專利名稱：觸摸屏上的模擬數(shù)字鍵盤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及顯微手術(shù)和眼科系統(tǒng)，具體地涉及一種用于操作顯微手術(shù)器械的控制系統(tǒng)。
本發(fā)明的背景當(dāng)前的眼科顯微手術(shù)系統(tǒng)提供了一個或多個與一個控制柜相連接的手術(shù)器械。這些器械常常用電力或氣動力操作，而控制柜則提供操作器械的電控或液壓控制信號。通?？刂乒窈袔追N不同類型的人工操作控制器，用來產(chǎn)生施加對手術(shù)器械的控制信號。外科醫(yī)生常利用腳踏式控制器來遙控手術(shù)器械。
普通的控制柜含有一些按鈕開關(guān)和可調(diào)旋鈕，用以設(shè)定所希望的系統(tǒng)工作特性。普通的控制系統(tǒng)通常有幾種不同的功能。例如，典型的眼科顯微手術(shù)系統(tǒng)具有(眼球)前部和/或后部手術(shù)能力并可能含有各種功能，諸如灌注/抽吸、玻璃體手術(shù)(vitrectomy)、顯微剪刀切割、光纖照明、和破碎/乳化等功能。
雖然普通的顯微手術(shù)系統(tǒng)和眼科系統(tǒng)有助于實現(xiàn)顯微手術(shù)和眼科手術(shù)，但它們不是沒有缺點(diǎn)的。顯微手術(shù)和眼科系統(tǒng)比較昂貴，常常由醫(yī)院和診所購買以供不同?？频耐饪漆t(yī)生合用。例如在眼科手術(shù)中，一些外科醫(yī)生可能專長于前部處理，而另一些醫(yī)生則可能專長于后部處理。由于這些處理的差異，控制系統(tǒng)對兩種處理不能設(shè)定相同的工作特性。而且，由于眼科手術(shù)的精細(xì)特性，對于在幾個不同醫(yī)院工作的、使用不同廠商和型號的器械的醫(yī)生來說，可能需要特別注意系統(tǒng)的響應(yīng)特性或“感覺”。
美國專利NO.4,933,843、5,157,603、5,417,246和5,455,766公開了一些改進(jìn)的顯微手術(shù)控制系統(tǒng)，這些專利的受權(quán)人都與本申請的相同，其全部公開內(nèi)容均在此引用作為參考。例如，這些系統(tǒng)在提供足夠的靈活性以適應(yīng)許多不同處理的同時，還提供了性能特性的改進(jìn)的一致性。這些專利中給出的系統(tǒng)對以往技術(shù)的改進(jìn)在于，提供了一種可編程的通用顯微手術(shù)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以容易地被編程得能執(zhí)行許多不同的手術(shù)處理，并可被編程得能提供任何特定醫(yī)生所需的響應(yīng)特性?？刂葡到y(tǒng)被預(yù)先編程得能執(zhí)行許多不同的功能，以提供許多不同的功能。這些預(yù)先編程好的功能可以通過按下前面板上的按鈕來選擇。
除了預(yù)先編程的功能之外，這些專利還公開了向每個醫(yī)生提供一個編程鑰匙，其中含有裝載有那個醫(yī)生所選擇的特定響應(yīng)特性參數(shù)和特定手術(shù)處理參數(shù)的數(shù)字存儲電路。通過把鑰匙插入到系統(tǒng)控制柜的插座中，系統(tǒng)將自動地設(shè)定到各個醫(yī)生所熟悉的響應(yīng)狀態(tài)上。
為了得到最大的靈活性，控制柜的按鈕和電位器旋鈕都是可編程的。它們的功能和響應(yīng)特性可被改變得能適合于醫(yī)生的需要。控制柜上的一個電子顯示屏顯示出各個可編程按鈕和旋鈕的當(dāng)前功能和其他有關(guān)信息。顯示屏是自照明的，所以能在黑暗的手術(shù)室內(nèi)容易地判讀。
盡管上述系統(tǒng)對以往技術(shù)作出了改進(jìn)，但為了改善性能、簡化操作、簡化修理和更換、減少修理時間和費(fèi)用等等，還需要作進(jìn)一步的改進(jìn)。
本發(fā)明公開的內(nèi)容在本發(fā)明的各個目的中，值得提出的是準(zhǔn)備實現(xiàn)以下這樣的系統(tǒng)允許在系統(tǒng)的各個部件之間進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信的改進(jìn)系統(tǒng)；模塊式的這種系統(tǒng)；允許對其各部件進(jìn)行分布式控制的這種系統(tǒng)；在開機(jī)時能自動重新構(gòu)形的這種系統(tǒng)；允許在一些不同模式下工作的這種系統(tǒng)；能以預(yù)定順序工作于不同模式的這種系統(tǒng)；允許適應(yīng)于各種不同構(gòu)形的這種系統(tǒng)；容易重新編程的這種系統(tǒng)；以及可經(jīng)濟(jì)地實現(xiàn)和實際商業(yè)化的這種系統(tǒng)電路。
簡單地說，一種實現(xiàn)本發(fā)明一些方面的系統(tǒng)能控制與它相連的多個眼科顯微手術(shù)器械。用戶，例如一位外科醫(yī)生，在執(zhí)行眼科手術(shù)處理時使用這些顯微手術(shù)器械。該系統(tǒng)含有一個數(shù)據(jù)通信總線和一個連接在該數(shù)據(jù)通信總線上的用戶界面。用戶界面向/從用戶提供/接收代表各顯微手術(shù)器件的工作參數(shù)的信息。該系統(tǒng)還含有第一和第二手術(shù)模塊。每個手術(shù)模塊連接到一個顯微手術(shù)器械上，并根據(jù)至少一個工作參數(shù)控制該器械。兩個手術(shù)模塊還連接到數(shù)據(jù)通信總線上，該總線提供用戶界面與第一、第二手術(shù)模塊之間的代表工作參數(shù)的數(shù)據(jù)的通信。具體地說，數(shù)據(jù)可以在兩個手術(shù)模塊之間傳送，和/或在用戶界面與一或兩個手術(shù)模塊之間傳送。
本發(fā)明的另一個實施例是一種用來控制多個連接在其上的眼科手術(shù)器械的系統(tǒng)。用戶，例如一位外科醫(yī)生，在執(zhí)行眼科手術(shù)處理時使用這些顯微手術(shù)器械。該系統(tǒng)含有一個數(shù)據(jù)通信總線和一個連接在該總線上的用戶界面。用戶界面向/從用戶提供/接收代表各顯微手術(shù)器械的工作參數(shù)的信息。該系統(tǒng)還含有一個手術(shù)模塊和一個遙控電路。手術(shù)模塊連接在一個顯微手術(shù)器械上并根據(jù)至少一個工作參數(shù)控制該器械。遙控電路連接在一個遙控單元上并根據(jù)至少一個工作參數(shù)控制該單元。遙控單元的工作能在執(zhí)行手術(shù)處理過程中改變顯微手術(shù)器械的工作參數(shù)。手術(shù)模塊和遙控電路都還連接到數(shù)據(jù)通信總線上，該總線提供用戶界面、手術(shù)模塊和遙控電路之間的代表工作參數(shù)的數(shù)據(jù)的通信。具體地說，數(shù)據(jù)可以在手術(shù)模塊與遙控電路之間和/或在用戶界面與手術(shù)模塊和/或遙控電路之間傳送。
本發(fā)明的又一個實施例是一種用來控制多個連接在其上的眼科顯微手術(shù)器械的系統(tǒng)。用戶，例如一位外科醫(yī)生，在執(zhí)行眼科手術(shù)處理時使用這些手術(shù)器械。該系統(tǒng)含有一個用來向/從用戶提供/接收代表顯微手術(shù)器械的工作參數(shù)的信息的用戶界面。該系統(tǒng)還含有一個用來存儲多個工作參數(shù)的存儲器。一個中央處理器從該存儲器提取一組關(guān)于各顯微手術(shù)器械的工作參數(shù)。由中央處理器提取的這組工作參數(shù)接近于用戶通過用戶界面所提供的一組由醫(yī)生選取的特定的工作參數(shù)。該系統(tǒng)還含有一個連接到一個顯微手術(shù)器械上并根據(jù)從存儲器提取的那組工作參數(shù)來控制該器械的手術(shù)模塊。
本發(fā)明的再一個實施例是一種用來控制多個連接在其上的眼科顯微手術(shù)器械的系統(tǒng)。用戶，例如一位外科醫(yī)生，在執(zhí)行眼科手術(shù)處理時使用這些顯微手術(shù)器械。該系統(tǒng)含有一個用來向/從用戶提供/接收代表顯微手術(shù)器械的工作參數(shù)的信息的用戶界面。該系統(tǒng)還含有一個用來存儲多個工作參數(shù)的存儲器，這些工作參數(shù)可以根據(jù)用戶選取的模式從存儲器提取。每個模式代表一個或多個要執(zhí)行的手術(shù)處理，并由至少一個顯微手術(shù)器械的工作所定義。一個中央處理器從存儲器提取關(guān)于準(zhǔn)備在某一選定模式中使用的顯微手術(shù)器械的一組工作參數(shù)。該系統(tǒng)還含有一個與一個顯微手術(shù)器械相連接并根據(jù)從存儲器所提取的那組工作參數(shù)來控制該器械的手術(shù)模塊。
實現(xiàn)本發(fā)明一些方面的另一種系統(tǒng)控制多個連接在其上的眼科顯微手術(shù)器械。用戶，例如一位外科醫(yī)生，在執(zhí)行眼科手術(shù)處理時使用這些顯微手術(shù)器械。該系統(tǒng)含有一個數(shù)據(jù)通信總線和一個連接在該數(shù)據(jù)通信總線上的用戶界面。該用戶界面含有一個中央處理器，用來向/從用戶提供/接收代表顯微手術(shù)器械的工作參數(shù)的信息。該系統(tǒng)還含有一個與一個顯微手術(shù)器械相連接并根據(jù)至少一個工作參數(shù)控制該器械的手術(shù)模塊。該手術(shù)模塊連接在數(shù)據(jù)通信總線上，含有一個用來存儲一些用于控制在手術(shù)處理過程中連接在其上的相應(yīng)顯微手術(shù)器械的可執(zhí)行例行程序的閃速(flash)EEPROM(可電擦除編程只讀存儲器)。數(shù)據(jù)通信總線提供用戶界面與模塊之間的代表工作參數(shù)的數(shù)據(jù)的通信，中央處理器根據(jù)用戶所提供的信息通過數(shù)據(jù)通信總線對閃速EEPROM重新編程。
在另一個實施例中，本發(fā)明是一種用來控制多個連接在其上的眼科顯微手術(shù)器械的系統(tǒng)。用戶，例如一位外科醫(yī)生，在執(zhí)行眼科手術(shù)處理時使用這些顯微手術(shù)器械。該系統(tǒng)含有一個數(shù)據(jù)通信總線和一個連接在該數(shù)據(jù)通信總線上的用戶界面。該用戶界面含有一個中央處理器，用來向/從用戶提供/接收代表顯微手術(shù)器械的工作參數(shù)的信息。該系統(tǒng)還含有一個連接在一個顯微手術(shù)器械上并根據(jù)至少一個工作參數(shù)控制該器械的手術(shù)模塊。該手術(shù)模塊連接在數(shù)據(jù)通信總線上，后者提供用戶界面與該模塊之間的代表工作參數(shù)的數(shù)據(jù)的通信。在該例中，中央處理器執(zhí)行一些例行程序以識別和初始化該模塊通過數(shù)據(jù)通信總線的通信。
本發(fā)明的又一個實施例是一種用來控制多個連接在其上的眼科顯微手術(shù)器械的系統(tǒng)。用戶，例如一位外科醫(yī)生，在執(zhí)行眼科手術(shù)處理時使用這些顯微手術(shù)器械。該系統(tǒng)含有一個用戶界面，后者向用戶提供和顯示并從用戶接收下述信息，這些信息代表眼科處理的工作參數(shù)和醫(yī)生在執(zhí)行眼科處理時所要使用的顯微手術(shù)器械的工作參數(shù)。用戶通過用戶界面選擇特定的處理。該系統(tǒng)的一個抽吸模塊可以容納各種不同的顯微手術(shù)盒，每個盒內(nèi)都有不同的帶色插片。每種顏色代表該顯微手術(shù)盒所適用的處理。該系統(tǒng)還含有一個傳感器，用來在手術(shù)盒被放入系統(tǒng)后探測帶色插片的顏色，進(jìn)而當(dāng)系統(tǒng)所接納的手術(shù)盒的帶色插片顏色與所選的特定處理不符合時將向用戶界面提供信息。
另外，本發(fā)明也可以包括各種其他的系統(tǒng)和方法。
關(guān)于其他的目的和特點(diǎn)一部分是顯然的，一部分將在下面的說明中指出。
附圖的簡單說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的顯微手術(shù)控制系統(tǒng)的透視圖，該系統(tǒng)配合眼科顯微手術(shù)器械使用，并包括多個模塊；圖2是圖1系統(tǒng)的方框圖；圖3是圖1系統(tǒng)的基本單元的透視圖；圖4是取去前蓋后的基本單元透視圖；圖5是基本單元底座的前視圖；圖6是基本單元底座的頂面圖；圖7是基本單元的后視圖；圖8是基本單元前蓋的左側(cè)視圖；圖9是圖1系統(tǒng)一個典型模塊的透視圖；圖10是該模塊的后視圖；圖11是該模塊的部分底面圖；圖12是一個典型的基本單元與模塊組件的透視圖；圖13是當(dāng)一個模塊安裝在基本單元中時沿圖7中5B-5B線的平面中的部分截面圖；圖14是沿圖13中5C-5C線的平面中的部分截面圖；圖15是根據(jù)本發(fā)明的通信網(wǎng)絡(luò)的原理圖；
圖16是用來可選擇地終止圖15網(wǎng)絡(luò)的終止電路的原理圖；圖17和18是根據(jù)圖1系統(tǒng)一個優(yōu)選實施例的用戶界面計算機(jī)的方框圖；圖19是用于圖17-18用戶界面計算機(jī)的通信網(wǎng)絡(luò)電路的方框圖；圖20是當(dāng)選擇了終止網(wǎng)絡(luò)時對圖19網(wǎng)絡(luò)電路的終止電路的原理圖；圖21是圖1系統(tǒng)的方框圖，說明在根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)流動情況；圖22是根據(jù)本發(fā)明的數(shù)字鍵盤的示例性屏幕顯示；圖23和24是示例性流程圖，說明用戶界面計算機(jī)中的中央處理器為確定系統(tǒng)的工作模式和模式序列的操作；圖25和26是示例性流程圖，說明用戶界面計算機(jī)中的中央處理器為修改系統(tǒng)設(shè)置文件的操作；圖27-30是用戶界面計算機(jī)為選擇一個根據(jù)本發(fā)明的工作模式而產(chǎn)生的示例性屏幕顯示；圖31是示例性流程圖，說明用戶界面計算機(jī)中的中央處理器為自動對系統(tǒng)構(gòu)形而進(jìn)行的操作；圖32是根據(jù)圖1系統(tǒng)的一個優(yōu)選實施例的灌注、抽吸和/或玻璃體模塊的方框圖；圖33是根據(jù)圖1系統(tǒng)的一個優(yōu)選實施例的晶狀體乳化(phacoemulsification)和/或晶狀體破碎(phacofragmentation)模塊的方框圖；圖34是根據(jù)圖1系統(tǒng)的一個優(yōu)選實施例的空氣/液體交換、電剪刀和/或電鑷子模塊的方框圖；圖35是根據(jù)圖1系統(tǒng)的一個優(yōu)選實施例的雙極凝結(jié)(biopolarcoagulation)模塊的方框圖；圖36是根據(jù)圖1系統(tǒng)的一個優(yōu)選實施例的照明模塊的方框圖；圖37是根據(jù)圖1系統(tǒng)的一個優(yōu)選實施例的外設(shè)腳控電路的方框圖；圖38是根據(jù)圖1系統(tǒng)的一個優(yōu)選實施例的外設(shè)靜脈注射柱控制電路的方框圖；圖39是根據(jù)圖1系統(tǒng)的一個優(yōu)選實施例的電源模塊的方框圖；圖40-42是說明圖3-8基本單元中的通信和電源底板的原理圖；圖43-60是說明圖32的灌注、抽吸和/或玻璃體模塊的原理圖；圖61是說明配合圖32和43-60的灌注、抽吸和/或玻璃體模塊使用的盒子探測器的原理圖；圖62-88是說明圖33的晶狀體乳化和/或晶狀體破碎模塊的原理圖；圖89-103是說明圖34的空氣/液體交換、電剪刀和/或電鑷子模塊的原理圖；圖104-113是說明圖19的雙極凝結(jié)模塊的原理圖；圖114-125是說明圖36的照明模塊的原理圖；圖126-136是說明圖37的腳控電路的原理圖；
圖137-146是說明圖38的靜脈注射柱控制電路的原理圖；圖147和148是說明一個壓力探測電路的原理圖，該電路配合根據(jù)圖32和43-60的灌注、抽吸和/或玻璃體模塊的另一實施例的一個渦旋泵使用；圖149和150是說明圖39的電源模塊的原理圖，該模塊用于向圖40-42的底板提供電源。
實施本發(fā)明的方式圖1示出根據(jù)本發(fā)明一個優(yōu)選實施例的顯微手術(shù)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)總的用代號1表示。如圖所示，系統(tǒng)1含有一個帶有一個平面顯示器5的計算機(jī)單元了；一個能容納多個模塊13的基本單元7；以及一些周邊設(shè)備，例如一個腳控組件15和一個電機(jī)驅(qū)動的靜脈注射(Ⅳ)柱組件17(它們都用相應(yīng)的代號代表其整體)。安裝在基本單元7中的每一個模塊13都能控制醫(yī)生在執(zhí)行各種眼科手術(shù)處理時所使用的至少一個眼科顯微手術(shù)器械19。如本技術(shù)領(lǐng)域所周知的，眼科顯微手術(shù)涉及到使用許多不同的器械19以執(zhí)行不同的功能。這些器械19包括玻璃體切割器、晶狀體乳化器械或晶狀體破碎器械、微型電剪刀、光纖照明器、凝結(jié)器械和本技術(shù)領(lǐng)域所知的其他顯微手術(shù)器械。為了優(yōu)化器械19在手術(shù)中的性能，它們的工作參數(shù)應(yīng)根據(jù)例如下述各個因素改變所進(jìn)行的特定處理，處理的不同階段，醫(yī)生的個人習(xí)慣、在病人眼球的前部還是后部進(jìn)行處理等等。
如圖1所示，有一個承載了系統(tǒng)1的儀器小車，其總的代號為21。小車21最好含有一個手術(shù)盤(或Mayo盤)25，自動Ⅳ柱組件17，一個用于存放腳控組件15的存儲倉27，一次性物件和其他物件，一個可容納擴(kuò)展的基本單元(圖1中未示出)的空間33，以及幾個萬向輪35?；締卧?和計算機(jī)單元3最好如圖1所示置于儀器小車21的頂部，Mayo盤25安裝在最好是一個固定在儀器小車21頂部、直接位于基本單元7下方的活節(jié)臂(未示出)上。儀器小車21上還載有一個總的由代號39代表的遙控發(fā)射器，用于遙控系統(tǒng)1。
根據(jù)本發(fā)明，基本單元7中的各模塊13含有一些關(guān)于各種顯微手術(shù)器械19的控制電路，使該系統(tǒng)的用戶能對系統(tǒng)1進(jìn)行構(gòu)形，以優(yōu)化醫(yī)生對它的使用。如下面將詳細(xì)說明的，模塊13含有一些連接器或端口，以連接一個或多個顯微手術(shù)器械19，并設(shè)置有用于控制連接在其上的一個或多個特定器械19的操作的必要的控制電路。這樣，用戶可以通過把所需的模塊13插入到基本單元7中來對系統(tǒng)1進(jìn)行構(gòu)形，使得能符合特定外科醫(yī)生的習(xí)慣，控制特定手術(shù)處理所需的各個器械，或者優(yōu)化醫(yī)生對系統(tǒng)1的使用。
如下面將詳細(xì)說明的，腳控組件15和Ⅳ柱組件17都含有用來控制它們工作的電子控制電路。
為了支持用戶可構(gòu)形性能，計算機(jī)單元3、每個模塊13、以及每個外部設(shè)備即腳控組件15和Ⅳ柱組件17的控制電路將構(gòu)成一個計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的一些節(jié)點(diǎn)。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)提供電源分配和各節(jié)點(diǎn)之間的對等數(shù)據(jù)通信。
現(xiàn)在參見圖2的方框圖，基本單元7含有一些模塊13，這些模塊控制在執(zhí)行眼科手術(shù)處理時典型使用的各種顯微手術(shù)器械19。在一個優(yōu)選實施例中，每個模塊13控制與之相連的一個或多個手術(shù)器械19。位于一個底板101(詳細(xì)示于圖5和40-42)上的一個電源總線和一個數(shù)據(jù)通信總線把各個模塊13相互連接起來。當(dāng)各模塊13被放置到基本單元7內(nèi)時，它們將通過位各自后面的一個連接器(例如圖10中的連接器171)與底板101相咬合。咬合后，底板101將分配給各模塊13以電源，并提供各模塊13之間的和各模塊13與計算機(jī)單元3之間的數(shù)據(jù)通信。根據(jù)本發(fā)明，各模塊13還含有一個位于基本單元7內(nèi)的電源模塊103，該模塊既與外部的交流電源相連，又與底板101相連。電源模塊103給底板101供電，從而給系統(tǒng)1供電。
根據(jù)本發(fā)明，控制電路105(見圖37和126-136)控制腳控組件15，控制電路107(見圖38和137-146)控制Ⅳ柱組件17。如上所述，計算機(jī)單元3、各個模塊13、以及周邊設(shè)備的控制電路105、107構(gòu)成了一個計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)提供各節(jié)點(diǎn)之間的對等數(shù)據(jù)通信。換言之，每個模塊13都可以直接與其他模塊13、周邊設(shè)備、和計算機(jī)單元3通信。這樣，系統(tǒng)1提供了幾個不同器械19的模塊式控制，還提供了用戶可構(gòu)形能力。
現(xiàn)在參見圖3，基本單元7構(gòu)成了一個框架，該框架含有用來接納多個對外科醫(yī)生在執(zhí)生眼科手術(shù)處理時所使用的各種手術(shù)器械19的工作進(jìn)行電子控制的模塊13的位置和插槽?；締卧?最好含有一個底座(總的用109代表)、一個倒立槽形的頂蓋111、和一個前蓋或前壓框113，該前蓋可以如圖4所示那樣被取下，以插入或拔出各個模塊13。當(dāng)前蓋113就位并被固緊時，其后壁115將使各模塊13定位在基本單元7中，由此構(gòu)成一個把各模塊保持在框架內(nèi)的容器。前蓋113用兩個擰在底座109前面的兩個螺紋孔117內(nèi)的固定螺絲(未示出)固定。或者，前蓋113也可用卡簧固定。頂蓋111上有4個圓形下凹119，用來接納計算機(jī)單元3底部的4個腳。這些下凹119都做成為錐形，以適配計算機(jī)單元腳的形狀并使它們與下凹的中心對準(zhǔn)。
如圖5和6所示，底座109包括一個與底面板123形成一體的后面板121。底面板123沿垂直于底板101的前平面(即前表面)的方向伸展，底板101用螺絲125固緊在后面板121上。在底板101的前表面上設(shè)置有10個18針的母電連接器127。圖5中最左端的三個連接器127間隔為3英寸，其余連接器127之間的間隔為1.5英寸。各個連接器127的每個針插座與其他各連接器相應(yīng)信置的針插座互相并聯(lián)，從而構(gòu)成前述的電源和數(shù)據(jù)通信總線。在后面板121的底板101上方設(shè)有一些固定式百頁窗131，使空氣可從基本單元7逸出(圖5)。在后面板121的底板101下方有一個大體為矩形的開口133，用來接納下面將說明的位于電源模塊103背面的一個三端連接器。類似地，在后面板121上還有一個圓形開口135，用來接納灌注/抽吸/玻璃體(IAV)模塊(例如圖31和43-60中的模塊321)背面的一個氣動快速斷開連接器(未示出)。在底面板123上用螺絲139(圖6)固定了13條平行的軌道，它們都用137表示。各軌道137以均勻間隔1.5英寸設(shè)置，并沿垂直于底板101前表面的方向延伸。一條或多條軌道137用來把模塊13導(dǎo)引到基本單元7內(nèi)的恰當(dāng)位置處，使它們能與底板101準(zhǔn)確地對準(zhǔn)。如圖14所示，各條軌道137都有工形的橫載面，即含有上、下兩個水平凸椽(分別由141、143表示)，中間由一條垂直臂145連接。
