DE202019002786U1 - Venturi aspiration flow - Google Patents
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Abstract
Aspirationseinheit in einem ophthalmologischen Gerät (50) ausgebildet zur Bestimmung eines Durchflussvolumens oder einer Durchflussmenge in einer Aspirationseinrichtung für eine Flüssigkeit in dem ophthalmologischen Gerät (50), welche ausgebildet ist zu
• einem Aufbauen eines pneumatischen Unterdrucks in einem Unterdruckbereich,
• einem Absaugen der Flüssigkeit durch ein Übertragen des pneumatischen Unterdrucks auf die Flüssigkeit im Aspirationssystem,
• einem Ermitteln eines ersten Flüssigkeitsdrucks an einer ersten Position entlang eines Flüssigkeitspfades der Flüssigkeit und
• einem Ermitteln eines zweiten Flüssigkeitsdrucks an einer zweiten Position entlang des Flüssigkeitspfades,
• insbesondere wobei zwischen erster und zweiter Position im Flüssigkeitskanal ein Strömungswiderstand (99) ausgebildet ist, sowie
• einem Ermitteln des Durchflussvolumens anhand einer Differenz zwischen erstem Flüssigkeitsdruck und zweitem Flüssigkeitsdruck und einem Bereitstellen des Durchflussvolumens, insbesondere mit einem Anzeigen eines Werts des Durchflussvolumens an einem Display.
Aspiration unit in an ophthalmic device (50) designed to determine a flow volume or a flow rate in an aspiration device for a liquid in the ophthalmic device (50), which is designed to
• building a pneumatic negative pressure in a negative pressure area,
Sucking off the liquid by transferring the pneumatic negative pressure to the liquid in the aspiration system,
• determining a first fluid pressure at a first position along a fluid path of the fluid and
Determining a second fluid pressure at a second position along the fluid path,
• In particular wherein between the first and second position in the liquid channel, a flow resistance (99) is formed, and
• Determining the flow volume based on a difference between the first fluid pressure and the second fluid pressure and providing the flow volume, in particular with a display of a value of the flow volume on a display.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine hierfür ausgebildete Aspirationseinheit für ein ophthalmologisches Gerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, ein entsprechendes Computerprogrammprodukt, das entsprechende Gerät, eine entsprechende Wechselkassette sowie ein System dieser.The invention relates to a method and an aspiration unit designed for this purpose for an ophthalmological device according to the preamble of
Bei Eingriffen im Augen, beispielsweise bei Katarakt-Vitrektomie- oder Glaucoma-Behandlung, ist das Instrument, mit welchem der Anwender den Eingriff im Auge selbst vornimmt über ein Schlauchsystem mit einem Gerät verbunden, mit welchem - unter anderem - eine sogenannten Saugspülung durchgeführt wird, mit welcher anfallende Partikel aus dem Auge entfernt werden. Dabei wird meist mit einer oder mehreren, ins Auge eingeführten Hohlnadeln eine Aspiration - also eine Absaugung - von den Partikeln und von Flüssigkeit vorgenommen. Zugleich wird mit einer Infusion Flüssigkeit - eine so genannte Irrigations- oder Infusionsflüssigkeit - wieder zugeführt. Der Augendruck sollte dabei möglichst konstant gehalten werden, um ein Einfallen oder Aufblähen des Auges zu verhindern. Dokumente wie
Bei derartigen ophthalmologischen Saugspülungen sind primär zwei unterschiedliche Ansätze zur Aspiration oder Absaugung in Verwendung. Zum einen, eine Absaugung mit einer Peristaltik-Pumpe, bei welcher - entsprechend deren Wirkungsweise - eine Vorgabe einer geförderten Volumenstrommenge durch die Ansteuerung erfolgt. Zum anderen, eine Absaugung nach dem sogenannten Venturi-Prinzip, bei deren Ansteuerung ein pneumatischer Unterdruck für die Absaugung vorgegeben wird. Beim klassischen Venturi-Prinzip wird mittels eines Luftstroms in einer Kavität ein Unterdruck erzeugt, oftmals mittels einer namensgebenden Venturi-Düse, beispielsweise mit Nutzung eines Druckluftanschlusses im Behandlungsraum. Neuere Varianten ersetzen dabei aber auch die Venturi-Düse durch eine Vakuumpumpe oder einen Vakuumanschluss im Behandlungsraum, wobei aber meist weiterhin die für eine pneumatische Unterdruckabsaugung etablierte Bezeichnung „Venturi-Aspiration“ beibehalten wird, speziell, da alle diese sogenannten „Venturi-Systeme“ eine für diese typische Aspirations-Charakteristik aufweisen, welche sich von einer Peristaltik-Aspiration unterscheidet. Die Kavität mit dem Unterdruck wird bei Bedarf, beispielsweise über ein Ventil im Aspirationssystem mit einer Leitung zum Eingriffsort in Verbindung gebracht, und damit durch den pneumatischen Unterdruck die Aspiration von zertrümmerten Partikeln und/oder Flüssigkeit durch die Leitung bewirkt. Beispielsweise zeigt
Eine neuentwickelte Ausführungsform eines Aspirationssystems nach dem Venturi-Prinzip weist dabei zusätzlich eine trennende, flexible Membrane zwischen einem Unterdruckbereich und einem Flüssigkeitsbereich auf. Diese wird auch unter den Begriffen „Clean Venturi“, „Steriles Venturi“ oder „Sauberes Venturi“ geführt, und speziell z.B. in der hiermit durch Referenz mit einbezogenen PCT/EP2017/078068 im Detail beschrieben. Auch hierbei erfolgt die Aspiration über einen pneumatischen Unterdruck, welcher dabei (neben einer Venturi-Düse) auch von einer Vakuumpumpe bereitgestellt werden kann.A newly developed embodiment of an aspiration system according to the Venturi principle additionally has a separating, flexible membrane between a negative pressure region and a liquid region. This is also referred to as "Clean Venturi", "Sterile Venturi" or "Clean Venturi", and specifically, e.g. in detail incorporated herein by reference PCT / EP2017 / 078068. Again, the aspiration is carried out via a pneumatic negative pressure, which (in addition to a Venturi nozzle) can also be provided by a vacuum pump.
Bei einem ophthalmologischen Venturi-System nach dem Stand der Technik wird der Unterduck der Aspiration vom Benutzer dynamisch je nach aktuellem Bedarf eingestellt bzw. geregelt, beispielsweise entsprechend einer Vorgabe eines ausführenden oder überwachenden Fachpersonals, meist über ein Fuß-Pedal oder ähnliches. Ist bei einer derartigen Venturi-Kassette der zur Flüssigkeitsaufnahme vorgesehene Bereich voll, so muss zur Behebung dieses Problems die Arbeit unterbrochen werden.In an ophthalmic Venturi system according to the prior art, the Unterduck the aspiration is set or regulated dynamically by the user depending on the current needs, for example, according to a specification of an executive or supervising specialist personnel, usually a foot pedal or the like. If, in such a Venturi cassette, the area provided for fluid intake is full, the work must be interrupted to remedy this problem.
