專利名稱：眼內(nèi)壓自動控制儀器的載液器械的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及眼科用顯微手術(shù)器械，特別是那種能夠在眼科手術(shù)過程或類似場合中自動控制眼科內(nèi)部液體壓力的外科手術(shù)器械。
本發(fā)明是1985年9月16日遞交的，申請?zhí)枮?75，257的美國未決專利申請的部分繼續(xù)申請。1985年9月16日遞交的申請則是另一個于1984年9月21日提交的，申請?zhí)枮?53，723的美國申請的部分繼續(xù)申請。1984年9月21提交的申請又是在先的、申請?zhí)枮?36，953，并且已于1985年10月22日批準(zhǔn)的，專利號為4，548，205的美國申請的部分繼續(xù)申請。
大多數(shù)的眼內(nèi)顯微手術(shù)過程是通過能夠使顯微手術(shù)器械穿過一個或者多個小切口伸入眼中，同時又保證眼球的完整性和內(nèi)部壓力的所謂“封閉系統(tǒng)”來進行的。(見

圖1)。
這些器械的典型功能如下破碎(fragmentation)-切割并且分離眼組織，例如在白內(nèi)障手術(shù)或者在玻璃體內(nèi)的纖維和膜狀增生手術(shù)，即玻璃體液手術(shù)(vitrectomy)，膜手術(shù)(membranectomg)中切割和分離晶狀體;
乳化(emulsification)-用超聲波來機械地吸取組織(通常是晶狀體)以便使其通過小切口順利導(dǎo)出;
注液(注入)-通過重力作用或正壓將生理鹽水導(dǎo)入手術(shù)區(qū)域域;
抽取(吸出)-通過真空產(chǎn)生的負(fù)壓束移去液體和/或俘獲的組織碎塊。
醫(yī)生將注入和吸出結(jié)合起來從手術(shù)區(qū)域中移走組織碎塊，同樣也利用這些功能在手術(shù)過程中保持眼內(nèi)壓力。因此如何控制注入和吸出過程的壓力是非常重要的。如果吸力太強(由過量抽真空引起)，在前室手術(shù)中會損壞內(nèi)皮細胞或者在玻璃體液手術(shù)時導(dǎo)致視網(wǎng)膜脫落。注入壓力太高，或者壓力的過度變化，或者注入液體的流速變化過大都可以使眼組織受到創(chuàng)傷。
按照先有技術(shù)制造的眼科顯微手術(shù)器械是基于這樣一個前提，即在不同的手術(shù)過程中眼內(nèi)壓和真空吸力這些重要參數(shù)都是固定不變的，固定不變的眼內(nèi)壓力是由在眼科手術(shù)中所用的生理鹽水滴注瓶的高度(靜水頭壓力)來進行控制。先有技術(shù)中描述的器械是在醫(yī)生的命令下，用手動或者機械裝置來提升或降低瓶子的高度，同樣，真空吸力可以由醫(yī)生預(yù)先設(shè)定或者不斷調(diào)整(通過腳踏控制方式)吸管的抽氣速率進行控制，(例如Douvas的美國專利第4，168，707號)。在試圖測量眼內(nèi)壓力的那些系統(tǒng)中，壓力檢測器的裝法很典型(如在Bittner的第3，572，319號美國專利中所示那樣離開眼球一段距離)并已出現(xiàn)在當(dāng)前商業(yè)化的器械中。
1986年2月，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)表了最初的研究結(jié)果(見眼科文獻第104期，269頁至272頁)，在理論和試驗數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上提出，在常規(guī)眼科手術(shù)過程中的標(biāo)準(zhǔn)操作會使眼內(nèi)壓產(chǎn)生突然的大變化。這些壓力變化是由于隨著切口的擴大和縮小使流入和流出眼球的液體流速不規(guī)則變動;組織和玻璃體液的移出;以及手術(shù)器械在眼內(nèi)的切割動作而產(chǎn)生的，這種突然的壓力變化包括峰值強度可達160毫米水銀柱的脈動以及頻率可達每分鐘300周的快速周期波動。眼內(nèi)壓力的這些動態(tài)變化不可能通過調(diào)節(jié)注液瓶高度進行控制，也不可能在遠離眼球的地方，例如支架和供液管(目前的商業(yè)化器械正是在這些地方放置壓力檢測器的)處測量，這是由于在液體流過導(dǎo)管時會產(chǎn)生壓力擾動的快速衰減。
