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Die Erfindung betrifft eine ophthalmochirurgische Messvorrichtung und ein ophthalmochirurgisches System mit einer solchen Messvorrichtung.
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Zur Behandlung einer eingetrübten Linse des menschlichen Auges gibt es mehrere ophthalmochirurgische Techniken. Die am weitesten verbreitete Technik ist die Phakoemulsifikation, bei der eine dünne Spitze in die erkrankte Linse eingeführt und mit Ultraschallschwingungen angeregt wird. Die vibrierende Spitze emulsifiziert in ihrer nächsten Umgebung die Linse derart, dass die entstehenden Linsenfragmente durch eine Leitung von einer Pumpe abgesaugt werden können. Ist die Linse vollständig emulsifiziert worden, kann in den leeren Kapselsack eine neue künstliche Linse eingesetzt werden, so dass ein derart behandelter Patient wieder ein gutes Sehvermögen erreichen kann.
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Bei der Phakoemulsifikation kommt ein System zum Einsatz, welches allgemein eine schwingfähige Spitze in einem Handstück, eine Spülleitung (Irrigationsleitung) für die Zufuhr von Spülfluid zu der zu behandelnden Linse und eine Saugleitung (Aspirationsleitung) zum Abtransportieren emulsifizierter Linsenfragmente in einen Sammelbehälter aufweist. Während des Abtransportierens in den Sammelbehälter kann es vorkommen, dass ein Linsenfragment den Eingangsbereich der Handstückspitze verstopft. Bei kontinuierlich laufender Saugpumpe baut sich somit stromabwärts in der Aspirationsleitung ein Unterdruck auf. Durch zum Beispiel fortgesetzte Ultraschallschwingungen der Spitze kann das Linsenfragment in kleinere Segmente zerbrechen, wodurch die Verstopfung (Okklusion) schlagartig beendet ist. Der aufgebaute Unterdruck in der Aspirationsleitung führt dann dazu, dass bei einem Okklusionsdurchbruch in sehr kurzer Zeit eine relativ große Fluidmenge aus dem Auge abgesaugt wird. Dies kann zur Folge haben, dass ein Kollaps der Augenvorderkammer eintritt. Es ist dabei möglich, dass der Kapselsack zur Handstückspitze gezogen und von der Spitze durchstochen wird. Bei einer solchen Verletzung des Kapselsackes kann ferner eine zu tief eingedrungene Spitze eine Beschädigung des hinter dem Kapselsack liegenden Augenglaskörpers bewirken.
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Es ist daher von Bedeutung, beim Durchbruch einer Okklusion einen Kollaps der Augenvorderkammer zu vermeiden. Voraussetzung dafür ist, dass der Durchbruch der Okklusion rasch erkannt wird.
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Eine Möglichkeit besteht darin, den Druckverlauf in der Aspirationsleitung genau zu erfassen. Eine derartige Aspirationsleitung ist meistens ein flexibler Schlauch. Es gibt bereits Vorrichtungen zum Messen eines Druckverlaufes in einem Schlauch, siehe z. B.
US 4 369 780 A Ein solcher flexibler Schlauch besteht in der Regel aus einem Kunststoff, wobei der Nachteil zum Einen darin besteht, dass das Kunststoffmaterial eine starke Temperaturabhängigkeit aufweist. Zum Anderen kann ein solcher unter Vorspannung stehender elastischer Schlauch kriechen, so dass bei längerer Messzeit ein Abfall der Einspannkraft bei gleich bleibendem Einspannweg und gleich bleibendem Innendruck in dem Schlauch stattfindet. Bei weichen und flexiblen Kunststoffschläuchen, welche in der Ophthalmologie verwendet werden, ergeben sich Kriechwerte, welche in der Größenordnung des zu messenden Drucksignals liegen, so dass die Genauigkeit des aufzunehmenden Drucksignals mit zunehmender Einspanndauer und Messdauer abnimmt, bis eine Aussage über eine Druckänderung nicht mehr möglich ist.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine ophthalmochirurgische Messvorrichtung zu schaffen, mit der der Beginn und der Durchbruch einer Okklusion sehr schnell, sehr genau und kostengünstig erfasst werden kann. Mit der Messvorrichtung soll ein solcher Beginn und Durchbruch einer Okklusion auch nach vielen Monaten Betriebsdauer oder Lagerung zuverlässig und sehr genau erfasst werden können, wobei ein Kriechen eines Kunststoffschlauches auf die Messgenauigkeit keinen Einfluss haben soll. Ferner muss eine einfache Handhabbarkeit der Druckmessvorrichtung gegeben sein. Ferner ist es eine Aufgabe der Erfindung ein ophthalmochirurgisches System mit einer solchen Druckmessvorrichtung zu schaffen.
