(57)【要約】手術中の眼内圧又は手術中の創傷部位温度を制御する外科用システムの操作方法。
2004507321.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
手術中の眼内圧を制御する方法であって、
ａ．ｉ）制御モジュール、
ｉｉ）注入液供給源に与圧するための与圧源、
ｉｉｉ）注入液供給源圧力センサー及び
ｉｖ）洗浄ライン圧力センサー
を有する制御装置を用意するステップと、
ｂ．手術中の所要の眼内圧を選定するステップと、
ｃ．前記洗浄ライン圧力センサーから洗浄ライン圧力情報を前記制御モジュールに与えるステップと、
ｄ．前記注入液供給源圧力センサーから注入液供給源圧力情報を前記制御モジュールに与えるステップと、
ｅ．前記制御モジュールに与えられる前記洗浄ライン圧力情報及び前記注入液供給源圧力情報を用いて手術中の眼内圧を計算するステップと、
ｆ．前記計算された手術中の眼内圧を前記選定された手術中の所要の眼内圧と比較するステップと、
ｇ．前記計算された手術中の眼内圧と前記選定された手術中の所要の眼内圧との間の前記比較に基づいて前記与圧源の動作を調節するステップと、
を有する方法。
【請求項２】
前記制御装置がハンドピース電源をさらに有する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記制御モジュールは、前記洗浄ライン圧力センサーによって与えられる前記洗浄ライン圧力情報に基づいて、前記ハンドピース電源の動作を変更することができる請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記制御モジュールは、前記注入液供給源圧力センサーによって与えられる前記注入液供給源圧力情報に基づいて、前記ハンドピース電源の動作を変更することができる請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記制御モジュールは、前記洗浄ライン圧力センサーによって与えられる前記洗浄ライン圧力情報に基づいて、又は前記注入液供給源圧力センサーによって与えられる前記注入液供給源圧力情報に基づいて、可聴音を発することができる請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記注入液供給源は可撓性を有し、前記注入液供給源のための前記与圧源は、前記注入液供給源を圧縮するための機構を有する請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記注入液供給源を圧縮するための前記機構がローラー機構を有する請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記注入液供給源を圧縮するための前記機構が圧縮板を有する請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記制御モジュールは吸引ポンプをさらに有し、前記制御モジュールは、前記制御モジュールに与えられる前記洗浄ライン圧力情報又は前記注入液供給源圧力情報に基づいて、前記吸引ポンプの動作を変更することができる請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
手術中の創傷部位の温度を制御する方法であって、
ａ．ｉ）制御モジュール、
ｉｉ）ハンドピース電源及び
ｉｉｉ）注入液流れを測定する手段
を有する制御装置を用意するステップと、
ｂ．手術中の所要の創傷部位温度を選定するステップと、
ｃ．注入液流れ情報を前記制御モジュールに与えるステップと、
ｄ．前記ハンドピース電源からハンドピース電力情報を前記制御モジュールに与えるステップと、
ｅ．現在及びそれ以前の注入液流量及びハンドピース電力の値に基づいて、前記創傷部位における現在温度を計算するステップと、
ｆ．前記創傷部位の前記計算された現在温度と前記選定された手術中の所要の創傷部位温度とを比較するステップと、
ｇ．前記創傷部位の前記計算された現在温度と前記選定された手術中の所要の創傷部位温度との間の前記比較に基づいて、前記ハンドピース電源の動作を調節するステップと、
を有する方法。
【請求項１１】
前記制御モジュールは吸引ポンプをさらに有し、前記制御モジュールは、前記計算された創傷部位の現在温度に基づいて、前記吸引ポンプの動作を変更することができる請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記制御モジュールが、前記計算された創傷部位の現在温度に基づいて可聴音を発することができる請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記制御装置が、注入液供給源及び該記注入液供給源のための与圧源をさらに有する請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記注入液供給源は可撓性を有し、前記与圧源は、前記注入液供給源を圧縮するための機構を有する請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記注入液供給源を圧縮するための前記機構がローラー機構を有する請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記注入液供給源を圧縮するための前記機構が圧縮板を有する請求項１４に記載の方法を行うシステム。
