CH692320A5 - Apparatur zum Absaugen von Linsentrümmern bei augenchirurgischen Kataraktoperationen. - Google Patents

Description

  



  Die Erfindung bezieht sich auf eine Apparatur zum Absaugen von Linsentrümmern bei augenchirurgischen Kataraktoperationen. Bei diesen Apparaturen wird eine doppellumige Kanüle eines Handstücks durch einen Einschnitt am Rande der Hornhaut eines zu operierenden Auges in dessen Vorderkammer eingeführt und dieser Vorderkammer über ein Lumen der Kanüle Spülflüssigkeit zugeleitet sowie dann zusammen mit Linsentrümmern über das andere Lumen der Kanüle wieder abgesaugt wird. Als Absaugpumpen dienen dabei Peristaltikpumpen oder pneumatisch betriebene Venturi-Pumpen, zuweilen auch so genannte Diaphragma-Pumpen. 



  In der DE-OS 3 234 621 ist eine mit einer Peristaltikpumpe ausgerüstete Apparatur der vorgenannten Art und Zweckbestimmung vorbeschrieben, bei der die Saugleistung und/oder das Vakuum über einen Fussschalter stufenlos veränderbar ist. Zwischen der Pumpe und einer diese mit dem einen Lumen einer in die Vorderkammer eines zu operierenden Auges einführbaren Doppelkanüle verbindenden Aspirationsschlauch ist eine die Saugwirkung der Pumpe auf ein einstellbares Niveau begrenzende Einrichtung in Form einer stufenweise auf unterschiedliche Drücke ein stellbaren Druckmessdose angeordnet. Durch die mittels der Druckmessdose verwirklichte negative Druckbegrenzung ist sichergestellt, dass beim Absaugen von Spülflüssigkeit mit den in dieser mitgeführten Linsenteilchen ein vorbestimmtes Vakuum nicht überschritten wird. 



  Diese Apparatur hat sich bewährt, erscheint aber unbefriedigend insofern, als bei der Inbetriebnahme der Apparatur sich das eingestellte Vakuum nur sehr langsam aufbaut und mithin eine gewisse Zeit vergeht, bevor ein Operateur mit dem Ausräumen von Linsentrümmern beginnen kann. 



  Mit Venturi-Pumpen ausgerüstete Apparate zum Absaugen von Linsentrümmern bei augenchirurgischen Kataraktoperationen zeichnen sich hingegen durch einen sehr schnellen Aufbau eines voreingestellten Vakuums aus, sind aber mit dem Nachteil behaftet, dass Vakuum und Fliessgeschwindigkeit direkt voneinander abhängig sind. Dies hat zur Folge, dass Änderungen der Fliessgeschwindigkeit zu unterschiedlichen Druckverhältnissen und damit zu Druckschwankungen in der Vorderkammer eines zu operierenden Auges führen. Angesichts des wechselnden Bedarfs an Infusionsflüssigkeit in der Vorderkammer muss die Infusionsflüssigkeitsquelle sehr hoch hängen, wodurch der Flüssigkeitsdurchfluss durch die Vorderkammer sehr hoch ist. Ein weiterer wesentlicher Nachteil der mit Venturi-Pumpen ausgerüsteten Apparate besteht im Druckluftbedarf von ca. 90 Liter/Minute bei ca. 6 bar.

   Es tritt somit in grosser Menge unsterile Luft aus einer derartigen Pumpe aus, die zudem eine höchst unerwünschte Verwirbelung der Raumluft im Operationsraum verursacht. 



  Durch die Erfindung soll daher eine Apparatur zum Absaugen von Linsentrümmern bei augenchirurgischen Katarakt operationen geschaffen werden, die bei der Inbetriebnahme einen ähnlich schnellen Vakuum-Anstieg wie eine Venturi-Pumpe ermöglicht, ohne mit den für Venturi-Pumpen typischen Nachteilen behaftet zu sein. 



