DE102016201297B3

DE102016201297B3 - Ophthalmochirugisches System

Info

Publication number: DE102016201297B3
Application number: DE102016201297.5A
Authority: DE
Inventors: Christoph Kübler; Friederike Moll; Nadine Geller; Melanie Dehner
Original assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Current assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Priority date: 2016-01-28
Filing date: 2016-01-28
Publication date: 2017-03-30
Anticipated expiration: 2036-01-29
Also published as: CH712125B1; JP2019022716A; JP6783837B2; JP2017131649A; JP2019022715A; JP6740313B2; US10639196B2; US20170216093A1; JP6416946B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein ophthalmochirurgisches System, welches aufweist: – eine Konsole zur Aufnahme eines Irrigationsfluidbehälters mit Irrigationsfluid, – eine in die Konsole einsetzbare Kassette zur Steuerung des Irrigationsfluides zu einem chirurgischen Instrument für ein zu behandelndes Auge, – einen Irrigationsfluid-Strömungspfad von dem Irrigationsfluidbehälter zu der Kassette und zu dem chirurgischen Instrument, – eine erste Fluidpumpe, welche eine erste Pumpkammer mit einem ersten Volumen und eine mit einem ersten elastischen Trennelement davon getrennte erste Antriebskammer mit einem zweiten Volumen aufweist, – eine parallel zur ersten Fluidpumpe angeordnete zweite Fluidpumpe, welche eine zweite Pumpkammer mit einem dritten Volumen und eine mit einem zweiten elastischen Trennelement davon getrennte zweite Antriebskammer mit einem vierten Volumen aufweist, wobei das erste Volumen oder das dritte Volumen eine Größe im Bereich von 1 bis 25 cm3 besitzt.

Description

Die Erfindung betrifft ein ophthalmochirurgisches System.
Zur Behandlung einer Augenlinsentrübung, welcher in der Medizin als grauer Star bezeichnet wird, gibt es mehrere chirurgische Techniken. Die am weitesten verbreitete Technik ist die Phakoemulsifikation, bei der eine dünne Hohlnadel in die Augenlinse eingeführt und zu Ultraschallschwingungen angeregt wird. Die vibrierende Hohlnadel emulsifiziert in ihrer nächsten Umgebung die Linse derart, dass die entstehenden Linsenpartikel durch eine Leitung mittels einer Pumpe abgesaugt werden können. Dabei wird ein Spülfluid (Irrigationsfluid) zugeführt, wobei das Absaugen der Linsenpartikel und des Fluides durch eine Aspirationsleitung erfolgt. Ist die Linse vollständig emulsifiziert und entfernt worden, kann in den leeren Kapselsack eine neue künstliche Linse eingesetzt werden, sodass ein derart behandelter Patient wieder ein gutes Sehvermögen erreichen kann.
Bei der Zerkleinerung der Augenlinse durch eine mit Ultraschall schwingende Hohlnadel ist es unvermeidbar, dass während der Operation ein relativ großes Linsenpartikel so vor der Spitze der Hohlnadel zur Anlage kommt, dass diese Nadelspitze bzw. ihre Absaugöffnung verstopft wird. Dieser Zustand wird als Okklusion bezeichnet. In einem solchen Fall baut eine üblicherweise eingesetzte Peristaltikpumpe in der Aspirationsleitung einen mehrfach stärkeren Saugdruck im Vergleich zu einem okklusionsfreien Betrieb auf. Zusätzlich kann ein starker Energieeintrag für die Bewegung der Hohlnadel erfolgen, sodass das die Hohlnadel verstopfende Linsenpartikel zertrümmert wird. Alternativ kann auch eine Umkehrung der Laufrichtung der Peristaltikpumpe das Linsenpartikel von der Nadelspitze wieder entfernen, sodass wieder ein übliches Absaugen des Fluides und der kleinen Linsenpartikel erfolgen kann. In einem solchen Moment wird eine Okklusion somit aufgebrochen, wobei der zuvor anliegende hohe Unterdruck sehr schnell abnimmt. Der dadurch entstehende Sog kann dazu führen, dass nicht nur kleine Linsenpartikel und Fluid zur Aspirationsleitung gezogen werden, sondern auch ein Teil des Kapselsackes mit der Hohlnadel in Kontakt kommt. Wenn der Kapselsack durchstochen wird, führt dies zu erheblichen Komplikationen für den Patienten, welche unbedingt vermieden werden müssen.
Zudem kann bei dem Sog eine große Fluidmenge aus der Vorderkammer des Auges abgesaugt werden, sodass die Gefahr besteht, dass das Auge kollabiert. Auch dies kann zu erheblichen Komplikationen für den Patienten führen, welche unbedingt vermieden werden müssen.
In US 2015/0 164 690 A1 ist ein Fluidmanagement-System beschrieben, welches eine Kammer, ein in der Kammer enthaltenes Diaphragma, eine Pumpe, einen Druckregler, einen Sensor zum Erfassen einer Position des Diaphragmas und eine Steuerung aufweist. In WO 93/18 802 A1 ist ein Steuerungssystem für eine Fluidströmung und einen Fluiddruck beschrieben, wobei das System einen Akkumulator aufweist, der durch eine flexible Membran in eine erste Kammer und eine zweite Kammer getrennt wird, wobei der Akkumulator mit einer Venturi-Pumpe und einer Peristaltikpumpe gekoppelt ist. In US 2015/0 297 405 A1 ist eine Hydraulikpumpe für eine Aspiration eines ophthalmochirurgischen Systems beschrieben.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein ophthalmochirurgisches System zu schaffen, mit dem während der gesamten Zeitdauer einer Operation der Augeninnendruck auf einem niedrigen Wert von weniger als 50 mm Hg gehalten wird. Der Augeninnendruck soll während der Operation nahezu konstant gehalten werden, wobei dies auch bei Beginn und nach Aufbrechen einer Okklusion erreicht werden soll. Dies soll während einer kurzen wie auch während einer langen Operation möglich sein. Ferner soll das System kostengünstig sein.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Das erfindungsgemäße ophthalmochirurgische System weist auf:

– eine Konsole zur Aufnahme eines Irrigationsfluidbehälters mit Irrigationsfluid,
– eine in die Konsole einsetzbare Kassette zur Steuerung des Irrigationsfluides zu einem chirurgischen Instrument für ein zu behandelndes Auge,
– einen Irrigationsfluid-Strömungspfad von dem Irrigationsfluidbehälter zu der Kassette und zu dem chirurgischen Instrument,
– eine erste Fluidpumpe, welche eine erste Pumpkammer mit einem ersten Volumen und eine mit einem ersten elastischen Trennelement davon getrennte erste Antriebskammer mit einem zweiten Volumen aufweist, wobei das erste elastische Trennelement mit seinem Rand fest in der ersten Fluidpumpe montiert ist, wobei der ersten Pumpkammer Irrigationsfluid vom Irrigationsfluid-Strömungspfad zuführbar ist und der ersten Antriebskammer auf der Basis eines vorbestimmten Druckes ein erstes Antriebsfluid zuführbar ist, mit welchem eine elastische Verformung des ersten elastischen Trennelementes erreichbar ist, wodurch sich das erste Volumen verkleinern und gleichzeitig das zweite Volumen vergrößern lässt,
– eine parallel zur ersten Fluidpumpe angeordnete zweite Fluidpumpe, welche eine zweite Pumpkammer mit einem dritten Volumen und eine mit einem zweiten elastischen Trennelement davon getrennte zweite Antriebskammer mit einem vierten Volumen aufweist, wobei das zweite elastische Trennelement mit seinem Rand fest in der zweiten Fluidpumpe montiert ist, wobei der zweiten Pumpkammer Irrigationsfluid vom Irrigationsfluid-Strömungspfad zuführbar ist und der zweiten Antriebskammer auf der Basis eines vorbestimmten Druckes ein zweites Antriebsfluid zuführbar ist, mit welchem eine elastische Verformung des zweiten elastischen Trennelementes erreichbar ist, wodurch sich das dritte Volumen verkleinern und gleichzeitig das vierte Volumen vergrößern lässt, wobei das erste Volumen oder das dritte Volumen eine Größe im Bereich von 1 bis 25 cm³ besitzt.