Nicht nur aus diesem Grund ist es erstrebenswert, nicht unnötig Flüssigkeit zu aspirieren, sondern möglichst effizient mit der Flüssigkeit umzugehen. Damit kann sowohl Flüssigkeit, wie auch Kassetten, Kassettenwechsel und Zeit eingespart werden. Auch sollte ein sinnloses „Durchspülen“ des Eingriffsorts mit Infusionsflüssigkeit vermieden werden, da ein dauerhaftes Durchspülen beispielsweise auch negative Auswirkungen haben kann und/oder zu Schäden führen kann.Not only for this reason, it is desirable, not unnecessary to aspirate liquid, but to deal with the liquid as efficiently as possible. This can save both liquid and cassettes, cassette change and time. Also, a meaningless "flushing" the site of intervention with infusion liquid should be avoided, since a permanent flushing, for example, can also have negative effects and / or can lead to damage.
Die Lösungen aus dem Stand der Technik sind daher in ihrer bekannten Form verbesserungswürdig.The solutions of the prior art are therefore in need of improvement in their known form.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, welches eine ophthalmologische Aspiration verbessert. Es soll also ein verbessertes ophthalmologisches Aspirationsverfahren und die dabei verwendeten Vorrichtungen als Aspirationseinheit bereitgestellt werden. Insbesondere sollen oben genannte Nachteile ausgeräumt oder zumindest reduziert werden.It is an object of the present invention to provide a method which improves ophthalmic aspiration. Thus, an improved ophthalmological aspiration method and the devices used as an aspiration unit should be provided. In particular, the disadvantages mentioned above should be eliminated or at least reduced.
Es ist entsprechend auch eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die ophthalmologische Aspirationseinrichtung zu verbessern, insbesondere den für die Aspiration vorgesehen Teilbereich eines ophthalmologischen Geräts und/oder den zugehörigen Wechselteil.Accordingly, it is also an object of the present invention to improve the ophthalmological aspiration device, in particular the partial region of a part intended for aspiration ophthalmological device and / or the associated removable part.
Dabei ist es speziell eine Aufgabe, eine entsprechende, verbesserte Kassette für ein ophthalmologisches Gerät bereitzustellen. Ebenfalls kann die entsprechende Bereitstellung eines ophthalmologischen Geräts zum Einsatz einer derartigen Kassette ein weiterer Teil der Aufgabe sein.It is a particular object to provide a corresponding improved cassette for an ophthalmic device. Also, the corresponding provision of an ophthalmic device for use of such a cassette may be a further part of the task.
Eine spezifischere Aufgabe ist dabei auch, eine Lösung bereitzustellen, welche die von manchen Anwendern geschätzten Eigenschaften und Charakteristiken eines bekannten Venturi-Systems aufweist, jedoch dessen Nachteile vermeidet oder zumindest reduziert. Teil der Aufgabe kann dabei sein, Vorzüge der alternativen Peristaltik-Aspiration auch in einem Venturi-System bereitzustellen, ohne dabei auf die klassische Venturi-Charakteristik zu verzichten. Speziell sollte sich der Anwender dabei voll auf den von ihm durchgeführten Eingriff konzentrieren können, und von geräteseitigen Belanlagen, Einstellungen und Überwachungen möglichst freigehalten werden, beispielsweise indem diese getrennt vom eigentlichen Eingriff, weitestgehend vom und durch das Gerät an sich wahrgenommen werden.A more specific object is also to provide a solution which has the valued by some users properties and characteristics of a known Venturi system, but avoids or at least reduces its disadvantages. Part of the task may be to provide benefits of alternative peristaltic aspiration in a venturi system without sacrificing the classic venturi characteristics. Specifically, the user should be able to concentrate fully on the procedure performed by him, and be kept as free as possible from the device-side Belanlagen, settings and monitoring, for example, by these are separated from the actual intervention, largely from and perceived by the device itself.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäss durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche und/oder durch Merkmale der abhängigen Ansprüche gelöst bzw. diese Lösungen weitergebildet.These objects are achieved according to the invention by the features of the independent claims and / or by features of the dependent claims or developed these solutions.
Die vorliegende Erfindung betrifft dabei speziell unterschiedliche Ausführungsformen einer Venturi- oder Venturi-Ähnlichen- Aspiration, welche hier kurz unter dem allgemeinen Begriff Venturi-System abgehandelt wird. Insbesondere also einer Aspiration mit einer Einwirkung eines pneumatischen Unterdrucks auf die zu aspirierende Flüssigkeit -speziell z.B. im Gegensatz zur prinzipbedingt hydrostatischen Förderung eines definierten Volumens, wie dies etwa bei einem Peristaltik-Aspirationssystem der Fall ist. Es handelt sich also speziell um ein mit pneumatischem Unterdruck gesteuertes Absaugsystem und nicht um z.B. eine Schlauchquetschpumpe, mit welcher ein Fördervolumen vorgegeben wird.The present invention relates specifically to different embodiments of Venturi or Venturi similar aspiration, which is briefly discussed here under the general term venturi system. In particular therefore an aspiration with an effect of a pneumatic negative pressure on the liquid to be aspirated -specifically e.g. in contrast to the inherent hydrostatic promotion of a defined volume, as is the case with a peristaltic aspiration system. It is therefore specifically a pneumatic negative pressure controlled suction system and not, e.g. a peristaltic pump with which a delivery volume is specified.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Aspirationseinheit für ein ophthalmologisches Gerät, insbesondere eine Aspirationseinheit nach einem auf Basis von Unterdruck arbeitenden Venturi-Prinzip. Diese Aspiration kann insbesondere im Rahmen einer Saugspülung bei einer Katarakt-Behandlung, beispielsweise bei einer Phakoemulsifikation oder Vitrektomie durchgeführt werden. Die Aspiration kann dabei automatisch durch eine Aspirationseinheit des Geräts ausgeführt werden, welches einen Anschluss zur Verbindung mit einem Eingriffs-Instrument bereitstellt.The present invention relates to an aspiration unit for an ophthalmological device, in particular an aspiration unit based on a negative pressure Venturi principle. This aspiration can be carried out in particular in the context of a suction rinse in a cataract treatment, for example in a phacoemulsification or vitrectomy. The aspiration can be carried out automatically by an aspiration unit of the device, which provides a connection for connection to an interventional instrument.
Die Aspirationseinheit ist dabei ausgebildet zur Bestimmung eines Durchflussvolumens oder einer Durchflussmenge in einer Aspirationseinrichtung für eine Flüssigkeit in einem ophthalmologischen Gerät. Das Aspirieren erfolgt dabei also speziell mit einer Venturi- oder Venturi-Artigen-Absaugeinrichtung, also zumindest teilweise mit einem Absaugen oder Abpumpen von Luft zur Erzeugung eines Unterdrucks im Flüssigkeitsbereich des Aspirationssystems, optional nicht nur direkt mit einem Luft-Flüssigkeits-Übergang, sondern auch indirekt mit einer flexiblen Membrane zwischen Flüssigkeit und Luft und einem Luft-Membrane-Flüssigkeits-Übergang.The aspiration unit is designed to determine a flow volume or a flow rate in an aspiration device for a liquid in an ophthalmological device. The aspiration is thus carried out specifically with a Venturi or Venturi-type suction, so at least partially with a suction or pumping air to generate a negative pressure in the liquid region of the aspiration, optionally not only directly with an air-liquid transition, but also indirectly with a flexible membrane between liquid and air and an air-membrane-liquid transition.
