JP7233612B2 - 眼科手術制御モジュール装置 - Google Patents

Description

本発明は、眼科手術制御モジュール装置に関する。

医学的に白内障と呼ばれる水晶体の白濁の治療のための多くの外科的手法がある。最も普及している技術は超音波水晶体乳化吸引術であり、これは細い中空針を水晶体内に挿入し、超音波で振動させるものである。そのすぐ周囲において、振動する中空針は水晶体を乳化させ、それによってその結果得られた水晶体の小片をポンプによりラインを通じて吸引できる状態にする。その過程で、灌流用流体（灌流液）が送達され、レンズ小片と流体の吸引が吸引ラインを通じて行われる。水晶体を完全に乳化させ、除去すると、新しい人工レンズを空になった水晶体嚢内に挿入でき、その結果、この方法による治療を受けた患者は良好な視力を回復することができる。

超音波で振動する中空針で水晶体を破砕している最中は、手術中に比較的大きい水晶体小片が中空針の先端部に到達し、前記針先端部又はその吸引口が詰まることは避けられない。この状態は閉塞と呼ばれる。このような場合には、吸引流体ライン内のポンプが閉塞していない状態での動作と比較してはるかに高い吸引圧力を生じさせる。それに加えて、中空針を動かすための高いエネルギ入力を行うことができ、それによって中空針を詰まらせている水晶体の小片が細かく砕かれる。或いは、ポンプの動作方向を逆転させることによっても、レンズ小片を針の先端部から除去でき、それにより流体及び細かい水晶体小片の正常な吸引を再び進めることができる。したがって、このような瞬間に閉塞が解消され、それまで存在していた高い負圧が急速に低下する。その結果として行われる吸引により、細かい水晶体小片と流体が吸引ラインへと引き込まれるだけでなく、水晶体嚢の一部が中空針と接触することにもなりかねない。水晶体嚢が穿孔されると、これは患者の重篤な合併症を招き、この合併症は絶対的に回避しなければならない。

さらに、吸引中、大量の流体が前眼房から吸引される可能性があり、そのため、眼球虚脱のリスクがある。これもまた患者の重篤な合併症につながり、この合併症は絶対的に回避しなければならない。

閉塞の開始又は閉塞の解消は、眼科手術システム内の測定信号の検出により識別できる。例えば、灌流液ライン又は吸引流体ライン内の圧力又は体積流量を検出することができる。圧力プロファイル又は体積流量の微分がある時間にわたって行われれば特に好都合であり、これは、そのようにして信号プロファイルの変化を素早く識別できるからである。しかしながら、圧力及び体積流量の信号プロファイルには常にノイズがあるため、このような信号を微分した場合、大きい偏差が生じる可能性がある。したがって、有意と想定される圧力の変化又は体積流量の変化は誤って解釈されている可能性が比較的高くなる。これに基づいて特定される眼科手術システムの状態把握は、目まぐるしいスイッチングプロセス及び、したがって超音波水晶体乳化吸引術中の合併症につながる可能性がある。

本発明の目的は、それを用いることにより超音波水晶体乳化吸引術中の医学的合併症又は傷害のリスクの確率を低減させることのできる眼科手術制御モジュール装置を提供することである。本発明の他の目的は、このような制御モジュール装置を有する眼科手術システムを提供することである。

眼科手術制御装置に関して、この目的は特許請求の範囲の独立項１の主旨により達成される。本発明の有利な発展型は従属項の主旨である。眼科手術システムに関して、この目的は別の独立項の主旨により達成される。

本発明によれば、眼科手術制御モジュール装置は：
－その入力において、灌流液ラインで検出された第一の測定装置の第一の測定信号を受信し、その出力において、第一の畳み込み関数により畳み込まれた、第一の測定信号の時間微分の量を出力するように構成された第一の畳み込み関数装置であって、第一の畳み込み関数が第一の持続時間を有するような第一の畳み込み関数装置と、
－それにより第一の測定信号の時間微分のための第一の閾値を決定することのできる第一の閾値装置と、
－第一の畳み込み関数装置により出力された第一の測定信号の時間微分の量を受信し、第一の閾値を受信し、所定の第一の時点の後に、出力された第一の測定信号の時間微分の量と第一の閾値を相互に比較し、第一の比較結果を出力するように構成された第一の比較装置と、
－その入力において、灌流液ラインで検出された第一の測定信号を受信し、その出力において、第二の畳み込み関数により畳み込まれた、第一の測定信号の時間微分の量を出力するように構成された第二の畳み込み関数装置であって、第二の畳み込み関数は、第一の持続時間より短い第二の持続時間を有するような第二の畳み込み関数装置と、
－それにより第一の測定信号の時間微分のための第二の閾値を決定することのできる第二の閾値装置と、
－第二の畳み込み関数装置により出力された第一の測定信号の時間微分の量を受信し、第二の閾値を受信し、所定の第二の時点の後に、出力された第一の測定信号の時間微分の量と第二の閾値を相互に比較し、第二の比較結果を出力するように構成された第二の比較装置と、
－第一の比較結果と第二の比較結果を受信して評価し、第一の評価信号を出力するように構成された第一の評価装置と、
－第一の評価信号を受信し、第一の評価信号にしたがって眼科手術器具のパラメータを制御するための制御信号を提供するように構成された作動装置と、
を含む。