這些研究的發(fā)現(xiàn)促使作出美國專利第4548205號發(fā)明的同一發(fā)明人作出本發(fā)明。在本發(fā)明中教導(dǎo)將壓力檢測器傳感器裝入用于眼內(nèi)手術(shù)的各種類型的注液和切割裝置的端部，以便在眼科手術(shù)過程中為注液和吸出的反饋控制提供信號。
本發(fā)明的主旨在于改進第4，548，205號美國專利中所述儀器的載液器械，提高該儀器的安全性和對眼內(nèi)壓力突然和/或快速周期性變化的反應(yīng)速度。
第4，548，205號美國專利中的儀器可測量施加在顯微手術(shù)器械端部的眼內(nèi)壓力或者在抽出組織時作用在該組織上的局部吸力。
根據(jù)相應(yīng)的眼內(nèi)壓力變化而產(chǎn)生的一個電信號用于在可以接受的范圍內(nèi)自動調(diào)節(jié)真空抽力或注液的流速，以便對這些手術(shù)過程的安全提供附加的保證。
這種手術(shù)器械包括一個針狀的，帶有壓力傳感器的器械，以便在器械穿入眼球后，傳感器剛好在眼球外邊或剛好在眼球內(nèi)部使它能夠和那里的液體直接接觸。該器械可測到圍繞器械的眼內(nèi)液體相對于周圍大氣壓力的壓力，或者在吸取病變組織時作用在器械開口處的局部吸力。
該手術(shù)器械具有一個位于一片薄的，可以彎曲的膜片附近的微型壓力檢測器。膜片可用天然橡膠或其它適合的彈性材料制成，其作用為在待測壓力的液體和某些合適的參考環(huán)境之間形成隔斷，膜片與感傳器相聯(lián)并將引起膜片移動的兩邊的壓力差傳給該傳感器。
該傳感器是具有適合的靈敏度和穩(wěn)定性的一個小型壓力傳感器，它可以產(chǎn)生一個電信號，該電信號被傳送到一個儀器支架處放大并顯示出來。電信號可用于驅(qū)動反饋控制電路以便通過該儀器或其它儀器控制一個用于調(diào)節(jié)或限制真空吸力或注入液的閥門。
在第4，548，205號美國專利基礎(chǔ)上的改進包括一個閉合迥路，與眼內(nèi)液體相容的生理鹽水通過該迥路循環(huán)。該閉環(huán)系統(tǒng)可帶有一個裝置，有選擇地將生理鹽水從該閉環(huán)系統(tǒng)中導(dǎo)入一個與眼球相通的導(dǎo)管，當(dāng)傳感器檢測到眼內(nèi)壓力的波動超出預(yù)定范圍時，會產(chǎn)生電信號。該電信號由一個微處理機控制器接收，使分流器動作來增加或減少從閉環(huán)系統(tǒng)中導(dǎo)入與眼球相通的導(dǎo)管中的液體流量，從而使液體被送入或流出眼睛。
另一改進是用一個阻尼裝置以衰減眼內(nèi)壓力的快速變化，阻尼裝置可以是一個中空的腔室，能使液體保持正壓并通過一個釋放管連接到和眼球相連的導(dǎo)管。眼內(nèi)壓力的突然增加可使液體通過釋放管排入阻尼腔，眼壓突然降低又使液體通過釋放管流入眼中，當(dāng)把阻尼裝置和壓力反饋控制系統(tǒng)聯(lián)用時，這兩臺裝置可以在頻率范圍為0.5到10周/秒的壓力變化范圍內(nèi)動作。
因此，本發(fā)明的目的在于給出能夠精確安全地測量顯微手術(shù)過程中眼內(nèi)液體或組織施加的壓力，并使眼內(nèi)壓力保持在安全水平的眼科手術(shù)器械。
本發(fā)明的另一目的是給出反饋控制電路所需的精確壓力信號，使控制電路根據(jù)檢測到的眼內(nèi)壓力自動調(diào)節(jié)和/或限制真空吸力，或者調(diào)節(jié)注入液體的流量和壓力。
本發(fā)明所述的器械可在眼前室手術(shù)或白內(nèi)障手術(shù)過程中進行多種控制，例如，1.控制進入前室的深度(在角膜和肛膜之間的空間);
2.用精確的壓塞止血更好地控制出血。
3.在傷口愈合期，在眼球另一點精確測量眼球內(nèi)的壓力。
4.在傷口愈合期更好地控制縫合張力以避免出現(xiàn)散光。
5.在傷口愈合后更好地近似眼內(nèi)生理壓力。
在玻璃體手術(shù)中本發(fā)明所能提供的控制包括1.在切除時刻測量并控制施加在病變組織上的真空吸力，并限制這些力，以避免視網(wǎng)膜脫落。
2.從另一點調(diào)節(jié)玻璃體壓力以便在手術(shù)中控制出血。
3.傷口愈合后能更好地近似眼內(nèi)的生理壓力。
為便于更好地理解本發(fā)明的特點和目的，將結(jié)合附圖進行下述詳細描述。
圖1是一個示意性的局部視圖，顯示出一個眼科手術(shù)中的封閉系統(tǒng)。
圖2是先有技術(shù)中已知的進行玻璃體手術(shù)的顯微手術(shù)器械端部局部視圖。