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Diese Aufgaben werden im Hinblick auf die Messvorrichtung und das System durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die erfindungsgemäße ophthalmochirurgische Messvorrichtung weist auf:
- - einen ersten komprimierbaren Schlauch zum Transport eines Irrigationsfluides mit einem ersten Druck;
- - einen zweiten komprimierbaren Schlauch zum Transport eines Aspirationsfluides mit einem zweiten Druck;
- - ein Verbindungselement, welches die Wand des ersten Schlauches und die Wand des zweiten Schlauches berührt, wobei der erste Druck im ersten Schlauch und der zweite Druck im zweiten Schlauch über die jeweiligen Schlauchwände auf das Verbindungselement einwirken und dessen Lage beeinflussen,
- - ein erstes Widerlager zum Kontaktieren der Außenwand des ersten Schlauches,
- - ein zweites Lager zum Kontaktieren der Außenwand des zweiten Schlauches, wobei das erste Widerlager zum zweiten Widerlager in einem vorbestimmten und konstanten Abstand so zueinander positionierbar ist, dass auf den ersten Schlauch zusammen mit dem Verbindungselement und dem zweiten Schlauch eine Einspannkraft wirkt, und
- - einen Sensor zum Erfassen der Lage des Verbindungselementes oder der durch das Verbindungselement auf den Sensor ausgeübten Kraft als Reaktion des auf das Verbindungselement einwirkenden ersten Druckes und zweiten Druckes, um einen relativen Unterschied zwischen dem ersten Druck und dem zweiten Druck zu ermitteln.
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Die Messvorrichtung weist somit nicht nur einen einzigen Schlauch, sondern zwei Schläuche auf, wobei zwischen den beiden Schläuchen ein Verbindungselement angeordnet ist, dessen Lage oder dessen auf einen Sensor ausgeübte Kraft erfassbar ist. Durch eine solche Anordnung werden also nicht mehr ein Druck in einem ersten Schlauch und/oder ein Druck in einem zweiten Schlauch getrennt erfasst, sondern nur der relative Unterschied zwischen dem ersten Druck und dem zweiten Druck ermittelt. Bei der erfindungsgemäßen Messvorrichtung sind also der erste Druck und/oder der zweite Druck als Absolutbetrag nicht bekannt.
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Die beiden Schläuche lassen sich zwischen einem ersten Widerlager und einem zweiten Widerlager so einspannen, dass sie unter einer Einspannkraft stehen. Ein Schlauch mit einem runden Querschnitt wird dadurch zu einem Schlauch mit einem im Wesentlichen elliptischen Querschnitt verformt. Diese Querschnitts-Veränderung gilt für den ersten Schlauch und für den zweiten Schlauch in gleicher Weise. Die Querschnitts-Veränderung ist identisch, wenn es sich um das gleiche Schlauchmaterial mit den gleichen elastischen, viskosen und mechanischen Kennwerten handelt. Das gleiche Schlauchmaterial ist aber nicht Bedingung, da sich stets ein Gleichgewicht zwischen den beiden Schläuchen einstellt, wobei die Ruhelage des Verbindungselementes die Gleichgewichtslage darstellt. Die Veränderung dieser Gleichgewichtslage lässt sich für die Messung eines relativen Druckunterschiedes zwischen dem ersten Druck und dem zweiten Druck nutzen.