Die Aspirationseinheit weist also eine Einrichtung zum Aufbauen eines pneumatischen Unterdrucks in einem Unterdruckbereich für ein Absaugen der Flüssigkeit durch ein Übertragen des pneumatischen Unterdrucks auf die Flüssigkeit im Aspirationssystem auf. Erfindungsgemäss erfolgt dabei ein Ermitteln eines ersten Flüssigkeitsdrucks mit einer ersten Druckmesseinrichtung an einer ersten Position entlang eines Flüssigkeitspfades der Flüssigkeit und ein Ermitteln eines zweiten Flüssigkeitsdrucks mit einer zweiten Druckmesseinrichtung an einer zweiten Position entlang des Flüssigkeitspfades. Der Flüssigkeitspfad kann dabei speziell in einem Aspirationssystem einer Wechselkassette für das Gerät ausgebildet sein. Zwischen erster und zweiter Position bildet der Flüssigkeitskanal dabei einen Strömungswiderstand aus, beispielsweise ausgebildet als eine (vorzugsweise definierte) Querschnittsänderung im Flüssigkeitskanal, Biegung des Flüssigkeitskanals, eine Blende oder eine Drossel.The aspiration unit thus comprises means for establishing a pneumatic negative pressure in a negative pressure region for aspirating the liquid by transmitting the pneumatic negative pressure to the liquid in the aspiration system. According to the invention, a determination of a first fluid pressure with a first pressure measuring device takes place at a first position along a fluid path of the fluid and determination of a second fluid pressure with a second pressure measuring device at a second position along the fluid path. The fluid path can be designed specifically in an aspiration system of a removable cassette for the device. Between the first and second position of the liquid channel forms a flow resistance, for example, formed as a (preferably defined) cross-sectional change in the liquid channel, bending of the liquid passage, a diaphragm or a throttle.
Anhand einer Differenz zwischen erstem Flüssigkeitsdruck und zweitem Flüssigkeitsdruck erfolgt erfindungsgemäss durch die Aspirationseinheit ein Ermitteln eines aktuellen Durchflussvolumens oder einer dazu äquivalenten Durchflussmenge, welches Durchflussvolumen vom Gerät als Messwert bereitgestellt wird. Die erfindungsgemäße Durchflussmessung erfolgt dabei kontaminationsfrei, also ohne Kontakt der Flüssigkeit im Aspirationssystem nach Aussen oder zu Teilen des Geräts.On the basis of a difference between the first fluid pressure and the second fluid pressure, the aspiration unit according to the invention determines a current flow volume or an equivalent flow rate, which flow volume is provided by the device as a measured value. The flow measurement according to the invention takes place without contamination, ie without contact of the liquid in the aspiration system to the outside or to parts of the device.
In anderen Worten handelt es sich um eine Aspiration nach dem Venturi-Prinzip oder einem Venturi-Artigen Prinzip, insbesondere für eine ophthalmologische Anwendung, z.B. bei einem Phakogerät. Bei diesem kann eine hermetische Trennung eines Flüssigkeitsbereichs für die aspirierte Flüssigkeit von einem mit der Raumluft in Verbindung stehenden Unterdruckbereich mittels einer Membran erfolgen. Die erfindungsgemässe Aspiration erfolgt mit einem Messen eines Druckes im Flüssigkeitsbereich und/oder im Unterdruckbereich an zumindest zwei unterschiedlichen Stellen, zwischen welchen sich ein Durchflussabhängiges Druckgefälle ausbildet, anhand welchem Druckgefälle erfindungsgemäss ein Wert des Durchflusses ermittelt wird. In weiteren Ausführungsformen wird dieser Durchfluss für Gerätefunktionalitäten genutzt.In other words, it is an aspiration according to the Venturi principle or a venturi-like principle, in particular for an ophthalmological application, for example in a phaco device. In this case, a hermetic separation of a liquid region for the aspirated liquid from a room air in connection with the associated negative pressure region by means of a membrane. The aspiration according to the invention is carried out by measuring a pressure in the liquid region and / or in the negative pressure region at at least two different points, between which a flow-dependent pressure gradient is formed, on the basis of which pressure gradient According to the invention, a value of the flow rate is determined. In other embodiments, this flow is used for device functionality.
Mit dem ermittelten und bereitgestellten Durchflussvolumen (oder einer diesem gleichsetzbaren Durchflussmenge) kann in einer Ausführungsform zum Beispiel bei Überschreiten eines, vorzugsweise konfigurierbaren, definierten Durchflussvolumen-Limits durch das ermittelte Durchflussvolumen ein Ausgeben eines Warnsignals durch das Gerät erfolgen, insbesondere ein vorzugsweise automatisches Ausgeben eines optischen, akustischen, haptischen und/oder elektrischen Warnsignals. Dabei kann beispielsweise auf ein momentanes Durchflussvolumen und/oder auf eine zeitliche Integration des Durchflussvolumen zurückgegriffen werden.With the determined and provided flow volume (or a flow rate that can be equated thereto), in one embodiment, for example, if a defined, preferably configurable, defined flow volume limit is exceeded, the determined flow volume outputs a warning signal through the device, in particular a preferably automatic output of an optical flow , acoustic, haptic and / or electrical warning signal. In this case, for example, a current flow volume and / or a temporal integration of the flow volume can be used.
Mit dem ermittelten und bereitgestellten Durchflussvolumen kann in einer Ausführungsform zum Beispiel bei Überschreiten eines, vorzugsweise konfigurierbaren, definierten Durchflussvolumen-Maximums durch das ermittelte Durchflussvolumen ein automatisches Begrenzen des Durchflussvolumens durch das Gerät erfolgen. Beispielsweise kann eine Durchfluss-Regelanlage und/oder Durchfluss-Begrenzungsanlage im Gerät derart ausgebildet sein, um bei übermässigem Durchfluss ein automatisches Begrenzen oder Verringerung des pneumatischen Unterdrucks - und somit auch automatisch Begrenzung des Durchflusses - zu bewirken. Dies kann vorzugsweise automatisch, beispielsweise neben einem klassischen Steuerungs- oder Regelsystem auch durch ein maschinengelerntes künstliches Intelligenz System erfolgen.With the flow volume determined and provided, in one embodiment, for example, when a defined, preferably configurable, defined flow volume maximum is exceeded, the flow volume determined can be automatically limited by the device by means of the determined flow volume. For example, a flow control system and / or flow limiting system in the device may be designed so as to automatically limit or reduce the pneumatic negative pressure - and thus automatically limit the flow - at excessive flow. This can preferably be done automatically, for example, in addition to a classic control or regulating system by a machine-trained artificial intelligence system.
Mit dem ermittelten und bereitgestellten Durchflussvolumen kann in einer Ausführungsform zum Beispiel auch durch das Gerät ein automatisches Regeln des Durchflussvolumens entsprechend zumindest einem vorgebbaren Sollwert für das Durchflussvolumen erfolgen. Dabei kann das Regeln mit einem durchflussmengenabhängigen Ansteuern eines Ventils und/oder der den Unterduck aufbauenden Einheit (z.B. einer Venturi-Düse oder Vakuumpumpe) im Aspirationssystems erfolgen.With the determined and provided flow volume can be carried out in one embodiment, for example, by the device, an automatic regulation of the flow volume corresponding to at least a predetermined target value for the flow volume. In this case, the regulation can be carried out with a flow-dependent actuation of a valve and / or the unit constituting the underpressure (for example a Venturi nozzle or vacuum pump) in the aspiration system.
