(57)【要約】  硝子体切除を行うためのシステムであって：、ガス源と；硝子体切除器における圧力に従って開放および閉鎖する切除機構を包含する硝子体切除器と；ガス源からのガスを受け取り、硝子体切除器におけるパルスを発生させるパルス発生システムとを包含するシステム。パルスはサイクルに従って硝子体切除器における圧力を変動させ、硝子体切除器における様々な圧力は硝子体切除器の切除機構を開放および閉鎖する。サイクル内の第一の時間に、パルス発生システムは、硝子体切除器における圧力を最大圧力まで上昇させる。サイクル内の第二の時間に、パルス発生システムは、硝子体切除器における圧力を常圧よりも大きい最小圧力まで減少させ、硝子体切除器における圧力が少なくとも最小圧力に維持される。最大圧力と最小圧力との差異を最小化してガス消費を減少させる。
2014522281.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
硝子体切除を行うためのシステムであって：
ガス源と；
硝子体切除器における圧力に従って開放および閉鎖する切除機構を包含する硝子体切除器と；
パルスがサイクルに従って硝子体切除器における圧力を変動させ、硝子体切除器における様々な圧力が硝子体切除器の切除機構を開放および閉鎖する、ガス源からのガスを受け取り、硝子体切除器にパルスを発生させるパルス発生システムとを含み、
サイクル内の第一の時間に、パルス発生システムが硝子体切除器における圧力を最大圧力まで上昇させ、
サイクル内の第二の時間に、パルス発生システムが硝子体切除器における圧力を常圧よりも大きい最小圧力まで減少させ、硝子体切除器における圧力が少なくとも最小圧力に維持されるシステム。
【請求項２】
パルス発生システムが第一の弁および第二の弁を含み、第一の弁および第二の弁がサイクルに従って硝子体切除器における圧力を上昇および減少させるように作動可能である、請求項１記載のシステム。
【請求項３】
パルス発生システムが第一の二方弁および第二の二方弁を含み、第一の二方弁がガス源と、硝子体切除器とに連結され、第二の二方弁が硝子体切除器と、大気とに連結される、請求項１記載のシステム。
【請求項４】
サイクル内の第一の時間に、第一の二方弁が硝子体切除器における圧力を最大圧力まで上昇させるに十分な時間である第一の期間の間、開放し、最大圧力が硝子体切除器の切除機構を閉鎖するに十分な第一の閾値圧力と実質的に等しく、サイクル内の第二の時間に、第二の二方弁が硝子体切除器における圧力を最小圧力まで減少させるに十分な時間である第二の期間の間、開放し、最小圧力が切除機構の開放ができるに十分な第二の閾値圧力と実質的に等しい、請求項３記載のシステム。
【請求項５】
第一の二方弁の閉鎖後の遅れの後に、第二の二方弁が開放する、請求項４記載のシステム。
【請求項６】
パルス発生システムが三方弁および二方弁を含み、三方弁がガス源と、硝子体切除器と、二方弁とに連結され、二方弁が三方弁と、大気とに連結される、請求項１記載のシステム。
【請求項７】
サイクル内の第一の時間に、三方弁が硝子体切除器における圧力を最大圧力まで上昇させるに十分な時間である第一の期間の間、開放し、最大圧力が硝子体切除器の切除機構を閉鎖するに十分な第一の閾値圧力と実質的に等しく、サイクル内の第二の時間に、三方弁が閉鎖して硝子体切除器を二方弁に連結させ、二方弁が硝子体切除器における圧力を最小圧力まで減少させるに十分な時間である第二の期間の間、開放し、最小圧力が切除機構の開放ができるに十分な第二の閾値圧力と実質的に等しい、請求項６記載のシステム。
【請求項８】
ガス源が約１２ｇ〜３３ｇのサイズを有する携帯可能なガスボンベである、請求項１記載のシステム。
【請求項９】
ガスを硝子体切除器に導入する管類をさらに含み、管類が少なくとも最小圧力に維持される、請求項１記載のシステム。
【請求項１０】
管類が所与の長さを有し、所与の長さの場合、管類が選択可能な切除速度の範囲で硝子体切除器を作動させることができる、空気流を最小化する選択された内径を有する、請求項９記載のシステム。
【請求項１１】
硝子体切除のための方法であって：
ガス源からのガスを用いるパルス発生システムを提供する工程と；
パルス発生システムからのパルスを硝子体切除器に発生させる工程とを含み、
硝子体切除器が切除機構を包含し、パルスがサイクルに従って硝子体切除器における圧力を変動させ、硝子体切除器における様々な圧力が硝子体切除器の切除機構を開放および閉鎖させ、パルスを発生させる動作が：
サイクル内の第一の時間に、硝子体切除器における圧力を最大圧力まで上昇させる工程と；
サイクル内の第二の時間に、硝子体切除器における圧力を常圧よりも大きい最小圧力まで減少させ、硝子体切除器における圧力が少なくとも最小圧力に維持される工程とを包む方法。
【請求項１２】
パルス発生システムが第一の弁および第二の弁を含み、第一の弁および第二の弁がサイクルに従って硝子体切除器における圧力を上昇および減少させるように作動可能である、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
パルス発生システムが第一の二方弁および第二の二方弁を含み、第一の二方弁がガス源と、硝子体切除器とに連結され、第二の二方弁が硝子体切除器と、大気とに連結される、請求項１１記載の方法。
【請求項１４】
パルスを発生させる動作が：
サイクル内の第一の時間に、硝子体切除器の切除機構を閉鎖するに十分な第一の閾値圧力と実質的に等しい最大圧力まで硝子体切除器における圧力を上昇させるに十分な時間である第一の期間の間、第一の二方弁を開放する工程と、
サイクル内の第二の時間に、切除機構が開放できるに十分な第二の閾値圧力と実質的に等しい最小圧力まで硝子体切除器における圧力を減少させるに十分な時間である第二の期間の間、第二の二方弁を開放する工程とを包含する、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
第一の二方弁の閉鎖後約８msの遅れの後に、第二の二方弁を開放することをパルス発生動作が包含する、請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
パルス発生システムが三方弁および二方弁を包含し、三方弁がガス源と、硝子体切除器出力と、二方弁とに連結され、二方弁が三方弁と、大気とに連結される、請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
パルス発生動作が：
サイクル内の第一の時間に、硝子体切除器の切除機構を閉鎖するに十分な第一の閾値圧力と実質的に等しい最大圧力まで硝子体切除器における圧力を上昇させるに十分な時間である第一の期間の間、三方弁を開放する工程と、
サイクル内の第二の時間に、三方弁を閉鎖して硝子体切除器を二方弁に連結させ、切除機構が開放できるに十分な第二の閾値圧力と実質的に等しい最小圧力まで硝子体切除器における圧力を減少させるに十分な時間である第二の期間の間、二方弁を開放する工程とを包含する、請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
ガス源が約１２ｇ〜３３ｇのサイズを有する携帯可能なガスボンベである、請求項１１記載の方法。
【請求項１９】
パルス発生システムがガスを硝子体切除器に導入する管類を包含し、管類が少なくとも最小圧力に維持される、請求項１１記載の方法。
【請求項２０】
