KR20100099188A

KR20100099188A - 안과 수술용 시스템을 위한 공기 필터

Info

Publication number: KR20100099188A
Application number: KR1020107013470A
Authority: KR
Inventors: 로스 피터 존스
Original assignee: 보오슈 앤드 롬 인코포레이팃드
Priority date: 2007-12-21
Filing date: 2008-12-18
Publication date: 2010-09-10
Also published as: ES2368367T3; BRPI0822094A2; HK1149469A1; KR101460396B1; EP2240142B1; CN101902995A; JP2011507624A; JP5383702B2; CN101902995B; US8061216B2; US20090158812A1; WO2009085925A1; CA2708276A1; CA2708276C; ATE520378T1; EP2240142A1

Abstract

흡인 유동 측정 시스템에서, 통과하는 흡인 유체 유동을 수용하기 위한 유동 채널(108)이 제공된다. 유동 측정 시스템은 흡인 유동 측정 챔버(102)와, 유동 채널(102)을 통과하는 유체 유량을 나타내는 본래의 신호를 발생시키도록 구성되는 유동 센서를 포함한다. 제어 시스템(200)은 유동 측정 챔버(102)를 통과하는 유동을 나타내는 신호를 모니터링하도록, 그리고 본래의 신호(250) 값이 기포의 존재에 의해 야기된 분열을 나타낼 때를 결정하도록 구성되며, 제어 시스템(200)은 분열을 나타내는 어떠한 신호 값도 배제되는 유량의 필터링된 신호(260)를 발생시킨다.

Description

안과 수술용 시스템을 위한 공기 필터{AIR FILTER FOR OPHTHALMIC SURGICAL SYSTEM}

본 발명은 수술용 펌프 시스템에서 흡인 유량을 감지하는 것에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 안과 수술용 펌프 시스템에서의 유동 측정에 관한 것이다.

이 부분에서의 기재는 본 발명과 관련된 배경기술 정보만을 제공하고 종래 기술을 구성할 수 없다.

흡인 튜브를 통과하는 유체의 유동 및 유량은 안과 수술을 포함한 수술 중에 중요하다. 안과 미세 수술 동안에, 작은 탐침은 조직을 제거하기 위해 수술 위치 내로 삽입되고, 탐침을 통해 유체가 수술 위치 내로 주입될 수 있다. 또한, 주입 유체는 상기 위치로부터 흡인될 수도 있다. 또한, 수술용 카세트는 흡인된 유체의 수집을 제공하도록 수술용 탐침에 결합될 수도 있다. 수술 흡인 유량의 측정은 안과 수술용 장비의 안전한 제어를 제공할 수 있다는 점에서 가치가 있다. 그러나, 흡인 측정 장치 내에서의 다른 인자들 중 기포의 통과는 유량의 측정이 달성되는 것을 어렵게 할 수 있다.

따라서, 기포의 어떠한 효과도 제거하거나 크게 감소시킴으로써 유량의 정확한 측정을 허용하도록 공기 필터링 또는 전환 수단을 일회용 수술용 카세트에 합체하는 것이 바람직하다.

본 발명은 흡인 유동 측정 시스템이 제공되는 안과 수술용 시스템에 관한 것이다. 흡인 유동 측정 시스템의 일 실시예에 따르면, 통과하는 흡인 유체 유동을 수용하기 위한 유동 채널이 제공된다. 유동 측정 시스템은 유동 채널을 통과하는 유체 유량을 나타내는 신호를 발생시키도록 구성되는 흡인 유동 측정 장치를 더 포함한다. 제어 시스템은 흡인 유동 측정 장치에 의해 발생된 신호를 모니터링하도록, 그리고 신호 값이 기포의 존재에 의해 야기된 분열을 나타낼 때를 결정하도록 구성되며, 제어 시스템은 분열을 나타내는 어떠한 신호 값도 배제되는 유량을 나타내는 필터링된 신호를 발생시킨다.

또한, 적용 영역은 여기에 제공된 설명으로부터 명백해질 것이다. 설명 및 특정 일례는 단지 예시 목적으로 의도된 것이고 본 발명의 범주를 제한하도록 의도되지 않는다는 것이 이해되어야 한다.

