專利名稱：可變頻率超聲乳化機(jī)頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及眼科顯微手術(shù)器械，并且更特別地涉及在眼科手術(shù)中使用的超聲乳化機(jī)頭。
背景技術(shù)：
本部分提供與本公開有關(guān)的背景知識(shí)，不必須構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。眼科手術(shù)通常涉及切除或乳化需要從眼睛去除的組織，例如在白內(nèi)障手術(shù)中。使用超聲乳化機(jī)頭進(jìn)行外科手術(shù)，超聲乳化機(jī)頭包括在遠(yuǎn)端帶有切割器的針頭并且被通過切口插入眼睛內(nèi)。針頭的切割末端振蕩以建立用于組織破碎的切割動(dòng)作。針頭的振蕩特性還在針頭的末端附近誘導(dǎo)空穴。出于效率原因，商業(yè)上可得到的超聲乳化機(jī)頭被設(shè)計(jì)成在基于超聲乳化機(jī)頭幾何形狀的單一固定共振頻率下操作。因此，每個(gè)機(jī)頭設(shè)計(jì)具有單一振蕩頻率和與所述固定的共振頻率有關(guān)的空穴誘導(dǎo)乳化的固定程度。

發(fā)明內(nèi)容
本部分提供本公開的總體概述，并不是其整體范圍或所有特征的全面公開。本公開涉及一種用于振蕩在眼科手術(shù)中使用的超聲乳化機(jī)頭的系統(tǒng)。根據(jù)本公開的一個(gè)方面， 提供的超聲乳化系統(tǒng)包括超聲乳化機(jī)頭和控制系統(tǒng)。超聲乳化機(jī)頭具有連接至換能器的喇叭形件，換能器被配置成將交流電轉(zhuǎn)換成所述喇叭形件的機(jī)械振蕩(oscillation)。超聲乳化機(jī)頭還包括被附接至所述喇叭形件上的超聲乳化針頭。超聲乳化針頭包括流體和/或乳化組織可以被抽吸通過的通道。有時(shí)，套管被圍繞著超聲乳化針頭共軸布置，以在超聲乳化針頭和套管之間限定出環(huán)形通道，用于將灌注流體灌注至手術(shù)位置。超聲乳化針頭通過所述喇叭形件的振蕩而震動(dòng)。針頭震動(dòng)在所述超聲乳化針頭的末端附近提供組織的切割和 /或誘導(dǎo)空穴。超聲乳化系統(tǒng)還包括控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)具有控制臺(tái)，控制臺(tái)包括與所述超聲乳化機(jī)頭的換能器連接的關(guān)聯(lián)驅(qū)動(dòng)電路?？刂葡到y(tǒng)被配置成選擇性地調(diào)節(jié)換能器的操作 (振蕩)頻率以及改變所述超聲乳化針頭的操作頻率，從而提高或降低機(jī)械切割性能和空穴誘導(dǎo)性能。根據(jù)本公開的另一個(gè)方面，提供了一種用于操作控制超聲乳化機(jī)頭的控制系統(tǒng)的方法。所述方法包括操作與所述換能器連接的控制系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電路，使所述換能器在所選操作頻率下振蕩。所述方法還包括監(jiān)視所述換能器的振蕩，從而確定所述換能器是否已經(jīng)在同一操作頻率下連續(xù)振蕩超過最長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間。在確定了所述換能器已經(jīng)在同一操作頻率下連振蕩動(dòng)超過最長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間后，所述方法控制控制系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電路自動(dòng)改變所述換能器的操作頻率。其它的可適用區(qū)域從這里提供的描述中變得很顯然。本概述中的描述和特殊示例只用于示意目的并不意于限制本公開的范圍。