圖3是本發(fā)明一個實施方案的局部剖視圖，其中裝入壓力傳感器，使眼球內(nèi)部和圖2所示那種器械的內(nèi)導(dǎo)管互相連通。
圖4為本發(fā)明的另一實施方案，其中傳感器直接與眼球內(nèi)部相通。
圖5是圖3中沿5-5方向的剖視圖。
圖6是圖4中沿線6-6方向的剖視圖。
圖7為與圖3至6中所示器械相類似的本發(fā)明的又一實施方案的剖視圖，其中傳感器在器械穿入眼球后位于眼球外部，但緊靠一個與眼球內(nèi)部相通的開口。
圖8表示一個閉環(huán)系統(tǒng)實施方案的示意圖。其中壓力傳感器裝在如圖3至7中所示的，負(fù)責(zé)注入/吸出的手術(shù)器械上。
圖9和圖9A、圖9B表示使用流量限制器的閉環(huán)系統(tǒng)的第二個實施方案。
圖10表示閉環(huán)系統(tǒng)的第三個實施方案。
圖11表示可以用在圖8、9或10中的器械上的阻尼腔示意圖。
圖12表示用在一個病人眼上的阻尼腔的另一實施方案。
圖13是阻尼腔的第三種實施方案示意圖。
圖14和14A為阻尼腔的其它實施方案示意圖。
圖1中給出一個眼球12的示意圖，其中包括晶狀體13，角膜14、前室15，虹膜16，睫毛體17，玻璃體18，視神經(jīng)20，視網(wǎng)膜21，黃班區(qū)22和脈胳膜23。器械25(其端部在圖2中詳細畫出)是用不銹鋼制成的，外直徑為0.4至1.00毫米的手術(shù)針，該針與手柄(未畫出)相連以便醫(yī)生操作。手柄通過柔性塑料管(未畫出)同時與滴注用的生理鹽水儲槽(未畫出)和一吸力泵系統(tǒng)(未畫出)相連接，沒有詳細給出這些元件是因為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員不需要進行詳細描述便可實踐本發(fā)明。
器械25作為一種注入/吸出/切割端頭已在圖1中給出，并插入玻璃體18中，剖視圖是用于將病變組織30吸入器械25的一個側(cè)開孔31中，圖2中已清楚表明，由醫(yī)生操縱的一個可以在器械25中滑動的彎曲微型切刀片32切下病變組織。生理鹽水或類似液體通過出口33，34釋放出來并且注入手術(shù)區(qū)域。在病變組織被切刀片32切下后，注入液體與被控制的部分一道通過開口31將組織碎塊該入器械25中以便排出。圖2中的箭頭36表示如上所述的生理鹽水注入和吸取的過程。
但是在圖1和圖2中所示的傳統(tǒng)器械并沒有提供在切割并精確地測量用于將病變組織30吸入器械25中的局部吸力的辦法。因為在玻璃體液手術(shù)中要取出的病變組織通常位于緊靠視網(wǎng)膜21的附近，所以，由于疏忽而在手術(shù)中由過量吸力造成視網(wǎng)膜21或其它健康組織損壞的危險性是很大的。
圖3和5中所示的本發(fā)明實施方案通過不斷監(jiān)控吸力的方法解決了這一難題，與圖1和2中所示器械類似的手術(shù)器械被改成能夠測量在器械的注入/吸出/切割端的外部壓力和內(nèi)部壓力之間的壓力差，改進的器械通常由參考數(shù)字60表示并且包括一個細長的外層套管61，該套管包住一個同軸的內(nèi)切刀70，切刀70上帶有刀片62，能夠和開口66一道，如上所述將手術(shù)中切下的組織碎塊取走，內(nèi)孔或者說通道63用于輸運組織和/或液體。圖3中只給出這種器械的端部，其它特征，如圖2中所示的釋放出33、34都已略去，以簡化描述。
一個壓力傳感器65被裝在離吸入孔66很近的一個腔室65a中，腔室65a是由兩片平行放置的直徑1毫米的硅橡膠膜片，隔離而形成的。膜片67，68用環(huán)氧樹脂粘接固定在器械60上。傳感器裝在套管61的尖端部的外部邊緣61a處。
傳感器65是本領(lǐng)域中已知的那種壓電或光電器件，它具有測量眼內(nèi)壓力所需的靈敏度(增加或減少1毫米水銀柱)，穩(wěn)定性和線性，其它類型的傳感器，如與光導(dǎo)纖維相聯(lián)的，傳輸由壓力差移動反射表面引起光密度變化的這種信號的檢測器，也可與本發(fā)明的器械連接使用，而不用實質(zhì)性地改變本器械的尺寸，形狀和功能。傳感器65產(chǎn)生的電信號由導(dǎo)線61傳至監(jiān)測臺。該監(jiān)測臺在本領(lǐng)域中已熟知，它應(yīng)帶有電源和必要的電子線路以便調(diào)節(jié)，放大和顯示壓力測量的結(jié)果。
壓電元件65b固定在支架桿和硬底座65c上，并且被置于器械的內(nèi)壁中。傳送傳感器65的電信號的導(dǎo)線71固定在器械60的外表面上以免影響切刀70的動作，導(dǎo)線71被束縛在器械60上形成平滑的外表面。
