JP4198998B2 - 眼球強膜移植体用の切り口を形成するためのシステムおよび方法 - Google Patents

眼球強膜移植体用の切り口を形成するためのシステムおよび方法 Download PDF

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Description

仮特許出願に対する優先権の請求
この特許出願は、2001年2月23日に出願された米国仮特許出願第60/271,028号に対する優先権を主張する。
本発明は、一般に、老視、遠視、原発性開放隅角緑内障、高眼圧症および他の同様の眼疾患の治療に関するものである。本発明は、眼球が強膜人工補装具を受容するために眼球の強膜内に切り口を形成するためのシステムおよび方法を含む。強膜人工補装具は、眼球の毛様体筋の有効動作範囲を増大することにより、眼の調節幅を増大することができる。
ヒトの眼が異なる距離で物体の明瞭なビジョンを得るためには、物体の像を可能な限り鮮明に網膜上に焦点合わせして維持するように、眼の有効焦点距離を調節しなければならない。有効焦点距離のこの変化は調節として知られ、眼球内で水晶体の形状を変化させることによって達成される。一般に、調節されていない正視状態の眼では、レンズの曲率は、遠くの物体が網膜上に鮮明に映るようになっている。調節されていない眼では、近くの物体は網膜上に鮮明に焦点合わせされないが、これは、これらの像が網膜面の背後に位置するからである。近くの物体をはっきりと視覚化するために、水晶体の曲率が増大され、これによってその屈折力が増大され、近くの物体の像が網膜上に収まる。
水晶体の形状変化は、眼球または眼の球体の内部の所定の筋肉および構造の作用によって達成される。レンズは眼の前方部分に、瞳孔のすぐ後に配置されている。レンズは古典的な両凸レンズの形状を有し、すなわち、レンズは、2つの凸状の屈折面を有する略円形の断面を有し、概ね眼の光軸上、すなわち、虹彩の中心から、眼球の後方部位の網膜の黄斑まで引かれる直線上に配置されている。調節されていないヒトの眼では、レンズの後方表面、つまり硝子体に隣接する表面の曲率は、前方表面の曲率よりも幾分大きい。レンズは、レンズの支持体内の中間構造およびレンズの作用として機能する膜状カプセルによって密に取り囲まれている。レンズおよびそのカプセルは、半径方向に方向付けられた極めて多数の弾性繊維、すなわち毛様小帯から成る環状の集合体によって、虹彩の背後で光軸上に懸架され、毛様小帯の内側の端部はレンズカプセルに取り付けられ、外側の端部は、毛様体にまた間接的に毛様体筋に、すなわち、ちょうど眼の外側支持構造すなわち強膜の内部に配置された筋肉を持った組織環に付着されている。毛様体筋は調節されていない眼では弛緩しており、したがって、その最大直径を呈する。ヘルムホルツに由来する古典的な調節の理論によれば、このような状態における毛様体筋の比較的大きな直径は、毛様小帯に緊張を生じさせ、これによってレンズカプセルが半径方向外側に引っ張られ、レンズの赤道直径が僅かに増大され、光軸におけるレンズの前後の寸法が減少する。かくして、レンズカプセルの緊張により、レンズは平坦化した状態を呈し、前方表面の曲率、およびある程度後方表面の曲率も、緊張のない状態よりも小さくなる。このような状態において、レンズの屈折力は比較的小さく、眼は遠くの物体をはっきりと見るために焦点合わせされる。
眼を近くの物体に焦点合わせしようとすると、毛様体筋が収縮する。古典的な理論によれば、この収縮は毛様体筋を前方および内側に移動させ、これによって、レンズカプセルの赤道における毛様小帯の外側に引っ張る力を緩和する。この毛様小帯の緊張の低減により、レンズの弾性的なカプセルは収縮可能になり、レンズの前後の直径を増大し(すなわちレンズはより球状になり)、その結果、レンズの光学的な屈折力が増大する。レンズカプセルの厚さにおけるトポグラフィカルな差異のため、中央前方の曲率半径は中央後方の曲率半径よりも小さくなる。このことが、近くの物体の像が網膜上に鮮明に含まれる眼の調節状態である。
老視は、調節幅が全般的に減少することであり、40才を越える人々に典型的に見られる。正常な視力を有する、すなわち正視の人の場合、近くの物体に焦点合わせする能力は徐々に失われ、読書のような近接視力を必要とする仕事のために眼鏡を必要とするようになる。
従来の見解によれば、老眼の調節振幅は、レンズカプセルの弾性の損失および/または加齢に伴うレンズの硬化のため減じられる。したがって、毛様小帯の半径方向の緊張が毛様体筋の収縮により緩和されるとしても、レンズはより大きな曲率を呈さない。従来の見解によれば、老視の眼に調節力を回復させることは、いかなる治療によっても不可能である。レンズおよびカプセルの弾性損失は不可逆的なものと考えられ、また老視により生じる問題に対する唯一の解決方法は、至近距離の作業のための矯正レンズ、または矯正レンズが遠方視にも必要とされる場合には、二焦点レンズを使用することである。
従来の見解と反対に、眼球の強膜内に複数の強膜人工補装具を移植することによって、調節力を老視の眼に回復することが可能である。個々の各強膜人工補装具のために、水晶体の赤道面の近くの眼球の強膜内に切り口が作られる。次に、切り口は、強膜「ポケット」を形成するために強膜表面の下に延ばされる。次に、強膜人工補装具がポケット内に配置される。典型的な強膜人工補装具は、長さ約五ミリメートル(5.0mm)、幅一と二分の一ミリメートル(1.5mm)、および高さ一ミリメートル(1.0mm)の略長方形に賦形された棒状体を含んでなるものである。強膜人工補装具の前方縁部は、強膜ポケットの前方縁部に外側方向の力を加え、これによって、ポケットに取り付けられた強膜の前方部分および強膜のすぐ下の毛様体が持ち上げられ、毛様体筋の動作範囲を増大する。この方法は、引用することをもて本特許文献に組み込まれている A Presbyopia and Related Eye Disorder Patent Documents に、より詳細に記述されている。
切り口を作って強膜ポケットを形成する医者は、非常に熟練した外科医でなければならない。外科医は、切り口が適切に作られることを保証するために、大きな注意を払わなければならない。強膜ポケットを形成するために作らなければならない切り口は、非常に小さい。切り口は、正確に正しい深さで作らなければならない。強膜ポケットの幅と長さも、正確な切り口によって形成されなければならない。
医者は、彼らが保有する外科技能のレベルに関して相当異なり得ることが周知である。一般に、定期的に外科手術を実施する医者は非常に熟練している。定期的に外科手術を実施しない他の医者の熟練度は、それほど高くない。熟練した外科医でさえ、強膜ポケットを正確に形成するために必要な精密な切り口を作ることが困難であると考える場合がある。
強膜ポケットの切り口が十分に精密に作られない場合、得られる強膜ポケットは、強膜人工補装具を正しく支持することができない。不正確に支持された強膜人工補装具は、視力矯正の許容可能なレベルを提供できない。
外科医が強膜ポケットを形成するために必要な精密な切り口を作ることを可能にするシステムおよび方法が存在するならば、それは望ましいことであろう。したがって、眼球の強膜内に精密な切り口を作って、強膜人工補装具を受容するための強膜ポケットを形成できるシステムおよび方法に対する必要性が関連技術に存在する。
本発明のシステムおよび方法は、眼球の強膜内に切り口を作って、強膜人工補装具を受容するための強膜ポケットを形成できる手術用具を含んでなるものである。
本発明の手術用具の有利な実施態様は、基部ハウジングと駆動シャフトハウジングとを具備する。手術用具の基部ハウジングは、外部手術用具コントローラから電力と制御信号とを受け取る。駆動シャフトハウジングは、その中心軸線に対し斜めに駆動シャフトハウジングの上に装着される刃装着ハウジングを備える。眼球の強膜内に切り口を作るための手術刃は、刃装着ハウジングの上に装着される。
外科医は、刃装着ハウジング上の外部基準線と眼の角膜輪部とを整列することによって、眼球の強膜の上に手術用具の手術刃を位置決めする。次に、外科医は刃装着ハウジングを眼球の強膜の上に置く。圧力センサは、手術用具が適切に作動するための、手術用具と眼球の強膜との間の十分な圧力がいつ存在するかを決定する。圧力センサが十分な圧力を検出すると、手術用具を作動することが可能である。外科医は、作動信号を手術用具に送信して、手術刃が強膜を通して前進し、強膜人工補装具を受容するための寸法を有する切り口を形成するようにする。眼球の強膜および手術用具は、手術刃が強膜を通して移動されて切り口を作る間、移動が阻止される。切開が完了すると、手術刃は切り口から後方に移動して出される。そのとき、切り口は、強膜人工補装具を受容するための正確な寸法を有する。
本発明の目的は、眼球の強膜内に精密な切り口を作って、強膜人工補装具を受容するための正確な寸法を有する強膜ポケットを形成できる手術用具を提供することである。
本発明の追加の目的は、眼球の強膜内に切り口を作って強膜ポケットを形成するための手術用具の手術刃の作動を制御するための手術用具コントローラを提供することである。
本発明のさらに他の目的は、眼球の強膜内に切り口を作って強膜ポケットを形成するための改良された手術刃を提供することである。
