

За прототип принят перистальтический насос в составе офтальмохирургической системы, состоящий из вращающегося ротора, на котором на одинаковом расстоянии расположены 5 роликов, прижимающих к статору рабочий элемент - гибкую силиконовую трубку аспирации в каждой точке контакта ролика со статором (Азнабаев Б.М. Ультразвуковая хирургия катаракты - факоэмульсификация. М.: Август Борг, 2005. - С.7).

Задачей изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик перистальтического насоса путем существенного уменьшения амплитуды пульсаций жидкости в аспирационной линии, позволяющего повысить чувствительность системы вакуумной автоматики на пропадание окклюзии без риска ложного ее срабатывания, а также увеличение производительности насоса.

Техническим результатом, достигаемым при использовании изобретения, является уменьшение травмирующего гидродинамического воздействия на ткани глаза за счет создания равномерного аспирационного потока, использования более чувствительной вакуумной автоматики, минимизирующей перепады внутриглазного давления в ходе операции.

Указанный технический результат достигается тем, что перистальтический насос для офтальмохирургической системы, состоящий из вращающегося ротора, на котором на одинаковом расстоянии расположены ролики, прижимающие в каждой точке контакта рабочий элемент в виде гибкой аспирационной трубки к статору, согласно изобретению снабжен дополнительным ротором, на котором на одинаковом расстоянии расположены ролики, при этом ролики одного ротора смещены по отношению к роликам второго ротора на половину угла между двумя роликами таким образом, что оси роликов первого ротора расположены посередине осей роликов второго ротора, а в рабочий элемент введена дополнительная трубка тех же диаметра и длины, которая прижимается роликами второго ротора к статору, при этом трубки по концам соединены тройниками в единую магистраль.

В предлагаемом двухканальном перистальтическом насосе увеличение количества роторов не только увеличивает производительность насоса, но и, что наиболее важно, минимизирует гидродинамическую пульсацию в аспирационной магистрали за счет смещения роторов по отношению друг к другу и выполнения рабочего элемента в виде двух трубок одинакового диаметра и длины, соединенных тройниками в единую магистраль.

На Фиг.1 изображен двухканальный аспирационный насос для офтальмохирургических систем, имеющий ротор 1 с роликами 2, дополнительный ротор 3 с роликами 4, которые смещены по отношению к роликам 2 ротора 1 на половину угла между двумя роликами таким образом, что оси роликов 2 ротора 1 расположены посередине осей роликов 4 ротора 3. Рабочий элемент 5, состоящий из двух трубок одинаковых длины и диаметра, прижимается роликами 2 и 4 каждого из роторов 1 и 3 к статору 6. Роторы 1 и 3 приводятся в движение приводом (электродвигателем) 7.

На Фиг.2 изображен рабочий элемент, состоящий из двух гибких силиконовых трубок 5 одинаковых длины и диаметра и тройников 8, соединяющих эти трубки 5 в единую магистраль 9.

На Фиг.3 изображена схема расположения роликов 2 и 4 двухканального перистальтического насоса друг относительно друга в соответствии с положениями данного изобретения.

Использование изобретения происходит следующим образом. Включают и подготавливают к работе офтальмохирургическую систему, в составе которой имеется микропроцессорное устройство со специальным программным обеспечением для управления производительностью аспирационного насоса и контроллер (например, педаль) с линейно изменяемой выходной характеристикой.

Заправляют аспирационные трубки 5 рабочего элемента на ролики 2 ротора 1 и ролики 4 ротора 3 двухканального перистальтического насоса, соединенного с электродвигателем 7. Закрывают прижимное устройство - статор 6.

В зависимости от клинической ситуации и предпочтений хирурга устанавливают производительность аспирации (от 1 до 100 мл/мин), предел вакуума (от 0 до 600 мм рт.ст.).

При выполнении вмешательств на глазном яблоке (факоэмульсификация, витрэктомия) предлагаемым аспирационным насосом создают аспирационный поток с заданными параметрами на этапах удаления патологически измененных структур глаза (эмульсия мутного хрусталика, витреальные массы), а также временных заменителей внутриглазных сред (вискоэластики, перфторорганические соединения, силиконовое масло) через аспирационное отверстие рабочего инструмента (рукоятки факоэмульсификатора, витреотома, аспирационной канюли бимануальной аспирационно-ирригационной системы) и аспирационную магистраль в емкость с отработанной жидкостью.

