CN1262248C - 白内障手术装置 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了用于手术去除被包膜的组织的方法和装置，该方法和装置尤其适用于从晶状体包膜中去除白内障。这些方法涉及，通入包膜内的组织，并且通过以装置抓紧包膜而在包膜上保持控制，该装置的一部分被冷却，这种冷却使装置部分和包膜冷冻，从而通过冻结使装置部分附着在包膜上。装置还被加热，以限制冷却回传到装置的其余部分，而这种加热使装置的温度保持在生物相容的范围中。

Description

白内障手术装置

技术领域

本发明总的涉及用于眼部手术的装置的领域，尤其涉及用于白内障手术的装置的领域。

相关申请参考

本申请要求与以下美国临时专利申请相关，并且要求这些相关申请的优先权：1)，2001年4月25日提交的序列号为60/286,306的美国临时专利申请，该申请题为《白内障手术装置及其使用方法》(CATARACT SURGERY DEVICESAND METHODS FOR USING SAME)；以及2)2000年5月22日提交的序列号为60/205,554的美国临时专利申请，该申请题为《一种用于执行白内障手术的方法和***》(A METHOD AND A SYSTEM FOR PERFORMING CATARACTSURGERY)。美国临时专利申请S/N 60/205,554与1998年9月18日提交的标题为《一种用于执行白内障手术的方法和***》(A METHOD AND SYSTEMFOR PERFORMING CATATACT SURGERY)的序列号09/156,982的美国专利申请相关，而该专利申请是1997年5月5提交的题为《一种用于执行白内障手术的方法和***》((A METHOD AND SYSTEM FOR PERFORMINGCATATACT SURGERY)的序列号08/851,505的美国专利申请(该申请现为美国专利No.6,217,584)的部分继续申请。这四篇美国专利申请的全部内容援引在此以作参考。

背景技术

手术去除白内障在本技术领域内是公知的。在白内障手术中，需将眼部晶状体的包含物完全从后晶状体包膜中取出，随后在后晶状体包膜中装上人工晶状体。可以理解的是，白内障手术中的一种主要危险在于这样一种潜在隐患，例如，可能破坏晶状体包膜。过去，在实践中通常使用适当的装置来将整体晶状体“冻结”，而后通过角膜中形成的一个较大的开口(具体地说是沿着角膜的异组织边缘(Cornea Limbus))将晶状体整体移出。这种过程会对晶状体包膜和玻璃体造成损伤，因此，这些过程已不再被使用。

目前，有多种已知的用于去除白内障的方法。图1示意性地示出了在根据一种常用的现有技术方法的白内障手术过程中人眼部10的截面图。一手术仪器12以及可选用的一个操纵装置14通过角膜16***眼部晶状体20，并进入形成在晶状体囊前部中最好被扩大的瞳孔18和一开口。如现有技术中已知的，晶状体20包括一内芯28(又被称之为核)，该内芯28是由相对较硬的组织形成的。核或白内障由一层被称为皮层的相对较软的、凝胶体状的组织层26包围，该组织层填入了晶状体包膜24。

皮层26中的软组织通常使用一种真空抽吸装置和/或一“汲取”装置(未图示)逐渐地去除。为了去除核28，通常首先将较硬的组织***成较小的碎片和/或使适当的仪器和/或溶液溶解，而后通过上述抽吸和/或“汲取”的方式逐渐地去除。或者，可以将核整体移出。然而，这需要在角膜中切出一个较大的开口。

图1示出了一种使用定向的超声波透射***核28的方法。根据这种方法，仪器12包括装置25，该装置25通常被称为晶状体乳化器(Phacoemulsifier)(以下被称为“Phaco”)，该装置可将强烈的超声波能量传输到核28中。Phaco装置25的超声波的透射的破碎效应通常通过从仪器12的一外部套管23供给的流体流22来提高，该流体中的液体通常包括一种溶剂。需理解的是，在手术过程中通常要求连续供给液体，以弥补眼内液体的流失和/或协助溶解晶状体20的包含物。在图1示出的实例中，通过套管23供给液体22既用作一种溶剂又被用作一种补偿的液体供给。然而，需理解的是，可以额外或交替地采用独立的液体供给。

操纵装置14通常包括一个细的、尖角的工具。例如，这种细的、尖角的工具可以为一针或一刮刀，这种针或刮刀为仪器12在核28上提供了局部的背面支承。这种装置使医生通过将其推向所需位置来处理核28，并且可暂时地将核支承在所需位置中。然而，需指出的是，由于不同的物理参数，医生使用装置14来处理和控制核28的能力是有限的。例如，在使用装置14时，其在装置14和核28表面之间的推力的“投入角度”仅可通过推来操纵，而不通过拉来操纵。

医学跟踪研究表明，在术后最终视力的质量取决于在手术过程中形成的切口的大小，其中，通常较小的切口与较佳的术后结果相关。

一种附加的有助于减小切口大小的发明在于可折叠的人造晶状体的应用，这种晶状体可以在被折叠在直径相对较小的针状装置内的状态下引入眼部内并***包膜中。

遗憾的是，诸如晶状体乳化器之类的超声***相对较昂贵。此外，在操作过程中，医生不能观察Phaco装置25破碎作用的清晰确定的边界。因此，经验不丰富的医生可能会无意间损伤晶状体的后部包膜，从而导致术后效果变差。

