CN102307511A - 使用手术窥镜期间优化和维持手术区可视化的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种使用具有偏转器组件的视野优化组件的系统和方法，该偏转器组件具有重要的物理、气动、和光学特性，使得微创手术期间的术中除雾、手术碎片偏转、腹腔镜镜头清洁成为可能，同时还维持手术部位的可视化。该视野优化组件可以具有快速更换性质，其使得用于维持清晰可视化的手术方法成为可能，包括能使全部在无菌手术区上的具有不同操作特性的腹腔镜(例如，具有不同末端角度、长度、或直径)快速更换，而不会干扰无菌手术区上的预先存在的手术安排。视野优化组件与现有的一套微创器械整合。它不会干扰手术安排，只需要在外科手术室(OR)团队的流程或习惯中作最小的变化。

Description

使用手术窥镜期间优化和维持手术区可视化的系统和方法
相关申请
本申请要求2008年12月10日提出申请的序列号为61/121,514的美国临时专利申请的权益，该申请的名称为“Device for maintaining Visualization with SurgicalScopes”(用于维持手术窥镜可视化的装置)，该申请通过引用合并于此。本申请还要求2009年4月20日提出申请的序列号为61/170,864的美国临时专利申请的权益，该申请的名称为“Surgical Scope Stabilizer for Use with Device for MaintainingVisualization with Surgical Scopes”(与用于维持手术窥镜可视化的装置一起使用的手术窥镜稳定件)，该申请也通过引用合并于此。本申请还是2007年6月19号提出申请的序列号为11/765,340的美国专利申请的部分延续申请，该美国专利申请与2008年6月19号提出申请的序列号为PCT/US2008/067426的PCT申请相一致，这些申请的整体通过引用合并于此。
技术领域
本发明总地涉及手术窥镜，并且特别是用于在使用例如腹腔镜的手术窥镜时，优化和维持手术区的可视化。
背景技术
利用手术窥镜的微创外科手术是理想的，因为它们通常可以提供一个或多个下述的优点：失血减少；手术后患者的不适感减少；恢复和住院的时间缩短；切口更小；以及内部器官更少暴露在可能的污染中。
通常，微创外科手术使用例如腹腔镜的窥镜，当外科手术进行时，窥镜使得患者体内的手术部位实现远程可视化。在腹腔镜手术期间，通过两个或更多个相对小的切口进入患者的腹腔或盆腔，而不是通过典型地在常规外科手术中的一个单独的大切口进入患者的腹腔或盆腔。例如腹腔镜的手术窥镜通常由部分刚性的或相对刚性的棒或杆组成，该棒或杆在其一端具有物镜，而在另一端具有目镜和/或整合的视觉显示器。窥镜也可以连接到远程视觉显示装置或摄像机，以记录手术过程。
在腹腔镜手术中，通常通过使用吹入器而利用气体使腹部膨胀，通过将腹壁提高到内部器官之上以扩张腹部的空间，从而为外科医生创造足够的工作和观察空间。二氧化碳通常用于吹入法，然而也可以使用其他合适的气体。常规吹入器适于开启和关闭循环以维持患者体腔中预设的和合适的压力。
患者腹部空间内的局部环境一般比较温暖和潮湿，使用例如谐波手术刀的装置和其他切割和凝固的装置会引起雾、烟和释放到手术区内的其他碎片，并且碎片常常在整个扩大的腹部空间内悬浮着。此外，血液、体液、组织碎片、脂肪或其他身体材料可能会接触到镜头甚至粘附到镜头。这些情况会导致通过窥镜的可视化显著降低。一般地，对镜头上的雾和积聚的碎片的唯一的解决办法是将窥镜从体腔内移除并通过用布擦拭、使窥镜末端变温暖，或利用其他除雾方法来除雾或清洁镜头。而为了对镜头除雾和移除碎片必须要移除窥镜，这对于窥镜操作者和外科医生都不方便，并且会中断和不期望地延长手术进程。
发明内容
本发明的一个方面提供了一种视野优化组件，所述视野优化组件具有偏转器组件，所述偏转器组件具有重要的物理、气动和光学特性，使得微创外科手术期间的术中除雾、手术碎片偏转和镜头清洁成为可能，同时还维持了该手术部位的可视化。在使用时，所述视野优化组件使得维持所述手术部位可视化的手术方法得以实现，而该手术方法避免出于镜头清洁或除雾的目的，从所述腹腔移除腹腔镜12。
本发明的另一个方面提供了一种视野优化组件，所述视野优化组件具有快速更换特性。在使用时，所述快速更换特性使得维持清晰的可视化的手术方法得以实现，该方法包括能使全部所述无菌操作区上的具有不同操作特性的腹腔镜(例如，具有不同末端角度、长度或直径的腹腔镜)快速更换，而不会干扰所述无菌操作区上预先存在的手术安排。所述视野优化组件与现有的一套微创器械整合。它不会干扰所述手术安排，并且只需要在外科手术室(OR)团队的流程或习惯中作最小的变化。
附图说明
图1A是视野优化组件的一定程度上的示意图，该视野优化组件与具有0°杆末端的腹腔镜一起使用。
图1B是大致沿着图1A的线1B-1B截取的鞘套的剖视图，显示了内部的流体流动内腔。
