專利名稱：眼內(nèi)壓力控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及顯微外科系統(tǒng)，更具體地涉及眼科手術(shù)中對眼 內(nèi)壓力的控制。
背景技術(shù)：
在小切口手術(shù)過程中，特別是在眼科手術(shù)過程中，小探針被插入 手術(shù)部分以切割、摘除或其它方式操作組織。在這些外科手術(shù)過程中， 典型地要將流體注入眼睛中，然后從手術(shù)部分吸出注射流體和組織。在眼科手術(shù)期間維持最佳的眼內(nèi)壓力是當(dāng)前面臨的 一個(gè)難題。在 不進(jìn)行抽吸操作時(shí)，眼睛中的壓力變成注入眼內(nèi)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(shí)施抽吸操作時(shí)，由于與 抽吸流動(dòng)有關(guān)的抽吸線路中的所有壓力損失，眼內(nèi)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(nèi)壓力降至軟眼狀 態(tài)的時(shí)候進(jìn)行補(bǔ)償，眼外科醫(yī)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(shù)期間對眼內(nèi)壓力進(jìn)行控 制的改進(jìn)方法。發(fā)明內(nèi)容在一個(gè)方面，本發(fā)明為 一種利用顯微外科系統(tǒng)控制眼內(nèi)壓力的方 法。提供了容納沖洗流體的注射室，并選定了所需要的眼內(nèi)壓力。用 加壓氣體對注射室進(jìn)行加壓以向外科設(shè)備提供沖洗流體。測量與外科 設(shè)備流體連通的流體管道內(nèi)的流體流速。向計(jì)算機(jī)提供與所測量的流 速相對應(yīng)的信號(hào)。由計(jì)算機(jī)響應(yīng)該信號(hào)計(jì)算出預(yù)測的眼內(nèi)壓力。響應(yīng) 于來自計(jì)算機(jī)的第二信號(hào)調(diào)節(jié)加壓氣體的水平，以將預(yù)測的眼內(nèi)壓力維持在所需要的眼內(nèi)壓力附近。在本發(fā)明的另一個(gè)方面提供了一種注射室。該注射室具有用于保 持沖洗流體的第一腔室和用于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(dòng)連通。從注射源向第一腔室和第二腔室提供沖 洗流體。在顯微外科手術(shù)進(jìn)程中，由第一腔室向外科設(shè)備提供沖洗流 體，在第一腔室內(nèi)的沖洗流體的液位達(dá)到下限值時(shí)，該步驟結(jié)束。在 這種結(jié)束過程中，從第二腔室向外科設(shè)備提供沖洗流體，由注射源向 第一腔室重新充注沖洗流體。


為了更全面地理解本發(fā)明及其更多的目的和優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合附圖參考以下描述，其中圖l是用于說明眼睛顯微外科系統(tǒng)中的注射控制的原理圖；以及 圖2是用于說明眼睛顯微外科系統(tǒng)中的注射控制以及沖洗控制的原理圖。
具體實(shí)施方式
通過參考圖1-2，能最佳地理解本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例及其優(yōu)點(diǎn)， 其中同樣的數(shù)字用來表示各個(gè)附圖中的相同和相應(yīng)的部件。如圖1所 示，眼睛顯微外科系統(tǒng)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(shè)備29;計(jì)算機(jī)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(guān)"電磁閥42、 44、 46、 48、 50、 52、 54;致動(dòng)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(yōu)選地設(shè)在外科手術(shù)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(shè)備29經(jīng)由注射流體管道70-80流動(dòng)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(dòng)器56、 58、 60和62經(jīng)由氣體管道82、 84、 86、 88、 90、 92、 94和96流動(dòng)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(guān)電磁閥42-54、致動(dòng)器56-62 以及壓力傳感器64-68經(jīng)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(yōu)選地為柔性注射源。液位傳感器18和20分別可以是 任何一種適于測量注射室16a和16b的液位的設(shè)備。液位傳感器18 和20優(yōu)選地能夠以連續(xù)的方式測量注射室16a和16b的液位。流速傳 感器22可以是任何一種適于測量流體管道80內(nèi)的流體流速的設(shè)備。 流速傳感器22優(yōu)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(yōu)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(zhí)行反饋控制， 優(yōu)選地能夠執(zhí)行PID控制。外科設(shè)備29可以是任何一種適于向眼睛 提供外科手術(shù)沖洗流體的設(shè)備，但優(yōu)選為注射插管，沖洗機(jī)頭，或沖 洗/抽吸#幾頭。在操作過程中，通過對注射源14進(jìn)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(shè)備29裝填 有外科手術(shù)沖洗流體140。外科手術(shù)沖洗液體140可以是任何一種適 用于眼睛的外科手術(shù)沖洗流體，諸如(為舉例的方式)由Alcon Laboratories有限公司銷售的BBS PLUS⑧眼內(nèi)沖洗溶液。