Эффективность предлагаемого аспирационного насоса иллюстрируется следующими клиническими примерами.

Пример 1. Пациент К., 50 лет, диагноз: OD - Незрелая возрастная катаракта. Острота зрения до операции OD 0,02 не корригирует; плотность эндотелиальных клеток роговицы 2500 кл/мм² . Выполнена факоэмульсификация на офтальмохирургической системе с предлагаемым перистальтическим насосом. Параметры факоэмульсификации: режим ультразвука импульсно-модулированный, мощность ультразвука - 30%, длительность импульса - 10 мс, режим аспирации постоянный (в зависимости от степени нажатия педали во второй позиции производительность аспирации не меняется), производительность - 28 мл/мин. Эквивалентное время ультразвука в конце операции составило 4 с. Имплантирована гибкая ИОЛ. Операция и послеоперационный период протекали без осложнений. Острота зрения OD на следующий день после операции 1,0 без коррекции. Плотность эндотелиальных клеток через 3 месяца после операции - 2350 кл/мм² (потеря 6%).

Пример 2. Пациентка Б., 72 лет, диагноз: OD - Идиопатический макулярный разрыв. Локальная тракционная отслойка сетчатки. Неполная осложненная катаракта. До операции острота зрения OD - 0,01 не корригирует, внутриглазное давление - 17,0 мм рт.ст. Выполнена операция факоэмульсификация катаракты с имплантацией ИОЛ, субтотальная витрэктомия с удалением внутренней пограничной мембраны стекловидного и тампонадой газовоздушной смесью на офтальмохирургической системе с предлагаемым перистальтическим насосом. Верхняя прямая мышца взята на шов-держалку. Передняя камера вскрыта тоннельным разрезом у лимба на 9 ч шириной 2,75 мм. Парацентезы в меридианах 2 и 11 часов. Круговой капсулорексис, гидродиссекция. Параметры факоэмульсификации: режим ультразвука импульсно-модулированный, мощность ультразвука - 30%, длительность импульса - 10 мс, режим аспирации линейный (в зависимости от степени нажатия педали во второй позиции меняется производительность аспирации от 0 до предустановленного значения, в данном случае - до 28 мл/мин). Эквивалентное время ультразвука на этапе факоэмульсификации составило 3 с. Имплантирована гибкая ИОЛ. Затем выполнены разрезы конъюнктивы в 2 мм от лимба на меридианах 2 и 10 часов, диатермокоагуляция. Острым путем пройдена плоская часть цилиарного тела в 4 мм от лимба. В подготовленные доступы введены рабочие инструменты: наконечник ирригации (фиксирован к склере перекидным швом 8,0), эндоосветитель и витреотом. Произведена закрытая субтотальная витрэктомия с частотой 1000 резов в минуту, режим аспирации - постоянный, производительность 15 мл/мин, до появления розового рефлекса с глазного дна и визуализации сетчатки. Задняя гиалоидная мембрана отслоена от диска зрительного нерва до средней периферии сетчатки и иссечена при помощи витреотома. Витреальная полость заполнена газовоздушной смесью. Разрезы склеры герметизированы узловыми швами. На конъюнктиву наложен непрерывный шов. Операция и послеоперационный период без осложнений. При выписке: острота зрения 0,1 не корригирует, внутриглазное давление - 15 мм рт.ст., диск зрительного нерва бледно-розовый, границы четкие, сосуды спазмированы, сетчатка прилежит во всех секторах, разрыв в макулярной области адаптирован.

Клиническое применение офтальмохирургических систем с предлагаемым аспирационным насосом в Центре восстановления зрения «Опти-мед» (г.Уфа) на 16 глазах показало, что за счет равномерных аспирационных потоков без гидродинамических пульсаций и применения более чувствительной вакуумной автоматики снижается количество интра- и послеоперационных осложнений при выполнении факоэмульсификации и витрэктомии.