同様に、本発明の他の目的は、本発明の手術用具内の手術刃の運動を案内するための改良された刃案内部を提供することである。
本発明のさらなる目的は、切り口が眼球の強膜内に作られているときに本発明の手術用具の手術刃からの眼球強膜の移動を抑制できる強膜組織固定用具を提供することである。
本発明の他の目的は、眼球の強膜の表面に真空を作用させることによって本発明の手術用具の手術刃からの眼球強膜の移動を抑制できる真空作動式の刃案内部を提供することである。
本発明のさらに他の目的は、眼球の強膜ポケット内に強膜人工補装具を移植できる本発明の手術用具の改良された手術刃を提供することである。
本発明の追加の目的は、本発明の以下の説明から明らかになるであろう。
上述のことは、当業者が本発明の以下の詳細な説明をより良く理解し得るように、本発明の特徴および技術的な利点についてむしろ広く概説している。本発明の特許請求の範囲の主題を形成する本発明の追加の特徴および利点について、以下に説明する。当業者は、本発明の同一の目的を実施するための他の構造を修正または設計するための基礎として開示された概念および特定の実施態様を容易に使用し得ることを理解すべきである。当業者はまた、このような等価の構造が、その最も広い形態の本発明の精神と範囲から逸脱しないことを認識すべきである。
本発明の詳細な説明を開始する前に、本特許文献の全体にわたって使用される特定の語句の定義を記載することが有利であろう。「含む」および「備える」という用語、およびそれらの派生語は、限定なしに包含を意味し、「または」という用語は包括的であり、「および/または」を意味し、「と関連する」および「それと関連する」という句、ならびにそれらの派生語は、〜を含む、〜内に含まれる、〜と相互接続する、〜を収容する、〜内に収容される、〜に接続するまたは〜と接続する、〜に結合するまたは〜と結合する、〜と連通可能である、〜と協働する、〜を挟む、〜を併置する、〜に近接する、〜に接合または〜と接合する、〜を有する、〜の特性を有する、等々を意味し、「コントローラ」、「プロセッサ」、または「装置」という用語は、少なくとも1つの作動を制御する任意の装置、システムまたはそれらの部分を意味する。このような装置は、ハードウェア、ファームウェアまたはソフトウェア、あるいはそれらの少なくとも2つのある組み合わせに実装することが可能である。任意の特定のコントローラに関連する機能性は、局所的あるいは遠隔にかかわらず、集中または分布することが可能であることを指摘したい。ある語句に関する定義は本特許文献の全体にわたって提供される。当業者は、多くの場合(大部分の場合でないとしても)、このような定義が、規定されたこのような語句の従来の使用にも、将来の使用にも適用されることを理解すべきである。
以下に説明する図1〜図48、および本特許文献の本発明の原理を記述するために使用される種々の実施態様は、例示のみを目的としており、また本発明の範囲を限定するものと決して解釈されるべきでない。当業者は、本発明の原理が、適切に配列された任意の手術用具に、および任意の適切な手術方法で実施可能であることを理解するであろう。
本発明のシステムおよび方法は、眼球が強膜人工補装具を受容するために、眼球の強膜内に切り口を作ることができる手術用具を具備する。強膜人工補装具は、眼の毛様体筋の有効動作範囲を増すことによって、老視(および他の同様の眼疾患)を治療するために使用される。このことは、毛様体の領域の強膜の直径を増大して、毛様体筋とレンズ赤道との間の距離を増すことによって達成される。
毛様体筋の有効動作範囲は、外側の牽引力を毛様体の領域の強膜に作用させるように設計された複数の強膜人工補装具を、眼球の強膜内に外科的に形成されたポケットに移植することによって増大される。強膜ポケットを配置するための眼の関連した解剖組織構造は、図1〜図4を参照して理解することが可能である。眼100の最外層は、眼球の大部分を包含する白い強靱な強膜102と外側皮膜の前方部分を構成する透明の角膜104とを備える。角膜と強膜との円形接合部は角膜輪部106である。眼球の内部には、図3の断面に示されたように、水晶体108が薄い膜のカプセルの中に包まれ虹彩112の直ぐ後方に位置し眼の光軸上で瞳孔114の中心部後方に吊るされている。レンズ108は、その赤道110のレンズカプセルと毛様体116との間に延在する毛様小帯115によって吊るされている。毛様体116は、強膜102の直下に(すなわち強膜102の直ぐ内側に)位置し、強膜102の内面に取り付けられている。図3から理解し得るように、毛様体116はレンズ108の赤道110によって画定された平面130にほぼ位置する。この平面130はまた、延長して強膜102と交差することができ、これにより、平面は角膜輪部106の後方約二(2)ミリメートルに位置する略円形の交線を形成する。眼球の外側筋肉118は眼の移動を制御する。
ほぼ外側に方向付けられた牽引力が毛様体の領域の強膜102に加えられ、この領域の強膜を拡張する。この強膜102の拡張は、取付けられた毛様体116の対応する拡張をもたらし、ほぼレンズ108の赤道110の平面130において、毛様体116をレンズ108の赤道から外側に動かす。強膜102は、ほぼレンズ108の赤道110の平面で好ましく拡張される。しかし、毛様体116の領域、すなわちレンズ108の赤道110の平面に対し幾分前方または後方の強膜の領域における強膜102のすべての拡張は、強膜102のこのような拡張が毛様体116をレンズ108の赤道から移動させることを前提として、本発明の範囲に含まれる。典型的に、強膜の拡張は、レンズ108の赤道110の平面130の前方約一と二分の一ミリメートル(1.5mm)からこの平面の後方約二と二分の一ミリメートル(2.5mm)、すなわち角膜輪部106の後方約二分の一ミリメートル(0.5mm)から約四と二分の一ミリメートル(4.5mm)の領域で達成される。したがって、強膜ポケット120の前縁122は、強膜のこの領域に配置される。
模範的な強膜ポケット120が図1に示されている。切り口は、参照番号130で示した線に沿って強膜120の表面に作られる。次に、切り口は、強膜120の表面の下で強膜ポケット120の前縁122と後縁124との間に延長される。これによって、強膜102の表面の下に「ポケット」が形成される。切り口はまた、参照番号132で示した線に沿って強膜102の表面を通して延長されることが可能である。これによって、強膜102の表面に「ベルトループ」型構造が形成される。便宜上、「ポケット」型構造および「ベルトループ」型構造の両方は、強膜ポケット120と呼ばれる。
強膜人工補装具200は、強膜ポケット120内に配置されるように作られる。強膜ポケット120内の強膜人工補装具200は、強膜ポケット120の前縁122の概略位置において強膜102に外側に方向付けられた牽引力を加える。強膜ポケット120内の人工補装具200の位置および強膜を拡張するその動作は、図3と図4に示されている。
眼球移植人工補装具200の有利な実施態様が図5〜図10に示されている。図5は、人工補装具200の頂部500の平面図である。有利な一実施態様において、人工補装具200の長さは約五千五百ミクロン(5500μm)、あるいは等しく、約五と二分の一ミリメートル(5.5mm)である。
図6は、図5の人工補装具200の正面図であり、人工補装具200の一方の側面600を示している。有利な一実施態様において、人工補装具200の最大高さは、約九百二十五ミクロン(925μm)、あるいは等しく、千分の九百二十五ミリメートル(0.925mm)である。第1の切欠部610は、人工補装具200の基部620の人工補装具200の第1の端部に配置される。第2の切欠部610は、人工補装具200の基部620の人工補装具200の第2の端部に配置される。人工補装具200が強膜ポケット120内に配置されると、眼100の内部からの眼球内圧力は強膜組織を切欠部610及び切欠部630に押入する。切欠部610内および切欠部630内の強膜組織の存在は、人工補装具200の移動の防止に役立つ固定機構を提供する。
図7は、人工補装具200の底部620の平面図である。切欠部610と切欠部630は人工補装具200の底部620を横切って延在する。
図8は、人工補装具200の一方の端部800を示した人工補装具200の端面図である。有利な一実施態様において、人工補装具200の幅は約千三百八十ミクロン(1380μm)、あるいは等しく、約千分の千三百八十ミリメートル(1.380mm)である。
図9は人工補装具200の頂部斜視図である。図9は、人工補装具200の頂部500、一方の側面600および一方の端部800を示している。図10は人工補装具200の底部斜視図である。図10は、人工補装具200の底部620(切欠部610と630を含む)および一方の側面600を示している。
先に、引用することをもって本特許文献に組み込まれた「Presbyopia and Related Eye Disorder Patent Documents」に開示された人工補装具の他の種類を含んで、他の種類の強膜人工補装具200が使用されてもよい。
