CN112451204A - 眼科压力控制系统、成套部件以及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及眼科压力控制系统，包括：压力调节器，具有输入端口和输出端口；以及输注线，具有近端和远端，近端连接至压力调节器的输出端口，并且远端可拆卸地连接至眼科冲洗模块。此外，系统包括：控制单元，驱动压力调节器以控制在所述眼科冲洗模块的远端处的输注流体压力。控制单元布置成用于执行流体校准过程，流体校准过程包括确定眼科冲洗模块的流体阻抗的步骤。输注线与成套部件相关联，成套部件包括第一眼科冲洗设备和第二眼科冲洗设备，或者眼科冲洗模块是用于手术的眼科冲洗设备。

Description

眼科压力控制系统、成套部件以及方法

技术领域

本发明涉及眼科压力控制系统，包括：

流体压力调节器，具有输入端口和输出端口；输注线，具有近端和远端，近端连接至压力调节器的输出端口，而远端可拆卸地连接至眼科冲洗模块；以及控制单元，驱动压力调节器以控制在眼科冲洗模块的远端处的输注流体压力。

背景技术

在眼科手术中，通过插入口(例如，穿过眼睛的睫状体平坦部的插管)将较小的探针插入眼睛中，以切割、移除或以其他方式处理组织。通常，通过经由穿入眼睛的眼科冲洗模块将流体流入眼睛，使用输注流体冲洗眼睛的内部。冲洗模块由输注线供给，输注线由流体压力调节器加压。在处理眼睛的内部中的组织期间，经由插入口离开眼睛的流体的量可以随时间而变化，例如取决于手术动作。

在现有技术系统中，可以使用控制单元控制朝向眼睛流动的流体，控制单元驱动压力调节器以控制在眼科冲洗模块的远端处的输注流体压力。控制过程可以基于在眼睛的内部中所感测到的流体压力。作为替代方案，同一申请人名下的欧洲专利EP2538900B1公开了在不使用流体压力感测器的情况下估计流体压力。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种眼科压力控制系统，其中改善了控制在眼科冲洗模块的远端处的输注流体压力的过程。此外，根据本发明，控制单元布置成用于执行流体校准过程，流体校准过程包括确定眼科冲洗模块的流体阻抗的步骤，其中，输注线与成套部件相关联，成套部件包括用于手术的第一眼科冲洗设备，成套部件还包括用于校准的第二眼科冲洗设备，使得可拆卸地连接至输注线的眼科冲洗模块是成套部件的第二眼科冲洗设备，或者其中，眼科冲洗模块是用于手术的眼科冲洗设备。

通过执行校准过程，可以评估对压力调节器的动作的静态和/或动态流体响应，从而改善系统以补偿由于在眼睛中的手术动作而导致的眼睛的内部的压力损失，例如，在补偿速度和准确度方面，例如，用于将眼睛中的流体压力设定为预定义的设定点。

根据本发明的一个方面，提出了这样的观点，即，由于冲洗模块的相对较小的尺寸，眼科冲洗模块的流体阻抗可对眼科压力控制系统的流体行为具有重大贡献。通过确定眼科冲洗模块的流体阻抗，可以更准确地估计系统的总体流体响应，从而进一步改善压力控制过程。

通过使用根据本发明的系统，眼内压可以保持稳定在由外科医生设定的值处，而无论任何手术程序。

此外，成套部件包括用于手术的第一眼科冲洗设备，成套部件还包括用于校准的第二眼科冲洗设备，使得可拆卸地连接至输注线的眼科冲洗模块是成套部件的第二眼科冲洗设备，通过将输注线与成套部件相关联，控制单元可以在不与手术过程中实际使用的第一冲洗设备物理连接的情况下执行流体校准过程，流体校准过程包括确定冲洗模块的流体阻抗的步骤。然后，可以执行校准过程，而用于手术的第二冲洗设备位于其他地方，例如，在手术位置，例如，穿入眼睛。在校准过程完成之后，用于校准的第一冲洗设备可以由用于手术的冲洗设备代替，而用于手术的冲洗设备仍然处于手术位置，从而最小化手术动作。

