JP2004195223A - 眼科手術用の装置とそのための方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 患者の眼を洗浄するべく外科用ハンドピースに流体を流すラインに流体用の容器が結合されたが眼科手術において使用する装置及び方法を提供する。
【解決手段】 センサ７が磁界を発生し、検出器１３が別の磁界を発生する。これら２つの磁界の相互作用により、パルスが発生される。この発生されたパルスのタイミングに基づいて、本装置又は方法は、容器に結合した支持部の絶対位置を測定し、支持部の高さを調節する。駆動電流の供給を阻止すると共に、保持電流を印加するか、或いは電動力を発生することにより、支持部の高さの変化を阻止する回路も提供される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、眼科手術用の装置と方法に関し、更に詳しくは、患者の眼を洗浄するべく外科用ハンドピースに所望の圧力で流体を流す容器に結合された支持部の高さを調節及び測定する制御装置を有する眼科手術において使用する眼科手術用の装置およびそのための方法に関する。

眼科手術は、眼に関連する様々な状態を治療するのに有用である。手術によって緩和可能な状態の１つが白内障であり、これは、しばしば眼の曇りとも表現される。古い細胞が死滅すると、眼のレンズを格納しているカプセル内に蓄積する。この死滅細胞の蓄積により、レンズの閉塞、即ち、白内障が発症する。

白内障の緩和又は治療に利用可能な外科手術法は、多数のものが存在している。これらの技法の中には、溶液、即ち、流体を使用して眼を洗浄する技法がある。溶液を供給又は提供するシステムの操作と制御は容易ではなく、これらのシステムは複雑である。特に、溶液の供給を調整するためには、初期較正が必要であり、これらの初期較正の実行は、操作時間を遅くする。又、流体の圧力及び／又は流体の供給量を調整するために、溶液の容器の位置を弁別することがしばしば有用である。

本発明によれば、患者の眼を洗浄するべく外科用ハンドピースに流体を流すラインに流体用の容器が結合された眼科手術において使用する装置が提供される。この装置は、基部、支持部、エンコーダ、及びコントローラを有することができる。支持部は、基部から延長し、外科用ハンドピースに流体を供給する容器に結合している。エンコーダは、支持部の絶対位置を測定するべく構成可能であり、コントローラは、この判定した絶対位置に基づいて支持部の高さを調節するべく構成可能であって、この結果、支持部の高さが正確に判定及び調節されることにより、容器の流体は、所望の圧力で外科用ハンドピースに流れ、更には患者の眼に流入する。

本発明の一態様においては、患者の眼を洗浄するべく外科用ハンドピースに流体を流すラインに流体用の容器が結合された眼科手術において使用する眼科手術用の装置が提供される。この装置は、外科用ハンドピースに流体を供給する容器を支持する支柱及び／又はハンガーなどの手段と、磁石、信号調節器、及び導波路などの基部に対する容器支持手段の絶対位置を測定する手段と、及び測定した絶対位置に基づいて支持部の高さを調節する制御盤及び／又はモータなどの手段と、を有しており、この結果、支持部の高さが正確に測定及び調節されることにより、流体が容器から所望の圧力で外科用ハンドピースに流れ、更には患者の眼に流入する。本発明の更なる態様によれば、容器に近接する第１磁界を発射する磁石などの手段と、信号調節器及び導波路などの第１磁界と相互作用する第２磁界を発射する手段と、が提供される。

本発明の別の態様においては、患者の眼を洗浄するべく外科用ハンドピースに流体を流すラインに流体用の容器が結合された外科手術において使用する眼科手術用の装置が提供される。この装置は、支持部、モータ、及び回路を有している。支持部は、外科用ハンドピースに流体を供給する容器に結合している。モータは電動力を発生し、回路は、この発生した力に基づいて支持部の垂直方向の移動を阻止するべく構成されており、この結果、支持部の垂直方向の移動が阻止されることにより、容器の洗浄流体は、所望の圧力で外科用ハンドピースに流れ、更には患者の眼に流入する。

本発明の更に別の態様においては、患者の眼を洗浄するべく外科用ハンドピースに流体を流すラインに流体用の容器が結合された眼科手術において使用する眼科手術用の装置が提供される。この装置は、支持部、モータ、及び回路を有している。支持部は、外科用ハンドピースに流体を供給する容器に結合している。モータは、支持部を垂直方向に移動させるべく構成されており、回路は、モータに電流を供給して支持部の垂直方向の移動を阻止するべく構成され、この供給電流は、支持部の重量によってモータに印加される力に比例した大きさを備えており、この結果、支持部の垂直方向の移動が阻止されることにより、流体が容器から所望の圧力で外科用ハンドピースに流れ、更には患者の眼に流入する。

本発明の更なる態様においては、患者の眼を洗浄するべく外科用ハンドピースに流体を流すラインに流体用の容器が結合された眼科手術において使用する眼科手術用の装置が提供される。この装置は、容器を支持する支柱、第１磁界を発生する磁石、及びこの磁石を収容すると共に支持部の一部に結合したキャリアを有している。又、この装置には、支柱に近接する磁歪材料を格納する導波路と、この導波路を通じて電流を流し第２磁界を発射するべく構成されると共に、第１磁界と第２磁界の相互作用から発生されるパルスを検出するべく構成された信号調節器も含まれている。モータは、巻線を備えており、支柱とキャリアの高さを調節するべく構成可能である。又、制御盤が、信号調節器による電流の流れとパルスの検出間の時間間隔に基づいて支柱の高さを測定するべく構成されると共に、モータに電力を供給して支柱の長さを調節するべく構成されている。更に、トランジスタドライバが、モータの巻線に駆動電流を供給するべく構成されており、トランジスタスイッチが、ドライバの作動を解除すると共に巻線の中の１つに電流を供給してモータの動作を阻止するべく構成され、この結果、支持部の高さが正確に判定及び調節されることにより、流体が容器から所望の圧力で外科用ハンドピースに流れ、更には患者の眼に流入する。

本発明の別の態様は、患者の眼を洗浄するべく外科用ハンドピースに流体を流すラインに流体用の容器が結合された眼科手術において使用する眼科手術用の方法である。この方法は、外科用ハンドピースに流体を供給する容器を支持部に装着する段階と、電流を供給する段階と、この供給電流を調節することによって支持部の高さが変化することを阻止する段階と、を有し、供給電流は、支持部の重量によって作用する力に比例した大きさを備えており、この結果、支持部の高さの変化が阻止されることにより、流体が容器から所望の圧力で外科用ハンドピースに流れ、更には患者の眼に流入する。