玻璃體液手術(shù)吸取器械60通過對吸力靈敏度和手術(shù)過程中眼內(nèi)壓力的測定，極大地提高了安全性，當(dāng)醫(yī)生將病變組織束吸入開口66中時，在膜片67和68兩邊由傳感器65測到的局部壓力差，被最終表示為反映組織束進入吸入口66時作用在其上的相對壓力讀數(shù)，這些壓力由于吸入的組織所具有的粘彈性和周圍玻璃體液的粘性的差而不停地變化，在任何給定時間內(nèi)這些力的強度可以落入一個遠遠偏離平均壓力的范圍內(nèi)，并且真空吸管內(nèi)的壓力可以調(diào)整到適應(yīng)這些變化的水平。利用傳感器65，在局部壓力超過調(diào)節(jié)吸力的預(yù)置水平和壓力超出允許范圍時可產(chǎn)生一個信號以已知方式瞬間驅(qū)動一個真空釋放閥。這樣，器械60可以通過防止出現(xiàn)瞬時局部吸力峰值來大大減少對健康組織造成損害的危險性。
本發(fā)明的另一實施方案顯示在圖4和6中，該方案旨在給出一種能在注入和吸出過程中，同時測量眼內(nèi)壓力的器械，該器械一般用參考數(shù)字40標(biāo)出，它具有一個由手術(shù)級不銹鋼制作的，外直徑約為1毫米的細長殼體41，殼體41實質(zhì)上是由沿其長度方向的兩個平行通道42和43構(gòu)成，這兩個通道由內(nèi)壁49隔開。通道43是一個注入/吸出通路，它聯(lián)接到一個手柄(未畫出)，再連接到一個抽真空系統(tǒng)(未畫出)或生理鹽水容器。通道43具有一個離器械40頂端不遠的出口44。
傳感器50被放置在臨近器械40頂端的通道42的部分，通道42上離開手術(shù)操作區(qū)的某個適當(dāng)位置開有通向空氣的孔洞，傳感器50是在圖3和圖5中已描述的那種類型的，它是通過基底55a連接到器械40上。在器械40的頂端，傳感器50被固定在窗口46旁，窗口46處在與出口44臨接的位置上，直徑約為1毫米，其上固定著一個用硅橡膠制成的膜片47。膜片47用環(huán)氧樹脂接在窗口46上。標(biāo)有參考數(shù)字52的導(dǎo)線將傳感器50產(chǎn)生的電信號送至適當(dāng)?shù)膬x器上(例如將在下面述及的那種儀器)以便將該信號轉(zhuǎn)變成有用信息來監(jiān)測和調(diào)整眼內(nèi)壓力。
眼內(nèi)壓力探頭40適用于在前室15和玻璃體室18內(nèi)作封閉系統(tǒng)手術(shù)操作過程中，測量和控制眼內(nèi)壓力。器械40可以在手術(shù)切口之外的另一點插入眼球，并在整個手術(shù)過程中保持在那里。另外，在止血，控制縫合應(yīng)力以及傷口愈合時最后模擬眼內(nèi)生理壓力時，該器械可為醫(yī)生提供一個測定和/或控制眼內(nèi)壓力的獨立信息來源。
將傳感器放在穿入眼內(nèi)的探頭中，如在器械40和60中所做的那樣(分別參見圖4和3)，其一個缺點是需要探頭具有較大的直徑。如果重新將壓力敏感膜片和傳感器置于眼外，但又處在能產(chǎn)生響應(yīng)眼內(nèi)壓力變化的顯著信號的位置，便可以在不影響器械精度或速度的情況下消除這個難題。
圖7給出本發(fā)明的這種替換實施方案。標(biāo)有參考數(shù)字95的器械，包括一個帶有開口97并可插入眼中的細長的針狀部分96，針狀部分96的另一端開在一個處在眼球外邊的腔室98中，傳感器99被放置在開口97對面的腔室98中。盡管傳感器99未處在眼球中，但是它緊靠通向眼球內(nèi)部開口的位置卻能得到幾乎和置入眼中所能得的同樣精確的壓力讀數(shù)。
傳感器可以是在圖3至6中所示的實施方案中的那種類型，或者是已過時的硅型傳感器例如由Antran器件公司(Fairfield，NJ)制造的Antran型EPIL-F080-55型。傳感器被Paraline或類似材料制成的膜片100與腔室98隔開，導(dǎo)線102將傳感器99產(chǎn)生的電信號送至外部儀器，該儀器將在下面詳細描述。腔室98連通一個輸入開口103，該開口103又連接到一個柔軟的塑料管104上，以便將適量的液體送入眼球。
示于圖3-5和7中的器械可以加到任一數(shù)目的系統(tǒng)中以控制眼球12內(nèi)的壓力，例如，在眼科手術(shù)過程中需要液體循環(huán)流過眼睛時，由傳感器產(chǎn)生的信號能夠通過該傳感器上的同一探針(圖1和2)或一個第二探針來控制吸力的大小，對其它眼科手術(shù)，可通過單一探針來維持眼內(nèi)壓力在該預(yù)定范圍以內(nèi)。
