СПОСОБ ВВЕДЕНИЯ ИСКУССТВЕННОГО ХРУСТАЛИКА С РЕГУЛИРУЕМОЙ ТЕМПЕРАТУРОЙ
METHOD FOR INTRODUCING TEMPERATURE-REGULATED INTRAOCULAR LENS

Область техники
Настоящее изобретение относится к устройству для введения в глаз искусственного хрусталика, а конкретнее - к устройству для введения искусственного хрусталика с регулируемой температурой.
Уровень техники
Человеческий глаз обеспечивает зрение, пропуская свет сквозь прозрачную наружную часть, называемую роговицей, и фокусируя изображение посредством хрусталика на сетчатке. Качество фокусируемого изображения зависит от множества факторов, включая размер и форму глаза, а также прозрачность роговицы и хрусталика.
Когда с возрастом или по причине болезни хрусталик становится менее прозрачным, зрение ухудшается, потому что на сетчатку попадает меньше света. Такой дефект хрусталика в медицине известен как катаракта. Принятым лечением в данном случае является хирургическое удаление хрусталика и замена его искусственным.
В Соединенных Штатах большинство операций по удалению пораженного катарактой хрусталика производится с помощью хирургической техники, называемой "факоэмульсификация". Во время этой процедуры в передней камере глаза выполняют отверстие, в больной хрусталик вставляют тонкую факоэмульсификационную режущую пластину и подвергают ее вибрации с помощью ультразвука. Вибрирующая режущая пластина разжижает, или эмульгирует, хрусталик, чтобы его можно было отсосать из глаза. После извлечения больного хрусталика его заменяют искусственным.
Искусственный хрусталик вводят в глаз с помощью инжектора через тот же самый маленький разрез, который использовался для извлечения больного хрусталика. Искусственный хрусталик помещают в инжектор в сложенном состоянии. Кончик инжектора вставляют в надрез и хрусталик вводят в глаз.
Многие выпускаемые в наши дни искусственные хрусталики изготавливают из полимера с заданными свойствами. Эти свойства позволяют сложить хрусталик, а затем развернуть его, придав нужную форму, при введении его в глаз. Используемые для изготовления данных хрусталиков полимеры отличаются температурной зависимостью. Нагревание полимера облегчает сжатие хрусталика, чтобы он проходил сквозь более малый разрез. Малый размер разреза желателен, потому что способствует более быстрому заживлению и уменьшает травматичность для пациента.
Температурные характеристики полимеров, применяемых для изготовления искусственных хрусталиков, могут значительно повлиять на процесс имплантации хрусталика. У некоторых полимеров изменение жесткости или вязкости происходит в относительно узком диапазоне. Например, при слишком холодной температуре полимер может стать хрупким и разрушиться при сжатии. При слишком высоких температурах полимер может стать вязким и утратить способность сохранять форму. Следовательно, желательно поддерживать температуру полимера в заданном диапазоне, чтобы искусственный хрусталик сохранил целостность.
На практике некоторые хирурги нагревают искусственные хрусталики вручную, используя наружную сторону автоклавов или нагревателей для подогревания детских влажных салфеток. Такой способ нагревания неуправляем. Как уже было отмечено, полимеры, используемые для изготовления искусственных хрусталиков, чувствительны к температурам, и чем точнее температурный контроль, тем легче достичь желаемых результатов.
Следовательно, существует потребность в создании устройства для введения искусственного хрусталика с регулируемой температурой.
Сущность изобретения
Согласно одному из вариантов осуществления, находящемуся в соответствии с принципами настоящего изобретения, настоящее изобретение относится к способу введения в глаз искусственного хрусталика. Искусственный хрусталик нагревают, чтобы достичь вязко-упругих свойств, позволяющих ввести его в отверстие патрона. Температуру искусственного хрусталика поддерживают в заданном диапазоне. Затем искусственный хрусталик вводят в глаз с помощью инжектора при условии, что температура искусственного хрусталика находится в заданном диапазоне.
Согласно другому варианту осуществления, находящемуся в соответствии с принципами настоящего изобретения, настоящее изобретение относится к способу введения в глаз искусственного хрусталика. Нагреватель приводят в действие и нагревают с его помощью искусственный хрусталик. Температуру искусственного хрусталика поддерживают в заданном диапазоне. Искусственный хрусталик вводят в глаз с помощью инжектора при условии, что температура искусственного хрусталика находится в заданном диапазоне.
Согласно еще одному варианту осуществления, находящемуся в соответствии с принципами настоящего изобретения, настоящее изобретение относится к способу введения в глаз искусственного хрусталика. Принимают входной сигнал, указывающий на необходимость включения нагревателя. Нагреватель приводят в действие и нагревают с его помощью искусственный хрусталик. Принимают сигнал обратной связи для управления нагревателем. Нагревателем управляют с целью поддержания температуры искусственного хрусталика в заданном диапазоне. Сигнал на введение искусственного хрусталика в глаз подают только тогда, когда искусственный хрусталик нагреется до температуры, находящейся в заданном диапазоне.
Следует понимать, что предыдущее общее описание, равно как и последующее подробное описание, приведено исключительно в качестве примера и для разъяснения и предназначено исключительно для более подробного разъяснения заявленного изобретения. Последующее описание, а также практическое осуществление изобретения объясняют и предлагают дополнительные преимущества и задачи изобретения.