強膜人工補装具200は、強膜に十分な力を及ぼして、本発明の方法に必要とされる半径方向の拡張を生じる程度に十分に剛性であり、かつ眼の組織に長期間移植されまたは接触するのが生理学的に許容される材料から製造される。このような材料は、外科技術では周知であり、適切な金属、セラミックおよび合成樹脂を含む。適切な材料は、チタニウム、金、プラチナ、ステンレス鋼、ニチノール、タンタリウム、および種々の外科的に許容される合金等を含む。適切なセラミックは、磁器、アルミナ、シリカ、シリコンカーバイド、高強度ガラス等のような結晶質およびガラス質材料を含むことが可能である。適切な合成材料は、ポリ(メチルメタクリレート)、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ(テトラフルオロエチレン)、ポリカーボネート、シリコン樹脂、親水性プラスチック、疎水性プラスチック、ヒポキシアペタイト等のような生理学的不活性材料を含む。強膜人工補装具200はまた、ガラス繊維、ホウ素繊維等のような高強度材料の繊維で強化された合成樹脂または他の母材を組み込んだ複合材料から製造してもよい。したがって、強膜人工補装具200は、ガラス繊維強化エポキシ樹脂、炭素繊維強化エポキシ樹脂、炭素繊維強化カーボン(カーボン−カーボン)等から製造することが可能である。強膜人工補装具200は、半剛性の外部および液体またはゲルで満たされた内部から製造可能であり、内側寸法および外側寸法は、種々の量の液体、すなわち水、食塩水、シリコンオイル、あるいは種々の量のゲル、すなわちシリコン、コラーゲンまたはゼラチンを注入することによって変更することができる。半剛性の外面は、既に挙げた任意の材料から製造し得る。強膜人工補装具200全体の好ましい材料は、外科のグレードのポリ(メチルメタクリレート)である。強膜人工補装具200はまた、変形された場合、その形状を取り戻す形状記憶合金(例えば、ニチノール)のような材料からも製造し得る。
強膜人工補装具200は、機械加工、射出成形、加熱成形、圧縮成形等のような、使用材料に適切な任意の従来技術によって製造し得る。
強膜人工補装具200は、使用する前に組み立てることができるか、あるいは別個に装着して完全な人工補装具を形成し得るように、強膜ベルトループ内への挿入を容易にするために折り畳み可能であるか、あるいは複数の部分で製造することが可能である。
強膜人工補装具200を手で移植するために、外科医は、角膜輪部106の好ましくは三と二分の一ミリメートル(3.5mm)後部の距離を測定することによって、拡張すべき強膜の適切な領域を突き止める。眼の四十五度(45°)子午線の各々から二ミリメートル(2.0mm)時計回りおよび反時計回りに、また角膜輪部106の後方の三と二分の一ミリメートル(3.5mm)に、部分的強膜厚さの平行の切り口、すなわち前後の切り口が形成され、これらの切り口の長さは一と二分の一ミリメートル(1.5mm)、深さは三百五十ミクロン(350μm)である。層状刃を使用することによって、部分的厚さの切り口が接続されるまで強膜が切り裂かれ、四ミリメートル(4mm)の前方長さ、および一と二分の一ミリメートル(1.5mm)のほぼ眼の軸方向に延在する長さを有する四つの強膜ポケットまたはベルトループが形成される。かくして、各ポケットまたはベルトループは、眼の四十五度(45°)子午線上に好ましく中心を合わせて置かれる。次に、強膜人工補装具200は、4つの強膜ベルトループの各々に挿入される。これによって、毛様体の筋肉の有効動作範囲を増大させる所望の結果をもたらす対称的な強膜の拡張が生み出される。
眼100に移植された強膜人工補装具200の位置が、図1〜図4に示されている。図1は、上述したように示された関連する外側の解剖学的部分を有する眼球100の等角図である。
図2は、眼100の正面図を示し、眼のほぼ四十五度(45°)子午線、すなわち眼球の垂直方向子午線と水平方向子午線との間のほぼ中間に形成される強膜ポケット120を示している。この位置が好ましいが、これは、ほぼ垂直方向子午線および水平方向子午線上に位置する眼の組織との干渉が避けられるからである。図2は、真っ直ぐな強膜ポケット120の使用を示している。真っ直ぐな強膜ポケット120は、湾曲した強膜ポケット(図示せず)よりも外科的に準備することが幾分簡単である。多くの患者に対して、真っ直ぐな強膜の使用によって老視の十分な治療が提供される。代わりに、引用することをもって本特許文献に先に組み込まれた「Presbyopia and Related Eye Disorder Patent Documents」に記述されたような湾曲した強膜人工補装具が使用されてもよい。
図3は、図2の線3−3に沿った眼の断面図を示し、重要な眼の解剖学的構造に対する強膜人工補装具200の配置を示している。図3は、強膜ポケット120および図5〜図10に示した種類の人工補装具200の全体的な構造を示している。強膜ポケット120の前縁122は、レンズ108の赤道110の平面130にほぼ位置する。強膜200の存在は、強膜ポケット120の前方の強膜の部分を後方部分よりも幾分大きく拡張させる。このことは、強膜ポケット120の前方の強膜を半径方向の張力下に置き、そして当該位置における強膜の通常の直径から強膜を拡張させる。この強膜の拡張は、下に位置する毛様体116を引っ張り、毛様体がレンズ108の赤道110から引き離されるようにする。したがって、毛様体116の拡張は、毛様体筋肉の動作範囲を増大させ、また異なる距離の物体に明瞭に焦点合わせする眼の調節能力を少なくとも部分的に回復するように作用する。
図4は、隣接する解剖学的構造を有する強膜ポケット120の一つの拡大部分を示している。図4は、強膜ポケット120と下に位置する構造との関係を示し、強膜ポケットの位置はレンズ108の赤道のちょうど後方にあり、毛様体116の上方に位置する。
眼100の強膜102内に切り口を作るための上述の外科的処置は、手で行われる。すなわち、外科医は、解剖刀のような標準手術用具を用いて、強膜ポケット120を形成するために必要な切り口を強膜102内に作る。外科医は、必要な精度を有する切り口を作るために、解剖刀の使用に非常に熟練していなければならない。
しかしながら、本発明のシステムおよび方法は、必要な切り口を作るためにより効率的かつ精密な方法を提供する。本発明のシステムおよび方法は、眼100の強膜102内に非常に精密な切り口を作って強膜ポケット120を形成するように特別に作られた手術用具を具備する。
図11は、本発明の原理に従って構成された電気機械的手術用具1100の斜視図を示している。より詳細に記述すると、手術用具1100は、強膜人工補装具200を受容するための強膜ポケット120を形成するために、眼100内に切り口を作ることができる。手術用具1100は、基部ハウジング1110と駆動シャフトハウジング1120とを具備する。駆動シャフトハウジング1120は、駆動シャフトハウジング1120の中心軸線に対して斜めに駆動シャフトハウジング1120の上に装着される刃装着ハウジング1130を具備する。駆動シャフトハウジング1120の中心軸線に対して斜めに刃装着ハウジング1130を装着する理由は、手術過程の間に刃装着ハウジング1130を眼100の上に配置することを容易にすることである。終わりに、刃1140は、刃装着ハウジング1130に装着されている。
図12は、手術用具1100と、手術用具1100の動作を制御するための手術用具コントローラ1200とを示している。手術用具1100は、制御ケーブル1210を介して手術用具コントローラ1200に結合される。制御ケーブル1210は、手術用具コントローラ1200の制御下で手術用具1100に電力を供給して、刃1140の動作に対して動力を供給する。制御ケーブル1210はまた手術用具1100に「アース接地」を提供する。手術用具コントローラ1200は電源コード1220を介して外部電力を受け取る。バッテリ(図示せず)または他の電源を使用することも可能である。
フットスイッチ1230は、信号ライン1240を介して手術用具コントローラ1200に結合される。外科医が眼100内に切り口を作るために刃1140を回転させる態勢にあるとき、外科医はフットスイッチ1230を踏み付ける。次に、フットスイッチ1230は、信号ライン1240を介して手術用具コントローラ1200に制御信号を送る。この結果、手術用具コントローラ1220は手術用具1100への電力を作動させ、刃1140が順方向に回転して、眼100内に所望の切り口を作るようにする。有利な一実施態様において、刃1140が眼100内に切り口を作るために必要な時間は、約二(2)秒である。他の適切な継続時間が適切なこともある。切り口は、刃1140が順方向の回転を終了した後に完成する。次に、手術用具コントローラ1200は、自動的に、刃1140が切り口から回転して戻るようにする。次に、手術用具1100は他の切り口を作る態勢にある。
外科医が、切り口が作られている時間中にフットスイッチ1230から足を解放すると、フットスイッチ1230は、直ちに制御信号を信号ライン1240を介して手術用具コントローラ1200に送る。この結果、手術用具コントローラ1220は、刃1140の前進運動を停止させる。外科医がフットスイッチ1230を再び踏み付けるならば、刃1140は順方向のその回転を再開する。外科医が切り口から刃1140を回転させて出すことを望むならば、外科医は、手術用具コントローラ1200の「刃後退」制御ボタンを手で押す。
