眼內壓力控制器的製作方法

2023-05-31 02:36:16

專利名稱：眼內壓力控制器的製作方法
技術領域：
本發明總體上涉及顯微外科系統，更具體地涉及眼科手術中對眼 內壓力的控制。
背景技術：
在小切口手術過程中，特別是在眼科手術過程中，小探針被插入 手術部分以切割、摘除或其它方式操作組織。在這些外科手術過程中， 典型地要將流體注入眼睛中，然後從手術部分吸出注射流體和組織。在眼科手術期間維持最佳的眼內壓力是當前面臨的 一個難題。在 不進行抽吸操作時，眼睛中的壓力變成注入眼內的流體的壓力。這種 壓力典型地被叫做"零流量壓力"。然而，在實施抽吸操作時，由於與 抽吸流動有關的抽吸線路中的所有壓力損失，眼內壓力從零流量壓力 明顯下降。因此，為了在抽吸作用以其它方式將眼內壓力降至軟眼狀 態的時候進行補償，眼外科醫生目前容忍使用比所需要的零流量壓力 高的壓力。然而在臨床上，這種眼睛過壓是不理想的。因此，仍然需要尋求一種在眼睛外科手術期間對眼內壓力進行控 制的改進方法。發明內容在一個方面，本發明為 一種利用顯微外科系統控制眼內壓力的方 法。提供了容納沖洗流體的注射室，並選定了所需要的眼內壓力。用 加壓氣體對注射室進行加壓以向外科設備提供衝洗流體。測量與外科 設備流體連通的流體管道內的流體流速。向計算機提供與所測量的流 速相對應的信號。由計算機響應該信號計算出預測的眼內壓力。響應 於來自計算機的第二信號調節加壓氣體的水平，以將預測的眼內壓力維持在所需要的眼內壓力附近。在本發明的另一個方面提供了一種注射室。該注射室具有用於保 持衝洗流體的第一腔室和用於保持沖洗流體的第二腔室。第一腔室與 第二腔室之間沒有流動連通。從注射源向第一腔室和第二腔室提供衝 洗流體。在顯微外科手術進程中，由第一腔室向外科設備提供沖洗流 體，在第一腔室內的沖洗流體的液位達到下限值時，該步驟結束。在 這種結束過程中，從第二腔室向外科設備提供衝洗流體，由注射源向 第一腔室重新充注衝洗流體。


為了更全面地理解本發明及其更多的目的和優點，結合附圖參考以下描述，其中圖l是用於說明眼睛顯微外科系統中的注射控制的原理圖；以及 圖2是用於說明眼睛顯微外科系統中的注射控制以及衝洗控制的原理圖。
具體實施方式
通過參考圖1-2，能最佳地理解本發明的優選實施例及其優點， 其中同樣的數字用來表示各個附圖中的相同和相應的部件。如圖1所 示，眼睛顯微外科系統10包括壓力袖帶12;注射源14;雙注射室 16，其具有腔室16a和腔室16b;液位傳感器18和20;流速傳感器 22;過濾器24和26;外科設備29;計算機或微處理器28;氣體歧管 30和32;加壓氣源34;比例電磁閥36、 38和40;"開/關"電磁閥42、 44、 46、 48、 50、 52、 54;致動器56、 58、 60和62;以及壓力傳感 器64、 66和68。雙注射室16、液位傳感器18和20、注射流體管道 70、 72、 74、 76、 78和80的一部分以及氣體管道84和86的一部分 優選地設在外科手術盒27中。注射源14、雙注射室16、流速傳感器 22、過濾器24和26以及外科設備29經由注射流體管道70-80流動地 連通。注射源14、雙注射室16、氣體歧管30和32、加壓氣源34以及致動器56、 58、 60和62經由氣體管道82、 84、 86、 88、 90、 92、 94和96流動地連通。注射源14、液位傳感器18-20、流速傳感器22、 微處理器28、比例電磁閥36-40、開/關電磁閥42-54、致動器56-62 以及壓力傳感器64-68經由接口 100、 102、 104、 106、 108、 110、 112、 114、 116、 118、 120、 122、 124、 126、 128、 130和132電連接在一起。 注射源14優選地為柔性注射源。液位傳感器18和20分別可以是 任何一種適於測量注射室16a和16b的液位的設備。液位傳感器18 和20優選地能夠以連續的方式測量注射室16a和16b的液位。流速傳 感器22可以是任何一種適於測量流體管道80內的流體流速的設備。 流速傳感器22優選地為非侵入式流速傳感器。過濾器24和26為疏水 性微生物過濾器。過濾器優選New York的East Hills的Pall公司銷售 的Versapor⑧薄膜過濾器(0.8微米)。微處理器28能夠執行反饋控制， 優選地能夠執行PID控制。外科設備29可以是任何一種適於向眼睛 提供外科手術衝洗流體的設備，但優選為注射插管，衝洗機頭，或沖 洗/抽吸#幾頭。