(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
眼内レンズを眼の水晶体嚢内に移植するためのデバイスであって、
管状筐体であって、前記管状筐体の前端と後端との間に延在する主軸を有する、管状筐体と、
前記管状筐体内に長手方向に配設され、第１の端部および第２の端部を有するプランジャであって、前記第１の端部が前記管状筐体の前記前端に向かって配設される、プランジャと、
前記管状筐体内に配設された電気駆動系であって、電気モーターを含み、前記管状筐体の前記主軸に沿って前記プランジャの長手方向の移動を引き起こすように構成される、電気駆動系と、
前記管状筐体の前記前端またはその近くで、前記プランジャと整列して取り外し可能な挿入カートリッジを収容するように構成されるカートリッジマウントであって、前記プランジャが前記管状筐体の前記前端に向かって移動されると、前記挿入カートリッジ内に配設された眼内レンズが前記挿入カートリッジから変位されるようにする、カートリッジマウントと、
前記電気モーターに電気的に接続される制御回路であって、
前記眼内レンズへの軸圧縮力が急に増加する臨界点まで前記プランジャを前進させるステップと、
前記臨界点から前記眼内レンズの材料が弛緩するのに十分な距離まで前記プランジャを後退させるステップと、
前記プランジャが後退された後、前記眼内レンズの前記材料を弛緩させるように停止するステップと、
前記プランジャを前記臨界点まで再度前進させるステップと、
前記プランジャを、前記臨界点を超えて前進させ続けて、前記眼内レンズを移植するステップと、を実施するように構成された制御回路と、を備える、デバイス。
【請求項２】
前記プランジャを前進させ続ける前記ステップは、
前記プランジャを前進させて、前記眼内レンズを完全に圧縮するステップと、
前記眼内レンズが完全に圧縮された後、前記眼内レンズの前記材料を弛緩させるように停止するステップと、
前記プランジャを前進させて、前記眼内レンズを移植するステップと、をさらに含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記臨界点は、前記プランジャの所定位置に基づいて特定される、請求項１に記載のデバイス。
【請求項４】
前記制御回路は、前記プランジャへの検出された力に基づいて前記臨界点に達する前記プランジャを検出するようにさらに構成される、請求項１に記載のデバイス。
【請求項５】
前記検出された力は、前記電気モーターからの逆起電力信号に基づいて検出される、請求項４に記載のデバイス。
【請求項６】
前記停止するステップは、少なくとも５秒停止することを含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項７】
前記プランジャを前記臨界点まで前進させるステップおよび前記プランジャを前記臨界点まで再度前進させるステップの間、前記プランジャは、前記臨界点に達するとき、１．２ｍｍ／秒以下の速度で前進する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項８】
前記プランジャを前進させ続ける前記ステップの間、前記プランジャの前進速度が加速される、請求項１に記載のデバイス。
【請求項９】
ハウジングと前記ハウジング内を移動可能なプランジャとを備える眼内レンズ注入器デバイスを動作させる方法であって、当該方法は、前記眼内レンズ注入器デバイスの制御回路によって実施され、
前記制御回路は、
眼内レンズへの軸圧縮力が急に増加する臨界点まで前記プランジャを前進させることと、
前記臨界点から前記眼内レンズの材料が弛緩するのに十分な距離まで前記プランジャを後退させることと、
前記眼内レンズの前記材料を弛緩させるように停止することと、
前記プランジャを前記臨界点まで再度前進させることと、
前記プランジャを前進させ続けて、前記眼内レンズ注入器デバイスから前記眼内レンズを射出することと、
を実施するように構成されている、方法。
【請求項１０】
前記プランジャを前進させ続けることは、
前記プランジャを前進させて、前記眼内レンズを完全に圧縮することと、
前記眼内レンズが完全に圧縮された後、前記眼内レンズの前記材料を弛緩させるように停止することと、
前記プランジャを前進させて、前記眼内レンズ注入器デバイスから前記眼内レンズを射出することと、をさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記臨界点は、前記プランジャの所定位置に基づいて特定される、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記眼内レンズ注入器デバイスの前記制御回路は、前記プランジャへの検出された力に基づいて前記臨界点に達する前記プランジャを検出するように構成される、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記検出された力は、前記眼内レンズ注入器デバイスの電気モーターからの逆起電力信号に基づいて検出される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記停止することは、少なくとも５秒停止することを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１５】
