CN102137689A - 外科流体操纵系统 - Google Patents

Abstract

外科流体操纵器包括可释放地啮合于管路(26)的泵(70)和用户界面(60)。所述用户界面(60)构造成能够手指触摸选择通过所述管路(26)的流体流速，并且构造成以第一模式或第二模式中的至少一个操作。在第一模式中，流速通过直接选择多个可选数字数值中的一个来控制，而在第二模式中，流速通过用户选择在字母数字识别符标度内的一个字母数字识别符来控制。每个相应的字母数字识别符直接对应于器具尺寸标度内的仅一个器具尺寸。

Description

外科流体操纵系统

技术领域

本公开涉及流体操纵系统。具体说，本公开涉及用于医疗设备如外科器具的流体操纵系统。

背景技术

某些外科设备利用流体供给以冲洗病人的治疗部位和/或冷却该外科设备。这些类型的外科设备的一些非限制性的例子包括微型清创器、耳钻(otologic drill)、吸引冲洗器具等。对外科设备提供稳定的流体供给的一种常用的方法包括借助于诸如蠕动泵的正位移泵，通过医用管，从诸如袋的流体源泵送流体。期望用蠕动泵有许多理由，诸如其保持流体无菌和泵清洁的能力，因为流体流过医用管而不与泵的部件接触。在使用中，管路放置在蠕动泵内，以允许其辊子循环地啮合该管路来提供期望的泵送作用。

控制通过冲洗路径的流速的另一种比较传统的方法包括重力输送结构(gravity-feed arrangement)并且使用普遍的手指操作的辊子-压紧阀。通过引起对管路夹紧作用的程度改变，这种辊子阀有效地控制流体的流速。虽然装置简单，但是这种方法缺乏流速的稳定性和可预见性。具体说，在外科手术期间借助于辊子阀调节(或指导护士/技术人员调节)流速以在一台外科手术中在不同的器具间实现期望的流速量，外科医生可能浪费很多宝贵时间。而且，从一台手术到另一台手术，外科医生(或辅助的护士/技术人员)不容易预计辊子阀的哪个位置将实现期望的流速。除了这种调节方法的耗时性之外，这种控制流速的可变性还分散外科医生或护士/技术人员的注意力，这些外科医生或护士/技术人员通常监控许多其它器具和病人的生理参数。

因此，由于常规的流体输送系统从一台外科手术到另一台外科手术，或在一台手术中从一种器具到另一种器具不能提供稳定的并且可预计的流体流速的控制，而可能妨碍外科手术。

附图说明

图1是根据本发明的原理用于向外科器具提供流体的系统的透视图；

图2是根据本发明的原理包括流体操纵器(manager)的方块图的示意图；

图3A是根据本发明的原理示意地示出预定流速和一系列依次更小尺寸的器具的标度关系(scaled relationship)的图；

图3B是根据本发明的原理示意地示出预定流速和一系列依次更大尺寸的器具的标度关系的图；

图4是根据本发明原理的切割冲洗器具的侧视平面图；

图5是根据本发明原理的吸引冲洗器具的侧视平面图；

图6是根据本发明的原理，示意地示出在医疗手术期间操纵冲洗流体的方法的流程图。

具体实施方式

本公开的实施方式涉及控制通过管路到医疗设备如外科器具的流体流动。一般而言，本公开的实施方式能够用来经由医用管向接收流体的任何医疗设备提供控制的流体输送。因此，本方面的实施方式不只局限于与外科设备一起使用，而且能够与各种医疗设备一起使用。

在其它特征和结构中，本公开的一些实施方式提供进行外科手术的方法，该外科手术包括在无菌区内或邻近无菌区设置第一外科器具和流体操纵器两者。在一些实施方式中，流体操纵器包括在无菌区外面的操纵台(console)和在无菌区内的遥控器(与操纵台电连通)。在一些实施方式中，操纵台和遥控器其中之一或两者包括电子触摸板(touchpad)，而在另外的实施方式中，操纵台和遥控器其中之一或两者包括按钮阵列、齿轮(wheels)或用于实现或调节流体操纵器的流体流动控制特性的其它机电工具。

流速经由流体操纵器作为独立变量被选择。外科手术利用第一外科器具进行，包括以该流速引导冲洗流体(从设置在无菌区外面的泵)进入管路并且通过第一外科器具的冲洗导管。该冲洗导管设置成引导流体到治疗部位和/或冷却第一外科器具的切割工具。应当理解，在一些情况下，治疗部位是不进行手术的诊断部位，而在另一些情况下，在治疗部位进行手术或外科手术。

正如上面所指出的，在一些实施方式中，在手术期间流体操纵器的遥控器设置在无菌区内。这种特征使外科医生能够在治疗部位保持对冲洗流体的流速的直接控制，而不必需要护士或其它技术人员的帮助。

在一些实施方式中，流速通过数字数值选择并且显示在流体操纵器上。但是，在另外一些实施方式中，流速通过字母数字识别符(identifier)选择，所述字母数字识别符显示在操纵台上并且对应于预定的流速。在又一些另外的实施方式中，流速通过一个或多个图符(icon)(其对应于预定的流速)选择并且然后通过字母数字识别符显示在操纵台上。

一方面，字母数字识别符表示可拆卸地连接于流体操纵器的外科器具的尺寸。因此，仅仅通过在流体操纵器(经由操纵台或遥控器)选择对应于该外科器具尺寸的字母数字识别符，外科医生能够实现用于特定尺寸的外科器具的适当流速。以这种方式，外科医生不需要记住对应于外科器具尺寸的各个单独的流速，也不需要依赖于有经验的护士来操作常规手指操作的压紧阀。