【請求項１７】
注入液流れを測定する前記手段が注入液供給源を圧縮するための機構を有する請求項１０に記載の方法。
【請求項１８】
前記注入液供給源を圧縮するための前記機構がローラー機構を有する請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記注入液供給源を圧縮するための前記機構が圧縮板を有する前記請求項１７に記載の制御システム。
【請求項２０】
手術中の眼内圧を制御する方法であって、
ａ．ｉ）制御モジュール、
ｉｉ）注入液供給源に与圧するための与圧源及び
ｉｉｉ）注入液供給源圧力センサー
を有する制御装置を用意するステップと、
ｂ．手術中の所要の眼内圧を選定するステップと、
ｃ．洗浄ライン液体流れ及び注入液供給源圧力情報を前記制御モジュールに与えるステップと、
ｄ．前記制御モジュールに与えられる前記洗浄ライン液体流れ情報及び前記注入液供給源圧力情報を用いて手術中の眼内圧を計算するステップと、
ｅ．前記計算された手術中の眼内圧を前記選定された手術中の所要の眼内圧と比較するステップと、
ｆ．前記計算された手術中の眼内圧と前記選定された手術中の所要の眼内圧との間の前記比較に基づいて前記与圧源の動作を調節するステップと、
を有する方法。
【請求項２１】
前記制御装置がハンドピース電源をさらに有する請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記制御モジュールは、前記制御モジュールに与えられる前記洗浄ライン液体流れ情報に基づいて、前記ハンドピース電源の動作を変更することができる請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記制御モジュールは、前記制御モジュールに与えられる前記注入液供給源圧力情報に基づいて、前記ハンドピース電源の動作を変更することができる請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
前記制御モジュールは、前記制御モジュールに与えられる前記洗浄ライン液体流れ情報又は前記注入液供給源圧力情報に基づいて、可聴音を発することができる請求項２０に記載の方法。
【請求項２５】
前記注入液供給源は可撓性を有し、前記注入液供給源のための前記与圧源は、前記注入液供給源を圧縮するための機構を有する請求項２０に記載の方法。
【請求項２６】
前記注入液供給源を圧縮するための前記機構がローラー機構を有する請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記注入液供給源を圧縮するための前記機構が圧縮板を有する請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】
前記制御モジュールは吸引ポンプをさらに有し、前記制御モジュールは、前記制御モジュールに与えられる前記洗浄ライン液体流れ又は前記注入液供給源圧力情報に基づいて、前記吸引ポンプの動作を変更することができる請求項２０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明の背景
本発明は、広くは白内障手術の技術分野、より詳細には水晶体乳化用ハンドピースのための注入制御システムに関する。
【０００２】
簡単に言えば、人間の眼は、角膜と呼ばれる透明な外側部分を通して光を伝達することと、水晶体を用いて画像を網膜上に焦点合わせすることとにより、視覚を提供する機能を有する。焦点合わせされた画像の質は、眼の寸法及び形状並びに角膜及び水晶体の透明度を含む多くの要因に依存する。
【０００３】
加齢や疾患によって水晶体の透明度が低下すると、網膜に伝達される光が減少するために視力が低下する。眼の水晶体におけるこの欠陥は、医学的には白内障として知られている。この容態に対する認容された治療法は、外科的に、水晶体を除去して、人工の眼内水晶体（ＩＯＬ）によって機能する水晶体と置換することである。
【０００４】
合衆国においては、白内障水晶体の大多数は、水晶体乳化法と呼ばれる外科技術によって除去される。この処置をする間は、水晶体乳化用の薄い切断チップが、疾患のある水晶体内に挿入されて超音波振動する。振動する切断チップは、水晶体を眼の外へ吸引できるようにするために、水晶体を流動化又は乳化させる。疾患のある水晶体は、除去された後は、人口水晶体に置換される。
【０００５】
眼病処置に適した典型的な超音波外科装置は、超音波振動するハンドピース、それに取付けられる切断チップ並びに洗浄用のスリーブ及び電子制御装置を有する。ハンドピース組立品は、ケーブル及びフレキシブルなラインによって制御装置に取付けられる。制御装置は、ケーブルを通じて、取付けられた切断チップにハンドピースによって送られる電力レベルを変化させ、またフレキシブルなラインは、ハンドピース組立品を通して、洗浄液を眼に供給しまた眼から吸引液を抜き出す。
【０００６】
