Зонд витрэктомии с регулируемым размером порта режущего инструмента

Зонд витрэктомии с регулируемым размером порта режущего инструмента

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к офтальмологическому микрохирургическому инструменту. В частности, настоящее изобретение относится к витреоретинальному хирургическому инструменту, например зонду для витрэктомии, имеющему размер порта режущего инструмента, выбираемый пользователем.

Уровень техники

Зонд для витрэктомии используются в ходе витреоретинальной операции для удаления тканей глаза, таких как стекловидное тело и мембраны, покрывающие сетчатку. Эти зонды имеют порт для втягивания и иссечения тканей. Порт открывается на фиксированную величину, ткань втягивается в порт, порт закрывается, отсекая ткань, после чего ткань аспирируется. Данная последовательность действий может повторяться для удаления требуемых тканей.

Раскрытие изобретения

Согласно одному аспекту изобретения описан зонд для витрэктомии, содержащий корпус; режущий инструмент, продолжающийся продольно от первого конца корпуса, при этом режущий инструмент содержит: наружный режущий элемент, соединенный с корпусом; внутренний режущий элемент, выполненный с возможностью скольжения в наружном режущем элементе, при этом внутренний режущий элемент выполнен с возможностью скольжения между отведенным назад положением и выдвинутым вперед положением; и

регулируемый порт, при этом размер регулируемого порта определяется краем отверстия, образованного в наружном режущем элементе, и торцевой поверхностью внутреннего режущего элемента, когда внутренний режущий элемент находится в полностью отведенном назад положении;

осциллятор, выполненный с возможностью приведения внутреннего режущего элемента в возвратно-поступательное движение;

первую камеру, образованную в корпусе; и

ограничитель хода, выполненный с возможностью ограничения размера регулируемого порта, при этом ограничитель хода выполнен с возможностью перемещения относительно внутреннего режущего элемента, ограничитель хода выполнен с возможностью перемещения в первой камере в ответ на пневматическое давление на участке первой камеры, ограничитель хода выполнен с возможностью размещения для вхождения в зацепление с внутренним режущим элементом в выбранном положении, определяющем полностью отведенное назад положение внутреннего режущего элемента.

Другой аспект изобретения охватывает зонд для витрэктомии, который может включать в себя корпус, режущий инструмент, продолжающийся от первого конца корпуса, первую пневматическую камеру, образованную в корпусе, первую диафрагму, соединенную с внутренним режущим элементом и разделяющую первую пневматическую камеру на первый участок камеры и второй участок камеры, а также вторую пневматическую камеру, образованную в корпусе. Первый участок камеры может сообщаться по текучей среде с первым каналом, а второй участок камеры может сообщаться по текучей среде со вторым каналом. Первый канал и второй канал могут быть выполнены с возможностью передачи первого пневматического давления на первый участок камеры и второй участок камеры соответственно в чередующейся последовательности для колебания первой диафрагмы и внутреннего режущего элемента между полностью отведенным назад положением и полностью выдвинутым вперед положением. Зонд для витрэктомии может также включать в себя вторую диафрагму, разделяющую вторую пневматическую камеру на третий участок камеры и четвертый участок камеры, а также ограничитель хода, соединенный со второй диафрагмой и способный перемещаться вместе с ней. Кроме того, зонд для витрэктомии может также включать в себя третий канал, сообщающийся с четвертым участком камеры, при этом третий канал выполнен с возможностью передачи второго пневматического давления на четвертый участок камеры для смещения второй диафрагмы на величину, пропорциональную второму пневматическому давлению.

