具有流体管理结构的滤筒组件的制作方法

具有流体管理结构的滤筒组件
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求2019年4月10日提交的美国临时专利申请序列号62/831,933和2019年4月19日提交的美国临时专利申请序列号62/836,116以及2020年1月22日提交的美国专利申请序列号16/749,371的优先权权益，这些专利申请的公开内容全文以引用方式并入本文。


背景技术：

3.1.技术领域
4.本发明涉及用于进行腹腔镜或内窥镜手术的设备，并且更具体地涉及与手术气体循环系统一起使用的滤筒组件。
5.2.相关技术描述
6.腹腔镜或"微创"外科手段在诸如胆囊切除术、阑尾切除术、疝修补术和肾切除术的手术的执行中变得日益普遍。此类手术的益处包括减少对患者的创伤、减少感染机会和缩短恢复时间。此类在腹(腹膜)腔中进行的手术通常通过被称为套管针或套管的装置来执行，该装置有利于将腹腔镜器械引入患者的腹腔中。
7.另外，此类手术通常涉及用加压流体诸如二氧化碳填充或“充注”腹腔以产生被称为气腹的手术空间。充注可通过被配备成输送充注流体的外科进入装置诸如套管针或通过单独的充注装置诸如充注(气腹式)针来进行。期望的是在没有大量损失充注气体的情况下将外科器械引入气腹以便保持气腹。
8.在典型的腹腔镜手术期间，外科医生做三至四个小切口，这些小切口通常各自不大于约十二毫米，通常通过使用放置在外科进入装置中的单独插入物或填塞物而由外科进入装置自身来形成这些小切口。在插入之后，填塞物被移除，并且套管针允许器械进入以被插入到腹腔中。典型的套管针提供对腹腔进行充注的路径，使得外科医生具有在其中工作的开放内部空间。
9.套管针还必须提供一种通过在套管针和正在使用的外科器械之间进行密封来保持腔内压力的同时仍然允许外科器械的至少最小的移动自由度的方式。此类器械可包括例如剪刀、抓握器械和闭塞器械、烧灼单元、照相机、光源和其他外科器械。密封元件或机构通常设置在套管针上以防止充注气体从腹腔逸出。这些密封机构通常包括由相对易弯曲的材料制成的鸭嘴型阀，以密封穿过套管针的外科器械的外表面。
10.conmed corporation的全资子公司surgiquest,inc.已开发出独特的气体密封的外科进入装置，其准许无需使用常规的机械密封件即可立即进入充注的手术腔，例如在美国专利号7,854,724中所述，所述专利的公开内容全文以引用方式并入本文。这些装置由包括内部管状主体部分和同轴外部管状主体部分的几个嵌套部件构成。内部管状主体部分限定用于将常规腹腔镜外科器械引入患者腹腔的中心管腔，并且外部管状主体部分限定围绕内部管状主体部分的环形管腔，用于将充注气体输送到患者的腹腔，并且用于促进定期感测腹部压力。
11.如美国专利号9,375,539中所述，surgiquest，inc.还开发了一种与其气体密封的外科进入装置一起使用的多模式气体输送装置，其有助于吹入、气体再循环和排烟。如共同转让的美国专利号9,067,030中所述，多模式气体输送装置通过一次性单次使用的过滤多管腔管组与气体密封进入装置和其他常规外科进入装置气动地通信。
12.过滤多管腔管组包括具有壳体的滤筒，该壳体限定用于借助于连接到其上的外科进入装置在排烟程序期间捕获和收集抽吸到管组的流体的内部贮存器。与壳体一体形成的一对光学传感器棱镜定位在贮存器内，用于感测贮存器内的液体水平。这些包括用于检测贮存器内的第一液位的第一光学棱镜和用于检测贮存器中的第二液位的第二光学棱镜。这些光学棱镜结合定位在气体输送装置内的红外发射器和光电二极管控制电路充当反射传感器，该红外发射器和光电二极管控制电路产生指示贮存器内的液位已达到某些阈值的视觉信号和/或听觉信号。