Mit dem ermittelten und bereitgestellten Durchflussvolumen kann in einer Ausführungsform zum Beispiel auch in Abhängigkeit des ermittelten Durchflussvolumens der Aspiration ein Steuern und/oder Regeln eines Infusionsdrucks oder eines Infusionsdurchflusses in einer Infusionsflüssigkeits-Fördereinrichtung zur aktiven oder passiven Förderung von Infusionsflüssigkeit hin zu einem Infusionsanschluss des Geräts erfolgen.In one embodiment, the determined and provided flow volume can also be used to control and / or regulate an infusion pressure or an infusion flow in an infusion fluid delivery device for active or passive delivery of infusion fluid to an infusion port of the device, for example depending on the determined flow volume of the aspiration ,
In analoger Weise betrifft die Erfindung auch einen Wechsel-Einsatz für ein ophthalmologisches Gerät zur Aspiration von Flüssigkeit. Diese Aspiration kann insbesondere im Rahmen einer sogenannten Saugspülung bei einem ophthalmologischen Eingriff, beispielsweise bei einer Katarakt- oder Vitrektomie-Behandlung erfolgen. Bei dieser Aspiration ist Flüssigkeit - mit oder ohne Festkörperanteilen wie z.B. zertrümmerten Linsenteile oder ähnlichem - aus dem Auge abzuführen. Die Aspiration der vorliegenden Erfindung soll dabei insbesondere primär nach dem in Fachkreisen so genannten „Venturi-Prinzip“ erfolgen können, also nach dem Prinzip einer Absaugung mittels eines pneumatischen Unterdruckes (- speziell im Gegensatz zu einem rein hydraulischen Volumen-Förder-Prinzip, wie dies beispielsweise mit einer Peristaltikpumpe erzielt wird). Speziell also, um dabei eine, zu klassischen Venturi-Systemen ähnliche oder identische Absaugcharakteristik zu erzielen. Der erfindungsgemässe Wechsel-Einsatz weist dabei einen Flüssigkeitsbereich zur Aufnahme der abzusaugenden Flüssigkeit sowie einen, insbesondere flüssigkeitsfreien, Unterdruckbereich auf, welcher mit einem pneumatischen Unterdruck beaufschlagbar ist. Dabei ist der Flüssigkeitsbereich von dem Unterdruckbereich mit einer zumindest partiell flexiblen Membrane hermetisch getrennt.Analogously, the invention also relates to an exchange insert for an ophthalmological apparatus for the aspiration of liquid. This aspiration can be carried out in particular in the context of a so-called suction rinsing during an ophthalmological procedure, for example during a cataract or vitrectomy treatment. In this aspiration, liquid - with or without solid fractions, e.g. smashed lens parts or the like - to dissipate from the eye. The aspiration of the present invention should be able to take place in particular primarily according to the so-called "venturi principle" in the art, ie according to the principle of suction by means of a pneumatic negative pressure (especially in contrast to a purely hydraulic volume delivery principle, as achieved for example with a peristaltic pump). In particular, in order to achieve a, similar to classic Venturi systems or identical extraction characteristics. The exchange insert according to the invention in this case has a liquid region for receiving the liquid to be suctioned off and a, in particular liquid-free, negative pressure region, which can be acted upon by a pneumatic negative pressure. In this case, the liquid region is hermetically separated from the negative pressure region with an at least partially flexible membrane.
Die Wechselkassette weist dabei eine erste Einrichtung zur Druckmessung, speziell einer hydrostatischen Unterdruckmessung, in einem Aspirationssystem und einer zweiten Einrichtung zur Druckmessung im Aspirationssystem auf, welche derart angeordnet und ausgebildet sind, dass anhand einer Differenz der Messwerte zwischen der ersten und der zweiten Einrichtung zur Druckmessung eine Durchflussmessung im Aspirationssystem durchführbar ist. In einem Flüssigkeitskanal des Aspirationssystems zwischen der ersten und der zweiten Einrichtung zur Druckmessung kann dabei speziell eine implizite oder explizite Messblende ausgebildet sein, welche einen, vorzugsweise definierten, Strömungswiderstand für die Flüssigkeit darstellt. Dabei können insbesondere die Einrichtungen zur Druckmessung derart in hydrostatischer Verbindung mit dem Flüssigkeitskanal des Aspirationssystems stehen, dass mit diesen jeweils ein Unterdruck gegenüber Atmosphäre vor und nach der Messblende erfassbar ist, speziell wobei die Messblende durch eine Querschnittsverengung oder eine Biegung des Flüssigkeitskanals gebildet sein kann.In this case, the interchangeable cassette has a first device for pressure measurement, especially a hydrostatic negative pressure measurement, in an aspiration system and a second device for pressure measurement in the aspiration system, which are arranged and configured in such a way that based on a difference of the measured values between the first and the second device for pressure measurement a flow measurement in the aspiration system is feasible. In a fluid channel of the aspiration system between the first and the second device for pressure measurement, an implicit or explicit metering orifice may be formed, which represents a, preferably defined, flow resistance for the fluid. In this case, in particular, the devices for pressure measurement can be in hydrostatic connection with the liquid channel of the aspiration system such that a respective negative pressure relative to the atmosphere before and after the measuring orifice can be detected, especially wherein the measuring orifice can be formed by a cross-sectional constriction or a bend of the liquid channel.
Das Aspirationssystem kann dabei speziell als ein Venturi- oder Venturi-Ähnliches-Aspirationssystem ausgebildet sein, bei welchem ein pneumatischer Unterdruck auf einen Flüssigkeitsbereich in der Wechselkassette einwirkt. Insbesondere kann das Aspirationssystem als ein steriles Venturi-System ausgebildet sein, bei welchem die Aspiration mittels eines pneumatischen Unterdrucks erfolgt, welcher indirekt via einer Membrane auf den Flüssigkeitsbereich einwirkt.The aspiration system may be specially designed as a Venturi or venturi-like aspiration system, in which a pneumatic negative pressure acts on a fluid area in the removable cassette. In particular, the aspiration system can be designed as a sterile Venturi system in which the aspiration is carried out by means of a pneumatic negative pressure, which acts indirectly via a membrane on the liquid area.
Die Einrichtung zur Druckmessung kann Beispielsweise jeweils mit einem Nippel an einer Druckmessmembrane der Wechselkasse ausgebildet sein, welcher mit einem zumindest teilweise umlaufenden Schlitz derart ausgebildet ist, um bei einem Einlegen der Wechselkassette in ein Gerät, mit einem gabelförmigen Ausleger eines Kraftsensors im Gerät zum Eingriff zu gelangen. The device for pressure measurement may be formed, for example, each with a nipple on a pressure measuring diaphragm of the exchange, which is formed with an at least partially circumferential slot so as to engage when inserting the removable cassette in a device, with a fork-shaped arm of a force sensor in the device reach.
Der Durchfluss ist im wesentlich proportional zur Quadratwurzel des Differenzdruckes. Weitere Einflussfaktoren wie die Art des Mediums, Dichte, Viskosität, Temperatur, Durchmesser und andere geometrische Aspekte des Strömungspfads sind in der vorliegenden Anwendung meist bekannt oder messbar. Neben einer theoretischen Herleitung einer formalen Abhängigkeit von Differenzdruck und Durchflussmenge, kann diese allenfalls auch durch Versuche mit dem konkreten Aufbau des ophthalmologischen Geräts ermittelt und/oder verifiziert werden. Neben einer dezidiert ausgebildeten Messblende kann auch ein Differenzdruck an einer ohnehin vorhandenen Komponente oder Struktur im Durchflusspfad genutzt werden.The flow rate is substantially proportional to the square root of the differential pressure. Other influencing factors such as the type of medium, density, viscosity, temperature, diameter and other geometric aspects of the flow path are usually known or measurable in the present application. In addition to a theoretical derivation of a formal dependence on differential pressure and flow rate, this can at best be determined and / or verified by experiments with the specific structure of the ophthalmological device. In addition to a decidedly formed orifice, a differential pressure at an already existing component or structure in the flow path can be used.
