(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
組織を受け取る穴（１６，３６）及び切除部材（１４，３４）を含んで成る顕微手術器具（１０，３０）であって、
真空発生源と接続するように構成されており、且つ足踏みペダル（６８）を用いて制御可能であり；更に
前記真空源を用いて前記穴への前記組織の流れを誘導するための手段、
前記足踏みペダルの動きに応じて種々の切除速度に及ぶサイクルで前記穴が開き、そして閉じるように前記部材を作動させる手段、を含んで成り；
前記切除速度は、前記足踏みペダルが全く押し下げられていない位置に近い場合に最高値であり、そして前記切除速度は、前記足踏みペダルが完全に押し下げられた位置に近い場合に最小値であり、更に、下向き方向に前記足踏みペダルを動かすことで、前記切除速度が減少し、前記穴の開いたサイズが増大し、そして上向き方向に前記足踏みペダルを動かすことで、前記切除速度が増大し、前記穴の開いたサイズが縮小し、前記切除速度の変化が前記穴の負荷サイクルの変化をもたらす、顕微手術器具。
【請求項２】
前記部材を作動させるための前記手段が、開いた穴の位置から閉じた穴の位置まで前記部材（１４，３４）を動かすための圧縮空気発生源（５８）、及び前記の閉じた穴の位置から前記の開いた穴の位置まで前記部材を動かすためのスプリング、を用いて、前記器具の縦軸に沿って、前記部材を往復させることで実行される、請求項１に記載の器具。
【請求項３】
前記部材を作動させる手段が、開いた穴の位置から閉じた穴の位置まで前記部材（１４，３４）を動かすための第一圧縮空気発生源、及び前記の閉じた穴の位置から前記の開いた穴の位置まで動かすための第二圧縮空気発生源を用いて、前記器具の縦軸の周囲に前記部材を往復させることで実行される、請求項１に記載の器具。
【請求項４】
バルブ（６６）を更に含み、そして前記部材を作動させる手段が、バルブ、前記バルブを開き、そして閉じる電気シグナル、及びパルス型圧縮空気波形を作り出すために前記バルブと接続された圧縮空気発生源、を用い；そして
前記部材を作動させる手段が、所定の切除速度のために、前記パルス型圧縮空気波形の最大圧力が、前記部材に前記穴（１６，３６）を閉めさせる前記圧縮空気波形の圧力と実質的に等しくなる様に、前記電気シグナルのパルス幅を変化させるよう構成されている、請求項１に記載の器具。
【請求項５】
前記部材を作動させる手段が、切除速度を増大させながら前記パルス幅を減少させ、そして／あるいは切除速度を減少させながら前記パルス幅を増大させるよう構成されている、請求項４に記載の器具。
【請求項６】
前記顕微手術器具が硝子体切除プローブ（１０）であり、前記部材が内側の切除部材（１４）である、請求項１に記載の器具。
【請求項７】
前記部材を作動させる手段が、リニア電気モーター又はソレノイドを用いて、前記プローブの縦軸に沿って前記部材（１４，３４）を往復させるよう構成されている、請求項１に記載の器具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明の分野
本発明は広く顕微手術器具の動作方法に関する。更に具体的には、限定しないが本発明は後眼部の眼科手術に使用される顕微手術器具、例えば硝子体切除術のプローブを動作させ、様々な手術目的について前記器具の性能を最適化する方法に関する。
【０００２】
関連技術の説明
多くの顕微的手法が、様々な身体の組織の正確な切除及び／又は除法を必要とする。例えば、ある眼科手術の手法は、後眼部を満たす透明なゼリー状の硝子体液の切除及び／又は除去を必要とする。硝子体液、又は硝子体は、網膜にしばしば付着している多くの微細な線維から成る。従って、硝子体の切除及び除去は、網膜上での伸展、脈絡膜からの網膜の分離、網膜の裂傷、又は、最悪の場合である、網膜自身の切除及び除去を避けるために、丁寧に行う必要がある。
【０００３】
後眼部の眼科的手術における顕微手術用切除ブローブの使用は周知である。その様な硝子体切除プローブは、典型的には毛様体輪に近接した強膜の切開を介して挿入される。当該手術はまた、他の顕微手術器具、例えば光ファイバー照明器、注入カニューレ、又は吸引プローブを、後眼部の手術の間に挿入し得る。執刀医は顕微鏡で眼を見ながら、前記の手法を行う。
【０００４】