本発明の更に別の態様においては、患者の眼を洗浄するべく外科用ハンドピースに流体を流すラインに流体用の容器が結合された眼科手術において使用する眼科手術用の方法が提供される。この方法によれば、外科用ハンドピースに流体を供給する容器を支持部に装着し、基部に対する支持部の絶対位置を検出すると共に、検出した絶対位置に基づいて支持部の高さを調節し、この結果、支持部の高さが正確に測定及び調節されることにより、流体が容器から所望の圧力で外科用ハンドピースに流れ、更には患者の眼に流入する。

本発明の更なる態様においては、患者の眼を洗浄するべく外科用ハンドピースに流体を流すラインに流体用の容器が結合された眼科手術において使用する眼科手術用の方法が提供される。この方法は、外科用ハンドピースに流体を供給する容器を支持部に装着する段階と、電動力を発生する段階と、発生した力に基づいて支持部の高さの変化を阻止する段階と、を有しており、この結果、支持部の高さの変化が阻止されることにより、流体が容器から所望の圧力で外科用ハンドピースに流れ、更には患者の眼に流入する。

以下の詳細な説明を参照し、添付の図面との関連で検討することにより、本発明に付随する多くの特徴に関する理解が深まり、これら特徴をより容易に理解することができるであろう。

図１に概略的に示されている望遠鏡スタイルの支柱５は、高さ調節が可能な支持部を形成している。一実施例において、この支柱は、基部１５に装着されており、支柱の長さを調節可能である。支柱の下部は、床の上に配置可能な制御卓やカートなどの基部に取り付けるべく適合されている。支柱の上部は、望遠鏡のスタイルで下部から延長しており、この延長の長さは選択可能である。そして、駆動ユニット９が支柱５に結合しており、支柱の高さを調節するべく構成されている。例えば、この駆動ユニットは、作動時に、支柱の下部と係合する。支柱の下部は支柱の上部と係合し、上部が支柱の下部から延長する。

支柱５には、貯蔵ユニット３も結合している。この貯蔵ユニットは、生理食塩水などの流体を保持するボトルやバッグなどの１つ又は複数の容器を有している。実施例の中には、これらの容器が支柱の上端から吊り下げられているものも存在する。容器の流体は、患者の眼（図示されてはいない）を洗浄するのに使用される。眼における流体の圧力は、溶液を吊り下げている支柱の患者に対する高さによって決定される。

検出器１３及びセンサ７は、貯蔵ユニット３と基部１５の相対的な垂直方向の位置を示す信号を供給する。検出器１３は、基部１５に対して定位置に固定されている。センサ７は移動可能であるが、支柱５に対して定位置に固定されている（実施例の中には、これらの検出器及びセンサの配置が逆になっているものも存在する）。この結果、基部に対して支柱の高さを調節すると、検出器に対してセンサが相対的に移動することになる。

駆動ユニット９に結合されているコントローラ１１は、センサと検出器間の距離、即ち、貯蔵ユニットの相対的な高さを表す信号を検出器から受信する。コントローラ１１は、この検出器１３からの情報に基づき、駆動ユニット９によって支柱５を調節する。即ち、センサと検出器は協働し、貯蔵ユニット又は支柱の一部の絶対位置を提供するアブソリュートエンコーダとして機能するのである。この絶対位置は、支柱に沿って計測された検出器１３とセンサ７間の距離として定義されるものである。この絶対位置の測定は、検出器と基部間の距離の補正値及び／又はセンサと貯蔵ユニット間の距離の補正値などの既定の補正値や場所を基準にして実行可能である。又、この絶対位置は、支柱の以前の位置を測定したり駆動ユニット９を作動させたりすることなしに測定される。

換言すれば、駆動ユニット９の以前の位置と駆動ユニットが回転した回転数を使用し、支柱５の高さの推定概算値を測定することは可能であろう。しかしながら、絶対位置を直接的に計測することにより、支柱上の２つの地点（１つは、例えば、検出器１３などの固定された地点と、他方は、センサ７などの調節可能な地点）間の実際の距離（支柱の高さ）を迅速且つ確実に測定可能なのである。この結果、駆動ユニットの回転動作を支柱の直線運動に関連付けるための（時間を所要する）駆動ユニットの以前の位置の記録や駆動ユニットの較正が不要となる。

実施例の中には、コントローラ１１が、支柱５の高さ、即ち、外科医などのユーザが所望又は要求する流体の圧力値を判定するものも存在する。この結果、コントローラ１１は、測定した絶対位置と要求されている高さに基づき、駆動ユニット９によって支柱５を垂直方向（例えば、上又は下）に延長又は収縮させる。

一実施例において、検出器１３は電流パルスを発生する。この電流パルスは、支柱５に平行に結合された導波路（図示されてはいない）を通じて伝播する。この結果、この電流パルスにより、導波路を通じて伝播する磁界が発生される。一方、センサ７は、別の磁界を発生するべく構成されている。伝播磁界は、導波路を通じて伝播する際に、このもう１つの磁界と相互作用する。そして、２つの磁界による相互作用の結果、歪パルスが発生され、これが検出器１３によって受信又は検出される。一実施例においては、この歪パルスにより、導波路に沿って、電流、磁界、又は機械的な力が誘導される。

一実施例において、検出器１３は、導波路に沿って誘導されたこの電流をトランジスタ又は誘導子（インダクタ）を使用して識別し、歪パルスの受信を判定する。検出器が電流パルスを発生してから歪パルスを受信するまでの時間の長さは、検出器１３とセンサ７間の距離に比例している。コントローラ１１は、この電流パルスの送信から歪パルスの受信までの経過時間に基づいて、センサと検出器間の距離を測定する。米国特許第３，８９８，５５５号明細書には、アブソリュートエンコーダ（例：検出器１３とセンサ７）の一例が記述されており、この開示内容は、参照して本明細書に包含される。従って、推定や初期較正を行うことなしに、支柱の位置、即ち、高さを迅速且つ確実に識別することができるのである。

