СПОСОБЫ И СИСТЕМЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОБЪЕМА ЗАДНЕГО СЕГМЕНТА
METHODS AND SYSTEMS FOR POSTERIOR SEGMENT VOLUME MEASUREMENT

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
Настоящая заявка притязает на приоритет по предварительной заявке США № 61/379,166, поданной 1 сентября 2010 г.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к определению объема заднего сегмента глаза, а также к усовершенствованию хирургической процедуры и повышению эффективности использования газа в процессе обмена жидкость/воздух (обмена «FAX») и обмена воздух/газ в процессе витреоретинальных хирургических процедур.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Процедура обмена жидкость/воздух содержит введение воздуха в глаз по мере того, как из глаза аспирируют текучую среду. Последующий обмен воздух/газ состоит в нагнетании объема газа, смешанного с воздухом, в глаз для вытеснения и замены воздуха, первоначально находящегося в глазу. Получение требуемой смеси газа с воздухом, помимо обеспечения точности полученной смеси, доставляемой в задний сегмент глаза, приводит к избыточным потерям газа и операционного времени. Следовательно, большие объемы упомянутых газов, сверх того, что требуется для заполнения заднего сегмента, выделяются в окружающую атмосферу, хирургическая операция задерживается в процессе смешения газа и воздуха.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В соответствии с одним аспектом изобретение описывает систему для определения объема заднего сегмента глаза. Система может включать в себя сборную камеру, соединенную посредством текучей среды с задним сегментом глаза. Сборная камера может быть выполнена с возможностью приема текучей среды из заднего сегмента глаза. Система может также включать в себя источник газа, выполненный с возможностью обеспечения подачи газа в задний сегмент глаза, и контроллер. Контроллер может быть выполнен с возможностью приема первого входного сигнала к запуску подачи газа из источника газа для введения в задний сегмент глаза, приема второго входного сигнала к прекращению подачи газа из источника газа, определения изменения уровня текучей среды в сборной камере в ответ на откачку текучей среды из заднего сегмента и определения объема заднего сегмента глаза с использованием обнаруженного изменения уровня текучей среды.
Другой аспект относится к компьютерному программному продукту для определения объема заднего сегмента глаза. Компьютерный программный продукт может включать в себя машиночитаемую команду, выполняющую, при исполнении, функцию приема сигнала к удалению текучей среды, расположенной в заднем сегменте глаза. Компьютерный программный продукт может также включать в себя машиночитаемые команды, выполняющие, при исполнении, функции приема сигнала, указывающего начальный уровень текучей среды в сборной камере, из датчика уровня, выполненного с возможностью контроля уровня текучей среды в сборной камере, и запуска потока газа из источника газа, и приема сигнала к прекращению потока газа. Источник подачи газа может быть соединен посредством текучей среды с задним сегментом глаза. Сигнал к прекращению потока газа может указывать, что текучая среда, расположенная в заднем сегменте глаза, по существу, выкачена из заднего сегмента глаза. Кроме того, машиночитаемые команды могут также включать в себя машиночитаемые команды, выполняющие, при исполнении, функции прекращения потока газа из источника подачи газа, приема сигнала из датчика уровня, указывающего конечный уровень текучей среды в сборной камере, и определения объема заднего сегмента глаза с использованием начального уровня текучей среды в сборной камере и конечного уровня текучей среды в сборной камере.
Дополнительный аспект относится к способу определения объема заднего сегмента глаза. Способ может включать в себя этап определения начального уровня текучей среды в сборной камере, сообщающейся посредством текучей среды с задним сегментом глаза, и этап обеспечения подачи газа из источника газа в задний сегмент глаза. Источник газа может сообщаться посредством текучей среды с задним сегментом глаза. Объем заднего сегмента глаза может содержать текучую среду. Способ может также содержать этап удаления текучей среды из заднего сегмента глаза в сборную камеру посредством подачи газа, этап определения конечного уровня текучей среды в сборной камере и этап определения объема заднего сегмента глаза по разности между конечным уровнем текучей среды в сборной камере и начальным уровнем текучей среды в сборной камере.
Различные аспекты могут включать в себя, по меньшей мере, один из следующих признаков. Источник текучей среды может быть выполнен с возможностью обеспечения подачи текучей среды в задний сегмент глаза, и устройство управления потоком может быть соединено посредством текучей среды с источником текучей среды и источником газа. Устройство управления потоком может быть выполнено с возможностью выборочного соединения посредством текучей среды источника текучей среды или источника газа с задним сегментом глаза. Контроллер может быть выполнен с возможностью приема третьего входного сигнала к назначению устройству управления потоком задания выполнить соединение источника текучей среды с задним сегментом посредством текучей среды, приема четвертого входного сигнала к запуску потока текучей среды из источника текучей среды в задний сегмент глаза, приема пятого входного сигнала к прекращению потока текучей среды из источника текучей среды в задний сегмент глаза, и приема шестого входного сигнала к соединению посредством текучей среды источника газа с задним сегментом глаза.
Контроллер, выполненный с возможностью обнаружения изменения уровня жидкости в сборной камере в ответ на удаление жидкости из заднего сегмента, содержит контроллер, выполненный с возможностью обнаружения начального уровня текучей среды в сборной камере, когда принят первый входной сигнал, и обнаружения конечного уровня текучей среды в сборной камере, когда принят второй входной сигнал. Датчик уровня может быть выполнен с возможностью определения уровня текучей среды в сборной камере. Датчик уровня может считывать начальный уровень текучей среды в сборной камере и конечный уровень текучей среды в сборной камере. Чтобы посылать в контроллер входной сигнал, по меньшей мере, к чему-то одному из запуска подачи газа или прекращения подачи газа, можно применять устройство ввода. Устройство ввода может быть устройством с педальным приводом. Сборная камера может включать в себя первую сборную камеру и вторую сборную камеру, соединенную посредством текучей среды с первой сборной камерой. Контроллер может быть выполнен с возможностью определения уровня в первой сборной камере и перекачивания некоторого объема текучей среды из первой сборной камеры во вторую сборную камеру, когда обнаруженный уровень в первой сборной камере превышает выбранный уровень.