另外，围绕Phaco装置25的尖端的破碎区域的几何形状不是连续的，而是会根据声波降解的强度的不同而发生变化，并且不具有可见的记号，医生可以用来确定离Phaco装置25的尖端的确切的破碎范围。

因此，对外科医生而言有一个陡峭的学习曲线，要求有相对较长的训练周期，并且在训练周期中会有较低质量的术后效果。

此外，在某些白内障的病案中，白内障核28的硬化程度使Phaco装置25不能将它破碎，因此，为了取出整个白内障核，要求医生扩大原本较小的切口。

当前发明人的WO97/41784描述了一种结合外科手术设备使用的低温操纵器(cryomanipulator)。一旦启动冷冻剂流至冷冻尖端，与该尖端接触的哺乳动物的组织会冻结并粘附在尖端上。重复地启动、停止冷冻活动能使尖端重新定位，以便抓住各种不同的区域并对这些组织进行操作。低温操纵器的尖端被远离尖端的冷冻剂流入流出管包围着，这样一旦启动，就可以形成一个完整的圆形冷冻组织区，这一组织区与接触组织的尖端顶点的形状和区域相应。发明人发现钻穿一个冻结区域以乳化白内障是非常困难的，因此，WO/97/41784的低温操纵器不适用于需要钻穿冻结区域的中心以去除白内障的过程。

发明内容

本发明寻求提供一种用于在外科手术过程中处理组织的改良的装置。本发明的处理装置特别适用于眼内手术，尤其适用于白内障去除手术。

本发明提供了一种手术装置，该外科手术装置，该装置具有壳体，所述装置在其近端具有把手，在其远端具有一外科手术尖端，其特征在于，所述装置包括以下包含在所述壳体内或从所述壳体突出的元件：

·用于冷冻密封哺乳动物组织的冷却装置，其特征在于，所述冷却装置包括：

a)与冷却剂供给装置相连的冷却剂流出管，用于从所述近端朝所述装置的外远端的科手术尖端提供冷却剂流；

b)使冷却剂从远端的所述外科手术尖端返回装置的所述近端的冷却剂返回管；装置的远端中存在的至少一个连通孔使冷却剂从冷却剂流出管通向冷却剂返回管；一膨胀腔，该膨胀腔具有的截面比冷却剂返回管的截面大，所述膨胀腔设置在所述冷却剂返回管的最远端，

所述冷却剂流出管同心地设置在所述制冷剂返回管内；

·用于使所述装置的温度上升并对之进行调节的电力加热装置；

·用于确定外科手术尖端的温度的温控器；

其中，所述冷却剂流出管具有中空中心，用于从中输送外科手术器具；

并且；所述外科手术装置电气地连接到：

i)用于启动所述冷却装置的控制装置，这样，一旦所述控制装置启动，冷却剂将从所述冷却剂供给装置通过所述冷却剂流出管引向所述冷却剂流出管的远端，并通过所述连通孔进入所述膨胀腔，从而使膨胀腔的温度下降至这样一种温度，即，接触到膨胀腔的哺乳动物的组织将冻结并粘附到装置上；

ii)用于启动所述加热装置的控制装置；以及

iii)供电装置。

本发明还提供了一种用于通入存在有白内障(也称为核)的晶状体包膜的仪器。该仪器包括：一切割工具，该工具用于在包膜中产生一个尺寸受到控制的开口；一热探头，该热探头用于维持包膜中开口的完整性；以及一个钻头单元，该单元用于进入包膜内。该钻头单元能够通过其紊流能量使包膜内的白内障溶解。随后，溶解的白内障材料可以通过抽吸而从包膜中移出，并且这通常是通过钻头单元进行的。

本发明还揭示了一个带有热控制的环形端的热探头，该环形端包括一个开口，开口的尺寸被设定为可容纳钻头单元，环形部分被构造成可与包膜接触，并且通过在包膜和包膜下的皮层上的冻结作用而保持这种接触。在过程中，通过向开口提供紧密的密封，使开口稳固以及使其免受剪切力和泄漏的影响，这种通过冻结来抓紧可以维持包膜的整体性。随着过程的完成，环形部分被加热至这样一个温度，在该温度处通过冻结的抓紧被释放，并且钻头单元和热探头可以从手术位置移出。