  Diese Aufgabe wird durch eine Apparatur mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Eine der vorgenannten Zweckbestimmung dienende Apparatur ist mit einer über eine Aspirationsleitung mit einem Lumen einer doppellumigen Kanüle eines Handstücks verbundenen Peristaltikpumpe zum Absaugen von mit Linsentrümmern aufgeladenen Flüssigkeit versehen. Die Flüssigkeit der Vorderkammer eines zu operierenden Auges wird über eine mit dem zweiten Lumen der Kanüle des Handstücks verbundene Schlauchleitung von einer Spülflüssigkeitsquelle zugeführt. Zwischen der Peristaltikpumpe und der Doppelkanüle an der Aspirationsleitung liegt ein Belüftungsventil an, das zum wahlweisen Einleiten von Luft in den Absaugweg in eine \ffnungsstellung betätigbar ist.

   Beim Auftreten oder Überschreiten einer vorbestimmten Vakuum-Änderungsgeschwindigkeit beim Abbau eines infolge einer Verstopfung im Absaugweg zwischen der Ansaugöffnung der Doppelkanüle des Handstücks und der Peristaltikpumpe aufgebauten Vakuums ansprechenden und dieses Vakuum wird das Belüftungsventil in seine \ffnungsstellung betätigt. Infolge der dadurch bedingten Einleitung von Luft in den Absaugweg ist eine schlagartig absenkende Vakuum-Abbau-Automatik realisiert, die mit einer an der Aspirationsleitung anliegenden Druckmessdose wirksam verbunden ist. Eine Rechnereinheit steuert in Abhängigkeit von einer vorgebbaren Vakuum-Anstiegsgeschwindigkeit die Drehzahl eines Antriebsmotors der Peristaltikpumpen und somit die Drehzahl der Peristaltikpumpe. 



  Während bei bekannten Apparaturen zum Absaugen von Linsentrümmern die Peristaltikpumpe mit gleich bleibender Drehzahl angetrieben und mithin Spülflüssigkeit mit konstanter Fliessgeschwindigkeit und demzufolge je Zeiteinheit gleich bleibender Menge abgesaugt wird, erfolgt bei der Apparatur nach der Erfindung eine Steuerung der Pumpendrehzahl in Abhängigkeit von der voreingestellten Vakuum-Anstiegsgeschwindigkeit derart, dass innerhalb einer wählbaren Zeit das gewünschte Vakuum erreicht wird. Nach dem Erreichen des eingestellten Vakuums wird die Pumpendrehzahl entsprechend der gewünschten Fliessgeschwindigkeit der mit Linsentrümmern aufgeladenen Spülflüssigkeit in der Aspirationsleitung reduziert und in der aus der DE-OS 3 713 420 vorbekannten Weise über einen Fussschalter gesteuert. 



  Eine sinnvolle Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Rechnereinheit einerseits mit einer Eingabeeinheit zum wählbaren Eingeben einer vorbestimmten Vakuum-Anstiegsgeschwindigkeit sowie eines Vakuum-Sollwertes und andererseits mit einem multifunktionalen Fussschalter wirkverbunden ist, und zwar zur Übermittlung der jeweiligen Fussschalterposition über einen Analog-Digitalwandler mit einem Potenziometer des Fussschalters und zur Übermittlung weiterer Fussschalterzustände über digitale Ein-/Ausgänge. In Abhängigkeit von den Zustandsmitteilungen des Fussschalters über die digitalen Ein-/Ausgänge steuert die Rechnereinheit bei entsprechender Schalterstellung die gewünschten Baugruppen der Steuerelektronik an, wie beispielsweise mithilfe einer Treiberstufe ein Magnetventil für die Freigabe der Infusionsflüssigkeitszufuhr zu einem Operationsfeld. 



  Ferner hat sich als zweckmässig erwiesen, wenn die Rechnereinheit einerseits mit der Druckmessdose zum Erfassen des jeweiligen Vakuum-Istwertes über einen die Vakuum-Istwert-Signale digitalisierenden Analog-Digitalwandler und andererseits mit einer Bargraph-Anzeige zur optischen Darstellung des jeweiligen Vakuum-Istwertes wirkverbunden ist. 