Bei dem erfindungsgemässen Wechsel-Einsatz kann dabei der Flüssigkeitsbereich eine Druckerfassungseinrichtung aufweisen oder mit einer derartigen in hydrostatischer Verbindung stehen. Diese ist derart ausgebildet, um einen Unterdruck und/oder Überdruck (absolut oder vorzugsweise relativ gegenüber der umgebenden Atmosphäre) in dem Flüssigkeitsbereich zu erfassen. Dabei kann die Druckerfassungseinrichtung neben einer kompletten Integration in den Wechsel-Einsatz auch vorzugsweise nur teilweise an diesem angebracht sein. So kann beispielsweise das Wechselteil nur eine, mit dem Flüssigkeitsbereich in Verbindung stehende Druckmessmembrane aufweisen, und ein zugehöriges Messglied, welches eine Kraft oder eine Auslenkung der Druckmessmembrane bestimmt, im Gerät angebracht sein. Dieses Messglied kann beim Einlegen des Wechselteils mit der Druckmessmembrane eine funktionale, insbesondere mechanische, Verbindung eingehen. In analoger Weise kann auch zusätzlich oder alternativ eine weitere Druckerfassungseinrichtung für den Unterdruckbereich vorgesehen sein, welche entsprechend dem Gerät oder dem Wechselteil zugeordnet sein kann. Eine derartige Druckerfassungseinrichtung kann dabei unter anderem für verschiedenste Überwachungs- und Sicherheits- oder Regelungs-Funktionen genutzt werden.In the case of the changeover insert according to the invention, the liquid region may have a pressure detecting device or be in hydrostatic connection with such a changeover device. This is designed to detect a negative pressure and / or overpressure (absolutely or preferably relative to the surrounding atmosphere) in the liquid region. In this case, the pressure detection device may also be only partially attached to this in addition to a complete integration in the exchange insert. For example, the interchangeable part can have only one pressure measuring diaphragm connected to the fluid area, and an associated measuring element which determines a force or a deflection of the pressure measuring diaphragm can be mounted in the device. This measuring element can enter a functional, in particular mechanical, connection when inserting the removable part with the pressure measuring diaphragm. In an analogous manner, a further pressure detection device for the negative pressure region may additionally or alternatively be provided, which may be associated with the device or the replacement part. Such a pressure detection device can be used, inter alia, for a variety of monitoring and security or control functions.
Erfindungsgemäss kann dabei beispielsweise der Wechsel-Einsatz mit einer Wanne oder Halbschale, also insbesondere einer Art schalenförmige Wanne mit einem Boden und einem umlaufend hochgestellten Rand, z.B. aus Polypropylen (PP), als Flüssigkeitsbereich ausgebildet sein, speziell z.B. gemeinsam mit einem thermoplastischen Elastomer (TPE) als Spritzgussteil hergestellt. Optional kann dann mit dieser Halbschale in hermetisch abschliessender Weise die flexible Membrane fest verbunden sein, welche sich in Ruhelage der inneren Form der Halbschale anschmiegt. Die Membrane kann dabei beispielsweise als dünne, flexible Folie ausgebildet sein, beispielsweise als ein oder mehrschichtige Kunststofffolie oder als Metallfolie oder als eine Kombination dieser beiden. Beispielsweise eine Folie aus einem Polyamid (PA) und/oder Polypropylen (PP) mit einer Dicke von in etwa 40 bis 100 µm.According to the invention, for example, the replacement insert with a trough or half shell, ie in particular a type of dish-shaped trough with a bottom and a peripheral raised edge, e.g. polypropylene (PP), be designed as a liquid region, especially e.g. produced together with a thermoplastic elastomer (TPE) as an injection molded part. Optionally, the flexible membrane can then be securely connected to this half-shell in a hermetically sealed manner, which nestles in the rest position of the inner shape of the half-shell. The membrane may be formed, for example, as a thin, flexible film, for example as a single or multi-layer plastic film or as a metal foil or as a combination of these two. For example, a film of a polyamide (PA) and / or polypropylene (PP) with a thickness of about 40 to 100 microns.
An der Aussenseite der Halbschale bzw. der Folie wird ein pneumatischer Unterdruckbereich ausgebildet, welcher mit einer Luft-Absaugung zur Bereitstellung des Unterdrucks verbunden ist. Die Luft-Absaug-Einrichtung befindet sich stationär im Gerät und kann beispielsweise als elektrisch betriebene Teil-Vakuum-Pumpe ausgebildet sein, oder allenfalls auch mit einer Venturi-Düse oder eine andere Luft-Fördereinrichtung, mit welcher ein Unterdruck erzeugbar ist. (Teil-Vakuum, da erfindungsgemäss meist kein vollständiges Vakuum, sondern nur ein hinreichender Unterdruck gegenüber dem Atmosphärendruck erforderlich ist). Speziell kann die Luft-Absaug-Einrichtung dabei derart ausgebildet sein, dass der erzeugte Unterdruck in seinem Wert einstellbar oder regelbar ist. Typische Wertebereiche für den Unterdruck im Sinne der vorliegenden Erfindung sind beispielsweise in etwa von 0 bis 900 mbar unter Atmosphärendruck. Zwischen dem Gerät und dem Wechselteil wird dabei zur Übertragung des Unterdrucks auf das Aspirationsmedium beim Einlegen des Wechselteils eine luftdichte Verbindung hergestellt.On the outside of the half shell or the film, a pneumatic negative pressure region is formed, which is connected to an air suction to provide the negative pressure. The air-suction device is stationary in the device and may be formed for example as an electrically operated part-vacuum pump, or possibly also with a Venturi nozzle or other air conveyor, with which a negative pressure can be generated. (Partial vacuum, since according to the invention usually no complete vacuum, but only a sufficient negative pressure relative to the atmospheric pressure is required). Specifically, the air-suction device can be designed such that the negative pressure generated in its value is adjustable or regulated. Typical value ranges for the negative pressure in the sense of the present invention are, for example, approximately from 0 to 900 mbar below atmospheric pressure. Between the device and the removable part while an air-tight connection is made to transmit the negative pressure to the aspiration medium when inserting the removable part.
Ein Ventil kann insbesondere mit einem elastischen Bereich eines Flüssigkeitskanals der Kassette ausgebildet sein, welcher durch einen geräteseitigen Stössel abgeschnürt werden kann. Ein Luftblasen-Detektor kann z.B. auf optischer Basis arbeiten, speziell auf Basis von unterschiedlicher Refraktion von Flüssigkeit und Luft, etwa mit einem entsprechend ausgestalteten Sichtfenster in den Flüssigkeitskanal implementiert sein.A valve may in particular be formed with an elastic region of a liquid channel of the cassette, which can be cut off by a device-side plunger. An air bubble detector may e.g. operate on an optical basis, especially based on different refraction of liquid and air, be implemented with a correspondingly designed viewing window in the liquid channel.