而且，流体操纵器储存表示预定流速范围和依次更大尺寸或依次更小尺寸外科器具范围之间的标度关系的数据。另一方面，在该范围内的各个流速通过离散间隔分开。

因此，在包括吸引冲洗工具的手术期间，当外科医生选择用不同尺寸的第二工具代替第一尺寸的工具时，外科医生能够方便地使用流体操纵器来选择对应于该第二工具尺寸的字母数字识别符，以选择用于该手术的适当流速。可选地，在包括切割冲洗工具的手术期间，当外科医生选择一种工具或代替一种工具时，外科医生能够方便地使用流体操纵器来根据数字数值精确地设置流速。在两者中任何一种情况下，该选择能够通过无菌区外的(流体操纵器的)操纵台进行，或能够通过可设置在无菌区内的(流体操纵器的)遥控器进行(以使外科医生能够直接自己作出选择)。还应当理解，这里提到的第一工具不必对应于在手术中最初所用的工具，而术语第一工具和第二工具仅仅指在手术期间在某个时间点所用的两个工具的相关顺序。

以这种方式，本公开的实施方式能够使外科医生在外科手术期间实现并保持稳定的、可预计的流体流速。这些实施方式和其它的实施方式将结合图1-6更加详细地描述。

根据本发明原理的外科系统10示于图1中，并且包括用于冲洗治疗部位或冷却外科器具的切割工具的机构。在其它特征中，系统10包括流体源(例如容器20，22)、管路装置26、装载盒30、操纵台50、泵组件70以及诸如切割冲洗工具90和吸引冲洗工具40(示意地表示在图1中)的外科器具。如操纵台50所控制，储存在容器20、22中的流体经由用于泵送的管路部分21、23借助于泵组件70中之一通过管路装置26供给外科器具40或90。每个管路部分21、23包括辊子压紧阀24，该辊子压紧阀24适于起动或终止重力输送流体到容器20、22外面。一方面，每个管路部分21、23可拆卸地、流体连接于管路装置26的近端部分28，而管路装置26的远端部分29延伸到并且流体连接于切割冲洗工具90的流体入口81或吸引冲洗工具40流体入口(经由适配器35)。应当理解，本公开的实施方式并不局限于所描述的具体器具，而是延伸到更宽范围的外科器具。

一般而言，由于这种设置，从容器20、22通过管路部分21、23，通过管路装置26的近端部分28和远端部分29，并进入各个工具40、90其中之一的冲洗导管，建立冲洗路径。

另一方面，泵组件70安装在操纵台50的框架52上，并且在一些实施方式中，相对于操纵台50可释放地固定以能够方便地更换一个或多个泵组件70。在一个实施方式中，每个泵组件70包括正位移泵，该正位移泵具有与从英国Watson-Marlow Bredel Pumps Limited of Cornwall可得到的313或314系列蠕动泵基本相同的特征或类似的特征。在另外的实施方式中，泵包括加压罐泵(pressurized canister pump)、隔膜泵或用于控制流体流动的其它合适的泵。

在一个实施方式中，每个管路装置26包括装载盒30，该装载盒30适于促进方便地并适当地将管路装置26的近端部分28装载成相对于泵组件70其中之一的蠕动泵送机构可释放地啮合。一旦管路装置26的近端部分28经由盒30安装之后，泵组件70的蠕动机构的辊子可释放地啮合管路的外部，以挤压或泵送流体通过该管路。在其它特征中，经由盒30的适当装载确保管路的寿命，并且能够使可预计的稳定流体流通过该管路。盒30、管路装置26、泵组件70以及操纵台50的这种设置以及相互作用还公开在受让人的共同未决申请序列号12/036,148中，其是2008年2月22日提交的，名称为“将管路装载到泵送装置中的方法和系统”，并且代理卷号为M190.251.101，其整个内容通过引用而并入本文中。但是，还应当理解，可以利用不同于盒30的装载工具的技术，将管路装置26的近端部分28装载在泵组件70其中一个上。

在一些实施方式中，管路装置26另外包括阻尼机构32，其设置在管路装置26的远端部分29(即，装载盒30的远端)中，以便阻尼机构32设置成远离泵组件70的蠕动泵送作用。一方面，阻尼机构32用来最小化由蠕动泵送作用形成的流体流中的脉冲。当流体通过冲洗路径时这种设置使流体的流动变平滑而基本上不影响流体的流速。尽管如此，在其它实施方式中，在流体流中的脉冲无关紧要的情况下，管路装置26省略阻尼机构32。

另一方面，通过提供阻尼机构32作为管路装置26的部件，阻尼机构32是与泵组件70分开并且独立的。这种设置进而使操作者在选择管路装置时能够确定他们是否想要利用阻尼机构32的平滑作用。而且，通过提供阻尼机构32作为管路装置26的部件，泵组件70和/或操纵台50不被比较复杂的常规蓄能器(accumulator)或阻尼机构所妨碍。

如图1进一步所示，管路装置26的远端33可拆卸地连接于(如方向箭头B所示)手持件(handpiece)80的流体入口81，该手持件80用于流体连接于诸如切割冲洗工具90的外科器具。可选地，管路装置26的远端33经由适配器35可拆卸地连接于(如方向箭头C所示)诸如吸引冲洗工具40的另一种外科器具的流体入口。在另外的一些实施方式中，管路装置26可以不用适配器而连接于外科器具。

在外科手术期间，操作者通常一只手使用切割冲洗工具90，而另一只手操纵吸引工具。可选地，在外科手术期间，操作者一只手使用钻头，而另一只手使用吸引冲洗工具40。在两者中任何一种情况下，管路装置26的远端33与工具40、90其中之一的连接提供冲洗路径，以输送用于冲洗治疗部位和/或冷却切割工具的流体。

如图1进一步所示，切割冲洗工具90由可拆卸地连接于操纵台50的端口位置(port station)54的手持件80支撑。经由端口位置54，操作台50供给手持件80动力和控制信号，以操作切割冲洗工具90的刀片或钻(bur)，以及提供用于控制泵组件70的控制信号，以控制通过冲洗路径的流速。

