(57)【要約】  眼の手術中の眼内圧の制御のための改良した手術用カセット。
2009509633.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１チャンバ及び第２チャンバを有し、かつ前記第１チャンバが前記第２チャンバと流体連通していない、二重輸液チャンバと、
前記第１チャンバと流体連通していて前記第１チャンバに灌注液を供給する第１流路と、
前記第１チャンバと流体連通していて手術デバイスに前記灌注液を供給する第２流路と、
前記第２チャンバと流体連通していて前記第２チャンバに前記灌注液を供給する第３流路と、
前記第２チャンバと流体連通していて前記手術デバイスに前記灌注液を供給する第４流路とを備えている手術用カセット。
【請求項２】
前記第１チャンバと前記第２チャンバが仕切り板によって分離されている請求項１に記載の手術用カセット。
【請求項３】
前記第１チャンバ又は前記第２チャンバと流体連通していて前記第１チャンバ又は前記第２チャンバに前記灌注液を供給する第５流路をさらに備えている請求項１に記載の手術用カセット。
【請求項４】
前記第１チャンバ又は前記第２チャンバと流体連通していて第２手術デバイスに前記灌注液を供給する第６流路をさらに備えている請求項３に記載の手術用カセット。
【請求項５】
頂面及び底面を有する輸液チャンバと、
前記輸液チャンバと流体連通していて、前記底面近傍に開口を有する前記輸液チャンバに、前記開口と連携して灌注液を供給する流路を備えている手術用カセット。
【請求項６】
前記底面の近傍に前記開口を配置することによって前記灌注液内の気泡の除去を容易にする請求項５に記載の手術用カセット。
【請求項７】
前記開口を前記底面に配置した請求項５に記載の手術用カセット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は広義には顕微鏡使用手術システムに、より具体的には眼の手術における眼内圧の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
微細な切除手術、特に眼の手術に際しては、組織に切開、切除又はその他の処置を施すため、手術部位に小さい測定素子が挿入される。このような手術方法においては、眼内に液を注入し、手術部位から注入液及び組織を吸引することが多い。
【０００３】
眼の手術中、最適の眼内圧を維持することは従来困難とされている。吸引が行なわれていない段階で、眼内圧は眼の中へ注入された液の圧力となる。この圧力は一般に「デッド・ヘッド・プレッシャー」と呼称される。ところが、吸引を行なうと吸引流と連携する吸引回路内の圧力損失のため、眼内圧がデッド・ヘッド・プレッシャーから急激に降下する。そこで、眼科医は吸引の結果、眼内圧が「ソフト−アイ状態」まで降下する場合を想定し、これを補正するため敢えて所要のデッド・ヘッド・プレッシャーより高くなるのを許容するのが現状である。臨床的に、このように眼が過剰加圧されることは好ましくない。
【０００４】
従って、以前から、眼の手術に眼内圧を制御する改良型の装置の実現が切望されている。
【発明の開示】
【０００５】
１つの態様において、本発明は、二重輸液チャンバと、第１〜第４流路とを備えている手術用カセットである。二重輸液チャンバでは第１チャンバが第２チャンバと流体連通関係にない。第１流路は第１チャンバと流体連通関係にあって第１チャンバに灌注液を供給する。第２流路は第１チャンバと流体連通関係にあって手術デバイスに灌注液を供給する。第３流路は第２チャンバと流体連通関係にあって第２チャンバに灌注液を供給する。第４流路は第２チャンバト流体連通関係にあって手術デバイスに灌注液を供給する。
【０００６】
他の態様において、本発明は輸液チャンバと流路を備えている手術用カセットである。輸液チャンバは頂面と底面を有する。流路は輸液チャンバと流体連通関係にあって輸液チャンバに灌注液を供給する。輸液チャンバは流路と連携するように底面の近傍に設けた開口を有する。
【０００７】