  Ebenfalls mit Vorteil ist gemäss einer anderen Weiterbildung ein Regelverstärker zum Vergleichen eines Ausgangssignals eines der Rechnereinheit nachgeschalteten Digital-Analogwandlers mit einem von der Druckmessdose erzeugten Vakuum-Istwert-Signals vorgesehen, welcher Regelverstärker seinerseits ein den Antriebsmotor der Peristaltikpumpe ansteuerndes und der jeweils geforderten Pumpendrehzahl proportionales Ausgangssignal erzeugt. 



  Des Weiteren kann zur Aufbereitung des von der Druckmessdose erzeugten Vakuum-Istwert-Signals ein Messverstärker zwischen der Druckmessdose und dem Regelverstärker angeordnet und darüber hinaus kann zwischen dem Regelverstärker und dem Antriebsmotor der Peristaltikpumpe ein Servoverstärker vorgesehen sein, der das vom Regelverstärker kommende Signal aufbereitet und mit diesem aufbereiteten Signal den Antriebsmotor ansteuert. 



  Anhand der beigefügten Zeichnung soll nachstehend eine mit einer Peristaltikpumpe, deren Arbeitscharakteristik ähnlich der einer Venturi-Pumpe ist, ausgerüstete Apparatur zum Absaugen von Linsenteilchen aus der Vorderkammer des Auges eines Probanten erläutert werden. In schematischen Ansichten zeigen: 
 
   Fig. 1 den grundsätzlichen Aufbau der Apparatur in einem Funktionsschema und 
   Fig. 2 ein den wählbaren Vakuum-Anstieg bei der Inbetriebnahme der Apparatur veranschaulichendes Schaubild. 
 



  Die Apparatur 10 zum Absaugen von Linsenteilchen bei Kataraktoperationen ist zum Erzeugen eines Vakuums für das Absaugen von Spülflüssigkeit, die mit Linsenteilchen aufgeladen ist, aus der Vorderkammer eines zu operierenden Auges mit einer Peristaltikpumpe 11 ausgerüstet. Die Peristaltikpumpe 11 besitzt einen motorisch angetriebenen Rotationskolben mit wenigstens zwei Nocken, die in untereinander gleichen Winkelabständen in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt sind und einen sich über einen Umfangswinkel, der grösser ist als der Umfangswinkel zwischen den benachbarten Nocken des Rotationskolbens, um Letzteren herum erstreckenden Peristaltikschlauch, der seinerseits von einer radialen Umfangsbegrenzung umschlossen ist.

   Beim Umlauf des Rotationskolbens werden von dessen Nocken Abschnitte des Peristaltikschlauchs an die Umfangsbegrenzung angedrückt und fortschreitend abgequetscht, wobei das in Umlaufrichtung des Rotationskolbens vor der jeweiligen Abquetschstelle im Peristaltikschlauch befindliche Flüssigkeitsvolumen und darin mitgeführter Linsentrümmer in Umfangsrichtung weitergefördert werden. Angetrieben wird die Peristaltikpumpe 11 von einem elektrischen Antriebsmotor 12, der mittels einer Steuerelektronik, die unten noch näher beschrieben wird, steuerbar ist. 



  Abströmseitig erstreckt sich von der Peristaltikpumpe 11 eine Leitung 13 zu einem Sammelbehälter 14 für die Aufnahme geförderter Flüssigkeit und darin mitgeführter Linsentrümmer fort. Die Peristaltikpumpe 11 steht ferner über eine aus zwei Leitungsabschnitten 16, 17, die mittels einer Verzweigungsarmatur 18 miteinander verbunden sind, mit einem Handstück 20 in Verbindung. Das Handstück 20 besitzt eine durch einen Einschnitt am Rande der Hornhaut eines zu operierenden Auges in dessen Vorderkammer einführbare Doppelkanüle 21. Über die Verzweigungsarmatur 18 und eine Leitung 22 steht die Aspirationsleitung 16, 17 ferner mit einer Druckmessdose 23 in Verbindung. Auf diese Druckmessdose 23 wirkt das von der Peristaltikpumpe 11 beim Absaugen von Linsenteilen aus der Vorderkammer eines zu operierenden Auges erzeugte Vakuum.

