JP2013520276A - 眼科用システムおよびコンピュータプログラム製品 - Google Patents

Abstract

本発明は、注入液を眼科用灌注装置（２）に供給するための灌注ライン（５）に接続された眼科用灌注装置（２）の眼球（３）を穿刺している遠位端における注入液圧を制御するための眼科用システム（１）に関する。本システムは、眼球内の手術行為に起因する眼球内の内圧低下を補償するための補償圧を推定するように構成されたプロセッサを備える。この推定結果は、推定された補償圧に応じて灌注ライン内の灌注液の圧力を動的に調整するために用いられる。この推定ステップは、眼球内で手術行為を行っている眼科手術装置（１３）の構成および／または実際の動作に基づく。
【選択図】図１

Description

本発明は、注入液を眼科用灌注装置に供給するための灌注ラインに接続されている眼科用灌注装置の眼球を穿刺している遠位端における注入液圧を制御するための眼科用システムであって、眼球内の手術行為に起因する眼球内の内圧低下を補償するための補償圧を推定し、推定された補償圧に応じて灌注ライン内の灌注液の圧力を動的に調整するように構成されたプロセッサを備えた眼科用システムに関する。

眼科手術においては、組織を切り取る、除去する、または別様に操作するために、小型のプローブが眼球に挿入される。一般に、眼球の内部は、眼球を穿刺している眼科用灌注装置を介して眼球内に流入させた注入液によって洗い流される。灌注装置には、加圧された灌注ラインから供給される。眼球内部における組織の操作中、挿入口を介して眼球から流出する流体の量は、例えば手術行為に応じて、経時的に変動しうる。

従来技術のシステムにおいては、眼球から流出するこのような流体流量はセンサによって感知される。このセンサ情報は、灌注装置の遠位端における注入液の圧力を制御する制御システムにフィードバックされる。

本発明の目的は、補償圧を推定するために流量測定を用いる一代替案を提供することである。このため、本発明によると、プロセッサは、眼球内で手術行為を行っている眼科手術装置の構成および／または実際の動作に基づき、推定ステップを実行するように構成される。

手術行為を行っている眼科手術装置の構成および／または実際の動作に基づき、眼球内の手術行為に起因する眼球内の内圧低下を補償するための補償圧を推定することによって、追加のセンサを用いずに補償圧を見出すことができ、これにより、制御システムの単純化および本システムのさらなる堅牢化が可能である。さらに、手術装置の構成および実際の動作に関するデータを比較的高い詳細度で得ることができるため、補償圧をより正確に推定できる。また、手術装置の変化する動作状態の情報を、例えば手術装置の電気動作命令を読み出すことによって、より早く入手できるため、灌注ライン内の灌注液の圧力を動的に調整するステップをより高速で実施可能であり、これにより圧力補償の動的挙動を向上させ、故に眼球内の内圧をより小さな圧力範囲内に維持可能である。

本発明によるシステムを用いることによって、手術法に関係なく、外科医が設定した値に眼内圧を安定させておくことができる。

本発明は、注入液圧を制御する方法にさらに関する。

さらに、本発明は、コンピュータプログラム製品に関する。コンピュータプログラム製品は、ＣＤまたはＤＶＤなどのデータ記憶媒体に格納されたコンピュータ実行可能命令セットを備えうる。このコンピュータ実行可能命令セットは、上で定義した方法をプログラム可能コンピュータに実行させるものであり、例えばインターネット経由の、遠隔サーバからのダウンロードにも対応しうる。

本発明によるさらに有利な実施形態が添付の特許請求の範囲に記載されている。

本発明の諸実施形態を単なる例として添付図面を参照しながら以下に説明する。

本発明による眼科手術システムの第１の実施形態の概略側面図を示す。 本発明による眼科手術システムの第２の実施形態の概略側面図を示す。 本発明による方法の一実施形態のフローチャートを示す。