본원에 기재된 도면은 단지 예시 목적일 뿐이고, 어떤 방식이로든 본 발명의 범주를 제한하도록 의도되지 않는다.
도 1은 본 발명의 원칙에 따라 안과 수술용 시스템을 위한 유동 장치의 일 실시예에 대한 하우징의 일부의 절결 사시도이다.
도 2는 본 발명의 원칙에 따라 흡인 유동 측정 센서를 포함하는 콘솔을 도시한다.
도 3은 분열 발생과 공칭 유량을 반영하는 흡인 유동 측정 신호의 그래프를 도시한다.
도 4는 다수의 유동 분열 발생을 반영하는 흡인 유동 측정 신호의 그래프를 도시한다.
도 5는 본 발명의 원칙에 따라 본래의 흡인 유동 측정 신호 및 필터링된 유동 측정 신호의 그래프를 도시한다.
도 6은 본 발명의 원칙에 따라 분열된 흡인 유동 측정 신호 및 필터링된 유동 측정 신호의 그래프를 도시한다.
도 7은 본 발명의 원칙에 따라 미리 정해진 기간을 초과하는 분열된 흡인 유동 측정 신호의 그래프를 도시한다.
도 8은 본 발명의 원칙에 따라 신호 값이 유량의 높은 비율의 증가 또는 단차부를 나타내는 흡인 유동 측정 신호의 그래프를 도시한다.
도 9는 분열 기간 동안에 계산된 필터링된 신호로부터 배제되는 기포 분열과 관련된 다수의 스파이크 신호 값을 갖는 본래의 데이터 신호를 도시한다.
도 10은 미리 정해진 기간보다 큰 분열 동안에 오류 신호가 출력되는 경우에, 필터링된 신호로부터 배제되는 기포 분열과 관련된 다수의 스파이크 신호 값을 갖는 본래의 데이터 신호를 도시한다.
도 11은 본 발명의 원칙에 따라 유동 측정 신호를 필터링하기 위한 방법의 흐름도를 도시한다.
도 12는 본 발명의 원칙에 따라 유동 측정 신호를 필터링하기 위한 대안의 논리 방법을 도시하는 신호 다이어그램을 도시한다.

이하 설명은 사실상 단지 예시적인 것이고, 본 개시 내용, 적용 또는 용도를 제한하도록 의도되지 않는다. 도면 전반에 걸쳐서, 대응하는 도면부호는 유사하거나 대응하는 부품 및 특징부를 지시한다는 것이 이해되어야 한다.

다양한 실시예에서, 유동 측정에 대한 기포의 영향을 걸러내도록 구성되는, 안과 수술용 시스템을 위한 흡인 유동 측정 제어 수단이 제공된다. 안과 수술용 시스템은 흡인 유동 측정 시스템이 합체될 수도 있는 카세트를 포함할 수도 있다. 또한, 안과용 시스템은 피드백 제어 루프를 가질 수 있고, 여기서 흡인 유동 경로에서의 유동 측정 수단으로부터의 신호는 원하는 유량과 비교된다. 이후, 신호는 유량을 증가시키거나 감소시키기 위해 비례 밸브와 같은 진공 제어 장치로 전송된다. 이러한 카세트 또는 유동 제어 시스템의 일부의 일례가 도 1에 도시된다. 부분적인 카세트 하우징(100)은 입구(104) 및 출구(106)를 갖는 전극 단자 챔버(102)를 포함한다. 도시되지 않은 카세트의 일부는 본질적으로 수집 용기부 및 튜빙 연결부이고, 이는 임의의 공지된 안과 수술용 카세트일 수 있다. 전극 단자 챔버로의 입구(104)는 수술 위치로부터 흡인된 유체를 수용하기 위해 유동 채널(108)과 연통한다. 전극 단자 챔버(102)를 통해 유동하는 유체는 전기 전도성 식염수를 일반적으로 포함한다. 전극 단자 챔버(102)는 이격 관계로 서로 대향 배치되는 제1 전극 단자(130) 및 제2 전극 단자(140)를 더 포함하고, 이에 따라 전극 단자 챔버(102)를 통해 유동하는 유체의 유량을 나타내는 적어도 하나의 전기 신호를 발생시킨다. 하우징(100)의 단자 챔버를 통과하는 유체의 유동은 도 2에 도시된 콘솔(200) 내의 홀 효과 센서에 의해 검출된다. 하우징(100)을 통과하는 유체의 유동은 수집 카세트(206) 내에 바람직하게 수용된다. 홀 효과 센서는 도 1에 도시되지 않았지만, 미국특허 제6,599,277호 및 제6,634,237호에 개시되어 있고, 이들 특허는 본 출원의 현 양수인에게 양도되고 본원에 참조로 포함된다. 홀 효과 센서는 전극들(130, 140)에 대해 작동식으로 위치 설정된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 전극 및 홀 효과 센서는 연결부(204)를 통해 프로세서(202)로 연결된다. 그러나, 홀 효과는 낮은 필드 감도(field sensitivity)로 인해 매우 작은 전기 신호를 발생시키기 때문에, 유체 내의 기포는 단자에서 발생된 신호를 발산할 수 있고(throw off), 안과 수술용 펌프 시스템의 유동 감지 성능에 악영향을 미치거나 일시적으로 방해할 수 있다. 홀 센서가 2개의 전극 사이에서 유체를 통한 전기 전도성에 의존하기 때문에, 기포는 센서 신호를 분열시킨다(disrupt). 작은 기포는 전극들 사이의 전기장 경로를 비틈으로써 신호 교란을 발생시킬 수 있다. 유사하게, 큰 기포는 전극들 사이에 전도성 또는 경로를 파괴함으로써 신호 교란을 발생시킬 수 있다. 어느 영향도 신호의 크기에 좌우되지 않는다는 것을 주의하기로 한다.