図２に示されているように、支柱２３は、制御卓から上方に延長するべく制御卓２１上に取り付けられている。又、この制御卓には、望遠鏡スタイルの支柱２３を動作させる（即ち、この長さを調節する）のに使用するモータ（図示されてはいない）も収容されている。支柱２３は、制御卓２１から上方に向かって延長する。この支柱の上端近傍には、ハンガー２５が装着されており、容器２７を支持している。この容器には、例えば、生理食塩水溶液が充填されている。容器の流体は、患者の眼に投与するべく、外科用ハンドピースに供給される。

一実施例において、制御卓２１は、内科又は外科的な手順を実行するべく、消耗品、入力装置、医療機器、或いはその他の装置又はコンポーネントを収容すると共に／又はこれらに接続されている。又、制御卓２１には、支柱の高さを含む外科手術の手順及びその他の状態データに関するフィードバックやグラフィック及び／又はテキストによる情報を提供するべく、モニタ２９も接続され、取り付けられている。ユーザは、モニタ及びモニタ上のタッチスクリーン、或いはその他の入力装置を介して支柱の高さを監視及び調節し、例えば、容器の流体の流速や眼における圧力などを調節することができる。

図３は、眼科手術において使用する本発明による別の装置を示している。この装置には、支柱３３が含まれている。モータ３１が支柱３３に結合しており、このモータは、望遠鏡スタイルで支柱の高さを調節するべく構成されている。モータ３１は、プーリ１３５ａ、ｂ及びプーリベルト１３７に接続されている。電力を供給すると、モータ３１が回転し、この結果、シャフト（図示されてはいない）が回転する。モータが装着されているシャフトの反対側の端部にはプーリ１３５ａが装着されている。従って、モータの回転に伴って、プーリ１３５ａも回転する。プーリベルト１３７がプーリ１３５ａをプーリ１３５ｂに結合しており、プーリ１３５ａの回転運動がプーリ１３５ｂに伝達される。従って、プーリ１３５ａが回転すると、プーリ１３５ｂも回転する。プーリ１３５ｂは、親ねじ（図示されてはいない）を介して支柱３３に結合している。プーリ１３５ｂによって親ねじが回転すると、ねじ山が支柱と係合し、支柱の高さが調節される。即ち、例えば、モータの時計回りの回転によって支柱は延長し、モータの反時計回りの回転によって支柱は収縮する。

図示されているように、支柱３３には、モータ３１に近接して制御盤３５も接続されている。この制御盤は、検出器ヘッド３７から信号を受信する。検出器ヘッドは、入出力ケーブル１３１を介して検出器コントローラ３９に接続されている。一実施例においては、検出器コントローラと制御盤は単一のコンポーネントになっている。導波路（図示されてはいない）が支柱と平行に延長しており、支持部アセンブリ１３３によって覆われている。この導波路に沿って移動可能な磁石（図示されてはいない）も、支持部アセンブリによって覆われている。支持部アセンブリは、磁石及び／又は導波路がその他のコンポーネントに干渉すること（或いは、この逆）を阻止している。

図４に示されているように、検出器ヘッド４５は導波路４１の一端に結合している。磁石４３が実質的に導波路を取り囲んでおり、導波路に沿って長手方向に移動可能である。検出器ヘッド４５は、入力ケーブル４７を介して信号調節器（即ち、検出器コントローラ）４９に結合されている。検出器コントローラ４９は、出力ケーブル１４１を介して制御ユニット（図示されてはいない）にも接続されている。

検出器ヘッド４５が発生する電流パルスにより、磁気波が導波路４１を通じて伝播する。この波が磁石４３によって発生される磁界と相互作用し、この結果、検出器ヘッド４５に向かって逆に伝播する歪パルスが発生される。検出器ヘッドは、この歪パルスを検知し、リターン信号を検出器コントローラ４９に供給する。一実施例においては、この検出器コントローラと制御ユニットは統合されており、従って、出力ケーブル１４１は利用されない。

図４に示されている磁石のような磁石５３は、図５に示されているように、キャリアナットなどの可動要素５１と共に組み立てられているか、或いはその中に組み込まれている。この可動要素は、親ねじ５５に結合している。そして、親ねじは、支柱５７の一部に結合している。この結果、キャリアナットとこれに関連付けられている磁石は、親ねじの動作に伴って移動する。従って、一実施例においては、モータ３１（図３）が親ねじ５５を動作、即ち、回転させ、親ねじが、磁石を有するキャリアナットと支柱を移動させる。この結果、支柱によって支持されている容器の位置が対応して移動する。

図６には、図５に示されている磁石５３とモータ６７及び支柱６９の一部を含むその他の関連コンポーネントが支持部構造（即ち、支持部アセンブリ）６０１として組み立てられたものが示されている。導波路６１は、その一端が検出器ヘッド６３に結合しており、検出器ヘッドが留め具６５ａの隣に位置するところまで、この留め具を貫通して差し込まれている。又、この導波路は、支持部アセンブリ内に挿入されており、このアセンブリ内において磁石（図示されてはいない）を貫通している。検出器ヘッドと反対側の導波路の他端には、別の留め具６５ｂが結合している。これらの留め具６５ａ、ｂは、導波路を支持部アセンブリに結合し、導波路と検出器ヘッドを実質的に静止状態に維持している。

図７は、眼科手術において液体用の容器から液体を供給するべく使用する装置を示している。この装置には、検出器ヘッド７３、モータ７５、及びコントローラ７７が含まれている。磁石、導波路、及びキャリアナットも含まれているが、図示されてはいない。更に、ボトルハンガー７１が支柱７９から延長しており、患者の眼に供給する流体のボトル（図示されてはいない）を吊り下げている。

従って、この図示の実施例においては、検出器ヘッド７３は、問合せ電流パルスを導波路（図示されてはいない）を通じて発生する。この結果、磁界が発生され、導波路に沿って伝播する。一実施例において、この導波路には磁歪材料が含まれている。そして、この磁石（図示されてはいない）も磁界を発生する。これら２つの磁界による相互作用の結果、歪パルスが発生され、これが検出器ヘッド７３によって検知される。そして、検出器コントローラ（図示されてはいない）は、この電流パルスの発生から歪パルスの受信に至るまでの時間の長さに基づいて、磁石と検出器ヘッド要素間の距離を判定することができる。