有利地，可以将所确定的流体阻抗和与相应类型的眼科冲洗设备相关联的多个预定的流体阻抗校准参考值进行比较。由于实践中在校准期间使用的眼科冲洗设备属于包括有限数量的设备类型的一组，因此例如取决于设备的几何形状和/或尺寸，流体阻抗确定可以用于识别将在手术过程中使用的设备(即，第一设备)的类型。流体阻抗校准参考值可以在实验室条件期间和/或使用专用测量感测器提前测量，并且可以与第一设备和第二设备一起提供，例如，以数字方式提供设备的文档。然后，可以获得对手头设备的识别，而无需非常精确地确定流体阻抗。原则上，即使相对粗略、不准确地确定第二设备的流体阻抗也可以用于识别第一设备的类型，尤其是如果可以在高概率机制下以肯定结果执行与多个预定的流体阻抗校准参考值的比较。如果在校准过程期间确定的流体阻抗值在选定的概率区间内与多个预定的流体阻抗校准参考值的特定参考值匹配，则可以用与所述参考值相关联的眼科冲洗设备类型进行肯定识别。然后，在识别第一设备的类型时，所述识别的第一设备的已知流体阻抗信息可以有利地用于评估对压力调节器的动作的静态和/或动态流体响应，即使当在校准过程期间执行相对全面或粗略的流体阻抗的确定时。

预定的流体阻抗校准参考值可以与相应类型的第一眼科冲洗设备的流体阻抗匹配。然后，成套部件的第一眼科冲洗设备和第二眼科冲洗设备具有相同的流体阻抗，并且匹配的预定流体阻抗校准参考值可以用于评估流体响应。

可选地，预定的流体阻抗校准参考值不同于相应类型的第一眼科冲洗设备的流体阻抗，但却以特定方式与该流体阻抗相关。然后，成套部件的第一眼科冲洗设备和第二眼科冲洗设备具有相互不同的流体阻抗，但却以特定方式相互相关。通过确定第二眼科冲洗设备的流体阻抗并且将所确定的第二设备的流体阻抗值与第一眼科冲洗设备的相应类型相关联，可以确定设备类型。将确定的流体阻抗值与相应的第一眼科冲洗设备的类型相关联的步骤可以通过使用一方面的预定的流体阻抗校准参考值与另一方面的相应类型的第一眼科冲洗设备的流体阻抗之间的关系的信息来施加。所述信息可以以任何方式(例如，作为表格)获得。

通过以特定方式将预定的流体阻抗校准参考值与相应的第一设备的不同流体阻抗值相关联，成套部件中的第一设备和第二设备的流体阻抗以特定的已知的方式彼此不同。然后，可以将用于校准的第二设备的流体阻抗设定为可以快速测量的阻抗机制，从而节省校准时间。作为示例，成套部件的第二设备可以具有显著低于第一设备的流体阻抗的流体阻抗。

第一眼科冲洗设备可包括致动器机构，例如，包括超声乳化针头和套管的致动器机构，而第二眼科冲洗设备是无源设备。然而，第一冲洗设备可以与第二冲洗设备相同，例如，两个设备均包括致动器机构或者两个设备都是无源的，例如，实施为输注插管。

可选地，在校准过程中可拆卸地连接至输注线的远端的眼科冲洗模块是用于手术的眼科冲洗设备。然后，即使当用于手术的设备位于穿入眼睛的位置时，也可以执行包括确定眼科冲洗模块的流体阻抗的步骤的校准过程来探查该设备。