Первый проход может быть соединен посредством текучей среды с источником газа и задним сегментом глаза. Второй проход соединяет посредством текучей среды задний сегмент глаза и сборную камеру. Контроллер может быть выполнен с возможностью приема начального уровня текучей среды в сборной камере, когда принят первый входной сигнал, приема конечного уровня текучей среды в сборной камере, когда принят второй входной сигнал, определения изменения объема в сборной камере на основании конечного уровня текучей среды и начального уровня текучей среды, и вычитания из изменения объема в сборной камере первого объема ограниченного первым проходом, и второго объема, ограниченного вторым проходом. Контроллер может быть выполнен с возможностью назначения дисплею задания отображать найденный объем заднего сегмента глаза. Источник тампонадного газа может быть выполнен с возможностью выборочного соединения посредством текучей среды с задним сегментом глаза и подачи в него некоторого количества тампонадного газа. Контроллер может быть выполнен с возможностью определения количества тампонадного газа для введения в задний сегмент глаза на основании найденного объема заднего сегмента глаза и требуемой концентрации тампонадного газа.
Различные аспекты могут также включать в себя, по меньшей мере, один или более из следующих признаков. Датчик уровня может быть выполнен с возможностью обнаружения, что выбранный уровень в сборной камере превышен. Насос может переместить часть текучей среды из сборной камеры в дополнительную емкость в ответ на обнаружение уровня текучей среды выше выбранного уровня. Датчик уровня может обнаруживать, что уровень жидкости в сборной камере опустился ниже выбранного уровня. Насос может прекращать перекачивание текучей среды из сборной камеры в дополнительную камеру.
Объем заднего сегмента глаза можно определять посредством определения изменения объема в сборной камере на основании конечного уровня текучей среды и начального уровня текучей среды, определения суммарного перекаченного объема посредством складывания объема, перекаченного в дополнительную емкость, с изменением объема в сборной камере и вычитания из перекаченного суммарного объема первого объема, ограниченного первым проходом, и второго объема, ограниченного вторым проходом. Поток газа можно запускать для удаления, по существу, всей текучей среды из первого прохода, соединяющего посредством текучей среды источник газа и задний сегмент глаза, заднего сегмента глаза и второго прохода, соединяющего посредством текучей среды задний сегмент глаза и сборную камеру. Объем заднего сегмента глаза можно определять посредством определения изменения объема в сборной камере на основании конечного уровня текучей среды и начального уровня текучей среды и вычитания из изменения объема в сборной камере первого объема, ограниченного первым проходом, и второго объема, ограниченного вторым проходом.
Различные аспекты могут дополнительно включать в себя, по меньшей мере, один или более из следующих признаков. Определение начального уровня в сборной камере, сообщающейся посредством текучей среды с задним сегментом глаза, может включать в себя подачу в контроллер сигнала к приему сигнала уровня текучей среды из датчика уровня текучей среды, выполненного с возможностью измерения уровня текучей среды в сборной камере, при этом контроллер и датчик уровня текучей среды соединены с возможностью информационного обмена. Подача в контроллер сигнала к приему сигнала уровня текучей среды из датчика уровня текучей среды, выполненного с возможностью измерения уровня текучей среды в сборной камере, выполняется воздействием на устройство ввода, соединенное с возможностью информационного обмена с контроллером. Определение конечного уровня текучей среды в сборной камере может включать в себя подачу в контроллер сигнала к приему сигнала уровня текучей среды из датчика уровня текучей среды, выполненного с возможностью измерения уровня текучей среды в сборной камере. Контроллер и датчик уровня текучей среды могут быть соединены с возможностью информационного обмена.
Удаление текучей среды из объема заднего сегмента глаза в сборную камеру при подаче газа может включать в себя удаление текучей среды, расположенной в первом проходе, соединяющем посредством текучей среды источник газа с задним сегментом глаза, удаление текучей среды, расположенной в объеме заднего сегмента глаза, и удаление текучей среды, расположенной во втором проходе, соединяющем задний сегмент глаза со сборной камерой. Определение начального уровня в сборной камере, сообщающейся посредством текучей среды с задним сегментом глаза, может включать в себя подачу в контроллер сигнала к приему сигнала уровня текучей среды из датчика уровня текучей среды, выполненного с возможностью измерения уровня текучей среды в сборной камере. Контроллер и датчик уровня текучей среды могут быть соединены с возможностью информационного обмена. Определение конечного уровня текучей среды в сборной камере может включать в себя подачу в контроллер сигнала к приему сигнала уровня текучей среды из датчика уровня текучей среды. Определение объема заднего сегмента глаза на основании разности между конечным объемом текучей среды в сборной камере и начальным объемом текучей среды в сборной камере может включать в себя определение, посредством контроллера, изменения объема в сборной камере, при этом объем в сборной камере содержит разность конечного объема текучей среды в сборной камере и начального объема текучей среды в сборной камере; и определение, посредством контроллера, объема заднего сегмента глаза посредством вычитания из изменения объема в сборной камере объема первого прохода и объема второго прохода.
ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 - вид в разрезе глаза при выполнении на нем витреоретинальной хирургической процедуры.
Фиг. 2 - примерная система для применения в процессе витреоретинальной хирургической процедуры.
Фиг. 3 - примерная блок-схема последовательности операций способа определения объема заднего сегмента глаза.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
В настоящем описании поясняются усовершенствованные системы и способы определения объема заднего сегмента глаза. Определенный объем можно использовать для введения тампонадной газовой смеси в задний сегмент более эффективным методом, что исключает избыточные потери тампонадного газа и операционного времени. Следовательно, усовершенствованные система и способы обеспечивают более рациональное использование и снижение потерь газа, например, благодаря точному измерению объема заднего сегмента глаза. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления, смешение тампонадного газа совершается, по существу, внутри заднего сегмента глаза, с исключением, тем самым, ручного смешения. Тампонадный газ может подаваться в глаз в процессе офтальмологических хирургических процедур, например витреоретинальной хирургической процедуры.