常用の硝子体切除プローブは、典型的に中空の外側の切除部材、中空の外側の切除部材内で同軸上に配置され、かつ移動可能に配列された中空の内側の切除部材、及び外側の切除部材からその遠心端付近まで放射状に広がる穴を含む。硝子体液は開いている穴に吸引され、そして内側の部材が作動して当該穴を閉じる。当該穴を閉じるとき、内側及び外側の両方の切除部材上の切除表面が、協力して硝子体を切除し、そして切除された硝子体は続いて内側の切除部材を介して吸引される。米国特許第４，５７７，６２９号（Martinez）；第５，０１９，０３５号（Missirlian et al. ）；第４，９０９，２４９号（Akkas et al.）；第５，１７６，６２８号（Charles et al.）；第５，０４７，００８号（de Jaan et al.）；第４，６９６，２９８号（Higgins et al.）；及び第５，７３３，２９７号（Wang）の全てが、様々なタイプの硝子体切除プローブを開示しており、そしてこれらの特許のそれぞれが、引用によってその全体を本明細書に組み入れられる。
【０００５】
常用の硝子体切除プローブは、「ギロチンスタイル」プローブ及び回転プローブを含む。ギロチンスタイルプローブは内側の切除部材を有しており、これはその縦軸に沿って往復する。回転プローブは、その縦軸の周りを往復する内側の切除部材を有する。両方のタイプのプローブにおいて、内側の切除部材は様々な方法を用いて作動する。例えば、内側の切除部材は、機械式スプリングに打ち勝つピストン又はダイヤフラムアセンブリに対する空気圧によって、開いた穴の位置から閉じた穴の位置まで移動させ得る。空気圧の除去時に、スプリングは内側の切除部材を、閉じた穴の位置から開いた穴の位置まで戻す。別の例として、内側の切除部材は、空気圧の第一発生源を用いて開いた穴の位置から閉じた穴の位置まで移動し、そして次に空気圧の第二発生源を用いて閉じた穴の位置から開いた穴の位置まで移動し得る。更なる例として、内側の切除部材は、常用の回転電気モーター又はソレノイドを用いて開いた穴の位置と閉じた穴の位置との間を電気機械的に作動され得る。米国特許第４，５７７，６２９号は、ギロチンスタイルの、圧縮空気式ピストン／機械式スプリング作動型プローブを提供する。米国特許第４，９０９，２４９号及び第５，０１９，０３５号は、ギロチンスタイルの、圧縮空気式ダイヤフラム／機械式スプリング作動型プローブを開示している。米国特許第５，１７６，６２８号は、回転二重圧縮空気式ドライブプローブを示している。
【０００６】
上述した常用の硝子体切除プローブを用いて、内側の切除部材は常に、完全に開いた穴の位置から完全に閉じた穴の位置まで作動し、そして完全に開いた穴の位置まで戻る。ある常用のギロチンスタイルの、圧縮空気式／機械式作動型プローブは、それぞれの切除サイクルにおいて前記部分をその完全に開いた穴の位置まで戻させない切除速度で動作することが物理的に可能であると信じられている。しかしながら、その様なプローブを動作させる手術系は、この動作形式を実現させなかった。これは、眼科手術の業界が完全に開いた穴が、その穴内での硝子体への液体の流れ及びその封入を最大化し、そして硝子体の切除及び除去を促進するのに必須であると歴史的に信じていたためである。
【０００７】
多くの常用のプローブが、様々な手術目的での使用のために、比較的大きな、完全に開いた穴のサイズ（例えば０．０２０インチ（０．５０８mm）〜０．０３０インチ（０．７６２mm））を有する大きさにある。比較的遅い切除速度（例えば、最大８００切除（cut)／分）での動作時に、それらのプローブは１回の切除サイクルにおいて、例えば中心（ｃｏｒｅ）硝子体切除において大量の硝子体を除去し、そして物理的に大きな硝子体組織、例えばトラクションバンド（ｔｒａｃｔｉｏｎ  ｂａｎｄ）を切除するのに使用され得る。更に、これらのプローブは、更に繊細な操作、例えば可動組織の取り扱い（例えば網膜の分離部分又は網膜の裂傷に近接している硝子体の除去）、硝子体の基部（ｂａｓｅ）の解剖、及び膜の除去、を実施するのにも使用される。しかしながら、これらのプローブの大きな部分サイズ、大きな切除ストローク、及び比較的遅い切除速度の複合効果は、時に不所望な硝子体及び網膜組織の乱れ並びに眼の中での眼圧のピーク変動に対する大きなピークを生み出す。これらの限定は共に執刀医にとっての困難をもたらし、そして患者に対して有害なことがある。
【０００８】
