本文公开的实施例总的涉及眼科学，尤其涉及用于白内障手术中的医疗设备。
背景技术：
视力障碍和视力丧失是与衰老相关的常见疾病。随着人年龄的增长，由于各种遗传和环境因素，视力逐渐恶化。视力减退最普遍的形式之一是白内障，其中，眼睛的通常透明的晶状体变得混浊，从而妨碍正常视力。特别是，晶状体中的蛋白质或色素的累积阻碍了入射光通过晶状体并到达眼睛的视网膜部分的传输。由于在晶状体的外部有新的晶状体细胞形成，因此所有较老的细胞被压缩到晶状体的中心，导致混浊或“浑浊”。白内障的严重程度可以变化，从视力下降和识别受影响(如视物出现混浊或大量的眩光)一直到部分甚至完全丧失视力(失明)。
白内障手术涉及移除天然眼球晶状体并用人造的眼内晶状体植入物替代。目前有许多不同的手术技术在使用，其中之一被称为“超声乳化术”。超声乳化术包括最初在角膜上形成切口，以获得进入眼球的内部的通路，随后在前部晶状体囊中形成圆形开口(称为“前部撕囊术”)，以允许移除白内障。下一步是使晶状体核碎裂(“劈核(nucleuschopping)”)，然后使晶状体材料乳化并摘除晶状体材料。旨在促进乳化的碎裂过程可以使用至少一个从侧端口(即与主囊切开术切口不同的切口)接近晶状体核的精密器械机械地进行。其它用于使核碎裂的技术利用了通过飞秒激光设备(其也可以用于角膜切口和/或前部撕囊术)施加辐射。专用的飞秒激光器需要昂贵的装备，其通常需要花费数十万美元。
技术实现要素：
因此，根据实施例的多方面，提供了一种用于使眼球的晶状体核碎裂的眼科手术器械。在一个实施例中，所述器械至少包括：细长的手柄部分，管状的头部，至少三个尖头和内部的保持环。头部被布置在细长的手柄部分的远端处。在一个实施例中，每个尖头包括切割尖端。在一个实施例中，尖头能够选择性地收回到头部中并且能够从头部展开。在一个实施例中，保持环被构造用以选择性地收缩和扩张，以调整尖头的展开宽度。在通过角膜切口将器械朝向眼球晶状体插入期间，打开头部，以使尖头展开，使之于晶状体核的后部位置处在晶状体核上滑过并抓住晶状体核。在器械朝向眼球晶状体的前部撤回期间，头部关闭，以收回尖头，使得尖头的切削尖端沿着晶状体核切割，以便将晶状体核碎裂成多个部分。手术器械可以进一步包括构造用以选择性地振动尖头的振动机构。在将器械朝向眼球晶状体插入期间和/或在将器械朝向眼球晶状体的前部撤回期间，可以致动振动机构。尖头可以是弧形的。尖头可以包括形状记忆材料。
因此，根据另一方面，提供了用于使眼球的晶状体核碎裂的方法。该方法包括提供眼科手术器械的步骤，该手术器械至少包括：细长的手柄部分，管状的头部，至少三个尖头和内部的保持环。头部被布置在细长的手柄部分的远端处。在一个实施例中，每个尖头包括切割尖端。在一个实施例中，尖头能够选择性地收回到头部中并且能够从头部展开。在一个实施例中，保持环被构造用以选择性地收缩和扩张，以调整尖头的展开宽度。方法进一步包括以下步骤：通过角膜切口将器械朝向眼球晶状体插入，同时打开头部，以使尖头展开，使之于晶状体核的后部位置处在晶状体核上滑过并抓住晶状体核。该方法进一步包括以下步骤：在关闭头部的同时，朝向眼球晶状体的前部撤回器械，以收回尖头，使得尖头的切削尖端沿着晶状体核切割，以便将晶状体核碎裂成多个部分。该方法可以进一步包括致动手术器械的振动机构，该振动机构被构造用以选择性地振动尖头。在将器械朝向眼球晶状体插入期间和/或在将器械朝向眼球晶状体的前部撤回期间，可以致动振动机构。
提供本发明内容是为了以简化的形式介绍将在以下具体实施方式中进一步描述的概念的选择。本发明内容不旨在确定所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。
附图说明
从以下结合附图的详细描述中将更全面地理解和领会实施例，在附图中：
图1a是根据一个实施例构造和操作的用于在白内障手术中使人眼球的晶状体核碎裂的眼科手术器械的示意图；
图1b是根据一个实施例构造和操作的图1a的外科器械的示意图，其中尖头部分地收回；
图2a是根据一个实施例操作的穿过图1a的手术器械的管状的头部的横截面图的示意图，这时头部处于扩张状态；
图2b是根据一个实施例操作的穿过图1a的手术器械的管状的头部的横截面图的示意图，这时头部处于收缩状态；
