DD300628A5

DD300628A5 - Gerät zur Steuerung des Flüssigkeitsdruckes im Augapfel

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Publication number: DD300628A5
Authority: DD
Publication date: 1992-06-25

Abstract

Ein opththalmisches Geraet zur Steuerung des Fluessigkeitsdrucks im Augapfel schlieszt ein chirurgisches Instrument ein, das in den Augapfel eindringen kann. Am Instrument wird ein Fluessigkeitsdruckwandler angebracht, so dasz sich der Wandler, wenn das Instrument in den Augapfel eindringt, an einer OEffnung befindet, die mit dem Inneren des Augapfels kommuniziert, so dasz er auf Druckaenderungen in der darin befindlichen Fluessigkeit reagieren und Signale in Reaktion auf AEnderungen im Druck der Fluessigkeit erzeugen kann. Das Signal wird auszerhalb des Instrumentes auf ein Steuerungssystem uebertragen, das operativ mit dem Wandler verbunden ist, um zuerst Signale vom Wandler zu empfangen und dann das Fluessigkeitszufuehrsystem in Reaktion auf Signale nach einem festgelegten Satz von Instruktionen zu steuern. Das Steuerungssystem ist mit einem geschlossenen Kreissystem verbunden, in welchem staendig Fluessigkeit zirkuliert wird. Schwankungen im Augeninnendruck bewirken, dasz das Steuerungssystem Fluessigkeit aus dem Kreislaufsystem zum Augapfel ueber eine Leitung ablenkt, welche mit dem geschlossenen Kreissystem verbunden ist. Fig. 12{Augapfel; Fluessigkeitsdruck; Steuerung; Instrument, chirurgisch; Druckaenderung; Signale; Wandler; Reaktion; Steuerungssystem}

Description

ZiOl der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Überwindung der Mangel der bekannten Lösungen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein ophthalmisches chirurgisches Instrument zu schaffen, das genau und sicher den Druck mißt, der von Augenflüssigkeiten oder-geweben an der Stelle eines mikroctiirurgischen Eingriffs ausgeübt wird, und den Augeninnendruck innerhalb sicherer Grenzen halten kann.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein genaues Drucksignal für Rückkopplungsregelkreise zu schaffen, die automatisch den Saugunterdruck regulieren und/oder begrenzen und/oder den Fluß und den Druck der Spülflüssigkeit in Reaktion auf den gemessenen Augeninnendruck regulieren

Gerät zur Steuerung des Flüssigkeitsdrucks im Augapfel gelöst, das folgende Elemente aufweist:

(a) einen Leitungskreislauf, in welchem kontinuierlich Flüssigkeit zirkuliert werden kann;

(b) eine Übertragungsleitung, die mit dem Leitungskreislauf verbunden ist und mit der» Inneren des Augapfels in Verbindung treten kann;

(c) eine Pumpe zur Zirkulierung von Flüssigkeit durch den Leitungskreislauf;

(d) einen Flüssigkeitsbehälter oder ein Flüssigkeitsreservoir, die mit dem Leitungskreislauf verbunden sind, um den Leitungskreislauf Flüssigkeit zuzuführen;

(e) ein Druckmeßelement, das mit der Flüssigkeit im Augapfel in Verbindung stehen kann, um Signale in Reaktion auf Änderungen im Augeninnendruck zu erzeugen;

(f) ein Regelelement zur Regulierung dos Flüssigkeitsvolumens, das durch wenigstens einen Abschnitt des Loitungskreislaufes zirkulieren kann, und

(g) ein Steuerungselement zum Empfang von Signalen vom Druckmeßelement und zur Steuerung der Menge an Flüssigkeit, die durch das Regelelement in Reaktion auf Schwankungen im Augeninnendruck fließen kann.

Dabei schließt das Druckmeßelement ein chirurgisches Instrument ein, welches in den Augapfel eindringen kann, und einen Druckwandler, der am Instrument in Kommunikation mit der Augeninnenflüssigkeit angebracht ist und die Pumpvorrichtung enthält eine Peristaltikpumpe.

Die Übertragungsleitung ist mit dem Kreislaut oberhalb des Reservoirs und unterhalb des Pumpelementes verbunden und das Rec. jleloment schließt eine Pumpe mit veränderlicher Geschwindigkeit ein und das Steuerelement eine Vorrichtung zur Variation der Geschwindigkeit der Pumpe.

Es kann auch von Vorteil sein, wenn die Übertragungsleitung mit dem Kreislauf unterhalb des Reservoirs und oberhalb des Pumpelementes verbunden ist, das Regelelement eine Flußdrossel für einen feststehenden Flüssigkeitsstrom zwischen dem Reservoir und der Übertragungsleitung einschließt und das Steuerelement eine Vorrichtung zur Variation der Geschwindigkeit der Pumpe einschließt.

Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung kann darin bestehen, daß die Übertragungsleitung mit dem Kreislauf oberhalb des Reservoirs und unterhalb der Pumpvorrichtung verbunden ist, daß das Regelelement einen Leitungsabschnitt von unterschiedlicher, veränderlicher Größe im Kreislauf einschließt und daß das Steuerelement ein Element zum Variieren der Größe des Leitungsabschnitts mit veränderlicher Größe einschließt.

Dabei kann der veränderliche Leitungsabschnitt ein Stück flexible Rohrleitung einschließen.

Das Regelelement enthält einen exzentrischen Drehnocken, der auf einem Schrittmotor angebracht ist und durch diesen angetrieben wird und in einem Abschnitt der Nockendrehung die flexible Rohrleitung zusammenquetschen kann.

Das Gerät zur Steuerung des Flüssigkeitsdrucks im Augapfel kann weiterhin gekennzeichnet sein durch:

(a) eine Übertragungsleitung, die mit dem Inneren des Augapfels kommunizieren kann;

(b) ein Flüssigkeitsreservoir, das mit der Übertragungsleitung kommunizieren kann, um dem Augapfel Flüssigkeit zuzuführen;

(c) ein Pumpenelement zur Zuführung von Flüssigkeit zum Augapfel durch die Übertragungsleitung;

(d) ein Druckmeßelement, das mit der Flüssigkeit im Augapfel kommunizieren kann, um in Reaktion auf Änderungen im Augeninnendruck Signale zu erzeugen;

(e) ein Steuerelement zum Empfang der Signale vom Druckmeßelement und zum Variieren der Flüssigkeitsmenge, welche durch die Übertragungsleitung In Reaktion auf Schwankungen im Augeninnendruck übertragen wird, und

(f) ein Dämpfungselement, das mit der Übertragungsleitung kommuniziert, um Übergangs- und schnelle periodische Störungen im Augeninnendruck zu dämpfen.

Auch hier schließt das Druckmeßelement ein chirurgisches Instrument ein, das in den Augapfel eindringen kann, und einen Druckwandler, der auf dom Instrument in Kommunikation mit der Augeninnenflüssigkeit angebracht ist.

Vorteilhaft enthält das Dämpfungselement eine Dämpfungskammer und ein Entlastungsrohr mit einem Ende in der Dämpfungskammer, dessen anderes Ende mit der Übertragungsleitung verbundon ist, wobei das genannte eine Ende Über einer

Flüssigkeitsmenge in der Kammer angeordnet werden kann, um plötzliche Änderungen im Augeninnendruck zu dämpfen.

Die Dämpfungskammer kann eine dünnwandige Luftkammer sein, die aus einem starren Material hergestellt wurde.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung schließt das Dämpfungselement einen hohlen, umschlossenen Griff zum Halten der Übertragungsleitung ein und weist eine Dämpfungskammer auf, wobei durch den Griff auch eine Aspirationsleitung gehalten werden kann.

Es ist vorteilhaft, wenn das Dämpfungselement eine Kammer mit elastischer Wand einschließt.