轉(zhuǎn)至圖5，從底面板123向下伸出4個腳141，其大小做得可座落在壓制于手術(shù)小車21上的下凹(未示出)中。如圖6所示，在底面板123上設(shè)有一個進(jìn)氣網(wǎng)柵153，以讓空氣進(jìn)入基本單元7對模塊13冷卻。圖7示出安裝在后面板121背面上的2個圓形9針母電連接器157。這兩個連接器157都并聯(lián)在底板101的數(shù)據(jù)通信總線上，以與小車21(包括Ⅳ柱組件17)、計算機(jī)單元3、或腳控組件15等周邊設(shè)備通信。連接器157也可以用來把基本單元7與一個下面將詳細(xì)說明的分開的擴(kuò)展基本單元相連接。雖然可以認(rèn)為其他的連接器也屬于本發(fā)明的范疇，但本優(yōu)選實施例中的連接器是Amphlnol Corporation of Wallinogford(美國康耐狄克州)所銷售的703系列電連接器。
圖9至11示出一些用來對外科醫(yī)生在執(zhí)行眼科手術(shù)處理時所使用的手術(shù)器械19的工作進(jìn)行電控制的示例性模塊13。圖9所示的示例性模塊是用來對底板101的電源總線供電的電源模塊103。每個模塊13都有一個用薄鋁板做成的外殼161和一個塑料模壓的前蓋163。如圖12所示，有些模塊13在其前蓋163上設(shè)有一個或多個接口，用來把各種手術(shù)器械(未示出)連接到該模塊上。圖9所示的電源模塊103寬度為3英寸。其他模塊有不同的寬度，但都是1.5英寸的倍數(shù)(例如1.5英寸或4.5英寸)。每個模塊13在其前蓋163上都安裝有一個綠色發(fā)光二極管(LED)165或其他目視指示器，用來指示該模塊處于工作狀態(tài)。
轉(zhuǎn)到圖10，每個模塊13都有一個與底板101上的任一個母連接器127相匹配的18針公電連接器171。連接器171縮在外殼161里面以保護(hù)連接器和使基本單元7中提供的空間最大化。在模塊外殼161的后表面上18針連接器171上方設(shè)置有一個排氣口175，其鄰近還有一個冷卻風(fēng)扇173，以把空氣從外殼161排出，冷卻模塊13中的元部件。
參見圖11，在前蓋163的底部形成有一個凹口177，用來托住模塊13向/從基本單元7滑入/取出。在模塊外殼161的底部有一個開口179，以使風(fēng)扇173工作時空氣能進(jìn)入模塊，冷卻模塊13中的元部件。每個模塊外殼161的底壁183上都形成一個或多個槽縫181。各個槽縫181都從外殼161的后壁185伸出，其形狀可以接納基本單元底座109下面板123上的軌道139，以導(dǎo)引模塊13并使其連接器171與底板101上的相應(yīng)連接器127對準(zhǔn)。這樣，軌道137和槽縫181構(gòu)成一個導(dǎo)引系統(tǒng)，使各個模塊13以其連接器127對準(zhǔn)于向總線連接的方式被導(dǎo)引到框架內(nèi)。
如圖14所示，在模塊外殼161底壁183每條槽縫181的上方都點(diǎn)焊了一個通道187，以防止小異物通過槽縫181進(jìn)入外殼，還可以屏蔽外殼內(nèi)的電子元部件使之不受電磁干擾。當(dāng)模塊13被導(dǎo)入基本單元7時，每條基本單元軌道137都將以圖14所示方式被容納在相應(yīng)的槽縫181和通道187內(nèi)，也就是說，上水平突椽141可在通道187內(nèi)滑動，而垂直臂145可在下面的槽縫181內(nèi)滑動。垂直臂145與槽縫181之間的咬合和上突椽141與外殼底壁183之間的咬合把模塊13定位在基本單元7中，并基本上防止了模塊沿垂直于軌道的水平和垂直方向運(yùn)動。
不過，軌道137和槽縫181的尺寸做得允許模塊13與基本單元7之間可以有一些運(yùn)動(例如1/16英寸)，以使模塊連接器171的各針腳可以正確地對準(zhǔn)于底板連接器127的針插座。連接器127和171都具有錐形，以便即使起初兩個連接器有一定的不對準(zhǔn)量(例如0.1英寸)，也能把針腳導(dǎo)引到針插座內(nèi)。雖然軌道和槽縫的尺寸使得可以有一些運(yùn)動，但它們所造成的不對準(zhǔn)量不能超出兩個連接器所能容許的程度。因此，對軌道137和槽縫181分別給出了適當(dāng)?shù)墓?，但它們能以使各個模塊連接器127對準(zhǔn)于總線連接的方式把各個模塊13導(dǎo)引到框架內(nèi)。
模塊外殼161底壁183的鄰近于各條槽縫的部分可以與各條軌道137的下突椽143相咬合，以分隔開外殼161和基本單元底座109，并使模塊13和基本單元7之間的金屬與金屬接觸最小化。雖然在圖11所示的示例性模塊13中有兩條槽縫181，但在其他模塊中則可根據(jù)其寬度而設(shè)置一條或多條槽縫。例如，1.5英寸寬的模塊13有一條槽縫181，而4.5英寸寬的模塊有3條槽縫。
當(dāng)模塊13被安裝到基本單元7內(nèi)時，如圖13所示，排氣口175和風(fēng)扇173將對準(zhǔn)于基本單元后面板121上的百頁窗131，以便在冷卻風(fēng)扇工作時能使模塊中的空氣自由地排出。類似地，模塊的進(jìn)氣口179將對準(zhǔn)于基本單元底面板123上的網(wǎng)柵153，以讓空氣從基本單元7的外部進(jìn)入模塊13。
每個模塊13還都提供有過電流保護(hù)，以保證一個模塊的故障不至于損壞系統(tǒng)1的其他部件。
如圖9和12所示，各個模塊13的前蓋163都帶有斜表面191，這些斜面從前表面193開始沿著前表面的兩側(cè)向后延伸。斜表面191向著前表面193互相靠擾，使得當(dāng)一個模塊13被放入基本單元7內(nèi)另一個模塊的邊上時，一個模塊的一個斜表面將與另一模塊的一個斜表面相鄰，而兩個相鄰模塊的共面的前表面將橫向分開一個距離D。相鄰模塊前表面之間的橫向分開可減小這兩個前表面之間不對齊時的“易察覺程度”。于是可以允許較大的零件公差而不至影響系統(tǒng)1的外觀。
如前所述，當(dāng)模塊13被安裝到基本單元7內(nèi)時其連接器171將與底板101上的連接器127相連。當(dāng)公、母連接器相連時模塊13內(nèi)的各個相應(yīng)電路將連接到底板101中的電源和數(shù)據(jù)通信總線上。不論模塊13位于基本單元7中的哪個位置，同樣的模塊電路都將與同樣的電源和數(shù)據(jù)通信總線電路相連。于是，各模塊13一般是可互換的，并可以在基本單元7中以任意次序排列。此外，由于每個模塊13是分開控制的，所以只需在基本單元7中安裝那些控制特定手術(shù)處理的模塊。因此，前述框架被設(shè)計得能在電源和數(shù)據(jù)通信總線的多個不同位置上接納各模塊13，使它們可以有選擇地在框架中以多種不同的次序組織在一起。
不過，電源模塊103在基本單元7中有一個專門的位置，以使它可以方便地通過基本單元后面板121上的矩形開口133與外部電源相連。由于電源模塊103的寬度是3英寸，所以圖5中最左端的兩個連接器127之間的間距為3英寸。圖5左端第二個和第三個連接器之間的間距允許在電源模塊103旁邊插入一個有3英寸或4.5英寸寬的模塊。如果使用一個IAV(例如圖32和43-60中的模塊321)，則它必須安裝在圖5最右端的三條軌道137上。如前所述，從IAV模塊321背面伸出一個氣動快速解脫連接器。由于該連接器必須從基本單元后面板121上的圓形開口135伸出，所以IAV模塊321只能安裝在最右端的位置上。如果不使用IAV模塊，則除了電源模塊之外任何其他模塊都可以安裝在最右端位置處。除了上述的例外情形之外，如前所述，各個模塊13是完全可以互換的，并可以任何希望的次序安裝。這樣，基本單元7被構(gòu)形成可以在框架內(nèi)的多個不同位置上接納模塊13，而且這些模塊可以在框架內(nèi)以多種不同次序有選擇地組織。由于模塊的模塊式結(jié)構(gòu)和與底板101之間的可脫離咬合，所有模塊13都能不借助于任何工具而快速地從基本單元7前方裝入或取出。這種快速安裝和取出方便了模塊的維修和更換。例如，如果某一特定模塊13需要修理，它可容易地被取出并運(yùn)往修理場所。在修理期間，可以用另一個模塊來替代使用，或者系統(tǒng)1可以在不使用該特定模塊13的情形下工作。
此外，如圖8所示，從基本單元7的前蓋113后表面上伸出有一個突柱195。突柱195住位于前蓋上，使得當(dāng)在基本單元內(nèi)安裝了模塊13的情況下安裝上前蓋時，該突柱將插入電源模塊103的一個開口195(圖9)中。于是當(dāng)取走基本單元前蓋113時，一個位于電源模塊103的開口197后面的互鎖開關(guān)(例如圖39中的互鎖開關(guān)783)將切斷對各模塊13的供電。這樣，當(dāng)?shù)装?01激活時用戶不能觸及它，另外，在每次起動(后面將參考圖31說明)時都要檢查各模塊在框架內(nèi)的特定布局，而不取下前蓋113就不能改變這一布局。于是通過在取走前蓋113時切斷供電可保證不經(jīng)過檢測就不能改變模塊13的布局。
參見圖2，系統(tǒng)1還可以含有一個擴(kuò)展連接器203(見圖16)，用來把基本單元7連接到一個任選的擴(kuò)展基本單元207上，由此來擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)。擴(kuò)展基本單元207在物理上和功能上都與基本單元7基本相同。在本發(fā)明的一個實施例中，用戶可以通過用擴(kuò)展連接器203把基本單元7后面板121上的任一個9針連接器157連接到擴(kuò)展基本單元207的相應(yīng)連接器上，來擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)，從而擴(kuò)展系統(tǒng)1的工作能力。該優(yōu)選實施例的擴(kuò)展基本單元207具有其自身的電源模塊211。因此擴(kuò)展連接器203只連接兩個單元的數(shù)據(jù)通信總線而不連接電源總線。不過應(yīng)該看到，用單個電源模塊來給兩個單元供電也沒有偏離本發(fā)明的范疇。當(dāng)用單個電源模塊時，將通過擴(kuò)展連接器203把基本單元7底板101上的電源總線連接到擴(kuò)展基本單元207底板209上的電源總線上，而對擴(kuò)展基本單元207供電。
現(xiàn)在參見圖15，數(shù)據(jù)通信總線最好包含一個雙絞線電纜215，其中有一個第一導(dǎo)線217和一個第二導(dǎo)線219。在一個優(yōu)選實施例中，連系系統(tǒng)1各部件的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)屬于Echelson Corporation以商標(biāo)LONTALK銷售的類型，它采用RS485通信協(xié)議。RS485標(biāo)準(zhǔn)提供了在一個平衡雙絞傳輸線上進(jìn)行多點(diǎn)數(shù)據(jù)傳送的平臺。每個模塊13都有一個RS485發(fā)送接收機(jī)223和一個與之相耦合的處理器225，前者用來從/向數(shù)據(jù)通信總線接收/發(fā)送數(shù)據(jù)。Motorola(摩托羅拉)制造了一種型號為MC143150、名為NEURON的指定芯片，適用于處理器225；National Semiconductor制造了一種型號為75156的指定芯片，適用于發(fā)送接收機(jī)223。
數(shù)據(jù)通信總線、發(fā)送接收機(jī)223和處理器225一起構(gòu)成了通信網(wǎng)絡(luò)；而模塊13、計算機(jī)單元3，腳控組件15的控制電路105、和Ⅳ柱組件17的控制電路107則利用該網(wǎng)絡(luò)互相通信。通過利用該網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)1提供了其各部件之間的對等通信。
在這樣一個網(wǎng)絡(luò)中，處理器225在這里也被稱作“神經(jīng)元”或“神經(jīng)處理器”(NEURON(神經(jīng)元)是Echelon Corporation的注冊商標(biāo))。每個神經(jīng)元處理器225最好包括3個8比特的當(dāng)?shù)靥幚砥?。其?個當(dāng)?shù)靥幚砥鳂?gòu)成一個通信子系統(tǒng)，使信息能在網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)之間傳送。第三個當(dāng)?shù)靥幚砥鲌?zhí)行一個內(nèi)設(shè)的應(yīng)用程序。這樣，神經(jīng)處理器225除了起到通信處理器的作用之外，還控制連接在其上的顯微手術(shù)器械。模塊13的神經(jīng)處理器225最好能接收通過數(shù)據(jù)通信總線通信的數(shù)據(jù)，并能在響應(yīng)該數(shù)據(jù)時產(chǎn)生控制顯微手術(shù)器械19的控制信號。
如圖所示，發(fā)送接收機(jī)223分接到雙絞電纜215的第一和第二導(dǎo)線上。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，雙絞電纜215位在底板101上(即是底板101上的印刷線)。這樣，當(dāng)模塊13后面的連接器171與底板101相連時，它們將分接到雙絞電纜215上。如前面參考圖5所說明的，底板101還含有一對附加的數(shù)據(jù)電纜連接器157，用來把數(shù)據(jù)電纜連接到底板101上。數(shù)據(jù)電纜含有雙絞電纜，把數(shù)據(jù)通信總線從底板101延伸到計算機(jī)單元3和周邊設(shè)備上。例如，一條數(shù)據(jù)電纜從一個數(shù)據(jù)電纜連接器157通向計算機(jī)單元3，另一條數(shù)據(jù)電纜則從另一個數(shù)據(jù)電纜連接器157直接通向腳控組件15或者經(jīng)過儀器小車21通向Ⅳ柱組件17和腳控組件15。
根據(jù)RS485協(xié)議，雙絞電纜215的每個端頭都必須用一個電阻，例如120Ω的電阻，來終止。然而，對終止的要求使擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)變得困難。本發(fā)明有益地提供一個如圖16所示的位于雙絞電纜一端的終止電路229，用來以一個120Ω的電阻有選擇地終止網(wǎng)絡(luò)，并允許容易地擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)。
圖16示出用來有選擇地終止數(shù)據(jù)通信總線的終止電路229。如圖所示，數(shù)據(jù)通信總線(即雙絞電纜215)由RS485-HI線和RS485-LO線表示。終止電路229最好是擴(kuò)展連接器203的一部分，并串連在第一雙絞電纜215的第一和第二導(dǎo)線217和219之間。在一個實施例中，終止電路229含有一個與終止數(shù)據(jù)通信總線的120Ω電阻相串連的常閉開關(guān)231。為了擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)，用戶把一個帶有與擴(kuò)展基本單元207相連的第二雙絞電纜235的擴(kuò)展電纜233連接到擴(kuò)展連接器203上。與第一雙絞電纜215相似，第二雙絞電纜235也有用來與終止電路229連接的第一導(dǎo)線237和第二導(dǎo)線239。根據(jù)本發(fā)明，第二雙絞電纜235位在底板209上并構(gòu)成擴(kuò)展單元207的數(shù)據(jù)通信總線。
終止電路229還含有一個連接在一個正電壓源上的線圈243。當(dāng)用戶把擴(kuò)展基本單元207的擴(kuò)展電纜233連接到擴(kuò)展連接器203上時，線圈243將被接地。結(jié)果正電壓將激勵線圈243使它斷開常閉開關(guān)231。于是當(dāng)?shù)谝浑p絞電纜215的第一、第二導(dǎo)線217、219被分別連接到第二雙絞電纜235的第一、第二導(dǎo)線237、239的端部時，開關(guān)231將斷開，從而除去了終止。這時終止將出現(xiàn)在擴(kuò)展基本單元207的另一端。在一個優(yōu)選實施例中，擴(kuò)展基本單元207的擴(kuò)展電纜233或者底板209也含有終止電路229。
圖16還示出了標(biāo)記有RESET-HI(復(fù)原-高)和RESET-LO復(fù)原-低)的兩條線。計算機(jī)單元3最好通過數(shù)據(jù)通信總線和底板101把復(fù)原信號傳送給安裝在基本單元7中的模塊13，并通過總線和底板209把復(fù)原信號傳送給安裝在擴(kuò)展基本單元207中的模塊13。
根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，擴(kuò)展基本單元207有它自己的電源模塊211。所以在基本單元7與擴(kuò)展基本單元207之間不存在電源分配問題。在另外的實施例中，也可以在底板101和209上設(shè)置電源總線，以把電源模塊103提供的電源分配給系統(tǒng)1的每個模塊13，而不論該模塊13位在基本單元7中還是位在擴(kuò)展基本單元207中。
現(xiàn)在參見圖17-18的方框圖，計算機(jī)單元3包括一個內(nèi)設(shè)的中央處理器245、至少一個軟驅(qū)247、和一個內(nèi)部硬驅(qū)249。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，計算機(jī)單元3的中央處理器245是一個IBM兼容微處理器板，它例如含有一個Intel486或Pentium(英特爾486或奔騰)處理器和一個工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的AT母板。軟驅(qū)247是一個普通的3.5英寸1.44MB軟驅(qū)，硬驅(qū)249是一個普通的IDE3.5英寸內(nèi)部硬驅(qū)，其存儲量最少為250MB。在另一個實施例中，計算機(jī)單元3除了軟驅(qū)247外還含有一個CD-ROM(只讀光盤)驅(qū)動器251。計算機(jī)單元3還含有平面顯示器5、與之配合使用的觸措屏255、和各種多媒體硬件配件，例如視頻卡或顯示驅(qū)動器259、聲卡261和揚(yáng)聲器263。計算機(jī)單元3的各種擴(kuò)展板最好與標(biāo)準(zhǔn)的PC(個人計算機(jī))體系相兼容。
計算機(jī)單元3構(gòu)成一個用戶界面，用戶(例如一個外科醫(yī)生、醫(yī)院技師或助理)利用它接收代表顯微手術(shù)器械19和周邊設(shè)備的各種工作參數(shù)的信息，這些器件和設(shè)備提供了執(zhí)行手術(shù)處理時所需的不同功能。用戶也通過計算機(jī)單元3所提供的圖形用戶界面向系統(tǒng)1提供信息。計算機(jī)單元3的硬驅(qū)249最好存儲有關(guān)于每個顯微手術(shù)器件19和周邊設(shè)備的可編程工作參數(shù)。通過借助于用戶界面向中央處理器245提供信息，用戶可以對存儲在硬驅(qū)245內(nèi)的工作參數(shù)進(jìn)行重新編程或選擇。然后計算機(jī)單元3通過底板101、擴(kuò)展數(shù)據(jù)電纜及其網(wǎng)絡(luò)，把工作參數(shù)傳送給各個模塊13和腳控組件15以及Ⅳ柱組件17。這樣，用戶便能夠在手術(shù)中優(yōu)化器械19的性能。
在一個實施例中，用戶把代表許多工作參數(shù)的數(shù)據(jù)存儲在一個與計算機(jī)單元3的軟驅(qū)247配合使用的可取走的存儲器中，例如一個軟盤中。在該實施例中，計算機(jī)單元3的中央處理器245根據(jù)存儲在可取走存儲器中的數(shù)據(jù)，確定一組關(guān)于顯微手術(shù)器械19和周邊設(shè)備的工作參數(shù)。例如，被中央處理器245確定的這組工作參數(shù)包括一組由醫(yī)生選擇的特定工作參數(shù)。類似地，計算機(jī)單元3的硬驅(qū)249存儲了一些約定的省缺參數(shù)，這些參數(shù)可能近似地匹配于用戶所提供的特定參數(shù)組。
作為一個例子，工作參數(shù)確定了用來控制各種器械19的下述一個或幾個參數(shù)線性可變的剪切(速)率；固定的剪切率；單次激活剪切；按比例地控制剪刀的閉合程度；空氣/液體的壓力；空氣/液體的流率；線性可變的雙極功率大??；固定的雙極功率大??；照明強(qiáng)度；抽真空壓力大小(以下簡稱“真空度”或“真空”)；抽吸流率；線性可變的玻璃體切割率；固定的玻璃體切割率；單次激活玻璃體切割；晶狀體乳化功率大??；晶狀體破碎功率大小；晶狀體乳化脈沖率；和晶狀體破碎脈沖率。
周邊設(shè)備的控制電路105、107也構(gòu)成計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)，并至少根據(jù)一個工作參數(shù)工作。在上例中，工作參數(shù)還確定了周邊設(shè)備的下述一個或多個參數(shù)多個腳控檔次；和靜脈注射柱高度。
再參見圖17-18，計算機(jī)單元3還含有一個紅外(IR)接收器電路267，用來接收來自手持遙控器39的IR信號。IR信號最好代表控制系統(tǒng)1的操作的命令。例如，遙控器39是一個在大小和外形上都類似于標(biāo)準(zhǔn)電視機(jī)或錄像機(jī)遙控器的無線紅外發(fā)射器。該單元提供視線范圍內(nèi)的操作，最好采用某種發(fā)射/接收編碼方案，以盡量減小受其他紅外發(fā)射器和/或接收器干擾的危險。關(guān)于該單元的功能，遙控器39的鍵盤最好包括用來改變抽吸率、雙極凝結(jié)功率、和超聲功率(用于晶狀體乳化和破碎)以及Ⅳ柱高度的控制按鈕；以及用來通斷照明設(shè)施和改變照明設(shè)施給出的光強(qiáng)的控制按鈕。在一個優(yōu)選實施例中，遙控器39還含有用來按預(yù)定的工作模式順序使當(dāng)前模式改變?yōu)橄乱荒Ｊ交蚍祷厍耙荒Ｊ降目刂瓢粹o。
此外，計算機(jī)單元3還含有一個專門為顯微手術(shù)系統(tǒng)1設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)板271。該專用的網(wǎng)絡(luò)板271含有用來把計算機(jī)單元3連接到網(wǎng)絡(luò)上去的發(fā)送接收機(jī)223和神經(jīng)元處理器225。網(wǎng)絡(luò)板271最好用作中央處理器245與觸摸屏255、IR接收器267、以及手術(shù)模塊13、腳控組件15、和Ⅳ柱組件17之間的接口。
在一個優(yōu)選實施例中，計算機(jī)單元3的中央處理器245與各個模塊13以及腳控組件15和/或Ⅳ柱組件17的控制電路的神經(jīng)元處理器225協(xié)同工作，以按照兩個軟件等級層次來執(zhí)行軟件。軟件等級的第一層次是在用戶(即外科醫(yī)生隊伍)與本發(fā)明的顯微手術(shù)系統(tǒng)1之間提供接口的用戶界面。本文中所用的“用戶界面”一詞一般地是指計算機(jī)單元3，具體地是指計算機(jī)單元3為產(chǎn)生一系列讓用戶與系統(tǒng)1相互交流的功能性屏幕顯示而執(zhí)行的例行程序。
用戶界面在平面顯示器5上顯示工作參數(shù)和它們的設(shè)定值以及其他的條件。用戶界面也接收來自觸摸屏255、腳控組件15或IR遙控器39的輸入，以把系統(tǒng)1的工作調(diào)整到符合于外科醫(yī)生的當(dāng)前手術(shù)處理。用戶界面最好是一個基于MicrosoftWindows′95(微軟視窗95)環(huán)境的界面，它能提供高度圖形化的、用戶友好的操作環(huán)境，能產(chǎn)生圖標(biāo)、符號等等。其結(jié)果是，該用戶界面簡化了系統(tǒng)1的使用，特別適合于與觸摸屏255配合使用。
