JP3155975B2 - 圧力トランスデューサインターフェース - Google Patents

圧力トランスデューサインターフェース

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JP3155975B2 JP50078894A JP50078894A JP3155975B2 JP 3155975 B2 JP3155975 B2 JP 3155975B2 JP 50078894 A JP50078894 A JP 50078894A JP 50078894 A JP50078894 A JP 50078894A JP 3155975 B2 JP3155975 B2 JP 3155975B2
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は圧力測定システムに関するものであり、特に
眼から水晶体を取り除くファコ器具のような眼科器具の
圧力モニタリングシステムに関するものである。
典型的に、白内障すなわち眼における結晶発現はその
破砕によって取り除かれ、強膜を切開して眼の中に差し
込まれる超音波駆動の中空のニードル（針）を用いる場
合がある。破砕された水晶体の除去は、ニードルの中央
の穴を経由して行われ、挿入される中空ニードルによっ
て眼を通る流体の連続的な循環を伴うものである。
眼圧はアイチャンバーの崩壊を防ぐために注意深く維
持されねばならないが、破砕された水晶体により引き起
こされる可能性のある中空ニードルの閉塞を取り除くた
めに、時々過大な圧力が必要とされる。さらに、流体を
環流し上記中空ニードルから破砕された水晶体を取り除
くために、ニードル中の液体流を逆行させる場合があ
る。この操作の間は、もちろんモニターし眼圧を予め選
択された絶対的最高レベルに保持する必要がある。
上記除去過程で流体圧を測定し制御するのに失敗する
と、流体の環流に用いられるニードルからポンプへ導く
プラスチック管システム中に大きな空隙を生ずることに
なる。さらに、突然妨害物が除かれると、空隙は眼から
の液体で満たされるが、十分なスピードで置き換えられ
ないから、眼内の圧力は減少する可能性があり、上記で
指摘したように結果的に角膜の崩壊を招くことになる。
逆に、環流の工程中の制御が不充分であると、眼中に
大きな過剰の圧力が発生する可能性があり、妨害物がこ
われてフリーになると眼を膨張させることになる。
発明の名称「波動を減少させた先細り型のランプポン
プヘッド」、出願番号07/892、788、出願日1992年６月
３日の本件出願人に特許譲渡された米国特許出願に記載
のような、多くのぜん動性のポンプがファコ器具と共に
利用するように開発された。この上記特許出願は参考と
してさらにここに組み込まれている。
これまでは、空気圧あるいは静水圧の単独の測定のた
めに隔膜（ダイアフラム）を利用する圧力測定システム
は、多くの異なった構造的な配置において隔膜を組み込
んで利用した。
第一に、隔膜は、空気圧のおよび／あるいは水圧に応
答して隔膜の動きを決定するために既知のスプリングシ
ステムに取り付けてきた。これは伝統的な圧力測定の方
法であり多くの機械ゲージおよび圧力トランスデューサ
ーにおいて通常使われている。しかしながら、無期限な
隔膜の動きは不可能なので、飽和が起こり得る。この条
件は上記システムに最大圧力測定限界を効果的に与える
ことになる。さらに、このシステムは正確な位置測定を
必要とし、隔膜特性はまた測定システムの直線的な性能
に影響を与える。
他の先行技術システムは、第一の流体に応答する隔膜
の動きによって引き起こされる第二の系における圧力測
定のための、隔膜および装置の反対側における第二の閉
じた空気圧あるいは水圧システムを用いていた。
このシステムにおいては、閉じた空気圧システム内の
第二の流体によってスプリングシステムにおいて必要と
される隔膜において位置に関する要求は無くなるが、そ
れでもなお飽和する。しかしながら、隔膜が最初に取り
付けられた後、隔膜の殺菌消毒されていない側面上での
体積損失が失われることになるので、絶対的に漏れのな
いシステムが必要になる。
この体積損失のために、より飽和しやすくなり、そし
てもし隔膜が取り付けされる時に殺菌消毒されていない
側面上で体積を圧縮する可能性があるなら、圧力のずれ
（offset）を生ずることになる。
同様の先行技術システムは、隔膜の殺菌消毒していな
い側での第二の閉じた空気圧系を利用する。しかしなが
ら、この系においては、隔膜の定位置を保つように圧力
が第二閉鎖系において発生する。この第二系における圧
力の測定とは隔膜の殺菌消毒した側での圧力の測定であ
る。
この最後に記述したシステムでは漏れのないシステム
の必要性と飽和の可能性が除去されることは明らかであ