一実施例において、検出器コントローラ（図示されてはいない）には、パルス幅変調器（図示されてはいない）が含まれている。パルス幅変調器は、２つの磁界の相互作用に基づいて、パルス信号、例えば正方形または長方形の電圧波形の信号を発生する。そして、このパルス信号がコントローラ７７に供給される。コントローラ７７は、パルス信号のパルス幅を計測し、検出器ヘッド７３に対する磁石の絶対位置を判定する。即ち、タイマまたはカウンタ（図示されてはいない）を起動し、パルス信号の最初のエッジからパルス信号の次のエッジまでの計数の数を測定する。そして、この計数の数に基づいて、支柱の高さを算出するのである（即ち、メモリ（図示されてはいない）内に保存されている値（即ち、計算結果）と比較し、計数の数をセンチメートルなどの距離の単位に変換するのである）。例えば、計数１７が１センチメートルに対応しているとしよう。この場合に、コントローラ７７により、パルス幅が５０計数の長さであると判定された場合には、支柱１７は、既定の場所から約３センチメートル離れているということになる。この既定の場所とは、例えば、検出器ヘッド７３の場所、或いは、留め具６５ｂ（図６）の場所などの特定のゼロ位置（即ち、設定位置）などの補正値である。又、磁石（図示されてはいない）は支柱７９と共に対応して移動するため、磁石の絶対位置は支柱の現在の長さに対応している（或いは、一実施例においては、比例している）。

この結果、コントローラ７７は、検出器コントローラから提供されるこの位置情報に基づいて、モータ７５により、支柱７９を特定の方向に特定の距離だけ移動させる。尚、検出器コントローラとこのコントローラは、別個のユニットであるとして説明しているが、これらの両方のユニットを単一のコントローラとして提供することも可能である。

図８には、液体を患者に供給するプロセスが示されている。このプロセスによれば、まず、ブロック８１において、容器の高さを測定又はチェックする。一実施例において、制御ユニットは、歪パルスを発生することによって初期化プロセスを起動し、容器の位置の絶対位置を計測し、制御卓のディスプレイを介して、この位置をユーザに表示する。次いで、ブロック８３において、容器の位置を変更するかどうかを判定する。ユーザ又はシステムは、容器の所望の高さ（即ち、液体の所望の流速値）を決定（即ち、その値を入力）する。そして、容器の位置を調節する必要があると判定された場合には、ブロック８５に進む。それ以外の場合には、このプロセスは戻る（又は、終了する）。

ブロック８５において、容器を支持する構造（例：支柱及び／又は支持部構造）を調節する。そして、ブロック８７において、容器の位置を測定する。一実施例においては、この測定は、ブロック８１において行った測定と同様に実行される。次いで、ブロック８９において、構造の位置が正しいかどうか（即ち、容器がシステム又はユーザが所望する位置に存在しているかどうか）を判定する。そして、正しい場合には、プロセスは終了する（又は、戻る）。それ以外の場合には、ブロック８５に戻り、構造の調節を継続する。一態様においては、このプロセスは、外部からの命令又は割り込みが発生した場合にも、継続的に反復し、終了する（又は、戻る）。又、一実施例において、このプロセスは、容器の位置を継続的に監視し、障害（例えば、静止するべきときに容器が移動していないか）をチェックする。

液体（眼又は静脈用の液体）の流量は、容器又は容器を支持する構造（例：支柱及び／又は支持部構造）の高さを調節することにより、維持又は調整される。例えば、液体の流量を増加させるには、液体を供給する容器を引き上げる（即ち、既定の位置よりも高いところに配置する）。この反対に、流量を減少させるには、液体を供給する容器を既定の位置よりも低いところに配置すればよい。このように、このプロセスでは、支柱の高さを継続的に監視し、支柱の高さを自動的に調節して患者に対する液体の一定の流れを維持している。

図９は、本発明の別の態様を示している。この図９においては、モータコントローラ９１がモータセンサ（図示されてはいない）と電力増幅器９３に接続されている。電力増幅器は、位相電力をモータ９０１に供給する。ホール効果センサなどのモータセンサは、モータ９０１の動作（即ち、回転）に関する位置情報を供給する。一実施例において、モータコントローラ９１は、モータセンサによって供給又は検出される位置情報に基づいて、ＤＣ電力を電力増幅器９３に供給し、モータ９０１に電力を供給する（即ち、作動させる）。例えば、モータセンサは、モータが特定の又は所望の数だけ回転するのにどの程度の電力を必要としているかを判定するためのフィードバックをモータコントローラに供給する。

又、モータコントローラ９１は、動的ブレーキ回路９５にも接続されている。この動的ブレーキ回路は、モータコントローラ及びマイクロ制御ユニット９７から信号入力を受信する。この結果、モータコントローラ及び／又は制御ユニットは、協働し（或いは、単独で）、動的ブレーキ回路を作動させる（又は、影響を与える）ことができる。尚、モータコントローラ９１及びマイクロ制御ユニット９７は別個のものであるとして説明及び図示しているが、モータコントローラ９１とマイクロ制御ユニット９７は単一のユニットであってもよい。

動的ブレーキ回路９５も、モータ９０１に接続されている。この結果、動的ブレーキ回路９５は、モータコントローラ９１又はマイクロ制御ユニット９７からのイネーブル信号（即ち、命令信号）に基づいて、モータに電力を供給する（即ち、モータを動作させる）べく構成されている。一実施例において、動的ブレーキ回路９５は、モータ９０１を回転させるか、或いは、支柱（図示されてはいない）又はモータ９０１に結合されたその他のコンポーネントの動きを阻止する力を作用させる。

一実施例において、マイクロ制御ユニット９７は、ＣＡＮバスなどの入力バス及びアブソリュートエンコーダなどの検出器１３／センサ７（図１）から外部入力を受信する。マイクロ制御ユニットは、この入力バスからの入力に基づいて、モータ９０１を特定の回転数及び／又は時間だけ動作（即ち、回転）させ、支柱又は支柱に関連するコンポーネントを調節するべく構成されている。検出器／センサ（図示されてはいない）により、例えば、支柱の高さ（即ち、垂直方向の変位）に関する絶対位置情報が提供される。従って、マイクロ制御ユニット９７は、所望する長さの支柱の延長が検出器／センサによって検出される時点まで、モータを継続的に回転させることができる。そして、所望の位置が実現した段階で、マイクロ制御ユニット９７は、命令するか或いはその他の方法により、モータコントローラ９１にモータ９０１を停止させるべく構成されている。

