JP6480920B2 - 眼内手術システム - Google Patents

Description

本発明は、眼内手術システム、及びこれに用いられる分離装置に関する。

近年、白内障のような眼病に対しては、眼内の水晶体を眼内レンズ（人工水晶体）に交換する手術が多く採用されている。このような手術の一つとして、患部の水晶体を超音波振動により破砕し、乳化した水晶体を吸引する超音波乳化吸引手術（ＰＥＡ：Phacoemulsification and aspiration）が普及している。この手術では、超音波乳化吸引装置である超音波ハンドピース（以下、単に「ハンドピース」ということもある）を用いる。ハンドピースは、術者の手で支持される棒状の本体部を備え、この本体部に、超音波振動を発生する振動子と、この振動子によって発生した超音波振動を増幅するホーンとが内蔵されている。そして、本体部の先端には、水晶体を破砕乳化するための破砕チップが装着されている。管状の破砕チップはホーンと連結されており、手術対象となる水晶体に超音波振動を付与することができる。

そして、手術時には、灌流液を眼の前房内に供給しつつ超音波振動により水晶体を破砕する。水晶体は超音波振動により乳化され、灌流液とともにハンドピースに設けられた吸引流路を介して、外部に排出されるが、水晶体の核の一部は破片（核片）となってし、灌流液とともに排出される。

特開２００４−３０５６８２号公報

ところで、ハンドピースから排出された灌流液を吸引するには、一般的に、蠕動ポンプやベンチュリーポンプが用いられる。蠕動ポンプは、灌流液の吸引圧と吸引流量とを独立して制御できるという利点があるが、高価であるという問題がある。一方、ベンチュリーポンプは構造が簡易であるため、安価であるが、吸引圧と吸引流量とを独立して制御できないという問題がある。すなわち、吸引圧と吸引流量は比例するように設定される。そのため、例えば、吸引圧を水晶体の核片を確実に吸引できるだけの値に設定すると、吸引流量が多くなりすぎるという問題がある。このとき、吸引圧を下げずに吸引流量を小さくするためには、ハンドピースとベンチュリーポンプとの間の吸引管の径を小さくすることが考えられる。しかしながら、このようにすると、核片が吸引管に詰まるおそれがある。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、ベンチュリーポンプを用いた簡易なシステムでありながら、吸引流量を小さくしても核片の詰まりを防止できる眼内手術システム、及びこれに用いられる分離装置を提供することを目的とする。

本発明に係る眼内手術システムは、空気圧送手段と、前記空気圧送手段から空気が供給されるベンチュリー管と、前記ベンチュリー管の絞り部に接続される排液タンクと、超音波振動により眼内の核を破砕するとともに、当該核を灌流液とともに排出する眼内手術装置と、前記眼内手術装置から排出される灌流液が流れる第１吸引管と、前記第１吸引管が接続され、当該第１吸引管から流入した灌流液から核を分離する分離装置と、前記第１吸引管よりも内径が小さく、前記分離装置から排出される灌流液を前記排液タンクに供給する第２吸引管と、を備え、前記分離装置は、内部空間を有する本体部と、前記内部空間の上端部と連通し、前記第２吸引管が接続される排出部と、前記排出部よりも下方において前記内部空間と連通し、前記第１吸引管が接続される吸引部と、を備えている。

この構成によれば、空気圧送手段、ベンチュリー管を有するいわゆるベンチュリーポンプにより眼内手術装置から排液タンクへ灌流液を吸引している。そのため、灌流液の吸引を簡易に行うことができる。また、眼内手術装置と排液タンクとの間に、第１吸引管、分離装置、及び第２吸引管が配置されているが、第２吸引管の内径が第１吸引管の内径よりも小さいので、灌流液の吸引流量を小さくすることができる。その一方で、第１吸引管の内径が大きいので、眼内手術装置から分離装置までは、水晶体の核片が詰まらないように吸引することができる。そして、分離装置を、内部空間を有する本体部と、内部空間の上端部と連通し、第２吸引管が接続される排出部と、この排出部よりも下方において内部空間と連通し、第１吸引管が接続される吸引部と、で構成している。これにより、排出部が、吸引部よりも上方に位置しているため、吸引部から内部空間へ吸引された核片が、排出部から排出されないようにすることができる。したがって、核片が内径の小さい第２吸引管へ流れるのを防止することができる。