上述器械可用于圖8，9或10所示類型的系統(tǒng)中，在這些系統(tǒng)中壓力水平被保持在一預(yù)定范圍，并且控制得比在任何其它已知系統(tǒng)中更為精確。應(yīng)用一個閉合的生理鹽水連續(xù)循環(huán)的饋送迥路，即能實現(xiàn)上述。閉合饋送迥路接到一根導(dǎo)管上，該導(dǎo)管又接到眼睛上，于是傳感器即檢測到對壓力變化的反應(yīng)，據(jù)此即可根據(jù)需要對眼睛提供或排除液體，從而控制眼內(nèi)壓力。
參照圖8，圖3-6或7所示類型的器械Ⅰ穿入眼球12并連接到一根導(dǎo)管104上。流體迥路110通過一個分流連接器109接到導(dǎo)管104，當(dāng)系統(tǒng)工作時，一臺壓力泵107使生理鹽水通過該迥路110沿箭頭111所示方向連續(xù)循環(huán)一個生理鹽水儲槽108接于迥路110上，以在需要時提供補充溶液，在分流連接器109上設(shè)有一個壓力釋放閥112，但它不是該迥路完成工作所必需的。
如果器械100檢測到眼球12中的壓力變化，信號即通過線路102傳送到一臺常規(guī)的監(jiān)控臺105，該臺包括有一個合適的電源，以及必須的電氣迥路，用以調(diào)節(jié)、放大和顯示壓力測量值，信號依次傳送到常規(guī)型的微處理機控制器106，該控制器操作與其相接的泵107，該微處理機控制器在收到從傳感器來的指示眼內(nèi)液體壓力處于預(yù)置范圍內(nèi)的信號時，它的程序即允許泵107使液體以一預(yù)定流速通過回路110進行循環(huán)，在器械Ⅰ檢測到一壓力降時，該流速即工作于保持一預(yù)定壓力;送到微處理機控制器的該信號使泵加速一預(yù)定量，以向眼內(nèi)注入補充生理鹽水。
相反，若檢測到壓力增大，則泵減速，應(yīng)用一個相當(dāng)靠近器械100(例如把它固定在病人的前額)的流體分離器，并且在迥路110中連續(xù)循環(huán)生理鹽水，與用一根長液柱或者根據(jù)每一壓力變化而后動一臺泵相比，前者能夠?qū)ρ蹆?nèi)壓力的變化提供快得多的響應(yīng)。
圖9說明該閉合路的另一實施例，用一臺可變速的壓力泵122使生理鹽水在供液導(dǎo)管迥路120中沿箭頭123所指方向連續(xù)繞環(huán)。在該導(dǎo)管迥路120中設(shè)有一個固定液流限制器124，在一個適當(dāng)大小的儲液槽126內(nèi)儲存著生理鹽水，以根據(jù)需要向?qū)Ч苠穆?20補充生理鹽水。
當(dāng)圖3-6或7所給類型的器械128檢測出眼球130中的壓力變化時，信號即通過線路132傳輸?shù)较扔屑夹g(shù)中已知的監(jiān)控臺134，該臺包括有一合適的電源，以及調(diào)節(jié)、放大和顯示壓力測量值所必需的電路。信號順序傳送到一臺先有技術(shù)中已知的微處理機控制器136，該控制器可操作接于其上的泵122。
該微處理機控制器在收到傳感器來的指示眼內(nèi)液體壓力處于預(yù)置范圍內(nèi)的信號時，它的程序即允許該泵122使該液體以一預(yù)定流速循環(huán)于導(dǎo)管迥路120中，該流速工作于使眼球130中的液體壓力維持在一預(yù)定水平，但是，若儀器120檢測到有一壓力降，則送到微處理機控制器的壓力信號即使該泵122加速，并增加循環(huán)生理鹽水的壓力，該固定流量限制器124依次使循環(huán)生理鹽水的增量傳送到導(dǎo)管138，從而使補加的生理鹽水注入到眼睛130中。與此相反，若檢測到眼內(nèi)壓力增大，則泵速減低，減小回流壓力并減少通過限制器124的液流，傳送到導(dǎo)管138的液流減小，從而導(dǎo)管138中的壓力降低，并使多余液體從眼睛130流出。
圖9A和9B示出在該導(dǎo)管迥路120中另一位置上應(yīng)用了一個固定液流限制器，在這兩幅圖中，限制器裝設(shè)在導(dǎo)管138和儲液槽126之間，從這些圖可看出導(dǎo)管迥路120的不同結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的另一實施例示于圖10、圖中將示于圖3-6或7中類型的器械128順序地接到眼球130，當(dāng)該系統(tǒng)工作時，由一臺壓力泵140使生理鹽水通過補給導(dǎo)管迥路142沿箭頭144所示方向連續(xù)地循環(huán)，一個適當(dāng)大小儲存生理鹽水的儲槽146接到迥路142上，以在需要時補充附加生理鹽水。