Краткое описание чертежей
Прилагаемые чертежи, являющиеся частью данного описания, иллюстрируют несколько вариантов осуществления изобретения и вместе с описанием служат для разъяснения принципов изобретения.
Фиг.1 - вид сверху в разрезе патрона и рукоятки, совместно выполняющих функцию инжектора для искусственного хрусталика.
Фиг.2 - вид сверху в разрезе патрона и рукоятки, совместно выполняющих функцию инжектора для искусственного хрусталика.
Фиг.3 - вид сбоку в разрезе патрона и рукоятки, совместно выполняющих функцию инжектора для искусственного хрусталика.
Фиг.4 - вид сбоку в разрезе патрона и рукоятки, совместно выполняющих функцию инжектора для искусственного хрусталика.
Фиг.5 - вид сверху в разрезе патрона с нагревателем согласно варианту осуществления изобретения.
Фиг.6 - вид сбоку в разрезе патрона с нагревателем согласно варианту осуществления изобретения.
Фиг.7 - вид сбоку в разрезе рукоятки с нагревателем, размещенным на ней, согласно варианту осуществления изобретения.
Фиг.8 - вид сверху в разрезе рукоятки с нагревателем, размещенным на ней, согласно варианту осуществления изобретения.
Фиг.9 - вид сбоку в разрезе рукоятки с нагревателем, размещенным на плунжере, согласно варианту осуществления изобретения.
Фиг.10 - вид сверху в разрезе рукоятки с нагревателем, размещенным на плунжере, согласно варианту осуществления изобретения.
Фиг.11 - вид сверху в разрезе инжектора для введения искусственного хрусталика согласно варианту осуществления изобретения.
Фиг.12 - вид сверху в разрезе инжектора для введения искусственного хрусталика согласно варианту осуществления изобретения.
Фиг.13 - вид сверху в разрезе инжектора для введения искусственного хрусталика, на котором показаны два различных места расположения нагревателя согласно варианту осуществления изобретения.
Фиг.14 - вид сверху в разрезе инжектора для введения искусственного хрусталика, на котором показаны два различных места расположения нагревателя согласно варианту осуществления изобретения.
Фиг.15 - блок-схема участка системы инжектора для введения искусственного хрусталика согласно варианту осуществления изобретения.
Фиг.16 - вид сверху в разрезе системы введения искусственного хрусталика, работающей от батарей, на котором показаны два различных места расположения нагревателя согласно варианту осуществления изобретения.
Фиг.17 - вид сверху в разрезе системы введения искусственного хрусталика с нагревателем, размещенным на плунжере, согласно варианту осуществления изобретения.
Фиг.18 - вид сверху в разрезе системы введения искусственного хрусталика с нагревателем, расположенным на наконечнике, согласно варианту осуществления изобретения.
Фиг.19 - вид сверху в разрезе подпружиненной системы введения искусственного хрусталика, на котором показаны два места расположения нагревателя согласно варианту осуществления изобретения.
Фиг.20 - блок-схема одного из способов управления системой инжектора для введения искусственного хрусталика согласно варианту осуществления изобретения.
Фиг.21 - блок-схема одного из способов управления системой инжектора для введения искусственного хрусталика согласно варианту осуществления изобретения.
Фиг.22 - блок-схема одного из способов управления системой инжектора для искусственного хрусталика согласно варианту осуществления изобретения.
Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения
Теперь будут подробно описаны предпочтительные варианты осуществления, примеры которых проиллюстрированы на прилагаемых чертежах. Везде, где это возможно, для обозначения одинаковых или подобных деталей будут использованы одинаковые номера ссылочных позиций.
Фиг.1 - вид сбоку в разрезе патрона и рукоятки, совместно выполняющих функцию инжектора для искусственного хрусталика. Согласно варианту осуществления, представленному на Фиг.1, состоящая из двух частей система инжектора для введения искусственного хрусталика включает в себя рукоятку 100 и патрон 160. В рукоятке 100 внутри корпуса 125 инжектора размещен валик 105, соединенный с плунжером 110. Валик 105 обычно бывает жестким и присоединен к плунжеру 110 таким образом, что перемещение валика 105 преобразуется в перемещение плунжера 110. Таким образом, плунжер 110 предназначен для возвратно-поступательного перемещения внутри корпуса 125 инжектора. Два ушка, таких как ушко 115, расположены на одном конце рукоятки 100. Область предназначена для размещения патрона 150.
Патрон 150 включает в себя два язычка, таких как язычок 165, а также наконечник 160 и камеру 155. В камере 155 содержится искусственный хрусталик. Наконечник 160 полый, и его конструкция позволяет искусственному хрусталику пройти сквозь него в глаз. Внутренняя часть патрона 150 содержит непрерывный канал, включающий в себя камеру 155 и наконечник 160. Искусственный хрусталик, расположенный в камере 155, перемещают наружу из патрона посредством наконечника 160.
На Фиг.2 показано, как сопрягаются патрон 150 и рукоятка 100. Как проиллюстрировано в варианте осуществления, представленном на Фиг.2, патрон 150 расположен в области 120. Плунжер 110 предназначен для возвратно-поступательного перемещения внутри корпуса 125 инжектора и камеры 155. Перемещение валика 105 и плунжера 110 обычно ограничено направлением вперед-назад параллельно корпусу 125. Язычки на патроне 150, такие как язычок 165, устанавливаются под ушками на рукоятке 110, такими как ушко 115. В этом положении патрон 150 прикреплен к рукоятке 100.
