(57)【要約】【課題】第１の粘性流体を標的組織に注入すると同時に、第２の粘性流体を標的組織から吸引する方法が提供されている。【解決手段】空気圧と真空とを供給することができる外科用システムが設けられる。第１の粘性流体が、外科用システムから供給される空気圧を用いて、標的組織に注入される。外科システムの動作モードが真空と空気圧とを提供するように変更される。第２の粘性流体が、外科用システムから供給される真空を用いて、標的組織から吸引され、吸引の間、空気圧はほぼ一定の状態を維持する。同時に行う粘性流体の注入及び吸引を制御するための改良されたフットペダルがさらに開示されている。【選択図】図１
2006231086.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気圧と真空とを供給することができる外科用システムを設けるステップと、
前記外科用システムから供給される空気圧を用いて、第１の粘性流体を標的組織に注入するステップと、
真空と空気圧とを提供するように、前記外科用システムの動作モードを変更するステップと、
前記外科用システムから供給される真空を用いて、前記標的組織から第２の粘性流体を吸引するステップと、
を含む、第１の粘性流体を標的組織に注入すると同時に、第２の粘性流体を標的組織から吸引する方法。
【請求項２】
前記吸引ステップの間、前記空気圧が概略一定の状態を維持する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記標的組織が人間の目である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記標的組織が人間の目の後眼部である、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記吸引ステップの間、前記空気圧が約１２パーセント又はそれより小さい減少を示す、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記第１の粘性流体がシリコーン油からなり、前記第２の粘性流体がペルフルオロカーボン液からなる、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
空気圧と真空とを供給することができる組立体と、
シリンジと、
該シリンジを前記組立体に流体的に結合している配管とを備える、第１の粘性流体を標的組織に注入すると同時に、第２の粘性流体を標的組織から吸引するための外科用システムにおいて、
前記配管及び前記シリンジ内の空気の第１の体積が前記標的組織の第２の体積よりも大きくなっている、第１の粘性流体を標的組織に注入すると同時に、第２の粘性流体を標的組織から吸引するための外科用システム。
【請求項８】
前記シリンジに流体的に結合されている輸液カニューレと、
前記組立体に流体的に結合されている吸引プローブと、
前記吸引プローブに結合されている追出カニューレと、
をさらに備える、請求項７に記載の外科用システム。
【請求項９】
前記輸液カニューレ及び前記追出カニューレは前記標的組織への挿入に適したものである、請求項８に記載の外科用システム。
【請求項１０】
前記標的組織が人間の目である、請求項７に記載の外科用システム。
【請求項１１】
前記標的組織が人間の目の後眼部である、請求項７に記載の外科用システム。
【請求項１２】
前記第１の粘性流体がシリコーン油からなり、前記第２の粘性流体がペルフルオロカーボン液からなる、請求項７に記載の外科用システム。
【請求項１３】
前記外科用システムがハウジングをさらに備え、
前記組立体が前記ハウジング内に配置されており、前記配管及び前記シリンジと流体的に結合されている貯留器を備え、
前記配管及び前記シリンジが前記ハウジングの外側に配置されており、
前記第１の体積が、前記貯留器、前記配管及び前記シリンジ内の空気の体積からなる、請求項７に記載の外科用システム。
【請求項１４】
前記第１の粘性流体がシリコーン油からなり、
前記第２の粘性流体がペルフルオロカーボン液からなり、
前記標的組織が人間の目の後眼部であり、
前記第２の体積が前記後眼部において前記シリコーン油で満たされる体積からなる、請求項１３に記載の外科用システム。
【請求項１５】
前記組立体が、
調整された圧力源と、
前記調整された圧力源に流体的に結合されている比例弁と、
流体的に結合するための真空ポンプと、
前記比例弁に流体的に結合させるための貯留器と、
をさらに備える、請求項７に記載の外科用システム。
【請求項１６】
空気圧と真空とを少なくとも１つの顕微外科器具に供給することができる組立体と、
該組立体に機能上結合されているフットペダルとを備え、
該フットペダルが、
概略垂直な平面における第１の運動範囲と、
概略垂直な平面における第２の運動範囲とを備え、
該第１の運動範囲において、前記組立体が比例する空気圧を供給し、該第２の運動範囲において、前記組立体が、概略一定の空気圧と、比例する真空とを供給する、第１の粘性流体を標的組織に注入すると同時に、第２の粘性流体を標的組織から吸引するための外科用システム。
