專(zhuān)利名稱(chēng)：能提供自動(dòng)重新構(gòu)形的手術(shù)系統(tǒng)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(gè)或多個(gè)與一個(gè)控制柜相連接的手術(shù)器械。這些器械常常用電力或氣動(dòng)力操作，而控制柜則提供操作器械的電控或液壓控制信號(hào)。通?？刂乒窈袔追N不同類(lèi)型的人工操作控制器，用來(lái)產(chǎn)生施加對(duì)手術(shù)器械的控制信號(hào)。外科醫(yī)生常利用腳踏式控制器來(lái)遙控手術(shù)器械。
普通的控制柜含有一些按鈕開(kāi)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(shí)現(xiàn)顯微手術(shù)和眼科手術(shù)，但它們不是沒(méi)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(gòu)買(mǎi)以供不同專(zhuān)科的外科醫(yī)生合用。例如在眼科手術(shù)中，一些外科醫(yī)生可能專(zhuān)長(zhǎng)于前部處理，而另一些醫(yī)生則可能專(zhuān)長(zhǎng)于后部處理。由于這些處理的差異，控制系統(tǒng)對(duì)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(duì)于在幾個(gè)不同醫(yī)院工作的、使用不同廠商和型號(hào)的器械的醫(yī)生來(lái)說(shuō)，可能需要特別注意系統(tǒng)的響應(yīng)特性或“感覺(jué)”。
美國(guó)專(zhuān)利NO.4,933,843、5,157,603、5,417,246和5,455,766公開(kāi)了一些改進(jìn)的顯微手術(shù)控制系統(tǒng)，這些專(zhuān)利的受權(quán)人都與本申請(qǐng)的相同，其全部公開(kāi)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(shí)，還提供了性能特性的改進(jìn)的一致性。這些專(zhuān)利中給出的系統(tǒng)對(duì)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(guò)按下前面板上的按鈕來(lái)選擇。
除了預(yù)先編程的功能之外，這些專(zhuān)利還公開(kāi)了向每個(gè)醫(yī)生提供一個(gè)編程鑰匙，其中含有裝載有那個(gè)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(chǔ)電路。通過(guò)把鑰匙插入到系統(tǒng)控制柜的插座中，系統(tǒng)將自動(dòng)地設(shè)定到各個(gè)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?？刂乒裆系囊粋€(gè)電子顯示屏顯示出各個(gè)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(duì)以往技術(shù)作出了改進(jìn)，但為了改善性能、簡(jiǎn)化操作、簡(jiǎn)化修理和更換、減少修理時(shí)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(kāi)的內(nèi)容在本發(fā)明的各個(gè)目的中，值得提出的是準(zhǔn)備實(shí)現(xiàn)以下這樣的系統(tǒng)允許在系統(tǒng)的各個(gè)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(duì)其各部件進(jìn)行分布式控制的這種系統(tǒng)；在開(kāi)機(jī)時(shí)能自動(dòng)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(shí)現(xiàn)和實(shí)際商業(yè)化的這種系統(tǒng)電路。
簡(jiǎn)單地說(shuō)，一種實(shí)現(xiàn)本發(fā)明一些方面的系統(tǒng)能控制與它相連的多個(gè)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(shí)使用這些顯微手術(shù)器械。該系統(tǒng)含有一個(gè)數(shù)據(jù)通信總線和一個(gè)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(gè)手術(shù)模塊連接到一個(gè)顯微手術(shù)器械上，并根據(jù)至少一個(gè)工作參數(shù)控制該器械。兩個(gè)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(shuō)，數(shù)據(jù)可以在兩個(gè)手術(shù)模塊之間傳送，和/或在用戶界面與一或兩個(gè)手術(shù)模塊之間傳送。
本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例是一種用來(lái)控制多個(gè)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(shí)使用這些顯微手術(shù)器械。該系統(tǒng)含有一個(gè)數(shù)據(jù)通信總線和一個(gè)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(gè)手術(shù)模塊和一個(gè)遙控電路。手術(shù)模塊連接在一個(gè)顯微手術(shù)器械上并根據(jù)至少一個(gè)工作參數(shù)控制該器械。遙控電路連接在一個(gè)遙控單元上并根據(jù)至少一個(gè)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(guò)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(shuō)，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(gè)實(shí)施例是一種用來(lái)控制多個(gè)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(shí)使用這些手術(shù)器械。該系統(tǒng)含有一個(gè)用來(lái)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(gè)用來(lái)存儲(chǔ)多個(gè)工作參數(shù)的存儲(chǔ)器。一個(gè)中央處理器從該存儲(chǔ)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(guò)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(gè)連接到一個(gè)顯微手術(shù)器械上并根據(jù)從存儲(chǔ)器提取的那組工作參數(shù)來(lái)控制該器械的手術(shù)模塊。