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Die auf die beiden Schläuche einwirkende Druckkraft bewirkt, dass die Schläuche auf eine sehr schnelle Druckänderung eines in ihrem Inneren strömenden Fluids nahezu verzögerungsfrei reagieren können. Die eingespannten Schläuche besitzen im Vergleich zum unbelasteten Zustand eine höhere Festigkeit und können schnelle Druckänderungen im Millisekundenbereich nahezu ohne Dämpfung weitergeben. Sie reagieren dann relativ „hart“. Dies gilt besonders für den Fall, wenn die Druckänderung im Inneren eines Schlauches nur zu einer Verformung der Außenkontur von wenigen Prozent führt. Somit ist es möglich, eine sehr schnelle Veränderung des Druckunterschiedes zwischen den beiden Schläuchen an das Verbindungselement weiterzugeben, welches mit einem Sensor zum Erfassen der Lage des Verbindungselementes oder der auf den Sensor wirkenden Kraft gekoppelt ist.
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Bei der erfindungsgemäßen Messvorrichtung kann das erste Widerlager zum zweiten Widerlager so zueinander positioniert sein, dass der Abstand zwischen beiden Widerlagern konstant ist. Wirkt auf die beiden Schläuche längere Zeit eine Einspannkraft, so dass bei dem Schlauchwerkstoff ein nicht mehr zu vernachlässigendes Kriechen stattfindet, nimmt die Messgenauigkeit der Messvorrichtung aber nicht ab, sondern bleibt konstant. Von Bedeutung ist hierbei, dass bei der Messvorrichtung nur die Differenz zwischen dem ersten Druck und dem zweiten Druck gemessen wird, nicht der Absolutbetrag des ersten Druckes oder der Absolutbetrag des zweiten Druckes. Kommt es aufgrund des Kriechprozesses zu einer Veränderung der elastischen Kennwerte des ersten Schlauches und des zweiten Schlauches, so addieren sich diese Veränderungen aufgrund der Differenzmessung zu Null. Eine Drift des Messsignals mit der Folge, dass nach einiger Zeit eine Aussage über eine Druckänderung nicht mehr möglich ist, tritt somit bei der erfindungsgemäßen Druckmessvorrichtung nicht auf.
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Die erfindungsgemäße Messvorrichtung weist mit ihrem ersten Schlauch, welcher an einem ersten Widerlager anliegen kann, und einem zweiten Schlauch, welche an einem zweiten Widerlager anliegen kann, und einem zwischen dem ersten Schlauch und dem zweiten Schlauch angeordneten Verbindungselement einen sehr einfachen Aufbau auf, so dass die Montage und die Handhabung einer solchen Druckmessvorrichtung sehr einfach ist. Die Messvorrichtung ist sofort nach einer Beaufschlagung einer Einspannkraft auf den ersten Schlauch und den zweiten Schlauch einsetzbar. Da keine Drift des Messsignals mehr auftritt, kann die Messvorrichtung fertig montiert und in größeren Stückzahlen über lange Zeit auf Lager gehalten werden.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist das Verbindungselement ein Balken, eine Platte oder eine Membran. Das Verbindungselement sollte möglichst steif im Vergleich zu dem komprimierbaren Schlauch sein, so dass die Druckänderung möglichst starr und ohne weitere Veränderung zum Sensor weitergeleitet werden kann. Vorzugsweise ist der Sensor gegenüber einem Ende des Verbindungselementes angeordnet. Damit lässt sich eine relativ große Hebelübersetzung erreichen, so dass eine höhere Auflösung des Messwertes erreichbar ist.
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Das Verbindungselement kann drehbar oder verschiebbar gelagert sein. Die Lagerung sollte spielfrei sein und eine vernachlässigbare Reibung aufweisen. Dies ist z. B. mit einem Federgelenk erreichbar, so dass auch kleine und kurze Druckschwankungen mit hoher Genauigkeit aufgenommen werden können.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann die Messvorrichtung in einer ophthalmochirurgischen Kassette vorgesehen sein. Die Kassette kann in der Produktion komplett montiert werden, so dass das Bedienpersonal vor Beginn einer Operation keine Schläuche mehr in eine Kassette einlegen muss. Damit lässt sich die Gefahr einer fehlerhaften Montage und einer daraufhin falschen Druckmessung verringern.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind das erste Widerlager in der ophthalmochirurgischen Kassette und das zweite Widerlager in einer ophthalmochirurgischen Konsole vorgesehen. Damit kann die Kassette besonders einfach und leicht aufgebaut werden, eine Beaufschlagung einer Einspannkraft auf den ersten Schlauch und den zweiten Schlauch erfolgt erst nach Einsetzen der Kassette in die Konsole. Vorzugsweise ist der Sensor in der Konsole vorgesehen. Da ein Sensor ein relativ teures Bauelement sein kann, kann beim Auswechseln einer Kassette der gleiche Sensor auch für nachfolgend eingesetzte Kassetten verwendet werden.