【請求項１７】
前記フットペダルが、前記第１の運動範囲と前記第２の運動範囲とを分離する機械的な回り止めを備える、請求項１６に記載の外科用システム。
【請求項１８】
前記第１の運動範囲が、前記フットペダルの概略垂直な平面における全運動範囲の約３分の１の運動範囲からなる、請求項１６に記載の外科用システム。
【請求項１９】
前記第１の運動範囲が、全く押し下げられていない位置に対応する第１の位置から前記機械的な回り止めに対応する第２の位置までである、請求項１７に記載の外科用システム。
【請求項２０】
前記第２の運動範囲が、前記第２の位置から完全に押し下げられた位置に対応する第３の位置までである、請求項１９に記載の外科用システム。
【請求項２１】
前記第１の運動範囲において前記フットペダルを前記第２の位置へ向けて移動させることにより、前記組立体によって供給される空気圧量を増加させる、請求項２０に記載の外科用システム。
【請求項２２】
前記第２の運動範囲において前記フットペダルを前記第３の位置へ向けて移動させることにより、前記組立体によって供給される真空量を増加させる、請求項２０に記載の外科用システム。
【請求項２３】
前記標的組織が人間の目である、請求項１６に記載の外科用システム。
【請求項２４】
前記標的組織が人間の目の後眼部である、請求項１６に記載の外科用システム。
【請求項２５】
前記第１の粘性流体がシリコーン油からなり、前記第２の粘性流体がペルフルオロカーボン液からなる、請求項１６に記載の外科用システム。
【請求項２６】
前記少なくとも１つの顕微外科器具が、
前記第１の粘性流体を前記標的組織に注入するための輸液カニューレ及びシリンジと、
前記第２の粘性流体を前記標的組織から吸引するための吸引プローブ及び追出カニューレとを備える、請求項１６に記載の外科用システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大別して、外科用システムにおいて粘性流体の同時注入吸引を行うための装置及び方法に関する。限定の意図ではないが、さらに詳細には、本発明は、硝子体網膜手術の際に、目の後眼部に長期用粘性流体充填体（長期用粘性流体充填体）を注入すると当時に目から短期用粘性流体充填体（短期用粘性流体充填体）を吸引するための装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
健康な人間の目においては、網膜は、毛様体扁平部の背後において、脈絡膜に概略周囲を覆うように物理的に結合されている。硝子体液、すなわち目の後眼部を満たしている透明なゼリー状物質は、網膜の残余の部分を、脈絡膜に物理的に結合させるのではなく、脈絡膜に接触して位置させる手助けをしている。有用な例えは、脈絡膜を水泳用プールの壁と仮定することである。網膜は、水泳用プールの水によってプールの壁に押し付けられプールの頂部の壁にのみ物理的に結合されている壁紙のようなものである。
【０００３】
網膜の一部は、ときに、脈絡膜から剥離した状態となることがある。他の場合として、網膜の一部が断裂して、眼房水、そしてときには硝子体が、網膜と脈絡膜との間に流入することを許容してしまうこともあり得る。これら両方の状態は失明という結果となる。
【０００４】
これらの状態を外科的に修復するために、外科医は、通常、毛様体扁平部の強膜への切開部を介して目の後眼部に硝子体切除プローブを挿入する。このような切開は強膜切開術と呼称される。外科医は、通常、さらに、同様の切開部を介して目に光ファイバ光源及び輸液カニューレを挿入するが、ときには硝子体切除プローブの代わりに吸引プローブを用いることもできる。外科医は、顕微鏡観察下で光ファイバ光源の助けにより後眼部を目視で調べながら、硝子体切除プローブを用いて、硝子体を切除、吸引して除去し、網膜剥離部又は網膜断裂部にアクセスする。外科医は、さらに、硝子体切除プローブ、鋏、ピック、及び／又は鉗子を用いて、網膜剥離又は網膜断裂の原因となった任意の膜を除去してもよい。手術のこの部分の際には、通常、食塩溶液が、適切な眼内圧力を維持するために、輸液カニューレを介して目に注入される。
【０００５】
次に、外科医は、網膜の剥離部分又は断裂部分を適切な位置で脈絡膜にへばりつかせるために、目の後眼部にペルフルオロカーボン液を注入する。網膜の剥離部分又は断裂部分が適正に配置されると、外科医はジアテルミープローブ又はレーザを用いて、網膜の剥離した部分を所定の位置に融着する。
【０００６】
残念なことに、ペルフルオロカーボン液は、数週間の間、目の中に放置されると、有毒となる。網膜断裂又は剥離は、上述の外科術の後、再度付着するのに数週間の期間かかるので、短期ペルフルオロカーボン液充填体（すなわちタンポン）は、外科術の後半部分において目から除去され、長期充填体に置換されなくてはならない。この長期充填体は、空気／ガス混合物とすることもできれば、シリコーン油のような粘性流体とすることもできる。シリコーン油が使用されるのであれば、シリコーン油も、数ヶ月の期間目の中に放置されたときには有毒となるので、網膜再付着の後、目から抜き取られなければならない。
【０００７】