這里描述的附圖只用于示意所選擇的實(shí)施例并不是所有可能的實(shí)施方式，并且不意于限制本公開的范圍。圖1示出了根據(jù)本公開的原理的包括超聲乳化機(jī)頭的剖視圖的超聲乳化 (phacoemulsification)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例；圖2示出了根據(jù)本公開的原理的在圖1中示出的超聲乳化機(jī)頭的剖視圖；圖3示出了用于根據(jù)本公開的原理的超聲乳化針頭的機(jī)械破碎和空穴誘導(dǎo)乳化的水平的比較以及它們的比值的圖示；以及圖4示出了根據(jù)本公開的原理的用于控制超聲乳化機(jī)頭的控制系統(tǒng)的操作方法的流程圖。貫穿附圖的不同視圖，相應(yīng)的參考標(biāo)記不是相應(yīng)的部分。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將參考附圖更完整地描述示例實(shí)施例。下面的實(shí)施例的描述只提供用于示意和說明目的。它們不意于窮舉或限制本發(fā)明。特殊實(shí)施例的個(gè)別元件或特征通常不被限制于所述特殊實(shí)施例，但可適用時(shí)，它們是可互換的并且可以用于所選擇的實(shí)施例中，即使沒有特別示出或描述。它們還可以以多種方式變化。這種變化不應(yīng)被認(rèn)為偏離本發(fā)明，并且所有這種修改意于包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。參考圖1，超聲乳化系統(tǒng)100包括用于控制超聲乳化機(jī)頭120的控制系統(tǒng)110。超聲乳化系統(tǒng)100通常包括超聲乳化機(jī)頭120，超聲乳化機(jī)頭120具有連接至換能器124的喇叭形件(horn) 122，換能器IM被配置成將高頻交流電轉(zhuǎn)換成喇叭形件122的機(jī)械振蕩。 圖中只示出了一個(gè)換能器124，但典型地多個(gè)換能器IM被堆疊在一起。超聲乳化機(jī)頭120 還包括附接至喇叭形件122上的超聲乳化針頭126。超聲乳化針頭1 在其內(nèi)部具有通道 128，流體和/或乳化組織可以被抽吸通過該通道。超聲乳化機(jī)頭還可以包括套管132，其被圍繞著超聲乳化針頭126共軸布置以在超聲乳化針頭1 和套管132之間限定出環(huán)形通道 134。因此，套管132提供用于將灌注流體引入手術(shù)位置的灌注流體通道134。超聲乳化針頭1 被制成通過喇叭形件122的振蕩而震動(dòng)，以在超聲乳化管末端附近提供組織的切割和/或誘導(dǎo)空穴。喇叭形件122的振蕩由換能器124引起。超聲乳化針頭126的震動(dòng)導(dǎo)致手術(shù)位置處的組織的破碎和乳化。超聲乳化系統(tǒng)還包括控制系統(tǒng)110，控制系統(tǒng)110包括控制臺(tái)112，控制臺(tái)112具有與超聲乳化機(jī)頭120的換能器IM連接的關(guān)聯(lián)驅(qū)動(dòng)電路114。關(guān)聯(lián)驅(qū)動(dòng)電路114與電源 (圖中未示出)連接，并且被配置成提供可變頻率的交流電以在選擇的操作頻率下驅(qū)動(dòng)或激勵(lì)換能器124。控制系統(tǒng)110被配置成控制關(guān)聯(lián)驅(qū)動(dòng)電路114，以部分地基于控制系統(tǒng) 110的輸入選擇性地調(diào)節(jié)換能器124的操作頻率。因此，控制系統(tǒng)110被配置成改變超聲乳化針頭126的震動(dòng)，以提高或降低超聲乳化針頭126的機(jī)械切割性能和/或空穴誘導(dǎo)性能。控制系統(tǒng)110還從操作者接收輸入，例如以允許選擇特殊的操作頻率。輸入可以通過輸入裝置116提供，輸入裝置116可以包括與控制臺(tái)112關(guān)聯(lián)的鍵盤或顯示裝置或者控制臺(tái)112上的按鈕(圖中未示出)，例如?？刂葡到y(tǒng)110可以還包括腳踏板118，操作者可以壓下或釋放腳踏板118以提供輸入至控制電路110用于調(diào)節(jié)換能器124的操作頻率。參考圖2，超聲乳化機(jī)頭裝置包括機(jī)械連接至一個(gè)或多個(gè)換能器IM上的喇叭形件122，換能器IM將高頻交流電轉(zhuǎn)換成15至60千赫(kHz)范圍內(nèi)的機(jī)械震動(dòng)。