在操作過程中，通過對注射源14進行加壓使流體管道70、 72和 74、注射室16a和16b、流體管道76、 78和80以及外科設備29裝填 有外科手術衝洗流體140。外科手術沖洗液體140可以是任何一種適 用於眼睛的外科手術衝洗流體，諸如(為舉例的方式)由Alcon Laboratories有限公司銷售的BBS PLUS⑧眼內衝洗溶液。優選地通過壓力袖帶12向注射源14加壓。更具體地，微處理器 28分別通過接口 106和接口 108、 110發送控制信號以打開電磁閥42 和關閉電磁閥44、 46。微處理器28還通過接口 104發送控制信號打 開比例電磁閥40，使得歧管30供應合適數量的加壓空氣以致動壓力 袖帶12。壓力傳感器68感測氣體管道82內的壓力，並通過接口 126 向微處理器28提供相應信號。電磁閥48-54開始處於打開狀態，以便 歧管32提供加壓空氣以致動致動器56-62，從而關閉流體管道72-78。 微處理器28通過接口 114-120發送控制信號關閉電磁閥48-54。電磁 閥48-54的關閉致動致動器56-62以打開流體管道72-78。在所有腔室和流體管道都得到充注之後，微處理器28關閉致動器56-62，並因此 關閉流體管道72-78。或者，可以完全依靠重力作用來對注射源14進 行加壓。在裝填之後，用戶然後通過輸入件134向微處理器28提供所需要 的眼內壓力。輸入件134可以是任何一種合適的輸入設備，但是優選 為觸摸顯示屏或真實旋鈕。腔室16b優選為最初的主動注射室。微處 理器28發送合適的控制信號以打開電磁閥44和打開比例電磁閥36 (通過接口 100)，從而向腔室16b提供合適的加壓空氣水平。壓力傳 感器64感測氣體管道84內的壓力，並通過接口 124向微處理器28 提供相應的信號。微控制器28還發送合適的控制信號以打開致動器 60，並因此打開流體管道78。腔室16b通過流體管道78、 80和外科 設備29將加壓流體140供應到眼睛。流速傳感器22測量流體140的 流速，並通過接口 132向微處理器28提供相應的信號。微處理器28 利用來自流速傳感器22的信號計算預測的眼內壓力，並且憑經驗確定 顯微外科系統10的阻抗信息。微處理器28隨後將合適的反饋控制信 號發送至定量電磁36，以在整個外科手術期間將預測的眼內壓力維持 在所需要的眼內壓力或接近所需要的眼內壓力。液位傳感器20在外科手術期間連續地監視腔室16b內的流體液位 140的下降，並通過接口 130向微處理器28提供相應的信號。微處理 器28對提供給腔室16b的空氣壓力實施調節，以在流體140液位下降 時適應流體高度差。當腔室16b內的流體140液位達到下限液位時， 微處理器28關閉電磁閥44和致動器60,並打開電磁閥46和致動器 58和62。現在腔室16a成為主動注射室。微處理器28通過接口 102 向比例電磁閥38提供合適的控制信號，以向腔室16a提供合適的加壓 空氣水平。壓力傳感器66感測氣體管道86內的壓力，並通過接口 122 向微處理器28提供相應的信號。腔室16a通過流體管道76、 80和外 科設備29將加壓流體140供應到眼睛。流速傳感器22測量流體140 的流速，並通過接口 132向微處理器28提供相應的信號。如上所述那 樣，微處理器28計算預測的眼內壓力，並向比例電磁閥38提供合適的反饋信號，以在整個外科手術期間將預測的眼內壓力維持在所需要的眼內壓力或接近所需要的眼內壓力。 一旦腔室16b重新裝滿了流體 140，那麼微處理器28就關閉致動器58和流體管道74。液位傳感器18在外科手術期間連續地監視腔室16a內的流體140 液位的下降，並通過接口 128向微處理器28提供相應的信號。微處理 器28對提供給腔室16a的空氣壓力實施調節，以在流體140液位下降 時適應流體高度差。當腔室16a內的流體140液位達到下限液位時， 微處理器28將腔室16b轉換成主動注射，使腔室16b處於待用狀態， 並通過流體管道72重新向腔室16a充注流體140。腔室16b和16a之 間的這種循環在整個外科手術期間持續發生。優選地通過流體液位傳感器(未示出)監視注射源14，其中所述 流體液位傳感器能夠在注射源14達到幾乎空的界限時通過接口 112 向微處理器28提供信號。腔室16a和16b各自的容積優選地要滿足 在注射源14快要空了的時候能夠在不中斷外科手術進程的情況下更 換注射源14。更具體地，腔室16a和16b各自的容積優選地約為30cc。 這樣的容積能夠在最大流動狀態(例如瞳孔玻璃體切除)期間提供約 兩分鐘時間用於更換接近空了的注射源14。