手術用具コントローラ1200は、手術用具コントローラ1200の操作部を作動させるためのスイッチ1250(オン/オフスイッチ1250)を備える。手術用具コントローラ1200はまた、手術用具コントローラ1200の作動状態を示す表示灯1260を備える。手術用具1100の動作を制御するために、音声作動制御、手による制御、指による制御、および他の計量生物的制御のような他の制御方法も使用可能であることが理解される。
図13は、手術用具1100の基部ハウジング1110の端面図を示している。基部ハウジング1110は、制御ケーブル1210を受容して、動力を手術用具1100に電気的に供給できる制御ケーブルレセプタクル1300を備える。この有利な実施態様では、制御ケーブルレセプタクル1300は、制御ケーブル1210の四(4)つの個々の電源プラグを受容できる。
図14は基部ハウジング1110の断面を示している。基部ハウジング1110は、制御ケーブルレセプタクル1300、(集合的に1410で付番された)4つの電力ライン、駆動モータ1420、ギアボックス1430、および駆動シャフト1440を備える。制御ケーブル1210が制御ケーブルレセプタクル1300内に配置されると、制御ケーブル1210の4つの電源プラグは4つの電力ライン1410と接触する。図15に示したように、4つの電力ラインの2つ(ライン1とライン2)は、モータ1420の第1の巻線回路(回路A)に結合される。4つの電力ラインの他の2つ(ライン3とライン4)は、モータ1420の第2の巻線回路(回路B)に結合される。
手術用具コントローラ1200がライン1とライン2を起動すると、モータ1420は一方の方向に回転する(例えば、反時計回り)。手術用具コントローラ1200がライン3とライン4を起動すると、モータ1420は他方の方向に回転する(例えば、時計回り)。このようにして、モータ1420は、眼100内に切り口を作るために刃1140を前進回転させる回転運動、及び眼100内に作られた切り口から刃1140を取り出すために刃1140を後退回転させる回転運動の両方を付与する。回転運動の2つの形態は、集合的に「両方向の回転運動」と呼ぶ。
モータ1420によって生み出される回転運動はギアボックス1430に結合される。有利な一実施態様において、ギアボックス1430は、モータ1420によって付与される回転速度を六十六の比率(66:1)で減速する。すなわち、ギアボックス1430によって出力される回転速度は、モータ1420によってギアボックス1430に供給される回転速度の六十六分の一(1/66)である。この量の回転速度の減少は、トルクを増加するために、またモータ1420によって付与される回転速度が、刃1140を直接回転させるために使用するにはあまりにも大きいので必要である。ギアボックス1430からの回転出力は、基部ハウジング1110の駆動シャフト1440に結合される。
図16は、基部ハウジング1110内に装着された駆動シャフトハウジング1120の断面図および刃装着ハウジング1130の断面図である。刃1140は図16には示されていない。駆動シャフトハウジング1120は、基部ハウジング1110のレセプタクル内に着座し、ねじ1610のような従来の手段によって所定の場所に保持される。Oリング1620は、基部ハウジング1110のレセプタクルと駆動シャフトハウジング1120との間の接合部をシールする。
駆動シャフトハウジング1120は駆動シャフト1630を備える。駆動シャフト1630は、在来の軸受によって駆動シャフトハウジング1120内で支持される。図16に示したように、駆動シャフト1630は基部ハウジング1110の駆動シャフト1440に結合される。駆動シャフト1630と駆動シャフト1440との結合部は在来の軸受によって支持される。駆動シャフト1440は駆動シャフト1630を回転させる。
刃装着ハウジング1130は駆動シャフト1640を備える。駆動シャフト1640は、従来の軸受によって刃装着ハウジング1130内に支持される。図16に示したように、駆動シャフト1640は、駆動シャフトハウジング1120の駆動シャフト1630に斜めに結合される。図17に一層詳細に示したように、駆動シャフト1630のベベルギヤ1710は、駆動シャフト1640のベベルギヤ1720に噛み合う。駆動シャフト1630が回転されるとき、駆動シャフト1630のベベルギヤ1720の回転運動は、駆動シャフト1640のベベルギヤ1720に付与される。駆動シャフト1640の回転運動は、刃装着ハウジング1130に装着された刃1140(図16と図17に図示せず)を回転させるために使用される。
基部プレート1730は刃装着ハウジング1130の端部内に着座し、ねじ1740のような従来の手段によって所定の場所に保持される。駆動シャフト1640は、基部プレート1730も駆動シャフト1640に対する支持を提供するように、基部プレート1730内のアパーチャを通して延びる。刃1140を駆動シャフト1640に固定するために、ねじ1750のような従来の手段を使用し得る。ねじ1750はまた、刃1140を装着し得る駆動シャフト1640の延長部1750として機能する。基部プレート1730は、刃1140の回転を案内するために、また刃1140が所望の量だけ回転された後に刃1140の回転を停止するために、刃案内部1760を形成する部分を備える。
手術用具1100の刃1140が図18〜図20に示されている。図18は刃1140の平面図である。図19は刃1140の側面図である。図20は刃1140の斜視図である。刃1140は、刃装着ハウジング1130の駆動シャフト1640の端部に装着されるようにされた支持アーム1810を備える。刃1140はまた、眼100の強膜102内に切り口を作るための湾曲切刃1820を備える。本発明の有利な実施態様では、(1)支持アーム1810および湾曲切刃1820は一体構造として形成され、(2)湾曲切刃1820は円形に湾曲され、(3)湾曲切刃1820は先細りの切断点1830を画定する端部を有する。
駆動シャフト1640が回転されるとき、支持アーム1810は駆動シャフト1640の軸線を中心に回転する。これによって、湾曲切刃1820は駆動シャフト1640の軸線を中心に回転するようにされる。湾曲切刃1820の寸法は、眼100内の強膜102の湾曲切刃1820によって作られた切り口が、強膜ポケット120を形成するために所望の寸法を有するように、選択される。強膜ポケット120は、長さ約四ミリメートル(4.0mm)、幅一と二分の一ミリメートル(1.5mm)、および深さ四百ミクロン(400μm)であるべきである。四百ミクロン(400μm)は一ミリメートルの十分の四(0.4mm)と等しい。
図21は、駆動シャフトハウジング1120および刃装着ハウジング1130および刃1140の外部側面図である。基部ハウジング1110内の駆動シャフトハウジング1120を締結するためのねじ1610を受容するために、アパーチャ2110が設けられる。基部ハウジング1110のレセプタクルと駆動シャフトハウジング1120との間の接合部をシールするためのOリング1620を受容するために、溝2120が設けられる。刃装着ハウジング1130内の基部プレート1730を固定するためのねじ1740を受容するために、アパーチャ2130が設けられる。
外部基準線2140が刃装着ハウジング1130の表面にマークされる。線2140は、刃装着ハウジング1130の端部から五と二分の一ミリメートル(5.5mm)に配置される。線2140は、外科医が手術過程の間に刃1140を適切に整列することを可能にする。外科医は、線2140と眼100の角膜輪部106とを整列する。この整列によって刃1140が適切に位置決めされ、眼100の強膜102の所望の位置に切り口を作る。
図22は、駆動シャフトハウジング1120の斜視図および刃装着ハウジング1130の端面図である。基部プレート1730は刃装着ハウジング1130の端部を形成する。刃1140の構成要素は、支持アーム1810および湾曲した切刃1820として別個に示されている。支持アーム1810は、支持アーム1810の端部を駆動シャフト1640の延長部1750にはめ込むことによって、駆動シャフト1640に装着される。代替実施態様では、支持アーム1810は、ねじのような従来の手段を用いて駆動シャフト1640に装着し得る。
支持アーム1810は、それが刃案内部1760の縁部に当接した位置まで前進回転されているのが示されている。この位置において、湾曲切刃1820はその回転を完了しており、またそれが眼100に隣接していたならば、切開を完了していたであろう。刃案内部1760も刃1140の回転を案内する。湾曲切刃1820と同心の円形に賦形された表面2220を有する刃案内部1760が、形成される。支持アーム1810の長さは、刃案内部1760の円形に賦形された表面2220から約四百ミクロン(400μm)離れた距離で湾曲切刃1820を支持する。
手術過程の開始時、外科医は、刃案内部1760の円形に賦形された表面2220を眼100の強膜102の上に置く。次に、外科医は、フットスイッチ1230を踏み付けて刃1140の回転を始める。外科医がフットスイッチ1230を踏み付けている限り、刃1140の支持アーム1810が湾曲切刃1820を回転させるので、刃1140は順方向に前進し続ける。次に、湾曲切刃1820は、約四百ミクロン(400μm)の深さで眼100の強膜102を通過して、所望の切り口を作る。外科医が刃1140の回転を停止することが望ましいと決定すると、外科医はその足をフットスイッチ1230から外す。手術用具コントローラ1200は直ちに刃1140の回転を停止し、次に刃1140を自動的に回転させて切り口から出す。