   Schliesslich steht über eine in der Leitung 22 angeordnete Drei-Wege-Armatur 24 und über eine weitere Leitung 25 ein Belüftungsventil 26, dessen Funktion unten noch zu erläutern ist, mit der Leitung 22 und folglich auch mit der Aspirationsleitung 16, 17 in Verbindung. 



  Ein Lumen der Doppelkanüle 21 des Handstücks 20 ist mit dem Leitungsabschnitt 17 der Aspirationsleitung verbunden, die über die Verzweigungsarmatur 18 mit der Druckmessdose 23 in Verbindung steht. Das zweite Lumen der Doppelkanüle 21 des Handstücks 20 ist mittels einer Schlauchleitung 27, die über ein zwischen einer Schliess- und einer \ffnungsstellung betätigbares Magnetventil 28 geführt ist, mit einer Spülflüssigkeitsquelle 30 verbunden. Bei dieser Spülflüssigkeitsquelle 30 kann es sich um eine herkömmliche, in einer vorbestimmten Höhenposition aufgehängte Infusionsflasche handeln. 



  Die Apparatur 10 umfasst ferner eine Vakuum-Abbau-Automatik 32 zum Betätigen des ebenfalls als Magnetventil ausgebildeten Belüftungsventils 26, wenn im Aspirationsschlauch 16, 17 eine unzulässig grosse Vakuumänderungsgeschwindigkeit auftritt. Dies kann beim Lösen von Verstopfungen in dem mit dem Aspirationsschlauch 16, 17 verbundenen Lumen der Doppelkanüle 21 des Handstücks 20 der Fall sein. Die Vakuum-Abbau-Automatik 32 steht einerseits über einen Messverstärker 33 mit der Druckmessdose 23 und andererseits über digitale Ein-/Ausgänge 34 mit einer Rechnereinheit 35 in Schaltverbindung.

   Ferner umfasst die Apparatur 10 einen multifunktionalen Fussschalter 36, der mit einem Potenziometer ausgerüstet und über die digitalen Ein-/Ausgänge 34 sowie eine Treiberstufe 37 mit dem in der Schlauchleitung 27 zum Zuführen von Spülflüssigkeit angeordneten Magnetventil 28 wirkverbunden ist. 



  Der multifunktionale Fussschalter 36 steht ferner über einen Analog-Digitalwandler 38 mit der Rechnereinheit 35 in Wirkverbindung, die ihrerseits mit einer Taster zum Eingeben eines gewünschten Vakuum-Sollwertes und einer Vakuum-Anstiegszeit aufweisenden Eingabeeinheit 40 verbunden ist. 



  Die Rechnereinheit steht ferner über einem Analog-Digitalwandler 46 mit der Druckmessdose 23 und einer Bargraph-Anzeige 41 zum Darstellen des jeweiligen Vakuum-Istwertes in Wirkverbindung. Mittels des Analog-Digitalwandlers 46 werden dem jeweils von der Druckmessdose 23 gemessenen Vakuum-Istwert entsprechende Signale, die von dem der Druckmessdose 23 zugeordneten Messverstärker 33 aufbereitet werden, der Rechnereinheit 35 zugeleitet und von dieser so aufbereitet, dass sie von der Bargraph-Anzeige 41 optisch darstellbar sind. 



