JPH02224663A - パワーが与えられた外科用具を駆動する為のマルチメディア装置 - Google Patents

パワーが与えられた外科用具を駆動する為のマルチメディア装置

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JPH02224663A
JPH02224663A JP2013749A JP1374990A JPH02224663A JP H02224663 A JPH02224663 A JP H02224663A JP 2013749 A JP2013749 A JP 2013749A JP 1374990 A JP1374990 A JP 1374990A JP H02224663 A JPH02224663 A JP H02224663A
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vacuum
signal
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vacuum level
level
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English (en)
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Wayne W Rogers
ウェイン ウイルバー ロジャース
Daniel D Rogers
ダニエル デイビッド ロジャース
Carl C T Wang
カール シイ.テー ウォング
Andrew C C Wang
アンドリュー シイ.シイ.ウォング
Fu-Ming Lian
フー―ミング リャン
Alan Parker Donald
ドナルド アラン パーカー
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Alcon Instrumentation Inc
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    • A61M2205/12General characteristics of the apparatus with interchangeable cassettes forming partially or totally the fluid circuit

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は人間又は動物の目に付いて眼科手術を行う場合
の眼科外科医をサポートする為の外科用具方式の分野に
関するものである。
白内障を除去及びビトレクトミイ(vitractoa
y)手術やその他の処置を行う眼科外科医は、外科の或
る基本的な要求を充足する外科用具を必要とする。これ
らの要求の最も通常のものは組織を切断し且つ除去する
為のものである。その他の要求は、超音波エネルギを目
の或る部分へ導入して或る不所望の組織構造を破壊する
こと、手術した目の部分の洗浄、手術する目の区域内へ
の光の伝達、及び外科用はさみの制御等がある。これら
全ての機能を手術室において外科医の制御下で行わせる
用具があれば外科医にとって便利である。
これらの機能の種々のもの′をサポートする種々の外科
用具が存在している。然し乍ら、これら全ての機能を行
うことの可能な外科用具は殆ど無い。
更に、これらの機能は多くの異なった方法で行うことが
可能であり、その幾つかは他のものよりも良好である6
例えば、切断除去した組織を7スピレート即ち吸引する
為に外科医が自由に真空を使用出来且つ最大真空レベル
及び種々の吸引条件下においてシステム内の実際の真空
レベルに関して完全な制御を持つことは有用である。更
に、外科医が自らの手を使用したり又は別の人にどれだ
けの真空を必要とするかを告げること無しに、より多く
の又はより少ない真空を要求することが可能であること
は外科医にとって有用である。外科医がその用具で吸引
することを意図しなかった何かを不本意に吸引した場合
、そのものを吸引ラインから強制的に排出させる為にシ
ステムを逆流させることが可能であることが有用である
多くの従来のシステムは、螺動性ポンプ乃至はダイアフ
ラムポンプを使用して所望の真空を発生させている。こ
れらのポンプはうるさく且つ所望の真空レベルを発生す
るのに遅い。更に、所望の真空レベルにおける変化に対
しての応答時間が早いことが望ましく、又システムが実
際の真空と所望の最大真空の両方を表示することが望ま
しい。
更に、システムが自動的に全ての吸引条件下において実
際の真空レベルをモニタし且つ自動的にそれを調節して
要求された真空レベルへ整合させ、従って外科医は、変
動する吸引条件によって発生されるシステム内の真空が
降下する場合により多くの真空を要求することは必要で
はない、従来のシステムではこれら全ての特徴を提供す
るものは殆ど無い。
更に、外科医が幾つかのモードで組織を切断することの
可能なパワー化された外科用はさみを与える用具を持っ
ていることが望ましい。マルチカットモード即ち多切断
モードでは、はさみの刃は外科医によって制御される周
波数で自動的に開閉する。更に、別の有用なモードでは
、はさみの刃は外科医がフットペダル即ち足踏み式ペダ
ルに与える圧力量に比例して閉止する。この様なはさみ
機構は計量で、小型で且つ簡単であり、且つ患者に電気
的ショックを与える危険性が無く、又消耗又は欠陥性の
用具の場合に目の中に電気的漏れ電流が流れ込むもので
あってはならない。従来のシステムではこれら全ての特
徴を提供するものは殆どない。
更に、超音波分断装置をサポートすることが可能な外科
用具があると有用であり、この場合に、外科医が手術中
にこの様な用具をターンオン及びオフすることにより組
織構造を超音波によって破壊することが可能である。
更に、目の後部、即ち目の後ろ側、の作業の間に、外科
医が効果的に観測することが可能である様に目の中に光
を伝達させることが必要となることが屡々ある。従来の
用具は時々光プローブを持ったものがあり、それは用具
内の光源からの光を目の中に送り込む。然し乍ら、光源
は光プローブの端部に極めて近接していることが屡々で
あり、その結果、光プローブは十分に高温となり、それ
が冷却する前に除去せんとする外科医又は看護婦の指を
火傷させることがある。
従来のシステムは上述した有用な特徴と全てを提供する
ものは殆どなく、殆どのものが上述した問題の全てを解
決するものではない。
本発明は、以上の点に鑑みなされたものであって、上述
した如き従来技術の欠点を全て解消した眼科外科手術を
行う上で目の外科手術をサポートするシステム乃至は方
式を提供することを目的とする。本発明方式は、眼科外
科手術に必要な種々の機能を与えており且つ外科医が各
機能の臨界的なパラメータを制御することを可能として
いる。
上記種々の機能を実施し且つ制御する為に、通常はマイ
クロプロセサである中央処理装置が、複数個のスイッチ
及びセンサを読み取って外科用はさみを駆動する空気圧
カシステムを制御し、且つビトレクトミイ又は白内障除
去手術の間に手術する区域において蓄積する切断又は分
断した組織及び流体を吸引する為に使用される真空発生
システムを制御する。中央処理装置は又システム内の種
々のセンサ及び制御部をモニタして、吸引された物質を
受は取るカセットが満杯になる時、該カセットからの流
体が真空を発生する為に使用されるベンチュリを介して
システムに丁度入る時(このことは該カセットが満杯と
なり且つこの事実が検知されない場合に発生する)、外
科医が逆流を所望する時、及びどれだけの真空を外科医
が所望しているかを決定する。
真空システムを制御する場合、外科医によって設定され
る所望の真空及び最大真空レベルは、足によって操作さ
れる位置センサ及び正面パネル上の最大真空制御部から
マイクロプロセサによって読み取られる。これらの制御
部からの信号はデジタル信号へ変換され、それはアナロ
グ値へ変換させる為にデジタル・アナログ変換器へ送ら
れる。
次いで、このアナログ値は、変動する吸引条件下の任意
の特定の時間において存在する実際の真空を検知する真
空システムへ接続された真空センサによって発生される
実際真空信号と比較される。
この比較から誤差信号が発生され且つ誤差信号をベンチ
ュリへの加圧空気の流量へ変換させるリニア弁を制御す
る為に使用される。ベンチュリはその空気流れを大気圧
以下の圧力へ変換し、それは二重出口ボトルカセットを
介して外科医の手動工具へ伝達される。吸引される物質
の量が変化すると、実際の真空レベルは変化する。これ
らの変化は、真空センサによって検知され且つ所望の真
空レベルを表す信号と比較される。次いで、誤差信号が
調節されて、変化に対処し、新たな誤差信号を使用して
リニア弁を制御し、従って実際の真空レベルは全ての吸
引条件下において安定に且つ所望の真空レベル又はその
近傍に調節される。
吸引した物質はカセットの小さいボトル内に回収され、
且つマイクロプロセサがその小さいボトルが満杯である
ことを検知すると、それは或るソレノイドどうされる弁
を開放させ且つその他を閉塞させ、物質を小さなボトル
からカセット内の大きなボトルへ転送させる。そのカセ
ットが満杯となり且つその条件が検知されないか、又は
何等かの理由により、流体がカセットから真空発生装置
へ通じる真空ラインを介してその装置に入り始めると、
この事実が検知され且つマイクロプロセサは小さなボト
ルから大きなボトルへ移して小さなボトルを空とさせる
マイクロプロセサは又その用具が現在操作しているモー
ド及び外科医によって設定された最大及び実際の真空レ
ベルを表示する。
空気圧力によってパワーを与えられた外科用はさみもマ
イクロプロセサによって制御される。マイクロプロセサ
は正面パネル上のモード選択スイッチを読み取って、外
科医が多切断モードか又は比例切断モードかの何れを所
望しているかを決定する。多切断モードが表示されると
、マイクロプロセサが最大空気圧力を20psiの値に
設定し且つ所望の切断周波数の表示に対してフットスイ
ッチを読み取る。フットスイッチからのアナログ信号は
デジタル値へ変換され、それはステップ高さを計算する
上でマイクロプロセサによって解釈される0次いで、マ
イクロプロセサは所望の圧力波形を表す一連のデジタル
値を送って、該はさみを駆動する。各デジタル値は、フ
ットスイッチ位置を読み取った後に計算されたステップ
高さによってその隣のものから分離されている。はさみ
多切断空気圧駆動用波形の周波数は、そのステップ高さ
を変化させることによって制御される。各デジタル値は
デジタル・アナログ変換器へ送られ、それは数値をアナ
ログ値へ変換する。これらのアナログ値はソレノイド操
作されるリニア弁のコイルを介して電流へ変換され、そ
れは駆動波形に従って加圧した空気流の流れを変調させ
る。該アナログ値は、はさみハンドピースを駆動する為
に使用される三角空気圧波形を発生する様な態様でリニ
ア弁を制御する為に使用される。この三角波形の周波数
はフットスイッチ位置センサから取られた読みからマイ
クロプロセサによって設定される。
その三角波形は、毎秒略100個のデジタル値をD/A
変換器へ送ることによって発生され、該値が上昇及び下
降することによりその波形を整形する。リニア弁からの
変調された流れは宝石で形成したオリフィスを介して制
御して開放され、従って増加された流れは増加した空気
圧となる。この様に、マイクロプロセサはそれが所望と
する任意の圧力波形を発生することが可能である。
比例切断モードが選択されると、マイクロプロセサは足
で操作される位置センサを読み取り且つそこからの信号
を該足で操作される位置センサのフルスケール変位の百
分率に比例するはさみへのライン内の空気圧力を発生さ
れる空気圧力制御システムへ送られる信号へ変換する。
マイクロプロセサは又或る制御部を読み取り且つそこか
らの信号を解釈してビトレクトミイプローブ用の制御信
号を発生する。ビトレクトミイプローブの切断速度は、
切断速度制御を読み取り且つフルスケ−、ル変位の百分
率に最大切断速度を掛けることによってマイクロプロセ
サによって制御される。次いで、この切断速度は、I1
0命令をソレノイド操作される弁へ送ることによって実
行され、該弁は該プローブへの固定した圧力で加圧空気
を遮断するか又はゲート動作する。切断用波形の周波数
は、空気圧駆動用パルスの各々の間の間隔の期間を変化
させることによって制御される。
マイクロプロセサは又或る制御部を読み取り且つそれら
からの信号をオン/オフ制御信号へ変換して超゛音波分
断装置を制御する。マイクロプロセサは又或る制御部を
読み取って洗浄流体の流れをターンオン又はオフし、且
つ吸引流体の流量を制御し且つ真空及び分断制御が同時
的に与えられるベきであるか否かを決定する。
マイクロプロセサは又現在の実際の真空レベルを検知し
且つこの量の可聴フィードバックを与える。それは、又
、真空システムをフットスイッチが解放される毎に大気
圧へ通気させる。マイクロプロセサは更に、逆流作用を
与える為にユーザからの所定の信号を受は取ると、逆流
ピンチピストンの上流のピンチ弁によってその管をピン
チオンさせた後に、逆流ピストンによって吸引ラインを
物理的に圧搾させる。
以下、添付の図面を参考に、本発明の具体的実施の態様
に付いて詳細に説明する。第1A図及び第1B図は、本
発明の1実施例をブロック線図で示しである。中央処理
装置即ちCPU30は本システム即ち方式の中央の制御
器として作用し、それがデータバス320.アドレスバ
ス34、制御バス36によって制御するユニット乃至は
装置へ接続されている。好適実施例においては、CPU
30はインテルの8031マイクロプセサである。
マイクロプロセサ及び本発明のプロセスを実行すべくそ
れが接続されている全てのユニットの動作を制御するプ
ログラムが必要である0本発明の特定の実施例のマイク
ロコードはプログラマブルリードオンリメモリFROM
38内に格納され、それにマイクロプロセサ30がアク
セスして本発明のプロセス乃至は方法を実施する命令を
取り出す。
注意すべきことであるが、選択した特定のコンピュータ
によって使用される機械言語へ本実施例のオブジェクト
コードにおいて適宜の修正を施すことにより、その他の
マイクロプロセサ又はミニコンピユータにおいても使用
することが可能である。
−殻内に、マイクロプロセサ30は、真空発生システム
、空気圧カシステム、及び種々のソレノイド操作される
弁、リレー、表示器及びインジケータを制御し1本装置
が動作する種々のモードで実行される本プロセスを実行
する。ユーザとのインターフェースは、正面パネル制御
スイッチ、ポテンシオメータ、フットスイッチ、及び表
示器に介して与えられる。
マイクロプロセサ3oは2つのデジタル・アナログ変換
器40及び42へ接続されており、夫々、空気圧システ
ム及び真空システムを制御する。これらのシステムの操
作の詳細に付いては後述する。
アナログ・デジタル変換器44は、本装置が制御してい
る条件を表す種々のセンサ及び制御器からのアナログデ
ータをマイクロプロセサが読み取ることの可能なデジタ
ルデルタへ変換する。真空システム及び空気圧システム
を制御する為に、或る情報がユーザによってマイクロプ
ロセサ30へ供給さればならない。
例えば、洗浄・吸引モード、ビトレクトミイモード、及
び分断モードにおいて、真空がそのシステムによって外
科医によって使用される手動工具へ供給され、組織及び
洗浄流体及び手術がなされている区域からの体液を吸引
する。この真空発生プロセスを制御する為に2つのユー
ザ用の入力がある。その1つは外科医がその装置が発生
することを所望する最大真空であり、他方は任意の特定
の時間における所望の真空である。最大真空は、正面パ
ネル上のポテンシオメータ又はその他の制御部46によ
って外科医によって設定される。実際の真空又は任意の
特定の時間において外科医によって所望される真空はフ
ットスイッチ位置センサ48から読み取られ、それは外
科医が押し上げたり押し下げたりしてより多くの又はよ
り少ない真空に対する外科医の要求をシグナルする。フ
ットスイッチ位置センサは又、ブレード即ち刃の閉止周
波数、即ち多切断はさみ駆動モードにおける切断速度を
制御する為に使用される。どの様にしてフットスイッチ