Dabei ist es zweckmäßig, daß das Dämpfungselement eine Gasmenge in einem Abschnitt einschließen kann, der von der Stelle, an welcher das Dämpfungselement mit der Übertragungsleitung verbunden ist, entfernt ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann das Gerät zur Steuerung des Flüssigkeitsdrucks im Augapfel auch gekennzeichnet sein durch:

(a) eine Übertragungsleitung, die mit dem Inneren des Augapfels kommunizieren kann, und

(b) ein Dämpfungselement, das mit der Übertragungsleitung in Verbindung steht, um Übergangs· und schnelle periodische Störungen im Augeninnendruck zu dämpfen.

Dann besteht das Gerät aus einem Flüssigkeitsreservoir, das mit der Übertragungsleitung in Verbindung steht, um dem Augapfel Flüssigkeit zuzuführen, und einem Element zur Zuführung von Flüssigkeit zum Augapfel durch die Übertragungsleitung.

In dieser Variante weist das Dämpfungselement eine Dämpfungskammer und ein Entlastungsrohr mit einem Ende in der Dämpfungskammer und dem andoren Ende in Verbindung mit der Übertragungsleitung auf, wobei das genannte fiino Ende über einer Flüssigkeitsmenge in der Kammer angeordnet worden kann, um plötzliche Änderungen im Augeninnendruck zu dämpfen. Dabei kann die Dämpfungskammer eine dünnwandige Luftkammer sein, die aus einem starren Material hergestellt wurde und das Dämpfungselement einen hohlen, umschlossenen Griff zum Halten der Übertragungsleitung und zur Bildung der Dämpfungskammer einschließen, wobei durch den Griff auch eine Aspirationsleitung gehalten werden kann. Das Dämpfungselement kann auch eine Kammer mit elastischen Wänden einschließen, wobei das Dämpfungselement eine Flüssigkeitsmenge in einem Abschnitt einschließen kann, der von der Stelle entfernt ist, an welcher das Dämpfungselement mit der Übertragungsleitung verbunden ist.

Vorteilhaft ist es, wenn das Dämpfungselement parallel zu einer Flüssigkrntsinfusionsleitung angebracht ist und das Zuführungselement nach dem Prinzip des Schwerkraftflusses arbeitet, wenn das Flüssigkeitsreservoir über den Augapfel gehoben wird.

Eine Verbesserung gegenüber den Ausführungen von US-PS 4 548205 ist ein geschlossener Kreis, durch den eine Pumpe kontinuierlich eine mit der Augeninnenflüssigkeit vergleichbare Salzlösung zirkulieren kann. Das geschlossene Kreissystem ist auch mit einem selektiven Element zur selektiven Ablenkung von Salzlösung aus dem geschlossenen Kreis in eine Übertragungsleitung ausgerüstet, welche mit dem Augapfel in Verbindung steht. Wenn der Wandlor Druckschwankungen im Auge feststellt, die einen festgelegten Bereich übersteigen, bewirken die durch den Wandler erzeugten und von einem Mikroprozessor-Regler empfangenen Signale, daß das Ablenkelement die Menge der Flüssigkeit, dia aus dem geschlossenen Kreis in die Übertragungsleitung in Verbindung mit dem Augapfel abgeleitet wird, entweder vergrößert oder verringert, wodurch dem Auge Flüssigkeit zugeführt oder von diesem abgeleitet wird.

Eine weitere Verbesserung ist die Verwendung eines Dämpfungselementes, um schnelle Änderungen im Augeninnendruck zu dämpfen. Das Dämpfungselement kann die Form einer Hohlkammer haben, welche Flüssigkeit bei positivem Druck halten kann und welche durch ein Entlastungsrohr mit der Übertragungsleitung in Verbindung mit dem Augapfel ist. Ein plötzlicher Anstieg des Augendrucks bewirkt, daß Flüssigkeit durch das Entspannungsrohr in die Dämpfungskammer ausgestoßen wird. Eine plötzliche Abnahme des Augendrucks bewirkt, daß Flüssigkeit aus der Dämpfungskammer durch das Entlastungsrohr in das Auge gezogen wird. Wenn das Dämpfungselemont in Verbindung mit dem Druckrückkopplungsre gelsystem verwendet wird, können beide Elemente auf Druckänderungen im Frequenzbereich von 0,5 dis 10 Zyklen/s reagieren. Das Instrument, das Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, weist eine Reihe von Steuerungsmöglichkeiten in der Vorderkammer- oder Starchirurgie auf, beispielsweise

1. Steuerung der Tiefe der Vorderkammer (Raum zwischen Hornhaut und Iris);

2. bessere Regulierung des Blutens durch präzise Tamponade;

3. genaue Messung des Augeninnendrucks durch eine zweite Stelle während der Wundschließung;

4. bessere Steuerung der Nahtspannung während der Wundschließung zur Vermeidung von Astigmatismus und

5. bessere Approximation des physiologischen Augeninnendrucks nach dem Wundverschluß.

Zu den Steuerungsmöglichkeiten, welche die Erfindung bei der Glaskörperchirurgie bietet, gehören:

1. Messung und Steuerung der Ansaugkräfte, die auf das kranke Gewebe zum Zeitpunkt der Exzission ausgeübt werden und Begrenzung dieser Kräfte zur Vermeidung einer Retinaablösung;

2. Regelung des Glaskörperdrucks von einer zweiten Stelle, um das Bluten während des chirurgischen Eingriffs zu steuern und

3. bessere Approximation des physiologischen Augeninnendrucks nach dem Wundverschluß.

Ausführungsbeispiele

Die vorliegende Erfindung soll an Hand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den.beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1: eine schematische Schnittansicht, die ein chirurgisches Verfahren im Auge im „geschlossenen System" zeigt;

Fig. 2: eine Schnittansicht der Spitze eines mikrochirurgischen Instruments für die Ausführung der Glaskörperchirurgie,

wie es bisher bekannt ist; Fig. 3: eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, bei welchem ein Druckwandler angebracht is(, um

die Verbindung zwischen dem Inneren des Augapfels und einer Innenleitung des Instruments des in der Fig. 2

gezeigten Typs herzustellen; Fiy. 4: - ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei welchem der Wandler direkt mit dem Inneren des Augapfels in Verbindung steht;

Fig. 5: eine Schnittansicht auf der Linie 5-5 der Fig. 3;

Fig. 6: eine Schnittansicht auf der Linie 6-6 der Fig. 4;

Fig. 7: eine Schniitansicht eines anderen Ausführungsbeispiels eines ähnlichen Instrumentes wie in den Figuren 3 bis 6,

bei welchem sich der Wandler außerhalb des Auges, aber neben einer Öffnung befindet, die mit dem Augeninnerer

in Verbindung steht, wenn das Instrument in dieses eindringt; Fig. 8: eine schematische Darstellung eines Ausn hrungsbeispiels eines geschlossenen Kreissystems, bei dem der

Druckwandlerauf einem chirurgischen Instrument für die Spülung/das Absaugen angebracht ist, wie es in den Figuren 3 bis 7 gezeigt wurde;

Fig. 9,9 A ein zweites Ausführungsbeispiel eines geschlossenen Kreissystems, bei dem mit einer Strömungsdrossel und9B: gearbeitet wird; Fig. 10: ein drittes Ausführungsbeispiel eines geschlossenen Kreissystems;

Fig. 11: eine schematische Ansicht einer Dämpfungskammer, wie sie in die Systeme der Figuren 8,9 oder 10 einbezogen werden kann;

Fig. 12: ein anderes Ausführungsbeispiel einer Dämpfungskammer, die bei der Anwendung am Patienten gezeigt wird; Fig. 13: eine Schnittansicht durch ein drittes Ausführungsbeispiel einer Dämpfungskamme'·; Fig. 14 und 14 A: Schnittansichten von anderen Ausführungsbeispielen einer Dämpfungskammer.