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Die Erfindung wird auch durch ein ophthalmochirurgisches System mit einer wie vorstehend beschriebenen Messvorrichtung gelöst, wobei das System eine Kassette, eine Konsole mit einer Saugpumpe, einen Irrigationsfluidbehälter, einen Aspirationsfluidbehälter und ein ophthalmochirurgisches Handstück aufweist.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden mit Bezug auf die nachfolgenden Zeichnungen erklärt, in welchen zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen ophthalmochirurgischen Messvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform, wobei die beiden Schläuche nicht eingespannt sind;
- 2 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Messvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform mit Schläuchen, welche eingespannt sind;
- 3 eine schematische Darstellung der Messvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform mit Schläuchen, welche eingespannt sind;
- 4 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Messvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform;
- 5 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Messvorrichtung als Ersatzschaltbild;
- 6 ein Schaubild mit einem Verlauf des Differenzdruckes in Abhängigkeit von der Zeit unter Verwendung der erfindungsgemäßen Messvorrichtung;
- 7 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen ophthalmochirurgischen Systems.
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In 1 ist eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen ophthalmochirurgischen Messvorrichtung 100 dargestellt, welche einen ersten komprimierbaren Schlauch 1 und einen zweiten komprimierbaren Schlauch 2 aufweist. In dem Schlauch 1 und dem Schlauch 2 kann jeweils ein Aspirationsfluid oder Irrigationsfluid strömen, wobei das Fluid im ersten Schlauch 1 einen Druck p1 und im zweiten Schlauch einen Druck p2 aufweist. Zwischen dem ersten Schlauch 1 und dem zweiten Schlauch 2 ist ein Verbindungselement 5 angeordnet. Der Druck p1 und der Druck p2 können somit jeweils über die Schlauchwände auf das Verbindungselement 5 einwirken und dessen Lage beeinflussen. Ferner ist ein Sensor 6 vorgesehen, mit dem die Lage des Verbindungselementes 5 oder die durch das Verbindungselement 5 auf den Sensor 6 ausgeübte Kraft als Reaktion des auf das Verbindungselement 5 einwirkenden ersten Druckes p1 und zweiten Druckes p2 erfassbar ist. Der Sensor 6 kann an einem Ende des Verbindungselementes und somit seitlich zu den Schläuchen 1 und 2 angeordnet sein, siehe 1. Er kann aber auch in einer Linie, welche senkrecht zu den Längsachsen der beiden Schläuche 1 und 2 verläuft, positioniert sein. Der Sensor 6 wäre dann nicht mehr seitlich, sondern oberhalb oder unterhalb der Schläuche 1 und 2 angeordnet. Eine solche Ausführungsform ist sinnvoll, wenn es sich bei dem Sensor 6 um einen Lagesensor handelt und der Sensor 6 durch den ersten Schlauch 1 oder zweiten Schlauch 2 hindurch die Lage des Verbindungselementes 5 erfassen kann.
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Bei der in 1 dargestellten Messvorrichtung ist der erste Schlauch 1 und der zweite Schlauch 2 mit einem kreisförmigen Querschnitt dargestellt. Die Außenwand des ersten Schlauches 1 ist noch von einem ersten Widerlager 3 beabstandet, während die Außenwand des zweiten Schlauches 2 an einem zweiten Widerlager 4 anliegt. Wird das erste Widerlager 3 so positioniert, dass eine Einspannkraft auf den ersten Schlauch 1, das Verbindungselement 5 und den zweiten Schlauch 2 gegenüber dem zweiten Widerlager 4 ausgeübt wird, verformt sich der Schlauchquerschnitt zu einer im Wesentlichen elliptischen Geometrie, so dass sich bei dem ersten Schlauch 1 eine Hauptachse 70 und eine senkrecht dazu angeordnete Nebenachse 71 ausbildet. Dies gilt in analoger Weise für den zweiten Schlauch 2, bei dem sich eine Hauptachse 72 und eine senkrecht dazu angeordnete Nebenachse 73 ausbildet. Je nach Höhe der Kraftbeaufschlagung zwischen dem ersten Widerlager 3 und dem zweiten Widerlager 4 ergibt sich ein Abstand 7, welcher bei der Messvorrichtung konstant eingestellt ist, siehe 2.
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Bei der in 2 dargestellten Ausführungsform besitzt das Verbindungselement 5 ein Drehgelenk 51. Gemäß einer zweiten Ausführungsform 101 der Messvorrichtung kann das Verbindungselement 5 an einem Ende auch verschiebbar gelagert sein, siehe Bezugszeichen 52 in 3. Gemäß einer dritten Ausführungsform 102 der erfindungsgemäßen Messvorrichtung kann das Verbindungselement 5 anstatt eines geraden Längsquerschnittsprofils auch mit einem im Wesentlichen S-förmigen Querschnittsprofil ausgebildet sein, siehe 4. Eine solche Ausführungsform ist vorteilhaft, da sich damit der Abstand 7 zwischen dem ersten Widerlager 3 und dem zweiten Widerlager 4 kleiner ausführen lässt, als dies bei der ersten Ausführungsform gemäß 2 möglich ist und somit eine kompakte Bauweise erreicht wird.
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5 zeigt eine stark schematische Darstellung der ersten Ausführungsform der Messvorrichtung 100 in einem Ersatzschaltbild mit zwei Schläuchen 1 und 2 sowie einem dazwischen angeordneten Verbindungselement 5, wobei die Schläuche 1 und 2 und das Verbindungselement 5 zwischen dem ersten Widerlager 3 und dem zweiten Widerlager 4 unter einer Einspannkraftbeaufschlagung stehen. Der erste Schlauch 1 mit einem im Wesentlichen elliptischen Querschnitt ist mit einer gestrichelten Linie dargestellt. Besteht der Schlauch 1 aus einem Polymerwerkstoff, besitzt er ein viskoelastisches Verhalten, welches mit einem ersten Modell 80 aus Federn 81 und 82 und Dämpfungsteilen 83 und 84 dargestellt ist. Bei diesem Modell 80 handelt es sich um eine Kombination aus dem sogenannten Maxwell-Modell, bei dem eine erste Feder 81 und ein erstes Dämpfungsteil 84 seriell geschaltet sind, und dem Voigt-Kelvin-Modell, bei dem eine zweite Feder 82 und ein zweites Dämpfungsteil 83 parallel geschaltet sind. Mit den Federn 81 und 82 wird das elastische Verhalten eines Polymerwerkstoffes nach dem Hookeschen Gesetz berücksichtigt, während mit den Dämpfungsgliedern 83 und 84 das Fließverhalten eines viskosen (zähflüssigen) Körpers dargestellt ist. Der Kompressionszustand des ersten Schlauches 1 ist durch ein Zylinder-Kolbenteil 9 dargestellt, bei dem ein Kolben 91 in einen Zylinder 92 dichtend eingreift und der Kolben eine Fläche A1 besitzt. Die Fläche A1 entspricht der für die Druckmessung wirkenden Fläche eines eingespannten Schlauches, welche sich aus der Länge der Hauptachse 70, siehe 2, des elliptisch verformten ersten Schlauches 1 multipliziert mit der Länge der den ersten Schlauch 1 komprimierenden Zone ergibt. So kann ein Schlauch mit einem Außendurchmesser von 8 mm und einem Innendurchmesser von 4 mm so verformt werden, dass er einen im Wesentlichen elliptischen Querschnitt aufweist, bei dem zum Beispiel die Hauptachse 70 der Innenellipse eine Länge von 6 mm und die Nebenachse 71 der Innenellipse eine Länge von 2 mm aufweist. Wird die Verformung beim Einspannen zwischen die Widerlager 3 und 4 durch ein rechteckiges Verbindungselement 5 mit einer Länge von 20 mm und einer Breite von 6 mm erzeugt, wird eine für die Inndruckübertragung wirksame Fläche A1 = 6 mm x 20 mm = 120 mm2 erreicht. Bei einem Schlauch mit einem Innendruck von zum Beispiel 100000 N/m2 ergibt dies eine Einspannkraft in Höhe von 12 N.