また、刃1140の構成要素(支持アーム1810と湾曲切刃1820)を回転させて戻し、安全止め2210に当接させることが可能である。刃案内部1760および安全止め2210は、所望の切開を実行するために必要な回転のみに刃1140の回転範囲を限定する。
図23は、眼100の強膜102内に切り口を作るために、手術用具1100を眼100の上にいかに配置すべきかを示す平面図である。眼100は、強膜102、虹彩112、瞳孔114、および角膜輪部106(強膜102と虹彩112との間の境界)を含む。虹彩114と、角膜輪部106の部分とは、駆動シャフトハウジング1120と刃装着ハウジング1130とによって不明瞭にされるので、図23の点線の輪郭で示されている。前に述べたとおり、外科医は、刃装着ハウジング1130の上の線2140と眼100の角膜輪部106とを整列する。この整列によって刃1140は適切に位置決めされ、眼100の強膜102上の所望の位置に切り口を作る。
図24は、眼100の強膜102内に切り口を作るために、手術用具1100を眼100の上にいかに配置すべきかを示す側面図である。外科医は、刃装着ハウジング1130の上の線2140と眼100の角膜輪部106とを整列する。図23を参照して記述したように、この整列によって刃1140は適切に位置決めされる。駆動シャフトハウジング1120の中心軸線に対して斜めに刃装着ハウジング1130を装着する理由は、今や明白である。それは、手術過程の間に刃装着ハウジング1130を眼100の上に配置することを容易にすることである。
図25は、刃案内部1760の有利な代替実施態様2500の斜視図である。刃案内部2500は基部プレート1730に装着される。本実施態様では、刃案内部2500は、刃案内部2500の第1の端部に第1の刃溝2520を形成する端部2510を備える。刃案内部2500はまた、刃案内部2500の第2の端部に第2の刃溝2540を形成する端部2530を備える。刃案内部2500は、その端部2510と2530が、刃1140の湾曲切刃1820のために追加の外部保護を提供することを除いて、刃案内部1760と同一の方法で作動する。端部2510と2530はまた、手術過程の間に眼100の強膜102に対して配置されて、刃案内部2500と強膜102との間に追加の周縁接触を提供し、また切り口に対して適切な長さを保証することが可能である。
図26は刃案内部2500の端面図である。湾曲切刃1820と同心である円形に賦形された表面2550を有する刃案内部2500が形成される。支持アーム1810の長さは、刃案内部2500の円形に賦形された表面2550から約四百ミクロン(400μm)離れた距離で湾曲切刃1820を支持する。
手術過程の開始時、外科医は、刃案内部2500の円形に賦形された表面2550を眼100の強膜102の上に置く。刃案内部2500内の圧力センサ2560は、刃案内部2500の円形に賦形された表面2550に対する強膜102の圧力を感知する。圧力センサ制御ライン(図示せず)は、圧力センサ2560を手術用具コントローラ1200に接続する。圧力センサ2560は、強膜102の表面と刃案内部2500の円形に賦形された表面2550との間に十分な圧力があるかどうかを感知する。十分な圧力がない場合、刃1140によって作られる切り口はあまりにも浅いであろう。圧力センサ2560が十分な圧力を検出しない場合、手術用具コントローラ1200は、手術用具1100の刃1140の回転を許容しない。圧力センサ2560が十分な圧力を検出した場合、手術用具コントローラ1200は、手術用具1100の刃1140の回転を許容する。
外科医は、フットスイッチ1230を踏み付けて刃1140の回転を始める。外科医がフットスイッチ1230を踏み付けている限り、刃1140の支持アーム1810が湾曲切刃1820を回転させるにつれ、刃1140は順方向に前進し続ける。次に、湾曲切刃1820は、約四百ミクロン(400μm)の深さで眼100の強膜102を通過して、所望の切り口を作る。外科医が刃1140の回転を停止することが望ましいと決定すると、外科医はその足をフットスイッチ1230から外す。手術用具コントローラ1200は、刃1140の前進運動を停止させる。外科医がフットスイッチ1230を再び踏み付けるならば、刃1140は順方向のその回転を再開する。外科医が切り口から刃1140を回転させて出すことを望むならば、外科医は、手術用具コントローラ1200の「刃後退」制御ボタンを手で押す。
図27は刃案内部2500の端面図であり、刃1140の支持アーム1810が回転されるときに、湾曲切刃1820が刃案内部2500の第1の刃溝2520と、眼100の強膜102と、刃案内部2500の第2の刃溝2540とをいかに通過するかを示している。曲線2710は、刃案内部2500が眼100と接触する前の眼100の強膜102の表面輪郭を示している。曲線2720は、刃案内部2500が眼100の強膜102と接触した後の眼100の表面輪郭を示している。刃案内部2500と眼100の強膜102との接触を維持するために加えられる圧力は、切開過程の間、眼100の強膜102の表面輪郭を一時的に凹状にする。
図28は刃装着ハウジング1130の端部の側面図であり、眼100の強膜102と接触するように置かれる刃案内部2500の表面2550を示している。刃案内部2500内の圧力センサ2560は点線の輪郭で示されている。この図面では、刃1140の湾曲切刃1820は後退している。刃案内部2500の第1の刃溝2520と第2の刃溝2540が見える。
図29も刃装着ハウジング1130の端部の側面図であり、眼100の強膜102と接触するように置かれる刃案内部2500の表面2550を示している。前述のように、刃案内部2500内の圧力センサ2560が点線の輪郭で示されている。この図面では、刃1140の湾曲切刃1820が第1の刃溝2520を通して回転され始めている。湾曲切刃1820は、刃案内部2500の表面2550を横切って回転する過程であり、刃案内部2500の第2の刃溝2540に向かって進んでいる。図29は、湾曲切刃1820が、眼100の強膜102内に切り口を作る過程に刃案内部2500を通っていかに移動するかを示している。
眼100の強膜102の表面を打つ湾曲切刃1820の反時計回り運動は、手術用具1100を反対方向に押すことに結果的につながり、手術用具1100を湾曲切刃1820によって発生される接線力と反対方向に並進させる。したがって、切り口を作る過程の間に、強膜102の表面を手術用具1100に対して確実に保持することが必要である。
本発明の有利な一実施態様では、手術用具1100の移動を抑制するために、強膜組織固定用具3000が利用される。図30に示したように、強膜組織固定用具3000は、一般に、強膜102の表面の部分に係合かつ保持できる固定端部3020を有するシャフト3010を備える。強膜組織固定用具3000は、強膜102と接触する湾曲切刃1820によって発生される接線力と反対方向に力を加える。シャフト3010は、切り口を作る過程の間に手術用具1100が移動しないように、外科医によって手で保持されかつ操作される。
有利な一実施態様において、強膜組織固定用具3000は、長さ約十五センチメートル(15.0cm)〜二十センチメートル(20.0cm)、および幅約一と二分の一ミリメートル(1.5mm)である。図31は、強膜組織固定用具3000の固定端部3020の斜視図である。固定端部3020は、シャフト3010の端部の第1の側に形成された第1の固定用逆刺3110を備える。第1の固定用逆刺3110は、シャフト3010の端部を薄く切って、持ち上げることによって形成される。第1の固定用逆刺3110をシャフト3010の端部から分離する量は、十分の三ミリメートル(0.30mm)〜十分の四ミリメートル(0.40mm)の範囲にある。
固定端部3020はまた、シャフト3010の端部の第2の側に形成された第2の固定用逆刺3120を備える。第2の固定用逆刺3120は、シャフト3010の端部を薄く切って、持ち上げることによって形成される。第2の固定用逆刺3120をシャフト3010の端部から分離する量は、第1の固定用逆刺3110の分離量と同一である。
手術用具1100の並進運動を抑制するために、外科医は、刃案内部2500の第1の刃溝2520の近くで強膜102の部分に係合しかつ前記部分を保持するために強膜組織固定用具3000を使用する。第1の刃溝2520は、湾曲切刃1820が強膜102に最初にぶつかって、手術用具1100の並進運動を引き起こすことに結果的につながる場所である。外科医は、強膜組織固定用具3000の固定端部3020を強膜102に置き、シャフト3010を右に捻って、第1の固定用逆刺3110と第2の固定用逆刺3120とを強膜102内に係合させる。外科医は、切開過程の間、シャフト3010を手術用具1100に接するように保持する。切り口が作られた後、外科医は、シャフト3010を左に捻って強膜組織固定用具3000を強膜102から解放して、固定用逆刺3110と3120の掴みを解除する。