На фиг. 1 приведен вид в разрезе глаза 10. Глаз 10 содержит передний сегмент 20 и задний сегмент 30. Роговица 40 и хрусталик 50 находятся внутри переднего сегмента 20. Стекловидное тело (называемое также в оригинале «vitreous») 60, являющееся желеобразной субстанцией, занимает объем, ограниченный задним сегментом 30. Кроме того, показаны склера 70, сетчатка 80, зрительный нерв 90 и артерия 100 сетчатки.
В процессе некоторых офтальмологических хирургических процедур, например, витреоретинальных хирургических процедур, содержащих реплантацию сетчатки, из заднего сегмента глаза 10 удаляют стекловидное тело. Удаление стекловидного тела 60 называется процедурой витрэктомии. В процессе трехпортовой витрэктомии, в задний сегмент 30 через склеру 70, например, в области pars plana (плоской части цилиарного тела), могут быть введены канюли, например, канюли 110 и 120. В третью канюлю, например, канюлю, которая может быть подобной канюлям 110, 120, может быть вставлен эндоосветитель. Канюля для вставки эндоосветителя может быть введена в глаз в местоположении, сходном с местоположением канюли 110 или канюли 120, например, в местоположении вне плоскости, представленной на фиг. 1. Эндоосветитель можно использовать для обеспечения подсветки внутри глаза. Данная подсветка может применяться хирургом в процессе процедуры. В процессе процедуры, в глаз можно также вводить другие инструменты по, по меньшей мере, одной из канюль.
В процессе витрэктомии, стекловидное тело 60 можно удалять режущим инструментом, например, витреотомом 130. Витреотом 130 можно вводить в глаз по канюле, например, канюле 110. Витреотом 130 может выполнять функцию как вырезания стекловидного тела 60, так и аспирации вырезанного стекловидного тела. По мере того, как вырезают и удаляют стекловидное тело 60, в глазу 10 создается пустота 140. Для удерживания глаза от коллапса, в глаз 10 вводят текучую среду. В глаз 10 можно ввести инфузионную канюлю 150, например, через канюлю 120, и по инфузионной канюле можно доставлять инфузионную текучую среду для поддержки интраокулярного давления. Вырезание можно продолжать до тех пор, пока стекловидное тело 60, по существу, не удаляется из глаза 10.
Стекловидное тело 60 можно удалять для снятия тракции на сетчатку 80 и/или обеспечения доступа к ней, например, для заживления поражения, реплантации сетчатки или выполнения каких-то других процедуры или лечения. В описании рассматривается случай реплантации сетчатки. Однако настоящее описание представлено просто в качестве примера и не предполагает ограничения объема изобретения. Таким образом, предполагается, что любая интраокулярная процедура, которая может включать в себя введение газа в глаз и/или измерение объема заднего сегмента глаза, заключена в объеме настоящего изобретения.
В некоторых вариантах осуществления, витреоретинальные хирургические процедуры могут выполняться на витреоретинальной хирургической стойке, например, видеосистеме Constellation, выпускаемой компанией Alcon Laboratories, Inc., 6201 South Freeway, Fort Worth, Texas 76134. Другие хирургические устройства и/или стойки можно применять без выхода за пределы объема изобретения.
3
8
6
2
6
В заключение или почти в конце процедуры реплантации/репозиции сетчатки, когда сетчатка 80 размещена в требуемом местоположении, инфузионную жидкость можно заменить воздухом (выполнить процесс, называемый обменом жидкость/воздух или, равнозначно, обменом «FAX»). Затем, в глаз 10 можно ввести тампонадный газ долговременного действия, смешанный с воздухом, (выполнить процесс, называемый обменом воздух/газ). Примеры тампонадных газов включают в себя CF, SF и CF, однако, возможно также применение других газов. Смесь тампонадного газа/воздуха (в дальнейшем называемую «тампонадная газовая смесь») можно вводить для удерживания сетчатки 80 в надлежащем положении. Для исключения или значительного сокращения потерь упомянутых газов, задний сегмент 30, в который следует нагнетать газ, можно измерить, и в задний сегмент можно нагнетать только небольшую порцию 100% газа.
На фиг. 2 показана примерная система 200 для выполнения процедуры обмена FAX с измерением объема аспирированной текучей среды. Система 200 может включать в себя контроллер 210, содержащий процессор 220, память 230, по меньшей мере, одно устройство 240 ввода и, по меньшей мере, одно устройство вывода, например, дисплей 250. По меньшей мере, одно устройство 240 ввода может включать в себя вспомогательную клавиатуру, сенсорный экран, мышь, устройство ввода с педальным приводом или любое другое требуемое устройство ввода. Система 200 может также включать в себя другие функциональные возможности, например, такие, которые подробно описаны ниже. Кроме того, система 200 может быть автономной системой. В альтернативном варианте, система 200 может быть встроена в хирургическую стойку, например, вышеописанную видеосистему Constellation, или другую хирургическую стойку или систему.
Система 200 может также включать в себя датчики 270, 280, 290 уровня, источник 300 подачи газа, вакуумное устройство 310, насос 320, например, перистальтический насос, клапан 325 управления потоком, а также, по меньшей мере, один другой датчик или компонент, обозначенный общей позицией 330. В некоторых вариантах осуществления, источник 300 подачи газа может содержать объем воздуха или другого газа или газовой смеси. Датчики 270, 280 и 290 уровня могут выполнять функцию определения уровня текучей среды, соответственно, в источнике 340 инфузионной текучей среды, сборной камере 350 и емкости 360. В некоторых вариантах осуществления, емкость 360 может быть дренажным пакетом. В некоторых вариантах осуществления, уровень текучей среды в емкости 360 можно определять альтернативным методом. Например, объем текучей среды в емкости 360 можно определять с использованием производительности насоса, получаемой из насоса 320, посредством установления зависимости между производительностью насоса и расходом потока и интегрирования расхода потока по времени для определения объема. Данный признак можно использовать в дополнение к датчику 290 уровня или вместо него.