本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例是一種用來(lái)控制多個(gè)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(shí)使用這些顯微手術(shù)器械。該系統(tǒng)含有一個(gè)用來(lái)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(gè)用來(lái)存儲(chǔ)多個(gè)工作參數(shù)的存儲(chǔ)器，這些工作參數(shù)可以根據(jù)用戶選取的模式從存儲(chǔ)器提取。每個(gè)模式代表一個(gè)或多個(gè)要執(zhí)行的手術(shù)處理，并由至少一個(gè)顯微手術(shù)器械的工作所定義。一個(gè)中央處理器從存儲(chǔ)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(gè)與一個(gè)顯微手術(shù)器械相連接并根據(jù)從存儲(chǔ)器所提取的那組工作參數(shù)來(lái)控制該器械的手術(shù)模塊。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明一些方面的另一種系統(tǒng)控制多個(gè)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(shí)使用這些顯微手術(shù)器械。該系統(tǒng)含有一個(gè)數(shù)據(jù)通信總線和一個(gè)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(gè)中央處理器，用來(lái)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(gè)與一個(gè)顯微手術(shù)器械相連接并根據(jù)至少一個(gè)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(gè)用來(lái)存儲(chǔ)一些用于控制在手術(shù)處理過(guò)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(chǔ)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(guò)數(shù)據(jù)通信總線對(duì)閃速EEPROM重新編程。
在另一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明是一種用來(lái)控制多個(gè)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(shí)使用這些顯微手術(shù)器械。該系統(tǒng)含有一個(gè)數(shù)據(jù)通信總線和一個(gè)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(gè)中央處理器，用來(lái)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(gè)連接在一個(gè)顯微手術(shù)器械上并根據(jù)至少一個(gè)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(shí)別和初始化該模塊通過(guò)數(shù)據(jù)通信總線的通信。
本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例是一種用來(lái)控制多個(gè)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(shí)使用這些顯微手術(shù)器械。該系統(tǒng)含有一個(gè)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(shí)所要使用的顯微手術(shù)器械的工作參數(shù)。用戶通過(guò)用戶界面選擇特定的處理。該系統(tǒng)的一個(gè)抽吸模塊可以容納各種不同的顯微手術(shù)盒，每個(gè)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(gè)傳感器，用來(lái)在手術(shù)盒被放入系統(tǒng)后探測(cè)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(shí)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(shuō)明中指出。
附圖的簡(jiǎn)單說(shuō)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(gè)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(gè)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(gè)典型的基本單元與模塊組件的透視圖；圖13是當(dāng)一個(gè)模塊安裝在基本單元中時(shí)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(lái)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(gè)優(yōu)選實(shí)施例的用戶界面計(jì)算機(jī)的方框圖；圖19是用于圖17-18用戶界面計(jì)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(shí)對(duì)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(shuō)明在根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)流動(dòng)情況；圖22是根據(jù)本發(fā)明的數(shù)字鍵盤(pán)的示例性屏幕顯示；圖23和24是示例性流程圖，說(shuō)明用戶界面計(jì)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(shuō)明用戶界面計(jì)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(jì)算機(jī)為選擇一個(gè)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(shuō)明用戶界面計(jì)算機(jī)中的中央處理器為自動(dòng)對(duì)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(gè)優(yōu)選實(shí)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