13.在临床和实验室环境中，已观察到由于通过管组的气体返回腔进入筒壳体的高速流体的喷射和飞溅，可在光学棱镜上形成液体液滴，如本技术的图2所示，其描绘在使用期间的现有技术滤筒组件。当实际上只有极少量的液体实际上累积在贮存器中时，这就导致贮存器内的液位的错误消息或错误指示。这种假阳性错误可能会分散手术人员的注意力，并且可能导致手术过程的中断或延迟。
14.通过测试和评估已确定，这些假阳性错误消息的根本原因是由于进入现有技术滤筒壳体的贮存器中的进入途径的设计，该路径在流体有机会积聚在贮存器的底部内之前不能充分地将流体液滴从定位在贮存器中的光学棱镜中转移开。
15.本发明旨在解决此流体管理问题，并且由此改进当前正在使用的现有滤筒设计。


技术实现要素：

16.本发明涉及一种用于内窥镜和腹腔镜外科手术期间使用的外科气体输送系统的新型且有用的滤筒组件。筒组件包括：圆柱形壳体，该圆柱形壳体具有用于收集通过来自患者体腔的气体返回路径进入壳体的流体的内部贮存器；传感器，该传感器位于贮存器内用于检测其中的液位；以及圆形垫板，该圆形垫板邻近贮存器的入口端口定位在壳体内并且包括流体管理结构，以保护传感器免受通过入口端口从气体返回路径进入贮存器的流体的影响，并且潜在地引起贮存器中的液位的错误指示，这在外科手术期间将是有问题的。
17.圆形垫板包括来自贮存器的邻近板的外周定位的出口端口。垫板还包括径向防护壁，该径向防护壁从垫板延伸到贮存器中，用于将进入贮存器的流体偏转背离出口端口并且进入贮存器中。
18.优选地，流体管理结构包括挡板壁，该挡板壁邻近液位传感器定位以保护液位传感器免受进入贮存器的流体的影响。挡板壁包括细长的主要壁区段和背离主要壁区段成角度地延伸的次要壁区段。挡板壁的主要壁区段和次要壁区段与传感器等距地间隔开。
19.在本发明的一个实施方案中，流体管理结构包括多个间隔开的平面百叶窗，其从导向壁朝向挡板壁延伸，从而以降低流体将接触贮存器中的传感器的可能性的方式影响充满流体的气流的动量。在本发明的另一个实施方案中，流体管理结构包括多个间隔开的柱或凸台，该多个间隔开的柱或凸台从垫板向外延伸，并且布置在防护壁与挡板壁之间以进一步影响进入贮存器的充满流体的气体的动量。在本发明的又一实施方案中，流体管理结
构包括多个间隔开的三角形百叶窗，其从导向壁朝向挡板壁延伸。
20.本发明还涉及一种用于滤筒组件内的垫板，其包括圆盘，该圆盘包括邻近其径向外周的出口端口，用于与滤筒组件的气体返回路径连通；防护壁，该防护壁从出口端口径向延伸以将流体偏转背离出口端口并且进入到由滤筒组件限定的贮存器中；以及挡板壁，该挡板壁与防护壁间隔开，以保护位于贮存器内的液位传感器免受通过贮存器的入口端口进入贮存器的流体的影响。
21.对于本发明所属领域的普通技术人员而言，根据以下结合附图说明对优选实施方案的详细描述，本发明的滤筒组件的这些和其他特将变得更加显而易见。
附图说明
22.为了使本领域的技术人员将容易地理解如何在不进行过度实验的情况下制造和使用本发明的滤筒组件，下面将参考附图详细描述其优选实施方案，其中：
23.图1是根据本发明的优选实施方案构造的包括多模式外科气体输送装置和三腔过滤管组的气体循环系统的透视图；
24.图2是与图1所示的外科气体输送装置一起使用的现有技术滤筒组件的透视图，其中筒壳体的外壁的一部分被切割以示出当进入贮存器的流体接触定位在其中的液位传感器时产生的问题，从而导致贮存器中的液位的错误指示；
25.图3是本发明的滤筒组件的透视图，其中筒壳体壁的外壁的一部分被切割以示出防护定位在筒壳体的贮存器内的液位传感器的垫板上的流体管理结构；
26.图4是图3所示的滤筒组件的分解透视图，其中为了便于示出而分离零件，其中垫板示出为具有流体管理挡板；
27.图5是图4所示的垫板的透视图；
28.图6是本发明的滤筒组件的透视图，其中筒壳体的外壁的一部分被切除以示出垫板上的流体管理挡板如何使液位传感器免受流体进入贮存器的影响；