Ebenso betrifft die vorliegende Erfindung ein entsprechendes Gerät oder System mit einer Aufnahmevorrichtung für zumindest eine der Ausführungsformen eines erfindungsgemässen Wechsel-Einsatz oder einer erfindungsgemässen Kassette, speziell wie diese hier beschrieben sind. Das Gerät weist dabei unter anderem eine Luft-Absaug-Einrichtung, insbesondere eine Vakuumpumpe bzw. eine Teil- oder Grob-Vakuumpumpe oder eine Venturi-Düse, zur Erzeugung eines Unterdrucks im Unterdruckbereich auf, sowie zumindest zwei Druck- oder Kraft-Messeinrichtungen, welche derart ausgebildet sind, um mit der Kassette zu interagieren und eine Ermittlung eines Unterdrucks im Aspirationssystem bereitzustellen. Eine entsprechende Auswertungselektronik und/oder ein digitaler Prozessor im Gerät ist dabei derart ausgebildet, eine erfindungsgemässe Auswertung der zwei Druck- oder Kraft-Messeinrichtungen in Form eines (Massen- und/oder Volumen-) Durchlasses im Aspirationssystem bereitzustellen, beispielsweise in Form eines Werts oder einer Warnung auf einem Display des Geräts und/oder für eine automatische Regelung oder Steuerung von Aktoren des Geräts.Likewise, the present invention relates to a corresponding device or system with a receiving device for at least one of the embodiments of an inventive change insert or a cassette according to the invention, especially as they are described here. The device has, inter alia, an air-suction device, in particular a vacuum pump or a partial or coarse vacuum pump or a Venturi nozzle, for generating a negative pressure in the negative pressure region, and at least two pressure or force measuring devices, which are designed to interact with the cassette and a determination of a negative pressure in the aspiration system provide. A corresponding evaluation electronics and / or a digital processor in the device is designed to provide an inventive evaluation of the two pressure or force measuring devices in the form of a (mass and / or volume) passage in the aspiration, for example in the form of a value or a warning on a display of the device and / or for automatic regulation or control of actuators of the device.
Die Erfindung betrifft dabei auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, welcher gespeichert auf einem Datenträger oder als elektromagnetische Welle oder als Datensignal bereitgestellt ist. Der Programmcode ist dabei ausgebildet zum Erfassen oder Einlesen eines ersten Druckmesswerts der aspirierten Flüssigkeit in einem Venturi oder Venturi-Ähnlichen Aspirationssystem an einer ersten Stelle, zum Erfassen oder Einlesen eines zweiten Druckmesswerts der aspirierten Flüssigkeit in einem Venturi oder Venturi-Ähnlichen Aspirationssystem an einer zweiten Stelle, und zum Berechnen und Bereitstellen eines Durchflusswerts aus dem ersten Druckmesswert und dem zweiten Druckmesswert anhand von zumindest einem Koeffizienten, welcher einen Strömungswiderstand zwischen der ersten Stelle und der zweiten Stelle charakterisiert.The invention also relates to a computer program product with program code, which is stored stored on a data medium or as an electromagnetic wave or as a data signal. The program code is configured to sense or read in a first pressure reading of the aspirated fluid in a venturi or venturi-like aspiration system at a first location, for sensing or reading in a second pressure reading of a second pressure reading of the aspirated fluid in a venturi or venturi-like aspiration system and calculating and providing a flow rate value from the first pressure measurement and the second pressure measurement based on at least one coefficient that characterizes a flow resistance between the first location and the second location.
In Ausführungsformen kann das Computerprogrammprodukt dabei optional auch ein
- • Anzeigen des Durflusswerts auf einer Anzeigeeinheit,
- • Ausgeben einer Warnung, wenn der Durchflusswerts eine vorgegebenes Durchflusswert-Limit übersteigt,
- • Ansteuern einer Unterdruckerzeugenden Einrichtung zur Begrenzung des Durchflusswerts, wenn der Durchflusswerts eine vorgegebenes Durchflusswert-Maximum übersteigt,
- • Steuern oder Regeln einer Ansteuerung einer Unterdruckerzeugenden Einrichtung zur Erzielung eines Durchfluss-Sollwerts, und/oder
- • Ansteuern einer Infusionseinrichtung entsprechend dem Durchflusswert, aufweisen. Der Programmcode kann dabei speziell in einer Recheneinheit eines ophthalmologischen Geräts ausgeführt werden, welches mit zwei zur Durchflussmessung angeordneten und ausgebildeten Drucksensoren im Aspirationssystem ausgebildet ist. Der Datenträger kann sich dabei speziell in einem ophthalmologischen Gerät zur Aspiration befinden.
- • displaying the Durflow value on a display unit,
- • Issuing a warning if the flow rate exceeds a preset flow limit,
- Driving a negative pressure generating means to limit the flow rate value when the flow rate value exceeds a predetermined maximum flow value value,
- Controlling or controlling an activation of a vacuum generating device to obtain a flow rate setpoint, and / or
- • Activation of an infusion device according to the flow rate. In this case, the program code can be executed especially in a computing unit of an ophthalmological device, which is designed with two pressure sensors arranged and designed for flow measurement in the aspiration system. The data carrier may be located specifically in an ophthalmological device for aspiration.
Die erfindungsgemässe Aspiration und die erfindungsgemässe Vorrichtung werden nachfolgend anhand von in den Zeichnungen schematisch dargestellten, konkreten Ausführungsbeispielen rein beispielhaft näher beschrieben, wobei auch auf weitere Vorteile der Erfindung eingegangen wird. Im Einzelnen zeigen:
-
1 eine erste Ausführungsform eines Beispiels eines erfindungsgemässen Wechsel-Einsatz als Block-Schema; -
2 eine zweite Ausführungsform eines Beispiels eines erfindungsgemässen Wechsel-Einsatz als Block-Schema; -
3 eine Beispiel einer erfindungsgemässen Aspiration anhand eines erstes Beispiels einer graphischen Aufbereitung an einem Display; -
4 eine Beispiel einer erfindungsgemässen Aspiration anhand eines zweiten Beispiels einer graphischen Aufbereitung an einem Display; -
5 eine Illustration einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung in einem Blockschema; -
6a eine Darstellung der beispielhaften Ausführungsform eines erfindungsgemässem Wechsel-Einsatzes; -
6b eine erste Detailansicht zu6a beim Einlegen des Wechsel-Einsatzes; -
6c eine zweite Detailansicht zu6a beim Einlegen des Wechsel-Einsatzes; -
7 eine Darstellung von Schritten einer beispielhaften Ausführungsform einer erfindungsgemässen Aspiration; -
8 eine abstrahierte Darstellung eines Ausschnitts eines erfindungsgemässen Geräts mit eingelegter erfindungsgemässer Kassette zur Ausführung der erfindungsgemässen Aspiration.
-
1 a first embodiment of an example of an inventive change use as a block diagram; -
2 a second embodiment of an example of an inventive change use as a block diagram; -
3 an example of an inventive aspiration based on a first example of a graphical processing on a display; -
4 an example of an inventive aspiration based on a second example of a graphical processing on a display; -
5 an illustration of an exemplary embodiment of the invention in a block diagram; -
6a a representation of the exemplary embodiment of an inventive change insert; -
6b a first detailed view6a when inserting the exchange insert; -
6c a second detail view too6a when inserting the exchange insert; -
7 a representation of steps of an exemplary embodiment of an inventive aspiration; -
8th an abstracted view of a section of an inventive device with inserted cassette according to the invention for carrying out the inventive aspiration.