系統(tǒng)軟件的第二個層次是模塊13、控制電路105和107所使用的內(nèi)設(shè)控制環(huán)境。如前所述，系統(tǒng)1的每個部件都構(gòu)成了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的一部分，使得用戶界面能夠通過一個預(yù)定的通信體系，例如Echelson LONTALK通信體系，與各個內(nèi)設(shè)軟件通信。
模塊13和周邊設(shè)備對內(nèi)設(shè)軟件程序的使用提供了系統(tǒng)1的分布式控制。換言之，每個模塊13和周邊設(shè)備都可獨(dú)立于其他模塊13和周邊設(shè)備工作，但仍然通過網(wǎng)絡(luò)保持著連系。這樣，一個部件的失效將不會影響系統(tǒng)1其他部件的功能。每個模塊13和周邊設(shè)備除了有內(nèi)設(shè)的控制軟件之外還有內(nèi)設(shè)的測試電路，使得能識別特定的故障并通過計算機(jī)單元3向用戶報告。工作時，每個模塊13和周邊設(shè)備的工作狀態(tài)用一個軟件監(jiān)守計時器(例如見圖32中的監(jiān)守計時器)不斷地檢驗。
根據(jù)本發(fā)明，計算機(jī)單元3特別適用于象系統(tǒng)1這樣的模塊式系統(tǒng)。硬驅(qū)249存儲操作系統(tǒng)1的各種程序，包括正常存儲在模塊13中的程序。如果某一模塊13中的程序有問題或需要更新，用戶可以通過網(wǎng)絡(luò)把相應(yīng)的程序從硬驅(qū)249下載給模塊13，由此實現(xiàn)該程序的重新編制。軟驅(qū)247也允許用戶安裝軟件的更新或?qū)?yīng)于新模塊的專用軟件。這樣，系統(tǒng)1的軟件也配合著硬件的模塊式設(shè)計具有模塊式性質(zhì)。此外，用戶可以使用軟驅(qū)247把系統(tǒng)1中的用戶設(shè)定參數(shù)保存、裝載和傳送到位于其他地點(diǎn)的另一個顯微手術(shù)系統(tǒng)去。
計算機(jī)單元3利用聲卡261和揚(yáng)聲器263產(chǎn)生聲音信號，以給出警告消息、報警、或其他聲響指示。此外，聲卡261和揚(yáng)聲器263也與圖像卡259和CD-ROM驅(qū)動器251協(xié)作提供聲/視或多媒體信息，例如以不同語種提供在線維護(hù)模擬和說明手冊以及操作演示等。
平面顯示器5和觸摸屏255是系統(tǒng)1與用戶之間進(jìn)行交流的基本工具。在一個實施例中，平面顯示器5是一個復(fù)蓋了觸摸屏255的有源陣列液晶顯示器(LCD)(對角線長10.4英寸，VGA分辨率，有源陣列LCD、256種顏色)。觸摸屏255最好是一種設(shè)在防水框內(nèi)的不會與常用消毒液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的模擬電阻式觸模屏。
計算機(jī)單元3最好還含有一個自己的電源275。在另一實施例中基本單元7的電源模塊103向計算機(jī)單元3供電。
圖19說明計算機(jī)單元3的專用網(wǎng)絡(luò)板271。如圖所示，該網(wǎng)絡(luò)板271含有一個RS485網(wǎng)絡(luò)連接器電路277、一個網(wǎng)絡(luò)管理器/控制器電路279、和一個RS485終止電路281。用電路277、279和281為計算機(jī)單元3通過數(shù)據(jù)通信總線進(jìn)行通信提供網(wǎng)絡(luò)接口是有益的。網(wǎng)絡(luò)板271還含有一個ISA總線連接器283、一個ISA總線發(fā)送接收機(jī)285和一個ISA總線接口電路287，例如一個可電編程的邏輯器件(EPLD)。電路283、285和287提供網(wǎng)絡(luò)板271與中央處理器245之間的接口。
此外，網(wǎng)絡(luò)板271為觸摸屏255、平面顯示器5和IR遙控器39提供電路連接和接口。在本例中，網(wǎng)絡(luò)板271含有一個通過串行連接器291連接在中央處理器245和通過一個柔性電路連接器293連接在平面顯示器5上的觸摸屏控制器/編碼器289。柔性電路連接器293還把背景光亮度控制器295連接到平面顯示器5上，把IR接收器267連接到IR遙控解碼電路297上。網(wǎng)絡(luò)板271還含有一個與計算機(jī)單元3上的一個編碼器旋鈕(未示出)配合使用的亮度控制連接器299，用戶可用它來控制平面顯示器5的亮度。在本例中，遙控器39還提供一個用來改變顯示強(qiáng)度的控制鈕，使亮度控制連接器接收到的輸入被通過IR遙控解碼器297引導(dǎo)到總線接口電路287上。接著，總線接口電路287向亮度控制器295提供為改變平面顯示器5的亮度所需的控制信號。
如圖19所示，在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中網(wǎng)絡(luò)板271還含有一個監(jiān)守計時器和復(fù)原電路301。
現(xiàn)在參見圖20，這里以原理圖的形式示出了終止電路281。除了關(guān)于基本單元7的擴(kuò)展連接器203的終止電路229之外，網(wǎng)絡(luò)板271也提供了終止電路281，用來有選擇地終止數(shù)據(jù)通信總線的計算機(jī)單元這一端。在本例中，終止電路281含有一個與一個約120Ω的電阻相串連的常閉開關(guān)303。為了在這一端(不是擴(kuò)展連接器203那一端)擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)，用戶可以從一個周邊設(shè)備連接一條擴(kuò)展電纜(未示出)到第一跳接器305或者第二跳接器307上。跳接器305、307最好能為把一些附加的周邊設(shè)備連接到系統(tǒng)1的網(wǎng)絡(luò)上提供手段。例如，用戶可以通過一個與跳接器305或307相關(guān)的連接器(未示出)而不是通過連接器157把腳控組件15或其他周邊設(shè)備連接到網(wǎng)絡(luò)上。
根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，來自準(zhǔn)備連接到網(wǎng)絡(luò)上的周邊設(shè)備的擴(kuò)展電纜將短路跳接器305，307上的一對終止開關(guān)接點(diǎn)。在本例中，連接到跳接器305上的一條周邊設(shè)備擴(kuò)展電纜將使TERMSWITCH(終止開關(guān))1A與TERM SWITCH 1B之間短路。類似地，一條連接到跳接器307上的周邊設(shè)備擴(kuò)展電纜將使TERM SWITCH 2A與TERM SWITCH 2B之間短路。如圖20所示，終止電路281也含有一個連接在正電壓源上的線圈309。在一個優(yōu)選實施例中，當(dāng)TERMSWITCH 1A與1B和TERM SWITCH 2A與2B都被短路時，線圈309將接地，從而被激勵。線圈309被激勵的結(jié)果是，常閉開關(guān)303斷開，除去終止。這時終止將出現(xiàn)在數(shù)據(jù)通信總線的周邊設(shè)備那一端。
圖21說明根據(jù)本發(fā)明一個優(yōu)選實施例的系統(tǒng)1中的數(shù)據(jù)流動情況。安裝在基本單元7中的每個模塊13最好控制一個或幾個能提供幾種不同手術(shù)功能的顯微手術(shù)器械19。例如，器械19能提供眼內(nèi)壓力(IOP)、剪切、鑷子控制、超聲(例如晶狀體乳化或破碎)、灌注、抽吸、玻璃體切割、雙極凝結(jié)和/或照明等功能。在系統(tǒng)1的一個示例性設(shè)置中，模塊13含有一個文氏管(Venturi)IAV模塊321和一個渦旋(scroll)IAV模塊323，它們都控制系統(tǒng)1的灌注、抽吸和玻璃體手術(shù)功能。文氏管IAV模塊321與一個文氏管泵配合使用，而渦旋IAV模塊323則與一個渦旋泵配合使用。模塊13還含有一個用來控制晶狀體乳化和破碎功能的晶狀體模塊325和一個用來控制剪切功能的剪刀模塊327。此外，剪刀模塊327也控制鑷子功能，并含有用來控制IOP功能的空氣/液體交換控制電路。如圖21所示，模塊13還含有一個用來控制雙極凝結(jié)功能的凝結(jié)模塊329和一個用來控制照明功能的照明模塊331。
本發(fā)明的該實施例還含有作為周邊設(shè)備連接在系統(tǒng)1的網(wǎng)絡(luò)上的腳控電路105和Ⅳ柱控制電路107。文氏管IAV模塊321、渦旋IAV模塊323、晶狀體模塊325、剪刀模塊327、凝結(jié)模塊329、照明模塊331、以及腳控組件15和Ⅳ柱組件17的控制電路105、107最好各自都構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)。
如上所述，用戶為了優(yōu)化手術(shù)的性能，可以對工作參數(shù)編程，或者從一組省缺工作參數(shù)中選取工作參數(shù)，或者直接從用戶界面輸入工作參數(shù)。如圖21的示例性系統(tǒng)設(shè)置所示，計算機(jī)單元3將接著把這組工作參數(shù)通過線335傳送給模塊13。然后每個工作的模塊13根據(jù)至少一個用戶輸入的或省缺的工作參數(shù)提供控制信號，以控制連接在其上的一個或幾個顯微手術(shù)器械19。此外，計算機(jī)單元3通過線337控制多個器械19和Ⅳ柱組件17的開關(guān)，并通過線339接收關(guān)于它們工作狀態(tài)的反饋。腳控組件15的控制電路105既通過線341提供線性控制(例如借助于它的踏板)，又通過各個模塊13的線343提供離散控制(例如借助其按鈕)。還有，腳控組件15還借助其可編程的功能鍵根據(jù)計算機(jī)單元3的指令提供對系統(tǒng)1的控制。應(yīng)該理解，本發(fā)明的數(shù)據(jù)通信總線運(yùn)載了在線335、337、339、341和343上通信的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)通信總線最好是一個能運(yùn)載所有類型信號的雙向串行總線。所以，線335、337、339、341和343代表了系統(tǒng)1中的數(shù)據(jù)流，但不代表數(shù)據(jù)通信總線。
此外，系統(tǒng)1的網(wǎng)絡(luò)提供其各節(jié)點(diǎn)之間的對等通信。例如，有可能要在接上了腳控組件15時使用戶界面不激活。換言之，當(dāng)醫(yī)生使用腳控組件15遙控器械19時要防止用戶改變器械19的工作參數(shù)。這時，腳控組件15直接通過網(wǎng)絡(luò)與用戶界面和其他模塊13通信，以提供對等通信。類似地，有可能因安全性的原因而希望某些器械19不能同時工作。例如，在使用雙極凝結(jié)器件時它將使晶狀體乳化器械不激活，或者相反。反之，在晶狀體乳化或破碎時卻需要有抽吸功能。所以需要通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行晶狀體模塊325與文氏管IAV或渦旋IAV模塊323之間關(guān)于這兩個功能的信息通信。
現(xiàn)在討論關(guān)于用戶界面工作的一個例子，起初有一個開始屏幕顯示，讓用戶選擇關(guān)于患者眼睛前部或后部的各種可能的手術(shù)功能，或者讓用戶選擇用于對系統(tǒng)1編程或執(zhí)行其他設(shè)定功能的一個工具程序。不論用戶選擇了前部還是后部，計算機(jī)單元3最好都在平面顯示器5上顯示出一個外科醫(yī)生選擇菜單。根據(jù)本發(fā)明，硬驅(qū)249存儲了該菜單中所列的每位醫(yī)生的一組特定的初始工作參數(shù)。在響應(yīng)用戶選擇時，計算機(jī)單元3將根據(jù)用戶的選擇以相應(yīng)的那組初始工作參數(shù)把工作部分設(shè)定為前部或后部。如果菜單上沒有列出某位特定的外科醫(yī)生，則計算機(jī)單元3將以省缺工作參數(shù)把工作部分設(shè)定為前部或后部。然后，如果需要，醫(yī)生可以在省缺工作參數(shù)基礎(chǔ)上改變工作參數(shù)。
在該例中，如果用戶在開始屏幕上選擇了任選項“工具”，則計算機(jī)單元3將在平面顯示器5上顯示一個工具屏幕。在本例中，計算機(jī)單元3把工作模式設(shè)定為“無”。工具程序允許用戶修改各種系統(tǒng)設(shè)定(例如，給外科醫(yī)生選擇菜單修改或添補(bǔ)新的醫(yī)生，修改過去保存的初始工作參數(shù)或添加新的初始工作參數(shù)，訪問用戶幫助信息等)。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，用戶界面建立觸摸屏255上的一些專用部分，用于各種選擇或信息窗口。例如，產(chǎn)生一些初級窗口用于顯示抽吸、晶狀體乳化、晶狀體破碎、玻璃體手術(shù)、剪刀和線性凝結(jié)等功能。然后用戶可以得到一些次級窗口，用于顯示非線性凝結(jié)、I0P、照明、Ⅳ柱、和腳控構(gòu)形等功能。用戶界面最好還利用一些功能選擇鍵(見圖27)，讓用戶能夠選擇系統(tǒng)1的當(dāng)前工作模式、激活或退激活某些手術(shù)功能(如凝結(jié)功能)、顯示在線幫助、或退出系統(tǒng)1。如果需要，用戶的功能選擇鍵也可以包括對一種或幾種選擇的多重選擇，并擴(kuò)展為顯示這些額外的選擇。
在操作中，用戶可以利用用戶界面的手術(shù)功能界面規(guī)定不同的工作參數(shù)，使之符合外科醫(yī)生的特定習(xí)慣。一般，手術(shù)功能界面采用一些顯示來代表各種被激活的顯微手術(shù)系統(tǒng)功能(例如文氏管抽空、渦旋抽空、玻璃體手術(shù)、超聲、凝結(jié)、剪切、照明等)。在一個優(yōu)選實施例中，手術(shù)功能界面以數(shù)字或圖形的形式顯示工作參數(shù)和顯示工作設(shè)定點(diǎn)和/或各種功能的開關(guān)狀態(tài)。計算機(jī)單元3的中央處理器245還執(zhí)行例行程序來產(chǎn)生各種控制圖標(biāo)，用于調(diào)整各個工作參數(shù)和/或開關(guān)某些功能。例如，在執(zhí)行文氏管抽空功能時，界面提供一個旋鈕或向上/向下控制鈕，以加大或減小當(dāng)前的抽空工作參數(shù)。該界面還利用一些按鈕控制來指導(dǎo)一些功能。例如，當(dāng)執(zhí)行抽吸功能時，醫(yī)生在開始排除某一抽吸管道內(nèi)的空氣之前典型地需預(yù)先指定抽吸管道。該指定功能最好用一個按鈕在屏幕上指明。除了旋鈕式按鈕控制之外，該界面還使用漸進(jìn)條來指明當(dāng)前的工作參數(shù)在其預(yù)設(shè)的最小和最大值之間的位置。例如，如果在晶狀體破碎時超聲功率為最大功率的20％，則漸進(jìn)條將在一個左端標(biāo)有0％、右端標(biāo)有100％的窗口內(nèi)復(fù)蓋20％的位置。
現(xiàn)在參見圖22，中央處理器245最好在響應(yīng)于用戶觸摸觸摸屏255上對應(yīng)于一個或幾個工作參數(shù)值的數(shù)字顯示部分時，能執(zhí)行計算器功能界面。計算器功能界面最好能使平面顯示器5顯示出一個總的由347代表的數(shù)字鍵盤來作為觸摸屏255的一部分，用來直接輸入所選工作參數(shù)的希望值，而不是通過用起旋鈕作用的按鈕來逐漸地增大或減小這個參數(shù)值。這樣，用戶就可以快速、容易地改變手術(shù)的數(shù)字設(shè)定，而不需連續(xù)地按下旋鈕式按鈕的向上或向下箭頭。
如圖22所示，該界面在窗口349中用一個指明了被修改工作參數(shù)(例如最大真空設(shè)定)的標(biāo)記來示出通過鍵盤347輸入的特定值。鍵盤347還含有一個用來輸入省缺最大值或編程最大值的按鈕351、一個用來輸入省缺最小值或編程最小值的按鈕353、以及分別用來增大和減小此值的按鈕355和357。計算器功能界面最好在腳控組件15執(zhí)行手術(shù)工作時不激活。
除了手術(shù)功能界面之外，用戶界面還提供代表顯微手術(shù)系統(tǒng)功能的編程功能界面，以用于編程模式設(shè)定。在本實施例中，用戶通過上述工具菜單訪問編程功能界面。編程界面顯示工作設(shè)定點(diǎn)并提供用于以下目的的工具對一個給定的工作模式修改工作設(shè)定點(diǎn)，把功能從線性改變?yōu)楣潭ɑ蛳喾?，對一個給定的工作模式接通或斷開某些功能，等等。
根據(jù)本發(fā)明，系統(tǒng)1是一種基于模式的手術(shù)系統(tǒng)。一個模式被定義為一種手術(shù)設(shè)置，其中包含使用一個或幾個具有規(guī)定初始工作參數(shù)的手術(shù)器械19。在一個特定模式中被激活的每個手術(shù)器件19都將執(zhí)行一個或幾個手術(shù)功能。雖然在一些共同被授權(quán)的專利中，例如在美國專利No.4,933,843、5,157,603、5,417,246和5,455,766中，術(shù)語“模式”和“功能”有時可以互換使用，但應(yīng)該理解，這里對這兩個術(shù)語的使用是有區(qū)別的。例如，晶狀體乳化模式被定義為有一個抽吸器件提供抽空功能，并且有一個晶狀體乳化器件提供超聲或晶狀體乳化功能，同時這兩個器件都具有規(guī)定的初始工作參數(shù)。
如上所述，計算機(jī)單元3的平面顯示器5向用戶顯示信息。在一個優(yōu)選實施例中，平面顯示器5以用戶可能得到的各種屏幕菜單的形式有選擇地顯示信息。菜單可以是表格、帶標(biāo)記的按鈕和用戶可選按鍵等的形式。用戶通過觸摸觸摸屏255上的相應(yīng)部分來從屏幕菜單上作出一個或幾個可能的選擇。其中一種顯示包含一個可供選擇的模式的菜單。計算機(jī)單元3的硬驅(qū)249最好以一組設(shè)置文件的形式根據(jù)預(yù)定的手術(shù)工作模式存儲各工作參數(shù)。如前所述，每個模式代表一個或幾個準(zhǔn)備執(zhí)行的手術(shù)處理，并通過至少一個顯微手術(shù)器件19的工作來定義。每個模式都確定了在該特定模式中要使用哪些器械19以及關(guān)于這些器械的工作參數(shù)。用戶最好能通過用戶界面來修改或定義各種模式。
圖23是說明計算機(jī)單元3為了提供根據(jù)本發(fā)明的工作模式而進(jìn)行的操作的流程圖。從步驟361開始，系統(tǒng)1在接通電源時首先對每個安裝在基本單元7內(nèi)的模塊13進(jìn)行識別和初始化。當(dāng)用戶在步驟363中作出初始外科醫(yī)生選擇時，中央處理器245將在步驟365提取對應(yīng)于所選醫(yī)生的特定設(shè)置文件。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，被提取的設(shè)置文件包括一個含有一些模式記錄的模式數(shù)據(jù)庫，每個模式紀(jì)錄代表一種不同的模式和工作于該模式的系統(tǒng)1所要執(zhí)行的各種手術(shù)功能的工作參數(shù)。設(shè)置文件也可以包含不屬于模式記錄的其他工作參數(shù)的初始值，例如聲音大小或其他與模式無關(guān)的設(shè)定值。被提取的設(shè)置文件還含有一個模式序列數(shù)據(jù)庫，它定義了準(zhǔn)備提供的某些模式的序列。在步驟367中，計算機(jī)單元3把識別信息與提取的設(shè)置文件進(jìn)行比較，以確認(rèn)在系統(tǒng)1中已安裝了為執(zhí)行模式數(shù)據(jù)庫的模式記錄規(guī)定的手術(shù)功能所必須的模塊13。如果確認(rèn)結(jié)果不是這樣，則計算機(jī)單元3將在步驟369中通過對提取的設(shè)置文件中的工作參數(shù)進(jìn)行改變或取代而產(chǎn)生一個改變的設(shè)置文件，以使它能對應(yīng)于安裝在基本單元7內(nèi)的實際模塊13。如果在系統(tǒng)1中已安裝了所需的模塊13，或者計算機(jī)單元3已產(chǎn)生了改變的設(shè)置文件，則計算機(jī)單元3將在步驟371確定該設(shè)置文件是可接受的。
這樣，中央處理器245從硬驅(qū)249提取一組關(guān)于在所選模式中使用的一個或幾個顯微手術(shù)器械19的工作參數(shù)，并且手術(shù)模塊13根據(jù)從存儲器提取的工作參數(shù)來控制連接在其上的顯微手術(shù)器械19。
根據(jù)本發(fā)明，模式界面還定義激活各個模式的序列(順序)。為了簡化模式序列操作，屏幕菜單還含有這樣一個任選項，即進(jìn)入模式序列數(shù)據(jù)庫所定義的序列中的下一個模式，或者返回序列中的前-模式。這使醫(yī)生可以通過觸摸觸摸屏上的一個按鈕來從一個模式進(jìn)入另一個模式。在另一實施例中，醫(yī)生還可以通過踏下腳控組件15上的一個特定鈕或按下手持遙控器39上的一個特定鈕來轉(zhuǎn)變模式，在響應(yīng)于用戶指令時，中央處理器245相繼地從硬驅(qū)249提取一組所選模式中要使用的顯微手術(shù)器件19的工作參數(shù)，再從硬驅(qū)249提取關(guān)于預(yù)定序列中的下一個或前一個模式(取決于用戶的指令)要使用的器械19的另一組工作參數(shù)。
例如，如果某一特定醫(yī)生的設(shè)置文件的模式數(shù)據(jù)庫含有幾個模式的記錄，則模式序列數(shù)據(jù)庫可以只對其中的一些模式定義順序。具體地說，模式序列數(shù)據(jù)庫可以定義這樣一個序列模式數(shù)據(jù)庫中定義的第一個模式要跟隨以第三個模式，然后再相繼跟隨以第九個和第七個模式。換言之，模式數(shù)據(jù)庫中的模式記錄與模式序列數(shù)據(jù)庫中列出的模式之間不一定要有一、一對應(yīng)的關(guān)系。
圖24以流程圖的形式說明計算機(jī)單元3的模式序列操作。從步驟345開始，用戶通過用戶界面輸入一個模式序列命令。例如，模式序列命令可以是這樣的命令進(jìn)入序列中的下一個模式；返回序列中的前一個模式；或者返回最近執(zhí)行的模式。在步驟377中，計算機(jī)單元3在響應(yīng)該命令時將從對應(yīng)于預(yù)定序列中的模式的模式數(shù)據(jù)庫中識別出模式記錄。在步驟377之后，計算機(jī)單元3進(jìn)入步驟379，讓系統(tǒng)1的每個模塊13和周邊設(shè)備進(jìn)行用戶所希望的模式改變。在步驟379中計算機(jī)單元3還執(zhí)行某些安全性例行程序。例如，僅當(dāng)腳控組件15的踏板不激活時才允許醫(yī)生改變模式。對于晶狀體破碎、剪刀和其他模式，允許的一個例外是，當(dāng)灌注功能在提供連續(xù)的灌注時，可以在腳控組件15踏板工作的情況下選擇其中一個模式。
仍參見圖24，當(dāng)計算機(jī)單元3在步驟381中接收到一個新的模式選擇命令時，它也會進(jìn)入步驟379。在步驟379之后計算機(jī)單元3于步驟383對所選工作模式中要使用的顯微手術(shù)器械19的工作參數(shù)進(jìn)行重新編程。在步驟385中，計算機(jī)單元3通過調(diào)整各個顯示成份使平面顯示器5上的顯示對應(yīng)于所選模式中可能得到的各種手術(shù)功能。之后，計算機(jī)單元3于步驟387激活所選工作模式中要使用的每個模塊13或周邊設(shè)備。
作為例子，下面的表Ⅰ列出了一些示例性的模式和關(guān)于各模式中要使用的器件19的工作參數(shù)。換言之，表Ⅰ列出了一個示例性模式數(shù)據(jù)庫的各個模式記錄。
對于表Ⅰ的例子，醫(yī)生可以借助用戶界面定義一個模式序列數(shù)據(jù)庫，其中只包含9個模式中的某些模式。例如，模式序列數(shù)據(jù)庫定義了這樣一個序列以模式1(打開)開始，接著是模式3(乳化-中等)，然后是模式9(雙，dual)，最后以模式7(清洗Ⅱ)結(jié)束。
表Ⅰ 工作模式數(shù)據(jù)庫