最后，操纵台50包括用户界面60，其构造成通过将控制信号导入到泵组件70来提供对流体流速的控制，并且构造成控制各自外科器具40、90的切割动作或吸引动作。一方面，用户界面60是包括电子触摸板能力的图形用户界面，其通过手指触摸提供特定功能或特征的同步显示和/或激活，如在下面结合图2进一步描述的。

如图1进一步所示，在一些实施方式中，系统10另外包括可拆卸地连接于(经由线78)操纵台50的端口位置54的遥控器75。在另外的实施方式中，遥控器75利用RF或红外通信协议与操纵台50无线连通。如在后面结合图2进一步描述的，与操纵台50协作，遥控器75构造成控制通过管路装置26并且到吸引冲洗工具40或到切割冲洗工具90的流体流动。在一个实施方式中，遥控器75包括电子控制触摸板，其构造成能够经由手指触摸激活特定的功能或特征，并且其可以包括或可以不包括与该特定功能或特征相关的图形显示。

在一些实施方式中，提供成套的适配器以将管路装置26的远端33快速连接或联接于吸引冲洗工具40。在一个实施方式中，适配器35提供从管路装置26到吸引冲洗工具40的联接。另一方面，系统10包括负压源95，其构造成可拆卸地连接于吸引冲洗工具40，以在治疗部位提供吸引或真空。由于能够利用各种工具用于吸引，因此系统10不严格局限于利用吸引冲洗工具40在外科手术期间提供吸引功能。

考虑到系统10的上述总的结构，图2示出流体操纵器100。应当理解，流体操纵器100的特征和部件可以以不同的形式和分组来设置。但是，在所示的实施方式中，流体操纵器100至少包括操纵台150和与操纵台150连通(有线或无线)的遥控器175。一方面，无线连通通过RF、红外通信协议或其它已知的小范围无线通信协议来进行。

在一个实施方式中，流体操纵器100基本上包括与图1的操纵台50和遥控器75相同的特征和属性，并且还包括结合图2描述和说明的另外的特征和属性。在一个实施方式中，操纵台150的特征和部件通过提供电子控制触摸板特征的图形用户界面60(图1)进行提供，因此操纵台150提供图2所示的功能和特征的同步显示和/或激活。在另外的实施方式中，操纵台150包括用于实现流体操纵器100功能的一个或多个拇指轮、按钮或其它机电控制机构。

在一个实施方式中，如图2所示，操纵台150包括吸引冲洗模块160、切割冲洗模块162、存储器163、控制器165、泵选择器166、模式选择器168、辅助控制模块170、和/或辅助流体控制模块350。

在一个实施方式中，控制器165包括一个或多个处理单元和相关的存储器，它们构造成产生引导系统10的流体操纵器100操作的控制信号，包括至少控制操纵台150和泵组件70。具体说，响应或根据经由用户界面60接收的命令(如由图2的操纵台150图形地表示的)和/或包含在与控制器165相关的存储器163中的指令，控制器165产生引导泵组件70操作的控制信号，以选择地控制通过由管路装置26和冲洗导管提供的冲洗路径的流速。

在一些实施方式中，遥控器175是无源装置并且不受控制器165控制。而是，遥控器175提供来自无菌区内的信号，以指挥在无菌区外的操纵台150的控制器165。在一些实施方式中，遥控器175包括转换电阻器阵列，而在另一些实施方式中，遥控器175包括电容转换、电感转换或电容、电感和/或电阻转换的组合。

为了本申请的目的，关于控制器165，术语“处理单元”应当是指执行包含在存储器中的指令序列的目前研制的或将来研制的处理单元。指令序列的执行使处理单元进行诸如产生控制信号的步骤。这些指令可以从存储器163所表示的只读存储器(ROM)、海量存储装置或一些其它永久存储器加载到由处理单元执行的随机存取存储器(RAM)中。在另外的实施方式中，可以用硬连线电路代替软件指令或硬连线电路与软件指令组合使用，以执行所述的功能。例如，控制器165可以体现为一个或多个专用集成电路(ASIC)的部件。除非另外专门说明，控制器不局限于硬件电路和软件的任何具体组合，也不局限于由处理器执行的任何特定指令源。

一般而言，吸引冲洗模块160构造成能够选择通过管路装置26(图1)和通过外科工具(如在后面描述的图5中所示的吸引冲洗工具400)的冲洗导管、用于释放到治疗部位的流速。在一个实施方式中，吸引冲洗模块160包括装置尺寸选择器200、微型流动调节器220和吸引模块230。

一方面，装置尺寸选择器200构造成根据可拆卸地连接于操纵台150的装置的尺寸来选择流速。在一个非限制性的例子中，装置的尺寸通过其横截面面积或其外径来识别。装置尺寸选择器200包括各种控制件，如减少功能件202、增加功能件204、显示器206以及单位功能件210。在使用中，操作者操纵增加功能件204或减少功能件202来实现期望的字母数字识别符设置的选择，该选择显示在显示器206上。在所示的例子中，装置尺寸选择器200采用弗伦奇导管标度(French catheter scale)，因此，显示器206与单位功能件210组合显示字母数字识别符8Fr。

还应当理解，在另一些实施方式中，字母数字识别符可以仅仅表示为字母(例如，A、B、C)以识别器具的具体尺寸，而在又一些实施方式中，字母和数字的其它组合(例如，A3、A4等)用于识别器具的具体尺寸。因此，字母数字识别符可以是关于器具尺寸的任意表示，或可选地，可以是器具尺寸的间接表示。在两者中任何一种情况下，字母数字识别符都不显示出任何特定尺寸器具的预定流速。

在又一些实施方式中，图形指示符的图符和/或类型可通过装置尺寸选择器200显示或激活(而不是字母数字识别符)，以从尺寸范围中选择器具的尺寸，并且因此从不同流体流速的范围中间接选择流体流速。像前面描述的字母数字识别符一样，图符和/或其它图形指示符可以是关于器具尺寸的任意表示，或可选地，可以是器具尺寸的间接表示。在两者中任何一种情况下，图符(或其它图形指示符)都不显示出任何特定尺寸器具的预定流速。