图3是根据一个实施例操作的在碎裂之前抓住眼球晶状体时经历一系列阶段的手术器械的侧视示意图；
图4a是根据一个实施例操作的使用图1a的手术器械执行的眼球晶状体碎裂过程的初始阶段的透视示意图；
图4b是根据一个实施例操作的使用图1a的手术器械执行的眼球晶状体碎裂过程的后续顺序阶段的透视示意图；
图4c是根据一个实施例操作的使用图1a的手术器械执行的眼球晶状体碎裂过程的另一后续顺序阶段的透视示意图；
图4d是根据一个实施例操作的使用图1a的手术器械执行的眼球晶状体碎裂过程的又一后续顺序阶段的透视示意图；
图4e是根据一个实施例操作的使用图1a的手术器械执行的眼球晶状体碎裂过程的另一后续顺序阶段的透视示意图；和
图4f是根据一个实施例操作的使用图1a的手术器械执行的眼球晶状体碎裂过程的又一后续顺序阶段的透视示意图。
具体实施方式
所公开的实施例提供了一种用于在例如超声乳化式白内障手术过程中使眼球晶状体核碎裂的器械。在一个实施例中，器械包括三个或更多个弧形的、能够从处于器械的远端处的头部向外展开并且能够收回到头部中的尖头。当器械插入眼球时，尖头被部署，使之在晶状体核上滑过并抓住晶状体核。尖头可以包括具有锋利的并且可选的是锯齿状的边缘的切削尖端，从而允许尖头切割核，同时将器械从晶状体离开往回拉动并且收回尖头，从而将核同时碎裂或破碎成多个部分。器械可以进一步包括振动机构，以允许在器械插入晶状体材料期间以及在往回拉动器械时选择性地振动尖头，以便于促进初始穿透过程和碎裂过程。本文中使用的术语“晶状体核”可以涵盖任何核部分，包括但不限于“内核(endonucleus)”或“胚胎核(embryonicnucleus)”。
现在参考图1a，图1a是根据一个实施例构造和操作的用于在白内障手术中碎裂人眼球的晶状体核的眼科手术器械的示意图，总体标记为110。手术器械110包括细长的手柄部分112，管状的头部114，至少三个尖头116a，116b，116c，保持环120，可选的是还有振动机构122和控制拨盘124。
细长的手柄部分112构造用以允许手术器械110的使用者(例如外科医生或其他医疗专业人员)舒服地握持器械110。手柄部分112可包括橡胶手柄或辅助涂层或附件，以方便用户抓握。或者，手术器械110可在手术过程的至少某些阶段期间由自动或遥控机器人或机器组件持有。
尖头116a，116b，116c中的每一个都是大致凹形或弧形的，在其内边缘上具有相应的锋利刀片并且具有相应的锋利切削尖端118a，118b，118c。具体而言，尖头116a，1116b，116c均具有相对于器械110的纵向轴线向内弯曲的凹形形状，即向内弯曲的表面面向纵向轴线。或者，尖头可以基本上是直的。例如，尖头可以具有两个或更多个直线部分，诸如用以形成角形和弓形形状。尖头116a，116b，116c的切削刀片可以是平坦边缘的和/或至少部分锯齿状或锯齿形边缘的。
管状的头部114从手柄部分112的远端延伸(即，离使用者的手最远)。头部114可以以允许选择性地收回或展开尖头116a，116b，116c的方式与尖头116a，116b，116c接合。具体而言，当头部114的远端开口收缩或“关闭”时(即，当开口直径减小时)，尖头116a，116b，116c构造成向内收回到头部114中，例如使得尖头的尖端不延伸超过头部114的(远端)边缘，并且使得尖头彼此更靠近地定位。头部114向扩张或“打开”位置(即，远端开口的直径增加)的移位迫使尖头116a，116b，116c向外展开(例如通过弹簧机构)，使得尖头被定位成向两边伸出来，彼此进一步分开并且延伸超出头部114的边缘。参考图1b，图1b是外科器械110的示意图，其中尖头部分地收回。进一步参考图2a和图2b，图2a和图2b分别示出了当头部114处于扩张状态(图2a)时以及当头部114处于收缩状态(图2b)时穿过手术器械110的管状的头部114的横截面图。
