JP3905291B2 - 眼科用灌流吸引装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、手術部位に灌流液を供給してこれを除去組織と共に吸引する灌流吸引装置に係り、殊に蠕動型吸引ポンプによって発生する脈動を減衰させるために好適な機構に関する。
【0002】
【従来技術】
患部に灌流液を供給してこの灌流液と共に患部の除去組織を吸引除去する灌流吸引装置が知られている。例えば、眼科分野では、白内障手術や硝子体手術等で使用されている。
【0003】
これらの手術で使用される灌流吸引装置では、眼球内に供給した灌流液と共に除去組織を吸引するために、ハンドピースが使用される。除去組織は吸引ポンプで発生される吸引圧によってハンドピース先端部に設けられた吸引孔から灌流液と共に吸引され、ハンドピースに接続されたチューブ内を通って廃液袋へ排出される。除去組織を吸引除去するための吸引ポンプとしては、一般的に蠕動型ポンプ(ペリスタルティックポンプ)が利用されている。
【0004】
蠕動型ポンプでは、図6(a)に示すように、回転台51を回転させることにより、回転台51の同一円周上に(回転シャフト55に対して等間隔に)配置された複数のポンプローラ52が、吸引ポンプ50とチューブ受け53との間に配置された吸引チューブ54を押し潰して閉塞させながら回転走行する。これにより、吸引チューブ54内の流体がポンプローラ52の回転走行方向に押し出されて吸引圧が発生する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような蠕動型ポンプでは、複数のポンプローラ52の内の1つが吸引チューブ54を押し潰して閉塞させ始めてから最初に完全に閉塞させるまでは、吸引チューブ54内の流路面積が小さくなるので、吸引流量が少なくなり、吸引流速も遅くなる。その後、複数のポンプローラ52の内の1つが吸引チューブ54を最初に完全に閉塞させてから次のポンプローラ52が吸引チューブ54を閉塞させ始めるまでは、吸引チューブ54がポンプローラ52の押圧から解放されて弾性力で復元することによって吸引チューブ54内の流路面積が大きくなるので、回転走行方向への流速が速くなり、吸引流量が増加する。このように、吸引流量の増減が繰り返し行われるため、図6(b)に示すような脈動と呼ばれるsin曲線状の周期的な吸引圧や吸引流量の変動が発生する。この脈動により、被手術眼内に圧力変動が生じたり、吸引圧や吸引流量の正確な制御が困難になる問題があった。
【0006】
本発明は上記従来技術に鑑み、蠕動型ポンプによって生じる脈動を抑制し、安定した吸引圧及び吸引流量を得ることができる灌流吸引装置を提供することを技術課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。
【0008】
(1) 回転走行可能に複数配置されたローラを備え該ローラが吸引チューブを押し潰して閉塞させながら回転走行することによって吸引チューブ内に吸引圧を発生させる蠕動型ポンプを有し、手術部位に灌流ビンの高さによって灌流圧を調整されて供給される灌流液と共に除去組織を、吸引チューブを介して、吸引する眼科用灌流吸引装置において、前記複数のローラのある一つが前記吸引チューブを閉塞し始めてから略閉塞させるまでの過程の走行速度を徐々に速くし、該ローラが吸引チューブを略閉塞させてから次のローラが吸引チューブを閉塞し始めるまでの走行速度を徐々に遅くするように、前記ローラの走行速度を閉塞過程に対応させて変化させる蠕動型ポンプ制御手段を備えたことを特徴とする。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に関し、白内障手術に使用する灌流吸引装置を一実施形態として挙げ、図面に基づいて説明する。図1は実施形態である灌流吸引装置の概略構成図である。
灌流ポール2には、灌流液が満たされた灌流ビン1が吊り下げられている。灌流ポール2は、入力部11で設定されるポール高さに従い、上下駆動装置12によって上下動される。灌流ビン1は、灌流ポール2の上下動により、その高さが変更されて灌流圧が調節される。
【0020】
灌流ビン1からの灌流液は、灌流チューブ3を通過し、術者に把持される手術用ハンドピース5を介して患者眼Eに灌注される。灌流チューブ3の途中には制御弁4が設けられており、制御弁4の開閉によって灌流液の流出制御が行われる。本実施形態では、手術用ハンドピース5として、白内障によって不透明になり硬化した水晶体核を先端に設けられた破砕用チップ5aの超音波振動によって乳化吸引除去するUSハンドピースを利用している。破砕用チップ5aの超音波振動は、ハンドピース5内に設けられた超音波振動子に電力ケーブル13を介して電力供給することによって行なわれる。
【0021】