В процессе работы валик 105 перемещают, заставляя тем самым перемещаться плунжер 110. Для вставки патрона 150 валик 105 и плунжер 110 отодвигают назад, при этом плунжер 110 оказывается за пределами области 120. В область 120 помещают патрон 150, а затем задвигают в него плунжер 110. В частности, конструкция плунжера 110 позволяет ему проникать в камеру 155 и контактировать с искусственным хрусталиком, содержащимся в камере. При дальнейшем продвижении плунжера 110 вперед он выталкивает искусственный хрусталик из камеры 155 через наконечник 160. Наконечник 160 вставляют в разрез, выполненный в роговице, в результате чего искусственный хрусталик оказывается внутри глаза.
На Фиг.3 и 4 представлен вид сбоку в разрезе патрона 150 и рукоятки 100, изображенных на Фиг.1 и 2. Согласно данному варианту осуществления патрон сопрягается с рукояткой 100, как показано на чертеже. На Фиг.4 плунжер 110 находится внутри камеры 155 патрона 150.
На Фиг.5 и 6 представлены виды в разрезе (сверху и сбоку) патрона с нагревателем согласно варианту осуществления изобретения. Расположение нагревателя 505 показано пунктиром. Согласно варианту осуществления, представленному на Фиг.5 и 6, нагреватель 505 расположен сверху и снизу камеры 155. Это позволяет ему нагревать искусственный хрусталик, содержащийся в камере 155. Кроме того, нагреватель 505 продолжается внутрь наконечника 160, что дает возможность передачи тепла к искусственному хрусталику, когда он находится в наконечнике 160. Нагреватель 505 может также окружать камеру 155 или находиться лишь с одной стороны камеры 155.
Нагреватель 505 обычно представляет собой нагреватель резистивного типа. Согласно одному из вариантов осуществления нагреватель 505 представляет собой непрерывную проволоку с сопротивлением, через которую пропускают электрический ток. Согласно другим вариантам осуществления нагреватель 505 содержит последовательно соединенные резистивные элементы, через которые пропускают электрический ток. Количество тока, пропускаемого сквозь нагреватель 505, и резистивные характеристики нагревателя 505 выбирают таким образом, чтобы они обеспечивали нужное количество тепла для нагревания искусственного хрусталика, содержащегося в камере 155.
Электрические соединения (не показаны) подают ток к нагревателю 505. Эти соединения обычно подают ток к нагревателю 505 от источника питания, такого как батарея. Кроме того, управляющая шина (не показана на чертеже) обеспечивает сигналы, управляющие работой нагревателя 505. Согласно данному варианту осуществления контроллер (не показан на чертеже) принимает информацию о температуре с нагревателя 505 и обеспечивает сигналы, управляющие работой нагревателя 505.
Нагреватель 505 может быть расположен на наружной или внутренней поверхности патрона 150 или заделан в него. Обычно патрон 150 изготавливают из полимерного материала. Нагреватель может быть заделан в полимерный материал.
На Фиг.7 и 8 представлены виды в разрезе (сверху и сбоку) рукоятки с нагревателем согласно варианту осуществления изобретения. Расположение нагревателя 705 показано пунктиром. Согласно данному варианту осуществления нагреватель 705 расположен под плунжером 110. Таким образом, патрон 150 вставляется в рукоятку 100 над нагревателем 705. Нагреватель 705 нагревает патрон 150 и содержащийся в нем искусственный хрусталик. Аналогично нагревателю 505 нагреватель 705 представляет собой нагреватель резистивного типа.
Нагреватель 705 может быть расположен на наружной или внутренней поверхности рукоятки 100 или заделан в нее. Нагреватель 705 может быть заделан в полимерный материал при изготовлении рукоятки 100 из полимерного материала. При изготовлении рукоятки 100 из металлического материала нагреватель 705 может быть расположен на одной из ее поверхностей.
Электрические соединения (не показаны) подают ток к нагревателю 705. Эти соединения обычно подают ток к нагревателю 705 от источника питания, такого как батарея. Кроме того, управляющая шина (не показана на чертеже) обеспечивает сигналы, управляющие работой нагревателя 705. Согласно данному варианту осуществления контроллер (не показан на чертеже) принимает информацию о температуре с нагревателя 705 и обеспечивает сигналы, управляющие работой нагревателя 705.
На Фиг.9 и 10 представлены виды в разрезе (сверху и сбоку) рукоятки с нагревателем согласно варианту осуществления изобретения. Расположение нагревателя 905 показано пунктиром. Согласно данному варианту осуществления нагреватель расположен на плунжере 110. Тепло от нагревателя 905 непосредственно передается искусственному хрусталику, когда плунжер 110 вставляют в камеру 155 патрона 150. Аналогично нагревателям 505 и 705 нагреватель 905 представляет собой нагреватель резистивного типа.
Нагреватель 905 может быть расположен на наружной или внутренней поверхности плунжера 110 или заделан в него. Нагреватель 905 может быть заделан в полимерный материал при изготовлении плунжера 110 из полимерного материала.
