РЕГУЛИРОВАНИЕ ВНУТРИГЛАЗНОГО ДАВЛЕНИЯ Российский патент 2011 года по МПК A61F9/07 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к микрохирургическим системам и, в частности, к регулированию внутриглазного давления в офтальмологической хирургии.

Предшествующий уровень

Во время хирургической операции с небольшим разрезом и, в частности, во время офтальмологической хирургической операции, в операционное поле вводят небольшие зонды для разрезания, удаления или иной обработки ткани. Во время таких хирургических операций обычно осуществляют инфузию жидкости в глаз, и аспирацию инфузионной жидкости и ткани из операционного поля.

В настоящее время поддерживание оптимального внутриглазного давления во время офтальмологической операции является сложной задачей. Когда аспирацию не производят, давление в глазу становится равным давлению жидкости, подаваемой в глаз. Упомянутое давление обычно именуют «слепое давление». Однако, когда применяют аспирацию, внутриглазное давление резко снижается от слепого давления из-за потерь давления в аспирационном контуре, связанных с аспирационным потоком. Поэтому хирурги-офтальмологи в настоящее время допускают более высокое давление, чем требуемые давления, для компенсации в тех случаях, когда иначе аспирация снизила бы внутриглазное давление до состояний мягкого глаза. В клиническом отношении подобное превышение допустимого давления глаза не идеально.

Краткое изложение существа изобретения

Задачей настоящего изобретения является создание усовершенствованного способа регулирования внутриглазного давления в ходе офтальмологической операции.

В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения предложен способ регулирования внутриглазного давления с использованием микрохирургической системы. Обеспечивают инфузионную камеру, содержащую жидкость для ирригации и выбирают требуемое внутриглазное давление. Повышают давление в инфузионной камере сжатым газом для подачи жидкости для ирригации в хирургическое устройство. Измеряют расход жидкости в линии для жидкости, гидравлически связанной с хирургическим устройством. Сигнал, соответствующий измеренному расходу, подают в компьютер. Вычисляют расчетное внутриглазное давление в компьютере в соответствии с измеренным сигналом. Регулируют уровень давления сжатого газа в ответ на второй сигнал из компьютера для поддержания расчетного внутриглазного давления приблизительно равным требуемому внутриглазному давлению.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предложена инфузионная камера. Инфузионная камера содержит первую камеру для размещения жидкости для ирригации и вторую камеру для размещения жидкости для ирригации. Первая камера не связана гидравлически со второй камерой. Подают жидкость для ирригации из инфузионного источника в первую камеру и вторую камеру. Подают жидкость для ирригации в хирургическое устройство из первой камеры во время микрохирургической операции, и данный этап заканчивают, когда уровень жидкости для ирригации в первой камере достигает нижнего предела. После окончания этого этапа подают жидкость для ирригации в хирургическое устройство из второй камеры, а первую камеру повторно заполняют жидкостью для ирригации из инфузионного источника.

Краткое описание чертежей

Для лучшего понимания настоящего изобретения и дополнительных целей и преимуществ настоящего изобретения ниже приведено описание со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг.1 изображает принципиальную схему, поясняющую управление инфузией в офтальмологической микрохирургической системе, согласно изобретению;

Фиг.2 - принципиальную схему, поясняющую управление инфузией и управление орошением в офтальмологической микрохирургической системе, согласно изобретению.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

Офтальмологическая микрохирургическая система 10 (фиг.1) содержит манжетку 12 давления, инфузионный источник 14, двойную инфузионную камеру 16, содержащую камеру 16a и камеру 16b, датчики 18 и 20 уровня жидкости, датчик 22 расходомера, фильтры 24 и 26, хирургическое устройство 29; компьютер или микропроцессор 28, газовые коллекторы 30 и 32, источник 34 сжатого газа, электромагнитные пропорциональные клапаны 36, 38 и 40, электромагнитные двухпозиционные клапаны 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54, исполнительные элементы 56, 58, 60 и 62 и датчики 64, 66 и 68 давления. Двойная инфузионная камера 16, датчики 18 и 20 уровня жидкости, участки линий 70, 72, 74, 76, 78 и 80 для инфузионной жидкости и участки газовых линий 84 и 86 предпочтительно расположены в хирургической кассете 27. Инфузионный источник 14, двойная инфузионная камера 16, датчик 22 расходомера, фильтры 24 и 26 и хирургическое устройство 29 гидравлически связаны линиями 70-80 для инфузионной жидкости. Инфузионный источник 14, двойная инфузионная камера 16, газовые коллекторы 30 и 32, источник 34 сжатого газа и исполнительные элементы 56, 58, 60 и 62 гидравлически связаны газовыми линиями 82, 84, 86, 88, 90, 92, 94 и 96. Инфузионный источник 14, датчики 18 и 20 уровня жидкости, датчик 22 расходомера; микропроцессор 28, электромагнитные пропорциональные клапаны 36-40; электромагнитные двухпозиционные клапаны 42-54; исполнительные элементы 56-62 и датчики 64-68 давления электрически связаны интерфейсами 100, 102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, 118, 120, 122, 124, 126, 128, 130 и 132.