Fig. 1 zeigt einen Augapfel oder ein Auge 12, zu dem eine Linse 13, die Hornhaut 14, die Vorderkammer 15, die Iris 16, der Ziliarkörper 17, derGlaskörper 18, der Sehnerv 20, die Retina 21, die Cilera 22unddieChorioidea 23 gehören. Ein Instrument 25, dessen Spitze deutlicher in der Fig. 2 gezeigt wird, ist eine chirurgische Nadel mit einem Außendurchmesser von 0,4 bis 1,00 mm, die aus rostfreiem Stahl hergestellt wurde und zur Handhabung durch den Chirurgen an einem Handteil (nicht gezeigt) angebracht ist. Das Handteil kann durch flexible Plasterohre (nicht gezeigt) sowohl mit einem Behälter für Salzlösung zur Spülung (nicht gezeigt) als auch mit einem Pumpsystem zum Absaugen (nicht gezeigt) verbunden werden. Die Einzelheiten der nicht gezeigten Elemente sind den Fachleuten auf diesem Gebiet bekannt und brauchen nicht ausführlich beschrieben zu werden, um die Erfindung ausführen zu können.

Das Instrument 25 ist als Spül-Mbsaug-ZSchneidespitze bekennt und wird in der Fig. 1, eingeführt in den Glaskörper 18, gezeigt. Es wird krankes Gewebe 30 in eine Seitenöffnung 31 des Instruments 25 abgesaugt. Wie in der Fig. 2 deutlich gezeigt wird, wird das Gewebe durch eine gekrümmte Guillotinemikroklinge 32 geschnitten, die vom Chirurgen betätigt wird und im Instrument 25 gleiten kann. Eine Salzlösung oder ähnliches wird durch die Auslaßöffnungen 33; 34 abgegeben und infundiert die Operationsstelle. Die Infusion trägt zusammen mit dem kontrollierten Schnitt durch die Seitenöffnung 31 dazu bei, die Fragmente des Gewebes 30 zur Entfernung in das Instrument 25 zu ziehen, nachdem sie von der Klinge 32 geschnitten wurden. Pfeil 36 in der Fig. 2 veranschaulicht sowohl die Abgabe der Salzlösung als auch die Saugwirkung, die oben genannt wurde. Das herkömmliche Instrument, das in den Fig. 1 und 2 gezeigt wird, ist jedoch nicht so ausgestattet, daß es die lokale Sektionskraft, die vor dem Schneiden zum Ziehen des kranken Gewebes 30 in das Instrument 25 aufgewendet wird, genau messen kann. Da das Gewebe, das durch Verfahren der Vitrektomie entfernt wird, sich in der Regel unmittelbar neben der Retina 21 befindet, ist die Gefahr einer unbeabsichtigten Verletzung der Retina 21 oder anderen gesunden Gewebes durch übermäßige Saugkraft während der Vitrektomie erheblich.

Das Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in den Fig. 3 bis 5 gezeigt wird, löst dieses Problem dadurch, daß die Möglichkeiten für die konstante Überwachung der Saugkraft geschaffen werden. Ein ähnliches Instrument wie in den Fig. 1 und 2 wurde so modifiziert, daß Druckunterschiede zwischen den äußeren und inneren Kräften der Spül-/Absaug-/Schneidespitze gemessen werden. Das modifizierte Instrument 60 schließt ein langes Außengehäuse 61 ein, das eine innere, konzentrische Guillotine 70 umschließt, die eine Schneidklinge 62 trägt, welche mit einor Ansaugöffnung 66 zur chirurgischen Entfernung von Gewebefragmenten zusammenwirkt, wie das oben beschrieben wurde. Eine innere Bohrung oder ein Innenkabel 63 transportieren Flüssigkeit und/oder Gewebe. Nur die Spitze dieses Instruments wird in der Fig.3 gezeigt, zusätzliche Merkmale wie die Auslaßöffnungen 33; 34, die in der Fig. 2 gezeigt werden, wurden zur Vereinfachung der Beschreibung weggelassen. Ein Druckwandler 65 ist in einer Kammer 65a angebracht, die sich nahe der Ansaugöffnung 66 befindet, wobei die Kammer 65a durch zwei parallele Membranen 67; 63 gebildet wird, w'.che aus Siliziumgummieinsätzen von etwa 1 mm Durchmesser bestehen. Die Membranen 67; 68 sind mittels eines Epoxidharzes mit dom Instrument 60 verbunden. Der Druckwandler 65 ist vorzugsweise am äußeren Ende 61 a der Spitze des Außengehäuses 61 angebracht.

Der Druckwandler 65 ist ein piezoelektrisches oder lichtelektrisches Element, wie es in Fachkreisen bekannt ist, welches den Augeninnendruck mit der erforderlichen Sensitivität (±1 mm Hg), Stabilität und Linearität messen kann. Andere Typen von Wandlern, beispielsweise Sensoren, die in Verbindung mit faseroptischen Lichtleitungen arbeiten, welche Signale in Form von Schwankungen der Lichtintensität, die durch Druckunterschiede, welche eine reflektivo Fläche bewegen, übertragen werden, können ebenfalls in Verbi.iriung mit der Erfindung eingesetzt werden, ohne die Größe, Form oder Funktion des Instruments wesentlich zu ändern. Ein elektrisches Signal, das durch den Druckwandler 65 erzeugt wird, wird durch Leitungen 71 zu einer Monitorkonsole, wie sie in Fachkreisen bekannt ist, übertragen, sie enthält eine geeignete Stromversorgung sowie die notwendigen elektrischen Kreise für die Konditionierung, Verstärkung und Anzeige der Druckmessung. Die piezoelektrischen Elemente 65b sind an einem Kantilaber- oder Auslegearm und einer starren Basis 65c angebracht, die an der Wand des Instrumentes verankert sind. Leitungen 71, welche die elektrischen Signale vom Druckwandler 65 leiten, sind so mit der Außenfläche des Instrumentes 60 verbunden, daß eine Beeinträchtigung der Wirkung der Guillotine 70 vermieden wird. Die '.eitungen 71 sind so an das Instrument 60 gebunden, daß sie einen Teil von dessen glatter Außenfläche bilden. Das Instrument 60 erhöht durch Messung der Saugkraft und folglich des Augeninnendrucks während des chirurgischen Eingriffs die Sicherheit erheblich. Wenn der Chirurg Stränge von krankem Gewebe in die Ansaugöffnung 66 absaugt, führt der lokale Druckunterschied, der durch den Druckwandler 65 zwischen den Membranen 67; 68 gemessen wild, zu einer Anzeige des relativen Drucks, welche die Kräfte reflektiert, die auf die Gewebestränge ausgeübt werden, wenn diese in die Ansaugöffnung 66 gelangen. Diese Kräfte schwanken auf Grund der Unterschiede in den viskoelastischen Eigenschaften des manipulierten Gewebes und der Viskosität des umgebenden Glaskörpers ständig. Der Kraftpegel kann zu einam gegebenen Zeitpunkt in einem Bereich liegen, der erheblich von der durchschnittlichen Kraft abweicht, und der Druck in der Unterdruckleitung kann abgestimmt werden, um diese schwankenden Kraftpegel auszugleichen. Durch die Verwendung des Druckwandlers 65 kann ein Signal erzeugt werden, um kurzzeitig ein Unterdruckentlastungsventil in der bekannten Weise (nicht gezeigt) zu betätigen, wenn der lokale Druck festgelegte Werte überschreitet, um den Sog zu regulieren, wenn der Kraftpegel außerhalb des zulässigen Bereiches liegt. Damit bewirkt das Instrument 60, daß die Gefahr einer Schädigung gesunden Gewebes durch die Verhinderung übermäßiger Momentanspitzen in den lokalen Saugkräften wesentlich verringert wird.