还应当理解，装置尺寸选择器200不局限于通过弗伦奇导管标度识别器具尺寸，而是延伸到能够识别一类器具中相关尺寸的其它测量单位。一方面，装置尺寸选择器200构造成识别在一种类型器具的横截面尺寸标度内的一个横截面尺寸。这一横截面尺寸进而直接对应于在流速标度内的特定流速，对于这一种类型的器具和特定类型的手术该流速在治疗部位提供适当量的冲洗(或切割工具的冷却)。

因此，本领域的技术人员应当明白，这种字母数字识别装置(通过显示器206是可见的)不指示连接于操纵台150的外科器具(例如，吸引冲洗工具40或切割冲洗工具90)的流速。而是，操纵台150包括在其存储器163内的预先编程的数据表，该数据表给每个不同尺寸的外科器具(例如，吸引冲洗工具40)提供不同的预定流速，其中每种不同的预定流速由不同的字母数字识别符唯一地识别。识别吸引冲洗工具40相应尺寸的字母数字识别符和其相关的预定流速之间的关系的图像说明在后面结合图3A-3B进行描述和进一步阐释。

因此，即便操纵台150不显示实际的流速设置，知道操纵台150将自动选择合适的流速，操作者只需要选择外科器具的尺寸。以这种方式，通过仅仅触摸单个按钮(通过装置尺寸选择器200)，操作者能够有信心相信，对于该尺寸的外科器具，流速从一个手术到另一个手术将是稳定的。在一些实施方式中，操纵台150构造成另外地或可选地显示与所选装置尺寸相关的预定流速。

一方面，通过方便地输入字母数字识别符选择外科器具的流速的能力证明在某些外科手术中非常有用，在这些外科手术中利用一系列依次更大或依次更小的外科器具来进入特定的治疗部位。在一个非限制性的例子中，许多ENT手术以较大尺寸的外科器具(例如切割工具)开始，然后随着进一步进入治疗部位，进展到使用依次更小的外科器具。一种这样的切割工具包括切割冲洗工具，该切割冲洗工具具有用于提供清创作用的刀片或钻以及提供冷却切割工具和冲洗治疗部位的冲洗流体的冲洗导管。当从较大的器具进展到较小的器具时，随着操作者在操纵台150的装置尺寸选择器200上通过手指触摸指示器具的尺寸，根据本发明原理提供的操纵台150自动选择合适的流体流速用于每个依次更小的器械。

结合图3A和3B进一步说明这种关系，图3A和3B示意地示出了多个预定流速和与这些相应流速的每个相关的外科器具的尺寸范围之间的标度关系。图3A提供示意地示出点408的标度406的图表400。每个点408表示外科器具的具体尺寸和与该具体尺寸相关的预定流速。一方面，X轴404表示在单个手术中使用一系列外科器具的顺序。在一些实施方式中，外科器具的尺寸根据弗伦奇导管标度进行测量，而在另一些实施方式中，使用不同的测量单位或标度识别符。另一方面，y轴402表示特定尺寸器具的流体的预定流速。

还应当理解，图3A所示的具体标度只是说明性的，并且本发明的实施方式并不限于图3A所示的器具的特定尺寸或特定流速。尽管如此，在图3A所示的例子中，标度406提供40cc/分钟的预定流速用于10弗伦奇尺寸的器具，35cc/分钟的预定流速用于9弗伦奇尺寸的器具，30cc/分钟的预定流速用于8弗伦奇尺寸的器具，等等。如图2进一步所示，连续的流速通过离散间隔(例如，5cc/分钟)分开，因此，每个不同尺寸器具的流速变化以阶梯方式发生。

在其它关系中，图表400示出较大尺寸的外科器具对应于较大的预定流速，因此在手术早期所用的器具具有较大的流速，并且随着连续使用的器具的尺寸逐渐减小，每个连续的预定流速相应地减小。由于图表400的这种流速和器械尺寸的标度关系储存在操纵台150的存储器163(图2)中，当操作者指示器具的尺寸(通过装置尺寸选择器200的字母数字识别符)时，该系统自动设置合适的流速。

还应当理解，操作者可以改变使用外科器具的顺序或可以在任何时候沿着标度406跳过若干个尺寸。尽管如此，由于通过装置尺寸选择器200提供的便利的选择机构，操作者仍将很快获得用于所选器具的适当流速，这借助于通过利用字母数字识别符直接选择器具的尺寸使选择合适的预定流速得以进行。

以类似的方式，图3B示出描绘离散点438的标度436的图表430，其表示预定流速(如y轴432所示)和器具尺寸(如x轴434所示)的标度关系。一方面，在这个实施方式中，除了在整个外科手术进程中(如x轴434所示)使用器具的顺序对应于使用依次更大器具的程序之外，图表430包括与图3A的图表400基本相同的特征和属性。除此以外，图表430基本上类似于图表400并且示出了表示多个由离散间隔分开的预定流速的一系列点438，其中每个预定流速直接对应于特定尺寸的外科器具。

再参考图2，除了节省操作者的时间以及确保特定尺寸装置从一个手术到另一个手术的可预见的、稳定的流速之外，可自动选择的流速也确保流速和特定尺寸器具的吸引量之间的合适比例。而且，如图2所示，在一些实施方式中，吸引模块230设置成能够进行调节，以通过吸引冲洗工具40增加(通过增加功能件236)或减少(通过减少功能件234)在治疗部位的吸引量。显示器232可以设置成跟踪吸入水平的相对增加或减少。

在用依次更小的器具进行的情况下，对每个较小尺寸的器具将提供相对较小量的吸引，使得对于每个依次更小尺寸的器具吸引量与在治疗部位提供的冲洗的相对较小流速保持比例。在用依次较大的器具进行的情况下，对每个较大的尺寸的器具将提供相对较大量的吸引，使得对于每个依次更大尺寸的器具吸引量与在治疗部位提供的冲洗的相对较大流速保持比例。最后，另一方面，即便当操作者在不同尺寸的器具之间换来换去(而不是按照尺寸大小进行)时，也将适当量的吸引提供给特定的器具。