前記プランジャを前記臨界点まで前進させる間および前記プランジャを前記臨界点まで再度前進させる間、前記プランジャは、前記臨界点に達するとき、１．２ｍｍ／秒以下の速度で前進する、請求項９に記載の方法。
【請求項１６】
前記プランジャを前進させ続ける間、前記プランジャの前進速度が加速される、請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、眼内レンズを眼に送達するためのデバイスに関し、より具体的には、眼内レンズ材料の弛緩を可能にするそのようなデバイスを制御するための方法、およびそのための制御回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
ヒトの眼は、角膜と呼ばれる外側の透明な部分を通って光を透過させ、水晶体によって網膜上に結像することによって視力を提供するように機能する。結像された像の品質は、眼の大きさおよび形状、ならびに角膜および水晶体の透過性を含む多くの要因に依存する。加齢または疾患が水晶体を低い透過性にさせるとき、網膜に透過され得る弱められた光により、視力が低下する。眼の水晶体のこの不全は、白内障として医学的に既知である。この状態に対する認められた治療は、水晶体の外科的切除および人口眼内レンズ（ＩＯＬ）による水晶体機能の置き換えである。
【０００３】
米国では、白内障水晶体の大多数は、水晶体超音波乳化吸引と呼ばれる外科技術によって切除されている。この手術中、水晶体前嚢内に開口が作られ、薄い水晶体超音波乳化吸引用のカッティング先端部が羅患水晶体の中に挿入され、超音波で振動される。振動するカッティング先端部は、水晶体が眼から外へ吸引され得るように水晶体を液化または乳化する。羅患水晶体は、切除されると、人口水晶体によって置き換えられる。
【０００４】
ＩＯＬは、羅患水晶体を切除するために使用される同じ小切開を通って眼の中に注入される。ＩＯＬ注入器の挿入カートリッジにはＩＯＬが装填され、挿入カートリッジの先端部は、切開の中に挿入され、レンズは、眼の中に注入される。
【０００５】
今日、製造された多くのＩＯＬは、特定の特性を有するポリマーから作製される。これらの特性により、レンズを折り畳むことができ、眼の中に注入されるとき、レンズを適切な形状に広げることができる。いくつかの手動の注入器デバイスは、これらのレンズを眼の中に移植するのに利用可能である。しかしながら、ねじ込み型の手動注入器は、両手の使用を必要とし、これは、扱いにくく面倒である。シリンジ型の注入器は、一貫性のない射出力および変位をもたらす。
【０００６】
自動化された機械的注入器は、より均一な力プロファイルを提供し得るが、可変射出力は、レンズがより高度に圧迫されるとき、ＩＯＬの損傷または永久変形をもたらすときも依然としてあり得る。したがって、ＩＯＬを眼の中に送達するための改善されたデバイスおよび方法が必要とされる。
【発明の概要】
【０００７】
本発明の実施形態は、眼内レンズ（ＩＯＬ）を眼の水晶体嚢の中に移植するための様々なデバイス、ならびにこのようなデバイスを制御するための方法を含む。例示的な実施形態によれば、ＩＯＬ注入デバイスは、管状筐体であって、プランジャがこの管状筐体内に長手方向に配設される、管状筐体を備える。プランジャは、筐体の前端に対して、筐体内に配設された電気駆動系によって、かつ電気モーターを備えて、前方および後方へ長手方向に移動される。本デバイスは、プランジャがデバイスの前面に向かって移動されると、その先端部が筐体の前端またはその近くに取り付けられた眼内レンズ挿入カートリッジに係合するように構成される。いくつかの実施形態では、プッシュロッドにスナップ嵌合する取り外し可能なプラスチックスリーブであり得るプランジャ先端部は、中に配設された眼内レンズを折り畳み、変位させ、かつ折り畳まれたレンズを眼の水晶体嚢の中に注入する挿入カートリッジを通過する。
【０００８】
様々な実施形態では、ＩＯＬ注入デバイスは、電気モーターに電気的に接続され、かつユーザ入力に応答してプランジャの移動を開始するように構成された制御回路をさらに備える。制御回路は、レンズへの軸圧縮力が急に増加する臨界点までプランジャを前進させるステップと、臨界点から眼内レンズの材料が弛緩するのに十分な距離までプランジャを後退させるステップと、眼内レンズの材料を弛緩させるように停止するステップと、プランジャを臨界点まで再度前進させるステップと、プランジャを、臨界点を超えて前進させ続けて、眼内レンズを移植するステップとを実施するようにさらに構成される。本発明の実施形態は、類似のステップを用いて眼内レンズを移植する方法をさらに含む。