(gè)優(yōu)選實(shí)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(gè)優(yōu)選實(shí)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(gè)優(yōu)選實(shí)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(gè)優(yōu)選實(shí)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(gè)優(yōu)選實(shí)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(gè)優(yōu)選實(shí)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(gè)優(yōu)選實(shí)施例的電源模塊的方框圖；圖40-42是說(shuō)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(shuō)明圖32的灌注、抽吸和/或玻璃體模塊的原理圖；圖61是說(shuō)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(cè)器的原理圖；圖62-88是說(shuō)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(shuō)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(shuō)明圖19的雙極凝結(jié)模塊的原理圖；圖114-125是說(shuō)明圖36的照明模塊的原理圖；圖126-136是說(shuō)明圖37的腳控電路的原理圖；
圖137-146是說(shuō)明圖38的靜脈注射柱控制電路的原理圖；圖147和148是說(shuō)明一個(gè)壓力探測(cè)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(shí)施例的一個(gè)渦旋泵使用；圖149和150是說(shuō)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(shí)施本發(fā)明的方式圖1示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的顯微手術(shù)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)總的用代號(hào)1表示。如圖所示，系統(tǒng)1含有一個(gè)帶有一個(gè)平面顯示器5的計(jì)算機(jī)單元了；一個(gè)能容納多個(gè)模塊13的基本單元7；以及一些周邊設(shè)備，例如一個(gè)腳控組件15和一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的靜脈注射(IV)柱組件17(它們都用相應(yīng)的代號(hào)代表其整體)。安裝在基本單元7中的每一個(gè)模塊13都能控制醫(yī)生在執(zhí)行各種眼科手術(shù)處理時(shí)所使用的至少一個(gè)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(gè)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(gè)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(gè)承載了系統(tǒng)1的儀器小車(chē)，其總的代號(hào)為21。小車(chē)21最好含有一個(gè)手術(shù)盤(pán)(或Mayo盤(pán))25，自動(dòng)IV柱組件17，一個(gè)用于存放腳控組件15的存儲(chǔ)倉(cāng)27，一次性物件和其他物件，一個(gè)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(gè)萬(wàn)向輪35?；締卧?和計(jì)算機(jī)單元3最好如圖1所示置于儀器小車(chē)21的頂部，Mayo盤(pán)25安裝在最好是一個(gè)固定在儀器小車(chē)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(chē)21上還載有一個(gè)總的由代號(hào)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(duì)系統(tǒng)1進(jìn)行構(gòu)形，以優(yōu)化醫(yī)生對(duì)它的使用。如下面將詳細(xì)說(shuō)明的，模塊13含有一些連接器或端口，以連接一個(gè)或多個(gè)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(gè)或多個(gè)特定器械19的操作的必要的控制電路。這樣，用戶可以通過(guò)把所需的模塊13插入到基本單元7中來(lái)對(duì)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(gè)器械，或者優(yōu)化醫(yī)生對(duì)系統(tǒng)1的使用。
如下面將詳細(xì)說(shuō)明的，腳控組件15和IV柱組件17都含有用來(lái)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(jì)算機(jī)單元3、每個(gè)模塊13、以及每個(gè)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(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的一些節(jié)點(diǎn)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)提供電源分配和各節(jié)點(diǎn)之間的對(duì)等數(shù)據(jù)通信。