ハンドピースの動作部分は、中央に配置された中空の共振する棒（バー）又は角（ホーン）であり、一組の圧電性振動子（ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｒｙｓｔａｌｓ）に直接取付けられる。その振動子は、ホーン及び取付けられた切断チップが制御装置に制御されている間及び水晶体乳化を行う間に、ホーン及び切断チップを作動させるために必要な超音波振動を供給する。振動子及びホーンの組立品は、ハンドピースが有する中空の本体又は胴体の内部に、自在取付具により支持される。ハンドピース本体の末端部は、縮径部分又はノーズコーン（ｎｏｓｅｃｏｎｅ）となっている。ノーズコーンは、洗浄用スリーブを螺着させるための外ねじを有する。同様に、ホーンの穴は、切断チップの外ねじと螺接するための内ねじをその端部に有する。洗浄用スリーブはまた、ノーズコーンの外ねじと螺接する内ねじを備える穴を有する。切断チップは、チップが洗浄用スリーブの開口端部を通り越して予め定めた量だけ突き出るように調節される。超音波ハンドピース及び切断チップは、米国特許３，５８９，３６３号、４，２２３，６７６号、４，２４６，９０２号、４，４９３，６９４号、４，５１５，５８３号、４，５８９，４１５号、４，６０９，３６８号、４，８６９，７１５号、４，９２２，９０２号、４，９８９，５８３号、５，１５４，６９４号及び５，３５９，９９６号に十分に説明されており、それらの全体の内容は本願に関連技術として引用されている。
【０００７】
使用中は、切断チップ及び洗浄用スリーブの端部は、角膜、強膜又は他の場所の中にある予め定めた幅の小さな切開部内に挿入される。切断チップは、振動子により作動する超音波ホーンによって、チップの長手方向軸線に沿って洗浄用スリーブ内で超音波振動させられ、そのことによって選択された組織をその場所で乳化させる。切断チップが有する中空の穴は、ホーンの穴と連通して、次にホーンの穴は、ハンドピースから制御装置へ向かう吸引ラインと連通する。制御装置内の減圧又は真空源は、乳化した組織を、切断チップの開口端部、切断チップ及びホーンの穴並びに吸引ラインを通して、眼から抜出し又は吸引し、捕集装置内へ送る。乳化した組織の吸引は、洗浄用スリーブの内表面と切断チップとの間にある小さな環状の間隙を通って外科部位内へ注入される食塩水のフラッシング液すなわち洗浄液によって補助される。
【０００８】
乱視を引き起す危険性を低減するために、前眼房内の切開を可能な限り小さく行うことは、好ましい外科技術である。これらの小さな切開は、振動チップに対して洗浄用スリーブをしっかりと締め付ける非常に緊密な創傷になる。洗浄用スリーブと振動チップとの間の摩擦は熱を発生させるが、チップの内側を流れる吸引液の冷却効果によって、チップの過熱及び組織の熱傷を起こす危険性は低減される。チップが組織によって閉塞されているときは、この吸引液の流れは減少又は停止してチップが過熱されることがある。
【０００９】
従来技術による装置は、吸引時における真空度の大きな上昇を検出するとともに真空度の上昇による閉塞を予測するセンサーを使用している。この感知された閉塞によって、ハンドピースに与えられる電力の減少並びに洗浄及び吸引流量の増加の少なくとも一方が可能となる。その全体の内容が本願に関連技術として引用されている米国特許５，５９１，１２７号、５，７００，２４０号及び５，７６６，１４６号（Ｂａｒｗｉｃｋ，Ｊｒ．等）を参照のこと。しかし、吸引ライン内の真空度の上昇は、チップ周りの冷却液の流量が遮断されることを必ずしも示さない。最も緊密な切開によってでさえ、創傷と洗浄用スリーブの外側との間から洗浄液がいくらかは漏洩する。この創傷からの漏洩は切開部位をさらに冷却する流れとなるため、吸引時の真空度の上昇を測定することのみでは、角膜に熱傷を起こすためのポテンシャルを必ずしも示さない。従って、ハンドピースに与えられる電力は尚早に中断されることになる。
【００１０】
従来技術による装置はまた、外科的な注入圧力及び流量を制御するための、重力による送液方法又は与圧されたガス供給源を使用する。図８に示されるような重力送液注入方法により、液柱の高さに基づく圧力及び流量が得られる。液柱が高くなると、圧力及び流量は増加する。液柱が低くなると、圧力及び流量は低下する。外科医は、注入液の入ったボトルを上げ下げすることによって液柱の高さを調節する。図９に示されるような与圧されたガス供給源は、注入液ボトル内側の圧力を上げ下げすることによって注入圧力を調節する。ボトルは一定の高さに吊下げられ、ガス圧力ポンプがそのボトルに接続される。その全体の内容が本願に関連技術として引用されている米国特許４，８１３，９２７号、４，９００，３０１号、５，０３２，１１１号及び５，０４７，００９号（Ｍｏｒｒｉｓ等）を参照のこと。重力送液注入方法は、注入液ボトルを上げ下げする必要から生じる圧力の応答速度に限界がある。与圧されたガス供給源は、応答速度は改善されているが、外科手術の準備を複雑にする煩わしい通気チューブ装置を必要とする。いずれの方法も、汚染防止のためにボトル内の空気又はガスを濾過する必要があり、これにより費用と複雑さが増す。
【００１１】
故に、注入圧力及び流量を扱うよりよい方法を利用する外科用装置のための注入源が望まれる。