Das System weist somit eine erste Fluidpumpe und eine dazu parallel geschaltete zweite Fluidpumpe auf. Wenn zum Beispiel bei der ersten Fluidpumpe die erste Pumpkammer nahezu entleert ist, kann die zweite Fluidpumpe zugeschaltet werden. Gibt die zweite Fluidpumpe mit ihrer zweiten Pumpkammer Irrigationsfluid in den Irrigationsfluid-Strömungspfad ab, kann die erste Fluidpumpe wieder befüllt werden, sodass nach dem Entleeren der zweiten Pumpkammer wieder die erste Fluidpumpe zugeschaltet werden kann. Dies bedeutet, dass ein wechselseitiges Betätigen der ersten Fluidpumpe und der zweiten Fluidpumpe möglich ist. Damit lässt sich während einer Operation ein Volumenstrom mit sehr geringen Schwankungen erzielen. Dies bedeutet, dass ein nahezu konstanter Augeninnendruck erreichbar ist. Das wechselseitige Betätigen der parallel geschalteten ersten und zweiten Fluidpumpe kann so lange erfolgen, bis kein Irrigationsfluid mehr im Irrigationsfluidbehälter enthalten ist. Damit kann das System während einer kurzen wie auch während einer sehr langen Operation ohne Unterbrechung des Irrigationsfluidstromes betrieben werden.
Die Fluidpumpen weisen jeweils ein elastisches Trennelement auf, welches mit seinem Rand fest in der jeweiligen Fluidpumpe montiert ist. Eine Bewegung des elastischen Trennelementes erfolgt durch ein Antriebsfluid, das in einer zugehörigen Antriebskammer der jeweiligen Fluidpumpe vorgesehen ist. Das elastische Trennelement wird somit nicht durch einen Stößel oder eine Stange bewegt, wie dies bei einem Kolben der Fall ist, sondern durch ein Antriebsfluid. Dies ermöglicht eine ruckfreie und sehr schnelle Bewegung, also ohne anfängliches Haften mit nachfolgendem Gleiten wie bei einem Kolben (auch als „Stick-Slip-Effekt” bekannt). Ein derartiges elastisches Trennelement kann auch mit einer geringen Masse gefertigt werden, welches eine dynamische Bewegung und damit eine dynamische Fluidänderung im Irrigationsfluid-Strömungspfad ermöglicht. Da das elastische Trennelement am Rand der jeweiligen Fluidpumpe befestigt ist, lässt sich eine gute Abdichtung erreichen. Eine Bewegung des elastischen Trennelementes am Rand der Fluidpumpe tritt somit nicht auf. Daher kann ein Schmiermittel für ein gutes Gleiten, wie dies bei einer Kolbenpumpe erforderlich wäre, entfallen. Dies ist besonders vorteilhaft, da bei dem erfindungsgemäßen System somit keine Gefahr besteht, dass das Irrigationsfluid verunreinigt wird. Vielmehr ist sichergestellt, dass das Irrigationsfluid bei Betätigen der Fluidpumpen steril bleiben kann. Zusätzlich ermöglicht die gute Dichtwirkung durch ein elastisches Trennelement, dass ein beliebiges Antriebsfluid zum Einsatz kommen kann. Es ist denkbar, dass es sich dabei ebenfalls um Irrigationsfluid handelt. Es ist jedoch auch möglich, dass es sich um Druckluft aus einer stationären Druckluftleitung handelt. Die gute Dichtwirkung mittels eines elastischen Trennelementes stellt sicher, dass es zu keinem Kontakt zwischen Irrigationsfluid der Pumpkammer und Antriebsfluid der Antriebskammer kommt.
Das erste Volumen der ersten Pumpkammer oder das dritte Volumen der dritten Pumpkammer besitzt eine Größe im Bereich von 1 bis 25 cm³, bevorzugt eine Größe im Bereich von 1 bis 15 cm³ und besonders bevorzugt eine Größe im Bereich von 1 bis 10 cm³.. Dies stellt ein relativ kleines Volumen dar. Aufgrund der Möglichkeit, einen wechselseitigen Betrieb der Fluidpumpe vorzusehen, ist jedoch ein langer Operationsbetrieb ohne Unterbrechung möglich. Ein kleines erstes und drittes Volumen ist zudem vorteilhaft, da eine relativ kleine Änderung des Volumenstromes im Irrigationsfluid-Strömungspfad eine prozentual relativ große Änderung des ersten und dritten Volumens bewirkt. Dies bedeutet eine relativ hohe Empfindlichkeit in der Erfassung einer Volumenstromänderung. Ein kleines erstes Volumen und/oder drittes Volumen bedeutet ferner, dass nur geringe Massen zu fördern sind, sodass das System insgesamt klein und kompakt dimensioniert und somit kostengünstig ausgeführt werden kann.
Bevorzugt besitzt das erste Volumen die gleiche Größe wie das dritte Volumen. Damit kann ein symmetrischer Aufbau mit nahezu gleichen Schalthäufigkeiten der zugehörigen Ventile erreicht werden.