所与の長さを有する管類をさらに含み、所与の長さの場合、管類が選択可能な切除速度の範囲で硝子体切除器を作動させることができる、空気流を最小化する選択された内径を有する、請求項１９記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の背景
技術分野
本発明は、硝子体切除に関し、より詳細には、広く多様な臨床環境において硝子体切除を行うことができるようにする携帯可能なシステムおよび方法に関する。
【０００２】
関連技術の説明
硝子体切除は、眼の中心からの硝子体ゲルの外科的除去である。硝子体ゲル（硝子体液とも呼ばれる）は、濃厚な、無色のゲル状流体であり、水晶体の後方の眼の中心における大きな空間を満たしている。硝子体ゲルは、眼球がその形状を維持することに役立っている。
【０００３】
硝子体ゲルの除去は、ある場合には、特定の治療のための、眼の裏へのより良いアクセスを提供する。例えば、硝子体切除は、牽引性網膜剥離の修復もしくは予防、網膜における極めて大きな裂孔の修復、または重度の増殖性網膜症の治療のためのアクセスを提供する。硝子体切除の採用によって、硝子体ゲルにおける重度のまたは長期にわたる出血（硝子体出血）によって引き起こされる失明を減少させることもできる。
【０００４】
硝子体切除は、三つの機能：切除、吸込および注入を伴う。硝子体切除中、各種の器具を通過させるための小切開を眼の壁に作る。医師は、とりわけ、作業器具、例えば、硝子体切除器を眼に挿入して硝子体ゲルを切除し、硝子体ゲルを吸い込む。硝子体切除器は、ギロチン型の切除機構と真空吸込とを組み合わせたものである。吸込が開始されると、硝子体ゲルがプローブチップのポートを通して抜き出され、その後、切除機構によって切断される。加えて、生理食塩水が眼球内部に注ぎ込まれ、治療のために眼球を膨張状態に保つ。硝子体ゲルの除去後、外科医は、レーザを用いた網膜の治療（光凝固術）、網膜からの線維組織もしくは瘢痕組織の切除もしくは除去、網膜が剥離した領域の平坦化、または網膜の裂孔もしくは孔の修復をすることができる。外科手術の最後に、生理食塩水、シリコーンオイルまたはガスを眼に注射して硝子体ゲルと置き換え、眼内の正常な圧力を回復させる。
【０００５】
硝子体切除は、通常、外科的処置に専用の施設、例えば、病院の手術室で行われる。そのような環境では、一般的に、特別な電力およびガスシステムが利用可能である。これらのシステムは、通例、各種のコンピュータ化された警報システムによって監視される。とりわけ、病院は、病院の至るところに途切れなく電気を提供する高度に制御された電力システムを採用する。さらに、病院は、加圧酸素、亜酸化窒素、窒素、二酸化炭素および／または清浄な外の空気を、配管を介して手術室および病院の他の部分に供給する、配管されたガスシステムを採用している。通常、硝子体切除は病院施設で行われるため、従来の硝子体切除システムは、そのような施設で利用可能な特別な電力およびガスシステムに依存するように設計されている。例えば、ガス駆動の硝子体切除器を採用する従来の硝子体切除システムは、硝子体切除器の駆動に必要とされる加圧ガスを受け取るための、病院の手術室ですぐに利用可能なガスポートに簡単に接続することができる。それゆえに、従来の硝子体切除システムは、制約を受けない電力および加圧ガスを効果的に提供する特別なシステムがなければ、施設で容易に具現化されることができない。
【０００６】
発明の概要
前述のことを考慮して、本発明の態様は、広く多様な臨床環境において硝子体切除を行うことができるようにするシステムおよび方法を提供する。有利なことには、本発明の態様の実施態様は、通常では特別な病院施設のみで利用可能な、特別な電力およびガスシステムに依存しない。したがって、そのような実施態様は、電力および／またはガスを提供する特別なシステムへのアクセスを有することができない診療所においても具現化されることができる。
【０００７】
例えば、本発明の態様は、ガスをより効率的に使用して、硝子体切除システムが幅広く利用可能なより小さいガスシリンダーを使用することができるようにする。一つの実施態様によると、硝子体切除を行うためのシステムは：ガス源と；硝子体切除器における圧力に従って開放および閉鎖する切除機構を包含する硝子体切除器と；ガス源からのガスを受け取り、硝子体切除器にパルスを発生させるパルス発生システムとを包含する。パルスはサイクルに従って硝子体切除器における圧力を変動させ、硝子体切除器における様々な圧力は硝子体切除器の切除機構を開放および閉鎖する。サイクル内の第一の時間に、パルス発生システムは、硝子体切除器における圧力を最大圧力まで上昇させる。サイクル内の第二の時間に、パルス発生システムは、硝子体切除器における圧力を常圧よりも大きい最小圧力まで減少させ、硝子体切除器における圧力が少なくとも最小圧力に維持される。常圧よりも大きい最小圧力を採用することにより、最大圧力と最小圧力との差異を最小化してガス消費を減少させる。
【０００８】
それに対応して、硝子体切除のための方法は：ガス源からのガスを用いるパルス発生システムを提供する工程と；パルス発生システムからのパルスを硝子体切除器に発生させる工程とを包含する。硝子体切除器は、切除機構を包含する。パルスはサイクルに従って硝子体切除器における圧力を変動させ、硝子体切除器における様々な圧力は硝子体切除器の切除機構を開放および閉鎖させる。パルスを発生させる動作は、サイクル内の第一の時間に、硝子体切除器における圧力を最大圧力まで上昇させる工程と、サイクル内の第二の時間に、硝子体切除器における圧力を常圧よりも大きい最小圧力まで減少させ、硝子体切除器における圧力が少なくとも最小圧力に維持される工程とを包含する。
【０００９】
本発明の追加の態様は、以下に提供される図面や簡潔な説明を参照する、各種の実施態様の詳細な説明を考慮して、当業者に明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の態様の硝子体切除システムの例を図示する。
【図２】本発明の態様の硝子体切除システムのための空圧回路の例を図示する。
【図３Ａ】本発明の態様の硝子体切除システムによる硝子体切除器の駆動法の例を図示する。
【図３Ｂ】本発明の態様の硝子体切除システムによる硝子体切除器の駆動法のもう一つの例を図示する。
【図４】図３Ａの例に対応する切除サイクルの態様を図示する。
【図５】図３Ａの例に対応する電子回路の例を図示する。
【図６】本発明の態様の硝子体切除システムによる吸引の制御法の例を図示する。
【図７】図６の例に対応する電子回路の例を図示する。
【図８】図６の例に対応する電子回路の追加の例を図示する。
【図９】本発明の態様の硝子体切除システムによる空気交換の制御法の例を図示する。
【図１０】本発明の態様の硝子体切除システムのための電力供給装置の例を図示する。
【図１１】本発明の態様の硝子体切除システムにおける吸引カセットのバイアルのための検知システムの例を図示する。
【図１２Ａ】本発明の態様の硝子体切除システムにおける照明システムの例を図示する。
【図１２Ｂ】図１２Ａの照明システムの例におけるＬＥＤの相対スペクトル出力を図示する。
【図１２Ｃ】図１２Ａの照明システムの例におけるフィルタを通したＬＥＤ光の相対スペクトル出力を図示する。
【００１１】
詳細な説明
本発明の態様は、広く多様な臨床環境における硝子体切除を行うことができるようにするシステムおよび方法を提供する。有利なことには、本発明の態様の実施形態は、通常では特別な病院施設のみで利用可能な、特別な電力およびガスシステムに依存しない。したがって、そのような実施形態は、制約を受けない電力および／またはガスを提供する特別なシステムへのアクセスを有することができない診療所においても具現化されることができる。