る。しかしながら、これは位置測定がまたもや必要とな
り、加えて、制御可能な圧力源が必要となる。この第二
の圧力源と制御されるシステムにより、また、サーボオ
シレーションが誘発される可能性がある。
本発明に係る装置は、位置測定システムは必要としな
いで測定装置の利用により圧力測定を可能にするもので
ある。さらに、隔膜位置の精密な測定は要求されない。
また、システムは殺菌消毒されねばならず、使い捨て
可能かあるいはオートクレーブ処理可能でなければなら
ず、さらに、液体系を殺菌状態に保ちつつ圧力データを
伝達するように操作されねばならない。
発明の要旨 本発明の圧力測定システムの概略を述べると、隔膜
と、隔膜の一方の面を流体に曝す手段を含むものであ
る。フォーストランスデューサーは、隔膜の位置にかか
わらず隔膜の一方の面において流体により与えられる力
を測定する手段を提供する。この力の押圧力により、隔
膜の位置の機能として隔膜の特性を変えることに伴う多
くの実際的な問題を無くすることができる。すなわち、
現実の隔膜の位置のずれは、実際には測定されず、むし
ろ、隔膜上に与えられる押圧力が直接に測定され、これ
は隔膜のもう一方の面に発揮される空気圧あるいは水圧
の真の測定に関係するものである。
当然のことだが、位置のずれは測定されないので、た
とえば、押圧移動と関係する較正されるスプリングは必
要とされない。
重要なことに、押圧されたトランスデューサー手段を
隔膜の反対側に取外し可能に結合する手段もまた、本発
明において提供される。この特徴により隔膜からシステ
ムの測定部を除去することができ、隔膜はオートクレー
ブにより殺菌消毒されるか、あるいは、もし使い捨ての
システムであるなら、新しい殺菌消毒された隔膜と置き
換えられることができる。
さらに特に、隔膜を取り除くように隔膜の一方の面を
配置するためのチャンバーは流体入口と流体出口を備え
てよく、該隔膜は該チャンバーの開口を横切ってシール
可能に配置することができる。隔膜に取り付けられた強
磁性体プレートとフォーストランスデューサー手段に取
り付けられたマグネットはフォーストランスデューサー
手段が隔膜の反対側への取り外し可能に結合させるため
の手段を提供する。
マグネットは永久磁石あるいは電磁石装置であってよ
く、マグネットとプレートの間に積極的な磁力結合を検
知する手段を設けてもよい。本発明の操作には必要ない
けれども、この装置はフォーストランスデューサーから
のシグナルが事実上隔膜に働く圧力によって引き起こさ
れることを保証するための安全システムとして働く。
特にチャンバーについては、隔膜がチャンバーの平坦
な端部に配置されることにより封止される開口部を備え
るシリンダー形状を含むことができる。この構成におい
ては、流体入口と出口手段はチャンバーの湾曲部に配置
される。
図面の簡単な説明 本発明の長所と特徴は添付の図面と共に以下の記載に
より、よりよく理解されるであろう。
図１は、チャンバー、隔膜、フォーストランスデュー
サー、および該フォーストランスデューサーを隔膜に結
合させるマグネットシステムを示す本発明に従う圧力測
定システムの斜視図である。
図２は、図１の圧力測定システムの断面２−２に沿う
断面図である。
図面の詳細な説明 図１には、本発明に従う圧力トランスデューサ測定シ
ステム10、一般的に示される隔膜12、フォーストランス
デューサー14、強磁性プレート16、マグネット18および
チャンバー20が示される。
チャンバー20はいかなる適切な材料から作成すること
ができ、約１と1/4インチの直径であってよく、隔膜12
の一つの面26をチャンバー20の内側30に配置された流体
に曝す手段を提供する。
このあとさらに詳細に記載するように、強磁性プレー
ト16とマグネット18はフォーストランスデューサー14を
隔膜12の反対側の面34に取り除き可能に結合させる手段
を提供する。
隔膜の一方の面26を流体に曝す手段を提供することに
おいて、チャンバー20は、チャンバー20の湾曲部44にお
いて反対の位置に配置される流体入口38と流体出口40を
含む。マグネット18はトランスデューサー14に恒久的に
取り付けられ、適切なものであれば電磁石あるいは永久
磁石のどちらでもよい。もし電磁石が用いられるなら、
ワイヤー48によるコントロールユニット50への適切なカ
ップリングは、電磁石への電流を妨害し、かくして、マ
グネット18とトランスデューサ14をプレート16から分離
できるように、プレート16への電磁結合を減らすかまた
は無くするのに利用することが可能である。
マグネット18とトランスデューサ14をプレート16から
取り外した後、チャンバー20と隔膜はトランスデューサ
14と永久磁石18に影響を与えないでオートクレーブ処理