29.图7是本发明的滤筒的透视图，其中筒壳体的外壁的一部分被切割以示出垫板的流体管理结构的另一实施方案；
30.图8是图7所示的垫板的透视图，示出了包括挡板壁和与防护壁相关联的平面百叶窗的流体管理结构；
31.图9是本发明的滤筒的透视图，其中筒壳体的外壁的一部分被切割以示出垫板的流体管理结构的又一实施方案；
32.图10是图9所示的垫板的透视图，示出了流体管理结构，该流体管理结构包括挡板壁、与防护壁相关联的平面百叶窗和布置在挡板壁与平面百叶窗之间的多个间隔开的柱；
33.图11是本发明的滤筒的透视图，其中筒壳体的外壁的一部分被切割以示出垫板的流体管理结构的又另一实施方案；并且
34.图12是图11所示的垫板的透视图，示出了包括挡板壁和与防护壁相关联的三角形百叶窗的流体管理结构。
具体实施方式
35.现在参见附图，其中类似的附图标记标识本发明的类似结构元件和特征，在图1中
示出了气体循环系统10，该气体循环系统用于在患者的手术腔中进行内窥镜外科手术，并且更具体地，用于在患者的腹腔中执行腹腔镜外科手术。
36.气体循环系统10包括可编程多模式气体输送装置12。气体输送装置12是在共同转让的美国专利号9,375,539中描述的类型，该专利的公开内容全文以引用方式并入本文。气体输送装置12包括图形用户界面14，其用于设置操作参数以促进吹入气体引入患者的手术腔，并且借助于过滤管组16使加压气体相对于患者的手术腔再循环。装置还被设计成促进在外科手术期间从患者体腔排烟。
37.过滤管组16包括例如在共同转让的美国专利号9,067,030中公开的类型的三腔部分18和滤筒组件20，该专利的公开内容全文以引用方式并入本文。滤筒组件20的三腔部分18包括吹入/感测腔18a、气体输送腔18b和气体返回腔18c。过滤管组16的滤筒组件20经调适且构造成与气体输送装置12的正面中的接收端口22介接。
38.参考图3和图4，过滤管组16的滤筒组件20具有大致圆柱形过滤壳体24，该大致圆柱形过滤器壳体包括前端盖26、中心主体部分28和后端盖30。壳体24的中心主体部分28可由透明材料制成，以在必要时能够对筒的内部进行视觉检查。壳体24的前端盖26具有用于接纳与三腔管组18相关联的配件34的歧管连接32。虽然附图中未示出，但壳体24的后端盖30具有形成于其中的多个端口，以容纳流入和流出筒组件20的气体。
39.壳体24的中心主体部分28容纳邻近前端盖26的前褶皱过滤元件35、任选的中心碳过滤元件36和邻近后端盖30的后褶皱过滤元件38。附加过滤元件也可设置在滤筒组件20的壳体24内。
40.过滤器壳体24的中心主体部分28还限定内部流体捕集器或贮存器40。贮存器40具有上游入口端口25，其借助于延伸穿过筒壳体24的气体返回路径与三腔部分18的气体返回腔18c连通。贮存器40被设计成收集已抽吸到壳体24中的体液作为流体堆放或潮湿气体。这可在气体输送装置12以气体再循环模式或排烟模式操作时发生。
41.圆形垫板44定位在壳体24的中心主体部分28内，邻近贮存器40的上游入口端口25。贮存器40的下游出口端口47邻近其径向外周形成于垫板44中。出口端口47与垫板44的出口通道46连通，并且将气体从贮存器引导回到延伸穿过筒壳体24的气体返回路径中。
42.垫板44还包括呈径向延伸的防护壁48形式的流体管理特征45，该防护壁从垫板44的出口通道46延伸并且向下进入贮存器40。防护壁48被定位成将进入贮存器40的流体偏转背离出通道46和出口端口47并且向下进入贮存器40的底部。这将禁止流体穿过贮存器40并且行进回到气体返回路径中，以朝向后褶皱过滤器元件35向下游行进。