特殊な硝子体切除プローブが開発されてきた。例えば、比較的小さな、完全に閉じた穴のサイズ（例えば、０．０１０インチ（０．２５４mm）を有するプローブは、網膜付近での更に繊細な手術目的を実行するために使用されている。その様な特殊プローブの例には、Fort Worth, Texas のAlon Laboratories, Inc. から入手可能なＭｉｃｒｏｐｏｒｔ（商標）プローブがある。しかしながら、これらのプローブは中心硝子体切除にはあまり有効ではなく、そしてその結果、執刀医はしばしば患者の眼の中で複数の硝子体切除プローブを使用し、そしてこれを繰り返し挿入することを強いられ、このことは手術を複雑にし、そして患者への損傷を増大させる。別の例として、米国特許第４，９０９，２４９号及び第５，０１９，０３５号は、手動で調節可能な穴のサイズを有するプローブを開示している。しかしながら、穴のサイズの繰り返しの手動調節は時間を浪費し、そして厄介である。比較的速い切除速度は、St.Louisの Storz Instrument Company（「Lightning」プローブ）及びLaguna Hills, CaliforniaのScieran Technologies, Inc.（「vit Commander 」プローブ）によって開発されてきた。しかしながら、これらのプローブは流速において幾分制限されており、その結果、それらは中心硝子体切除についてあまり有効ではない。
【０００９】
従って、上述の制限に苦労しない、硝子切除術の基本的観点、中心硝子体切除、可動組織の取り扱い、硝子体の基部の解剖、及び膜の除去、の全てを実施する方法を改良する必要が存在している。後文でより詳細に例示する様に、この方法は、広範な手術目的を達成するための手順の間に必要とされる様な切除速度、穴の開きの負荷サイクル、及び穴の開いたサイズ又は口径を自動制御し得る。改良方法は、硝子体切除プローブ以外の顕微手術器具の操作にも必要とされる。理想として、当該改良方法は患者にとって安全で、執刀医が使用するのに容易で、かつ経済的に実施可能であるだろう。
【００１０】
本発明の要約
本発明の１つの観点は、顕微手術器具を動作させるための方法を含んで成る。当該顕微器具は組織を受け取るための穴及び部材を含む。組織の流れは真空発生源によって前記穴に誘導され、そして前記部材は多くのサイクル速度に及ぶ、前記穴を開き、そして閉じるサイクル様式で作動する。前記部材の負荷サイクルは、前記穴への組織の流れを変えるサイクル速度で変化する。
【００１１】
前記顕微器具は、硝子体切除プローブ、吸引プローブ又は他の切除プローブを含んで成ることがある。硝子体切除プローブの態様において、本発明は広範な硝子体切除術の目的を有効に実行する様に、所定の切除速度のためにプローブ内への流速及びプローブの口径を調節する能力をもたらす。
【００１２】
好ましい態様の詳細な説明
本発明の好ましい態様及びそれらの利点は、図面の図１〜１２を参照することによって最もよく理解され、同様の数字が、複数の図面の同様の、かつ対応する部分に使用される。
【００１３】
最初に図１及び２を参照すると、顕微器具１０の遠心端が概略的に例示されている。顕微器具１０は、好ましくはギロチンスタイルの硝子体切除プローブであり、そして管状の外側の切除部材１２及び外側の切除部材１２内で移動可能に配置された管状の内側の切除部材１４を含む。外側の切除部材１２は穴１６及び切緑１８を有する。穴１６は、好ましくはプローブ１０の縦軸に沿って約０．０２０インチ（０．５０８mm）の長さを有する。内部の切除部材１４は切縁２０を有する。
【００１４】
プローブ１０の操作の間、内側の切除部材１４は、プローブ１０の縦軸に沿って、図１に示す様な位置Ａから図２に示す様な位置Ｂまで動き、そして次に１回の切除サイクルで位置Ａまで戻る。位置Ａは穴１６の完全に開いた位置に相当し、そして位置Ｂは穴１６の完全に閉じた位置に相当する。位置Ａにおいて、硝子体液又は他の組織が、矢印２２によって表される真空誘導型の液体の流れによって、穴１６に、かつ内側の切除部材１４内に吸引される。位置Ｂにおいて、穴１６及び内側の切除部材１４内の硝子体は、切縁１８及び２０によって切除又は切断され、そして真空誘導型の液体の流れ２２によって吸引される。切縁１８及び２０は、好ましくは硝子体の切除を保証するために、締まりばめにおいて形成される。更に、位置Ａ及びＢは、内側の切除部材１４の、特異的なプローブ１０における作動の変化を説明するために、穴１６の端の多少外側に形式的に配置される。