畳み込み関数装置は、畳み込み関数によるデータの畳み込みを行うように構成された装置である。畳み込みとは、２つの関数から第三の関数（「畳み込み関数」）を生成する数学演算である。制御モジュール装置はしたがって、畳み込み関数装置の畳み込み関数による、第一の関数を形成する測定信号の畳み込みに適している。第一の畳み込み関数は、第一の持続時間を有する。これは、第一の持続時間中に取得可能な測定信号の測定値が畳み込み関数で畳み込まれることを意味する。例えば、これらは畳み込み以前に取得可能であった測定信号の最後の１００個の測定値とすることができる。第二の畳み込み関数は、第一の持続時間より短い第二の持続時間を有する。これは、第二の持続時間中に取得可能な測定信号の測定値が第二の畳み込み関数で畳み込まれることを意味する。第二の持続時間は第一の持続時間より短いため、測定信号の、より少ない測定値が考慮され、第二の畳み込み関数により畳み込まれる。例えば、これらは畳み込みの前に取得可能であった測定信号の最後の１０個の測定値とすることができる。

本発明によれば、第一の畳み込み関数は、また第二の畳み込み関数もまた、第一の測定信号の時間微分の量が第一及び第二の畳み込み関数装置の出力で出力される効果を有する。測定信号がそのプロファイルを変化させると、これは信号プロファイルの微分によって素早くはっきりと識別できる。それぞれ異なる持続時間の畳み込み関数を行う第一の畳み込み関数装置と第二の畳み込み関数装置が使用されるため、それぞれの閾値を考慮して、畳み込まれた信号をそれぞれの閾値と比較することにより、その測定信号が干渉信号又はノイズ信号を有するかを、したがって閉塞がないか、又は閉塞が解消されていないかも識別することができる。このような干渉信号又はノイズ信号がないことも同様に検出でき、それによって閉塞の、又は閉塞の解消の迅速な、特に確実な検出を行うことができる。すると、第一の評価信号にしたがって、作動装置は眼科手術器具のパラメータを制御するための制御信号を提供できる。このようなパラメータは、灌流液ライン若しくは吸引流体ライン内の流体ポンプにより生成される圧力、又は灌流液ライン若しくは吸引流体ライン内の流体ポンプにより生成される体積流量、又は手術用ハンドピースのピエゾセラミックスに供給される調整されたエネルギとすることができる。このようにして、超音波水晶体乳化吸引術中の医学的合併症の確率又は傷害のリスクを低減できる。

本発明の発展型によれば、第一の畳み込み関数と第二の畳み込み関数は各々、それらのそれぞれの座標原点に関して点対称である。これは、畳み込みの後、それゆえ出力値の絶対量にシフトがなく、又は測定信号の個々の測定値に関するいかなる優先性もないことから、有利である。さらに、点対称は第一の測定信号の特定された微分の精度の点でも有利である。

第二の閾値の量は好ましくは、第一の閾値の量とは異なる。特に好ましくは、第二の閾値の量は第一の閾値の量より大きい。第二の閾値は第二の畳み込み関数装置の量により処理され、これは第一の持続時間より短い第二の持続時間の畳み込み関数を有する。第二の閾値が第一閾値より大きい場合、第二の畳み込み関数装置により出力される数量はしたがって、第一の畳み込み関数装置により出力される値より大きく、それによって第二の閾値との交点に到達する。第二の持続時間は第一の持続時間より短いため、第一の畳み込み関数より少ない測定値が考慮される。したがって、第二の畳み込みでは、比較装置により「閾値を超過」との査定が提供されるには、より高いハードル、すなわちより高い閾値を克服しなければならない。そのため、ごく新しい干渉信号又はノイズ信号は評価を歪める可能性がより低く、それによって閉塞又は閉塞の解消のはるかに確実な検出が可能となる。

好ましくは、制御モジュール装置はそれに加えて：
－その入力において、吸引流体ラインで検出された第二の測定装置の第二の測定信号を受信し、その出力において、第三の畳み込み関数により畳み込まれた、第二の測定信号の時間微分の量を出力するように構成された第三の畳み込み関数装置であって、第三の畳み込み関数が第三の持続時間を有するような第三の畳み込み関数装置と、
－それにより第二の測定信号の時間微分のための第三の閾値を決定することのできる第三の閾値装置と、
－第三の畳み込み関数装置により出力された第二の測定信号の時間微分の量を受信し、第三の閾値を受信し、所定の第三の時点の後に、出力された第二の測定信号の時間微分の量と第三の閾値を相互に比較し、それを第三の比較結果として出力するように構成された第三の比較装置と、
－その入力において、吸引流体ラインで検出された第二の測定信号を受信し、その出力において、第四の畳み込み関数により畳み込まれた、第二の測定信号の時間微分の量を出力するように構成された第四の畳み込み関数装置であって、第四の畳み込み関数は、第三の持続時間より短い第四の持続時間を有するような第四の畳み込み関数装置と、
－それにより第二の測定信号の時間微分のための第四の閾値を決定することのできる第四の閾値装置と、
－第四の畳み込み関数装置により出力された第二の測定信号の時間微分の量を受信し、第四の閾値を受信し、所定の第四の時点の後に、出力された第二の測定信号の時間微分の量と第四の閾値を相互に比較し、それを第四の比較結果として出力するように構成された第四の比較装置と、
－第三の比較結果と第四の比較結果を受信して評価し、第二の評価信号を出力するように構成された第二の評価装置と、
を有し
作動装置は、第二の評価信号を受信し、第一の評価信号と第二の評価信号にしたがって眼科手術器具のパラメータを制御するための制御信号を提供するように構成される。

それゆえ、吸引流体ラインで検出される第二の測定信号も考慮することができる。これは、第一の評価信号と第二の評価信号によって冗長性が実現され、それにより閉塞又は閉塞解消をさらにより確実に検出できるため、有利である。