如前面結(jié)合圖23所說明的，計算機(jī)單元3把接通電源時以硬件數(shù)據(jù)庫的形式建立的系統(tǒng)識別信息與提取的設(shè)置文件進(jìn)行比較。這樣計算機(jī)單元3就可以確認(rèn)在系統(tǒng)1中已安裝了為執(zhí)行模式數(shù)據(jù)庫中各個模式的希望的手術(shù)功能所必須的模塊13。如果情況不是這樣，計算機(jī)單元3將通過調(diào)整或更換所提取設(shè)置文件中的工作參數(shù)，使之對應(yīng)于基本單元7中的實際模塊13。圖25和26示出一種根據(jù)本發(fā)明來調(diào)整設(shè)置文件的優(yōu)選方法。
如圖25所示，計算機(jī)單元3首先在步驟391中審查模式數(shù)據(jù)庫中的每個模式記錄。在下面將詳細(xì)說明的系統(tǒng)1的初始化過程中，計算機(jī)單元3讀出一組對應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)上硬件(即不同的模塊13和控制電路105、107)的通信參數(shù)。如前所述，網(wǎng)絡(luò)上各個節(jié)點(diǎn)的每個神經(jīng)元處理器225執(zhí)行內(nèi)設(shè)程序來控制各個顯微手術(shù)器件19和周邊設(shè)備。通信參數(shù)代表專用于每個處理器225的獨(dú)特的識別標(biāo)記，它包含關(guān)于被控器件的類型(例如玻璃體器械或超聲器件)和處理器225所在模塊13或周邊設(shè)備的版本。識別標(biāo)記還包含對于特定模塊13或控制電路105、107來說是獨(dú)有的專用識別符(例如流水號)。作為例子，當(dāng)特定模塊13的硬件或軟件被更新后，它的版本就可能改變。根據(jù)本發(fā)明，模式數(shù)據(jù)庫中的每一個模式記錄代表著工作于該模式的系統(tǒng)1將提供的各種手術(shù)功能的不同工作模式和工作參數(shù)。這樣，工作參數(shù)在功能和版本兩個方面對應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)上的特定節(jié)點(diǎn)。
在步驟393中，計算機(jī)單元3判斷系統(tǒng)1中是否存在于模式記錄所定義的工作模式中要使用的每個器械或周邊設(shè)備所需類型的硬件。如果是這樣，則計算機(jī)單元3在步驟395將判斷關(guān)于每個模塊13和周邊設(shè)備控制電路105、107的版本信息是否匹配于模式記錄所規(guī)定的版本信息。如果版本信息正確，則計算機(jī)單元3將返回步驟391，審查模式數(shù)據(jù)庫中的下一個模式記錄。另一方面，如果版本信息不正確，則計算機(jī)單元3將在步驟397判斷所安裝硬件的版本信息是否與模式記錄規(guī)定的版本信息相兼容。如果兼容，則計算機(jī)單元3進(jìn)入步驟399，用系統(tǒng)1實際硬件的工作參數(shù)取代模式記錄中所設(shè)定的工作參數(shù)。如果兩種版本不兼容，則計算機(jī)單元3將在步驟401不允許實現(xiàn)該特定模式。在步驟399或401之后，計算機(jī)單元3返回步驟391，審查模式數(shù)據(jù)庫中的下一個模式記錄。
在步驟393中，計算機(jī)單元3判斷系統(tǒng)1中是否存在于模式記錄所定義的工作模式中要使用的每個器械或周邊設(shè)備的硬件。如果不存在，則計算機(jī)單元3進(jìn)入圖26流程圖所示的步驟403。在步驟403中，計算機(jī)單元3判斷為了讓系統(tǒng)1工作于該特定模式，該不存在的硬件是否是必須的。如果不存在的硬件不是必須的，則計算機(jī)單元3將在步驟405中從模式記錄中刪去對該不存在硬件的引用，然后返回圖25的步驟391以審查下一個模式記錄。另一方面，如果該不存在的硬件是必須的，則計算機(jī)單元3將在步驟407判斷是否能獲得替代硬件。如果不能，則計算機(jī)單元3將在步驟409從模式數(shù)據(jù)庫刪去該模式記錄，然后返回步驟391審查下一個模式記錄。如果能獲得替代硬件，則計算機(jī)單元3進(jìn)入步驟411。在步驟411中，計算機(jī)單元3改變模式記錄中的工作參數(shù)，使之對應(yīng)于替代硬件。作為例子，系統(tǒng)1的某一特定設(shè)置可能含有文氏管IAV模塊321但沒有渦旋IAV模塊323。在該情形下，如果模式記錄規(guī)定了一個能提供流動抽吸功能的工作模式，該功能是文氏管IAV模塊321不能提供的，則計算機(jī)單元3將以流動抽吸工作參數(shù)來替代能近似流動抽吸響應(yīng)的抽空工作參數(shù)。
在步驟411之后，計算機(jī)單元3返回步驟391。在修改了設(shè)置文件的模式記錄之后，計算機(jī)單元3審查所提取設(shè)置文件的模式序列數(shù)據(jù)庫。如果模式序列中的一個模式不再能獲得(例如已在步驟409中刪去)，則計算機(jī)單元3也把模式序列數(shù)據(jù)庫中的該模式刪去。計算機(jī)單元3就是用這樣的方法修改所提取的設(shè)置文件，以用于系統(tǒng)1的某種特定構(gòu)形。換言之，計算機(jī)單元3產(chǎn)生修改的設(shè)置文件。
上述表Ⅰ所列的模式記錄按外科醫(yī)生所執(zhí)行的各種處理來定義特定的模式。例如，當(dāng)醫(yī)生執(zhí)行打開患者眼睛的處理時將選擇“打開”模式。也可能會希望系統(tǒng)1的工作模式按處理時所執(zhí)行的各種手術(shù)功能來定義。下面的表Ⅱ和Ⅲ就是按各種手術(shù)功能列出了前部處理和后部處理時的一些示例性模式。
表Ⅱ 前部工作模式