43.一对三角形光学棱镜42a、42b从过滤器壳体24的内壁径向向内延伸，并且位于贮存器40内用于感测贮存器40内的液体水平。优选地，第一棱镜或下部棱镜42a限定感测系统的第一设定点水平，并且第二棱镜或上部棱镜42b限定感测系统的第二设定点水平。更具体地，如美国专利号9,067,030中所公开的，第一棱镜42a被定位成检测贮存器40内的第一液体水平，并且第二棱镜42b被定位成检测贮存器40内的第二液体水平。
44.在操作中，红外信号被引导到光学棱镜42a、42b中。如果贮存器40中的液体未覆盖棱镜，则其将返回100％的红外信号，并且系统将继续在没有警报的情况下操作。然而，如果贮存器40中的液体覆盖棱镜，则红外光的一部分将散射到流体中，并且棱镜将返回小于100％的红外信号。在这种情况下，将向手术人员提供视觉和/或听觉警告，指示贮存器40内
的液体水平已达到阈值水平。
45.在临床和实验室环境中，已经在现有技术滤筒(诸如图2所示的滤筒组件100)中观测到，由于借助于入口端口25通过气体返回腔18c进入筒壳体24的高速充满流体气体的喷射和溅射，可在光学棱镜42a、42b上形成液体液滴。当实际上只有极少量的液体实际上累积在贮存器中时，这就导致贮存器40内的液位的错误消息或错误指示。这种假阳性错误可能会分散手术人员的注意力，并且可能导致手术过程的中断或延迟。
46.通过测试和评估已确定，这些假阳性错误消息的根本原因是由于现有技术滤筒组件100的进入贮存器40中的进入路径的设计，如图2所示，该设计在流体有机会积聚在贮存器40的底部内之前，不能充分地转移或偏转流体液滴并且将其喷射背离位于贮存器40中的光学棱镜42a、42b。
47.为了解决这一问题，在图3到图6所示的本发明的滤筒组件20中，圆形垫板44设置有流体管理结构以保护光学棱镜42a、42b免受通过上游入口端口25进入贮存器40的流体的影响，并且潜在地引起贮存器40中的液位的错误指示。更具体地，垫板44包括挡板壁50，该挡板壁邻近光学棱镜42a、42b定位，以保护该光学棱镜免受通过入口端口25进入贮存器40的流体的影响，如图6最佳所见。实质上，挡板壁50在贮存器40内形成单独的腔室，光学传感器42a、42位于该腔室中并且受到保护，使其不受可能偏离垫板44或防护壁48的内表面的进入的流体喷射的影响。
48.挡板壁50包括细长的主要壁区段52和背离主要壁区段52成角度延伸的次要壁区段54。挡板壁50的主要壁区段52和次要壁区段54优选地与光学棱镜42a、42b等距地间隔开。然而，此间隔以及挡板壁区段的轴向高度和径向长度可因设计优化而变化。
49.在图7和图8所示的本发明的另一实施方案中，指定为附图标记144的挡板的流体管理结构包括多个间隔开的平面百叶窗60，该多个平面百叶窗背离防护壁48朝向挡板壁50成角度地延伸。百叶窗60被设计成将从入口端口25进入贮存器的流体背离挡板壁50偏转或以其他方式重定向，并向下进入贮存器40的底部中。
50.在图9和图10所示的本发明的又另一实施方案中，指定为附图标记244的挡板的流体管理结构包括布置在百叶窗60与挡板壁50之间的多个间隔开的柱或凸台62。柱62被设计成通过入口端口25以有利地减小流动的动量并且增加流体将在贮存器40的底部处收集的可能性的方式在进入贮存器的充满流体气流中产生湍流，而不喷射到光学棱镜42a、42b上。
51.在图11和图12所示的本发明的又一实施方案中，指定为附图标记344的挡板的流体管理结构包括多个间隔开的三角形百叶窗64，该多个三角形百叶窗背离防护壁48朝向挡板壁50成角度地延伸。这些三角形百叶窗64被设计成将从入口端口25进入贮存器的流体背离挡板壁50更有效地偏转或以其他方式重新定向，并向下进入贮存器40的底部中，而不会喷射到光学棱镜42a、42b上而引起假阳性错误消息。
52.尽管已经参照优选实施方案示出和描述了本公开，但本领域的技术人员将会轻易知道，可以在不脱离本公开的范围的情况下对其进行改变和/或修改。