Es wird auf die Fig.4 und 6 Bezug genommen. Gezeigt wird ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung, das ein chirurgisches Instrument betrifft, welches den Augeninnendruck während der Durchführung eines Spül- oder Aspirationsverfahrens messen kann. Das Instrument 40 besteht aus einem Längskörper 41, der aus einem rostfreien Stahl chirurgischer Güte mit einem Außendurchmesser vor. etwa 1 mm besteht. Der Längskörper 41 ist über im wesentlichen seine gesamte Länge in zwei parallele Kanäle 42; 43 unterteilt, die durch eine Innenwand 49 voneinander getrennt sind. Kanal 43 ist ein Spül-/Aspirutionskanal, der mit

einem Handteil (nicht gezeigt) entweder an ein Unterdrucksystem (nicht gezeigt) oder an einen Behälter für Salzlösung verbunden ist. Der Kanal 43 hat eine Auslaßöffnung 44 in der Nähe des Scheitelpunktes 45 der Spitze des Instrumentes 40. Ein Wandler 50 ist im Abschnitt des Kanals 42 an der Spitze des Instruments 40 angebracht, wobei der Kanal 42 an eine· geeigneten Stelle, vom Operationsfeld entfernt, εη die Atmosphäre belüftet wird. Bei dem Wandler 50 handelt β" z'.J<\ um ein Element des für die Ausführungsbeispiele in den Fig.3 und 5 beschriebenen Typs, und er ist durch eine Basis 55a mit dem Instrument 40 verbunden. An der Spitze des Instruments 40 endet der Wandler 42 an einem Fenster 46, das sich neben der Auslaßöffnung 44 befindet. Das Fenster 46 hat einen Durchmesser von etwa 1 mm und ist mit einer Membran 47 ausgestattet, die aus Siliziumgummi besteht. Die Membran 47 ist mit dem Fenster 46 durch Epoxidharz verbunden. Leitungen 52 führen vom Wandler 50 erzeugte elektrische Signale zu einer geeigneten Instrumentierung (wio sie unten boschrieben wird), um die Signale in brauchbare Informationen für die Überwachung und Regulierung des Augeninnendrucks zu übertragen. Da? Instrument 40 ist für die Messung und Steuerung des Augeninnendrucks bei Eingriffen im geschlossenen System in der Vorderkammer 15 sowie im Glaskörper 18 geeignet. Das instrument 40 kann an einer vom Operf tiunsschnitt entfernten Stelle eingeführt und während des gesamten Eingriffs an Ort und Stelle gehalten werden, wodurch dem Chirurgen eirm unabhängige Quelle zur Bestimmung und/oder Steuerung des Augeninnendrucks zur Verfügung steht, umso Informationen zu vermitteln, die bei der Tamponade, bei der Kontrolle der Nahtspannung und bei der abschließenden Approximation des physiologischen Drucks am Ende dss Wundverschlusses gebraucht werden.

Ein Nachteil der Anordnung des Wandlers 50 in dem Teil der Sonde, der in das Auge eindringt, wie das bei den Instrumenten 40 und 60 der Fall ist (siehe Fig. 4 bzw. 3), besteht darin, daß die Sonde auf Grund dieser Konfiguration einen größeren Durchmesser haben muß, als das sonst dor Fall wäre. Dieses Problem kann ohne Beeinträchtigung der Genauigkeit oder Geschwindigkeit des Elementes dadurch beseitigt werden, daß man die drucksensitive Membran und den Wandler 50 außerhalb des Auges, aber in einer Position anordnet, wo in Reaktion auf Änderungen im Augeninnendruck ein signifikantes Signal erzeugt werden kann. Fig. 7 zeigt ein solches alternatives Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Instrument 95 hat einen langen Nadelabschnitt 96 mit einer Öffnung 97, der in den Auo'jpfel eingeführt werden kann. Das gegenüberliegende Endo des Nadelabschnitts 96 öffnet sich in einer Kammer 98, die außerhalb des Augapfels bleiben soll. In der Kammer 98 ist gegenüber der Öffnung 97 ein Wandler 99 angebracht. Obwohl sich der Wandler 99 nicht innerhalb des Augapfels befindet, erbringt seine Position in der Nähe der Öffnung in den Augapfel eine Druckanzeige, die annähernd so genau ist wie die, welche durch eine Anordnung im Inneren erreicht wird.

Der Wandler 99 kann dem oben für die Ausführungsbeispiele in den Fig. 3 bis 6 gezeigten Typ entsprechen, oder es kann ein Wandler ohne Silizium verwendet werden, welches von der Kammer 98 durch eine Membran 100 aus Paralin oder einem ähnlichen Material getrennt wird. Leitungen 102 leiten vom Wandler 99 erzeugte elektrische Signale zu einer äußeren Instrumentierung, die unten ausführlich beschrieben wird. Die Kammer 98 ist mit einer Eingangsöffnung 103 versahen, die mit einer flexiblen Plasterohrverbindung 104 für die Zufuhr von Flüssigkeit in angemessenen Mengen zum Augapfel verbunden werden kann.

Die in den Fig. 3 bis 5 und 7 gezeigten Instrumente können in eine Reihe von Systemen zur Steuerung des Drucks im Augapfel 12 einbezogen werden. Beispielsweise können die durch den Wandler erzeugten Signale dazu verwendet werden, den Saugpegel durch dieselbe Sonde zu steuern, an welcher sich der Wandlor befindet (Fig. 1 und 2), oder durch eine zweite Sonde, wenn es das chirurgische Verfahren verlangt, daß Flüssigkeit durch das Auge zirkuliert wird. Bei anderen chirurgischen Verfahren kann der Druck im Auge durch eine einzelne Sonde innerhalb eines festgelegten Bereichs gehalten werden.

Die oben beschriebenen Instrumente können in einem System des Typs eingesetzt werden, wie es in den Fig. 8,9 oder 10 gezeigt wird, bei denen ein Druckpegel innerhalb eines festgelegten Bereichs aufrechterhalter! und genauer als in jedem bekannten System gesteuert wird. Das geschieht durch die Anwendung eines geschlossenen Kreislaufs, in dem ständig Salzlösung zirkuliert wird. Dieser geschlossene Kreislauf ist mit einer Leitung verbunden, die wiederum mit den; Auge verbunden ist, so daß die Reaktion auf eine Druckänderung, die durch den Wandler festgestellt wird, die Zufuhr oder Entnahme von Flüssigkeit aus dem Auge im erforderlichen Maße bewirkt, wodurch der Augeninnendruck kontrolliert werden kann.

Es wird auf die Fig. 8 Bezug genommen. Sie zeigt ein Instrument I des in den Fig. 3 bis 6 oder 7 dargestellten Typs, das in den Augapfel 12 eindringt und mit einer Flüssigkeitsleitung 104 verbunden ist. Mit der Leitung.104 ist ein Flüssigkeitslauf 110 durch einen Flußteileranschluß 109 verbunden. Wenn das System arbeitet, zirkuliert eine peristaltische Pumpe 107 kontinuierlich Salzlösung durch den Kreislauf 110 in der Richtung der Pfeile 111. Ein Behälter 108 für Salzlösung, ist für die Z'jfuhr zusätzlicher Lösung im Bedarfsfall mit dem Kreislauf verbunden. Am Flußteileranschluß 109 kann ein Druckentlastungsventil 112 vorhanden sein, es wird aber für die erfolgreiche Arbeit des Systems nicht als notwendig erachtet.