用于產(chǎn)生震動(dòng)或振蕩的換能器1 可以是磁致伸縮換能器或壓電換能器。如果是磁致伸縮換能器， 被流經(jīng)磁致伸縮換能器的線圈的高頻電流誘導(dǎo)的磁場(chǎng)激發(fā)振蕩。如果是壓電換能器，施加到壓電換能器的晶體上的電流導(dǎo)致晶體縮短。施加到晶體上的高頻交流電導(dǎo)致壓電晶體在所施加的電流的頻率下振蕩。當(dāng)振蕩在由換能器124的材料與喇叭形件及針頭結(jié)合構(gòu)成的振蕩路徑的共振頻率下產(chǎn)生時(shí)，轉(zhuǎn)換成機(jī)械振幅是最佳的并且產(chǎn)生的熱最少。超聲乳化機(jī)頭裝置120還包括附接至喇叭形件IM上的超聲乳化針頭126，并且具有形成在針頭1 和喇叭形件IM中的通道128，流體和/或乳化組織可以被抽吸通過該通道。超聲乳化針頭1 可以由鈦或鈦合金，例如19或20號(hào)鈦制成。當(dāng)然針頭126也可以由其它金屬、陶瓷或可以適合于眼科手術(shù)的塑料形成。超聲乳化針頭1 被適于通過超聲乳化在眼科手術(shù)程序例如白內(nèi)障囊外摘除術(shù)中使用。為了通過小切口去除白內(nèi)障，必須將硬白內(nèi)障打碎成乳化物用于抽吸。超聲乳化針頭1 具有末端130，其可以快速地前后移動(dòng)以提供機(jī)械切割動(dòng)作，或錘擊效應(yīng)，用于破壞組織。超聲乳化針頭126的前后移動(dòng)被定義為行程長(zhǎng)度或縱向移動(dòng)(excursion)，其可以在5至100微米范圍內(nèi)。由行程長(zhǎng)度導(dǎo)致的機(jī)械破碎與超聲乳化針頭126震動(dòng)的操作頻率相關(guān)。超聲乳化針頭1 通過連接至換能器IM 的喇叭形件122的機(jī)械振蕩而震動(dòng)。雖然本示例指向線性振蕩，但本發(fā)明還可以應(yīng)用于針頭的扭轉(zhuǎn)或橫向振蕩，如已知的那樣。超聲乳化機(jī)頭裝置120還可以包括套管132，其被圍繞著超聲乳化針頭1 共軸布置以在超聲乳化針頭126和套管132之間限定出環(huán)形通道134，用于將灌注流體引入手術(shù)位置。傳遞至手術(shù)位置處的灌注流體可以是平衡鹽溶液，例如。因而，灌注流體可以被經(jīng)由套管132灌注至靠近超聲乳化針頭末端130的手術(shù)位置，并且流體或乳化物可以被抽吸通過超聲乳化針頭126中心的通道128。超聲乳化針頭126的震動(dòng)或振蕩在與組織接觸時(shí)導(dǎo)致直接機(jī)械切割或組織破碎， 并且還導(dǎo)致超聲能輻射至周圍的組織和流體中，導(dǎo)致空穴效應(yīng)?？昭ū欢x為在聲場(chǎng)的影響下液體中的微米級(jí)液泡的擴(kuò)大、振蕩和破裂萎縮(implosive collapse)，并且可以在超聲乳化針頭在超聲速度下移動(dòng)通過介質(zhì)時(shí)生成。當(dāng)形成的空穴液泡不再能夠維持自身時(shí)， 液泡或腔破裂?？焖俚目昭ㄎs可以產(chǎn)生沖擊波和液體的高速噴射，并且可以將顆粒加速至高速度。這些效應(yīng)可以提供用于對(duì)固體表面產(chǎn)生撞擊的機(jī)構(gòu)，微噴流(microiet)和沖擊波的撞擊可以造成表面的局部化腐蝕。因此，當(dāng)超聲乳化針頭126的末端130被與白內(nèi)障接觸或緊密靠近時(shí)，白內(nèi)障物質(zhì)被來自超聲乳化針頭126的機(jī)械切割能以錘擊的形式破壞，并且同時(shí)白內(nèi)障物質(zhì)被由超聲乳化針頭126的快速超聲運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的空穴液泡的破裂乳化。所有商業(yè)上可得到的超聲乳化機(jī)頭在單一固定共振頻率或用于每個(gè)行進(jìn)方向的單一固定共振頻率下操作。例如能夠縱向和扭轉(zhuǎn)震動(dòng)的機(jī)頭可以具有用于縱向震動(dòng)的一個(gè)共振頻率和用于扭轉(zhuǎn)震動(dòng)的第二共振頻率。