Die Darstellungen in den Figuren dienen lediglich zur Illustration und sind, sofern nicht explizit angegeben, nicht als maßstäblich zu betrachten. Gleiche oder funktionell ähnliche Merkmale sind, insoweit praktikabel, durchgängig mit denselben Bezugszeichen versehen, und werden gegebenenfalls mit einem Buchstaben als Index unterschieden. Die dargestellten Schemata zeigen jeweils die technische Grundstruktur, welche von einem Fachmann entsprechend allgemeinen Grundsätzen ergänzt oder modifiziert werden können. Die Ausdrücke „im wesentlichen“ oder „substantiell“ bringen zum Ausdruck, dass ein Merkmal im Sinne der Erfindung nicht zwingend zu 100% exakt erfüllt sein muss, sondern, dass auch kleinere Abweichungen auftreten können, speziell derart, dass die technische Wirkung des Merkmals im Sinne der Erfindung erhalten bleibt und/oder im Rahmen von erwartbaren Toleranzen und Ungenauigkeiten in der Ausführung oder Fertigung.The illustrations in the figures are for illustrative purposes only and are not to be considered to scale unless explicitly stated. Identical or functionally similar features are, as far as practicable, provided with the same reference numerals throughout, and are optionally distinguished by a letter as an index. The illustrated schemes each show the basic technical structure, which can be supplemented or modified by a person skilled in the art in accordance with general principles. The expressions "substantially" or "substantially" express that a feature within the meaning of the invention does not necessarily have to be 100% exactly fulfilled, but that even smaller deviations can occur, especially in such a way that the technical effect of the feature in the Sense of the invention is retained and / or within the scope of expected tolerances and inaccuracies in the design or manufacture.
Der Aspirationsanschluss
Die aspirierte Flüssigkeit gelangt durch oben beschriebenen, kassetteninternen Aspirationspfad in den Flüssigkeitsbereich
Bei Venturi-Systemen wird bis anhin vom Anwender - meist mit einem Fuß-Pedal - der Unterdruck (bzw. das (Teil-) Vakuum) gesteuert, beispielsweise mittels Beeinflussung der Venturi-Düse und/oder des Luftstroms an der Venturi-Düse. Der Durchfluss der Absaugung ergibt sich dabei und wird vom menschlichen Anwender nach Gefühl indirekt über das Pedal und den davon abhängigen Unterdruck beeinflusst. Dabei besteht die Gefahr, dass ungewollt eine zu starke „Durchspülung“ auftritt, was nicht nur einen unnötigen Flüssigkeitsverbrauch darstellt, sondern auch ein Risiko einer Beeinflussung oder eine Beschädigung beispielsweise der Endothelzellen birgt.In the case of Venturi systems, the user has controlled the vacuum (or the (partial) vacuum), usually by means of a foot pedal, for example by influencing the Venturi nozzle and / or the airflow at the Venturi nozzle. The flow of the suction results in this case and is influenced by the human user to feel indirectly via the pedal and the negative pressure dependent thereon. There is a risk that unintentionally an excessive "flushing" occurs, which not only represents an unnecessary fluid consumption, but also carries a risk of influencing or damaging, for example, the endothelial cells.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist daher im Aspirationssystem der Wechselkassette
Dabei ist an den (zumindest) zwei Stellen der Druckmessung
Damit kann entsprechend der Erfindung z.B. die Menge der aspirierten Flüssigkeit vom Gerät
Beim Aufbau können auch Teile der zur Erzielung oben genannter Funktionalitäten benötigte Elemente zumindest teilweise dem Gerät
Der Flüssigkeitsbereich
Im Speziellen sind in dieser erweiterten erfindungsgemässen Ausführungsform der ophthalmologischen Kassette
Aus Sicht einiger der weiter oben genannten Vorteile gegenüber der bekannten ophthalmologischen Venturi-Aspirations-Lösungen aus dem Stand der Technik, kann die vorliegende Erfindung auch als „Clean-Venturi“ bezeichnet werden, da diese das Verhalten eines klassischen Venturi Systems ohne die oben genannten Nachteile bereitstellt, insbesondere ohne der Verschmutzungsproblematik.From the viewpoint of some of the above-mentioned advantages over the known prior art ophthalmic venturi aspiration solutions, the present invention may also be referred to as a "clean venturi", as this is the behavior of a classic venturi system without the above-mentioned disadvantages especially without the problem of pollution.
Dabei kann für die erfindungsgemässe Durchflussbestimmung in einer Ausführungsform auch der Drucksensor
In einer Ausführungsform der Erfindung kann dabei auch ein Durchflusslimit
Eine andere Ausführungsform einer automatischen Optimierung kann eine automatische Limitierung der Aspiration aufweisen, beispielsweise mit einem automatischen Begrenzen oder Reduzieren des Aspirations-Unterdrucks
Eine andere Ausführungsform einer automatischen Optimierung der Aspiration im Sinne der Erfindung kann eine automatische Regelung des Durchflusses
Die Durchflussrate aus der Druckdifferenz kann aber auch Geräteintern bereitgestellt werden um weitere Gerätefunktionalitäten und oder ein Daten-Logging bereitzustellen. Aus den beiden Druckmesswerten kann dabei z.B. nicht nur eine aktuelle Durchflussrate
Die erfindungsgemässe Durchflussmessung in einem Venturi-Pumpensystem in der Ophthalmologie kann dabei geräteseitig unterstützen und somit einen Eingriff schonender gestalten. Beispielsweise mit einem Warnsystem für Anwender, damit Aspiration optimiert werden kann, respektive die Einstellwerte (speziell eine Vakuum Einstellwert der Venturi-Aspiration) reduziert, z.B. den Umständen angepasst werden können. Dieses kann z.B. als eine akustische und/oder visuelle Warnungsmeldung „Zu hoher Fluss“ ausgebildet werden. Zusätzlich oder alternativ kann dabei auch eine Ausführungsform eine automatische Begrenzung des Unterdruckes (und somit auch automatisch Begrenzung des Durchflusses) durch das Gerät bei übermässigem Durchfluss aufweisen, ähnlich einem automatischen Tempolimit. Durch ein Aufmerksam machen des Anwenders auf unnötig hohen Durchfluss kann auch BSS oder andere Infusionsflüssigkeit gespart werden, womit z.B. auch beim Clean Venturi ein interner Aspirationsbehälter nicht unnötig schnell gefüllt wird.The inventive flow measurement in a Venturi pump system in ophthalmology can support the device side and thus make an intervention gentler. For example, with a user warning system to optimize aspiration, or to reduce set values (specifically, a Venturi aspiration vacuum setting value), e.g. adapted to the circumstances. This may e.g. be formed as an audible and / or visual warning message "Too high flow". Additionally or alternatively, an embodiment may also have an automatic limitation of the negative pressure (and thus also automatic limitation of the flow) through the device at excessive flow, similar to an automatic speed limit. By alerting the user to unnecessarily high flow, it is also possible to save BSS or other infusion fluid, which makes e.g. even with the Clean Venturi an internal aspiration container is not filled unnecessarily fast.
Entsprechend der Erfindung ist dabei nebst einer Vakuumsteuerung bei einem Venturi-System nun auch Flusssteuerung möglich, beziehungsweise ist eine Umschaltung zwischen diesen beiden Steuerungen oder auch eine (insbesondere dynamisch variierenden) Kombinationen dieser beiden Steuerungen durchführbar.According to the invention, in addition to a vacuum control in a venturi system, flow control is now also possible, or a switchover between these two controllers or also a (in particular dynamically varying) combinations of these two controllers can be carried out.