Wenn das Instrument leine Druckänderung im Augapfel 12 feststellt, wird ein Signal durch eine Leitung 102 an ein·} Überwachungskonsole 105 des in Fachkreisen bekannten Typs übertragen, welche eine geeignete Stromversorgung sowie die notwendigen elektrischen Stromkreise für die Konditionierung, Verstärkung und Anzeige der Druckmessungen enthält. Das Signal wird wiederum auf einen Mikroprozessor-Regler 106 des in Fachkreisen bekannten Typs übertragen, welcher operativ mit der Pumpe 107 verb nden ist.

Der Mikroprozessor-Hegler ist so programmiert, daß er die Pumpe 107 mit einer feststehenden Strömungsrate Flüssigkeit durch den Kreislauf 110 zirkulieren läßt, wenn aus den vom Wandler empfangenen Signalen hervorgeht, daß der Druck der Augeninnenflüssigkeit innerhalb eines festgelegten Bereichs liegt. Diese Strömungsrate bewirkt die Aufrechterhaltung eines festgelegten Drucks, wenn durch das Instrument I ein Druckabfall festgestellt wird; das resultierende Signal an den Mikroprozessor-Regler bewirkt eine Beschleunigung der Pumpe um eine festgelegte Menge, um zusätzliche Salzlösung in das Auge zu infundieren.

Wenn umgekehrt eine Drucksteigerung festgestellt wird, wird die Pumpengeschwindigkeit verringert. Die Verwendung eines Flußspalters in relativ großer Nähe zum Instrument I (beispielsweise durch Auflegen auf die Stirn des Patienten) und das kontinuierliche Zirkulieren von Salzlösung im Flüssigkeitskreislauf 110 ermöglichen eine weit schnellere Reaktion auf Druckänderungen im Auge, als das bei Verwendung einer langen Flüssigkeitskolonna oder bei Betätigung der Pumpe in Reaktion auf die einzelnen Druckänderungen der Fall wäre.

Fig. 9 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel des geschlossenen Kreislaufs. Eine Salzlösung wird kontinuierlich im Kreislauf 120 durch eine peristaltische Pumpe 122 mit regelbarer Geschwindigkeit in der Richtung dss Pfeils 123 zirkuliert. Innerhalb des

Kreislaufs 120 befindet sich eine feststehende Flußdrossel 124. Ein geeignetes Reservoir 126, in dem sich Salzlösung befindet, führt dem Kreislauf im Bedarfsfall zusätzliche Salz'ösung zu.

Wenn ein Instrument 128 des Typs, der in den Fig. 3 bis 6 oder7 gezeigt wird, eine Druckänderung im Augapfel 130 feststellt, wird durch die Leitung 132 ein Signal an eine Überwachungskonsole 134 dos in Fachkreisen bekannten Typs übertragen, welche eine geeignete Stromversorgung sowie die notwendigen elektrischen Kreise für die Konditionierung, Verstärkung und Anzeige dei Druckmessungen enthält. Das Signal wiederum wird an einen Mikroprozessor-Regler 136 eines in Fachkreisen bekannten Typs übertragen, der operativ mit der Pumpe 122 verbunden ist.

Der Mikroprozessor-Regler 136 ist so programmiert, daß die Pumpe 122 die Flüssigkeit mit einer festgelegten Strömungsrate durch den Kreislauf 120 zirkulieren If ßt, wenn aus den vom Wandler empfangenen Signalen hervorgeht, daß der Druck der Augeninnenflüssigkeit innerhalb eines festgelegten Bereichs liegt. Diese Strömungsrate bewirkt die Aufrechterhaltung eines festgelegten Druckpegels innerhalb dos Augapfels 130. Wenn jedoch durch das Instrument 128 ein Druckabfall festgestellt wird, bewirkt das resultierende Drucksignal zum Mikroprozessor-Regler eine Beschleunigung der Pumpe 122 und hebt den Druck der umlaufenden Salzlösung an. Die feststehende Flußdrossel 124 wiederum bewirkt, daß eine größere Menge der umlaufenden Salzlösung in die Leitung 138 geführt wird, was dazu führt, daß zusätzliche Salzlösung in den Augapfel 130 infundiert wird. Wenn umgekehrt eine Zunahme des Augeninnendrucks festgestellt wird, wird die Pumpengeschwindigkeit verringert, was eine Senkung des Gegendrucks und die Verminderung des Stromes durch die Drossel 124 bewirkt. Es wird weniger Flüssigkeit in die Leitung 138 geleitet, wodurch sich der Druck in der Leitung 138 verringert und auch ein Netto-Ausfluß von Flüssigkeit aus dem Augapfel 130 ermöglicht wird.

Die Fig. δA und 9 B zeigen die Verwendung einer feststehenden Flußdrossel an anderen Stellen im Kreistauf. In beiden Figuren befindet sich die Drossel zwischen der Leitung 138 und dem Reservoir 123, wobei die Figuren unterschiedliche Konfigurationen des Kreislaufs zeigen.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in der Fig. 10 gezeigt, wobei wiederum ein Instrument 123 des Typs, der in den Fig.3 bis 6 oder 7 gezeigt wird, mit einem Augapfel 130 in Verbindung steht. Wenn das System arbeitet, zirkuliert eine Pumpe 140 kontinuierlich Salzlösung durch einen Kreislauf 142 in der durch den Pfeil 144 gezeigten Richtung. Ein geeignetes Reservoir 146, das Salzlösung enthält, ist zur Zufuhr von zusätzlicher Salzlösung im Bedarfsfall mit dem Kreislauf 142 verbunden. Wenn das Instrument 128 eine Druckänderung im Auge 148 feststellt, wird di cn die Leitung 150 ein Signal an eine Überwachungskonsole 152 übertragen, die ähnlich der oben in Verbindung mit der Fig.9 beschriebenen Überwachungskonsole 134 ist. Das Signal wird wiederum einem Mikroprozessor-Regler 154 des in Fachkreisen bekannten Typs zugeführt, der operativ mit einem Schrittmotor 156 verbunden ist, welcher auf einer Basis 158 befestigt ist. Der Kreislauf 140 wird aus einem flexiblen Rohrmaterial gebildet, so daß ein rotierender exzentrischer Nocken 160, der auf dem Schrittmotor 156 montiert ist, den Fluß der Salzlösung durch die Rohrleitung durch abwechselndes Quetschen und Freigeben einer Quetschkraft auf die Leitung in Abhängigkeit von der Position des Nockens 160 steuern kann.

Der Mikroprozessor-Regler 154 ist so programmiert, daß die Pumpe 142 Flüssigkeit durch den Kreislauf 142 mit einer festgelegten Strömungsrate zirkulieren lassen kann, wenn die vom Wandler im Instrument 128 empfangenen Signale anzeigen, daß der Druck der Augeninnenflüssigkeit innerhalb eines festgelegten Bereichs liegt. Diese Strömungsrate bewirkt, daß innerhalb des Auges 148 ein festgelegter Druckpegel aufrechterhalten wird. Wenn ein Druckabfall festgestellt wird, bewirkt das lesultierende Signal die Aktivierung des Schrittmotors 156, der den Nocken 160 dreht, um die flexible Zuführungsleitung zur Basis 158 hin abzuklemmen, wodurch ein Gegenstromdruck entsteht, der zusätzliche Flüssigkeit in die Leitung 162 lenkt und zusätzliche Salzlösung in das Auge 148 infundiert. Wird umgekehrt ein Druckanstieg festgestellt, dreht der Schritlmc (or 156 den Nocken 160 in eine Position, welche die Öffnung in der flexiblen Rohrleitung vergrößert, wodurch der Fluß innerhalb des Kreislaufs 142 zunehmen und damit der Augeninnendruck gesenkt werden kann.