表Ⅲ 后部工作模式

下面的表Ⅳ-Ⅸ列出表Ⅱ和Ⅲ中所示各種模式的示例性初始工作參數(shù)。
表Ⅳa 灌注/抽吸模式的省缺工作參數(shù)

表Ⅳb 灌注/抽吸模式的省缺工作參數(shù)

下述腳控工作參數(shù)適用于各個灌注/抽吸模式凝結(jié)開關(guān)——控制凝結(jié)通/斷可編程功能開關(guān)——無作用漸變——踏板行程1-100％的灌注控制左擺(Yaw left)——回流(reflux)右擺(Yaw right)——無下述功能(在各個灌注/抽吸模式中它們起初是不工作的)的工作參數(shù)為凝結(jié)功率——12％Ⅳ柱高度——60cm(眼囊清潔模式中為40cm；粘彈性體去除模式中為50cm)IOP——40mmHg
燈1——新燈2——斷表Ⅴa 晶狀體乳化模式的省缺工作參數(shù)

表Ⅴb 晶狀體乳化模式的省缺工作參數(shù)

下述工作參數(shù)適用于各個晶狀體乳化模式超聲功率——線性最小超聲功率——0％最大超聲功率——35％下述腳控工作參數(shù)適用于各個晶狀體乳化模式凝結(jié)開關(guān)——控制凝結(jié)通/斷可編程功能開關(guān)——無作用漸變——在踏板行程1-100％中控制灌注左擺——回流下述各功能(在各個晶狀體乳化模式中起初它們是不激活的)的工作參數(shù)為凝結(jié)功率——12％Ⅳ柱高度——75cm(在模式2和4中為80cm)IOP——40mmHg燈1——斷燈2——斷表Ⅵa 晶狀體破碎模式的省缺工作參數(shù)

表Ⅵb 晶狀體分碎模式的省缺工作參數(shù)

下述工作參數(shù)適用于各個晶狀體破碎模式超聲功率——線性最小超聲功率——0％最大超聲功率——25％下述腳控工作參數(shù)適用于各個晶狀體破碎模式凝結(jié)開關(guān)——控制凝結(jié)通/斷可編程功能開關(guān)——無作用左擺——回流下述各功能(在各個晶狀體破碎模式中開始時它們是不激活的)的工作參數(shù)為凝結(jié)功率——12％Ⅳ柱高度——75cm
IOP——30mmHg燈1——斷燈2——斷表Ⅶa 玻璃體(前部)模式的省缺工作參數(shù)

表Ⅶb 玻璃體(前部)模式的省缺工作參數(shù)

下述各腳控工作參數(shù)適用于各個玻璃體(前部)模式凝結(jié)開關(guān)——控制凝結(jié)通/斷可編程功能開關(guān)——無作用漸變——在踏板行程1-100％中控制灌注左擺——回流下述各功能(在各個玻璃體(前部)模式中開始時它們是不激活的)的工作參數(shù)為凝結(jié)功率——12％Ⅳ柱高度——40cm
IOP-40mmHg燈1——斷燈2——斷表Ⅷa 玻璃體(后部)模式的省缺工作參數(shù)

表Ⅷb 玻璃體(后部)模式的省缺工作參數(shù)

下述腳控工作參數(shù)適用于各個玻璃體(后部)模式凝結(jié)開關(guān)——控制凝結(jié)通/斷可編程功能開關(guān)——無作用左擺——回流下述各功能(在各個玻璃體(后部)模式中起始時它們是不激活的)的工作參數(shù)為凝結(jié)功率——12％Ⅳ柱高度——75cm(單次切割為40cm)IOP——30mmHg(單次切割為40mmHg)
燈1——斷燈2——斷表Ⅸa 剪刀模式的省缺工作參數(shù)

表Ⅸb 剪刀模式的省缺工作參數(shù)