が読み取ら九るのかの詳細は、真空制御システムの説明
において後述する。
ビトレクトミイモードにおいて、当該技術において公知
な構造の切断プローブが加圧空気パルスで空気圧力的に
駆動される。これらのパルスの周波数は、ポテンシオメ
ータとすることの可能な切断速度調節制御部50によっ
て制御される。切断速度調節制御部50は又、可変流れ
が達成される様に、洗浄・吸引モードにおいて洗浄流体
の流れを制御する為に使用される。マイクロプロセサに
よってA/D変換器44へ供給されたアドレスは。
これらのアナログ入力の内のどれをA/D変換器の多数
チャンネル入力へ選択して接続し且つデジタル数値へ変
換するかを知らせる。
表示器52は、好適実施例においては発光ダイオードか
ら構成されているがそれは任意のタイプのデイスプレィ
から構成することが可能であり、それはマイクロプロセ
サ30によって使用されて、パーグラフの形態でビトレ
クトミイモードにある切断速度を表示する。好適実施例
においては、この表示器は1列に配列させた複数個のL
EDから構成されている。相対的な切断速度は、発光さ
れるLEDの数として表示される。この情報の表示に対
するその他の形態も可能であり、当業者等にとって自明
である。
正面パネル制御部及びセンサインターフェース54はバ
ス56によって幾つかのスイッチ及びアルファニューメ
リック表示器58へ接続されている。アルファニューメ
リック表示器58は、本装置が現在勤作中のモードや、
実際の真空や、所望とする最大真空や、その他のメツセ
ージ等の種々の情報項目を表示する。正面パネル上の幾
つかのモード選択スイッチ60は、本装置が動作すべき
勉つかのモードの内のどれかのモードを選択する為に外
科医によって使用される。本装置が動作する5つの主要
モードがあり、洗浄・吸引モードは3つのサブモードを
持っている。モード選択は、好適実施例における如く3
つのスイッチをトグル動作させることによるか、ロータ
リースツチによるか、又は各モードに対しての別々のス
イッチによって行うことが可能である。このモード選択
をどのようにして行うかの詳細は当業者等に自明なこと
である。
カセット排出スイッチ62は、カセット(不図示)が満
杯となり且つ取り出さねばならない場合に外科医によっ
て使用される。このスイッチが押されると、マイクロプ
ロセサ30は或るソレノイド操作される弁を動作させて
、それによりカセットを正面パネル内の室から解除し且
つ排出させる。
マイクロスイッチの形態のカセット近接センサ64がカ
セット室内に装着されており、新たなカセットがカセッ
ト室内に装着されると、そのスイッチは状態を変化させ
る。この変化はマイクロプロセサによって読み取られ、
それにより或るソレノイド操作される弁を動作させて、
機構を動作させてそれがカセットを係合し且つ押し込ん
でその室内のロック位置へ位置させる。
別の図面に付いての説明に関連して理解される如く、こ
のカセットは吸引された物質を貯蔵する為に2つのボト
ルを持っている。アスピレート即ち吸引された物質は、
それが満杯になる迄、小型のボトル内に充填される。小
型のボトルが満杯であるという事実は小型ボトル液体レ
ベルセンサ66を介してマイクロプロセサ30によって
検知される。このセンサは好適実施例においては、小型
ボトルの頂部を介して突出する一対のワイヤである。液
体がボトルの頂部に到達すると、検知される該ワイヤ間
に電流が流れ、それは小型のボトルが満杯であることを
マイクロプロセサへ知らせる。
次いで、マイクロプロセサは、後述する態様で、小型の
ボトルから大型のボトルへ吸引した液体の転送を開始す
る。
この検知が行われる態様は以下の如くである。
好適実施例においては、吸引される洗浄溶液は生理塩溶
液であり且つ比較的導電性である。この溶液が小型のボ
トルの頂部にあるワイヤに到達すると、認識し得る電流
が流れる。高インピーダンス電圧源がピンの一方へ接続
されており且つ他方のピン、は接地されている。その入
力端の1つに接続された基準電圧を持った比較器は、そ
の他方の入力端を非接地ピンへ接続している。通常、非
接地ピンに接続されている入力端は、水が該ワイヤへ到
達する迄論理1である。水がワイヤに到達すると、比較
器に接続されているピンは論理Oとなり、比較器は状態
を変化させる。この比較器の出力は屡々ポールされるの
で、マイクロプロセサはその変化を検知し且つ転送を開
始する。
真空ライン水センサ68が、上述した流体転送機構が行
われなかった場合に本装置を保護する為に設けられてい
る。小型ボトルの頂部にあるワイヤが腐食している場合
等の何等かの理由により、流体転送機構が行われないこ
とがある。これが発生すると、小型ボトルは満杯となり
、真空発生装置への真空ライン内に水が入ることがある
。このことは望ましくない状態であり、本装置の内部へ
の損傷が発生することを防止する為に、本装置は停止さ
れねばならない、真空ライン水センサ68は、小型ボト
ル液体レベルセンサ66に対して上述した態様で真空ラ
イン中の溶液の存在を検知する。マイクロプロセサがこ
の状態を検知すると、本装置は、その状態が解除される
迄、停止される。
入力空気圧力スイッチ70が本システムへの加圧空気入
力をモニタし、入力空気圧力が装置の動作に対して許容
可能な或る最小の空気圧力如何に下降すると、警告を与
える。
バッファユニット・リレー72は、既知の分断器ハンド
ピースに対してオン/オフ制御を与える。
分断器ハンドピース及びこのシステムをその装置へ接続
するケーブルの存在は、バッファ31−を介して直列伝
送データポートから分断器ハンドピースへ信号を送るこ
とによってマイクロプロセサによってテストされる。分
断器(fragmenter)ハンドピースが存在する
と、この信号はケーブル上をバッファ33を介してマイ
クロプロセサ30のデータ受は取りポートへ帰還する。
この様な分断器ハンドピースは超音波トランスデユーサ
を使用して、音波を発生し、該音波は白内障の如く外科
医が除去せんとする種々の組織構造を破壊する為に使用
される。この様な超音波トランスデユーサにはパワーが
供給され且つホストシステムからオン/オフ制御が与え
られることが必要である。本発明は、パワーを供給し、
且つこのオン/オフ制御をリレーユニット72を介して
与えている。ユニット72は、基本的に、ラッチとリレ
ードライバから構成されており、それはRAM及びI1
0ボートユニット74を介してアドレスされる。RAM
及び工/○ポートユニット74はスクラッチパッドRA
Mユニットを持っており、その中にマイクロプロセサ3
0は、例えば、所望のはさみ圧力、及びエラー状態が発
生ずる場合にはエラー数等の本装置動作の或る側面を制
御する為の値を格納することが可能である。マイクロプ
ロセサは又内部RAMを持っており、それはインタラブ
ドの為の種々の初期化値を格納する為に使用される。或
るインタラブドルーチンは空気圧システム及び真空シス
テムを制御する上で使用される。新たな操作モードに入
る毎に、これらのインタラブドはその特定のモードに対
して初期化され、且つこれらの初期化値は内部RAMか
らアクセスされてそのルーチンを初期化させる。これら
の初期化値は外部RAMに格納させることも可能である
が、これは好適ではない。何故ならば、バスアクセスの
遅延が、内部RAMからこれらの値を検索することと比
較して、操作を遅滞化させるからである。
ユニット74は又I10ポートを持っており、それはマ
イクロプロセサが特定の周辺機器へデータを書き込んだ
り又はそれからデータを読み取る場合に、マイクロプロ
セサによって個別的にアドレスすることが可能である。
これらのI10ポートの1つはバッファ・分断制御リレ
ーユニット72へ接続されている。外科医が分断装置を
ターンオンしようとする場合には、フットスイッチを左
ま右に、どちらの方向にrオン」状態が設定されている
かによって足で操作する。フットスインチ内のマイクロ
スイッチがこの操作によってどうされ、状態が変化する
。このマイクロスイッチ74はバッファ78を介してマ
イクロプロセサのビン4及び5へ接続され又いる。マイ
クロプロセサがこのフットスイッチをボールし且つ分断
が所望されていると決定すると、それはそのバッファ・
分断制御リレーユニット72へ接続されている特定のI
10ポートをアドレスし且つ該ユニット72内のラッチ
・バッファ内にデータを書込、分断が所望されているこ
とを表す。次いで、このデータを使用して、ユニット7
4内のリレードライバ回路を制御し、それはバス80へ
接続されているリレーを動作させる。このバスは、分断
が所望されているという信号を分断トランスデユーサハ
ンドピースへ供給する。パワーはバス80上を供給され
ないが、或る幾つかの実施例においては、パワーを供給
させることも可能である。
マイクロプロセサ3oは、アドレスバス34及びデコー
ダ82を使用して、種々の周辺ユニットをアドレスする
。読取又は書込の為に特定のユニットがアドレスされる
べき場合、そのユニットのアドレスがアドレスバス34
上に置かれ、デコーダ82がそのアドレスをデコードす
る0次いで、デコーダ82は特定の周辺ユニットのチッ
プイネーブル入力端に接続されているチップセレクトラ
インを動作させる。次いで、そのユニットはそのデータ
ポートと制御ボートをトライステート状態から動作状態
どさせ、従ってデータバス32上をマイクロプロセサ3
0からデータを読み取り又それへデータを送ることが可
能となり且つ制御バス36上を種々の制御信号のステー
タスを読み取ることが可能である。
RAM及びI10ユニット内のI10ポートもバス84
及び幾つかのソレノイドドライバ86によって幾つかの
ソレノイド操作型空気圧制御弁83へ個別的に接続され
ている。これらのソレノイド操作型弁83は入力空気ラ
イン88上の空気圧力を、種々の流体弁及びラッチ機能
を行う多数の空気圧ピストン89−93の1つへゲート
動作させる。これらの機能は、空気圧制御システムに関
連してより詳細に後述する。ソレノイド操作型弁の各々
は、RAM−I10ポートユニット74゜バス84、ド
ライバ86を介してマイクロプロセサ30によって個別
的に動作させることが可能である。プレッシャーレギュ
レータ即ち圧力調節器90は、ライン88上の入力空気
圧力は、ライン92上の空気圧力の変動にも拘らず、安
定状態を維持することを確保する。
本発明のシステムは幾つかのモードで動作する。
これらのモードの幾つかは、外科医が作業している区域
から切断した組織又は洗浄流体を吸引する為の手動工具
へ送る為の真空の発生を必要とする。
外科医は、マイクロプロセサ30によって読み取られる
フットスイッチ位置センサ48によって所望の真空レベ
ルを制御する。マイクロプロセサはA/D変換器44を
アドレスし、且つそのデジタル出力ワードを読み取る。
このワードは、フットスイッチ位置センサのその端部ス
トップと相対的な総体変位を表すデジタル表示である。
マイクロプロセサ30は、A/D変換器44をアドレス
することにより最大真空制御46.の設定を読み取り。
且つ最大真空制御をデジタル値へ変換する為の所望のア
ナログ入力として選択することによって、このワードを
発生する。第1図から理解される如く、A/D変換器は
幾つかのアナログ入力に接続されている、即ち、ライン
51上を真空センサ49から、ライン53上をフットス
イッチ位置センサ48から、ライン55上を最大真空制
御46から、及びライン57上を切断速度調節ノブ50
からである6選択された特定の入力は、アドレスバスの
3ビツトの状態に依存する。
最大真空制御46及びフットスイッチ位置センサ48が
読み取られた後に、所望の実際の真空レベルが、最大真
空設定に、それが読み取られた時にフットスイッチが持
っている全可能変位に対する割合を乗じることによって
マイクロプロセサによって派生される。その結果得られ
るデジタル数値は、デコーダ82を使用してアドレスし
且つデータを変換器42の入力ラッチ内に書き込むこと
によってD/A変換器42へ送られる。フットスッチ位
置センサ48及び最大真空制御46は、マイクロプロセ
サ内部のタイマーがタイムアウトする毎に行われるイン
タラブドサービスルーチンを介してマイクロプロセサに
よって周期的にポールされる。従って、D/A変換器4
2へ送られる所望の真空デジタルワードは、フットスイ
ッチ位置がその間に変化した場合に、真空制御インタラ
ブドが発生するのと少なくとも同じ頻度で変化させるこ
とが可能である。好適実施例においては、このインタラ
ブドは毎秒100回発生する。
所望真空ワードはアナログ信号へ変換され、それは差動
増幅器61の非反転入力端へライン59上を伝送される
。差動増幅器61はその反転入力端を真空センサ49か
らのライン51上の電気的真空信号へ接続させている。
このセンサはライン63によってベンチュリ65のスロ
ートへ空気圧的に接続されている。ベンチュリは圧力下
に流れる空気をそれを介して大気圧以下の圧力へ変換さ
せる。ベンチュリ65の加圧空気入力又は主空気チャン
ネルは空気ライン67によってソレノ、イド操作型すニ
ア弁69へ接続されている。この様な弁は従来公知であ
り、例えばモデル番号A2011−551としてプレシ
ジョン・ダイナミックス・インコーホレイテッドによっ
て製造されている。基本的に、このリニア弁制御システ
ム69は以下の如く動作する。
第2A図及び第2B図は、本発明の空気及び真空システ
ムの詳細なブロック線図である。真空駆動サーボシステ
ム71は第1図中に想像線で概略示してあり、それは参
照符号71として第2図中においても想像線でそのアラ
1〜ラインを示しである。第1図中の差動増幅器61は
、ライン51上の実際の真空信号をライン59上のアナ
ログの所望真空信号から減算し且つライン73上にアナ
ログの誤差信号を発生する。この誤差信号の大きさは、
所望の真空と本システムによって実際に発生されている
実際の真空との間にどれだけの差異があるかを表してい
る。このアナログ電圧は、この誤差電圧の大きさに比例
する電流へ変換されねばならない。このことは、別の差
増幅器75、ドライバトランジスタ77、及びエミッタ
フィードバック抵抗79によってなされねばならない。
差増幅器75の出力は、トランジスタ77のベースを駆
動し、そのエミッタ電流は抵抗79を介して流れる。抵
抗79の高側からのフィードバック電圧は、ライン81
上を増幅器75の反転入力端へフィードバックされ且つ
ライン73上の誤差電圧から減算される。ライン73及
び81上のこれら2つの電圧間の差異は、トランジスタ
77のベース駆動へ変換され、その際に差電圧をコレク
タ電流へ変換させ、そのコレクタ電流はリニア弁システ
ム69のソレノイドコイル83を介して流れる。
この電流によって発生される磁束は、その磁束の強度に
比例してリニア弁部分85を開放させる。
その弁部分は空気圧ライン67上をその弁を介しての加
圧空気の流れを変化させる。この加圧空気は、圧力調節
器87によって7O−80psiの圧力で調節される。
圧力調節器87への入力は空気ライン89であり、それ
は水トラツプ91及び入力空気ソレノイド操作型弁93
を介して9O−120psiで圧縮器からの加圧空気を
運ぶ。水トラツプは水が空気システムに入ることを防止
し、且つソレノイド操作型弁93は、スイッチ95によ
って象徴的に示した如く本システムへパワーが与えられ
る時に加圧空気が本システム内へゲート動作される様に
入力空気供給が制御されることを可能とする。
ソレノイド操作型弁85は、その際に、ライン73上の
アナログ誤差信号を該誤差信号の大きさに関係する流量
を持った空気流れへ変換する。誤差信号が大きいと、空
気の流れが増加されるにの空気は米国特許第3,474
,953号に記載されている如きベンチュリ効実装置を
介して流れる。この装置は、圧力下で流れる空気をベン
チュリ効果によって該装置のスロートにおいて大気圧以
下の圧力へ変換させる。この大気圧以下の圧力は、空気
圧ライン63上をインライン水センサ68を介してカセ
ット回収装置ヘパイブされている。
インライン水センサ68は、真空ライン63内の流体の
存在を検知する。この状態は、カセットが満杯となり且
つカセット内のこの満杯状態を検知する為の機構が機能
しない場合に、発生する。この様な欠陥が発生すると、
流体は真空ライン63内へ吸引されることがある。−殻
