[发明专利]非侵入式连续平面感测系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及手术系统和方法。更特别地，本发明涉及一种感测眼科手术系统中使用的手术换片盒(surgical cassette)中的流体平面(fluidlevel)的系统。

背景技术

人眼可能遭受许多使人从视力轻度衰退变成完全失明的疾病。虽然隐形眼镜和眼镜可以弥补一些疾病，但是对其它疾病来说需要的是眼科手术。一般地，眼科手术被分为后段过程，例如玻璃体视网膜手术，和前段过程，例如白内障手术。近年来，已经发展出前段和后段过程的组合。

用于眼科手术的手术器械可能专用于前段过程或后段过程，或两者都支持。在任何情况下，手术器械往往都要求使用相关的耗材，诸如手术换片盒、流体袋、管子、机头尖端及其它耗材。

依赖于过程和手术器械，手术换片盒可以提供各种功能。例如，用于白内障手术(例如，超声乳化过程)的手术换片盒帮助管理进入手术部分的灌注流和离开手术部分的抽吸流。手术换片盒还可以给流体袋、用于向手术器械导引真空/压力的歧管及其它功能以支持。

测量手术换片盒的注入仓(infusion chamber)/灌注仓(irrigationchamber)和抽吸仓(aspiration chamber)的流体平面，以确定用于过程的剩余流体量和流体流动特征。上述的仓流体平面感测方法要求将流体染色或使用标记该流体与空气界面的浮标。然而，向流体添加颜料是不受欢迎的，原因在于它向进入人眼的流体添加了附加的化学物质。使用浮标也是不受欢迎的，原因在于浮标可以粘到仓中，并且对仓的方向敏感。因此，需要一种非侵入式连续平面感测方法和系统，该方法和系统可以减少或除去与现有技术平面感测系统和方法相关的问题。

发明内容

本发明的连续非侵入式平面感测系统和方法的实施例满足这些及其它需要。本发明的实施例提供了一种用于感测手术仓中的流体平面的装置和方法。本发明的一个实施例包括一种手术系统，该手术系统包括手术换片盒和手术控制台，其中，该手术换片盒至少部分地由限定仓的换片盒材料形成且包括第一壁和第二壁，该手术控制台包括接受手术换片盒的换片盒承受器。该手术控制台还可以包括多个垂直放置的光源，以向手术换片盒的第一壁投射光，其中，该多个光源中的每一个都被放置为沿着相应的传输路径投射相应的光线，该传输路径相对于仓表面具有一入射角，这样，如果换片盒材料/第一流体(如，空气)界面横穿(intersect)该相应的传输路径，则至少该相应的光线的大部分都被反射，而如果换片盒材料/第二流体(如，BSS)界面横穿该相应的传输路径，则该相应的光线的大部分不被反射。另外，该手术控制台可以包括一传感器阵列，该传感器阵列具有多个垂直放置部分，以通过手术换片盒的第二壁接收光和产生指示该垂直放置部分中的每一个的光照量的输出。

本发明的另一个实施例包括一种具有线状光阵列和线状传感器阵列的系统。该线状光阵列可以包括沿着第一传输路径将第一光束投射到第一换片盒壁里的第一光源，其中，该第一传输路径相对于仓表面具有一入射角，这样，如果换片盒材料/第一流体界面横穿该第一传输路径，则至少该第一光束的大部分都被反射；和，沿着与该第一光源垂直的轴设置的第二光源，该第二光源沿着第二传输路径将第二光束投射到第一换片盒壁里，其中，该第二输路径相对于仓表面具有一入射角，这样，如果换片盒材料/第二流体界面横穿该第二传输路径，则即使并非该第二光束的全部也至少是该第二光束的大部分都被反射。该线状传感器阵列可以包括第一部分和第二部分，其中，该第一部分被放置为接收该第一光束，该第二部分被放置为接收该第二光束且产生用于指示是否照亮该第一和第二部分中的每一个的输出信号。

本发明的另一个实施例包括一种确定手术换片盒中的流体平面的方法，该方法包括：沿着平行的、垂直设置的传输路径将多个光束发射到手术换片盒的壁里；检测线状传感器阵列的各个垂直设置的部分的照度的量，其中该线状传感器阵列被放置为接收该多个光束；和基于该线状传感器阵列的各个垂直设置的部分的照度，确定流体平面。

本发明的另一个实施例包括一种具有手术换片盒的系统，该手术换片盒至少部分地由限定仓的换片盒材料形成且包括第一壁和第二壁。该系统还可以包括一手术控制台，该手术控制台包括容纳该手术换片盒、光源和传感器的换片盒承受器。该光源可以沿着传输路径将光线投射到该手术换片盒的第一壁里。这样放置该光源，使得如果换片盒材料/第一流体界面横穿该传输路径，则至少该光线的大部分都被反射，而如果换片盒材料/第二流体界面横穿该传输路径，则该光线的大部分不被反射。