[发明专利]开-关气动致动器的反馈控制

说明书

技术领域

本发明涉及气动致动器。尤其但并非限制性地，本发明涉及可用与玻璃体切除探针一起使用的开-关气动致动器的反馈控制。

显微外科手术常常需要精确地切割和/或移除各种人体组织。例如，一些眼外科手术需要切割或移除部分玻璃体液，其是填充眼睛后段的透明果胶状材料。玻璃体液或玻璃体由大量显微纤维构成，其通常连接至视网膜。因而，必须相当仔细地切割和移除玻璃体，以避免牵拉视网膜、使视网膜与脉络膜分离、视网膜裂孔或者最坏情况下切割和移除视网膜本身。尤其，诸如可动组织管理（例如切割和移除靠近视网膜的已分离部分或视网膜裂孔附近的玻璃体）、玻璃体基底部切开以及切割和移除膜的精细工作尤为困难。

背景技术

在后段眼外科手术中使用显微外科切割探针是众所周知的。这些切割探针通常包括中空外切割部件、设置与中空外切割部件共轴且可移动地设置于其中的中空内切割部件，以及在其远端附近径向延伸通过外切割部件的端口。将玻璃体液和/或膜吸入开口端口中，并且致动内部件以闭合端口。一旦闭合端口，内、外切割部件上的切割表面协作以切割玻璃体和/或膜，并且随后通过内切割部件吸走切割组织。

在外科手术过程期间，频繁地控制切割速率和工作循环以调节可以在给定时间阶段中切割的组织量。例如，在较不敏感区域（诸如与视网膜分离的区域）切割时，可以以有效率的方式进行切割。当切割更敏感区域中时，诸如靠近视网膜的区域，可以以小心方式进行切割，其中减少了每次切割循环的组织切割量。这可以通过控制端口打开的切割循环中的工作循环或时间百分比而实现。这通过将端口打开的时间量除以单次切割循环的总时间量来确定。提供了较大的工作循环用于进行有效的切割，而提供较小的工作循环进行缓慢且小心的切割。

切割部件特性的改变包括来自初始关键部件的公差的改变，可以引起切割机的工作循环的不一致性。为了解决该问题，在生产的时间上校准当前的系统。该工厂校准可能是耗时和昂贵的行为。此外，这是在假设这些相同的关键部件随着时间的改变将不显著地影响性能而进行的。然而，该假设在许多情况下可能是无效的。由于随着时间流逝部件变得磨损，可能不利地影响受控参数的精确性和准确性。这些变化可能潜在地降低系统的性能或者甚至防止系统到达所需的手术目标，潜在地导致切割器未完全打开或关闭。在持续使用的过程中，这些性能下降和故障变得更为明确和更为频繁。

尽管具有上述的改进，仍然需要一种改进的玻璃体探针。尤其需要一种玻璃体切除探针，其补偿来自初始公差或者部件随着时间退化的偏差。

本公开内容用于解决现有技术中的一个或多个缺陷。

发明内容

在根据本文原理的一个示例方面，本公开内容涉及具有对于气动致动器的反馈控制的外科手术系统。该系统包括气动压力源和玻璃体切割器，该玻璃体切割器具有切割机构、第一气动输入端口和第二气动输入端口。气动致动器被构造成将气动压力导向第一和第二气动输入端口中之一。第一压力传感器定位和被构造成检测第一气动输入端口处的实际压力，第二压力传感器定位和被构造成检测第二气动输入端口处的实际压力。控制器与第一和第二压力传感器以及气动致动器连通，控制器被构造成基于从第一和第二压力传感器传输的数据而改变气动致动器的致动定时。

在另一示例方面，本公开内容涉及一种使用用于气动致动器的反馈控制控制外科手术系统的方法。该方法包括如下步骤：将气动压力选择性地引导至玻璃体切割器上的第一和第二气动输入端口中之一，使用第一压力传感器检测第一气动输入端口处的实际压力，以及使用第二压力传感器检测第二气动输入端口处的实际压力。该方法还包括基于第一和第二压力传感器检测得的实际压力而改变气动致动器的动致动定时。

在另一示例方面，本公开内容涉及一种具有用于气动致动器的反馈控制的外科手术系统。该外科手术系统包括气动压力源和玻璃体切割器，玻璃体切割器具有切割机构、第一气动输入端口和第二气动输入端口。气动致动器将气动压力导向第一和第二气动输入端口中之一。第一压力传感器定位和被构造成检测第一气动输入端口处的压力，第二压力传感器定位和被构造成检测第二气动输入端口处的压力。控制器与第一和第二压力传感器以及气动致动器通信。控制器被构造成将基于实际测得数据的参数数据与已存储的所需数据比较，并且基于参数数据和已存储的数据计算差值。控制器还被构造成改变用于特定工作循环的已存储工作参数，并且基于用于与气动致动器通信的已改变的工作参数而产生控制信号。在一个示例方面，气动致动器是第一气动致动器和第二气动致动器，该第一气动致动器被构造成将气动压力引导至第一气动端口，而第二气动致动器被构造成将气动压力引导至第二气动端口。