Инфузионная трубка 370 может проходить между источником 340 инфузионной текучей среды и глазом 10. Аспирационная трубка 380 может проходить между глазом 10 и сборной камерой 350. Внутренние проходы, сформированные внутри инфузионной трубки 370 и аспирационной трубки 380, обеспечивают канал для пропускания текучих сред внутрь и из глаза 10. В некоторых случаях, инфузионная трубка 370 и аспирационная трубка 380 могут иметь известный или стандартный размер или калибр. Площадь поперечного сечения внутреннего прохода инфузионной трубки 370 и аспирационной трубки 380, по существу, может быть известна. Например, внутренние проходы могут иметь круглое поперечное сечение, и диаметр внутренних проходов может быть известен. Объем можно определять умножением длины инфузионной трубки 370 или аспирационной трубки 380 на площадь поперечного сечения внутреннего прохода. Соответственно, объем, ограниченный проходом на протяжении инфузионной трубки 370 и аспирационной трубки 380 может быть известным или определяемым. Однако внутренние проходы могут иметь любое требуемое поперечное сечение, и объем внутренних проходов можно узнать иначе.
Контроллер 210 может выполнять функции приема, передачи, обработки и хранения данных, относящихся к системе 200. В общем, на фиг. 2 представлен всего лишь пример контроллеров в пределах объема изобретения. В общем, предполагается, что каждый контроллер заключает в себе любое подходящее устройство обработки данных. Например, хотя на фиг. 2 изображен примерный контроллер 210, который можно применить для изобретения, систему 200 можно осуществить с использованием контроллеров других типов. Действительно, контроллер 210 может быть любым компьютером или устройством обработки данных, например, ультракомпактным сервером, универсальным персональным компьютером (PC), компьютером системы Macintosh, рабочей станцией, компьютером с операционной системой Unix или любым другим подходящим устройством. Другими словами, предполагается, что в настоящем изобретении применимы другие компьютеры, кроме универсальных компьютеров, а также компьютеры без общепринятых операционных систем. Контроллер 210 может быть выполнен с возможностью исполнения любой операционной системы, в том числе, Linux, UNIX, Windows Server или любой другой подходящей операционной системы. В соответствии с одним вариантом осуществления, контроллер 210 может также включать в себя Web-сервер и/или почтовый сервер или быть подсоединенным к нему с возможностью информационного обмена.
Память 230 может включать в себя любой модуль памяти или базы данных и может быть в форме энергозависимой или энергонезависимой памяти, содержащей, без ограничения, магнитный носитель, оптический носитель, оперативное запоминающее устройство (RAM), постоянное запоминающее устройство (ROM), съемный носитель или любой другой подходящий локальный или удаленный компонент памяти. Показанная память 230 может включать в себя, кроме других объектов, прикладную программу 260 для определения объема заднего сегмента глаза. Прикладная программа 260 может обеспечивать команды для операционных аспектов хирургической системы, например, системы 200, при определении объема заднего сегмента глаза.
Память 230 может хранить классы, структуры, прикладные программы, дублирующие данные, задания или другую информацию, которая содержит любые параметры, переменные, алгоритмы, команды, правила или ссылки на них. Память 230 может также включать в себя данные других типов, например данные описания окружающей среды и/или прикладных программ, данные прикладных программ для, по меньшей мере, одной прикладной программы, а также данные, вызывающие прикладные программы или сервисы виртуальной частной сети (VPN), комплекс алгоритмов сетевой защиты, журнал безопасности или доступа, файлы печати или записи, файлы или шаблоны языка гипертекстовой разметки (HTML), связанные или независимые прикладные программы или подсистемы программного обеспечения и т.д. Следовательно, память 230 можно также рассматривать как хранилище данных, например, локальное хранилище данных, по меньшей мере, одной прикладной программы. Память 230 может также включать в себя данные, которые могут быть использованы прикладной программой 260.
Прикладная программа 260 может включать в себя программу или группу программ, содержащих команды, выполняющие функцию использования принятых данных, например, по меньшей мере, в одном алгоритме, для определения результата или выходных данных. Результаты определения можно использовать для воздействия на аспект системы 200. Прикладная программа 260 может включать в себя команды для определения объема заднего сегмента глаза и для управления, по меньшей мере, одним аспектом системы 200 для достижения данной задачи. Например, прикладная программа 260 может определять, по меньшей мере, одну регулировку системы 200. Регулировки могут осуществляться посредством, по меньшей мере, одного управляющего сигнала, передаваемого, по меньшей мере, в один компонент системы 200. Несмотря на то что показана примерная система 200, другие варианты реализации системы 200 могут включать в себя больше, меньше компонентов или компоненты, отличающиеся от тех, которые показаны.
Процессор 220 исполняет команды и воздействует на данные для выполнения операций системы 200, например, вычислительными и логическими операциями, и может быть, например, центральным процессором (CPU), ультракомпактным сервером, специализированной интегральной схемой (ASIC) или программируемой логической вентильной матрицей (FPGA). Несмотря на то что на фиг. 2 изображен единственный процессор 220, возможно использование нескольких процессоров в зависимости от конкретных нужд, и ссылка на процессор 220 подразумевает содержание нескольких процессоров, где применимо. Например, процессор 220 может быть выполнен с возможностью приема информации по данным из различных компонентов системы 200, обработки принятых данных и передачи данных, по меньшей мере, в один из компонентов системы 200, в ответ на упомянутые данные. Например, процессор 220 может посылать и/или принимать данные в и/или из датчики/ков 270, 280, 290 уровня, источник/а 300 подачи газа, вакуумное/ого устройство/а 310, насос/а 320, по меньшей мере, один/одного другой/го датчик/а или компонент/а 330, а также в/из другие/их компоненты/тов, которые могут содержаться в системе 200. Процессор 220 может исполнять прикладную программу 260, чтобы выполнять функции определения объема заднего сегмента глаза, и посылать и принимать данные в/из участки/ков системы 200, чтобы приводить в исполнение упомянутые функции.