Инфузионный источник 14 является предпочтительно гибким инфузионным источником. Датчики 18 и 20 уровня жидкости могут быть любым подходящим устройством для измерения уровня жидкости, соответственно, в инфузионных камерах 16a и 16b. Датчики 18 и 20 уровня жидкости могут предпочтительно непрерывно измерять уровень жидкости в инфузионных камерах 16a и 16b. Датчик 22 расходомера может быть любым подходящим устройством для измерения расхода жидкости в линии 80 для жидкости. Датчик 22 расходомера является предпочтительно неинвазивным датчиком расходомера. Фильтры 24 и 26 являются гидрофобными микробактериальными фильтрами. Предпочтительным фильтром является мембранный фильтр Versapor® (0,8-микрометровый), выпускаемый компанией Pall Corporation, East Hills, New York. Микропроцессор 28 способен осуществлять управление с обратной связью и, предпочтительно, PID (пропорционально-интегрально-дифференциальное) управление. Хирургическое устройство 29 может быть любым подходящим устройством для подачи хирургической жидкости для ирригации в глаз, но предпочтительно является инфузионной канюлей, наконечником для ирригации или ирригационно/аспирационным наконечником.

В процессе работы линии 70, 72 и 74 для жидкости, камеры 16a и 16b, линии 76, 78 и 80 для жидкости и хирургическое устройство 29 первично заполняются хирургической жидкостью 140 для ирригации путем создания давления в инфузионном источнике 14. Хирургическая жидкость 140 для ирригации может быть любой хирургической жидкостью для ирригации, подходящей для офтальмологического применения, например внутриглазным оросительным раствором BSS PLUS®, выпускаемым компанией Alcon Laboratories, Inc.

Повышение давления в инфузионном источнике 14 предпочтительно выполняется манжеткой 12 давления. В частности, микропроцессор 28 передает управляющий сигнал на открывание электромагнитного клапана 42 через интерфейс 106 и на закрывание электромагнитных клапанов 44 и 46 через, соответственно, интерфейсы 108 и 110. Микропроцессор 28 передает также управляющий сигнал на открывание электромагнитного пропорционального клапана 40 через интерфейс 104, так что в коллектор 30 подается соответствующее количество сжатого воздуха, чтобы привести в действие манжетку 12 давления. Датчик 68 давления воспринимает давление в газовой линии 82 и выдает соответствующий сигнал в микропроцессор 28 через интерфейс 126. Электромагнитные клапаны 48-54 сначала открыты так, что коллектор 32 подает сжатый воздух, чтобы привести в действие исполнительные элементы 56-62 для закрывания линий 72-78 для жидкости. Микропроцессор 28 передает управляющие сигналы на закрывание электромагнитных клапанов 48-54 через интерфейсы 114-120. Закрывание электромагнитных клапанов 48-54 приводит в действие исполнительные элементы 56-62 для открывания линий 72-78 для жидкости. После того как все камеры и линии для жидкости первично заполнены, микропроцессор 28 закрывает исполнительные элементы 56-62 и, следовательно, линии 72-78 для жидкости. В альтернативном варианте, повышение давления в инфузионном источнике 14 может выполняться только под действием силы тяжести.

После первичного заполнения пользователь вводит величину требуемого внутриглазного давления в микропроцессор 28 посредством устройства 134 ввода. Устройство 134 ввода может быть любым подходящим устройством, но, предпочтительно, является дисплеем с сенсорным экраном или физической ручкой управления. В предпочтительном варианте, сначала активной инфузионной камерой является камера 16b. Микропроцессор 28 передает соответствующие управляющие сигналы на открывание электромагнитного клапана 44 и на открывание электромагнитного пропорционального клапана 36 (через интерфейс 100), чтобы обеспечить соответствующий уровень давления воздуха в камере 16b. Датчик 64 давления воспринимает давление в газовой линии 84 и подает соответствующий сигнал в микропроцессор 28 через интерфейс 124. Микропроцессор 28 также передает соответствующий управляющий сигнал на открывание исполнительного элемента 60 и, следовательно, линии 78 для жидкости. Камера 16b подает жидкость 140 под давлением в глаз по линиям 78 и 80 для жидкости и через хирургическое устройство 29. Датчик 22 расходомера измеряет расход жидкости 140 и подает соответствующий сигнал в микропроцессор 28 через интерфейс 132. Микропроцессор 28 вычисляет расчетное внутриглазное давление с использованием сигнала из датчика 22 расходомера и эмпирически найденной информации об импедансе микрохирургической системы 10. Затем микропроцессор 28 передает соответствующий управляющий сигнал цепи обратной связи в электромагнитный пропорциональный клапан 36 для выдерживания расчетного внутриглазного давления на уровне или приблизительно равным требуемому внутриглазному давлению в течение всех фаз операции.