因此，每個(gè)機(jī)頭設(shè)計(jì)具有與其操作頻率關(guān)聯(lián)的機(jī)械破碎水平和也與其操作頻率關(guān)聯(lián)的空穴誘導(dǎo)乳化水平。關(guān)于與針頭行程長(zhǎng)度關(guān)聯(lián)的機(jī)械破碎，破碎效果與操作頻率成正比。例如，如果20kHz機(jī)頭顯示1. 0的機(jī)械破碎效果，那么50kHz機(jī)頭顯示2. 5的機(jī)械破碎效果，因?yàn)獒橆^在50kHz下的移動(dòng)速度是針頭在20kHz 下移動(dòng)速度的2. 5倍(參考圖3的圖示)。另一方面，頻率與空穴誘導(dǎo)乳化之間的關(guān)系沒有清楚確定。均質(zhì)液體中產(chǎn)生的空穴液泡的直徑與振蕩發(fā)生器(例如，超聲乳化機(jī)頭的晶體換能器)的頻率成反比。另外，液泡破裂(也就是，它快速塌陷)時(shí)釋放的空穴能與液泡的體積成正比。因?yàn)榍虻捏w積與球直徑的立方成正比，所以空穴誘導(dǎo)乳化效果與操作頻率的立方成反比。例如，如果50kHz超聲乳化機(jī)頭顯示1. 0的乳化效果，則20kHz超聲乳化機(jī)頭將顯示約15. 6的乳化效果(也就是，1/2071/503 = 503/203 = 15. 6)。從以上得出，在給定頻率(F)下操作的機(jī)頭具有特定的或特有的機(jī)械破碎水平 (M)/空穴誘導(dǎo)乳化水平(C)的性能比M/C，此比值與F4(也就是，F(xiàn)/(l/F3))成正比。例如， 如果20kHz超聲乳化機(jī)頭具有1. 0的M/C，那么50kHz超聲乳化機(jī)頭具有39. 1的相對(duì)M/ C (也就是，504/204)。相比較來說，35kHz超聲乳化機(jī)頭具有9. 37的M/C (相對(duì)于20kHz機(jī)頭的1. 0的M/C)。換句話說，高頻機(jī)頭具有高機(jī)械性能和低空穴性能，而低頻機(jī)頭具有高空穴性能和低機(jī)械性能。參考圖3，其圖示示出了機(jī)械破碎和空穴誘導(dǎo)乳化的水平比較，以及性能比M/C和 C/M。此數(shù)據(jù)是以頻率為28. 5kHz的超聲乳化機(jī)頭為標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)。在15kHz處C/M比約12. 0 并且在60kHz處M/C比約19. 0，產(chǎn)生了 2 的總動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)范圍。根據(jù)本公開的一個(gè)方面，超聲乳化系統(tǒng)100包括被配置成用于為超聲乳化機(jī)頭 120提供可調(diào)節(jié)的超聲操作頻率的控制系統(tǒng)110。如圖1中所示，控制系統(tǒng)110包括控制臺(tái) 112，控制臺(tái)112具有與超聲乳化機(jī)頭120的換能器IM連接的關(guān)聯(lián)驅(qū)動(dòng)電路114?？刂葡到y(tǒng)110還包括輸入裝置116，輸入裝置116使操作者能夠提供用于選擇超聲乳化針頭120操作的特殊操作頻率、行程長(zhǎng)度或M/C比的輸入?？刂齐娐?10可以還包括腳踏板118，操作者可以壓下或釋放以提供輸入給控制電路110用于調(diào)節(jié)換能器IM的操作頻率?？刂葡到y(tǒng) 110被配置成用于接收換能器的理想操作頻率的輸入，并且用于在約15kHz直至約60kHz之間的范圍內(nèi)選擇性地調(diào)節(jié)操作頻率。控制系統(tǒng)110還被配置成調(diào)節(jié)操作頻率，至少是從額定操作頻率調(diào)節(jié)加或減最小10%。如上所述，超聲乳化針頭1 產(chǎn)生的機(jī)械破碎和空穴誘導(dǎo)乳化的水平都與操作頻率相關(guān)地確定。控制系統(tǒng)110允許超聲乳化系統(tǒng)100的操作者提供用于調(diào)節(jié)或選擇操作頻率的輸入，以獲得理想的“機(jī)械破碎/空穴誘導(dǎo)乳化”性能比(也就是，機(jī)械破碎水平相對(duì)于空穴誘導(dǎo)乳化水平的比)。