【００１５】
図３〜５を参照すると、顕微器具３０の遠心端が概略的に例示されている。器具３０は、好ましくは回転式硝子体切除プローブであり、そして管状の外側の切除部材３２及び、外側の切除部材３２内で移動可能に配置されている管状の内側の切除部材３４を含む。外側の切除部材３２は穴３６及び切縁３８を有する。穴３６は、好ましくはプローブ３０の縦軸に沿って約０．０２０インチ（０．５０８mm）の長さを有する。内側の切除部材３４は切縁４１を有する開口部４０を有する。
【００１６】
プローブ３０の動作の間、内側の切除部材３４はプローブ３０の縦軸に関して、図４に示す様な位置Ａから図５に示す様な位置Ｂまで回転し、そして１回の切除サイクルで位置Ａまで戻る。位置Ａは穴３６の完全に開いた位置に相当し、そして位置Ｂは穴３６の完全に閉じた位置に相当する。位置Ａにおいて硝子体液又は他の組織は、矢印４２によって表される真空誘導型の液体の流れによって、穴３６、開口部４０、及び内側の切除部材３４に吸引される。位置Ｂにおいて、内側の切除部材３４内の硝子体は、切縁３８及び４１によって切除又は切断され、そして真空誘導型の流れ４２によって吸引される。切縁３８及び４１は、好ましくは硝子体の切除を保証するために、締まりばめにおいて形成される。更に、位置Ｂは、内側の切除部材３４の、特異的なプローブにおける作動の変化を説明するために、外側の切除部材３２の切除面の縁３８を多少過ぎたところに形式的に配置される。
【００１７】
プローブ１０の内側の切除部材１４は、好ましくは機械式スプリングに打ち勝つピストン又はダイヤフラムアセンブリに対する空気圧の適用によって、開いた穴の位置から閉じた穴の位置まで移動する。空気圧の除去時に、スプリングは内側の切除部材１４を、閉じた穴の位置から開いた穴の位置まで戻す。プローブ２０の内側の切除部材３４は、好ましくは空気圧の第一発生源を用いて、開いた穴の位置から閉じた穴の位置まで移動し、そして次に空気圧の第二発生源を用いて、閉じた穴の位置から開いた穴の位置まで移動する。空気圧の第一発生源はパルス型であり、そして空気圧の第二発生源はパルス型又は一定型でもよい。あるいは、内側の切除部材１４及び３４は、常用のソニアモーター又はソレノイドを用いて電気機械的に作動し得る。これらの作動方法のうちのあるものの実施は、上述した米国特許第４，５７７，６２９号；第４，９０９，２４９号；第５，０１９，０３５号；及び第５，１７６，６２８号に更に完全に記載されている。例示目的のために、かつ限定目的ではなく、本発明はギロチンスタイルの、圧縮空気式／機械式スプリング作動型硝子体切除プローブ１０に関して下文に記載される。
【００１８】
図６は、本発明の使用にとって好ましい顕微手術システム５０の電子式及び圧縮空気式サブアセンブリのある部分のブロック図を示す。例えば、システム５０はFort Worth, Texas のAlcon Laboratories, Inc.によって販売されているＡｃｃｕｒｕｓ（商標）手術システムであってよく、又は別の常用の眼科顕微手術システムでもよい。システム５０は、好ましくは多数のマイクロコントローラー５４に電子的に接続されたホストマイクロコンピューターを含む。マイクロコンピューター５２は、好ましくはＩｎｔｅｌ（商標）４８６（商標）マイクロプロセッサーを含んで成り、そしてマイクロコントローラー５４は、好ましくはＩｎｔｅｌ（商標）８０Ｃ１９６（商標）マイクロプロセッサーを含んで成る。もちろん、等しい又はより優れた性能を有する常用のマイクロプロセッサーも、所望によりマイクロコンピューター５２及びマイクロコントローラー５４に利用され得る。マイクロコントローラー５４ａはシステム５０の圧縮空気／液体モジュールと電子的に接続され、そしてそれを制御する。圧縮空気／液体モジュール５６は、好ましくは空気圧の発生源５８及び真空の発生源６０を含み、これらは共に常用のＰＶＣチューブ６２及び６４を介してプローブ１０又はプローブ３０と液体でつながれている。圧縮空気／液体モジュール５６はまた、好ましくはその複数の構成要素間に適当な電気接続機器を含む。プローブ１０及び３０は共にシステム５０を用いて使用され得るが、このシステム５０の説明の残りは、それぞれの説明についてプローブ１０のみを引用する。
【００１９】