又、マイクロ制御ユニットは、検出器／センサからの入力に基づいて、動的ブレーキ回路９５を作動させることができる。例えば、支柱が所望の高さに到達したとマイクロ制御ユニット９７が判定すると共に／又は停止するようにモータ９０１に対してマイクロ制御ユニットが命令した場合に、依然として検出器／センサから位置の変化が報告（即ち、検知）された場合には、それは、モータ及び／又は支柱が移動していることを示している。この場合には、動的ブレーキ回路を作動させ、特定の位置を維持することができる（即ち、位置の変化を阻止し、所望の流体圧力（存在する場合）を維持することができる）。

静的ブレーキ回路９９もモータ９０１と電源（即ち、入力）（図示されてはいない）に接続されている。この供給電力を使用し、モータに電力が供給されている。静的ブレーキ回路は、モータ９０１に対する電力供給が停止された（又は、失われた）ことを検出又は検知する。この結果、この電力供給の停止又は消失に応答し、静的ブレーキ回路９９は、モータの１つ又は複数の巻線を短絡させることにより、モータが動きに対して抵抗するようにする。即ち、モータの巻線を短絡させることにより、モータに結合している支柱又はその他のコンポーネントの動きに抵抗（又は、動きを阻止）する電動力がモータによって発生されるのである。

一実施例においては、機械式のブレーキ（図示されてはいない）も提供されている。この機械式ブレーキは、モータ９０１及び／又は支柱（図示されてはいない）並びに電源（即ち、入力）（図示されてはいない）に結合されている。この電源（即ち、入力）は、モータに電力を供給している電源（即ち、入力）と同じものであってよい。電力供給が停止又は消失すると、この機械式ブレーキが作動し、モータ及び／又は支柱が停止する（即ち、それらの動きが阻止される）。従って、一実施例においては、可動コンポーネントを静止コンポーネントに固定するなどの方法でコンポーネントを一緒に固定することにより、プーリ、ロータ、或いは、モータ９０１又は支柱のその他のコンポーネントの動きが阻止される。

図１０は、支柱に結合しているモータを作動させると共に、その作動を阻止する回路の概略図である。電力増幅器（即ち、ドライバ）１０ａ〜ｃは、３相のブラシレスＤＣモータ（図示されてはいない）などのモータに駆動電流を供給している。一実施例において、このモータには、電力を供給された際にモータを回転させる巻線とホール効果センサが含まれている。モータコントローラ１０３も、ドライバ１０１ａ〜ｃに接続されている。このコントローラは、センサからの入力と、例えば、特定のレート（即ち、速度）でモータを動作させるべく命令（即ち、入力）をコントローラに提供するマイクロ制御ユニット（図示されてはいない）からの入力と、を受信する。コントローラ１０３は、これらに応答して駆動信号を発生する。ドライバ１０１ａ〜ｃは、この駆動信号により、電流をモータに供給し（例えば、モータに供給するこの駆動電流の振幅と位相を変化させることによって）モータを特定の方向又は速度で回転させる。この結果、これに対応し、モータ（図示されてはいない）に結合している支柱（図示されてはいない）が特定の速度で延長又は収縮する。同様に、特定の位置を維持（又は、位置の変化を阻止）するべく、モータに命令（即ち、制御）することも可能である。

この結果、３相モータの場合には、ドライバ１０ａ〜ｃは、モータを回転させるモータ駆動電流を発生させるか、或いは沈めるプッシュ／プル駆動信号を供給する。更に、ドライバ１０１ｃは、３ステート駆動信号を供給する。様々なその他の実施例においては、このモータは、単相モータ又はその他のタイプの多相モータである。電力は、それぞれのドライバにＤＣ／ＤＣコンバータ（図示されてはいない）から供給される。一実施例において、これらのドライバは、コンプリメンタリＮ型及びＰ型の金属酸化シリコン（ＮＭＯＳ又はＰＭＯＳ）スイッチ又はトランジスタである。

ドライバ１０１ａ〜ｃは、別途、リレー１０５にも接続されている。このリレーは、電力が供給されているかどうかを監視するべく、電源（即ち、電源入力）に接続されている。この結果、動作時には、このリレーは、電力が供給されると、開くことになる。一方、このリレー１０５は、電力（即ち、それぞれのドライバ）がリレーに接続されているそれぞれの対応地点において、別途、接地にも接続されている。従って、電力供給が失われると、リレーは閉じ、接地への経路が開通することになる。この結果、ドライバ１０１ａ〜ｃからモータへの位相電力の供給が停止し、ドライバに接続されているモータの少なくとも１つの巻線が短絡される。モータの１つ又は複数の巻線が短絡され、モータに結合している支柱によって力（即ち、重力）が作用すると、モータには、モータの動きに抵抗する電動力が生じ、この結果、支柱は静止状態に留まる。一実施例においては、支柱とモータ及びその他のコンポーネントの結合に起因する摩擦力も支柱の動きを阻止するのに寄与している。

コントローラ１０３は、トランジスタ１９５ｂのドレインにも接続されている。このトランジスタ１９５ｂは、ゲートがトランジスタ１９５ａのドレインに接続されている。又、トランジスタ１９５ａ、ｂは、それぞれのソースが接地に接続されている。これらのトランジスタは、ゲート入力に基づいてターンオンするスイッチとして機能する。トランジスタ１９５ａは、ゲートにロック信号を受信する。このロック信号は、モータ９０１（図９）の回転を阻止する（即ち、ブレーキをかける）最優先の信号（即ち、マスター）信号である。一実施例において、このロック信号は、障害又はエラー状態を識別するべくアサートされる。正常動作の際には、ロック信号はアサートされない。このロック制御入力からの入力が特定の状態（例：ハイ、或いは、別の実施例においては、ロー）になると、トランジスタ１９５ａがターンオンする。そして、これに伴って、トランジスタ１９５ｂがターンオフし、コントローラにブレーキを起動させる。この結果、コントローラは、モータに対するドライバ１０１ａ〜ｃによる駆動電流の発生を阻止するブレーキ信号を発生する。一実施例においては、コントローラは、ドライバ１０１ａ〜ｃの上位のＰＭＯＳトランジスタを３ステートにし、この結果、下位のＮＭＯＳトランジスタが短絡され、モータ巻線が接地に短絡される。