用于眼科手術(shù)的有效操作范圍通常是上述的15kHz-60kHz范圍。然而有效的系統(tǒng)可以在更小范圍，例如換能器堆棧的額定或共振頻率(例如，28. 5kHz、40kHz等)偏離士 10%、士20或士30%，下操作。通過圍繞著換能器堆棧的額定頻率變化直接驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的非共振操作頻率，針頭末端的有效移動(dòng)或縱向運(yùn)動(dòng)也可實(shí)現(xiàn)，而不需要在堆棧上施加非常大的驅(qū)動(dòng)振幅。偏離額定頻率士 10%的范圍應(yīng)該也能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械破碎和空穴乳化之間的有效平衡。利用其中每個(gè)換能器不需要在額定的幾百赫茲范圍內(nèi)仍能實(shí)現(xiàn)有效移動(dòng)的換能器堆棧，這種直接驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)被最佳地實(shí)現(xiàn)。這種換能器可從商業(yè)上獲得并且包括可從Physik Instrumente(PI)GmbH & Co獲得的裝置。這樣， 直接驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)將不依賴于在目前的超聲乳化系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)的增幅，目前的超聲乳化系統(tǒng)通過在共振頻率下驅(qū)動(dòng)換能器堆棧以獲得針頭末端的有效移動(dòng)。醫(yī)師還可以提供理想比值的輸入，例如在圖3的圖示中示出的那些。其它可能的實(shí)施方式從上述的公開中應(yīng)該很顯然了。例如，可以提供根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)用于通過增加振蕩路徑的重量、長(zhǎng)度或通過幾何形狀的變化而機(jī)械地改變操作頻率。因此，控制系統(tǒng)110被配置成選擇性地調(diào)節(jié)換能器124的操作頻率以建立機(jī)械破碎水平相對(duì)于空穴誘導(dǎo)乳化水平的理性比。機(jī)械破碎水平和空穴誘導(dǎo)乳化水平都被與操作頻率相關(guān)地確定。機(jī)械破碎的水平與操作頻率成正比，并且空穴誘導(dǎo)乳化的水平與操作頻率成反比?？刂葡到y(tǒng)Iio還可以被配置成用于調(diào)節(jié)操作頻率以獲得超聲乳化針頭末端130 的理想的行程長(zhǎng)度，從而建立機(jī)械和空穴破碎水平的理性組合，以提供白內(nèi)障的最有效的切割。在本公開的另一方面中，控制系統(tǒng)還可以被配置成用于在同一操作頻率下連續(xù)振蕩超過最長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間之后自動(dòng)改變操作頻率，以減少非共振頻率操作產(chǎn)生的熱。例如在去除白內(nèi)障的程序過程中，當(dāng)超聲乳化針頭穿過貯水組織進(jìn)入白內(nèi)障的硬核中時(shí)，共振頻率需要被調(diào)節(jié)，以避免低效率的乳化，這可能導(dǎo)致產(chǎn)生更多的熱并且延長(zhǎng)手術(shù)的持續(xù)時(shí)間。如前面所述的，當(dāng)振蕩在換能器124、喇叭形件122和超聲乳化針頭126的材料的共振頻率下產(chǎn)生時(shí)，轉(zhuǎn)換成機(jī)械振幅是最佳的并且產(chǎn)生的熱最少。因此，當(dāng)醫(yī)師在非共振頻率下進(jìn)行換能器124的操作以獲得理想的切割水平或空穴誘導(dǎo)性能時(shí)，例如，持續(xù)在非共振頻率下操作可能導(dǎo)致產(chǎn)生的熱增加，而這可能會(huì)導(dǎo)致?lián)p傷眼睛。