DE102015003799A1

DE102015003799A1 - phacoemulsification

Info

Publication number: DE102015003799A1
Application number: DE102015003799.4A
Authority: DE
Inventors: Christoph Kübler
Original assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Current assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Priority date: 2015-03-21
Filing date: 2015-03-21
Publication date: 2016-09-22
Anticipated expiration: 2035-03-22
Also published as: DE102015003799B4; WO2016150754A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Phakoemulsifikationssystem, aufweisend: – einen Irrigationsfluidbehälter zur Aufnahme von Irrigationsfluid, – eine Irrigationsleitung, durch welche das Irrigationsfluid fließen kann, – eine Strömungspumpe, durch welche das Irrigationsfluid strömen kann, – eine Aspirationsleitung, durch welche Aspirationsfluid fließen kann, – eine Aspirationspumpe zum Absaugen von Aspirationsfluid, – eine Vorrichtung zum Erfassen eines Drucksignals basierend auf einem Druck in der Aspirationsleitung oder eine Vorrichtung zum Erfassen eines Volumenstromsignals basierend auf einem Volumenstrom in der Aspirationsleitung, und – eine Steuerungsvorrichtung, welche eingerichtet ist, das Drucksignal oder das Volumenstromsignal zu empfangen und aufgrund des Drucksignals oder des Volumenstromsignals die Strömungspumpe so anzusteuern, dass eine Änderung des Druckes oder des Volumenstromes in der Irrigationsleitung erfolgt.The invention relates to a phacoemulsification system, comprising: an irrigation fluid container for receiving irrigation fluid, an irrigation conduit through which the irrigation fluid can flow, a flow pump through which the irrigation fluid can flow, an aspiration conduit through which aspiration fluid can flow, an aspiration fluid conduit Aspiration pump for aspiration fluid aspiration, - a device for detecting a pressure signal based on a pressure in the aspiration line or a device for detecting a volumetric flow signal based on a volumetric flow in the aspiration line, and a control device configured to supply the pressure signal or volumetric flow signal received and due to the pressure signal or the volume flow signal to control the flow pump so that a change in the pressure or the flow rate in the Irrigationsleitung occurs.

Description

Die Erfindung betrifft ein Phakoemulsifikationssystem.The invention relates to a phacoemulsification system.

Zur Behandlung einer Augenlinsentrübung, welche in der Medizin als Grauer Star bezeichnet wird, gibt es mehrere chirurgische Techniken. Die am weitesten verbreitete Technik ist die Phakoemulsifikation, bei der eine dünne Nadel in die Augenlinse eingeführt und mit Ultraschall zu Schwingungen angeregt wird. Die vibrierende Nadel emulsifiziert in ihrer nächsten Umgebung die Linse derart, dass die entstehenden Linsenpartikel durch eine Leitung mittels einer Pumpe abgesaugt werden können. Dabei wird ein Spülfluid (Irrigationsfluid) zugeführt, wobei das Absaugen der Partikel und des Fluides durch eine Aspirationsleitung erfolgt, welche üblicherweise innerhalb der Nadel angeordnet ist. Ist die Linse vollständig emulsifiziert und entfernt worden, kann in den leeren Kapselsack eine neue künstliche Linse eingesetzt werden, so dass ein derart behandelter Patient wieder ein gutes Sehvermögen erreichen kann.There are several surgical techniques for treating cataract clouding, which is referred to in medicine as cataract. The most common technique is phacoemulsification, in which a thin needle is inserted into the eye lens and excited to vibrate with ultrasound. The vibrating needle emulsifies in its immediate vicinity the lens such that the resulting lens particles can be sucked through a conduit by means of a pump. In this case, a flushing fluid (irrigation fluid) is supplied, wherein the suction of the particles and of the fluid takes place through an aspiration line, which is usually arranged within the needle. Once the lens has been completely emulsified and removed, a new artificial lens can be inserted into the empty capsular bag so that a patient treated in this way can regain good vision.

Bei der Zerkleinerung der Augenlinse durch eine mit Ultraschall schwingende Nadel ist es unvermeidbar, dass während der Operation ein relativ großes Partikel so vor der Spitze der Nadel zur Anlage kommt, dass diese Nadelspitze bzw. ihre Absaugöffnung verstopft wird. Dieser Zustand wird als Okklusion bezeichnet. In einem solchen Fall baut eine üblicherweise eingesetzte Peristaltikpumpe in der Aspirationsleitung einen mehrfach stärkeren Saugdruck im Vergleich zu einem okklusionsfreien Betrieb auf. Zusätzlich kann ein starker Energieeintrag für die Bewegung der Nadel erfolgen, so dass das die Nadel verstopfende Partikel zertrümmert wird. In einem solchen Moment wird eine Okklusion somit aufgebrochen, wobei der zuvor anliegende hohe Unterdruck sehr schnell abnimmt. Der dadurch entstehende Sog kann dazu führen, dass nicht nur kleine Partikel und Fluid zur Aspirationsnadel gezogen werden, sondern auch ein Teil des Kapselsackes mit der Nadel in Kontakt kommt. Wenn der Kapselsack durchstochen wird, führt dies zu erheblichen Komplikationen für den Patienten, welche unbedingt vermieden werden müssen.When crushing the eye lens by an ultrasonically vibrating needle, it is unavoidable that during operation a relatively large particle so in front of the tip of the needle comes to rest that this needle tip or its suction is blocked. This condition is called occlusion. In such a case, a commonly used peristaltic pump in the aspiration line builds a multiple stronger suction pressure compared to an occlusion-free operation. In addition, a strong input of energy for the movement of the needle can be made, so that the needle clogging particles is shattered. In such a moment, an occlusion is thus broken, whereby the previously applied high negative pressure decreases very rapidly. The resulting suction can cause not only small particles and fluid to be drawn to the aspiration needle, but also a portion of the capsular bag to come into contact with the needle. If the capsular bag is punctured, this leads to considerable complications for the patient, which must be avoided at all costs.