【００１２】
本発明の態様は、硝子体切除器の駆動、吸引の提供および／または硝子体切除システム内の流体−空気交換の処理のためのシステムおよび方法を提供する。図１を参照して、硝子体切除システムの例１００を図示する。硝子体切除システム１００のコンポーネントは、ハウジング１０２によって画定される装置に組み立てられている。図１に示すように、ハウジング１０２は、硝子体切除システム１００をより容易に携帯可能にするためのハンドル１０４を包含する。有利なことには、硝子体切除システム１００は、携帯性に適したサイズに作られ、特定の場所または施設に制限されない。例えば、ハウジング１０２は、幅が約０．２５ｍ（１０インチ）、高さが約０．２３ｍ（９インチ）、奥行が約０．２３ｍ（９インチ）、重量が約５．５kg（１２ポンド）であることができる。
【００１３】
操作盤１０６、例えば、調節可能なノブ、ボタン、スイッチなどは、ハウジング１０２の外装上に提供される。以下に記載するように、操作盤１０６は、硝子体切除システム１００の項目、例えば、硝子体切除器の切除速度、吸引レベル、照明量などを制御する。
【００１４】
加えて、硝子体切除器接続１０８、例えば、ルアー接続は、ハウジング１０２の外装上に提供され、硝子体切除器とハウジング１０２内のコンポーネントとを脱着可能に連結する。空気交換接続１１０、例えば、ルアー接続も、ハウジング１０２の外装上に提供され、空気交換管類セットとハウジング１０２内のコンポーネントとを脱着可能に連結する。また、吸引カセット１１１は、ハウジング１０２によって画定されたカセット容器１０３に脱着可能に受け取られ、ハウジング１０２内のコンポーネントに、例えば、ルアーを介して連結される。さらに以下に記載するように、吸引カセット１１１は、吸引カセット接続１０９を介して吸引真空を提供し、吸引した硝子体ゲルおよび生理食塩水を受け取る。さらに、ガス源１１２は、ガス源コネクタを介してハウジング１０２内のコンポーネントに脱着可能に連結される。
【００１５】
図２を参照して、硝子体切除システム１００のための空圧回路の例を図示する。硝子体切除システム１００は、低圧ガス駆動の硝子体切除器２１０を空圧で駆動する。硝子体切除システム１００の操作者は、操作盤１０６を介して切除／吸引モードを起動し、硝子体切除器２１０を作動させる。ガス源１１２は、硝子体切除器２１０を駆動するための入力ガスを提供する。入力ガスは、ガス源１１２においてより低い入力圧力、例えば、約８０psigに調整され、圧力トランスデューサ２０４によって監視される。
【００１６】
パルス発生システム２０６は、ガス源１１２からのガスを受け取り、硝子体切除器２１０を駆動するガス圧のパルスを発生させる。パルス発生システム２０６内のガス圧は、さらに、より低い圧力、例えば、約１６psigに調整される。ガスのパルスにより、硝子体切除器２１０の切除機構は、サイクルに従い開放および閉鎖する。硝子体切除器２１０が眼に当てられているとき、切除機構の開放／閉鎖動作によって硝子体ゲルを切除する。パルス発生システム２０６がガスのパルスを生む速度は、操作者が操作盤１０６を介して硝子体切除器２１０のために選択する切除速度に応じて決まる。一部の実施形態では、例えば、切除速度は、約６０毎分切除（cpm）〜約２５００cpmの範囲で選択することができる。
【００１７】
硝子体切除器の管類２０８は、図１に示す硝子体切除器接続１０８と硝子体切除器２１０との間に伸びている。硝子体切除器の管類２０８は、第一の管２０８ａを含む。硝子体切除器接続１０８は、第一の管２０８ａと、ハウジング１０２に配置されたパルス発生システム２０６とを連結する。第一の管２０８ａは、パルス発生システム２０６からの圧力パルスを硝子体切除器２１０に運ぶ。
【００１８】
硝子体切除器の管類２０８は、第二の管２０８ｂも含む。吸引カセット接続１０９は、第二の管２０８ｂと、凹部１０３に配置された吸引カセット１１１とを連結する。第二の管２０８ｂは、硝子体切除器２１０に真空を提供する。吸引カセット１１１は、真空源２２２に脱着可能に連結され、第二の管２０８ｂを介して硝子体切除器２１０から受け取った吸引物を収集する。
【００１９】
硝子体切除器の管類２０８は、例えば、約１ｍ〜約２ｍの長さを有するツインボアＰＶＣ管類を含むことができる。長さが約１ｍの場合、各管２０８ａおよびｂは、約０．８１mm（０．０３２インチ）の内径および約２．４mm（０．０９４インチ）の外径を有することができる。長さが約２ｍの場合、各管２０８ａおよびｂは、約１．６mm（０．０６２インチ）の内径および約３．２mm（０．１２５インチ）の外径を有することができる。管類の長さは、患者とハウジング１０２との間の所望の距離によってある程度決定される。換言すると、管類の長さにより、操作者が硝子体切除器２１０をハウジング１０２から所望の距離に離れた所に位置付けられた患者まで伸ばすことができる。加えて、管類の長さには十分なたるみが提供され、それにより、操作者は、大きな制限なく、空間内において硝子体切除器２１０を操作することができる。
【００２０】
硝子体切除器の管類２０８は、医療グレードの材料から形成された、数多くの標準サイズの管類から選択することができる。特に、数多くの選択肢の中から、様々な長さ、内径、外径およびデュロメータの管類が硝子体切除システム１００のコンポーネント、例えば、空圧回路コンポーネントの各種機器構成におけるそれらの性能について判断されることができる。硝子体切除器の管類１０８は、要求された切除速度で硝子体切除器２１０を駆動するための十分なガス流を提供する。最高切除速度のとき、硝子体切除器２１０につながる硝子体切除器の管類２０８内で最高ガス流が要求される。
【００２１】
ガス源１１２は、ピンチ弁駆動２１２を駆動するための入力ガスも提供する。ピンチ弁駆動２１２は、次に、処置中に眼からの吸引を制御するピンチ弁２１８を作動させる。ピンチ弁２１８の空気シリンダーは、硝子体切除器の管類２０８の第二の管２０８ｂを閉鎖して流れをブロックする。第二の管２０８ｂを通る吸引をできるようにするために、ピンチ弁２１８に圧力を印加して空気シリンダーを後退させる。切除／吸引モードが起動しているとき、または吸引カセット１１１がないとき、ピンチ弁２１８に圧力が印加される。切除／吸引モードが停止すると、ピンチ弁２１８から圧力が解放され、ピンチ弁２１８が第二の管２０８ｂを挟み、閉鎖する。切除／吸引モードが停止すると、ピンチ弁２１８の閉塞を遅らせることにより、第二の管２０８ｂを大気に通気することができるようになる。一部の実施形態では、ピンチ弁２１８は、吸引カセット１１１の面に押し付けて第二の管２０８ｂを挟む。
【００２２】
前に記載したように、吸引カセット１１１は、硝子体切除器の管類２０８の第二の管２０８ｂと、真空源２２２とに連結される。真空源２２２からの吸引カセット１１１内の真空により、硝子体切除器２１０から吸引物を、第二の管２０８ｂを介して吸引カセット１１１内のバイアルに抜き出す。吸引カセット１１１内の真空レベルおよび吸引レベルは、操作盤１０６が提供する調節可能な真空制御２２１によって制御される。切除／吸引モードが停止すると、ピンチ弁２１８の閉塞を遅らせることにより、吸引カセット１１１を大気に通気することもできるようになる。ピンチ弁２１８が閉鎖しているとき、吸引カセット１１１内の真空は、真空制御２２１によって決定されたレベルに戻る。吸引カセット１１１の真空レベルは、圧力トランスデューサ２２８によって監視される。作動中、吸引カセット１１１は、患者の眼と実質的に水平に位置付けされ、それにより、吸引カセット１１１と眼との間の流体柱によって引き起こされる吸引摂動を最小化することができる。