本控制系統(tǒng)110可以被配置成用于在同一操作頻率下連續(xù)振蕩超過最長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間之后自動(dòng)調(diào)節(jié)操作頻率。這保證了超聲乳化機(jī)頭在給定頻率下只操作有限的時(shí)間周期?？刂葡到y(tǒng)還可以被配置成用于將操作頻率調(diào)節(jié)或調(diào)整至共振頻率，以減少熱產(chǎn)生。另外，控制系統(tǒng)110還可以以多種已知的脈沖方案脈動(dòng)地產(chǎn)生換能器124的振蕩，以減少產(chǎn)生的熱量并且限制被引入眼睛中的超聲能量?？刂葡到y(tǒng)110還可以被配置成反復(fù)改變換能器124的操作頻率，以防止在非共振頻率下連續(xù)操作超過短時(shí)的時(shí)間周期而產(chǎn)生的熱積累。在換能器124已經(jīng)在同一操作頻率下連續(xù)振蕩超過給定的時(shí)間周期后，控制系統(tǒng)110可以被配置成將換能器124的操作轉(zhuǎn)換至控制系統(tǒng)110隨機(jī)選擇的不同的操作頻率。操作頻率變化的順序也可以被編程到控制系統(tǒng)110中。在本公開的另一方面中，提供了一種用于操作控制系統(tǒng)110以控制超聲乳化機(jī)頭的方法，超聲乳化機(jī)頭包括換能器，其被配置成將交流電轉(zhuǎn)換成被連接至喇叭形件的換能器的機(jī)械振蕩，喇叭形件被連接至超聲針頭。參考圖4，所述方法包括，在步驟400中，操作與換能器連接的控制系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電路，以在所選擇的操作頻率下振蕩換能器。該方法還包括，在步驟410中，監(jiān)控?fù)Q能器的振蕩以確定換能器是否已經(jīng)在同一操作頻率下連續(xù)振蕩超過最長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間。在確定換能器已經(jīng)在同一操作頻率下連續(xù)振蕩超過最長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間后， 該方法要求，在步驟420中，控制控制系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電路以自動(dòng)改變換能器的操作頻率。在如上所述的方法中，控制系統(tǒng)可以被配置成將換能器的操作頻率轉(zhuǎn)換成最佳共振頻率。由上述，可以了解本發(fā)明提供了控制超聲乳化機(jī)頭的改進(jìn)。本發(fā)明通過示例進(jìn)行說明，并且本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員可以進(jìn)行各種修改。相信本發(fā)明的操作和構(gòu)造從前述的描述中變得很顯然。雖然上面示出或描述的設(shè)備和方法具有優(yōu)選的特征，但在不偏離下面的權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以制造各種變化和修改。
權(quán)利要求
1.一種在眼科手術(shù)中使用的超聲乳化系統(tǒng)，所述超聲乳化系統(tǒng)包括超聲乳化機(jī)頭，其具有被連接至換能器的喇叭形件，所述換能器被配置成將交流電轉(zhuǎn)換成所述喇叭形件的機(jī)械振蕩，被附接至所述喇叭形件上的具有抽吸通道的超聲乳化針頭，所述超聲乳化針頭被制造成通過所述喇叭形件的振蕩而震動(dòng)，以在所述超聲乳化針頭的末端附近提供組織的機(jī)械切割和誘導(dǎo)空穴，從而導(dǎo)致手術(shù)位置處的組織的破碎；以及控制系統(tǒng)，其包括與所述超聲乳化機(jī)頭裝置的換能器連接的關(guān)聯(lián)驅(qū)動(dòng)電路，所述控制系統(tǒng)被配置成選擇性地調(diào)節(jié)所述換能器的操作頻率以及改變所述超聲乳化針頭的操作頻率，從而提高或降低所述超聲乳化針頭的機(jī)械切割性能和空穴誘導(dǎo)性能