されるか他の方法で殺菌消毒される。殺菌消毒の後、ト
ランスデューサ14とマグネット18は、図１と２に示され
るようにプレート16に再びカップリングされて良い。別
の例としては、使い捨てのシステムにおいて、図に示さ
れているチャンバー20と同じ取り替えチャンバー（示さ
れていない）が、上記のように永久磁石18を介してトラ
ンスデューサ14にカップリングされて良い。ここでは、
マグネット18と強磁性物質であるプレート16の間のカッ
プリング力の選択は、簡単な実験により決定されること
ができ、もちろん、隔膜、プレート、トランスデューサ
14の要求される寸法に応じて変わるであろう。
図示されるように、隔膜12は円形の開口56を横切って
配置され、チャンバー12の内側表面60に沿って、該開口
にシールされる。この取り付けは、接着剤あるいは表面
60と隔膜12の間に漏れのない密着した噛み合わせを提供
する他の結合手段であってよい。
同様に、隔膜12の反対側34は、分離しないで隔膜12の
オートクレーブ処理が可能な方法でプレート16を隔膜12
に結合する接着剤あるいは他の適切な手段により、プレ
ート16に恒久的に取り付けられる。このような結合技術
は、当該技術分野においてよく知られている。
隔膜12は適切な材料であれば何から作られてもよい
が、薄いシリコン材料でたとえば約13ミルの厚みのもの
から作られてよい。チャンバー20内の流体圧に応答して
隔膜が自由に動くように、円形のひだのある部分64が隔
膜12に形成されてよく、ひだの部分はプレート16の直径
よりも大きい直径を有する。
トランスデューサ14は、マグネット18を介して、隔膜
によって与えられた押圧力に応答するので、開口56と残
りのチャンバー内側30に関して、隔膜12の正確な位置
は、該装置の操作において重要ではない。このことは従
来技術装置に比べて極めて有益な改良点である。
本件の操作には必要ないが、本装置10、マグネット検
知器70がプレート16の存在に敏感な位置に設けられてよ
い。この検知器70はいかなる適切なタイプであってもよ
く、マグネット18の磁束を感知することにより作動させ
ることができる。該マグネットがプレート16に適切にカ
ップリングされると、マグネット18とプレート16の外部
の磁束は、マグネット18とプレート16が分離されるとき
よりも相当にすくなくなる。
このことは、適切な結合を決定する手段を提供する。
ディテクター70はこの目的のためにコントロールシステ
ム50へワイヤーによって相互接続される。上記コントロ
ールシステム50は、マグネティック検知器70との内部連
結に適した適切な電子サーキットであればよく、カップ
リングしていない場合にそれを指示し、および／あるい
はカップリングが適切でないときにチャンバー20中への
流体の流れを妨害する信号を出すものであればよい。
かくして、本発明に係るシステム10は隔膜12が基本的
に静止させたままでよいフォーストランスデューサー14
の利用によって圧力の測定方法を提供する。すなわち、
先行技術システムにおいて必要な位置測定の要求は無
い。さらに、隔膜12の殺菌消毒されていない側は、第二
の閉鎖した空気圧あるいは水圧システムを含む多くの従
来システムと、空気圧あるいは水圧的に接触させる必要
が無い。
さらに、フォーストランスデューサー14は、たとえば
モトローラのモデルMTX220Aのような歪ゲージであって
よく、機械的な過重負荷を受けず、長期間本質的に安定
している。
適切な隔膜とトランスデューサーの選択により、上記
システムは大気圧よりも大きいあるいは小さい圧力のど
ちらも測定でき、もしフォーストランスデューサー14が
適切にシールされれば、飽和は起こらないであろう。
隔膜は均一に支持され開口56に沿ってシールされるの
で、圧力がチャンバー20の中になければ、シリコン隔膜
12の弾力のある性質は開口内に自動的に中心に集まり、
隔膜の長時間のずれあるいは恒久的な隔膜の片寄りをな
すくであろう。
本発明が有利に用いられる方法を説明するために本発
明に従う特別な圧力測定装置について記載したが、本発
明はこれに限定されない。従って、当業者にとって可能
ないかなるおよび全ての変形例や等価の配置が、請求の