従来、外科医は、「流体／流体交換」と呼称されることがあるシリコーン油によるペルフルオロカーボン液のこの置換を行うために、幾つかの技術を採用している。第１に、外科医は、従来の硝子体網膜のための外科用システムを使用して、システムで生成された注入圧力及び輸液カニューレにより、シリコーン油を注入することができる。例示のシステムは、テキサス州フォートワースのＡｌｃｏｎ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ社によって販売されているＡｃｃｕｒｕｓ（登録商標）外科用システムである。シリコーン油が注入されると、目の中の圧力が増加する。増加した目の圧力は、ペルフルオロカーボン液を吸引プローブに接続された追出カニューレ内に受動的に流入させる。吸引プローブは目からペルフルオロカーボン液を除去する。残念なことに、この技術は、眼内圧を過度に上昇させることなく十分な受動的な流れを可能とさせるためには、大径（例えば、直線で２０径）の追出カニューレの使用を必要とする。対照的に、外科医は、偶発的に網膜と接触したとしても割増的な安全レベルを提供するために、テーパ状で且つ／又は柔軟な先端の追出カニューレを使用することを好む。
【０００８】
第２に、外科医は、このような従来の硝子体網膜のための外科用システムを使用して、システムで生成された輸液圧力及び輸液カニューレにより、シリコーン油を注入することができる。眼内圧力が増加すると、外科医は外科用システムの動作モードを切り換え、輸液カニューレに注入圧力を供給することに代えて、大気より圧力が低い状態である真空（陰圧）を吸入プローブに提供するようにする。このとき、外科医は、追出カニューレと共に吸引プローブを利用して、上述した眼内圧力の上昇を打ち消すために目からペルフルオロカーボン液を吸引する。次に、外科医は、注入圧力について外科用システムの型を変更し、目の後眼部により多くのシリコーンを注入する。シリコーン油の注入とペルフルオロカーボン液の吸引とのこの循環は、ペルフルオロカーボン液全てをシリコーン油で置換するまで続けられる。この技術では、外科医は、眼内圧力が危険なまでに高いレベル（「硬い目」の状態）又は危険なまでに低いレベル（「柔らかい目」の状態）に到達することを防止しようとして、目を視覚的に監視している。さらに、従来型の硝子体網膜のための外科用システムは粘性流体の同時注入吸引を提供することができないために、この循環が要求されていることに留意することが重要である。しかしながら、この技術が成功して行われたときでさえ、眼内圧力は所望される眼内圧力の上下に変動し得る。眼内圧力のこの変動は、外科術の際に外科医にとっての困難を引き起こし、患者に不利益なものとなることがあり、テーパ状で柔軟な先端部の追出カニューレの好ましい使用法を用いた場合に特に起こりやすい。
【０００９】
第３に、外科医は、ペルフルオロカーボン液を吸引するために従来の硝子体網膜のための外科用システム及び吸引プローブを使用し、シリコーン油を注入するために第２の別個のシステムを使用する技術を採用することができる。２つのシステムを使用することにより、目に対して粘性流体を同時に注入及び吸引することを可能とさせる。しかしながら、２つのシステムを使用することは、両方のシステムを同時に操作及び制御することを外科医に要求し、これは困難となり得る。外科医は、これらシステムの少なくとも１つの操作を手助けするために、追加のスタッフを利用することを強制されることとなり得る。
【００１０】
本願で上述したように、ペルフルオロカーボン液の使用を必要とせず、硝子体網膜手術の後に網膜に充填体を充填する別の方法が存在する。例えば、外科医は、長期充填体として空気／ガス混合物を利用することができる。この技術では、外科医は、硝子体切開術処理の結果として生じた全ての食塩溶液を吸引すると共に、空気を注入する。空気は、脈絡膜に対して網膜を復位させるように機能する。次に、空気が満ちている目に空気とガス（典型的にはペルフルオロカーボンガス）の混合物を注入し、注入されている空気を置換する。空気／ガス混合物は特別の比率であり、空気が目から漏出する量に厳密に一致する膨張率を有した膨張する空気／ガスの泡を生じさせる。空気／ガスの泡は、網膜が再付着するのに十分な時間を経過する前に、再生成される眼房水が網膜を湿潤させることを防止する手助けをする。泡は、典型的には、数日間存続する。残念ながら、空気／ガスの混合物を長期充填体として使用することは、非常に従順な患者を要求することになる。例えば、患者は、空気／ガスの泡によって眼房水が網膜を湿潤させることを防止することを保証するために、一日に数時間の間、所定の位置に頭を保持しなくてはならない。したがって、このタイプの長期充填体は、老人、若者、及び精神障害の患者又は飛行機旅行を所望する患者には不適切となる。さらに、大きな網膜断裂又は剥離の処置の際には、このような「流体／空気」及び「空気／ガス」の交換は、網膜のずれ、手順的な複雑さを招き、外科医により多くの時間をとらせ得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