本発明の１つの実施形態によれば、第一の測定信号又は第二の測定信号は、流体レベルを特定するため、又は膜の位置を特定するための変位センサの変位信号である。その代替案として、第一の測定信号又は第二の測定信号は、流体チャンバの体積を特定するためのセンサの体積信号である。これは、制御モジュール装置をこのようなダイアフラムポンプとして使用できるため、有利である。

さらに、第三の畳み込み関数と第四の畳み込み関数は、それらのそれぞれの座標原点に関して点対称とすることができる。これは、畳み込みの後、それゆえ出力値の絶対量にシフトがなく、又は測定信号の個々の測定値に関するいかなる優先性もないことから、有利である。さらに、点対称は第一の測定信号の特定された微分の精度の点でも有利である。

第四の閾値の量は好ましくは、第三の閾値の量とは異なる。特に好ましくは、第四の閾値の量は第三の閾値の量より大きい。これにより、最近の干渉信号又はノイズ信号によって評価が歪む状況が避けられる。

第一の畳み込み関数が第三の畳み込み関数と等しく、第二の畳み込み関数が第四の畳み込み関数と等しい場合、評価装置の結果は非常に容易に相互に比較でき、それによって、閉塞の、又は閉塞打開の発生に関して、はるかにより確実な結果を引き出すことができる。このことは、第一の閾値が第三の閾値と等しく、第二の閾値が第四の閾値と等しい場合、さらに改善される。

眼科手術システムは、上述の眼科手術制御モジュール装置を有する。それに加えて、これは灌流液ラインと、灌流のための第一の流体ポンプと、吸引流体ラインと、吸引のための第二の流体ポンプと、を備える眼科手術器具も含む。

本発明のその他の利点と特徴を、下記のような図面を参照しながら説明する。

本発明の好ましい実施形態による眼科手術制御モジュール装置を備える眼科手術システムの概略図を示す。 第一の測定装置及び第二の測定装置のそれぞれの信号プロファイルのダイアグラムと、それに関連する信号プロファイルの評価を含む概略図を示す。 １５の畳み込み関数が提供された場合の第一の測定装置のそれぞれの信号プロファイルのダイアグラムを含む概略図を示す。 ある畳み込み関数のそれぞれの持続時間を畳み込み関数の数についてプロットしたグラフを示す。

図１は、本発明による眼科手術システム１のある実施形態の概略図を示す。システム１は、眼科手術制御モジュール装置９６と眼科手術器具９５を含む。

眼科手術器具９５は、灌流液３を満たすことのできる灌流液容器２からカセット４へと延びる灌流液ライン８を有する。カセット４は、灌流液３を治療対象の眼６のための手術機器５へと案内する役割を果たす。手術機器５は、例えば超音波水晶体乳化吸引術による眼６の水晶体７の破砕に適しており、結果として得られた水晶体小片及び灌流液３を吸引することができる。それに加えて、眼科手術器具９５は、第一の体積を有する第一のポンプ室１１を含む第一の流体ポンプ１０と、第一の弾性仕切り要素１２によってそこから分離された、第二の体積を有する第一の駆動室１３を含む。第一の弾性仕切り要素１２は第一の流体ポンプ１０内でその縁部１４において永久的に取り付けられる。

灌流液３は、ポンプ室１１へと灌流液ライン８によって送達できる。灌流液３は、第一の吸込み弁１５へと流れ、吸込み弁１５が開位置にあると第一のポンプ室１１に到達し、第一の出口弁１６が開くと再び第一のポンプ室１１から出る。第一の駆動流体１７は、比例弁１８によって、第一のポンプ室１１に隣接して配置された第一の駆動室１３に供給できる。第一の駆動室１３内の第一の駆動流体１７と第一のポンプ室１１内の灌流液３との間の圧力差に応じて、第一の弾性仕切り要素１２が弾性変形する。第一の駆動室１３内の圧力が第一のポンプ室１１内の圧力より高い場合、第一のポンプ室１１の第一の体積は小さくなり、それと同時に第一の駆動室１３の第二の体積は大きくなる。吸込み弁１５が閉じて出口弁１６が開くと、したがって、灌流液３を第一のポンプ室１１の外へと誘導できる。第一の弾性仕切り要素１２の位置は、第一の測定装置１９、例えば第一のセンサによって検出でき、これは灌流液ライン８上に、例えば第一のポンプ室１１の縁部に配置される。ここで、灌流液ライン８とは、灌流液が流れるライン、すなわち流路と理解されたい。好ましくは、第一の測定装置１９は誘導型又は容量型変位センサである。

手術機器５による水晶体７の破砕中、小片は送達された灌流液と共に吸引される。これは、第二の流体ポンプ２０によって行われる。第二の吸込み弁２５が開くと、水晶体小片と水晶体７の破砕中に汚染された灌流液は、これを以下、まとめて吸引流体と呼ぶが、吸引流体ライン９に沿って第二の流体ポンプ２０へと送られる。

第二の流体ポンプ２０は、第二のポンプ室２１とそこに隣接して配置された第二の駆動室２３を有し、これらの室は第二の弾性仕切り要素２２によって相互に分離される。第二の弾性仕切り要素２２は第二の流体ポンプ２０にその縁部２４において永久的に結合される。第二の駆動流体２７は比例弁２８によって第二の駆動室２３へと搬送できる。吸込み弁２５が開き、吸引流体が第二のポンプ室２１に流入すると、前記流体は、第二の駆動室２３内の適切に高い圧力と、それによって第二の吸込み弁２５が閉じ、第二の出口弁２６が開いたときに弾性変形する第二の仕切り要素２２によって第二のポンプ室２０の外へと搬送できる。第二の弾性仕切り要素２２の位置は、第二の測定装置２９、例えば第二のセンサによって検出でき、これは吸引流体ライン上、例えば第二のポンプ室２１の縁部に配置される。送出された吸引流体は、吸引流体ライン９に沿って吸引流体回収容器３０へと流れる。ここで吸引流体ライン９とは、吸引流体が流れるライン、すなわち流路と理解されたい。好ましくは、第二の測定装置２９は誘導型又は容量型変位センサである。