【００２３】
吸引カセット１１１のバイアルは、例えば、約２５ccの容積を有することができる。バイアルに受け取られる吸引物の容積は、図１１に示すセンサシステム１１００を用いて監視することができる。バイアルが閾値容積の吸引物を収容しているかどうかの検出に加えて、センサシステム１１００は、吸引カセット１１１が硝子体切除システム１００にないかどうかも検出する。センサシステム１１００は、バイアルを通る二つの別個の赤外線ビームを放出するように配置された、一対の赤外発光ダイオード（ＬＥＤ）１１０４ａおよびｂを含む。一対のトランジスタ１１０６ａおよびｂは、バイアルを通して放出された赤外線ビームを受け取るように、対応して位置付けられる。硝子体切除システム１００に吸引カセット１１１がないとき、赤外線ビームはバイアルを通過せず、したがって、実質的に散乱を受けない。実質的に散乱がないため、トランジスタ１１０６ａおよびｂに至る赤外線エネルギーは、実質的に最大に等しい。この最大レベルの赤外線エネルギーに対応する「カセットなし」閾値が設定される。トランジスタ１１０６ａおよびｂの両方が「カセットなし」閾値よりも大きい赤外線エネルギーを受け取るとき、吸引カセット１１１がないと見なされる。
【００２４】
吸引カセット１１１が硝子体切除システム２００に据え付けられ、存在しているとき、赤外線ビームは、バイアルに起因するいくらかの散乱を受け、トランジスタ１１０６ａおよびｂに至る赤外線エネルギー量は、「カセットなし」閾値より下のレベルに減少する。バイアルが吸引物で満たされるにつれ、ＬＥＤ１１０４ａおよびｂは、バイアルが吸引物で実質的に満杯になっているときに赤外線ビームが吸引物を通過しなければならない位置に位置付けられる。赤外線ビームが吸引物を通過するとき、追加の散乱を受け、トランジスタ１１０６ａおよびｂに至る赤外線エネルギーはさらに減少する。この減少したレベルのエネルギーに対応する「カセット満杯」閾値が決定される。トランジスタ１１０６ａおよびｂのどちらか一方が「カセット満杯」閾値よりも低い赤外線エネルギーを受け取ったとき、バイアルが満杯であると見なされる。概して、トランジスタ１１０６ａおよびｂによって受け取られる信号の強度は、吸引カセット１１１が硝子体切除システム１００に存在していないかどうか、または吸引物の容積が一定の容積に至ったかどうかを表す。バイアルが満杯であることを硝子体切除システム１００が検出した後、吸引カセット２００が取り外されたことを検出したとき、または操作盤１０６を介して電源／リセット機能によって硝子体切除システム１００をリセットするとき、硝子体切除システム１００をリセットすることができる。
【００２５】
再び図２を参照すると、硝子体切除システム２００は、真空源２２２を介して内部に真空を発生させる。最大真空は、例えば、（海面位で）約５００mmHg〜約７００mmHgであることができる。検出したエラー状態に起因して硝子体切除システム１００が止まっている場合、例えば、入力ガス圧もしくはバッテリ充電レベルに問題がある場合、または吸引カセット１１１がない場合、真空源２２２は作動しない。
【００２６】
真空源２２２は、真空アキュムレータ２２４に連結している。真空アキュムレータ２２４は、システムの真空を蓄え、真空源２２２が作動していないときでさえ、吸引カセット１１１内の真空を維持する容量を有する。アキュムレータは、例えば、約２５０ccの容積を有することができる。真空源２２２が作動しているとき、真空アキュムレータ２２４は、変動をならすこともする。真空アキュムレータ２２４内の真空レベルは、圧力トランスデューサ２２６を用いて監視される。
【００２７】
硝子体切除システム１００は、圧力源２３０を介して内部に低圧空気を発生させて空気交換を提供する。空気交換は、処置中に洗浄ボトル内の圧力を調節することによって、注入流体の注入圧を制御する。空気交換は、空気−流体交換中に眼に低圧空気を送り込むこともできる。低圧空気は、アキュムレータ２３２に導入される。アキュムレータ２３２は、例えば、約５psigの圧力を蓄える。アキュムレータ２３２は、圧力源２３０が作動しているとき、変動をならすこともする。低圧力源２３０がアキュムレータ２３２内に要求される圧力を提供すると、アキュムレータ２３２は、圧力源２３０を補助真空源として具現化されることをできるようにする容量を有する。圧力源２３０からの出力圧力は、操作盤１０６を用いて提供される空気交換制御２３４によって決定される。切除／吸引モードが起動もしくは停止しているかどうか、またはエラー状態にあるかどうかにかかわらず、空気交換を維持することができる。有利なことには、低圧空気の内部発生により、硝子体切除システム１００は、任意の特別な外部空気圧源とは無関係に作動することができる。
【００２８】
一つの実施形態では、生理食塩水を収容する潅注流体ボトルは、空気交換管セットを介して空気交換接続１１０に接続される。空気交換管セットは、眼科での外科手術中に強制空気または流体を送り込むように意図されたＰＶＣ管類セットである。空気交換管セットは、ボトル内に挿入するための３チャネル点滴用スパイク針を含む。三方スパイク針は、生理食塩水を通じて圧力源２３０からの空気を送り込むように設計され、一方、デュアルＰＶＣ管類が空気および生理食塩水を投与する。デュアルＰＶＣ管類は、適切な接続のための三方活栓を有する。洗浄流体ボトルは、眼と実質的に水平に位置付けることができる。空気交換管セットからのスパイク針はボトルに連結され、注入カニューレは空気交換管セットの他の端部に連結される。空気交換制御２３４は、所望の注入圧を提供するように設定される。
【００２９】
図３Ａ〜Ｂ、４および５は、硝子体切除システム１００による硝子体切除器２１０の駆動法およびピンチ弁２１８の制御法の例を図示する。ガス圧力源１１２は、例えば、約９００psigの圧力の二酸化炭素（ＣＯ２）を収容する従来のタンク３１２ａを含む。ガスタンク３１２ａは、ハウジング１０２によって脱着可能に受け取られ、しっかり着座するまでガス源コネクタにねじ込まれる。
【００３０】
硝子体切除システム１００へのガスの供給に従来のタンクを採用することにより、通常では特別な病院施設で利用可能な、特別なガス供給システムへのアクセスがなくとも、硝子体切除システム１００を作動させることができる。硝子体切除システム１００は、例えば、サイズが１２ｇ〜３３ｇの範囲のガスシリンダーを受容することができる。そのようなサイズのガスシリンダーは、硝子体切除システム１００の携帯性を高める。その上、標準のより小さい規格品のガスタンクとの互換性により、硝子体切除システム１００を使用する利便性および費用対効果が高まる。また、より小さいサイズおよび相対的に低い費用のガスシリンダーにより、各処置に使用される利便性のよい使い捨て可能なパッケージにそれを包含することができる。
【００３１】
ガスタンク３１２ａ内の圧力は、例えば、タンクに取り付けられた高圧レギュレータ３１２ｂを使用して、約８０psigの圧力に調整される。高圧レギュレータ３１２ｂ内部への液体ＣＯ２侵入からの保護は、ガス源コネクタと高圧レギュレータ３１２ｂとの間のアダプタによって提供される。圧力トランスデューサ２０４を使用して、高圧レギュレータ３１２ｂからの出力を監視する。圧力が最小閾値、例えば、７０psigより下に降下した場合、硝子体切除システム１００はシャットオフする。
【００３２】