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Der Aufbau des zweiten Schlauches 2 ist analog zum ersten Schlauch 1 dargestellt. Der zweite Schlauch 2, siehe gestrichelte Linie, lässt sich in dem Ersatzschaltbild durch das Modell 85 beschreiben, welches eine dritte Feder 86 und ein drittes Dämpfungsteil 89 und ein vierte Feder 87 und einen vierten Dämpfungsteil 88 aufweist. Die Kompression des zweiten Schlauches 2 ist durch ein zweites Zylinder-Kolbenteil 10 dargestellt.
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Bei einer Belastung des ersten Schlauches 1 dehnen sich die Federn 81 und 82 verzögerungsfrei, während die Verschiebung des Kolbens in den Dämpfungsteilen 83 und 84 eine gewisse Zeit erfordert. Dabei geht die Verformung der Federn um einen entsprechenden Betrag wieder zurück. Die Dehnung der Feder 82 wird durch das Dämpfungsteil 83 verzögert, nimmt aber mit dessen Veränderung mit zunehmender Zeitdauer zu. Dieses Verhalten entspricht dem Kriechen eines Polymerwerkstoffes. Die ursprünglich entstandene Spannung im Polymerwerkstoff wird mit zunehmender Zeitdauer geringer, wobei die durch die Kompression bewirkte Formänderung aber unverändert bleibt. Bei einer Entlastung geht die elastische Verformung der Feder 81 sofort zurück, wobei die Feder 82 eine allmähliche Rückverformung des Dämpfungsteil 83 bewirkt und die Feder 82 in ihre ursprüngliche Lage zurück gelangt. Das Dämpfungsteil 84 verzögert die Entlastung zusätzlich. Der Kompressionszustand des ersten Schlauches 1 ist durch das Zylinder-Kolbenteil 9 dargestellt, wobei je nach Stärke der Kompression die Fläche A1 unterschiedliche Beträge annimmt. Dieser Zusammenhang gilt in analoger Weise für die Situation bei dem zweiten Schlauch 2.
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Tritt aufgrund einer relativ lange einwirkenden Belastung und somit Kompression des ersten Schlauches 1 und des zweiten Schlauches 2 ein Kriechen des Polymerwerkstoffes beider Schläuche 1 und 2 auf, sind bei dem Ersatzschaltbild die Federn 81, 82, 86 und 87 stärker ausgedehnt als zuvor, wobei die jeweiligen Federkonstanten unverändert sind. Erfindungsgemäß ist jedoch der Abstand 7 zwischen dem ersten Widerlager 3 und dem zweiten Widerlager 4 konstant. Es kommt also nicht zu einer Ausdehnung des gesamten Systems aus erstem Schlauch 1, Verbindungselement 5 und zweitem Schlauch 2. Die Kompression bleibt unverändert, was durch die Zylinder-Kolbenteile 9 und 10 dadurch dargestellt ist, dass vor und nach einem Kriechen die Beträge der Flächen A1 und A2 der Kolben 91 und 11 unverändert sind. Es wird daraufhingewiesen, dass sich aufgrund des konstanten Abstandes 7 bei einem aufgrund einer Einspannkraftbeaufschlagung elliptisch verformten Schlauch das Kriechen derart auswirkt, dass sich der Schlauch in seine Randbereiche zur linken und rechten Seite hin ausdehnt.
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Bei einer Einspannkraftbeaufschlagung auf den ersten Schlauch 1 und den zweiten Schlauch 2 bei konstantem Abstand 7 bleibt die Lage des Verbindungselementes 5 unverändert, so dass dessen Lage zu einem Sensor unverändert genau erfasst werden kann. Dies gilt auch für einen Sensor, bei dem die vom Verbindungselement 5 auf den Sensor ausgeübte Kraft als Maß für einen relativen Unterschied zwischen dem ersten Druck und dem zweiten Druck erfasst wird. Bei der in 5 dargestellten ersten Ausführungsform 100 ist der Sensor 6 ein Kraftsensor, der wie eine Feder wirkt. Dessen Federkonstante ist vorzugsweise um ein Vielfaches höher als die jeweiligen Federkonstanten der Federn 81, 82, 86 und 87, so dass sich die Lage des Verbindungselementes 5 nur relativ gering ändern kann. Die gemeinsame Federkonstante der Federn 82 und 83 kann zum Beispiel 4 N/mm betragen, wobei die Federkonstante des Kraftsensors 400 N/mm beträgt.