  In Abhängigkeit von an der Eingabeeinheit 40 voreingestellten Werten für den Vakuum-Sollwert und die Vakuum-Anstiegsgeschwindigkeit bilden die Rechnereinheit 35 und ein dieser ausgangsseitig nachgeordneter Digital-Analogwandler 42 ein diesen Werten proportionales Signal für die Ansteuerung des Antriebsmotors 12. Dieses Signal wird in einem über den Messverstärker 33 mit der Druckmessdose 23 in Signalverbindung stehenden Regelverstärker 44 verglichen. Ein Ausgangssignal des Regelverstärkers 44 steuert über einen Servoverstärker 45 den Antriebsmotor 12 der Peristaltikpumpe 11 an. 



  Bei der veranschaulichten Ausführungsform der Apparatur 10 ist das Vakuum stufenlos zwischen 0 und 550 mmHg einstellbar. Es sind insgesamt sechs verschiedene Vakuum-Anstiegsgeschwindigkeiten wählbar. Für einen maximalen Vakuum-Sollwert von 550 mmHg zeigt dies das Schaubild nach Fig. 2. Aus dieser Figur ist der sägezahnartige Anstieg des Vakuums über der Zeit ersichtlich, der vom herkömmlichen Peristaltik-Kennlinienverlauf völlig verschieden und der Charakteristik einer Venturi-Pumpe angenähert ist. 



  Wenn die Apparatur 10 mittels eines nicht weiter interessierenden und auch nicht dargestellten Hauptschalters in Betriebsbereitschaft versetzt worden ist, wird nach dem Einstellen des gewünschten Vakuum-Sollwertes und der gewünschten Vakuum-Anstiegsgeschwindigkeit durch Betätigen des mehrere Schaltstufen aufweisenden Fussschalters 36 in eine erste Schaltstufe zunächst das in der Zuführleitung 27 zwischen der Spülflüssigkeitsquelle 30 und dem Handstück 20 angeordnete Magnetventil 28, das sich bei abgeschaltetem Gerät in der Schliesslage befindet und die Zuführleitung 27 sperrt, über die digitalen Ein-/Ausgänge 34 und die Treiberstufe 37 in seine \ffnungsstellung geschaltet. Damit ist die Spülflüssigkeitszufuhr zu der Doppelkanüle 21 des Handstücks 20 freigegeben. 



  Durch Betätigung des Fussschalters in eine zweite Schaltstufe wird über den Analog-Digitalwandler 38 und die Rechnereinheit 35 der Antriebsmotor 12 und damit die Peristaltikpumpe 11 in Betrieb gesetzt, und zwar mit einer der eingegebenen Vakuum-Anstiegsgeschwindigkeit entsprechenden Drehzahl. Mit der Drehzahleinstellung des Antriebsmotors 12 ist die Vakuum-Anstiegsgeschwindigkeit vorgegeben. Im Bereich zwischen 0 und dem vorgegebenen Vakuum-Sollwert ist das momentan gewünschte Vakuum mit hilfe des in der genannten Schaltstufe linear regelbaren Fussschalters wählbar. 



  Für gattungsgemässe Apparaturen mit Peristaltikpumpen war bisher typisch, dass sich das Vakuum allmählich aufbaut und erst nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitdauer das für den Absaugvorgang gewünschte Vakuum und folglich auch die volle Saugleitung erst nach Ablauf dieser vorbestimmten Zeit erreicht wurden. Im Gegensatz dazu ist für die vorstehend beschriebene Apparatur ein ähnlich schneller Vakuumanstieg typisch, wie er bei Verwendung von Venturi-Pumpen erreicht wird. Diesen vorwählbaren Vakuum-Anstieg zeigt das Schaubild nach Fig. 2. 



  Der multifunktionale Fussschalter besitzt eine weitere Schaltstufe zum Umsteuern der Drehrichtung des Antriebsmotors. Bei Verstopfungen im Absaugsystem, etwa im Bereich der Aspirationsöffnung des mit der Aspirationsleitung 16, 17 verbundenen Lumens der Doppelkanüle 21, ist somit die Drehrichtung des Antriebsmotors und damit der Peristaltikpumpe umsteuerbar mit der Folge, dass ein auf einen Sollwert begrenzter Druckaufbau im Aspirationssystem erfolgt und die Verstopfung freigespült wird.