現(xiàn)在參見(jiàn)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(shí)典型使用的各種顯微手術(shù)器械19。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，每個(gè)模塊13控制與之相連的一個(gè)或多個(gè)手術(shù)器械19。位于一個(gè)底板101(詳細(xì)示于圖5和40-42)上的一個(gè)電源總線和一個(gè)數(shù)據(jù)通信總線把各個(gè)模塊13相互連接起來(lái)。當(dāng)各模塊13被放置到基本單元7內(nèi)時(shí)，它們將通過(guò)位各自后面的一個(gè)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(jì)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(gè)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(jiàn)圖37和126-136)控制腳控組件15，控制電路107(見(jiàn)圖38和137-146)控制IV柱組件17。如上所述，計(jì)算機(jī)單元3、各個(gè)模塊13、以及周邊設(shè)備的控制電路105、107構(gòu)成了一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)提供各節(jié)點(diǎn)之間的對(duì)等數(shù)據(jù)通信。換言之，每個(gè)模塊13都可以直接與其他模塊13、周邊設(shè)備、和計(jì)算機(jī)單元3通信。這樣，系統(tǒng)1提供了幾個(gè)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(jiàn)圖3，基本單元7構(gòu)成了一個(gè)框架，該框架含有用來(lái)接納多個(gè)對(duì)外科醫(yī)生在執(zhí)生眼科手術(shù)處理時(shí)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(gè)底座(總的用109代表)、一個(gè)倒立槽形的頂蓋111、和一個(gè)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(gè)模塊13。當(dāng)前蓋113就位并被固緊時(shí)，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(gè)把各模塊保持在框架內(nèi)的容器。前蓋113用兩個(gè)擰在底座109前面的兩個(gè)螺紋孔117內(nèi)的固定螺絲(未示出)固定?；蛘?，前蓋113也可用卡簧固定。頂蓋111上有4個(gè)圓形下凹119，用來(lái)接納計(jì)算機(jī)單元3底部的4個(gè)腳。這些下凹119都做成為錐形，以適配計(jì)算機(jī)單元腳的形狀并使它們與下凹的中心對(duì)準(zhǔn)。
如圖5和6所示，底座109包括一個(gè)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(gè)18針的母電連接器127。圖5中最左端的三個(gè)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(gè)連接器127的每個(gè)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(yè)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(gè)大體為矩形的開(kāi)口133，用來(lái)接納下面將說(shuō)明的位于電源模塊103背面的一個(gè)三端連接器。類(lèi)似地，在后面板121上還有一個(gè)圓形開(kāi)口135，用來(lái)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(gè)氣動(dòng)快速斷開(kāi)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(lái)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(duì)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(gè)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(gè)腳141，其大小做得可座落在壓制于手術(shù)小車(chē)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(gè)進(jìn)氣網(wǎng)柵153，以讓空氣進(jìn)入基本單元7對(duì)模塊13冷卻。圖7示出安裝在后面板121背面上的2個(gè)圓形9針母電連接器157。這兩個(gè)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(chē)21(包括IV柱組件17)、計(jì)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(lái)把基本單元7與一個(gè)下面將詳細(xì)說(shuō)明的分開(kāi)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(shí)施例中的連接器是Amphlnol Corporation of Wallingford(美國(guó)康耐狄克州)所銷(xiāo)售的703系列電連接器。
圖9至11示出一些用來(lái)對(duì)外科醫(yī)生在執(zhí)行眼科手術(shù)處理時(shí)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(lái)對(duì)底板101的電源總線供電的電源模塊103。每個(gè)模塊13都有一個(gè)用薄鋁板做成的外殼161和一個(gè)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(gè)或多個(gè)接口，用來(lái)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(gè)模塊13在其前蓋163上都安裝有一個(gè)綠色發(fā)光二極管(LED)165或其他目視指示器，用來(lái)指示該模塊處于工作狀態(tài)。
轉(zhuǎn)到圖10，每個(gè)模塊13都有一個(gè)與底板101上的任一個(gè)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(gè)排氣口175，其鄰近還有一個(gè)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(jiàn)圖11，在前蓋163的底部形成有一個(gè)凹口177，用來(lái)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(gè)開(kāi)口179，以使風(fēng)扇173工作時(shí)空氣能進(jìn)入模塊，冷卻模塊13中的元部件。每個(gè)模塊外殼161的底壁183上都形成一個(gè)或多個(gè)槽縫181。各個(gè)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(duì)準(zhǔn)。這樣，軌道137和槽縫181構(gòu)成一個(gè)導(dǎo)引系統(tǒng)，使各個(gè)模塊13以其連接器127對(duì)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(gè)通道187，以防止小異物通過(guò)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(shí)，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(shuō)，上水平突椽141可在通道187內(nèi)滑動(dòng)，而垂直臂145可在下面的槽縫181內(nèi)滑動(dòng)。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(dòng)。