Gemäß einer Weiterbildung weist das erfindungsgemäße System zusätzlich Folgendes auf:

– einen Aspirationsfluid-Strömungspfad zur Zufuhr von Aspirationsfluid von dem zu behandelnden Auge zu einem Aspirationsfluid-Sammelbehälter,
– eine dritte Fluidpumpe, welche eine dritte Pumpkammer mit einem fünften Volumen und eine mit einem dritten elastischen Trennelement davon getrennte dritte Antriebskammer mit einem sechsten Volumen aufweist, wobei das dritte elastische Trennelement mit seinem Rand fest in der dritten Fluidpumpe montiert ist, wobei der dritten Pumpkammer Aspirationsfluid vom Aspirationsfluid-Strömungspfad zuführbar ist und der dritten Antriebskammer auf der Basis eines vorbestimmten Druckes ein drittes Antriebsfluid zuführbar ist, mit welchem eine elastische Verformung des dritten elastischen Trennelementes erreichbar ist, wodurch sich das fünfte Volumen vergrößern und gleichzeitig das sechste Volumen verkleinern lässt,
– eine parallel zur dritten Fluidpumpe angeordnete vierte Fluidpumpe, welche eine vierte Pumpkammer mit einem siebten Volumen und eine mit einem vierten elastischen Trennelement davon getrennte vierte Antriebskammer mit einem achten Volumen aufweist, wobei das vierte elastische Trennelement mit seinem Rand fest in der vierten Fluidpumpe montiert ist, wobei der vierten Pumpkammer Aspirationsfluid vom Aspirationsfluid-Strömungspfad zuführbar ist und der vierten Antriebskammer auf der Basis eines vorbestimmten Druckes ein viertes Antriebsfluid zuführbar ist, mit welchem eine elastische Verformung des vierten elastischen Trennelementes erreichbar ist, wodurch sich das siebte Volumen vergrößern und gleichzeitig das achte Volumen verkleinern lässt,

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Im Aspirationsfluid-Strömungspfad ist somit ein zum Irrigationsfluid-Strömungspfad analoger Aufbau vorgesehen. Eine dritte Fluidpumpe ist parallel zu einer vierten Fluidpumpe angeordnet, um Aspirationsfluid vom Auge zu einem Aspirationsfluid-Sammelbehälter abzupumpen. Die Pumpen sind wechselseitig betreibbar und weisen jeweils ein elastisches Trennelement auf, sodass eine dichte Abtrennung zwischen einer jeweiligen Pumpkammer und einer zugehörigen Antriebskammer möglich ist. Durch das relativ kleine fünfte Volumen oder siebte Volumen, welches eine Größe im Bereich von 1 bis 25 cm³ besitzt, bevorzugt eine Größe im Bereich von 1 bis 15 cm³ und besonders bevorzugt eine Größe im Bereich von 1 bis 10 cm³ besitzt, ist eine schnelle und dynamische Reaktion auf eine Druckänderung in der Aspirationsleitung möglich. Wenn zum Beispiel eine Nadel des chirurgischen Instrumentes mit einem Linsenpartikel verstopft bzw. okkludiert ist, fließt kein Aspirationsfluid mehr in den Aspirationsfluid-Strömungspfad. Nach dem Aufbrechen der Verstopfung ändert sich dieser Zustand sehr schnell, indem geradezu schlagartig Fluid aus dem Auge abgesaugt wird. Sobald dies erkannt wird, kann diese Änderung mittels einer sehr dynamisch betreibbaren dritten und fünften Fluidpumpe gut gehandhabt werden, sodass ein nahezu konstanter Augeninnendruck erreichbar ist.
Ein weiterer Vorteil dieser Ausführungsform liegt darin, dass während der gesamten Operationsdauer ein Absaugen ohne Pulsation möglich ist. Dies stellt eine deutliche Verbesserung im Vergleich zu Systemen dar, die das Aspirationsfluid mit einer Peristaltikpumpe fördern. Ein Betrieb ohne Pulsation ist vorteilhaft, da somit während der gesamten Operationsdauer das zu behandelnde Auge ruhig liegen kann und sich einem Operateur bei der Beobachtung durch ein Mikroskop ein ruhiges Bild darstellt.
Bevorzugt besitzt das fünfte Volumen die gleiche Größe wie das siebte Volumen. Damit kann ein symmetrischer Aufbau mit nahezu gleichen Schalthäufigkeiten der zugehörigen Ventile erreicht werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die jeweilige Position des ersten elastischen Trennelementes und des zweiten elastischen Trennelementes durch einen jeweiligen ersten und zweiten Sensor berührungslos detektierbar. Die Kenntnis der Position des ersten und zweiten elastischen Trennelementes ermöglicht eine indirekte Aussage über den Volumenstrom im Irrigationsfluid-Strömungspfad. Somit kann mittels des ersten und zweiten Antriebsfluides der Volumenstrom im Irrigationsfluid-Strömungspfad direkt beeinflusst werden. Dies ist besonders wichtig, wenn ein Durchbruch einer Okklusion auftritt und eine schnelle und dynamische Änderung des Irrigationsfluid-Volumenstromes erforderlich ist, um einen nahezu konstanten Augeninnendruck zu erreichen.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass bei einer solchen indirekten Aussage über den Volumenstrom Luftblasen im Irrigationsfluid unbedeutend sind. Bei einer Druckmessung oder Volumenstrommessung, wie sie bei ophthalmochirurgischen Systemen gemäß dem Stand der Technik üblich sind, wirken sich Luftblasen, insbesondere Schaum, jedoch sehr störend auf das Messergebnis aus und können es stark verfälschen. Wenn sich also Luftblasen im Irrigationsfluid nicht vermeiden lassen, kann gemäß der Ausführungsform trotzdem eine genaue Regelung des Volumenstromes im Irrigationsfluid-Strömungspfad und damit eine Regelung des sich daraufhin einstellenden Druckes im Auge erreicht werden.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass die jeweilige Position des dritten elastischen Trennelementes und des vierten elastischen Trennelementes durch einen jeweiligen dritten und vierten Sensor berührungslos detektierbar ist. Damit können die zuvor beschriebenen Vorteile beim Erfassen der Position des ersten elastischen Trennelementes und des zweiten elastischen Trennelementes noch besser erreicht werden. Es kann somit auch im Aspirationsfluid-Strömungspfad eine indirekte Aussage über den Volumenstrom erfolgen, wodurch eine schnelle und dynamische Regelung des Volumenstromes im Aspirationsfluid-Strömungspfad erreichbar ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Irrigationsfluid aus der ersten und der zweiten Pumpkammer gleichzeitig und mit einem ersten Druck dem Irrigationsfluid-Strömungspfad in Richtung zu dem chirurgischen Instrument zuführbar. Wenn zum Beispiel die erste Pumpkammer nahezu entleert ist, kann kurz vor dem entleerten Zustand der ersten Pumpkammer Irrigationsfluid aus der dritten Pumpkammer in den Irrigationsfluid-Strömungspfad zugeführt werden. Da die beiden Pumpkammern parallel zueinander geschaltet sind, liegt an den jeweiligen Ausgängen der beiden Pumpkammern der gleiche Druck an. Eine solche Ausführungsform ist vorteilhaft, da somit ein kontinuierlicher Regelbetrieb des zugeführten Irrigationsfluides erreichbar ist und beim wechselseitigen Betrieb der Pumpkammern keine Schwankung des Volumenstromes und des Druckes im Irrigationsfluid-Strömungspfad auftritt.
Ferner kann das Aspirationsfluid aus der dritten und der vierten Pumpkammer gleichzeitig und mit einem zweiten Druck dem Aspirationsfluid-Strömungspfad in Richtung zu dem Aspirationsfluid-Sammelbehälter zuführbar sein. Damit sind die gleichen Vorteile wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform auch im Aspirationsfluid-Strömungspfad erreichbar.
Bei einer weiteren Ausführungsform weist die erste und zweite Pumpkammer für das Irrigationsfluid und/oder die dritte und vierte Pumpkammer für das Aspirationsfluid jeweils ein Einlassventil und ein Auslassventil auf, wobei das jeweilige Auslassventil räumlich oberhalb des jeweiligen Einlassventils angeordnet ist. Dies ist vorteilhaft, da im Irrigationsfluid bzw. Aspirationsfluid eventuell vorhandene Luftblasen schnell nach oben entweichen können und sich nicht in einer der Pumpkammer in größeren Mengen ansammeln können.