Датчик 20 уровня жидкости непрерывно контролирует снижение уровня жидкости 140 в камере 16b во время операции и обеспечивает соответствующий сигнал в микропроцессор 28 через интерфейс 130. Микропроцессор 28 выполняет регулировку давления воздуха, подводимого в камеру 16b, с учетом разности высоты напора жидкости, когда уровень жидкости 140 снижается. Когда уровень жидкости 140 в камере 16b достигает нижнего предела, микропроцессор 28 закрывает электромагнитный клапан 44 и исполнительный элемент 60 и открывает электромагнитный клапан 46 и исполнительные элементы 58 и 62. После этого активной инфузионной камерой является камера 16a. Микропроцессор 28 передает соответствующий управляющий сигнал в электромагнитный пропорциональный клапан 38 через интерфейс 102 для подачи сигнала соответствующего уровня давления воздуха в камеру 16a. Датчик 66 давления воспринимает давление в газовой линии 86 и подает соответствующий сигнал в микропроцессор 28 через интерфейс 122. Из камеры 16a жидкость 140 подается под давлением в глаз по линиям 76 и 80 для жидкости и через хирургическое устройство 29. Датчик 22 расходомера измеряет расход жидкости 140 и подает соответствующий сигнал в микропроцессор 28 через интерфейс 132. Микропроцессор 28 вычисляет расчетное внутриглазное давление в описанном выше порядке и передает соответствующий сигнал обратной связи в электромагнитный пропорциональный клапан 38 для выдерживания расчетного внутриглазного давления на уровне или приблизительно равным требуемому внутриглазному давлению в течение всех фаз операции. Микропроцессор 28 закрывает исполнительный элемент 58 и линию 74 для жидкости после того, как камера 16b снова заполнена жидкостью 140.

Датчик 18 уровня жидкости непрерывно контролирует снижение уровня жидкости 140 в камере 16a во время операции и обеспечивает соответствующий сигнал в микропроцессор 28 через интерфейс 128. Микропроцессор 28 выполняет регулировку давления воздуха, подводимого в камеру 16a, с учетом разности высоты напора жидкости, когда уровень жидкости 140 снижается. Когда уровень жидкости 140 в камере 16a достигает нижнего предела, микропроцессор 28 выполняет переключение камеры 16b в активное состояние инфузии и камеры 16a в пассивное состояние и вновь заполняет камеру 16a жидкостью 140 по линии 72 для жидкости. Такое циклическое переключение между камерами 16b и 16a продолжается в течение всей операции.

Инфузионный источник 14 предпочтительно контролируется датчиком уровня жидкости (не показан), способным подавать сигнал в микропроцессор 28 через интерфейс 112, когда источник 14 почти достигает предела опорожнения. Каждая из камер 16a и 16b также предпочтительно имеет объем, который дает возможность заменять инфузионный источник 14 при приближении к опорожнению, без перерыва хирургической процедуры. В частности, каждая из камер 16a и 16b предпочтительно имеет объем около 30 см³. Подобный объем оставляет около двух минут почти порожнему инфузионному источнику 14 на замену в режиме максимального расхода (например, при виктрэктомии с удалением хрусталика). Кроме того, после того, как инфузионный источник 14 заменен, все воздушные пузырьки в линиях 70, 72 и 74 для жидкостей будут автоматически «вымываться», когда происходит повторное заполнение неактивной камеры 16a или 16b, без потребности в повторном первичном заполнении.

В случае отказа любой из камер 16a или 16b микропроцессор 28 предпочтительно может продолжать хирургическую операцию только с одной активной камерой. В случае отказа обеих камер 16a и 16b микропроцессор 28 предпочтительно может продолжать хирургическую операцию с использованием только инфузионного источника 14.