【００１２】
本発明の概要
本発明は、種々の注入液圧力センサーを有する外科用注入システムを備えることにより、従来技術を改良したものである。本システムはまた、圧縮可能な注入容器を使用する。注入液圧力センサーにより与えられる情報により、使用者は、手術中の眼内圧及び手術中の創傷部位の温度を予測し制御することができる。
【００１３】
従って、本発明の１つの目的は、外科用装置制御システムを提供することである。
【００１４】
本発明の他の目的は、洗浄液の圧力を感知できる外科用装置制御システムの操作方法を提供することである。
【００１５】
本発明の他の目的は、ハンドピースの操作パラメータをより正確に制御する外科用装置制御システムの操作方法を提供することである。
【００１６】
本発明の他の目的は、注入操作パラメータをより正確に制御する外科用装置制御システムの操作方法を提供することである。
【００１７】
本発明の他の目的は、吸引操作パラメータをより正確に制御する外科用装置制御システムの操作方法を提供することである。
【００１８】
本発明の他の目的は、手術中の眼内圧をより正確に制御する外科用装置制御システムの操作方法を提供することである。
【００１９】
本発明の他の目的は、手術中の創傷部位の温度をより正確に制御する外科用装置制御システムの操作方法を提供することである。
【００２０】
本発明の他の目的は、注入圧力及び流量のより速くより正確な制御を提供することである。
【００２１】
本発明が有するこれら及び他の長所並びに目的は、以下の詳細な説明及び特許請求の範囲から明らかになるであろう。
【００２２】
本発明の詳細な説明
図１に示されるように、本発明の第１の実施形態において、ハンドピース１２の操作に使用される制御システム１０は、制御装置１４を有する。制御装置１４は、通常は制御モジュール又はＣＰＵ１６、吸引ポンプ１８、ハンドピース電源２０、洗浄液流量センサー２２及びバルブ２４を有する。制御装置１４には、テキサス州フォートワースのアルコン・ラボラトリーズ社より入手できるＡＣＣＵＲＵＳ登録商標又はＬＥＧＡＣＹ　ＳＥＲＩＥＳ　ＴＷＥＮＴＹ　ＴＨＯＵＳＡＮＤ登録商標外科用システムのような、全ての市販の外科用制御装置が使用可能である。ＣＰＵ１６には、適当なマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、コンピュータ又はデジタル論理コントローラの全てが使用可能である。ポンプ１８には、蠕動ポンプ、スクロールポンプ、ダイアフラムポンプ又はベンチュリポンプのような適当な全てのポンプが使用可能である。電源２０には、テキサス州フォートワースのアルコン・ラボラトリーズ社より入手できるＡＣＣＵＲＵＳ登録商標又はＬＥＧＡＣＹ　ＳＥＲＩＥＳ　ＴＷＥＮＴＹ　ＴＨＯＵＳＡＮＤ登録商標外科用システムに組み込まれているような、適当な全ての超音波励振器が使用可能である。センサー２２には、ニューヨーク州イサーケのトランソニック・システムズ社より入手できるモデル番号Ｔ１０１Ｄ又はＴ２０１Ｄのような、市販の全ての流量センサーが使用可能である。バルブ２４には、ソレノイド作動ピンチバルブのような適当な全てのバルブが使用可能である。注入液供給源２６には、市販の全ての洗浄溶液が使用可能である。
【００２３】
使用中は、センサー２２は、洗浄ライン３０、３２及び３４を介してハンドピース１２及び注入液供給源２６に接続される。センサー２２は、供給源２６からハンドピース１２へ向かう洗浄液の流量を測定し、この情報をケーブル３６を通じてＣＰＵ１６に与える。洗浄液流量データは、この技術分野ではよく知られたソフトウェア命令を使用して制御装置１４の操作パラメータを制御するために、ＣＰＵ１６に使用されることができる。例えば、ＣＰＵ１６は、ケーブル３８を通じてバルブ２４を開閉して、供給源２６からハンドピース１２に至る洗浄液量を変えることができる。ＣＰＵ１６はまた、ケーブル４０を通じて、電力ケーブル４２を通じてハンドピース１２に送られる電源２０の出力を変えることができる。ＣＰＵ１６はまた、センサー２２により与えられるデータを使用して、ポンプ１８の動作を変更することができる。ポンプ１８は、ライン４６を通じてハンドピース１２から液体を吸引し、ライン４８を通じてその液体を捕集容器２８へ送る。
【００２４】
図２に示されるように、本発明の第２の実施形態において、ハンドピース１１２の操作に使用されるための制御システム１１０は、制御装置１１４を有する。制御装置１１４は、通常は制御モジュール又はＣＰＵ１１６、吸引ポンプ１１８、ハンドピース電源１２０及びバルブ１２４を有する。流量センサー１２２は、ハンドピース１１２の内部に収納される。
【００２５】
使用中は、チップ１５０は、センサー１２２並びに洗浄ライン１３０、１３２及び１３４を介して注入液供給源１２６に接続される。センサー１２２は、供給源１２６からチップ１５０へ向かう洗浄液の流量を測定し、この情報をケーブル１３６を通じてＣＰＵ１１６に与える。ＣＰＵ１１６は、ケーブル１３８を通じてバルブ１２４を開閉して、供給源１２６からチップ１５０に至る洗浄液量を変えることができる。ＣＰＵ１１６はまた、ケーブル１４０を通じて、電力ケーブル１４２を通じてハンドピース１１２に送られる電源１２０の出力を変えることができる。ＣＰＵ１１６はまた、センサー１２２により与えられるデータを使用して、ポンプ１１８の動作を変更することができる。ポンプ１１８は、ライン１４６を通じてハンドピース１１２から液体を吸引し、ライン１４８を通じてその液体を捕集容器１２８へ送る。ＣＰＵ１１６はまた、センサー１２２により与えられるデータ及び電源１２０から供給される出力を使用して、使用者に可聴音を発することができる。