以上より、ベンチュリーポンプを用いながら、灌流液の吸引流量を小さくすることができ、しかも水晶体の核片が詰まるのを防止することができる。

上記眼内手術システムにおいて、前記排出部は、前記本体部の上端部に取り付けることができる。これにより、吸引部から吸引された水晶体の核片が、排出部から排出されるのをより確実に防止することができる。

上記眼内手術システムにおいて、前記吸引部は、鉛直方向に対して９０度より小さい角度をなして下方に向って延びるように構成することができる。これにより、吸引部から吸引された水晶体の核片は、本体部の内部空間の下方に向かうため、核片が排出部から排出されるのをより確実に防止することができる。

上記眼内手術システムにおいて、前記内部空間は、鉛直方向に軸線を有する筒状に形成し、前記吸引部は、前記内部空間の外周面の接線方向に沿うように設けることができる。

上記眼内手術システムにおいて、水晶体の核片が詰まらないようにするためには、例えば、前記第１吸引管の内径を、０．９〜３．０ｍｍとすることができる。

上記眼内手術システムにおいて、前記第２吸引管の内径を調整可能な調整機構をさらに備えることができる。これにより、灌流液の吸引流量を自由に調整することができる。

本発明に係る分離装置は、空気圧送手段と、前記空気圧送手段から空気が供給されるベンチュリー管と、前記ベンチュリー管の絞り部に接続される排液タンクと、超音波振動により眼内の核を破砕するとともに、当該核を灌流液とともに排出する眼内手術装置と、前記眼内手術装置から排出される灌流液が流れる第１吸引管と、前記第１吸引管よりも内径が小さく、前記排液タンクに接続される第２吸引管と、を備えた眼内手術システムにおいて、前記第１吸引管と前記第２吸引管との間に連結される分離装置であって、内部空間を有する本体部と、前記内部空間と連通し、前記第２吸引管が接続される排出部と、前記排出口よりも下方において前記内部空間と連通し、前記第１吸引管が接続される吸引部と、を備えている。

本発明によれば、ベンチュリーポンプを用いた簡易なシステムでありながら、ベンチュリーポンプを用いた簡易なシステムでありながら、吸引流量を小さくしても核片の詰まりを防止することができる。

本発明の眼内手術システムの一実施形態を示すブロック図である。 図１のシステムにおけるハンドピースの側面図である。 図１のシステムにおけるベンチュリーポンプの概略構成図である。 図１のシステムにおける分離装置を示す正面図である。 分離装置の他の形態を示す正面図である。 図１のシステムの他の例を示す一部概略図である。 図５のシステムにおける圧力の変化を示すグラフである。 本発明の実施例におけるチーズ片の吸引を示す写真である。

以下、本発明に係る眼内手術システムの一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図１に示すように、このシステムでは、水晶体の破砕を行うハンドピース１を備え、このハンドピース１から灌流液を吸引するためにベンチュリーポンプ２を用いている。そして、ハンドピース１とベンチュリーポンプ２との間には、２つの吸引管３１，３２と、分離装置４とが配置されている。以下、この眼内手術システムの構成を詳細に説明する。

＜１．ハンドピース＞
図２は、ハンドピースの側面図である。同図に示すように、本実施形態に係るハンドピース１は、円筒状に形成され、手術者の手で持たれる本体部１１を備えており、この本体部１１に、超音波振動を発生する振動子（図示省略）と、この振動子によって発生した超音波振動を増幅するホーン（図示省略）とが内蔵されている。そして、本体部１１の先端には、水晶体を破砕して乳化するための管状の破砕チップ１２が装着されるとともに、シリコンなどの柔軟な材料で形成された筒状のスリーブ１５が破砕チップ１２の周囲を覆うように配置されている。スリーブ１５は、破砕チップ１２の先端以外の部分が患部に接触するのを防止するために設けられるものであり、スリーブ１５の先端からは、破砕チップ１２がわずかに突出するようになっている。また、破砕チップ１２は本体部１１内のホーンと連結されており、手術対象となる水晶体に超音波振動を付与することができる。

