JPH07507629A - 圧力トランスデューサインターフェース - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 圧力ドランスデユーサインターフエース技術分野 本発明は圧力測定システムに関するものであり、特に眼から水晶体を取り除くフ ァコ器具のような眼科器具の圧力モニタソングシステムに関するものである。

典型的に、白内障すなわち眼における結晶発現はその破砕によって取り除かれ、 強膜を切開して眼の中に差し込まれる超音波駆動の中空のニードル（針）を用い る場合がある。破砕された水晶体の除去は、ニードルの中央の穴を経由して行わ れ、挿入される中空ニードルによって眼を通る流体の連続的な循環を伴うもので ある。

眼圧はアイチャンバーの崩壊を防ぐために注意深く維持されねばならないが、破 砕された水晶体により引き起こされる可能性のある中空ニードルの閉塞を取り除 くために、時々過大な圧力が必要とされる。さらに、流体を環流し上記中空ニー ドルから破砕された水晶体を取り除くために、ニードル中の液体流を逆行させる 場合がある。この操作の間は、もちろんモニターし眼圧を予め選択された絶対的 最高レベルに保持する必要がある。

上記除去過程で流体圧を測定し制御するのに失敗すると、流体の環流に用いられ るニードルからポンプへ導くプラスチ、り管システム中に大きな空隙を生ずるこ とになる。さらに、突然妨害物が除かれる七、空隙は眼からの液体で満たされる か、十分なスピードで置き換えられないから、眼内の圧力は減少する可能性があ り、」−記で指摘したように結果的に角膜の崩壊を招くことになる。

逆に、環流の工程中の制御が不充分であると、眼中に大きな過剰の圧力が発生す る可能性かあり、妨害物がこわれてフリーになると眼を膨張させることになる。

発明の名称「波動を減少させた先細り型のランプポンプヘッド」、出願番号０７ ／８９２．７８８、出願日１９９２年６月３日の本件出願人に特許譲渡された米 国特許出願に記載のような、多くのせん動性のポンプがファコ器具と共に利用す るように開発された。この上記特許出願は参考としてさらにここに組み込まれて いる。

これまでは、空気圧あるいは静水圧の単独の測定のために隔膜（ダイアフラム） を利用する圧力測定／ステムは、多くの異なった構造的な配置において隔膜を組 み込んで利用した。

第一に、隔膜は、空気圧のおよび／あるいは水圧に応答して隔膜の動きを決定す るために既知のスプリングシステムに取り付けてきた。これは伝統的な圧力測定 の方法であり多くの機械ゲージおよび圧力トランスデコーサーにおいて通常使わ れている。しかしながら、無制限な隔膜の動きは不可能なので、飽和が起こり得 る。この条件は上記システムに最大圧力測定限界を効果的に与えることになる。

さらに、この／ステムは正確な位置測定を必要とし、隔膜特性はまた測定システ ムの直線的な性能に影響を与える。

池の先行技術〉ステムは、第一の流体に応答する隔膜の動きによって引き起こさ れる第二の系における圧力測定のための、隔膜および装置の反対側における第二 の閉じた空気圧あるいは水圧システムを用いていた。

この／ステムにおいては、閉じた空気圧システム内の第二の流体によってスプリ ングシステムにおいて必要とされる隔膜における位置に関する要求は無くなるが 、それてもなおＩｌ＆和する。しかしながら、隔膜が最初に取り付けられた後、 隔膜の殺菌消毒されていない側面上での体積損失が失われることになるので、絶 対的に漏れのないシステムが必要になる。

この体積損失のために、より飽和しゃすくなり、そしてもし隔膜が取り付けされ る時に殺菌消毒されていない側面上で体積を圧縮する可能性があるなら、圧力の ずれ（ｏｆｆｓｅｔ）を生ずることになる。

同様の先行技術システムは、隔膜の殺菌消毒していない側での第二の閉じた空気 圧系を利用する。しかしながら、この系においては、隔膜の定位置を保つように 圧力が第二閉鎖系において発生する。この第二系における圧力の測定とは隔膜の 殺菌消毒した側での圧力の測定である。