【００２６】
図３に示されるように、本発明の第３の実施形態において、ハンドピース２１２の操作に使用される制御システム２１０は、制御装置２１４を有する。制御装置２１４は、通常は制御モジュール又はＣＰＵ２１６、吸引ポンプ２１８、ハンドピース電源２２０、バルブ２２４、与圧源２２９及び圧力センサー２２７を有する。流量センサー２２２は、洗浄ライン２３０、２３２及び２３４を介してハンドピース２１２及び注入液供給源２２６に接続される。注入液供給源２２６には、ボトルに入った状態で提供される市販の洗浄溶液が使用可能である。与圧源２２９は、ライン２５２を通じて注入液供給源２２６に与圧し、ケーブル２５０を通じてＣＰＵ２１６によって制御される。与圧源２２９には、テキサス州フォートワースのアルコン・ラボラトリーズ社より入手できるＡＣＣＵＲＵＳ登録商標外科用システムに組み込まれているような、市販の全ての圧力制御器が使用可能である。圧力センサー２２７は、ライン２５４を通じて注入液供給源２２６の圧力を測定し、ケーブル２５６を通じてＣＰＵ２１６に監視される。圧力センサー２２７には、アリゾナ州フェニックスのモトローラ社より入手できるモデルＭＰＸ５１００のような、市販の全ての適当な圧力センサーが使用可能である。
【００２７】
使用中は、センサー２２２は、供給源２２６からハンドピース２１２へ送られる洗浄液流量を測定し、その情報をケーブル２３６を通じてＣＰＵ２１６に与える。洗浄液流量データは、この技術分野ではよく知られたソフトウェア命令を使用して制御装置２１４の操作パラメータを制御するために、ＣＰＵ２１６に使用されることができる。例えば、ＣＰＵ２１６は、ケーブル２５６を通じて圧力センサー２２７のデータを読み込んでいる間は、ケーブル２５０を通じて与圧源２２９を制御して、供給源２２６からハンドピース２１２に至る洗浄液量を変えることができる。ＣＰＵ２１６はまた、ケーブル２４０を通じて、電力ケーブル２４２を通じてハンドピース２１２に送られる電源２２０の出力を変えることができる。ＣＰＵ２１６はまた、センサー２２２により与えられるデータを使用して、ライン２４４を通じてポンプ２１８の動作を変更することができる。ポンプ２１８は、ライン２４６を通じてハンドピース２１２から液体を吸引し、ライン２４８を通じてその液体を捕集容器２２８へ送る。ＣＰＵ２１６はまた、センサー２２２により与えられるデータ及び電源２２０から供給される出力を使用して、使用者に可聴音を発することができる。
【００２８】
図４に示されるように、本発明の第４の実施形態において、ハンドピース３１２の操作に使用される制御システム３１０は、制御装置３１４を有する。制御装置３１４は、通常は制御モジュール又はＣＰＵ３１６、吸引ポンプ３１８、ハンドピース電源３２０、バルブ３２４、与圧源３２９及び圧力センサー３２７を有する。流量センサー３２２は、ハンドピース３１２の内部に収納されている。注入液供給源３２６には、ボトルに入った状態で提供される市販の洗浄溶液が使用可能である。与圧源３２９には、市販の全ての圧力制御器が使用可能である。圧力センサー２２７には、市販の全ての適当な圧力センサーが使用可能である。
【００２９】
使用中は、センサー３２２は、供給源３２６からハンドピース３１２へ送られる洗浄液流量を測定し、その情報をケーブル３３６を通じてＣＰＵ３１６に与える。洗浄液流量データは、この技術分野ではよく知られたソフトウェア命令を使用して制御装置３１４の操作パラメータを制御するために、ＣＰＵ３１６に使用されることができる。例えば、ＣＰＵ３１６は、ケーブル３５６を通じて圧力センサー３２７のデータを読み込んでいる間は、ケーブル３５０を通じて与圧源３２９を制御して、供給源３２６からハンドピース３１２に至る洗浄液量を変えることができる。ＣＰＵ３１６はまた、ケーブル３４０を通じて、電力ケーブル３４２を通じてハンドピース３１２に送られる電源３２０の出力を変えることができる。ＣＰＵ３１６はまた、センサー３２２により与えられるデータを使用して、ケーブル３４４を通じてポンプ３１８の動作を変更することができる。ポンプ３１８は、ライン３４６を通じてハンドピース３１２から液体を吸引し、ライン３４８を通じてその液体を捕集容器３２８へ送る。ＣＰＵ３１６はまた、センサー３２２により与えられるデータ及び電源３２０から供給される出力を使用して、使用者に可聴音を発することができる。
【００３０】
図５に示されるように、本発明の第５の実施形態において、ハンドピース４１２の操作に使用される制御システム４１０は、制御装置４１４を有する。制御装置４１４は、通常は制御モジュール又はＣＰＵ４１６、吸引ポンプ４１８、ハンドピース電源４２０、バルブ４２４、与圧源４２９及び圧力センサー５２７を有する。空気流量センサー４２３は、ライン４３２及び４５２を介して与圧源４２９及び注入液供給源４２６に接続される。センサー４２３には、イリノイ州フリーポートのハネウェル社より入手できるモデルＡＷＭ３１００Ｖのような、市販の全ての流量センサーが使用可能である。注入液供給源４２６には、ボトルに入った状態で提供される市販の洗浄溶液が使用可能である。