低圧レギュレータ３１３は、ガス圧を、例えば、約１６psigに減少させる。パルス発生システム２０６は、弁の組み合わせ３１４を含む。低圧レギュレータ３１３からのガスは、弁の組み合わせ３１４に導入され、硝子体切除器２１０を駆動するための圧力パルスを発生させる。圧力パルスにより硝子体切除器２１０における圧力がサイクルに従い変動し、硝子体切除器２１０における様々な圧力により硝子体切除器２１０の切除機構が開放および閉鎖する。
【００３３】
図３Ａの実施形態の例に示すように、弁の組み合わせ３１４は、二方加圧弁３１４ａおよび二方排気弁３１４ｂを包含することができる。加圧弁３１４ａは、低圧レギュレータ３１３と硝子体切除器２１０とに連結される。切除サイクルの初めに、加圧弁３１４ａは、約６msの間、開放し、硝子体切除器２１０における圧力を最大約１４psigに上昇させる。図４に示す圧力曲線４００は、切除サイクル中の硝子体切除器２１０における圧力を時間の関数として図示する。図４に示す対応する曲線４１０は、切除サイクル内の期間４１２の間、加圧弁３１４ａが開放したままである場合を表す。最大圧力は、ピーク４０２として示される。
【００３４】
排気弁３１４ｂは、硝子体切除器２１０と、マフラーを通して大気とに連結される。切除サイクル中、排気弁３１４ｂは、約１８msの間、開放し、硝子体切除器２１０における圧力を最大圧力から最小圧力である約４psigに減少させる。図４に示す曲線４２０は、切除サイクル内の期間４２２の間、排気弁３１４ｂが開放したままである場合を表す。曲線４００、４１０および４２０を総合し、硝子体切除器２１０における圧力がいかに加圧弁３１４ａの開放／閉鎖および排気弁３１４ｂの開放／閉鎖に呼応しているかを図示する。最小圧力を、谷４０４として図４の圧力曲線４００に示す。図４に図示するように、弁３１４ａおよびｂの開放および閉鎖は、所望の圧力プロフィール、例えば、圧力曲線４００を達成するようにタイミングを合わせる。ある種のタイプの弁を用いると、弁３１４ａおよびｂが開放する時間およびやり方は、弁３１４ａおよびｂが閉鎖する時間およびやり方とは異なることができる。したがって、図４のこの非対称挙動の理由を説明すると、例えば、加圧弁３１４ａを閉鎖する時の時間と、排気弁３１４ｂを開放する時の時間との間に約８msの遅れがある。
【００３５】
あるいは、図３Ｂの実施形態に示すように、弁の組み合わせ３１４は、三方加圧弁３１４ｃおよび二方排気弁３１４ｄを包含する。加圧弁３１４ｃは、低圧レギュレータ３１３と、硝子体切除器２１０と、排気弁３１４ｄとに連結される。二方弁３１４ｄは、加圧弁３１４ｃと、マフラーを通して大気とに連結される。切除サイクルの初めに、加圧弁３１４ａは、約６msの間、開放し、硝子体切除器２１０における圧力を最大約１４psigに上昇させる。加圧弁３１４ｃが閉鎖すると、硝子体切除器２１０は、加圧弁３１４ｃを介して排気弁３１４ｄに連結される。したがって、排気弁３１４ｄは、加圧弁３１４ｃが閉鎖するのと同時に開放する。排気弁３１４ｄは、硝子体切除器２１０をマフラーを介して大気に連結する。排気弁３１４ｄは、約１８msの間、開放したままであり、硝子体切除器２１０における圧力を最大から最小である約４psigに減少させる。
【００３６】
概して、図３Ａ〜Ｂに示すパルス発生システム２０６の実施形態は、第一の弁および第二の弁を包含し、第一の弁および第二の弁が硝子体切除器２１０を駆動するサイクルに従って硝子体切除器２１０における圧力を上昇および減少させるように作動可能である。サイクル内の第一の時間に、パルス発生システム２０６は、硝子体切除器２１０における圧力を最大圧力まで上昇させる。サイクル内の第二の時間に、パルス発生システムム２０６は、硝子体切除器２１０における圧力を常圧よりも大きい最小圧力まで減少させる。硝子体切除器２１０からの、および硝子体切除器の管類２０８内のガスを圧力が常圧に至るまで排気する代わりに、硝子体切除器２１０における、および硝子体切除器の管類２０８内の圧力を常圧よりも大きい最小圧力に維持する。その結果として、切除サイクル中に圧力を最大圧力まで上昇させるためには、ガス源１１２は、硝子体切除器２１０における、および硝子体切除器の管類２０８内の圧力が常圧に降下することを許容する場合に要求されるであろう量よりも少ないガスの供給を要求される。それゆえに、実施形態は、切除サイクル中にガスをより効率的に使用し、ガス源１１２からの供給ガスの消耗がより遅くなる。
【００３７】
硝子体切除システム１００によるガスの効率的な使用は、硝子体切除システムが、例えば、１２ｇ〜３３ｇのサイズのガスタンクとともに採用される場合に特に有利である。３Ａ〜Ｂに示す実施形態は、システム内のガス圧が常圧よりも大きい最小閾値以上に保たれているとき、硝子体切除器の作動を約６分から約１９分間提供することができる。作動時間は、硝子体切除器２１０の切除速度に応じて決まる。例えば、１６ｇのシリンダータンクは、硝子体切除器２１０が１２００cpmで作動しているとき、硝子体切除器の作動を約８〜約９分間提供することができる。当然ながら、一部の実施形態では、利用可能な場合に特別なガス供給システムを用いて硝子体切除システム１００を使用できるようにするためにアダプタが利用可能である。特別なガス供給システムは、効果的に、硝子体切除システム１００の作動時間を無制限に伸ばす。
【００３８】
前に記載した実施形態は、硝子体切除器２１０における圧力を最大約１４psigに上昇させ、圧力を最小圧力である約４psigに減少させるが、切除サイクル中の最大および最小圧力は、他の実施形態では異なることもできる。最大および最小圧力は、硝子体切除器２１０を作動させるのに要求される圧力に従って選択される。例えば、切除サイクル中の最大圧力は、硝子体切除器２１０の切除機構を完全に閉鎖し、要求された切除速度を達成するに十分な圧力にする。より速い切除速度は、硝子体切除器２１０の切除機構におけるより大きいばね力、およびそれに対応したより高い印加圧力によって達成することができる。ガスの効率的な使用を促進するために、最大圧力は、好ましくは、切除機構を完全に閉鎖するのに要求される最低の圧力である。切除機構を完全に閉鎖するのに要求される圧力は、ある程度は、硝子体切除器２１０の切除機構に関係するばね力のみならず、摩擦に打ち勝つために要求される力にも応じて決まる。
【００３９】
その一方で、切除サイクル中の最小圧力は、切除機構を完全に開放させるために十分に低くする。ガスの効率的な使用をさらに促進するためには、最小圧力は、好ましくは、硝子体切除器２１０の切除機構の完全な開放を依然として確実にすることが可能な限り高い圧力である。概して、上に記載した弁の組み合わせ３１４を採用する実施形態は、切除サイクル中の最大圧力と最小圧力との差異を最小化することによって、ガスのより効率的な使用を達成する。一部の実施形態では、最大効率は、圧力の差異が約８psig〜約１０psigであるときに達成される。
【００４０】
加圧弁および排気弁は、最大圧力および最小圧力をそれぞれ達成するのに必要な期間の間、開放される。最小および最大圧力のみならずその期間も、弁の組み合わせ３１４および硝子体切除器２１０の構造および機器構成に応じて決まる。通常、加圧弁が圧力を最大まで上昇させるのにかかる時間よりも、排気弁が圧力を最小に減少させるのにより時間がかかるため、加圧弁は、切除サイクルの時間の半分よりも長く開放したままとはならない。硝子体切除システム１００内の空気流を最適化するために、パルス発生システム２０６は、加圧弁を開放するのに要求される時間のうちの最短時間中に最大切除速度を提供するに十分な最大圧力を送り込むように調節することができる。