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲乳化系統(tǒng)，其中，所述控制系統(tǒng)被配置成在約15kHz直至約60kHz之間的范圍內(nèi)選擇性調(diào)節(jié)所述換能器的操作頻率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲乳化系統(tǒng)，其中，所述控制系統(tǒng)被配置成在所述換能器在同一操作頻率下振蕩超過最長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間后改變所述換能器的操作頻率。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超聲乳化系統(tǒng)，其中，所述控制系統(tǒng)被配置成將所述換能器的操作頻率調(diào)節(jié)至最佳共振頻率。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲乳化系統(tǒng)，其中，所述換能器是磁致伸縮換能器，其配置成被施加到所述磁致伸縮換能器上的交流電流激勵(lì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲乳化系統(tǒng)，其中，所述換能器是壓電晶體，其配置成被施加到所述壓電晶體上的交流電流激勵(lì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲乳化系統(tǒng)，其中，所述超聲乳化針頭產(chǎn)生與操作頻率相關(guān)的機(jī)械破碎水平和空穴誘導(dǎo)乳化水平，并且所述控制系統(tǒng)被配置成選擇性地調(diào)節(jié)所述換能器的操作頻率以建立所述機(jī)械破碎水平相對(duì)于所述空穴誘導(dǎo)乳化水平的理想比。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的超聲乳化系統(tǒng)，其中，所述機(jī)械破碎水平與操作頻率成正比， 并且所述空穴誘導(dǎo)乳化水平與操作頻率成反比。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲乳化系統(tǒng)，其中，所述控制系統(tǒng)被配置成改變所述換能器的操作頻率，以防止由非共振頻率下的操作產(chǎn)生的熱累積。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的超聲乳化系統(tǒng)，其中，所述控制系統(tǒng)隨機(jī)地改變所述換能器的操作頻率。
11.一種用于控制超聲乳化機(jī)頭激勵(lì)的控制系統(tǒng)，所述超聲乳化機(jī)頭具有換能器，所述換能器被配置成建立連接至超聲乳化針頭的喇叭形件的機(jī)械振蕩，所述控制系統(tǒng)包括驅(qū)動(dòng)電路，其被構(gòu)造成適于連接至所述超聲乳化機(jī)頭的換能器，用于激勵(lì)所述換能器， 所述超聲乳化針頭被制造成通過所述換能器和喇叭形件的振蕩而震動(dòng)，以在所述超聲乳化針頭的末端附近提供機(jī)械切割作用和誘導(dǎo)空穴，所述控制系統(tǒng)被配置成在約15kHZ直至約 60kHz之間的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)操作頻率，以改變所述超聲乳化針頭的震動(dòng)級(jí)別，從而提高或降低所述超聲乳化針頭的機(jī)械切割和空穴誘導(dǎo)性能。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的控制系統(tǒng)，其中，所述控制系統(tǒng)被配置成在所述換能器在給定操作頻率下振蕩超過最長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間后改變所述換能器的操作頻率。