【００３１】
使用中は、センサー４２３は、供給源４２６内へ送られる空気流量を測定し、その情報をケーブル４３６を通じてＣＰＵ４１６に与える。空気流量データは、ライン４３４を通じてハンドピースに送られる注入液流量を計算するために、圧力センサー４２７からの情報とともにＣＰＵ４１６によって使用される。この注入液量の計算値は、この技術分野ではよく知られたソフトウェア命令を使用して制御装置４１４の操作パラメータを制御するために使用されることができる。例えば、ＣＰＵ４１６は、ケーブル４５６を通じて圧力センサー４２７のデータを読み込んでいる間は、ケーブル４５０を通じて与圧源４２９を制御して、供給源４２６からハンドピース４１２に至る洗浄液量を変えることができる。ＣＰＵ４１６はまた、ケーブル４４０を通じて、電力ケーブル４４２を通じてハンドピース４１２に送られる電源４２０の出力を変えることができる。ＣＰＵ４１６はまた、その注入液流量の計算値を使用して、ケーブル４４４を通じてポンプ４１８の動作を変更することができる。ポンプ４１８は、電力ケーブル４４２によってハンドピース４１２から液体を吸引する。ＣＰＵ４１６はまた、その注入液量の計算値を使用して、ケーブル４４４を通じてポンプ４１８の動作を変更することができる。ポンプ４１８は、ライン４４６を通じてハンドピース４１２から液体を吸引し、ライン４４８を通じてその液体を捕集容器４２８へ送る。ＣＰＵ４１６はまた、その注入液流量の計算値及び電源４２０から供給される出力を使用して、使用者に可聴音を発することができる。
【００３２】
図６に示されるように、本発明の第６の実施形態において、ハンドピース５１２の操作に使用される制御システム５１０は、制御装置５１４を有する。制御装置５１４は、通常は制御モジュール又はＣＰＵ５１６、吸引ポンプ５１８、ハンドピース電源５２０、バルブ５２４、与圧源５３０及び圧力センサー５２７を有する。注入液供給源５２５には、バッグ又は慣例の柔軟性容器に入った状態で提供される市販の全ての洗浄溶液が使用可能である。与圧源５３０は、液体に与圧するために、機構５５３を通じて注入液供給源５２５を圧縮する圧縮装置である。注入液供給源の圧縮比は、ケーブル５５０を通じてＣＰＵ５１６によって制御される。
【００３３】
使用中は、ＣＰＵ５１６は、与圧源５３０の圧縮比及び圧力センサー５２７からの圧力データに基づいて、ライン５３４を通してハンドピースに送られる注入液流量を計算する。圧力センサー５２７は、注入液供給源５２５に対して、直接又は洗浄ライン５３３若しくは５３４を通じて連通することができる。この注入液量の計算値は、この技術分野ではよく知られたソフトウェア命令を使用して制御装置５１４の操作パラメータを制御するために使用されることができる。例えば、ＣＰＵ５１６は、ケーブル５５６を通じて圧力センサー５２７のデータを読み込んでいる間は、ケーブル５５０を通じて与圧源５３０を制御して、供給源５２５からハンドピース５１２に至る洗浄液量を変えることができる。ＣＰＵ５１６はまた、ケーブル５４０を通じて、電力ケーブル５４２を通じてハンドピース５１２に送られる電源５２０の出力を変えることができる。ＣＰＵ５１６はまた、その注入液流量の計算値を使用して、ケーブル５４４を通じてポンプ５１８の動作を変更することができる。ポンプ５１８は、ライン５４６を通じてハンドピース５１２から液体を吸引し、ライン５４８を通じてその液体を捕集容器５２８へ送る。ＣＰＵ５１６はまた、その注入液流量の計算値及び電源５２０から供給される出力を使用して、使用者に可聴音を発することができる。
【００３４】
図１０に示されるように、与圧源５３０は、ローラー機構５５３、注入液容器５２５、圧力センサー５２７及び注入又は洗浄バルブ５２４を有する。ローラー機構５５３は、圧縮ローラー５５４及びローラー駆動モータ５５５を有する。注入液容器５２５には、ニュージャージー州レイクウッドのチャーター・メディカル社より一般入手できるような、ある部位へ外科的に注入するための柔軟性バッグ又はこの用途のための特別な構造を有する慣例容器が使用可能である。注入液容器５２５は、過度に伸長せずに圧縮させられる容器となるような全ての適当な材料から作製することができる。注入液容器５２５は、薄い壁面のボトルであってもよく、波状の側面（図示されていない）を有しても有していなくてもよい。圧力センサー５２７は、ヒューレットパッカード社製のモデル１２９０Ｃのような市販の使い捨て可能な全ての圧力センサー又はこの用途のために特別に作製された特注タイプのセンサーが使用可能である。注入バルブ５２４には、外科用装置に一般に用いられる市販のピンチ式バルブの全てが使用可能である。圧縮ローラー機構５５３は、双方向の機械的ローラー５５４と、制御された均一な方法にて柔軟性容器５２５を圧縮し、その圧縮速度が液体の排出速度に比例するような特別な構造を有する適当な治具とを具備する。
【００３５】