【００４１】
ガス源１１２によって提供されるガスのより効率的な使用の達成および作動時間を伸ばすことに加えて、切除サイクル中の最大圧力と最小圧力との差異を最小化する実施形態は、追加の効果も提供することが見出された。とりわけ、実施形態は、硝子体切除システム１００の作動に関係するノイズを減少させる。ノイズは、処置中の注意をそらすものである。従来では、硝子体切除システムにマフラーを使用してノイズを減少させていたが、一般的に、硝子体切除システム１００のパルシングの性質に起因して、ノイズを消すことは困難である。しかしながら、先に記載したように最小および最大圧力を変化させることにより、各切除サイクル中に移動する空気がより少ないため、ノイズのより大きな減少がもたらされる。
【００４２】
さらに、実施形態は、硝子体切除器の管類２０８内のガス圧が引き起こす剛性の量も減少させる。剛性は、硝子体切除器の管類２０８内のより大きな平均作動圧力に伴い増大する。しかしながら、硝子体切除器の管類２０８がより柔軟なままであるとき、硝子体切除器２１０の操作は、より容易である。
【００４３】
加えて、最大圧力と最小圧力との差異がより大きく、硝子体切除器の管類２０８がより堅いとき、硝子体切除器の管類２０８は、上下動または振動し、硝子体切除器２１０を保持する操作者の手に乱れを伝えるより大きな傾向を有する。それゆえに、硝子体切除器の管類２０８の剛性の減少は、より大きな触覚および硝子体切除器２１０のより安定した制御を操作者に与える。
【００４４】
前に述べたように、硝子体切除器の管類１０８は、要求された切除速度で硝子体切除器２１０を駆動するための十分なガス流を提供することが必要である。しかしながら、硝子体切除システム１００は、ガス源１１２からのガスの消費も最小化する。より大きな内径を持つより長い管は、より多いガス流量を提供し、結果としてより多いガスを消費する。逆に、より小さい内径を持つより短い管は、より少ないガス流量を提供し、結果としてより少ないガスを消費する。前に述べたように、硝子体切除器の管類２０８の長さは、実用性を検討して決定される。例えば、硝子体切除器の管類２０８の長さは、１メートルよりも短くない。したがって、所与の長さを持つ硝子体切除器の管類２０８の場合、ガス流が要求された切除速度で硝子体切除器２１０を駆動できなくなる点まで内径を減少させることができる。ガス消費の最小化に加えて、より小さい内径は、結果として硝子体切除器の管類２１０の剛性をより小さくする。
【００４５】
再び図３Ｂを参照すると、ピンチ弁駆動２１２は、弁の組み合わせ３２２も採用して、ピンチ弁２１８を駆動する圧力を制御する。弁の組み合わせ３２２は、加圧弁３２２ａおよび排気弁３２２ｂを包含する。加圧弁３２２ａは、低圧レギュレータ３１３と、ピンチ弁２１８のための空気シリンダーとに接続される。ピンチ弁２１８の空気シリンダーは、硝子体切除器の管類２０８の第二の（吸引）管２０８ｂの閉鎖を助ける、逆作動式（ばねが伸びた）空気シリンダーであることができる。作動中、加圧弁３２２ａは、例えば、約１００msの間、開放し、ピンチ弁２１８を開放する。排気弁３２２ｂは、ピンチ弁２１８の空気シリンダーと、マフラーを通して大気とに接続される。排気弁３２２ｂは、例えば、約１００msの間、開放し、ピンチ弁２１８を閉鎖する。
【００４６】
図５は、硝子体切除器２１０を駆動し、図３Ａに示す弁の組み合わせ３１４を採用する硝子体切除システム１００のピンチ弁２１８を制御するための電子回路の例を図示する。硝子体切除器２１０は、操作盤１０６に提供される、照明付きトグルスイッチ５０２および調節可能なポテンショメータ５２２によって制御される。調節可能なポテンショメータ５２２は、硝子体切除器２１０の切除速度を測定する。スイッチ５０２は、切除／吸引モードの起動と停止とを交互に変え、それぞれが硝子体切除器２１０を用いる切除を有効または無効にするように作動する。切除／吸引モードが停止すると、吸引システムも、ピンチ弁２１８を閉鎖して大気に戻る。スイッチ５０２は、赤色／緑色ＬＥＤの組み合わせ５０４で照明される。ＬＥＤは、利用可能なガス圧が最小閾値、例えば、約７０psigより下に下がったときに赤色に照明される。ＬＥＤは、切除／吸引モードが起動しているときに緑色に照明される。ＬＥＤは、切除／吸引モードが停止しているときには照明されない。
【００４７】
スイッチ５０２が切り替えられて切除／吸引モードを起動すると、硝子体切除システム１００の作動が有効になる。硝子体切除システム１００の実施形態はマイクロプロセッサを採用することができるものの、図５に示す実施形態は、個別の集積回路（ＩＣ）機能ブロック（ロジックゲート、フリップフロップ、マルチバイブレータなど）を採用する。とりわけ、硝子体切除システム１００は、切除サイクルに従って硝子体切除器２１０の作動を決定するマルチバイブレータチェーン５０６を採用する。したがって、スイッチ５０２がＯＮに切り替えられると、スイッチプルアップレジスタ５０４が接地し、ＲＥＳＥＴ信号がマルチバイブレータチェーン５０６から除去される。単安定マルチバイブレータ５０６ａをトリガして二方加圧弁３１４ａを開放する。単安定マルチバイブレータ５０６ａをトリガすると、硝子体切除器２１０における圧力が増大し、切除機構を閉鎖する。要求される時間量、例えば、約６msの間、加圧弁３１４ａを閉鎖した後、次の単安定マルチバイブレータ５０６ｂがトリガされる。前に記載したように、加圧弁３１４ａを閉鎖するときの時間と、排気弁３１４ｂを開放するときの時間との間に、例えば、約８msの遅れがある。遅れ時間が過ぎた後、チェーン５０６における最終の単安定マルチバイブレータ５０６ｃがトリガされる。単安定マルチバイブレータ５０６ｃは、二方排気弁３１４ｂを開放して、硝子体切除器２１０の切除機構を開放させる。要求される時間量、例えば、約１８msの後、排気弁３１４ｂは、閉鎖する。スイッチ５０２によって切除／吸引モードを起動したとき、非安定マルチバイブレータ５０６ｄは、硝子体切除器２１０のために選択された切除速度で作動する。非安定マルチバイブレータ５０６ｄは、加圧弁３１４ａを制御する単安定マルチバイブレータ５０６ａをトリガして、切除サイクルを繰り返す。
【００４８】
処置中、硝子体切除器２１０の先端は、除去を要する硝子体ゲルの領域に設置される。切除／吸引モードは、トグルスイッチ５０２またはフットペダルを通じて起動することができる。切除／吸引モードが起動しているとき、硝子体切除システム１００は、調節可能な切除速度制御５２２および調節可能な真空制御２２１によって決定されたレベルで切除および吸引する。硝子体ゲルの所望の容積を除去すると、もう一度トグルスイッチ５０２を押すか、フットペダルを放すことによって切除／吸引モードを停止する。
【００４９】
切除／吸引モードが停止すると、硝子体切除器２１０の切除機構は直ちに止まる。加えて、排気弁３１４ｂを制御する単安定マルチバイブレータ５０６ｃがトリガされ、硝子体切除器２１０の切除機構を強制的に開放する。
【００５０】
図６は、硝子体切除システム１００による吸引の制御法の例を図示する。真空源２２２は、真空ポンプ６０２、例えば、６ＶＤＣダイヤフラムポンプを包含する。真空ポンプ６０２の排気は、マフラーに接続される。真空アキュムレータ２２４における真空が真空圧力起動閾値より下に降下すると、真空ポンプ６０２が起動する。真空圧力起動閾値は、例えば、調節可能な真空制御２２１によって指定された吸引レベルを超える圧力約２５mmHgに設定される。真空アキュムレータ２２４内の真空レベルは、圧力トランスデューサ２２６によって監視される。図７の電子回路に示すように、センサ７０２によって測定された真空レベルは、真空圧力起動閾値と比較される。センサ７０２によって測定された真空レベルは、真空圧力停止閾値とも比較される。アキュムレータ内の真空が真空圧力停止閾値に達すると（またはエラー状態が起きると）、真空ポンプ７０２は止まる。