したがって、硝子体網膜手術において、上述の制限のない網膜の長期充填体充填術を提供する外科用システム及び方法に対する必要性が存在する。このシステム及び方法は、外科医が容易に使用でき、患者の安全性を最大化させ、経済的に実行可能であるべきである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の１つの態様は、第１の粘性流体を標的組織に注入すると同時に、第２の粘性流体を標的組織から吸引する方法からなる。空気圧と真空とを供給することができる外科用システムが設けられる。第１の粘性流体が、外科用システムから供給される空気圧を用いて、標的組織に注入される。外科システムの動作モードが真空と空気圧とを提供するように変更される。第２の粘性流体が、外科用システムから供給される真空を用いて、標的組織から吸引される。
【００１３】
他の態様において、本発明は、第１の粘性流体を標的組織に注入すると同時に、第２の粘性流体を標的組織から吸引するための外科用システムからなる。この外科用システムは、空気圧と真空とを供給することができる組立体と、シリンジと、このシリンジを組立体に流体的に結合させている配管とを備えている。配管及びシリンジにおける空気の第１の体積は標的組織の第２の体積よりも大きくなっている。
【００１４】
さらに別の態様では、本発明は、第１の粘性流体を標的組織に注入すると同時に、第２の粘性流体を標的組織から吸引するための外科用システムからなる。この外科用システムは、空気圧と真空とを少なくとも１つの顕微外科器具に供給することができる組立体と、組立体に機能上結合されているフットペダルとを備えている。フットペダルは、概略垂直な平面における第１の運動範囲と、概略垂直な平面における第２の運動範囲を備え、第１の運動範囲において、組立体が比例する空気圧を供給し、第２の運動範囲において、組立体が、概略一定の空気圧と、比例する真空とを供給する。
【００１５】
本発明のより完全な理解のため、及び、本発明のさらに別の目的及び利点のために、添付の図面に関連してなされた以下の説明が参照される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の好ましい実施形態及びその利点は、同様の参照番号が様々な図面の同様の対応する部分に対して使用されている図面の図１から図５を参照することによって最もよく理解される。
【００１７】
図１は、本発明の好ましい方法にしたがって、人間の目１４の後眼部１３に粘性流体１２を注入すると同時に目１４から第２の粘性流体１６を吸引する外科用システム１０の略図を示している。外科用システム１０は、好ましくは、本発明に従って改変を施された硝子体網膜手術を行うことができる従来型の外科用システムである。このような改変に適した例示の外科用システム１０は、Ａｌｃｏｎ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ社によって販売されているＡｃｃｕｒｕｓ（登録商標）外科用システムである。剥離又は断裂した網膜を修復するための手術の一部として「流体／流体交換」を行うために、外科用システム１０が使用されるとき、粘性流体１２はシリコーン油であることが好ましく、第２の粘性流体１６はペルフルオロカーボン液であることが好ましい。さらに、典型的には、後眼部１３内に食塩溶液１８が存在する。シリコーン油１２は、約１×１０−３ｍ２／ｓ（１０００センチストークス）から約５×１０−３ｍ２／ｓ（５０００センチストークス）の粘度を有することが好ましい。ペルフルオロカーボン液１６は約６×１０−６ｍ２／ｓ（６センチストークス）から約７×１０−６ｍ２／ｓ（７センチストークス）の粘度を有することが好ましい。食塩溶液１８は約１センチストークス（１×１０−６ｍ２／ｓ）の粘度を有することが好ましい。シリコーン油１２として使用されるのに適した例示のシリコーン油は、Ａｌｃｏｎ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ社から入手可能なＳｉｌｉｋｏｎ（商標）シリコーン油である。ペルフルオロカーボン液１６に適した例示のペルフルオロカーボン液はＡｌｃｏｎ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ社によって販売されているＰｅｒｆｌｕｏｒｏｎ（登録商標）ペルフルオロカーボン液である。食塩溶液１８に適した例示の食塩溶液は、Ａｌｃｏｎ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ社によって販売されているＢＳＳ  ＰＬＵＳ（登録商標）眼内潅注溶液である。
【００１８】
目１４は、角膜２０と、水晶体２２と、強膜２４と、脈絡膜２６と、網膜２８と、視神経３０とを有する。角膜２０及び水晶体２２は、一般に、目１４の前眼部３２を形成している。水晶体２２と、脈絡膜２６と、網膜２８は、一般に、目１４の後眼部１３を形成している。網膜２８は、毛様体扁平部３４の近傍で周面を覆うように脈絡膜２６に物理的に付着している。
【００１９】