另外， 一旦注射源14被 更換，在待用腔室16a或16b重新充注時，流體管道70、 72和74內 的所有空氣泡將自動地被"清除"，而不需要預裝填。在腔室16a或16b中的任何一個出現故障的情況下，微處理器28 優選地能夠利用單獨一個主動腔室繼續進行外科手術。在腔室16a和 16b均出現故障的情況下，微處理器28優選地能夠利用單獨的注射源 14繼續進行外科手術。圖2示出了改進的眼睛顯微外科系統10a。顯微外科系統10a類 似於顯微外科系統IO,其不同之處在於除了上述用於系統10的注 射系統外，還具有衝洗系統。更具體地，除了系統10a還包括沖洗源 200、流體管道202和206、氣體管道208和216、電》茲閥210和218、 致動器214和222、電子接口 212和220以及外科設備224之外，系 統10a與系統10相同。如圖2所示，沖洗源200完全通過重力作用來加壓。本領域普通技術人員將能理解，顯微外科系統10a允許獨立地 通過流體管道80將外科衝洗流體140輸送到外科設備29 (注射)，以 及通過流體管道206將外科沖洗流體140輸送到外科設備224(衝洗)。 微處理器28能夠通過連續地監視腔室16b內部流體的體積變化來計算 流體管道206內的流體140的流動信息，這由流速傳感器20指示的。從上述內容中可以意識到，本發明提供了 一種利用顯微外科系統 控制眼內壓力的改進方法。在此是以舉例的方式對本發明進行說明的， 本領域普通技術人員可以進行各種改進。例如，雖然在上文中是針對 眼睛顯微外科系統中的眼內壓力控制來描述本發明，但是它也適用於 在其它類型的顯微外科手術期間對實施手術的組織的內壓進行控制。相信能從上述描述中明顯看出本發明的操作和構造。雖然在上文 中示出或描述的裝置和方法已經被描述成優選的，但是在此可以進行 各種變化和改進，而不會脫離如下列權利要求所定義的本發明的精神 和範圍。
權利要求
1.一種利用顯微外科系統控制眼內壓力的方法，其包括以下步驟提供容納衝洗流體的注射室；選定所需要的眼內壓力；利用加壓氣體對所述注射室加壓以向外科設備提供衝洗流體；測量與所述外科設備流體連通的流體管道內的所述流體的流速；向計算機提供與所述測量流速相對應的信號；響應於所述信號，利用所述計算機計算預測的眼內壓力；響應於來自所述計算機的第二信號，調節所述加壓氣體的水平，以將所述預測眼內壓力維持在所述所需要的眼內壓力附近。
2. 如權利要求l所述的方法，其中所述調節步驟包括響應於所 述第二信號，致動與所述加壓氣體的源流體連通的定量閥。
3. —種利用顯微外科系統控制眼內壓力的方法，其包括以下步提供注射室，所述注射室具有用於容納沖洗流體的第 一腔室和用 於容納衝洗流體的第二腔室，所述第 一腔室與所述第二腔室之間沒有 流體連通；從注射源向所述第一腔室和所述第二腔室提供衝洗流體； 在顯微外科手術進程中，從所述第一腔室向外科設備提供所述沖 洗流體；在所述第一腔室內的所述衝洗流體的所述液位達到下限值時，結 束所述第三提供步驟；在所述結束步驟中，從所述第二腔室向所述外科設備提供所述沖 洗流體；以及在所述第四提供步驟期間，從所述注射源向所述第一腔室重新充 注所述衝洗流體。
4.如權利要求3所述的方法，還包括以下步驟在所述第二腔室中的所述沖洗流體的所述液位達到第二下限值時，結束所述第四提供步驟；重新啟動所述第三提供步驟；以及在所述第三提供步驟的所述重新啟動期間，從所述注射源向所述 第二腔室重新充注所述沖洗流體。
5. 如權利要求3所述的方法，還包括以下步驟 檢測所述注射源達到第三液位下限值的時刻；以及在不中斷所述第三提供步驟或所述第四提供步驟中的任何一個的 情況下更換所述注射源。
6. 如權利要求3所述的方法，其中所述結束步驟包括用液位傳感 器檢測所述下限值。
7. 如權利要求4所述的方法，其中所述結束步驟包括用液位傳感 器檢測所述第二下限值。
8. 如權利要求3所述的方法，還包括以下步驟 從衝洗源向所述第一腔室或所述第二腔室之一提供所述衝洗流體，所述衝洗源與所述注射源之間沒有流體連通；以及從所述第一腔室或所述第二腔室之一向第二外科設備提供所述衝 洗流體。
全文摘要
一種利用所測量的流速和雙注射室通過顯微外科系統控制眼內壓力的改進方法。
文檔編號A61M37/00GK101277735SQ200680036197
公開日2008年10月1日 申請日期2006年8月29日 優先權日2005年9月28日
發明者F·M·裡德, J·C·赫庫拉克, N·納扎裡法爾, R·D·託馬斯 申請人:愛爾康公司