Vorzugsweise sind die erste und die zweite Pumpkammer in der Kassette angeordnet und die erste und die zweite Antriebskammer sind in der Konsole angeordnet. Die erste Pumpkammer mit dem ersten Volumen und die zweite Pumpkammer mit dem dritten Volumen besitzen jeweils ein relativ kleines Volumen, sodass die Kassette klein und kompakt ausgeführt werden kann. Da die Kassette ein Verbrauchsgegenstand ist, sind somit niedrige Verbrauchskosten möglich. Eine solche Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems ermöglicht damit einen kostengünstigen Betrieb.
Zusätzlich oder alternativ dazu kann die dritte und die vierte Pumpkammer in der Kassette angeordnet sein und die dritte und die vierte Antriebskammer in der Konsole angeordnet sein. Damit ist ebenfalls ein kleiner und kompakter Aufbau der Kassette und somit ein kostengünstiger Betrieb möglich.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden mit Bezug auf die nachfolgenden Zeichnungen erklärt, in welchen zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems;
2 eine schematische Darstellung von Schaltzuständen von Einlass- und Auslassventilen von der ersten und zweiten Pumpkammer des erfindungsgemäßen Systems;
3 eine schematische Darstellung von Schaltzuständen von Einlass- und Auslassventilen von der dritten und vierten Pumpkammer des erfindungsgemäßen Systems; und
4 schematische Diagramme von Druckverläufen und Volumenstromverläufen in Abhängigkeit von der Zeit bei dem erfindungsgemäßen System.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen ophthalmochirurgischen Systems 100. Das System 100 weist eine Konsole 1 auf, an welche ein Irrigationsfluidbehälter 2 mit einem darin enthaltenen Irrigationsfluid 3 gekoppelt werden kann. Zusätzlich weist es eine Kassette 4 auf, welche in die Konsole 1 einsetzbar ist. Die Kassette 4 dient zur Steuerung des Irrigationsfluides 3 zu einem chirurgischen Instrument 5 für ein zu behandelndes Auge 6. Das chirurgische Instrument 5 ist geeignet, eine Linse 7 des Auges 6 zum Beispiel durch Phakoemulsifikation zu zerkleinern, wobei die entstehenden Linsenpartikel und das Irrigationsfluid 3 abgesaugt werden können.
Das System 100 weist ferner einen Irrigationsfluid-Strömungspfad 8 auf, der von dem Irrigationsfluidbehälter 2 zu der Kassette 4 und von dort zu dem chirurgischen Instrument 5 verläuft. Zusätzlich ist in dem System 100 eine erste Fluidpumpe 10 enthalten, welche eine erste Pumpkammer 11 mit einem ersten Volumen und eine mit einem ersten elastischen Trennelement 12 davon getrennte erste Antriebskammer 13 mit einem zweiten Volumen aufweist. Das erste elastische Trennelement 12 ist an seinem Rand 14 fest in der Fluidpumpe 10 montiert.
Das Irrigationsfluid 3 ist mittels des Irrigationsfluid-Strömungspfades 8 der ersten Pumpkammer 11 zuführbar. Das Irrigationsfluid 3 kann zu einem ersten Einlassventil 15 strömen, bei geöffneter Stellung des Einlassventils 15 in die erste Pumpkammer 11 gelangen und bei einem geöffneten Auslassventil 16 die erste Pumpkammer 11 wieder verlassen. Der benachbart zur ersten Pumpkammer 11 angeordneten ersten Antriebskammer 13 kann ein erstes Antriebsfluid 17 mittels eines Proportionalventils 18 zugeführt werden. In Abhängigkeit von einem Differenzdruck zwischen dem ersten Antriebsfluid 17 in der ersten Antriebskammer 13 und dem Irrigationsfluid 3 in der ersten Pumpkammer 11 kommt es zu einer elastischen Verformung des ersten elastischen Trennelementes 12. Ist der Druck in der ersten Antriebskammer 13 größer als der Druck in der ersten Pumpkammer 11, verkleinert sich das erste Volumen der ersten Pumpkammer 11, wobei sich gleichzeitig das zweite Volumen der ersten Antriebskammer 13 vergrößert. Wenn das Einlassventil 15 geschlossen und das Auslassventil 16 geöffnet ist, kann somit Irrigationsfluid 3 aus der ersten Pumpkammer 11 ausgeleitet werden. Die Position des ersten elastischen Trennelementes 12 kann mittels eines ersten Sensors 19 erfasst werden, welcher außerhalb der ersten Fluidpumpe 10 angebracht ist. Bevorzugt handelt es sich bei dem ersten Sensor 19 um einen induktiven oder kapazitiven Wegsensor.
Der Irrigationsfluid-Strömungspfad 8 teilt sich in der Kassette 4 in einen ersten Teilpfad 81 und einen zweiten Teilpfad 82 auf, welche zueinander parallel geschaltet sind. Das Irrigationsfluid 3 kann somit auch in den zweiten Teilpfad 82 und von dort zu einer zweiten Fluidpumpe 20 gelangen. Nach Passieren eines zweiten Einlassventils 25 kann es in eine zweite Pumpkammer 21 der zweiten Fluidpumpe 20 eintreten und aus der zweiten Pumpkammer 21 wieder austreten, wenn ein zweites Auslassventil 26 geöffnet ist.
Nach dem ersten Auslassventil 16 kann das Irrigationsfluid in einem Teilpfad 83 strömen, und nach dem zweiten Auslassventil 26 kann das Irrigationsfluid in einem Teilpfad 84 strömen. Die Teilpfade 83 und 84 treffen aufeinander und vereinen sich, sodass das Irrigationsfluid nur noch in einem einzelnen Irrigationsfluid-Strömungspfad 8 weiter strömt.
Benachbart zu der zweiten Pumpkammer 21, welche ein drittes Volumen besitzt, ist eine zweite Antriebskammer 23 angeordnet, welche ein viertes Volumen besitzt, wobei die zweite Pumpkammer 21 und die zweite Antriebskammer 23 durch ein zweites elastisches Trennelement 22 voneinander getrennt sind. Das zweite elastische Trennelement 22 ist an seinem Rand 24 fest in der zweiten Fluidpumpe 20 montiert. Der zweiten Antriebskammer 23 kann auf Basis eines vorbestimmten Druckes ein zweites Antriebsfluid 27 mittels eines Proportionalventils 28 zugeführt werden.
In Abhängigkeit vom Differenzdruck zwischen der zweiten Pumpkammer 21 und der zweiten Antriebskammer 23 lässt sich das dazwischen angeordnete zweite elastische Trennelement 22 elastisch verformen. Wenn zum Beispiel der Druck in der zweiten Antriebskammer 23 größer als in der zweiten Pumpkammer 21 ist, vergrößert sich das vierte Volumen der zweiten Antriebskammer 23, wobei sich gleichzeitig das dritte Volumen der zweiten Pumpkammer 21 verkleinert. Dadurch kann Irrigationsfluid 3 aus der zweiten Pumpkammer 21 in den Teilpfad 84 des Irrigationsfluid-Strömungspfades 8 geleitet werden. Die Position des zweiten elastischen Trennelementes 22 lässt sich durch einen zweiten Sensor 29 vorzugsweise berührungslos, zum Beispiel induktiv oder kapazitiv, erfassen.