Дополнительный аспект может содержать систему, включающую в себя зонд для витрэктомии, хирургическую консоль, пневматически связанную с первым каналом зонда для витрэктомии и выполненную с возможностью изменения первого пневматического давления, подаваемого на зонд для витрэктомии, на основе пользовательского ввода, а также устройство ввода, соединенное с консолью, при этом устройство ввода выполнено с возможностью приема пользовательского ввода и побуждения консоли изменять первое пневматическое давление, подаваемое на зонд для витрэктомии, что приводит к изменению размера порта режущего инструмента. Зонд для витрэктомии может включать в себя корпус, режущий инструмент, продолжающийся от первого конца корпуса, первую пневматическую камеру, образованную в корпусе, первую диафрагму, разделяющую первую пневматическую камеру на первый участок камеры и второй участок камеры, а также ограничитель хода, соединенный с первой диафрагмой и способный перемещаться вместе с ней. Ограничитель хода может быть выполнен с возможностью ограничения отведенного назад положения внутреннего режущего элемента. Ограниченное отведенное назад положение внутреннего режущего элемента может определять полностью отведенное назад положение внутреннего режущего элемента. Зонд для витрэктомии может также включать в себя первый канал, сообщающийся с четвертым участком камеры. Первый канал может быть выполнен с возможностью передачи первого пневматического давления на второй участок камеры для смещения первой диафрагмы на величину, пропорциональную первому пневматическому давлению. Зонд для витрэктомии может также включать в себя осциллятор, соединенный с внутренним режущим элементом и выполненный с возможностью колебания режущего инструмента между полностью отведенным назад положением и полностью выдвинутым вперед положением.

Режущий инструмент может включать в себя полый наружный режущий элемент, соединенный с корпусом. Наружный режущий элемент может включать в себя открытый конец и закрытый конец. Режущий инструмент может также включать в себя полый внутренний режущий элемент, способный скользить в наружном режущем элементе. Внутренний режущий элемент может включать в себя открытые противоположные концы, а также первую режущую поверхность на своем первом конце. Кроме того, режущий инструмент может включать в себя отверстие, образованное в наружном режущем элементе проксимально к его концу. Отверстие может включать в себя вторую режущую поверхность, работающую совместно с первым режущим элементом для иссечения материалов, попадающих в отверстие. Отверстие и первая режущая поверхность могут определять порт, при этом размер порта может определяться расположением первой режущей поверхности относительно отверстия, когда внутренний режущий элемент находится в полностью отведенном назад положении.

Различные аспекты могут содержать один или более из следующих признаков. Ограничитель хода может включать в себя камеру, образованную в корпусе, а также подвижный элемент, способный продольно перемещаться в камере в ответ на пневматическое давление на участке камеры, при этом подвижный элемент выполнен с возможностью располагаться в корпусе для вхождения в зацепление с внутренним режущим элементом в выбранном положении, определяющем отведенное назад положение внутреннего режущего элемента. Ограничитель хода может также включать в себя диафрагму, размещенную в камере и разделяющую ее на первый участок камеры и второй участок камеры. Наружная периферия диафрагмы может соединяться с корпусом, а внутренняя периферия диафрагмы соединена с подвижным элементом. Подвижный элемент может продольно перемещаться вместе с диафрагмой в корпусе в определенное положение. Диафрагма может быть способна перемещаться в ответ на пневматическое давление на втором участке камеры. Пневматическое давление может изменяться до выбранного уровня давления для перемещения подвижного элемента в определенное положение. Полностью отведенное назад положение внутреннего режущего элемента может представлять собой местоположение внутреннего режущего элемента, при котором участок внутреннего режущего элемента соприкасается с подвижным элементом в определенном положении.

Ограничитель хода может включать в себя смещающий элемент, расположенный в пределах первого участка камеры между корпусом и подвижным элементом. Смещающий элемент может быть выполнен с возможностью приложения смещающего усилия, противодействующего пневматическому давлению, приложенному к диафрагме. Второй участок камеры может сообщаться по текучей среде с каналом. Канал может быть выполнен с возможностью передачи пневматического давления на второй участок камеры. Внутренний режущий элемент может включать в себя полый режущий элемент, трубчатый элемент, а также полое соединение, соединяющее полый режущий элемент и трубчатый элемент. Поверхность полого соединения может образовывать участок внутреннего режущего элемента, соприкасающийся с подвижным элементом в определенном положении. Камера может быть образована в корпусе, при этом осциллятор может включать в себя диафрагму, расположенную в камере. Наружная периферия диафрагмы может соединяться с корпусом, а внутренняя периферия диафрагмы может соединяться с внутренним режущим элементом.

Внутренний режущий элемент может включать в себя полый режущий элемент, трубчатый элемент, а также полое соединение, соединяющее полый режущий элемент и трубчатый элемент. Центральный канал может быть образован полым режущим элементом, трубчатым элементом и полым соединением, при этом центральный канал может быть выполнен с возможностью обеспечения прохождения аспирированных материалов в ходе работы зонда для витрэктомии.