トランジスタ１０７ａは、ゲートがトランジスタ１９５ａのドレインに接続されている。又、トランジスタ１０７ａは、ソースが接地に接続されており、このトランジスタのドレインは、トランジスタ１０７ｂ及び１０７ｃのゲートに接続されている。そして、トランジスタ１０７ｂ及び１０７ｃは、トランジスタ１０７ａと同様に接続されている。但し、トランジスタ１０７ｂは、ドレインがドライバ１０１ｃの入力に接続されている。トランジスタ１０７ｃは、ソースがダイオード１０９及び抵抗１９１ａを介してドライバ１０１ｃの出力に接続されている。これらのトランジスタは、ゲート入力に基づいてターンオンするスイッチとして機能する。この結果、トランジスタ１９５ａの状態に基づいて、トランジスタ１０７ａはターンオン又はターンオフする。例えば、トランジスタ１９５ａがターンオンすると、トランジスタ１０７ａはターンオフする。続いて、トランジスタ１０７ｂがターンオンし、トランジスタ１０７ｃがターンオンする。トランジスタ１０７ｂは、ドライバ１０１ｃの作動解除を確実にする。更に、トランジスタ１０７ｃは、異なる電圧入力が印加されている抵抗１９１ｂ〜ｄに接続されている。この結果、トランジスタ１０７ｃは、５つの電圧入力を抵抗１９１ａ及びダイオード１０９ａを介してモータに接続しており、従って、モータの回転及び／又はモータに結合した支柱（図示されてはいない）の調節に抵抗する保持電流をモータに供給する。一実施例においては、この供給電流は、モータに印加される力に比例している。

トランジスタ１０７ａもゲートがブレーキ制御入力に接続されている。一実施例において、ロック信号はローである。この結果、トランジスタ１９５ａはターンオフされる。ブレーキ制御入力からの入力が特定の状態（例：ハイ、或いは、別の実施例においては、ロー）になると、ブレーキ機能が制御される。例えば、ブレーキ制御信号が、ローであるか、或いはアサートされない場合には、ブレーキ回路が適用される。この結果、トランジスタ１９５ｂ及び１０７ａがターンオフする。続いて、トランジスタ１０７ｂ及び１０７ｃがターンオンする。この結果、前述のように、トランジスタ１０７ｂは、ドライバ１０１ｃを無効にし、保持電流がトランジスタ１０７ｃを介してモータに印加される。同様に、ブレーキ制御信号がハイの場合には、ブレーキ回路は無効になる。この結果、トランジスタ１９５ｂ及び１０７ａがターンオンする。続いて、トランジスタ１０７ｂ及び１０７ｃがターンオフする。この結果、トランジスタ１０７ｃを介した保持電流が除去されるか、或いは印加されず、トランジスタ１０７ｂは、ドライバ１０１ｃの動作に影響を与えない。

一実施例において、前述のトランジスタは、Ｎ型の電界効果トランジスタである。様々なその他のコンポーネントに対するトランジスタの結線又は接続、入力、及びそれ自体に対して変更を加えることにより、その他のタイプのトランジスタも利用可能である。その他の実施例においては、モータのブレーキ動作を作動させる更なる制御入力を供給するべく、その他の同様に接続されたトランジスタが提供され、トランジスタ１０７ａ〜ｃに接続される。本発明の別の態様においては、ダイオード１９３ａ、ｂなどの発光ダイオードをリレー及び／又はトランジスタに接続し、リレーの開路又は閉路状態を通知するなど、状態情報を提供する。

図１１には、患者に液体を供給するのに使用する支柱（即ち、支持部）の移動を阻止するプロセスが示されている。このプロセスによれば、まず、ブロック１１１において、電力が供給されているか或いは失われているかを判定又はチェックする。一実施例においては、リレーを作動させ、電力供給が失われていることを通知する。別の実施例においては、このプロセスは、電力供給が失われる寸前である（即ち、システムがシャットダウンされる）ことについて外部ソースから通知を受領する。そして、電力供給が失われているか、或いは失われることになると判定した場合には、ブロック１１３において、静的ブレーキ機能を作動させて支柱の移動を阻止する。一態様においては、ブロック１１５において、機械式ブレーキも作動させる。一方、電力供給が失われていないと判定した場合には、ブロック１１７に進む。

ブロック１１７において、支柱の位置（又は、位置の変化）を測定する。一実施例において、支柱又は支柱に結合した容器の絶対位置情報をエンコーダ（例：検出器１３及びセンサ７（図１））から読み取るか、或いはその提供を受ける。支柱の位置が変化したか、或いは求められている位置に存在していないと判定した場合には、段階１１９において、動的ブレーキ機能を作動させ、支柱を調整して支柱を求められている位置に配置するか、或いは位置の変化を阻止する。そして、ブロック１１７に戻り、支柱の位置を再度チェックする。一実施例においては、ブロック１１１まで戻り、電力が供給されているかどうかを再度チェックする。一方、支柱の位置が変化していないか、或いは求められているとおりであると判定した場合には、プロセスは終了する（又は、戻る）。一態様においては、このプロセスは、外部からの命令又は割り込みが発生した場合に、継続的に反復し、終了する（又は、戻る）。

従って、本発明は、眼科手術に使用する方法及び装置を提供するものである。尚、特定の固有の実施例に関連し本発明について説明したが、当業者には、多くの更なる変更及び変形が明らかであろう。従って、本発明は、具体的に説明したもの以外にも実施可能であることを理解されたい。即ち、本発明のこれらの実施例は、すべての側面において例示を目的とするものであって、制限を目的とすると見なされるべきではない。本発明の範囲は、前述の説明によってではなく、添付の特許請求の範囲及びその等価物によって規定されるとおりである。

眼科手術において使用する装置のブロックダイアグラムである。 眼科手術において使用する装置の斜視図である。 眼科手術において使用する装置の側面図である。 眼科手術において液体用の容器から液体を供給するべく使用する装置の部分的に分解されたセンサアセンブリの一部を示す斜視図である。 眼科手術において使用する装置の部分的に分解された支柱アセンブリの一部を示す斜視図である。 眼科手術において使用する部分的に分解された装置の一部を示す斜視図である。 眼科手術において使用する装置の斜視図である。 医学的治療のために流体を供給するプロセスのフローチャートである。 モータを作動させるための制御システムの一実施例のブロック図である。 モータの作動と停止に使用する回路の概略図である。 眼科手術において使用する装置のモータを作動させるプロセスのフローチャートである。