上述过程通常是通过一根设置在角膜下的管线而在一个界于角膜和包膜之间的压力受到控制的空气场中来执行的。这个压力受到控制的空气场使在过程中可以额外地外部稳定该包膜。

附图说明

以下，将参照附图对本发明进行描述，其中相同的标号或字母表示相应或相同的部件。附图分别为：

图1为在根据现有技术的白内障手术的过程中人眼部示意的侧视截面图；

图2为在根据本发明的实施例的过程中使用的本发明的热切割工具的一实施例的立体图；

图3为在根据本发明的实施例的过程中使用的本发明的一热探头的实施例的立体图；

图4为在采用根据本发明的实施例的仪器和过程的白内障手术过程中的人眼部示意的侧视截面图；

图5为根据本发明的一实施例的热切割工具壳体的一实施例的侧视图；

图6为根据本发明的一实施例的热探头的立体图；

图7A为图6的热探头的热部分的截面图；

图7B为图6的热探头的热部分的后视图；

图7C为沿图6中的线7C-7C截取的热探头的热部分的截面图；

图7D为用于图6的热探头的另一种热部分的截面图；

图8为根据本发明的第二实施例的一种***和装置的立体图；

图9为图8详细示出的装置的尖端的截面图；

图10为根据本发明的第二实施例的钻头的立体图；

图11为根据图8详细示出的装置的把手的截面图；

图12为根据本发明的第二实施例的轴保持单元的截面图，其中轴已移去；

图13为图8中详细示出的装置的后视图；

图14-16为详细示出了处于各种旋转角度中的本发明的第二实施例的把手中的管子配置的截面图；

图17为本发明的第二实施例的脚踏开关的俯视图；

图18为沿线18-18截取的图17的脚踏开关的截面图；以及

图19为处于示范性操作中的图8的装置的立体图。

具体实施方式

图2-4示出了根据本发明执行白内障去除术的本发明的仪器。首先，使围绕晶状体20的区域置于来自增压空气源102的增压空气场下。随后，如图2所示，操纵一热切割工具110(图5中也示出了该工具，以下将对其进行详细描述)通过角膜16中的一切口，由此使切割工具的热部分112，特别是它的尖嘴状物或尖端114与晶状体包膜24接触。工具110在尖端或尖嘴状物114处可产生一热脉冲，通过工具110的电脉冲可在晶状体包膜24中形成一个开口O(图3)。热脉冲集中在尖端或尖嘴状物114上，这是由于热部分112中的狭槽116的结构而产生的效果。接着，以形成在晶状体包膜24中的开口O，使热切割工具110沿着双头箭头117的方向(***方向)从位置中移开。

接着，在图3中，以形成的开口O，操纵一热探头120(也示于图6和7A-7C中，以下将另外详细描述)通过角膜16中的一个以传统方法产生的切口。热探头120的热部分122，尤其是它的环形部分124，接触遍及晶状体包膜24并且与开口O对齐。

尤其如图4中详细示出的，当外科医生操纵它的把手134时，白内障去除装置(CRD)的钻头单元130，特别是它的壳体132，通常通过被热切割工具110占居的同一个角膜开口进入前面的腔室和开口O，在共同拥有的美国专利申请Nos.08/851,505以及09/156,982中详细揭示了整个CRD，这些专利的内容援引以此以作参考。

接着，致动热探头120，具体地说，是使具有开口124a的环形部分124冷却到这样一种温度，在该温度时包膜组织粘附到环形部分124的下部边缘且包膜组织下部囊下皮层26也被冻结。这将发生在环形部分124中，从而使包膜24上具有一个牢靠的冻结抓紧力。这种冻结抓紧使得可维持整个圆形开口的完整性，特别是可为开口提供紧密的密封，使包膜24的边缘稳定，并且使其在过程中免受剪切力的影响且不会发生泄漏。环形部分常用的冷却温度约为-5℃到-10℃。

接着，致动钻头单元130，随着外科医生用手柄控制使钻头136轴向移动，可使钻轴139端部处的钻头的刀刃138从壳体132延伸出并进入皮层26中。钻头单元130中的电动机(未图示)以一定速度使钻头136旋转，从而产生使白内障(核)28分解及溶解成片件28a的紊流，并且使其进一步乳化成位于皮层26内的粘滞的微粒。这些速度例如可以约为100,000rpm。在旋转、冲洗及抽吸的过程中，无论同时还是非同时的，都可以通过壳体132执行。这个过程一直持续到所需量的核28，通常是所有核，被乳化并吸出为止。

当过程完成后，环形部分124通常通过使流经其中的气体停止而加热到这样一个温度，即，使由冻结而形成的抓紧状态被释放开，而热探头120和钻头单元130可以从进行手术的位置移出。而后，可以通过传统的过程将晶状体植入晶状体20的包膜24中。

图5详细示出了切割工具110的热部分112。热部分112的形状通常为管状的圆柱形，但也可以采用其它形状。狭槽116关于轴线(该轴线由双头箭头140示出)相对设置。狭槽116通常包括一个与头部143连续的通道部分142，从而形成“T”字形。这种“T”字形使得，当电流通过把手界面145处的电连接件144时，尖端114处的热负载最大。热部分112是由传导材料构成的，其中包括诸如钢、钛之类的金属，与“T”字形狭槽116连接的传导材料使热量集中在尖端或尖嘴状物114处。热量通常是作为能量脉冲通过把手界面145处的电连接件接收的。