Кроме того, процессор 220 может передавать управляющие сигналы, по меньшей мере, в один из компонентов. Например, процессор 220 системы 200 может передавать управляющие сигналы в ответ на принятые данные. В некоторых вариантах реализации, процессор 220 может исполнять прикладную программу 260 и передавать управляющие сигналы в компоненты системы в ответ на исполнение. В примерной системе 200, показанной на фиг. 1, процессор 220, например, может передавать управляющие сигналы, по меньшей мере, в один клапан, например клапан 325, источник 300 подачи газа, вакуумное устройство 310, насос 320 или другой компонент системы 200.
Дисплей 250 отображает информацию для пользователя, например, врача. В некоторых случаях, дисплей 250 может быть монитором для визуального отображения информации. В некоторых случаях, дисплей 250 может действовать как дисплей и устройство ввода. Например, дисплей 250 может быть сенсорным экраном, на котором касание пользователя или другой контакт с дисплеем формирует ввод в систему 200. Дисплей 250 может представлять информацию пользователю посредством графического пользовательского интерфейса или интерфейса прикладной системы (с использованием для них общей ссылки «интерфейс GUI (графический пользовательский интерфейс) 390»).
Интерфейс GUI 390 может включать в себя графический пользовательский интерфейс, выполняющий функцию предоставления такому пользователю, как врач, возможности взаимодействовать с системой 200 с любой подходящей целью, например, просмотра прикладной программы или другой системной информации. Например, интерфейс GUI 390 может обеспечивать информацию, связанную с медицинской процедурой, в том числе, подробную информацию, относящуюся к витреоретинальной хирургической процедуре. Например, интерфейс GUI 390 может обеспечивать информацию об инфузионном или аспирирующем давлении или расходе потока, информацию об уровне текучей среды, информацию об объеме заднего сегмента или любую другую требуемую информацию, связанную с операцией или состоянием системы 200, или информацию, связанную с прикладной программой 260.
В общем, интерфейс GUI 390 может снабжать конкретного пользователя эффективным и удобным для пользователя представлением информации, принятой или обеспеченной системой 200 или передаваемой в данной системе. Интерфейс GUI 390 может включать в себя множество настраиваемых пользователем кадров или представлений, содержащих диалоговые поля, прокручиваемые списки и кнопки для работы пользователя. Интерфейс GUI 390 может также представлять множество порталов или инструментальных панелей. Например, интерфейс GUI 390 может отображать защищенную web-страницу, которая позволяет пользователю вводить и задавать параметры, связанные с витреоретинальными хирургическими процедурами. Следует понимать, что термин графический пользовательский интерфейс может применяться в единственном или множественном числе для описания, по меньшей мере, одного графического пользовательского интерфейса и каждого из дисплеев конкретного графического пользовательского интерфейса. Действительно, ссылка на интерфейс GUI 390 может означать ссылку на интерфейсную часть или компонент прикладной программы 260, без выхода за пределы объема настоящего изобретения. Следовательно, интерфейс GUI 390 предусматривает возможность использования любого графического пользовательского интерфейса. Например, в некоторых случаях, интерфейс GUI 390 может включать в себя типовой Web-браузер или сенсорный экран, который обрабатывает информацию в системе 200 и рационально представляет результаты пользователю. В других случаях, интерфейс GUI 390 может включать в себя специальный или настраиваемый пользователем интерфейс для отображения и/или взаимодействия с различными признаками прикладной программы 260 или других системных сервисов.
В некоторых вариантах реализации, система 200 может быть связана, по меньшей мере, с одним локальным или удаленным компьютером, например компьютером 400, по сети 410. Сеть 410 облегчает беспроводную или проводную связь между контроллером 210 и системой 200, в общем, и любым другим локальным или удаленным компьютером, например компьютером 400. Например, врачи могут использовать компьютер 400 для взаимодействия с функциями, связанными с работой системы 200, содержащей сервисы, обеспечиваемые прикладной программой 260. Сеть 410 может представлять собой всю или участок сети учреждения или защищенной сети. В другом примере, сеть 410 может быть виртуальной частной сетью (VPN), связывающей только контроллер 210 и компьютер 400 проводным или беспроводным каналом связи. Упомянутый примерный беспроводной канал связи может быть каналом в соответствии со стандартами 802.11a, 802.11b, 802.11g, 802.20, WiMax, ZigBee, Ultra-Wideband и многим другим. Несмотря на изображение в виде единственной или непрерывной сети, сеть 410 может быть логически разделена на различные подсети или виртуальные сети, без выхода за пределы объема настоящего изобретения, при условии, что, по меньшей мере, участок сети 410 может поддерживать связь между контроллером 210, компьютером 400 и другими устройствами.
Например, контроллер 210 может быть соединен с возможностью информационного обмена с хранилищем 420 по одной подсети и при этом соединен с возможностью информационного обмена с компьютером 400 по другой подсети. Иначе говоря, сеть 410 включает в себя любую внутреннюю или внешнюю сеть, сети, подсеть или их сочетание, выполняющие функцию поддержки связи между различными вычислительными компонентами в системе 200. Сеть 410 может передавать, например, пакеты по протоколу Internet (IP-пакеты), кадры протокола Frame Relay, ячейки сетей асинхронной передачи данных (ATM), речевые данные, видеоданные, данные и другую подходящую информацию между сетевыми адресами (в совокупности или равнозначно называемые «информацией»). Сеть 410 может включать в себя, по меньшей мере, одну локальную сеть (LAN), сети с радиодоступом (RAN), городскую вычислительную сеть (MAN), глобальную сеть (WAN), всю глобальную компьютерную сеть, известную как Интернет, или ее участок и/или любую другую систему или системы связи, по меньшей мере, в одном местоположении. В некоторых вариантах осуществления, сеть 410 может быть защищенной сетью, доступной для пользователей с некоторого локального или удаленного компьютера 400.
