眼科手术器械的制作方法

1.本发明涉及一种眼科手术器械。


背景技术：

2.有多种手术技术用于治疗晶状体混浊（在医学上称为白内障）。最普遍的技术是超声乳化术，其中细中空针（超声乳化针）通过手持件插入晶状体并通过超声诱导振动。在此过程中，提供冲洗流体。在其直接环境中，振动的中空针乳化晶状体的方式为，使得所产生的晶状体颗粒可以借助于抽吸泵被吸入穿过中空针、并穿过与其相连的且被称为抽吸管线的管线。当晶状体完全乳化并取出后，可以将新的人工晶状体插入到空囊袋中，因此以这种方式治疗的患者可以恢复良好的视力。
3.超声乳化技术一直是相对安全的技术。然而，已经观察到，在超声乳化术期间，眼内压经常波动很大，这对患者来说可能是危险的。如果眼内压急剧下降，角膜会在短时间内在虹膜方向上移动，其结果是角膜凸形表面发生变化，变得凹凸不平，部分凹入起伏。这对手术期间的外科医生的视野产生不利影响，因此外科医生在这种时刻会不清楚超声乳化针的尖端位于何处。因此，超声乳化针意外刺入囊袋后壁的风险增加。这会导致患者受到严重伤害，这种伤害无法自行治愈或可能无法通过医疗干预治愈。
4.使用当今可用的技术，有许多安全机制试图避免眼内压的强烈波动。然而，据报道，尽管有这种安全机制，但即使在假定不危险的情况下也会发生这种眼内压波动。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种眼科手术器械，该眼科手术器械以最小的复杂性允许在眼内压的波动很小或没有显著波动的情况下执行超声乳化术。
6.该目的通过独立权利要求1的主题来实现。本发明的有利发展是从属权利要求的主题。
7.根据本发明的眼科手术器械具有：
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冲洗流体管线，冲洗流体可以通过该冲洗流体管线从冲洗流体容器流到用于超声乳化术的眼科手术手持件，
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第一流体泵，该第一流体泵在流动方向上被布置在该冲洗流体容器与该手持件之间并且被设计为将冲洗流体输送到该手持件，
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第一体积流量确定装置，该第一体积流量确定装置在流动方向上被布置在该第一流体泵与该手持件之间并且被设计为确定第一体积流量，
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抽吸流体管线，抽吸流体可以通过该抽吸流体管线从该手持件流到收集容器，
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第二流体泵，该第二流体泵在流动方向上被布置在该手持件与该收集容器之间并且被设计为将抽吸流体输送到该收集容器，
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第二体积流量确定装置，该第二体积流量确定装置在流动方向上被布置在该手持件与该第二流体泵之间并且被设计为确定第二体积流量，
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差异元件，该差异元件被联接到该第一体积流量确定装置和该第二体积流量确定装置并且被设计为形成该第一体积流量和该第二体积流量的差异，以便形成差异体积流量信号，
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控制装置，该控制装置具有用于接收该差异体积流量信号的第一输入端和用于接收冲洗流体设定点压力信号的第二输入端，其中该控制装置被设计为根据该差异体积流量信号和该冲洗流体设定点压力信号确定冲洗流体控制压力信号，并在该第一流体泵的控制装置的输出端处提供此信号。
8.本发明基于如下认识，即眼内压的波动不仅会在超声乳化针尖端处出现阻塞时发生，从而导致在该抽吸管线中非常快速地正常化的相对高的负压。当超声乳化针没有阻塞时、即当晶状体颗粒和流体被完全正常抽吸并且没有任何操作干扰时，也可能发生眼内压波动。发明人已经观察到，冲洗流体总是可以在该超声乳化针刺穿角膜的部位逸出。这种刺穿部位大于超声乳化针的直径，因为在插入超声乳化针之前，使用了另一种手术器械来执行撕囊术，这需要比超声乳化针更大的开口。当超声乳化针随后穿过此开口插入时，在超声乳化术期间冲洗流体在此开口处的逸出是不可避免的。这种冲洗流体的损失以不规则的方式发生，因为外科医生在执行超声乳化术时，在刺穿部位来回和不规则地移动超声乳化针。在超声乳化术期间，外科医生小心确保硬晶状体被成功压碎。然而，他不能确保只有少量或均匀量的冲洗流体穿过刺穿部位逸出，以避免眼内压波动。
9.此问题通过根据本发明的眼科手术器械解决。可以通过将冲洗流体管线中的第一体积流量与抽吸管线中的第二体积流量进行比较来检测正在治疗的眼睛中刺穿部位处的泄漏，因此检测出冲洗流体的损失。为此，提供了第一体积流量确定装置，该第一体积流量确定装置在流动方向上被布置在该第一流体泵与该手持件之间并且被设计为确定第一体积流量。而且，提供了第二体积流量确定装置，该第二体积流量确定装置在流动方向上被布置在该手持件与该第二流体泵之间并且被设计为确定第二体积流量，差异元件，其被联接到该第一体积流量确定装置和该第二体积流量确定装置，被设计为形成该第一体积流量和该第二体积流量的差异，以便形成差异体积流量信号。