Die Peristaltikpumpe könnte so betrieben werden, dass sie zum Beispiel mit einer hohen Umdrehungszahl Aspirationsfluid und Partikel absaugt, so dass in der Aspirationsleitung ein relativ hoher Unterdruck entsteht. Damit ließe sich zwar eine schnellere Emulsifikation der Linse erreichen, jedoch würde dann der Augeninnendruck erheblich absinken. Ein niedriger Augeninnerdruck ist gefährlich, da das Auge bei niedrigem Druck leicht kollabieren und zum Beispiel die Pupille zu einer deutlich wahrnehmbaren Schwingung angeregt werden kann. Falls zudem bei einer derartigen Betriebsweise eine Okklusion eintreten und diese später aufbrechen sollte, kommt es zu starken Schwankungen des Augeninnendruckes, welches die Gefahr erhöht, dass im Auge ein Unterdruck entsteht, welcher das Auge kollabieren lässt. Die Ursache dafür liegt im Betrieb der Peristaltikpumpe. Bei Beginn einer Okklusion muss die Peristaltikpumpe abgeschaltet und nach dem Durchbrechen der Okklusion wieder eingeschaltet werden. Bis die Pumpe nach dem Durchbrechen der Okklusion wieder ihren normalen Volumenstrom fördern kann, vergehen etwa 30 Millisekunden, in denen eine deutliche Schwankung des Augeninndruckes nicht verhindert werden kann.The peristaltic pump could be operated in such a way that it aspirates aspiration fluid and particles, for example with a high number of revolutions, so that a relatively high negative pressure is created in the aspiration line. Although this could achieve a faster emulsification of the lens, but then the intraocular pressure would drop significantly. A low intraocular pressure is dangerous because the eye can easily collapse at low pressure and, for example, the pupil can be made to feel a noticeable vibration. In addition, if an occlusion occurs in such an operation and this should break up later, it comes to strong fluctuations in the intraocular pressure, which increases the risk that in the eye creates a negative pressure, which causes the eye to collapse. The reason for this lies in the operation of the peristaltic pump. At the beginning of an occlusion, the peristaltic pump must be switched off and switched on again after the occlusion has been broken. It takes about 30 milliseconds for the pump to be able to return to its normal volume flow rate after breaking the occlusion, in which a significant fluctuation of the intraocular pressure can not be prevented.

Es gibt zwar die Möglichkeit, durch eine Änderung in der Höhe einer Flasche mit Irrigationsfluid den hydrostatischen Druck des Irrigationsfluides zu verändern, sodass der Augeninnendruck beeinflusst werden kann. Um die Druckschwankung nach einem Okklusionsdurchbruch durch Änderung des hydrostatischen Druckes zu kompensieren, ist jedoch ein Verstellen der Flaschenhöhe um mindestens 70 cm erforderlich. Ein solcher Vorgang erfordert aus mechanischen Gründen (Zahnstangenantrieb) eine Zeitdauer von mehreren hundert Millisekunden, was viel zu lange ist, um ein Kollabieren des Auges nach einem Okklusionsdurchbruch zuverlässig zu verhindern. Außerdem erhöht sich durch eine zusätzliche Schlauchlänge von mindestens 70 cm der hydraulische Widerstand der Irrigationsleitung, wodurch einer dynamischen Druckänderung schlechter entgegengewirkt werden kann. Insofern wäre eine möglichst kurze Irrigationsleitung wünschenswert, die jedoch nur eine geringe Veränderung des hydrostatischen Druckes erlaubt.Although there is the possibility of changing the hydrostatic pressure of the irrigation fluid by changing the height of a bottle of irrigation fluid so that the intraocular pressure can be influenced. In order to compensate for the pressure fluctuation after occlusion breakthrough by changing the hydrostatic pressure, however, an adjustment of the bottle height by at least 70 cm is required. Such a process requires a period of several hundred milliseconds for mechanical reasons (rack drive), which is far too long to reliably prevent collapse of the eye after occlusion breakthrough. In addition, increased by an additional hose length of at least 70 cm, the hydraulic resistance of the irrigation line, whereby a dynamic pressure change can be counteracted worse. In this respect, the shortest possible irrigation line would be desirable, but only allows a slight change in the hydrostatic pressure.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Phakoemulsifikationssystem zu schaffen, mit dem es möglich ist, sehr schnell auftretende Schwankungen des Augeninnendruckes bei einer Phakoemulsifikation auf einfache und kostengünstige Weise deutlich zu reduzieren oder sogar vollständig zu kompensieren.It is an object of the invention to provide a phacoemulsification system with which it is possible to significantly reduce or even completely compensate for very rapidly occurring fluctuations in intraocular pressure during phacoemulsification in a simple and cost-effective manner.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is solved by the subject matter of the independent claim. Advantageous developments of the invention are the subject of the dependent claims.

Das erfindungsgemäße Phakoemulsifikationssystem weist auf:

– einen Irrigationsfluidbehälter zur Aufnahme von Irrigationsfluid,
– eine Irrigationsleitung, durch welche das Irrigationsfluid fließen kann,
– eine Strömungspumpe, durch welche das Irrigationsfluid strömen kann,
– eine Aspirationsleitung, durch welche Aspirationsfluid fließen kann,
– eine Aspirationspumpe zum Absaugen von Aspirationsfluid,
– eine Vorrichtung zum Erfassen eines Drucksignals basierend auf einem Druck in der Aspirationsleitung oder eine Vorrichtung zum Erfassen eines Volumenstromsignals basierend auf einem Volumenstrom in der Aspirationsleitung, und
– eine Steuerungsvorrichtung, welche eingerichtet ist, das Drucksignal oder das Volumenstromsignal zu empfangen und aufgrund des Drucksignals oder des Volumenstromsignals die Strömungspumpe so anzusteuern, dass eine Änderung des Druckes oder des Volumenstromes in der Irrigationsleitung erfolgt.

The phacoemulsification system according to the invention has:

An irrigation fluid container for receiving irrigation fluid,
An irrigation line through which the irrigation fluid can flow,
A flow pump through which the irrigation fluid can flow,
An aspiration line through which aspiration fluid can flow,
An aspiration pump for aspiration fluid aspiration,
A device for detecting a pressure signal based on a pressure in the aspiration line or a device for detecting a volume flow signal based on a volume flow in the aspiration line, and
- A control device which is adapted to receive the pressure signal or the volume flow signal and to control the flow pump due to the pressure signal or the volume flow signal so that a change in the pressure or the volume flow takes place in the Irrigationsleitung.

Das Phakoemulsifikationssystem weist somit unter anderem eine Strömungspumpe auf, durch welche das Irrigationsfluid von dem Irrigationsfluidbehälter durch die Irrigationsfluidleitung zur Strömungspumpe strömen kann. Eine Strömungspumpe ist vorteilhaft, da mit ihr sehr schnell eine Drehzahländerung und damit Volumenstromänderung bis zu einem Maximalwert erreicht werden kann. Ein für eine Phakoemulsifikation erforderlicher maximaler Volumenstrom von 150 ml/s kann durch Einsatz einer Strömungspumpe in weniger als 10 Millisekunden erreicht werden. Dies bedeutet, dass durch Ansteuerung der Strömungspumpe sehr schnell eine Änderung des Volumenstromes in der Irrigationsleitung und sehr schnell eine Änderung des Druckes innerhalb des Auges möglich ist. Zudem ist eine Strömungspumpe vorteilhaft, da keine aufwändigen pneumatischen oder hydraulischen Druckregelungen, Druckkammern oder Ventile angesteuert und betätigt werden müssen.The phacoemulsification system thus comprises inter alia a flow pump through which the irrigation fluid can flow from the irrigation fluid reservoir through the irrigation fluid line to the flow pump. A flow pump is advantageous because with it very quickly a speed change and thus volume flow change can be achieved up to a maximum value. A maximum volume flow of 150 ml / s required for phacoemulsification can be achieved by using a flow pump in less than 10 milliseconds. This means that by controlling the flow pump very quickly a change in the volume flow in the irrigation line and very quickly a change in the pressure within the eye is possible. In addition, a flow pump is advantageous because no complex pneumatic or hydraulic pressure controls, pressure chambers or valves must be controlled and operated.

Die Änderung des Volumenstromes in der Irrigationsleitung oder des Druckes im Auge erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Phakoemulsifikationssystem nur durch eine Änderung der Drehzahl der Strömungspumpe. Die Ansteuerung einer solchen Strömungspumpe kann zum Beispiel mittels eines digitalen Drehzahlmessers einfach und sicher gesteuert und überwacht werden. Außerdem kann eine Strömungspumpe direkt in eine Kassette eingebaut werden, welche in einer Konsole eines Phakoemulsifikationssystems eingesetzt ist. Damit ist der Abstand zu einem zu behandelnden Auge relativ kurz, sodass eine nur geringe Schlauchlänge bis zu einem Handstück erforderlich ist, welches eine schwingende Nadel zur Emulsifikation des Auges aufweist und Irrigationsfluid zum Auge zuführt. Statt einer üblichen Schlauchlänge vom Irrigationsfluidbehälter zum Handstück von etwa drei Meter ist somit nur noch eine Schlauchlänge von der Konsole bis zum Handstück von etwa einem Meter erforderlich. Der hydraulische Widerstand im Schlauch, der einer schnellen Druckänderung entgegenwirkt, ist damit mindestens um die Hälfte kleiner als bisher. Eine rasch auftretende Schwankung des Augeninnendruckes bis zu einem gefährlich niedrigen Druckniveau kann durch das erfindungsgemäße Phakoemulsifikationssystem mittels einer schnellen Zufuhr von Irrigationsfluid durch Einsatz einer Strömungspumpe kompensiert werden.The change of the volume flow in the irrigation line or the pressure in the eye takes place in the phacoemulsification system according to the invention only by a change in the rotational speed of the flow pump. The control of such a flow pump can be easily and safely controlled and monitored, for example by means of a digital tachometer. In addition, a flow pump can be installed directly in a cassette, which is used in a console of a Phakoemulsifikationssystems. Thus, the distance to an eye to be treated is relatively short, so that only a small tube length to a handpiece is required, which has a vibrating needle for emulsification of the eye and irrigation fluid to the eye. Instead of a standard hose length from the irrigation fluid tank to the handpiece of about three meters, only one hose length from the console to the hand piece of about one meter is required. The hydraulic resistance in the hose, which counteracts a rapid pressure change, is thus at least half smaller than before. A rapidly occurring fluctuation of the intraocular pressure to a dangerously low pressure level can be compensated for by the phacoemulsification system according to the invention by means of a rapid supply of irrigation fluid by use of a flow pump.

Vorzugsweise ist die Strömungspumpe in der Irrigationsleitung integriert. Damit fließt direkt und ohne Umwege Irrigationsfluid durch die Strömungspumpe. Es ist also kein Bypass oder eine ähnliche Abzweigung mit Ventilen und zugehöriger Ansteuerung erforderlich. Dies ist zusätzlich vorteilhaft, da keine Zeit für das Betätigen von Ventilen benötigt wird, sodass mit einer noch höheren Sicherheit einer gefährlichen Druckschwankung im Auge eines Patienten entgegengewirkt werden kann.Preferably, the flow pump is integrated in the irrigation line. Irrigation fluid flows directly and indirectly through the flow pump. So there is no bypass or a similar diversion with valves and associated control required. This is additionally advantageous since no time is needed for actuating valves, so that an even higher level of safety can be counteracted by a dangerous pressure fluctuation in the eye of a patient.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Irrigationsfluidbehälter während einer Phakoemulsifikation in seiner Höhe nicht verstellbar. Damit ist sichergestellt, dass stets eine vorher eingestellte Höhe und damit ein vorher eingestellter hydrostatischer Druck gegeben ist. Wenn während der Phakoemulsifikation keine Okklusion und daher auch kein anschließender Okklusionsdurchbruch vorliegt, genügt ein Volumenstrom, wie er sich aus dem hydrostatischen Druck bei einer vorbestimmten Höhe des Irrigationsfluidbehälters ergibt. Die Strömungspumpe ist dann auch ohne Ansteuerung für diesen relativ kleinen Volumenstrom durchlässig. Falls ein Okklusionsdurchbruch vorliegt, kann zu diesem durch den hydrostatischen Druck vorhandenen Volumenstrom mittels der Strömungspumpe ein zusätzlicher Volumenstrom in sehr kurzer Zeit hinzugefügt werden. Der hydrostatische Druck wirkt als Offset für die Strömungspumpe. Durch die fest eingestellte Höhe des Irrigationsfluidbehälters kann somit auf einen aufwändigen Zahnstangenantrieb mit Dämpfung verzichtet werden, wie es bei einem Phakoemulsifikationssystem nach dem Stand der Technik üblich ist.According to a further embodiment, the height of the irrigation fluid container during phacoemulsification is not adjustable. This ensures that there is always a previously set height and thus a previously set hydrostatic pressure. If there is no occlusion during phacoemulsification and therefore no subsequent occlusion breakthrough, a volumetric flow is sufficient, as it results from the hydrostatic pressure at a predetermined height of the irrigation fluid container. The flow pump is then permeable even without control for this relatively small volume flow. If an occlusion breakthrough is present, an additional volume flow can be added in a very short time to this existing by the hydrostatic pressure flow rate by means of the flow pump. The hydrostatic pressure acts as an offset for the flow pump. Due to the fixed height of the Irrigationsfluidbehälters can thus be dispensed with a complex rack drive with damping, as is usual in a phacoemulsification system according to the prior art.

Es ist vorteilhaft, wenn die Strömungspumpe mittels einer Magnetkupplung ansteuerbar ist. Eine Magnetkupplung ermöglicht ein Antreiben eines Strömungsrades der Strömungspumpe ohne direkte mechanische Verbindung. Damit lassen sich Probleme mit eine Abdichtung geschickt umgehen. Ferner erlaubt eine Magnetkupplung einen sicheren nichtinvasiven Betrieb der Strömungspumpe, was im Hinblick auf eine Sterilität des Irrigationsfluides sehr vorteilhaft ist.It is advantageous if the flow pump can be controlled by means of a magnetic coupling. A magnetic coupling allows driving a flow wheel of the flow pump without direct mechanical connection. This makes it possible to skilfully deal with problems with a seal. Furthermore, a magnetic coupling allows safe non-invasive operation of the flow pump, which is very advantageous in terms of sterility of the irrigation fluid.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die Steuerungsvorrichtung des Phakoemulsifikationssystems eingerichtet, die Strömungspumpe so anzusteuern, dass der von der Strömungspumpe erzeugte Volumenstrom in der Irrigationsleitung proportional zum Volumenstrom in der Aspirationsleitung ist. Damit ist eine besonders einfache Steuerung bei sehr gutem Ergebnis bezüglich eines Ausgleiches des Augeninnendruckes möglich.According to one development of the invention, the control device of the phacoemulsification system is set up to control the flow pump so that the volumetric flow generated by the flow pump in the irrigation line is proportional to the volumetric flow in the aspiration line. This is a particularly simple control at very good result in terms of a compensation of intraocular pressure possible.

Bevorzugt ist die Strömungspumpe eine Kreiselpumpe. Bei einer Kreiselpumpe wird Fluid zu einer Nabe eines Laufrades der Kreiselpumpe zugeführt und durch Fliehkraft zu einem Rand des Laufrades geschleudert. Es erfolgt eine Umwandlung der kinetischen Energie in eine Druckenergie. Eine solche Pumpe eignet sich dazu, den Volumenstrom und den Druck des zu fördernden Fluids zu ändern.Preferably, the flow pump is a centrifugal pump. In a centrifugal pump fluid is supplied to a hub of an impeller of the centrifugal pump and thrown by centrifugal force to an edge of the impeller. There is a conversion of the kinetic energy into a pressure energy. Such a pump is suitable for changing the volume flow and the pressure of the fluid to be delivered.

Eine Kreiselpumpe ist bei dem erfindungsgemäßen Phakoemulsifikationssystem vorteilhaft, da sie einfach und robust ist und zudem Drehzahlen bis zu 10.000 Umdrehungen pro Minute und eine sehr schnelle Änderung des Volumenstromes und des Druckes des zu fördernden Fluides ermöglicht.A centrifugal pump is advantageous in the phacoemulsification system according to the invention, since it is simple and robust and also allows speeds of up to 10,000 revolutions per minute and a very rapid change in the volume flow and the pressure of the fluid to be delivered.

Die Steuerungsvorrichtung kann eingerichtet sein, die Drehzahl der Strömungspumpe mit einer Frequenz im Bereich von 0 bis 10 Hertz einzustellen, wobei die Strömungspumpe einen dynamischen Überdruck von bis zu 0,5 bar aufbaut. Damit können auch die bei kurzen Okklusionsvorgängen auftretenden Druckschwankungen in der Irrigation ausgeglichen werden.The control device can be set up to set the rotational speed of the flow pump at a frequency in the range from 0 to 10 hertz, wherein the flow pump builds up a dynamic overpressure of up to 0.5 bar. This can also compensate for the pressure fluctuations in the irrigation that occur during short occlusion processes.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden mit Bezug auf die nachfolgenden Zeichnungen erklärt, in welchen zeigen:Further advantages and features of the invention will be explained with reference to the following drawings, in which:

1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Phakoemulsifikationssystems; 1 a schematic representation of a Phakoemulsifikationssystems invention;

2 eine schematische Darstellung von Signalverläufen in Abhängigkeit von der Zeit für einen Volumenstrom in einer Aspirationsleitung, einen Saugdruck in einer Aspirationsleitung, einen Augeninnendruck bei einem Phakoemulsifikationssystem nach dem Stand der Technik, eine Drehzahl einer Strömungspumpe und einen zugehörigen Volumenstrom der Strömungspumpe und einen Fluiddruck der Strömungspumpe bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Phakoemulsifikationssystems, und einen Augeninnendruck beim Einsatz des erfindungsgemäßen Phakoemulsifikationssystems; 2 a schematic representation of waveforms as a function of time for a volume flow in an aspiration, a suction pressure in an aspiration, an intraocular pressure in a phacoemulsification system according to the prior art, a speed of a flow pump and an associated volume flow of the flow pump and a fluid pressure of the flow pump at an embodiment of the phacoemulsification system according to the invention, and an intraocular pressure when using the phacoemulsification system according to the invention;

3 ein Diagramm mit einem Verlauf des Augeninnendruckes in Abhängigkeit von der Drehzahl der Strömungspumpe; 3 a diagram with a course of the intraocular pressure in dependence on the rotational speed of the flow pump;

4 ein Diagramm mit einem Verlauf bezüglich der Drehzahl der Strömungspumpe in Abhängigkeit von der Zeit bei einer bevorzugten Ausführungsform; und 4 a diagram with a curve with respect to the rotational speed of the flow pump as a function of time in a preferred embodiment; and

5 ein Diagramm mit einem Verlauf bezüglich des von der Strömungspumpe erzeugten Druckes in Abhängigkeit von der Zeit bei der bevorzugten Ausführungsform. 5 a diagram with a curve with respect to the pressure generated by the flow pump as a function of time in the preferred embodiment.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Phakoemulsifikationssystems 200. In einem Irrigationsfluidbehälter 1 ist ein Irrigationsfluid 2 enthalten, welches durch eine Irrigationsleitung 3 abfließen kann. Das Irrigationsfluid 2 erreicht eine Strömungspumpe 4, welche in der Irrigationsleitung 3 integriert ist. Das Irrigationsfluid 2 strömt durch die Strömungspumpe 4 hindurch und erreicht ein Handstück 5 mit einer mit Ultraschall in Longitudinalrichtung schwingenden Nadel 6 zur Emulsifikation einer zu behandelnden Augenlinse 7 eines Auges 8. Die emulsifizierten Linsenpartikel und zugehöriges Fluid werden durch eine Aspirationsleitung 9 abtransportiert, wobei der Saugdruck von einer Aspirationspumpe 10 erzeugt wird. Die abgesaugten Linsenpartikel und das Fluid werden in einem Sammelbehälter 11 gesammelt, der in Strömungsrichtung nach der Aspirationspumpe 10 angeordnet ist. 1 shows a schematic representation of an embodiment of the invention Phakoemulsifikationssystems 200 , In an irrigation fluid container 1 is an irrigation fluid 2 contained, which by an irrigation line 3 can drain away. The irrigation fluid 2 reaches a flow pump 4 which are in the irrigation line 3 is integrated. The irrigation fluid 2 flows through the flow pump 4 through and reaches a handpiece 5 with a needle vibrating ultrasonically in the longitudinal direction 6 for emulsification of an eye lens to be treated 7 one eye 8th , The emulsified lens particles and associated fluid are passed through an aspiration line 9 transported away, with the suction pressure of an aspiration pump 10 is produced. The aspirated lens particles and the fluid are in a collection container 11 collected in the direction of flow after the aspiration pump 10 is arranged.

Mittels einer Vorrichtung 12 wird ein Volumenstrom in der Aspirationsleitung 9 oder ein Druck in der Aspirationsleitung 9 erfasst, sodass von dieser Vorrichtung 12 ein Volumenstromsignal 13 oder ein Drucksignal 14 erzeugt wird. Das Volumenstromsignal 13 oder Drucksignal 14 wird daraufhin zu einer Steuerungsvorrichtung 15 geleitet und von dieser empfangen. Die Steuerungsvorrichtung 15 ist eingerichtet, ein Steuersignal 16 an die Strömungspumpe 4 zu senden, so dass eine Änderung des Volumenstromes oder des Druckes in der Irrigationsleitung 3 erfolgt. Das Volumenstromsignal 13 kann mittels eines Volumenstromsensors oder mittels der Aspirationspumpe 10 ermittelt werden. Das Drucksignal kann bevorzugt mittels eines Drucksensors ermittelt werden. Die Strömungspumpe 4 kann bevorzugt maximal 150 ml/s fördern, besonders bevorzugt kann sie maximal 120 ml/s fördern.By means of a device 12 becomes a volume flow in the aspiration line 9 or a pressure in the aspiration line 9 detected, so by this device 12 a volume flow signal 13 or a pressure signal 14 is produced. The volume flow signal 13 or pressure signal 14 then becomes a control device 15 directed and received by this. The control device 15 is set up, a control signal 16 to the flow pump 4 to send, so that a change of the volume flow or the pressure in the Irrigationsleitung 3 he follows. The volume flow signal 13 can by means of a volume flow sensor or by means of the aspiration pump 10 be determined. The pressure signal can preferably be determined by means of a pressure sensor. The flow pump 4 may preferably promote a maximum of 150 ml / s, more preferably it can promote a maximum of 120 ml / s.

2 zeigt die relevanten Signalverläufe bei einem Phakoemulsifikationssystem nach dem Stand der Technik und bei dem erfindungsgemäßen Phakoemuisifikationssystem. In einem Diagramm 20 ist ein Verlauf eines Volumenstromes V .(ASP) in der Aspirationsleitung dargestellt. Wenn die Aspirationspumpe 10 mit dem Absaugen beginnt, steigt der Volumenstrom in der Aspirationsleitung 9 an, siehe Bezugszeichen 21, bis ein konstanter Wert gemäß der Saugleistung der Aspirationspumpe erreicht ist, siehe Bezugszeichen 22. Wenn eine Okklusion auftritt, siehe Diagramm 40 und dort Bezugszeichen 41, sinkt der Volumenstrom in der Aspirationsleitung sehr schnell auf den Betrag Null ab, siehe Bezugszeichen 23. Mit dem Aufbrechen der Okklusion, siehe Bezugszeichen 42 in Diagramm 40, steigt der Volumenstrom in der Aspirationsleitung wieder an, siehe Bezugszeichen 24, wobei nachfolgend ein starkes Schwanken des Volumenstromes auftreten kann, siehe Bezugszeichen 25, bis sich der Wert wieder auf ein Niveau wie vor der Okklusion einpendelt, siehe Bezugszeichen 26. 2 shows the relevant waveforms in a phacoemulsification system according to the prior art and the phacoemulsification system according to the invention. In a diagram 20 a curve of a volume flow V (ASP) in the aspiration line is shown. When the aspiration pump 10 begins with the suction, the volume flow increases in the aspiration line 9 on, see reference signs 21 until a constant value according to the suction power of the aspiration pump is reached, see reference numeral 22 , If occlusion occurs, see diagram 40 and there reference numerals 41 , the volume flow in the aspiration line drops very rapidly to zero, see reference numeral 23 , With the breaking of the occlusion, see reference signs 42 in diagram 40 , the volume flow in the aspiration line increases again, see reference numeral 24 , wherein a strong fluctuation of the following Volume flow can occur, see reference numerals 25 until the level returns to a level as before the occlusion, see reference numeral 26 ,

Diagramm 30 zeigt den zugehörigen Verlauf des Druckes p(ASP) in der Aspirationsleitung. Mit dem Beginn des Abpumpens steigt der Saugdruck (Unterdruck) auf einen bestimmten Wert, siehe Bezugszeichen 31, der während des Abpumpens konstant bleibt, wenn die Nadel 6 des Phakohandstückes 5 nicht verstopft ist. Wenn die Okklusion auftritt, siehe Bezugszeichen 41, saugt die Aspirationspumpe 10 die Aspirationsleitung 9 leer, bis in der Aspirationsleitung 9 ein relativ hoher Unterdruck 33 besteht. Wenn aufgrund dieses Druckes und eventuell gleichzeitig anliegender Ultraschallschwingung der Nadel 6 nach einiger Zeit die Okklusion aufbricht, siehe Bezugszeichen 42, fällt der Unterdruck in der Aspirationsleitung 9 sehr schnell ab, siehe Bezugszeichen 34, und pendelt sich daraufhin auf den Betrag vor der Okklusion ein, siehe Bezugszeichen 35.diagram 30 shows the associated course of the pressure p (ASP) in the aspiration line. With the beginning of pumping the suction pressure (negative pressure) rises to a certain value, see reference numeral 31 , which remains constant during pumping when the needle 6 of the phaco handpiece 5 not clogged. If the occlusion occurs, see reference signs 41 , sucks the aspiration pump 10 the aspiration line 9 empty until in the aspiration line 9 a relatively high negative pressure 33 consists. If due to this pressure and possibly simultaneously applied ultrasonic vibration of the needle 6 after some time the occlusion breaks, see reference number 42 , the negative pressure falls in the aspiration line 9 very fast, see reference number 34 , and then levels off to the amount before occlusion, see reference numerals 35 ,

Bei einem Phakoemulsifikationssystem nach dem Stand der Technik stellt sich bei diesem Verhalten des Volumenstroms und des Druckes in der Aspirationsleitung ein Augeninnendruck p(IOP1) ein, wie er in Diagramm 50 dargestellt ist. Vor der Operation hat das Auge einen normalen Augeninnendruck, siehe Bezugszeichen 51. Mit Beginn des Absaugens durch die Aspirationspumpe sinkt trotz Zufluss von Irrigationsfluid in die Augenkammer der Augeninnendruck auf einen niedrigeren Betrag ab, siehe Bezugszeichen 52, und bleibt zunächst konstant. Mit Eintreten der Okklusion, siehe Bezugszeichen 41, kann kein Fluid mehr durch die Nadel 6 und die Aspirationsleitung 9 abgesaugt werden, sodass der Augeninnendruck p(IOP1) wieder auf den vorherigen Wert ansteigt, siehe Bezugszeichen 53. Mit dem Okklusionsdurchbruch, siehe Bezugszeichen 42, saugt die Aspirationspumpe 10 wieder sehr schnell und sehr viel Fluid ab, sodass der Augeninnendruck p(IOP1) sehr stark abfallen kann, siehe Bezugszeichen 54, bis er sich auf den vorherigen Wert wieder einschwingt, siehe Bezugszeichen 55.In a phacoemulsification system according to the prior art, this behavior of the volume flow and the pressure in the aspiration line sets an intraocular pressure p (IOP1), as shown in diagram 50 is shown. Before surgery, the eye has normal intraocular pressure, see reference numeral 51 , With the beginning of aspiration through the aspiration pump, the intraocular pressure drops to a lower level despite inflow of irrigation fluid into the eye chamber, see reference numeral 52 , and remains constant at first. With the onset of occlusion, see reference signs 41 , no fluid can pass through the needle anymore 6 and the aspiration line 9 be sucked so that the intraocular pressure p (IOP1) rises again to the previous value, see reference numeral 53 , With the occlusion breakthrough, see reference number 42 , sucks the aspiration pump 10 again very quickly and a great deal of fluid, so that the intraocular pressure p (IOP1) can drop very sharply, see reference numeral 54 until it recovers to the previous value, see reference numeral 55 ,

Unerwünscht ist ein starkes Absinken oder Ansteigen des Augeninnendruckes in kurzer Zeit. Durch Einsatz des erfindungsgemäßen Phakoemulsifikationssystems 200 kann dies wirksam verringert oder sogar völlig verhindert werden. Das Diagramm 60 zeigt den Verlauf der Drehzahl n(PP) der Strömungspumpe 4 in Abhängigkeit von der Zeit t. Mit dem Einsetzen der Absaugung durch die Aspirationspumpe 10 und dem zunehmenden Volumenstrom in der Aspirationsleitung, siehe Bezugszeichen 21, wird die Strömungspumpe 4 so angesteuert, dass ihre Drehzahl ansteigt, siehe Bezugszeichen 61, so dass der Volumenstrom in der Irrigationsleitung 3 zunimmt. Wenn der Volumenstrom in der Aspirationsleitung 9 einen konstanten Betrag erreicht hat, siehe Bezugszeichen 22, bleibt die Drehzahl der Strömungspumpe 4 ebenfalls konstant, siehe Bezugszeichen 62. Damit wird dem Absinken des Augeninnendruckes gemäß Bezugszeichen 52 entgegengewirkt, so dass der Augeninnendruck p(IOP2) nahezu konstant bleibt, siehe Diagramm 90.Undesirable is a sharp decrease or increase in intraocular pressure in a short time. By use of the phacoemulsification system according to the invention 200 This can be effectively reduced or even completely prevented. The diagram 60 shows the course of the speed n (PP) of the flow pump 4 depending on the time t. With the insertion of the suction by the aspiration pump 10 and the increasing volume flow in the aspiration line, see reference numerals 21 , will the flow pump 4 controlled so that their speed increases, see reference numeral 61 , so that the volume flow in the irrigation line 3 increases. If the volume flow in the aspiration line 9 has reached a constant amount, see reference numeral 22 , the speed of the flow pump remains 4 also constant, see reference numeral 62 , This is the fall in the intraocular pressure according to reference numerals 52 counteracted, so that the intraocular pressure p (IOP2) remains almost constant, see diagram 90 ,

Mit dem Einsetzen einer Okklusion nimmt der Volumenstrom in der Aspirationsleitung schnell ab, siehe Bezugszeichen 23, wobei die Strömungspumpe 4 so angesteuert wird, dass Ihre Drehzahl auf Null absinkt, siehe Bezugszeichen 63. Wenn die Okklusion aufbricht und aufgrund des hohen Unterdruckes in der Aspirationsleitung ein starker Sog im Auge auftritt, wird sofort die Strömungspumpe auf eine höhere Drehzahl angesteuert, siehe Bezugszeichen 64, um das Schwanken des Augeninnendruckes, siehe Bezugszeichen 54, zu kompensieren. Dass daraufhin der Augeninnendruck nicht mehr schwankt, ist aus Diagramm 90 ersichtlich. Während der weiteren Emulsifikation des Linse wird ständig von der Strömungspumpe 4 weiteres Irrigationsfluid 2 zur Verfügung gestellt, was durch eine vorbestimmte Drehzahl der Strömungspumpe 4 erreicht wird, siehe Bezugszeichen 65.With the onset of an occlusion, the volume flow in the aspiration line decreases rapidly, see reference numeral 23 , wherein the flow pump 4 is controlled so that your speed drops to zero, see reference numeral 63 , If the occlusion breaks and due to the high negative pressure in the aspiration line a strong suction in the eye occurs, immediately the flow pump is driven to a higher speed, see reference numeral 64 to the fluctuation of the intraocular pressure, see reference numeral 54 , to compensate. That then the intraocular pressure does not fluctuate, is from diagram 90 seen. During the further emulsification of the lens is constantly from the flow pump 4 further irrigation fluid 2 provided, which by a predetermined speed of the flow pump 4 is reached, see reference numerals 65 ,

Der Volumenstrom in der Irrigationsleitung 3 wird durch den Einsatz der Strömungspumpe 4 beeinflusst, siehe Diagramm 70: Der Verlauf des Volumenstromes in der Irrigationsleitung, wie er durch die Strömungspumpe erzeugt wird, ist proportional zu dem Verlauf der Drehzahl der Strömungspumpe 4. Wenn das durch die Strömungspumpe 4 fließende Irrigationsfluid 2 mit einem konstanten hydrostatischen Druck strömt, ergibt sich ein Druckverlauf p(IRR) in der Irrigationsleitung 3 gemäß Diagramm 80, wobei der Offset 81 durch den hydrostatischen Druck gebildet wird. Ohne Berücksichtigung des Offsets ist der restliche Verlauf des Drucksignals proportional zur Drehzahl n der Strömungspumpe, siehe Vergleich des Diagramms 80 mit Diagramm 60.The volume flow in the irrigation line 3 is through the use of the flow pump 4 influenced, see diagram 70 The course of the volume flow in the irrigation line, as it is generated by the flow pump, is proportional to the course of the speed of the flow pump 4 , If that through the flow pump 4 flowing irrigation fluid 2 flows at a constant hydrostatic pressure, there is a pressure curve p (IRR) in the irrigation line 3 according to diagram 80 , where the offset 81 is formed by the hydrostatic pressure. Regardless of the offset, the remaining course of the pressure signal is proportional to the speed n of the flow pump, see comparison of the diagram 80 with diagram 60 ,

3 zeigt ein Diagramm 100 mit einer Änderung des Augeninndruckes p(IOP2) in Abhängigkeit von der Drehzahl der Strömungspumpe 4 bei dem erfindungsgemäßen Phakoemeulsifikationssystem, wenn ein hydrostatischer Druck von 29 mmHg aufgrund der fixen Höhe des Irrigationsfluidbehälters vorliegt. Mit zunehmender Drehzahl n der Strömungspumpe nimmt der Augeninnendruck p(IOP2) linear zu. 3 shows a diagram 100 with a change in the intraocular pressure p (IOP2) as a function of the rotational speed of the flow pump 4 in the phacoemulsification system according to the invention, when there is a hydrostatic pressure of 29 mmHg due to the fixed height of the irrigation fluid reservoir. As the rotational speed n of the flow pump increases, the intraocular pressure p (IOP2) increases linearly.

Die 4 zeigt einen Verlauf der Drehzahl n(PP) der Strömungspumpe 4 in Abhängigkeit von der Zeit. Es ist erkennbar, dass die Ansteuerung der Strömungspumpe 4 mit einem Rechtecksignal erfolgt, welches mit einer Frequenz von 10 Hertz (Periodendauer 0,1 Sekunden) anliegt. Aus 5 ist der zugehörige Druckverlauf p(PP) der Strömungspumpe erkennbar. Die Strömungspumpe kann bei konstanter Drehzahl einen Überdruck von bis zu 0,5 bar (5 × 10⁴ N/m²), bevorzugt von bis zu 0,3 bar (3 × 10⁴ N/m²) erzeugen. Je kleiner die Frequenz ist, umso länger ist die Strömungspumpe 4 je Periode ohne Unterbrechung in Betrieb. Durch eine Pulsweitenmodulation der Ansteuerung und Variation der Frequenz kann die zugeführte Menge an Irrigationsfluid bei gleicher Drehzahl variiert werden.The 4 shows a curve of the rotational speed n (PP) of the flow pump 4 depending on the time. It can be seen that the control of the flow pump 4 with a square wave signal, which is applied with a frequency of 10 hertz (period 0.1 seconds). Out 5 is the associated pressure curve p (PP) of the flow pump recognizable. At constant speed, the flow pump can generate an overpressure of up to 0.5 bar (5 × 10 ⁴ N / m ² ), preferably of up to 0.3 bar (3 × 10 ⁴ N / m ² ). The smaller the frequency, the longer the flow pump 4 per period without interruption in operation. By a pulse width modulation of the control and variation of the frequency, the supplied amount of Irrigationsfluid can be varied at the same speed.

Claims

Phacoemulsification system, comprising: An irrigation fluid container for receiving irrigation fluid, An irrigation line through which the irrigation fluid can flow, A flow pump through which the irrigation fluid can flow, An aspiration line through which aspiration fluid can flow, An aspiration pump for aspiration fluid aspiration, A device for detecting a pressure signal based on a pressure in the aspiration line or a device for detecting a volume flow signal based on a volume flow in the aspiration line, and - A control device which is adapted to receive the pressure signal or the volume flow signal and to control the flow pump due to the pressure signal or the volume flow signal so that a change in the pressure or the volume flow takes place in the Irrigationsleitung.

Phacoemulsification system according to claim 1, wherein the flow pump is integrated in the irrigation line.

Phacoemulsification system according to claim 1 or 2, wherein the Irrigationsfluidbehälter during phacoemulsification in its height is not adjustable.

Phacoemulsification system according to one of claims 1 to 3, wherein the flow pump can be controlled by means of a magnetic coupling.

Phacoemulsification system according to one of the preceding claims, wherein the control device is adapted to control the flow pump so that the volume flow generated in the irrigation line by the flow pump is proportional to the volume flow in the aspiration line.

Phacoemulsification system according to one of the preceding claims, wherein the flow pump is a centrifugal pump.

Phacoemulsification system according to one of the preceding claims, wherein the control device is adapted to adjust the speed of the flow pump with a frequency in the range of 0 to 10 hertz, wherein the flow pump builds up a dynamic pressure of up to 0.5 bar.