Диафрагма, размещенная в камере, образованной в корпусе, может разделять камеру на первый участок камеры и второй участок камеры. Диафрагма может быть выполнена с возможностью перемещения в первом продольном направлении в ответ на пневматическое давление на первом участке камеры, при этом диафрагма может быть выполнена с возможностью перемещения во втором продольном направлении в ответ на пневматическое давление на втором участке камеры. Перемещение диафрагмы в первом продольном направлении перемещает внутренний режущий элемент в направлении отведенного назад положения, а перемещение диафрагмы во втором продольном направлении перемещает внутренний режущий элемент в направлении выдвинутого вперед положения.

Различные аспекты могут содержать один или более из следующих признаков. Ограничитель хода может быть способен перемещаться в выбранное местоположение путем изменения второго пневматического давления. Внутренний режущий элемент может включать в себя полый режущий сегмент, трубчатый элемент, а также полое соединение, расположенное между полым режущим сегментом и трубчатым элементом и соединяющее их для образования внутреннего сборочного узла. Внутренний сборочный узел может продолжаться через отверстие, образованное в первой диафрагме, и отверстие, образованное во второй диафрагме, при этом внутренний сборочный узел может определять непрерывный центральный канал, выполненный с возможностью пропускания аспирированных материалов в ходе работы зонда для витрэктомии. Ограничитель хода может включать в себя первую контактную поверхность, а полое соединение может включать в себя вторую контактную поверхность. Соприкосновение первой контактной поверхности со второй контактной поверхностью может определять полностью отведенное назад положение внутреннего режущего элемента. Изменение второго пневматического давления может изменять положение ограничителя хода, чтобы вызвать изменение размера порта путем изменения полностью отведенного назад положения внутреннего режущего элемента.

Корпус может включать в себя продольно расположенную внутреннюю муфту, при этом ограничитель хода может обладать возможностью скольжения по внутренней муфте. Смещающий элемент может располагаться во второй пневматической камере между корпусом и ограничителем хода, при этом смещающий элемент может быть выполнен с возможностью приложения к ограничителю хода смещающего усилия, противодействующего второму пневматическому давлению. Смещающий элемент может представлять собой пружину, при этом смещающий элемент может располагаться на третьем участке камеры. Устройство ввода может представлять собой ножной переключатель.

Детали одного или более вариантов осуществления по настоящему изобретению представлены на сопровождающих чертежах и описаны ниже. Другие признаки, задачи и преимущества станут очевидны из описания и чертежей, а также из формулы изобретения.

Краткое описание чертежей

На Фиг. 1 показан пример хирургической консоли.

На Фиг. 2 показан пример зонда для витрэктомии, имеющего режущий инструмент с режущим портом регулируемого размера.

На Фиг. 3 показан вид в разрезе глаза, на котором режущий инструмент зонда для витрэктомии проходит в задний сегмент глаза.

На Фиг. 4-8 подробно показаны виды в разрезе режущего инструмента для витрэктомии, где представлены порты режущего инструмента различных размеров.

На Фиг. 9 показан вид в разрезе примера зонда для витрэктомии, имеющего контролируемый пользователем размер порта режущего инструмента, регулируемый с помощью пьезоэлектрического двигателя.

На Фиг. 10 показан вид в разрезе примера зонда для витрэктомии, включающего в себя элемент, выполненный из сплава с памятью формы, для изменения размера режущего порта зонда.

На Фиг. 11A показан вид в разрезе примера зонда для витрэктомии, включающего в себя устройство для регулирования температуры и заполненное текучей средой замкнутое пространство для изменения размера режущего порта зонда.

На Фиг. 11B показан пример ограничителя хода зонда, представленного на Фигуре 11A, для регулировки размера режущего порта.

На Фиг. 12 показан вид в разрезе другого примера зонда для витрэктомии, выполненного с возможностью регулировки размера порта режущего инструмента.

На Фиг. 13 показан вид в разрезе дополнительного примера зонда для витрэктомии, выполненного с возможностью регулировки размера порта режущего инструмента.

На Фиг. 14A показан другой вид в разрезе зонда для витрэктомии, представленного на Фиг. 13, показывающий деталь примера ограничителя хода.

На Фиг. 14B показан вид в разрезе детали другого примера ограничителя хода.

На Фиг. 15 показан вид в разрезе другого примера зонда для витрэктомии, включающего в себя другой пример устройства для ограничения хода.

На Фиг. 16 показан дополнительный вид в разрезе примера зонда для витрэктомии, имеющего другой пример отрегулированного пользователем размера порта режущего инструмента.

На Фиг. 17-19 показан пример пневматических контуров для регулировки размера порта режущего инструмента зонда для витрэктомии.

На Фиг. 20 показан схематичный вид примера консоли для использования с зондом для витрэктомии, имеющим регулируемый пользователем размер порта режущего инструмента.

Осуществление изобретения

В настоящем документе описаны микрохирургические инструменты, включающие в себя порт регулируемого размера для удаления тканей. В частности, в настоящем документе описаны офтальмологические зонды для витрэктомии с портом регулируемого размера, выбираемого пользователем, которые применяются, например, в хирургических операциях на заднем сегменте глаза. Практикующий врач, например хирург, может контролировать размер порта зонда для максимального увеличения эффективности резания и текучести ткани. Изменение размера порта может выполняться различными способами. Например, размер порта может регулироваться пневматически, механически, электрически, вручную или путем сочетания любых из этих способов. В некоторых вариантах осуществления может применяться механический ограничитель для регулировки размера открытия порта. В других вариантах осуществления размер открытия порта может регулироваться пневматически. Хотя приведенные ниже примеры касаются глазной хирургии, изобретение этим не ограничивается. Наоборот, приведенные примеры носят лишь иллюстративный характер, само же описание может применяться к любому хирургическому инструменту, в котором требуется использовать порт изменяемого размера или к которому может быть адаптирован порт изменяемого размера.

На Фиг. 1 показан пример хирургической консоли (которую также будем называть «консолью») 10 в объеме настоящего изобретения. Хирургическая консоль может представлять собой витреоретинальную хирургическую консоль, такую как хирургическую консоль Constellation®, выпускаемая Alcon Laboratories, Inc., 6201 South Freeway, Fort Worth, Texas 76134 U.S.A. Консоль 10 может включать в себя один или более портов 20. Один или более портов 20 могут применяться для подачи инфузионных и/или ирригационных текучих сред в глаз или для аспирации материалов из глаза. Консоль 10 может также включать в себя дисплей 30 для осуществления связи с консолью 10, так чтобы устанавливать или изменять одну или более операций консоли 10. В некоторых случаях дисплей 30 может включать в себя сенсорный экран для взаимодействия с консолью 10 путем прикосновения к экрану дисплея 30. К порту 20 может подсоединяться зонд, такой как зонд для витрэктомии, предназначенный для иссечения тканей глаза и аспирации тканей глаза из полости глаза.

На Фиг. 2 показан пример зонда 40 для витрэктомии. Зонд 40 включает в себя режущий инструмент 50. Как показано на Фиг. 3, в ходе офтальмологической хирургической процедуры, такой как хирургическая операция, проводимая на сетчатке, режущий инструмент 50 может вводиться в задний сегмент 60 глаза 70, например, через канюлю 80, расположенную в разрезе 90 через склеру 100 глаза 70, чтобы удалить и аспирировать ткани глаза. Например, в ходе хирургической процедуры, проводимой на сетчатке, режущий инструмент 50 может вводиться в задний сегмент 60 глаза 70 для удаления стекловидного тела глаза (которое также будем называть «стекловидным телом») 110, представляющего собой желеобразное вещество, занимающее объем, определяемый задним сегментом 60. Режущий инструмент 50 также можно использовать для удаления мембран, покрывающих сетчатку, или других тканей.

На Фиг. 4-8 подробно показаны виды в разрезе примера режущего инструмента 50, имеющего порты 120, отрегулированные до различных размеров. Пример режущего инструмента 50 может включать в себя полый наружный режущий элемент 130. В наружном режущем элементе 130 образовано отверстие 115. Режущий инструмент 50 может также включать в себя полый внутренний режущий элемент 140, расположенный соосно в наружном режущем элементе 130 и обладающий возможностью скольжения в нем. Внутренний режущий элемент 140 может также включать в себя режущий край 150. Режущий край 150 и отверстие 115 могут определять порт 120. Таким образом, например, положение режущего края 150 относительно отверстия 115 может определять размер порта 120. В процессе работы ткань может проникать в режущий инструмент 50 через порт 120 и иссекаться режущим краем 150 ввиду того, что внутренний режущий элемент 140 совершает возвратно-поступательное перемещение в наружном режущем элементе 130. Ткань может иссекаться режущим краем 150, когда внутренний режущий элемент 140 проходит в наружном режущем элементе 130, закрывая порт 120 (см., например, фиг. 8). Во внутреннем канале 160 режущего инструмента 50 может также создаваться вакуум для аспирации иссеченной ткани.

В некоторых вариантах осуществления внутренний режущий элемент 140 совершает возвратно-поступательное перемещение в наружном режущем элементе 130 пневматически. Однако изобретение этим не ограничивается. Режущий инструмент 50 может работать также и другими способами. Например, режущим инструментом 50 можно управлять электрически, гидравлически или любыми другими способами. Следовательно, описание применения пневматики для управления режущим инструментом 50 в одном или более вариантах осуществления приведено лишь в качестве примера и не направлено на ограничение.

В ходе офтальмологической хирургической процедуры может потребоваться изменить размер порта 120. Например, размер порта может быть изменен для максимального увеличения эффективности резания и текучести ткани. Кроме того, режущий инструмент, имеющий регулируемый размер порта, предусматривает изменение, например, рабочего цикла, скорости резания и открытия порта независимо друг от друга. На Фиг. 4-8 показан режущий инструмент 50, имеющий порт 120, отрегулированный до различных размеров. Например, на Фиг. 4 показан размер порта 120, открытого на 100 процентов; на Фиг. 5 показан размер порта 120, открытого приблизительно на 75 процентов; на Фиг. 6 показан размер порта 120, открытого приблизительно на 50 процентов; а на Фиг. 7 показан размер порта 120, открытого приблизительно на 25 процентов. На Фиг. 8 показан порт 120 в закрытом состоянии. Хотя на Фиг. 4-8 описаны размеры портов, открытых на 75%, 50%, 25%, а также закрытого порта, эти размеры порта не направлены на ограничение. Наоборот, в объеме изобретения размер порта зонда может быть отрегулирован до любого требуемого размера.

В некоторых вариантах осуществления зонд может включать в себя пьезоэлектрический линейный двигатель для изменения размера порта. На Фиг. 9 показан частичный вид в разрезе примера зонда 900. Зонд 900 может включать в себя корпус 902, определяющий внутреннюю камеру 904, а также осциллятор или двигатель 906. Наружный режущий элемент 130 может жестко крепиться к корпусу 902. Двигатель 906 может включать в себя диафрагму 908, размещенную в пневматической камере 910. Периферия 940 диафрагмы 908 может удерживаться в канавке 942, образованной в зонде 900. Пневматическая камера 910 может включать в себя первый канал 912 для передачи пневматического давления на первую поверхность 914 диафрагмы 908, а также второй канал 916 для передачи пневматического давления на вторую поверхность 918 диафрагмы 908. Чередование пневматического давления между первым каналом 912 и вторым каналом 916 смещает диафрагму 908 в противоположных направлениях, что приводит к колебанию диафрагмы 908.

Внутренний режущий элемент 150 соединен с диафрагмой 908. Следовательно, внутренний режущий элемент 140 выполнен с возможностью колебания в зонде 900 относительно наружного режущего элемента 130. Внутренний режущий элемент 140 может быть соединен с диафрагмой 106 с помощью трубки 920 и полого соединения 922. Внутренний режущий элемент 140, полое соединение 922 и трубка 920 образуют внутренний сборочный узел 924 и определяют канал 925, который может быть использован для аспирации текучей среды, ткани и других материалов из глаза.

Зонд 900 может также включать в себя уплотнения 944, 946, 948 и 950. Другие варианты осуществления могут включать в себя дополнительные уплотнения, меньшее число уплотнений или другие уплотнения, чем те, что описаны. Уплотнения 944-950 могут быть выполнены с возможностью предотвращения и/или существенного снижения прохождения текучей среды. В некоторых вариантах осуществления уплотнения 944-950 могут также создавать малое сопротивление перемещению внутреннего сборочного узла 924.

Зонд 900 может также включать в себя пьезоэлектрический линейный двигатель (который также будем называть «пьезоэлектрическим двигателем») 926. В некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрический двигатель 926 может представлять собой ультразвуковой линейный привод. Пьезоэлектрический двигатель 926 может быть жестко закреплен в корпусе 902. Например, пьезоэлектрический двигатель 926 может быть закреплен в корпусе с помощью крепежной детали, связующего вещества, неподвижной посадки, поддерживающего зажима или любым иным желаемым способом. В некоторых случаях пьезоэлектрический двигатель 926 может быть помещен в приемное приспособление, образованное в корпусе. Питание на пьезоэлектрический двигатель 926 может подаваться по кабелю 928, проходящему через корпус 902. В некоторых случаях пьезоэлектрический двигатель 926 может представлять собой пьезоэлектрический линейный двигатель SQL- 1.8-6 SQUIGGLE®, выпускаемый фирмой New Scale Technologies, Inc., 121 Victor Heights Parkway, Victor, New York 14564. Однако могут использоваться и другие виды пьезоэлектрических двигателей в объеме изобретения.

Пьезоэлектрический двигатель 926 может включать в себя ходовой винт 930. Приложение парного сигнала управляющего напряжения переменного тока с первым фазовым сдвигом заставляет ходовой винт 930 переместиться в направлении, обозначенном стрелкой 932. Приложение парного сигнала управляющего напряжения переменного тока со вторым фазовым сдвигом, отличным от первого фазового сдвига, заставляет ходовой винт 930 переместиться в противоположном направлении, соответствующем стрелке 934. Подвижный элемент 931 может быть соединен с ходовым винтом 930 и способен перемещаться вместе с ним. Кроме того, может быть предусмотрена направляющая 933, соединенная с корпусом 902, чтобы поддерживать соосность подвижного элемента 931 по мере перемещения подвижного элемента 931 в корпусе 902. Иными словами, подвижный элемент 931 может направляться в процессе перемещения с помощью направляющей 933. Например, направляющая 933 может не допустить выведения подвижного элемента 931 из соосного положения и заклинивания в зонде 900.

В процессе работы поверхность 937 подвижного элемента 931 может входить в зацепление с нижней поверхностью 936 соединения 922 для определения полностью отведенного назад положения внутреннего режущего элемента 140. При изменении положения ходового винта 930 изменяется положение подвижного элемента 931, при этом местоположение, в котором подвижный элемент 931 входит в зацепление с соединением 922, изменяется. Следовательно, путем регулировки положения ходового винта 930 можно изменить величину перемещения внутреннего режущего элемента 140 в направлении стрелки 934, тем самым изменяя размер порта 120. Следует отметить, что перемещение внутреннего режущего элемента 140 в направлении стрелки 934 соответствует открытию порта 120, показанного, например, на Фиг. 4-8.

Наряду с тем, что по описанию подвижный элемент 931 входит в зацепление с соединением 922, подвижный элемент 931 может быть выполнен с возможностью вхождения в зацепление с другими частями зонда 900. Например, подвижный элемент 931 может быть выполнен с возможностью вхождения в зацепление с другим участком внутреннего сборочного узла 924 для ограничения перемещения внутреннего режущего элемента 140. Помимо этого, в некоторых вариантах осуществления пьезоэлектрический двигатель 926 может быть связан с внутренним сборочным узлом 924, а ходовой винт 930 посредством подвижного элемента 931 может входить в зацепление с участком корпуса 902, чтобы ограничить ход внутреннего режущего элемента 140.

Однако в некоторых случаях подвижный элемент 931 и направляющая 933 могут отсутствовать. В таких вариантах осуществления ходовой винт 930 может входить в зацепление непосредственно с участком внутреннего сборочного узла 924, такого как соединение 922, чтобы ограничить ход внутреннего режущего элемента 140. В то время как по вышеприведенному описанию зонд 900 включает в себя пьезоэлектрический двигатель 926, может быть использован любой пригодный приводной двигатель ротационного типа. Например, в некоторых вариантах осуществления зонд для витрэктомии может включать в себя шаговый двигатель, а в других вариантах осуществления - двигатель постоянного тока, работающий в противодействие торсионной пружине для регулировки размера порта. Это служит всего лишь примерами. Таким образом, для регулировки размера порта могут быть использованы и другие ротационные приводные устройства.

На Фиг. 10 показан другой пример зонда с регулируемым размером порта согласно другому варианту осуществления. В примере, показанном на Фиг. 10, конструкция зонда 1000 может быть по существу такой же, как и конструкция зонда 900, рассмотренного выше. Однако конструкция зондов 900 и 1000, как и других зондов, представленных в настоящем описании, приведены лишь в качестве примеров и не должны рассматриваться как ограничивающие. Следовательно, зонды, конструкции которых отличаются от приведенных примеров, входят в объем изобретения.