この最後に記述した／ステムでは漏れのないシステムの必要性と飽和の可能性が 除去されることは明らがである。しがしながら、これは位置測定がまたもや必要 となり、加えて、制御可能な圧力源が必要となる。この第二の圧力源と制御され るシステムにより、また、サーボオンレー／ヨンが誘発される可能性がある。

本発明に係る装置は、位置測定システムは必要としないで測定装置の利用により 圧力測定を可能にするものである。さらに、隔膜位置の精密な測定は要求されな い。

また、システムは殺菌消毒されねばならず、使い捨て可能かあるいはオートクレ ーブ処理可能でなければならず、さらに、液体系を殺菌状態に保ちつつ圧力デー タを伝達するように操作されねばならない。

灸咀■塞り 本発明の圧力測定システムの概略を述べると、隔膜と、隔膜の一方の面を流体に 曝す手段を含むものである。フォーストランスデユーサ−は、隔膜の位置にかか わらず隔膜の一方の面において流体により与えられる力を測定する手段を提供す る。この力の押圧力により、隔膜の位置の機能として隔膜の特性を変えることに 伴う多くの実際的な問題を無くすることができる。すなわち、現実の隔膜の位置 のずれは、実際には測定されず、むしろ、隔膜上に与えられる押圧ツノが直接に 測定され、これは隔膜のもう一方の面に発揮される空気圧あるいは水圧の真の測 定に関係するものである。

当然のことだが、位置のずれは測定されないので、たとえば、押圧移動と関係す る較正されるスプリングは必要とされない。

重要なことに、押圧されたトランスデユーサ一手段を隔膜の反対側に取外し可能 に結合する手段もまた、本発明において提供される。この特徴により隔膜から／ ステムの測定部を除去することができ、隔膜はオートクレーブにより殺菌消毒さ れるか、あるいは、もし使い捨てのシステムであるなら、新しい殺ｍ消毒された 隔膜と置き換えられることができる。

さらに特に、隔膜を取り除くように隔膜の一方の面を配置するためのチャンバー は流体入口と流体出口を備えてよく、該隔膜は該チャンバーの開口を横切って／ −ル可能に配置することかできる。隔膜に取り付けられた強磁性体プレートとフ ォーストランスデユーサ一手段に取り付けられたマグネットはフォーストランス デユーサ一手段が隔膜の反対側への取り外し可能に結合させるための手段を提供 する。

マグネットは永久磁石あるいは電磁石装置であってよく、マグネットとプレート の間に積極的な磁力結合を検知する手段を設けてもよい。本発明の操作には必要 ないけれども、この装置はフォーストランスデユーサ−からのシグナルが事実上 隔膜に働く圧力によって引き起こされることを保証するための安全システムとし て働（。

特にチャンバーについては、隔膜がチャンバーの平坦な端部に配置されることに より封止される開口部を備えるシリング−形状を含むことができる。この構成に おいて、流体入口と出口手段はチャンバーの湾曲部に配置される。

図面の簡単な説明 本発明の長所と特徴は添付の図面と共に以下の記載により、よりよく理解される であろう。

図１は、チャンバー、隔膜、フォーストランスデユーサ−１および該フォースト ランスデユーサ−を隔膜に結合させるマグネットシステムを示す本発明に従う圧 力測定システムの斜視図である。

図２は、図１の圧力測定システムの断面２−２に沿う断面図である。

図面の簡単な説明 図１には、本発明に従う圧力ドランスデューサ測定システム１０、一般的に示さ れる隔膜１２、フォーストランスデユーサ−１４、強磁性プレート１６、マグネ ット１８およびチャンバー２０が示される。

チャンバー２０はいかなる適切な材料から作成することができ、約１と１／４イ ンチの直径であってよく、隔膜１２の一つの而２６をチャンバー２０の内側３０ に配置された流体に曝す手段を提供する。

このあとさらに詳細に記載するように、強磁性プレート１６とマグネット１８は フォーストランスデユーサ−１４を隔膜１２の反対側の面３４に取り除き可能に 結合させる手段を提供する。