同样在该实施方式中，可以将所确定的流体阻抗和与相应类型的眼科冲洗设备相关联的多个已知的预定的流体阻抗校准参考值进行比较，从而放松对流体阻抗确定的准确度要求。

此外，本发明涉及成套部件。

本发明还涉及控制输注流体压力的方法。

此外，本发明涉及计算机程序产品。计算机程序产品可包括存储有计算机可执行指令的存储介质。例如，计算机程序产品可以包括存储在数据载体(例如，CD或DVD)上的一组计算机可执行指令。允许可编程计算机执行如上限定的方法的一组计算机可执行指令也可以从远程服务器(例如，通过因特网)下载。计算机程序产品还可包括存储有计算机可执行指令的存储器和联接至所述存储器的处理器。所述处理器能够执行所述计算机可执行指令以执行相应操作。

在所附权利要求中描述了根据本发明的其他有利实施方式。

应当注意，以上或以下所描述的技术特征可以各自独立地体现在系统或方法中，即，与描述该特征的上下文隔离、与其他特征分离、或者仅与多个在公开该特征的上下文中描述的其他特征组合。这些特征中的每一个还可以以任意组合方式与所公开的任何其他特征组合。

附图说明

现在将基于多个示例性实施方式和附图进一步阐明本发明。在附图中：

图1示出了根据本发明的眼科压力控制系统的示意图，以及

图2示出了根据本发明的方法的流程图。

应注意，附图仅示出了根据本发明的优选实施方式。在附图中，相同的附图标记表示相同或相应的部件。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的眼科压力控制系统1的示意图。系统1包括具有输入端口3和输出端口4的流体压力调节器2。系统1还设置有输注线5，输注线5具有近端6和远端7，近端6连接至压力调节器2的输出端口4。在所示实施方式中，输注线5的远端7可拆卸地连接至眼科冲洗模块8。输注线5可以实施为所谓的高流量输注线。此外，系统1包括驱动压力调节器2的控制单元9，用于控制在眼科冲洗模块8的远端19处的输注液体压力。

在系统1的操作期间，眼科冲洗模块8的远端19穿入患者眼睛的内部，用于使冲洗流体流入眼睛的所述内部。通过将冲洗流体流入眼睛，可以补偿由于在眼睛中的手术行为而导致的眼睛中的任何内部压力损失。当启用流体压力调节器2时，冲洗流体压力被施加在眼科冲洗模块8的远端19处。在系统的操作期间，控制单元9驱动压力调节器2，以便控制在眼科冲洗模块8的远端19处的输注流体压力。

出于调节通过输注线5的流体压力的目的，流体压力调节器2可以设置有输注瓶，该输注瓶经由连接至流体压力调节器2的输入端口3的滴注室对流体压力调节器2、输注线5进行供给。

控制单元9还布置为用于执行包括确定眼科冲洗模块8的流体阻抗的步骤的流体校准过程，使得控制单元可以静态地和/或动态地控制在眼科冲洗模块8的远端19处的输注流体压力。通过表征眼科冲洗模块8(其设置有用于使冲洗流体朝向眼睛的内部流动的内部通道)的流体阻抗，能够预估眼科冲洗模块8的静态和/或动态响应，从而在眼睛手术期间改善对模块的远端处的流体压力控制。当执行眼睛压力补偿过程时，例如，在体积和时间方面考虑校准系统的流体系统行为，可以设置期望的流体流动特性。

在图1所示的第一实施方式中，眼科冲洗模块8为无源设备，具有与相应的眼科冲洗设备10相同的流体阻抗，眼科冲洗设备10包括用于手术活动的致动器机构。致动器机构可以例如包括超声乳化针头和套管。冲洗模块的流体阻抗可以取决于穿过冲洗模块的内部的流体通道的尺寸和/或几何形状，例如长度、直径、曲线等。通过使用相应的有源眼科冲洗设备10的无源对应物8，控制单元9可以在不与冲洗设备10本身物理连接的情况下执行包括确定眼科冲洗模块8的流体阻抗的步骤的流体校准过程。无源眼科冲洗模块8可以用作适合执行流体校准过程的模拟模块。