Зонд 1000 может включать в себя корпус 1002, осциллятор или двигатель 1006 (который может быть схож с двигателем 906, описанным выше), а также SMA-элемент 1026 (выполненный из сплава с памятью формы) вместо пьезоэлектрического линейного двигателя. В некоторых случаях SMA-элемент 1026 может представлять собой линейный привод NanoMuscle DS-CE, выпускаемый фирмой MIGA Motor Company, 1241 Adams Street #1147, Saint Helena, CA 94574. Однако данный SMA-элемент приведен лишь в качестве примера. Следовательно, могут быть использованы SMA-элементы других типов в объеме изобретения.

В некоторых вариантах осуществления SMA-элемент 1026 может быть соединен с корпусом 1002. Например, SMA-элемент 1026 может быть соединен с корпусом 1002 путем помещения в приемное приспособление, образованное в корпусе 1002, и удерживания в нем. В некоторых случаях SMA-элемент 1026 может быть соединен с корпусом, например, с помощью крепежной детали, связующего вещества, поддерживающего зажима или любым иным желаемым способом.

SMA-элемент 1026 может включать в себя шток 1030. В некоторых вариантах осуществления стержень 1030 может соединяться с подвижным элементом 1031. В некоторых случаях зонд 1000 может также включать в себя направляющую 1033. Направляющая 1033 может быть соединена с зондом 1000, например, с корпусом 1002. Например, как показано на Фиг. 10, направляющий стержень 1033 может располагаться в пазу 1035. Положение штока 1030 может изменяться путем подачи электрической энергии на SMA-элемент 1026, например, посредством кабеля 1028. Кабель 1128 питания может соединяться с консолью 10, при этом консоль 10 может быть выполнена с возможностью регулировки электрической мощности, подаваемой на SMA-элемент, на основе, например, входного сигнала, подаваемого на консоль 10 пользователем. Входной сигнал на консоль 10 от пользователя может подаваться посредством устройства ввода, такого как сенсорный экран, кнопка, ползунок, ножной переключатель, или иного устройства ввода. Варианты осуществления пользовательского ввода, описанные выше, могут применяться в случаях других примеров зондов, приведенных в настоящем описании.

Подача электрического питания на SMA-элемент 1026 может заставить шток 1030 и элемент 1031 переместиться в направлении стрелки 1032. Элемент 1031 может направляться в процессе перемещения с помощью направляющей 1033. Например, направляющая 1033 может не допустить выведения элемента 1031 из соосного положения и заклинивания в зонде 1000. Элемент 1031 может входить в зацепление с соединением 1022, тем самым ограничивая ход внутреннего режущего элемента 140 в направлении стрелки 1034 и определяя полностью отведенное назад положение внутреннего режущего элемента 140. При подаче большей мощности на SMA-элемент 1026 шток 1030 и соответственно элемент 1031 может выступить на большее расстояние в направлении стрелки 1032. Снижение величины или исключение подачи мощности на SMA-элемент 1026 может заставить шток 1030 и элемент 1031 отойти назад и переместиться в направлении стрелки 1034. Следовательно, величина, на которую шток 1030 может быть продвинут вперед и отведен назад, может регулироваться величиной мощности, подаваемой на SMA-элемент 1026, а значит, местоположением, в котором элемент 1031 и соединение 1022 соприкасаются друг с другом. Таким образом, SMA-элемент 1026 может использоваться в качестве ограничителя хода зонда 1000.

Однако в некоторых случаях подвижный элемент 1031 и направляющая 1033 могут отсутствовать. В таких вариантах осуществления шток 1030 может входить в зацепление непосредственно с участком внутреннего сборочного узла 1024, таким как соединение 1022, чтобы ограничить ход внутреннего режущего элемента 140.