본 발명의 일 태양에 따르면, 유동 측정 제어 시스템은 흡인된 유체 유동에서 기포의 존재를 확인하도록, 그리고 흡인된 유체 유동에서 기포를 반영하는 유체 유동 신호의 일부를 검출하도록 구성된다. 기포가 유동 감지 전극 단자(130 및 140) 근처에 존재하는 경우에 생성되는 흡인 유동 신호의 이들 일부 또는 부분은 도 3에 도시된 바와 같이 감지된 유량 신호에 잘못된 스파이크(spike)를 야기할 수도 있다.

도 3을 참조하면, 0 ml/분보다 높은 공칭 유량을 반영하는 흡인 유동 측정 신호의 그래프가 도시되어 있다. 대략 21.95 초에서 시작되고 대략 22.1초에서 종결되는 흡인 유동 신호의 일부는 50 ml/분의 유량을 초과하는 변칙의 스파이크를 포함한다. 이 신호 스파이크는 유동 챔버(102)에서 또는 그 근처에 존재하는 기포의 존재를 나타낸다.

가능한 경우, 유체 측정 제어 시스템은 기포가 유동 챔버(102)에 또는 그 근처에 존재하는 경우에 발생되는 유동 신호의 잘못된 부분 또는 아티팩트(artifact)를 제거하도록 구성된다. 이러한 제거는 도 4에 도시된 바와 같이 필터링된 신호가 제공될 수 있게 한다. 필터링된 신호는 흡인 유동 측정 수단에 의해 생성되는 (도 4에 도시된) 본래의 신호 내에서 발견되는 어떠한 스파이크에 의해서도 영향을 받지 않는다.

이 특성은 기포가 서지(surge) 또는 컴플라이언스(compliance) 문제를 야기할 수 있거나, 느슨한 피팅(loose fitting)을 나타낼 수 있기 때문에 중요하다. 따라서, 기포와 관련된 신호 분열을 검출하여, 더 안전한 안과 수술 절차를 허용한다. 또한, 본래의 신호(250)가 도 5에 도시된 본래의 신호(250)에서 스파이크 또는 파동의 영향 없이 유량의 상승을 정확하게 반영하는 필터링된 신호(260)로 전환되기 때문에, 기포의 존재로 인한 유동 신호 오류 또는 아티팩트를 제공하는 것은 유량계 신호에 좌우되는 임의의 제어 시스템이 더욱 확고하게 작동하게 한다.

본 발명의 다른 태양에 따르면, 흡인 유동 측정 신호의 잘못된 부분을 검출하고 제거하기 위한 알고리즘이 제공된다. 알고리즘은 필터를 사용하여 신호를 처리함으로써 기포로 인한 신호 분열을 본질적으로 처리한다. 유동 측정 제어 시스템의 제1 실시예에서, 제어 시스템 또는 알고리즘은 도 6에 도시된 바와 같이 대략 0.1초 길이 중앙값 필터를 채용하는데, 이 기간에서 분열은 도면부호 270으로 도시된다. 상기 중앙값 필터는 가장 큰 기포를 제외한 모든 기포로 인한 분열을 제거하는데 효율적인 것으로 발견되었다. 또한, 0.1초 중앙값 필터는 신속히 연속되는 여러 기포를 처리할 수 있다. 또한, 필터는 주로 교류 라인 전압에 의해 야기된 간섭으로 인한 유동 신호에서의 노이즈를 없앤다(smooth out).

상기 기술된 실시예는 선형 평균 필터가 아닌 중앙값 필터를 채용하지만, 또한 선형 평균 필터가 채용되거나, 중앙값 필터와 평균 필터의 조합이 채용될 수 있다. 예컨대, 알고리즘은 유량 값의 40% 내지 60%의 신호 데이터 윈도우를 평균할 수 있다. 제1 실시예에서의 0.1초 중앙값 필터는 신호 분열 또는 단조 과도기(transient)(예컨대, 도 8에 도시된 바와 같은 유동 단차부)에 신속하게 응답하는 바람직한 필터 실시예이다.