各図は本発明による好適な一実施形態を単に示していることに留意されたい。これらの図において、同じ参照符号は、等しい、または対応する、部分を指す。

図１は、本発明による眼科手術システム１の第１の実施形態の概略側面図を示す。システム１は、灌注液４を眼球内部に供給するために眼球３を穿刺する灌注カニューレ２を備える。システム１は、灌注カニューレ２に接続された第１の端部と、同じく眼科手術システム１の一部を形成するドリップチャンバ６に接続された第２の端部とを有する灌注ライン５をさらに備える。システム１は、灌注液４が部分的に充填される注入液ボトル７をさらに備える。ボトル７には、灌注ラインに供給されて灌注ラインを加圧するための気体がさらに充填される。ボトル７は、注入液４をドリップチャンバ６の入口を介して灌注液滴９としてドリップチャンバ６に供給するためのスパイク８を備える。ドリップチャンバ６内の液体は、その出口ポートと注入ラインとも呼ばれる灌注ライン５とを介して、灌注カニューレ２内の液体と流体連通している。システム１は、注入液ボトル内の注入液面１２の上方の気体の圧力を動的に調整するために、ボトル７に設けられた気体ライン１１ａ、ｂを介してボトル内部の上方部分に接続された気体加圧ユニット１０をさらに備える。

システム１は、眼球の別の場所を穿刺する硝子体カッター１３として実現された眼科手術装置をさらに備える。硝子体カッター１３は、硝子体カッター１３の出口ポートに負圧をもたらす吸引ポンプ１５に吸引ライン１４を介して接続される。吸引ライン１４と吸引ポンプ１５とは吸引装置を形成する。吸引される流体および切除された眼組織など他の物質は何れもカートリッジ１６に収集される。吸引ポンプ１５は、電動機１７によって駆動される。

システム１の動作中、灌注カニューレ２の遠位端において眼球３の内部の液体に灌注液圧が加えられる。灌注液圧は、静的部分と経時変動する動的部分とから成る。経時変動成分は、以下に説明するように、眼球内で実際に行われている手術行為と相互に関連している。推定された圧力補償値の静的成分は、被治療眼３の鉛直高さより高い位置に注入液ボトル７を載置することによって静水圧として、および／または注入液ボトル７内の注入液面１２に力を加える気体の事前設定圧力として、実現される。

眼球内の圧力変動に対応する圧力を加えるために、眼球３内の手術行為に起因する眼球内の内圧低下を補償するための補償圧の推定値が計算される。このために、システム１は、気体加圧ユニット１０を制御するプロセッサ１８を備える。推定値は、眼球３内で手術行為を行っている硝子体カッター１３の構成および／または実際の動作に基づく。この結果、推定された補償圧に応じて灌注ライン５内の灌注液の圧力を動的かつ正確に調整可能である。

補償圧の推定においては、眼科手術装置１３の形状および寸法が考慮される。一例として、硝子体カッター種別の形態は、補償値の計算の基礎となる。より具体的には、吸引流量はカッター１３の内径に直接依存するので、カッターの内径が考慮される。

眼科手術装置１３の実際の動作は、硝子体カッター１３の切断速度を含む。カッターが休止中のときの吸引流量は、カッターが切断中の状況における吸引流量より大きいことは明らかである。通常、切断速度の増加に伴い、吸引流量は減少する。

さらに、灌注流量、したがって眼内圧の蓄積、はカニューレ２の内径に大きく依存するので、推定ステップを灌注カニューレ２の内径に基づかせることもできる。

さらに、実際の吸引真空度および／または吸引流量など、吸引装置の吸引特性を補償圧の推定のための基礎として随意用いることができる。

プロセッサ１８は、推定された補償圧に応じて注入液ボトル７内の気体の圧力が動的に調整されるように、気体加圧ユニット１０を制御する。設定された眼内圧を維持できるように、圧力補償値は周期的に計算されることが好ましい。計算周期として、例えば１秒未満または０．１秒未満など、相対的に小さい値が選択されることが好ましい。