在操作者期望稍高或稍低冲洗流速的情况下，微型流动调节器220能够精调由装置尺寸选择器200选择的流速。具体说，微型流动调节器220包括开/关按钮222、减少按钮224、增加按钮226和调节显示器228。开/关按钮222构造成能够经由操纵台150控制冲洗流体流动的开始或终止。减少按钮224和增加按钮226分别能够少量减少和少量增加由装置尺寸选择器200设置的总体(macro)或基本流速。显示器228提供总体流速相对增加或减少的图形指示。一方面，用于特定器具的预定流速的这种精调用方向箭头F示于图3A中，其示出了用于6弗伦奇尺寸的外科器具的预先选择的流速(例如，20cc/分钟)的小范围增加或减少。

在一些实施方式中，微型流动调节器220的减少按钮224或增加按钮226的每次按压引起相应减少或增加至少一个数量级，所述数量级小于由装置尺寸选择器200(即总体流动调节器)的减少按钮202或增加按钮204的每次按压所引起的流速减少或增加的数量级。在一个非限制性的例子中，微型流动调节器220的按钮224、226能够相应减少或增加5％或10％额定流速(通过装置尺寸选择器200选择的一个总体流速)。

在另一些实施方式中，微型流动调节器220的减少按钮224或增加按钮226的每次按压引起相应的预定减小或预定增加，该预定减小或预定增加是装置尺寸选择器200(即，总体流速调节器)减少按钮202或增加按钮204的每次按压引起的流速减少或增加的一定分数或百分比(例如，1％、2％、5％、7％、10％或15％)。

以这种方式，操作者能够对对应于所用外科器具的尺寸的预定流速(通过装置尺寸选择器200的字母数字识别符所选择的)进行少量改变或调节。因此，操作者得到与外科器具的尺寸匹配的可预计的预定流速的好处，同时仍然保持由预定流速上调或下调流速的灵活性。

在一些实施方式中，操纵台150还包括如图2所示的切割-冲洗模块162。该模块162包括切割速度模块240、方向模式选择器250和流速模块260。切割速度模块240包括增加功能件244、减少功能件242和显示器246。增加功能件244和减少功能件242能够选择并调节切割工具的速度，切割工具的速度通常以转/分钟(RPM)进行度量。方向模式选择器250能够通过相应的向前功能件252或向后功能件254选择切割工具的向前模式和向向模式。此外，应当理解，切割冲洗模块162(一般或经由方向模式选择器250)还任选提供对诸如振荡切割模式的其它切割模式的选择。

另一方面，切割冲洗模块162的流速模块260提供减少功能件262和增加功能件264以将流速选择为显示在显示器266上的数字数值。在所示的非限制性的实施方式中，流速以单位cc/分钟进行显示。通过使流速可选择为数字数值，外科医生能够容易地实现可预计的流速，该可预计的流速能够从手术中的一个器具到另一个器具或从一台外科手术到另一台外科手术再现。在一个实施方式中，流速选择为独立变量。换句话说，流速不依赖于其它变量如关节(例如，关节镜外科手术)内的流体压力。因此，一旦设置之后，流速不会如同在各种常规的关节镜外科手术系统中一样随便变变得(除非通过操纵台150专门调节到新的恒定流速)低至或高至某一限度。

在一些情况下，流速模块260还包括启动(prime)功能件268，该启动功能件268构造成准备好用于冷却切割工具或冲洗治疗部位的冲洗导管。正如上面所指出的，应当理解，术语治疗部位一般是指诊断部位、外科手术部位、冲洗部位或其组合。

进一步参考图2，在一些实施方式中，流体操纵器100还包括遥控器175，其尺寸做成且适于在手术期间设置在在无菌区内。一方面，遥控器包括暂停功能件270、精调功能件272和粗调功能件280。暂停功能件270使操作者能够起动、终止或暂停通过相应工具40、90之一的冲洗导管的流体的流动。在一个实施方式中，暂停功能件270用来控制相应工具40、90之一的冲洗导管的启动(priming)或清除(flushing)(图1)。

粗调功能件280包括减少功能件282和增加功能件284。一方面，当吸引冲洗模块160与吸引冲洗工具40(图1)或400(图5)一起使用时，遥控器175的粗调功能件280起装置尺寸选择器的作用，基本上类似于吸引冲洗模块160的装置尺寸选择器200(图2)。因此，遥控器175的减少功能件282和增加功能件284通过可经操纵台150的装置尺寸选择器200选择的字母数字识别符来引起器具尺寸的选择相应减少或增加。以这种方式，外科医生通过仅识别要用器具的尺寸就能够使用遥控器实现合适的预定流速。

另一方面，当切割冲洗模块162与切割工具90(图1)或300(图4)一起使用时，遥控器175的粗调功能件280能够以与切割冲洗模块162的流速选择器260(图2)基本相同的方式根据数字数值直接选择流速。因此，如通过数字数值所选择和经数字数值所表示的那样，遥控器175的减少功能件282和增加功能件284引起流速的相应减少或增加。

另一方面，遥控器175的精调功能件272能够少量增加和减少所选择的流速。例如，当使用吸引冲洗模块160时，通过遥控器175的增加按钮276进行的流速的少量增加对应于通过操纵台150的微型流动调节器220的增加按钮226(图2)进行的少量增加。同样，通过遥控器175的减少按钮224进行的流速的少量减少对应于通过操纵台150的微型流动调节器220的减少按钮224(图2)进行的少量减少。另一方面，当使用切割冲洗模块162时，通过遥控器175的减少按钮274和增加按钮276进行的变化分别对应于通过操纵台150的流速选择器260选择的基本流速的少量减少或增加。