第一の測定信号は、第一の測定装置１９から眼科手術制御モジュール装置９６へと送達できる。第一の測定信号は第一の畳み込み関数装置５１の入口５１１に到達する。第一の畳み込み関数装置５１は、第一の測定装置１９の測定値から畳み込み信号を生成するのに適している。本発明によれば、第一の畳み込み関数装置５１は、第一の畳み込み関数５１３によって畳み込まれた第一の測定信号の時間微分の量を生成し、これは第一の畳み込み関数装置５１の出力５１２で出力される。第一の畳み込み関数５１３は第一の持続時間ｔ１を有する。

眼科手術制御モジュール装置９６はさらに第一の閾値装置６１を有し、それによって第一の測定信号の時間微分の量のための第一の閾値Ｓ１を決定できる。第一の畳み込み関数装置５１により出力される第一の測定信号の時間微分の量はその後、第一の閾値Ｓ１のように第一の比較装置７１に送達され、所定の第一の時点の後にそこで比較される。すると、出力された第一の測定信号の時間微分の量が閾値Ｓ１を超えるか又は超えないかが特定され得る。この結果は、第一の比較結果と考えられる。

第一の測定装置からの第一の測定信号はそれに加えて、第二の畳み込み関数装置５２の入力５２１に到達する。第一の畳み込み関数装置５１と同様に、第二の畳み込み関数装置５２は、第一の測定装置１９の測定値から畳み込み信号を生成するのに適している。本発明によれば、第二の畳み込み関数装置５２は、第二の畳み込み関数５２３によって畳み込まれた第一の測定信号の時間微分の量を生成し、それが第二の畳み込み関数装置５２の出力５２２で出力される。第二の畳み込み関数５２３は、第一の持続時間ｔ１より短い第二の持続時間ｔ２を有する。

眼科手術制御モジュール装置９６は第二の閾値装置６２を有し、それによって第一の測定信号の時間微分のための第二の閾値Ｓ２を決定できる。第二の畳み込み関数装置５２により出力される第一の測定信号の時間微分の量はその後、第二の比較装置７２に送達される。この第二の比較装置７２はそれに加えて、第二の閾値Ｓ２を受信する。第二の比較装置の中で、第一の測定信号の時間微分の量と第二の閾値Ｓ２が所定の第二の時点の後に相互に比較される。１つの実施形態によれば、第二の時点は第一の時点と同じである。すると、出力された第一の測定信号の時間微分の量が第二の閾値Ｓ２を超えるか又は超えないかが特定され得る。この結果は、第二の比較結果と考えられる。

眼科手術制御モジュール装置９６はそれに加えて、第一の評価装置８１を有し、これは第一の比較結果と第二の比較結果を受信して評価し、第一の評価信号を出力するように構成される。例えば両方の閾値Ｓ１及びＳ２を出力された第一の測定信号の時間微分の量が上回った場合、このことから、第一の測定装置１９の変位信号のそれぞれの測定値が経過時間の増大と共に対応する速度で増加したことを推測できる。閾値Ｓ１及びＳ２の超過は、最低速度に到達したことを表す。その時まで閉塞がなければ、これは灌流液ライン８内に灌流液３の正常な予想通りの体積流量が存在することを意味する。

しかしながら、閾値Ｓ１及びＳ２が超過した後に両方の閾値Ｓ１及びＳ２を出力された第一の測定信号の時間微分の量が下回った場合、このことから、第一の測定装置１９の変位信号のそれぞれの測定値が経過時間の増大と共に対応する速度で減少したことを推測できる。閾値Ｓ１及びＳ２を下回ることは、最低速度が保たれなくなったことを表す。評価装置により、それゆえ、灌流液ライン内の体積流量が変化したこと、詳しくはそれがより高い値からより低い値に減少したことを識別することが可能となる。量は閾値Ｓ１及びＳ２を下回る。このことは、灌流液ライン内の流量が非常に低く、この状態を閉塞として指定できることを意味する。

閉塞があるか否かの評価はその後、第一の評価信号として作動装置９０に送達される。作動装置９０はすると、眼科手術器具９５のパラメータを制御するための制御信号９１を提供できる。例えば、ハンドピース５へのエネルギ供給を中断できる。それに加えて、又はその代わりに、第一の流体ポンプ１０及び／又は第二の流体ポンプ２０をオフに切り替えるか、又はそれらの動作を変化させて、関連する灌流液ライン８又は吸引流体ライン９の中で異なる体積流量及び／又は圧力を実現できるようにすることができる。

第二の閾値Ｓ２だけを下回り、第一の閾値Ｓ１は下回らない場合、第一の評価装置８１により、時間測定装置の時間微分のプロファイルが不安定であっても、これは完全な閉塞を識別するのにまだ十分ではないと特定することが可能である。このような結果は、部分的閉塞があることを意味すると解釈できる。すると、関連する評価信号が作動装置９０に送達され、これは眼科手術器具９５のパラメータを制御するための適当な制御信号９１を提供する。