ハンドピース5には可撓性を持つ吸引チューブ6が接続され、その途中には圧力センサ15に繋がる接続部16及び蠕動型吸引ポンプ7が設けられている。また、吸引チューブ6はバイパスチューブ17を介して灌流チューブ3と連通しており、バイパスチューブ17の流出制御は制御弁18によって行われる。圧力センサ15は吸引圧を常時検出しており、吸引圧が設定値より上昇したときは、必要に応じて制御部10の制御によって制御弁18が開き、灌流液を灌流チューブ3からバイパスチューブ17を介して吸引チューブ6内に流入させて吸引圧を下げる。吸引圧の上限は、入力部11のスイッチ操作によって設定される。
【0022】
灌流液及び除去組織は、ハンドピース5の破砕用チップ5aに設けられた吸引孔から吸引され、吸引チューブ6及び吸引ポンプ7を介して廃液袋8に排出投入される。制御部10は、フットスイッチ14の踏み込みポジション位置の信号や入力装置11による設定値に基づき、吸引ポンプ7を駆動制御して吸引圧を制御する。
【0023】
吸引ポンプ7は、図2の蠕動型吸引ポンプの要部構成図に示すように、回転台20と、回転台20の同一円周上に(回転シャフト24に対して等間隔に)回転走行可能に配置された4つのポンプローラ21と、チューブ受け22とから構成されている。チューブ受け22はレバー23の操作によって上下動が可能であり、吸引ポンプ7とチューブ受け22との間に容易に吸引チューブ6を配置することができる。回転台20が回転すると、4つのポンプローラ21が順次吸引チューブ6を押し潰して閉塞させながら回転走行する。これにより、吸引チューブ6内の流体が移送されて吸引圧が発生する。
【0024】
以上のような構成を有する灌流吸引装置において、脈動を減衰するための吸引ポンプ7の駆動制御について、図3に示す吸引ポンプ7の駆動制御の説明図に基づいて説明する。図3(a)はポンプローラ21が吸引チューブ6を押し潰して閉塞させるときの駆動位置を説明する図である。図3(b)はポンプローラ21の走行速度(回転台の回転速度)Vの時系列変化を示す図である。図3(c)は吸引圧Pの時系列変化を示す図であり、図3(c)中の点線が定常(一定)回転走行速度の蠕動型ポンプの吸引圧変動を示している。
【0025】
図3(a)に示すように、ポンプローラ21が吸引チューブ6を押し潰して閉塞させ始める位置Aから最初に完全に吸引チューブ6を押し潰して閉塞させる位置Bまでの区間では、吸引チューブ6のハンドピース5側流路が徐々に狭くなる。従って、ポンプローラ21がこの区間A−Bを走行するときは、吸引流量も徐々に減少する。ポンプローラ21が位置Bに達するときは、吸引流量が最も少なくなり、吸引圧が最小になる。
【0026】
一方、ポンプローラ21が最初に完全に吸引チューブ6を押し潰して閉塞させる位置Bから次のポンプローラ21が吸引チューブ6を閉塞させ始める位置C(次のポンプローラ21は位置Aに至っている)までの区間では、吸引チューブ6がポンプローラ21の押圧から解放されて弾性力で復元するため、吸引チューブ6のハンドピース5側流路が徐々に広くなる。従って、ポンプローラ21がこの区間B−Cを走行するときは、吸引流量も徐々に増加する。ポンプローラ21が位置Cに達するときは、吸引流量が最も多くなり、吸引圧が最大になる。そして、以上の動作が繰り返されることで、吸引チューブ6内に連続的に吸引圧が発生される。
【0027】
以上のようなポンプローラ21の位置関係による吸引圧の変動を考慮して、制御部10の制御によってポンプローラ21の走行速度(回転台20の回転速度)Vを図3(b)に示すように変化させる。すなわち、ポンプローラ21が区間A−Bを回転走行するときは吸引流量が徐々に減少するので、制御部10は位置Aから位置Bに向かって回転走行するときのポンプローラ21の走行速度を徐々に速くしていき、位置Bで最大走行速度となるように制御する。区間A−Bでは吸引チューブ6が押し潰されて閉塞されることで吸引圧が低くなる傾向があるが、走行速度を速くしていくことで、吸引圧の低下を抑制することができる。
【0028】
逆に、ポンプローラ21が区間B−Cを回転走行するときは吸引流量が徐々に増加するので、制御部10は位置Bから位置Cに向かって回転走行するときのポンプローラ21の走行速度を徐々に遅くしていき、位置Cで最小走行速度となるように制御する。区間B−Cでは吸引チューブ6が徐々に復元するため、吸引流量が多くなり、区間A−Bとは逆に吸引圧が高くなる傾向があるが、走行速度を遅くしていくことで、急激な吸引圧の上昇を抑制することができる。
【0029】
以上のように、ポンプローラ21が吸引チューブ6を押し潰して閉塞させる過程に応じ、すなわち、ポンプローラ21の回転走行によって略sin曲線状に発生される吸引圧(吸引流量)の変動に対応させて、ポンプローラ21の走行速度も略sin曲線状に変化するように制御する。これにより、図3(c)の実線で示すように、吸引圧の変動を抑えることができ、手術時における被手術眼内での圧力変動も少なくすることができる。