더 구체적으로, 제1 실시예의 알고리즘은 신호 크기, 시간에 따른 변화율(일계 도함수), 가속도(이계 도함수)에 대한 임계치 또는 이들 모두에 대한 임계치의 조합을 설정하는 것에 기초하여 신호 분열을 검출한다. 예컨대, 신호 크기 및 변화율은 일계 도함수(시간에 따른 변화율) 및 이계 도함수를 사용하여 유도될 수도 있다.

제어 시스템의 신호 프로세싱과 관련하여, 제1 실시예에서의 본래의 유동 측정 신호는 500 Hz에서 바람직하게 샘플링되거나 출력된다. 모든 측정된 샘플에서, 이차 함수는 10개 샘플의 윈도우에 피팅된다. 10개 샘플의 윈도우는 (50 Hz에서의) 교류 사이클에 상응하고, 이에 따라 주 또는 라인 전압 공급원의 파형 크로싱(waveform crossing)으로 인해 사인 파동(sinusoidal fluctuation)에 대해 민감하지 않다. 이 피팅은 c0(상수 항), c1(일차 항) 및 c2(이차 항) 계수를 생성하여 3×1 벡터 행렬

에 기입된다.

보정 프로세스에서, c,

및 그의 공분산행렬 C의 평균 값은 정상 작동 상태(즉, 정상 유동 과도기를 갖고 신호 분열이 없음)을 나타내는 데이터로부터 계산된다. 정상 작동 상태로부터,

는 0으로 설정될 수 있고, C는 아래 대각 행렬

로 설정될 수 있다.

여기서, n은 측정된 유동 신호의 일반적인 노이즈 크기이고, f는 2차 피팅(50Hz에 대응하는 10개 샘플의 윈도우)을 위한 윈도우 길이에 관련된 특성 진동수이다.

(1), 또는

c0 < 0 (2)

인 경우 신호 분열이 발생하는 것으로 결정된다.

여기서, 제1 조건 (1)은 신호가 3 초과 표준 편차들만큼 정상 거동과 상이할 때를 확인하고, 제2 조건 (2)은 유동 측정값이 네거티브일 때를 확인한다. 제1 조건 (1)은 이에 따라 신호 크기 임계치를 설정하고, 신호 크기 임계치를 초과하면 신호 분열이 발생된 것으로 결정된다. 제2 조건 (2)은 네거티브 유동이 안과 수술 절차를 위한 흡인 유동 적용에서 예측되지 않기 때문에 신호 분열을 나타낸다. 그러나, 이러한 제2 조건 (2)은 다른 적용에서 네거티브 또는 역방향(reverse) 유동 상태가 발생할 수 있는 경우에 제거될 수 있다.

제어 시스템은 값이 임계치를 초과하는 경우에 분열의 발생을 결정하기 위해 상기 신호 프로세싱 방정식을 사용할 수도 있다. 다르게는, 제어 시스템은 일반적이지 않은 높은 유량, 일반적이지 않은 높은 유량 변화율, 일반적이지 않은 높은 이계 도함수, 또는 이들의 조합을 검출할 때 분열의 발생을 결정할 수도 있다.

바람직하게는, 제어는 미리 정해진 기간 내에 있는 미리 정해진 개수의 신호 샘플 값에 기초하여 필터링된 신호를 계산하도록 구성되는데, 여기서 필터링된 신호가 미리 정해진 시간 내의 나머지 신호 값 샘플에 기초하도록 기포 분열을 나타내는 어떠한 신호 값 샘플도 배제된다. 바람직한 실시예에서, 50개의 샘플의 윈도우는 필터링된 신호를 계산하는데 사용된다. 신호 분열이 발생된 것으로 결정되는 이들 샘플은 배제되고, 필터링된 신호는 나머지 샘플의 중앙값이다. 50개 샘플 모두가 분열된 것으로 결정되어, 이 분열 중에 중앙값 필터가 작용할 데이터가 없다면, 오류 신호가 출력될 수도 있다. 따라서, 긴 신호 분열이 발생되는 경우에, 제어 시스템은 오류 신호를 출력하도록 구성된다.