図２は、本発明による眼科手術システム１の第２の実施形態の概略側面図を示す。この実施形態において、システム１は、水晶体ニードル２０として実現された眼科手術装置を含む。さらに、この実施形態においては、眼科用灌注装置は、ニードル２０を取り囲むスリーブ２１として実現される。したがって、眼科手術装置と眼科用灌注装置とは単一の装置、すなわち水晶体超音波乳化吸引術を眼球３の前房で実施するための水晶体装置、に統合される。補償圧の推定においては、水晶体ニードル種別の形態、より具体的には水晶体ニードル２０の内径、を考慮に入れることができる。さらに、代わりに、または加えて、水晶体ニードル２０の周囲のスリーブ２１の形状を考慮に入れることもできる。

図３は、本発明による方法の一実施形態のフローチャートを示す。眼球を穿刺している眼科用灌注装置の遠位端における注入液圧を制御するための方法が用いられる。本方法は、眼球内の手術行為に起因する眼球内の内圧低下を補償するための補償圧を推定するステップ１１０と、推定された補償圧に応じて、注入液を灌注装置に供給するために灌注装置に接続された灌注ライン内の灌注液の圧力を動的に調整するステップ１２０とを含む。推定ステップ１１０は、眼球内で手術行為を行っている手術装置の構成と実際の動作とに基づく。

圧力または流体流量を測定するセンサの使用が不要になるように、推定ステップ１１０は、眼科手術装置の構成および／または実際の動作に関するデータに直接基づくことが好ましい。

眼球内の手術行為に起因する眼球内の内圧低下に等しい補償圧を推定することによって、眼球から流出する流体流量の変動を補償できるため、ほぼ一定の圧力を眼球内に維持できる。

眼球を穿刺している眼科用灌注装置の遠位端における注入液圧を制御するための本方法は、ＦＰＧＡおよび／またはＡＳＩＣコンポーネントなどの専用ハードウェア構成を用いて実施可能である。あるいは、本方法は、本発明による方法の上記ステップをコンピュータシステムのプロセッサに実行させるための命令を含むコンピュータプログラム製品を用いて少なくとも部分的に実施することも可能である。全ステップを、原則として、単一のプロセッサ上で実施可能である。ただし、少なくとも１つのステップ、例えば推定ステップ、を別のプロセッサで実施可能であることに留意されたい。

本発明は、本願明細書に記載されている実施形態に限定されない。多くの変形例が可能であることを理解されるであろう。

注入液面１２に圧力を加えるために用いられる気体は、例えば空気である。ただし、原理上、他の種類の気体も使用可能である。

なお、注入ライン内の注入液に対する圧力および灌注装置の遠位端における圧力は、原理上、別の方法で、例えば液体に接触する可動膜を介して液体に力を加えることによって、または弁加圧システムの使用によって、制御可能であることに留意されたい。

さらに、本眼科用システムは、いくつかのモジュール、例えば手術装置を含むモジュールと、灌注ラインと注入液ボトルとを有する灌注装置を含むモジュールと、気体加圧ユニット１０を制御する制御装置１８を含むモジュールと、で構成可能であることに留意されたい。

上記および他の実施形態は当業者には明らかであろう。したがって、上記および他の実施形態は、添付の特許請求の範囲に定義されている本発明の範囲内に含まれるものと見なされる。

Claims (20)