図31に示した強膜組織固定用具3000は「右捻り」用具である。固定用具は、シャフト3010を右に捻ることによって係合し、シャフト3010を左に捻ることによって係合解除される。
図32は、強膜組織固定用具3000の有利な代替実施態様である。図32に示した強膜組織固定用具3000は「左捻り」用具である。固定用具は、シャフト3010を左に捻ることによって係合し、シャフト3010を右に捻ることによって係合解除される。その他の点では、図32に示した強膜組織固定用具3000は、図31に示した強膜組織固定用具3000と同一である。固定用具は、第1の固定用逆刺3210と第2の固定用逆刺3220とを備える。第1の固定用逆刺3210をシャフト3010の端部から分離する量3230は、十分の三ミリメートル(0.30mm)〜十分の四ミリメートル(0.40mm)の範囲にある。第2の固定用逆刺3220をシャフト3010の端部から分離する量は、第1の固定用逆刺3210の分離量と同一である。
本発明の有利な代替実施態様では、湾曲切刃1820の衝突により発生される強膜102の移動および手術用具1100の並進運動を抑制するために、特別な種類の真空作動式の刃案内部3300が利用される。より詳細に記述すると、切り口を作る過程の間に刃案内部330を強膜102に対して配置するために、真空が作用される。
図33は刃案内部3300の端面図である。刃案内部3300は基部プレート1730に装着される。本実施態様では、刃案内部3300は、刃案内部3300の第1の端部に第1の刃溝3320を形成する端部3310を備える。刃案内部3300は、刃案内部3300の第2の端部に第2の刃溝3340を形成する端部3330も備える。刃案内部3300の端部3310と3330は、刃1140の湾曲切刃1820のために追加の外部保護を提供する。端部3310と3330は、手術過程の間に眼100の強膜102に対し配置されて、適切な強膜ポケット長さを保証するために刃案内部3300と強膜102との間に追加の周縁接触を提供する。
刃案内部3300は、湾曲切刃1820と同心である円形に賦形された表面3350を有するように形成される。支持アーム1810の全長が、刃案内部3300の円形に賦形された表面3350から約四百ミクロン(400μm)離れた距離で湾曲切刃1820を支持する。
手術過程の開始時、外科医は、刃案内部3300の円形に賦形された表面3350を眼100の強膜102の上に置く。刃案内部3300内の圧力センサ3390は、刃案内部3300の円形に賦形された表面3350に対する強膜102の圧力を感知する。圧力センサ制御ライン(図示せず)は、圧力センサ3390を手術用具コントローラ1200に接続する。圧力センサ3390は、強膜102の表面と刃案内部3300の円形に賦形された表面3350との間に十分な圧力があるかどうかを感知する。十分な圧力がない場合、刃1140によって作られる切り口はあまりにも浅いであろう。圧力センサ3390が十分な圧力を検出しない場合、手術用具コントローラ1200は、手術用具1100の刃1140の回転を許容しない。圧力センサ3390が十分な圧力を検出した場合、そのとき手術用具コントローラ1200は、手術用具1100の刃1140の回転を許容する。
外科医は、フットスイッチ1230を踏み付けて刃1140の回転を始める。外科医がフットスイッチ1230を踏み付けている限り、刃1140の支持アーム1810が湾曲切刃1820を回転させるにつれ、刃1140は順方向に前進し続ける。次に、湾曲切刃1820は、約四百ミクロン(400μm)の深さで眼100の強膜102を通過して、所望の切り口を作る。外科医が刃1140の回転を停止することが望ましいと決定すると、外科医はその足をフットスイッチ1230から外す。手術用具コントローラ1200は、刃1140の前進運動を直ちに停止させる。外科医がフットスイッチ1230を再び踏み付けるならば、刃1140は順方向のその回転を再開する。外科医が切り口から刃1140を回転させて出すことを望むならば、外科医は、手術用具コントローラ1200の「刃後退」制御ボタンを手で押す。
刃案内部3300はまた、刃案内部3300の内部に真空チャンバ3360を形成する部分を備える。刃案内部3300はまた、強膜102の表面に真空を作用させるために、真空チャンバ3360から刃案内部3300の円形に賦形された表面3350を通して延在する複数のアクセスポート3365,3370、3375を形成する部分を備える。刃案内部3300は、真空供給ライン(図33に図示せず)に接続できる真空継手3380を備える。
図34は、刃案内部3300の斜視図であり、端部3310と第1の刃溝3320とを示している。図34はまた、端部3330と第2の刃溝3340とを示している。真空継手3380は、刃案内部3300の外面から、刃案内部3300内に配置された真空チャンバ3360(図34に図示せず)まで延在する。
図35は刃案内部3300の端面図であり、強膜102の表面における刃案内部3300の円形に賦形された表面3350の配置を示している。分かりやすくするため、以前に図34に示した端部3310、第1の刃溝3320、端部3330、および第2の刃溝3340は、図35から省略されている。
真空継手3380は真空供給ライン3500に結合される。真空供給ライン3500は真空チャンバ3360に真空を供給する。真空によって、アクセスポート3365、3370、及び3375が雰囲気に対し開放しているとき、それらのアクセスポートを通して真空チャンバ3360内に(図35の矢印で示した)空気が通るようにされる。刃案内部3300の円形に賦形された表面3350が強膜102の表面と接触すると、真空チャンバ3360内の真空により、強膜102は、円形に賦形された表面3350の表面に付着するようにされる。真空チャンバ3360内の真空によって引き起こされる付着は、湾曲切刃1820が強膜102内に回転されて切り口を作るとき、強膜102の移動を抑制する。
本発明のこの有利な代替実施態様は、真空供給部(図示せず)への真空供給ライン3500の接続を必要とする。図36は、真空供給ライン3500が刃案内部3300の真空継手3380にいかに接続されるかを示している。図37は、真空供給ライン3500を手術用具1100の長さに沿って外部にいかに配置し得るかを示している。
図38は、切り口を作って強膜人工補装具200用の強膜ポケット120を形成するための本発明の方法の有利な実施態様のフローチャートである。本方法のステップは参照番号3800で全体を示される。手術用具1100の刃装着ハウジング1130は、刃装着ハウジング1130の外部基準線2140と眼100の角膜輪部106とを整列することによって、眼100の強膜102の上に配置される(ステップ3810)。次に、刃装着ハウジング1130および刃1140が強膜102と接触するように配置される(ステップ3820)。
次に、強膜102および手術用具1100の移動は、強膜組織固定用具3000によって強膜102に係合かつ保持することにより抑制される(ステップ3830)。手術用具1100は、強膜102を通して湾曲切刃1820を回転させて切り口を作り、強膜ポケット120を形成する(ステップ3840)。切開が完了すると、手術用具110は、強膜102を通して作られた切り口から湾曲切刃1820を回転させて戻す(ステップ3850)。次に、強膜102は、強膜組織固定用具3000を係合解除することによって解放される(ステップ3860)。切り口は、強膜人工補装具200を受容するための強膜ポケット120を形成する。
図39は、切り口を作って強膜人工補装具200用の強膜ポケット120を形成するための本発明の方法の有利な代替実施態様のフローチャートである。本方法のステップは参照番号3900で全体を示される。手術用具1100の刃装着ハウジング1130は、刃装着ハウジング1130の外部基準線2140と眼100の角膜輪部106とを整列することによって、眼100の強膜102の上に配置される(ステップ3910)。次に、刃装着ハウジング1130および刃1140が強膜102と接触するように配置される(ステップ3920)。
次に、強膜102および手術用具1100の移動は、刃案内部3300の真空チャンバ3360からの真空によって強膜102に係合かつ保持することにより抑制される(ステップ3930)。手術用具1100は、強膜ポケット120を形成するために強膜102を通して湾曲切刃1820を回転させて切り口を作る(ステップ3940)。切開が完了すると、手術用具110は、強膜102を通して作られた切り口から湾曲切刃1820を回転させて戻す(ステップ3950)。次に、刃案内部3300の真空チャンバ3360の真空を通気することによって、強膜102が解放される(ステップ3960)。切り口は、強膜人工補装具200を受容するための強膜ポケット120を形成する。
図40は、支持アーム4010と湾曲切刃4020とを備える本発明の手術用具1100の刃1140の有利な代替実施態様の第1の斜視図である。図18〜図20に示した刃1140の実施態様では、支持アーム1810および湾曲切刃1820は一体構造として形成される。図40に示した刃1140の実施態様では、湾曲切刃4020は支持アーム4010から取外し可能である。