Электрические соединения (не показаны) подают ток к нагревателю 905. Эти соединения обычно подают ток к нагревателю 905 от источника питания, такого как батарея. Кроме того, управляющая шина (не показана на чертеже) обеспечивает сигналы, управляющие работой нагревателя 905. Согласно данному варианту осуществления контроллер (не показан на чертеже) принимает информацию о температуре с нагревателя 905 и обеспечивает сигналы, управляющие работой нагревателя 905.
Согласно одному из вариантов осуществления выбирают только одну из упомянутых компоновок нагревателя. Другими словами, если нагреватель расположен на патроне, он не будет присутствовать на рукоятке. И наоборот, если нагреватель расположен на рукоятке, он не будет присутствовать на патроне.
Согласно другому варианту осуществления можно использовать два нагревателя. Например, нагреватель может быть как на плунжере 110, так и на корпусе 125 инжектора. Это позволяет передавать тепло к искусственному хрусталику опосредованно через патрон (в случае, если нагреватель размещен на корпусе 125 инжектора), а также непосредственно (в случае, если нагреватель расположен на плунжере 110). Многочисленные другие подобные конструкции находятся в рамках объема настоящего изобретения.
Работа нагревателей 505, 705 и 905 аналогична. Каждый из них выделяет тепло при пропускании через него электрического тока. Обычно контроллер управляет силой тока и временем подачи тока на нагреватели. Будучи приведены в действие нагреватели предназначены для поддержания температуры искусственного хрусталика в заданном диапазоне.
На Фиг.11 и 12 представлены виды в разрезе (сверху и сбоку) инжектора для искусственного хрусталика, в который может быть встроен нагреватель. Согласно варианту осуществления система 1100 введения искусственного хрусталика включает в себя плунжер 1105, расположенный на одном конце валика 1100. Валик 1110 обычно бывает жестким и присоединен к плунжеру 1105 таким образом, что перемещение валика 1110 преобразуется в перемещение плунжера 1105. Таким образом, плунжер 1105 предназначен для возвратно-поступательного перемещения внутри корпуса 125 инжектора. Направляющие 1120, 1122 обеспечивают перемещение плунжера 1105 вперед-назад параллельно корпусу 1115. В корпусе 1115 содержатся плунжер 1105 и вал 1110.
Наконечник 1130 расположен на одном конце системы 1100 введения искусственного хрусталика. Полая внутренняя часть 1125 расположена в наконечнике 1130 и предназначена для удерживания искусственного хрусталика. Непрерывный канал продолжается от направляющих 1120, 1122 через полую внутреннюю часть 1125 и наружу из дистального конца наконечника 1130. Искусственный хрусталик, содержащийся в полой внутренней части 1125, примыкающей к направляющим 1120, 1122, может выйти из дистального конца, или кончика, наконечника 1130 и попасть в глаз.
В процессе работы валик 1110 перемещают, заставляя тем самым перемещаться плунжер 1105. Перемещение валика 1105 и плунжера 1105 обычно ограничено направлением вперед-назад параллельно корпусу 1115. Искусственный хрусталик находится в полой внутренней части 1125, примыкающей к направляющим 1120, 1122. Плунжер предназначен для сцепления с искусственным хрусталиком и выталкивания его через внутреннюю полую часть 1125 из дистального конца наконечника 1130 и в глаз. Дистальный конец, или кончик, наконечника 1130 вставляют в разрез, выполненный в роговице глаза. Искусственный хрусталик вводят в глаз через этот разрез.
На Фиг.13 и 14 представлены виды сверху и сбоку в разрезе инжектора для введения искусственного хрусталика, на котором показаны два различных расположения нагревателя согласно варианту осуществления изобретения. На Фиг.13 и 14 нагреватель 1305 расположен на плунжере, а нагреватель 1310 - на наконечнике. Расположение нагревателей 1305, 1310 показано жирными сплошными линиями. Согласно варианту осуществления, представленному на Фиг.13 и 14, нагреватель 1305 расположен на плунжере, а нагреватель 1310 расположен сверху и снизу внутренней полой части 1125 наконечника 1130. Согласно другим вариантам осуществления, нагреватель 1310 окружает полую внутреннюю часть 1125 или расположен на одной ее стороне.
Когда нагреватель 1305 расположен на плунжере 1105, тепло передается искусственному хрусталику при контакте плунжера 1105 с искусственным хрусталиком. Когда нагреватель 1310 расположен на наконечнике 1130 и окружает полую внутреннюю часть 1125, тепло передается искусственному хрусталику, когда он находится в полой внутренней части 1125.
Нагреватели 1305, 1310 обычно представляют собой нагреватели резистивного типа. Согласно одному из вариантов осуществления каждый нагреватель 1305, 1310 содержит непрерывную проволоку с сопротивлением, через которую пропускают электрический ток. Согласно другим вариантам осуществления каждый нагреватель 1305, 1310 содержит последовательно соединенные резистивные элементы, через которые пропускают электрический ток. Сила тока, пропускаемого сквозь нагреватели 1305, 1310 и резистивные характеристики нагревателей 1305, 1310 выбирают таким образом, чтобы они обеспечивали нужное количество тепла для нагревания искусственного хрусталика.