内に、この流体は外科医が作業する区域を洗浄する為に
使用される生理塩溶液であり、それは導電性であり且つ
腐食性である。ごの流体がベンチュリスロートを介して
本装置内に入ると、それは本装置内の接続部及びその他
の機器を腐食することがある。このことを防止する為に
、インライン水センサ68が設けられている。このセン
サは2つの全鍍金した電極を持っており、それらは腐食
されることはない。
流体がライン63内に存在すると、検知されるこれら2
つの電極間に電流が流れる。この検知は。
抵抗を介してワイヤの1つを電源へ接続し且つ他方のワ
イヤを接地することによって達成される。
次いで、比較奉の非反転入力端をそのワイヤへ接続し、
該ワイヤを電圧源へ接続する。該比較器の反転入力端を
基準電圧へ接続し、その基準電圧は好適にはワイヤの一
方へ印加される電圧V及び接地との間型圧である。この
構成を第3図に示してあり、それはカセッッ真空システ
ム及び制御弁の詳細を示しである。流体がライン63内
に吸引され且つインライン水センタ68に入ると、それ
は該ワイヤの周りに回収され且つ電圧Vが印加されてい
るワイヤ間に導電性経路を形成する。これはノード79
における電圧を接地電位又は多少その上の電位へ下降さ
せる。比較器81はこの変化を検知し、且つその出力ラ
イン83は状態を変化させる。この出力ライン83はバ
ス56によって、第1図における正面パネル制御及びセ
ンサインターフェース54内のラッチへ接続され、フラ
ッグをセットする。このラッチは時々マイクロプロセサ
によってポールされ、且つフラッグがセットされている
と、マイクロプロセサは本装置をシャットダウン即ち停
止させて損傷を防止する。
真空制御システムの考察に戻ると、ライン63上の大気
圧以下の圧力がソレノイド操作型弁274を介して真空
センサ49へ接続され、その目的は第9A図に関連して
後述する。ソレノイド操作型弁274は、制御バス20
6への接続を介してマイクロプロセサ30によって制御
され、且つここで関係のある全ての目的の為に開放状態
を維持し、その際にベンチュリ内に発生される真空を真
空ライン63と連通させることを許容する。真空センサ
49は真空レベルをライン51上の電気信号へ変換させ
る。この「実際」の真空レベル信号は差動増幅器61の
反転入力端へ接続され、ライン73上の誤差信号を変化
させる。マイクロプロセサ30が最初に或る真空レベル
を要求すると、ライン51上の実際の真空信号はゼロで
あり且つ誤差信号は大きい、差動増幅器75及びトラン
ジスタ77がこの誤差信号をコイル83を介して増加し
た電流へ、又ベンチュリ65を介して増加した空気流れ
に変換すると、真空レベルは増加し初め、即ちライン6
3内の圧力は大気圧よりも次第に低くなる。真空センサ
49は、この変化をより高い真空、即ちライン51上の
電圧における増加へ変換する。ライン51上の電圧上昇
は、ライン73上の誤差信号を減少させる。本システム
の傾向は、誤差信号をゼロ近傍へ減少させるが、フット
スイッチが押されている限り、ゼロ誤差信号は実際に得
られることはない、何故ならば、アスピレーション即ち
吸引用の用具は常に吸引しているが、物質が管内に吸引
される量が変化するので真空条件は変動している。管を
部分的に塞ぐ様な量の物質が管内に吸引されると、真空
が上昇し且つ誤差信号は下方向へ変化する。管内へ吸引
される物質が無いが又は殆ど無い場合、真空は下降し且
つ誤差信号は上昇する。フィードバックシステムが、リ
ニア弁の位置を変化させることによって実際の真空にお
けるこれらの変動に応答し、空気の流量を変化させる。
その変化の方向は、真空レベルの変化を所望の値へ向か
って変化させる様なものである。全般的な効果としては
、真空レベルをフットスイッチを介して外科医によって
要求されるレベルへ安定化する傾向である。外科医にと
って、実際の真空レベルはそのフットスイッチの操作で
変化する様に見える。
第4A図及び第4B図は、第1図及び第2図にブロック
線図で示したマイクロプロセサによって要求される所望
の真空のレベルへ実際の真空信号を制御する為のアナロ
グフィードバックシステムの概略図である。所望の真空
レベルはアナログ信号の形態でデジタル・アナログ変換
器42からライン59内へ入る。この信号の一部は差動
増幅器85の非反転入力端へ印加され、その差動増幅器
85は、想像線内の関連する利得及び帯域幅設定部品の
全ての共に、第1図における差動増幅器システム61の
機能を行って、ライン73上に誤差信号を発生する。フ
ィードバック抵抗276.272及びコンデンサ274
は、本システムの帯域幅に渡って増幅器61に対しての
ノンリニア即ち非線形利得を確立する0本システムの伝
達関数は、D、C,から約15−20 Hz ヘ約10
の利得を持っている1次いで、その利得は、それが20
0Hzにおいて約0.5の値に到達する迄、約10db
/decadeでロールオフを開始する。利得は、寄生
容量がゼロヘロールオフする迄そのレベルを維持する。
ライン73上の誤差信号は、差動増幅器75及び前述し
た如く機能するトランジスタ77から構成される電圧・
電流変換器へ接続される。
ライン51上の実際の真空フィードバック信号は、レベ
ルシフタ91を介して差動増幅器61の反転入力端へ接
続される。このレベルシフタは差動増幅器93の非反転
入力端へ印加される調節可能な基準電圧を持っている。
この基準電圧は、基準電圧源(不図示)の正及び負の端
子間に接続されている抵抗97及び99から構成される
電圧分割器内のポテンシオメータ95のワイパーから取
られる。真空センサ49からの実際の真空信号は差動増
幅器93の反転入力端へ接続される。このライン101
上の信号は高利得差動増幅器1.03の出力端から取ら
れ、該増幅器103は真空トランスデユーサ内部の抵抗
ブリッジ上の電圧を解釈することによって実際の真空条
件を検知する。真空トランスデユーサは定電流源105
へ接続されている抵抗ブリッジである。定電流源は、そ
の反転入力端を基準電圧へ接続し且つその非反転入力端
を接地接続した差動増幅器から構成されている。
差動増幅器107の出力端は真空トランスデユーサの抵
抗ブリッジの1つのノードへ接続されている。該ブリッ
ジの頂部ノード109はライン111によって正電圧基
準電圧へ接続されている。このラインは、該ブリッジか
ら吸い込まれる変動する電流はノード109における電
圧を変化させるので、ノード113から差動増幅器によ
って吸い込まれる電流を安定化させる為の負のフィード
バック電圧源として機能する。
変動する真空条件は、該ブリッジを構成する抵抗の変化
する値の為に、ブリッジ内のノード115における電圧
を変化させる。この電圧は差動増幅器117の非反転入
力端へ接続される。この増幅器は、ノード115におけ
る電圧を増幅し、且つその結果得られる出力電圧を出力
端119へ供給し、該出力端119は別の差動増幅器1
21の反転入力端へ接続されている。この増幅器121
の非反転入力端はノード123へ接続されており、該ノ
ード123はその電圧も変動する真空条件と共に変化す
る様に該ブリッジ内に位置されている。
この構成の結果、ノード115における電圧はノード1
23における電圧から減算される。その差はライン10
1上の実際の真空信号であり、それはレベルシフトされ
且つライン51上を差動増幅器61へ接続されている。
空息2圧匁11システに 再度第1図及び第2図を参照すると、空気圧力制御シス
テムがブロック線図で示されている。該システムは幾つ
かのモードを持っており、その中に大気よりも大きな空
気圧力が供給され且つ外科医が手で持って使用するハン
ドヘルドの切断用具へ本システムによって制御される。
例えば、はさみ比例切断モードにおいて、フットスイッ
チの位置に比例する空気圧力が空気圧力によって駆動さ
れるはさみへ供給される。はさみ多切断モードにおいて
、フットスイッチ48の位置に比例する周波数を持った
三角形の形状の空気圧波形が空気圧操作型はさみへ伝達
される。空気圧力制御システムは該真空制御システムに
幾分類似して動作し。
オペレータが所望するモードに関してモードスイッチ6
0が検査され、次いでフットスイッチが読み取られる。
フットスイッチが読み取られ且つ切断速度又は所望の圧
力の計算がなされた後に、マイクロプロセサはデジタル
ワードを第1図中のD/A変換器40へ書酋込む。この
ワードはうイン123上のアナログ信号へ変換され、該
ライン123は差動増幅器125の非反転入力端へ接続
されている。差動増幅器125の反転入力端はライン1
27との実際の圧力信号へ接続される。この信号は、空
気圧入力端をハンドヘルドの空気圧駆動型はさみへ接続
させることの可能な空気圧カライン131へ接続した圧
力センサ129によって発生される。差動増幅器125
は、ライン127上の実際の圧力信号をライン123上
の所望圧力信号から差し引いて、ライン133上に誤差
信号を発生させる。第3図を参照すると、この誤差信号
は増幅器75と機能的に類似した別の差動増幅器135
の非反転入力端へ印加される。この増幅器の出力端はエ
ミッタフィードバック抵抗28を持ったトランジスタ1
37のべrス^接続されている。エミッタノードはライ
ン141によって差動増幅器135の反転入力端へ接続
されており、且つ増幅器135、トランジスタ137.
抵抗139の結合は、真空制御システムにおけるのと同
一の態様で機能し、ライン133上の誤差電圧をソレノ
イド操作型リニア弁141のコイル139内を流れる電
流へ変換させる。この電流は誤差電圧の関数であり、ラ
イン133上の誤差信号のレベルに従って空気ライン1
31への空気圧ライン88上の加圧空気の流れを弁部分
141によって変調させる磁束をセットアツプする。空
気圧ライン88は圧力調節器90によって確立される4
0乃至45psiの調節された圧力で加圧空気を運び、
該調節器90は7O−80psiの圧力で圧力調節器8
7からの加圧空気を担持する空気圧ライン143によっ
て接続されている。空気圧ライン131上の変調された
空気の流れは、宝石で構成されたオリフィス147によ
って(大気への)排気145へ接続されている。この宝
石製オリフィスは、変調された流れを大気圧への一定の
直径のポートを介して加圧空気の制御した漏れによって
変調された圧力へ変換される。今説明した誤差信号発生
回路及びフィードバックシステムは上述した真空制御シ
ステムと構成及び動作が類似しており、従って更に詳細
な説明は割愛する。第2図中の想像線による箱149内
側の要素は一緒になって第1図中のリニア圧力駆動制御
弁システム149を構成している。
カセット取扱いシステムの好適実施例は、近接検知、カ
セット排出、及び逆流の論理を取り扱う為に第1図中の
CPU30で走るソフトウェアサブルーチンを使用して
いるにの好適実施例を例示する為に1本発明の空気圧シ
ステムを示す第2図を参照し、且つカセット取扱いサブ
ルーチンに対する処理ステップのフローチャートを示す
第5A図及び第5B図を参照する。第2図に示した本シ
ステムの空気圧及び真空システムはこのカセット取扱い
に関与している。カセット取扱いに関して第2図の関係
する部分はその図の右下におけるソレノイド操作型空気
弁166及び150であり、且つこれらのソレノイド操
作型弁へ空気圧的に接続されている逆流及び排出ピスト
ン92及びカセットラッチピストン93である。該ソレ
ノイド操作型弁も調節1I90によって制御された40
乃至45psiの調節された圧力における空気の加圧空
気源へ空気圧的に接続されている。ソレノイド操作型弁
は2つの空気入力端及び1つの空気出力端を具備してお
り、該出力端はCPUに接続されている制御ライン上の
電気的制御信号の状態に従い何れかの空気入力端へ空気
圧的に接続させることが可能である0例えば、ソレノイ
ド操作型弁166は、加圧空気バス88へ接続した空気
圧入力端及び大気へ接続されている空気圧入力端を持っ
ている。この空気圧出力端は逆流・排出ピストン92へ
接続されており、且つ制御バス206内の制御ライン上
の制御信号がr加圧」状態にある場合に空気バス88へ
空気圧的に接続され、且つライン206上の制御信号が
「開放」状態にある場合に空気圧的に大気へ接続される
。ソレノイド操作型弁150に付いても同一のことが言
える。
制御バス206上の制御ラインは、バス84及びドライ
バ86を介して、第1図中のRAM・I10ポート74
から来ている。好適実施例においては、ドライバ86は
I10ポート74の出力段である。各ソレノイド操作型
弁はそれ自身の駆動ラインを持っており且つそれ自身の
I10ポートを持っており、従って各々は個別的にCP
tJ30によって「加圧化」され又は大気へ開放される
ことが可能である。CPUが特定の弁を加圧することを
望む場合、それはデコーダ82と適切な工10ポートを
使用してその弁をアドレスし且つ特定のビット又はコー
ドをそのI10ポートへ書き込む、このビットはラッチ
され、且つドライバ86の状態を制御し、その様にアド
レスされたソレノイド操作型弁のコイルを駆動する。次
いで、所望の入力が出力端へ接続される。
第5A図を参照すると、カセット近接が検知され、カセ
ットが引き込まれ且つラッチされ、且つ真空シールがテ
ストされる本発明によって実行されるカセット取扱いプ
ロセスのi部をフロー線図で示されている。このプロセ
スはステップ210から開始され、そこで本装置はカセ
ットが正面パネル受は器内に押し込まれるのを待機する
。この待機ステップのサブステップはステップ212及
び214から構成される。ステップ212は、正面パネ
ル制御及びセンサインターフェース54を介してカセッ
ト近接センサスイッチ64をアドレスし且つそのスイッ
チの状態を読み取ることを有している。次いで、スイッ
チ64から読み取られたデータはステップ214におい
てカセットが近い場合のスイッチの状態を反映するデー
タと比較され、且つカセットが部分的に正面パネル内へ
押し込まれたか否かに関する決定がなされる。その解答
が否定である場合、処理は分岐21Gによって象徴的に
示した如くステップ212へ戻る。−方、解答が肯定の
場合、処理はステップ218へ進行して、カセットを受
は器内へ引き込む。
ステップ218は、RAM・I10ポート74を介して
カセットラッチピストン93、ソレノイド操作型弁15
0をアドレスし且つそれへ「加圧」命令を書き込むステ
ップを表している。この命令は、空気圧ライン88上の
加圧空気を第2図中の空気圧ライン220へ接続させ、
その際にピストン93を移動させる。第3図を参照して
説明した如く、このピストンの移動は、カセットと係合
し、且つそれを真空シールと気密性のある封止係合状態
に引き込む。
真空シールチエツクプロセスはステップ222で象徴的
に表されており、このプロセスにおける最初のサブステ
ップは、ステップ224における2秒タイムアウトの為
にマイクロプロセサ3o内に何等かの内部タイマーをセ
ットアツプすることである1次いで、真空システムがス
テップ226において開始され、該真空シールを介して
カセットへ接続されている真空マニホールド上に真空を
発生する。これを行う為に、マイクロプロセサはデジタ
ルワードをD/A変換器42へ送り、150 mmHH
の真空レベルを要求する6次いで、真空制御システムは
誤差信号を発生し、それは真空レベルが真空ライン63
内及びカセットの小型及び大型のボトル内において上昇
させる。これを理解する為には、カセットの真空システ
ムの概略図を示している第3図を参照すべきである。
第3図において、カセットは小型真空ボトルを有してお
り、それは真空ライン63に接続されているボトルの頂
部にある1つの真空入力端を持っている。別の真空ライ
ン230は、小型のボトルから大型のボトル232へ液
体を転送する為に使用される。真空ライン230は、そ
の真空入力端が小型ボトル228の底部に位置する様に
小型ボトル228内へ延在している。真空ライン230
の他端は大型ボトル232の真空入力端へ接続されてい
る。ソレノイド操作型ピンチ弁システム234は、真空
ライン23に対して使用される手術用管をピンチするか
又はピンチしないかによって小型ボトルと大型ボトルと
の間での液体の転送を制御するのに役立つ。第2図にお
いて、ソレノイド操作型ピンチ弁システム234は、転
送ピンチピストン238へ接続されているソレノイド操