【０００９】
当然のことながら、当業者であれば、本発明が上記の特徴、利点、文脈、または例に限定されないことを理解し、以下の詳細な説明を読み、かつ添付の図面を見ることで追加の特徴および利点を認識するであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】挿入カートリッジが設置された例示的なＩＯＬ注入装置の等角図である。
【図２】例示的なＩＯＬ注入デバイスの作動機構の部分切り欠き等角図である。
【図３】例示的なＩＯＬ注入デバイスの電気駆動系および連結機構を図解する。
【図４】本発明のいくつかの実施形態による取り外し可能なプランジャ先端部を図解する。
【図５】本発明のいくつかの実施形態によるＩＯＬ注入デバイスの断面図である。
【図６】完全に後退した作動装置を図解する。
【図７】部分的に伸長した作動装置を図解する。
【図８Ａ】線ＶＩＩＩに沿って取られた、図６および７のデバイスの代替の実施形態の断面図である。
【図８Ｂ】線ＶＩＩＩに沿って取られた、図６および７のデバイスの代替の実施形態の断面図である。
【図９】線ＩＸに沿って取られた、図６および７の別の断面図である。
【図１０】本発明のいくつかの実施形態によるプランジャ先端部レンチを図解する。
【図１１】例示的なＩＯＬ注入デバイス上に設置された図１０のプランジャ先端部レンチを図解する。
【図１２】ＩＯＬ注入デバイスのための例示的な制御回路を図解する概略図である。
【図１３】本発明のいくつかの実施形態によるＩＯＬ注入デバイスを制御するための方法を図解する過程フロー図である。
【図１４Ａ】使い捨てプランジャ先端部とともに使用するための例示的な引き留め特徴を図解する。
【図１４Ｂ】使い捨てプランジャ先端部とともに使用するための例示的な引き留め特徴を図解する。
【図１５】本発明のある特定の実施形態に従って眼内レンズ送達システム内でプランジャを前進させるための例示的なプログラムを図解する。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の様々な実施形態は、眼内レンズ注入デバイスを制御する方法およびそれをするための制御回路を提供する。具体的には、本発明のある特定の実施形態は、眼内レンズ（ＩＯＬ）、特に２．０ｍｍ未満の小さい切開を通って注入されたＩＯＬへの軸圧縮力から生じる課題に有利に対処するための技術を提供する。小口径カートリッジを通って注入する間、ＩＯＬは、ここで「臨界点」と呼ばれる、ＩＯＬを前進させるために必要とされる軸圧縮力が急激に増加する点までますます圧縮される。臨界点でのＩＯＬの材料への力の大幅な増加により、ＩＯＬは、永久ひずみにさらされ、その弾性閾値に近づくときに損傷し得る。
【００１２】
本発明のある特定の実施形態は、材料における内部応力を減少させるための材料弛緩を可能にすることによって、この課題に有利に対処する。したがって、臨界点で、十分な時間がＩＯＬ材料を弛緩させるのに十分な距離だけ、ＩＯＬを前進させるプランジャが後退され、レンズへの軸圧縮力が臨界点でさらに増加されないようにする。次に、プランジャは、臨界点まで再度前進され、ＩＯＬはその後、従来の方法より持続性が低い軸力で移植される。
【００１３】
図１は、ＩＯＬを眼の水晶体前嚢に移植するためのハンドヘルド型ＩＯＬ注入デバイス１０を図解する。図示されるように、ＩＯＬ注入デバイス１０は、別個のユーザコンソール（図示せず）から電力および／または制御信号を運ぶケーブルアセンブリ１２を含むが、いくつかの実施形態は、電力をデバイスおよび／または１つ以上のスイッチに提供する主要筐体１５内の１つ以上のバッテリ、またはデバイスの動作を制御する他のユーザ入力デバイスを含むことができる。図示されるＩＯＬ注入デバイス１０はまた、カートリッジマウント１８を備え、これは、取り外し可能に取り付けられた挿入カートリッジ２０を保持する。以下にさらに詳細に説明されるように、いくつかの実施形態における挿入カートリッジ２０は、折り畳まれていないＩＯＬレンズを収容し、かつプランジャ先端部２５が筐体１５の本体から挿入カートリッジ２０を通って前方に移動されるとき、レンズを折り畳み、変位するように適合された使い捨ての高分子成分である。いくつかの実施形態では、カートリッジマウント１８は、ＩＯＬカートリッジを収容する固有の切り欠きを含み、かつ筐体１５の内殻に圧入される、金属「ノーズコーン」を備えることができる。
【００１４】
図２は、ＩＯＬ注入デバイス１０の例示的な実施形態の部分切り欠き図を図解し、これは、デバイスの筐体の主軸に沿ってプランジャ先端部２５を線形的に移動させるための作動アセンブリ３０の内部作業を示す。図３および４は、図２のアセンブリの詳細を提供し、図５は、ＩＯＬ注入デバイス１０の断面図を図解する。