Электрические соединения (не показаны) подают ток к нагревателям 1305, 1310. Эти соединения обычно подают ток к нагревателям 1305, 1310 от источника питания, такого как батарея. Кроме того, управляющая шина (не показана на чертеже) обеспечивает сигналы, управляющие работой нагревателей 1305, 1310. Согласно данному варианту осуществления контроллер (не показан на чертеже) принимает информацию о температуре с нагревателей 1305, 1310 и обеспечивает сигналы, управляющие работой нагревателей 1305, 1310.
Нагреватель 1305 может быть расположен на наружной или внутренней поверхности плунжера 1105 или заделан в него. Обычно плунжер 1105 изготавливают из полимерного материала. В этом случае нагреватель 1105 может быть заделан в полимерный материал. Аналогичным образом нагреватель 1310 может быть расположен на наружной или внутренней поверхности наконечника 1130 или заделан в него. Обычно наконечник 1130 изготавливают из полимерного материала. В этом случае нагреватель 1130 может быть заделан в полимерный материал.
Согласно одному из вариантов осуществления выбирают только одну из упомянутых компоновок нагревателя. Другими словами, если нагреватель расположен на плунжере 1105, он не будет присутствовать на наконечнике 1130. И наоборот если нагреватель расположен на наконечнике 1130, его не будет на плунжере 1105.
Согласно другому варианту осуществления можно использовать два нагревателя. Например, нагреватель может быть как на плунжере 1105, так и на наконечнике 1130. Это позволяет передавать тепло к искусственному хрусталику опосредованно через наконечник 1130 (в случае, если нагреватель размещен на наконечнике 1130), а также непосредственно (в случае, если нагреватель расположен на плунжере 1105). Многочисленные другие подобные конструкции находятся в рамках объема настоящего изобретения.
Работа нагревателей 1305 и 1310 аналогична. Каждый из них выделяет тепло при пропускании через него электрического тока. Обычно контроллер управляет силой тока и временем подачи тока на нагреватели. Будучи приведены в действие нагреватели предназначены для поддержания температуры искусственного хрусталика в заданном диапазоне.
Как показано в вышеупомянутых вариантах осуществления, нагреватель может быть расположен в непосредственной близости от искусственного хрусталика с целью его нагревания, чтобы хрусталик было легче ввести в глаз. Так как искусственные хрусталики обычно изготавливают из полимерного материала, чувствительного к температурному воздействию, обеспечение нагрева посредством встроенного нагревателя помогает поддерживать температуру искусственного хрусталика, при которой его легче сжать, сохранив при этом форму. Таким образом, нагреватель можно использовать для поддержания температуры полимера в заданном диапазоне, чтобы искусственный хрусталик легче было ввести в глаз.
В то время как описание вышеупомянутых вариантов осуществления давало подробное представление о расположении и составе нагревателя, в последующих вариантах осуществления система введения искусственного хрусталика будет описана более полно. Фиг.15 - блок-схема участка системы инжектора для введения искусственного хрусталика согласно варианту осуществления изобретения. Согласно варианту осуществления, представленному на Фиг.15, одна часть системы введения искусственного хрусталика включает в себя контроллер 1505, двигатель 1510, устройство ввода 1515 и источник 1520 питания. Контроллер 1505 подсоединен к двигателю 1510 с помощью средства связи 1530, к устройству ввода 1515 с помощью средства связи 1535 и к источнику питания 1520 с помощью средства связи 1525. Средство связи 1540 соединяет контроллер 1505 с нагревателем (не показанным на схеме).
Контроллер 1505 обычно представляет собой интегральную микросхему, способную выполнять логические операции. Согласно различным вариантам осуществления контроллером 1505 является регулятор двигателя или нагревателя. Согласно другим вариантам осуществления контроллером 1505 является простой микропроцессор. Контроллер 1505 обычно представляет собой стандартный корпус интегральной схемы с входными, выходными выводами и выводами питания.
Согласно варианту осуществления, представленному на Фиг.15, контроллер представляет собой интегральную микросхему, способную принимать входной сигнал с устройства ввода 1515 с помощью средства связи 1535. Контроллер получает питание от источника питания 1520 с помощью средства связи 1525. Контроллер 1505 может также получать информацию от нагревателя (не показанного на схеме) с помощью средства связи 1540. Согласно данному варианту осуществления контроллер 1505 имеет два выходных управляющих сигнала. Контроллер 1505 посылает управляющий выходной сигнал на двигатель 1510 с помощью средства связи 1530. Контроллер также посылает управляющий выходной сигнал на нагреватель (не показан на схеме) с помощью средства связи 1540.
Устройство ввода 1515 обычно представляет собой переключатель или кнопку, приводящие в действие какую-либо часть системы введения искусственного хрусталика. Согласно одному из вариантов осуществления устройство ввода представляет собой переключатель, приводящий в действие нагреватель.
Источник питания 1520 обеспечивает питание для контроллера 1505, двигателя 1510 и нагревателя (не показан на схеме). Согласно одному из вариантов осуществления источник питания 1520 представляет собой батарею. Согласно другому варианту осуществления источник питания 1520 представляет собой кабель, направляющий электричество из хирургической консоли.
Двигатель 1510 предназначен для приведения в движение плунжера, вводящего в глаз искусственный хрусталик. Согласно одному из вариантов осуществления двигатель 1510 представляет собой шаговый двигатель. Средства связи 1525, 1530, 1535 и 1540 могут быть любого типа. Согласно одному из вариантов осуществления эти средства связи являются проводами. Согласно другим вариантам осуществления средства связи могут посылать и принимать энергию и/или данные.