保持环120可以位于管状的头部114内，并围绕至少部分的尖头116a，116b，116c扣紧。保持环120允许通过调整尖头116a，116b，116c向外展开的程度来调节穿透直径。例如，增加保持环120的直径用于增加尖头116a，116b，116c的展开宽度，并且因此扩宽手术器械110在穿透到眼球晶状体中期间占据的直径。相反，减小保持环120的直径缩短了尖头116a，116b，116c的展开宽度，由此减小了手术器械110在穿透到眼球晶状体中期间占据的直径。尖头116a，116b，116c的展开宽度也影响已碎裂的核部分之间的间距。因此，用户可以根据操作要求来调整保持环120的直径，以选择期望的展开宽度(在可用的物理限制内)。
振动机构122位于手术器械110内，诸如被嵌入细长的手柄部分122内，并被构造用以选择性地振动尖头116a，116b，116c。振动机构122可以由构造用以引起振动效应的任何合适的组件来实现，诸如本领域中已知的振动电机电路或类似的机电单元。控制拨盘124允许用户控制或调整与手术器械110相关联的设置，参数或模式。例如，对拨盘124的调节可以选择性地打开和关闭头部114(以收回或展开尖头116a，116b，116c)，或者可替换地是，对拨盘的调节可以致动和停止振动机构122。因此，拨盘124可以由专用于不同功能的多个单独的拨盘，旋钮或按钮(或替代性的输入接口，诸如数字接口)来实现。
手术器械110可以可选地包括图1a中未示出的附加组件和/或与图1a中未示出的附加组件相关联，以便能够实现所公开的主题。例如，手术器械还可以包括电源(未示出)(或者与电源耦合)，诸如用于向振动机构122提供动力的电池。手术器械110还可以包括用于提供视觉或者听觉反馈的用户界面(未示出)，诸如用以提供与手术器械相关联的当前操作模式或设置的指示(例如，振动机构122当前是否被致动；保持环120是收缩还是扩张；等等)。
现在将在执行白内障手术过程的医师背景下讨论手术器械110的操作。医师在本文中将被视作为手术器械110的使用者。现在参考图3，图3是根据一个实施例操作的手术器械在碎裂之前抓握眼球晶状体时经历一系列阶段的侧视示意图。在标记为142的第一阶段中，使用者将器械110朝向晶状体插入患者的眼球中，诸如通过预先形成的角膜切口和前部晶状体囊开口。当使器械110朝向标记为202的晶状体核前进时，如在第二阶段144中所示，使用者通过相应地调节保持环120(例如，通过拨盘124)逐渐展开尖头116。随着器械前进，更靠近晶状体核202，如在第三阶段126中所示，尖头被完全展开并被操纵以包围并抓住晶状体核202。利用手术器械110的晶状体核碎裂过程将在下文进一步阐述。
现在参考图4a至4f，图4a-图4f示出了根据一个实施例操作的使用图1a的手术器械执行的眼球晶状体碎裂过程的顺序阶段的透视示意图。参照图4a，器械110朝着晶状体插入眼球中，而尖头116a，116b，116c最初处于收回状态并且基本上定位于处于器械110的远端处的头部114内。振动机构122(未示出)可以可选地被致动，例如便于器械110的插入，以便器械不会对悬韧带(zonules)施加不适当的压力。参考图4b，使用者通过打开头部114逐渐展开尖头116a，116b，116c，以使之从头部114向外延伸，直至尖头116a，116b，116c与晶状体核202的前部接触。由器械110占据的穿透直径(或者相应地是，尖头116a，116b，116c的展开宽度)可以通过需要时增大或减小保持环120的直径来选择性地调节。参考图4c，使用者向前操纵器械110，使得(振动着的)尖头116a，116b，116c在晶状体核202的表面上滑过，直至达到尖头116a，116b，116c牢固地抓住并夹紧核202的位置。特别地是，尖头的尖端118a，118b，118c在晶状体核202的后部处的分开的点上与晶状体核接合并且近似等距地间隔开，使得尖头116a，116b，116c基本上包围核202。头部114的打开可以逐渐地实现，使得随着尖头116a，116b，116c达到完全展开状态，尖头的尖端118a，118b，118c到达核202的后部边缘。尖头116a，116b，116c的振动可有助于手术器械110初始穿透眼球晶状体并夹紧核202，而不会对悬韧带施加不利的压力。尖头116a，116b，116c在夹紧之前的这一向前运动期间通常并未割穿核202，但是随着尖头116a，116b，116c向前滑动，同时切削尖端118a，118b，188c可能穿透到核202中并且变成嵌入在核202内，细小切口可能形成。