【００１５】
図示される実施形態では、作動アセンブリは、プランジャ先端部２５に加えて、雌ねじの管状カプラ３５の内側で長手方向移動するために構成されたプランジャ３２と、電気駆動系３８とを備える。図３および５に示されるように、電気駆動系３８は、電気モーター４２と、溶接物内に配設され、かつ高分子のカプラスリーブ４８によって適所に保持される管状カプラ３５を回転させるように構成されたギアセット４４とを備えることができる。管状カプラ３５上の雌ねじは、プランジャ３２の後端で雄ねじの雄カプラ４６に係合し、これは、駆動系３８の起動に応答して管状カプラ３５内でプランジャ３２およびプランジャ先端部２５の線形移動を強制する。管状カプラ３５の雌ねじおよび／または雄カプラ４６のねじは、摩擦を最小限にする潤滑油（Ｅｎｄｕｒａ  ２００ＴＸ、Ｂｒｙｃｏａｔ  ＷＳ２、Ｔｅｆｌｏｎ／ＦＥＰなどのドライフィルムコーティングであり得る）でコーティングされる。エラストマーから形成され得るＯリング３９は、管状筐体１５にシールを提供し、これは、水分および／または他の汚染物質が筐体１５の内部に達するのを防ぐ。
【００１６】
いくつかの実施形態では、電気駆動系３８は、ギアセット４４に回転トルクを提供するためのブラシの無い直流モーター４２を備え、これは順に、管状カプラ３５を回転させて、プランジャ３２を伸長または後退させる。ギアセット４４は、所定の減速比、例えば１２５：１に従ってモーターの角速度を減少させるのに有効である。これは、駆動系３８から利用可能なトルクを上昇させ、ＩＯＬ注入手順に適切な速度までプランジャ３２の線形運動を減速する。
【００１７】
いくつかの実施形態では、プランジャ先端部２５は、図４に示されるように、プランジャ３２から取り外し可能であり得る。これらの実施形態では、プランジャ先端部２５は、いくつかの場合では「スナップ嵌合」機構に従って、プランジャ３２の前端に取り付ける使い捨てのプラスチックスリーブを備えることができる。ＩＯＬに係合するプラスチックスリーブの端部は、裸の金属プランジャであろうものより柔軟であり、滑らかな表面仕上げを有し、それ故に挿入カートリッジ２０を通って眼の中に押し込まれるとき、ＩＯＬへの損傷を回避する。使い捨てのプラスチックスリーブの使用はまた、使用の間のＩＯＬ注入デバイス１０の再処理を容易にすることができる。
【００１８】
図６、７、８、および９は、本発明のいくつかの実施形態による例示的なＩＯＬ注入デバイスのさらなる詳細を提供する。図６および７は、完全に後退した位置および部分的に伸長した位置それぞれにおけるプランジャ３２を有するＩＯＬ注入デバイス１０の長手方向断面を図解する。図７に図解される部分的に伸長した位置では、プランジャ先端部２５は、挿入カートリッジ２０の中にわずかに入ろうとしている。
【００１９】
図６で分かるように、雄カプラ４６は、穴を開けられ、プランジャ３２を収容するその軸に沿って「固定され」、プランジャ３２の後端に周方向溝に接触する保持リング５２で適所に保持され、それ故に雄カプラ４６を適所に固定する。管状カプラ３５の反対側の端部に、高分子軸受けスリーブ５６によって適所に保持された軸受けアセンブリ５４は、筐体に同心の位置で管状カプラ３５を保持し、管状カプラ３５の滑らかな回転運動を容易にする。エラストマージャケットおよび金属チャネルリングを備える圧縮シール５８は、湿気進入を防ぐシールを提供する。２つの平らな面を有する断面を有するプランジャ３２は、ピン６２によって適所に保持される配向インサート６０によって筐体に対して回転することができない。
【００２０】
図８Ａおよび８Ｂは、図７において「ＶＩＩＩ」として示される区分に対応する、ＩＯＬ注入デバイス１０の２つの異なる実施形態の断面図を提供する。これらの図の各々で分かるように、ギアボックス４４から伸長するドライブシャフト８２は、管状カプラ３５の固定された端板８４に係合して、管状カプラ３５への駆動系３８の回転トルクを移動させる。管状カプラ３５は、カプラスリーブ４８ならびに筐体１５の内殻８６および外殻８８によって囲まれる。図８Ｂに図示される実施形態では、管状カプラ３５の端板８４は、ドライブシャフト８２によって占められたスロットの部分を超える弧に対応するように穴をつけられる。これは、ドライブシャフトが方向の逆転時に回転の一部に対して自由に回転することを可能にする。この特徴は、いくつかの実施形態では電気モーターの起動を容易にし、いくつかの実施形態では、「無負荷」状態に対して監視回路を較正するためにも使用され得る。以下にさらに詳細に説明されるように、この較正は、故障検出で使用するための１つ以上の閾値を確立するために使用され得る。
【００２１】