Wenn Irrigationsfluid durch die erste Fluidpumpe 10 und/oder die zweite Fluidpumpe 20 nach Passieren der Auslassventile 16 und/oder 26 in den Irrigationsfluid-Strömungspfad 8 weitergeführt wird, erreicht es ein chirurgisches Instrument 5. Dieses Instrument 5 kann zum Beispiel ein Handstück für eine Phakoemulsifikation sein, mit dem sich eine Linse 7 eines Auges 6 in kleine Linsenpartikel zerkleinern lässt.
Während des Zerkleinerns der Augenlinse 7 werden die Partikel zusammen mit dem zugeführten Irrigationsfluid abgesaugt. Dies erfolgt gemäß der Erfindung mittels einer dritten Fluidpumpe 30 und einer parallel dazu geschalteten vierten Fluidpumpe 40. Die Linsenpartikel und das beim Zerkleinern der Linse verunreinigte Irrigationsfluid, welches zusammen dann als Aspirationsfluid bezeichnet wird, gelangen entlang eines Aspirationsfluid-Strömungspfades 9, der sich in einen ersten Teilpfad 91 und einen zweiten Teilpfad 92 aufteilt, bei einem geöffneten Einlassventil 35 zu der dritten Fluidpumpe 30.
Die dritte Fluidpumpe 30 weist eine dritte Pumpkammer 31 und eine dazu benachbart angeordnete dritte Antriebskammer 33 auf, welche mittels eines dritten elastischen Trennelementes 32 voneinander getrennt sind. Das dritte elastische Trennelement 32 ist an seinem Rand 34 fest mit der dritten Fluidpumpe 30 verbunden. Ein drittes Antriebsfluid 37 kann mittels eines Proportionalventils 38 zu der dritten Antriebskammer 33 geleitet werden. Strömt bei geöffnetem Einlassventil 35 das Aspirationsfluid in die dritte Pumpkammer 31 ein, kann dieses aus der dritten Pumpkammer 30 aufgrund eines entsprechend hohen Druckes in der dritten Antriebskammer 33 und dadurch elastisch verformten dritten Trennelementes 32 heraus befördert werden, wenn das Einlassventil 35 geschlossen und das Auslassventil 36 geöffnet ist. Die Position des dritten elastischen Trennelementes 32 kann mittels eines dritten Sensors 39 erfasst werden. Das ausgepumpte Aspirationsfluid gelangt in einen Teilpfad 93 und von dort zu einem Aspirationsfluid-Sammelbehälter 50.
Diese Zusammenhänge gelten in analoger Weise auch für die vierte Fluidpumpe 40. Das Aspirationsfluid kann entlang des Teilpfades 92 bei einem geöffnetem Einlassventil 45 in eine vierte Pumpkammer 41 mit einem siebten Volumen einströmen. Benachbart zu der vierten Pumpkammer 41 befindet sich eine vierte Antriebskammer 43 mit einem achten Volumen, in welches ein viertes Antriebsfluid 47 mittels eines Proportionalventils 48 einströmen kann. Ist der Druck in der vierten Antriebskammer 43 größer als in der vierten Pumpkammer 41, verformt sich das vierte elastische Trennelement 42 entsprechend, sodass sich das siebte Volumen verkleinert und das achte Volumen vergrößert. Die Wegänderung des vierten elastischen Trennelementes 42 kann mittels eines Sensors 49 erfasst werden. Bei einem geschlossenen Einlassventil 45 bei geöffnetem Auslassventil 46 kann dann das Aspirationsfluid aus der vierten Fluidpumpe 40 in einen Teilpfad 94 ausströmen. Die beiden Teilpfade 93 und 94 vereinen sich daraufhin wieder, woraufhin das Aspirationsfluid zu dem Aspirationsfluid-Sammelbehälter 50 geleitet wird.
Die Einlassventile 15 und 25 befinden sich räumlich unterhalb der Auslassventile 16 und 26. Dies gilt auch für die Einlassventile 35 und 45, welche sich unterhalb der Auslassventile 36 und 46 befinden. Damit kann auf einfache Weise erreicht werden, dass Luftblasen in dem Irrigationsfluid oder in dem Aspirationsfluid schnell nach oben abgeleitet werden und sich kein Schaum in einer Pumpkammer ansammeln kann.
Die Darstellung in 1 ist sehr schematisch, wobei die Pumpkammern 10, 20, 30 und 40 mit einem rechteckigen Querschnitt dargestellt sind. In der Realität können diese Pumpkammern 10, 20, 30 und 40 einen runden oder ovalen Querschnitt aufweisen, damit sich das jeweilige elastische Trennelement 12, 22, 32 und 42 bei einer elastischen Verformung gut an eine Innenwand der jeweiligen Pumpkammer 10, 20, 30 und 40 anlegen kann, um das darin enthaltene Fluid gut herausdrücken zu können.
2 zeigt eine schematische Darstellung von Schaltzuständen des Einlassventils 15 und des Auslassventils 16 für die erste Pumpkammer 11 der ersten Fluidpumpe 10 und von Schaltzuständen des Einlassventils 25 und des zugehörigen Auslassventils 26 für die zweite Pumpkammer 21 der zweiten Fluidpumpe 20. Die Pumpkammern 11 und 21 sind jeweils mit einem Irrigationsfluid gefüllt. Der Füllstand mit dem Irrigationsfluid ist durch die Höhe der obersten Schraffurlinie der horizontal verlaufenden Schraffurlinien in der jeweiligen Pumpkammer angezeigt. Ist das Irrigationsfluid in der jeweiligen Pumpkammer mit einem niedrigen Druck enthalten, ist der Abstand zwischen den horizontal verlaufenden Schraffurlinien in der jeweiligen Pumpkammer relativ groß. Ist das Irrigationsfluid in der jeweiligen Pumpkammer mit einem hohen Druck enthalten, ist der Abstand zwischen den horizontal verlaufenden Schraffurlinien in der jeweiligen Pumpkammer relativ klein.
Es wird angenommen, dass in einem ersten Schaltzustand IZ1 die erste Pumpkammer 11 mit Irrigationsfluid mit einem vorbestimmten Druck p(IRR1) gefüllt ist. Das erste Einlassventil 15 ist geschlossen und das erste Auslassventil 16 ist geöffnet. In der ersten Antriebskammer 13 (in 2 nicht eingezeichnet) liegt ein vorbestimmter Druck an, sodass Irrigationsfluid mit einem Druck p(IRR1) in den Teilpfad 83 des Irrigationsfluid-Strömungspfades und von dort zu dem chirurgischen Handstück strömen kann. Die zweite Pumpkammer 21 ist nur mit sehr wenig Irrigationsfluid 3 gefüllt. Das zweite Einlassventil 25 ist geschlossen, ebenso ist das zweite Auslassventil 26 geschlossen. In einem Schaltzustand IZ2 wird das zweite Einlassventil 25 geöffnet, sodass Irrigationsfluid von dem Irrigationsfluidbehälter 2 in die zweite Pumpkammer 21 einströmen kann. Dazu wird der Druck in der zweiten Antriebskammer 23 so eingestellt, dass er niedriger als der Druck in der zweiten Pumpkammer 21 ist. Somit entsteht in der zweiten Pumpkammer 21 ein Unterdruck und Irrigationsfluid wird angesaugt. Wenn eine vorbestimmte Menge an Irrigationsfluid eingeströmt ist, was an der Position des elastischen Trennelementes 22 mittels des zweiten Sensors 29 erfasst wird, wird das zweite Einlassventil 25 geschlossen, siehe Schaltzustand IZ3. Daraufhin wird der Druck in der zweiten Antriebskammer 23 so erhöht, dass sich ein vorbestimmter Irrigationsdruck p(IRR1) in der zweiten Pumpkammer 21 einstellt, siehe Schaltzustand IZ4. Im Schaltzustand IZ5 wird das zweite Auslassventil 26 geöffnet, sodass in den Teilpfad 84 Irrigationsfluid mit dem Druck p(IRR1) strömen kann. Für einen kurzen Moment, der zum Beispiel 20 Millisekunden andauern kann, fließt somit Irrigationsfluid mit gleichem Druck p(IRR1) in dem dritten Teilpfad 83 und in dem vierten Teilpfad 84. Während der Schaltzustände IZ1 bis IZ5 strömt das in der ersten Pumpkammer 11 enthaltene Irrigationsfluid aus.