作型弁236から構成されている。ソレノイド操作型弁
即ち5OV236は、空気圧ライン88へ接続されてい
る空気圧入力端、及び転送ピンチピストン238の空気
圧入力端へ接続されている空気圧出カライン240を持
っていう。マイクロプロセサが大型ボトルを小型ボトル
から分離することを所望する場合、それはRAM・I1
0回路74上のI10ポートをアドレスし且つ「通気」
ビットをI10ボートラッチ内に書き込む。このことは
、5OV236をして弁を閉塞させ、空気圧ライン24
0から加圧空気を通気させることを許容し、その際に転
送ピンチピストンを外側へ押し出させ且つライン230
の手術用管をピンチして閉塞させることを可能とする。
マイクロプロセサが小型ボトルから大型ボトルへの液体
転送を行うことを所望する場合、それは5OV236に
割り当てられているI10ポートをアドレスし且つその
ビットを「加圧化」にセットする。このことは、5OV
236をして、空気ライン240を空気圧パスライン8
8へ接続させる。このことは転送ピンチピストンにおけ
る圧力を通気させ、従ってスプリングによってピストン
は「ピンチされない」位置へ復帰される。液体転送が実
際に行われる為には、マイクロプロセサが真空ライン2
30を開放し、且つ真空を大型ボトル232の別の真空
入力端に接続されている別の真空ライン244へ付与す
る。この真空ライン244は水トラツプ246を介して
第2図に示したベンチュリ248へ接続されている。水
トラツプ246は、大型ボトルが満杯になった時にライ
ン244を介して、流体が本装置内へ吸引されることを
防止する。真空をライン244へ付与する為に、マイク
ロプロセサは5OV250をアドレスし、それは空気圧
入力端を空気圧ライン88へ接続しており且つ「開放」
ビットをそれに書込、その弁をして加圧空気をライン8
8とベンチュチ空気流れ入力端252との間で通過する
ことを可能とさせる。ベンチュリを介しての空気の流れ
は、真空ライン244内で真空を上昇させる。これは大
型ボトル及び転送ライン230を空とさせる。小型ボト
ル内には流体が存在するので、その流体は転送管230
内に吸引され且つ大型ボトル232へ移動する。液体が
小型ボトルを出ると、それは真空ライン63からの空気
で置換される。何故ならば、マイクロプロセサ30は前
にデジタルワードをD/A変換器42へ送り、ゼロ真空
を要求しているからである。これは第2図中のリニア弁
85を閉止し且つ真空ライン63がベンチュリ65のス
ロートを介して大気から空気を吸引することを許容する
。小型ボトル228もそのボトルの頂部に固定されてお
り且つその中に下方へ突出する2つの電極262及び2
64を持っている。これらの電極、及びインライン水セ
ンサ68に接続されている比較器及び電源は一体となっ
て第1図に示した小型ボトル液体レベルセンサ66を構
成している。マイクロプロセサ30はこの液体レベルセ
ンサ66を時々ポールして小型ボトルのステータスをチ
エツクする2ボトルが満杯になると、センサ66はこの
事実を検知し、マイクロプロセサ30は上述した液体転
送プロセスを開始して小型ボトルを空とする。
真空ライン230も吸引ソレノイド操作型ピンチ弁シス
テム256によってピンチさせる手術用管のセグメント
を介して真空ライン254によって手動用具へ接続され
ている。第2図を再度参照すると、このピンチ弁システ
ムはソレノイド操作型弁258及び吸引ピンチピストン
260から構成されている。このシステムは転送ピンチ
弁システムと同一的に動作するので、吸引ピンチ弁シス
テム256はマイクロプロセサによって手術用管をピン
チさせ小型ボトルから大型ボトルへの液体転送の間真空
ライン254をライン230から分離させるということ
を除いては、更に詳細な説明は割愛する0手術区域から
の流体の吸引の間、ピンチ弁システム256は開放され
たままであり、従ってライン63上の真空はライン23
0へ且つライン254へ転送される。マイクロプロセサ
は転送ピンチ弁システム234を、手術個所からの流体
の吸引の間、閉塞させ、従ってライン63上の真空は流
体を小型ボトル内に引き込むが、流体が大型ボトル内に
吸引されることはない。ライン244はこの様な操作中
に大気へ通気させることが可能である。この小型ボトル
/大型ボトルシステムは、大型ボトルのみを使用した場
合よりも、システムの真空応答時間を一層小さくするこ
とを可能とする。このことは、本システムを一層敏捷で
且つ外科医が使用するのに一層容易なものとしている。
カセット取扱い及び真空シールテストプロセスの考察に
戻って説明すると、ステップ266は、ピンチ弁234
を開放し第3図のピンチ弁256を閉塞して、真空セン
サ49を読み取るステップを示している。第2図におけ
る弁250も「加圧」位置にあるべきであり、従ってベ
ンチュリ248は真空ライン244内に大気圧以下の圧
力を発生させて、この真空ライン上のシールのみならず
真空ライン63上のシールをテストする。従って、ライ
ン63上の真空レベルは小型及び大型のボトル内の真空
レベルを表す。
ステップ268は、ステップ266からの真空レベルの
読みとメモリに格納されている150+naHgの定数
との比較を表している。このレベルの真空が2秒以内に
到達すると、真空テストの第1段階はパスし、且つ真空
システムはシャットダウンされ且つカセットが封止され
てステップ270において小型ボトルの漏れに対する検
査を行う。このことは、第2図中のソレノイド操作型弁
274をアドレスし且つそれを閉止してベンチュリ65
を真空ライン63からシールする。第3図中のソレノイ
ド操作型ピンチ弁234も又閉塞されねばならず、小型
ボトル228を大型ボトル232から分離して、第2図
中のベンチュリ248がライン244を介して全ての小
型ボトルの真空を流出させることを防止する。従って、
大型ボトル232は大気圧へ復帰される。大型ボトルは
大きな漏れに対しての検査を行う必要はない、何故なら
ば、この様な漏れが合った場合には、先ず第1に、後述
するステップ278の2秒のタイムアウト期間内に真空
が150mmHgに上昇することはないからである。
小型ボトル228が分離された後に、マイタロプロセサ
はステップ280で象徴的に示される如く、1秒時機す
る。このことは、ステップ224においてセットされた
タイマーがタイムアウトするのを毎秒待機することによ
って行われる。このタイムアウトが発生すると、真空セ
ンサ49は再度読み取られてライン63及び小型ボトル
228内の真空レベルを決定する。このステップはステ
ップ282によって象徴的に示されている。真空が60
mm)Igを追えて下降することがなかった場合、カセ
ット及びシールはパスする。このテストはステップ28
4によって表されている。次いで、マイクロプロセサ3
0はカセットテストルーチンを抜け、ステップ286に
おいてソレノイド操作型弁274を再度開放させること
によって小型ボトル真空を大気へ通気させ、且つ選択さ
れた特定のモードのメインループへ進行する。
カセット、シール又はカセットに通じる真空ライン内の
どこかに大きな真空の漏れがある場合には、カセット真
空が150 mm14gに到達することはなく、又は漏
れの大きさに応じて非常にゆっくりとその値に到達する
。この条件を検知する為に、ステップ278によって示
されるテストが行われる。このステップは、ステップ2
68においてテストされる1 50+uIHgの真空レ
ベルのゴールへ向かっての圧力降下速度の時間制限を表
している。
圧力降下の間、ステップ268の分岐命令は、ステップ
268のテストが真空レベルが未だ1.50mm+Hg
へ上昇していないことを表す毎にステップ278のテス
ト及び分岐命令を実行させる。ステップ278のテスト
は2秒が経過したか否かを決定するものである。そうで
あると、カセットが不合格であり、且つ処理は、ステッ
プ290において不合格レジスタに1を加算するか又は
不合格カウンタをインクリメントした後に、ステップ2
88のテストへ進行する。カセットには真空テストをパ
スする為に2回のチャンスが与えられ、その後に不合格
となると、エラーメツセージが表示される。ステップ2
88のテストは不合格カウンタ内の数値を読取且つそれ
が1であるか又は1より大きいかを決定する。不合格数
値が1で1回目の不合格であることを示していると、処
理はステップ222へ進行し、且つステップ224で開
始されて真空検査が繰り返される。不合格数値が1より
も大きいと、ステップ292が実行されて、真中漏れが
存在することを表すエラーメツセージの表示器への書込
を行う。次いで、処理はステップ210へ進行し、次の
カセッ1−の挿入を待機する。
ステップ278においてテストされた2秒タイムアウト
が未だ発生しないと、処理はライン294によって示し
た如くステップ266へ復帰する。
ステップ268及び278の間のループの実行中の2秒
タイムアウトの前の任意の時間において、真空レベルが
150+a+aHgに到達すると、制御は該ループを出
て前述したステップ270へ通過する。
それによりカセット取扱いルーチンの真空テスト手順の
説明を完了する。
第5B図は、カセット排出(エジェクト)及び逆流実行
においてマイクロプロセサ30によって実施されるプロ
セスを示している。このルーチンは、本システムがステ
ップ296によって示した如く動作している間の特定の
モードのメインループにおいて或るステップからエンタ
ーされる。ステップ296のカセット取扱いルーチンは
ステップ297−302から構成されている。ステップ
297はI10ポート不合格に対するテストである。ユ
ニット74のI10ボートは、その中にラッチにビット
を書き込みこれらのビットを読み取ることによってテス
トすることが可能である。これらのポートが不合格とな
ると、本装置は動作不能となり、且つカセットを排出し
てこの動作不能性をシグナルせねばならない、ステップ
297はI10ポートをテストし、且つI10ポートの
不合格と共にステップ301へ分岐する。ステップ30
1は、第2図にソレノイド操作型弁150をアドレスし
且つそれに「開放」命令を書き込んで第2図及び第6図
におけるラッチ用ピストン93を大気へ通気させてその
際にカセットを排出する通路を奇麗にすることのI10
命令を表している。
次に、ステップ302を実行し、その場合第2図におけ
るソレノイド操作型弁166をアドレスし、且つ「加圧
」命令を制御バス206を介してそれへ送り、その際に
空気圧ライン88上の加圧空気が逆流及び排出ピストン
92に入り且つそのピストンを外側へ押すことを許容す
る。このピストンはカセットの背面と接触し且つそれを
受は器の外側へ押し出す。
ステップ297へ戻って説明すると、I10ポートが不
合格とならなかった場合、テスト298が実行される。
このテストは、カセットが未だ存在するか否かを決定す
るものであり、何故ならば、カセットが存在しないと、
更に進行することが必要ないからであり、且つ正面パネ
ルカセット排出スイッチを検査する。このテストは、カ
セット近接センサ64をアドレスし、且つ第6図に最も
良く示される如く、その現在の状態を読み取ることによ
って実行される。
次に、ステップ299のテストが実行されて、外科医が
フットスイッチ上の圧力を解放したか否かを決定する。
フットスイッチが未だ押し下げられている場合には、外
科医が未だ手術中かも知れないので、カセットは排出さ
れるべきではない。
この様な場合、処理はメインループの次のステップへ進
行し、それはブロック304によって示されている。
フットスイッチが押し下げられていない場合。
正面パネル排出スイッチを押して、カセットを排出させ
ることが可能であり、マイクロプロセサはその様に実行
する。前述した全ての条件が満足された場合にのち、正
面パネル排出スイッチがステップ300においてポール
される。フットスイッチが押されていない場合、処理は
ステップ304へ進行し、メインループで継続する。そ
れは押されていると、処理はステップ301及びステッ
プ302へ進行し、そこでカセットは前述した如く排出
される。
マイクロプロセサ30は幾つかのオンボードのタイマー
を持っており、それらはマイクロプロセサによって初期
化されて、インタラブドを周期的に発生する。各インタ
ラブドは第1図におけるPROM38に格納されている
サービスルーチンのマイクロプロセサによる実行により
サービスされる。各インタラブドは異なった機能を制御
し、且つ各インタラブドは本装置が何れのモードでも動
作中に発生する。然し乍ら、各インタラブドは幾つかの
機能を持っており、且つ全ての機能が各モードにおいて
必要とされるわけではないので、各インタラブドにおい
て分岐機能があり、それは正面パネルモード選択スイッ
チ60をテストしてそのモードを決定する。−度モード
が決定されると。
サービスルーチンにおける処理は、特定のモードに関係
ある機能を実行するサービスルーチンの適切な部分に対
しベクトル化される。本システムの逆流能力は、インタ
ラブド3に対するサービスルーチンの一部であり、且つ
逆流プロセスに対してのフロー線図を第9B図に与えで
ある。
第5B図を参照すると、ステップ306は、インタラブ
ド3タイマーがタイムアウトすると、インタラプトが発
生し、且つマイクロプロセサはそれ自身ステップ306
で示した如く、インタラブド3サービスルーチンに対す
る開始アドレスに対してベクトル化する。次にステップ
ご308が実行され、インタラブド3サービスルーチン
におけるテストを表しており、本システムの動作モード
を決定する。本システムがI/Aモード、即ち洗浄及び
吸引モードにある場合、逆流は外科医がその様に要求す
る場合に実行される機能の1つである。
ステップ309−311はインタラブ1−3サービスル
ーチンの逆流部分の個々のステップを表している。
ステップ309はテスト及び分岐命令を表しており、フ
ットスイッチの位置を読み取り、それが解放されている
か否かを決定する9外科医は、フットスイッチを解放し
且つそれを右へ移動させることによって逆流を要求する
。この条件が存在するか否かを決定する為に2つのテス
トを実行せねばならず、ステップ309はその1つであ
る。他のテストはステップ310で実行される。ステッ
プ309のテストの結果がフットスイッチが解放されて
いないであると、逆流は要求されておらず且つ処理は、
そのサービスルーチン内の他の機能が特定のモードに対
して実行される必要があるか否かに従って、インタラブ
ドサービスルーチンの次のステップへ復帰するか又はイ
ンタラブド3サービスルーチンにおける次のステップへ
復帰する。
フットスイッチが解放されている場合、処理はステップ
310のテストへ分岐し、そこで該フットスイッチがテ
ストされてそれが右へ移動されたか否かを決定する。フ
ットペダルが右へ移動されたかどうかを検知する為に位
置された第1図におけるマイクロスイッチ76がフット
スイッチ内に位置されている。このマイクロスイッチは
、I/A及びFragモードにおける分断制御機能、及
びFrag無しI/Aモードにおける逆流制御機能の両
方において使用されている。ステップ310によって読
み取られるのはこのフットスイッチである。第10図及
び第2図を参照すると、マイクロスイッチ76がフット
スイッチが右へ移動されたことを表していると、第2図
中のソレノイド操作型弁258はアドレスされ且つ[閉
止J命令がそれに送られて、吸引ピンチ弁260へ加圧
空気をゲート動作させて、外科医の手動用具合真空を運
ぶ手術用管をピンチオフ即ち閉塞させる。次いで、第1
図及び第2図におけるソレノイド操作型弁166がアド
レスされ、「加圧」命令がそれへ送られて。
加圧空気を第8図に示した逆流・排出ピストン92ヘゲ
ート動作させる。このことは手術用管184を閉塞させ
、その際にその体積を減少させ且つ手動用具における真
空ラインにおける開口での或る物質を押し出させる。
本システムは、最初に開始された時に、一連のテストを
実行して、或る臨界的な部品が差動可能であるこを検証
する。本システムが最初にパワーアップされると、処理
はコールドスタートステップ314において開始し、且
つステップ316へ進行して或るパワーオンテストを実
行する。これらのテストは、ステップ318における第
1図におけるEPROM38のテスト、及びステップ3
20における第1図における外部RAM74の検査を包