Claims (6)

1. Apparatur zum Absaugen von Linsentrümmern bei augenchirurgischen Kataraktoperationen, - mit einer über eine Aspirationsleitung (16, 17) mit einem Lumen einer doppellumigen Kanüle (21) eines Handstücks (20) verbundenen Peristaltikpumpe (11) zum Absaugen von mit Linsentrümmern aufgeladener Spülflüssigkeit, die einem Operationsfeld in der Vorderkammer eines zu operierenden Auges über eine mit dem zweiten Lumen der Doppelkanüle (21) des Handstücks (20) verbundene Schlauchleitung (27) von einer Spülflüssigkeitsquelle (30) zugeführt wird, - mit einem zwischen der Peristaltikpumpe (11) und der Doppelkanüle (21) an der Aspirationsleitung (16, 17) anliegenden Belüftungsventil (26), das zum wahlweisen Einleiten von Luft in den Absaugweg in eine \ffnungsstellung betätigbar ist,

- mit einer beim Auftreten oder Überschreiten einer vorbestimmten Vakuum-Änderungsgeschwindigkeit beim Abbau eines infolge einer Verstopfung im Absaugweg zwischen der Ansaugöffnung der Doppelkanüle (21) des Handstücks (20) und der Peristaltikpumpe (11) aufgebauten Vakuums ansprechenden und dieses Vakuum durch Betätigen des Belüftungsventils (26) in seine \ffnungsstellung infolge der dadurch bedingten Einleitung von Luft in den Absaugweg schlagartig absenkenden Vakuum-Abbau-Automatik (32), die mit einer an der Aspirationsleitung (16, 17) anliegenden Druckmessdose (23) wirkverbunden ist und - mit einer Rechnereinheit (35), die in Abhängigkeit von einer vorgebbaren Vakuum-Anstiegsgeschwindigkeit die Drehzahl eines Antriebsmotors (12) der Peristaltikpumpe (11) steuert.

2.

Apparatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rechnereinheit (35) einerseits mit einer Eingabeeinheit (40) zum wählbaren Ein-geben einer vorbestimmten Vakuum-Anstiegsgeschwindigkeit sowie eines Vakuum-Sollwertes und andererseits mit einem multifunktionalen Fussschalter (36) wirkverbunden ist, und zwar zur Übermittlung der jeweiligen Fussschalterposition über einen Analog-Digitalwandler mit einem Potenziometer des Fussschalters und zur Übermittlung weiterer Fussschalterzustände über digitale Ein-/Ausgänge (34).

3.

Apparatur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rechnereinheit (35) einerseits mit der Druckmessdose (23) über einen Analog-Digitalwandler (40) zum Digitalisieren der von der Druckmessdose (23) gelieferten Vakuum-Istwert-Signale und andererseits mit einer Bargraph-Anzeige (41) zur optischen Darstellung des jeweiligen Vakuum-Istwerts wirkverbunden ist.

4. Apparatur nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Regelverstärker (44) ein Ausgangssignal eines der Rechnereinheit (35) nachgeschalteten Digital-Analogwandlers (42) mit einem von der Druck messdose (23) erzeugten Vakuum-Istwert-Signal vergleicht und seinerseits ein den Antriebsmotor (12) der Peristaltikpumpe (11) ansteuerndes und der jeweils geforderten Pumpendrehzahl proportionales Ausgangssignal erzeugt.

5.

Apparatur nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Aufbereitung des von der Druckmessdose (23) erzeugten Vakuum-Istwert-Signals zwischen der Druckmessdose (23) und dem Regelverstärker (44) ein Messverstärker (33) angeordnet ist.

6. Apparatur nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Regelverstärker (44) und dem Antriebsmotor (12) der Peristaltikpumpe (11) ein Servoverstärker (45) angeordnet ist.