【0030】
また、ポンプローラ21が吸引チューブ6を押し潰して閉塞させる過程に応じ、すなわち、ポンプローラ21の回転走行によって発生される吸引圧(吸引流量)の変動に対応させて、ポンプローラ21の走行速度を略矩形波(パルス波)状に変化させるように制御することで、吸引圧の変動を抑えることもできる。
【0031】
制御部10の制御によってポンプローラ21の走行速度(回転台20の回転速度)Vを図4(a)に示すように変化させる。すなわち、ポンプローラ21が区間A−Bを走行するときは吸引流量が徐々に減少するので、制御部10は位置Aから位置Bに向かって回転走行するときのポンプローラ21の走行速度を所定の基準速度に対して所定分上げる(速くする)。逆に、ポンプローラ21が区間B−Cを走行するときは吸引流量が徐々に増加するので、制御部10は位置Bから位置Cに向かって回転走行するときのポンプローラ21の走行速度を所定の基準速度にする(遅くする)。これにより、吸引圧の変動を抑えることができ、手術時における被手術眼内での圧力変動も少なくすることができる。
【0032】
また、平均的な基準速度による平均的な吸引流量に対して、より多くの吸引流量が得られるときは、図4(b)に示すように、基準速度のみを上げるようにしてもよいし、基準速度と高速化したときの走行速度との両方を上げるようにしてもよい。
【0033】
なお、ポンプローラ21の走行速度は、閉塞させる過程すなわち発生される吸引圧(吸引流量)の変動に合わせるように、回転走行角度に対応させて変化させればよい。例えば、回転板20に固定されたシャフト24を回転させるためにフルステップ1.8°のパルスモータを使用する場合は、1パルスで0.45°回転するため、回転走行角度に基づく制御は容易に行うことができる。
【0034】
例えば、ポンプローラ21が4つ配置されている場合は、約45°(前後5°程度を含む)回転走行する毎に高速化と低速化とを繰り返せばよい(すなわち、90°(360°/4:ポンプローラの数)の回転走行で高速化と低速化とを1回ずつ行い、42°の回転走行を高速化した場合は48°の回転走行を低速化する)。また、ポンプローラ21が6つ配置されている場合は、約30°(前後5°程度を含む)回転走行する毎に高速化と低速化とを繰り返せばよい(すなわち、60°(360°/6:ポンプローラの数)の回転走行で高速化と低速化とを1回ずつ行い、27°の回転走行を高速化した場合は33°の回転走行を低速化する)。このように、回転走行角度に基づく制御は、ポンプローラ21の数に関係なく容易に行うことができる。
【0035】
なお、本実施形態では、ポンプローラ21が回転シャフト24を中心にして回転走行する構成としたが、図5に示したように、ポンプローラ21が直線走行を含んだ回転走行する構成としてもよい。もちろん、ポンプローラの数も4つに限定されるものではない。
【0036】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、蠕動型ポンプによって生じる脈動を抑制し、手術眼内での圧力変動を少なくすることができる。また、安定した吸引圧及び吸引流量を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態である灌流吸引装置の要部概略図である。
【図2】蠕動型吸引ポンプの要部構成図である。
【図3】吸引ポンプの駆動制御の説明図である。
【図4】吸引ポンプの駆動制御の変容例の説明図である。
【図5】ポンプローラの回転走行の変容例の説明図である。
【図6】従来の蠕動型吸引ポンプの要部概略図である。
【符号の説明】
5 手術用ハンドピース
6 吸引チューブ
7 蠕動型吸引ポンプ
10 制御部
20 回転台
21 ポンプローラ
Claims (1)
- 回転走行可能に複数配置されたローラを備え該ローラが吸引チューブを押し潰して閉塞させながら回転走行することによって吸引チューブ内に吸引圧を発生させる蠕動型ポンプを有し、手術部位に灌流ビンの高さによって灌流圧を調整されて供給される灌流液と共に除去組織を、吸引チューブを介して、吸引する眼科用灌流吸引装置において、前記複数のローラのある一つが前記吸引チューブを閉塞し始めてから略閉塞させるまでの過程の走行速度を徐々に速くし、該ローラが吸引チューブを略閉塞させてから次のローラが吸引チューブを閉塞し始めるまでの走行速度を徐々に遅くするように、前記ローラの走行速度を閉塞過程に対応させて変化させる蠕動型ポンプ制御手段を備えたことを特徴とする眼科用灌流吸引装置。
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