도 7을 참조하면, 흡인 유동 측정 신호는 0.1초의 중간 윈도우 길이보다 더 오래 지속되는 신호 분열(280)을 포함하는 경우에, 중앙값 필터는 분열을 제거할 수 없을 것이다. 이 경우, 알고리즘은 0.1초 윈도우의 큰 비율이 신호 분열을 갖는 경우에 출력될 오류 신호를 발생시킨다. 중앙값 필터의 사용은 오류 신호 샘플이 배제될 수 있도록, 필터링된 신호의 출력을 지연시킨다. (필터 신호를 계산하는데 사용되는) 50개의 샘플의 중간 윈도우에 있어서, 필터링된 신호는 25개의 샘플만큼 즉, 0.05초만큼 본래의 신호로부터 지연된다. 중앙값 필터의 이러한 시간 응답은 윈도우에 걸쳐 단조적인 과도기에, 예컨대 유량의 계단 함수 또는 계단식 증가에 대해 매우 우수하다는 것이 특히 알려졌다. 윈도우 크기 이하인 기간 동안의 진동은 강하게 감쇠된다. 50개의 샘플의 윈도우에 있어서, 이는 10 Hz 이상에서의 진동이 감쇠되는 것을 의미한다. 유사하게, 25개 미만의 샘플의 신호 스파이크 또는 0.05 샘플의 기간은 무시된다.

유동 알고리즘이 오류 신호를 출력하는 경우, 제어 시스템은 오류 신호에 응답하고 2가지 방식 중 한가지로 안전 모드로 갈 수 있다. 단기간에 걸쳐(예컨대, < 1초), 알고리즘 또는 제어 시스템은 시스템이 고정된 유체 저항을 갖는 것을 추정할 수 있고, 압력 인가 시 압력과 유동 사이에 비례 상수를 추정할 수 있다. 압력은 시스템(또는 외과 의사)에 의해 요구된 유량에 비례한다. 압력을 결정할 때, 이전 기간 동안에(예컨대 최후 30초 또는 최후 1분에) 측정되는 가장 낮게 관찰된 유동 저항은 사용되기에 신뢰성 있는 값이고, 과도한 압력을 발생시키지 않는다. 장기간에 걸쳐(예컨대, > 1초), 제어 시스템은 진공 모드로 전환시킬 수 있고 유동 측정 오류를 외과 의사에게 알리고 진공 모드로 절환할 수 있다.

도 8 내지 도 10은 제어 시스템 및 알고리즘의 결과의 일례를 도시한다. 도 8에서, 높은 증가율을 나타내거나 임계치를 초과하는 신호 값은 제어 시스템 또는 알고리즘이 유량의 비약적인 증가가 요구되는 분열을 결정하게 한다. 도 9는 진동 및 다수의 스파이크를 갖는 본래의 데이터 신호를 도시하며, 스파이크는 기포와 관련된다. 제어 시스템 또는 알고리즘은 도 9에 도시된 바와 같이 필터링된 신호를 제공하거나 출력하기 위해 스파이크와 관련된 신호 값을 검출하고 배제시킨다.

제어 시스템은 미리 정해진 임계치를 초과하는 다수의 연속적인 신호 샘플의 발생 동안에 기포 분열을 나타내는 신호를 발생시키도록 바람직하게 구성된다. 도 10을 참조하면, 제어 시스템 또는 알고리즘은 높은 증가율을 나타내거나 임계치를 초과하는 신호 값을 검출할 수 있고, 이러한 신호 값을 필터링된 신호의 계산으로부터 배제할 수 있어, 스파이크 동안에 크게 변하지 않는 필터링된 신호를 제공한다. 분열된 것으로 결정된 본래의 신호의 일부는 수평 시간 축을 따라 두꺼운 중실 바(290)로 표시된다.

또한, 제어 시스템은 기포 분열을 나타내는 다수의 신호 샘플을 검출할 때 오류 신호를 발생시키도록 구성되고, 그 수의 신호는 미리 정해진 기간보다 더 길게 지속된다. 분열이 미리 정해진 기간 또는 샘플 측정값의 윈도우보다 큰 경우에, 제어 시스템은 수평 시간 축 상의 아웃라인 바(295)에 의해 도 10에 표시되는 오류 신호를 출력한다.