Фиг.16 - вид сверху в разрезе системы введения искусственного хрусталика, работающей от батарей, на котором показаны два различных расположения нагревателя согласно варианту осуществления изобретения. Система 1600 введения искусственного хрусталика, представленная на Фиг.16, соединяет элементы, представленные на Фиг.13 и 14, с элементами, представленными на Фиг.15. Система 1600 введения искусственного хрусталика (Фиг.16) включает в себя батарею 1605, контроллер 1505, устройство ввода 1515, двигатель 1510, валик 1110, корпус 115, направляющие 1120, 1121, полую внутреннюю часть 1125, средства связи 1525, 1530, 1535, 1540 и нагреватели 1305, 1310. Также на корпусе 1115 может присутствовать индикатор, например светодиодный (не показанный на чертеже).
Батарея 1605 расположена внутри корпуса 1115 на одном конце системы 1600 введения искусственного хрусталика. Батарея 1605 обеспечивает питание контроллера с помощью средства связи 1525. Батарея 1605 также обеспечивает питание двигателя 1510 и одного или более нагревателей 1305, 1310. Устройство ввода 1515 при приведении в действие подает сигнал на контроллер 1505 с помощью средства связи 1535. Контроллер 1505 управляет нагревателем 1305, 1310 посредством сигналов, посылаемых с помощью средства связи 1540. В то время как средство 1540 показано присоединяющим нагреватель 1305 к контроллеру 1505, оно может присоединять к контроллеру 1505 нагреватель 1310. Контроллер 1505 управляет работой двигателя 1510 с помощью сигналов, посылаемых через средство связи 1530. Двигатель 1510 присоединен к валику 1110 и будучи приведен в действие перемещает его. Валик 1110 присоединен к плунжеру (не показан). Направляющие 1120, 1122, расположенные в корпусе 1115, ограничивают перемещение валика 1110 и плунжера (не показанного) направлением вперед-назад параллельно корпусу 1115. Полая внутренняя часть 1125 расположена в наконечнике системы 1600 введения искусственного хрусталика. Также показаны места расположения двух нагревателей 1305, 1310.
Хотя показаны места расположения двух нагревателей, может присутствовать только один из нагревателей 1305, 1310 или оба. Согласно одному из вариантов осуществления имеется нагреватель 1305 и нет нагревателя 1310. В этом случае нагреватель 1305, находящийся на плунжере, нагревает искусственный хрусталик непосредственно, контактируя с ним или приближаясь к нему. Согласно другому варианту осуществления имеется нагреватель 1310 и нет нагревателя 1305. В этом случае нагреватель 1310 нагревает искусственный хрусталик. Согласно еще одному варианту осуществления имеются оба нагревателя 1305 и 1310. В этом случае оба нагревателя нагревают искусственный хрусталик.
Во время работы контроллер 1505 получает входной сигнал от устройства ввода 1515. Как уже было отмечено, устройство ввода 1515 обычно представляет собой переключатель или кнопку. В данном примере получаемый входной сигнал дает контроллеру 1505 команду включить нагреватель, например нагреватель 1305, нагреватель 1310 или оба нагревателя. С помощью средства связи 1540 контроллер 1505 переключает нагреватель в состояние, в котором он может нагреть искусственный хрусталик. Контроллер 1505 также получает от нагревателя 1305 и/или 1310 информацию о температуре с помощью средства связи 1540. Контроллер 1505 управляет нагревателем 1305 и/или 1310, поддерживая температуру искусственного хрусталика в заданном диапазоне. Индикатор, например светодиодный (не показанный на чертеже), светится, показывая, что температура искусственного хрусталика находится в диапазоне. Пока температура искусственного хрусталика находится в желаемом диапазоне, контроллер приводит в действие двигатель 1510, который приводит в движение валик 1110 и плунжер (расположенный рядом с нагревателем 1305), подавая искусственный хрусталик наружу из полой внутренней части 1125 и вводя его в глаз.
Контроллер 1505 может использовать любое количество различных алгоритмов для управления нагревателем 1305 и/или 1310. Согласно одному из вариантов осуществления, находящемуся в соответствии с принципами настоящего изобретения, контроллер 1505 использует алгоритм управления включить-выключить для переключения нагревателя между состояниями включено-выключено, чтобы поддерживать температуру искусственного хрусталика в заданном диапазоне. Согласно другому варианту осуществления контроллер 1505 управляет силой тока, подаваемого на нагреватели 1305 и/или 1310, регулируя тем самым температуру. Согласно этому способу температуру нагревателя поддерживают в заданном диапазоне, который обеспечивает поддержание температуры искусственного хрусталика в заданном диапазоне.
Согласно другому варианту осуществления контроллер 1505 представляет собой пропорционально-интегрально-дифференциальный регулятор (ПИД-регулятор). ПИД-регулятор принимает сигнал обратной связи от нагревателя и управляет нагревателем, используя этот сигнал. ПИД-регулятор эффективно поддерживает температуру регулятора в заданной точке. Например, если значение в заданной точке составляет 35 или 40 градусов Цельсия, ПИД-регулятор поддерживает температуру нагревателя в 35 или 40 градусов Цельсия. С помощью ПИД-регулятора можно поддерживать любую заданную температуру нагревателя.