図９は、図７において「ＩＸ」として示される区分に対応する、ＩＯＬ注入デバイス１０のいくつかの実施形態の断面図を提供する。上記に記されるように、プランジャ３２は、非円形断面を有し、配向インサート６０によって適所に保持され、これは順に、保持ピン６２によって筐体の内殻８６および外殻８８内の適所に固定される。したがって、プランジャ３２が筐体に対して回転することができないため、電気駆動系３８による管状カプラ３５の回転は、図６および７に示されるように、ＩＯＬ注入器デバイスの軸に沿ってプランジャ３２の移動変位に変換される。
【００２２】
上記に示されるように、ＩＯＬ注入器デバイスのいくつかの実施形態では、プランジャアセンブリは、プッシュロッド３２およびプランジャ先端部２５を含む２つ以上の部分を備える。いくつかの実施形態では、プランジャ先端部２５は、プランジャ３２上にスナップ嵌合する取り外し可能なプラスチックスリーブを備えることができ、使用後に使い捨てすることができる。いくつかの実施形態では、プランジャ先端部レンチは、プラスチックのプランジャ先端部２５をプランジャ３２上に設置するために使用され得る。図１０は、プランジャ先端部２５が内側に保持された例示的なプランジャ先端部レンチ９０を図解する。図１１は、カートリッジマウント１８上に設置されたプランジャ先端部レンチ９０を示す。
【００２３】
図示される実施形態では、プランジャ先端部レンチ９０は、挿入カートリッジ２０と同じ様式でカートリッジマウント１８上に固定される。いくつかの実施形態では、プランジャ先端部２５は、設置モードのユーザ起動に応答してプランジャ３２上に自動的に設置される。例えば、ユーザがデバイス上の適切なボタンまたは付随の操作者コンソールを押した後、プランジャ３２は、プランジャを使い捨てスリーブの中にスナップ嵌合するようにデフォルト速度で作動される。この作動は続いて、デフォルト速度でその元の開始位置にプランジャ３２を後退させる。この後退は、プランジャ先端部２５をプランジャ先端部レンチ９０から引っ張り、これは次に、取り外され、装填されたＩＯＬ挿入カートリッジ２０と交換され得る。以下にさらに詳細に論じられるように、両操作は、回転電気モーター４２によって生成された逆起電力（多くの場合「逆ＥＭＦ」と呼ばれる）の監視に応答して自動的に終了され得る。
【００２４】
使い捨てプランジャ先端部２５が使用されるいくつかの実施形態では、プランジャ先端部２５および挿入カートリッジ２０には、プランジャ先端部２５が使用後、プランジャ３２から自動的に取り外されるような特徴が備えられ得る。これらの実施形態のうちのいくつかでは、例えば、プランジャ先端部２５には、プランジャ先端部２５の端部が挿入カートリッジ２０を完全に通過するとき、挿入カートリッジ２０上の対応する留め金と係合するように設計された１つ以上の「歯」または他の突起部が備えられ得る。係合されると、このような引き留め機構は、使い捨てスリーブがプランジャからそれ自体を取り出すように、プランジャ先端部２５の逆方向運動に対する十分な抵抗を提供する。プランジャ３２が完全に後退されると、挿入カートリッジ２０およびプランジャ先端部２５は、一体としてＩＯＬ注入器から取り外され、破棄され得る。
【００２５】
図１４は、上記に論じられるような例示的な引き留め機構を図解する。図１４Ａは、挿入カートリッジ２０の中に完全に挿入されたプランジャ先端部２５の上面図を提供するが、図１４Ｂは、プランジャ先端部２５および挿入カートリッジ上の嵌合引き留め特徴を備える例示的な引き留め機構１４０を図解する。図１４Ｂの例示的な実施形態では、プランジャ先端部２５からの突起部は、プランジャ先端部２５が完全に伸長した位置にあるとき、挿入カートリッジ２０の下部リップ部に係合する。
【００２６】
図１２は、ＩＯＬ注入デバイスの動作を制御するための本発明のいくつかの実施形態による例示的な制御回路１００を図解する。図示される制御回路１００は、ホール効果センサ１０４を含む三相のブラシの無い直流モーター４２のためである。図１２に示されないが、いくつかの実施形態では、モーター４２は、中性基準点を提供することができ、当業者であれば、中性端子の存在が逆ＥＭＦの測定を単純化するが、必要とは限らないことを理解するであろう。いずれの場合でも、当業者であれば、図１２の回路がブラシモーターを含む異なるタイプのモーターに容易に適合され得ることを理解するであろう。具体的には、当業者であれば、ホール効果センサフィードバックを使用しないブラシの無い直流モーターを制御するための技術が周知であることを理解するであろう。
【００２７】