Компьютер 400 может быть любым вычислительным устройством, выполняющим функцию соединения или обмена информацией с контроллером 210 или сетью 410, с использованием любого канала связи. В некоторых случаях, компьютер 400 может включать в себя электронное вычислительное устройство, выполненное с возможностью приема, передачи, обработки и хранения любых соответствующих данных, относящихся к системе 200. Компьютер 400 может также включать в себя или исполнять интерфейс GUI 430. Интерфейс GUI 430 может быть аналогичен интерфейсу GUI 390. Следует понимать, что в настоящем случае может существовать любое число компьютеров 400, подсоединенных с возможностью информационного обмена к системе 200. Кроме того, для удобства пояснения, описание каждого компьютера 400 приведено с точки зрения его использования одним пользователем. Однако настоящее изобретение предполагает, что множество пользователей может использовать один компьютер, или что один пользователь может использовать несколько компьютеров.
В контексте настоящего изобретения предполагается, что компьютер 400 включает в себя персональный компьютер, терминал с сенсорным экраном, рабочую станцию, сетевой компьютер, автономный центр интерактивной информации, беспроводной порт данных, смартфон, персональный цифровой секретарь (PDA), по меньшей мере, один процессор в составе упомянутых или других устройств или любое другое подходящее устройство обработки данных. Например, компьютер 400 может быть устройством PDA, выполненным с возможностью беспроводного соединения с внешней или незащищенной сетью. В другом примере, компьютер 400 может быть портативным компьютером, который включает в себя устройство ввода, например, вспомогательную клавиатуру, сенсорный экран, мышь или другое устройство, которое может принимать информацию, и устройство вывода, которое выводит информацию, связанную с работой системы 200 или компьютера 400, в том числе цифровые данные, визуальную информацию, или пользовательский интерфейс, например, интерфейс GUI 430. Как устройства ввода, так и устройства вывода могут содержать стационарный или съемный носитель данных, например, магнитный компьютерный диск, CD-ROM (компакт-диск) или другой подходящий носитель данных как для приема входных данных от пользователей компьютера 400, так и для представления выходных данных упомянутым пользователям, например, на дисплее.
На фиг. 2 изображена примерная система 200, применяемая для витреоретинальной хирургической процедуры. Глаз 10 пациента содержит как инфузионную канюлю 440, которая может быть сходной или нет с инфузионной канюлей 150, так и аспирационную канюлю 450, введенные в глаз 10. По инфузионной канюле 440, в глаз можно ввести инфузионный зонд 445. По аспирационной канюле 450, в глаз 10 можно ввести аспирационный зонд 455. В процессе интраокулярной хирургической процедуры для восстановления или иного лечения сетчатки, из глаза через аспирационный зонд 455 можно аспирировать текучую среду, и, затем, в глаз 10 по инфузионному зонду 445 можно подавать инфузионную текучую среду. Аспирацию из глаза и инфузию текучей среды в глаз 10 можно внимательно контролировать для регулирования интраокулярного давления.
Инфузионную текучую среду можно подавать из источника 340 инфузионной текучей среды. В некоторых случаях, источник 340 инфузионной текучей среды может быть емкостью с инфузионной текучей средой. Давление инфузионной текучей среды можно регулировать различными методами. В некоторых случаях, давление инфузионной текучей среды можно регулировать вертикальной регулировкой высоты источника 340 инфузионной текучей среды. Например, источник 340 инфузионной текучей среды можно обеспечить на вертикально регулируемой стойке, например, телескопической стойке с электроприводом. В других случаях, давление источника 340 инфузионной текучей среды можно регулировать насосом. Примерный насос может быть накачиваемой манжетой, охватывающей источник 340. Давление при аспирации текучей среды можно регулировать посредством управления расходом аспирационного потока, например, регулировкой вакуума вакуумного устройства 310. Контроллер 210 может принимать данные инфузионного давления и/или аспирирующего давления, по меньшей мере, из одного компонента системы 200. Например, данные инфузионного давления могут включать в себя данные высоты стойки или данные давления, создаваемого насосом. Данные аспирирующего давления могут включать в себя данные вакуумметрического давления.
В ходе витреоретинальной хирургической процедуры, в глаз 10 может подаваться инфузионная текучая среда. В процессе витреоретинальных хирургических процедур по поводу макулярных отверстий, разрывов сетчатки, отрывов сетчатки и т.п. например, при хирургической реплантации сетчатки, для обеспечения возможности позиционирования и реплантации сетчатки можно выполнять обмен жидкость/воздух. Из глаза 10 можно аспирировать текучую среду, что дает возможность нагнетать в глаз 10 воздух для замены удаленного объема текучей среды. Обмен жидкость/воздух может быть завершен с аспирацией всей или, по существу, всей жидкости из глаза 10. После аспирации всей или, по существу, всей текучей среды из глаза 10, нагнетание воздуха в глаз можно прекратить.
3
8
6
2
6
Для удерживания сетчатки на месте в течение некоторого периода времени после хирургической процедуры, в глаз можно также вводить тампонадный газ (например, CF, SF и CF). В процессе подготовки к введению тампонадного газа в задний сегмент, врач может установить требуемое отношение компонентов смеси тампонадного газа и воздуха. В некоторых случаях, смесь может быть смесью воздух/тампонадный газ, хотя для тампонадной газовой смеси с тампонадным газом можно сочетать любой подходящий газ или газы. Примерные отношения компонентов смесей могут содержать 20% или менее тампонадного газа, с остальной частью, состоящей из воздуха. Однако можно применять любое требуемое отношение компонентов смеси газ/воздух. Кроме того, хотя можно использовать термин «отношение газ-воздух» или «отношение компонентов смеси газ-воздух», следует понимать, что, кроме воздуха, для формирования тампонадной газовой смеси можно использовать другой газ или газы.
Пользователь, например врач, может запустить обмен жидкость/воздух посредством взаимодействия с контроллером 210 через дисплей 250, устройство ввода с педальным приводом или каким-то другим образом. В ответ контроллер 210 может послать сигнал, приводящий в действие клапан 325 для прекращения потока инфузионной текучей среды и обеспечения газового потока из источника 300 газа по инфузионной трубке 370. В некоторых случаях, газ, обеспечиваемый источником 300 газа, может быть воздухом или любым другим требуемым или подходящим газом. С целью пояснения, газ, обеспечиваемый из источника 300 газа, в дальнейшем упоминается как воздух, и при этом известно, что воздух является смесью разных газов. Однако следует понимать, что из источника 300 газа может быть подан любой требуемый или подходящий газ.