10.如果该第一体积流量和该第二体积流量的差异为零，则眼睛中的刺穿部位处没有泄漏。然而，如果该差异大于零，则在该超声乳化针穿刺角膜的开口处存在泄漏。根据本发明，可以将此差异体积流量信号提供到控制装置的第一输入端，该控制装置被设计为在第二输入端处接收冲洗流体设定点压力信号。该控制装置处理该差异体积流量信号和冲洗流体设定点压力信号的方式为，使得冲洗流体控制压力信号在该控制装置的输出端处是可获得的，以便将所述信号提供到该第一流体泵。然后通过该第一流体泵改变该冲洗流体管线中冲洗流体的压力，使得可以补偿角膜开口处的冲洗流体损失，其结果是眼内压的波动证明是最小或根本不发生。在第一体积流量确定装置和第二体积流量确定装置的使用中以及在得出的差异信号的处理中以及在第一流体泵的相应致动中几乎没有复杂性。由于在超声乳化术期间、在超声乳化针处没有阻塞情况下的正常操作占了大部分时间，因此可以借助于根据本发明的器械将在此时间期间眼内压的波动保持最小或避免，并且与用于超声乳化术的常规器械相比，这是相当大的改进。
11.该控制装置优选地具有乘法元件，该乘法元件被设计为在输入端处接收该差异体积流量信号并且在输出端处输出压差信号。因此，该乘法元件将该差异体积流量信号转换
为压力信号。此外，该控制装置具有加法元件，该加法元件被设计为在第一输入端处接收该冲洗流体设定点压力信号，并在第二输入端处接收该压差信号，并且在输出端处将该冲洗流体控制压力信号提供到该控制装置的输出端。因此，该加法元件处理两个压力值并将它们相加。该冲洗设定点压力信号可以由输入装置、例如脚踏板来提供。然后可以将两个压力的总和作为控制压力提供到该冲洗流体管线中的第一流体泵。
12.根据一个实施例，该眼科手术器械具有第一定时元件，该第一定时元件被设计为预定义根据时间的冲洗流体设定点压力曲线，其中该第一定时元件被联接到该控制装置的第二输入端。因此，冲洗流体设定点压力量不必通过使用该控制装置的通/断开关来突然提供，而是由于该第一定时元件，可以缓慢增加（例如根据指数函数或高阶函数）到该冲洗流体设定点压力量。以这种方式，可以避免该冲洗流体管线中的压力变化过快，这种压力变化会在该冲洗流体管线中传播到该手持件和眼睛并可能导致眼睛不稳定。
13.该第一定时元件的第一时间常数优选地是可调节的。取决于该第一流体泵的类型、该冲洗流体管线的长度、该冲洗流体管线的截面和该冲洗流体管线内壁的性质，一方面可以借助于该第一定时元件的可调节时间常数来实现该冲洗流体管线中压力的快速变化。如果该时间常数是可调节的，则另一方面可以控制接通过程和断开过程，使得避免信号的过冲。由此可以不通过阶跃函数而是通过时间延迟来获得最终值，尽管这仍然快速发生。从医学的角度来看，这是有利的，因为眼睛因此在手术期间不会受到突然的压力，因此眼睛的几何运动以减弱的方式发生。
14.根据另一实施例，提供了第二定时元件，该第二定时元件被设计为预定义根据时间的抽吸流体设定点压力曲线并将其提供到该第二流体泵。该第二定时元件的第二时间常数特别优选是可调节的。因此，该抽吸管线中的设定点压力可以缓慢增加（例如根据指数函数或高阶函数）到该抽吸流体设定点压力量。这具有效果的效果是，简单地通过第二流体泵的致动不会将附加的压力波动引入抽吸管线。特别优选地，该眼科手术器械具有该第一定时元件和该第二定时元件两者，其各自的时间常数是可调节的。因此，取决于该冲洗流体管线直到该手持件的长度和性质以及该抽吸管线的长度和性质，可以调节该冲洗流体管线和该抽吸管线中的设定点压力的增加，使得在超声乳化术期间，该眼内压几乎或完全保持恒定，而通过角膜处泄漏损失的冲洗流体量发生变化。
15.该第一时间常数可以位于50毫秒至1000毫秒的范围内，并且该第二时间常数可以位于50毫秒至1000毫秒的范围内。如果该第一时间常数和该第二时间常数之间的差异量位于大于零且小于200毫秒的范围内，则可以以特别可靠的方式实现几乎稳定或完全稳定的眼内压。
附图说明
16.参考以下附图来解释本发明的进一步优点和特征，附图中：图1示出了眼科手术器械的实施例，以及图2示出了在使用眼科手术器械期间根据时间的体积流量曲线和压力曲线的示意图。
具体实施方式
17.图1示出了眼科手术器械1的实施例的示意图。冲洗流体容器2包含冲洗流体3，该冲洗流体通过连接到容器的冲洗流体管线4被引导至第一流体泵5，该第一流体泵可以是隔膜泵。从那里，冲洗流体3可以沿着冲洗流体管线4流动直到用于超声乳化术的手持件6，并穿过插入角膜8的超声乳化针7到达要治疗眼睛9的晶状体。在第二流体泵11的操作期间，该第二流体泵是抽吸泵（例如隔膜泵），乳化的晶状体颗粒和流体可以穿过超声乳化针7内部和手持件6内部的管线并沿着抽吸流体管线10到达第二流体泵11。从第二流体泵11，晶状体颗粒和流体（即作为整体的抽吸流体）沿着抽吸流体管线10被输送到收集容器12。
18.在流动方向上，在第一流体泵5与手持件6之间布置有第一体积流量确定装置13，通过该第一体积流量确定装置可以确定冲洗流体管线4中的第一体积流量q1。第一体积流量q1优选地由体积流量确定装置13间接确定，例如通过检测隔膜或浮子的位置并由此确定体积流量。在流动方向上，在手持件6与第二流体泵11之间设置有第二体积流量确定装置14，通过该第二体积流量确定装置可以确定抽吸管线10中的第二体积流量q2。第一体积流量q1的信号和第二体积流量q2的信号被传递到差异元件15，该差异元件被设计为形成第一体积流量q1和第二体积流量q2的差异，以便形成根据差异体积流量dq的信号16。因此，信号16是q1减去q2的差异。