在实践中，眼科冲洗设备10(例如，超声乳化套管)可以停留在穿入眼睛的位置中，例如穿过存在于眼睛的结膜/巩膜中的插管。然后，有源冲洗设备的无源对应物8可以可拆卸地连接至输注线5以执行校准过程，并且随后，无源冲洗模块8可以从所述输注线5移除，而有源冲洗设备10随后可拆卸地连接至输注线5，用于以可控制的方式可操作地将输注流体提供至眼睛的内部。换句话说，可拆卸地连接至输注线5的无源眼科冲洗模块8由具有相同流体阻抗但包括致动器机构的相应的眼科冲洗设备10代替。

在图1中，无源眼科冲洗模块8连接至输注线5的远端7，而有源冲洗设备10未连接。从模块8、10的近端测量，无源冲洗模块8和有源冲洗设备10具有相同或相似的流体阻抗，从而形成一组相关的眼科模块或者成套部件11。成套部件11包括用于手术的第一眼科冲洗设备10，第一眼科冲洗设备10包括致动器机构，以及成套部件11还包括用于校准的第二眼科冲洗设备8，第二眼科冲洗设备8实施为具有与第一眼科冲洗设备10相同的流体阻抗的无源设备。第一眼科冲洗设备10用于手术，例如用于放置在眼睛中或眼睛上，而用作仿真模块8的第二眼科冲洗设备8用于确定第一设备10的流体阻抗。第二眼科冲洗设备8可以实施为一次性工具(例如，仿真插管)，其能够预先组装在输注线5的远端7上，作为真实设备10的代表性工具。在校准过程中，可以测量工具8的流体阻力。然后，可以移除工具8，并且输注线5原则上可以用于手术。

可以针对具体眼科设备的每个规格尺寸提供成套部件，例如，针对每个插管规格尺寸。此外，每套成套部件的第一设备和第二设备具有相同或相似的流体阻抗，这意味着这一对设备的内部通道几何形状的公差具有一定的限制，使得预估的眼内压具有预先规定的限制。

应注意，第一眼科冲洗设备10也可以实施为无源设备，而不需要致动器，例如，作为插入眼睛的输注插管。然后，在流体阻抗确定步骤期间使用的眼科冲洗设备可以与在完成流体阻抗确定步骤之后(即，在手术期间)连接至输注线的远端的另一个眼科冲洗设备相同。在这种情况下，成套部件11可以包括两个相同的眼科冲洗设备，即，用于执行手术行为(例如，用于放置在眼睛中或眼睛上)的第一眼科冲洗设备10，以及用于确定设备的流体阻抗的第二眼科冲洗设备8。应注意，两个相同的眼科冲洗设备均可以是无源的，即没有任何有源驱动的组件或致动器机构，或者均可以是有源的，即包括有源驱动的组件或致动器机构。

因此，输注线5可以与成套部件相关联，成套部件包括用于手术的第一眼科冲洗设备10，成套部件还包括用于校准的第二眼科冲洗设备8，第一眼科冲洗设备10和第二眼科冲洗设备8具有相同的流体阻抗，使得可拆卸地连接至输注线5的眼科冲洗模块是成套部件的第二眼科冲洗设备8。

有利地，将所确定的第二设备8的流体阻抗与反映第二设备的流体阻抗并且与相应类型的第一眼科冲洗设备10相关联的多个预定的流体阻抗校准参考值进行比较。如果在预先规定的限制内能够找到与所确定的第二设备8的流体阻抗相同的预定流体阻抗校准参考值，则第一设备10的类型被识别，并且所述预定流体阻抗校准参考值可以用于评估对压力调节器的动作的静态和/或动态流体响应，即使是在在校准过程期间执行流体阻抗的相对全面或粗略的确定时。