Ein Kalibrieren dieser Messung kann dabei z.B. mit einem Durchlaufen lassen einer definierten (Infusions-) Flüssigkeitsmenge erfolgen. Bei Vorhandensein einer zusätzlichen Peristaltik-Pumpe kann auch diese als Referenz für ein definiertes oder bekanntes Fördervolumen genutzt werden. In vielen Anwendungsfällen der vorliegenden Erfindung sind exakte Messwerte und/oder normierte Messeinheiten auch nicht erforderlich. Speziell wenn z.B. nur Warnungen über länger andauernde, über dem üblichen liegende Durchflussmengen ausgegeben werden sollen, oder wenn der Bediener eine Einstellung ohnehin nach Gefühl vornimmt, sind genaue absolute Messwerte meist nicht zwingend erforderlich.Calibrating this measurement may be e.g. with a run through a defined (infusion) amount of liquid done. In the presence of an additional peristaltic pump, this can also be used as a reference for a defined or known delivery volume. In many applications of the present invention, precise measured values and / or normalized measuring units are also not required. Especially if e.g. only warnings about longer-lasting, above the usual flow rates to be output, or if the operator makes a setting anyway on feeling, accurate absolute readings are usually not mandatory.
Dieser Durchfluss
In einer alternativen erfindungsgemässen Ausführungsform kann in der Kassette
Eine erfindungsgemässe Ermittlung des Durchflusses
Der Volumenstrom
In einer komplexeren Form kann die Durchflussgleichung z.B. auch die Expansionszahl (ε=1 für im Wesentlichen inkompressible Aspirationsflüssigkeit in dieser Anwendung), die Dichte ρ der Aspirationsflüssigkeit, die Durchflusszahl α, welche u.a. abhängig ist vom Öffnungsverhältnis A der Strömungsquerschnittsflächen, der Reynoldszahl, der Rohrrauhigkeit, der Kantenunschärfe, der Kontraktionszahl µ und vom Ort der Druckentnahme abhängig. Oberhalb einer vom Öffnungsverhältnis abhängigen Reynoldszahl, der sogenannten Konstantgrenze, ist die Durchflusszahl α dabei aber konstant, sodass ab dieser Grenze ein quadratischer Zusammenhang zwischen dem Differenzdruck und dem Volumendurchfluss Δp = f(V) besteht. Da auch die meisten der anderen Parameter im wesentlichen bekannt sind und/oder nur geringfügig variieren, kann in vielen Ausführungsformen auf die obengenannte einfacher Form zurückgegriffen werden, speziell wenn die Genauigkeitsanforderungen an die Durchflussermittlung relativ gering, also z.B. etwa in einem Bereich von ca. +/- 10% oder gar mehr, angesetzt werden können - was eine genauere Messung aber natürlich nicht ausschliesst.In a more complex form, the flow equation may be e.g. also the expansion number (ε = 1 for essentially incompressible aspiration fluid in this application), the density ρ of the aspiration fluid, the flow rate α, which i.a. depends on the opening ratio A of the flow cross-sectional areas, the Reynolds number, the tube roughness, the edge blur, the number of contraction μ and the location of the pressure-dependent. Above a Reynolds number dependent on the aperture ratio, the so-called constant limit, the flow rate α is constant, so that there is a quadratic relationship between the differential pressure and the volume flow Δp = f (V). Since most of the other parameters are also substantially known and / or vary only slightly, in many embodiments the above simple form may be used, especially if the accuracy requirements for flow determination are relatively low, e.g. approximately in a range of about +/- 10% or even more, can be set - which a more accurate measurement but of course not exclude.
Somit kann der Volumendurchfluss
Falls auch in einer Ausführungsform eine Abhängigkeit von unterschiedlichen Aspirationsflüssigkeiten und deren Strömungseigenschaften berücksichtigt werden soll, so kann ein derartiges Erkennen und/oder Konfigurieren auch in Bezug auf Aspirationsflüssigkeit erfolgen, speziell in Bezug auf die verwendete Infusionsflüssigkeit, welche meist einen wesentlichen Anteil der aspirierten Flüssigkeit ausmacht.If, in one embodiment, a dependency on different aspiration fluids and their flow properties is also to be taken into account, then such recognition and / or configuration can also take place with respect to aspiration fluid, especially with regard to the infusion fluid used, which usually accounts for a substantial portion of the aspirated fluid ,
In speziellen Ausführungsformen kann dabei auch ein standardisiertes Drosselelement nach DIN 1952 ausgebildet werden, wobei im vorliegenden Anwendungsfall, in welchem es meist nicht um eine hochpräzise, geeichte Messung geht, vielfach auch nichtgenormte explizite oder implizite Drosselelemente Anwendung finden, wie etwa eine Durchflussmessung am gekrümmten Rohr eine Viertelkreisdüse, eine Drosselung am Flüssigkeitspfad zwischen den Drucksensoren, etc.In special embodiments, a standardized throttle element according to DIN 1952 can also be formed, although non-standard explicit or implicit throttle elements are often used in the present application, in which it usually does not involve a high-precision, calibrated measurement, such as a flow measurement on a curved tube a quarter-circle nozzle, a restriction on the fluid path between the pressure sensors, etc.
Die Bestimmung des Wirkdruckes mit elektrischem Ausgangssignal kann mit z.B. Hilfe eines Differenzdruckmessumformers erfolgen, welcher beispielsweise auf der Basis des piezo-resistiven Effektes (Differenzdrucktransmitter) . Dabei kann im statischen Betriebsfall, also bei inaktiver Aspiration und/oder bei geschlossenem Aspirationsventil, auch ein Nullabgleich des Differenzdrucks
In einer speziellen Ausführungsform kann eine erfindungsgemässe Durchflussermittlung auch anhand einer DruckDifferenz zwischen einem Drucksensor in der Flüssigkeit und einem Drucksensor im pneumatischen Unterdruckbereich erfolgen, was aber z.B. aufgrund der dabei zu berücksichtigenden Expansionszahl des gasförmigen Mediums, Temperaturabhängigkeiten, sowie anderer Konsequenzen meist zu einer komplexeren Herleitungsformel und zu potentiell höheren Ungenauigkeiten führen, sodass eine derartige erfindungsgemässe Ausführung im Allgemeinen zwar möglich, aber gegenüber einer Lösung mit zwei Sensoren in der Flüssigkeit nicht zu bevorzugen ist (abgesehen vom Vorteil einer potentiellen Nutzung eines ohnehin schon vorhandenen Sensors im Pneumatik-Bereich des Geräts
Ein erfindungsgemässes Wechselteil
Durch die Auswertung des Druckgefälles zwischen dem Sensor
In
Block
Block
Block
Block
Der erste Drucksensor
In anderen Worten betrifft eine Ausführungsform der Erfindung eine, durch ein ophthalmologisches Gerät
Eine Ausführungsform der Erfindung kann dabei speziell als Wechsel-Einsatz
Eine Ausführungsform umfasst auch ein Gerät
Eine Ausführungsform der Erfindung kann auch ein Ophthalmologie-System mit einem Basisgerät
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- WO 0025710 [0002]WO 0025710 [0002]
- WO 02056805 [0002]WO02056805 [0002]
- DE 102012018982 [0002]DE 102012018982 [0002]
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- US 2016/0089268 [0003]US 2016/0089268 [0003]
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- 2019-07-04 DE DE202019002786.6U patent/DE202019002786U1/en active Active
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification | ||
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |