专利名称:用于超声乳化白内障吸除系统的热管理算法的制作方法用于超声乳化白内障吸除系统的热管理算法优先权声明本申请要求享有2009年12月9日提交的美国专利申请序列号No. 12/634283的权益。本发明涉及超声乳化白内障吸除手术,尤其涉及一种其中施加至超声乳化白内障吸除机头的能量幅度该与温度呈比例改变的热管理算法。人眼是通过透射光通过被称为角膜的透明外部并且借助于晶状体将像聚焦在视网膜上而起到提供视力的作用的。所聚焦的像的质量取决于许多因素,包括眼部的尺寸和形状,以及角膜和晶状体的透明度。当年龄或疾病使得晶状体变得不那么透明时,视力会由于能透射至视网膜的光的减少而劣化。眼晶状体内的这一缺陷在医学上称为白内障。针对该病况的可接受疗法是手术移除晶状体并用人工晶体(IOL)替换晶状体的功能。在美国,大部分的白内障晶状体是通过被称为超声乳化白内障吸除术的手术技术而移除的。适用于超声乳化白内障吸除程序的典型手术机头包括超声驱动的超声乳化白内障吸除机头、由冲洗套筒包围的附连的中空切割针,以及电子控制台。机头组件通过电缆和挠性管附连至控制台。通过电缆,控制台改变由机头传递至附连的切割针的能级。挠性管将冲洗流体提供至手术部位,并且通过机头组件从眼内抽出吸入流体。典型机头内的手术零件是中心定位的中空共振杆或者触角,其直接附连至一组压电晶体。该晶体在超声乳化白内障吸除术期间提供驱动触角以附连的切割针两者所需的超声振动,并且由控制台控制。晶体/触角组件通过挠性底座而在悬挂在机头的中空主体或外壳内。机头主体以直径减少的部分或者位于主体远端的头锥体为结束。典型地,头锥体具有外螺纹以接纳中空冲洗套筒,后者围绕切割针的大部分长度。类似地,触角孔在其远端具有内螺纹,以接纳切割尖端的外螺纹。冲洗套筒还具有内螺纹孔,其在头锥体的外螺纹上拧紧。调整切割针,从而其尖端仅超过冲洗套筒开口端突出预定量。在超声乳化白内障吸除程序期间,切割针的尖端和冲洗套筒的末端通过眼外部组织中的切口插入眼前囊。外科医生使切割针的尖端接触眼晶状体,从而振动尖端使晶状体碎裂。所得的碎片随在程序期间提供至眼部的冲洗溶液一起通过切割针的内部孔而被抽吸出眼外,并进入废物容器。贯穿该程序,冲洗流体被泵入眼内,在冲洗套筒和切割针之间通过,并且在冲洗套筒的尖端和/或从冲洗套筒末端处切开的一个或多个端口或开口离开而进入眼部。冲洗流体保护眼组织免受超声切割针振动所产生的热量的影响。此外,冲洗流体悬浮乳化的晶状体的碎片以将其从眼内吸出。向机头提供功率以振动切割针。通常,针移动(或振动)的幅度与所提供的功率成比例。在常规的超声乳化白内障吸除系统中,针来回振动以产生纵向针冲程。在改进的系统中,可以使得针以扭曲或扭转运动振动。不考虑振动的类型,振动的幅度(或者针冲程的幅度)随所施加的功率而改变。在程序期间可能出现的一种并发症是在切口部位处的角膜烧伤。这些角膜烧伤由在角膜切口处加热针(以及周围的套筒)而引起。发明人已经发现,该热量取决于三个基本因素施加至机头的功率的量(其则确定针振动的量值和针冲程的幅度);流经眼部的流体的量(因为流体带走热量);以及在该切口处针和周围套筒之间的摩擦的量(正如会认识到的,套筒和针之间的配合越紧密,随着针振动而产生的摩擦和热就越多)。换句话说,热量随着切割针摩擦周围的冲洗套筒而在角膜切口处产生。该热量通常通过流体流经冲洗套筒、流入眼前房并且通过吸出腔而流出眼部而消散。在角膜切口部位处切割针和套筒之间的摩擦会取决于切口的特征而改变。一般地,较小的切口(这从手术的观点来看是期望的)会导致针与套筒之间更大的摩擦力,这是因为切口的壁使套筒压靠针。在此情况下,热量在针振动时产生。如果流经眼部的流体不足(或者如果产生了过多的热量),那么导致形成角膜烧伤。角膜烧伤由于会扭曲角膜而导致扭曲的视觉,应而是成问题的。由于白内障手术已经趋于越来越小的切口,角膜烧伤的风险看起来会增加
在与本发明原理相符的一个实施例中,本发明是一种用于管理提供至超声乳化白内障吸除机头的功率的控制系统。该控制系统包括冲洗压力传感器、将功率提供至机头的电源、以及控制电源的控制器。控制器基于冲洗压力和功率水平而计算热值,并且当算出的热值超过阈值热值时,与算出的热值成比例地降低功率水平。在与本发明原理相符的另一实施例中,本发明是一种用于管理提供至超声乳化白内障吸除机头的功率的控制系统。该控制系统包括将功率提供至机头的电源、以及控制电源的控制器。控制器基于冲洗流体流量而计算热值,并且当算出的热值超过阈值热值时,与算出的热值成比例地降低功率水平。冲洗流体流量可以从冲洗压力算出。应当理解的是,前述的一般描述和随后的详细描述均仅是示意且解释性的,并且旨在提供对所声明的本发明的进一步说明。下列描述以及对本发明的实践阐明并且建议了本发明的附加优点和目的。并入本说明书并构成其一部分的附图例示了本发明的若干实施例,并且与描述一并用于解释本发明的原理。图I是超声乳化白内障吸除系统的流体路径中的部件的图示。图2是超声乳化白内障吸除针和冲洗套筒的远端的透视图。图3是根据本发明原理的局部系统的视图。图4是根据本发明原理的控制系统的一个实施例的框图。图5是根据本发明原理的控制系统的另一实施例的框图。图6是示出根据本发明原理的热管理算法在持续模式中的示例性操作的图表。图7是描绘了根据本发明原理的热管理算法在脉冲模式中的示例性操作的图表。图8是描绘了根据本发明原理的热管理算法在脉冲模式中的示例性操作的图表。图9是描绘了根据本发明原理的热管理算法在突发串模式中的示例性操作的图表。图10是描绘了根据本发明原理的热管理算法在突发串模式中的示例性操作的图表。
一种用于管理施加至超声乳化白内障吸除机头的功率的控制系统,包括向机头提供功率的电源,以及控制电源的控制器。该控制器基于冲洗流体流量和功率水平而计算热值,并且当算出的热值超过阈值热值时,与算出的热值成比例地减少功率水平。可以根据冲洗流体压力计算冲洗流体流量。
用于超声乳化白内障吸除系统的热管理算法制作方法
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