この破砕チップ１２は、管の軸周り（後述する軸線Ｘ周り）に往復回転するように振動が付与される。例えば、２〜４度の回転角度で、１分間に３万〜４万回の往復回転を行うように振動を付与することができる。そして、本体部１１の外周面には、先端側へ延びる灌流液の供給流路１１２が設けられており、破砕チップ１２の近傍から眼内の前房へ灌流液を供給できるようになっている。また、破砕チップ１２は、管状に形成されているため、破砕した水晶体を灌流液とともに吸引できるようになっている。吸引された水晶体は、灌流液とともに本体部１１に内蔵された吸引流路を通過し、本体部１１の後端のポート１１１から外部へ排出される。そして、このポート１１１には第１吸引管３１が接続されており、水晶体及び灌流液が排出される。なお、破砕チップの形態は特には限定されず、上記のように回転により水晶体の破砕を行うもののほか、破砕チップが進退することで水晶体を破砕するようなものであってもよい。

＜２．ベンチュリーポンプ＞
図３はベンチュリーポンプの概略構成図である。同図に示すように、本実施形態に係るベンチュリーポンプ２は、陽圧タンク２１と、ベンチュリー管２２と、これらを接続する接続管２３と、を備えおり、接続管２３を介して、陽圧タンク２１からベンチュリー管２２へ空気が流れるようになっている。また、接続管２３には、上流側からエアーポンプ２４、及びリリーフバルブ２５が連結されている。そして、ベンチュリー管２２の下流側の端部には、サイレンサー２６が取り付けられている。

上記構成により、エアーポンプ２４を駆動すると、陽圧タンク２１からの空気がベンチュリー管２２に向けて圧送される。そして、ベンチュリー管２２を通過した空気は、サイレンサー２６によって消音されつつ、排気される。また、接続管２３を流れる空気の圧力が所定値を越えた場合には、リリーフバルブ２５を介して、空気が外部へ開放されるようになっている。

また、ベンチュリー管２２の絞り部２２１には、連結管２７が取り付けられており、この連結管２７は排液タンク２８に連結されている。この排液タンク２８は、上述したハンドピース１から排出される灌流液が貯留されるタンクである。上記のように、エアーポンプ２４を駆動すると、ベンチュリー管２２に空気が流れるが、これにより、ベンチュリー管２２の絞り部２２１と連通する排液タンク２８は陰圧になる。その結果、ハンドピース１から排出される灌流液が吸引され、排液タンク２８に流れるようになっている。

また、連結管２７には、圧力計２９が取り付けられており、連結管２７の圧力が計測される。これにより、灌流液の吸引圧を測定することができる。さらに、図示を省略するが、このベンチュリーポンプ２にはコントローラが設けられており、エアーポンプ２４の出力を調整することができる。これにより、例えば、圧力計２９により計測される圧力に応じて、エアーポンプ２４の出力を調整し、吸引圧を調整することができる。

排液タンク２８とハンドピース１との間は、次のように構成されている。すなわち、ハンドピース１に接続された第１吸引管３１は、後述する分離装置４に接続されており、この分離装置４に接続された第２吸引管３２が排液タンク２８に接続されている。ここで、第１吸引管３１の内径は、後述するように、ハンドピース１で吸引された核が通過できるように、例えば、０．９〜３．０ｍｍとすることが好ましく、１．０〜２．０ｍｍであることがさらに好ましく、１．０〜１．７５ｍｍであるこが特に好ましい。また、第２吸引管３２の内径は、第１吸引管３１の内径よりも小さく、例えば、０．０５〜２．０ｍｍとすることが好ましく、０．１〜２．０ｍｍとすることがさらに好ましい。