通常，有两条相互等距离的狭槽116。如果这些狭槽被构造成可使热量集中在尖端或尖嘴状物114处，也可以采用一条、三条或多条狭槽。

图6和图7A-7C详细示出的热探头120。该热探头120包括一个热部分122并且以一个环形部分124端结，并且其中带有一个开口124a。把手152通过加热元件和冷却元件157a、157b的连接件(口)与热部分122相连，并且带有一个与用于对热部分122和环形部分124进行加热和冷却的机构相关的控制***(未图示)。还有一些可由外科医生进行致动的位于把手152上的控制件，其中包括一开/关开关158，并且还有若干使外科医生可精确控制环形部分124处加热和冷却的温度控制件。

加热是通过可接收来自加热连接件156的电流的传导件(线圈159)实现的。冷却是通过位于环形部分124的中空空腔160中的气体循环和膨胀实现的。气体通常为CO₂(二氧化碳)以及N₂O(一氧化二氮)，这些气体从一个压缩此类气体的气体源(未图示)释放出，而气体源随着膨胀而冷却。气体通过连接件157a进入热部分122，并且通过一导管161行进到一个孔161a，在该孔161a处气体可进入环形部分124。气体通过流出导管162经过孔162a离开环形部分124。流出导管在连接件157b处与流出管线(未图示)相连，在连接件157b处流出气体被释放到大气环境中。

加热和冷却一起进行操作，这样，冷却可局限在环形部分124处，从而使之限制在晶状体包膜24的表面，而其余环境处于较暖和的温度下，这适于使仪器和组织避免受到冷冻破坏。

环形部分124为钝圆的三角形截面，从而使其能通过晶状体包膜24中的必要的开口O平滑地***钻头单元130的壳体132。也可以采用其它形状，只要这些形状可以同相当量的组织冷冻接触，从而适当地冷冻抓紧这些组织并且保持开口O的密封和完整，这些在上文中已作了详细描述。这个环形部分处于的角度“z”为0到45度，通常约为30度，而环形部分124的尺寸被设定为可容纳外科手术的开口，如开口O，开口通常约为1.0到2.0mm。

热部分122和环形部分124通常为一个整体式的单件构件，该构件由诸如不锈钢、钛之类的金属材料制成。这些材料可以是可弯曲的，这样，外科医生可以在手术之前或手术中调节热探头120。

参见图7D，其中示出了热部分122′的另一实施例。除下文中将要描述的，该热部分122′的所有方面与图7A和图7B示出的上述热部分122类似。具体地说，在热部分122′中，环形部分124′是一个实心构件(除以下将要指出的，其它方面与以上示出和所述的环形部分124类似)，它由诸如金或其它良好的热(冷)导体之类的热(冷)传导材料制成。它通过传统的金属结合技术与热部分122′的剩余部分相连。在气体供给导管161和气体流出导管162之间是一个与环形部分124′接触的腔室165。孔166a、166b使腔室165与各个气体导管161、162相连。

腔室165用作用于进入气体的膨胀腔室，以使进入的气体冷却。由于存在良好的传导性能，这种冷却会被传送到环形部分124′，从而使冷却在整个环形部分124′上快速散开。因此，此处的冷却与上述相同，而此处的热部分122′的操作与热部分122相同。

这种手术过程以及其中相关的工具可以使包膜在整个手术过程中保持完好。

现参照图8，其中示出了根据本发明第二实施例的***200。***200包括一个装置201，其中上述的热(加热/冷却)和打钻功能被整合在一个单个仪器中。

装置201包括一个尖端202和一个把手204。尖端202通常是一次性的并且可以从把手204上去除。一条轴线XX通过装置201延伸，并且当装置201被正确组装时，该轴线XX与通过尖端202延伸的轴线AA(同样在图9中示出)以及通过把手204延伸的轴线BB(同样在图11示出)同轴。为了便于描述***200的组件并使之定向，特别是为了便于描述装置201并使之定向，将使用术语“近侧”和“远侧”，其中“远侧”为沿着尖端202的方向，尤其是沿着由轴线XX上的箭头XD指出的方向，而“近侧”为沿着把手204的方向，尤其是沿着轴线XX上的箭头XP指出的方向。

通过相应地构造在尖端202上和把手204上的螺纹206、208，尖端202与把手204配合在一起，或者也可以采用其它类似的配合结构进行配合。装置201由控制单元210控制，而控制单元210与一电源(未图示)相连，如通过插头211等与插座之类相连。控制单元210通过电线212向把手204提供电力。在控制单元210内有一个抽吸单元(S)214，但该单元也可以位于控制210之外，从而通过抽吸管线215向把手204和尖端202提供吸力。控制单元210还包括一个阀216，该阀可控制冲洗流体从流体源(F)217(通过管线217a)通过流体管线217b流向把手204和尖端202。另一个阀218可控制气体从一气体源(G)219通过一气体管线220(气体源219通过管线220a与阀218相连)流向把手204和尖端202。气体或冷却剂源219通常为压缩气体，这些气体随着膨胀而冷却，例如为CO2(二氮化碳)和N2O(一氧化二氮)。还有一个与把手204相连的气体流出管线221，气体可从该管线排放到大气环境中。

一脚踏开关222(以下在图17和图18中将详细示出)通过线223与控制单元210电气连接，它可用来控制上述***200的许多功能。在控制单元210上还有一个“开/关”开关224，该开关可控制控制单元210和脚踏开关222的电源。