図41は、図40に示した刃1140の有利な代替実施態様の第2の斜視図である。湾曲切刃4020は、延長部4030を通してアパーチャ4040を形成する部分を有する延長部4030を備える。図42に示したように、ストリング状コネクタ4200(例えば、プラスチック繊維4200)を使用して、強膜人工補装具200を延長部4030に結び付けることが可能である。手術用具1100は支持アーム4010を回転させて、前述したように湾曲切刃4020が強膜102を通過するようにする。
しかし、本発明の好ましい実施態様によれば、湾曲切刃4020は、強膜102内に切り口が作られた後に支持アーム4010から分離される。湾曲切刃4020は切り口内に留まる。手術用具1100が取り外される。次に、湾曲切刃4020の前縁は切り口から順方向に引き抜かれる。湾曲切刃4020はストリング状コネクタ4200によって強膜人工補装具200に結び付けられているので、切り口からの湾曲切刃4020の引き出しにより、強膜人工補装具200は切り口内に引き込まれる。湾曲切刃4020はストリング状コネクタ4200を引っ張る針として機能する。次に、湾曲切刃4020は、強膜102の次の切り口を作る際に使用するために、支持アーム4010に再び取り付けられる。
図43は、支持アーム4310と湾曲切刃4320とを備える本発明の手術用具1100の刃1140の第2の有利な代替実施態様の第1の斜視図である。図18〜図20に示した刃1140の実施態様では、支持アーム1810および湾曲切刃1820は一体構造として形成される。図43に示した刃1140の実施態様では、湾曲切刃4320は支持アーム4310から取外し可能である。
さらに、湾曲切刃4320の中央部分4330は、湾曲切刃4320の他の部分から取外し可能である。湾曲切刃4320は3つの部分を備える。3つの部分は、(1)取外し可能な中央部分4330、(2)取外し可能な先端4340、(3)刃部分4350である。図44は、図43に示した刃1140の第2の有利な代替実施態様の第2の斜視図である。中央部分4330は図43と図44においては斜線を付けられて示されている。
湾曲切刃4320は強膜102に回転して入れられ、前述の方法で切り口を形成する。湾曲切刃4320は支持アーム4310から取り外され、一方、湾曲切刃4320は切り口内に留まる。図45は、切り口内の湾曲切刃4320の3つの部分(4330、4340、4350)の側面図である。
次に、取外し可能な先端4340が、取外し可能な中央部分4330から取り外され(例えば、鉗子によって)、また切り口から取り除かれる。次に刃部分4350が取外し可能な中央部分4330から取り外され、また切り口から取り除かれる。取外し可能な中央部分4330は切り口内に残され、強膜人工補装具200として機能する。
図46は、支持アーム4610と湾曲切刃4620とを備える本発明の手術用具1100の刃1140の第3の有利な代替実施態様の第1の斜視図である。図18〜図20に示した刃1140の実施態様では、支持アーム1810および湾曲切刃1820は一体構造として形成される。図46に示した刃1140の実施態様では、湾曲切刃4620は支持アーム4610から取外し可能である。
さらに、湾曲切刃4620は、湾曲切刃4620を通して導管4630を画定する部分を有する。強膜人工補装具200が導管4630内に滑動可能に配設される。プランジャ4640も導管4630内に滑動可能に配設される。プランジャ4630は強膜人工補装具200に当接する。図47は、図46に示した刃1140の第3の有利な代替実施態様の第2の斜視図である。強膜人工補装具200は図46と図47に斜線を付されて示されている。
湾曲切刃4620は強膜102に回転して入れられ、前述の方法で切り口を形成する。湾曲切刃4620は支持アーム4610から取り外され、一方、湾曲切刃4620は切り口内に留まる。図48は、湾曲切刃4620の側面断面図である。湾曲切刃4620は切り口から引き抜かれる。湾曲切刃4620が切り口から引き抜かれるとき、プランジャ4640は強膜人工補装具200に対して所定の場所に留まる。プランジャ4640は、強膜人工補装具200が切り口から引き抜かれることを防止する。最後に、プランジャ4640は導管4630から強膜人工補装具200を押し出して、切り口に押入する。次に、プランジャ4640が切り口から引き抜かれ、切り口内に適切に配置された強膜人工補装具200を残す。
有利な一実施態様において、強膜人工補装具200を流体で満たすことができる。強膜人工補装具200は、強膜人工補装具200のサイズを増大させるために、強膜人工補装具200を切り口内に配置した後に流体で満たされる。
今や、本発明について完全に記述したが、本発明の精神または本質的な特性から逸脱することなしに、他の特定の形態または変形形態により本発明を具体化し得ることを理解すべきである。したがって、上述の実施態様は、あらゆる観点で例示目的であり、限定的でないと考えるべきであり、本発明の範囲は、上述の説明によるよりもむしろ特許請求の範囲によって示され、また特許請求の範囲の同等の意味と範囲に含まれるすべての変更は、特許請求の範囲に包含されると意図される。
図1は、強膜人工補装具を受容するための膜ポケットを有する眼の等角図である。 図2は、四つの直線状の強膜ポケットの位置を示す、眼の正面図である。 図3は、図2の眼の切断線3−3に沿った断面図である。 図4は、図3の断面の円4で指示された領域の拡大図である。 図5は、典型的な強膜人工補装具の平面図である。 図6は、図5で示された強膜人工補装具の正面図であり、人工補装具の外形輪と、人工補装具の底部の切欠部とを示している。 図7は、図5で示された強膜人工補装具の底面図であり、人工補装具の底面の二つの切欠部の場所を示している。 図8は、図5に示された強膜人工補装具の端面図である。 図9は、図5で示された強膜人工補装具の上斜視図であり、人工補装具の上面と一方の側面と一方の端面とを示している。 図10は、図5に示された強膜人工補装具の下斜視図であり、人工補装具の底面と一方の側面とを示している。 図11は、眼の強膜を切開して強膜人工補装具を受容するための強膜ポケットを作り出す、本発明の原理により作られた手術用具の斜視図である。 図12は、本発明の手術用具の動作を制御するための手術用具コントローラと、手術用具を作動させるためのフットスイッチとを示す図である。 図13は、本発明の手術用具の端面図であり、手術用具へ電力を供給する制御ケーブルを受容することができる制御ケーブルレセプタクルを示す図である。 図14は、本発明の手術用具の第1の部分の断面図であり、制御ケーブルレセプタクルと、駆動モータと、ギヤボックスと、駆動モータによって回転させられることが可能な駆動シャフトとを収容する基部ハウジングを示している。 図15は、電力がどのように手術用具の駆動モータに供給されるかを示す回路図である。 図16は、手術用具の第2の部分の断面図であり、手術用具の基部ハウジングの端部の中に装着された駆動シャフトハウジングを示しており、また駆動シャフトハウジングの中心軸に対して斜めに駆動シャフトハウジングに装着された刃装着ハウジングを示している。 図17は、図16で示された、駆動シャフトハウジングと刃装着ハウジングとの相互接続の更に詳細な断面図である。 図18は、本発明の手術用具の刃の平面図である。 図19は、図18で示された刃の側面図である。 図20は、図18で示された刃の斜視図である。 図21は、本発明の手術用具の、駆動シャフトハウジングと刃装着ハウジングと刃との側面図である。 図22は、本発明の手術用具の、駆動シャフトハウジングの斜視図であり、かつ刃装着ハウジングの端面図である。 図23は、眼の強膜を切開するために本発明の手術用具がどのように眼の上に配置されるかを示す平面図である。 図24は、眼の強膜を切開するために本発明の手術用具がどのように眼の上に配置されるかを示す側面図である。 図25は、刃が眼の強膜を切開するときに刃の運動を案内するための、本発明の手術用具の刃案内部の有利な代替実施例の斜視図である。 図26は、図25で示された刃案内部の端面図である。 図27は、眼と接触して配置された刃装着ハウジングと刃案内部とブレードとの端面図であり、刃が眼の強膜を切開するために回転するときに、刃がどのように刃案内部を通過するかを示している。 図28は、刃装着ハウジングの端面図であり、眼の強膜を切開する過程の間に眼と接触して配置される、刃案内部の一部を示している。 図29は、刃が、眼の強膜の切開をする過程の間にどのように図28に示された刃案内部を進むかを示した図である。 図30は、本発明の典型的な強膜組織固定用具を示す図である。 図31は、本発明の強膜組織固定用具の固定端部の有利な実施例の斜視図である。 図32は、本発明の強膜組織固定用具の固定端部の有利な代替実施例の側面図である。 図33は、本発明の手術用具の、内部真空チャンバを具備する刃案内部の有利な代替実施例の側面図である。 図34は、図33に示された刃案内部の斜視図である。 図35は、本発明の手術用具の、内部真空チャンバを具備する刃案内部の有利な代替実施例の側面図であり、真空チャンバ刃案内部の動作を示している。 図36は、本発明の真空チャンバ-刃案内部に連結された真空供給ラインの斜視図である。 図37は、本発明の手術用具の斜視図であり、手術用具に沿った真空供給ラインの配置を示している。 図38は、切開をして強膜人工補装具のための強膜ポケットを形作るための、本発明の方法の有利な実施例のフローチャートである。 図39は、切開をして強膜人工補装具のための強膜ポケットを形作るための、本発明の方法の代替の有利な実施例のフローチャートである。 図40は、本発明の手術用具刃の代替の有利な実施例の第1の斜視図である。 図41は、本発明の手術用具刃の代替の有利な実施例の第2の斜視図である。 図42は、本発明の手術用具の刃の有利な代替実施例の延長部に強膜人工補装具がどのように結び付けられるかを示す図である。 図43は、本発明の手術用具の刃の第2の有利な代替実施例の第1の斜視図である。 図44は、本発明の手術用具の刃の第2の有利な代替実施例の第2の斜視図である。 図45は、本発明の手術用具の刃の第2の有利な代替実施例の湾曲切刃の三つの部分の側面図である。 図46は、本発明の手術用具の刃の第3の有利な実施例の第1の斜視図である。 図47は、本発明の手術用具の刃の第3の有利な実施例の第2の斜視図である。 図48は、本発明の手術用具の刃の第3の有利な代替実施例の湾曲切刃の側面断面図である。