制御回路１００は、モーター４２を整流するためのパルス幅変調（ＰＷＭ）制御信号を生成する制御プロセッサ９５と、同様に、デジタル制御信号を固定子巻線入力Ａ、Ｂ、およびＣに印加されたアナログ駆動信号に変換するための駆動回路９８とを含む。制御回路１００は、モーターのローター入力Ａ、Ｂ、およびＣから逆ＥＭＦ信号を検出するためのサンプリング回路９７をさらに含み、いくつかの実施形態では、サンプリング回路９７は、制御プロセッサ９５による使用のためにモーター入力での電圧をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換器を含む。いくつかの実施形態では、サンプリング回路９７は、制御プロセッサ９５によって生成されたＰＷＭ制御信号に同期され得、所定のローター入力に対する逆ＥＭＦは、その入力に対する駆動が浮動しているときにのみサンプリングされるようにする。しかしながら、当業者であれば、他の実施形態では、モーター入力がディーティサイクル全体にわたってサンプリングされ、逆ＥＭＦ信号が制御プロセッサ９５内のデジタル過程によって絶縁され得ることを理解するであろう。当業者であれば、サンプリング回路９７がまた、いくつかの実施形態では各モーター入力信号に対する低域通過フィルタを含み得ることを理解するであろうが、モーターが高速で動作しているときにこのような低域通過フィルタによって引き起こされた遅延が考慮されるべきであることが理解されるであろう。
【００２８】
図示される実施形態では、制御プロセッサ９５は、ホール効果センサ１０４からの信号にアクセスでき、これらのセンサ出力は、モーターのローター位置の表示を提供し、従来の技術によってＰＷＭ信号のタイミングを制御するために制御プロセッサ９５によって使用され得る。あるいは、逆ＥＭＦ信号のゼロ交差は、ゼロ交差時間がモーターに印加された電流を制御するＰＷＭ信号を同期するために使用されて検出され得る。さらに、逆ＥＭＦ信号を用いてセンサレスブラシの無いモーターを起動および制御するための技術が周知である。いくつかのこのような技術は、例えば、Ｊｉａｎｗｅｎ  Ｓｈａｏ，Ｖｉｒｇｉｎｉａ  Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ａｎｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｌａｃｋｓｂｕｒｇ，Ｖｉｒｇｉｎｉａ，Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ，２００３による「Ｄｉｒｅｃｔ  Ｂａｃｋ  ＥＭＦ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｓｅｎｓｏｒｌｅｓｓ  Ｂｒｕｓｈｌｅｓｓ  ＤＣ（ＢＬＤＣ）Ｍｏｔｏｒ  Ｄｒｉｖｅｓ」と題する修士論文（ｈｔｔｐ：／／ｓｃｈｏｌａｒ．ｌｉｂ．ｖｔ．ｅｄｕ／ｔｈｅｓｅｓ／ａｖａｉｌａｂｌｅ／ｅｔｄ−０９１５２００３−１７１９０４／ｕｎｒｅｓｔｒｉｃｔｅｄ／Ｔ．ｐｄｆで入手可能）に記載される。
【００２９】
本発明のいくつかの実施形態では、逆ＥＭＦはまた、監視され、ＩＯＬ注入デバイスの動作の故障を検出するために使用され得る。例えば、眼内レンズの形状および挿入カートリッジの中に注入された粘弾性の量により、適切に装填されたカートリッジは、プランジャに対する固有の粘性抵抗を有し、それ故にモーター上に既知の負荷を提供する。装填されたカートリッジと比較すると、空のカートリッジはまた、異なる負荷痕跡を有する。直流モーター内のトルクと速度との間の関係により、負荷の増加は、所定の駆動レベルに対して、モーター速度の減少に反映される。逆に、負荷の減少は、モーター速度の増加に反映される。モーターの逆ＥＭＦがモーターの回転速度に正比例することにより、逆ＥＭＦのレベルは、モーターの速度、およびそれ故に印加された負荷を決定するために監視され得る。所定の場合に監視された逆ＥＭＦを所定の閾値と比較することによって、制御プロセッサ９５は、モーターが予期される速度で動作しているかどうかを検出することができる。したがって、制御プロセッサは、動作の故障を検出し、（例えば、停止すること）および／またはユーザにフィードバックを提供することによって自動的に応答することができる。
【００３０】
例えば、カートリッジ内に必要とされるより少ない粘弾性を含む負荷カートリッジは、制御プロセッサ９５がユーザに通知することができる場合、予期されるレベルより高い逆ＥＭＦをもたらす。逆に、逆ＥＭＦ値が予期されるレベルより低いとき、これは、閉鎖されたカートリッジを示唆する。さらに、デバイスの動作が停止され、適切な通知がユーザに提供され得る。当然のことながら、「正常」動作は、逆ＥＭＦレベルの範囲内に入る。したがって、２つの別個の閾値は、プランジャの前方移動に対する過剰な抵抗を検出し、かつプランジャの移動に対する不十分な抵抗を検出するために使用され得る。（異なる閾値が、いくつかの実施形態では、プランジャの逆移動に適用され得る。）これらの２つの閾値間の差は、正常な動作の範囲を定義する。
【００３１】
上記に論じられるように、逆ＥＭＦレベルの大きさは、モーターの速度に正比例し、モーターの速度を直接監視し、かつそれ故に、負荷、すなわち、プランジャの移動に対する抵抗を間接的に監視するために使用され得る。あるいは、モーターの速度は、逆ＥＭＦを用いて、所定の時間間隔で逆ＥＭＦのゼロ交差を数えることによって監視され得る。この手法は、モーターの回転を効果的に数え、モーターと線形移動との間の固定された関係（ギアボックスおよび連結機構のねじによって画定される）により、所定の時間間隔でのモーター回転数は、速度に正比例する。この推定速度は、上記に論じられるものと同じ様式で、動作の故障を検出するために所定の閾値と比較され得る。