现参照图9，其中示出了尖端202，该尖端由一头部240和一内芯242形成，并且支承了一个钻头构件244，而该钻头构件244被容纳在一系列重叠的其中具有空间的管子250中，这些管子分别被安装在头部240和内芯242中。内芯242通过一个电气绝缘环254和一空气间隙255与头部240分隔开，这样，头部240和内芯242不会相互接触，由此可以保持不同的电势以形成一个电回路(以下将详细描述)。

头部240通常由两个构件形成，一个外部构件262和一个内部构件264，其间有一个O形环266，以吸收由于钻头构件244的高速转动(通常约为80,000rpm)而产生的振动，其材料可为诸如传导的聚合物之类的材料。外部构件262包括一个延伸部分267，并且在包围内芯242的延伸部分267之间存在一个腔室268。该延伸部分267的内侧上通常具有螺纹206，该螺纹与把手204上的螺纹208相应，从而当需要使用装置201时，可以将尖端202连接并保持在把手204上。头部240通常由医用级的钢材、其它生物适合的金属以及其它生物适合的材料制成，只要这些材料是导电件。也可以使用带有导电线材的塑料。

内芯242由套环272-275形成，并且支承若干管子(以下将详细描述)，而这些管子从头部240突出。套环272-275被构造成可提供用于使流体和气体从位于把手204中的各个管子530、540、550、520、560(图14-16详细示出，以下将详细描述)抽吸入各个管子(以下将详细描述)的通道283-285。三个内套环272-274形成了一个空间286，该空间的尺寸可用于接收位于把手204上的轴端420。

现参照图10，钻头构件244由钻头290构成，并且带有具有相对锥形的端部293a、293b的对称的刀刃292a、292b，而两刀刃与一横杆294相连。尽管示出的两个对称的带有相反锥形的端部293a、293b的刀刃292a、292b，但这只是示例性的，因为钻头290可以改成支承任意数量的对称刀刃，所以带有任何锥度设置的端部，只要钻头能以平衡的方式旋转即可。或者，如美国专利No.5,690,641中所揭示(如元件318，且示于图46中的一例中)的，钻头290可以与晶状体缩减头相一致，该专利的内容援引在此以作参考。

钻头290安装在轴295上，该轴295延伸超过头部分240，并且可以被把手204接收。沿着近侧方向移动，在轴295的终端之前有一个圆周的凸部296，该凸部296与一止动套环297邻接，而该止动套环297可接纳最内部内芯套环272的近端272a，并且在止动套环297和内心套环272之间设有一个O形圈298，它用于吸收冲击并且抑制内芯套环272和止动套环297之间的摩擦。

钻头290和轴295可以由诸如钛、不锈钢之类的生物相容的金属制成。钻头290可以为单件，或者刀刃292a、292b和横杆294为单件，并通过诸如焊接之类传统的金属连接技术连接在一起。钻头290通过诸如焊接之类传统的金属连接技术(在横杆294处)与轴295连接在一起。

管束250由管子300、302、304、306、308构成，这些管子通常(关于轴线AA)同心且同轴，从而可适当地容纳钻头构件244，并且允许分别进入和流出流体、气体和微粒。这些管子300、302、304、306、308是由医用级钢、任何其它的生物适合的金属或其它不发生排斥的材料制成，只要这些材料是导电件。

最内部或中心的管子300用作钻头轴295的壳体。该管子300还为来自手术位置的流体、微粒等提供了一条用于抽吸的通道。它被安装在最内部的内芯套环272中。该套环272包括一近端272a和一远端272b。近端272a是管状的，并被接纳在止动套环297中且与O形圈298邻接。该近端272a还至少包括一个孔272c(图中示出了两个)，通过该孔可以将抽吸带至中心管300处。

向外移动，第二管子302是一根可以将流体通过其间送到手术位置的管子。管子302端结在相对于中心管300的端部的近侧。它以这样一种方式安装在中间内芯套环273内，即流体可以从内芯套环273中的通道283通向管子302。

或者，管子300、302的功能可以转换。在这种情况下，管子300向手术位置供给流体，而抽吸则通过第二管子302进行。装置201的其余部分应当进行相应变化以满足管子300、302的这种变化。

继续向外，当第三管子304和第四管子306分别与尖端202和把手204中的套环中的必要的空间/通道/管路/导管相连接时，这些管子同气体源209和气体管线220、220a、221和控制单元210形成了一个冷却***，该冷却***是相对于大气环境封闭的。内部管子304是一输气管，而外部管子306是一出口管，气体通过该出口管可返回到装置201中。由于内部管子304的远端304a是钝圆的，因此管子304和306都相对于环境封闭，从而与第二管子302形成一个密闭的空间。管子304包括至少一个孔312(图中示出了两个)，该孔使气体可从管子304进入出口管306的膨胀腔室314中。