隔膜の一方の面２６を流体に曝す手段を提供することにおいて、チャンバー２０ は、チャンバー２０の湾曲部４４において反対の位置に配置される流体入口３８ と流体出口４０を含む。マグネット１８はトランスデユーサ−１４に恒久的に取 り付けられ、適切なものであれば電磁石あるいは永久磁石のどちらでもよい。

もし電磁石か用いられるなら、ワイヤー４８によるコントロールユニット５０へ の適切なカップリングは、電磁石への電流を妨害し、か（して、マグネｙ）１８ とトランスデユーサ１４をプレート１６から分離できるように、プレート１６へ の電磁結合を減らすかまたは無くするのに利用することが可能である。

マグネット１８とトランスデユーサ１４をプレート１６から取り外した後、チャ ンバー２０と隔膜はトランスデユーサ１４と永久磁石１８に影響を与えないでオ ートクレーブ処理されるか他の方法で殺菌消毒される。殺菌消毒の後、トランス デユーサ１４とマグネット１８は、図１と２に示されるようにプレート１６に再 びカップリングされて良い。別の例としては、使い捨てのシステムにおいて、図 に示されているチャンバー２０と同じ取り替えチャンバー（示されていない）が 、上記のように永久磁石１８を介してトランスデユーサ１４に力／ブリングされ て良い。ここでは、マグネット１８と強磁性物質であるプレート１６の間の力、 ブリング力の選択は、簡単な実験により決定されることかでき、もちろん、隔膜 、プレート、トランスデユーサ１４の要求される寸法に応じて変わるであろう。

図示されるように、隔膜１２は円形の開口５６を横切って配置され、チャンバー １２の内側表面６０に沿って　該開口に／−ルされる。この取り付けは、接着剤 あるいは表面６０と隔１１１１２の間に漏れのない密着した噛み合わせを提供す る他の結合手段であってよい。

同様に、隔膜１２の反対側３４は、分離しないで隔膜１２のオートクレーブ処理 が可能な方法でプレート１６を隔膜１２に結合する接着剤あるいは他の適切な手 段により、プレート１６に恒久的に取り付けられる。このような結合技術は、当 該技術分野においてよく知られている。

隔膜１２は適切な材料であれば何から作られてもよいが、薄いシリコンｌてたと えば約１３ミルの厚みのものから作られてよい。チャンバー２０内の流体圧に応 答して隔膜が自由に動くように、円形のひだのある部分６４が隔膜１２に形成さ れてよく、ひだの部分はプレート１６の直径よりも大きい直径を有する。

トランスデユーサ１４は、マグネット１８を介して、隔膜によって与えられた押 圧力に応答するので、開口５６と残りのチャンバー内側３ｏに関して、隔膜１２ の正確な位置は、該装置の操作において重要ではない。このことは従来技術装置 に比べて極めて有益な改良点である。

本件の操作には必要ないが、本装置１０、マグネット検知器７０がプレート１６ の存在に敏感な位置に設けられてよい。この検知器７０はいかなる適切なタイプ であってもよく、マグネット１８の磁束を感知することにより作動させることが できる。該マグネットがプレート１６に適切にカップリングされると、マグネッ ト１８とプレート１６の外部の磁束は、マグネット１８とプレート１６が分離さ れるときよりも本目当（こすくなくなる。

このことは、適切な結合を決定する手段を提供する。ディテクター７０はこの目 的のためにコントロール／ステム５０ヘワイヤーによって相互接続される。上記 コントロールシステム５０は、マグネティック検知器７０との内部ｉ！結に適し た適切な電子サーキットであればよく、カップリングしていない場合にそれを指 示し、および／あるいは力／ブリングが適切でないときにチャンバー２０中への 流体の流れを妨害する信号を出すものであればよい。

かくして、本発明に係るシステム１０は隔膜１２が基本的に静止させたままでよ いフォーストランスデユーサ−１４の利用によって圧力の測定方法を提供する。

すなわち、先行技術システムにおいて必要な位置測定の要求は無い。さらに、隔 膜１２の殺菌消毒されていない側は、第二の閉鎖した空気圧あるいは水圧システ ムを含む多くの従来システムと、空気圧あるいは水圧的に接触させる必要が無い 。