Кроме того, начальный уровень 460 текучей среды сборной камеры 350 может быть определен, например, датчиком 280 уровня, передан в контроллер 210 и записан в память. Воздух может пропускаться в инфузионную трубку 370 через клапан 325. Вакуумное устройство 310 может создавать вакуум, вынуждающий течение инфузионной текучей среды в сборную камеру 350. По мере того, как происходит обмен FAX, вакуум, создаваемый вакуумным устройством 310, всасывает текучую среду из заднего сегмента 30, что вызывает втягивание воздуха из источника 300 газа по инфузионной трубке 370 и в задний сегмент 30 глаза 10. Инфузионная текучая среда аспирируется из глаза 10 через аспирационный зонд 455. Аспирация инфузионной текучей среды может продолжаться, пока вся или, по существу, вся инфузионная текучая среда не удалена из инфузионной трубки 370, заднего сегмента 30 глаза 10 и аспирационной трубки 380.
Инфузионная текучая среда, вытесняемая нагнетаемым воздухом, может собираться в сборной камере 350. Сигнал о завершении обмена FAX может быть подан, например, посредством взаимодействия пользователя с компонентом системы 200, например дисплеем 250, устройством ввода с педальным приводом, или каким-то другим образом. Контроллер 210 может принимать сигнал, указывающий на окончание обмена FAX, и вызвать определение и запись в память конечного уровня 470 текучей среды, например, датчиком 280 уровня. В некоторых случаях, уровни текучей среды в сборной камере 350 могут определяться визуально.
В некоторых случаях, объем заднего сегмента 30 глаза 10 можно определять посредством определения объема текучей среды, аспирированной в процессе обмена FAX, («аспирированного объема»). Например, аспирированный объем можно определять вычислением разности между конечным уровнем 470 текучей среды и начальным уровнем 460 текучей среды в сборной камере 350. Объем заднего сегмента 30 можно определить вычитанием объемов внутренних проходов инфузионной трубки 370 и аспирационной трубки 380 из аспирированного объема. В некоторых случаях, объем заднего сегмента 30 можно определять вручную. В других случаях, объем может определяться автоматически контроллером 210. Например, контроллер 210 может использовать прикладную программу 260 для автоматического определения объема заднего сегмента 30 глаза 10. Найденный объем заднего сегмента 30 может отображаться на дисплее 250, например, на интерфейсе GUI 390.
В других вариантах реализации, перед запуском обмена FAX, вакуумное устройство 310 можно отключить, и текучую среду из сборной камеры 350 можно слить. Вакуумное устройство 310 можно включать повторно, и можно начать обмен FAX. После завершения обмена FAX, объем заднего сегмента 30 глаза 10 можно определить посредством определения конечного уровня 470 текучей среды в сборной камере 350 и вычитания из него объемов внутренних проходов инфузионной трубки 370 и аспирационной трубки 380.
В другом варианте осуществления можно использовать емкость 360 для приема текучей среды, аспирированной в сборную камеру 350 и приводящей к тому, что в сборной камере 350 превышается выбранный для нее уровень текучей среды. Например, по мере того, как аспирированная текучая среда собирается в сборной камере 350, датчик 280 уровня контролирует в ней уровень текучей среды. Когда заданный уровень текучей среды в сборной камере 350 превышается, то насос 320 может начать перекачивание текучей среды из сборной камеры 350 в емкость 360. В некоторых случаях можно определять или иначе записывать уровень текучей среды в емкости 360 в момент, когда начинают обмен FAX. Например, уровень текучей среды в емкости 360 может определяться датчиком 290 уровня, визуально или любым другим требуемым или подходящим образом. В заключение обмена FAX, уровень текучей среды в емкости 360 также можно определить. Объем текучей среды, перекаченный в емкость 360, можно определить по разности между уровнем текучей среды в начале и в конце обмена FAX. В альтернативном варианте, объем текучей среды, перекаченный в емкость 360, можно определить с использованием производительности насоса, получаемой из насоса 320, посредством установления зависимости между производительностью насоса и расходом потока и интегрирования расхода потока по времени. Объем заднего сегмента 30 можно определить вычислением разности между конечным уровнем 470 текучей среды и начальным уровнем 460 текучей среды в сборной камере 350, вычитанием из упомянутой разности, объемов внутренних проходов инфузионной трубки 370 и аспирационной трубки 380 и прибавлением объема текучей среды, перекаченного в контейнер 360.
В других вариантах реализации, после того, как в инфузионную трубку 370 введен воздух из источника 300 газа через клапан 325, пользователь может указать как момент запуска, когда наблюдается поступление газа в задний сегмент 30, так и момент окончания, когда вся текучая среда удалена из заднего сегмента 30, но до поступления какого-либо количества воздуха в аспирационную трубку 380. Пользователь может указывать моменты запуска и останова посредством взаимодействия с устройством с педальным приводом, дисплеем или любого другого требуемого или подходящего взаимодействия с системой 200. Уровни текучей среды в сборной камере 350, соответствующие моментам запуска и останова, могут быть определены и записаны в память. Объем заднего сегмента 30 можно определить вычитанием уровня текучей среды в сборной камере 350, соответствующего моменту окончания, из уровня текучей среды в сборной камере 350, соответствующего моменту запуска.
Когда объем заднего сегмента 30 найден, и требуемая концентрация тампонадного газа для введения в задний сегмент 30 известна, то можно определить количество тампонадного газа, и можно выполнить обмен воздух/газ. Обмен воздух/газ может содержать вытеснение или обмен газа, находящегося в глазу 10, на тампонадную газовую смесь. Следует снова пояснить, что хотя для обмена FAX используют воздух, возможно использование других подходящих газов.