膨胀腔室314通过孔312接纳气体。该膨胀腔室314通常是通过向外突出的弧形的圆周部分316形成的，该部分316闭合在内部管子304的末端304a上或附近。该弧形部分316形成了一个用于气体膨胀的空间，从而在弧形部分316的外侧上产生冷却。两个管子304、306端结在第二管子304的近侧的基本相同的点上。与供给管304的钝圆远端304a相连的弧形的圆周部分316形成了一个沿外侧的肩部317。这种结构限制了对至少由弧形部分316形成的肩部317的部分的冷却(但通常还包括由供给管304的钝圆的远端304a形成的肩部317的其它部分)，从而使冷却局部化。这种冷却局部化，并且冷却到的温度足以使与肩部317接触的必要的组织冻结，例如此处，使得可以抓紧或冷冻抓紧包膜，且不会伤害到任何其它组织。另外，管子304和306的端结形成了肩部317，该肩部317具有的直径比内部管子300、302大，并且以肩部317和最内部的管子300之间形成一定距离进行连接(在图中该距离以dd表示，通常约为0.5mm)，从而使钻头单元244穿入必要的组织的深度受到限制，此处该深度即为穿入包膜24的深度。这使得旋转的钻头刀刃292a、292b的安全性和效率最大。

管子304以这样一种方式安装在中间内芯套环274中，即，冷却剂气体可以从通道284通入内芯套环274并到达管子304中。类似地，管子306以这样一种方式安装在外部内芯套环275中，即，冷却剂气体可以通过套环275中的通道285离开管子306。

最外部的管子308是一个加热器管。该管子在其(即加热器管308的)远端与膨胀管306接触。最外部管子308与安装在具有一定电势(例如为负电势)的套环275上的膨胀管306相连，而最外部的管子308被安装在具有另一电势(该电势例如为正的)的头部260的内部构件264上，从而形成一电路。这种配置使得在接通电源时，最外部或加热器管308将被加热。在膨胀室314的外侧或其附近，这种加热至少限制或局限从气体管子304、306到手术位置的冷却，同时使其上延伸有加热器管308的管子300、302、304、306或其中部分的温度保持在生物适合的范围内。这种加热限制了冷却温度从膨胀腔室314回传，从而避免任何组织，如角膜16、虹膜以及其它周围组织受到冷却的损害。

内芯242以及特别是其中的套环272-275通常用医用级钢、其它不发生排斥的金属或其它生物相容的材料制成，只要这些材料是导电件。通常，围绕内芯242在其中间套环274处设有一O形圈330，而该套环274包括一个圆周凹槽332以容纳该O形圈330。另外，一O形圈340围绕着最内部内芯套环272的远端272b。这些O形圈330、340是由弹性体或者其它任何适于相对于把手204上的相应构造的组件(以下将详细描述)密封、吸收冲击及减小摩擦的材料制成。

图11-16详细示出了把手204。参照图11，该把手204是由一头部402、一本体404和一前板406构成的。一轴线BB通过头部402和本体404延伸，这样，当尖端202和把手结合在一起时，该轴线与尖端202的轴线AA对齐。通过分别位于头部402和本体404上的相应的螺纹408a、408b，头部402通过螺纹连接到本体404上而与本体404连接在一起，并且/或者通过传统的连接技术和机构连接到前板406上。把手还包括若干将部件保持在位的螺丝409。

头部402包括一个外环410，该外环的外侧上通常具有螺纹208或其它的锁定机构，这与延伸部分267的尖端202上的螺纹206或其它锁定机构相应。外环通常由医用级钢或其它不会发生排斥的材料构成，它为一个导电体，用于与尖端202的头部240相一致，如上所述，该外环410还具有一个正的电势，以形成电路的一部分。供电线412与外环410接触，向外环410供电可提供一个电势，此处该电势例如为正电势。

头部402还包括一个带有围绕有环形圆柱体422的短轴420，它用于与套环272-275配合。该短轴420可配合在由内部套环构件272-274形成的空间286内。短轴420包括一个用于接纳钻头轴295和止动套环297的中心孔424，以及位于圆周凹槽428中的O形圈426(与上述那些O形圈一致)，当尖端202和把手204结合在一起时，该O形圈用于吸收冲击及减小摩擦。一接纳管子530的通道430通过把手204延伸，并且它可提供吸力，并且该通道也位于短轴420中并且延伸至中心孔424。

圆柱体422的尺寸被设定为可延伸入腔室268中，但不覆盖内芯套环275中的气体流出通道285。因此，圆柱体422和外环410之间的空间434提供了用于气体返回的通道部分。

短轴420和前板406结合以保持一个保持件440。该保持件440包括一个孔442，该孔442(沿着轴线BB)轴向通过其中延伸，而其孔包括一个远端腔室444以及一个尾部446。远侧腔室444相应地被构造成可放置止动套环297。该远侧腔室444的尺寸比止动套环297稍大，从而允许其在其中转动，并且它的近端包括一个O形圈248(与上述的O形圈相对应)，以吸收冲击并减小摩擦。尾部446的直径比轴295大，但其直径足以使轴295以平衡的方式转动。