在一个实施方式中，遥控器175还可以用来控制诸如工具90的切割工具或钻头的速度和方向。在这种设置中，遥控器175以辅助模式进行操作，在该模式中粗调功能件280用来控制钻头的方向，其中粗调功能键件280的增加功能件284的激活引起向前的钻头方向，而粗调功能件280的减少功能件282的激活引起向后的钻头方向。此外，在遥控器175以辅助模式进行操作时，遥控器175的精调功能件272用来控制钻头的速度，其中增加功能件274引起钻头速度的增加，而减少功能件276引起钻头速度的减少。在一些实施方式中，在遥控器175的这种辅助模式中，遥控器175的暂停功能件270用来逆转钻头的方向(例如向前或向后)。

在一些实施方式中，增加功能件和减少功能件的附加设置被添加到遥控器175(以基本上类似于图2的粗调功能件280的方式)，以使遥控器175对流体流动和钻头同时进行控制。在另外一些实施方式中，操作者能够在利用遥控器175控制钻头或控制流体流动之间切换(toggle).

操纵台150还包括模式选择器168，该模式选择器168包括切割功能件194，以使操作者能够经由切割冲洗工具90的切割冲洗模块162选择流体操纵，而吸引功能件196使操作者能够经由吸引冲洗工具40的吸引冲洗模块160选择流体操纵。在一些实施方式中，吸引冲洗模块160和切割冲洗模块162两者将同时显示在操纵台150的用户界面60上，而与哪个功能件194、196被选择无关。另一方面，在另一些实施方式中，每次只有吸引冲洗模块160或切割冲洗模块162的其中一个被显示在操纵台150上，其中模式选择器168确定相应模块160、162中哪个被显示。在这后一种设置中，操纵台150可以在与吸引冲洗模块160一起使用或与切割冲洗模块162一起使用之间转换。

在一些实施方式中，如图2所示，操纵台150包括泵选择器166。泵选择器166包括按钮190、192，用于选择泵组件70其中之一或两者的激活，这根据使用哪个流体容器20、22或其它流体源而定。

再次参考图2，在一些实施方式中，操纵台150包括辅助控制模块170，其构造成提供变换机构(alternate mechanism)以设置外科器具的流速。这个实施方式可以表明对于这样一些使用者是特别有用的，这些使用者能够比较轻松地或熟练地用键盘输入各种值和/或功能，而不用吸引冲洗模块160或切割冲洗模块162。考虑到这一点，辅助控制模块170包括构造成能够输入数字数值和字母数字识别符的键盘172。辅助控制模块170的尺寸功能件174使诸如外科医生的使用者能够利用字母数字识别符通过键盘172输入器具的尺寸，从而引起冲洗流体的适当流速，以输送进入(并通过)特定器具的冲洗导管。另一方面，辅助控制模块170的流动功能件176能够使外科医生利用键盘172直接将所需要的流速(用于特定外科器具的冲洗导管)输入为数字数值。在又一方面，辅助控制模块170的速度功能件178能够使外科医生(或其助手)通过键盘172而不是利用切割冲洗模块162的速度选择器240直接输入外科器具的切割工具的旋转速度。最后，通过辅助控制模块170输入的值和/或选择的功能能够通过像操纵台150的相应显示器206、228、246和266中任何一个或多个，以及形成部分图形用户界面诸如操纵台50的图形用户界面60的其它显示机构一样的显示器，显示在操纵台上。

在一些实施方式中，流体操纵器100的操纵台150还包括经由辅助流体控制模块350提供的附加流体控制模式，以便除选择流体流速外还扩大对流体流动的控制。如图2所示，辅助流动控制模块350包括脉冲流动功能件352和反向流动功能件354。如前所述，在使用中，流体流速通过流体操纵器100(图2)中一个或多个机构进行选择。其后，选择脉冲流动功能件352和/或反向流动功能件354其中之一，用来更好地实现选择的流速。

在一个实施方式中，脉冲流动功能件352引起脉冲流体流，以使冲洗导管的单个喷嘴/小孔尺寸能够在更宽的流动范围内提供冲洗剂流并且以至少两种方式提供更好的外科视野可见性。首先，通过脉冲功能件352使流体流产生脉冲阻断了连续的流体流进入能够另外阻挡外科医生视线的治疗部位。第二，使流体流形成脉冲提供间歇的无流动间隔，因而使外科医生能够在治疗部位施加吸引(在无流动间隔期间)，以除去在治疗部位能够阻挡外科医生的解剖视野的任何混合的冲洗流体。

在一个非限制性的例子中，假定选择20cc/分钟的流速，脉冲流动功能件352将通过由无流体流动间隔所分开的明显较大的流体流速(例如，50cc/分钟)的间歇脉冲，保持20cc/分钟的平均流速。因此，当施加脉冲流体流时，在一段时间(例如，一分钟)内，相同总体积的流体以非脉冲流体流速被引向治疗部位。但是，由于脉冲流体的作用，若干时间无流动间隔分开了连续脉冲的流体流，使实现治疗部位的更大可见性和用于施加吸引的机会，而不进行流体流动。

在一个实施方式中，一旦其在操纵台150激活，反向流动功能件354在每次外科医生选择性停止冲洗流体的流动时自动被应用。因此，除了泵组件的标准止动作用外，反向流动功能件354使泵组件70另外执行简短的反向运转，使向前的流体流变向远离治疗部位的方向。当使用者需要起动或停止流体流动时，这种简短的逆转足以抵消向前流体流的动量并且降低阻尼机构32(图1)压力，以实现更快的流动响应。另一方面，反向流动功能件354还迅速地停止任何通过管路(和冲洗导管)进行的流体流动，因而能够(通过吸引)除去在治疗部位的任何混合的冲洗流体，同时防止从冲洗导管远端滴漏(dripping)，这种滴漏将妨碍外科医生的小解剖视野。换句话说，反向流动功能件354相当于具有滴漏防止作用的快速停止功能件。因此，一旦激活之后，反向流动功能件354在每次选择性停止流体时被自动应用，与外科医生是否在使用吸引冲洗工具40或切割冲洗工具90无关。例如，在使用吸引冲洗工具40期间，流体流动通过手动按压遥控器175上或操纵台上的暂停按钮被选择性停止，这因此自动触发反向流动功能件354的应用。在另一个例子中，在使用切割冲洗工具90期间，每次切割冲洗工具90的钻头被停止(通过脚踏释放或其它停止机构)时，根据反向流动功能件354流体流动也自动停止。