Die Einbeziehung einer geschlossenen Schleife oder eines geschlossenen Kreises in die Infusionsflüssigkeitsleitung, wie sie exemplarisch durch die Ausführungsbeispiele der Fig.8 bis 10 veranschaulicht wird, erhöht die Reaktionsschnelligkeit des Flüssigkeitsabgabesystems gegenüber Änderungen im Augeninnendruck beachtlich, wenn man sie mit einer einfachen Infusionsleitung von der Pumpe zum Auge vergleicht. Außerdem stellen Leitungsschleifen des beschriebenen Typs ein wichtiges Sicherheitselement für den Fall dar, daß die Pumpe auf Grund einer Anlagenfehlfunktion stehenbleibt. Das System kann sich auf den passiven Schwerkraftfluß aus der Infusionsflasche durch den hinteren Abschnitt der Schleife zum Auge umstellen, wodurch eine stehende Pumpe oder eine andere Fehlfunktion umgangen werden kann.

Es wurde festgestellt, daß die Effektivität des durch Druck aktivierten, rückkopplungsgesteuerten Systems in Reaktion auf schnelle Schwankungen im Augenirfnendruck bei Schwankungsfrequenzen von ca. 200 Schwankungen/min eine Obergrenze erreicht. Druckänderungen in diesem Frequenzbereich können durch die Verwendung von Dämpfungselementen effektiv gedämpft werden, wio das unten ausführlicher beschrieben wird, wobei diese Dämpfungselemente in Reihe oder parallel mit der Flüssigkeitsinfusionsleitung in unmittelbarer Nähe der Infusionskanüle angebracht warden. Im allgemeinen nutzen diese Dämpfungselemente die Elastizität von dünnen Membranen oder die Dämpfungseigenschaften von Luft oder anderen Gasen, die in einer kleinen Kammer eingeschlossen sind.

Ein Ausführungsbeispiel wird in den Fig. 11 und 12 gezeigt, bei denen eine Dämpfungs- oder Federungskammer 120' mit einer Plasterohrverbindung 104, entweder unterhalb einer Stromteilüngsverbindung (Fig. 11) oder an dem Flußteileranschluß 109 (Fig. 12), verbunden ist. Die Federungskammer 120' wirkt so, daß sie plötzliche Änderungen des Druckes im Augapfel 12 auffängt, die durch chirurgische Manipulationen wie Drücken auf den Augapfel, Ziehen am Augenmuskel oder Anziehen der Stiche verursacht werden, wobei der Druck erhöht wird, oder wie das Anlegen oder Vergrößern von Schnitten, bei denen der Druck gesenkt wird. Diese Druckschwankungen tendieren zu sehr großer Schnelligkeit, sie liegen in der Größenordnung von 10^-2 bis 10"' je Sekunde. Die normale Reaktionszeit solcher Systeme, wie sie in den Fig.8 bis 10 geneigt werden, mag u. U. nicht schnell genug sein, <im auf diese Druckschwankungen ansprechen zu können, was auf Trägheits- und Reibungskräfte in den Geräten und den dazugehörigen Fließleitungen zurückzuführen ist.

Um eine schnellere Ansprechzeit auf diese plötzlichen Schwankungen zu erreichen, ist die Federungskammer 120' in die zum Auge führende Flußleitung in unmittelbarer Nähe des Auges einbezogen. Vorzugsweise befindet sich die Federungskammer 120' in einem Abstand von 6 bis 10cm von der Spitze der Nadelsektion 96a.

Die Foderungskammer 120' in der Fig. 11 ist als eine kleine, kugelförmige Kammer mit einem Durchmesser von 4 bis 8cm und mit stark elastischen Wänden ausgeführt. Die Federungskammer 120' kann vollständig mit der Flüssigkeit L gefüllt sein, die durch die Leitungen 102; 104 (Fig. 12) fließt. Die Reaktionszeit auf den Augeninnendruck und dessen Veränderungen kann jodoch erhöht werden, wenn man die Kammer 120' zunächst mit Luft oder einem anderen Gae G füllt, wie das in der Fig. 11 gezeigt wird, um Druckänderungen auf Grund der größeren Kompressierbarkeit des Gases G schneller aufnehmen zu können. Wie in der Fig. 11 gezeigt wird, kann die Federungskammer 120' als Teil der Leitung 104 ausgeführt oder mit dieser unterhalb des Flußteileranschlusses 109 verbunden werden. In diesem Fall kann die Leitung 104 getrennt von der Leitung 102 ausgeführt werden, wobei die einzelnen Nadelsektionen 96 bzw. 96a mit der Leitung 104 und dem Instrument I verbunden werden, wie das oben beschrieben wurde. Als Alternative dazu kann, wie des in der Fig. 11 gezeigt wird, die Federungskammer 120' mit dem Flüssigkeitskreislauf 110 am Flußteileranschluß 109 verbunden werden.

Die Fig. 13,14 und 14 Azeigen zusätzliche Ausführungsbeispiele dieser Dämpfungselemente in Form von kleinen, dünnwandigen Luftkammern mit einem Volumen von wenigen Kubikzentimetern, die aus Metall, starrer Plante odor eine η anderun geeigneten Material hergestellt wurden. In der Fig. 13 ist die Dämpfungskammer 200 an einer Infusionsleitung 202 dicht an der Einlaufkanüle 204 angeordnet. Fig. 14 zeigt eine Dämpfungskammer, die in den Hohlgriff eines Spülhandgriffs oder Handteils 206 eingebaut wurde.

Ein plötzlicher Anstieg d9s Augeninnendrucks bewirkt, daß eine geringe Flüssigkeitsmenge aus dem Augapfel 21U ausgestoßen wird und in ein offenes Rohr 212 innerhalb der Dämpfungskammer zurückfließt, wodurch der Druck im Auge entlastet und die Luft in der Dämpfungskammer zusammengedrückt werden. Das Gegenteil geschieht, wenn eine plötzliche Senkung des Augeninnendrucks auftritt, wodurch die Flüssigkeit im Rohr 212 vorwärts in den Augapfel 210 fließt. In der Fig. 14A wird neben der unterschiedlichen Konfiguration des Rohres 212 eine Aspirationsleitung 218 im Handteil 206 gezeigt, die zu einer Unterdruckpumpe (nicht gezeigt) führt.

Die Dämpfungseigenschaften dieser Luftkammern können durch Änderung des Luftkammervolumens auf den jeweiligen Augapfel in einem gegebenen Verfahren feinabgestimmt weiden. Das kann vom Chirurgen zu Beginn des Eingriffs erfolgen, wozu er die Dämpfungskammer 200 oder das Handteil 206 mit der Oberseite nach unten hält, wodurch eine veränderliche Menge an Spülflüssigkeit 216 in die Kammer eintreten und während des Eingriffs dort verbleiben kann. Eine ähnliche Abstimmung erfolgt während des Eingriffs automatisch, wenn die Druckeinstellung erhöht wird, z. B„ wenn der Chirurg eine Tamponade zum Stoppen einer Blutung verwendet; der Anstieg im Infustionsleitungsdruck drückt Infusionsflüssigkeit in die Luftkammer, wodurch das Volumen verringert wird, bis bei dem hohen Druckpegel das Gleichgewicht wiederhergestellt ist. Diese Dämpfungselemente werden optimal in Verbindung mit einem rückkopplungsgesteuerten Infusionssystem des Typs eingesetzt, wie es oben in Verbindung mit den Fig. 8 bis 10 beschrieben wurde, wodurch die beiden Systeme gemeinsam wirken. Die Dämpfungselemente können jedoch, wenn das gewünscht wird, auch allein eingesetzt werden, wobei sie nur die Dämpfung von Übergangs- und schnellen periodischen Druckänderungen gewährleisten, ohne eine Druckgesamtsteuerung. Die automatische Aufrechterhaltung und Steuerung des Augeninnendrucks, wie sie durch die vorstehende Erfindung erreicht werden, haben ein beachtliches therapeutisches Potential bei der Verringerung von Ödemen in der Retina nach der Vitrektomie, bei der Senkung von Augeninnenentzündungen nach Spül-/Aspirationsverfahren und bei der Minimierung des postoperativen Astigmatismus, der während des Wundverschlusses bei der Starchirurgie auftritt.