Наряду с тем, что вышеприведенные примеры приведены для штока 1004, входящего в зацепление с соединением 1022, шток 1030 и/или подвижный элемент 1031 могут быть выполнены с возможностью вхождения в зацепление с другим участком зонда 1000, чтобы ограничить ход внутреннего режущего элемента 140. Например, шток 1030 и/или подвижный элемент 1031 могут быть выполнены с возможностью вхождения в зацепление с другим участком внутреннего сборочного узла 1024, который может включать в себя внутренний режущий элемент 140, полое соединение 1022, а также трубку 1020. В еще одних вариантах осуществления SMA-элемент 1026 может быть соединен с внутренним сборочным узлом 1024, при этом шток 1030 может быть выполнен с возможностью вхождения в зацепление, непосредственно или опосредованно, с участком зонда 1000, являющимся неподвижным относительно внутреннего сборочного узла 1024. Например, шток 1030 может быть выполнен с возможностью вхождения в зацепление с участком корпуса 1002.

На Фиг. 11A показан дополнительный пример зонда, в котором размер порта может регулироваться с помощью цилиндра, заполненного текучей средой. Пример зонда 1100 в некоторых отношениях может быть схож с вышеописанными зондами 900 и/или 1000, а в чем-то может отличаться. Зонд 1100 может включать в себя корпус 1102, определяющий внутреннюю камеру 1104, а также двигатель 1106. Зонд 1100 может также включать в себя полое соединение 1122 и трубку 1120, соединенные вместе с внутренним режущим элементом 140, чтобы образовать внутренний сборочный узел 1025. Внутренний сборочный узел 1025 может быть соединен с двигателем 1106. Зонд 1100 может также включать в себя ограничитель 1126 хода, выполненный с возможностью ограничения хода внутреннего режущего элемента 140 в направлении стрелки 1034, тем самым регулируя размер порта 120 (например, как показано на Фиг. 4-8).

Как показано на Фиг. 11B, ограничитель 1126 хода может включать в себя стержень-толкатель 1136, пружину 1138, а также замкнутое пространство 1140. В некоторых вариантах осуществления замкнутое пространство 1140 может быть зафиксировано относительно корпуса 1102. Стержень-толкатель 1136 может быть способен перемещаться относительно замкнутого пространства 1140. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления пружина 1138 может отсутствовать.

Замкнутое пространство 1140 может включать в себя первый участок 1142, в котором установлена пружина 1138, а также второй участок 1144, заполненный текучей средой. В некоторых случаях участок 1144, заполненный текучей средой, может содержать жидкость и в некоторых случаях может быть герметично закрыт. Стержень-толкатель 1136 может включать в себя поршень 1146 и выступ 1148. Уплотнение 1147 может располагаться между поршнем 1146 и стенкой замкнутого пространства 1140, например, чтобы удерживать текучую среду на втором участке 1144. Выступ 1148 стержня-толкателя 1136 может соприкасаться с соединением 1122 в процессе работы порта 120, когда внутренний режущий элемент 140 перемещается в направлении стрелки 1034. Таким образом, выступ 1148 создает стопор, ограничивающий ход внутреннего режущего элемента 140 в процессе работы режущего инструмента 50, тем самым определяя полностью отведенное назад положение режущего элемента 140. Стержень-толкатель 1136 может проходить через отверстие 1149, образованное в замкнутом пространстве 1140. Первый участок 1142 и второй участок 1144 могут разделяться поршнем 1146.

Ограничитель 1126 хода может также включать в себя устройство 1150 регулировки температуры, выполненное с возможностью изменения температуры текучей среды, содержащейся в пределах второго участка 1144. В некоторых случаях устройство 1150 регулировки температуры может представлять собой охладитель Пельтье. Согласно некоторым вариантам осуществления охладитель Пельтье может представлять собой модель Pure Precision 9500/007/018M, выпускаемую фирмой FerroTec, 33 Constitution Drive, Bedford, NH 03110. Однако могут использоваться охладители Пельтье также и других типов. Помимо этого, изобретение не ограничено охладителями Пельтье. Наряду с ними может использоваться любое устройство, создающее перепад температур.

К охладителю Пельтье может прикладываться электрическое напряжение для создания разности температур между первой стороной 1152 и второй стороной 1154, что приводит к изменению температуры текучей среды в пределах второго участка 1144. Изменение температуры текучей среды в пределах второго участка 1144 используется для изменения положения стержня-толкателя 1136.

Перемещение стержня-толкателя 1136 в направлении, указанном стрелкой 1132, может осуществляться, например, путем приложения напряжения к охладителю Пельтье для нагрева текучей среды, содержащейся на втор