図１に示される眼科手術制御モジュール装置９６の実施形態はそれに加えて、第三の畳み込み関数装置５３を有し、これは、その入力５３１において、吸引流体ライン９で検出された第二の測定装置２９の第二の測定信号を受信し、その出力５３２において、第三の畳み込み関数５３３により畳み込まれた第二の測定信号の時間微分の量を出力するように構成され、第三の畳み込み関数５３３は第三の持続時間ｔ３を有する。第三の持続時間ｔ３は好ましくは、第一の持続時間ｔ１と等しい。

第三の閾値装置６３により、第二の測定信号の時間微分のための第三の閾値Ｓ３を決定できる。第三の比較装置７３は、第三の畳み込み関数装置５３により出力される第二の測定信号の時間微分の量を受信するように構成される。第三の比較装置７３はそれに加えて、第三の閾値Ｓ３を受信するように構成される。第三の畳み込み関数装置５３により出力される第二の測定信号の時間微分の量と第三の閾値Ｓ３が第三の比較装置７３に送達されると、これは所定の第三の時点の後に、第二の測定信号の時間微分の量と第三の閾値Ｓ３を相互に比較できる。すると、出力された第二の測定信号の時間微分の量が閾値Ｓ３を超過するか又は超過しないかが特定され得る。この結果は第三の比較結果と考えられる。第三の時点は好ましくは第一の時点と等しい。

第二の測定装置からの第二の測定信号はそれに加えて、第四の畳み込み関数装置５４の入力５４１に到達する。第三の畳み込み関数装置５３と同様に、第四の畳み込み関数装置５４は、第二の測定装置２９の測定値から畳み込み信号を生成するのに適している。本発明によれば、第四の畳み込み関数装置５４は、第四の畳み込み関数５４３により畳み込まれた第二の測定信号の時間微分の量を生成し、これは第四の畳み込み関数装置５４の出力５４２において出力される。第四の畳み込み関数５４３は、第三の持続時間ｔ３より短い第四の持続時間ｔ４を有する。第四の持続時間ｔ４は好ましくは、第二の持続時間ｔ２と等しい。

第四の閾値Ｓ４は、第四の閾値装置６４で決定できる。この第四の閾値Ｓ４と、第四の畳み込み関数装置５４により出力される第二の測定信号の時間微分の量は第四の比較装置７４に送達でき、それによって、所定の第四の時点の後に、出力された第二の測定信号の時間微分の量と第四の閾値Ｓ４は相互に比較される。第四の比較装置７４により、出力された第二の測定信号の時間微分の量が閾値Ｓ４を超えるか又は超えないかを決定することができる。この結果は第四の比較結果と考えられる。第四の時点は好ましくは第二の時点と等しい。

第二の評価装置８２は、第三の比較結果と第四の比較結果を受信し、評価するように構成される。以下の状況が生じ得る：眼科手術器具９５のスイッチがオンにされた後、したがって灌流液と吸引流体の流れの後、依然として閉塞はなかった。第三の比較結果は、閾値Ｓ３が超過されたことを表し、第四の比較結果は閾値Ｓ４が超過されたことを表す。第二の測定信号の微分はこのように、閾値Ｓ３及びＳ４の両方を上回っており、それによって測定信号は、所定の第三及び第四の時点の後の試験対象持続時間中に、それに対応して増大した。したがって、吸引流体ライン９では、十分に高いと査定することのできる体積流量が存在した。そのため、吸引流体ライン９には閉塞がない。

しかしながら、その後、第三の比較結果が第三の閾値Ｓ３が超過されないことを表し、第四の比較結果が第四の閾値Ｓ４も同様に超過されないことを表す場合、第二の測定信号の微分の量は各々のケースで閾値を下回る。これは、弾性仕切り要素２２の移動が依然としてきわめてわずかであり、吸引流体ライン９の中には見かけ上、ほとんど体積流量がないことを意味する。このような状況は、閉塞があることを意味すると評価できる。第二の評価装置８２はすると、対応する評価信号を作動装置９０に出力することができる。作動装置９０により、すると、眼科手術器具９５のパラメータを制御するための制御信号９１を提供できる。

閾値Ｓ４のみが超過されず、閾値Ｓ３は超過される場合、比較的変動の大きい、又は比較的ノイズレベルの高い非定常信号プロファイルがあるように見える。評価装置８２はすると、依然として完全な閉塞はない、又は部分的閉塞があると結論を出すことができる。

作動装置９０が第一の評価信号と第二の評価信号を受信すれば特に好都合であり、それは、このようにして冗長性を実現できるからである。作動装置９０は、第一の評価装置８１と第二の評価装置８２が同じ評価結果に達した場合にのみ、制御信号９１が眼科手術器具９５に供給されるように設計できる。

図２は、幾つかの概略的ダイアグラムを示す。第一のダイアグラム１００は、時間ｔに関する第一の流体ポンプ１０の弾性仕切り要素１２の変位ｘのプロファイルを示す。このプロファイルは、第一の測定装置１９により特定できる。弾性仕切り要素１２は当初、第一の位置にある（１０１参照）と仮定される。駆動流体１７が駆動室１３の中へと搬送されると、弾性仕切り要素１２は灌流液３がポンプ室１１から運び出されるように移動する。弾性仕切り要素１２はそれゆえ、第一の測定装置１９に近付く（１０２参照）。吸引流体ライン９内で閉塞が発生すると（１０３参照）、流体をそれ以上眼に供給できなくなり、それによって弾性仕切り要素１２の位置は変化しなくなる（１０４参照）。閉塞が打開されると（１０５参照）、灌流液は灌流液ライン８内を再び流れることができ、それによって弾性仕切り要素１２は再び第一の測定装置１９に近付く（１０６参照）。ダイアグラム１００では、信号プロファイルが完全に平滑なわけではなく、かなりのノイズを有することがわかる。