本発明及び本発明の上記以外の目的と利点がより完全に理解されるように、以下に添付の図面を参照して説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の好ましい実施態様とその利点の詳細を、同じが、又は対応の構成部分に同じ参照符号を付してある図１〜４に沿っていかに説明する。図１に示すように、眼の顕微鏡使用手術システム１０は圧力カフ１２；輸液源１４；チャンバ１６ａ及びチャンバ１６ｂを有する二重輸液チャンバ１６；液位センサ１８及び２０；流量センサ２２；フィルタ２４及び２６；手術デバイス２９；コンピュータ又はマイクロプロセッサ２８；ガス・マニホルド３０及び３２；加圧ガス源３４；電磁比例弁３６、３８及び４０；「オン／オフ」電磁弁４２、４４、４６、４８、５０、５２、５４；アクチュエータ５６、５８、６０及び６２；及び圧力変換器６４、６６及び６８を備えている。二重輸液チャンバ１６；液位センサ１８及び２０；輸液流路部分７０、７２、７４、７６、７８及び８０；及びガス流路部分８４及び８６は手術用カセット２７内に配置されることが好ましい。輸液源１４；二重輸液チャンバ１６；流量センサ２２；フィルタ２４及び２６；及び手術デバイス２９は輸液流路７０〜８０を介して流体連通関係にある。輸液源１４、二重輸液チャンバ１６、ガス・マニホルド３０及び３２；加圧ガス源３４；及びアクチュエータ５６、５８、６０及び６２はガス流路８２、８４、８６、８８、９０、９２、９４及び９６を介して流体連通関係にある。輸液源１４；液位センサ１８〜２０；流量センサ２２；マイクロプロセッサ２８；電磁比例弁３６〜４０；オン／オフ電磁弁４２〜５４；アクチュエータ５６〜６２；及び圧力変換器６４〜６８はインターフェイス１００、１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６，１１８、１２０、１２２、１２４、１２６、１２８、１３０及び１３２を介して電気的接続関係にある。
【０００９】
輸液源１４は可撓性の輸液源であることが好ましい。特に図３及び４から明らかなように、二重輸液チャンバ１６は手術用カセット２７の裏面２７ａに形成することが好ましい。手術用カセット２７はまた、頂面２７ｂ及び底面２７ｃを有することが好ましい。チャンバ１６ａ及び１６ｂは仕切り板によって分離され、互いに流体連通関係にないことが好ましい。二重輸液チャンバ１６はまた、頂面１６ｄ及び底面１６ｅをも有することが好ましい。特に図１及び２から明らかなように、チャンバ１６ｂは底面１６ｅ又はその近傍に、流路７４と連携する開口２２６を有し、チャンバ１６ａは底面１６ｅ又はその近傍に、流路７２と連携する開口２２８を有する。上文中に使用されている語「近傍」は好ましくは底面１６ｅと頂面１６ｄとの間の中点を通過する横断面への距離よりも底面１６ｅに近いことを意味し、より好ましくは、語「近傍」は底面１６ｅからの距離の１／４、頂面１６ｄからの距離の３／４の点を通過する横断面への距離よりも底面１６ｅに近いことを意味する。液位センサ１８及び２０は輸液チャンバ１６ａ及び１６ｂにおけるそれぞれの液位を測定するのに好適なものであればよい。液位センサ１８及び２０は輸液チャンバ１６ａ及び１６ｂにおける液位を連続的に測定できることが好ましい。流量センサ２２は流路８０内の流体の流量を測定するのに好適なものであればよい。フィルタ２４及び２６は疎水性マイクロバクテリア・フィルタである。好ましいフィルタはニューヨーク州イースト・ヒルズに所在するポール社（Pall Corporation）製のVersapor（商標）薄膜フィルタ（０.８ミクロン）である。マイクロプロセッサ２８はフィードバック制御、好ましくはPID制御を行なうことができる。手術デバイス２９は眼に手術のための灌注液を供給するのに好適なものであればよいが、輸液カニューレ、灌注ハンドピース、及び／又は灌注／吸引ハンドピースであることが好ましい。手術用カセット２７内に位置する液流路７０〜８０の部分及びガス流路８４〜４６の部分は液を輸送するのに好適な管、チューブ又はマニホルドであればよいが、手術用カセット２７に一体成形されたマニホルドであることが好ましい。
【００１０】
動作については、流路７０、７２及び７４；チャンバ１６ａ及び１６ｂ；流路７６、７８及び８０；及び手術用デバイス２９はすべて加圧輸液源１４の作用により手術用灌注液１４０を供給される。手術用灌注液１４０は眼科用として好適なものなら如何なる手術用灌注液であればよく、例えば、アルコン社（Alcon Laboratories）製の眼内灌注溶液BSS Plus（商標）などである。
【００１１】
輸液源１４の加圧は圧力カフによって行なわれることが好ましい。より具体的には、マイクロプロセッサ２８が制御信号を伝送し、インターフェイス１〜６を介して電磁弁４２を開放し、インターフェイス１０８及び１１０と介して電磁弁４４及び４６をそれぞれ閉じる。マイクロプロセッサ２８はまた、制御信号を伝送し、インターフェイス１０４を介して電磁比例弁４０を開放し、その結果、マニホルド３０が適量の加圧空気を供給して圧力カフ１２を作動させる。圧力変換器６８はガス流路８２内の圧力を感知し、インターフェイス１２６を介してマイクロプロセッサ２８に対応の信号を供給する。電磁弁４８〜５４は常開であり、マニホルド３２が加圧空気を供給してアクチュエータ５６〜６２を作動させることによって流路７２〜７８を閉じる。マイクロプロセッサ２８は制御信号を伝送してインターフェイス１１４〜１２０を介して電磁弁４８〜５４を閉じる。電磁弁４８〜５４が閉じることでアクチュエータ５６〜６２が作動し、流路７２〜７８を開く。すべてのチャンバ及び流路が輸液された後、マイクロプロセッサ２８がアクエータ５６〜６２を閉じ、従って流路７２〜７８を閉じる。これに代わる態様として、輸液源１４の加圧を重力のみを介して行なうこともできる。
【００１２】
輸液後、ユーザーは入力１３４を介してマイクロプロセッサ２８に所要の眼内圧を指示する。入力１３４は適当な入力デバイスであればよいが、タッチ スクリーン ディスプレイ又は物理的なノブが好ましい。チャンバ１６ｂは初期活動輸液チャンバであることが好ましい。マイクロプロセッサ２８は適当な制御信号を伝送し、（インターフェイス１００を介して）電磁弁４４を開放すると共に電磁比例弁３６を開放することによってチャンバ１６ｂに適切なレベルの加圧空気を供給する。圧力変換器６４がガス流路８４内の圧力を感知し、インターフェイス１２４を介して、この圧力に対応する信号を出力する。マイクロプロセッサ２８はまた、適切な制御信号を伝送してアクチュエータ６０を、従って、流路７８を開放する。チャンバ１６ｂは流路７８及び８０及び手術用デバイス２９を介して眼に加圧灌注液１４０を供給する。マイクロプロセッサ２８は流量センサ２２からの信号を利用して予測される眼内圧と、顕微鏡利用手術システム１０の経験に基づくインピーダンス情報とを計算する。次いで、マイクロプロセッサ２８は電磁比例弁３６に適切なフィードバック制御信号を伝送することによって、手術中終始所要の眼内圧又はこれに近似する予測眼内圧を維持する。
【００１３】
液位センサ２０は手術中チャンバ１６ｂ内の灌注液１４０の液位低下を連続的にモニターし、インターフェイス１３０を介してマイクロプロセッサ２８に対して対応の信号を伝送する。マイクロプロセッサ２８はチャンバ１６ｂに供給される空気圧を調節することによって、灌注液１４０の液位低下に伴う液頭高さの差を補正する。チャンバ１６ｂ内の灌注液１４０の液位が下限に達すると、マイクロプロセッサ２８が電磁弁４４及びアクチュエータ６０を閉じ、電磁弁４６及びアクチュエータ５８、６２を開放する。この時点でチャンバ１６ａは活動状態の輸液チャンバとなる。マイクロプロセッサ２８はインターフェイス１０２を介して電磁比例弁３８に適切な制御信号を伝送することによってチャンバ１６ａに適切な加圧空気を提供する。圧力変換器６６はガス流路８６内の圧力を感知し、インターフェイス１２２を介してマイクロプロセッサ２８に対応の信号を伝送する。チャンバ１６ａは流路７６、８０及び手術デバイス２９を介して眼に灌注液１４０を供給する。流量センサ２２は灌注液１４０の流量を測定し、インターフェイス１３２を介してマイクロプロセッサ２８に対応の信号を伝送する。マイクロプロセッサ２８は上記予測眼内圧を計算し、電磁比例弁３８に適切なフィードバック信号を伝送することによって手術中のすべての段階を通して所要の眼内圧又はこれに近似の予測眼内圧を維持する。マイクロプロセッサ２８は、チャンバ１６ｂに灌注液１４０が再充填されるとアクチュエータ５８及び流路７４を閉じる。
【００１４】
液位センサ１８は手術中にチャンバ１６ａ内の灌注液１４０の液位が低下するのを連続的にモニターし、インターフェイス１２８を介してマイクロプロセッサ２８に対応の信号を伝送する。マイクロプロセッサ２８はチャンバ１６ａに供給される空気圧を調節することによって、灌注液１４０の液位低下に伴う液頭高さの差を補正する。チャンバ１６ｂ内の灌注液１４０の液位が下限に達すると、マイクロプロセッサ２８がチャンバ１６ｂを輸液活動状態に、チャンバ１６ａを休止状態に切換え、流路７２を介してチャンバ１６ａに灌注液１４０を再充填する。手術中、チャンバ１６ｂ、１６ａ間にこのようなサイクルが連続的に繰返される。