図１に示されているように、目１４は、硝子体切除術処置を受けており、この処置において、上述したように、硝子体液が切除され後眼部１３から吸引されている。この処置の際に、適切な眼内圧力を維持するために、輸液カニューレ６２を介して食塩溶液１８が目１４に注入された。また、この処置の際に、剥離した部分又は断裂部分３６を適正な位置で脈絡膜２６にへばりつかせるために、輸液カニューレ及びシリンジ（不図示）により後眼部１３内にペルフルオロカーボン液１６を注入することによって、網膜２８の剥離した部分又は断裂した部分３６が復位された。剥離した部分又は断裂部分３６が適正に配置されると、ジアテルミープローブ又はレーザ（不図示）を使用し、剥離した部分又は断裂部分３６を所定の位置で融着させる。この処置の際に、従来型の光ファイバ光源３８により外科医に照明を提供し、外科医は顕微鏡により後眼部１３を目視で調べた。光源３８は強膜切開部３９を介して後眼部１３内に挿入される。光源３８は、光ファイバ配線４２により、外科用システム１０のポート４０に機能上結合されていることが好ましい。
【００２０】
上述したように、ペルフルオロカーボン液１６は、数週間の期間の間、目１４の中に放置されると、有毒となる。網膜２８の剥離した部分又は断裂部分３６は、上述した外科術の後、再付着するのに数週間の期間を要することから、ペルフルオロカーボン液１６は、網膜２８の剥離した部分又は断裂部分３６を脈絡膜２６に対して適正な位置に保持するための短期充填体としてのみ許容可能である。したがって、ペルフルオロカーボン液１６は目１４から除去され、長期充填体であるシリコーン油１２で置換される。
【００２１】
外科用システム１０はポート５０を含んでおり、ポート５０は、これに接続されている顕微外科器具に対して比例した圧力を提供することができる。ポート５０は、本発明による好ましい流体／流体交換のために、配管５８を介して従来型のシリンジ５６の端部５４に流体的に結合されている。シリンジ５６の第２の端部６０は配管６４を介して輸液カニューレ６２に流体的に結合されている。配管５８及び６４は、従来型のＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）配管であることが好ましい。輸液カニューレ６２は、強膜切開部６６を介して後眼部１３内に挿入されている。シリンジ５６は、中空体７０内に移動可能に配置されたプランジャ６８を有している。
【００２２】
外科用システム１０はさらにポート５２を含んでおり、ポート５２は比例した真空（大気より圧力が低い状態である陰圧）をポートに取り付けられている顕微外科器具に提供することができる。ポート５２は外科用システム１０の吸引流れを統制する手助けをする従来型の外科カセット７２の一部であることが好ましい。米国特許第４，４９３，６９５号、同第４，６２７，８３３号（Ｃｏｏｋ）、同第４，３９５，２５８号（Ｗａｎｇら）、同第４，７１３，０５１号（Ｓｔｅｐｐｅら）、同第４，７９８，８５０号（ＤｅＭｅｏら）、同第４，７５８，２３８号、同第４，７９０，８１６号（Ｓｕｎｄｂｌｏｍら）、同第５，２６７，９５６号、同第５，３６４，３４２号（Ｂｅｕｃｈａｔ）の明細書は全て、チューブのない又はチューブタイプの外科カセットを開示しており、これらは本願と一体のものとして参照される。収集バッグ７４は外科カセット７２と流体的に結合されている。
【００２３】
ポート５２は、本発明による好ましい流体／流体交換のために、配管７８を介して、追出カニューレ７７を有した吸引プローブ７６に流体的に結合されている。配管７８は、従来型のＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）配管であることが好ましい。吸引プローブ７６及び追出カニューレ７７は強膜切開部８０を介して後眼部１３内に挿入されている。
【００２４】
図２は、外科用システム１０の電子及び空気サブアセンブリの所定部分のブロック図を示している。外科用システム１０は、調整された空気圧供給源１００を含んでおり、この空気圧供給源１００が入力マニホルド１０４を介して比例弁１０２に流体的に結合されている。空気圧供給源１００は、約５８６ｋＰａ（８５ｐｓｉ）程度の一定の空気圧を有した供給源の役割を果たすことが好ましい。弁１０２に適した比例弁はペンシルベニア州ハットフィールドのＰｒｏｔｅｒ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ  Ｃｏｍｐａｎｙ社によって販売されている型式番号００２−ＡＸＸＡＶＣＡＡである。もちろん、他の比例弁を弁１０２に使用することもできる。比例弁１０２は第１の弁出力マニホルド１０５を介して電磁弁１０３に流体的に結合されている。真空ポンプ又はベンチュリ管１０６がマニホルド１０８を介して電磁弁１０３に流体的に結合されている。ポンプ１０６に適した真空ポンプ（ベンチュリ管）は、マサチューセッツ州ヒンガムのＰＩＡＢ社によって販売されている型式番号ＬＸ１０である。もちろん、他のポンプ又はベンチュリ管をポンプ１０６に使用することもできる。ポンプ１０６は真空マニホルド１１０を有しており、この真空マニホルド１１０は、外科カセット７２のボリューム（量調節つまみ）７２ａ及びポート５２に流体的に結合されている。ポンプ１０６は、さらに、排出マニホルド１１２を有している。さらに、比例弁１０２は、第２の弁出力マニホルド１１４を介して電磁弁１５０に流体的に結合されている。貯留器１５１は、マニホルド１１５を介して電磁弁１５０に流体的に結合されている。マニホルド１１６は貯留器１５１を流体的にポート５０に結合している。図２の外科用システム１０の上述の部分は、電磁弁１０３及び１５０、貯留器１５１，マニホルド１１５及び１１６を除いて、従来型のものである。