當(dāng)器械128檢測到眼148中的壓力變化時，信號即通過線路150傳送到與上述結(jié)合圖9所描述的監(jiān)控臺134類似的監(jiān)控臺152。信號順序地傳送到先有技術(shù)中已知類型的微處理機控制器154中，它能操作裝在底板158上的一臺與其相接的步進電機156，該導(dǎo)管迥路142是由一可柔軟管形成的，所以轉(zhuǎn)動裝在該步進電機156上的一個偏心輪160就能控制通過該軟管中的生理鹽水液流，這可根據(jù)該偏心輪160的位置而改變加在該管路上的壓緊或放松的力來實現(xiàn)。
該微處理機控制器154可編程地控制該泵140，即當(dāng)收到從器械128中傳感器來的指示眼內(nèi)液體壓力處于預(yù)置范圍內(nèi)的信號時，允許液體通過迥路142以一預(yù)定流速循環(huán)，該流速工作于保持眼球148內(nèi)的液體壓力為一預(yù)定值。如果檢測到一壓力降，則信號即使該步進電機156啟動，轉(zhuǎn)動偏心輪使該柔軟導(dǎo)液管被該底板158壓緊，建立一回流壓力，于是使附加液體傳送到導(dǎo)管162，并向眼睛148注入補充生理鹽水，與此相反，如果檢測到壓力增高，步進電機156將偏心輪160轉(zhuǎn)動到一個位置使該柔軟管打開度加大，允許在導(dǎo)液迥路142內(nèi)的液流增大，結(jié)果降低了眼內(nèi)壓力。
如圖8-10的實施例所舉例說明的，在該注液導(dǎo)管中加入一個封閉迥路，與從泵到眼的直接注液導(dǎo)管迥路相比，大大增加了饋液系統(tǒng)對眼內(nèi)壓力變化的響應(yīng)速度。此外，若由于設(shè)備故障而泵停止運轉(zhuǎn)，則上述類型的導(dǎo)管迥路提供了一個重要的安全因素，即該系統(tǒng)能使液體從注射瓶通過眼迥路的回流部分變成無源的重力流，從而使停運的泵或其它故障旁路。
已發(fā)現(xiàn)，壓力激活后的效應(yīng)在響應(yīng)眼內(nèi)壓力快速波動的反饋控制系統(tǒng)中，達到波動頻率大約每分鐘200的上限值。在這一頻率范圍內(nèi)的壓力變化可以借助于阻尼裝置有效地減小，如下所詳述，它們被裝在緊靠注入套管處，與注入液管串聯(lián)或并聯(lián)連接，通常，這些阻尼裝置利用薄膜的彈性，或者限定在一個小室中的空氣或其它氣體的阻尼特性來實現(xiàn)。
這種阻尼小室的一個實施例示于圖11和12中，有一個阻尼或柔性小室120連接到液體導(dǎo)管104上?；蚪釉诜蛛x器連接的下游(圖11)或在分離器連接109處(圖12)，該柔性小室120工作于調(diào)節(jié)眼球12中壓力的突然變化，這是由于進行眼科手術(shù)造成的，例如壓迫眼球，檢眼部肌肉或繃緊縫針處，則那里的壓力升高，或者切開或擴大一個切口，則那里的壓力降低，這種壓力波動很快地變化，為每秒10-2-10-1量級，該系統(tǒng)的正常響應(yīng)時間由于在設(shè)備和與其相連的液流管中的慣性和摩擦力的影響(如圖8-10所示)，可能對許多這樣的壓力波動反應(yīng)得不夠快。
為了對這種突然的波動提供更快的響應(yīng)時間，該柔性小室120置于引至眼睛的液流管中，并緊靠近眼睛。最好是將該柔性小室120放在離開針頭96a端部6-10厘米處。
圖11中的柔性小室為一個直徑4-8厘米的小球形小室，并具有高彈性的壁，小室120中能夠完全被流經(jīng)液流管102，104的液體充滿(圖12)，但是，可以在起始時將小室120中充裝空氣或其它氣體G，來加快對眼內(nèi)壓力變化的響應(yīng)時間，如圖11所示，因為氣體G具有更大的壓縮性，所以能夠更快地調(diào)節(jié)壓力變化。
如圖11所示，柔性小室120可以連接在導(dǎo)管104上或做成為其一部分，接在分離器接口109的下游處，在這種情況下，導(dǎo)管104可與導(dǎo)管102分開，分別用各自的針頭96，96a連接到如上所述的液流管104和儀器Ⅰ。另外，如圖12所示，該柔性小室120可在液流分離器接口109處接于回路110中。
圖13、14和14a表示由薄壁空氣小室形成的這類阻尼裝置的其它實施例，這些小室具有幾立方厘米的容積，由金屬、硬塑料或其它合適的材料構(gòu)成。在圖13中，阻尼小室200附在一個注液導(dǎo)管202上，靠近注液套管204處，圖14表示一個嵌入到注液手柄206的空心把手內(nèi)的阻尼小室。