【００１５】
輸液源１４は、これが空に近くなるとインターフェイス１１２を介してマイクロプロセッサ２８に信号を伝送することができる(図示しない)液位センサを介してモニターされることが好ましい。また、それぞれのチャンバ１６ａ、１６ｂは、空の状態に近くなれば手術を中断することなく輸液源１４を交換できるだけの容積を有することが好ましい。具体的には、それぞれのチャンバ１６ａ、１６ｂは約３０ ｃｃの容積を有することが好ましい。この程度の容積であれば、殆ど空の状態の輸液源１４を約２分間で交換し、最大流量の状態（例えば、ガラス体茎切除術の場合）を維持することができる。しかも、流路７２、７４はそれぞれチャンバ１６ａ、１６ｂと底面１６ｅ又はその近傍において連通しているから、輸液源１４を交換しても、非活動状態であったチャンバ１６ａ又は１６ｂの再充填に伴って流路７０、７２、７４内の気泡が自動的に「排除」され、再輸液を行なう必要はない。
【００１６】
チャンバのいずれか一方１６ａ又は１６ｂが故障した場合、マイクロプロセッサ２８の作用下に一方の使用可能なチャンバだけで手術を続行できることが好ましい。両チャンバ１６ａ、１６ｂが共に故障した場合、マイクロプロセッサ２８の作用下に輸液源１４だけを使用して手術を続行できることが好ましい。
【００１７】
図２は他の実施態様による眼の顕微鏡使用手術システム１０ａを示す。顕微鏡使用手術システム１０ａはシステム１０に関して上述した輸液システムに加えて灌注システムをも有することを除けば顕微鏡使用手術システム１０と同様である。具体的には、システム１０ａは灌注源２００；流路２０２及び２０６；ガス流路２０８及び２１６；電磁弁２１０及び２１８；アクチュエータ２１４及び２２２；電気的インターフェイス２１２及び２２０；及び手術デバイス２２４を備えていることを除けば、システム１０と同様である。図２に示すように、灌注源２００は重力の作用だけで加圧される。手術用カセット２７内に位置する流路２０２及び２０６の部分、及び手術用カセット２７内に位置するガス流路２０８及び２１６の部分は流体を搬送する適当な管、チューブ又はマニホルドで形成すればよいが、手術用カセット２７と一体に成形されたマニホルドであることが好ましい。当業者には周知のように、顕微鏡使用手術システム１０ａは流路８０を介して手術デバイス２２４へ（輸液）、流路２０６を介して手術デバイス２２４へ（灌注）、それぞれ独立に手術用灌注腋１４０を供給することができる。マイクロプロセッサ２８は流量センサ２０によって指示されるチャンバ１６ｂ内の流体容積変化を連続的にモニターすることによって流路２０６内の灌注腋に関する流量情報を計算することができる。
【００１８】
以上の説明から明らかなように、本発明は顕微鏡使用手術システムで眼内圧を制御する改良された方法を提供する。本発明を実施例に基づいて説明したが、当業者ならばこれに多様な変更を加えることができる。例えば、眼の顕微鏡使用手術における眼内圧に関して本発明を説明したが、他の種類の顕微鏡使用手術における手術組織内圧力の制御にも適用できる。
【００１９】
本発明の作用及び構成は以上の説明から明らかであると考えられる。図示し且つ説明した装置及び方法を好ましい実施態様として上述したが、後記する請求項によって定義される本発明の思想と範囲を逸脱することなく、種々の変更を加えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】眼の顕微鏡使用手術における輸液制御の説明図である。
【図２】眼の顕微鏡使用手術システムにおける輸液制御及び灌注制御の説明図である。
【図３】図１及び図２に示した眼の顕微鏡使用手術システムに使用される好ましい手術用カセットの正面側から見た斜視図である。
【図４】図３に示した手術用カセットの二重輸液チャンバの一部を正面側から見た斜視図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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