【００２５】
以下でより詳細に説明されているように、外科医は、電磁弁１０３及び１５０を開閉することによって比例弁１０２の出力を切り換えることができる。電磁弁１０３が開いており、電磁弁１５０が閉じられているときに、比例弁１０２は真空をポート５２に供給する。電磁弁１５０が開いており、電磁弁１０３が閉じられているときに、比例弁１０２は空気圧をポート５０に供給する。
【００２６】
外科用システム１０においては、外科医は、可変入力装置１２０を操作することによって、所望される真空レベル又は圧力レベルを選択する。可変入力装置１２０はフットスイッチ又はフットペダルであることが好ましい。フットペダル１２０は、従来型の電子配線１２２を介して、比例弁１０２に機能上結合されている。外科医は、フットペダル１２０を操作して比例弁１０２のための入力信号１２４を生成させることによって、ポート５２のための真空又はポート５０のための圧力の所望されるレベルを選択する。より詳細には、外科医は、フットペダル１２０を押し下げることによって比例弁１０２を徐々に開くことができ、フットペダル１２０を「踏む足を緩める」ことによって比例弁１０２を徐々に閉じることができる。比例弁１０２の弁開度は、マニホルド１０５又はマニホルド１１４に供給される圧力及び空気流量を決定する。比例弁１０２を通る空気流量が大きいほど、ポート５２に供給される真空は大きくなる又はポート５０に供給される圧力は大きくなる。図２のブロック図には示されていないが、処理制御システムが、外科用システム１０のポート５０又は５２に結合されている顕微外科器具の正確な制御を外科医に提供するために、比例弁１０２、真空ポンプ１０６、真空マニホルド１１０、第２の弁出力マニホルド１１４、フットペダル１０２に機能上結合されていることが好ましい。好ましい処理制御システムが米国特許第５，６７４，１９４号明細書に詳細に記載されており、この特許明細書は本発明と共通の所有者のものであり、本願と一体のものとして参照される。
【００２７】
図３は、電磁弁１５０及び貯留器１５１の好ましい実施形態を示している。配管１５２は、第２の弁出力マニホルド１１４から、電磁弁１５０、マニホルド１１５、貯留器１５１、マニホルド１１６及びポート又は空気コネクタ５０に空気圧を供給する。配管１５２は従来型のＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）配管であることが好ましい。配管１５２、電磁弁１５０、マニホルド１１５、貯留器１５１及びマニホルド１１６は外科用システム１０のハウジング内においてポート５０の概略背後に設けられていることが好ましい。
【００２８】
図３には示されていないが、貯留器１５１は外科用システム１０のハウジング１１の外側に設けられてもよい。例えば、貯留器１５１は、図１に略図で示されているように、配管５８に流体的に結合されていてもよい。他の例として、シリンジ５６は、その従来型の形態から、その端部５４の近傍に貯留器１５１を含むように改変されていてもよい。さらに別の例として、配管５８の長さ及び／又は内径は、その従来の形態から、貯留器１５１の容積分を合体して含むように改変されていてもよい。
【００２９】
図４は、本発明によるフットペダル１２０の好ましい実施形態を略図で示している。フットペダル１２０は、全く押し下げられていない位置に対応する第１の位置２００と、完全に押し下げられている位置に対応する第２の位置２０２と、約３分の１ほど押し下げられた位置に対応する第３の位置２０４とを有している。第３の位置２０４はフットペダル１２０の機械的な回り止めによって指示されることが好ましい。フットペダル１２０は、上述したＡｃｃｕｒｕｓ（登録商標）外科用システムの一部として販売されている従来型のフットペダルを改変することによって作成され得る。
【００３０】
従来型の外科用システム１０は、目１４から粘性流体１６を吸引するためにポート５２に真空を供給するのと同時に、目１４に粘性流体１２を注入するためにポート５０に空気圧を供給することはできないという事実によって制限を受けていた。しかしながら、電磁弁１５０、貯留器１５１及びマニホルド１１５及び１１６の付加により、ポート５０へ概略一定の空気圧を供給することを可能とさせると共に、比例した真空もポート５２に供給される。この能力により、外科医が、流体／流体交換の際に、網膜２８の滑りずれの可能性を最小に抑え、目１４の眼内圧力を所望される眼内圧力に非常に近いレベルに維持することが可能となることに意味がある。
【００３１】