優(yōu)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(fā)送控制信號(hào)以打開電磁閥42 和關(guān)閉電磁閥44、 46。微處理器28還通過接口 104發(fā)送控制信號(hào)打 開比例電磁閥40，使得歧管30供應(yīng)合適數(shù)量的加壓空氣以致動(dòng)壓力 袖帶12。壓力傳感器68感測氣體管道82內(nèi)的壓力，并通過接口 126 向微處理器28提供相應(yīng)信號(hào)。電磁閥48-54開始處于打開狀態(tài)，以便 歧管32提供加壓空氣以致動(dòng)致動(dòng)器56-62，從而關(guān)閉流體管道72-78。 微處理器28通過接口 114-120發(fā)送控制信號(hào)關(guān)閉電磁閥48-54。電磁 閥48-54的關(guān)閉致動(dòng)致動(dòng)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后，微處理器28關(guān)閉致動(dòng)器56-62，并因此 關(guān)閉流體管道72-78?；蛘?，可以完全依靠重力作用來對注射源14進(jìn) 行加壓。在裝填之后，用戶然后通過輸入件134向微處理器28提供所需要 的眼內(nèi)壓力。輸入件134可以是任何一種合適的輸入設(shè)備，但是優(yōu)選 為觸摸顯示屏或真實(shí)旋鈕。腔室16b優(yōu)選為最初的主動(dòng)注射室。微處 理器28發(fā)送合適的控制信號(hào)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(nèi)的壓力，并通過接口 124向微處理器28 提供相應(yīng)的信號(hào)。微控制器28還發(fā)送合適的控制信號(hào)以打開致動(dòng)器 60，并因此打開流體管道78。腔室16b通過流體管道78、 80和外科 設(shè)備29將加壓流體140供應(yīng)到眼睛。流速傳感器22測量流體140的 流速，并通過接口 132向微處理器28提供相應(yīng)的信號(hào)。微處理器28 利用來自流速傳感器22的信號(hào)計(jì)算預(yù)測的眼內(nèi)壓力，并且憑經(jīng)驗(yàn)確定 顯微外科系統(tǒng)10的阻抗信息。微處理器28隨后將合適的反饋控制信 號(hào)發(fā)送至定量電磁36，以在整個(gè)外科手術(shù)期間將預(yù)測的眼內(nèi)壓力維持 在所需要的眼內(nèi)壓力或接近所需要的眼內(nèi)壓力。液位傳感器20在外科手術(shù)期間連續(xù)地監(jiān)視腔室16b內(nèi)的流體液位 140的下降，并通過接口 130向微處理器28提供相應(yīng)的信號(hào)。微處理 器28對提供給腔室16b的空氣壓力實(shí)施調(diào)節(jié)，以在流體140液位下降 時(shí)適應(yīng)流體高度差。當(dāng)腔室16b內(nèi)的流體140液位達(dá)到下限液位時(shí)， 微處理器28關(guān)閉電磁閥44和致動(dòng)器60,并打開電磁閥46和致動(dòng)器 58和62?，F(xiàn)在腔室16a成為主動(dòng)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(hào)，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(nèi)的壓力，并通過接口 122 向微處理器28提供相應(yīng)的信號(hào)。腔室16a通過流體管道76、 80和外 科設(shè)備29將加壓流體140供應(yīng)到眼睛。流速傳感器22測量流體140 的流速，并通過接口 132向微處理器28提供相應(yīng)的信號(hào)。如上所述那 樣，微處理器28計(jì)算預(yù)測的眼內(nèi)壓力，并向比例電磁閥38提供合適的反饋信號(hào)，以在整個(gè)外科手術(shù)期間將預(yù)測的眼內(nèi)壓力維持在所需要的眼內(nèi)壓力或接近所需要的眼內(nèi)壓力。 一旦腔室16b重新裝滿了流體 140，那么微處理器28就關(guān)閉致動(dòng)器58和流體管道74。液位傳感器18在外科手術(shù)期間連續(xù)地監(jiān)視腔室16a內(nèi)的流體140 液位的下降，并通過接口 128向微處理器28提供相應(yīng)的信號(hào)。微處理 器28對提供給腔室16a的空氣壓力實(shí)施調(diào)節(jié)，以在流體140液位下降 時(shí)適應(yīng)流體高度差。當(dāng)腔室16a內(nèi)的流體140液位達(dá)到下限液位時(shí)， 微處理器28將腔室16b轉(zhuǎn)換成主動(dòng)注射，使腔室16b處于待用狀態(tài)， 并通過流體管道72重新向腔室16a充注流體140。腔室16b和16a之 間的這種循環(huán)在整個(gè)外科手術(shù)期間持續(xù)發(fā)生。優(yōu)選地通過流體液位傳感器(未示出)監(jiān)視注射源14，其中所述 流體液位傳感器能夠在注射源14達(dá)到幾乎空的界限時(shí)通過接口 112 向微處理器28提供信號(hào)。腔室16a和16b各自的容積優(yōu)選地要滿足 在注射源14快要空了的時(shí)候能夠在不中斷外科手術(shù)進(jìn)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(yōu)選地約為30cc。 這樣的容積能夠在最大流動(dòng)狀態(tài)(例如瞳孔玻璃體切除)期間提供約 兩分鐘時(shí)間用于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(shí)，流體管道70、 72和74內(nèi) 的所有空氣泡將自動(dòng)地被"清除"，而不需要預(yù)裝填。在腔室16a或16b中的任何一個(gè)出現(xiàn)故障的情況下，微處理器28 優(yōu)選地能夠利用單獨(dú)一個(gè)主動(dòng)腔室繼續(xù)進(jìn)行外科手術(shù)。