眼內(nèi)壓力的突然增加引起從眼球210中排出少量液體，并回流進入該阻尼小室內(nèi)的一個開口管212，從而減輕了眼中的壓力并壓縮該阻尼小室中的空氣，與此相反，眼內(nèi)壓力突然減小，則使管212中的液體流入眼睛210。在圖14A中，除去管212的構(gòu)形不同外，在該手柄206中還表示出接到真空泵(未示出)的一根吸氣管線218。
可以用改變空氣小室容積的方法精細調(diào)節(jié)這些空氣小室的阻尼特性，使其適應(yīng)特定手術(shù)過程中涉及的具體眼球的大小和彈性。這可以在眼科手術(shù)開始由醫(yī)生進行，把小室200或206倒置，這樣，改變在手術(shù)過程中進入小室和保留在小室中的沖洗液216的量即可。在手術(shù)過程中如果謹(jǐn)慎地增加壓力則可自動地進行類似的調(diào)節(jié)，例如當(dāng)眼科醫(yī)生利用壓塞進行止血時;注液管中壓力的增加強迫液體注入到該空氣小室，從而減小它的容積直到重新在高壓力水平上建立新的平衡為止。
這些阻尼裝置最適合與上述圖8-10所述類型的反饋控制注液系統(tǒng)結(jié)合應(yīng)用，從而使兩個系統(tǒng)相互協(xié)調(diào)。但是，如果需要的話，各類阻尼裝置也可單獨使用，這樣僅衰減瞬變的和快速周期性的壓力變化，而不進行整體的壓力控制。
用前述發(fā)明實現(xiàn)的自動保持和控制眼內(nèi)壓力，在減少玻璃體液手術(shù)(Vitrectomy)以后視網(wǎng)膜的水腫方面、在注入/吸出手術(shù)后減少眼內(nèi)炎癥方面，以及減小在白內(nèi)障手術(shù)傷口愈合期間引起的術(shù)后散光方面，都具有顯著的治療潛力。
按照本發(fā)明實施的上述各器械和儀器在眼外科手術(shù)中連續(xù)地監(jiān)測和控制眼內(nèi)液壓和吸力是很有用的。這種類型的儀器給外科醫(yī)生帶來的好處是消除了外科手術(shù)期間為維持最佳的眼內(nèi)壓力而進行的許多測工作，從而實現(xiàn)更安全更精確的外科手術(shù)。此外，該控制系統(tǒng)可以按按照預(yù)定的指令比以前更快和更精確地自動調(diào)整眼內(nèi)壓力。
雖然本發(fā)明的不同的實施例在細部方面可以改變，但它們?nèi)栽谏鲜霰景l(fā)明的構(gòu)思范疇內(nèi)。對前述各較佳實施例的詳細描述只試圖作出說明性解釋而沒有任何限制意義。
權(quán)利要求
1.一種用于控制眼球中液體壓力的儀器，包括a，一個饋送導(dǎo)管迥路，液體能在其中連續(xù)地循環(huán)；b，傳送導(dǎo)管裝置，連接于導(dǎo)管迥路并合適地與眼球內(nèi)部連通；c，泵裝置，用于使液體通過饋送導(dǎo)管迥路循環(huán)；d，一個與該導(dǎo)管迥路相通的液體儲槽，用于對該導(dǎo)管迥路供給液體；e，壓力敏感裝置，合適地與眼球內(nèi)液體連通，用于產(chǎn)生響應(yīng)眼內(nèi)壓力變化的信號；f，調(diào)節(jié)裝置，用于調(diào)節(jié)能夠通過該導(dǎo)管迥路的至少一部分而循環(huán)的液體的容積；以及g，控制裝置，用于接收從壓力敏感裝置來的信號和控制能流經(jīng)調(diào)節(jié)裝置響應(yīng)眼內(nèi)壓力波動的液體的量。
2.如權(quán)利要求1的儀器，其中，該壓力敏感裝置包括一個適于穿入眼球的眼科器械;以及一個安裝在該器械上與眼內(nèi)液體連通的壓力傳感器。
3.如權(quán)利要求1的儀器，其中的泵裝置包括一個壓縮泵。
4.如權(quán)利要求1的儀器，其中，該傳連導(dǎo)管接到從該儲槽出來的迴路上游和從泵裝置出來的迴路下游，并且該調(diào)節(jié)裝置包括一個可變速度的泵，該控制裝置包括用于改變泵的速度的裝置。
5.如權(quán)利要求1的儀器，其中，該傳送管路接到從該儲槽出來的迴路下游和從泵裝置出來的迴路上游，該調(diào)節(jié)裝置包括一個位于該儲槽和傳送回路之間的固定液流限制裝置，該控制裝置包括用于改變泵裝置速度的裝置。
6.如權(quán)利要求1的儀器，其中，該傳送裝置接到從該儲槽出來的迴路上游和從泵裝置出來的迴路下游，該調(diào)節(jié)裝置包括一個在該迴路中的可變大小的導(dǎo)管部分，并且該控制裝置包括用于改變該可變大小的導(dǎo)管部分的尺寸的裝置，