Daraufhin wird das erste Auslassventil 16 geschlossen, siehe Schaltzustand IZ6, sodass kein Irrigationsfluid mehr von der ersten Pumpkammer 11 in den Teilpfad 83 strömen kann. Dies erfolgt in dem Moment, wenn das Irrigationsfluid in der ersten Pumpkammer 11 nahezu vollkommen ausgeströmt ist. Das Irrigationsfluid strömt jedoch weiterhin aus der zweiten Pumpkammer 21 mit dem Druck p(IRR1) in den Teilpfad 84 des Irrigations-Strömungspfades und von dort zu dem chirurgischen Handstück 5.
Im Schaltzustand IZ7 wird das erste Einlassventil 15 geöffnet, wobei in der ersten Antriebskammer 13 ein niedrigerer Druck als in der ersten Pumpkammer 11 angelegt wird, sodass Irrigationsfluid von dem Irrigationsfluidbehälter 2 in die erste Pumpkammer 11 durch Saugen einströmen kann. Wenn die erste Pumpkammer 11 ausreichend Irrigationsfluid enthält, was an der Position des ersten elastischen Trennelementes 12 mittels des ersten Sensors 19 erfasst werden kann, wird im Schaltzustand IZ8 das erste Einlassventil 15 geschlossen. Daraufhin wird im Schaltzustand IZ9 in der ersten Antriebskammer 13 ein solcher Druck angelegt, dass in der ersten Pumpkammer 11 ein vorbestimmter Druck p(IRR1) herrscht. Im Schaltzustand IZ10 wird dann das erste Auslassventil 16 geöffnet, sodass Irrigationsfluid in den dritten Teilpfad 83 strömen kann.
Während der Schaltzustände IZ5 bis IZ10 ist das zweite Auslassventil 26 geöffnet, sodass Irrigationsfluid mit dem Druck p(IRR1) in den vierten Teilpfad 84 strömt. Das Öffnen des ersten Auslassventils 16 im Schaltzustand IZ10 erfolgt in dem Moment, wenn in der zweiten Pumpkammer 21 nahezu kein Irrigationsfluid mehr enthalten ist. Dies kann durch die Position des zweiten elastischen Trennelementes 22 mittels des zweiten Sensors 29 erfasst werden.
Der Schaltzustand IZ10 liegt nur während einer kurzen Zeitdauer von zum Beispiel 20 Millisekunden an. Daraufhin folgt wieder der erste Schaltzustand IZ1, indem das zweite Auslassventil 26 geschlossen wird.
Die Schaltzyklen IZ1 bis IZ10 können sich solange wiederholen, bis der Irrigationsfluidbehälter 2 entleert ist.
3 zeigt eine schematische Darstellung von Schaltzuständen des Einlassventils 35 und des Auslassventils 36 der dritten Pumpkammer 31 der dritten Fluidpumpe 30 und von Schaltzuständen des Einlassventils 45 und des zugehörigen Auslassventils 46 der vierten Pumpkammer 41 der vierten Fluidpumpe 40. Die Pumpkammern 31 und 41 sind jeweils mit einem Aspirationsfluid gefüllt. Der Füllstand mit dem Aspirationsfluid ist durch die Höhe der obersten Schraffurlinie der horizontal verlaufenden Schraffurlinien in der jeweiligen Pumpkammer angezeigt. Ist das Aspirationsfluid in der jeweiligen Pumpkammer mit einem niedrigen Druck enthalten, ist der Abstand zwischen den horizontal verlaufenden Schraffurlinien in der jeweiligen Pumpkammer relativ groß. Ist das Aspirationsfluid in der jeweiligen Pumpkammer mit einem hohen Druck enthalten, ist der Abstand zwischen den horizontal verlaufenden Schraffurlinien in der jeweiligen Pumpkammer relativ klein.
Im Schaltzustand AZ1 ist das dritte Einlassventil 35 geöffnet und das dritte Auslassventil 36 geschlossen. In der dritten Antriebskammer 33 ist ein niedrigerer Druck als in der dritten Pumpkammer 31, sodass Aspirationsfluid von dem Auge 6 zu dem chirurgischen Handstück 5 und von dort entlang des Aspirationsfluid-Strömungspfades 9 in die dritte Pumpkammer 31 angesaugt wird. Die vierte Pumpkammer 41 ist mit Aspirationsfluid gefüllt, wobei in dem Schaltzustand AZ1 das vierte Einlassventil 45 und das vierte Auslassventil 46 geschlossen sind.
Im nächsten Schaltzustand AZ2 wird das vierte Auslassventil 46 geöffnet und in der vierten Antriebskammer 43 ein vorbestimmter Druck angelegt, sodass Aspirationsfluid aus der vierten Pumpkammer 43 durch das vierte Auslassventil 46 und von dort in den Teilpfad 94 bis zum Aspirationsfluid-Sammelbehälter 50 ausströmen kann. Während dessen füllt sich die dritte Pumpkammer 31 immer mehr mit Aspirationsfluid. Wenn die vierte Pumpkammer 41 fast entleert ist, wird im dritten Schaltzustand AZ3 das vierte Auslassventil 46 geschlossen. Die dritte Pumpkammer 31 füllt sich noch mit Aspirationsfluid oder ist schon beinahe damit gefüllt. In der vierten Pumpkammer 41 ist kaum noch Aspirationsfluid enthalten, siehe Schaltzustand AZ4. Wenn dann die dritte Pumpkammer 31 nahezu vollständig oder vollständig mit Aspirationsfluid gerillt ist, was mittels des dritten Sensors 39 erfasst werden kann, wird im fünften Schaltzustand AZ5 das vierte Einlassventil 45 geöffnet, sodass Aspirationsfluid nicht nur entlang des Teilpfades 91, sondern auch entlang des Teilpfades 92 strömen kann. Dieser Zustand, dass das dritte Einlassventil 35 und das vierte Einlassventil 45 gleichzeitig geöffnet sind und Aspirationsfluid mit dem vorbestimmten Druck p(ASP1) angesaugt wird, liegt nur für eine Zeitdauer von etwa 20 Millisekunden an. Daraufhin wird im Schaltzustand AZ6 das dritte Einlassventil 35 geschlossen, wobei das vierte Einlassventil 45 weiterhin geöffnet bleibt, um Aspirationsfluid anzusaugen. In der dritten Pumpkammer 31 wird ein höherer Druck für das darin befindliche Aspirationsfluid angelegt.