符号の説明

３…貯蔵ユニット
５…支柱
７…センサ
９…駆動ユニット
１１…コントローラ
１３…検出器
１５…基部

Claims (48)

1. 患者の眼を洗浄するべく外科用ハンドピースに流体を流すラインに流体用の容器が結合された手術において使用する眼科手術用の装置であって、
   （ａ）基部と、
   （ｂ）前記基部から延長し、前記外科用ハンドピースに流体を供給する前記容器に結合された支持部と、
   （ｃ）前記支持部の絶対位置を測定するべく構成されたエンコーダと、
   （ｄ）前記測定した絶対位置に基づいて、前記支持部の高さを調節するべく構成されたコントローラと、
   を有し、
   前記支持部の高さを正確に測定及び調節することにより、前記流体が前記容器から所望の圧力で前記外科用ハンドピースに流れ、更には前記患者の眼に流入する、
   ことを特徴とする眼科手術用の装置。
2. 前記支持部を軸に沿って移動させるべく構成されたモータを更に有する請求項１記載の装置。
3. 前記コントローラは、前記モータに前記支持部を移動させるべく構成されている請求項２記載の装置。
4. 前記エンコーダは、
   （ａ）前記支持部の一部に結合され、第１磁界を発射するべく構成されたセンサと、
   （ｂ）第２磁界を発射し、前記第１及び第２磁界の相互作用の標識を検出するべく構成された検出器と、
   を有する請求項１記載の装置。
5. 前記コントローラは、前記第２磁界の発射と前記第１及び第２磁界の相互作用の前記標識の検出間の時間の測定結果に基づいて、前記検出器と前記センサ間の距離を測定するべく構成されている請求項４記載の装置。
6. 前記検出器は電流を供給するべく構成されており、前記電流は前記第２磁界を発射する請求項４記載の装置。
7. 前記検出器は、前記第１磁界と前記第２磁界の前記相互作用から発生されるパルスを検出するべく構成されている請求項６記載の装置。
8. 前記コントローラは、前記第２磁界の発射と前記パルスの検出間の時間の測定結果に基づいて、前記センサの位置を測定するべく構成されている請求項７記載の装置。
9. 前記コントローラは、前記第２磁界の発射と前記パルスの検出間の時間の測定結果に基づいて、前記支持部の高さを測定するべく構成されている請求項７記載の装置。
10. 前記センサに結合され、前記支持部の一部に沿って移動するべく構成されたキャリアを更に有する請求項７記載の装置。
11. 前記キャリアを前記支持部の一部に沿って移動させるべく構成されたモータを更に有する請求項１０記載の装置。
12. 前記コントローラは、前記モータに前記キャリアを所望の方向に所望の距離だけ移動させるべく構成されている請求項１１記載の装置。
13. 前記検出器は、信号調節器及び導波路を有する請求項５記載の装置。
14. 前記信号調節器は信号を生成し、前記コントローラは前記信号のパルス幅に基づいて前記支持部の高さを測定する請求項１３記載の装置。
15. 前記センサは、前記導波路を実質的に取り囲む磁性要素を有する請求項１３記載の装置。
16. 前記信号調節器は、前記導波路を通じて電流を流す請求項１４記載の装置。
17. 前記支持部の移動を阻止するべく構成された回路を更に有し、前記コントローラは、前記測定した絶対位置に基づいて、前記回路を作動させるべく構成されている請求項１記載の装置。
18. 患者の眼を洗浄するべく外科用ハンドピースに流体を流すラインに流体用の容器が結合された眼科手術において使用する眼科手術用の装置であって、
    （ａ）前記外科用ハンドピースに流体を供給する前記容器の支持手段と、
    （ｂ）基部に対する前記容器の前記支持手段の絶対位置を測定する手段と、
    （ｃ）前記測定した絶対位置に基づいて、前記支持手段の高さを調節する手段と、
    を有し、
    前記支持手段の高さが正確に測定及び調節されることにより、前記流体が前記容器から所望の圧力で前記外科用ハンドピースに流れ、更には前記患者の眼に流入する、
    ことを特徴とする眼科手術用の装置。
19. 前記絶対位置を測定する手段は、
    （ａ）前記支持手段に近接する第１磁界を発射する手段と、
    （ｂ）前記第１磁界と相互作用する第２磁界を発射する手段と、
    を有する請求項１８記載の装置。
20. 前記支持手段の絶対位置は、前記第１及び第２磁界の相互作用に基づいている請求項１９記載の装置。
21. 前記絶対位置を測定する手段は、前記第２磁界を発射した時点から前記第２磁界を発射する手段にパルスが到達した時点間の時間間隔を計測する手段を更に有し、前記パルスは、前記第１及び第２磁界の相互作用によって発生される請求項１９記載の装置。
22. 前記測定した絶対位置に基づいて、前記支持手段の移動を阻止する手段を更に有する請求項１８の装置。
23. 前記容器の前記支持手段を移動させる手段と、電流を供給して前記容器の前記支持手段の移動の阻止手段と、を更に有する請求項１８記載の装置。
24. 前記供給する電流は、前記容器の前記支持手段が移動することを阻止するべく、前記容器の前記支持手段に印加される力に比例した大きさを備えている請求項２３記載の装置。
25. 患者の眼を洗浄するべく外科用ハンドピースに流体を流すラインに流体用の容器が結合された眼科手術において使用する眼科手術用の装置であって、
    （ａ）前記外科用ハンドピースに流体を供給する前記容器に結合された支持部と、
    （ｂ）電動力を発生するべく構成されたモータと、
    （ｃ）前記発生した電動力に基づいて、前記支持部の垂直方向の移動を阻止するべく構成された回路と、
    を有し、
    前記支持部の垂直方向の移動が阻止されることにより、前記流体が前記容器から所望の圧力で前記外科用ハンドピースに流れ、更には前記患者の眼に流入する、
    ことを特徴とする眼科手術用の装置。
26. 前記電動力は、前記支持部の重量に基づいた大きさを備えている請求項２５記載の装置。
27. 前記回路は、前記モータの少なくとも１つの巻線を短絡させる請求項２５記載の装置。
28. 前記回路は、前記モータに電力を供給するリレー及びドライバを有し、前記リレーは前記ドライバに接続されている請求項２５記載の装置。
29. 前記リレーは、作動状態と非作動状態を備えている請求項２８記載の装置。