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的控制系統(tǒng)，其中，所述控制系統(tǒng)被配置成將所述換能器的操作頻率調(diào)節(jié)至最佳共振頻率。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的控制系統(tǒng)，其中，所述換能器是磁致伸縮換能器，其配置成被施加到所述磁致伸縮換能器上的交流電流激勵(lì)。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的控制系統(tǒng)，其中，所述換能器是壓電晶體，其配置成被施加到所述壓電晶體上的交流電流激勵(lì)。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的控制系統(tǒng)，其中，所述超聲乳化針頭產(chǎn)生與操作頻率相關(guān)的機(jī)械破碎水平和空穴誘導(dǎo)乳化水平，并且所述控制系統(tǒng)被配置成調(diào)節(jié)所述換能器的操作頻率以建立所述機(jī)械破碎水平相對(duì)于所述空穴誘導(dǎo)乳化水平的理想比。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的控制系統(tǒng)，其中，所述機(jī)械破碎水平與操作頻率成正比，并且空穴誘導(dǎo)乳化水平與操作頻率成反比。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的控制系統(tǒng)，其中，所述控制系統(tǒng)被配置成改變所述換能器的操作頻率，以防止由非共振頻率下的操作產(chǎn)生的熱累積。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的控制系統(tǒng)，其中，所述控制系統(tǒng)隨機(jī)地改變換能器的操作頻率。
20.一種用于控制超聲乳化機(jī)頭的方法，所述超聲乳化機(jī)頭具有換能器，所述換能器被配置用于將交流電轉(zhuǎn)換成連接至超聲針頭的喇叭形件的機(jī)械振蕩，所述方法包括操作與所述換能器連接的控制系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電路，使所述換能器在所選操作頻率下振蕩；監(jiān)視所述換能器的振蕩，從而確定所述換能器是否已經(jīng)在給定操作頻率下振蕩超過最長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間；以及控制所述驅(qū)動(dòng)電路，從而在檢測(cè)到所述換能器已經(jīng)在給定操作頻率下振蕩超過最長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間時(shí)改變所述換能器的操作頻率。
全文摘要
一種超聲乳化系統(tǒng)包括超聲乳化機(jī)頭，超聲乳化機(jī)頭具有被連接至換能器的喇叭形件，換能器被配置成將交流電轉(zhuǎn)換成喇叭形件的機(jī)械振蕩。超聲乳化機(jī)頭還包括被附接至喇叭形件上的超聲乳化針頭。超聲乳化針頭通過喇叭形件的振蕩而震動(dòng)，以在超聲乳化針頭的末端附近提供組織的機(jī)械切割和誘導(dǎo)空穴。超聲乳化系統(tǒng)還包括控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)具有與超聲乳化機(jī)頭的換能器連接的關(guān)聯(lián)驅(qū)動(dòng)電路?？刂葡到y(tǒng)被配置成調(diào)節(jié)換能器的操作頻率，從而提高或降低超聲乳化針頭的機(jī)械切割性能和空穴誘導(dǎo)性能。
文檔編號(hào)A61F9/007GK102256574SQ200980151809
公開日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2009年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月22日
發(fā)明者T·G·小莫爾 申請(qǐng)人:博士倫公司