下述腳控工作參數(shù)適用于各個剪刀模式凝結(jié)開關(guān)——控制凝結(jié)通/斷可編程功能開關(guān)——無作用左擺——無右擺——無下述各功能(在各個剪刀模式中起初它們是不激活的)的工作參數(shù)如下凝結(jié)功率——12％Ⅳ柱高度——75cmIOP——30mmHg燈1——斷燈2——斷一般，對于表Ⅱ-Ⅸ中所示的各種基于功能的模式，用戶從最高級的用戶選擇鍵415中選出上述各種預(yù)定模式中的一個模式，圖27示出關(guān)于前部處理的選擇鍵415的一個例子。鍵415最好位于觸摸屏255的底部。由于在同一時刻只能激活一個模式，所以當(dāng)用戶選出一個用戶選擇鍵時計算機(jī)單元3將自動取消當(dāng)時的工作模式。在模式選擇的一個例子中，用戶通過觸摸晶狀體模式鍵417來請求可得到的晶狀體乳化模式?，F(xiàn)在參見圖28和29，當(dāng)用戶觸摸晶狀體模式用戶選擇鍵417時，起初平面顯示器5只顯示出前4個模式(即雕刻、碎片去除、雕刻(雙)和碎片去除(雙))。在響應(yīng)于用戶對帶有箭頭符號的鍵419的觸摸時，計算機(jī)單元3將在平面顯示器5上產(chǎn)生一個關(guān)于可得到的晶狀體模式的附加菜單(即固定真空、線性真空、固定流率、和線性流率)。例如，用戶通過觸摸鍵421而從該菜單選擇了線性真空晶狀體模式。圖30示出線性真空晶狀體模式下的一個示例性屏幕顯示。如圖所示，在該模式中可以得到和激活真空、超聲(即晶狀體乳化)、和凝結(jié)等功能。
如上所述，為了按照顯微手術(shù)系統(tǒng)的各種工作模式工作，計算機(jī)單元3首先識別和初始化網(wǎng)絡(luò)上的每個節(jié)點(diǎn)(即，安裝在基本單元7內(nèi)的各個模塊13以及腳控組件15和Ⅳ柱組件17各自的控制電路105和107)。在一個優(yōu)選實施例中，計算機(jī)單元3的中央處理器245執(zhí)行構(gòu)成了一個系統(tǒng)機(jī)器的軟件，該系統(tǒng)機(jī)器有三個工作部件通電時的初始化、網(wǎng)絡(luò)管理、和網(wǎng)絡(luò)連系。系統(tǒng)機(jī)器的初始化部件生成和起動網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)管理部件為網(wǎng)絡(luò)上的各模塊13提供各網(wǎng)絡(luò)變量的結(jié)合和分離以實現(xiàn)用戶選擇的模式，監(jiān)視模塊13的功能性，并處理來自網(wǎng)絡(luò)的輸入信息。網(wǎng)絡(luò)連系部件處理構(gòu)形文件和模式改變，并讓用戶界面顯示出發(fā)生的改變和錯誤。
圖31說明當(dāng)系統(tǒng)1通電時，計算機(jī)單元3在執(zhí)行系統(tǒng)機(jī)器的初始化部件時的操作?？偟膩碚f，系統(tǒng)機(jī)器識別網(wǎng)絡(luò)上的每個節(jié)點(diǎn)，并為每個節(jié)點(diǎn)的含有用戶界面訪問該節(jié)點(diǎn)時所使用的當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)絡(luò)變量的神經(jīng)元處理器225生成一個編程目標(biāo)。從步驟427開始，系統(tǒng)機(jī)器初始化存儲在計算機(jī)單元3硬驅(qū)249中的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫。如前所述，網(wǎng)絡(luò)上各節(jié)點(diǎn)的每個神經(jīng)元處理器225都執(zhí)行用來控制各個顯微手術(shù)器械19和周邊設(shè)備的內(nèi)設(shè)程序，通信參數(shù)代表專用于每個處理器225的獨(dú)特識別標(biāo)記，它包含關(guān)于被控制器件的類型(例如玻璃體器械或超聲器件)的信息以及關(guān)于處理器225所在的模塊13或周邊設(shè)備的版本的信息。識別標(biāo)記還含有一個對特定模塊13或控制電路105、107來說是獨(dú)有的專用識別符(例如流水號)。作為例子，當(dāng)特定模塊13的硬件或者軟件被更新時它的版本就可能改變。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫包含了以前安裝的各個節(jié)點(diǎn)，其形式的特定模塊13或控制電路105、107的識別符，對應(yīng)于各種器件類型的節(jié)點(diǎn)的名稱、以及對應(yīng)于這些節(jié)點(diǎn)的各個程序的名稱。換言之，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫含有關(guān)于一個系統(tǒng)的信息，該系統(tǒng)含有每個已安裝在網(wǎng)絡(luò)上的可訪問的不同類型的模塊13和周邊設(shè)備。
在步驟429，系統(tǒng)機(jī)器讀出一組對應(yīng)于實際存在于網(wǎng)絡(luò)的硬件(即各個模塊13和控制電器105、107)的通信參數(shù)，并在軟件中生成一個節(jié)點(diǎn)目標(biāo)次供對特定模塊13或周邊設(shè)備的訪問。進(jìn)到步驟431，系統(tǒng)機(jī)器從已在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫中安裝了一個節(jié)點(diǎn)的第一個模塊13或周邊設(shè)備控制電路105、107開始，于步驟433在軟件中生成一個器件目標(biāo)來代表這個節(jié)點(diǎn)。系統(tǒng)機(jī)器最好從能對該硬件提供訪問的節(jié)點(diǎn)目標(biāo)來驅(qū)動器件目標(biāo)。如果系統(tǒng)機(jī)器在步驟435中判定，在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫中還對其它模塊13或周邊設(shè)備控制電路105、107安裝了節(jié)點(diǎn)，則它將返回步驟431，對下一個模塊13或周邊設(shè)備控制電路105、107進(jìn)行處理。系統(tǒng)機(jī)器就是用這種方法對已被安裝在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫中的硬件生成器件目標(biāo)。這些由系統(tǒng)機(jī)器生成的器件目標(biāo)含有用戶界面訪問這些節(jié)點(diǎn)時要使用的當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)絡(luò)變量。
在生成了器件目標(biāo)來代表已安裝在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫中的節(jié)點(diǎn)之后，系統(tǒng)機(jī)器進(jìn)入步驟437，審查存在于網(wǎng)絡(luò)上的各個模塊13或周邊設(shè)備控制電路105、107，以便與以前安裝的節(jié)點(diǎn)比較。進(jìn)入步驟439，系統(tǒng)機(jī)器判斷是否有一個已安裝在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫中的節(jié)點(diǎn)(它不再出現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)上)對應(yīng)于同樣類型的被審查模塊13或周邊設(shè)備控制電路105、107。如果有這樣的節(jié)點(diǎn)，則系統(tǒng)機(jī)器將在步驟441中用該特定模塊13或周邊設(shè)備控制電路105、107的通信參數(shù)來替換以前安裝的節(jié)點(diǎn)的通信參數(shù)。在執(zhí)行替換操作時，所有網(wǎng)絡(luò)變量結(jié)合都被轉(zhuǎn)移給新的節(jié)點(diǎn)。而且，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫以及網(wǎng)絡(luò)變量結(jié)合所涉及的其他節(jié)點(diǎn)都不需改變。另一方面，如果有一個還未被安裝在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫中的節(jié)點(diǎn)對應(yīng)著同樣類型的被審查模塊13或周邊設(shè)備控制電路105、107，則系統(tǒng)機(jī)器將進(jìn)至步驟443。在步驟443中，系統(tǒng)機(jī)器用新模塊13或周邊設(shè)備控制電路105、107的通信參數(shù)安裝一個新節(jié)點(diǎn)，并生成一個器件目標(biāo)來代表這個新節(jié)點(diǎn)，在步驟441或443之后，系統(tǒng)機(jī)器進(jìn)入步驟445，判斷網(wǎng)絡(luò)上是否存在還沒有在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫中安裝節(jié)點(diǎn)的其他模塊13或周邊設(shè)備控制電路105、107。如果有這樣的硬件，則系統(tǒng)機(jī)器返回步驟437。否則系統(tǒng)機(jī)器將進(jìn)至步驟447。
在步驟447，系統(tǒng)機(jī)器刪去所有其硬件不出現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)上的安裝在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫中的其余節(jié)點(diǎn)。進(jìn)至步驟449，當(dāng)發(fā)生網(wǎng)絡(luò)上出現(xiàn)多于一個的相同類型模塊13或周邊設(shè)備控制電路105、107的情況時，系統(tǒng)機(jī)器將使每種類型的第一個器件目標(biāo)激活。換言之，系統(tǒng)機(jī)器給多個或重復(fù)的模塊13或周邊設(shè)備控制電路105、107中的一個以優(yōu)先權(quán)。
這樣，如果自從前一次接通電源以來，向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)添加了一個新模塊13，則不論它與以前安裝的模塊13是否有相同的類型，系統(tǒng)1都將自動地探測到和初始化該新模塊13，并對通信參數(shù)和用戶界面進(jìn)行重新構(gòu)形。這樣做之后，用戶就能訪問新模塊13和控制連接在其上的任何手術(shù)器械19。類似地，如果自從前一次接通電源以來從網(wǎng)絡(luò)中除去了某個特定模塊13，則系統(tǒng)1將自動地探測到該模塊13的不存在，并刪去所有相關(guān)的通信參數(shù)和用戶界面功能。此外，計算機(jī)單元3在執(zhí)行自動網(wǎng)絡(luò)重新構(gòu)形時允許多于一個相同類型的模塊13被安裝在系統(tǒng)1中。計算機(jī)單元3將確定通過用戶界面進(jìn)行識別和控制時所需的高級和次級優(yōu)先權(quán)。計算機(jī)單元3還確定不允許的系統(tǒng)構(gòu)形，并通過用戶界面教導(dǎo)用戶采取適當(dāng)?shù)男袆印?br> 計算機(jī)單元3在接通電源時就是用這樣方法，通過構(gòu)形神經(jīng)元處理器225和生成供用戶界面訪問網(wǎng)絡(luò)時使用的必要的當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)絡(luò)變量，確認(rèn)系統(tǒng)1能滿足某種最低工作要求，以及執(zhí)行所有的恒定網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，來初始化系統(tǒng)1的。計算機(jī)單元3還通知用戶界面關(guān)于上次構(gòu)形以來的所有構(gòu)形改變，包括向/從系統(tǒng)1添加/除去模塊13或周邊設(shè)備。在通電初始化之后，系統(tǒng)1的控制被傳給用戶界面。在另一個實施例中，計算機(jī)單元3還在通電時識別特定模塊13在基本單元7中的位置。
現(xiàn)在參見圖21示例性系統(tǒng)構(gòu)形中所示的各個單個部件，每個安裝在基本單元7中的模塊13都控制一個或幾個能提供幾個不同手術(shù)功能的顯微手術(shù)器械19。例如，模塊13包括文氏管IAV模塊321、渦旋IAV模塊323、晶狀體模塊325、剪刀模塊327、凝結(jié)模塊329和照明模塊331(也請參考圖4A-4D的照明模塊13A)。系統(tǒng)1還包括作為周邊設(shè)備連接在系統(tǒng)1網(wǎng)絡(luò)上的腳控組件15和Ⅳ柱組件17。
圖32以方框圖形式示出了文氏管IAV模塊(詳細(xì)示于圖43-60)。如圖32所示，模塊321有一個通過網(wǎng)絡(luò)連接器171與網(wǎng)絡(luò)相連的神經(jīng)元電路455，其中連接器171位于與底板101相連的模塊321的后部。神經(jīng)元電路455含有一個RS485發(fā)接收機(jī)223，用來通過數(shù)據(jù)通信總線接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。與發(fā)送接收機(jī)223相連的神經(jīng)元處理器225為模塊321提供網(wǎng)絡(luò)通信控制。神經(jīng)元處理器225還執(zhí)行一些內(nèi)設(shè)應(yīng)用程序，以控制系統(tǒng)1的灌注、抽吸和玻璃體功能。在本例中，神往元電路455含有一個存儲器457(例如一個閃速EEPROM)，用來存儲IAV模塊321的應(yīng)用程序。此外，存儲器457還存儲用于在網(wǎng)絡(luò)上初始化模塊321的構(gòu)形和識別數(shù)據(jù)。中央處理器245最好能在響應(yīng)于用戶所提供的信息時通過數(shù)據(jù)通信總線來重新編程存儲器457。神經(jīng)元電路455還含有一個時鐘電路459(例如一個晶體振蕩器)，用來為神經(jīng)元225的工作提供時間基準(zhǔn)。文氏管IAV模塊321還含有一個狀態(tài)LED461，例如位于模塊321前面板上的一個綠色LED，用來指明該模塊已激活；以及一個穩(wěn)壓電路463，以產(chǎn)生-5V的電源供電路使用。雖然在圖32中沒有示出，但神經(jīng)元電路455還含有另一個RS485發(fā)送接收機(jī)，用來從計算機(jī)單元3接收復(fù)原信號。
一般，如果需要的處理能力大于處理器225能提供的能力，則神經(jīng)元處理器225可以與協(xié)處理器結(jié)合使用。在這種情形中，特定的模塊13可以含有一個協(xié)處理器，它能接收和響應(yīng)神經(jīng)元處理器225所產(chǎn)生的控制信號，以產(chǎn)生附加的控制信號來在執(zhí)行手術(shù)處理過程中提供閉環(huán)控制。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，IAV模塊321含有一個與例如具一個電可編程邏輯器件(EPLD)467的可編程邏輯電路協(xié)同工作的協(xié)處理器電路465。協(xié)處理器電路465最好含有一個協(xié)處理器469(例如Intel386EX處理器)和一個相關(guān)的存儲器471(例如一個閃速EEPROM和一個靜態(tài)RAM(隨機(jī)訪問存儲器))；一個時鐘電路473(例如一個晶體振蕩器)，用來提供協(xié)處理器電路465所使用的時鐘信號；以及一個監(jiān)守計時器475。
再參見圖32，協(xié)處理器電路465的協(xié)處理器469根據(jù)抽吸水平工作參數(shù)產(chǎn)生一個抽吸控制信號，并把它提供給一個數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換器483。在所示的實施例中，D/A轉(zhuǎn)換器483提供一個并行接口，協(xié)處理器469通過該接口控制流經(jīng)模塊文氏管泵的空氣流。一個抽吸驅(qū)動器485接收D/A轉(zhuǎn)換器的模擬輸出，并據(jù)此驅(qū)動一個抽吸伺服閥487。抽吸伺服閥487的打開和關(guān)閉確定了流經(jīng)文氏管的空氣流，從而確定了真空度。文氏管IAV模塊最好能支持由位于模塊內(nèi)的文氏管泵驅(qū)動的單個抽吸口的工作。文氏管泵需要壓力例如在80至100磅每平方英寸范圍內(nèi)的氣體/空氣輸入。模塊321還含有一個壓力釋放閥(未示出)，以防止過壓力情況。模塊321的控制電路最好既能提供抽吸真空度的固定控制，又能提供其線性控制。例如，抽吸真空度的范圍可以從0mmHg到550mmHg，并可以1mmHg的增量改變。用戶借助于觸摸屏255、遙控器39、或腳控組件15設(shè)定全部抽吸參數(shù)，并借助于腳控組件15控制抽吸功能。
文氏管IAV模塊321的灌注部分支持重力輸送灌注。例如，Ⅳ柱組件17支持一袋醫(yī)生在手術(shù)中灌注患者眼睛時使用的消毒鹽水。模塊321含有一組螺線管閥493，其中一個是夾閥(pinch valot)495，當(dāng)它關(guān)閉時可防止所有液體進(jìn)入系統(tǒng)1。觸摸屏255和腳控組件15都能向用戶提供對文氏管IAV模塊321灌注功能的固定控制和通/斷(開/關(guān))控制。神經(jīng)元處理器225與協(xié)處理器469和EPLD467的一個控制寄存器496協(xié)同工作，產(chǎn)生控制一組螺線管驅(qū)動器497的驅(qū)動信號。然后，螺線管驅(qū)動器497使螺線管閥493打開(或關(guān)閉)指定的量。
IAV模塊321最好含有一組氣壓傳感器501，以提供關(guān)于實際抽吸或灌注壓力的反饋。例如，一個抽吸傳感器503探測抽吸壓力大小，一個管壓傳感器505探測灌注壓力大小。與管壓傳感器505相連的一個儀器放大電路507在壓力信號被處理之前先將它放大。抽吸傳感器最好含有一個內(nèi)部放大器。一個模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器511接收放大后的壓力信號并把模擬壓力信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字值，以供協(xié)處理器電路465處理。這樣，IAV模塊321提供了對抽吸和灌注功能的閉環(huán)控制。
如共同擁有的美國專利No.4,773,897所示出和說明的，眼科顯微手術(shù)系統(tǒng)典型地采用一種帶有一個可卸的集液盒的真空操作抽吸系統(tǒng)。通過把抽吸器械連接到處于真空或負(fù)壓力的集液盒上，抽吸的液體便被抽吸到盒內(nèi)。進(jìn)行眼外科顯微手術(shù)處理的醫(yī)生例如可以用腳控組件15來控制抽吸系統(tǒng)，該腳控組件使醫(yī)生可以精密地控制抽吸力，其具體途徑是通過驅(qū)動一個例如上述專利中以代號182表示的螺線管楔形活塞或圖32所示的抽吸伺服閥487，來阻塞或打開集液盒對顯微手術(shù)器械的抽吸力。
模塊321的螺線管493還含有一個抓盒閥515和一個夾盒閥517。抓盒閥515的活塞(未示出)把集液盒定位在模塊321上。夾盒閥517在抽吸功能不激活時把抽吸管夾死，以防液體從集液盒或抽吸管回流到患者眼中。
此外，文氏管IAV模塊321中的一個螺線管493是回流螺線管閥519，用來驅(qū)動一個回流活塞，如上述專利中的184所示?；亓骰钊或?qū)動時將擠壓與集液盒相連的一個回流室，迫使抽吸管中的少量液體退出管道，以保證管道暢通不受阻塞。隨著所進(jìn)行處理的不同，所需的回流量也不同，例如，進(jìn)行前部或后部處理時的回流量是不同的。重要的是，后部處理所用的盒子比前部處理所用的盒子要提供少得多的回流量。系統(tǒng)1的一個有益特征是能自動地探測和區(qū)分后部(或微回流)回流盒和前部回流盒。該特征防止了用戶在處理前誤裝和誤使用錯誤的回流盒。
根據(jù)本發(fā)明，如果給準(zhǔn)備用于后部處理的IAV模塊321插入了設(shè)計用于前部處理的盒子，則用戶界面將以可視和/或可聽的形式指出這一錯誤，防止系統(tǒng)1在安裝了不正確盒子的情況下被激活。