Die Erfindungen, die in den oben genannten Instrumenten und Apparaten ausgeführt wurden, sind für die ständige Überwachung und Steuerung des Augeninnendrucks und der Saugkräfte in der Ophthalchirurgie von Nutzen. Durch Nutzung der Vorzüge dieser Ausrüstungen bleibt dem Chirurgen ein großer Teil der Vermutungen und Experimentierereien bei der Aufrechterhaltung eines optimalen Augeninnendrucks erspart, was zu sichereren, genaueren chirurgischen Verfahren führt. Außerdem können die Steuerungssysteme automatisch den Augeninnendruck nach einer Roihe festgelegter Instruktionen schneller und genauer als vorher regulieren.

Obwohl sich die unterschiedlichen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Detail unterscheiden können, bleiben sie doch im Rahmen der oben beschriebenen Konzeption der Erfindung. Die Details, die in den vorstehenden, bevorzugten Ausführungsbeispielen beschrieben wurden, sind als Veranschaulichung, in keiner Weise einschränkend, zu betrachten.

Claims

1. Gerät zur Steuerung des Flüssigkeitsdrucks im A f]f\ >iel, gekennzeichnet durch

(a) einen Leitungskreislauf, in welchem kontinuier; ch Flüssigkeit zirkuliert werden kann;

(b) eine Übertragungsleitung, die mit dem Leitungskreislauf verbunden ist und mit dem Inneren des Augapfels in Verbindung treten kann,

(c) eine Pumpe zur Zirkulierung von Flüssigkeit durch den Leitungskreislauf;

(e) ein Druckmeßelement, das mit der Flüssigkeit im Augapfel in Verbindung stehen kann, um Signale in Reaktion auf Änderungen im Augeninnendruckzu erzeugen;

(f) ein Regelelement zur Regulierung des Flüssigkeitsvolumens, das durch wenigstens einen Abschnitt des Leitungskreislaufes zirkulieren kann, und

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckmeßelement ein chirurgisches Instrument einschließt, welches in den Augapfel eindringen kann, und einen Druckwandler, der am Instrument in Kommunikation mit der Augeninnenflüssigkeit angebracht ist.

3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpvorrichtung eine Peristaltikpumpe einschließt.

4. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsleitung mit dem Kreislauf oberhalb des Reservoirs und unterhalb des Pumpelementes verbunden ist und das Regelelement eine Pumpe mit veränderlicher Geschwindigkeit einschließt und das Steuerelement eine Vorrichtung zur Variation der Geschwindigkeit der Pumpe einschließt.

5. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsleitung mit dem Kreislauf unterhalb des Reservoirs und oberhalb des Pumpelementes verbunden ist, daß das Regelelement eine Flußdrossel für einen feststehenden Flüssigkeitsstrom zwischen dem Reservoir und der Übertragungsleitung einschließt und daß das Steuerelement eine Vorrichtung zur Variation der Geschwindigkeit der Pumpe einschließt.

6. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsleitung mit dem Kreislauf oberhalb des Reservoirs und unterhalb der Pumpvorrichtung verbunden ist, daß das Regelelement einen Leitungsabschnitt von unterschiedlicher, veränderlicher Größe im Kreislauf einschließt und daß das Steuerelement ein Element zum Variieren der Größe des Leitungsabschnittes mit veränderlicher Größe einschließt.

7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der veränderliche Leitungsabschnitt ein Stück flexible Rohrleitung einschließt.

8. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelelement einen exzentrischen Drehnocken einschließt, der auf einem Schrittmotor angebracht ist und durch diesen angetrieben wird und in einem Abschnitt der Nockendrehung die flexible Rohrleitung zusammenquetschen kann.

9. Gerät zur Steuerung des Flüssigkeitsdrucks im Augapfel, gekennzeichnet durch

(e) ein Steuerelement zum Empfang der Signale vom Druckmeßelement und zum Variieien der Flüssigkeitsmenge, welche durch die Übertragungsleitung in Reaktion auf Schwankungen im Augeninnendruck übertragen wird, und

10. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckmeßelement ein chirurgisches Instrument einschließt, das in den Augapfel eindringen kann, und einen D. uckwandler, der auf dem. Instrument in Kommunika'iion mit der Augeninnenflüssigkeit angebracht ist.

11. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungselement eine Dämpfungskammer und ein Entlastungsrohr mit einem Ende in der Dämpfungskammer einschließt, dessen anderes Ende mit der Übertragungsleitung verbunden ist, wobei das genannte eine Ende über einer Flüssigkeitsmenge in der Kammer angeordnet werden kann, um plötzliche Änderungen im Augeninnendruck zu dämpfen.

12. Gerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungskammer eine dünnwandige Luftkammer ist, die aus einem starren Material hergestellt wurde.

13. Gerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungselement einen hohlen, umschlossenen Griff zum Halten der Übertragung?! jitung einschließt und die Dämpfungskammer aufweist.

14. Gerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Griff auch eine Aspirationsleitung gehalten wird.

15. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungselement eine Kammer mit elastischer Wand einschließt.

16. Gerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungselement eine Gasmenge in einem Abschnitt einschließen kann, der von der Stelle, an welcher das Dämpfungselement mit der Übertragungsleitung verbunden ist, entfernt ist.

17. Gerät zur Steuerung des Flüssigkeitsdrucks im Augapfel, gekennzeichnet durch

(b) ein Dämpfungselement, das mit der Übertragungsleitung in Verbindung steht, um Übergangsund schnelle periodische Störungen im Augeninnendruck zu dämpfen.

18. Gerät nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem Flüssigkeitsreservoir besteht, das mit der Übertragungsleitung in Verbindung steht, um dem Augapfel Flüssigkeit zuzuführen, und einem Element zur Zuführung von Flüssigkeit zum Augapfel durch die Übertragungsleitung.

19. Gerät nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungselement eine Dämpfungskammer und ein Entlastungsrohr mit einem Ende in der Dämpfungskammer und dem anderen Ende in Verbindung mit der Übertragungsleitung einschließt, wobei das genannte eine Ende über einer Flüssigkeitsmenge in der Kammer angeordnet werden kann, um plötzliche Änderungen im Augeninnendruck zu dämpfen.

20. Gerät nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungskammer eine dünnwandige Luftkammer ist, die aus einem starren Material hergestellt wurde.

21. Gerät nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungselement einen hohlen, umschlossenen Griff zum Halten der Übertragungsleitung und zur Bildung der Dämpfungskammer einschließt.

22. Gerät nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Griff auch eine Aspirationsleitung gehalten wird.

23. Gerät nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungselement eine Kammer mit elastischen Wänden einschließt.

24. Gerät nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungselement eine Flüssigkeitsmenge in einem Abschnitt einschließen kann, der von der Stelle entfernt ist, an welcher das Dämpfungselement mit dar Übertragungsleitung verbunden ist.

25. Gerät nach Ar-^ruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungselement parallel zu einer Flüssigkeitsinfusionsleitung angebracht ist.

26. Gerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Zuführungselement nach de η Prinzip des Schwerkraftflusses arbeitet, wenn das Flüssigkeitsreservoir über den Augapfel gehoben wird.