空気圧の発生源５８は圧縮空気駆動の圧力を、好ましくは約５７psi の圧力でプローブ１０に供給する。ソレノイドバルブ６６は、空気圧発生源５８とプローブ１０との間のチューブ６２間に配置される。ソレノイドバルブ６６は、好ましくは約２〜約３ミリ秒の応答時間を有する。システム５０は更に、好ましくは可変コントローラー６８を含む。可変コントローラー６８は、マイクロコンピューター５２及びマイクロコンピューター５４ａを介してソレノイドバルブ６６と電子的に接続されており、そしてこれを制御する。後文で更に詳細に説明する様に、可変コントローラー６８は好ましくは、プローブ１０の内側の切除部材１４を、様々な切除速度でその開いた穴の位置からその閉じた穴の位置まで駆動させる循還型の空気圧を供給する様に、開いた位置に閉じた位置とにソレノイドバルブ６６を往復させる可変電気シグナルを提供する。図６には示していないが、圧縮空気／液体モジュール５６も、プローブ３０の内側の切除部材３４を、その閉じた穴の位置からその開いた穴の位置まで駆動させるマイクロコントローラー５４ａによって制御される第二空気圧発生源及びソレノイドバルブを含み得る。可変コントローラー６８は、好ましくは執刀医によって実施可能な常用の足踏みスイッチ又は足踏みペダルである。例えば、可変コントローラー６８は上述したＡｃｃｕｒｕｓ（商標）手術システムの一部として販売されている足踏みペダルであってもよい。あるいは、可変コントローラー６８は、所望により常用の手持ち式スイッチ又は「タッチスクリーン」コントローラーであってもよい。
【００２０】
図７は、３つの例示的な硝子体切除プローブについての切除速度に対する流速を示す。プロファイル８０は、本発明の好ましい方法に従い作動する、圧縮空気式／機械式スプリング作動型プローブ１０についての好ましい流れのプロファイルを示す。プロファイル８２は、圧縮空気式／機械式スプリング作動型プローブ１０についての従来の流れのプロファイルを示す。プロファイル８４は、Ｍｉｃｒｏｐｏｒｔ（商標）プローブについての従来の流れのプロファイルを示す。図７に示す様に、流れのプロファイル８０は、好ましくは実質的に線形である。
【００２１】
１５０mmHg（１９９９８．３Pa）真空の一定吸引で、流れのプロファイル８４は、全ての切除速度でプロファイル８２のものの約４０％である。プロファイル８４のプローブは、繊細な網膜の作業を実施する場合に、眼科手術業界によって望まれる１〜２cc（ml）／分の流速を達成するが、この同一のプローブは、中心硝子体切除術を実施する場合に必要とされるものよりも速い、８〜１０cc（ml）／分の流速を達成できない。
【００２２】
図７は、プロファイル８２及び８４のそれぞれについての約２．５：１の０cpm （切除／分）：最大cpm の流れの比を示している。対照的に、プロファイル８０の流速は５０：１以上である。プローブ１０を介して流れを調節するために本発明の方法を用いることによって、更に完全には種々の切除速度、穴の開きの負荷サイクル、及び穴の口径の適用によって、流れのプロファイル８０はプロファイル８２と８４を組み合わせたものよりも上回っている。その様な向上した範囲の流れは、異なる手術目的のための、患者の眼への多数のプローブの挿入についての必要性を大きく低下させ、又は排除し、手術の複雑さを低下させ、そして患者に対する関連した外傷を減少させる。
【００２３】
流れのプロファイル８０におけるプローブ１０の向上した性能は、当該プローブの穴の開きの負荷サイクルを切除速度と一緒に動的に変化させることによって達成される。速い切除速度でのその様な負荷サイクルの変化も、穴１６の「開いた」サイズ又は口径の変化を助長する。本発明の重要な発見の１つは、切除及び除去の標的とされる硝子体又は他の組織のサイズに従い、穴１６の開いたサイズを変化させることが好ましいということである。例えば、図８は常用とされる、完全に開いた位置Ａから完全に閉じた穴の位置Ｂまで作動し、そして一回の切除サイクルで位置Ａまで戻るプローブ１０の内側の切除部材１４を示す。この操作形式において、穴１６の口径は一定である。比較的小さい硝子体組織８６の断片と完全に開いた穴１６との断面積の差異により、真空発生源６０は、常に効果的に組織８６を吸引することはない。しかしながら、図９に示す様に、プローブ１０の内側の切除部材１４は、本発明の好ましい方法に従い、穴１６の開いた位置Ａ′から完全に閉じた穴の位置Ｂまで作動し、そして位置Ａ′まで戻る。この操作形式において、穴１６の口径は、硝子体組織８６のサイズに従い、例えば位置Ａ′まで変更され得る。硝子体組織８６と開いた穴１６の類似の断面積は、真空発生源６０からのより高い効果的な真空圧及び穴１６への組織８６の効果的な吸引を可能にする。本発明の好ましい方法に従い切除速度と一緒に動的に変更する負荷サイクル及び／又は開いた穴のサイズの考え、並びにそれらから生じる利益は、今回図１０，１１、及び１２と関連して更に詳細に考察される。