不過(guò)，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(dòng)(例如1/16英寸)，以使模塊連接器171的各針腳可以正確地對(duì)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(gè)連接器有一定的不對(duì)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(dòng)，但它們所造成的不對(duì)準(zhǔn)量不能超出兩個(gè)連接器所能容許的程度。因此，對(duì)軌道137和槽縫181分別給出了適當(dāng)?shù)墓睿鼈兡芤允垢鱾€(gè)模塊連接器127對(duì)準(zhǔn)于總線連接的方式把各個(gè)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(kāi)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(shí)，如圖13所示，排氣口175和風(fēng)扇173將對(duì)準(zhǔn)于基本單元后面板121上的百頁(yè)窗131，以便在冷卻風(fēng)扇工作時(shí)能使模塊中的空氣自由地排出。類(lèi)似地，模塊的進(jìn)氣口179將對(duì)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(gè)模塊13還都提供有過(guò)電流保護(hù)，以保證一個(gè)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(gè)模塊13的前蓋163都帶有斜表面191，這些斜面從前表面193開(kāi)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(gè)模塊13被放入基本單元7內(nèi)另一個(gè)模塊的邊上時(shí)，一個(gè)模塊的一個(gè)斜表面將與另一模塊的一個(gè)斜表面相鄰，而兩個(gè)相鄰模塊的共面的前表面將橫向分開(kāi)一個(gè)距離D。相鄰模塊前表面之間的橫向分開(kāi)可減小這兩個(gè)前表面之間不對(duì)齊時(shí)的“易察覺(jué)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(shí)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(shí)模塊13內(nèi)的各個(gè)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(gè)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(gè)模塊13是分開(kāi)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(jì)得能在電源和數(shù)據(jù)通信總線的多個(gè)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(guò)，電源模塊103在基本單元7中有一個(gè)專(zhuān)門(mén)的位置，以使它可以方便地通過(guò)基本單元后面板121上的矩形開(kāi)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(gè)連接器127之間的間距為3英寸。圖5左端第二個(gè)和第三個(gè)連接器之間的間距允許在電源模塊103旁邊插入一個(gè)有3英寸或4.5英寸寬的模塊。如果使用一個(gè)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(gè)氣動(dòng)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(kāi)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(gè)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(gè)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(chǎng)所。在修理期間，可以用另一個(gè)模塊來(lái)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(gè)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(shí)，該突柱將插入電源模塊103的一個(gè)開(kāi)口195(圖9)中。于是當(dāng)取走基本單元前蓋113時(shí)，一個(gè)位于電源模塊103的開(kāi)口197后面的互鎖開(kāi)關(guān)(例如圖39中的互鎖開(kāi)關(guān)783)將切斷對(duì)各模塊13的供電。這樣，當(dāng)?shù)装?01激活時(shí)用戶不能觸及它，另外，在每次起動(dòng)(后面將參考圖31說(shuō)明)時(shí)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(guò)在取走前蓋113時(shí)切斷供電可保證不經(jīng)過(guò)檢測(cè)就不能改變模塊13的布局。
參見(jiàn)圖2，系統(tǒng)1還可以含有一個(gè)擴(kuò)展連接器203(見(jiàn)圖16)，用來(lái)把基本單元7連接到一個(gè)任選的擴(kuò)展基本單元207上，由此來(lái)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(gè)實(shí)施例中，用戶可以通過(guò)用擴(kuò)展連接器203把基本單元7后面板121上的任一個(gè)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(lái)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(shí)施例的擴(kuò)展基本單元207具有其自身的電源模塊21 1。因此擴(kuò)展連接器203只連接兩個(gè)單元的數(shù)據(jù)通信總線而不連接電源總線。不過(guò)應(yīng)該看到，用單個(gè)電源模塊來(lái)給兩個(gè)單元供電也沒(méi)有偏離本發(fā)明的范疇。當(dāng)用單個(gè)電源模塊時(shí)，將通過(guò)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(duì)擴(kuò)展基本單元207供電。