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Diese Zusammenhänge gelten bei einer Langzeitbetrachtung. Bei einer kurzen Druckänderung im Millisekundenbereich mit einer relativ geringen Formänderung der Schläuche wirken die Dämpfungsteile 83, 84, 88, 89 hingegen wie elastische Federn, so dass eine Druckänderung sehr schnell und verzögerungsfrei auf das Verbindungselement 5 übertragen werden kann.
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In 6 ist ein Schaubild mit einem Verlauf des Differenzdruckes in Abhängigkeit von der Zeit dargestellt. Bei einer plötzlichen Druckänderung in Höhe von 500 mmHg zwischen dem Druck im ersten Schlauch und dem Druck im zweiten Schlauch zeigt die Kurve, dass bei Silikonschläuchen mit einem Elastizitätsmodul von 0,01-0,2 GPa und einem Verbindungselement aus Stahl mit einem Elastizitätsmodul von 210 GPa sehr schnell eine Änderung des Differenzdruckes erfasst werden kann. Besitzt der Schlauch einen Außendurchmesser von 6 mm und eine Wanddicke von 1 mm und besitzt das Verbindungselement eine Höhe von 1 mm bei einer Breite von 10 mm, ergibt sich eine Zeitkonstante von t = 28 Millisekunden, nach welcher ein Differenzdruck um 316 mmHg bzw. 63 % des maximalen Differenzdruckes gemessen werden kann. Somit kann sehr schnell ein Okklusionsdurchbruch mit der erfindungsgemäßen Druckmessvorrichtung erkannt werden.
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7 zeigt schematisch ein ophthalmochirurgisches System 200 mit einer solchen Messvorrichtung 100. Dargestellt ist eine Irrigationsleitung als erster Schlauch 1, ein zweiter Schlauch 2 als Aspirationsleitung, ein Verbindungselement 5, dessen Lage auf einen Sensor 6 in Abhängigkeit vom Druck in dem Schlauch 1 und dem Druck in dem Schlauch 2 erfasst werden kann. Als Sensor 6 kann in gleicher Weise auch ein Kraftsensor zum Einsatz kommen. Der Sensor 6 ist Teil einer Konsole 21, in welche die Kassette 20 eingesetzt wird. Zur Konsole 21 gehört ferner eine Saugpumpe 22 und ein Aspirationsfluidbehälter 23. Das Irrigationsfluid wird bei dem System von einem Irrigationsfluidbehälter 24 in die Irrigationsleitung 1 zugeführt. Die Leitung oder der Schlauch 1 und die Leitung oder der Schlauch 2 sind mit einem eine Nadel aufweisenden Handstück 15 verbunden. Mit einem solchen ophthalmochirurgischen System 200 kann eine Phakoemulsifikation durchgeführt werden.
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Der Sensor 6 kann ein Wegsensor sein, welcher einen Dehnmessstreifen aufweist. Eine Alternative kann auch ein mechanischer Wegtaster sein, ein kapazitiver Wegaufnehmer, ein induktiver Wegaufnehmer mit z. B. einem Differenzial-Tauchankergeber (LVDT), ein induktiv potentiometrischer Wegsensor, ein Wirbelstromwegsensor, ein Lasertriangulationswegsensor, ein konfokaler Wegsensor, ein optisches Mikrometer, ein Laserlinienscanner, oder ein Seilzugwegsensor.
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Der erste Schlauch oder der zweiter Schlauch kann einen Werkstoff aufweisen, welcher aus der Gruppe ausgewählt ist, welche Fluor-Kautschuk, Polyolefin, Silikon-Kautschuk, Glasgewebe, Polyvinylchlorid, Ethyl-Vinyl-Acetat, Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk, Polyurethan, Thermoplastisches Elastomer, Isobutylen-Isopren-Kautschuk, Naturkautschuk, Butadien-Acrylnitril-Kautschuk umfasst.