7.如權(quán)利要求6的儀器，其中，該可變液流導(dǎo)管部分包括一條長的柔軟管。
8.如權(quán)利要求7的儀器，其中，該控制裝置包括一個它安裝在步進電機上并被其驅(qū)動的偏心轉(zhuǎn)動輪，適于在該偏心輪轉(zhuǎn)動一部分時擠壓該柔軟管。
9.一種用于控制眼球中液體壓力的儀器，包括a.一根傳送導(dǎo)管裝置，合適地與眼球內(nèi)部連通;b.一個液體儲槽，與該傳送導(dǎo)管連通，用于向眼球供給液體;c.泵裝置，用于通過該傳送導(dǎo)管裝置向所述眼球供給液體。d.壓力敏感裝置，合適地與該眼球中的液體連通，用于產(chǎn)生響應(yīng)眼內(nèi)壓力變化的信號;e.控制裝置，用于接收壓力敏感裝置來的信號，和改變通過該傳送導(dǎo)管裝置傳輸?shù)捻憫?yīng)眼內(nèi)壓力波動的液體的量;以及f.阻尼裝置，與該傳送導(dǎo)管裝置連通，用于衰減眼內(nèi)壓力的瞬時和快速周期性的擾動。
10.如權(quán)利要求9的儀器，其中，所述壓力敏感裝置包括一個適于穿入眼球的眼科器械;以及一個安裝在該儀器上的與眼內(nèi)液體連通的壓力傳感器。
11.如權(quán)利要求9的儀器，其中，該阻尼裝置包括一個阻尼小室和一個緩沖管，該緩沖管的一端在該阻尼小室中，另一端接到傳送導(dǎo)管，所述的一端被合適地定位在該小室中的一定液量以上，用以衰減眼內(nèi)壓力的突然變化。
12.如權(quán)利要求11的儀器，其中，該阻尼小室是由剛性材料構(gòu)成的一個薄壁空氣小室。
13.如權(quán)利要求11的儀器，其中，該阻尼裝置包括一個空心封閉把手，用于容納該傳送導(dǎo)管裝置，并且包括所述的阻尼小室。
14.如權(quán)利要求13的儀器，其中，一個吸出管路也容納在該把手中。
15.如權(quán)利要求9的儀器，其中，該阻尼裝置包括一個具有彈性壁的小室。
16.如權(quán)利要求15的儀器，其中，該阻尼裝置適于在離開該阻尼裝置連接到該傳送導(dǎo)管處的部分包括一定量的氣體。
17.一種用于控制眼球中液體壓力的儀器，包括a，一個傳送導(dǎo)管裝置，合適地與眼球的內(nèi)部連通;以及b，阻尼裝置，與該傳送導(dǎo)管裝置連通，用于衰減眼內(nèi)壓力的瞬時和快速周期性的擾動。
18.如權(quán)利要求17的儀器，進一步包括一個液體儲槽，與該傳送導(dǎo)管連通，用于向眼球提供液體;以及通過該傳送導(dǎo)管裝置向眼球供送液體的裝置。
19.如權(quán)利要求17的儀器，其中，該阻尼裝置包括一個阻尼小室和一個緩沖管，該緩沖管的一端在該阻尼小室中，另一端連接到所述傳送導(dǎo)管，所述的一端被合適地定位在該小室中的一定液量以上，用以衰減眼內(nèi)壓力的突然變化。
20.如權(quán)利要求19的儀器，其中，該阻尼小室是一個由剛體材料構(gòu)成的薄壁空氣小室。
21.如權(quán)利要求19的儀器，其中，該阻尼裝置包括一個空心的球閉把手，用于容納該傳送導(dǎo)管裝置并包括該阻尼小室。
22.如權(quán)利要求21的儀器，其中，一個吸出管線也容納在該把手中。
23.如權(quán)利要求17的儀器，其中，該阻尼裝置包括一個具有彈性壁的小室。
24.如權(quán)利要求23的儀器，其中，該阻尼裝置適于在離開該阻尼裝置該傳送導(dǎo)管處的部分包括一定量的液體。
25.如權(quán)利要求17的儀器，其中，所述阻尼裝置裝設(shè)成與一根注液導(dǎo)管相平行。
26.如權(quán)利要求18的儀器，其中，所述的供液裝置形成一個重力流，同時所述液體儲槽被提升到所述眼球上方。
全文摘要
測量和控制眼內(nèi)相對液體壓力的眼科設(shè)備和系統(tǒng)，包括一個適于穿入眼球的眼科器械，一個液體壓力傳感器裝在器械上，在該器械穿入眼球時傳感器位于與眼球內(nèi)部相通的一個開口處，能反映該處的液體壓力變化，并產(chǎn)生相應(yīng)的信號，該信號送到器械外部的控制系統(tǒng)中，從而控制供液系統(tǒng)。眼內(nèi)壓力的波動使控制系統(tǒng)將液體由供液系統(tǒng)送到眼球或從眼球送到閉合回路的導(dǎo)管。
文檔編號A61B5/022GK1033737SQ8810709
公開日1989年7月12日 申請日期1988年10月15日 優(yōu)先權(quán)日1987年10月16日
發(fā)明者C·D·阿曼迪斯 申請人:阿穆爾眼科公司