再度、図１及び図２を参照すると、第１の体積Ｖ１は、マニホルド１１５、貯留器１５１、マニホルド１１６、配管５８、及びプランジャ６８を挟んで配管５８に近い側のシリンジ５６内の空気の体積によって規定され得る。第２の体積Ｖ２は、シリコーン油１２で満たされる目１４の後眼部１３の体積によって規定され得る。シリコーン油１２が目１４に注入されるとき、シリンジのプランジャ６８はシリンジ５６の端部６０へ向かって移動し、注入されるシリコーン油の量分だけＶ１の体積を増加させる。目１４の後眼部１３の全体がシリコーン油１２で充満されたとき、体積Ｖ１は、Ｖ２分の量だけ増加したことになる。貯留器１５１を使用して、体積Ｖ１を体積Ｖ２よりも相当に大きくすることによって、シリコーン油注入圧力は、概略一定の圧力に維持されることができる。より具体的には、体積Ｖ１＋Ｖ２の場合に、Ｖ１のときの初期のシリコーン油注入圧力をＰ１、注入後圧力をＰ２と定義すると、ボイルの法則は、Ｖ２がＶ１に対して小さければ、Ｐ１はＰ２とほぼ等しくなることを示す。すなわち、以下の通りである。
【数１】
2006231086.tif 000003
【００３２】
シリコーン油１２の注入の際のある時点で、外科医は、さらに、シリコーン油１２の注入によって引き起こされる眼内圧力の上昇を打ち消すために、ペルフルオロカーボン液１６を吸引し始める。以下でより詳細に説明されているように、外科医が後眼部１３からペルフルオロカーボン液１６の吸引を開始すると、電磁弁１５０は閉じて、比例弁１０２から供給される空気圧をなくすが、マニホルド１１５、貯留器１５１、マニホルド１１６、配管５８及びシリンジ５６内にシリコーン油注入圧力を隔離する。隔離されたシリコーン油注入圧力は、配管６４を介してシリコーン油１２が目１４に継続的に流入することを保証する。
【００３３】
図５は、貯留器１５１がどの程度シリコーン油１２の注入の際にシリコーン油注入圧力Ｐ１を概略一定に維持するように機能するかをさらに示している。外科用システム１０の１つの好ましい実施形態について、配管５８とプランジャ６８を挟んで配管５８に近い側のシリンジ５６とは約２２立方センチメートルの体積Ｖ０を有しており、貯留器１５１は約１２．５立方センチメートルの容積を有している。典型的な成人の目では、シリコーン油１２で満たされる後眼部１３の体積Ｖ２は約５立方センチメートルである。５立方センチメートルのシリコーン油を注入する際に起こるように、Ｖ０をＶ２ほど増加させたとき、約２７６ｋＰａ（４０ｐｓｉ）の注入圧力Ｐ０は約４８ｋＰａ（７ｐｓｉｇ）（１７．５パーセント）ほど減少した。対照的に、全体の体積Ｖ１を約３４．５立方センチメートルとするように貯留器１５１が１２．５立方センチメートルの体積をＶ０に付加させる場合、Ｖ１をＶ２ほど増加させたとき、約２７６ｋＰａ（４０ｐｓｉ）の注入圧力Ｐ１は約３３ｋＰａ（４．８ｐｓｉｇ）（約１２パーセント）しか減少しなかった。他の例として、Ｖ０をＶ２ほど増加させたとき、約５５２ｋＰａ（８０ｐｓｉ）の注入圧力Ｐ０は約９７ｋＰａ（１４ｐｓｉｇ）（約１７．５パーセント）ほど減少した。対照的に、全体の体積Ｖ１を約３４．５立方センチメートルとするように貯留器１５１が１２．５立方センチメートルの体積をＶ０に付加させる場合、Ｖ１をＶ２ほど増加させたとき、約５５２ｋＰａ（８０ｐｓｉ）の注入圧力Ｐ１は約６８ｋＰａ（９．８ｐｓｉｇ）（約１２パーセント）しか減少しなかった。図５に示されているように、約３４５ｋＰａ（５０ｐｓｉ）、４１４ｋＰａ（６０ｐｓｉ）及び４８３ｋＰａ（７０ｐｓｉ）の注入圧力に対して、Ｐ１の同様の変動が観察された。ボイルの法則は、所望であれば、特定の外科用システム１０に対して、貯留器１５１の体積を増加させることによって、Ｐ１の変動を１２パーセント以下に減少させることが可能であることを示している。例えば、このＰ１の変動を１０パーセント、８パーセント、６パーセント、４パーセント、２パーセント又はそれ以下に減少させることが可能である。
【００３４】
図１から図５を参照すると、ペルフルオロカーボン液１６及びシリコーン油１２の流体／流体交換を行うためにフットペダル１２０を操作する本発明による好ましい方法がより詳細に記載されている。フットペダル１２０が位置２００にあるときに、比例弁１０２はポート５０又は５２にそれぞれ空気圧又は真空を供給しない。電磁弁１０３は閉じた位置にあり、電磁弁１５０は開いた位置にある。シリコーン油１２は輸液カニューレ６２を介して後眼部１３に注入されてはおらず、ペルフルオロカーボン液１６も吸引プローブ７６を介して吸引されていない。
【００３５】
外科医がフットペダル１２０を位置２００から位置２０４に徐々に移動させるとき、マニホルド１１５、貯留器１５１、マニホルド１１６、ポート５０、配管５８、及びシリンジ５６に徐々に量を増加させながら空気圧が供給される。これはフットペダル１２０から電気配線１２２を介して連絡している比例弁１０２への電気信号１２４の変化によって成し遂げられる。最小空気圧は０ｋＰａ（位置２００）であることが好ましく、最大空気圧は約５５２ｋＰａ（８０ｐｓｉ）（位置２０４）であることが好ましい。このような比例する空気圧により、シリンジ５６及び配管６４から輸液カニューレ６２を介して後眼部１３にシリコーン油１２を注入させる。この処理の際には、外科カセット７２内のクランプ機構（不図示）は、ペルフルオロカーボン液１６の受動的な流れが外科カセット７２に流入することを防ぐために、閉じた位置にあることが好ましい。したがって、目１４の眼内圧力は徐々に上昇し始める。