1. 注入液を眼科用灌注装置に供給するための灌注ラインに接続されている前記眼科用灌注装置の眼球を穿刺している遠位端における注入液圧を制御するための眼科用システムであって、前記眼球内の手術行為に起因する前記眼球内の内圧低下を補償するための補償圧を推定し、前記推定された補償圧に応じて前記灌注ライン内の前記灌注液の前記圧力を動的に調整するように構成されたプロセッサを備え、前記推定ステップは、前記眼球内で前記手術行為を行っている眼科手術装置の構成および／または実際の動作に基づく、眼科用システム。
2. 前記推定ステップは、前記眼科手術装置の構成および／または実際の動作に関するデータに直接基づく、請求項１に記載の眼科用システム。
3. 前記推定された補償圧は、前記眼球内の手術行為に起因する前記眼球内の前記内圧低下である、請求項１または２に記載の眼科用システム。
4. 前記眼科手術装置の前記構成は、前記眼科手術装置の形状および寸法を含む、先行請求項の何れかに記載の眼科用システム。
5. 前記眼科手術装置の前記構成は、硝子体カッター種別または水晶体ニードル種別の形態を含む、先行請求項の何れかに記載の眼科用システム。
6. 前記形態は、前記硝子体カッターおよび水晶体ニードルのそれぞれのカッターおよびニードルの内径を含む、請求項５に記載の眼科用システム。
7. 前記眼科手術装置の前記構成は、前記眼科手術装置に接続された吸引装置の吸引特性を含む、先行請求項の何れかに記載の眼科用システム。
8. 前記眼科手術装置の前記実際の動作は切断速度を含む、先行請求項の何れかに記載の眼科用システム。
9. 前記推定ステップは、灌注カニューレとして実現された前記眼科用灌注装置の内径にさらに基づく、先行請求項の何れかに記載の眼科用システム。
10. 前記推定ステップは、水晶体ニードルを包囲するスリーブとして形成された前記眼科用灌注装置の形状にさらに基づく、先行請求項の何れかに記載の眼科用システム。
11. 眼球を穿刺する眼科用灌注装置と、注入液を前記灌注装置に供給するために前記灌注装置に接続された灌注ラインとをさらに備える、先行請求項の何れかに記載の眼科用システム。
12. 前記灌注ラインへの供給および加圧のための気体と注入液とが充填された注入液ボトルをさらに備える、請求項１１に記載の眼科用システム。
13. 前記注入液ボトルから注入液を受け入れるための入口と前記灌注ラインに接続された出口ポートとを有するドリップチャンバであって、前記ドリップチャンバ内の前記注入液が前記灌注装置の前記遠位端に流体連通するようになっているドリップチャンバをさらに備える、請求項１２に記載の眼科用システム。
14. 前記推定された補償圧に応じて、前記注入液ボトル内の前記気体の圧力を動的に調整するように構成された気体加圧ユニットをさらに備える、請求項１２または１３の何れかに記載の眼科用システム。
15. 前記眼球内で手術行為を行うように構成された眼科手術装置をさらに備える、先行請求項の何れかに記載の眼科用システム。
16. 前記眼科手術装置と前記眼科用灌注装置とは単一の装置に統合されている、先行請求項の何れかに記載の眼科用システム。
17. 前記推定された補償圧は、静的成分と、前記眼球内の実際の手術行為と相互に関連する経時変動成分とで構成される、先行請求項の何れかに記載の眼科用システム。
18. 前記推定された圧力補償値の前記静的成分は、静水圧として、および／または前記灌注ライン内の注入液に力を加える気体の事前設定圧力として実現される、請求項１６に記載の眼科用システム。
19. 眼球を穿刺している眼科用灌注装置の遠位端における注入液圧を制御する方法であって、
    −前記眼球内の手術行為に起因する前記眼球内の内圧低下を補償するための補償圧を推定するステップと、
    −前記推定された補償圧に応じて、注入液を前記灌注装置に供給するために前記灌注装置に接続された灌注ライン内の灌注液の圧力を動的に調整するステップと、
    を含み、
    前記推定ステップは、前記眼球内で前記手術行為を行っている手術装置の構成および／または実際の動作に基づく、
    方法。
20. 眼球を穿刺している眼科用灌注装置の遠位端における注入液圧を制御するためのコンピュータプログラム製品であって、前記眼球内の手術行為に起因する前記眼球内の内圧低下を補償するための補償圧を推定するステップと、前記推定された補償圧に応じて、注入液を前記灌注装置に供給するために前記灌注装置に接続された灌注ライン内の灌注液の圧力を動的に調整するステップとをプロセッサに実行させるためのコンピュータ可読コードを含み、前記推定ステップは、前記眼球内で前記手術行為を行っている手術装置の構成および／または実際の動作に基づく、コンピュータプログラム製品。

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