使用中は、柔軟性容器５２５は、ローラー機構５５３内に配置され、洗浄ライン５３３に接続される。注入バルブ５２４は開であり、ローラー機構５５３は容器５２５を圧縮するように動く。ローラー機構５５４の移動は容器５２５内の有効容積を減少させ、それにより注入液は洗浄ライン５３３内に強制移動させられる。圧力センサー５２７からの情報は、注入圧力及びローラー機構５５３が制御されて予め定めた注入圧力の読込値が維持されていることを示す。駆動モータ５５５の移動速度は液体排出速度に比例し、その情報は、さらなる系統的制御のために制御システム５１０により使用される。
【００３６】
図１１に示されるように、与圧源５３０’は、注入液容器５２５’、機構５５３’、圧力センサー５２７’及びバルブ５２４’を有する。機構５５３’は、圧縮作動器１０３、上方板１０５、下方板１０７及び板戻しばね１０６を有する。圧縮作動器１０３は、ウォームギヤと、制御された均一な方法にて板１０５を押圧し、その押圧速度が容器５２５’からの液体排出速度に比例するような構造を有する油圧駆動式作動器とのいずれであってもよい。戻しばね１０６には、板を元の位置に戻すために使用できる全ての市販のばねが使用可能である。
【００３７】
使用中は、柔軟性容器５２５’は、上方板１０５及び下方板１０７から圧力を受けるように配置され、洗浄ライン５３３に接続される。注入バルブ５２４’は開であり、作動器１０３は、ばね１０６に逆らって板１０５上に下向きの圧力を与える。板１０５に与えられた下向きの圧力は、上方板１０５と下方板１０７との間の容器５２５’を圧縮し、それにより容器５２５’内の有効容積が減少して、注入液が洗浄ライン５３３’内に強制移動させられる。圧力センサー５２７’からの情報は、注入圧力及び作動器１０３が制御されて予め定めた注入圧力の読込値が維持されていることを示す。作動器１０３の移動速度は液体排出速度に比例し、その情報は、さらなる系統的制御のために制御システム５１０により使用される。
【００３８】
図１２に示されるように、本発明のもう１つの実施形態において、ハンドピース７１２の操作に使用される制御システム７１０は、制御装置７１４を有する。制御装置７１４は、通常は制御モジュール又はＣＰＵ７１６、吸引ポンプ７１８、ハンドピース電源７２０、バルブ７２４、与圧源７２９及び注入液供給源圧力センサー７２７を有する。洗浄ライン圧力センサー７２２は、洗浄ライン７３０、７３２及び７３４を通じてハンドピース７１２及び注入液供給源７２６に接続される。注入液供給源７２６には、ボトルに入った状態で提供される市販の全ての洗浄溶液が使用可能である。与圧源７２９は、ライン７５２を通じて注入液供給源７２６に与圧し、ケーブル７５０を通じてＣＰＵ７１６によって制御される。与圧源７２９には、テキサス州フォートワースのアルコン・ラボラトリーズ社より入手できるＡＣＣＵＲＵＳ登録商標外科用システムに組み込まれているような、市販の全ての圧力制御器が使用可能である。与圧源７２９はまた、図６、図１０及び図１１に示される与圧源５３０又は５３０’と類似のものであってもよい。圧力センサー７２７は、ライン７５４を通じて注入液供給源７２６の圧力を測定し、ケーブル７５６を通じてＣＰＵ７１６に監視される。圧力センサー７２２及び７２７には、アリゾナ州フェニックスのモトローラ社より入手できるモデルＭＰＸ５１００のような、市販の全ての適当な流量センサーが使用可能である。この技術分野に熟練した者には、センサー７２７に加えて又はセンサー７２７の代わりに空気流量センサー４２３が使用できて、注入液供給源７２６内部の圧力は、与圧源５３０又は５３０’の動作から与えられ得ることが理解できるであろう。
【００３９】
使用中は、センサー７２２は、洗浄ライン７３４内にある洗浄液のハンドピース７１２における（すなわちその内部の）圧力を測定し、その情報をケーブル７３６を通じてＣＰＵ７１６に与える。洗浄ライン圧力データは、この技術分野ではよく知られたソフトウェア命令を使用して、後に説明するように、制御装置７１４の操作パラメータを制御するために、ＣＰＵ７１６に使用されることができる。例えば、ＣＰＵ７１６は、ケーブル７５６を通じて圧力センサー７２７のデータを読み込んでいる間は、ケーブル７５０を通じて与圧源７２９を制御して、供給源７２６からハンドピース７１２に至る洗浄液量を変えることができる。ＣＰＵ７１６はまた、ケーブル７４０を通じて、電力ケーブル７４２を通じてハンドピース７１２に送られる電源７２０の出力を変えることができる。ＣＰＵ７１６はまた、センサー７２２により与えられるデータを使用して、ライン７４４を通じてポンプ７１８の動作を変更することができる。ポンプ７１８は、ライン７４６を通じてハンドピース７１２から液体を吸引し、ライン７４８を通じてその液を捕集容器７２８へ送る。ＣＰＵ７１６はまた、センサー７２２により与えられるデータ及び電源７２０から供給される出力を使用して、使用者に可聴音を発することができる。
【００４０】
図７に示されるように、本発明によるシステムが注入液量を監視しているときは、システムは現在の注入流量を監視して、実際の流量と予め定めた流量とを比較する。注入流量が予め定めた流量より多いときは、システムは何の処置もしない。注入流量が予め定めた流量より少ないときは、超音波ハンドピースに送られる電力を変えて、外科医に対して変調音を発したり吸引圧力を変えたりするような、様々な処置をシステムが行うことができる。