【００３２】
本発明のいくつかの実施形態では、逆ＥＭＦの正極性および負極性ゼロ交差を数えることは、プランジャの長手方向位置が常に追跡され得るという点においてさらなる利点を提供する。正味の蓄積されたゼロ交差点の総数は、プランジャの線形移動に正比例するため、デバイス内のプランジャの長手方向位置は、較正された参照点のみを考慮して、いつでも決定され得る。この較正された参照点は、いくつかの実施形態では、製造時または他の使用時に定義され得る。例えば、ユーザは、プランジャを完全に後退させ、次に較正ボタンを押すように指示され、プランジャの「ゼロ」位置を設定することができる。あるいは、プランジャの後退後の「急停止」は、上記に論じられる方法のいずれかを用いて自動的に検出され、それ故にプランジャの「ゼロ」位置を示すことができる。
【００３３】
プランジャの長手方向位置を監視する本発明のこれらの実施形態では、追跡された位置情報は、１つ以上の故障状態を検出するために所定の時間に逆ＥＭＦレベルとともに使用され得る。例えば、プランジャは、既知の横方向位置の特定の範囲のみにわたって挿入カートリッジと係合される。そうでなければ、例えば、プランジャの先端部がカートリッジに近づいているとき、プランジャは、ほとんど抵抗を受けずに移動することが予期される。故障を検出するために使用される１つまたは複数の閾値は、プランジャの横方向位置に応じて、より正確および／またはより有益な故障検出を提供するために変動し得る。例えば、プランジャの運動に対する不十分な抵抗を検出するための閾値は、プランジャの自由移動が予期される横方向位置の範囲に対するゼロ抵抗に相当するレベルに設定され得る。その同じ範囲にわたって、過剰な抵抗を検出するための閾値は、プランジャが挿入カートリッジに係合し始めるときに予期されるより多少低い抵抗レベルに相当するレベルに設定され得る。プランジャがカートリッジと完全に係合される横方向位置では、両閾値がより高い抵抗レベルに対応するように調整され得る。
【００３４】
同様に、閾値レベルは、プランジャ運動の方向および／または２つ以上の動作モードの間によって変動し得る。例えば、別個の動作モードが、取り外し可能なプランジャ先端部の設置のために、いくつかの実施形態では、上記に記載されたように定義され得る。この設置モードでは、故障検出閾値は、プランジャアセンブリのプッシュロッドがプランジャ先端部に係合するときの予期された抵抗、およびプランジャ先端部がプランジャ先端部レンチから取り出されるときの予期された逆方向抵抗を占めるように、正常動作モードに対するものとはかなり異なり得る。
【００３５】
本発明のいくつかの実施形態では、上記に論じられる閾値のうちの１つ以上は、例えば、工場較正によって予め決定され、制御プロセッサ９５内またはそれにアクセス可能なメモリ内に記憶される。（当業者であれば、このメモリがプログラムメモリまたは工場で決定されたパラメータを記憶する別個のメモリなどを含むことができ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュなどを含むいくつかの従来のメモリタイプのうちのいずれかを備えることができることを理解するであろう。）いくつかの実施形態では、動作中に使用される閾値は、「無負荷」逆ＥＭＦレベル、またはモーターを起動する時点で決定された対応する「無負荷」回転速度に対して調整され得る。簡潔に論じられたように、これは、駆動系がプランジャと係合されない方向に各逆転時の短い間隔を有するように、ＩＯＬ注入器の駆動系を設計することによって容易にされ得る。１つの設計手法が図８Ｂに示され、上記に論じられた。このような実施形態では、逆ＥＭＦまたは速度に対する「無負荷」レベルが測定され、基線レベルを確立するために使用され得る。この基線レベルは、より正確な動作閾値を取得するように記憶された閾値レベルの縮尺を変更し、および／またはそれを変換するために使用され得る。
【００３６】
前述の議論を考慮して、当業者であれば、図１３の過程フロー図が上記に論じられる機械的構成およびこれらの変形のうちのいずれかに従って眼内レンズ注入デバイスを制御するための方法の例示的な実施形態を図解することを理解するであろう。当業者であれば、この特定の過程フローが限定的であることを意図せず、本発明の範囲内に入る本方法の多数の変形が前述の議論を考慮して明らかであることを理解するであろう。当業者であれば、図１３の処理フローが、例えば、メモリが読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、プログラマブル読み取り専用メモリ（ＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ、磁気または光メモリデバイスなどを含む様々な従来のタイプのうちの１つ以上を備え得る制御プロセッサ９５内またはそれと関連付けられたプログラムメモリ内に記憶されたソフトウェアまたはファームウェアで実装され得ることをさらに理解するであろう。