虽然与图2的流体操纵器100一起使用的外科器具能够采取许多形状和形式，但是，如图4所示，适于与切割冲洗模块162一起使用的一个具体外科器具包括外科冲洗工具如微型清创器具300。该微型清创器械300构造成最佳地进行窦道外科手术，例如鼻中隔成形术或鼻甲成形术。但是应当理解本公开的原理延伸到其它类型的切割冲洗工具和其它类型的外科手术——窦道和非窦道外科手术。

如图4所示，器具300包括外管组件312和内管组件314(一般地引用在图1中)。该外管组件312包括外套筒(hub)316和外管部件318，而内管组件314包括内套筒320和内管部件322。该内管部件322尺寸做成共轴地接纳在外管部件318内，并且在其远端形成钻324。该外管部件318从外套筒316向远端延伸，而外套筒316可以采取本领域所知的各种形式。考虑到这一点，内套筒320和外套筒316构造成与手持件(例如，图1中的手持件)的往复运动(reciprocating)部件啮合，这进而控制内管部件322相对于外管部件318的高速旋转。这种设置最终导致钻324的高速旋转，其作用是在治疗部位对目标组织清创或切割。

此外，在一个实施方式中，切割器具300包括在外部固定于外管部件318的冲洗管330。该冲洗管330构造成输送冲洗流体到器具300的工作顶端，因而冷却钻324并且冲洗周围的治疗部位。在图4所示的这种结构中，连接器340设置在冲洗管330的一端并且适于流体连接冲洗管330与流体源，如图1中的流体源20、22其中之一。冲洗管330的相对的远端342设置成通过外管部件318的壁输送流体以冲洗钻324和周围的治疗部位。可选地，外管组件312能够适于通过外管部件318在内部输送冲洗流体以冷却钻324并且冲洗周围的治疗部位。

图5示出根据本发明原理的吸引冲洗工具，并且其能够被设置成用作如图1所示的吸引冲洗工具40。虽然吸引冲洗工具能够采取多种形式，但是在这个实施方式中，吸引冲洗器具400包括吸引部分402和冲洗部分420。吸引部分402限定出在远端404和近端406之间延伸的吸引导管412。连接部分408限定在近端406并且构造成通过管路连接于负压源95(图1)。吸引的量通过常规技术如吸引部分402的小孔部分410，和/或通过图2操纵台150的吸引冲洗模块160的吸引模块230进行控制。另一方面，冲洗部分420限定出在远端422和近端424之间延伸的冲洗导管432。连接部分426限定在近端424并且构造成通过一个或多个适配器如图1所示的适配器35连接于管路装置26的远端部分29。以这种方式，冲洗部分420形成部分从流体容器20、22和管路装置26延伸的冲洗路径。

图6提供示意地示出根据本发明原理的外科手术的方法500的流程图。在一个实施方式中，方法500采用前面结合图1-5描述的一个或多个系统或部件，而另外的一些实施方式中，方法500利用其它系统或部件进行。

如图6所示，该方法包括在无菌区内设置外科器具和流体操纵器的遥控器，同时在无菌区外设置蠕动泵，如方块502所示。在方块504，通过遥控器，第一流速被选择作为表示为数字数值的独立变量。该方法利用外科器具继续进行手术，包括以选择的第一流速借助于泵引导流体通过管路并且通过外科器具的冲洗导管，以释放到切割顶端(如图4中的钻324)和/或释放到治疗部位上。

本公开的实施方式提供这样的系统和方法：其中操作者能够选择预定流速，以确保在治疗部位冲洗流体的稳定的、可预计的流速，无论该外科器具是切割冲洗工具还是吸引冲洗工具。在一个非限制性的例子中，通过字母数字识别符手指触摸选择器具尺寸导致在预定流速的标度内选择流速。在另一个例子中，预定流速被选择为独立变量并且以数字数值表示在显示器上。而且，通过可用的遥控器特征，外科医生能够容易地选择这种预定流速(直接通过数字数值或通过器具尺寸的选择)，或通过简单的按钮触摸在无菌区内远程地少量调节流速。

虽然已经参考优选实施方式描述了本公开，但是本领域技术人员将认识到，在不背离本公开的精神实质和范围的情况下，可以在形式和细节上进行变化。

Claims (24)

1.一种外科系统，包含

蠕动泵；

外科器具，其包括下列中的至少一个：

第一工具，其包含冲洗导管和切割工具；或

第二工具，其包含冲洗管道和与所述冲洗管道分开并且独立的吸引管道的；

管路，其相对于所述泵可释放地啮合所述外科器具的冲洗导管并且与所述外科器具的冲洗导管流体连通，以限定出从流体源通过所述管路和所述冲洗导管的冲洗路径；以及

控制机构，其构造成能够选择通过所述冲洗路径的流体流速，其中所述流体流速是独立变量，并且构造成经由下列模式控制所述流速：

切割冲洗模式，其中对于所述第一工具所述流速可选择为多个可选择数字数值中之一；或

吸引冲洗模式，其中对于所述第二工具所述流速可通过在字母数字识别符标度内的一个字母数字识别符选择，其中每个相应的字母数字识别符直接对应于多个第二工具中相应一个的不同尺寸。