【００２４】
図１０は、空気圧発生源５８とチューブ６２を介してプローブ１０の内側の切除部材１４が作動する様に、ソレノイドバルブ６６に対してマイクロコントローラー５４ａによって供給される例示的な電気シグナルを示す。バルブ６６の閉じた位置は好ましくは０ボルトの値を指定され、そしてバルブ６６の開いた位置は好ましくは５ボルトの値を指定される。所定の切除速度について、プローブ１０はバルブ６６が開く時間＋バルブ６６が開いた状態にある時間＋バルブ６６を閉じる時間＋バルブ６６が、バルブ６６を開くシグナルが発生するまで閉じた状態にある時間、で表される期間τを有するだろう。τは切除速度に反比例する。例えば、８００cpm の切除速度で、τは７５ミリ秒（ms）／切除である。この書類の目的のために、開いた位置でバルブ６６を維持する電気シグナルの期間は、パルス幅PWとして定義される。この文書で使用する場合、穴の開きの負荷サイクル、又は負荷サイクルは、τ（PW／τ）に対するPWの比として定義される。
【００２５】
図１１に示す様に、τは図１０の電気シグナルに応じて圧縮空気／液体モジュール５６によって生じる各圧縮空気パルス間の時間も表す。圧縮空気シグナルはバルブ６６で電気シグナルから約９ms遅れる（バルブ６６の開口における約２msの遅れ及びＰＶＣチューブ６２を伝う約７msの伝達の遅れ）。例示的な圧縮空気式／機械式スプリング作動型プローブである、Fort Worth, Texas のAlcon Laboratories, Inc.から入手可能なＡｃｃｕｒｕｓ（商標）プローブは、約２１psi の圧力Ｐｃで完全に閉じた位置Ｂにあり、そして約４psi の圧力Ｐｏで完全に開いた位置にある。この例示的なプローブは、約３４psi の最大圧力Ｐmax 及び約３psi の最小圧力Ｐmin を有する圧力パルスを持つ圧縮空気／液体モジュール５６によって駆動する。Ｐｃ，Ｐｏ，Ｐmax 及びＰmin は異なるプローブについて変更され得る。
【００２６】
上述の様に、プローブ１０の切除速度又はバルブ６６での電気シグナルのサイクリング速度は１／τに等しい。従って、切除速度の増大は期間τの減少をもたらす。ＰＷが一定に保たれる場合、このτの減少は負荷サイクルの増大をもたらし、これは図１１の圧縮空気波形のＤＣ又はバイアスレベルを上向きに変えさせる。ＰＷから独立して、切除速度の増大はＰmax とＰmin との間のピーク間の圧縮空気の振幅の低下をもたらす。
【００２７】
内側の切除部材１４の動きはプローブ１０を駆動させるために適用される圧力と直接関連している。この考えと、既に説明されている、圧縮空気シグナルに対するＰＷ及び切除速度の効果とを組み合わせて、一定に維持されるＰＷによる切除速度の増大は、振幅の減少及び穴の閉鎖方向への変化（すなわち、図２の線Ｂ方向）が共に起こる、内側の切除メンバー１４の動きの正味の効果を有する。
【００２８】
図１１はまた、プローブ１０の作動の変化、並びに他のシステムの構成要素、例えばバルブ６６、ＰＶＣチューブ６２、及び圧力発生源５８における軽微な許容範囲を提供する、Ｐｃの域を超えるＰmax の過剰な圧縮空気の伝動を示す。これらの変化及び許容範囲を減少させることによって、Ｐmax の確立における過剰な時間及び圧力の多くが排除される。換言すると、Ｐmax がＰｃに設定される場合、内側の切除部材１４の切縁２０は、外側の切除部材１２の切縁１８の少し先まで作動し、そしてそれ以上にはならない。Ｐｏに戻るためのプローブ１０の圧縮空気駆動の時間も減少し、それによって期間τの更なる減少、そして、その結果として切除速度の更なる増大を可能にする。
【００２９】
図１２は、圧縮空気式／機械式スプリング作動型プローブ１０について測定した場合の圧縮空気波形の集合を示す。波形９０は、プローブ１０で常用に適用されている圧縮空気駆動を表し、そして波形９２，９４、及び９６は、本発明の好ましい方法に従い適用される圧縮空気駆動の例を表す。完全な穴の閉鎖の場合の、Ｐｃ＝２１psi 及び完全な穴の開口の場合の、Ｐｏ＝４psi の圧力レベルを示す。常用の波形５０についてのバルブ６６での電気シグナルを一番上に示す。圧縮空気波形９０の場合の電気シグナル９０に由来する９msの遅れも示す。