【００３７】
いずれの場合でも、図１３に図解される過程フローは、不活性状態でのＩＯＬ注入デバイスから開始する。デバイスは、ブロック２１０に示されるように、プランジャアセンブリの作動が開始するべきであることを示すユーザ入力を確認する。このユーザ入力は、ＩＯＬ注入デバイスへのケーブルによって接続された操作者コンソールでのキーパッドもしくはタッチスクリーンなどの多数の従来のユーザ入力デバイス、ケーブルによって、もしくはコンソールを介してＩＯＬ注入デバイスに電気的に接続された足踏み式スイッチ、またはＩＯＬ注入デバイス自体の本体上の１つ以上のスイッチもしくはボタンのうちのいずれかで生じ得る。いずれかの場合でも、プランジャアセンブリが移動されるべきであることを示すユーザ入力に応答して、制御回路は、ブロック２２０に示されるように、表示された方向にプランジャの移動を開始する。
【００３８】
プランジャは、臨界点に達するまで移動し続ける。軸圧縮力の急増に相当する臨界点は、モデル化および／もしくは試験に基づいて予め決定され得るか、または代替的に、例えば本明細書に記載される力を検出するための技術のうちのいずれかを用いて検出され得る。臨界点に達した後、プランジャは、ブロック２３０に示されるように、ＩＯＬ材料を弛緩させるのに十分な距離を後退される。次に、プランジャの前進は、ブロック２４０に示されるように、所定の時間量の間、ＩＯＬ材料の弛緩を可能にするように停止される。次に、プランジャの前進を進めて、ブロック２５０に示されるように、臨界点まで戻す。次に、プランジャが前進して、ブロック２６０に示されるように、完全にレンズを移植する。レンズを移植するプランジャの前進は、例えば、前進がＩＯＬ取り出し点により近くでより遅い可能性があるように、ＩＯＬがあまりに迅速にカートリッジから出るのを防ぐ複数のステップを含み得る。あるいは、前進は、ＩＯＬが最大圧縮点を通過すると、依然として制御されるが、多少より速い前進を可能にしながら、ＩＯＬを軸圧縮力の増加に供することを回避するために最初はより遅くてもよい。
【００３９】
図１５は、本発明の特定の実施形態に従ってプランジャを前進させるための例示的なプログラムを示す。図示される例では、ＩＯＬは、カートリッジ先端部から２１ｍｍの所定の予圧位置を有し、これは、カートリッジ先端部から１４．５ｍｍの臨界点に達する。プランジャは、ブロック３１０に示されるように、負荷カートリッジ内の初期（「ゼロ」）位置から４．４ｍｍ／秒の速度でＩＯＬの予圧位置まで前進する。予圧位置に達すると、プランジャは、ブロック３２０に示されるように、臨界点までの１．２ｍｍ／秒まで減速する。次に、プランジャは、ブロック３３０に示されるように、５ｍｍに対して４．４ｍｍ／秒で後退され、ブロック３４０に示されるように、ＩＯＬ材料の弛緩を可能にするように５秒間停止される。次に、プランジャは、ブロック３５０に示されるように、臨界点に戻って１．２ｍｍ／秒で前進する。
【００４０】
次に、プランジャは、前進を開始してＩＯＬを移植する。再び臨界点に達した後、プランジャは、ブロック３６０に示されるように、３．５ｍｍに対して１．７ｍｍ／秒で多少より迅速に前進する。これは、ＩＯＬを完全に圧縮し、前進のためにそれを位置決めする。プランジャの前進は、ブロック３７０における２秒停止によって示されるように、その最終圧縮位置でＩＯＬ材料を弛緩させるように再び停止され得る。次に、プランジャは、滑らかなレンズ注入をもたらすように３．０ｍｍ／秒で最終の１１．０ｍｍを通って前進される。
【００４１】
眼内レンズ注入デバイスおよびこのようなデバイスを使用するための方法の様々な実施形態の前述の説明は、図解および例示のために付与される。当然のことながら、当業者であれば、本発明の必須特性から逸脱することなく、本発明が本明細書に具体的に記載されるもの以外で実施され得ることを理解するであろう。具体的には、本方法および制御回路は、電気モーターを用いて自動化された機械系と併せて記載されたが、列挙されるステップはまた、従来のハンドピースおよびカートリッジを用いてＩＯＬの注入時に手動で実施されてもよい。したがって、本実施形態は、限定的ではなく例示的としてあらゆる点において考慮されるべきであり、添付の特許請求の範囲の意味および均等範囲内に入るすべての変更が本明細書に包含されることを意図する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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