含している。ステップ318はEPROM38における
全てのバイトを加算して、チエツクサムを形成し、且つ
そのチエツクサムを定数と比較して、EPROM内に格
納されている全てのビットが未だその元の状態であるか
否かを決定する。
チエツクサムが正しい場合、ステップ320のテストが
実行される。チエツクサムが正しくない場合、ステップ
322が実行されてニラ−メツセージが表示される1、
ステップ320のテストは、数値の外部RAMへの書き
込み、次いでその数値の読み取りを包含する。その解答
が正しいと、処理はステップ324へ進行する。
ステップ324はシステムチエツクステップであり、そ
れはステップ326で示した如く、A/D変換器のタイ
ミングを検査する。このステップにおける最初のステッ
プは、ステップ328で示した如く、A/D変換プロセ
スを開始させることである。このステップは、A/D変
換器のアドレッシングを行い、且つチップセレクト信号
をその開始入力端へ送ることを有している。次に、A/
D変換器からの変換出力信号の終了が読み取られて、変
換がステップ330として終了したか否かを判別する。
変換終了ビットが変換が終了したことを表していると、
ステップ332は分岐である。
変換が終了していないと、ループカウンタがステップ3
34においてインクリメントされる。ステップ333は
ループカウンタの読取及び最大許容ループカウントとの
比較である。ステップ335でテストされて、ループカ
ウントが最大値よりも低いと、処理はステップ330へ
復帰する。A/D変換器が完全に故障して変換終了ビッ
トが発生されない場合、このことを検知する何等かの方
法がなければならない。ステップ335のテストはこの
様な安全対処策である。比較の結果、最大カウントを越
えている場合には、ステップ340を実行してエラーメ
ツセージを表示する。
変換が終了していると、ステップ336への分岐が行わ
れ、そこでループカウンタの内容が、ループの最大数と
変換時間に対して許容可能なものとの積に設定された固
定の定数と比較される。この変換の間に実行されるルー
プ数がステップ338でテストされる最大値を越えると
、変換が遅過ぎ、且つエラーメツセージがステップ34
0において表示される。最大値よりも小さいと、テスト
はパスされ、処理はステップ342へ分岐する。
ステップ342は本システムにおいて使用されている全
ての変数の初期値化である。例えば、1バイトが第1図
中のRAM−l10ポート回路74へ送られて、それを
適切な動作モートへ入らせ。
全てのソレノイド操作型弁はそれらの適切な初期状態へ
セットされ、ビトレクトミイプローブはターンオフされ
、吸引ピンチ弁260は閉塞され、且つ圧力及び真空レ
ベルはゼロヘセットされる。
更に、デイスプレィにおける全てのLEDはオフ状態ヘ
クリアされ、低空気圧力スイッチ7oが読み取られて、
入力空気圧力が許容可能な圧力であるか否かを決定し、
且つフットスイッチを解放させるべきメツセージが表示
される。最後に、真空センサが読み取られて、真空シス
テムが安全であることか検証され、且つ真空がゼロでな
いか又はフットスイッチが8秒を越えて押し下げられて
いる場合には、エラーメツセージが表示される。
次に、処理はウオームスタートステップ344へ進行し
、そこで全てのインタラブドがマスクされ、且つ全ての
ピンチ弁が予め定義した状態へ再度初期化される。圧力
及び真空レベルはゼロヘセットされ、低空気圧力スイッ
チが読み取られて、入力空気圧力が70psi未満であ
るか否かを決定する。このウオームスタートステップは
、本装置の動作モードが第6図の流れ線図における他の
ステップからベクトル346で示した如く変化される毎
に実行され、その場合に第1図のモードセレクトスイッ
チ60が読み取られて所望の動作モードを決定する。
次いで、ステップ346を実行して、所望のモードを決
定する。幾つかのルーチンがあり、その各々はそのモー
ドの1つで本装置を制御する。各ルーチンは1群のステ
ップを持っており、それはモードセレクトスイッチの状
態をチエツクし且つ変化があったか否かを決定する。変
化が合った場合、新しいモードコードがRAM内の変数
へ書き込まれる。ステップ346はこのモードコードを
読み取り、その上でそれは種々のモードに対するコード
と比較し、所望のモードに関しての結論が出される。ス
テップ348はこの比較を行い且つ適切なルーチンの開
始アドレスへの分岐を行わせてそのモードを制御する。
選択されたモードが洗浄・吸引モードの場合、最初に実
行され゛るステップは第6B図のステップ350である
。このモードは洗浄流体を正面パネル上のボート及び手
術用管を介して供給し、該管は第1図の洗浄ピンチピス
トン89の作用によってピンチオフさせることが可能で
ある。このピンチピストンはRAM・I10ポート74
から制御バス206を介してマイクロプロセサ30によ
って制御される第2図に示したソレノイド制御型弁35
2の制御下にある。該モードは又真空を手動用具へ供給
して、興味のある領域における洗浄流体及び異物又は組
織の断片等を吸引する。ステップ350はこのモードの
為に必要とされるインタラブドを初期化させる。このプ
ロセスは、所望の間隔でインタラブド1及びインタラブ
ド3を発生させる為にマイクロプロセサ内に幾つかの内
部タイマーを設定することを包含する。I/Aモード即
ち洗浄・吸引モードにおいては、インタラブド1が真空
発生システムを制御し、且つインタラブド3が洗浄流れ
、逆流及び真空通気を制御する。
次に、モード名がステップ352においアルファニュー
メリック表示器上に表示され、且つステップ210はカ
セットが正面スロット内に押し込まれるのを待つ、カセ
ットの存在が検知されると、第9A図及び第9B図のプ
ロセスが実行される。
このプロセスの完了後、ステップ286が実行されて、
カセットテストからの真空が大気へ通気され、且つ圧力
が大気圧へ降下するのを待つ、このステップは、ステッ
プ354において真空センサ49の連続的にポーリング
及びステップ356でのセロ又は安全真空レベルに対す
るテストを包含する。真空が安全なレベルへ降下しなか
った場合、2秒タイムアウト用の別のテストがステップ
358において実行される。タイムアウトが発生しない
と、処理はステップ354へ復帰する。タイムアウトが
発生すると、処理はステップ360へ進行してエラーメ
ツセージを表示する。ステップ356のテストが安全レ
ベルを占めすと、2秒タイムアウトのテストはステップ
362において実行される。タイムアウトが発生しない
と、ステップ354が再度実行される。タイムアウトが
発生すると、ステップ364が実行されて、モードの変
化に対してキーボードをチエツクする。
ステップ364はI/Aモードに対するメインループに
おける最初のステップであり、且つ第6C図に示したベ
クトル366によって表されるステップから構成される
。メインI/Aループの完了後、I/Aメインループの
終了におけるリターンの表示からベクトル368によっ
て表される如く、ステップ364が再度実行される。ス
テップ364における最初のサブステップ368はキー
ボードスイッチ368を読み取ることである。その結果
はステップ370においてメモリ内に格納されている現
在のモードコードと比較され、モードが変化したか否か
決定する。変化した場合、ステップ372は新たなモー
ドコードをメモリに書き込み、且つ新たなモードコード
は、新たなモードが決定される迄、そのモードコードと
比較され。
その上新たなモードの開始アドレスへのジャンプがステ
ップ374で行われる。モードの変化が発生しないと、
カセット排出スイッチ62がポールされ且つテストされ
て、それがステップ376においてブツシュされたか否
かを判別する。そうであると、カセットは第5B図ステ
ップ300−302において示した態様でステップ37
8において排出される。ブツシュされていないと、ステ
ップ380が実行されてサブモード変数を読み取る。
I/Aモードは3つのサブモードを持っており、即ち洗
浄のみで吸引無し、洗浄及び分断を伴う吸引、及び洗浄
と吸引のみ、である。キーボードが読み取られ且つモー
ドコードが書き込まれると、特定のサブモードがステッ
プ364によって格納される。ステップ382は、適切
なサブモートルーチン開始アドレスへの処理をベクトル
化させる。
1/A及びFrag(フラグメンテーション即ち分断)
ボタンが同時的に押されると、モード変化サブルーチン
によって書き困れたサブモードコードはI/A及びFr
agサブモードであり、且つ分岐はステップ384へで
ある、しがしI/Aボタンのみが押されると、分岐はス
テップ386へであり、そこでI/Aサブ−サブモード
コードが読み込まれて、洗浄のみサブ−サブモードが所
望されるのが又はI/Aモードのみが所望されるのかを
決定する。ただどのサブ−サブコードがモード変化サブ
ルーチンによって書き込まれるかは、I/Aボタンが一
度押されたが又は2度押されたかに依存する。1度の押
し下げは処理をステップ390ヘベクトル化させ、且つ
2度の押し下げはステップ388へベクトル化きせる。
I/AFragサブモードにおける第1ステツプ392
及び394は、フットスイッチが押し下げられて且つ右
へ移動されて、適切な信号を書き込むと共にI10ポー
ト74をアドレスして第1図内のバス80からrオン」
信号を送ることによって分vIRsがターンオンされる
ことを表すか否かをテストする為のものである。これが
起るのは、テスト392の結果が否定で且つテスト39
4の結果が肯定の場合であり、ステップ396で示しで
ある。
マイクロプロセサは分断用具がオンしていた時間量を計
時し、且つ20ミリ秒が経過した後に、「オフ」命令を
該用具へ書き込む、テスト392に対する解答が否定で
あると、小型ボトルから大型ボトルへの液体の短い転送
が実施される。このことは、ピンチ弁256を閉じ、ピ
ンチ弁234を解放し、且つ弁250を解放して、ベン
チュリ248によりライン244内に大気圧以下の圧力
を発生させることによって行われる。このプロセスは、
ステップ398によって示されており、小型ボトル22
8から大型ボトル232へ液体の幾らかを吸引するが、
完全に転送を行うのに十分に長い間転送弁動作条件が維
持されるわけではない。
ベクトルがステップ390への場合、第1ステツプはス
テップ400においてフットスイッチをテストすること
である。それが押し下げられると。
ステップ402は洗浄ピンチ弁89を開放して、ソケッ
トから正面パネル上を手動用具への洗浄流れを可能とさ
せる。フットスイッチが押し下げられないと、ステップ
404が洗浄ピンチ89を閉止して流れを阻止する。ス
テップ404又は402の何れかが実行された後に、処
理はステップ406へベクトル化される。
ステップ406は吸引ピンチのパルス幅を特定のサブモ
ードに対する適切な流量に対してアップデートする。−
殻内に、真空レベルの制御作業はインタラブド1によっ
て実行される。真空を使用するモードにおいて、吸引ピ
ンチ弁258及びピンチピストン260へ送られる周期
的なrピンチオフパルス」のパルス幅の変調を介してマ
イクロプロセサによって与えられる真空ライン184に
よって吸引される物質の流量の同時的な制御がある。即
ち、真空ライン184における流量は、ソレノイド操作
型吸引ピンチ弁256のピンチオフ状態のデユーティサ
イクルの制御によってマイクロプロセサ30によって制
御される。マイクロプロセサは、ライン184を周期的
にピンチオフするが、その場合弁256をアドレスし且
つそれで該ラインをピンチオフし、且つ後に再度同一の
弁をアドレスし且つそれを開放させることによって行う
、より多くの流量が所望される場合、全ピンチオフ時間
はピンチオフ時間の「パルス幅」を減少させることによ
って減少される。洗浄のみモードにおいて、ゼロ流れが
使用されるが、これはインタラブド1サービスルーチン
におけるテストによって制御され、モードコードをテス
トして本装置が洗浄のみモードで動作しているか否かが
判別される。このテストは、真空が使用されるモードに
おいてのみ実行されるインタラブド1サービスルーチン
の真空分岐にある。テストの解答が肯定の場合、ソフト
ウェアは真空レベルをゼロに設定し且つフッチスインチ
位置センサ内のポテンシオメータ設定を無視し、従って
洗浄のみモードにおいては、吸引流れは発生しない、こ
の場合、ステップ400のテストがフットスイッチ内の
第2マイクロスイツチで実行され、それはフットスイッ
チが押し下げられているか又はいないかを検知するが、
フルスケールと比較した押し下げの相対的な量には影響
されない、ステップ406は未だ実行されているが、洗
浄のみモードにおいて変調されるべき流れを起す真空力
が内のでそれは実際効果はない、然し乍ら、ステップ4
06によって示されるコードは、その他のサブモードに
対して必要とされ、従ってベクトル408及び410に
よって示されるのみならずその他のモードからもステッ
プ406へのベクトル化が発生する。
処理がステップ388へベクトル化されると、最初のス
テップは、フットスイッチがステップ412において押
し下げられるか否かを決定することである。フットスイ
ッチが押し下げられないと。
ライン59上でD/A変換器42へ与えられる所望の真
空レベル数値はゼロの所望真空レベルを表す、これはソ
レノイド操作型弁85によりベンチュリ65を介しての
空気流れをカットオフし、その際に弁274が開放して
いる限り真空ライン63を大気へ通気させる。フットス
イッチが押し下げられると、ステップ414はそれがス
テップ412へ分岐して戻ることによって解放されるこ
とを待つ。フットスイッチが開放されると、真空!ノベ
ルがステップ416において読み取られ、センサ49を
読み取って、ベクトル417によって示される如く、ゼ
ロ真空レベル、即ち大気圧に対してそれをテストする。
真空レベルがゼロであると、本システムは短い転送に対
して安全であり、且つ処理がステップ420ヘベクトル
化されて、吸引ピンチ弁256を閉Q、転送ピンチ弁2
34を開放し、且つ前述しステップ422で示した如く
、転送用真空を真空ライン244へ付与する。真空レベ
ルがゼロでない場合、ステップ424におけるタイムア
ウトに対するテストが実行されて、フットスイッチの解
放から多すぎる時間が経過したか否か、即ちフットスイ
ッチの解放から或る時間以内に真空レベルがゼロへ下降
しなかったか否かを決定し、エラーが発生した場合には
、ステップ426に示した如く、エラーメツセージを表
示せねばならない、真空レベルがゼロへ下降せず且つタ
イムアウトが発生しなかった場合、処理はステップ41
8ベクトル化される。
ステップ422の短い転送の後、処理がステップ406
へベクトル化されて戻り、そこで本装置が現在勤作中の
特定のモードに対して流量が設定される。洗浄のみモー
ドを除いて、全てのI/Aモードにおける流量は、正面
パネル上の切断速度制御部50を読み取ることによって
決定される。
次いで、A/D変換器44からの数値が吸引ピンチ弁2
56に対してのデユーティサイクルへ変換されて、切断
速度制御部の設定に従って流量を制御する。ステップ4
30は、プローブ262及び264からなる小型ボトル
水センサを読取、カセットが満杯であるか否かを決定す
る。このテストによりカセットが満杯であることが示さ
れると、完全な転送がステップ432で実施される。こ
のステップは上述した短い転送と同一の態様においてピ
ンチ弁を開閉させるが、この転送条件を5秒の間維持す
る。同時的に、「転送」メツセージが表示される。ステ
ップ430のテストが「非満杯」条件を表すと、別のバ
ックアップテストがステップ434で実施されて、イン
ライン水センサ63を読取、カセットが満杯か否か又腐
食か又はその他の理由によりこの事実をプローブ262
及び264が検知為損なったか否かを決定する。このテ
ストがガセットが満杯であること表すと、ステップ43
6で示される如く、完全な転送が8秒の間実施される。
同時的に、「接触をチエツク」のメツセージが表示され
る。
カセットが満杯でないと、第9B図中のステップ296
において具現化されているカセット取扱いルーチンが実
行されて、カセットが排出されるべきであるか否かを決
定する。
次に、所望の最大真空レベルをアップデートする為のス