【００３６】
外科医が位置２０４でフットペダル１２０に付加的な下向きの力をさらに付与すれば、フットペダル１２０の機械的な回り止めに打ち勝つ。この回り止めに打ち勝っている間、外科用システム１０のプリント基板の電子回路は電磁弁１５０を閉じ且つ電磁弁１０３を開き、真空ポンプ１０６を第１の弁出力マニホルド１０５に流体的に結合させる。電磁弁１５０の閉鎖により、マニホルド１１５、貯留器１５１、マニホルド１１６、ポート５０、配管５８、及びシリンジ５６内において注入圧力Ｐ１を維持させ、その結果、配管６４を介して目１４へのシリコーン油の継続的な流れを生じさせる。さらに、外科用システム１０のプリント基板の電子回路は外科カセット７２内のクランプ機構を開いた位置に作動させ、ペルフルオロカーボン液１６が配管７８からカセット７２に流れることを許容させる。
【００３７】
外科医が位置２０４から位置２０２にフットペダル１２０を徐々に移動させるとき、ポート５２、配管７８、吸引プローブ７６及び追出カニューレ７７に量を増加させながら真空が供給される。これは、フットペダル１２０から電気配線１２２を介して連絡している比例弁１０２への電気信号１２４の変化により成し遂げられる。最小真空は０Ｐａ（０ｍｍＨｇ）（位置２０４）であることが好ましく、最大真空は約８０Ｐａ（６００ｍｍＨｇ）（位置２０２）であることが好ましい。このような比例する真空はペルフルオロカーボン液１６を後眼部１３からカセット７２及び収集バッグ７４に吸引させる。この真空は、シリコーン油１２の注入によって引き起こされる眼内圧力の上昇を打ち消す。
【００３８】
ペルフルオロカーボン液１６の吸引により、眼内圧力が減少し始めると、外科医はフットペダル１２０を踏む足を緩め、シリコーン油１２の注入流量により厳密に一致させるように、吸引されるペルフルオロカーボン液１６の流量を制御する。このようにして、外科医は迅速に眼内圧力を所望されるレベルにする。
【００３９】
シリコーン油１２によるペルフルオロカーボン液１６のこの置換の間、外科医は目１４を視覚的に監視し、眼内圧力が危険なまでに高いレベル（「硬い目」の状態）又は危険なまでに低いレベル（「柔らかい目」の状態）になることを防止する。ペルフルオロカーボン液１６の吸引の際、貯留器１５１及び電磁弁１５０の体積が付加されているために、シリコーン油注入圧力Ｐ１は概略一定の状態を維持することが重要である。このことは、フットペダル１２０の構造と合わせて、外科医が目１４の眼内圧力をより効果的に制御し、患者への危険を最小に抑えることを可能にさせている。
【００４０】
上記のことから、本発明は網膜断裂又は剥離に充填体挿入術を施すための装置及び方法を改良することが分かるであろう。本発明は、流体／流体交換の際に、滑りによる網膜のずれ及び眼内圧力の変動を最小に抑える。本発明はさらに流体／流体交換を制御するより容易な方法を外科医に提供する。
【００４１】
本発明は本願において実例によって説明されており、当業者によって様々な改変が行われ得る。例えば、好ましい装置及び方法は、硝子体網膜手術におけるペルフルオロカーボン液とシリコーン油との流体／流体交換に関して上記で説明されているが、本発明は同時に行う他の粘性流体の注入及び吸引に適用可能である。他の例として、本発明は、硝子体網膜手術以外の他のタイプの手術にも適用可能である。
【００４２】
本発明の作用及び構成は上記の説明から明らかとなると考える。上記で示されている又は説明されている装置及び方法は好ましいものであることを特徴としているが、特許請求の範囲に規定されている本発明の精神及び範囲から逸脱することなく様々な変更及び改変がなされ得る。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の好ましい実施形態による人間の目に粘性流体を注入すると同時に目から第２の粘性流体を吸引するための外科用システムの部分断面略図である。
【図２】図１の外科用システムの電子及び空気サブアセンブリの所定部分のブロック図である。
【図３】図１の外科用システムの空気貯留器の好ましい実施形態を示している。
【図４】図１の外科用システムのフットペダルの好ましい実施形態の略図である。
【図５】図１の外科用システムにおける注入圧力の変化のグラフである。
【符号の説明】
【００４４】
１０    外科用システム
６２    輸液カニューレ
７６    吸引プローブ
１００    空気源
１０２    比例弁
１２０    フットペダル
１５１    貯留器
【図１】
2006231086.tif 000004
【図２】
2006231086.tif 000005
【図３】
2006231086.tif 000006
【図４】
2006231086.tif 000007
【図５】
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