Нужный температурный диапазон задают в заводских установках. Так как систему введения искусственного хрусталика используют для введения искусственных хрусталиков, изготовленных из одного и того же полимерного материала, в качестве заданного температурного диапазона подходит диапазон в несколько градусов Цельсия или меньше. Обычно полимерные материалы, используемые для изготовления искусственных хрусталиков, имеют характеристики температурной зависимости, заметные в относительно небольших температурных диапазонах, составляющих несколько градусов Цельсия. В таком случае нужный температурный диапазон должен составлять несколько градусов Цельсия или менее.
Контроллер 1505 может использовать любое количество различных алгоритмов для управления двигателем 1510. В случае, когда двигатель 1510 шаговый, контроллер 1505 продвигает валик двигателя с определенным шагом, при этом валик 1110 и плунжер также продвигаются шагами. Согласно одному из вариантов осуществления валик 1110 представляет собой валик шагового двигателя. Согласно другому варианту осуществления валик на шаговом двигателе сцеплен с валиком 1110.
Вариант осуществления, представленный на Фиг.17, аналогичен варианту осуществления, представленному на Фиг.16, за исключением того, что энергия подается к системе введения искусственного хрусталика 1700 посредством кабеля 1705. Кабель 1705 продолжается от системы 1700 введения искусственного хрусталика к хирургической консоли (не показанной на чертеже). Хирургическая консоль обычно содержит некоторое количество портов, обеспечивающих, например, электрическую или пневматическую энергию. Консоль также содержит дисплей, на котором отображается информация о работе системы. Согласно представленному на Фиг.17 варианту осуществления контроллер 1505 соединен с кабелем 1705. Контроллер 1505 может посылать информацию на консоль и получать информацию от нее через кабель 1705. Согласно одному из вариантов осуществления консоль выполняет большинство функций управления (если не все). В этом случае контроллера 1505 может не быть. Вместо этого кабель 1705 содержит средства связи 1530, 1535 и 1540, принимает входные сигналы от устройства 1515 ввода и обеспечивает сигналы управления двигателем 1510 и нагревателем 1305.
На Фиг.17 показан только один нагреватель 1305. Нагреватель 1305 расположен на плунжере и предназначен для непосредственного нагревания искусственного хрусталика. Также виден наконечник 1130.
Вариант осуществления, представленный на Фиг.18, аналогичен варианту осуществления, представленному на Фиг.17, за исключением того, что нагреватель 1310 расположен на наконечнике 1130, а не на плунжере 1105.
Во время работы каждая из систем 1700 и 1800 введения искусственного хрусталика получает энергию посредством кабеля 1705. Обе системы работают аналогичным образом. Согласно одному из вариантов осуществления контроллер 1505 системы 1700 введения искусственного хрусталика принимает входной сигнал от устройства ввода 1515. Входной сигнал дает контроллеру команду привести в действие нагреватель 1305. В качестве альтернативы, когда контроллер 1505 отсутствует и функции управления осуществляются хирургической консолью, входной сигнал от устройства 1515 ввода принимается консолью посредством кабеля 1705. Контроллер 1505, если он имеется, или консоль, если контроллер 1505 отсутствует, управляет работой нагревателя 1305, поддерживая температуру искусственного хрусталика в заданном диапазоне. Пока температура искусственного хрусталика находится в желаемом диапазоне, хирург вставляет кончик наконечника 1130 в маленький разрез в роговице глаза и приводит в действие плунжер, чтобы ввести искусственный хрусталик в глаз. Обычно хирург нажимает ногой на переключатель, приводящий в действие двигатель 1510. Двигатель 1510 приводит в действие валик 1110, и плунжер 1105 перемещает искусственный хрусталик наружу из полой внутренней части 1125 через кончик наконечника 1130 и в глаз.
Ножной переключатель присоединен к главной хирургической консоли. Таким образом, сигнал от ножного переключателя сообщает консоли, что хирург хочет ввести в глаз искусственный хрусталик. Консоль либо управляет этой операцией непосредственно, приводя в действие двигатель 1510, либо посылает сигнал контроллеру 1505 при его наличии, а контроллер 1505 управляет работой двигателя. Таким образом, если контроллер 1505 отсутствует, то главная хирургическая консоль управляет работой устройства 1700 введения искусственного хрусталика.
Вариант осуществления, представленный на Фиг.19, аналогичен варианту осуществления, представленному на Фиг.16, за исключением того, что двигатель 1510 заменен пружиной 1905 и пружинным фиксатором 1910. Согласно данному варианту осуществления пружина 1905 обеспечивает усилие, приводящее в действие валик 1110 и плунжер 1105 для введения искусственного хрусталика в глаз. Один конец пружины 1905 присоединен к корпусу 1115 или какой-либо конструкции (не показанной на чертеже) на внутренней стороне корпуса 1115. Пружинный фиксатор 1910 удерживает на месте валик 1110. В этом положении пружина 1905 натянута. Когда фиксатор 1910 валика высвобождается, пружина 1905 толкает валик 1110 к концу наконечника 1130. Валик, в свою очередь, толкает плунжер 1105 и выталкивает искусственный хрусталик из наконечника 1130 в глаз.