テップ438が実施されて、オペレータが正面パネル上
の最大真空制御部の設定を変えたか否かを確かめ、この
ことは通知され且つ適切な動作が行われる。ステップ4
41は正面パネル上の最大真空レベル制御部を読み取り
、一方ステップ443はこの所望の最大真空レベルを正
面パネル表示器上に表示させる。ステップ445はセン
サ49によって表される実際の真空レベルを読み取り且
つこの値を最大真空レベル表示区域に隣接する正面パネ
ル表示器上に表示する。
ステップ440はI/Aメインモートルーチンのメイン
ループにおける最終ステップの1つとしてインタラブド
安全チエツクを実施する。このステップはインタラブド
安全変数を読取且つメモリが損傷された場合に本装置を
停止させるべく設定する。このインタラブド安全変数チ
エツクは、それが範囲外であるか否かを決定するモード
コードのチエツク、A/Dタイミングのチエツク、それ
が有効な数値であるこを確かめる為の真空通気タイムア
ウト変数のチエツクから構成されている。
次いで、ループリターンステップ442が処理をステッ
プ364へ戻すべくベクトル化して、モードスイッチが
所望されておりその場合にステップ374が処理を第6
A図のウォームスタートステ、ツブ344へベクトル化
させることをモードチエツクステップが表さない限り、
ループを再度繰り返して開始させる。
第6E図を参照すると、ビトレクトミイモードプロセス
制御の流れ線図が示されている。最初のステップ446
は、インタラブドを初期化させて。
タイマーをインタラブド間の所望の時間に設定し。
且つ表示器のアップデートの周波数及び切断速度バーグ
ラフ表示機の7ツプデートの周波数の間の時間を設定す
°る。又、インタラブドを初期化させて、特定のモード
に関係するサービスルーチンにおけるコードの特定の部
分へ分岐させる。このステップはI/Aモードにおける
ステップ350と同一である0次に、ステップ44已に
おいて、ステップ352,210,286及びI/Aモ
ードからのそれらの全てのサブステップは繰り返されて
、モード名を表示し、カセット挿入を待機し、カセット
の真空完全性をテストし、且つテストの後に真空を通気
させる0次に、ステップ450が実施されて、I/Aモ
ードからのステップ364゜430.434.296及
びそれらの全てのサブステップを繰り返し、キーボード
を読み取ることによってモード変化をチエツクし、水セ
ンサ68及び小型ボトル頂部内の水センサを読み取り且
つ必要に応じて任意の液体転送を実施し、且つカセット
排出スイッチ62をポールしてオペレータがカセットを
排出することを所望するか否かを決定する。
ビトレクトミイ(Vitrectomy)モードにおい
て、プローブの切断速度は、インタラブド3サービスル
ーチンによって制御され且つ真空レベルはインタラブド
1サービスルーチンによって制御される。
ビトレクトミイルーチンのメインループはステップ45
0で開始するが、インタラブドによって制御されるこれ
らの機能に対する補助的なサポートを与える。これらの
補助的な機能の第1は、真空システムの安全性をモニタ
して、それが許容可能な限界内にあることを確保するこ
とである。ステップ454における最初のテストは、最
大真空制御部46の設定を読み取り且つそれを100 
mm11gの定数と比較することである。この解答が肯
定であると、ステップ456のテストが実施されて実際
の真空レベルを表す真空センサ49を読み取り、それが
250−augよりも高いか否かを決定する。
その解答が肯定であると、エラーメツセージがステップ
458において表示される。ステップ456のテストに
対する解答が否定であると、ステップ460のテストを
実施して、最大真空レベルは40m禦ng未満であるか
否かを決定する。このテストに対する解答が肯定である
と、ステップ462のテストが実施されて、実際の真空
レベルは10Q +++@)Igよりも大きいか否かを
決定する。そうであると、エラーメツセージがステップ
464において表示される。テスト454.460.4
62のいずれかに対しての解答が否定であると、真空セ
ンサ49がステップ466で読み取られる0次いで、実
際の真空レベルが大気圧と比較されて、何かが正しくな
いことを表す実際の真空レベルは大気圧よりも大きい正
圧力であるか否かを決定する。
その解答が肯定であると、ステップ470においてエラ
ーメツセージが表示される。その解答が否定であると、
ステップ472のテストが実行されて、フットスイッチ
が押し下げられたか否かを決定する。その解答がフット
スイッチは押し下げられていないであると、処理はベク
トル474によってステップ476ヘベクトル化され、
前述した態様で短い転送を行う。短い転送が実施された
後、第6D図からステップ440.A42.444を繰
り返すことによって、最大真空レベルがアップデートさ
れる0次いで、処理は後述するステップ480へベクト
ル化される。
フットスイッチが押し下げられると、処理はベクトル4
78によってステップ480へベクトル化されて、切断
速度をアップデートする。このプロセスは、ステップ4
82において切断速度制御部50を読取且つステップ4
84において切断速度バーグラフ表示器をアップデート
させることを包含する。最後に、ステップ485におい
て、ステップ440のインタラブド安全性チエツク、第
6D図、が繰り返される1次いで、処理は第6E図にお
けるステップ450へ復帰されて、このビトレクトミイ
モードのメインループを繰り返す。
このビトレクトミイモードの全てに渡って、真空制御及
びプローブ切断速度制御はインタラブド1及び3によっ
て実施される。
モードコードがFragモードであると、処理は第6F
図のステップ486へベクトル化される。このモートル
ーチンにおける第1ステツプはインタラブド1を初期化
させることであり、そのタイマを適切な間隔に設定し且
つインタラブドサービスルーチンにおけるベクトル処理
に対するインタラブドモード変数をこのモードを取り扱
う為の適切なコードへ設定する0次に、ステップ490
において、モード名を表示し、且つステップ492にお
いて、分断用具の存在をチエツクする。ステップ492
は、マイクロプロセサ上の伝送データ直列ポートを介し
Fragケーブルを介して論理ゼロを伝送する為のサブ
ステップ494から抗されている。マイクロプロセサ上
のデータ受は取りボートは、ステップ494において伝
送されるゼロの返送に対してステップ496においてモ
ニタされる。
ステップ498は、Frag(分断)用具から返送され
るゼロの受は取りをテストし、ゼロが返送されないと、
エラーメツセージを表示し、且つゼロが返送されると、
処理をFragモードにおける次のステップへベクトル
化させる。
次に、ステップ500はステップ210及びそのサブス
テップを繰り返して、カセットが正面パネル上の受は器
内に入れられるのを待機する1次いで、ステップ502
はステップ364及びそのサブステップを繰り返して、
モード変化があるか否かキーボードをチエツクする0次
いで、処理はステップ506へベクトル化して、そこで
カセット内の小型ボトルが満杯か否かをチエツクし且つ
それが満杯であると、ステップ430及び434及びそ
れらのサブステップを繰り返すことによって液体転送を
開始させる。
ステップ508は、フットスイッチ48の状態に応じて
、分断用具をターンオン及びターンオフさせることによ
って分断用具を制御する。ステップ508のプロセスに
おける最初のサブステップは、フットスイッチの左又は
右への変位を検知するフットスイッチ上のマイクロスイ
ッチを読み取ることである。このテストはステップ51
0において実施され、テスト510のテストに対する解
答が肯定であると、ステップ512はfrag手動用具
をターンオンさせる。ステップ512を実施した後に、
処理はステップ518へベクトル化されてカセットを処
理するが、そのステップに付いては以下に説明する。
ステップ510のテストがフットスイッチが右へキック
即ち移動されたことを表していると、処理はステップ5
16へベクトル化され、それはFrag用具をターンオ
フさせ且つ処理をステップ518へベクトル化させ、そ
れは第5B図のカセット取扱いステップを繰り返して、
カセット排出ボタンが押されたか否か及びカセットを排
出するのに安全か否かを決定する。次に、ステップ52
0において、真空レベルにエラーがないかチエツクされ
、フットスイッチが押し下げられていない場合には、小
型ボトルから大型ボトルへの短い転送が実施され、且つ
上述した第6E図及び第6F図のステップ454−47
7を繰り返すことによって最大真空がアップデートされ
る。最後に、インタラブド安全性チエツクが、第6D図
からのステップ440を繰り返すことによってステップ
522において実施される。メインループはベクトル5
24によって縁り返され、それは処理を第6F図のステ
ップ502へリターンさせる。分断モードの全てに渡っ
て、インタラブド1は真空レベルに関しての制御を行う
ステップ348における分岐がはさみ比例切断モードで
あると、処理は第6H図のステップ526へベクトル化
される。このモードにおいては。
空気圧力が空気圧駆動はさみハンドピースへ付与される
。付与される圧力の量はフットスイッチの位置に比例す
る。付与することの可能な最大圧力は好適実施例におい
ては20psiである。最初のステップ528は、イン
タラブドを初期化させ且つ正面パネル表示器上にモード
名をプリントすることである、使用される唯一のインタ
ラブドはインタラブド1であり、且つそれはソフトウェ
アタイマのみをアップデートし、このモードでは真空は
全く使用されないので、該タイマがどの様な頻度で表示
器をアップデートするかを制御する0次に、ステップ5
30において、モード変化があるかどうかに付いてキー
ボードをチエツクし、且つ正面パネルカセット排出スイ
ッチをチエツクして、カセットが排出されるべきである
か否か及び上述したモードに関して説明した如くこの様
な動作を行うのに安全であるか否かを決定する。このス
テップは又、近接スイッチ64を読み取ることによって
カセットが近くにあるかどうか、及び前述した如く、そ
れがカセットを把持するのに適切な命令であるか否かを
決定するが、上述した真空チエツクステップを省略され
る。ステップ532において、第2図の入力空気圧力セ
ンサ70を読み取ることによって入力空気圧力をチエツ
クして、適切な空気圧力があることを確保する。このス
テップは、センサをアドレスし、その出力を読み取り。
その結果をテストし、且つ圧力が不適切である場合にエ
ラー表示へ分岐することを包含する。
このモードにおけるメインステップはステップ534で
あって、それはフットスイッチ位置センサを読取、切断
圧力の所望される量を決定する。
この位置センサは、前述した如く、A/D変換器を介し
て読み取られる。ステップ536は、20psiの定数
にフルスケールと相対的な全フットスイッチ位置センサ
変位の割合を掛け合わせることによって所望の空気圧力
を計算する。その結果はD/A変換器40へ送られ、そ
こでライン123上のアナログの「所望圧力」信号へ変
換される。
この信号はリニア弁149を制御して、所望の空気圧力
をはさみハンドピースへ出力させる。
第6B図におけるステップ348がはさみ多切断モード
への分岐となると、第6エ図のステップ540に到達す
る。このモードでは、空気圧はさみハンドピースは一定
の振幅を持っており且つフットスイッチ位置センサによ
って制御される周波数を持った三角形状の空気圧波形で
駆動される。
このモードにおいてはインタラブド3は使用されず、且
つインタラブド1が使用されてリニア弁149を制御し
て、空気圧力を毎棒100回アップデートさせて三角形
状の空気圧波形を実施する。
最初のステップ542は、インタラブドが毎秒100回
発生し且つインタラブド3は漸々発生しない様にインタ
ラブド1及び3を初期化させる。このステップは第6H
図のステップ528と同一である0次に、ステップ54
4が実行され、それは第6H図のステップ530及び5
32と同一であり1.カセット排出スイッチが押された
かを決定し且つカセットを排出するのに安全かを決定し
、モード変化があるかどうかキーボードをチエツクし。
且つはさみハンドピースを必要に応じて使用するのに適
切な空気圧力があることを確保する。カセット近接スイ
ッチも読み取られ、且つ、はさみ比例切断モードに関し
て上述した如く、それが近傍にあると、カセットは引き
込まれる。このモードでは真空を必要としない。
はさみ多切断モードにおけるメインステップはステップ
546であり、その場合フットスイッチ位置センサが読
み取られて、三角形状の空気圧波形の周波数を計算する
。毎分当りの所望の切断数の計算はステップ548で実
施され、毎分当り60回の切断数の定数に位置センサが
読み取られた時に存在するフットスイッチ位置センサの
全可能変位の割合を掛け合わせられる。所望の周波数が
計算されると、その周波数を表す数値はステップ550
においてRAM内でアップデートされる。
この切断周波数変数は、インタラブド1が発生する毎に
毎回読み取られ且つ以下のインタラブド1に関しての説
明から明らかな如く、ステップ寸法を決定する。切断周
波数変数をアップデートした後に、他のモードに関して
上に説明したインタラブド安全チエツクステップを実施
する。次いで、処理はメインループを介して別のパスに
対しステップ544ヘリターンする。
第7図を参照すると、インタラブド1及び3のサービス
ルーチンのフローチャートが示されて1Xる。インタラ
ブド1はステップ554を有する第7A図における詳細
な開始であり、該ステップはインタラブド1タイムアウ
ト及びインタラブド1サービスルーチンへのベクトル化
動作である。ステップ556が続き、それはソフトウェ
アタイマのアップデートであって、表示器のアップデー
トの周波数及び切断速度バーグラフを計時する。このア
ップデートは、特定のモードの間に各表示に対して所望
のアップデート速度を表す為に特定のモードが入れられ
ると時にセットされるRAMから変数を読み取ることを
包含している。
各インタラブドサービスルーチンは、幾つかのモードに
のみ特有なコードを包含している。各サービスルーチン
における全てのコードが何れか特定のモードに対して実
施されるわけではない、現在のモードがサービスルーチ
ンのどの部分かを決定する為に、ステップ558が実施
される。このステップは、新たなモードに入る毎にモー
ド変化ルーチンによってセットされるR A M内のイ
ンタラブドモード変数をチエツクする。この変数は、各
インタラブドのサーブスルーチンのどの部分が本装置が
現在勤作中の特定のモードに関係するかを表す、インタ
ラブドモード変数がチエツクされた後、ステップ560
はサービスルーチンの関係する部分への分岐を行わせる
真空制御が行われるモードが現在のモードであると、ス
テップ562への分岐が発生する。このステップはブザ
ーをアップデートさせ、該ブザーは外科医へ可聴フィー
ドバックを与え、その周波数によって、実際の真空の現
在のレベルを表す。
次に、ステップ564は現在のモードコードをテストし
て、洗浄のみモードが選択されているか否かを決定する
。このモードは真空を使用しないので、解答が肯定であ
ると、ステップ566が実施され、それにより真空レベ
ルがゼロヘセットされ且つフットスイッチ位置センサ位
置を無視する。
フットスイッチが押し下げられているか否かを表すがど
の程度遠くであるかを表すものではないフットスイッチ
位置センサにおけるマイクロスイッチが、次いで、ステ
ップ567において読み取られる。その結果は、洗浄ピ
ンチ弁の制御に対して第6C図におけるテスト400に
よるテストの為にRAM内に格納される。その解答が否
定であると、ステップ568が実施され、フットスイッ
チ位置を読み取る。この数値は計算される迄RAM内に
格納される6次に、最大真空制御部46が読み取られ、
その結果はステップ570においてメモリ内に格納され
る。
次いで、マイクロプロセサが、ステップ572において
所望の真空レベルをフットスイッチ位置が制御するモー
ドに対し所望の真空レベルを計算する。洗浄・吸引モー
ドにおいては、計算はステップ574における如く行わ
れ、即ち550mmHHの定数にステップ570におけ