图2A是视野优化组件的一定程度上的示意图，该视野优化组件与具有成角度的杆末端的腹腔镜一起使用。
图2B是大致沿着图2A的线2B-2B截取的鞘套的剖视图，显示了内部的流体流动内腔。
图3A是图1A或图2A显示的视野优化组件所包含的歧管的放大透视图，包括图1A或图2A显示的导管组所包含的快速更换连接件，和快速更换连接器，连接器和连接件未连接。
图3B是大致沿图3A的线3B-3B截取的剖视图，显示了常闭的单通道止回阀。
图4A是图3A显示的导管组的快速更换连接件和包括快速更换连接器的歧管的放大的透视图，但是连接器和连接件当前已连接。
图4B是大致沿图4A的线4B-4B截取的剖视图，显示了通过快速更换连接器和连接体连接从而打开的单通道止回阀。
图5A(1)和5A(2)是偏转器组件的放大分解图，该偏转器组件与具有0°杆末端的腹腔镜一起使用。
图5B(1)和5B(2)是偏转器组件的放大分解图，该偏转器组件与具有成角度的杆末端的腹腔镜一起使用。
图6是图5A和5B显示的偏转器组件的重要的物理、气动，和光学特性的示意图。
图7-34绘示了一个代表性的方法，包括视野优化组件的设置和使用，该方法由技术员/手术室人员使用无菌技术实现。
具体实施方式
尽管在此的描述是详细和精确的，使得本领域的技术人员可以实践本发明，然而此处描述的具体实施例仅仅是本发明的示例，本发明也可以用其他特定结构表现。虽然优选的实施例已被描述，但可以在不脱离由权利要求所限定的本发明的情况下，改变细节部分。
Ⅰ视野优化组件
A概述
图1A/1B和图2A/2B显示了与最先进的腹腔镜12一起使用的视野优化组件10。在图1A/1B中，腹腔镜12具有0°的(钝的)杆末端，在图2A/2B中，腹腔镜具有成角度的杆末端(例如，30°的杆末端或45°的杆末端)。视野优化组件10的部件可由塑料材料(挤压和/或模制)制得，但也可以使用其他合适的材料，如金属或复合材料，或它们的组合。
正如将会对视野优化组件10更详细地描述的，视野优化组件10使得在微创手术中的手术中除雾、手术碎片偏向和腹腔镜镜头的清洁变得容易，同时还可以维持手术部位的可视化。视野优化组件10旨在作为单独使用的一次性腹腔镜附件。视野优化组件10理想地成为用于无菌手术区即时设置和使用的无菌附件。
如图1A和2A所示，视野优化组件10包括多内腔的鞘套组件14，其安装在腹腔镜12的杆上。杆的端部的尺寸和形状设成与相应的腹腔镜12的尺寸和形状相匹配，具有图1A所示的钝的末端和图2A所示的成角度的末端。组件10包括将鞘套14连接到现有的无水二氧化碳(CO2)吹入回路的导管组16。
在使用时，视野优化组件10使得用于维持手术部位清晰可视化的手术方法得以实现，该方法无需出于镜头清洁或除雾的目的而将腹腔镜12从腹腔移除。更进一步地，视野优化组件10还可以使得用于维持清晰可视化的手术方法得以实现，该方法包括能使全部位于无菌操作区的具有不同操作特性的腹腔镜(例如，具有不同末端角度、长度或直径的腹腔镜)进行快速更换，而不会干扰无菌操作区预先存在的手术安排。视野优化组件10与现有的一套微创器械整合。它不会干扰手术安排，只需要在外科手术室(OR)团队的流程或习惯中作最小的变化。
视野优化组件10理想地是经封装的，用在无菌剥离袋中(见图7)。也可以如图1A和图2A所示的，袋容纳视野优化组件10的部件，包括鞘套14和与鞘套14组装的歧管18，歧管18包括快速更换连接器20；导管组16，导管组16包括与歧管18上的快速更换连接器20相匹配的快速更换连接件22；和(可选地)通风装置24。
B鞘套/歧管组件
如图1A和图2A所示，鞘套14/歧管18组件包括鞘套14，鞘套14的尺寸和形状设成用于收纳具有规定末端角度、长度和直径的腹腔镜12。鞘套14包括形成在与鞘套14的远端相邻处的停止件26(见图5A(2)和5B(2)。停止件26防止腹腔镜12前进超过鞘套14的远端，从而在腹腔镜12的远端的镜头停留为与鞘套14的远端处于所期望的大致上有共同边界的对准状态。鞘套14还包括在其近端的锁圈28，以与腹腔镜12摩擦接合，阻止腹腔镜12从鞘套14中轴向退出。
在使用时，期望在手术准备期间，由手术助理护士将腹腔镜12插入到鞘套14中(见图8-11)。组装的腹腔镜和鞘套14随后作为一个单元在需要的时间交给手术室(OR)台上的人员。腹腔镜12随后由手术室台上的人员以传统的方式连接到光缆30(引导光以照亮手术区)和摄像机电缆32(从窥镜得到图像并将图像显示在手术室的监视器上)(见图14)。鞘套14的尺寸和形状设成不干扰腹腔镜12的这项正常设置。
在使用时，组装的腹腔镜和鞘套14被作为一个单元，通过套管针放入体腔(例如，腹腔)，用于在手术操作时进行观察(见图16)。