Im Schaltzustand AZ7 wird das dritte Auslassventil 36 geöffnet, um das Aspirationsfluid aus der dritten Pumpkammer 31 in den Teilpfad 93 und von dort bis zum Aspirationsfluid-Sammelbehälter 50 strömen zu lassen. Wenn die dritte Pumpkammer 31 nahezu entleert ist, wird im Schaltzustand AZ8 das dritte Auslassventil 36 geschlossen. Die vierte Pumpkammer 41 füllt sich noch mit Aspirationsfluid., siehe Schaltzustand AZ9. Im Schaltzustand AZ10 wird das dritte Einlassventil 35 geöffnet, wobei während einer Zeitdauer von etwa 20 Millisekunden das vierte Einlassventil 45 noch geöffnet bleibt. In diesem Schaltzustand AZ10 wird also von der dritten Pumpkammer 31 und von der vierten Pumpkammer 41 Aspirationsfluid angesaugt. Dieses gleichzeitige Ansaugen ermöglicht einen Übergang zu dem nachfolgenden Schaltzustand AZ1 ohne Pulsation oder Druckstoß in dem Aspirationsfluid-Strömungspfad.
Nach dem Schaltzustand AZ10 folgt wieder der Schaltzustand AZ1 wie zuvor beschrieben.
4 zeigt schematische Diagramme von Druckverläufen und Volumenstromverläufen in Abhängigkeit von der Zeit für den Irrigationsfluid-Strömungspfad und den Aspirationsfluid-Strömungspfad. Das Diagramm 200 zeigt den Verlauf einen Druckes im Irrigationsfluid-Strömungspfad. Das Diagramm 300 zeigt den Verlauf eines Augeninnendruckes. Das Diagramm 400 zeigt den Verlauf eines Druckes im Aspirationsfluid-Strömungspfad. Das Diagramm 500 zeigt den Verlauf eines Volumenstroms im Irrigationsfluid-Strömungspfad. Das Diagramm 600 zeigt den Verlauf eines Volumenstromes im Aspirationsfluid-Strömungspfad. Bei den nachfolgenden Erläuterungen sind jeweils die in den Diagrammen eingezeichneten Bezugszeichen angegeben.
Zu Beginn wird angenommen, dass zum Beispiel in der ersten Pumpkammer 11 der ersten Fluidpumpe 10 ein stationärer Druck herrscht, siehe 201, wobei noch kein Irrigationsfluid strömt, siehe 501. Der Augeninnendruck besitzt einen konstanten Ruhewert, siehe 301, und im Aspirationsfluid-Strömungspfad besteht ein Überdruck, siehe 401, sodass noch nichts angesaugt wird. Im Aspirationsfluid-Strömungspfad ist noch kein Volumenstrom vorhanden, siehe 601.
Zum Zeitpunkt T1 wird das Auslassventil 16 geöffnet, wobei von der Antriebskammer 13 ein Druck mit entsprechendem Volumenstrom aufgebaut wird, siehe 202 und 502, bis das Irrigationsfluid mit dem vorbestimmten Druck p(IRR1) ausströmen kann, siehe 203 und 503. Das dritte Einlassventil 35 wird geöffnet, sodass Aspirationsfluid von der dritten Pumpkammer 31 angesaugt wird, siehe 602, woraufhin im Aspirationsfluid-Strömungspfad der Unterdruck ansteigt, siehe 402, bis ein vorbestimmter Betrag p(ASP1) erreicht ist, siehe 403, wobei sich ein entsprechender Volumenstrom einstellt, siehe 603.
Bei Systemen nach dem Stand der Technik, bei denen das Irrigationsfluid nur durch den hydrostatischen Druck eines Irrigationsfluidbehälters bereitgestellt wird, sinkt mit Einsetzen eines Aspirations-Saugdruckes der Augeninnendruck ab, siehe in Diagramm 300 die gestrichelte Linie und dort 302. Der Druck nimmt um einen Betrag 303 ab, welcher dem Produkt aus dem hydraulischen Widerstand der Irrigations-Schlauchleitung bis zum Auge und dem Volumenstrom in der Irrigationsleitung entspricht. Bei dem erfindungsgemäßen System wird mit dem Zeitpunkt T1 der Druck im Irrigationsfluid-Strömungspfad jedoch um diesen Betrag erhöht, siehe 202 und 203, sodass der Augeninnendruck während der Aspiration unverändert bleibt, siehe Bezugszeichen 304.
Tritt im Aspirationsfluid-Strömungspfad, zum Beispiel in einer Nadel des chirurgischen Instrumentes 5, eine Verstopfung (Okklusion) durch ein Linsenpartikel auf, sinkt der Volumenstrom im Aspirationsfluid-Strömungspfad schnell bis auf null ab, siehe 604. Um die Okklusion aufzubrechen, wird der Unterdruck im Aspirationsfluid-Strömungspfad erhöht, siehe 404, wobei der Volumenstrom im Irrigationsfluid-Strömungspfad auf null abgesenkt wird, siehe 504.
Bei Systemen nach dem Stand der Technik nimmt mit Beginn einer Okklusion der Augeninnendruck wieder zu und steigt sogar kurzfristig auf einen höheren Wert als im Ruhezustand an, siehe 305, was für den Patienten sehr gefährlich sein kann. Bei dem erfindungsgemäßen System wird in einer in diesem Moment aktiven Antriebskammer der ersten oder zweiten Fluidpumpe jedoch ein solcher Druck vorgegeben, dass in der benachbarten Pumpkammer der Druck invers zu dem bisher bekannten Verlauf gemäß 305 abnimmt, siehe 204. Der Irrigationsdruck sinkt somit kurzfristig unter den hydrostatischen Druck bei einer üblichen Aufhängung eines Irrigationsfluidbehälters ab und erreicht dann wieder diesen hydrostatischen Druck. Dadurch wird erreicht, dass der Augeninnendruck auch bei Beginn einer Okklusion konstant bleibt, siehe 306.
Die Volumenströme im Irrigationsfluid-Strömungspfad und Aspirationsfluid-Strömungspfad sind während des nachfolgenden Anliegens der Okklusion unverändert null, siehe 505 und 605. Wenn dann die Okklusion aufbricht, siehe 405, kann Aspirationsfluid wieder in den Aspirationsfluid-Strömungspfad einströmen, siehe 606, und erreicht die dritte Pumpkammer 31 oder die vierte Pumpkammer 41, wobei dies davon abhängt, ob das Einlassventil 35 oder das Einlassventil 45 gerade geöffnet ist. In diesem Moment verringert sich der Unterdruck in der gerade befüllbaren Pumpkammer, sodass sich der Differenzdruck zwischen der Pumpkammer und der Antriebskammer reduziert. Dies bewirkt eine Bewegung des zugehörigen elastischen Trennelementes, welche von dem zugehörigen Sensor der Fluidpumpe erfasst wird. Daraufhin wird im Irrigationsfluid-Strömungspfad die Antriebskammer der in diesem Moment aktiven Fluidpumpe so angesteuert, dass der Druck in dem Irrigationsfluid-Strömungspfad gemäß einem vorgegebenen Profil ansteigt, siehe 205 und bezüglich des Volumenstroms 506. Dies führt zu keinem oder nur zu einem sehr geringen Absinken des Augeninnendrucks, siehe 307. Dieses Absinken ist erheblich schwacher als bei einem System nach dem Stand der Technik, siehe 308.