도 11을 참조하면, 프로세서(202)에 의해 실행될 수 있는 로직 흐름도가 도시된다. 흐름도의 시작은 신호 샘플링이 500Hz의 진동수에서 획득되는 경우에, 본래의 센서 신호 정보의 수용을 나타낸다. 단계(300)에서, 흐름도는 유동 센서로부터 획득된 본래의 신호 샘플을 저장한다. 단계(310)에서, 이차 함수는 예컨대 10개의 가장 최근의 저장된 샘플에 피팅될 수도 있다. 표준 편차는 임계치가 계산된 값 또는 신호 값에 의해 초과되는지 여부를 결정하기 위해 단계(320)에서 계산될 수 있다. 보정 절차가 제조소에서 초기에 수행될 수 있는데, 보정은 예컨대, 방정식(1)에서 표준 편차를 결정하는데 사용하기 위해 신호 벡터 및 공분산행렬의 평균값을 결정할 수도 있다는 것을 주의해야 한다. 신호 분열은 예컨대 일반적이지 않은 높은 유량, 일반적이지 않은 높은 유량 변화율, 가속도와 같은 유동 신호 값으로부터 단지 임계치에 의해 검출될 수도 있다. 도 11에 도시된 로직 흐름도에서, 신호 분열은, 신호 샘플이 3 초과 표준 편차들(표준 편차 >3인 경우)만큼 정상 거동과 상이한 경우, 또는 샘플이 네거티브 유동 값(유동 <0)을 나타내는 경우에 단계(330)에서 바람직하게 검출된다.

본래의 신호 샘플이 전술된 바와 같이 임계치를 초과한 것으로 결정된다면, 본래의 신호 샘플은 필터링된 신호의 계산으로부터 단계(340)에서 마크되거나, 다르게 배제된다. 단계(340)에서, 로직 흐름도 또는 알고리즘은 예컨대 중앙값 필터 윈도우를 확립하도록 50개 샘플의 윈도우(500 Hz 샘플 비율에 기초한 0.1초의 중앙값 필터)를 사용하고, 50개 샘플 윈도우에 기초하여 필터링된 신호를 계산한다. 50개 샘플의 윈도우에 기초하여 계산되는 필터링된 신호는 25개 샘플만큼 본래의 신호로부터 연기되고, 기포의 존재에 의해 야기되는 분열을 나타내는 임계치를 초과하는 어떠한 샘플도 배제된다. 단계(350)에서, 알고리즘은 임계치를 초과하는 연속적인 신호 샘플의 개수가 50개 샘플보다 큰지 여부를 결정한다. 50개 미만이라면, 임계치를 초과하지 않는 샘플에 기초한 필터링된 신호는 단계(360)에서 출력된다. 0.1초 또는 50개의 샘플의 중간 윈도우 길이보다 길게 지속되는 신호 분열에 있어서, 중앙값 필터는 분열을 제거할 수 없을 것이다. 따라서, 연속적인 신호 샘플의 개수가 50을 초과하는 경우, 오류 신호는 단계(370)에서 출력된다.

도 10에 도시된 바와 같이, 신호 분열이 검출될 때, 분열은 시간 축 상의 두꺼운 중실 바(290)로 표시되고, 오류 신호는 시간 축 상의 투명한 바(295)로 표시된다.

상기 프로세스를 사용하여, 윈도우 크기 이하의 기간 내의 진동은 크게 감쇠된다. 예컨대, 50개의 샘플의 윈도우를 이용하여, 10Hz 이상의 진동수에서의 진동은 감쇠된다. 25개 미만의 샘플의 신호 스파이크는 배제되고 무시된다. 이에 따라, 상기 프로세스는 흡인 유동 측정 신호를 필터링하기 위한 방법에 포함될 수도 있다. 이 방법은 유동 채널을 통과하는 흡인 유체 유동을 수용하는 것과, 유동 채널을 통과하는 유체 유량을 나타내는 본래의 신호를 발생시키는 것을 필요로 한다. 이 방법은 신호 값이 미리 정해진 임계치를 초과할 때에 기초하여 기포의 존재에 의해 야기된 분열을 신호 값이 나타낼 때를 결정하기 위해, 흡인 유동 센서에 의해 발생된 본래의 신호를 모니터링하는 단계를 포함한다. 이 방법에 따르면, 제어는 본래의 신호를 바람직하게 모니터링한다. 이 방법은 제어가, 분열을 나타내는 어떠한 신호 값도 배제되는 유량을 나타내는 필터링된 신호를 발생시키는 단계를 포함한다. 이 방법 또는 제어는 미리 정해진 임계치를 초과하는 다수의 연속적인 신호 샘플의 발생 동안에 기포 분열을 나타내는 신호를 발생시키도록 구성될 수도 있다. 이 방법 또는 제어는 미리 정해진 기간보다 길게 지속되는 기포 분열을 나타내는 다수의 신호 샘플을 검출할 때 오류 신호를 발생시키도록 구성될 수도 있다.