如图1A和2A所示，并进一步如图3A所示，鞘套14/歧管18组件还包括在鞘套14的近端的歧管18。将与多个内腔(5个，34-42)连通的歧管18示于示例性的实施例中)，多个内腔形成在鞘套14的壁中(见图1B和2B。在使用时，内腔34-42将无水的CO2递送到鞘套14的远端；从鞘套14的远端通过歧管18通风或排气；并且，如果需要的话，输送无菌流体和多股空气到鞘套14的远端。在代表性的实施例中(见图1B和2B)，两个内腔34和36用于运输CO2；两个内腔40和42用于通风；一个内腔38用于运输无菌流体或空气。
C导管组
如前所述，导管组16包括快速更换连接件22，其与歧管18上的快速更换连接器20匹配(见图3A/3B和4A/4B)。导管组16包括具有单独端连接件(最好如图1A和2A所示)的挠性医疗级长度的导管，单独端连接件连接到现有的CO2吹入回路，并且如果需要的话，连接到无菌手术区(例如，袋或注射器)上的无菌流体来源(盐溶液或无菌水，较佳地具有“表面活性剂”)。导管组16包括Y型连接器44，Y型连接器44将吹入回路的无水的CO2的输出分为用于与插入到体腔内的吹入套管针相连接的第一分支46(如将在下文中描述的那样)，和与快速更换连接件22相连接的第二分支48。
第二分支48将小部分的二氧化碳输出(例如，20％或更少)转送到快速更换连接件22。
如图3B和4B所示，快速更换连接件22包括单通道止回阀50，单通道止回阀50与导管组16的第二分支48连通。在绘示的实施例中，止回阀50包括球阀。吹入压力通常将球阀50压到球阀座52上(如图3B所示)。当快速更换连接件22与歧管18上的快速更换连接器20匹配时，歧管18内的凸起54使得球阀50从球阀座52移出(如图4B所示)。使得球阀50不在落座位置，开启通过止回阀50的流动连通。当导管组16上的快速更换连接件22不与歧管18上的快速更换连接器20连接时，止回阀50保持关闭，在通常情况下阻止二氧化碳流通过第二分支48。
因此，导管组16适应于将整个CO2输出通过导管组16供应到吹入套管针的布置，从而与导管组16到鞘套14的歧管18的连接分开和独立开。
如图3A和4A进一步所示，快速更换连接件22上的承载在弹簧偏置按钮58上的闩锁56“咔嗒一下(click)”进入歧管18上的快速更换连接器20上的制动器60内，以可靠地将连接件22和连接器20锁在一起以供使用，从而打开止回阀使CO2流动通过第二分支48(如图4A/4B所示)。松开按钮58会使得快速更换连接件22和连接器20分开，止回阀50将会响应于第二分支48内的吹入压力而关闭(如图3A/3B所示)。
打算在将腹腔镜12连接到光缆30和摄像机电缆30后，在标准的过程中在手术台上使得歧管18上的快速更换连接器20连接到导管组16上的快速更换连接件22(见图15)。当连接时，单通道止回阀50打开，歧管18从CO2吹入回路引导小部分CO2。打算在移除和/或更换腹腔镜12后，也是在标准的过程中在手术台上使得歧管18上的快速更换连接器20与导管组16上的快速更换连接件22脱开(见图22)。
D通风装置
通风装置24(见图1A和2A)包括具有管道膜(inline membrane)62的导管，管道膜62限制空气流动通过导管。导管的近端的尺寸和形状设成可与传统的套管针的旋塞阀连接，如将在下文描述的那样。在使用时，通风装置24提供可控的CO2从手术腔的泄漏，也同样如在下文进行更详细地描述的那样。
E偏转器组件
1.二氧化碳
鞘套14包括在其远端的偏转器组件64(用于钝的杆末端，见图5A(1)和5A(2)和用于成角度杆末端，见图5B(1)和5B(2))。偏转器组件64伸出超过鞘套14的远端一预定的距离，从而也超过在腹腔镜12的远端的镜头一预定的距离。偏转器组件64与鞘套14内的内腔连通。偏转器组件的尺寸和形状设成用以从吹入回路引导小部分CO2，以规定的流动路径和流动速度不断横过腹腔镜镜头。
由偏转器组件64建立的理想的CO2的流动路径和流动速度不断地横过腹腔镜镜头生成“风切变”。无水CO2的风切变路径防止起雾。由偏转器组件64建立的理想的CO2的流动路径和流动速度不断地横过腹腔镜镜头还理想地有助于在手术期间使烟和手术碎片偏转离开腹腔镜镜头。
2.偏转器组件的物理、气动和光学特性
偏转器组件64的尺寸和形状是由几个有时重叠的考虑因素定义和限制的，这些考虑因素包括：(i)规定的物理特性，因为需要以尽可能微创的方式进入手术环境，并且需要与最先进的腹腔镜和其他腹腔镜手术器械和技术相容，这些物理特性是强制性的要求；(ii)规定的气动特性，因为需要在通过腹腔镜镜头的CO2的流动路径和流动速度的方面生成特定的“风切变”效果，这些气动特性是强制性的要求；和(iii)规定的光学特性，因为需要防止干扰通过腹腔镜12的视野和手术区的可视化，这些光学特性是强制性的要求。
3.物理特性
为了微创进入而对尺寸和形状的需求要与最先进的腹腔镜器械和技术相容，这是首要的。这些需求对鞘套14的最小内径和鞘套14的最大外径强加了限制。由于提供的最先进的腹腔镜具有不同的杆直径、长度和镜头形状，鞘套的尺寸和形状为了与其相容而变化。实际上，视野优化组件10包括一套设计成不同尺寸和形状的鞘套14/歧管18组件，以适应不同等级的腹腔镜，使得与所用的那套最先进的腹腔镜相容成为可能。