Claims (22)

  1. 眼球の強膜組織内に切り口を作るための手術用具であって、該手術用具が手術刃を具備し、
    前記手術刃が、前記手術用具によって前記眼球の前記強膜組織の中に入るように、および前記眼球の前記強膜組織から出るように回転させられて、強膜の眼球移植人工補装具を受容できる強膜ポケットの形状を有する切り口を作ることができ
    前記手術用具が、前記眼球の前記強膜組織の後方表面まで通過することなく、前記眼球の前記強膜組織の前方表面を通して前記回転可能な手術刃を回転させるように構成されている、手術用具。
  2. 第1の刃溝および第 2 の刃溝を有する刃案内部を更に備え、
    一方向に回転しながら、前記回転可能な手術刃が、前記第1の刃溝を通して移動し、その後に前記眼球の前記強膜組織を通して移動し、その後に前記第2の刃溝を通して移動するようになっている、請求項1に記載された手術用具。
  3. 前記回転可能な手術刃を回転させるように構成された支持アームを更に具備し、該支持アームが、完全回転よりも小さい回転で前記回転可能な手術刃を回転させるようになっている、請求項1に記載された手術用具。
  4. 手術刃とモータとを具備する手術用具であって
    前記モータが、切り口を作るために、前記手術刃を、眼球の強膜組織の中に入るように、および前記眼球の強膜組織から外に出すように移動させるように作動することが可能であり、
    前記切り口が、前記眼の毛様体の領域に強膜ポケットを形成し、前記強膜ポケットが、前記眼の毛様筋の有効動作範囲を増大させるために強膜人工補装具を受容できる形状を有し、
    前記モータが、前記眼球の前記強膜組織の後方表面まで通過することなく、前記眼球の前記強膜組織の前方表面を通して前記手術刃を移動させるように構成されている、手術用具。
  5. 前記モータに連結され、かつ前記手術刃の前記移動を駆動させるように作動することが可能な第1の駆動シャフトをさらに具備する、請求項4に記載の手術用具。
  6. 制御信号を生成するように作動することが可能なコントローラをさらに具備する、請求項4に記載の手術用具。
  7. 前記コントローラが前記モータに連結され、前記生成された制御信号が前記手術刃の前記移動を制御するようになっている、請求項6に記載の手術用具。
  8. 手術刃と、コントローラとを具備する手術用具であって、
    前記コントローラが、前記手術刃を、眼球の強膜組織の中へ入るように、および前記眼球の強膜組織から外へ出るように移動することを制御するように作動することが可能であり、
    前記切り口が、前記眼の毛様体の領域に強膜ポケットを形成し、
    前記強膜ポケットが、前記眼の毛様筋の有効動作範囲を増大させる強膜人工補装具を受容できる形状を有し、
    前記前記手術刃が、前記眼球の前記強膜組織の後方表面まで通過することなく、前記眼球の前記強膜組織の前方表面を通して前記切り口を形成するように構成されている、手術用具。
  9. 前記コントローラからの、前記手術刃の前記移動を制御する制御信号を受信して作動可能なモータをさらに具備する、請求項に記載の手術用具。
  10. 前記手術刃の一つの制御された運動が、前記切り口を作ることである、請求項に記載の手術用具。
  11. 手術刃と、切り口を作るために前記手術刃を眼球の強膜組織の中に入るように、および前記眼球の強膜組織から外に出るように移動させるように作動することが可能な機器とを具備する手術用具であって、
    前記切り口が、前記眼の毛様体の領域に強膜ポケットを形成し、
    前記強膜ポケットが、前記眼の毛様筋の有効動作範囲を増大させるために強膜人工補装具を受容できる形状を有
    前記モータが、前記眼球の前記強膜組織の後方表面まで通過することなく、前記眼球の前記強膜組織の前方表面を通して前記手術刃を移動させるように構成されている、手術用具。
  12. 前記機器に連結されていて、前記手術刃の前記移動を駆動するように作動することが可能な第1の駆動シャフトをさらに具備する請求項11に記載の手術用具。
  13. 回転可能な支持アームと、湾曲切刃とを具備する、眼の強膜組織に切り口を作るための手術用具と共に使用される手術刃であって、
    前記回転可能な支持アームが、該回転可能な支持アームを回転させることができる前記手術用具の駆動シャフトに連結可能な第1の端部を有し、
    前記湾曲切刃が、前記回転可能な支持アームの第2の端部に取り外し可能に連結された第1の端部を有し、前記湾曲切刃が、強膜の眼球移植人工補装具を受容することができる強膜ポケットの形状を有する切り口を作るために、前記手術用具によって回転させられて、前記眼球の強膜組織の中へ入り、および前記眼球の強膜組織から外へ出る第2の端部を有し、
    前記回転可能な支持アームが、前記眼球の前記強膜組織の後方表面まで通過することなく、前記眼球の前記強膜組織の前方表面を通して前記湾曲切刃を回転させるように構成されている、手術刃。
  14. 前記手術刃の前記湾曲切刃が前記強膜組織内に幅約1.5ミリメートルおよび長さ約4ミリメートルの切り口を作ることができ、前記切り口が前記強膜組織の表面の約400ミクロン下に配置される、請求項13に記載の手術刃。
  15. 前記手術刃の前記湾曲切刃の前記第1の端部が、延長部を具備し、前記延長部が、前記延長部を貫通するアパーチャを形成する部分を有する、請求項13に記載の手術刃。
  16. 強膜の眼球移植人工補装具を前記湾曲切刃の前記延長部に結び付けることができるストリング状コネクタをさらに具備する、請求項15に記載の手術刃。
  17. 回転可能な支持アームと、湾曲切刃とを具備する、眼の強膜組織に切り口を作るための手術用具と共に使用される手術刃であって、
    前記回転可能な支持アームが、該回転可能な支持アームを回転させることができる前記手術用具の駆動シャフトに連結可能な第1の端部を有し、前記湾曲切刃が、前記回転可能な支持アームの第2の端部に取り外し可能に連結された第1の端部を有し、前記湾曲切刃が、強膜の眼球移植人工補装具を受容することができる強膜ポケットの形状を有する切り口を作るために、前記手術用具によって前記眼球の強膜組織を通して回転されることができる第2の端部を有する、手術刃において、
    前記湾曲切刃が、刃部分と、該刃部分から取り外すことができる取外し可能な中央部分と、該取り外し可能な中央部分から取り外すことができる取外し可能な先端とを具備する、手術刃。
  18. 前記手術刃の前記湾曲切刃が前記強膜組織内に幅約1.5ミリメートルおよび長さ約4ミリメートルの切り口を作ることができ、前記切り口が前記強膜組織の表面の約400ミクロン下に配置される、請求項17に記載の手術刃。
  19. 前記取外し可能な中央部分が強膜の眼球移植人工補装具である、請求項18に記載の手術刃。
  20. 回転可能な支持アームと、湾曲切刃とを具備する、眼の強膜組織に切り口を作るための手術用具と共に使用される手術刃であって、
    前記回転可能な支持アームが、該回転可能な支持アームを回転させることができる前記手術用具の駆動シャフトに連結可能な第1の端部を有し、
    前記湾曲切刃が、前記回転可能な支持アームの第2の端部に取り外し可能に連結された第1の端部を有し、前記湾曲切刃が、強膜の眼球移植人工補装具を受容することができる強膜ポケットの形状を有する切り口を作るために、前記手術用具によって前記眼球の強膜組織を通して回転されることができる第2の端部を有する、手術刃において、
    前記湾曲切刃が、前記湾曲切刃を貫通する導管を形成する部分を具備し
    強膜の眼球移植人工補装具が、前記導管内に滑動可能に配設され、
    プランジャが、前記強膜の眼球移植人口補装具を前記導管から押し出すことができる前記導管内に滑動可能に配設されている、手術刃。
  21. 前記手術刃の前記湾曲切刃が前記強膜組織内に幅約1.5ミリメートルおよび長さ約4ミリメートルの切り口を作ることができ、前記切り口が前記強膜組織の表面の約400ミクロン下に配置される、請求項20に記載の手術刃。
  22. 前記強膜の眼球移植人工補装具が流体で満たされることができる、請求項20に記載の手術刃。
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