る最大真空制御に対して得られたフルスケールの割合を
掛け、その結果にステップ568において得られたフッ
トスイッチ位置センサのフルスケールの割合を掛ける。
ビトレクトミイモード又はFragモードが現在の動作
状態であると、計算はステップ579における如〈実施
される。この計算は、400 mm11gの定数にステ
ップ570にける最大真空制御に対して得られたフルス
ケールの割合を掛け、更にその結果にステップ568に
おいて得られたフットスイッチ位置センサのフルスケー
ルの割合を掛けることである0次に、ステップ577を
実施して、センサ49から実際の真空を読取且つRAM
内の実際の真空変数をアップデートする。最後の真空制
御ステップ576は、ステップ572の計算結果を第1
図内のD/A変換器42へ送って、真空制御リニア弁に
より所望の真空レベルを発生させる。
次いで、このサービスルーチンが終了し、且つステップ
578で示した如く、インタラブドが発生した時に出た
点から処理を再開する。
ステップ560の結果がはさみモードへの分岐であると
、ベクトル580はステップ582を発生させ、そのス
テップは多切断又は比例切断モードが所望されるか否か
のテストである。多切断モードが所望される場合、ステ
ップ584が実施されて、RAM内の切断周波数変数を
読取、第101図のステップ550によってセットされ
る如く、空気圧三角波形に対し所望される周波数を決定
する。
所望の周波数が決定された後、ステップ586が実施さ
れて、ステップの大きさ及び新しい圧力レベルを計算す
る。三角空気圧波形は、可変ステップ寸法により毎秒1
00回D/A40へ送られる所望の圧力レベル信号をイ
ンクリメント又はデクリメントすることによって発生さ
れる。ステップの大きさは以下の如く三角波形の周波数
を決定する。最大圧力レベル20psiが予め定義され
、且つインクリメント動作により新しい圧力レベルがこ
の圧力上限と等しくなるか又は越えると、マイクロプロ
セサはその傾向を逆にし且つゼロ圧力に到達する迄ステ
ップ毎に現在の圧力レベルのデクリメント動作を開始し
、ゼロ圧力に到達するとインクリメント動作を再度開始
させる。これらの限界がより遅く又はより早く到達する
様にステップの大きさを変えることによって所望の周波
数が得られる。ステップ586は、所望の周波数と現在
の周波数とを比較し且つその結果に応じてステップの大
きさを増加するか又は減少するステップを表している。
新しいステップ寸法が決定されると、ステップ値は現在
の圧力に付加されるか又は減算されて、新しい圧力を駆
動する。ステップが付加されるか又は減算されるかは現
在の方向に依存し、即ち、波形が正又は負の勾配上にあ
るかということ、又新しい圧力がQ psiと20ps
iの限界の外にあるかどうかということに依存する。新
しい圧力を決定した後、アップデートされた値はD/A
40へ送られて、ステップ588においてりニア弁14
9を適切に調節し、且つステップ590はサービスルー
チンからモートルーチンのメインループへのリターンを
行わせる。
ステップ582のテストが比例切断モードが現在のモー
ドであることを表す場合、インタラブド1サービスルー
チンは何等主要な機能を持っていない、何故ならば、フ
ットスイッチの読取及びリニア弁の制御の作業はモート
ルーチンのメインループに残されているからである。こ
の場合、ステップ592が真空をターンオフし且つソフ
トウェアタイマをアップデートし、このモードに対する
表示アップデート周波数を制御する。その後に、ステッ
プ590が実施されてメインループヘリターンする。
第7C図を参照すると、インタラブド3サービスルーチ
ンの開始が示されている。ステップ594はインタラブ
ド3インタラブド要求を発生するソフトウェアタイマに
よるインタラブド3タイムアウトの発生を表している0
次いで、ステップ596が実施され、それはインタラブ
ド3モード変数をチエツクして、本装置が動作中である
特定のモrドに関係するインタラブド3サービスルーチ
ンにおける関係するコードを決定する。サービスルーチ
ンの関係ある部分が決定された後、そのコードはステッ
プ598へ分岐される。ビトレクトミイモードが選択さ
れると、インタラブド3は、正面パネル上の切断速度制
御部50を読み取り且つ所望の切断速度を計算すること
によってビトレクトミイプローブ切断速度の制御を行う
、このプロセスの最初のステップはステップ600であ
り、それはフットスイッチをテストして、それが右へ移
動されて、外科医がビトレクトミイブローブが正面パネ
ル上の切断速度制御部によって設定された速度で切断を
開始することを望んでいることを表すかどうかを決定す
る。フットスイッチが右へ移動されていないと、その時
には切断は所望されておらず、且つステップ602への
分岐が発生して、インタラブドが発生した時に次に実施
されるべきであったステップがどのようがものであろう
とも、インタラブド3サービスルーチンからビトレクト
ミイモードのメインループへのリターンを行わせる。
フットスイッチが右へ移動されていると、ステップ60
4が実施されて切断速度制御部50を読み取る。このこ
とは、本明細書で前に記載した如くに行われる。基本的
に、ポテンシオメータの一端を介して定電流をワイパー
へ送り且つポテンシオメータを横断してワイパーへの電
圧を読み取ることによって全てのアナログポテンシオメ
ータ値が読み取られる6次に、ステップ606を実行し
て切断速度を計算する。このことは、ステップ6O8に
おいて示した如く行われ、その計算用の方程式が与えら
れる。最小切断速度はフルスケールの0%の切断速度制
御割合に対して毎秒1回の切断である。最大切断速度は
、切断速度制御部の100%の設定に対して毎秒10回
の切断である。
これら2つの極限の間において、切断速度は、1回十切
断速度制御部から読み取られたフルスケールの百分率に
等しい量に毎秒9回の定数を掛けたものである。最後に
、第2図のプローブ制御ソレノイド制御型弁612の状
態がステップ610でアップデートされる。この弁は空
気圧カライン143をビトレクトミイ切断プローブへ接
続させ、且つ制御バス206及び第1図のRAM−l1
0ボート74を介して開閉させることが可能である。
ビトレクトミイ切断プローブの周波数は、弁612を開
閉させることによってマイクロプロセサによって発生さ
れる空気圧力パルスのパルス幅を制御することによって
制御される。空気圧パルスの期間を短くすることによっ
てより高い周波数が得られる。従って、マイクロプロセ
サはステップ606において計算の結果を取り、且つこ
の周波数を得るのに必要なパルス幅を計算する6次いで
、それは弁612の位置に関してそれが維持するデータ
を検査し、それがどれだけ長く開放又は閉止されるかを
決定し且つこの情報を所望のパルス幅と比較する。この
比較から、弁612を開放する又は閉止するかの決定を
行い、且つ適切なデータを弁612用のRAM−l10
ボートへ送りそれを開放又は閉止させる。最後のステッ
プはステップ614におけるサービスルーチンからのリ
ターンである。
ステップ598の分岐がI/Aモードへのものであると
、インタラブド3用のサービスルーチンが洗浄流量、吸
引ライン通気動作、及び逆流機能を制御する。このプロ
セスにおける最初のステップはステップ616であり、
切断速度制御部50を読み取って所望の洗浄流量を決定
する。この制御部50は本装置がどのモードであるかに
よって二重の機能を持っている0次に、所望の流量をス
テップ618において計算するにのステップは。
最小流量の10%に、100%の流量に等しい量にステ
ップ616において読み取られた切断速度制御フルスケ
ール設定の割合を掛けたものを加算させることを包含し
ている。流量を制御する最終ステップは、RAM−l1
0ボート74及び制御バス84及び206を介して第1
図及び第2図の流量ピンチ弁及びピンチピストン89の
ステータスをアップデートすることである。洗浄ピンチ
ピストンはマイクロプロセサによって制御されて、毎秒
2パルスの一定周波数で洗浄溶液を運ぶ手術用管をピン
チオフする。流量は、ステップ618において得られた
結果に基づいてパルス幅を変調することによって制御さ
れる。洗浄ピンチピストンの現在のステータスに関する
データを所望のパルス幅と比較し且つ適切な命令を第2
図のソレノイド操作型弁352へ送るアップデートステ
ップはステップ620として示しである。
ステップ623は真空通気制御における最初のステップ
である、フットスイッチが解放される毎に、吸引ライン
184、小型ボトル、及び吸引ライン63は大気へ通気
されねばならない、これは。
第2図のソレノイド操作型弁274が開放していること
を確保し、且つソレノイド操作型リニア弁85を閉止さ
せてベンチュリ65を介しての加圧空気の流れを阻止す
ることによって行われる。このことは、上述した吸引回
路をベンチュリのスロートを介して通気させる。このプ
ロセスにおける最初のステップはテストロ20であり、
フットスイッチが解放されているか否かを決定する。そ
れが解放されていないと、サービスルーチンがらモード
のメインループへのリターンがステップ621において
実施される。それが解放されると、ステップ622が実
施されて、上述した適切な弁をアドレスし且つ適切なデ
ータをl10ボート及びD/A変換器42へ書き込んで
弁を上述した適切な状態を取らせることによって上述し
た吸引回路を通気させる。次いで、処理はテストロ26
へのベクトル624によってベクトル化される。
テストロ26は、フットスイッチが解放される時にゼロ
カウントに設定される内部インタラプトタイマによるタ
イムアウトに対してのテストである。このタイマがタイ
ムアウトすると、ステップ628が実施され、それによ
りインタラブド1が発生する毎にインタラブド1サービ
スルーチン内でアップデートされるRAM内の実際の真
空レベル変数を読み取る0次いで、ステップ630にお
いてテストが実施され、それにより実際の真空レベルが
01i+mHgへ降下したか否かを決定する。降下して
いると、処理はステップ632へ進行して、逆流制御を
開始する。降下していないと、処理はステップ626へ
戻るべくベクトル化されて別のタイムアウトを待つ、こ
のループの目的は、実際の真空レベルが大気圧に降下し
、真空システムは、所望により、逆流を行う場合に安全
であることを確保する為である。
フットスイッチが右に移動されていると、真空が通気さ
れた後にフットスイッチが解放される毎に逆流が実施さ
れる。このプロセスにおける最初のステップはステップ
632であり、第3図の吸引ピンチ弁256を閉止して
、逆流ピンチプロセスが本装置内に及び手動用具へ向か
って伝播することにより流体圧力が印加されることを防
止する。
次に、ステップ634において、フットスイッチマイク
ロスイッチが読み取られて、フットスイッチが右に移動
されているかを決定する。移動されていれば、第3図の
逆流ピンチ弁92がアドレスされ且つ閉止されて逆流を
発生させる。その後に。
ステップ638を介してそのモードのメインループへの
リターンが為される。フットスイッチが右へ移動されて
いないと、逆流は所望されず、且つサーブスルーチンか
らそのモードのメインルーチンへのリターンはステップ
638において行われる。
第8図を参照すると、はさみ駆動システムの空気圧力を
機械的運動へ変換するハンドピースの機械的構成を部分
断面を取って示しである。本体650はテーパの付いて
外部形状を有しており、安定で移動しない該用具を把持
する為の握り部を与えており、又円筒形状の内部空洞部
652を持っておりそれは環状肩部654で終端してお
り、且つより小さな直径の円筒状ボア656が肩部65
4から本体650のはさみ端における螺設先端部658
の端部へ延在している。はさみ刃及び連結部(不図示)
は螺設先端部658において本体650に取り付けられ
る。はさみ及び連結部の機械的構成は従来公知であり、
この様な装置はグリ−シャバー(Grieshaber
)から市販されている。
空洞部652は、円筒形状のスプリング660を収容し
ており、該スプリングは一端を肩部654によって当接
されており、且つ他端は摺動ロッド664上の別の肩部
662によって当接されている。通気孔653があり、
それは空気圧的に空洞部652と接続されている。この
通気孔の目的は、空洞部652と外側大気との間に何等
圧力差が生じる゛てとを防止する為である。ボア656
内の摺動ロッド666のピストン運動によって発生され
圧力差が形成されることを許容したとすると、空気圧ス
プリングが形成され、それが本システムの線形性を阻害
する0通気孔653の別の目的は、安全対策上である。
ダイアフラムが破壊すると、通気孔は入ってくる空気圧
力を大気へ通気させて高圧空気が目の中に入ることを防
止する。スプリング660の目的は、螺設端部658と
は反対の本体650Bの端部内に螺着された調節螺子の
端部670によって与えられるストップに向かって摺動
ロッド664をバイアスさせる。従って、摺動ロッド6
64は後退位置を持っており、即ち、摺動ロッド664
を螺設先端部658へ向けて付勢する傾向の入力空気圧
力が存在しない場合に螺設先端部658から離れて位置
される。この後退位置の正確な位置は、調節螺子672
に取り付けたノブ674を回転させることによって設定
させることが可能である。このことは、外科医が、はさ
みの刃の最大の開放量を制限することを可能とする。摺
動ロッド664はシャフト乃至は突出部分を持っており
、それはボア656内に摺動自在に挿入しており且つそ
れにより機械的に案内され且つ支持されている。該ロッ
ドの一端666は、管668に入力される空気圧力の影
響下で螺設先端部658へ向かって該ロッドが摺動場合
に、はさみの刃に取り付けた機械的連結部上に押圧力を
与える。
空気圧ホースによって第2図の空気圧ライン131へ接
続されている管668に入力する圧力下の空気は室67
Gに入り、該室676の1つの壁は可撓性のシリコーン
ダイアフラム678である。
このダイアフラム678は任意の公知の態様で室678
の壁に取り付けられている。好適実施例において、本体
650は2つの半割650A及び650Bから構成され
ており、それらは組み合わされ且つその境界面に小さな
室680を画定する。
ダイアフラムは外側端部上にビードを持っており、それ
は2つの半割が組み立てられる前にこの室680内に位
置される。螺設保持用リング682が半割650B上の
螺子684上に螺合されて、それを半割650Aとの組
合せ関係に維持させている。ダイアフラム678の内側
端部686は摺動ロッドの中央部分688に接合されて
いる。ダイアフラム676は螺設端部658と反対の本
体の端部における摺動ロッド664の機械的な支持及び
中心整合を与えている。調節の端部692の周辺の周り
のシール用0リング690は空洞部676のシールを完
全なものとしている。
加圧空気が空洞部676に入ると、圧力がダイアフラム
676に作用してダイアフラムを螺設端部658へ向か
って押す傾向の力を発生する。この力は、それがピスト
ンの頂部であるかの如く、ダイアフラム678上に作用
する圧力によって摺動ロッド664へ伝達される。この
摺動ロッド664に作用する力はスプリング660によ
ってセットアツプされるバイアスによって対抗されるが
空気の力が十分に強ければ、その力は摺動ロッドを螺設
端部658へ向かって移動させ、それはスプリングの圧
縮力が空気圧によって発生される力と等しくなるパイア
スカを発生する進行われる。
その時点で、摺動ロッドは、空気圧の力が増加するか又
は減少する迄移動を停止する。空気圧の力が増加するか
又は減少するかが摺動ロッド664の次の移動方向を決
定する。摺動ロッド664の最大移動は、摺動ロッド6
64の肩部662と係合する肩部694によって制限さ
れ、又移動が十分に大きい場合にはブレード機構上のス
トップによって制限される(どちらか先に発生する方)
ダイアフラムの余分な物質のループ696はダイアフラ
ムが膨張するのに十分な弛みを与えている。
このループ696は、ダイアフラムが空気で充填され且
つ伸長せずに移動することを可能とすることによって本
システムの線形性を保存することを助けている。ダイア
フラムがループ696が無い為に伸長されるとすると、
弾性力がダイアフラムの伸長動作に抵抗し、それはスプ