為了識別將被使用于某種處理的相應(yīng)盒子，每個盒子都帶有一種特定的顏色。每個盒子所帶的顏色載體是一個可連元件或插片，如上述專利中的150所示。它一般具有I形，以摩擦力固定在盒子的一個凹口中，如上述專利中的130所示。這些可卸的顏色載體，例如一個黃色的和一個藍(lán)色的，可以容易地裝到盒子上和從盒子上取走，這些盒子在其他方面可能完全相同。當(dāng)一個盒子被插入到模塊321中時，顏色載體將位在一個能產(chǎn)生表明盒子存在的信號的盒子存在探測器525的鄰近。盒子存在探測器525最好用一個光電顏色探側(cè)器，例如光電電路中的一個紅外光源來實現(xiàn)，該探測器例如是美國弗羅里達(dá)州坦帕市Tri-Tronics CO.Inc.以型號F4出售的探測器。黃色將反射紅外光而藍(lán)色將吸收紅外光，從而能區(qū)分出對應(yīng)于兩種不同特定處理的兩個盒子。于是，盒子存在探側(cè)器根據(jù)顏色載體的顏色探測盒子的存在。圖61示出一個優(yōu)選電路，它能接收盒子存在探測器525所產(chǎn)生的信號，并傳送給計算機(jī)單元3。如果盒子顏色不對應(yīng)于醫(yī)生所選的特定處理，則將有一個可聽和/或可視的信號通過用戶界面向用戶指明這一情況。同時，計算機(jī)單元3在響應(yīng)于這一信息時，將在用戶安裝上了正確的盒子之前不允許進(jìn)行任何眼科處理。在圖32的實施例中，盒子存在探測器525首先通過向EPLD467的狀態(tài)寄存器527提供一個信號來給計算機(jī)單元3提供信號，以通知用戶安裝了不正確的盒子。接著，EPLD467和協(xié)處理器電器465向神經(jīng)元電路455提供信號，以傳回計算機(jī)單元3。
除了關(guān)于特定的抽吸率和灌注率的反饋之外，模塊321還含有盒子液面探測器529，以產(chǎn)生一個接近全滿信號和一個全滿信號，并通過用戶界面告訴用戶必須更換集液盒。
通過用戶界面用戶可以得到一種準(zhǔn)備功能，該功能使用戶能通過打開和關(guān)閉灌注夾閾495和除去抽吸管中的空氣來準(zhǔn)備手術(shù)器械。該功能還允許用戶通過選擇“退盒”任選項而取出抽吸集液盒。
如前所述，文氏管IAV模塊321也支持系統(tǒng)1的玻璃體功能。在一個優(yōu)選實施例中，文氏管IAV模塊321含有一個用來連接玻璃體切割器的端口。模塊321最好能把玻璃體切割器控制得有三種切割動作線性切割率、固定切割率、和單次切割。線性切割率的范圍最好是每分鐘30到750次切割(30-750CPM)，并可以每分鐘一次的增量改變。用戶借助于觸摸屏255、遙控器39、或腳控組件15來設(shè)定切割率，并用腳控組件15來控制切割率。用戶也可以設(shè)定固定的切割率以提供每分鐘30到750次切割，設(shè)定值的增量也是每分鐘一次。在本例中，用戶借助于觸摸屏255、遙控器39、或腳控組件15設(shè)定固定切割率，并用腳控組件15改變固定切割率。單次切割由固定的、通/斷控制提供。每次激活單次切割時，玻璃體切割器將閉合/打開一次。用戶借助于觸摸屏255、遙控器39、或腳控組件15選擇單次切割，并用腳控組件15激活切割。連接在文氏管IAV模塊321上的玻璃體切割器由驅(qū)動文氏管泵的外部空氣/氣體輸入來驅(qū)動。
如圖32所示，EPLD467最好含有一個玻璃體計時器533，用來執(zhí)行設(shè)定玻璃體切割器的切割率所需的計時功能。螺線管驅(qū)動器497根據(jù)來自玻璃體計時器533的計時信號來驅(qū)動一個玻璃體螺線管535，還進(jìn)行對玻璃體切割的控制。
系統(tǒng)1最好含有一個渦旋IAV模塊323，它或者與IAV模塊并存，或者取代后者，渦旋IAV模塊323雖然與文氏管IAV模塊相似，但它不是利用文氏管泵，而是利用渦旋泵(未示出)來提供灌注和抽吸功能。根據(jù)本發(fā)明，渦旋IAV模塊323的渦旋泵可以起到文氏管抽吸系統(tǒng)(即真空度控制)的作用，或者起到渦旋抽吸系統(tǒng)(即流量控制)的作用。
在本例中，模塊323與一個一次性渦旋盒共同工作，后者含有一個渦旋泵，用于控制灌注、抽吸、通風(fēng)和標(biāo)定的夾閥開口，一個傳感器膜、和一個集液池。渦旋盒還在盒殼前部有灌注管、抽吸管、和集液池。用戶把渦旋盒安裝在一個位于模塊323前部的可拉開的抽屜中。安裝之后，可以借助于觸摸屏255使渦旋盒與模塊323的驅(qū)動器和控制系統(tǒng)連接或脫離。換言之，通過對觸摸屏255上的一個條目發(fā)出指令，渦旋IAV模塊323將納入或連接渦旋盒，或者釋放或脫離渦旋盒。
渦旋IAV模塊323的抽吸部分驅(qū)動一個抽吸端口，提供抽吸的真空度或流率控制。有利的設(shè)計是，真空抽吸功能提供0mmHg至550mmHg之間的以1mmHg為增量的真空度，流率抽吸功能提供1cc/min至60cc/min之間的以1cc/min為增量的流率。用戶借助于觸摸屏255、遙控器39、或腳控組件15設(shè)定抽吸工作參數(shù)，并用腳控組件15改變這些參數(shù)。
渦旋IAV模塊323也支持類似于文氏管IAV模塊321的重力輸送灌注，雖然它不像后者那樣帶有夾閥495。渦旋IAV模塊323是通過與模塊323內(nèi)的一個螺線管活塞相結(jié)合的一次性渦旋盒來提供灌注控制的。與模塊321類似，用戶借助于觸摸屏255或腳控組件15對渦旋IAV模塊323的灌注功能進(jìn)行固定的通/斷(打開/關(guān)閉)控制。
與文氏管IAV模塊321類似，渦旋IAV模塊323也能支持系統(tǒng)1的玻璃體功能。不過，模塊323利用其內(nèi)部的一個氣泵而不是文氏管IAV模塊321的外部空氣/氣體輸入來驅(qū)動連接在模塊323上的玻璃體切割器。
圖147和148以原理圖的形式示出一個用于渦旋IAV模塊323的優(yōu)選的壓力探測電路。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖33，晶狀體乳化和破碎模塊(晶狀體模塊)325(詳細(xì)示于圖26A-26T)是一個自足模塊，它能向晶狀體模塊輸出端口537處的5000歐姆阻抗提供例如頻率為29±2KHZ的高達(dá)35W的晶狀體功率，晶狀體乳化和/或破碎器械539即連接在該端口537上。在一個優(yōu)選實施例中，晶狀體模塊325既支持線性工作又支持脈沖工作。線性晶狀體功能提供連續(xù)的晶狀體功率，用戶可以在最大值的0％至100％范圍內(nèi)以1％的增量對該功率編程。醫(yī)生通過踏下腳控組件15的中間踏板來把線性晶狀體輸出激活為編程晶狀體功率的最小值，然后利用線性踏板的行程來增大該功率，直到編程功率的最大值。在本例中，線性晶狀體功率從零開始以固定的斜率增大。用戶最好借助于觸摸屏255、遙控器39、或腳控組件15來設(shè)定輸出大小，并用腳控組件15控制線性晶狀體功能。與線性工作相反，脈沖晶狀體功能以預(yù)先編程的有限時間長度提供晶狀體功率(例如為周期性的)。模塊325向用戶提供固定的通/斷功率控制，該功率可被用戶以最大值的1％為增量設(shè)定在1％至100％之間。然后用戶可以編程脈沖輸出控制，以提供每秒1個至20個脈沖，其間的增量為每秒1個脈沖。用戶利用觸摸屏255設(shè)定輸出功率大小和脈沖率，并利用腳控組件15對它們進(jìn)行控制。
在一個優(yōu)選實施例中，晶狀體模塊325含有一個神經(jīng)元電路541，它通過一個位在連接于底板101的模塊325的后部的網(wǎng)絡(luò)連接器171，連接在網(wǎng)絡(luò)上。神經(jīng)元電路541含有一個用來通過數(shù)據(jù)通信總線接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的RS485發(fā)送接收機(jī)223。連接在發(fā)送接收機(jī)223上的神經(jīng)元處理器225提供模塊325的網(wǎng)絡(luò)通信控制。神經(jīng)元處理器225還執(zhí)行存儲在一個存儲器543(例如一個閃速EEPROM)中的內(nèi)設(shè)應(yīng)用程序，以控制系統(tǒng)1的晶狀體乳化和破碎功能。存儲器543還存儲了用來在網(wǎng)絡(luò)上對模塊325初始化的構(gòu)形數(shù)據(jù)和識別數(shù)據(jù)。中央處理器254最好能在響應(yīng)于用戶提供的信息時通過數(shù)據(jù)通信總線對存儲器543重新編程。神經(jīng)元電路541還含有一個時鐘電路545(例如一個晶體振蕩器)，以提供神經(jīng)元225工作的時間基準(zhǔn)。與IAV模塊321相似，晶狀體模塊325也有一個穩(wěn)壓電源電路546，以提供電路所使用的±5V和4V電源。雖然圖33中沒有示出，但神經(jīng)元電路541還含有另一個RS485發(fā)送接收機(jī)和一個狀態(tài)LED，前者用來從計算機(jī)單元3接收復(fù)原信號，后者用來指明模塊325已被激活。
如圖33所示，晶狀體模塊325還含有一個與EPLD549協(xié)同工作的協(xié)處理器電路547。協(xié)處理器電路547最好包含一個協(xié)處理器551(例如Intel 386EX處理器)和相關(guān)的存儲器553(例如一個閃速EEPROM和一個靜態(tài)RAM)，一個時鐘電路555(例如晶體振蕩器)，和一個監(jiān)守計時器557。EPLD 549有一個脈沖計時器559，用來提供頻率發(fā)生器561(例如正弦波發(fā)生器)所使用的時鐘信號。協(xié)處理器電路545的協(xié)處理器551與EPLD547協(xié)同工作，向頻率發(fā)生器561提供控制信號，以為脈沖晶狀體的輸出產(chǎn)生一個可編程的頻率。一個晶狀體驅(qū)動電路563利用頻率發(fā)生器561所產(chǎn)生的可編程頻率來驅(qū)動晶狀體輸出537。晶狀體模塊325最好含有一個升壓穩(wěn)壓器565，以把提供給晶狀體驅(qū)動器563的基準(zhǔn)電壓保持在一個大于被指定的晶狀體電壓，例如3V，上。這可以防止晶狀體驅(qū)動器563過份的功耗。晶狀體模塊325還含有一個監(jiān)視器電路567，它不僅用于監(jiān)視升高的電壓，還用于監(jiān)視晶狀體功率。為了得到最佳的晶狀體功能，希望即使當(dāng)器械539的載荷改變時電流和電壓的相位也可保持在該器械的共振頻率上。監(jiān)視器電路567還有一個過電流探測器，以防止晶狀體模塊325中出現(xiàn)過電流情況。
根據(jù)有發(fā)明，晶狀儲模塊325還含有一個探頭存在電路571，用來探測是否存在連接在晶狀體輸出端537上的器械539。協(xié)處理器電路547和EPLD549把探頭存在電路的輸出與監(jiān)視電路567的切斷信號相結(jié)合，以驅(qū)動一個繼電器控制器575。然后，當(dāng)出現(xiàn)不希望的工作情況時繼電器控制器575將使晶狀體驅(qū)動器563不工作。
參見圖34，剪刀模塊327(詳細(xì)示于圖89-103)最好不僅向系統(tǒng)1提供剪刀功能，而且還提供空氣/液體交換功能和鑷子功能。在一個優(yōu)選實施例中，模塊327支持一個電驅(qū)動端口579，模塊327將根據(jù)用戶所選的工作模式和工作參數(shù)去控制連接在該端口579上的剪刀/鑷子器械。
剪刀模塊327最好能以線性切割率、固定切割率、單次驅(qū)動和比例驅(qū)動來提供剪刀/鑷子功能。例如，用戶可以借助于觸摸屏255或腳控組件15來把剪刀模塊327編程得能以每分鐘一次切割的增量提供每分鐘30至300次切割的線性切割率。在本例中，醫(yī)生用腳控組件15控制實際的切割率。用戶也可以借助于觸摸屏255或腳控組件15把模塊327編程得能提供每分鐘30至300次切割之間的增量為每分鐘1次切割的固定切割率，并用腳控組件15提供通/斷控制。與編程其他工作參數(shù)相同，用戶也可以把模塊327編程得能提供單次切割，或者一次剪刀/鑷子循環(huán)。醫(yī)生最好用腳控組件15激勵單次切割。比例驅(qū)動功能是控制剪刀器械的閉合程度為某一百分比。例如，用戶可以把模塊327編程得能提供閉合度從0％至100％，閉合度增量為25％的比例驅(qū)動，這里觸摸屏255和腳控組件15將給用戶提供線性控制。
與其他的模塊13相同，剪刀模塊327也有一個通過網(wǎng)絡(luò)連接器171連接在網(wǎng)絡(luò)上的神經(jīng)元電路583，該連接器171位在連接于底板101的模塊327的后部。神經(jīng)元電路583含有一個RS485發(fā)送接收機(jī)223，用來通過連接在神經(jīng)元處理器225上的數(shù)據(jù)通信總線接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。除了網(wǎng)絡(luò)通信控制之外，神經(jīng)元處理器225還執(zhí)行存儲在一個存儲器585(例如閃速EEPROM)中的內(nèi)設(shè)應(yīng)用程序，以控制系統(tǒng)1的剪刀/鑷子功能和空氣/液體交換功能。存儲器585還存儲了在網(wǎng)絡(luò)上對模塊327初始化時所用的構(gòu)形和識別數(shù)據(jù)。中央處理器245最好能在響應(yīng)于用戶提供的信息時通過數(shù)據(jù)通信總線對存儲器585進(jìn)行重新編程。神經(jīng)元電路583還含有一個監(jiān)守計時器電路587和一個時鐘電路589。雖然圖34中沒有示出，但神經(jīng)元電路585還含有另一個RS485發(fā)送接收機(jī)，用來從計算機(jī)單元3接收復(fù)原信號。
與其他一些模塊13相同，剪刀模塊327也含有一個EPLD595，它配合神經(jīng)元電路585的神經(jīng)元處理器225使用，以根據(jù)用戶輸入的工作參數(shù)來控制剪刀/鑷子器械。具體地說，EPLD595是一個驅(qū)動器選擇器，以選擇螺線管驅(qū)動器597或者直流電機(jī)驅(qū)動器去驅(qū)動器械端口579。這樣，剪刀模塊327能夠驅(qū)動兩種類型的剪刀器械。
如圖34所示，剪刀模塊327還含有氣動控制器605，以提供空氣/液體交換功能。例如，氣動控制器驅(qū)動三個螺線管閥門，以控制IOP的充氣、排氣和保持。模塊327的空氣/液體交換部分最好能支持一個由作為氣動控制器605的一部分的氣泵所驅(qū)動的空氣端口(未示出)。例如，該氣泵可支持流率高達(dá)每小時5標(biāo)準(zhǔn)立方英尺時的以1mmHg為增量的高達(dá)100mmHg的空氣壓力。用戶借助于觸摸屏255或腳控組件15來控制空氣/液體交換端口。圖34還示出一個IOP探測器607(例如壓力傳感器)，用來提供對神經(jīng)元電路583的反饋。用戶界面在響應(yīng)于IOP探測器607探測到過壓力或壓力不足的情況時，將提供一個聲響告警。剪刀模塊327還含有一個狀態(tài)LED611，例如模塊327前面板上的一個綠色LED，以指明該模塊已激活；還有一個器械探測器電路613，用來探測是否存在一個連接在端口579上的剪刀器械。雖然圖34中未示出，但神經(jīng)元電路還有另一個RS485發(fā)送接收機(jī)，用來從計算機(jī)單元3接收復(fù)原信號。
為了對付出現(xiàn)電源丟失或模塊故障的情況，模塊327配備有一個儲氣器和關(guān)斷閥門，以給用戶適當(dāng)?shù)臅r間去處理故障情況。
如圖35所示，雙極凝結(jié)模塊329(詳細(xì)示于圖104-113)是一個自足模塊，它支持一個雙極輸出端口625。在一個優(yōu)選實施例中，雙極輸出能給100歐姆阻抗提供高達(dá)7.5W的雙極功率。模塊329最好能控制該輸出端口可以提供固定雙極功能或者線性雙極功能。用戶可以把雙極凝結(jié)模塊329編程得能提供最大雙極功率的2％至100％的固定雙極功率，增量為1％。最好利用腳控組件15上的一個瞬間接觸開關(guān)(按鈕)把雙極輸出激勵到被編程的輸出功率上。只要保持下壓該按鈕，雙極輸出就一直被激勵著。用戶借助于觸摸屏255、遙控器39，或腳控組件15設(shè)定輸出功率，并利用腳控組件15上的一個按鈕改變設(shè)定值。用戶可以把模塊329編程得能提供最大值的2％到100％之間的線性雙極功率，并可以1％的增量改變該功率。當(dāng)醫(yī)生踏下腳控組件15的中間踏板時雙極輸出最好被激勵到最小的編程輸出功率上，然后根據(jù)線性踏板的行程逐漸增大到編程輸出功率的最大值。用戶借助于觸摸屏255，遙控器39、或腳控組件15設(shè)定輸出功率，并用腳控組件15控制功率大小。
與其他模塊13相同，凝結(jié)模塊329也有一個通過網(wǎng)絡(luò)連接器171連接在網(wǎng)絡(luò)上的神經(jīng)元電路627，該連接器171位在連接于底板101的模塊329的后部。神經(jīng)元電路627含有一個RS485發(fā)送接收機(jī)223，用來通過數(shù)據(jù)通信總線接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。與發(fā)送接收機(jī)223相連接的神經(jīng)元處理器225提供模塊329的網(wǎng)絡(luò)通信控制。神經(jīng)元處理器225還執(zhí)行一個內(nèi)設(shè)的應(yīng)用程序，以控制系統(tǒng)1的雙極凝結(jié)功能。在本例中，神經(jīng)元電路627含有一個存儲器629(例如閃速EEPROM)，用來存儲凝結(jié)模塊329的應(yīng)用程序。此外，存儲器629還存儲在網(wǎng)絡(luò)上對模塊329初始化時所使用的構(gòu)形和識別數(shù)據(jù)。中央處理器245最好能在響應(yīng)于用戶提供的信息時通過數(shù)據(jù)通信總線對存儲器629進(jìn)行重新編程。神經(jīng)元電路627還含有一個時鐘電路631(例如晶體振蕩器)，以為神經(jīng)元225的工作提供時間基準(zhǔn)。雖然圖35中沒有示出，但神經(jīng)元電路627還有另一個RS485發(fā)送接收機(jī)，用來從計算機(jī)單元3接收復(fù)原信號。
凝結(jié)模塊329還含有一個EPLD635，它與神經(jīng)元電路627的神經(jīng)元處理器225協(xié)同工作，以根據(jù)用戶輸入的工作參數(shù)來控制雙極凝結(jié)器件。具體地說，EPLD635含有一個控制邏輯電路637，用來產(chǎn)生一個激活信號去激活凝結(jié)；一個動作監(jiān)視器639，用來監(jiān)視雙極輸出電壓和輸出動作(固定輸出還是線性輸出)；以及一個雙極計時器641，用來產(chǎn)生脈寬調(diào)制頻率。
雙極凝結(jié)模塊329還含有一個過電壓探測器645，用來在過電壓輸出或不合要求輸出情況下切斷對雙極輸出端625的供電。過電壓探測器645最好也能通過神經(jīng)元處理器225和發(fā)送接收機(jī)223與網(wǎng)絡(luò)通信，以向用戶給出關(guān)于不正常輸出情況的告警信號。
根據(jù)本發(fā)明，神經(jīng)元電路627的神經(jīng)元處理器225與EPLD635聯(lián)合以適當(dāng)?shù)南辔恍蛄腥ゼせ钜唤M預(yù)驅(qū)動器649，然后由一組功率驅(qū)動器651給雙極輸出端625提供功率。在一個實施例中，凝結(jié)模塊329還含有一個隔離和阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)653，以調(diào)整功率驅(qū)動器651輸出的狀態(tài)。
圖35還示出了一個狀態(tài)LED675，如前所述，它最好是一個位于模塊329前面板上的綠色LED，用來向用戶指明凝結(jié)模塊329已激活。模塊329還含有電源保險絲和濾波電路659，用來防止過電流情況和減小噪聲。
現(xiàn)在參見圖36，照明模塊331(詳細(xì)示于圖114-125)是一個自足模塊，它至少含有例如第一燈665和第二燈667兩個燈，用來向位于模塊331前部的相應(yīng)照明端口提供光照。根據(jù)本發(fā)明，用戶把一個光纖照明器械，例如一個內(nèi)窺照明器，連接在一個或兩個端口上，供醫(yī)生在手術(shù)中照明患者眼球的后部使用。雖然模塊331對燈665和667提供給兩個端口的光進(jìn)行了分別的控制，但如果需要兩個燈可以同時使用。此外，模塊331對提供在兩個端口上的光強(qiáng)給出了獨(dú)立的控制。用戶可以借助于觸摸屏255或遙控器39選擇高(100％)、中(75％)、低(50％)三種輸出照明。