Hierzu 7 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Vorliegende Erfindung betrifft ophihalmische mikrochirurgische Instrumente, insbesondere solche chirurgischen Instrumente, die automatisch den Augapfelinnendruck während uphthalmischer chirurgischer Verfahren und ähnlicher Maßnahmen steuern.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Eine große Zahl mikrochirurgischer Eingriffe im Auge wird mittels „geschlossener Systeme" ausgeführt, welche die Integrität und den Innendruck des Augapfels aufrechterhalten, während mit mikrochirurgisehfln Instrumenten durch einen oder mehrere kleine Schnitte in das Auge eingedrungen wird (siehe Abb. 1). Exemplarische Funktionen dieser Instrumente sind:

Fragmentation - das Schneiden und Abtrennen von Augengewebe, beispielsweise der Linse in der Chirurgie des grauen Stars oder von faser- oder membrannrtigen Wucherungen im Glaskörper (z. B. Vitrektomie, Membranektomie); Emulsifikation - der mechanische Abbau von Gewebe (in der Regel der Linse) durch Ultraschall, um dessen Entfernung durch kleine Schnitte zu erleichtern;

Spülung (Infusion) - die Einführung einer Salzlösung in das Operationsfeld durch Schwerkraft oder positiven Druck, und Asp ir ~iion (Absaugen) - die Entfernung von Flüssigkeit und/oder mitgerissenen Gewebefragmenten durch Unterdruck. Dei Chirurg kombiniert Spülung und Aspiration, um Gewebefragmente vom Operationsfeld weg zu transportieren. Er wendet diese Funktionen auch an, um den Augeninnandruck während des chirurgischen Eingriffs aufrechtzuerhalten. Die Kontrolle dos Drucks bei Spülung und Aspiration ist außerordentlich wichtig. Wenn der Absaugdruck (auf Grund eines übermäßigen Unterdrucks) zu stark ist, kann er bei der Vorderkammerchirurgie Endothelzollen beschädigen oder bei Vitrektomieverfahren zu einer Retinalablösung führen. Ein zu hoher Spüldruck oder übermäßige Schwankungen im Druck oder der .'Strömungsrate der Spülflüssigkeit können das Augengewebe traumatisieren.

Instrumente für die Augenmikrochirurgie, die nach den bisherigen technischen Lösungen hergestellt wurdan, basieren auf der Voraussetzung, daß die wichtigsten Parameter bei den verschiedenen chirurgischen Verfahren die statischen Werte von Augeninnendruck und Absaugunterdruck sind. Der statische Augeninnendruck wird durch die Höhe (hydrostatische Druckhöhe) der Infusionsflasche bestimmt, wel.-.he die in der Augenchirurgie verwendete Salzlösung enthält. Die bisherigen Instrumente sehen das Anheben und Absenken der Flasche auf Anweisung des Chirurgen entweder von Hand oder durch mechanische Mittel vor. Ebenso kann der Absaugunterdruck durch den Chirurgen entweder durch vorherige Einstellung oder durch ständige Änderung (über Fußpedalsteuerung) der Pumprate in der Absaugleitung gesteuert werden (siehe beispielsweise Douvas, US-PS 4169707). Bei Systemen, in denen die Messung des Augeninnendrucks versucht wird, wird im typischen Fall ein Drucksensor einbezogen (in einer bestimmten Entfernung vom Augapfel, wie das von Bittner, US-PS 3572319, beschrieben wird) und durch gebräuchliche kommerzielle Instrumente angezeigt.

Im Februar 1986 veröffentlichten die Autoren der vorliegenden Erfindung die Ergebnisse von Forschungsarbeiten (Archives of Ophthalmology, Bd. 104, S. 269-272), in denen sie sowohl auf theoretischer Grundlage als auch anhand von experimentellen Daten zeigten, daß die chirurgischen Standardbewegungen, wie sie bei gebräuchlichen ophthalmischen Eingriffen angewendet werden (Staroperationen, Vitrektomie) zu plötzlichen, großen Änderungen im Augeninnendruck führen. Diese Druckänderungen sind auf Störungen in der Rate des Flüssigkeitsstromes in das und aus dem Auge zurückzuführen, welche mit einer Vergrößerung oder dem Schließen von Schnitten verbunden sind; der Entfernung von Gewebe und vitreus Humor und der Schneidwirkung chirurgischer Instrumente im Inneren des Auges. Diesu Dlöulichen Druckänderungen schließen „Spitzen" mit Spitzenintensitäten bis zu 160mm Hg und schnelle periodische Schwankungen mit Frequenzen bis zu 300 Zyklen/min ein. Diese dynamischen Änderungen im Augeninnondruck korn >n nicht durch Manipulation der Höhe der Infusionsflasche kontrolliert werden, noch können sie mit einem Abstand gemessen werden, beispielsweise in de. Konsole und der Flüssigkeitsleitung (wo sich die Drucksensoren bei herkömmlichen, kommerziellen Instrumenten befinden), da diese Druckstörungen bei der Ausbreitung längs der Flüssigkeitsleitung schnell gedämpft werden.

Die Forschungsergebnisse waren für die Autoren Anregung für die Erfindung, die in der US-PS 4 548 205 beschrieben wird und welche die Einbeziehung von Drucksensoren/Druckwandlern in die verschiedenen Typen von Infusions- oder mechanischen Schneidspitzen zur Verwendung im Inneren des Auges vorsieht, um so Signale für die Rückkopplungssteuerung von Spülung oder Ansaugen bei ophthalmischen Eingriffen zu ermöglichen.

Der Apparat nach US-PS 4 548 205 arbeitet so, daß der Augeninnendruck gemessen wird, der auf die Spitze eines mikrochirurgischen Instrumentes ausgeübt wird, oder die lokalen Saugkräfte auf das durch Absaugen entfernte Gewebe. Ein elektrisches Signal, das in Reaktion auf relative Druckänderungen erzeugt wird, dient dazu, automatisch den Ansaugunterdruckwert oder die Spülflußrate innerhalb annehmbarer Grenzen zu regulieren, um ein zusätzliches Maß an Sicherheit bei diesen chirurgischen Eingriffen zu gewährleisten.

Das chirurgische Instrument schließt ein nadelartiges Instrument ein, das einen Druckwandler hat, der so angebracht ist, daß der Druckwandler, wenn das Instrument in den Augapfel eindringt, entweder unmittelbar außerhalb des Augapfels oder innerhalb des Augapfels liegt, wo es direkte Verbindung mit der darin befindlichen Flüssigkeit hat. Das Instrument mißt den Druck der Augenflüssigkeit, welche das Instrument umgibt, im Verhältnis zum umgebenden Luftdruck oder die lokalen Saugkräfte in der Instrumententeil lung, die auf das Gewebe ausgeübt werden, wenn das Gewebe abgesaugt wird.

Das chirurgische Instrument arbeitet mit einem Miniatur-Druckwandler, der sich an einer dünnen, flexiblen Membran befindet. Die Membran kann aus Naturgummi oder einem anderen geeigneten Elastomer hergestellt werden und dient als Barriere zwischen der Flüssigkeit, deren Druck zu messen ist, und einer entsprechenden Bezugsumgebung. Die Membran ist mit dem Wandler verbunden und bewirkt die Übertragung der Kräfte auf den Wandler im Ergebnis der Druckunterschiede zwischen diesen beiden Umgebungen, die eine Bewegung der Membran bewirken.

Der Wandler ist ein geeigneter, miniaturisierter Druckwandler mit entsprechender Sensitivität und Stabilität. Durch den Wandler wird ein elektrisches Signal erzeugt, das an eine Instrumentenkonsole übertragen wird, wo es verstärkt und angezeigt wird. Das Signal kann zur Aktivierung bekannter Rückkopplungsregelkreise verwendet werden, damit diese ein Ventil zur Regulierung oder Begrenzung des Saugunterdrucks oder des Spülfluids durch dieses oder ein anderes Instrument betätigen.