2.根据权利要求1的系统，其中每个第二工具相对于另一个第二工具具有不同尺寸横截面面积的冲洗导管。

3.根据权利要求2的系统，其中每个第二工具相对于另一个第二工具具有不同尺寸横截面面积的吸引导管。

4.根据权利要求3的系统，其中在所有相应的第二工具中，相同的固定比例被保持在冲洗导管的横截面面积和吸引导管的横截面面积之间。

5.根据权利要求1的系统，其中所述控制机构包含：

可设置在无菌区外并且支撑所述蠕动泵的操纵台；和与所述操纵台连通并且可设置在所述无菌区内的遥控器，其中所述遥控器是与所述外科器具分开并且独立的，

其中所述操纵台和所述遥控器都通过所述相应的切割冲洗模式和吸引冲洗模式之一提供所述流速的选择。

6.根据权利要求1的系统，其中包括所述操纵台和所述遥控器的所述控制机构包含：

调节机构，其构造成经由至少一个数量级的离散间隔，引起通过数值所选的流速的增加或减少中的至少一个，所述至少一个数量级小于所选的流速的数量级。

7.根据权利要求1的系统，还包括：

阻尼机构，其设置在所述蠕动泵和所述外科器具之间，以调节冲洗路径内的流动脉冲。

8.根据权利要求1的系统，其中所述控制机构包括图形用户界面，其显示和提供所述切割冲洗模式和所述吸引冲洗模式的进入，其中所述图形用户界面提供在所述切割冲洗模式和所述吸引冲洗模式之间的可转换进入。

9.一种进行外科手术的方法，包括：

在无菌区内设置第一外科器具和流体操纵器的遥控器，同时在所述无菌区外设置泵；

作为独立变量，通过所述遥控器选择表示为数字数值的第一流速；和

利用所述第一外科器具进行手术，包括以所述第一流速从所述泵引导所述冲洗流体进入所述管路并且通过所述第一外科器具的所述冲洗导管，至治疗部位。

10.根据权利要求9的方法，包括：

提供多个可选择的外科器具，其横截面尺寸根据离散间隔限定的标度在横截面尺寸范围内的连续尺寸之间变化，其中所述多个器具至少包括所述第一外科器具和不同尺寸的第二外科器具；

提供多个可选择的流速，至少包括由多个字母数字识别符表示的第一流速和第二流速，其中校准每个相应的流速，以直接对应于所述相应可选择外科器具之一的横截面尺寸；和

通过选择对应于所述第二外科器具横截面尺寸的一个字母数字识别符，经由所述无菌区内的所述遥控器来选择一个相应的流速。

11.根据权利要求10的方法，包括：

用所述第二外科器具替换所述第一外科器具；以及

利用所述第二外科器具继续所述手术，包括以第二流速从所述泵引导所述冲洗流体进入所述管路并且通过所述第二外科器具的所述冲洗导管。

12.根据权利要求10的方法，包括：

将所述流体操纵器设置成包括调节机构，所述调节机构构造成通过至少一个数量级的离散间隔，能够进行通过数值所选择的流速的增加或减少中的至少一个，所述至少一个数量级小于所选择的流速的数量级。

13.根据权利要求10的方法，包括：

在整个手术中利用依次更大的外科器具或依次更小的外科器具中的至少一个与进行外科手术相对应经由离散间隔改变所述流速。

14.根据权利要求9的方法，包括：

将每个外科器具设置成至少包括下列中的至少一个：

与所述冲洗导管独立并且分开的吸引导管；或

切割导管。

15.根据权利要求9的方法，包括：

通过一系列脉冲作为平均流速实现所述第一流速，其中每一单个的脉冲以明显大于所述平均流速的第二流速引导所述冲洗流体，并且其中所述相应脉冲由无流动间隔彼此分开，在所述无流动间隔中没有流体离开所述冲洗导管到所述治疗部位。

16.根据权利要求15的方法，包括：

在所述无流动间隔期间在治疗部位进行吸引。

17.根据权利要求9的方法，包括：

选择性终止通过所述冲洗导管的所述冲洗流体的流动，包括临时逆转所述流体流的方向。

18.根据权利要求17的方法，其中临时逆转所述流体流动的方向包括：

降低设置在所述泵和所述外科器具的所述冲洗导管之间的阻尼机构压力。

19.一种外科流体操纵器，包括：

正位移泵，其可释放地啮合于管路；和用户界面，其构造成能够电子手指触摸选择通过所述管路和与所述管路连接的外科器具的流体流速，其中所述用户界面构造成以下列中的至少一个模式操作：

第一模式，其构造成通过用户选择多个可选数字数值中一个来控制所述流速；或

第二模式，其构造成通过用户选择在字母数字识别符标度内的一个字母数字识别符来控制所述流速，其中每个相应的字母数字识别符直接对应于器具尺寸标度内的仅一个器具尺寸。

20.根据权利要求19的方法，其中所述用户界面包括模式选择器，其构造成提供所述第一模式和所述第二模式之间的可转换选择。

21.根据权利要求19的方法，其中所述器具尺寸由器具的横截面面积确定，并且其中所述外科器具包括所述流体流过的冲洗导管。

22.根据权利要求19的方法，其中所述用户界面包括：

可设置在无菌区外并支撑所述正位移泵的操纵台；和

与所述操纵台连通并且可设置在所述无菌区内的遥控器，其中所述遥控器与所述外科器具分开并且独立，

其中所述操纵台和所述遥控器都通过相应的第一模式和第二模式中的一个提供所述流速的电子手指触摸选择。

23.根据权利要求22的方法，其中包括所述操纵台和所述遥控器的所述用户界面包括：

调节机构，其构造成通过至少一个数量级的离散间隔，引起通过数值所选的流速的增加或减少中的至少一个，所述至少一个数量级小于所选的流速的数量级。

24.根据权利要求18的方法，其中在所述第二模式中，在整个手术中利用依次更大的外科器具或依次更小的外科器具中的至少一个与进行外科手术相对应经由字母数字识别符选择所述流速，其中每个连续的字母数字识别符对应于用于所述手术的下一个器具尺寸。

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