도 12를 참조하면, 제어기 또는 프로세서에 의해 실행될 수 있는 대안의 로직 방법을 도시한 신호 다이어그램이 도시된다. 이 방법은 변수 C0, C1 및 C2를 결정하기 위해 단계(410)에서 "N"개 샘플의 선택 윈도우에 이차 함수를 우선 피팅시킨 후, 윈도우 내에 샘플과 관련된 편차를 단계(420)에서 계산한다. 계산된 편차가 3 초과 표준 편차들만큼 정상 거동과 상이한 경우와 같이, 임계치가 단계(430)에서 초과된 경우에, 분열 값은 소정의 샘플에 대해 1로 설정되고, 다르게는 분열 값은 0으로 설정된다. 이 후, 이 방법은 50개 샘플의 윈도우 내의 분열된 샘플 개수가 40보다 크고 오류 값을 1로 응답식으로 설정하는지 여부를 단계(440)에서 결정한다. 단계(450)에서, 필터링된 신호는 예컨대 50개 샘플일 수도 있는 N개 샘플의 중간 윈도우 내의 분열되지 않은 샘플의 중간 값에 기초하여 결정된다. 오류 신호는 분열된 샘플의 개수가 단계(460)에서 40을 초과하는 경우에 출력되고, 다르게는 필터링된 신호는 단계(470)에서 출력된다. 오류 신호는 중간 값을 신뢰성 있게 결정하도록 50개 샘플 중앙값 필터 내에 분열되지 않은 샘플이 너무 적게 있는 경우에 출력된다는 것과, 배제된 분열된 샘플이 오류 신호를 가져오도록 연속적일 필요는 없다는 것을 주의하여 한다.

상기로부터, 본 발명은 기포를 유체 유동의 스트림으로부터 분리하여 흡인 유동 측정 수단으로의 기포의 통과를 제한하도록 제1 유동 채널 및 제2 유동 채널을 구성하여, 흡인 유동 제어에 대한 개선을 제공한다는 것이 이해될 수 있다. 본 발명은 일례에 의해 본원에 도시되고, 다양한 변형이 당해 기술분야의 숙련자에 의해 이루어질 수도 있다.

본 발명의 작동 및 구성이 전술된 설명으로부터 명백할 것이라는 것이 믿어진다. 도시되거나 전술된 장치 및 방법이 바람직한 것으로 특징지어졌지만, 이하 특허청구범위에 한정된 본 발명의 기술사상 및 범주로부터 벗어나지 않으면서 다양한 변경 및 변형이 이루어질 수도 있다.