可选地，反映第二设备8的流体阻抗的预定的流体阻抗校准参考值不同于相应类型的第一眼科冲洗设备10的流体阻抗，但是以逐一对应方式与所述类型的第一设备10相关。此外，通过确定第二眼科设备8的流体阻抗并且使用以某种方式(例如，使用表格或算法)获得的上述逐一对应关系的信息将所确定的流体阻抗值与第一眼科设备的相应类型相关联，可以确定设备类型。作为示例，如果第一设备阻抗相对较高，则第二设备8的流体阻抗值至少比第一设备10的流体阻抗值低一级，从而节省校准时间。

应注意，作为另一替代方案，所确定的第二设备8的流体阻抗不与预定的参考值进行比较。然后，所确定的流体阻抗本身可以用于评估对压力调节器的动作的静态和/或动态流体响应。

在第二实施方式中，可拆卸地连接至输注线的远端的眼科冲洗模块是用于手术的眼科冲洗设备10，可选地位于穿入眼睛的位置中。设备10可以包括致动器机构。然后，包括确定眼科冲洗模块的流体阻抗的步骤的校准过程可以用手术使用的设备10来执行，即使当设备10位于穿入眼睛的位置中时。

此外，出于识别手头的设备类型的目的，可以将所确定的设备10的流体阻抗与反映设备的流体阻抗的多个预定的流体阻抗校准参考值进行比较。

图2示出了根据本发明的方法的流程图。该方法用于控制在眼科冲洗模块的远端处的输注液体压力。方法100包括：提供具有输入端口和输出端口的流体压力调节器(步骤110)；提供具有近端和远端的输注线(步骤120)，近端连接至压力调节器的输出端口；将输注线的远端可拆卸地连接至眼科冲洗模块(步骤130)；提供控制单元(步骤140)，控制单元驱动流体压力调节器以在控制眼科冲洗模块的远端处的输注流体压力；以及执行包括确定眼科冲洗模块的流体阻抗的步骤的流体校准过程(步骤150)，其中，输注线与成套部件相关联，成套部件包括用于手术的第一眼科冲洗设备，成套部件还包括用于校准的第二眼科冲洗设备，第一眼科冲洗设备和第二眼科冲洗设备具有相同的流体阻抗，使得可拆卸地连接至输注线的眼科冲洗模块是成套部件的第二眼科冲洗设备，或者其中，眼科冲洗模块为用于手术的眼科冲洗设备。

该方法还可以包括断开与第二眼科冲洗设备的连接的步骤。然后，第二眼科冲洗设备可以由第一眼科冲洗设备代替。

执行流体校准过程的步骤可以使用专用硬件结构(诸如FPGA和/或ASIC组件)执行，该步骤包括确定眼科冲洗模块的流体阻抗的步骤。另外，方法可以使用计算机程序产品至少部分地执行，计算机程序产品包括用于使计算机系统的处理器执行上述步骤的指令。原则上，一些步骤可以在单个处理器上执行。然而，应注意，至少一个步骤可以在分离的处理器上执行，例如，确定眼科冲洗模块的流体阻抗的步骤。

本发明不限于本文所描述的实施方式。应当理解，许多变型都是可行的。

这些和其他实施方式对于本领域技术人员来说将是显而易见的，并且被认为是落入所附权利要求限定的本发明的范围内。出于清楚和简明描述的目的，在本文中将特征描述为相同或单独的实施方式的一部分。然而，应当理解，本发明的范围可以包括具有所描述的所有或某些特征的组合的实施方式。

Claims (14)

1.一种眼科压力控制系统，包括：

流体压力调节器，具有输入端口和输出端口；

输注线，具有近端和远端，所述近端连接至所述流体压力调节器的输出端口，并且所述远端可拆卸地连接至眼科冲洗模块；以及

控制单元，驱动所述压力调节器以控制在所述眼科冲洗模块的远端处的输注流体压力，

其中，所述控制单元布置成用于执行流体校准过程，所述流体校准过程包括确定所述眼科冲洗模块的流体阻抗的步骤，以及

其中，所述输注线与成套部件相关联，所述成套部件包括用于手术的第一眼科冲洗设备，所述成套部件还包括用于校准的第二眼科冲洗设备，使得可拆卸地连接至所述输注线的眼科冲洗模块是所述成套部件的第二眼科冲洗设备，或者