現(xiàn)在參見(jiàn)圖15，數(shù)據(jù)通信總線最好包含一個(gè)雙絞線電纜215，其中有一個(gè)第一導(dǎo)線217和一個(gè)第二導(dǎo)線219。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，連系系統(tǒng)1各部件的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)屬于Echelson Corporation以商標(biāo)LONTALK銷(xiāo)售的類(lèi)型，它采用RS485通信協(xié)議。RS485標(biāo)準(zhǔn)提供了在一個(gè)平衡雙絞傳輸線上進(jìn)行多點(diǎn)數(shù)據(jù)傳送的平臺(tái)。每個(gè)模塊13都有一個(gè)RS485發(fā)送接收機(jī)223和一個(gè)與之相耦合的處理器225，前者用來(lái)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(hào)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(hào)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(jì)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(guò)利用該網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)1提供了其各部件之間的對(duì)等通信。
在這樣一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，處理器225在這里也被稱(chēng)作“神經(jīng)元”或“神經(jīng)處理器”(NEURON(神經(jīng)元)是Echelon Corporation的注冊(cè)商標(biāo))。每個(gè)神經(jīng)元處理器225最好包括3個(gè)8比特的當(dāng)?shù)靥幚砥鳌Ｆ渲?個(gè)當(dāng)?shù)靥幚砥鳂?gòu)成一個(gè)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(gè)當(dāng)?shù)靥幚砥鲌?zhí)行一個(gè)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(guò)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(shí)產(chǎn)生控制顯微手術(shù)器械19的控制信號(hào)。
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(gè)優(yōu)選實(shí)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(shí)，它們將分接到雙絞電纜215上。如前面參考圖5所說(shuō)明的，底板101還含有一對(duì)附加的數(shù)據(jù)電纜連接器157，用來(lái)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(jì)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(gè)數(shù)據(jù)電纜連接器157通向計(jì)算機(jī)單元3，另一條數(shù)據(jù)電纜則從另一個(gè)數(shù)據(jù)電纜連接器157直接通向腳控組件15或者經(jīng)過(guò)儀器小車(chē)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(gè)端頭都必須用一個(gè)電阻，例如120Ω的電阻，來(lái)終止。然而，對(duì)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(gè)如圖16所示的位于雙絞電纜一端的終止電路229，用來(lái)以一個(gè)120Ω的電阻有選擇地終止網(wǎng)絡(luò)，并允許容易地?cái)U(kuò)展網(wǎng)絡(luò)。
圖16示出用來(lái)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(gè)實(shí)施例中，終止電路229含有一個(gè)與終止數(shù)據(jù)通信總線的120Ω電阻相串連的常閉開(kāi)關(guān)231。為了擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)，用戶把一個(gè)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(lái)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(gè)連接在一個(gè)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(shí)，線圈243將被接地。結(jié)果正電壓將激勵(lì)線圈243使它斷開(kāi)常閉開(kāi)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(shí)，開(kāi)關(guān)231將斷開(kāi)，從而除去了終止。這時(shí)終止將出現(xiàn)在擴(kuò)展基本單元207的另一端。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)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(jì)算機(jī)單元3最好通過(guò)數(shù)據(jù)通信總線和底板101把復(fù)原信號(hào)傳送給安裝在基本單元7中的模塊13，并通過(guò)總線和底板209把復(fù)原信號(hào)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(gè)優(yōu)選實(shí)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(wèn)題。在另外的實(shí)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(gè)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(jiàn)圖17-18的方框圖，計(jì)算機(jī)單元3包括一個(gè)內(nèi)設(shè)的中央處理器245、至少一個(gè)軟驅(qū)247、和一個(gè)內(nèi)部硬驅(qū)249。