さらに、フォーストランスデユーサ−１４は、たとえばモトローラのモデルＭＴ Ｘ２２ＯＡのような歪ゲージであってよく、機械的な過電負荷を受けず、長期間 本質的に安定している。

適切な隔膜とトランスデユーサ−の選択により、上記システムは大気圧よりも大 きいあるいは小さい圧力のどちらも測定でき、もしフォーストランスデユーサ− １４が適切にソールされれば、飽和は起こらないであろう。

隔膜は均一に支持され開口５６に沿ってソールされるので、圧力がチャンバー２ ０の中になければ、シリコン隔膜１２の弾力のある性質は開口内に自動的に中心 に集まり、隔膜の長時間のずれあるいは恒久的な隔膜の片寄りをなくすであろう 。

本発明が有利に用いられる方法を説明するために本発明に従う特別な圧力測定装 置について記載したが、本発明はこれに限定されない。従って、当業者にとって 可能ないかなるおよび全ての変形例や等価の配置が、請求の範囲に示される本発 明の範囲内にあると考えるべきである。

補正書の闘訳文提出書 （特許法第１８４条の８）

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. １．圧力測定システムであり、 隔膜と、 上記隔膜の片方の面を流体に曝す手段と、隔膜の位置に依存せずに上記隔膜の上 記片面において上記流体により発揮される押圧力を測定するするためのフォース トランスデューサー手段と、上記フォーストランスデューサー手段を上記隔膜の 反対面に除去可能にカップリングする手段と、 からなる圧力測定システム。
2. ２．上記隔膜の一つの面を流体に曝す手段が、流体入口と流体出口を備えるチャ ンバーを含み、上記隔膜が上記チャンバー内の開口を横切ってシール可能に配置 される請求項１記載のシステム。
3. ３．除去可能なカップリングのための上記手段が上記隔膜手段に取り付けられた 強磁性のプレートと上記フォーストランスデューサー手段に取り付けられたマグ ネットを含む、請求項２記載の装置。
4. ４．上記マグネットが電磁石からなる請求項３記載のシステム。
5. ５．上記マグネットが強磁性マグネットからなる請求項３記載のシステム。
6. ６．上記チャンバーがシリンダー形状で上記開口がチャンバーの平坦な端部に配 置される請求項５記載のシステム。
7. ７．上記開口、隔膜手段およびプレートが円形である請求項６記載のシステム。
8. ８．上記流体入口と出口が上記チャンバーの湾曲した部分に配置される請求項７ 記載の装置。
9. ９．上記マグネットと上記プレートの間の磁力結合を検知する手段を含む請求項 ８記載の装置。
10. １０．流体人口と流体出口を備え、さらにチャンバー中の開口を規定する手段を 含むチャンバーと、 上記開口を横切るシール可能に配置される隔膜手段と、上記チャンバー中の流体 により上記隔膜手段に与えられる押圧力を測定するフォーストランスデューサー 手段と、 上記フォーストランスデューサー手段を上記隔膜手段に除去可能にカップリング させる手段と、 からなる圧力測定システム。
11. １１．除去可能なカップリングのための上記手段が上記隔膜手段に取り付けられ た強磁性プレートと上記フォーストランスデューサー手段に取り付けられたマグ ネットを含む請求項１０記載のシステム。
12. １２．上記マグネットが電磁石からなる請求項１１に記載のシステム。
13. １３．上記マグネットが永久磁石からなる請求項１１記載のシステム。
14. １４．上記チャンバーがシリンダー形状で上記開口がチャンバーの平坦な端部に 配置される請求項１３記載のシステム。
15. １５．上記開口、隔膜手段およびプレートが円形である請求項１４記載のシステ ム。
16. １６．上記流体入口と出口が上記チャンバーの湾曲した部分に配置される請求項 １５記載のシステム。
17. １７．上記マグネットと上記プレートの間のマグネットカップリングを検知する 手段をさらに含む請求項１６記載のシステム。