Nach diesem Aufbrechen der Okklusion werden die Antriebskammern wieder so angesteuert, wie dies vor der Okklusion erfolgte.

Claims

Ophthalmochirurgisches System (100), aufweisend: – eine Konsole (1) zur Aufnahme eines Irrigationsfluidbehälters (2) mit Irrigationsfluid (3), – eine in die Konsole (1) einsetzbare Kassette (4) zur Steuerung des Irrigationsfluides (2) zu einem chirurgischen Instrument (5) für ein zu behandelndes Auge (6), – einen Irrigationsfluid-Strömungspfad (8) von dem Irrigationsfluidbehälter (2) zu der Kassette (4) und zu dem chirurgischen Instrument (5), – eine erste Fluidpumpe (10), welche eine erste Pumpkammer (11) mit einem ersten Volumen und eine mit einem ersten elastischen Trennelement (12) davon getrennte erste Antriebskammer (13) mit einem zweiten Volumen aufweist, wobei das erste elastische Trennelement (12) mit seinem Rand (14) fest in der ersten Fluidpumpe (10) montiert ist, wobei der ersten Pumpkammer (11) Irrigationsfluid (3) vom Irrigationsfluid-Strömungspfad (8) zuführbar ist und der ersten Antriebskammer (13) auf der Basis eines vorbestimmten Druckes ein erstes Antriebsfluid (17) zuführbar ist, mit welchem eine elastische Verformung des ersten elastischen Trennelementes (12) erreichbar ist, wodurch sich das erste Volumen verkleinern und gleichzeitig das zweite Volumen vergrößern lässt, – eine parallel zur ersten Fluidpumpe (10) angeordnete zweite Fluidpumpe (20), welche eine zweite Pumpkammer (21) mit einem dritten Volumen und eine mit einem zweiten elastischen Trennelement (22) davon getrennte zweite Antriebskammer (23) mit einem vierten Volumen aufweist, wobei das zweite elastische Trennelement (22) mit seinem Rand (24) fest in der zweiten Fluidpumpe (20) montiert ist, wobei der zweiten Pumpkammer (21) Irrigationsfluid (3) vom Irrigationsfluid-Strömungspfad (8) zuführbar ist und der zweiten Antriebskammer (23) auf der Basis eines vorbestimmten Druckes ein zweites Antriebsfluid (27) zuführbar ist, mit welchem eine elastische Verformung des zweiten elastischen Trennelementes (22) erreichbar ist, wodurch sich das dritte Volumen verkleinern und gleichzeitig das vierte Volumen vergrößern lässt, wobei das erste Volumen oder das dritte Volumen eine Größe im Bereich von 1 bis 25 cm³ besitzt.
System (100) nach Anspruch 1, aufweisend: – einen Aspirationsfluid-Strömungspfad (9) zur Zufuhr von Aspirationsfluid von dem zu behandelnden Auge (6) zu einem Aspirationsfluid-Sammelbehälter (50), – eine dritte Fluidpumpe (30), welche eine dritte Pumpkammer (31) mit einem fünften Volumen und eine mit einem dritten elastischen Trennelement (32) davon getrennte dritte Antriebskammer (33) mit einem sechsten Volumen aufweist, wobei das dritte elastische Trennelement (32) mit seinem Rand (34) fest in der dritten Fluidpumpe (30) montiert ist, wobei der dritten Pumpkammer (31) Aspirationsfluid vom Aspirationsfluid-Strömungspfad (9) zuführbar ist und der dritten Antriebskammer (33) auf der Basis eines vorbestimmten Druckes ein drittes Antriebsfluid (37) zuführbar ist, mit welchem eine elastische Verformung des dritten elastischen Trennelementes (32) erreichbar ist, wodurch sich das fünfte Volumen vergrößern und gleichzeitig das sechste Volumen verkleinern lässt, – eine parallel zur dritten Fluidpumpe (30) angeordnete vierte Fluidpumpe (40), welche eine vierte Pumpkammer (41) mit einem siebten Volumen und eine mit einem vierten elastischen Trennelement (42) davon getrennte vierte Antriebskammer (43) mit einem achten Volumen aufweist, wobei das vierte elastische Trennelement (42) mit seinem Rand (44) fest in der vierten Fluidpumpe (40) montiert ist, wobei der vierten Pumpkammer (41) Aspirationsfluid vom Aspirationsfluid-Strömungspfad (9) zuführbar ist und der vierten Antriebskammer (43) auf der Basis eines vorbestimmten Druckes ein viertes Antriebsfluid (47) zuführbar ist, mit welchem eine elastische Verformung des vierten elastischen Trennelementes (42) erreichbar ist, wodurch sich das siebte Volumen vergrößern und gleichzeitig das achte Volumen verkleinern lässt, wobei das fünfte Volumen oder das siebte Volumen eine Größe im Bereich von 1 bis 25 cm³ besitzt.
System (100) nach Anspruch 1, wobei die jeweilige Position des ersten elastischen Trennelementes (12) und des zweiten elastischen Trennelementes (22) durch einen jeweiligen ersten Sensor (19) und einen zweiten Sensor (29) berührungslos detektierbar ist.
System (100) nach Anspruch 2, wobei die jeweilige Position des dritten elastischen Trennelementes (32) und des vierten elastischen Trennelementes (42) durch einen jeweiligen dritten Sensor (39) und einen vierten Sensor (49) berührungslos detektierbar ist.
System (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Irrigationsfluid (3) aus der ersten Pumpkammer (11) und der zweiten Pumpkammer (21) gleichzeitig und mit einem ersten Druck (pIRR1) dem Irrigationsfluid-Strömungspfad (8) in Richtung zu dem chirurgischen Instrument (5) zuführbar ist.
System (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei das Aspirationsfluid aus der dritten Pumpkammer (31) und der vierten Pumpkammer (41) gleichzeitig und mit einem zweiten Druck dem Aspirationsfluid-Strömungspfad (9) in Richtung zu dem Aspirationsfluid-Sammelbehälter (50) zuführbar ist.
System (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die erste Pumpkammer (11) und die zweite Pumpkammer (21) für das Irrigationsfluid (3) und/oder die dritte Pumpkammer (31) und die vierte Pumpkammer (41) für das Aspirationsfluid jeweils ein Einlassventil (15, 25; 35, 45) und ein Auslassventil (16, 26; 36, 46) aufweisen, wobei das jeweilige Auslassventil (16, 26; 36, 46) räumlich oberhalb des jeweiligen Einlassventils (15, 25; 35, 45) angeordnet ist.
System (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die erste Pumpkammer (11) und die zweite Pumpkammer (21) in der Kassette (4) angeordnet sind und die erste Antriebskammer (13) und die zweite Antriebskammer (23) in der Konsole (1) angeordnet sind.
System (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei die dritte Pumpkammer (31) und die vierte Pumpkammer (41) in der Kassette (4) angeordnet sind und die dritte Antriebskammer (33) und die vierte Antriebskammer (43) in der Konsole (1) angeordnet sind.