【００５１】
図６にさらに図示するように、比例弁６１２ａおよび二方弁６１２ｂは、吸引カセット１１１内の真空レベルを制御する。比例弁６１２ａは、真空アキュムレータ２２４と、（疎水性フィルタ６１６を通して）吸引カセット１１１とに連結される。比例弁６１２は、吸引カセット１１１内の圧力を真空制御２２１によって決定された値まで低めるように作動する。比例弁６１２ａは、オーバーシュートおよび真空反応時間を最小化する量だけ開放される。吸引カセット６２０の真空レベルは、圧力トランスデューサ２２８によって監視される。二方弁６１２ｂは、吸引カセット１１１と、大気とに連結される。二方弁６１２ｂは、吸引カセット１１１内の圧力を上昇させるように作動する。
【００５２】
図８は、硝子体切除システム１００における吸引を制御するための電子回路の例を図示する。操作者は、ポテンショメータ８０２またはリニアフットペダル８０４を包む調節可能な真空制御２２１によって吸引レベルを制御する。調節によって、真空を、例えば、約２５mmHg〜約５００mmHgに設定することができる。設定値は、吸引カセット１１１に連結された真空センサ８０６によって比較される。真空センサ８０６は、真空アキュムレータ２２４の真空を監視するセンサ７０２と同様のものであることができる。両方の場合においても、センサは、１５psig（約７７５．７mmHg）と相等しい４ＶＤＣ範囲を有する。
【００５３】
吸引カセット１１１内の真空レベルが操作者によって設定された吸引レベルよりも小さい（かつエラー状態またはカセットの通気が進行中でない）場合、二方弁６１２ａは、開放して、吸引カセット１１１を真空アキュムレータ２２４に連結する。吸引カセット１１１は、真空アキュムレータ２２４に空気を通過させて、吸引カセット１１１内の圧力を減少させる。吸引カセット１１１内の真空レベルがユーザによって設定された吸引レベルと一致すると、二方弁６１２ａは、閉鎖して、真空アキュムレータ２２４から吸引カセット１１１を切り離す。
【００５４】
吸引カセット１１１内の真空レベルが吸引カセットの真空閾値よりも高いとき、吸引カセット１１１は、大気に連結される。吸引カセット１１１内の真空レベルが吸引カセットの真空閾値よりも大きいか、吸引カセット１１１の通気が進行中である場合、二方弁６１２ｂによって吸引カセット１１１が大気圧に到達することができる。
【００５５】
切除／吸引モードが停止するか、警報状態が起きたとき、第二の機構は、吸引カセット１１１の大気への通気を制御する。この場合、Ｄラッチは、比例弁６１２ａに吸引カセット１１１と真空アキュムレータ２２４との間の接続を閉鎖させ、一方、二方弁６１２ｂは吸引カセット１１１を大気に接続する。吸引カセット１１１が「カセット大気圧」閾値に達すると、Ｄラッチはリセットされ、ピンチ弁２１８は管２０８ｂを挟み、閉鎖する。Ｄラッチをリセットすることにより、比例弁６１２ａは吸引カセット１１１を真空アキュムレータ２２４に連結させることができるようにもなり、その後も操作者によって設定された真空レベルで吸引カセット１１１を駆動できるようにする。
【００５６】
切除／吸引モードが起動している（かつエラー状態が存在していない）とき、ピンチ弁２１８は、開放して、正常な吸引を行う。吸引カセット１１１を硝子体切除システム１００から取り外して取り換えのカセットを据え付ける場合にも、ピンチ弁２１８は開放する。
【００５７】
図９は、硝子体切除システム１００による空気交換の処理法の例を図示する。圧力源２３０は、圧力／真空ポンプ９０２、例えば、６ＶＤＣダイヤフラムポンプを包含する。二つの三方弁９０４ａおよびｂを通じて、圧力／真空ポンプ９０２を吸引機能のみならず空気交換機能のためにも採用することができる。三方弁９０４ａおよびｂは、それらが閉鎖しているときに圧力／真空ポンプ９０２が空気交換機能のために圧力を送り込むように構成される。逆に、三方弁９０４ａおよびｂが開放しているとき、圧力／真空ポンプ９０２は、吸引機能のための真空を送り込む。空気交換機能が優先される。圧力が閾値、例えば、約５psigより下に降下すると、圧力／真空ポンプ９０２は、アキュムレータ２３２における圧力を増大するように作動する。アキュムレータ２３２における圧力は、圧力トランスデューサ２３６によって監視される。
【００５８】
図９にさらに図示するように、比例弁９１２ａおよび二方弁９１２ｂは、空気交換圧力の出力レベルを制御するように採用される。比例弁９１２ａは、アキュムレータ２３２と、（疎水性フィルタを通して）出力１１０とに連結される。比例弁９１２ａは、出力圧力を空気交換制御２３４によって設定された値まで上昇させるように作動する。出力圧力が設定された値に至ると、比例弁９１２は閉鎖するか、その開放が不変の流れ負荷に一致するように調節される。比例弁９１２ａが開放する量は、オーバーシュートおよび圧力反応時間を最小化するように制御される。出力圧力レベルは、圧力トランスデューサ９１６によって監視される。その一方で、二方弁９１２ｂは、出力９１４と、大気とに連結され、出力圧力を低めるように作動する。
【００５９】
図１０を参照すると、硝子体切除システム１００は、充電式バッテリ１００２を採用する。硝子体切除システム１００は、外部電源に連結され、充電式バッテリ１００２を再充電することができる。しかしながら、硝子体切除システム１００は、その使用のために完全に充電する必要はない。外部電源に接続されるとき、硝子体切除システム１００は、充電式バッテリ１００２を再充電しながら、外部電源からの電力によって作動する。有利なことには、充電式バッテリ１００２によって、硝子体切除システム１００は、外部電源へのアクセスがなくとも作動することができる。充電式バッテリ１００２は、硝子体切除システム１００の携帯性を高める。その上、充電式バッテリ１００２は、好都合には、硝子体切除システムを従来の壁電気コンセントに接続することによって再充電することができる。
【００６０】
バッテリ１００２を充電するために硝子体切除システム１００をオンにすることも必要ではない。しかしながら、硝子体切除システム１００をオンにした場合、電源表示灯は、バッテリ充電状態を示す。電源表示灯は、緑色および赤色ＬＥＤを介して照明される。電源表示灯が赤色に照明される場合、処置を完了するに十分な充電がないことがある。一部の場合では、消耗したバッテリ１００２に起因して電源表示灯は照明されることができない。三つのコンパレータ１００４ａ〜ｃを利用して、バッテリ持続時間の視覚的表示を提供する。第一のコンパレータ１００４ａは、推定バッテリ持続時間が３０分を上回るかどうかを決定する。第二のコンパレータ１００４ｂは、推定バッテリ持続時間が２０分を上回るかどうかを決定する。これらの二つのコンパレータ出力は、硝子体切除システム１００が充電式バッテリ１００２によって作動しているとき有効で、充電式バッテリ１００２を充電している一定の期間中選択的に有効な、透明ラッチ１００６を通過する。ラッチ１００６からの出力は、バッテリ電圧が３０分を上回った（緑色の電源表示灯）ときに強制的にリセットされるか、バッテリ電圧が２０分以下に下がった（赤色の電源表示灯）ときに強制的にトリガされる、非安定マルチバイブレータ１００８に連結される。２０分〜３０分の間、マルチバイブレータ１００８は、６０Hzの速度で作動する（赤色と緑色とを組み合わせて黄色の電源表示灯を提供する）ことができる。第三のコンパレータ１００４ｃは、推定バッテリ持続時間が３分より短いかどうかを決定し、この場合、操作者に警告するための警報が提供される。