一个轴保持单元450通过一驱动杆454与电动机452相连。该轴保持单元450可接纳并保持住轴295的剩余端部(即止动套环297的近侧部分)，从而使其通过电动机452转动。轴保持单元450包括一个夹紧构件460，该夹紧构件可以通过一个内部套管462，被打开以接纳轴295，并且可以被闭合以保持轴295使其转动，其中内部套管462可以在远侧和近侧位置之间移动，以闭合及打开夹紧构件460。一个弹簧464轴套在驱动杆454上，该弹簧通常被偏压成将内部套管462推向远侧，由此使夹紧构件处于闭合位置中，从而以充足地保持力将轴295保持住以便其旋转。弹簧464由驱动杆454的近侧的套环454a以及位于内部套管462上的向内延伸的肩部462a约束。

现参照图12，若干圆周环462b从内部套管462中突出，并且与沿固定路径运行的外部套管468的齿466邻接，而固定路径是由中间套管470中的凹槽469形成的。外套管468被移动(通常是扭转)成使齿466与环462b邻接，并使这些齿移动。这使内部套管462移动，最终在需要时打开或闭合夹紧构件460(充分紧密地围绕轴295配合以使其旋转)。

电动机452通过弹簧485保持就位。电动机452通常为能使轴以高达约100,000rpm的速度旋转的电动机，但此处装置201的电动机的速度通常约为80,000。电动机452从延伸至把手204内的导管488中的导电线212接收到电力。

现参照图13-16，特别参照图13，其中示出了把手204的后面或背面。把手204包括用于各种管线的口，其中包括用于电线的口490、用于抽吸管线的口492、用于流体进入管线的口494、用于气体流入管线的口496以及气体流出的管线497。

图14示出了把手204中的抽吸管530。抽吸管530从口492延伸到把手204的头部402中的通道430。

图15示出了在把手204中流入及流出的气体。气体通过气体管线220经把手204中的口496进入。该口496通向把手204中的导管532，而后通向管子540，通过该管子气体进入内芯套环274(图9)中的通道284(图9)，随后进入气体供给管304(图9)。流出气体通过通道285(图9)并且进入把手204的头部402的圆柱体422和外环410之间的空间434。气体从该空间434通过把手204中的管子550、552(以虚线示出)流到把手204中的导管556，并通过口497流出到气体流出管线211(图8)。

图16示出了把手204中的进入的流体。流体通过口494(从图8中示出了流体管线217b)进入。口494通向把手204中的导管558，而后通向管子560，流体通过该管子可进入位于内芯套环273中的通道283，随后进入流体供给管302(图9)。

图17和图18详细示出了脚踏开关222。脚踏开关222包括一个底板600，其中带有若干用于致动/停止冷却剂气体602以及致动/停止流体流604的扭铵。这些按钮由外科医生踩在其上而致动/停止。还有一个倾斜的踏板606，外科医生踩在上面以控制抽吸。抽吸沿一梯度变化，从当踏板606未被按下时的没有抽吸到当踏板606完全被压下时完全的抽吸，其取决于踏板606(沿着箭头608的方向)被按下多少。踏板606也可以沿着双头箭头610横向移动，其中当踏板与水平垂直时，打钻处于关断的状态，而当踏板606被移动一定角度从而相对于垂直方向夹一角度“q”时，打钻处于打开的状态。

在操作中，***200最初采用的过程与图2示出的上述过程类似。这种最初过程的结果，产生了一个与开口O类似的开口O′。

现参照图19，其中已形成了开口O′，如图2中示出并描述的，热切割工具(图2中的110)可以从手术位置中移出。通常通过同样的角膜切口(热切割工具通过该切口***或移出)，装置201，具体说是尖端202，更具体说是重叠的管子250可以被***角膜切口中。***持继进入晶状体20，直到医生看到肩部317邻接包膜24为止。具有吸力的钻头290和部分中间管300以及带有冲洗流体的内部管子302通过开口O′进入包膜24中，并且处于皮层26中，同时肩部317包围开口O′。

接着致动装置201，由此气体在膨胀腔室314中膨胀，以使肩部317冷却到一定温度，例如约为-5℃到-10℃，由此肩部317将冷却输送到包膜24，并足以使之冷冻，至少将部分肩部317冷冻粘结到包膜24上，这样，装置201受控制地抓紧或冷冻抓紧在包膜24上。这种冷冻抓紧使得可保持这种圆形开口O′的完整性，并且特别地为开口提供了紧密的密封，稳定了包膜24的边缘并且使其在过程中免受剪切力或泄漏的影响。由于加热器管308使温度上升到约25℃到35℃，以使冷却受到限制，并且将手术位置的其余部分和尖端202保持在生物相容的范围中，因此冷却可保持局限在与肩部接触的包膜24的区域中。

接着可以开始打钻，钻头290以可以产生紊流的速度旋转，这种紊流使白内障(核)28分解并溶解成多个片件(与图4中的片件28a相同)，并且将其进一步在皮层26中乳化的粘滞的颗粒(如图4示出并已描述的)。该速度例如可约为80,000rpm。在旋转过程中，冲洗和抽吸可以同时或非同时地通过管子300、302进行。这个过程一直持续到所需量的核28(通常为全部核)被乳化并通过抽吸管300吸出为止。