Claims

안과 미세 수술용 시스템을 위한 흡인 유동 측정 시스템이며,
통과하는 흡인 유체 유동을 수용하기 위한 유동 채널과,
유동 채널을 통과하는 유체 유량을 나타내는 신호를 발생시키도록 구성되는 흡인 유동 측정 장치와,
흡인 유동 측정 장치에 의해 발생된 신호를 모니터링하도록, 그리고 신호 값이 기포의 존재에 의해 야기된 분열을 나타낼 때를 결정하도록 구성되는 제어 시스템을 포함하고,
제어 시스템은 분열을 나타내는 어떠한 신호 값도 배제되는 유량을 나타내는 필터링된 신호를 발생시키는
흡인 유동 측정 시스템.
제1항에 있어서,
제어는 신호 값이 미리 정해진 임계치를 초과할 때에 기초하여, 신호 값이 기포의 존재에 의해 야기된 분열을 나타낼 때를 결정하도록 구성되는
흡인 유동 측정 시스템.
제2항에 있어서,
제어는 신호 값이 미리 정해진 값을 초과하는 감지된 유량을 나타낼 때를 결정하도록 구성되는
흡인 유동 측정 시스템.
제1항에 있어서,
제어는 신호 값이 미리 정해진 값을 초과하는 감지된 변화율을 나타낼 때를 결정하도록 구성되는
흡인 유동 측정 시스템.
제1항에 있어서,
필터링된 신호는 미리 정해진 기간 내에 있는 미리 정해진 개수의 신호 샘플 값에 기초하고,
필터링된 신호는 미리 정해진 시간 내의 나머지 신호 값 샘플에 기초하도록 기포 분열을 나타내는 어떠한 신호 값 샘플도 배제되는
흡인 유동 측정 시스템.
제1항에 있어서,
제어는 미리 정해진 임계치를 초과하는 다수의 연속적인 신호 샘플의 발생을 검출할 때 기포 분열을 나타내는 오류 신호를 발생시키도록 구성되는
흡인 유동 측정 시스템.
제1항에 있어서,
제어는 주어진 기간 내에 미리 정해진 개수보다 많은 신호 값이 기포 분열을 나타낼 때를 결정하도록, 그리고 이에 응답하여 오류 신호를 출력하도록 구성되는
흡인 유동 측정 시스템.
제1항에 있어서,
알고리즘은 신호 값 샘플 세트에 이차 함수를 피팅시키고, 신호가 미리 정해진 수 초과 표준 편차들만큼 신호 값 세트의 평균과 상이할 때에 기초하여 신호 값이 기포 분열을 나타낼 때를 결정하는
흡인 유동 측정 시스템.
제1항에 있어서,
제어 시스템은 기포 분열을 나타내는 다수의 신호 값이 1초보다 더 길게 발생할 때를 결정하도록, 그리고 이에 응답하여 진공 모드로 전환하고 외과 의사에게 분열을 알리기 위해 오류 신호를 출력하도록 구성되는
흡인 유동 측정 시스템.
안과 미세 수술용 시스템을 위한 흡인 유동 측정 시스템이며,
통과하는 흡인 유체 유동을 수용하기 위한 유동 채널과,
유동 채널을 통과하는 유체 유량을 나타내는 신호를 발생시키도록 구성되는 흡인 유동 센서와,
흡인 유동 센서에 의해 발생된 신호를 모니터링하도록, 그리고 신호 값이 미리 정해진 임계치를 초과할 때에 기초하여 신호 값이 기포의 존재에 의해 야기된 분열을 나타낼 때를 결정하도록 구성되는 제어 시스템을 포함하고,
제어 시스템은 분열을 나타내는 어떠한 신호 값도 배제되는 유량을 나타내는 필터링된 신호를 발생시키는
흡인 유동 측정 시스템.
제10항에 있어서,
제어는 신호 값이 미리 정해진 값을 초과하는 감지된 유량을 나타낼 때를 결정하도록 구성되는
흡인 유동 측정 시스템.
제10항에 있어서,
제어는 신호 값이 미리 정해진 값을 초과하는 감지된 변화율을 나타낼 때를 결정하도록 구성되는
흡인 유동 측정 시스템.
제10항에 있어서,
필터링된 신호는 미리 정해진 기간 내에 있는 미리 정해진 개수의 신호 샘플 값에 기초하고,
필터링된 신호가 미리 정해진 시간 내의 나머지 신호 값 샘플에 기초하도록 기포 분열을 나타내는 어떠한 신호 값 샘플도 배제되는
흡인 유동 측정 시스템.
제10항에 있어서,
제어는 신호 값이 미리 정해진 기간 내에 있는 경우에, 기포 분열을 나타내는 신호 값을 배제하도록 구성되는
흡인 유동 측정 시스템.
제10항에 있어서,
제어는 미리 정해진 임계치를 초과하는 다수의 연속적인 신호 샘플의 발생을 검출할 때 기포 분열을 나타내는 오류 신호를 발생시키도록 구성되는
흡인 유동 측정 시스템.
제10항에 있어서,
제어는 소정 기간 내의 미리 정해진 개수보다 많은 신호 값이 기포 분열을 나타낼 때를 결정하도록, 그리고 이에 응답하여 오류 신호를 출력하도록 구성되는
흡인 유동 측정 시스템.
제10항에 있어서,
알고리즘은 이차 함수를 신호 값 샘플의 세트에 피팅시키고, 신호가 미리 정해진 수 초과 표준 편차들만큼 신호 값 세트의 평균과 상이할 때에 기초하여 신호 값이 기포 분열을 나타낼 때를 결정하는
흡인 유동 측정 시스템.
안과 미세 수술용 시스템에 의해 제공되는 흡인 유동 측정 신호를 필터링하기 위한 방법이며,
유동 채널을 통과하는 흡인 유체 유동을 수용하는 단계와,
유동 채널을 통과하는 유체 유량을 나타내는 본래의 신호를 발생시키는 단계와,
신호 값이 미리 정해진 임계치를 초과할 때에 기초하여 신호 값이 기포의 존재에 의해 야기된 분열을 나타낼 때를 결정하기 위해, 흡인 유동 센서에 의해 발생된 본래의 신호를 모니터링하는 단계와,
분열을 나타내는 어떠한 신호 값도 배제되는 유량을 나타내는 필터링된 신호를 발생시키는 단계를 포함하는
흡인 유동 측정 신호를 필터링하기 위한 방법.
제18항에 있어서,
미리 정해진 임계치를 초과하는 다수의 연속적인 신호 샘플의 발생을 검출할 때 기포 분열을 나타내는 신호를 발생시키는 단계를 더 포함하는
흡인 유동 측정 신호를 필터링하기 위한 방법.
제18항에 있어서,
미리 정해진 기간보다 오래 지속되는 기포 분열을 나타내는 다수의 신호 샘플을 검출할 때 오류 신호를 발생시키는 단계를 더 포함하는
흡인 유동 측정 신호를 필터링하기 위한 방법.