例如，最先进的腹腔镜包括10mm腹腔镜，5mm腹腔镜，和，在这些尺寸内，0°杆末端，30°杆末端，和45°杆末端。进一步地，在这些等级的腹腔镜内，窥镜和窥镜之间，以及制造商和制造商之间，制造公差通常各不相同。用于给定的腹腔镜等级(例如，10mm或5mm)的给定的鞘套14/歧管18组件理想地要考虑到这些通常的制造和制造商之间的差异，并且理想地将尺寸和形状设成适合在给定的腹腔镜等级中遇到的最大窥镜差异。
为了将鞘套14内的流体流动内腔区域最大化，给定的鞘套14的最小的内径必须紧密符合选择使用的腹腔镜12的特定等级状态的杆的最大外径，鞘套14必须以平滑的，滑动的配合容纳选择使用的腹腔镜12。进一步地，腹腔镜杆的外径和鞘套14内径之间的间隙必须最小化以避免血液和流体从手术区的传输和泄漏。仍进一步地，最小化间隙还可确保腹腔镜12在鞘套14内的自动定心，从而确保通过腹腔镜镜头的如实的和精确的可视化。
例如，对于典型的10mm等级的腹腔镜12，测量值为0.392英寸，鞘套14的内径制造成0.405英寸，从而提供厚度为0.0064英寸的间隙。对于5mm等级的5mm腹腔镜12，测量值为0.196英寸，鞘套14的内径制造成0.218英寸，从而提供厚度为0.011英寸的间隙。
用于微创进入的鞘套14的最大外径必须考虑套管针的最小内径，最大外径不能超过此最小内径。
例如，典型的10mm套管针，其测量值为0.509英寸，鞘套14的外径制造成0.486英寸，从而提供厚度为0.0115英寸的间隙。典型的5mm套管针，其测量值为0.324英寸，鞘套14的外径制造成0.300英寸，从而提供厚度为0.012英寸的间隙。
理想的是，在所使用的腹腔镜器械和技术的给定的特定尺寸和形状的限制下，尽可能地最大化外径。这是由于，鞘套14的内径和外径共同限定了鞘套的壁厚度Sw。壁厚度Sw以及鞘套14的长度，相应地，限定了可用于通过鞘套14传输CO2和流体的最大区域。用于供应CO2的流体流动内腔或多个内腔的区域，相应地，限定了通过偏转器组件64引导的CO2的最大流量。流量应该在选用的吹入器的最小给定输出时足够用以供应足以防止起雾的穿过腹腔镜12的镜头的无水CO2。还有会影响CO2对镜头除雾效果的是无水CO2的水含量。给定相同的流量，无水CO2中存在的水越少，则组件的除雾能力越强。进一步地，理想的流量应该也是足以在手术期间使烟和手术碎片偏转，远离腹腔镜的视野，从而由偏转器组件64引导的无水CO2既可以除雾也可以使碎片偏转。
与常规吹入器一起使用的医疗级CO2通常为纯度99％，即，不超过1％的气体不是CO2，并且这样的医疗级无水CO2一般具有以体积记为百万分之25的最大含水量。通常情况下，最先进的吹入器回路传递无水CO2的最大流量约为每小时20升。通常情况下，吹入器回路会感应到回路内的压力并且在感应到的压力在15mmHg或高于15mmHg时关闭循环，在感应到的压力低于15mmHg时开启循环。
给定了上述鞘套尺寸，并给定了典型医疗级无水CO2的供应，至少每分钟约1.0升的流量对于实现这个目标是很重要的。给定了上述尺寸和典型医疗级无水CO2的供应，每分钟小于0.8升的流量则不足以防止腹腔镜镜头上的明显的湿气积聚。
在一个代表性的实施例中，对于具有0.405英寸的内径和0.486英寸的外径，和11.25英寸的长度的鞘套14(其适于供典型的10mm腹腔镜通过，且其自身通过常规的套管针)(例如，Sw＝0.081英寸)，鞘套壁内的可用总面积为0.056平方英寸。基于上述壁内(内，外，和径向的)所需的结构性支持，供内腔传输流体的可用总面积是0.027平方英寸。
在一个代表性的实施例中，所有内腔的区域由5个内腔34-42占据，两个用于传输CO2(34和36)，一个用于无菌流体(38)，和两个用于被动式排气通风(40和42)。
每个内腔的区域可以通过选择内腔的几何形状以最大化。在一个代表性的实施例中，内腔的几何形状一般为三角形或具有圆角的饼状。将鞘套14内的内腔分隔开的径向壁的尺寸设成使内腔之间的间隔最小化。
在一个代表性的实施例中，CO2的运输是通过两个内腔34和36完成的，内腔34和36以大约175度围绕鞘套14的外圆周延伸并且包括0.013平方英寸的流动面积。无菌流体的运输是通过一个内腔38完成的，这个内腔包括0.003平方英寸的流动面积。排气通风是通过两个内腔40和42完成的，这两个内腔包括0.011平方英寸的流动面积。排气内腔40和42的远端开口理想地与鞘套的远端间隔开，以防止血液和流体的摄取。
4.气动特性
如用图解法在图6中示出的，偏转器组件64必须在腹腔镜镜头上方伸出规定的横向距离，从而限定了偏转宽度X，足以将轴向流动通过鞘套14的内腔(例如，沿着腹腔镜杆的轴线)的CO2的方向变为非轴向地，横过腹腔镜镜头的横向路径(例如，相对于腹腔镜杆的轴线成一定角度)。尽管如此，偏转宽度X的距离不应该延伸到那个会妨碍腹腔镜镜头的视野的点。这是偏转器组件64气动特性与光学特性重叠的一个例子。进一步的光学特性将在下文作更详细的描述。
偏转器组件64还必须轴向伸出以超过鞘套14的远端边界一规定的轴向距离，从而限定了空气通道距离Y，足以维持CO2以足够接近(邻近)腹腔镜镜头的一距离沿着由偏转宽度X划定界限的路径流动，以获得所期望的剪切流的效果，但是不会形成急速的流动弯曲，该弯曲可能会导致期望的CO2流速降低。
偏转宽度X和通道距离Y共同限定了偏转器组件的气动特性。在期望的最小流速下，气动特性生成了流动路径，该流动路径以所期望的流动速度不断地横过腹腔镜镜头输送CO2，简称为“风切变”。CO2“风切变”横过腹腔镜镜头的气动特性防止在手术期间起雾，理想地还使得烟和手术碎片偏转，离开腹腔镜镜头的视野。
由偏转宽度X和通道距离Y限定的气动特性共同产生了出口角度AEXIT，在腹腔镜镜头的平面和偏转器组件64的终端边缘之间测量出口角度AEXIT。出口角度AEXIT必须小于最大为45度的角度，否则CO2的流动路径不足以既横过又邻近腹腔镜镜头。为了维持期望的出口角度AEXIT，通道距离Y应该至少与鞘套的壁厚度Sw相等，并且不应该超过鞘套的壁厚度Sw的1.5倍。偏转宽度X应该至少等于通道宽度Y的两倍，但是不能延伸到腹腔镜镜头的视野内。
5.光学特性
偏转器组件64的光学特性被选择为(i)不阻挡或减少由腹腔镜12所提供的手术区的照明图像；(ii)不降低由手术区上的腹腔镜12所提供的照明强度；和(iii)防止腹腔镜12的镜头上的照明光线的反射。
如上所述，最大的偏转宽度X考虑了理想的光学特性中的一项；也就是说，偏转宽度X不应该妨碍腹腔镜镜头的视野。
为了防止照明减弱，偏转器组件64理想地由具有高透光性能(例如，透明度)的材料制成，从而不会干扰光线通过光缆30到达手术区上的通道，和被反射的图像传输到腹腔镜12的摄像机电缆32的通道。
进一步地，偏转器组件64的材料和表面光洁度必须引起最小程度的光反射。在一个代表性的实施例中，偏转器组件64由拜尔模克隆(Bayer Makrolen)Rx1805制成，拜尔模克隆Rx1805具有限定为SPI/SPE A-3的表面光洁度。
6.方向
如前所述，CO2传输是通过两个内腔34和36完成的，内腔34和36以大约175度围绕鞘套14的外圆周延伸。对于0°的杆末端(见图5A)，偏转器组件64相对于腹腔镜镜头的方位是不那么重要的。然而，对于成角度的杆(例如，30°的杆末端或45°的杆末端)(见图5B)，偏转器组件64相对于腹腔镜镜头的方位是很重要的。
如图5B所示，典型的腹腔镜12的成角度末端具有高端66和低端68。镜头在高端66和低端68之间倾斜成规定的角度。在具有成角度的末端的腹腔镜12内，照明电缆30(将光线传送到手术区上)设置在成角度的末端的高端66，摄像机电缆32(将反射光线传回摄像机)设置在成角度的末端的低端68。为了在成角度的末端上提供理想的风切变效果，偏转器组件64相对于倾斜的腹腔镜镜头定向是很重要的，由此引导CO2流从末端的低端68朝末端的高端66横过镜头的倾斜平面。在这样的布置下，除雾和碎片偏转路径靠近摄像机电缆32而产生，从而有效地构成了手术室团队的眼睛。这样的布置，理想的出口角度AEXIT引导CO2的流动路径足以横过和邻近腹腔镜镜头的倾斜平面，以达到最优的除雾和碎片偏转。
F.无菌流体冲洗
如前所述，如果需要的话，导管组16也可以包括，与快速更换连接件22连接的，一根尺寸和形状设成用于连接无菌流体的来源72的导管70，如盐溶液或无菌水(如图1A和2A所示)。优选地，无菌流体包括溶解的“表面活性剂”，该表面活性剂通过减少油和水分子之间的接触面的表面张力而稳定油和水的混合物(如脂肪)。
歧管18上的快速更换连接器20(见图3A/3B和4A/4B)还可以包括整体地连接无菌流体导管70的开口，以引导无菌流体通过鞘套14内分隔的内腔38到达鞘套14的远端。偏转器组件64引导无菌流体横过腹腔镜镜头。
如图1A/2A所示，无菌流体导管70，如果存在，理想地包括管道抽吸装置(in-line pumping device)72。管道抽吸装置72的尺寸和形状设成可按手术室台上个人的需求操作以通过歧管18将多股无菌流体通过内腔输送到达鞘套14的远端。管道抽吸装置72和来源可以是整合在一起的，并包括，例如填充有无菌流体的20cc注射器，并且注射器通过导管卢尔锁(luer-lock)连接到盐溶液导管。可替代地，管道抽吸装置72和来源可以是分开的，并包括，例如，无菌流体的袋子，导管组16的盐溶液导管上为尖物连接从而以传统方式开启与该袋子的连通；和管道挤压球形物或类似物，以从袋中泵出一股无菌流体到快速更换连接件22。
在这种布置中，偏转器组件64的尺寸和形状也设成可以引导一股无菌流体以期望的路径横过腹腔镜镜头。多股无菌流体用于冲洗掉镜头端部的可能最终积聚的碎片，从而清洁镜头。然后，由导管组16内的挤压泵74通过偏转器组件64供应的多股空气(见图1A/2A)用于清除镜头上的残留流体滴并使其离开偏转器组件64，以维持由偏转器组件64建立的不断地横过腹腔镜镜头的CO2的期望的流动路径和流动速度，以维持可接受的视野。
在一个示例性的实施例中(见图5A和5B)，偏转器组件64沿着多条独立的分散通道76(所示的为3个)引导多股的无菌流体或空气。分散通道76以扇动的形式分配多股无菌流体或空气横过腹腔镜12的镜头。在一个示例性的实施例中，分散通道76在与CO2的路径大致成90度的路径上排出多股无菌流体或空气。无菌流体路径相对于CO2路径横过镜头的这个方位，对于有效的镜头清洁是最理想的，既适用于0°的杆末端，也适用于成角度的末端(例如，30°的杆末端和45°的杆末端)。
Ⅱ.视野优化组件的使用
视野优化组件非常适于用作一次性使用的一次性腹腔镜附件装置，以方便微创手术期间的(由于无水CO2流的)术中除雾和碎片偏转和(由于一股无菌流体，优选地包括“表面活性剂”的)腹腔镜12的镜头的清洁，同时还维持手术部位的可视化。
图7-34绘示了一个代表性的方法，包括由有资格的技术人员/手术室人员进行的使用无菌技术的视野优化组件的准备和使用。
该过程可以被纳入随同包装一起的书面使用说明书。说明书也可以是单独提供的，例如，具体体现为单独的指导手册，或视频或音频磁带，CD或DVD。使用说明书也可以通过互联网网页获得。
说明书可以指导手术室准备工作，剥开外袋，外袋内有视野优化组件的部件(如图7所示)，以及移除无菌区上的无菌物。将鞘套14/歧管18组件小心地移除，以防止对鞘套14的壁或它的远端的损坏，并且也将导管组16和通风装置24在进行必要的连接之前保持在无菌区上。
在安装时(参见图8和图9)，鞘套14(具有歧管18，其在制造时整体地连接到鞘套14，称为鞘套组件)可以组装到相应的腹腔镜12上。在这个代表性的实例中，假设手术室团队计划使用0度的腹腔镜12(见图8和9)和至少一个成角度的腹腔镜12(见图10和11)，例如，30度和/或45度的腹腔镜12。因此，在安装时，用于选择使用的每个腹腔镜12的鞘套组件将会预先组装到相应的腹腔镜12上。
如图8和10所示，当抵着一个手或指尖轻轻地按压鞘套组件的末端时，腹腔镜12可以向下插入鞘套14中。鞘套14的尺寸和形状设成使得腹腔镜12将顺利滑动通过鞘套14。继续插入，直到腹腔镜12的镜头和远端边缘抵着鞘套14的远端端部处的停止件而落座。腹腔镜12将抵着停止件26在鞘套14内“降至最低点(buttom out)”，从而确保镜头和偏转器组件64正确的轴向对准。
如果腹腔镜12是成角度的(如图10所示)，相应的鞘套组件也将会包括对准叉状导向件78。窥镜的灯柱坐落在对准叉状导向件78内，从而确保成角度的镜头和偏转器组件64之间正确的旋转对准。
腹腔镜12(现在完全插入到鞘套14中)歧管18在手的支撑下，由手术室准备团队的成员在期望的方向上旋转鞘套组件上的锁圈28，期望的方向例如为顺时针(见图9和11)，由锁圈28上的箭头指示出，直到感触到牢固的停止(例如，大约旋转1/3后)。锁圈28上的对准标记和歧管18上的对准标记的定位有助于直观地确认腹腔镜12相对于鞘套14被固定而不能轴向移动。
吹入器设置在无菌区外。一旦患者在无菌区上用布帘遮盖，预计将吹入器的输出导管的端部(源于无菌区外的吹入器)带入到无菌区。还预计将用于腹腔镜12的光缆30和摄像机电缆32带入到无菌区。
如图12和13大致所示，手术室团队制造切口以获得进入体内的腹腔镜操作部位的入口，例如，通过腹部壁进入腹腔。通过切口插入具有旋塞阀的第一套管针(其可以是光学套管针的形式)。或者，根据医生的偏好，可以在只有皮肤切口的情况下推动第一套管针通过腹部壁。一旦第一套管针到达它的合适位置，从第一套管针移除填塞器(套管针的锋利的内部插入件)。
将无菌区上的导管组16的吹入器管道连接到无菌区上的吹入器回路的输出导管。将无菌区上的导管组16的第一分支46连接到第一套管针的旋塞阀(见图13)，第一分支46源于Y型连接器44。打开旋塞阀，并开启吹入器。吹入回路的CO2输出通过第一套管针使腹部膨胀。
在这期间(见图8和10)，当吹入器通过第一分支46供应CO2时，无菌区上的导管组16的第二分支48，以及整体地与它附接的快速更换连接件22可以在无菌区上保持自由的、未连接的状态，第二分支48也源自Y型连接器44。快速更换连接件22内的单通道止回阀用于阻止CO2流通过第二分支48，即使当吹入器通过第一分支46供应CO2时。目前，吹入器回路的整个CO2压力通过第一分支46传递到第一套管针。
将选用的第一腹腔镜12在合适的时间交给手术室台处的人员，选用的第一腹腔镜12已由手术室准备团队如已述的那样预先插入到鞘套14内。在无菌区上，手术室台处的人员将光缆30和摄像机电缆32连接到腹腔镜12(见图14)。在无菌区上，手术室台处的人员现在将导管组16的快速更换连接件22连接到歧管18的快速更换连接器20(见图15)。单通道止回阀打开，吹入器回路的小部分的输出由第二分支48途经歧管18送入到鞘套14内。
然后，将腹腔镜/鞘套组件作为整合的单元通过第一套管针放置以获得腹腔的初始视野(见图16)。由于偏转器组件64的技术性质，CO2在镜头上方流过，消除雾气并使碎片偏转离开。如果存在填充有无菌流体(优选地具有“表面活性剂”)的并连接到导管卢尔锁的泵(例如，20cc注射器)，可以由手术室台处得人员操作这个泵以将无菌流体冲洗过鞘套14的偏转器组件64。偏转器组件64引导流体以大致偏离CO2路径90度的路径冲过镜头。一旦如此做，导管组16上的球形物可以多次泵压，引入多股空气以清除镜头上的流体滴并使其离开末端偏转器，以维持被引导的CO2流不断地横过腹腔镜镜头。
一旦获得满意的视野，附加的带有旋塞阀的辅助套管针，例如三个到四个，或更多，也通过切口放置以提供其他器械的入口(见图17)。具有视野优化组件的套管针通风装置24理想地放置在多个辅助套管针中的一个的旋塞阀内，并且旋塞阀打开(见图18)。
如图19所示，手术室团队的成员优选地将主吹入管道(导管组16的Y型连接器44的第一分支46导管)与第一套管针脱开，而到无菌区上其他合适的套管针的旋塞阀上(除了与通风装置24连接的套管针)。这另一套管针随后用作主吹入套管针，与第一套管针分离，该第一套管针现在作为主可视化套管针。这样，由吹入套管针提供用于在手术期间的主CO2吹入，该吹入套管针也不是可视化套管针。尽管吹入器周期性的循环，通风装置24提供的吹入压力的受控的泄漏在气腹内生成压力梯度，以帮助维持从偏转器组件64横过镜头的大致连续的CO2。鞘套14内的内腔40和42(如前所述)也可以作为附加的被动通风口，以将吹入压力通过歧管18泄漏出去。
手术继续进行。偏转器组件64提供微创手术期间的术中除雾和腹腔镜镜头清洁，同时维持手术部位的可视化。如所期望的那样，如果需要通过冲洗镜头以增加可视化，可以使用无菌流体冲洗机制。如果这样做，导管组16上的球形物应该多次泵压，以清除镜头的流体滴并使其离开偏转器组件64，以维持CO2帘幕般横过镜头。
在手术期间，手术室团队可以决定，例如，一部分程序使用不同角度的窥镜能获得更好的可视化。导管组16的连接件和歧管18的连接器的快速更换性质，大大方便了将腹腔镜12以对手术程序最小程度的打断而更换成另一个，并且不会对无菌区造成危害。
为了将一个腹腔镜12更换成另一个，手术室团队的一个成员将腹腔镜/鞘套组件这个整合单元从可视化套管针中抽出(见图20)。手术室团队的一个成员将腹腔镜12与光缆30和摄像机电缆32脱开(见图21)。手术室团队的一个成员将快速更换连接件22与快速更换连接器20脱开，将腹腔镜/鞘套组件从导管组16释放(见图22)。脱开的腹腔镜/鞘套组件作为整合单元交给手术室团队的一个成员，例如，手术助理护士(见图23)。此时没有理由将鞘套14从匹配的腹腔镜12上移除。这可以在之后完成，在手术完全做完后。
包括将被使用的第二腹腔镜12的腹腔镜/鞘套组件，已经组装成一个整合单元，如前所述。将这一预组装的单元交给手术室团队的一个成员(见图24)。手术室团队的一个成员将第二腹腔镜12连接到光缆30和摄像机电缆32(见图25)。手术室团队的一个成员将导管组16的快速更换连接件22连接到快速更换连接器20，以使得腹腔镜/鞘套组件与导管组16处于流动连通(见图26)，完成快速更换。第二腹腔镜/鞘套组件被插入到可视化套管针内(见图27)。
与每个鞘套14相关联的歧管使得快速连接特征起作用。可以将无菌区上的导管组16迅速地脱开，但不必，并且理想地没有，将其更换为另一导管组16。在给定的手术程序期间，相同的导管组16用于每个所使用的腹腔镜/鞘套组件(可以将配有附加鞘套的不需要的导管组16简单地抛弃)。
手术继续进行，使用第二腹腔镜/鞘套组件。
可以在手术进行中以上述方式完成额外的腹腔镜的快速更换。
一旦手术完成后，将所有的器械，包括使用的腹腔镜/鞘套组件从可视化套管针中移除(见图28)。手术室团队的一个成员将腹腔镜12与光缆30和摄像机电缆32脱开(见图29)。手术室团队的一个成员将快速更换连接件22从快速更换连接器20上脱开，将腹腔镜/鞘套组件从导管组16释放。将腹腔镜/鞘套组件交给手术室团队的一个成员(见图31)，并与之前使用过的腹腔镜/鞘套组件一起放置(见图32)。
将入口部位闭合。将吹入器关闭。导管组16从吹入回路上脱开。将歧管18上的锁圈松开，并且将腹腔镜从鞘套抽出以备重复使用(见图33)。将鞘套和导管组16处理掉(见图34)。
有些套管针被称为“光学套管针”，套管针内的填塞器内具有内腔。如果将腹腔镜12的镜头首先放入光学套管针的中心以引导第一套管针插入，那么鞘套14不能在腹腔镜12上，因为该组合件不能适于通过填塞器的内腔。在这种情况下，使用不带鞘套14的腹腔镜12以放置第一套管针。随后，腹腔镜12插入鞘套14，并且以如前所述的方式使得导管组16产生连接。在填塞器已从套管针移除的情况下，腹腔镜/鞘套组件以前述方式放入第一套管针。

Claims (3)

1.一种视野优化组件包括：