В некоторых случаях, количество тампонадного газа для формирования требуемой концентрации в заднем сегменте 30 может автоматически определяться прикладной программой 260. Запуск тампонадного газа может быть включен пользователем при посредстве дисплея 250, устройства 240 ввода (например, устройства ввода с педальным приводом) или каким-то другим образом. В некоторых вариантах реализации, клапан 325 может прекращать поток газа из источника 300 газа и пропускать поток тампонадного газа из источника 480 газа, связанного с контроллером 210 с возможностью информационного обмена. Поскольку объем, подлежащий наполнению, и требуемая концентрация тампонадного газа известны, то в глаз 10 можно ввести точное количество тампонадного газа. Тампонадный газ смешивается в глазу, что дает, в результате, требуемую концентрацию.
В некоторых вариантах реализации, требуемое количество тампонадного газа можно вводить в задний сегмент 30 глаза 10 по канюле. Например, в задний сегмент 30 можно вводить участок иглы шприца через канюлю 440 или канюлю 450. Например, если используют канюлю 440, то можно извлечь инфузионный зонд 445, и в задний сегмент 30 можно ввести иглу шприца через канюлю 440.
Когда объем заднего сегмента 30 найден, и требуемая концентрация тампонадного газа известна, то можно определить количество тампонадного газа для формирования требуемой концентрации («установленный объем тампонады»). В шприц можно втянуть объем 100-процентного или, по существу, 100-процентного тампонадного газа. В некоторых случаях, в шприц можно втянуть количество тампонадного газа, равное установленному объему тампонады. В канюлю в глазу 10 можно вставить иглу шприца, и в глаз можно ввести установленный объем тампонады тампонадного газа. Когда количество тампонадного газа в шприце равно установленному объему тампонады, то в глаз 10 можно ввести все количество тампонадного газа.
Чтобы поддерживать интраокулярное давление («IOP») внутри заднего сегмента, для объема воздуха, вытесняемого вводимым тампонадным газом, можно обеспечить выпуск из глаза 10, например, по канюле, введенной в глаз 10. Установленное количество тампонадного газа, вводимое в глаз, смешивается с воздухом, присутствующим в глазу, что дает, в результате, требуемую концентрацию тампонадного газа. В результате теряется очень мало тампонадного газа, если вообще теряется. Небольшая величина потерь является важной особенностью, так как тампонадные газы могут дорого стоить.
В других вариантах реализации, найденный объем заднего сегмента и требуемую концентрацию тампонадного газа можно использовать для ручного формирования тампонадной газовой смеси и/или ввода тампонадной газовой смеси в глаз. Например, в некоторых случаях, от инфузионного зонда 445 можно отсоединить инфузионную трубку 370, и с канюлей 440 можно соединить нагнетательное устройство, например шприц с тампонадной газовой смесью, и в задний сегмент глаза 10 можно ввести тампонадную газовую смесь.
В дополнение к точному определению объема заднего сегмента глаза, настоящее изобретение обеспечивает уменьшение потерь операционного времени. То есть смесь тампонадного газа для введения в глаз можно определять и формировать незамедлительно, что исключает задержки в процессе хирургических процедур. Это очень важно поскольку, в некоторых случаях, задержка в процессе хирургического вмешательства может потребовать регистрации данного события в соответствии с применимыми законами или правилами.
На фиг. 3 приведена примерная блок-схема 500 последовательности операций способа определения объема заднего сегмента 30 глаза 10. Как изложено выше и в соответствии с вариантами реализации, обмен FAX может запускаться входным сигналом в контроллер 210. На этапе 510 можно определить начальный уровень 460 текучей среды в сборной камере 350. В некоторых случаях, начальный уровень 460 текучей среды может определяться автоматически хирургической системой, например хирургической системой 200. Например, хирургическая система может определить начальный уровень текучей среды после приема входного сигнала от пользователя, например, хирурга. Например, датчик 280 уровня может измерить уровень текучей среды в сборной камере 350 и передать данный уровень текучей среды в контроллер 210. На этапе 520, запускается обмен FAX, и вводится газ для удаления инфузионной текучей среды из глаза 10. Например, в контур текучей среды можно вводить такой газ, как воздух. В некоторых случаях, контур текучей среды может быть сформирован из инфузионной трубки, заднего сегмента глаза и аспирационной трубки. На этапе 530, из заднего сегмента глаза удаляют инфузионную текучую среду. Например, инфузионную текучую среду можно удалять из контура текучей среды посредством вводимого газа. На этапе 540, обмен FAX прекращают. Обмен FAX может прекращаться по входному сигналу в контроллер 210, как изложено выше. На этапе 550 можно определить конечный уровень 470 текучей среды в сборной камере 350. На этапе 560 можно определить объем заднего сегмента 30. Например, объем заднего сегмента 30 можно определить вычитанием конечного уровня 460 текучей среды из начального уровня 470 текучей среды, чтобы определить суммарное количество перекаченной текучей среды. Из упомянутого количества можно вычесть объемы проходов, проходящих через инфузионную трубку 370 и аспирационную трубку 380. В других вариантах реализации можно определять количество текучей среды, перекаченной в емкость 360. Следовательно, объем заднего сегмента 30 можно определить суммированием суммарного количества текучей среды, перекаченной в сборную камеру 350 с объемом, перекаченным в емкость 360. Из данного количества можно вычесть объем проходов инфузионной трубки 370 и аспирационной трубки 380, чтобы определить объем заднего сегмента 30.
Следует понимать, что, хотя в настоящей заявке приведено описание множества аспектов, некоторые варианты реализации могут включать в себя все признаки, а другие варианты осуществления могут содержать некоторые признаки, при отсутствии остальных. То есть различные варианты реализации могут содержать один, несколько или все признаки, описанные в настоящей заявке.
Выше приведено описание нескольких вариантов реализации. Однако следует понимать, что можно разработать различные модификации, не выходящие за пределы существа и объема изобретения. Соответственно, другие модификации не выходят за пределы объема нижеследующей формулы изобретения.