【００４１】
本発明によるシステムはまた、手術中の眼内圧（ＩＯＰ）及び創傷の温度の少なくとも一方を制御するために使用できる。ＩＯＰを制御するために、使用者は所要のＩＯＰ値又はＩＯＰ値の範囲（ＩＯＰｓｅｔ）をＣＰＵ７１６に設定する。センサー７２２からの注入液ライン圧力情報（Ｐｉｒｒ）はＣＰＵ７１６に与えられ、センサー７２７からの注入液供給源の圧力情報はＣＰＵ（Ｐｂｏｔ）に与えられる。ＣＰＵ７１６は、ハンドピース７１２からの流出量を次式を用いて特定する。
Ｆｌｏｗ＝（Ｐｂｏｔ−Ｐｉｒｒ）／Ｒｂｏｔ
ここでＲｂｏｔは、センサー７２７とセンサー７２２との間の流体抵抗である。ＣＰＵ７１６は、外科手術部位内の現在のＩＯＰ（ＩＯＰａｃｔ）を次式を用いて算定する。
ＩＯＰａｃｔ＝Ｐｉｒｒ−（Ｆｌｏｗ＊Ｒｉｒｒ）
ここでＲｉｒｒは、センサー７２２と外科手術部位との間の流体抵抗である。ＣＰＵはＩＯＰａｃｔとＩＯＰｓｅｔとを比較し、ＩＯＰｓｅｔを維持するように与圧源７２９を調節する。ＣＰＵ７１６の論理プロセスは、ＰＩＤアルゴリズム、ファジー論理アルゴリズム又は他の適当な全てのアルゴリズムのような様々な方法でプログラム可能である。選択的に、仮に与圧源５３０又は５３０’が使われるときは、ハンドピース７１２からの流出量は注入液供給源７２６の圧縮速度に比例するため、与圧源５３０又は５３０’はハンドピース７１２からの流出量を監視するために使用されることができ、センサー７２２は不要となる。
【００４２】
本発明によるシステムはまた、創傷部位の温度制御に使用できる。創傷部位の温度を制御するために、使用者は創傷部位温度（Ｔｅｍｐｍａｘ）及びＣＰＵ１６、１１６、２１６、３１６又は４１６に要求される動作を選定する。選択的に、使用者は所要の温度範囲を選定してもよい。センサー２２、１２２、２２２、３２２又は４２３からの注入液流量情報は、ＣＰＵ１６、１１６、２１６、３１６又は４１６にそれぞれ与えられ、またＣＰＵ１６、１１６、２１６、３１６又は４１６は、注入液流量及び超音波パワーの現在及びそれ以前の値に基づいて、現在の創傷部位温度（Ｔｅｍｐｃｕｒ）を計算する。例えば、ＴｅｍｐｃｕｒがＴｅｍｐｍａｘに達したときは、使用者は、超音波パワーを下げること、超音波パワーのデューティサイクル又は振幅を変えること、吸引圧力を変えるために注入圧力及び注入液流量の少なくとも一方を変えること又は可聴音を発することを要求できる。使用者は、Ｔｅｍｐｍａｘとして選定した値又はＴｅｍｐｃｕｒがＴｅｍｐｍａｘに達したときの速度に対応して行われる、様々な動作をプログラムできる。ＣＰＵ１６、１１６、２１６、３１６又は４１６内の論理プロセスは、ＰＩＤアルゴリズム、ファジー論理アルゴリズム又は他の適当な全てのアルゴリズムのような様々な方法でプログラム可能である。
【００４３】
本発明に関する記述は、図解及び説明のためになされたものである。関連した技術分野に熟練した者には、上述した本発明について、その特許請求の範囲や精神から逸脱することなく変化や修正が可能であることが明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明に使用できる制御システムの第１の実施形態によるブロック線図である。
【図２】
本発明に使用できる制御システムの第２の実施形態によるブロック線図である。
【図３】
本発明に使用できる制御システムの第３の実施形態によるブロック線図であって、装置内の流量センサー及び注入液供給源の与圧注入制御を示した図である。
【図４】
本発明に使用できる制御システムの第４の実施形態によるブロック線図であって、ハンドピース内の流量センサー及び注入液供給源の与圧注入制御を示した図である。
【図５】
本発明に使用できる制御システムの第５の実施形態によるブロック線図であって、装置内の流量センサー及び注入液流量を計算するための与圧源の空気流量測定を示した図である。
【図６】
本発明に使用できる制御システムの第６の実施形態によるブロック線図であって、圧縮される柔軟性バッグとしての与圧源と、注入液供給源の圧縮速度から計算される注入液の流れとを示した図である。
【図７】
本発明に使用できる注入流量制御モードにおける操作を示したフローチャートである。
【図８】
従来技術である重力送液注入方法を示した図である。
【図９】
従来技術である与圧注入方法を示した図である。
【図１０】
本発明による柔軟性容器の１つの実施形態を示したブロック線図であって、容器がローラー間で圧縮される状態を示した図である。
【図１１】
本発明による柔軟性容器のもう１つの実施形態を示したブロック線図であって、容器が圧縮板によって圧縮される状態を示した図である。
【図１２】
本発明に使用できる制御システムのもう１つの実施形態を示すブロック線図であって、洗浄ライン圧力センサー及び注入液供給源の与圧注入制御装置を有する制御を示す図である。
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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