参考图4d，在尖头116a，116b，116c已经牢固抓住晶状体核202之后，使用者可致动振动机构122，以引起尖头116a，116b，116c的振动(如果在插入阶段期间振动之前未被致动的话)。参考图4e，使用者往回拉动手术器械110(即，远离眼球晶状体)，同时通过关闭头部114而使尖头116a，116b，116c收回，从而引起(振动着的)尖头116a，116b，116c的切削尖端118a，118b，118c切割穿过核。核202的实际切割或碎裂发生在往回拉动运动连同尖头116a，116b，116c的收回过程中，其中尖头116a，116b，116c按照它们向内弯曲的凹形被向内驱动朝向彼此，例如以“扣紧”式运动的形式。尖头116a，116b，116c的振动可用于促进和放大切削过程，由于尖头116a，116b，116c沿着核202在前部方向上往回拉动，同时跟着扣紧运动，故而主要由锋利的尖端118a，118b，118c实施该切削过程。最终，尖头116a，116b，116c完全穿过核202，导致核心202分成多个较小的碎片，这些较小的碎片被标记为202a，202b，202c，其中碎片边界沿着尖头116a，116b，116c的切削路径描绘，如图4f中所示。最后，收回的尖头116a，116b，116c完全撤回到手术器械110的头部114中。
例如，如果手术器械110的单次插入和撤回(即，涉及尖头116a，116b，116c抓住并包围核202，然后振动/切削)在单次来回后未充分或完全碎裂核202，则前述过程可以可选地重复多次。例如，可以重复碎裂，以便产生至少六至八个单独的核碎片，而不是仅仅在最初来回后形成的三个碎片。在用手术器械110使晶状体核202碎裂之后，然后可以使用超声乳化吸出器来摘除核碎片，并且因此白内障手术继续。
尖头116a，116b，116c可以可选地至少部分地由诸如铜/铝/镍/钛合金的形状记忆材料制成，使得在外科器械的手术期间维持尖头的结构变形。例如，尖头116a，116b，116c的尺寸和形状可以最初进行建模，以符合标准的眼球晶状体核的尺寸和形状。
进一步指出的是，手术器械110的细长的手柄部分112(和头部114)可以是可重复使用的，而尖头116a，116b，116c可以是一次性的并且是可更换的，从而允许手术器械110在另外的白内障手术中重复使用。
将理解的是，所公开的实施例的公开的手术器械可以在超声乳化白内障手术中提供对眼球晶状体核的快速且有效的初步碎裂，并且即使由经验较少的医师也可以安全且易于使用。此外，利用所公开的手术器械可减轻与核碎裂相关的各种并发症的风险，如通过保护后部囊免于破裂并使悬韧带上的应力最小化。由此产生的碎裂的核被破碎成足够小的碎片，这简化并缩短了随后的吸出(摘除)阶段。最后，避免了对诸如飞秒激光器等昂贵且庞大的专用碎裂装备的需要，从而降低了成本和功耗，并且避免了对于处理潜在的故障和不正常工作问题的需要。
根据实施例，提供了一种用于碎裂眼球的晶状体核的方法。该方法包括提供眼科手术器械的步骤，该眼科手术器械包括：细长的手柄部分，管状的头部，至少三个尖头，内部保持环以及可选的振动机构。头部被布置在细长的手柄部分的远端处。每个尖头都包括切削尖端。尖头能够选择性地收回头部并且能够从头部展开。保持环被构造用以选择性地收缩和扩张，以调整尖头的展开宽度。振动机构被构造用以选择性地振动尖头。该方法还包括以下步骤：通过角膜切口将手术器械朝向眼球晶状体插入，同时打开头部，以展开尖头，使之于晶状体核的后部位置处在晶状体核上滑过并抓住晶状体核。该方法进一步包括以下步骤：在关闭头部的同时，朝向眼球晶状体的前部撤回外科器械，以收回尖头，使得尖头的尖端沿着晶状体核切割，以便将晶状体核碎裂成多个部分。振动机构可以在器械朝向眼球晶状体插入时致动，以促进初始穿透。振动机构可以在将器械远离晶状体撤回时的收回尖头期间致动，以促进对晶状体核的切割。
尽管已经描述了所公开的主题的某些实施例，以便使本领域技术人员能够实践本发明，但是前述描述仅旨在是示例性的。不应用前述描述来限制所公开的主题的范围，所公开的主题的范围应通过参考所附权利要求书来确定。