＜２．分離装置＞
図４は分離装置の正面図である。同図に示すように、分離装置４は、円筒状の本体部４１と、この本体部４１の上端に設けられた排出部４２と、本体部４１の側面に設けられた吸引部４３と、を備え、これらが一体的に形成されている。本体部４１は、下端部が平坦な底面で構成され、上端部が上に凸の半球状に形成されており、上述した排出部４２と吸引部４３以外は閉じた内部空間４０を有している。排出部４２は、本体部４１の上端から上方に突出する管状に形成されており、本体部４１の内部空間４０と外部と連通している。一方、吸引部４３は本体部４１の外周面に対して斜め下方に角度αで接続される管状に形成されており、本体部４１の内部空間４０と外部と連通している。

この分離装置４は、ガラス、プラスチックなどの材料で形成することができる。分離装置４の色は特には限定されないが、外部から内部空間４０を視認できるように、透明であることが好ましい。

＜３．眼内手術システムによる白内障の手術＞
次に、上記のように構成された眼内手術システムを用いた白内障の手術方法について説明する。白内障手術は主として次の４つの工程からなる。すなわち、（１）前嚢切開、（２）水晶体乳化吸引、（３）皮質吸引および（４）眼内レンズ挿入の工程であるが、ここでは主として、工程（１）（２）について説明する。まず、工程（１）においては、粘弾性物質などで前房の形状を維持しながら前嚢を切開する。そして、工程（２）において、角膜や強膜に切開層をつくり前房内に破砕チップ１２を挿入し、破砕チップ１２の振動によって水晶体を破砕して乳化する。乳化された水晶体は、灌流液とともに破砕チップ１２の先端開口から吸引され、ハンドピース内の排出流路を経てポート１１１から外部へ排出される。そして、このときの灌流液の流入量と吸引量とのバランスにより前房が安定に保たれる。

こうして手術が行われるのに先立って、エアーポンプ２４を駆動し、ベンチュリー管２２に向けて空気を圧送する。これにより、ベンチュリー管２２の絞り部２２１に連結された連結管２７を介して、排液タンク２８の内部からベンチュリー管２２に向けて空気が吸引されるため、排液タンク２８の内部は陰圧となる。これにより、ハンドピース１のポート１１１から排出された灌流液は、第１吸引管３１、分離装置４、及び第２吸引管３２を通じて排液タンク２８に流れ込む。

この過程で、破砕チップ１２で破砕された水晶体の核の一部は破片（以下、核片という）となって灌流液とともにポート１１１から外部へ排出される。核片は第１吸引管３１を通過して分離装置４に向かうが、第１吸引管３１の内径は、核片よりも概ね大きく形成されているため、核片は第１吸引管３１で詰まることなく、分離装置４に流入する。

第１吸引管３１は、分離装置４の吸引部４３に接続されているため、核片は灌流液とともに分離装置４の吸引部４３から、分離装置４の内部空間４０に流入する。このとき、吸引部４３は、分離装置４の本体部４１の表面に対して下方に傾斜して接続されているため、核片は、本体部４１の下方に向かって流れ込む。そして、核片の比重は灌流液よりも大きいため、核片は本体部４１の内部空間４０の下方へと沈んでいき、内部空間４０の底部に溜まっていく。一方、灌流液は本体部４１の上部に接続された排出部４２から排出され、第２吸引管３２を通じて排液タンク２８に流れ込む。こうして、ハンドピース１で破砕された核片は、分離装置４において貯められ、それ以上、下流側、つまり第２吸引管３２へは流れないようになっている。