鞘套，所述鞘套的尺寸和形状设成用以收纳腹腔镜，所述腹腔镜包括在它的远端上的具有视野的腹腔镜镜头，所述鞘套具有壁，所述壁带有壁厚度，所述鞘套具有包括内部停止件的远端，所述停止件防止所述腹腔镜镜头前进而超过所述鞘套的所述远端，从而腹腔镜镜头停留在所期望的与所述鞘套的所述远端大致上有共同边界的对准的状态，
内腔，所述内腔位于所述鞘套的所述壁内，用于输送来自来源的无水二氧化碳(CO2)，所述内腔的尺寸和形状设成用于以每分钟至少1升的流速输送来自所述来源的所述无水CO2，和
偏转器组件，所述偏转器组件位于所述鞘套的所述远端并与所述内腔连通，所述偏转器组件伸出超过所述鞘套的所述远端规定的距离，从而限定了空气通道距离Y，并且还在所述腹腔镜镜头上方伸出规定的横向距离，从而限定了偏转宽度X，所述空气通道距离Y和所述偏转距离X共同生成用于所述无水CO2横过所述腹腔镜镜头的流动路径，所述通道距离Y至少等于所述鞘套的所述壁厚度，并且不超过所述鞘套的所述壁厚度的1.5倍，所述偏转宽度X至少等于所述通道距离Y的两倍，但是不延伸到所述视野内，由此所述流动路径中的无水CO2在手术期间防止起雾并使烟和手术碎片偏转离开所述视野。
2.一种视野优化组件包括：
鞘套，所述鞘套的尺寸和形状设成用以收纳腹腔镜，所述腹腔镜包括在它的远端上的腹腔镜镜头，
内腔，所述内腔位于所述鞘套的壁内，用于传输流体，
导管组，所述导管组具有一端部，所述端部的尺寸和形状设成用以与无水CO2的加压来源相连接；以及第二端部，所述第二端部与快速更换连接件相连接；所述快速更换连接件包括常闭的单通道阀，以在通常情况下防止来自所述来源的所述无水CO2的流动连通，
歧管，所述歧管由所述鞘套承载并与所述内腔连通，所述歧管包括快速更换连接器，所述快速更换连接器的尺寸和形状设成与所述导管组的所述快速更换连接件相匹配，所述歧管的所述快速更换连接器包括响应于与所述快速更换连接件的匹配而打开所述常闭单通道阀的元件，以将来自所述来源的无水CO2输送到所述内腔中，和
偏转器组件，所述偏转器组件位于所述鞘套的所述远端并与所述内腔处于流动连通，所述偏转器组件生成流动路径，所述流动路径用于在所述内腔内输送的所述无水CO2横过所述腹腔镜镜头。
3.一种外科手术方法，包括：
提供第一腹腔镜，所述第一腹腔镜具有腹腔镜镜头和第一特性，
提供第二腹腔镜，所述第二腹腔镜具有第二腹腔镜镜头和与所述第一特性不同的第二特性，
只提供一个导管组，所述导管组具有一端部，所述端部的尺寸和形状设成用以与无水CO2的加压来源相连接；以及第二端部，所述第二端部与快速更换连接件相连接，所述快速更换连接件包括常闭单通道阀，以在通常情况下防止来自所述来源的所述无水CO2的流动连通，
提供第一鞘套，所述第一鞘套一的尺寸和形状设成用以收纳所述第一腹腔镜，所述第一鞘套包括在所述第一鞘套的壁内的用于输送流体的内腔；由所述第一鞘套承载并与所述内腔连通的歧管，所述歧管包括快速更换连接器，所述快速更换连接器的尺寸和形状设成与所述导管组的所述快速更换连接件相匹配，所述歧管的所述快速更换连接器包括响应于与所述快速更换连接件的匹配而打开所述常闭单通道阀的元件，以将来自所述来源的无水CO2输送到所述内腔中；以及偏转器组件，所述偏转器组件位于所述第一鞘套的所述远端并与所述内腔处于流动连通，所述偏转器组件生成流动路径，所述流动路径用于在所述内腔内输送的所述无水CO2横过所述第一腹腔镜的所述腹腔镜镜头，
提供第二鞘套，所述第二鞘套一的尺寸和形状设成用以收纳所述第二腹腔镜，所述第二鞘套包括在所述第二鞘套的壁内的用于输送流体的内腔；由所述第二鞘套承载并与所述内腔连通的歧管，所述歧管包括快速更换连接器，所述快速更换连接器的尺寸和形状设成与所述导管组的所述快速更换连接件相匹配，所述歧管的所述快速更换连接器包括响应于与所述快速更换连接件的匹配而打开所述常闭单通道阀的元件，以将来自所述来源的无水CO2输送到所述内腔中；以及偏转器组件，所述偏转器组件位于所述第一鞘套的所述远端并与所述内腔处于流动连通，所述偏转器组件生成流动路径，所述流动路径用于在所述内腔内输送的所述无水CO2横过所述第二腹腔镜的所述腹腔镜镜头，
将所述第一腹腔镜插入到所述第一鞘套内，
将所述第二腹腔镜插入到所述第二鞘套内，
将所述导管组的所述快速更换连接件与所述第一鞘套的所述歧管的所述快速更换连接器连接，
通过所述第一腹腔镜实现可视化，同时所述第一鞘套的所述偏转器组件输送无水CO2横过所述第一腹腔镜的所述腹腔镜镜头，以防止起雾并使烟和手术碎片偏转离开所述第一腹腔镜镜头的所述视野，
通过将所述导管组的所述快速更换连接件从所述第一鞘套的所述歧管的所述快速更换连接器脱开，然后将所述导管组的所述快速更换连接件连接到所述第二鞘套的所述歧管的所述快速更换连接器，将所述第一腹腔镜更换为所述第二腹腔镜，和
通过所述第二腹腔镜实现可视化，同时所述第二鞘套的所述偏转器组件输送无水CO2横过所述第二腹腔镜的所述腹腔镜镜头，以防止起雾并使烟和手术碎片偏转离开所述第二腹腔镜镜头的所述视野。
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