其中，所述眼科冲洗模块是用于手术的眼科冲洗设备。

2.根据权利要求1所述的控制系统，其中，所述第一眼科冲洗设备包括致动器机构，以及其中，所述第二眼科冲洗设备是无源设备。

3.根据权利要求2所述的控制系统，其中，所述第一眼科冲洗设备设置有超声乳化针头和套管。

4.根据权利要求1所述的控制系统，其中，所述第一眼科冲洗设备与所述第二眼科冲洗设备相同。

5.根据前述权利要求中任一项所述的控制系统，其中，所述成套部件的所述第一眼科冲洗设备和所述第二眼科冲洗设备具有相同的流体阻抗。

6.一种成套部件，包括实施为用于手术的眼科冲洗设备的第一眼科冲洗设备，所述成套部件还包括实施为用于校准的测试设备的第二眼科冲洗设备，所述第一眼科冲洗设备和所述第二眼科冲洗设备具有相同的流体阻抗。

7.根据权利要求6所述的成套部件，其中，所述第一眼科冲洗设备包括致动器机构，以及其中，所述第二眼科冲洗设备是无源设备。

8.根据权利要求6所述的成套部件，其中，所述第一眼科冲洗设备与所述第二眼科冲洗设备相同。

9.一种控制在眼科冲洗模块的远端处的输注液体压力的方法，包括以下步骤：

提供具有输入端口和输出端口的流体压力调节器；

提供具有近端和远端的输注线，所述近端连接至所述压力调节器的输出端口；

将所述输注线的远端可拆卸地连接至所述眼科冲洗模块；

提供驱动所述流体压力调节器的控制单元，以控制在所述眼科冲洗模块的远端处的输注流体压力，以及

执行包括确定所述眼科冲洗模块的流体阻抗的步骤的流体校准过程，

其中，所述输注线与成套部件相关联，所述成套部件包括用于手术的第一眼科冲洗设备，所述成套部件还包括用于校准的第二眼科冲洗设备，使得可拆卸地连接至所述输注线的眼科冲洗模块是所述成套部件的第二眼科冲洗设备，或者

其中，所述眼科冲洗模块是用于手术的眼科冲洗设备。

10.根据权利要求9所述的方法，还包括将所确定的流体阻抗与多个预定的流体阻抗校准参考值进行比较的步骤，所述预定的流体阻抗校准参考值与相应类型的眼科冲洗设备相关联。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述预定的流体阻抗校准参考值与所述相应类型的眼科冲洗设备的流体阻抗相匹配。

12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述预定的流体阻抗校准参考值不同于相应类型的第一眼科冲洗设备的流体阻抗，但却以特定方式与相应类型的第一眼科冲洗设备的流体阻抗相关。

13.根据权利要求9至12中任一项所述的方法，还包括用所述第一眼科冲洗设备替换所述第二眼科冲洗设备的步骤。

14.一种用于控制在眼科冲洗模块的远端处的输注流体压力的计算机程序产品，所述眼科冲洗模块可拆卸地连接至输注线的远端，所述输注线具有连接至压力调节器的输出端口的近端，所述计算机程序产品包括用于使处理器执行执行流体校准过程的步骤的计算机可读代码，所述流体校准过程包括确定所述眼科冲洗模块的流体阻抗的步骤，

其中，所述输注线与成套部件相关联，所述成套部件包括用于手术的第一眼科冲洗设备，所述成套部件还包括用于校准的第二眼科冲洗设备，使得可拆卸地连接至所述输注线的眼科冲洗模块是所述成套部件的第二眼科冲洗设备，或者

其中，所述眼科冲洗模块是用于手术的眼科冲洗设备。

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