＜４．特徴＞
以上のように、本実施形態によれば、いわゆるベンチュリーポンプによりハンドピース１から排液タンク２８へ灌流液を吸引しているため、灌流液の吸引を簡易に行うことができる。したがって、システムの低コスト化が可能になる。また、ハンドピース１と排液タンク２８との間には、第１吸引管３１、分離装置４、及び第２吸引管３２が配置されており、第２吸引管３２の内径を第１吸引管３１の内径よりも小さくしているので、灌流液の吸引流量を小さくすることができる。その一方で、第１吸引管３１の内径を大きくしているので、ハンドピース１から分離装置４までは、水晶体の核片を詰まらないように吸引することができる。そして、分離装置４においては、排出部４２を吸引部４３よりも上方に設けることで、吸引部４３から内部空間４０へ吸引された核片が、排出部４２から第２吸引管３２へ排出されないようにすることができる。したがって、核片が内径の小さい第２吸引管３２へ流れるのを防止することができる。

以上より、本実施形態に係るシステムによれば、ベンチュリーポンプを用いながら、灌流液の吸引流量を小さくすることができ、しかも水晶体の核片が詰まるのを防止することができる。また、ベンチュリーポンプの構成が簡易であるため、システム全体を小型化することができる。したがって、眼内手術システムの持ち運びを容易に行うことができ、種々の場所での白内障の手術が可能となる。

＜５．変形例＞
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。

例えば、分離装置４の形態は、上述したものに限定されず、種々の態様が可能である。すなわち、分離装置４において、排出部４２は本体部４１の上端部またはその近傍に配置されていれば好ましいが、少なくとも排出部４２が吸引部４３よりも上方に配置されていればよい。したがって、以下の図５に示すような態様が可能である。
(1) 吸引部は、本体部の外周面に対して水平または下方に向かって連結されていればよい（図５（ａ））。
(2) 吸引部が、本体部の外周面に対して接線方向に連結されていれば、核片は遠心力によって本体部の内部空間を螺旋状に下方に向かって進行する（図５（ｂ）：断面図）。したがって、本体部の下方に確実に沈んでいく。
(3) 本体部の外周面の径が下方に行くにしたがって小さくなるように形成され、その下端部に径が大きい貯留部を設けることができる（図５（ｃ））。これにより、一旦下方に沈んだ核片が貯留部に入ると、貯留部の上部開口の径が小さいため、上昇しにくくなる。同様の形態として、図５（ｄ）に示すような鼓型でもよい。
(4) 本体の形態は特には限定されず、円筒状のほか、多角柱状、正面視三角形状、正面視円形、正面視楕円形、正面視逆三角形状など、種々の形態にすることができる（図５（ｅ）〜（ｈ））。

上記実施形態では、第２吸引管３２の内径を一定としているが、例えば、ピンチコックやピンチバルブなどで第２吸引管３２を挟むことで、第２吸引管３２の内径を変化させることもできる。これにより、吸引流量を調整することができる。なお、第２吸引管３２の内径を変化させるには、ピンチコックやピンチバルブ以外でもよく、第２吸引管３２を外部から押圧することで内径を変化させることができるような調整機構であればよい。

上記のような調整機構の上流側及び下流側に圧力センサを設けることもできる。これにより、ハンドピース１の破砕チップ１２に水晶体の核片が詰まったことを検出することができる。ここでは、図６に示すように、調整機構８よりもベンチュリーポンプ側の圧力センサを第１圧力センサ７１、調整機構８よりも分離装置４側の圧力センサを第２圧力センサ７２と称することとする。この構成によれば、調整機構８により第２吸引管３２を押圧していると、図７に示すように、破砕チップ１２の閉鎖前は、第１圧力センサ７１で検出される圧力の方が高い。しかしながら、破砕チップ１２が核片で全体の圧力が高くなるため、第２圧力センサ７２で検出される圧力が下がり、両圧力センサ７１，７２で検出される圧力が同じになる。これにより、破砕チップ１２が核片により閉鎖されたことを検出することができる。

ベンチュリーポンプの形態は特には限定されず、ベンチュリー管を備え、絞り部と排液タンクとを連結することで、排液タンクを陰圧にできるものであれば、特には限定されない。また、上記ベンチュリーポンプでは、陽圧タンクとエアーポンプとで空気を圧送しているが、空気を圧送できるものであれば、特には限定されない。