随着上述过程的完成，气体流动停止，以使由冻结肩部317产生的抓紧释放开。一旦释放，尖端202(以及装置201)便可以从手术位置移出。而后，可以通过传统的过程将晶状体植入包膜24中。

尽管上述***、装置和方法是用白内障手术而示出并描述的，但这仅是示例性的。如不进行修改或进行很少的修改，上述的这些***、装置和方法可以被用于各种涉及需将被包裹的物质移出但又需要至少在过程中保持包膜完整的病理，从而避免使包膜内的包含物扩散到包膜外(进入周围的组织或血流)。这类病理例如为被包膜的瘤、半月板、被包膜的寄生物等。

尽管描述了本发明的较佳实施例，从而使本技术领域的普通技术人员能够实践本发明，但上述描述仅是示例性的。这些描述不会对本发明的范围产生限制，其范围将参照所附权利要求书而确定。

Claims (23)

1.一种外科手术装置，该装置具有壳体，所述装置在其近端具有把手，在其远端具有一外科手术尖端，其特征在于，所述装置包括以下包含在所述壳体内或从所述壳体突出的元件：

·用于冷冻密封哺乳动物组织的冷却装置，其特征在于，所述冷却装置包括：

a)与冷却剂供给装置相连的冷却剂流出管，用于从所述近端朝所述装置的外远端的科手术尖端提供冷却剂流；

b)使冷却剂从远端的所述外科手术尖端返回装置的所述近端的冷却剂返回管；装置的远端中存在的至少一个连通孔使冷却剂从冷却剂流出管通向冷却剂返回管；一膨胀腔，该膨胀腔具有的截面比冷却剂返回管的截面大，所述膨胀腔设置在所述冷却剂返回管的最远端，

所述冷却剂流出管同心地设置在所述制冷剂返回管内；

·用于使所述装置的温度上升并对之进行调节的电力加热装置；

·用于确定外科手术尖端的温度的温控器；

其中，所述冷却剂流出管具有中空中心，用于从中输送外科手术器具；

并且；所述外科手术装置电气地连接到：

i)用于启动所述冷却装置的控制装置，这样，一旦所述控制装置启动，冷却剂将从所述冷却剂供给装置通过所述冷却剂流出管引向所述冷却剂流出管的远端，并通过所述连通孔进入所述膨胀腔，从而使膨胀腔的温度下降至这样一种温度，即，接触到膨胀腔的哺乳动物的组织将冻结并粘附到装置上；

ii)用于启动所述加热装置的控制装置；以及

iii)供电装置。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置还包括一个与电动机相连的钻头构件，所述钻头构件包括一个具有一远端的轴和一个位于所述远端的钻头，所述钻头构件通过所述冷却剂流出管的所述中空中心从所述装置的外科手术尖端的中心突出。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述钻头构件以大致80000RPM的速度旋转。

4.如权利要求1所述的装置，所述电力加热装置具有一个包括在电路中的导热元件，所述导热元件的至少一部分位于所述外科手术尖端；其中，通到所述电路的电流使所述导热元件产生热量。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，运载管构造成用于从一冲洗流体源输送冲洗流体。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述外科手术尖端为一次性的。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述冷却剂流出管和所述冷却剂返回管在所述相应的远端封闭，从而相对大气环境封闭所述冷却装置。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述冷却剂流出管和所述冷却剂返回管的所述封闭的远端形成了一个肩部，该肩部从所述装置向外延伸。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述外科手术尖端的所述远端延伸超过所述肩部一定距离，该距离与所述装置的外科手术尖端进入人体内存在的包膜的最大的手术穿入深度一致。

10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括用于从所述外科手术尖端抽出流体的抽吸管；所述抽吸管与一抽吸单元相连。

11.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述冷却剂供给装置提供如下可选的一种冷却剂：压缩二氧化碳和压缩一氧化二氮。

12.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括多个用于调节所述装置中冷却剂流量的阀。

13.如权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括多个用于调节所述装置内冲洗流体流量的阀。

14.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括冷却剂流出管路，当冷却剂流过膨胀腔之后，冷却剂将从流出管路排放至外部环境。

15.如权利要求1所述的装置，其特征在于，外科手术的尖端由一头部和一内芯形成。

16.如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述内芯通过一个电气绝缘环和一空气间隙与所述头部隔开，这样，头部和内芯能够保持相反的电势以形成一电气回路，并且所述头部和所述内芯分别与一电源上的相对的端子相连；其中，所述电路与所述加热装置电气连接。

17.如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述头部由两个构件形成，两个构件之间由一O形圈隔开。

18.如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述O形圈由聚合物形成，用于吸收振动冲击。

19.如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述头部由外科工具用钢或其中具有导电线的塑料制成。

20.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述钻头构件包括一钻头，所述钻头具有带有相对锥形端部的平衡刀刃，所述刀刃与一横杆相连。

21.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述钻头和钻轴由钛或不锈钢金属形成。

22.如权利要求1所述的装置，其特征在于，当冷却剂流流入所述膨胀腔，膨胀腔能够达到约-5℃到-10℃。

23.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述加热装置加热至约25℃到35℃的温度。

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