在一個優(yōu)選實施例中，照明模塊331含有一個通過一個網(wǎng)絡(luò)連接器171連接在網(wǎng)絡(luò)上的神經(jīng)元電路671，連接器171位在連接于底板101的模塊331的后部。神經(jīng)元電路671含有一個RS485發(fā)送接收機(jī)223和一個神經(jīng)元處理器225。神經(jīng)元處理器225執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)通信控制和用于控制系統(tǒng)1的照明功能的應(yīng)用程序。在本例中，神經(jīng)元電路671含有一個存儲器673(例如閃速EEPROM)，用來存儲照明模塊331的應(yīng)用程序。此外，存儲器673還存儲在網(wǎng)絡(luò)上對模塊331初始化時所使用的構(gòu)形和識別數(shù)據(jù)。中央處理器245最好能在響應(yīng)于用戶提供的信息時通過數(shù)據(jù)通信總線對存儲器673進(jìn)行重新編程。神經(jīng)元電路671還含有一個時鐘電路(例如晶體振蕩器)，以提供神經(jīng)元電路671所用的時鐘信號；電路671還有一個監(jiān)守計時器676。雖然圖36中未示出，但神經(jīng)元電路671還有另一個RS485發(fā)送接收機(jī)，用來從計算機(jī)單元3接收復(fù)原信號。
如圖36所示，神經(jīng)元電路671的神經(jīng)元處理器225分別向燈665的第一電源繼電器677和燈667的第二電源繼電器679提供通/斷信號。然后繼電器677、679中的一個或兩個將把一個12V電源681(由電源模塊103通過底板101提供)分別連接到第一燈驅(qū)動器電路683和/或第二燈驅(qū)動器電路685上，以點(diǎn)亮燈665和667中的一個或兩個。在一個優(yōu)選實施例中，燈驅(qū)動器683、685向神經(jīng)元電路671提供關(guān)于燈665和667的狀態(tài)的反饋。
為了改變燈665所提供的光強(qiáng)，照明模塊331的神經(jīng)元電路671首先向一個數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換器689提供代表所需光強(qiáng)的串行數(shù)據(jù)。一個制光驅(qū)動器電路691在響應(yīng)于D/A轉(zhuǎn)換器689的輸出時將驅(qū)動一個制光電路693。根據(jù)本發(fā)明，制光電路693調(diào)節(jié)燈665的光強(qiáng)。這樣，制光驅(qū)動器691根據(jù)輸入給D/A轉(zhuǎn)換器689的串行數(shù)據(jù)來控制制光電路693，從而把燈665的光強(qiáng)設(shè)定在希望值上。類似地，神經(jīng)元電路671也通過向數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換器697提供代表所需光強(qiáng)的串行數(shù)據(jù)，來改變燈667所提供的光強(qiáng)。然后D/A轉(zhuǎn)換器697給制光驅(qū)動器電路699提供一個模擬強(qiáng)度信號，使后者根據(jù)輸入給D/A轉(zhuǎn)換器697的串行數(shù)據(jù)去控制一個制光電路701，從而改變燈667的光強(qiáng)。
再次參見圖36，照明模塊331還含有一個狀態(tài)LED705，例如一個位于模塊331前面的綠色LED，用來指明模塊331已被激活。模塊331還提供一個冷卻系統(tǒng)707，例如一個風(fēng)扇，它能響應(yīng)于神經(jīng)元電路671的神經(jīng)元處理器225的指令而工作，以消散模塊331內(nèi)可能會損壞其元部件的多余熱量。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，系統(tǒng)1還支持下述一些可供選擇的周邊設(shè)備遙控腳控組件15；帶有自動Ⅳ柱組件17的儀器小車21；擴(kuò)展基本單元207；和手持式紅外遙控單元39。
這些周邊設(shè)備之一，即腳控組件15，給外科醫(yī)生在執(zhí)行手術(shù)處理時提供至少對一個顯微手術(shù)器械19的遙控。雖然用戶可能是一位外科醫(yī)生，但通常是由手術(shù)室內(nèi)的護(hù)士或其他人員直接向系統(tǒng)1的用戶界面提供輸入。所以，腳控組件15提供了外科醫(yī)生與顯微手術(shù)系統(tǒng)1之間的主要界面。有益的設(shè)計是，外科醫(yī)生能夠通過腳控組件15來控制系統(tǒng)1提供的多個功能和改變工作模式。
圖37示出根據(jù)本發(fā)明一個優(yōu)選實施例的用于控制腳控組件15的控制電路105。腳控電路105(詳細(xì)示于圖126-136)最好能提供網(wǎng)絡(luò)通信和根據(jù)至少一個工作參數(shù)去控制腳控組件15的工作。
雖然腳控電路105不安裝在基本單元7內(nèi)，但它也含有一個帶有用來通過數(shù)據(jù)通信總線接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的RS485發(fā)送接收機(jī)223的神經(jīng)元電路717。連接在發(fā)送接收機(jī)223上的神經(jīng)元處理器225提供腳控電路105的網(wǎng)絡(luò)通信控制。所以對于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)來說，當(dāng)腳控組件15被腳控電路105控制時，它的作用與模塊13等價。換言之，腳控電路105也連接在數(shù)據(jù)通信總線上，后者在用戶界面與腳控電路105之間提供代表工作參數(shù)的數(shù)據(jù)的通信。這樣，數(shù)據(jù)通信總線也提供腳控電路105與手術(shù)模塊13之間的對等通信。此外，腳控電路105對外科醫(yī)生通過腳控組件15發(fā)出的指令作出響應(yīng)，以通過網(wǎng)絡(luò)來改變顯微手術(shù)器械19的工作參數(shù)。
在本例中，神經(jīng)元電路717的發(fā)送接收機(jī)223通過一條數(shù)據(jù)電纜(未示出)連接到數(shù)據(jù)通信總線上，該電纜與底板101背面的連接器157相連。在另一個實施例中，Ⅳ柱組件17提供一個與腳控電路105相連接的跳接器。一個電源輸入端721向腳控電路105提供電源，一個穩(wěn)壓器，例如一個VCC發(fā)生器723，向該電路提供必要的邏輯電壓。圖37還示出一個連接在一個磁粉制動器(magneticparticle brake)727上的制動驅(qū)動電路725，用來提供踏板行程的漸變分檔。
神經(jīng)元電路717還含有一個存儲器731(例如閃速EEPROM)，用來存儲腳控電路105的應(yīng)用程序。在本例中，神經(jīng)元處理器225與一個EPLD735協(xié)同工作，執(zhí)行控制腳控組件15的應(yīng)用程序。此外，存儲器731還存儲了在網(wǎng)絡(luò)上對腳控電路105初始化時所使用的構(gòu)形和識別數(shù)據(jù)。還有，與模塊13的情形相同，中央處理器245也能在響應(yīng)于用戶提供的信息時通過數(shù)據(jù)通信總線對存儲器731進(jìn)行重新編程。如圖37所示，神經(jīng)元電路717還含有另一個RS485發(fā)送接收機(jī)739，用來從計算機(jī)單元3接收復(fù)原信號。
在一個優(yōu)選實施例中，腳控組件15包括一個中間踏板、一個搖動開關(guān)(rocker switch)、和兩個分開的按鈕開關(guān)(見圖231)。中間踏板的漸變分檔運(yùn)動和擺動運(yùn)動最好能向系統(tǒng)1提供雙線性和通/斷控制。其中每個控制在功能和控制參數(shù)(例如范圍、模式等)方面都是完全可以編程的。根據(jù)本發(fā)明，EPLD735通過一個分檔編碼器745和一個擺動編碼器747接收來自各個開關(guān)743的信息和關(guān)于中間踏板行程的信息。根據(jù)本發(fā)明，EPLD735提供開關(guān)解碼，正交解破/相乘、和制動強(qiáng)度解碼。內(nèi)于神經(jīng)元處理器225的輸入端數(shù)目有限，所以EPLD735提供對開頭743給出的開關(guān)信號的解碼。此外，分檔和擺動編碼器745、747各自提供兩個正交的信號來代表踏板行程的多少和方向。EPLD735解碼這些信號，供神經(jīng)元電路717的神經(jīng)元處理器225使用。還有，EPLD735對神經(jīng)元225產(chǎn)生的制動強(qiáng)度信號編碼，供制動驅(qū)動電路725使用。
作為一個例子，腳控組件15的中間踏板提供漸變方向或垂直方向上的約15°的上下運(yùn)動。在這個運(yùn)動范圍內(nèi)，用戶可以編制兩個分檔位置。此外，當(dāng)中間踏板經(jīng)過任何一個分檔位置時，踏板的阻力將有變化，以給醫(yī)生提供戰(zhàn)術(shù)反饋(tacticle feedback)。只要中間踏板在分檔的編程范圍內(nèi)運(yùn)動，這個阻力最好保持不變。當(dāng)踏板被釋放時，它將返回初始(最上方)位置。在功能方面，用戶也可以把分樓漸變運(yùn)動編程得能對所有適用的手術(shù)功能提供線性或通/斷控制。例如，腳控組件15根據(jù)踏板的相對位移提供線性控制(例如從0°到下方15°對應(yīng)于從0％的輸出到100％的輸出)；根據(jù)踏板的絕對位移提供固定控制(例如0°至下方10°對應(yīng)于“斷”，下方10°至下方15°對應(yīng)于“通”。
在水平方向或擺動方向上，中間踏板可提供約±10°的左右運(yùn)動。在本例中，踏板有一個中央檔，釋放時它將返回初始(中央)位置。在功能方面，用戶可以把擺動運(yùn)動編程得能對所有適用的手術(shù)功能提供線性或通/斷控制。例如，腳控組件15根據(jù)踏板的相對位移提供線性控制(例如0°至左側(cè)10°對應(yīng)于0％至100％的輸出)；根據(jù)踏板的絕對位移提供固定輸出的通/斷控制(例如從中央向左(右)運(yùn)動對應(yīng)于通(斷))。
搖動開關(guān)最好是一個位于腳控組件15的中間踏板右側(cè)的雙位開關(guān)。釋放時搖動開關(guān)將返回“斷”(中央)位置。在功能方面，用戶可以把搖動開關(guān)編程得能對所有適用的手術(shù)功能(例如，晶狀體乳化和破碎的功率、雙極功率、抽吸力、等等)提供向上/向下、增大/減小、或通/斷控制。腳控組件的兩個按鈕開關(guān)最好與搖動開關(guān)相對地位于中間踏板的左側(cè)。在一個優(yōu)選實施例中，一個按鈕開關(guān)專用于雙極輸出控制，而用戶可以對另一個按鈕開關(guān)編程，使它能控制某一個手術(shù)功能。釋放時，按鈕開關(guān)將返回“斷”(向上)位置。
現(xiàn)在參見圖38，系統(tǒng)1還含有Ⅳ柱組件17，該組件帶有一個控制電路107(詳細(xì)示于圖137-146)，用來控制一個電機(jī)753，使它去升高或降低Ⅳ柱組件17的Ⅳ柱高度。Ⅳ柱控制電路107最好能提供網(wǎng)絡(luò)通信并根據(jù)至少一個工作參數(shù)來控制Ⅳ柱組件17的工作。雖然Ⅳ柱控制電路107不安裝在基本單元7內(nèi)，但它也含有一個神經(jīng)元電路755，其中包括一個RS485發(fā)送接收機(jī)223和一個連接在發(fā)送接收機(jī)233上的神經(jīng)處理器225。這樣，神經(jīng)元電路755提供Ⅳ柱控制電路107的網(wǎng)絡(luò)通信控制。所以對于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)來說，當(dāng)Ⅳ柱組件17被Ⅳ柱控制電路107控制時，其作用將等價于模塊13。換言之，Ⅳ柱控制電路107也連接在數(shù)據(jù)通信總線上，該總線在用戶界面與Ⅳ柱控制電路107之間提供代表工作參數(shù)的數(shù)據(jù)的通信。神經(jīng)元電路755還含有一個時鐘電路757(例如晶體振蕩器)，用來為神經(jīng)元225的工作提供時間基準(zhǔn)。一個最好是由基本單元7供電的電源輸入端759向Ⅳ柱控制電路107提供電源。
與腳控電路105類似，Ⅳ柱控制電路107的發(fā)送接收機(jī)223也通過一條數(shù)據(jù)電纜(未示出)連接到數(shù)據(jù)通信總線上，該電纜連接在底板101背面的連接器157上。神經(jīng)元電路755也含有一個存儲器763(例如閃速EEPROM)，用來存儲Ⅳ柱控制電路107的應(yīng)用程序。在本例中，神經(jīng)元處理器225執(zhí)行用來根據(jù)Ⅳ柱組件17的工作參數(shù)去控制一個電機(jī)驅(qū)動電路765的內(nèi)設(shè)應(yīng)用程序。此外，存儲器763還存儲在網(wǎng)絡(luò)上對Ⅳ柱控制電路107初始化時所使用的構(gòu)形和識別數(shù)據(jù)。再有，與模塊13的情況相同，中央處理器245能夠在響應(yīng)用戶提供的信息時通過數(shù)據(jù)通信總線對存儲器763進(jìn)行重新編程。雖然圖38中沒有示出，但神經(jīng)元電路755還含有一個監(jiān)守計時器和另一個RS485發(fā)送接收機(jī)，后者用來從計算單元3接收復(fù)原信號。
Ⅳ柱組件17最好是儀器小車21的一個組成部分，用來支持例如兩個500cc的液體容器，后者的高度最高可在小車21上方100cm處。并且，Ⅳ柱組件17的Ⅳ柱能以6cm/s的速度上下運(yùn)動，其定位分辨率為1cm，定位重復(fù)性為2cm。在功能方面，用戶借助于觸摸屏255、遙控器39、或腳控組件15來設(shè)定Ⅳ柱的參數(shù)。一對限位開關(guān)767向神經(jīng)元電路755提供關(guān)于Ⅳ柱高度的反饋。例如，當(dāng)Ⅳ柱達(dá)到其允許的最大高度時，一個限位開關(guān)767將指令神經(jīng)元電路755不要讓電機(jī)753繼續(xù)向上驅(qū)動Ⅳ柱。類似地，當(dāng)Ⅳ柱達(dá)到其最低高度時，另一個限位開關(guān)767將指令神經(jīng)元電路755不要讓電機(jī)753繼續(xù)向下驅(qū)動Ⅳ柱。在另一個實施例中，用單個限位開關(guān)767探測Ⅳ柱是否達(dá)到其最低高度。在本實施例中，電機(jī)753是一個步進(jìn)電機(jī)，神經(jīng)元225通過對步數(shù)進(jìn)行計數(shù)來判斷Ⅳ柱是否達(dá)到其最大高度。
圖39以方框圖的形式示出電源模塊103。如圖所示，電源模塊103有一個用來接收交流電源的電源輸入端771。在一個可開關(guān)的電源電路775產(chǎn)生安裝在基本單元7內(nèi)的各種模塊13所使用的各個直流電壓之前，最好用一個電磁干擾(EMI)濾波器773改善輸入的交流電源。然后有一個開關(guān)電路779通過底板連接器(例如連接器171)把這些直流電壓提供給底板101。在一個優(yōu)選實施例中，電源模塊103含有一個最好位于圖9所示的開口197內(nèi)的互鎖開關(guān)783，該開關(guān)是一個常斷開關(guān)，以切斷對底板101電源總線的供電。當(dāng)前蓋113被安裝到基本單元7上時，突柱195將伸入開口197，從而使互鎖開關(guān)783閉合。這樣，系統(tǒng)1就能在每當(dāng)更換模塊13時提供復(fù)原條件，并防止用戶在底板101帶電時觸及它。
電源模塊103還含有一個狀態(tài)LED787和一個風(fēng)扇789，前者用來指明其激活狀態(tài)，后者是用來防止模塊內(nèi)部過熱。
所附的縮微膠片附錄是一個列出了系統(tǒng)1軟件的程序。根據(jù)這里所說明的本發(fā)明，計算機(jī)單元3通過執(zhí)行列于該縮微膠片附錄中的軟件來提供本發(fā)明的用戶界面和網(wǎng)絡(luò)管理特征。此外，神經(jīng)處理器225通過執(zhí)行列于附錄中的軟件來控制各種顯微手術(shù)器件19和周邊設(shè)備。
根據(jù)以上討論可以看出，本發(fā)明的幾個目的已經(jīng)達(dá)到，并且還得到了其他有益的結(jié)果。
由于在不偏離本發(fā)明范疇的情況下可以對上述各個結(jié)構(gòu)和方法作出各種改變，所以上述說明中所包含的或附圖中所示出的所有內(nèi)容都應(yīng)被解釋為是說明性的而不具有限制的意義。
權(quán)利要求
1.一種用來控制多個連接在其上的眼科顯微手術(shù)器械的系統(tǒng)，上述這些顯微手術(shù)器械供用戶，例如一位外科醫(yī)生，在執(zhí)行眼科手術(shù)處理時使用，上述系統(tǒng)包括一個數(shù)據(jù)通信總線；一個連接在數(shù)據(jù)通信總線上的用戶界面，上述用戶界面向用戶提供信息和從用戶接收信息，其中的信息代表著顯微手術(shù)器械的工作參數(shù)；一個連接在一個顯微手術(shù)器械上并根據(jù)至少一個工作參數(shù)控制該器械的第一手術(shù)模塊，上述第一手術(shù)模塊是被連接在數(shù)據(jù)通信總線上的；一個連接在另一個顯微手術(shù)器械上并根據(jù)至少一個工作參數(shù)控制該另一器械的第二手術(shù)模塊，上述第二手術(shù)模塊也是被連接在數(shù)據(jù)通信總線上的；其中的數(shù)據(jù)通信總線在用戶界面、第一和第二手術(shù)模塊之間提供代表工作參數(shù)的數(shù)據(jù)的通信；一個帶有一個顯示器的觸摸屏，該顯示器能在響應(yīng)于用戶界面時向用戶顯示信息；以及其中的顯示器含有一個代表一個數(shù)字鍵盤的顯示，并且其中的用戶界面能對用戶通過數(shù)字鍵盤提供的關(guān)于改變顯微手術(shù)器械的工作參數(shù)的信息作出響應(yīng)。
2.一種用來控制多個連接在其上的眼科顯微手術(shù)器械的系統(tǒng)，上述這些顯微手術(shù)器件供用戶，例如一位外科醫(yī)生，在執(zhí)行眼科手術(shù)處理時使用，上述系統(tǒng)包括一個數(shù)據(jù)通信總線；一個連接在數(shù)據(jù)通信總線上的用戶界面，上述用戶界面向用戶提供信息和從用戶接收信息，其中的信息代表著顯微手術(shù)器械的工作參數(shù)；一個連接在一個顯微手術(shù)器械上并根據(jù)至少一個工作參數(shù)控制該器械的手術(shù)模塊，上述手術(shù)模塊是被連接在數(shù)據(jù)通信總線上的；一個連接在一個遙控單元上并根據(jù)至少一個工作參數(shù)控制該遙控單元的遙控電路，上述遙控電路是被連接在數(shù)據(jù)通信總線上的，上述遙控單元的工作能在執(zhí)行手術(shù)處理的過程中改變顯微手術(shù)器械的工作參數(shù)；其中的數(shù)據(jù)通信總線在用戶界面、手術(shù)模塊、和遙控電路之間提供代表工作參數(shù)的數(shù)據(jù)的通信；一個帶有一個顯示器的觸摸屏，該顯示器能在響應(yīng)于用戶界面時向用戶顯示信息；以及其中的顯示器含有一個代表一個數(shù)字鍵盤的顯示，并且其中的用戶界面能對用戶通過數(shù)字鍵盤提供的關(guān)于改變工作參數(shù)的信息作出響應(yīng)。
全文摘要
本發(fā)明是一種用來控制多個連接在其上的眼科顯微手術(shù)器械的系統(tǒng)。這些顯微手術(shù)器械供用戶,例如一位外科醫(yī)生,在執(zhí)行眼科手術(shù)處理時使用。該系統(tǒng)含有一個數(shù)據(jù)通信總線和一個連接在該數(shù)據(jù)通信總線上的用戶界面(3)。用戶界面(3)向/從用戶提供/接收代表顯微手術(shù)器械的工作參數(shù)的信息。該系統(tǒng)還含有一些手術(shù)模塊(13),這些手術(shù)模塊(13)連接在一些顯微手術(shù)器械上并至少根據(jù)一個工作參數(shù)控制這些器械。各手術(shù)模塊(13)也被連接在數(shù)據(jù)通信總線上。數(shù)據(jù)通信總線在用戶界面(3)和各手術(shù)模塊(13)之間提供代表工作參數(shù)的數(shù)據(jù)的通信。
文檔編號G06F19/00GK1235530SQ97199276
公開日1999年11月17日 申請日期1997年8月28日 優(yōu)先權(quán)日1996年8月29日
發(fā)明者布魯斯·羅伯特·科克倫, 克里斯托弗·邁克爾·埃伯哈特, 約翰·A·佩因特 申請人:博士倫外科公司