19.此信号16被提供到控制装置17的第一输入端171并且在那里被传递给乘法元件18，该乘法元件被设计为在输入端处接收信号16并且在输出端处输出压差信号19。而且，控制装置17具有加法元件20，该加法元件被设计为在第一输入端处接收冲洗流体设定点压力信号21并且在第二输入端处接收压差信号19。加法元件20处理这两个信号19和21的方式为，使得形成它们的总和，以便在加法元件20的输出端处将冲洗流体控制压力信号22提供到控制装置17的输出端。然后将冲洗流体控制压力信号22提供到第一流体泵5，从而相应地改变冲洗流体管线4中冲洗流体3的压力。
20.如果第一体积流量和第二体积流量的差异为零，则冲洗流体控制压力信号22同样为零，并且第一流体泵5在其致动方面没有经历变化。然而，如果信号16不等于零并且通常大于零，则第一流体泵5通过信号22经历其驱动方面的变化，使得它改变了冲洗流体管线4中冲洗流体3的压力。因此，这抵消了由泄漏30引起的不必要的流体从眼睛9排出（参见图1中标记为l的箭头）。
21.附加地，眼科手术器械1具有第一定时元件23，该第一定时元件被设计为预定义根据时间的冲洗流体设定点压力曲线。第一定时元件23被联接到控制装置17的第二输入端172，因此冲洗流体设定点压力信号21被提供到加法元件20。第一定时元件23被联接到脚踏板24，该脚踏板，当由操作员适当地致动时，获得冲洗流体设定点压力信号。
22.附加地，脚踏板24被联接到第二定时元件25，在脚踏板24的相关联致动时，可以向该第二定时元件提供抽吸流体设定点压力信号。第二定时元件25被设计为预定义根据时间的抽吸流体设定点压力曲线，然后该曲线可以被提供到第二流体泵11。
23.图2示出了许多根据时间的体积流量曲线和压力曲线的示意图。
24.图表100示出了根据时间的冲洗流体体积流量q（irr）的曲线。在到时间t1的时间段内，仍然没有冲洗流体流过冲洗流体管线（参见图表100中的101）。这也适用于抽吸流体管线中的抽吸流体；参见图表200中的201，其示出了根据时间的抽吸流体体积流量q（asp）
的曲线。参见图表400中的401，其示出了根据时间的冲洗流体压力p（irr）的曲线，在冲洗流体管线中，直到时间t1，存在固定压力p1。在抽吸流体管线中，直到时间t1，抽吸压力为零；参见图表600中的601，其示出了根据时间的抽吸流体压力p（asp）。眼内压p（iop）在图表500中被示出为是根据时间的。从中可以看出，直到时间t1，眼内压大于零，这对应于眼睛的正常状态。
25.假设在时间t1处脚踏板被致动，使得第一流体泵5和第二流体泵11各自泵送流体。冲洗流体体积流量增加（参见102）并达到固定值（参见图表100中的103）。同时，抽吸流体体积流量也增加（参见202）并同样达到固定值（参见图表200中的203）。由于冲洗流体在冲洗流体管线中流动并且抽吸流体在抽吸管线中流动，因此相关联的流体压力也在这些管线中建立。冲洗流体压力p（irr）增加（参见402）并达到固定值（参见图表400中的403）。以同样的方式，抽吸流体压力增加（参见602）并达到固定值（参见图表600中的603）。如果冲洗流体压力增加的第一时间常数τ1和抽吸流体压力增加的第二时间常数τ2相差不超过200毫秒，则眼内压只有轻微下降或完全没有下降（参见图表500中的502）。
26.如果现在由于眼睛处存在泄漏30而发生冲洗流体损失，则冲洗流体压力在冲洗流体管线4中、在第一泵5与超声乳化针7之间下降，使得第一泵5提供更大的冲洗流体体积流量（参见104）。抽吸流体体积流量不受此影响并保持恒定（参见204）。借助于根据本发明的眼科手术器械1，确定冲洗流体体积流量与抽吸流体体积流量之间的差异大于零（参见图表300中的304，其示出了根据时间的差异体积流量dq）。因此从加法元件20接收冲洗流体设定点压力信号和压差信号，使得相应增加的冲洗流体控制压力作用于第一流体泵5（参见404）。当冲洗流体从眼睛9处的泄漏30逸出时，冲洗流体管线中的冲洗流体压力因此更高。其结果是，在此时间期间，眼睛中的眼内压保持不变（参见504）。
27.当泄漏30的程度再次减小时，例如由于超声乳化针的不同位置，并且因此在眼睛处不必要的冲洗流体排放也减少，第一流体泵可以以较小的体积流量维持通常的冲洗流体压力（参见105）。差异体积流量因此减小（参见305）。冲洗流体压力因此再次达到与根据403的压力对应的设定点压力（参见405）。眼内压保持不变（参见505）。抽吸流体管线中的压力不受此影响（参见605）。
28.冲洗流体体积流量的波动也可能相对较高（参见106），其结果是检测到更大的差异体积流量dq值（参见306）。这导致冲洗流体压力的更大变化（参见406），使得眼内压可以保持不变（参见506）。
29.当不再致动脚踏板时，第一泵5和第二泵11不致动，因此冲洗流体体积流量和抽吸体积流量降至零值（参见107和207）。冲洗流体管线和抽吸管线中的压力随后也会下降（参见407和607）。
30.附图标记：1
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眼科手术器械2
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冲洗流体容器3
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冲洗流体4
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冲洗流体管线5
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第一流体泵6
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眼科手术手持件7ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
超声乳化针8
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角膜9
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眼睛10
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抽吸流体管线11
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第二泵12
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收集容器13
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第一体积流量确定装置14
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第二体积流量确定装置15
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差异元件16
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差异体积流量信号17
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控制装置18
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乘法元件19
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差压信号20
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加法元件21
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冲洗流体设定点压力信号22
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冲洗流体控制压力信号23
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第一定时元件24
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脚踏板25
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第二定时元件171
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控制装置的第一输入端172
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控制装置的第二输入端dq
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差异体积流量l
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泄漏p
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压力p（asp）
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抽吸流体压力p（iop）
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眼内压p（irr）
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冲洗流体压力q1
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第一体积流量q2
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第二体积流量q（asp）
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抽吸流体体积流量q（irr）
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冲洗流体体积流量t
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时间τ
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时间常数。