Согласно одному из вариантов осуществления фиксатор 1910 валика управляется контроллером 1505. Согласно другому варианту осуществления фиксатор 1910 валика удерживается на месте посредством механического средства сцепления (не показано на чертеже), которое высвобождается с помощью кнопки или переключателя (не показанных на чертеже). В этом случае контроллер 1505 может представлять собой простой контроллер, предназначенный для приведения в действие нагревателя 1305 и/или 1310. В этом случае устройство 1900 для введения искусственного хрусталика может быть одноразовым.
Во время работы одноразовое устройство 1900 введения искусственного хрусталика приводится в действие при приведении в действие устройства ввода 1515. Устройство ввода 1515 обычно представляет собой переключатель или кнопку, с помощью которых включается нагреватель 1305 или 1310, или оба эти нагревателя. Нагреватели получают энергию от батареи 1605. Батарея 1605 подает ток к нагревателю (нагревателям). После того как нагреватель нагреет искусственный хрусталик до температуры, находящейся в заданном диапазоне, загорается индикатор (не показан), например светодиодный. Это позволяет хирургу понять, что искусственный хрусталик готов к введению. Затем хирург вставляет кончик наконечника 1130 (расположенного вблизи нагревателя 1310) в разрез, выполненный в роговице глаза, и отпускает фиксатор 1910 валика. Фиксатор валика можно выключить, или отпустить, приведя в действие механический разъединитель. Данный разъединитель может представлять собой переключатель или кнопку. Как только фиксатор валика освобождается, пружина толкает валик 1110 и плунжер (расположенный вблизи нагревателя 1305) к кончику наконечника 1130. Плунжер 1105 выталкивает искусственный хрусталик из внутренней полости 1125 через кончик наконечника 1130 и в глаз.
Независимо от применяемого на практике варианта осуществления в систему введения искусственного хрусталика можно внедрить предохранитель. Предохранитель позволяет ввести искусственный хрусталик в глаз только тогда, когда температура искусственного хрусталика будет находиться в заданном диапазоне. В этом случае введению искусственного хрусталика в глаз препятствует механический стопор или контроллер (в зависимости от варианта осуществления) до тех пор, пока температура искусственного хрусталика не окажется в заданном диапазоне. Такая система безопасности легко внедряется в контроллер 1505 или в главную хирургическую консоль.
Фиг.20 - блок-схема одного из способов управления системой инжектора для искусственного хрусталика согласно варианту осуществления изобретения. На этапе 2010 искусственный хрусталик нагревают. На этапе 2020 температуру искусственного хрусталика поддерживают в заданном диапазоне. На этапе 2030 искусственный хрусталик, нагретый до заданного температурного диапазона, вводят в глаз.
Фиг.21 - блок-схема другого способа управления системой инжектора для искусственного хрусталика согласно варианту осуществления изобретения. На этапе 2110 приводят в действие нагреватель. На этапе 2120 нагревают искусственный хрусталик. Если на этапе 2130 искусственный хрусталик не нагрелся до заданного температурного диапазона, то на этапе 2170 введение искусственного хрусталика запрещают и он продолжает нагреваться (возврат к этапу 2120). Если на этапе 2130 искусственный хрусталик достиг заданного температурного диапазона, то на этапе 2140 включается индикация, сигнализирующая, что хрусталик нагрелся до заданного температурного диапазона. Эта индикация может быть визуальной, такой как свечение светодиода. На этапе 2150 температуру искусственного хрусталика поддерживают в заданном диапазоне. На этапе 2160 искусственный хрусталик, нагретый до заданного температурного диапазона, вводят в глаз.
Фиг.22 - блок-схема еще одного способа управления системой инжектора для искусственного хрусталика согласно варианту осуществления изобретения. На этапе 2210 принимают входной сигнал, указывающий на необходимость включения нагревателя. На этапе 2220 приводят в действие нагреватель. На этапе 2230 нагревают искусственный хрусталик. Если на этапе 2240 искусственный хрусталик не нагрелся до заданного температурного диапазона, то на этапе 2250 контроллер получает сигнал обратной связи, и хрусталик продолжает нагреваться (возврат к этапу 2230). Если на этапе 2240 искусственный хрусталик достиг заданного температурного диапазона, то на этапе 2260 включается индикация, сигнализирующая, что хрусталик нагрелся до заданного температурного диапазона. На этапе 2270 температуру искусственного хрусталика поддерживают в заданном диапазоне. На этапе 2280 подается сигнал приведения в действие плунжера. На этапе 2290 искусственный хрусталик, нагретый до заданного температурного диапазона, вводят в глаз.
Исходя из вышеперечисленного ясно, что настоящее изобретение обеспечивает усовершенствованную систему введения в глаз искусственного хрусталика. Настоящее изобретение обеспечивает устройство для введения искусственного хрусталика с регулируемой температурой, позволяющее нагреть хрусталик до температуры, находящейся в заданном диапазоне, что улучшает его сжимаемость. Это позволяет ввести хрусталик через более малый разрез. Настоящее изобретение проиллюстрировано в качестве примера, и специалист в данной области техники может выполнить различные модификации.
Другие варианты осуществления изобретения станут очевидными для специалиста в данной области техники после изучения описания и вариантов осуществления изобретения. Описание и примеры приведены исключительно с целью разъяснения, при этом истинный объем и сущность изобретения изложены в нижеследующей формуле изобретения.