【００３０】
波形９０はプローブ１０の場合の常用の８００cpm の圧縮空気駆動を表す。この場合、内側の切除部材１４は、Ｐmax ＝３４psi の場合、穴１６のそれぞれの端を通過して運動し、そしてＰmin ＝３psi は完全な振幅を提供する。対照的に、波形９２，９４、及び９６は切縁１８にまで及ぶが、完全に開いた穴１６をもたらさない内側の切除部材の運動をもたらす。更に具体的には、波形９２は各切除サイクルにおいて７５％開いた穴１６をもたらし、波形９４は各切除サイクルにおいて５０％開いた穴１６をもたらし、そして波形９６は各切除サイクルにおいて２５％開いた穴１６をもたらす。これらの波形に関して、各切除速度は所望の範囲の内側の切除部材１４の振幅で確立され、そして次にパルス幅ＰＷは、内側の切除部材１４が切縁１８の少し先まで運動する場合、Ｐｃと実質的に等しいＰmax を確立する必要に応じて増大し、又は減少する。このパルス幅ＰＷの調整も負荷サイクル（ＰＷ／τ）を変化させる。
【００３１】
図７の流れのプロファイル８０を再び参照すると、パルス幅ＰＷは好ましくは遅い切除速度（例えば８００cmp 以下）より速い切除速度（例えば８００cpm 以上）でより小さい。より速い切除速度でのより小さいパルス幅ＰＷは、常用の範囲を超える切除速度での、穴１６を通過する十分な流れでプローブ１０を操作することを可能にする。より速い切除速度でのより小さいパルス幅ＰＷは更に、ＰＷが一定に保たれる場合に、より小さくされた負荷サイクルをもたらす。パルス幅ＰＷ又は負荷サイクルを変化させることによって、穴１６を通過する流速は、任意な所望の量に変化され得る。
【００３２】
より遅い切除速度で、内側の切除部材１４は、好ましくは穴１６の完全に開いた位置から穴１６の完全に閉じた位置まで動き、そして各切除サイクルにおいて完全に開いた位置まで戻る。ある限界の切除速度の後、穴１６の開いた穴のサイズは好ましくは切除速度の増大につれて縮小し始める。上述の様にパルス幅又は負荷サイクルを変化させることによって、任意な所望の程度の穴の開口サイズ又は穴の口径が確立され得る。穴１６の開いた穴のサイズが縮小し始める限界の切除速度は、異なるプローブについて変化し得る。
【００３３】
流れのプロファイル８０上でのそれぞれの漸進的切除速度について、切除速度及び当該切除速度に対応するパルス幅ＰＷ（又は負荷サイクルＰＷ／τ）は、好ましくは可変コントローラー６８上の位置と関連している。この関係は、好ましくはマイクロコンピューター５２又はマイクロコントローラー５４ａに固有のソフトウェア及び／又はハードウェアによって作り上げられる。
【００３４】
可変コントローラー６８は、好ましくは通常垂直な面における動きの範囲を有する常用の足踏みペダルである。最大値の切除速度（並びにそれによる最小値の流速及び最小口径の穴１６）は、好ましくは足踏みペダル６８の最上位に割り当てられる。切除速度の低下する値は、足踏みペダル６８上の徐々に押し下げられる位置に割り当てられる。最小値の切除速度（並びにそれによる最大値の流速及び完全に開いた口径の穴１６）は、好ましくは足踏みペダル６８の完全に押し下げられた位置に割り当てられる。従って、執刀医が足踏みペダル６８を押し下げる前に、プローブ１０は最大の切除速度、最小の穴の口径、及び最小の流速状態で動作する。この動作状態は網膜付近での繊細な動作の実施、例えば可動組織の取り扱い、硝子体基部の解剖、又は膜の除去に特に有用である。執刀医が足踏みペダル６８を押し下げると、最小の切除速度、完全に開いた穴の口径、及び最大の流速が達成されるまで、図７の流れのプロファイル８０に従い、切除速度は低下し、そして流速は増大する。このより遅い切除速度の動作状態は、中心硝子体切除術又は大きな硝子体組織、例えばトラクションバンドの除去に特に有用である。あるいは、執刀医が足踏みペダル６８を押し下げる前に、プローブ１０が最小の切除速度、完全に開いた穴の口径、最大の流速状態で動作する様な、対照的な手法に従うことがある。執刀医が足踏みペダル６８を押し下げると、最大の切除速度、最小の穴の口径、及び最小の流速が達成されるまで、図７の流れのプロファイル８０に従い、切除速度は増大し、そして流速は低下する。
【００３５】