【００６１】
硝子体切除システム１００の一部のコンポーネントは再利用可能なものであることができるが、他のコンポーネント、例えば、ガスシリンダータンク２０２ａ、硝子体切除器２１０、硝子体切除器の管類２０８、吸引カセット１１１、潅注管類などは、使い捨て可能な、一回分の処置で使用するために提供されるものであることができる。使い捨て可能なコンポーネントは、好都合なことには、一回分の使い捨て可能なパック、例えば、Tyvek（登録商標）材料を用いたものにパッケージされることができる。硝子体切除器２１０、硝子体切除器の管類２０８、吸引カセット１１１および潅注管類は、他の汚染廃棄物と同一のやり方で処分される。
【００６２】
硝子体切除システム１００は、使い捨て可能な眼内照明器も包含できる。照明レベルは、操作盤１０６によって所望の量に調節できる。眼内照明器のプローブが眼内にないときには光出力が減少し、眼内照明器のファイバが損傷する可能性を減少させ、バッテリ寿命を長くする。
【００６３】
図１２Ａは、出力コネクタ容器１２０２を介して眼内照明器に光を提供するための照明システムの例１２００を図示する。出力コネクタ容器は、光ファイバコネクタを受容する。一つの実施形態では、例えば、光ファイバコネクタは、約６．３５cm（２．５インチ）の長さを有する（直径が約１．１mm（０．４２インチ）の）１９ゲージ皮下注射針から作成することができる。照明システム１２００内の光源は、ＬＥＤ１２０５を含む。図１２Ａに示すように、ＬＥＤ１２０５は、プリント基板（ＰＣＢ）１２０３上に提供される。例えば、ＬＥＤ１２０５は、光の一部分を、白色に見えるより長い波長の広帯域光に変換する蛍光体コーティングを持つ青紫色ＬＥＤ（約４３５nm）であることができる。ＬＥＤ１２０５の発光部分は、約２mm２であることができる。図１２Ｂは、ＬＥＤ１２０５の相対スペクトル出力を図示する。
【００６４】
ＬＥＤ１２０５は、ダイオード面を保護するものの、ＬＥＤ１２０５の放射パターンに有意な影響を及ぼさない、平らな窓を包含する。レンズ１２０６は、ＬＥＤ１２０５からの光を集める。レンズ１２０６は、例えば、０．６３の開口数（ＮＡ）を持つプラスチックハイブリッドの非球面である。レンズ１２０６は、非球面と回折面との組み合わせを有し、伝統的なレンズ設計に共通する色収差および球面収差の両方を減少させる。ＬＥＤ１２０５の発光面は、レンズ１２０６の焦点に設置される。レンズ１２０６から出る光は、ほぼ平行である。吸収フィルタ１２０８を光柱に設置して、スペクトル分布を調整する。フィルタ１２０８は、例えば、厚さが約６mmのSchott GG435ガラスから形成することができる。フィルタ１２０８は、ＬＥＤ１２０５に固有のスペクトル出力と調和して働く。換言すると、フィルタ１２０８の仕様は、ＬＥＤ出力スペクトルに応じて決めることができる。フィルタ１２０８の仕様においては、出力スペクトルの色、光毒性および発光効率に検討が与えられる。参考として、ＬＥＤ１２０５からのフィルタなしの出力は、０．３０、０．２８ＣＩＥ色度、６２５ルーメン毎ハザダスワットおよび２７１ルーメン毎ワットを計測することができ、一方、フィルタを通した出力は、０．３６、０．３９ＣＩＥ色度、１９５１ルーメン毎ハザダスワットおよび３６３ルーメン毎ワットを計測することができる。これらの全ては、眼科の光源として非常により望ましい。図１２Ｃは、フィルタを通したＬＥＤ光の相対スペクトル出力を図示する。
【００６５】
第二のレンズ１２１０は、コリメートレンズ１２０６と実質的に同様であり、フィルタを通した光を集め、それをＬＥＤ１２０５の像に焦点を結ぶ。光ファイバ１２０２の近接端は、第二のレンズ１２１０の焦点に設置され、光を手術野に導く。
【００６６】
ＬＥＤ１２０５からの出力は、温度に感受性が高いことができる。作動電流が増大するにつれ、ダイ温度も増大する傾向がある。ダイ温度が増大すると、定められた駆動電流における出力光レベルは、より低い温度における同じ駆動電流に対して低下する傾向がある。ＬＥＤ１２０５が取り付けられたＰＣＢ１２０３は、ＬＥＤ１２０５からの熱の除去を最大限にする。基板は、例えば、基板の表（ＬＥＤ）側上に位置する（信号および電力のための）銅配線を持つ、厚さが約０．３８mm（０．０１５インチ）のファイバガラスから形成することができる。めっきされたスルーホールは、ＰＣＢ１２０３を、例えば、約３．１７５mm（０．１２５インチ）の厚さを有する銅ベースプレート１２０９にはんだ付けするための接着点を提供する。銅ベースプレート１２０９は、ＰＣＢ１２０３の孔を通って突き出す約０．３８mm（０．０１５インチ）の銅ポストを有し、ＬＥＤ１２０５の中央接点と銅ベースプレート１２０９との間の直接接触を提供する。ＬＥＤ１２０５の中央接点は、発光ダイから離れた所に熱を伝導することができるように提供される。この機器構成により、ＬＥＤ１２０５からの熱は、最小限の熱抵抗を持つ大きな領域にわたって急速に広がることができる。銅ベースプレート１２０９は、ペルチェ冷却器１２０７に取り付けられる。ペルチェ冷却器１２０７は、銅ベースプレート１２０９からの熱を、冷却器１２０７に取り付けられたアルミニウムポスト１２０４にポンプする。ポンプされる熱量は、ペルチェ冷却器１２０７に与えられる駆動電流の量に関連する。アルミニウムポスト１２０４は、マルチフィン付きアルミニウムヒートシンクに取り付けられる。ヒートシンクは、ヒートシンク上に取り付けられたファンによっても送風される、ヒートシンクにわたる冷却用空気に熱を効率的に伝える。サーミスタは、銅ポストとの直接接続によってＰＣＢ１２０３上に取り付けられ、ＬＥＤ温度を監視する。制御電子回路は、サーミスタからの信号を使用して、ペルチェ冷却器１２０７の電流およびＬＥＤ１２０５の制御温度を調節する。
【００６７】
前に記載したように、本発明の態様は、特別な電力およびガスシステムに依存することなく、硝子体切除システムにおいて、硝子体切除器の駆動、吸引の提供および流体−空気交換の処理をするためのシステムおよび方法を提供する。例えば、本発明の態様は、ガスをより効率的に使用して、硝子体切除システムが幅広く利用可能なより小さいガスシリンダーを使用することができるようにする。したがって、対応する実施形態は、携帯可能であり、多様な臨床環境で使用することができる。
【００６８】
本発明を多くの例示的な実施形態および具現化したものに関連して記載したが、本発明は、これらに限定されず、むしろ、各種の変形、寸法、形状および同等の配置をカバーする。本発明の他の具現化したものは、本明細書に開示する本発明の仕様および実践の検討から当業者に明らかとなる。記載した実施形態の各種の態様および／またはコンポーネントは、単独でまたは任意の組み合わせで使用することができる。仕様および例は、単なる例示的なものとして見なされることを意図する。例えば、先に記載した実施形態は、硝子体生検および硝子体穿刺用として表すことができるが、本発明の態様は、他の処置、例えば、飛蚊症における硝子体切除および脱血にも適用することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【国際調査報告】
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