第一の測定装置１９の信号が第一の畳み込み関数装置５１に送達され、そこで第一の持続時間ｔ１の第一の畳み込み関数ｆ１で畳み込まれ（５１３参照）、第一の測定信号の時間微分が行われると、ダイアグラム２００に示されるように、信号（ｘ（ｔ）^＊ｆ１）を出口５１２で出力できる。微分は当初、ゼロ値に到達し（２０１参照）、その後、第一の畳み込み関数５１３に割り当てられた、例えば０．５秒の時定数で増大する。この曲線プロファイルは２０２で示される。好ましくは第一の測定信号はそれと同時に第二の畳み込み関数装置５２にも送達され、これはその信号を、第一の持続時間ｔ１より短い、例えば５０ミリ秒の持続時間ｔ２の第二の畳み込み関数ｆ２によって畳み込み（５２３参照）、それによって信号（ｘ（ｔ）^＊ｆ２）を出口５２２で出力できる。第一の流体ポンプ１０のポンプ機能が開始された後、第一の測定信号の時間微分は、第一の畳み込み関数装置５１の後に実現される時間微分より大きい勾配を有するプロファイルを実現する（２０４参照）。

曲線２０２は、位置２０３で第一の閾値Ｓ１と交差する。曲線２０４は位置２０５で第二の閾値Ｓ２と交差し、第二の閾値Ｓ２は第一の閾値Ｓ１より高い。ダイアグラム３００は、曲線２０２と第一の閾値Ｓ１及び曲線２０４と第二の閾値Ｓ２との交点がどの時点で発生するかを示している。曲線２０２は、所定の第一の時点の後で第一の閾値Ｓ１と交差する。図２に示される状況では、曲線２０２は第一の閾値Ｓ１と時点Ｔ１で交差する。曲線２０４は第二の閾値Ｓ２と所定の第二の時点の後で交差する。図２に示される状況において、曲線２０４は第二の閾値Ｓ２と時点Ｔ２で交差する。このように閾値Ｓ１及びＳ２の両方を上回ると、灌流液が灌流液ライン８を流れていると比較的安全に結論することができる。この結論は、第三のダイアグラム３００の曲線プロファイルに基づいて導き出すことができる。閾値を超過すると、曲線３０１は急激に立ち上がる。閾値Ｓ２を超過すると第一の立ち上がりがあり（３０５参照）、第一の閾値Ｓ１を超過すると第二の立ち上がりがある（３０３参照）。

曲線２０４の閾値Ｓ２だけが超過され、曲線２０２の閾値Ｓ１は超過されない場合、これは曲線２０２の上昇が第一の時点の後にすでに終了したことを示す。これは、弾性仕切り要素１２が第一の測定装置の方向に移動しなくなり、灌流液ラインの体積流が中断されたことを示す。

しかしながら、灌流液ライン８内に比較的一定の体積流量がある場合、第一の測定信号の畳み込まれた微分量は定常的な高い値に到達する（２０６参照）。ここで第一の畳み込み関数装置５１に第一の測定信号が供給され、これが第一の畳み込み関数装置５１による畳み込みの後に第二の閾値Ｓ２を下回り（２０７参照）、第一の閾値Ｓ１も下回る（２０８参照）場合、曲線３０１は再び急激に立ち下がる（３０７及び３０８参照）。このことから、灌流液ライン８内の灌流液３の体積流量が減少したことを識別できる。

その後、曲線２０２及び２０４が再び上昇し（２０９及び２１０参照）、第一の閾値Ｓ１と第二の閾値Ｓ２を超過すると、第三のダイアグラム３００の急上昇（３０９及び３１０）は閉塞が再び解消されたことを示す。

第二の測定装置２９の第二の測定信号についても同様の評価が行われると、さらに高い確実性が実現される。第四のダイアグラム４００は、第二の弾性仕切り要素２２の移動に関する変位－時間ダイアグラムｘ（ｔ）を示す。開始位置４０１から、第二の弾性仕切り要素２２が第二の測定装置２９からさらに離れるように移動する（４０２参照）。第二の測定信号が第三の畳み込み関数装置５３に送達され、これはその測定信号を第三の畳み込み関数ｆ３により畳み込む（５３３参照）。第二の測定信号の微分について得られた量（ｘ（ｔ）^＊ｆ３）は、出力５３２において出力でき、曲線５０２につながる（第五のダイアグラム５００参照）。第四の畳み込み関数装置５４により第四の畳み込み関数ｆ４（５４３参照）により（ｘ（ｔ）^＊ｆ４）に畳み込まれた測定信号は、出力５４２において、曲線５０４による微分を導く。曲線５０２は所定の第三の時点の後に５０３で第三の閾値Ｓ３と交差する。この交点は時点Ｔ３にある。曲線５０４は第四の時点の後に５０５で第四の閾値Ｓ４と交差する。この交点は時点Ｔ４にある。これらの発生は第六のダイアグラムから識別できる（６０３及び６０５参照）。曲線５０４及び５０３が再び低下し、第三の閾値Ｓ３及び第四の閾値Ｓ４を下回ると、吸引流体ライン９内の体積流量が見かけ上、非常に低く、閉塞を推測できる。これは、第六のダイアグラム６００の曲線６０１のプロファイルから位置６０７及び６０８において識別できる。