範囲に示される本発明の範囲内にあると考えるべきであ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 サーバー、ティム アメリカ合衆国94578カリフォルニア州 サン・リーンドロ、ルナ・アベニュー 2015番 (72)発明者 リーマー、ドン アメリカ合衆国94708カリフォルニア州 バークレー、ウッドモント・アベニュー 687番 (56)参考文献 特開 昭58−101224（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−61828（ＪＰ，Ａ) 実開 平６−40830（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭55−135949（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−170246（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−19151（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−90134（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01L 19/00 A61F 9/007

Claims (15)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】圧力測定システムであり、 隔膜と、 上記隔膜の片方の面を流体に曝す手段と、 隔膜位置の最少限度の動きで上記隔膜の上記片面に上記
    流体により発揮される押圧力を測定するためのフォース
    トランスデューサー手段と、 上記フォーストランスデューサー手段を上記隔膜の反対
    面に取外し可能にカップリングする手段とからなり、取
    外し可能にカップリングする手段は上記隔膜に取り付け
    られた強磁性プレートと上記フォーストランスデューサ
    ー手段に取り付けられ、強磁性プレートを取外し可能に
    係合させるマグネット手段からなる圧力測定システム。
  2. 【請求項２】上記隔膜の一つの面を流体を曝す手段が、
    流体入口と流体出口を備えるチャンバーを含み、上記隔
    膜が上記チャンバー内の開口を横切ってシール可能に配
    置される請求項１記載のシステム。
  3. 【請求項３】上記マグネット手段が電磁石からなる請求
    項２記載のシステム。
  4. 【請求項４】上記マグネットが永久磁石からなる請求項
    ２記載のシステム。
  5. 【請求項５】上記チャンバーがシリンダー形状で上記開
    口がチャンバーの平坦な端部に配置される請求項４記載
    のシステム。
  6. 【請求項６】上記開口、隔膜およびプレートが円形であ
    る請求項５記載のシステム。
  7. 【請求項７】上記流体入口と出口が上記チャンバーの湾
    曲した部分に配置される請求項６記載の装置。
  8. 【請求項８】上記マグネットと上記プレートの間の磁力
    結合を検知する手段を含む請求項７記載の装置。
  9. 【請求項９】流体圧力測定装置であり、 流体入口と流体出口を備えるチャンバーであり、さらに
    該チャンバーがその中に開口を規定する手段を含むチャ
    ンバーであり、 上記開口を横切るシール可能に配置される隔膜手段と、 上記チャンバー中の流体により上記隔膜に付与される押
    圧力を測定するフォーストランスデューサー手段と、 上記フォーストランスデューサー手段を上記隔膜に取外
    し可能にカップリングさせる手段とからなり、上記取外
    し可能にカップリングさせる手段が上記隔膜に取り付け
    られた強磁性プレートと上記フォーストランスデューサ
    ー手段に取り付けられ、強磁性プレートと取外し可能に
    係合する、 流体圧力測定システム。
  10. 【請求項１０】上記マグネットが電磁石からなる請求項
    ９記載のシステム。
  11. 【請求項１１】上記マグネットが永久磁石からなる請求
    項９記載のシステム。
  12. 【請求項１２】上記チャンバーがシリンダー形状であり
    上記開口がチャンバーの平坦な端部に配置される請求項
    11記載のシステム。
  13. 【請求項１３】上記開口、隔膜手段およびプレートが円
    形である請求項12記載のシステム。
  14. 【請求項１４】上記流体入口と出口が上記チャンバーの
    湾曲した部分に配置される請求項13記載のシステム。
  15. 【請求項１５】上記マグネットと上記プレートの間の磁
    力結合を検知する手段をさらに含む請求項14記載のシス
    テム。
JP50078894A 1992-06-03 1993-05-27 圧力トランスデューサインターフェース Expired - Lifetime JP3155975B2 (ja)

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US (1) US5392653A (ja)
EP (1) EP0643823B1 (ja)
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