На фиг.2 представлена видоизмененная офтальмологическая микрохирургическая система 10a. Микрохирургическая система 10a аналогична микрохирургической системе 10, за исключением наличия в ней ирригационной системы в дополнение к инфузионной системе, описанной выше для системы 10. В частности, система 10a идентична системе 10, за исключением того, что система 10a содержит также ирригационный источник 200, линии 202 и 206 для жидкости, газовые линии 208 и 216, электромагнитные клапаны 210 и 218, исполнительные элементы 214 и 222, электрические интерфейсы 212 и 220 и хирургическое устройство 224. Давление в ирригационном источнике 200 создается исключительно под действием силы тяжести. Для специалиста в данной области техники очевидно, что микрохирургическая система 10a допускает подачу хирургической жидкости 140 для ирригации в хирургическое устройство 29 по (инфузионной) линии 80 для жидкости и, независимо, подачу хирургической жидкости 140 для ирригации в хирургическое устройство 224 по линии 206 для жидкости. Микропроцессор 28 может вычислять информацию о расходе жидкости 140 в линии 206 для жидкости благодаря непрерывному контролю изменения объема жидкости внутри камеры 16b, как указано, датчиком 20 жидкости.

Из вышеизложенного можно понять, что настоящее изобретение предлагает усовершенствованный способ регулирования внутриглазного давления микрохирургической системой. Настоящее изобретение поясняется на примере, и специалистом в данной области техники могут быть предложены различные модификации. Например, хотя выше настоящее изобретение описано применительно к регулированию внутриглазного давления в офтальмологической микрохирургической системе, изобретение применимо также к регулированию давления внутри оперируемой ткани во время микрохирургических операций других типов.

Предполагается, что порядок работы и конструкция настоящего изобретения очевидны из вышеприведенного описания. Хотя показанные и описанные выше устройства и способы характеризуются как предпочтительные, однако, в них можно внести различные изменения и модификации, не выходящие за пределы существа и объема изобретения, определяемых нижеследующей формулой изобретения.

Изобретение относится к медицине, а именно к офтальмологии, и предназначено для подачи ирригационной жидкости с использованием микрохирургической системы при проведении микрохирургических операций. Подача ирригационной жидкости осуществляется с использованием системы с двойной инфузионной камерой. Способ позволяет усовершенствовать процесс регуляции внутриглазного давления в ходе офтальмологической операции. 5 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Способ подачи ирригационной жидкости с использованием микрохирургической системы, заключающийся в том, что обеспечивают инфузионную камеру (16), которая содержит первую камеру (16b) для размещения жидкости для ирригации и вторую камеру (16а) для размещения жидкости для ирригации, причем первая камера не связана гидравлически со второй камерой; подают жидкость (140) для ирригации из инфузионного источника (14) в первую камеру и вторую камеру; подают жидкость для ирригации в хирургическое устройство (29) из упомянутой первой камеры во время микрохирургической операции, заканчивают этап подачи жидкости для ирригации в хирургическое устройство (29) из упомянутой первой камеры, когда уровень упомянутой жидкости для ирригации в первой камере достигает уровня нижнего предела, после заканчивающего этапа подают жидкость для ирригации в хирургическое устройство из второй камеры, и повторно заполняют первую камеру жидкостью для ирригации из инфузионного источника во время этапа подачи жидкости для ирригации в хирургическое устройство из упомянутой второй камеры.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно заканчивают этап подачи жидкости для ирригации в хирургическое устройство из упомянутой второй камеры, когда уровень жидкости для ирригации во второй камере достигает уровня нижнего предела, повторно проводят этап подачи жидкости для ирригации в хирургическое устройство из упомянутой первой камеры, и повторно заполняют вторую камеру жидкостью для ирригации из инфузионного источника во время повторного этапа подачи.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно определяют, когда инфузионный источник достигает уровня нижнего предела, и заменяют инфузионный источник без прерывания одного этапа из либо подачи жидкости для ирригации в хирургическое устройство из упомянутой первой камеры, либо подачи жидкости для ирригации в хирургическое устройство из упомянутой второй камеры.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что этап заканчивания заключается в том, что определяют нижний предел уровня датчиком уровня жидкости.

5. Способ по п.2, отличающийся тем, что этап заканчивания заключается в том, что определяют нижний предел уровня во второй камере датчиком уровня жидкости.

6. Способ по п.2, отличающийся тем, что дополнительно подают жидкость для ирригации из ирригационного источника (200) в одну из первой камеры или второй камеры, при этом ирригационный источник не связан гидравлически с инфузионным источником, и подают жидкость для ирригации во второе хирургическое устройств (224) из любой одной из первой камеры или второй камеры.