穴の開きの負荷サイクル及び／又は穴の口径を動的に変化させる方法を、圧縮空気式／機械式作動型プローブ１０を参照して上述してきたが、当業者にとって、それが二重の圧縮空気式作動型プローブ３０に同様に適用可能であることは自明だろう。更に、負荷サイクル及び／又は穴の口径も、常用のリニア電気モーター、ソレノイド、又は他の電気機器装置を用いて作動するプローブのための流速及び切除速度の範囲に及ぶ様に変化し得ると信じられている。
【００３６】
上文から、本発明が、執刀医及び患者の両方に対しての十分な利益を提供する硝子体切除術の基本的な観点の全てを実施する改良方法を提供すると理解され得る。本発明は例によって本明細書に例示され、そして種々の修飾が当業者によって行われ得る。例えば、穴の開きの負荷サイクル及び／又は穴の口径を、切除速度と一緒に動的に変化させる方法を、硝子体切除プローブの動作と関連して上述したが、当該方法は顕微手術用吸引プローブ、又は類似の方法で体内組織を切除し、そして除去するのに使用される顕微手術プローブの動作に対して同様に適用可能である。もちろん、吸引プローブにおいて、内側の切除部材はシーリング（Ｓｅａｌｉｎｇ）部材と交換されることもあり、そしてサイクル速度が切除速度に取って代わるだろう。別の例として、本発明の好ましい流れのプロファイルは実質的に線形であるが、本発明の方法は非線形の流れのプロファイルに対して同様に適用可能である。別の例として、本発明の好ましい流れのプロファイルは１５０mmHg真空の例示的な吸引を用いて例示されるが、本発明の方法は異なる吸引レベルの流れのプロファイルに対して同様に適用可能である。更なる例として、プローブ１０に関連して上述した様に、切除速度、負荷サイクル、及びパルス幅を調整することによるもの以外の別の技術も流速を制御するのに使用され得る。
【００３７】
本発明の動作及び構築が前述の記載から明らかであると考えられる。上文に示し、又は記載した方法は好ましいものとして特徴づけたが、種々の変化及び修飾が、特許請求の範囲において定義される様な本発明の精神及び範囲から逸脱することなくその中で行われ得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、完全に開いた穴の位置において示される本発明の方法の使用に好ましい第一硝子体切除プローブの側面の断面図である。
【図２】  図２は、閉じた穴の位置において示される図１のプローブの側面の断面図である。
【図３】  図３は、完全に開いた穴の位置において示される本発明の方法の使用に好ましい第二硝子体切除プローブの側面の部分断面図である。
【図４】  図４は、線４−４に沿っての図３のプローブの断面図である。
【図５】  図５は、閉じた穴の位置において示される、線４−４に沿っての図３のプローブの断面図である。
【図６】  図６は、本発明の使用にとって好ましい顕微手術システムのある位置のブロック図である。
【図７】  図７は、図１のプローブについての常用の流れのプロファイル及びＭｉｃｒｏｐｏｒｔ（商標）プローブについての常用の流れのプロファイルと比較した、本発明の好ましい態様に従う図１のプローブについての流れのプロファイルを示す。
【図８】  図８は、本発明の好ましい方法に従い切除され、そして吸引され得る組織のサイズで、開いた穴のサイズを変化させる能力を例示する図１のプローブの平面図である。
【図９】  図９は、本発明の好ましい方法に従い切除され、そして吸引され得る組織のサイズで、開いた穴のサイズを変化させる能力を例示する図１のプローブの平面図である。
【図１０】  図１０は、図１のプローブの常用の動作のための圧縮空気波形を作製する、例示的な電気シグナルの図である。
【図１１】  図１１は、図１のプローブの常用の動作のための例示的な圧縮空気波形である。
【図１２】  図１２は、本発明の好ましい方法に従う図１のプローブの動作のための圧縮空気波形の集合を示す。
【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８】
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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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