リング660によって与えられる力を越えて摺動ロッド
666の運動に抵抗する傾向の力を増加させる。この増
加は本システムの応答を支配する方程式を変化させ、そ
れを非線形とさせる。
はさみハンドピースは空気圧的に駆動されるビトレクト
ミイプローブとは異なっている。何故ならば、ブッシン
グとして機能するボア656と摺動ロッド664用の軸
受との間に緩い嵌合があり。
且つビトレクトミイプローブにおける同心的管がきつい
嵌合で長い干渉ゾーンであるのと比べて、ボア65G及
び摺動ロッド664の間は比較的短い干渉乃至は軸受ゾ
ーンである。このことが可能であるのは、はさみは真空
シールを必要とせず且つ切断作用は、同心円的管でその
内側管が外側に刑せされている切断エツジと相対的に移
動してビトレクトミイプローブ切断作用を行う同心的管
の間のかたい嵌合による代りに、はさみの刃によって行
うからである。従って、緩い嵌合が可能とされており、
それは移動する部材間の摩擦を著しく減少させる。短い
干渉距離とすることが可能であるのは、はさみの刃が作
業区域内へ適切な延長部を与えるからであり、該プロー
ブは作業区域内へ適切な延長部をあたえねばならない、
このことは。
互いに干渉せねばならない同心的管の長さを増加し、そ
れは又摩擦を増加させる。
以上1本発明の具体的実施の態様に付いて詳細に説明し
たが、本発明はこれら具体例にのみ限定されるべきもの
では無く、本発明の技術的範囲を逸脱すること無しに種
々の変形が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
第1A図及び第1B図は本発明のシステムの装置を示し
たブロック線図、第2A図及び第2B図は空気圧システ
ム及び真空システム及び真空及び空気圧制御システムの
一部を示したブロック線図、第3図は流体の流れと真空
ラインと流体の流れを制御するのに使用される弁を示し
たカセット液体取扱いシステムのブロック線図、第4A
図及び第4B@は真空制御システムエレクトロニクスの
概略図、第5A図及び第5B図は好適実施例のカセット
取扱いプロセス及び逆流プロセスのフローチャート図、
第6A図乃至第6I図は本システムが種々の動作モード
において実施する種々のプロセス及び種々のモード及び
モード間の変化へ入り且つ制御する為に制御回路によっ
て実施されるプロセスのフローチャート図、第7A図乃
至第7D図はモードを制御する為に使用される2つの主
要な制御インタラブドのフローチャート図、第8図はは
さみハンドピースの一部断面概略図、である。 (符号の説明) 650:本体 652:空洞部 654:肩部 656:円筒ボア 658:螺設先端部

Claims (26)

    【特許請求の範囲】
  1. 1. 目の手術作業を支持する装置において、中央処理
    装置、前記中央処理装置に接続されておりユーザが決定
    したレベルで洗浄従来及び吸引真空を供給する手段、前
    記中央処理装置に接続されており空気圧によって駆動さ
    れるハンドヘルド型はさみの操作制御を与える手段、前
    記中央処理装置に接続されており切断装置の制御を与え
    る手段、前記中央処理装置に接続されておりビトレクト
    ミイプローブの制御を与える手段、上記の用具及び手段
    をユーザが選択した或るモードにおいて選択されるもの
    のみを前記中央処理装置によって制御させる手段、を有
    することを特徴とする装置。
  2. 2. 特許請求の範囲第1項において、前記洗浄流体及
    び吸引真空を供給する手段が吸引した流体を貯蔵する2
    個の貯蔵ボトルを持ったカセットを有しており、その1
    つのボトルは他のボトルよりも実質的により小さく、且
    つ前記より小さなボトルが満杯になる迄その中へ流体を
    吸引させ、満杯になると前記吸引した流体を前記より小
    さなボトルが空になる迄前記より大きなボトルへ貯蔵さ
    せる為により大きなボトルへ転送させ、空になると再度
    前記より小さなボトル内への流体の吸引を行わせる手段
    を有していることを特徴とする装置。
  3. 3. 特許請求の範囲第2項において、前記洗浄流体及
    び吸引真空を供給する手段が、ユーザによって決定され
    る最大の所望の真空と相対的な真空レベルにおける真空
    レベルを確立する手段を有しており、実際の真空はユー
    ザが操作する制御部からの信号のリニア関数であること
    を特徴とする装置。
  4. 4. 特許請求の範囲第3項において、実際の真空レベ
    ルをモニタし且つ変化する吸引条件を考慮して実際の真
    空をユーザによって設定された現在の相対的な所望の真
    空レベルへ可及的に近接させて実際の真空を維持する為
    に真空発生プロセスを調節する手段を有することを特徴
    とする装置。
  5. 5. 特許請求の範囲第4項において、前記はさみの操
    作制御を与える手段が、多切断モードにおいて固定した
    振幅の周期的な空気圧駆動波形の周波数を制御する手段
    、及び足で操作される制御部からの信号を前記足で操作
    される制御部からの信号の振幅に比例する空気圧で駆動
    されるはさみ刃閉止へ直線的に変換する手段を有してい
    ることを特徴とする装置。
  6. 6. 真空発生システム、空気圧供給システム、洗浄流
    体供給システム、一方が他方よりも小さき2つのボトル
    を持っており吸引した流体を貯蔵するシステム、中央処
    理装置、及び複数個の電気的に制御可能な弁及びユーザ
    が操作可能な制御部及び前記中央処理装置に接続されて
    いる表示装置を持った外科用具の操作方法であってはさ
    みを駆動するステップを有する方法において、はさみ多
    切断モードか又ははさみ比例切断モードの何れが所望さ
    れているかを表すユーザが操作する制御部からの信号を
    読み取り、多切断モードが前記ユーザが操作する制御部
    からの該信号によって表わされている場合には、ユーザ
    が操作する制御部からの信号を前記ユーザが操作する制
    御部がポートへ供結する該信号によって決定される周波
    数の周期的空気圧駆動波形へ変換させ、且つ前記ユーザ
    によって操作される制御部からの該信号によって比例的
    切断モードが表されている場合には、ユーザが操作する
    制御部からの信号を前記ユーザが操作する制御部からの
    信号のリニア関数である任意の特定の時間における圧力
    を持った空気圧駆動波形へ変換させる、上記各ステップ
    を有することを特徴とする方法。
  7. 7. 特許請求の範囲第6項において、ユーザが操作す
    る制御部を読取且つそこからの信号を前記ユーザが操作
    する制御部からの信号の大きさのリニア関数である真空
    レベルへ変換させることを特徴とする方法。
  8. 8. 特許請求の範囲第7項において、所望の真空のレ
    ベルを表す信号のレベルを確かめる為にユーザが操作す
    る制御部を読み取り且つ前記プローブへ供給する真空の
    所望のレベルを直線的に発生させる為に前記弁及び前記
    真空発生システムへの制御信号へ前記信号を変換させる
    ことを特徴とする方法。
  9. 9. はさみ刃及び把持する為の本体を具備するはさみ
    を空気圧によって駆動する能力を与える装置において、
    前記本体に可動的に接続されている移動部材であって前
    記部材と前記本体との間の相対的運動の間に過剰の摩擦
    を受けない様な態様で接続されている移動部材、印加さ
    れた空気圧の量に比例する距離に対応する前記移動部材
    の移動へ空気圧力を変換させる手段、を有することを特
    徴とする装置。
  10. 10. 特許請求の範囲第9項において、ユーザによっ
    て設定される所定の圧力変動の周波数で時間に関して所
    定の圧力変動を持っており前記変換させる手段へ加圧空
    気を導入する手段を有することを特徴とする装置。
  11. 11. 特許請求の範囲第10項において、ユーザによ
    って操作されるフットスイッチ位置センサの変位量に比
    例する圧力を持った加圧空気を前記第2室内へ導入する
    手段を有することを特徴とする装置。
  12. 12. 特許請求の範囲第11項において、前記移動部
    材の移動を制限する調節手段を有しており、前記加圧空
    気を導入する手段はマイクロプロセサ手段を具備してお
    り、それは時どきフットスイッチ位置センサにその時に
    存在する全変位の割合を計算し、この割合を定数と掛け
    合わせ、且つその結果をD/A変換器手段へ送って数値
    をアナログ信号へ変換させ、該アナログ信号はそれに比
    例する加圧空気のオリフィスへの流れをゲート動作させ
    る為のリニア弁手段を制御し、該オリフィスは前記オリ
    フィスの室から前記第2室への空気ラインを持っている
    ことを特徴とする装置。
  13. 13. はさみに対して空気圧駆動を与える方法におい
    て、フットスイッチ位置センサの位置を空気圧力の比例
    する量へ変換し、前記空気圧力をはさみ駆動ハンドピー
    スへ付与し、前記空気圧力の量を前記ハンドピースの可
    動部分の移動へ変換し、その移動が前記圧力の量に比例
    するはさみ刃の閉止を行わせる、上記各ステップを有す
    ることを特徴とする方法。
  14. 14. 特許請求の範囲第13項において、前記フット
    スイッチ位置を圧力に変換するステップにおいて、前記
    フットスイッチの位置を前記フットスイッチの変位量に
    比例する周波数を持った空気圧力波形へ変換させること
    を特徴とする方法。
  15. 15. 特許請求の範囲第14項において、前記フット
    スイッチ位置を圧力へ変換させるステップは、前記フッ
    トスイッチの位置を前記フットスイッチの位置に比例す
    る圧力へ変換することを特徴とする方法。
  16. 16. 特許請求の範囲第15項において、前記空気圧
    力を移動へ変換させるステップにおいて、前記圧力をは
    さみハンドピース内の空洞へ付与し、前記ハンドピース
    の1つの壁は可動部材に接続された可撓性のダイアフラ
    ムであって前記空気圧力が前記部材を移動させる傾向の
    方向における移動に対して前記部材を付勢させるスプリ
    ングを持っており且つ前記移動部材上に作用する前記ス
    プリング付勢力が該移動部材上に作用する空気圧によっ
    て発生される力と等しくなる迄前記室が膨張することを
    許容することを特徴とする方法。
  17. 17. 真空貯蔵器を有する真空制御装置において、所
    望の真空レベルを表す信号を実際の真空レベルを表す信
    号と比較し且つその差を表す誤差信号を発生する手段、
    前記誤差信号を前記誤差信号の関数である流量を持った
    加圧空気の流れへ変換する手段、前記加圧空気の流れを
    真空又は大気圧以下の圧力ヘ変換させるベンチュリ、前
    記真空を使用して物質を吸引しその際に所望の真空レベ
    ルと相対的に実際の真空レベルに変化を生じさせる手段
    、前記真空のレベルを検知し且つ実際の真空レベルを表
    す信号を発生させるセンサ手段、を有することを特徴と
    する装置。
  18. 18. 特許請求の範囲第17項において、前記誤差信
    号を加圧空気の流れへ変換する手段が、リニアソレノイ
    ドで動作される弁のコイルを駆動する電圧・電流変換器
    を有しており、前記コイルを介して流れる電流のレベル
    に従って該弁を介しての加圧空気の流量を変化させるこ
    とを特徴とする装置。
  19. 19. 特許請求の範囲第18項において、前記センサ
    手段は前記ベンチュリのスロートに空気圧的に接続され
    ており且つ変化する真空レベルと共に変化するインピー
    ダンスのブリッジを持った真空トランスデューサを有し
    ており、更に前記ブリッジを介して一定電流を駆動させ
    る定電流源を有することを特徴とする装置。
  20. 20. 特許請求の範囲第17項において、所望の真空
    レベルを表す足で操作されるセンサ、足で操作される位
    置センサの位置を所望の真空レベルを表すデジタル信号
    へ変換する第1手段、前記デジタル信号をアナログ形式
    で発生されるべき所望の真空レベルをあわらす信号へ変
    換させる第2手段、を有することを特徴とする装置。
  21. 21. 特許請求の範囲第20項において、発生される
    べき最大真空レベルを表すユーザが操作することの可能
    な制御部及び前記第1変換手段からの所望真空レベル信
    号を前記足で操作される制御部の変位に対してリニアな
    関係でゼロと前記ユーザが操作する制御部によって表さ
    れる最大真空レベルとの間の所望の真空レベルを表すデ
    ジタル信号へ変換させる処理手段を有することを特徴と
    する装置。
  22. 22. 変化する条件にも拘らずシステム内の実際の真
    空レベルを所望の真空レベルへ可及的に近付けて制御す
    る装置において、ユーザが最大許容可能な真空及び所望
    される最大真空の現在の所望百分率を特定することを許
    容し且つそのことを表す信号を発生する手段、現在所望
    される真空レベルを表す信号を真空発生装置を適宜制御
    することによって物質の吸引の為に使用する実際の真空
    へ変換させ且つ変化する吸引条件によって発生される実
    際の真空レベルにおける変化をモニタし且つ実際の真空
    レベルを所望の真空レベルと実質的に近接した維持する
    べく試みる為に前記真空発生装置の制御を調節する手段
    、を有することを特徴とする装置。
  23. 23. 実際の真空を変化する条件に渡り所望の真空と
    可及的に近接すべく制御する方法において、ユーザによ
    って所望される最大許容真空及び現在所望される最大許
    容真空の百分率を決定する為にユーザが操作可能な制御
    部を読み取り、適宜真空発生装置を制御することによっ
    て所望の真空レベルに従った実際の真空を作りだし、前
    記真空を使用して物質を吸引しその際に吸引条件が変化
    すると共にじっさいらの真空レベルを変化させ、実際の
    真空レベルにおける変化をモニタし且つ前記真空発生装
    置を調節して実際の真空を前記所望の真空レベルの実質
    的に近接するレベルに維持することを特徴とする方法。
  24. 24. 特許請求の範囲第23項において、該所望の真
    空レベルを信号へ変換し、該実際の真空レベルを信号へ
    変換し、該所望の真空レベル信号と該実際の真空レベル
    信号を比較し且つその差を表す誤差信号を発生させ、前
    記誤差信号を前記誤差信号の大きさに比例する流量を持
    った加圧空気の流れへ変換し、前記加圧空気の流れを使
    用して前記真空をベンチュリ内に発生されることを特徴
    とする方法。
  25. 25. 特許請求の範囲第23項において、足で操作さ
    れる位置センサを読み取って所望の真空レベルを表す信
    号を得、最大真空制御を読み取って所望の最大許容真空
    レベルを表す信号を得、前記足で操作される位置センサ
    のフルスケール変位の百分率を計算し且つこの百分率に
    ユーザによって示された最大許容真空レベルを掛けるこ
    とによって所望の真空レベル信号を発生させることを特
    徴とする方法。
  26. 26. 特許請求の範囲第25項において、前記誤差信
    号を加圧空気の流れへ変換させるステップにおいて、該
    誤差信号を該誤差信号の大きさに比例する電流へ変換し
    、前記電流をソレノイドによって操作されるリニア弁の
    コイルを介して通電させ、加圧空気の流れを前記リニア
    弁を介して通流させることを特徴とする方法。
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