以下、本発明の実施例について説明する。但し、本発明は以下の実施例に限定されない。
ここでは、図１〜図４に示すような眼内手術システムによる灌流液の吸引を行った。システムの設定は以下の通りである。
・ベンチュリーポンプの吸引圧 ３００ｍｍＨｇ（陰圧）
・第１吸引管の内径 １．７５ｍｍ
・第２吸引管の内径 ０．１ｍｍ
・分離装置の内径 １０ｍｍ
・分離装置の高さ ８０ｍｍ
・分離装置における排出部の位置 本体部の上端
・分離装置における吸引部の位置 本体部の底面から４０ｍｍ
・分離装置における吸引部の角度α ６０度

上記のように吸引圧は３００ｍｍＨｇであるが、分離装置よりもベンチュリーポンプ側の第２吸引管の内径を小さくしているため、吸引流量は４０ｍｌ／ｍｉｎであった（図１の第１吸引管３１で測定）。したがって、ベンチュリーポンプを用いても吸引圧を維持しながら、吸引流量を低下させることができる。

上記システムにおいて、第１吸引管から径が約０．９ｍｍの多数のチーズ片を模擬核片として分離装置に向けて流した。その結果、図８に示すように、チーズ片は、第１吸引管に詰まることなく、分離装置の底部に溜まっていった。

１ ハンドピース（眼内手術装置）
２１ 陽圧タンク（空気圧送手段）
２２ ベンチュリー管
２２１ 絞り部
２４ エアーポンプ（空気圧送手段）
２８ 排液タンク
３１ 第１吸引管
３２ 第２吸引管
４ 分離装置
４１ 本体部
４２ 排出部
４３ 吸引部

Claims (7)

1. 空気圧送手段と、
   前記空気圧送手段から空気が供給されるベンチュリー管と、
   前記ベンチュリー管の絞り部に接続される排液タンクと、
   超音波振動により眼内の核を破砕するとともに、当該核を灌流液とともに排出する眼内手術装置と、
   前記眼内手術装置から排出される灌流液が流れる第１吸引管と、
   前記第１吸引管が接続され、当該第１吸引管から流入した灌流液から核を分離する分離装置と、
   前記第１吸引管よりも内径が小さく、前記分離装置から排出される灌流液を前記排液タンクに供給する第２吸引管と、
   を備え、
   前記分離装置は、
   内部空間を有する本体部と、
   前記内部空間と連通し、前記第２吸引管が接続される排出部と、
   前記排出部よりも下方において前記内部空間と連通し、前記第１吸引管が接続される吸引部と、
   を備えている、眼内手術システム。
2. 前記排出部は、前記本体部の上端部に設けられている、請求項１に記載の眼内手術システム。
3. 前記吸引部は、鉛直方向に対して９０度より小さい角度をなして下方に向って延びている、請求項１に記載の眼内手術システム。
4. 前記内部空間は、鉛直方向に軸線を有する筒状に形成され、
   前記吸引部は、前記内部空間の外周面の接線方向に沿うように設けられている、請求項１から３のいずれかに記載の眼内手術システム。
5. 前記第１吸引管の内径が、０．９〜３．０ｍｍである、請求項１から４のいずれかに記載の眼内手術システム。
6. 前記第２吸引管の内径を調整可能な調整機構をさらに備えている、請求項１から５のいずれかに記載の眼内手術システム。
7. 空気圧送手段と、前記空気圧送手段から空気が供給されるベンチュリー管と、前記ベンチュリー管の絞り部に接続される排液タンクと、超音波振動により眼内の核を破砕するとともに、当該核を灌流液とともに排出する眼内手術装置と、前記眼内手術装置から排出される灌流液が流れる第１吸引管と、前記第１吸引管よりも内径が小さく、前記排液タンクに接続される第２吸引管と、を備えた眼内手術システムにおいて、前記第１吸引管と前記第２吸引管との間に連結される分離装置であって、
   内部空間を有する本体部と、
   前記内部空間と連通し、前記第２吸引管が接続される排出部と、
   前記排出部よりも下方において前記内部空間と連通し、前記第１吸引管が接続される吸引部と、
   を備えている、分離装置。