在腔室16a和 16b均出現(xiàn)故障的情況下，微處理器28優(yōu)選地能夠利用單獨(dú)的注射源 14繼續(xù)進(jìn)行外科手術(shù)。圖2示出了改進(jìn)的眼睛顯微外科系統(tǒng)10a。顯微外科系統(tǒng)10a類 似于顯微外科系統(tǒng)IO,其不同之處在于除了上述用于系統(tǒng)10的注 射系統(tǒng)外，還具有沖洗系統(tǒng)。更具體地，除了系統(tǒng)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(dòng)器214和222、電子接口 212和220以及外科設(shè)備224之外，系 統(tǒng)10a與系統(tǒng)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(lǐng)域普通技術(shù)人員將能理解，顯微外科系統(tǒng)10a允許獨(dú)立地 通過流體管道80將外科沖洗流體140輸送到外科設(shè)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(shè)備224(沖洗)。 微處理器28能夠通過連續(xù)地監(jiān)視腔室16b內(nèi)部流體的體積變化來計(jì)算 流體管道206內(nèi)的流體140的流動(dòng)信息，這由流速傳感器20指示的。從上述內(nèi)容中可以意識(shí)到，本發(fā)明提供了 一種利用顯微外科系統(tǒng) 控制眼內(nèi)壓力的改進(jìn)方法。在此是以舉例的方式對本發(fā)明進(jìn)行說明的， 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以進(jìn)行各種改進(jìn)。例如，雖然在上文中是針對 眼睛顯微外科系統(tǒng)中的眼內(nèi)壓力控制來描述本發(fā)明，但是它也適用于 在其它類型的顯微外科手術(shù)期間對實(shí)施手術(shù)的組織的內(nèi)壓進(jìn)行控制。相信能從上述描述中明顯看出本發(fā)明的操作和構(gòu)造。雖然在上文 中示出或描述的裝置和方法已經(jīng)被描述成優(yōu)選的，但是在此可以進(jìn)行 各種變化和改進(jìn)，而不會(huì)脫離如下列權(quán)利要求所定義的本發(fā)明的精神 和范圍。
權(quán)利要求
1.一種利用顯微外科系統(tǒng)控制眼內(nèi)壓力的方法，其包括以下步驟提供容納沖洗流體的注射室；選定所需要的眼內(nèi)壓力；利用加壓氣體對所述注射室加壓以向外科設(shè)備提供沖洗流體；測量與所述外科設(shè)備流體連通的流體管道內(nèi)的所述流體的流速；向計(jì)算機(jī)提供與所述測量流速相對應(yīng)的信號(hào)；響應(yīng)于所述信號(hào)，利用所述計(jì)算機(jī)計(jì)算預(yù)測的眼內(nèi)壓力；響應(yīng)于來自所述計(jì)算機(jī)的第二信號(hào)，調(diào)節(jié)所述加壓氣體的水平，以將所述預(yù)測眼內(nèi)壓力維持在所述所需要的眼內(nèi)壓力附近。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中所述調(diào)節(jié)步驟包括響應(yīng)于所 述第二信號(hào)，致動(dòng)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(tǒng)控制眼內(nèi)壓力的方法，其包括以下步提供注射室，所述注射室具有用于容納沖洗流體的第 一腔室和用 于容納沖洗流體的第二腔室，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沖洗流體； 在顯微外科手術(shù)進(jìn)程中，從所述第一腔室向外科設(shè)備提供所述沖 洗流體；在所述第一腔室內(nèi)的所述沖洗流體的所述液位達(dá)到下限值時(shí)，結(jié) 束所述第三提供步驟；在所述結(jié)束步驟中，從所述第二腔室向所述外科設(shè)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 注所述沖洗流體。
4.如權(quán)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(dá)到第二下限值時(shí)，結(jié)束所述第四提供步驟；重新啟動(dòng)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(dòng)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(quán)利要求3所述的方法，還包括以下步驟 檢測所述注射源達(dá)到第三液位下限值的時(shí)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(gè)的 情況下更換所述注射源。
6. 如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述結(jié)束步驟包括用液位傳感 器檢測所述下限值。
7. 如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述結(jié)束步驟包括用液位傳感 器檢測所述第二下限值。
8. 如權(quán)利要求3所述的方法，還包括以下步驟 從沖洗源向所述第一腔室或所述第二腔室之一提供所述沖洗流體，所述沖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(shè)備提供所述沖 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(tǒng)控制眼內(nèi)壓力的改進(jìn)方法。
文檔編號(hào)A61M37/00GK101277735SQ200680036197
公開日2008年10月1日 申請日期2006年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月28日
發(fā)明者F·M·里德, J·C·赫庫拉克, N·納扎里法爾, R·D·托馬斯 申請人:愛爾康公司