閉塞が存在するというこの情報は、第一の測定信号の評価ですでに可能であろう。第二の測定信号も評価することにより、冗長性が得られる。例えば、閉塞は、この結果が第一の測定信号と第二の測定信号によってこの結果に到達した場合のみ特定されると規定できる（ブール代数によるＡＮＤ演算）。それによって、信号プロファイル評価の信頼性が高まる。

好ましくは、制御モジュール装置は第一の測定信号の評価のために３つ以上の畳み込み関数装置を有する。特に好ましくは、測定信号に適用される畳み込み関数の数が増えれば、畳み込み関数のそれぞれに割り当てられる畳み込み関数の持続時間は短くなる。例えば、１５の畳み込み関数装置が提供され、そこに第一の測定信号が送達された場合、第一の畳み込み関数装置はその後の畳み込み関数と比較して最も長い持続時間である第一の持続時間の畳み込み関数を有する。第二の畳み込み関数装置は、第一の持続時間より短い持続時間である第二の持続時間の畳み込み関数を有する、等。その結果、曲線３０１のプロファイルには１５の増分ができる（図３参照）。ダイアグラム１０００は、時間に関する第一の流体ポンプ１０の弾性仕切り要素１２の変位のプロファイルを示す。ダイアグラム２０００は、それぞれの畳み込み関数装置の出力において出力される量の、時間に関するプロファイルを示す（２００１～２０１５参照）。各々のケースで閾値Ｓ１が超過されると、これは評価装置８１により識別され、それによって曲線３０１はより細かい階段状となる（ダイアグラム３０００参照）。

ここで示される実施形態では、１５の畳み込み関数装置により出力されるそれぞれの量は同じ閾値Ｓ１と比較されている。別の実施形態によれば、１５の畳み込み関数装置により出力される量を相互に異なる閾値Ｓ１～Ｓ１５と比較することもできる。

畳み込み関数の各々は、その間に測定信号の測定値が処理される持続時間を有する。測定信号が送達される畳み込み関数の数が増えると、これらの畳み込み関数に割り当てられる持続時間は短くなる。畳み込み関数のそれぞれの持続時間を畳み込み関数の数についてプロットすると、このような持続時間曲線は線形、指数関数的、又は対数的プロファイルを取ることができる。図４は例として、５つの畳み込み関数が提供された場合のこのような曲線の線形プロファイル（ＴＦにより示される）を示す。

１ 眼科手術システム
８ 灌流液ライン
９ 吸引流体ライン
１０ 第一の流体ポンプ
２０ 第二の流体ポンプ
５１ 第一の畳み込み関数装置
５２ 第二の畳み込み関数装置
５３ 第三の畳み込み関数装置
５４ 第四の畳み込み関数装置
６１ 第一の閾値装置
６２ 第二の閾値装置
６３ 第三の閾値装置
６４ 第四の閾値装置
７１ 第一の比較装置
７２ 第二の比較装置
７３ 第三の比較装置
７４ 第四の比較装置
８１ 第一の評価装置
８２ 第二の評価装置
９０ 作動装置
９１ 制御信号
９５ 眼科手術器具
９６ 眼科手術制御モジュール装置
５１１ 第一の畳み込み関数装置の入力
５１２ 第一の畳み込み関数装置の出力
５１３ 第一の畳み込み関数
５２１ 第二の畳み込み関数装置の入力
５２２ 第二の畳み込み関数装置の出力
５２３ 第二の畳み込み関数
５３１ 第三の畳み込み関数装置の入力
５３２ 第三の畳み込み関数装置の出力
５３３ 第三の畳み込み関数
５４１ 第四の畳み込み関数装置の入力
５４２ 第四の畳み込み関数装置の出力
５４３ 第四の畳み込み関数
Ｓ１ 第一の閾値
Ｓ２ 第二の閾値
Ｓ３ 第三の閾値
Ｓ４ 第四の閾値
ｔ１ 第一の持続時間
ｔ２ 第二の持続時間
ｔ３ 第三の持続時間
ｔ４ 第四の持続時間

Claims (11)