30. 前記リレーは、作動状態において、前記モータへの電力の供給を可能とし、非作動状態において、前記モータへの電力の供給を妨げる請求項２９記載の装置。
31. 前記リレーは、該リレーに電力が供給されているかどうかに基づいて状態を変化させる請求項２９記載の装置。
32. 患者の眼を洗浄するべく外科用ハンドピースに流体を流すラインに流体用の容器が結合された眼科手術において使用する眼科手術用の装置であって、
    （ａ）前記外科用ハンドピースに流体を供給する前記容器に結合された支持部と、
    （ｂ）前記支持部を垂直方向に移動させるべく構成されたモータと、
    （ｃ）前記支持部の垂直方向の移動を阻止するべく前記モータに電流を供給するように構成された回路であって、前記供給する電流は、前記支持部の重量によって前記モータに印加される力に比例する大きさを備えている回路と、
    を有し、
    前記支持部の垂直方向の移動が阻止されることにより、前記流体が前記容器から所望の圧力で前記外科用ハンドピースに流れ、更には前記患者の眼に流入する、
    ことを特徴とする眼科手術用の装置。
33. 少なくとも１つの駆動電流を前記モータに供給して前記モータを作動させるべく構成されたコントローラを更に有する請求項３２記載の装置。
34. 前記回路は、前記少なくとも１つの駆動電流の供給を阻止するべく構成されている請求項３３記載の装置。
35. 患者の眼を洗浄するべく外科用ハンドピースに流体を流すラインに流体用の容器が結合された眼科手術において使用する眼科手術用の装置であって、
    （ａ）支柱と、
    （ｂ）第１磁界を発射する磁石と、
    （ｃ）前記磁石を収容し、支持部の一部に結合したキャリアと、
    （ｄ）前記支柱に近接し、磁歪材料を含む導波路と、
    （ｅ）前記導波路を通じて電流を流し第２磁界を発射するべく構成されると共に、前記第１磁界と前記第２磁界の相互作用から発生されるパルスを検出するべく構成された信号調節器と、
    （ｆ）巻線を備え、前記支柱と前記キャリアの位置を調節するべく構成されたモータと、
    （ｇ）前記信号調節器による前記電流の流れと前記パルスの検出間の時間間隔に基づいて前記支柱の高さを測定するべく構成されると共に、前記モータを作動させて前記支柱の高さを調節するべく構成された制御盤と、
    （ｈ）前記モータの前記巻線に駆動電流を供給するべく構成されたトランジスタドライバと、
    （ｉ）前記ドライバの作動を解除し、前記巻線の中の１つに電流を供給して前記モータの動作を阻止するべく構成されたトランジスタスイッチと、
    を有し、
    前記支持部の高さが正確に測定及び調節されることにより、前記流体が前記容器から所望の圧力で前記外科用ハンドピースに流れ、更には前記患者の眼に流入する、
    ことを特徴とする眼科手術用の装置。
36. 患者の眼を洗浄するべく外科用ハンドピースに流体を流すラインに流体用の容器が結合された眼科手術において使用する方法であって、
    （ａ）前記外科用ハンドピースに流体を供給する前記容器を支持部に装着する段階と、
    （ｂ）基部に対する前記支持部の絶対位置を検出する段階と、
    （ｃ）前記検出した絶対位置に基づいて前記支持部の高さを調節する段階と、
    を有し、
    前記支持部の高さが正確に測定及び調節されることにより、前記流体が前記容器から所望の圧力で前記外科用ハンドピースに流れ、更には前記患者の眼に流入する、
    ことを特徴とする眼科手術用の方法。
37. 前記絶対位置を検出する段階は、
    （ａ）前記支持部に近接する第１磁界を発射する段階と、
    （ｂ）前記第１磁界と相互作用させるべく第２磁界を導波路に沿って発射する段階と、
    を有する請求項３６記載の方法。
38. 前記第１及び第２磁界の相互作用に応答し、パルスを発生する段階を更に有する請求項３７記載の方法。
39. 前記パルスが所定の場所に到達するのに要する時間の長さを計測する段階を更に有する請求項３８記載の方法。
40. 前記支持部の絶対位置を検出する段階は、前記第２磁界を発射した時点から前記パルスが所定の場所に到達した時点間の時間間隔に基づいている請求項３９記載の方法。
41. 前記検出した絶対位置に基づいて、前記支持部の位置の変化を阻止する段階を更に有する請求項４０記載の方法。
42. 患者の眼を洗浄するべく外科用ハンドピースに流体を流すラインに流体用の容器が結合された眼科手術において使用する方法であって、
    （ａ）前記外科用ハンドピースに流体を供給する前記容器を支持部に装着する段階と、
    （ｂ）電動力を発生する段階と、
    （ｃ）前記発生した電動力に基づいて、前記支持部の高さの変化を阻止する段階と、
    を有し、
    前記支持部の高さの変化が阻止されることにより、前記流体が前記容器から所望の圧力で前記外科用ハンドピースに流れ、更には前記患者の眼に流入する、
    ことを特徴とする眼科手術用の方法。
43. 電力の変化を検出する段階と、前記検出した電力の変化に基づいて前記電動力を発生する段階と、を更に有する請求項４２記載の方法。
44. 前記発生する電動力は、前記支持部に結合したモータによって発生される請求項４２記載の方法。
45. 前記モータの少なくとも１つの巻線を短絡させる段階を更に有する請求項４４記載の方法。
46. 患者の眼を洗浄するべく外科用ハンドピースに流体を流すラインに流体用の容器が結合された眼科手術において使用する方法であって、
    （ａ）前記外科用ハンドピースに流体を供給する前記容器を支持部に装着する段階と、
    （ｂ）電流を供給する段階と、
    （ｃ）前記供給する電流を調節することにより、前記支持部の高さの変化を阻止する段階であって、前記電流は、前記支持部の重量によって作用する力の量に比例する大きさを備えている段階と、
    を有し、
    前記支持部の高さの変化が阻止されることにより、前記流体が前記容器から所望の圧力で前記外科用ハンドピースに流れ、更には前記患者の眼に流入する、
    ことを特徴とする眼科手術用の方法。
47. 少なくとも１つの駆動電流を発生して前記支持部の高さを変化させる段階を更に有する請求項４６記載の方法。
48. 前記発生する少なくとも１つの駆動電流の供給を阻止する段階を更に有する請求項４７記載の方法。

Images