1. 眼科手術制御モジュール装置（９６）であって：
   －その入力（５１１）において、灌流液ライン（８）で検出された第一の測定装置（１９）の第一の測定信号を受信し、その出力（５１２）において、第一の畳み込み関数（５１３）により畳み込まれた、前記第一の測定信号の時間微分の量を出力するように構成された第一の畳み込み関数装置（５１）であって、前記第一の畳み込み関数（５１３）が第一の持続時間（ｔ１）を有する、第一の畳み込み関数装置（５１）と、
   －それにより前記第一の測定信号の時間微分のための第一の閾値（Ｓ１）を決定することのできる第一の閾値装置（６１）と、
   －前記第一の畳み込み関数装置（５１）により出力された前記第一の測定信号の時間微分の前記量を受信し、前記第一の閾値（Ｓ１）を受信し、所定の第一の時点の後に、出力された前記第一の測定信号の時間微分の量と前記第一の閾値（Ｓ１）を相互に比較し、第一の比較結果を出力するように構成された第一の比較装置（７１）と、
   －その入力（５２１）において、前記灌流液ライン（８）で検出された前記第一の測定信号を受信し、その出力（５２２）において、第二の畳み込み関数（５２３）により畳み込まれた、前記第一の測定信号の時間微分の量を出力するように構成された第二の畳み込み関数装置（５２）であって、前記第二の畳み込み関数（５２３）は、前記第一の持続時間（ｔ１）より短い第二の持続時間（ｔ２）を有する、第二の畳み込み関数装置（５２）と、
   －それにより前記第一の測定信号の時間微分のための第二の閾値（Ｓ２）を決定することのできる第二の閾値装置（６２）と、
   －前記第二の畳み込み関数装置（５２）により出力された前記第一の測定信号の時間微分の前記量を受信し、前記第二の閾値（Ｓ２）を受信し、所定の第二の時点の後に、出力された前記第一の測定信号の時間微分の前記量と前記第二の閾値（Ｓ２）を相互に比較し、第二の比較結果を出力するように構成された第二の比較装置（７２）と、
   －前記第一の比較結果と前記第二の比較結果を受信して評価し、第一の評価信号を出力するように構成された第一の評価装置（８１）と、
   －前記第一の評価信号を受信し、前記第一の評価信号にしたがって眼科手術器具（９５）のパラメータを制御するための制御信号（９１）を提供するように構成された作動装置（９０）と、
   を含む眼科手術制御モジュール装置（９６）。
2. 前記第一の畳み込み関数（５１３）と前記第二の畳み込み関数（５２３）は、それらのそれぞれの座標原点に関して点対称である、請求項１に記載の制御モジュール装置（９６）。
3. 前記第二の閾値（Ｓ２）の量は前記第一の閾値（Ｓ１）の量とは異なる、請求項１又は２に記載の制御モジュール装置（９６）。
4. －その入力（５３１）において、吸引流体ライン（９）で検出された第二の測定装置（２９）の第二の測定信号を受信し、その出力（５３２）において、第三の畳み込み関数（５３３）により畳み込まれた、前記第二の測定信号の時間微分の量を出力するように構成された第三の畳み込み関数装置（５３）であって、前記第三の畳み込み関数（５３３）が第三の持続時間（ｔ３）を有する、第三の畳み込み関数装置（５３）と、
   －それにより前記第二の測定信号の時間微分のための第三の閾値（Ｓ３）を決定することのできる第三の閾値装置（６３）と、
   －前記第三の畳み込み関数装置（５３）により出力された前記第二の測定信号の時間微分の前記量を受信し、前記第三の閾値（Ｓ３）を受信し、所定の第三の時点の後に、出力された前記第二の測定信号の時間微分の前記量と前記第三の閾値（Ｓ３）を相互に比較し、それを第三の比較結果として出力するように構成された第三の比較装置（７３）と、
   －その入力（５４１）において、前記吸引流体ライン（９）で検出された前記第二の測定信号を受信し、その出力（５４２）において、第四の畳み込み関数（５４３）により畳み込まれた、前記第二の測定信号の時間微分の量を出力するように構成された第四の畳み込み関数装置（５４）であって、前記第四の畳み込み関数（５４３）は、前記第三の持続時間（ｔ３）より短い第四の持続時間（ｔ４）を有する、第四の畳み込み関数装置（５４）と、
   －それにより前記第二の測定信号の時間微分のための第四の閾値（Ｓ４）を決定することのできる第四の閾値装置（６４）と、
   －前記第四の畳み込み関数装置（５４）により出力された前記第二の測定信号の時間微分の前記量を受信し、前記第四の閾値（Ｓ４）を受信し、所定の第四の時点の後に、出力された前記第二の測定信号の時間微分の前記量と前記第四の閾値（Ｓ４）を相互に比較し、それを第四の比較結果として出力するように構成された第四の比較装置（７４）と、
   －前記第三の比較結果と前記第四の比較結果を受信して評価し、第二の評価信号を出力するように構成された第二の評価装置（８２）と、
   を有し、
   前記作動装置（９０）は、前記第二の評価信号を受信し、前記第一の評価信号と前記第二の評価信号にしたがって眼科手術器具（９５）のパラメータを制御するための制御信号（９１）を提供するように構成される、
   請求項１～３のいずれか１項に記載の制御モジュール装置（９６）。
5. 前記第一の測定信号は、流体レベルを特定するため、若しくは膜の位置を特定するための変位センサの変位信号であるか、又は前記第一の測定信号は、流体チャンバの体積を特定するためのセンサの体積信号である、請求項１～３のいずれか１項に記載の制御モジュール装置（９６）。
6. 前記第一の測定信号若しくは前記第二の測定信号は、流体レベルを特定するため、若しくは膜の位置を特定するための変位センサの変位信号であるか、又は前記第一の測定信号若しくは前記第二の測定信号は、流体チャンバの体積を特定するためのセンサの体積信号である、請求項４に記載の制御モジュール装置（９６）。
7. 前記第三の畳み込み関数（５３３）と前記第四の畳み込み関数（５４３）は、それらのそれぞれの座標原点に関して点対称である、請求項４又は６に記載の制御モジュール装置（９６）。
8. 前記第四の閾値（Ｓ４）の量は前記第三の閾値（Ｓ３）の量とは異なる、請求項４、６、７のいずれか１項に記載の制御モジュール装置（９６）。
9. 前記第一の畳み込み関数（５１３）は前記第三の畳み込み関数（５３３）と等しく、前記第二の畳み込み関数（５２３）は前記第四の畳み込み関数（５４３）と等しい、請求項４、６～８のいずれか１項に記載の制御モジュール装置（９６）。
10. 前記第一の閾値（Ｓ１）は前記第三の閾値（Ｓ３）と等しく、前記第二の閾値（Ｓ２）は前記第四の閾値（Ｓ４）と等しい、請求項４、６～９のいずれか１項に記載の制御モジュール装置（９６）。
11. 請求項１～１０のいずれか１項に記載の眼科手術制御モジュール装置（９６）と、灌流液ライン（８）、灌流のための第一の流体ポンプ（１０）、吸引流体ライン（９）、及び吸引のための第二の流体ポンプ（２０）を備える眼科手術器具（９５）と、を有する眼科手術システム（１）。

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