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)單元3的中央處理器245是一個(gè)IBM兼容微處理器板，它例如含有一個(gè)Intel486或Pentium(英特爾486或奔騰)處理器和一個(gè)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的AT母板。軟驅(qū)247是一個(gè)普通的3.5英寸1.44MB軟驅(qū)，硬驅(qū)249是一個(gè)普通的IDE3.5英寸內(nèi)部硬驅(qū)，其存儲(chǔ)量最少為250MB。在另一個(gè)實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)單元3除了軟驅(qū)247外還含有一個(gè)CD-ROM(只讀光盤(pán))驅(qū)動(dòng)器251。計(jì)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(dòng)器259、聲卡261和揚(yáng)聲器263。計(jì)算機(jī)單元3的各種擴(kuò)展板最好與標(biāo)準(zhǔn)的PC(個(gè)人計(jì)算機(jī))體系相兼容。
計(jì)算機(jī)單元3構(gòu)成一個(gè)用戶界面，用戶(例如一個(gè)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(shí)所需的不同功能。用戶也通過(guò)計(jì)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(jì)算機(jī)單元3的硬驅(qū)249最好存儲(chǔ)有關(guān)于每個(gè)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(guò)借助于用戶界面向中央處理器245提供信息，用戶可以對(duì)存儲(chǔ)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(jì)算機(jī)單元3通過(guò)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(gè)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(gè)實(shí)施例中，用戶把代表許多工作參數(shù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在一個(gè)與計(jì)算機(jī)單元3的軟驅(qū)247配合使用的可取走的存儲(chǔ)器中，例如一個(gè)軟盤(pán)中。在該實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)單元3的中央處理器245根據(jù)存儲(chǔ)在可取走存儲(chǔ)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(lèi)似地，計(jì)算機(jī)單元3的硬驅(qū)249存儲(chǔ)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(gè)例子，工作參數(shù)確定了用來(lái)控制各種器械19的下述一個(gè)或幾個(gè)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(jiǎn)稱(chēng)“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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)，并至少根據(jù)一個(gè)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(gè)或多個(gè)參數(shù)多個(gè)腳控檔次；和靜脈注射柱高度。
再參見(jiàn)圖17-18，計(jì)算機(jī)單元3還含有一個(gè)紅外(IR)接收器電路267，用來(lái)接收來(lái)自手持遙控器39的IR信號(hào)。IR信號(hào)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(gè)在大小和外形上都類(lèi)似于標(biāo)準(zhǔn)電視機(jī)或錄像機(jī)遙控器的無(wú)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(xiǎn)。關(guān)于該單元的功能，遙控器39的鍵盤(pán)最好包括用來(lái)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(lái)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(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，遙控器39還含有用來(lái)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(jì)算機(jī)單元3還含有一個(gè)專(zhuān)門(mén)為顯微手術(shù)系統(tǒng)1設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)板271。該專(zhuān)用的網(wǎng)絡(luò)板271含有用來(lái)把計(jì)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(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)單元3的中央處理器245與各個(gè)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(gè)軟件等級(jí)層次來(lái)執(zhí)行軟件。軟件等級(jí)的第一層次是在用戶(即外科醫(yī)生隊(duì)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(jì)算機(jī)單元3，具體地是指計(jì)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(lái)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(gè)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(hào)等等。其結(jié)果是，該用戶界面簡(jiǎn)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(gè)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(gè)部件都構(gòu)成了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的一部分，使得用戶界面能夠通過(guò)一個(gè)預(yù)定的通信體系，例如Echelson LONTALK通信體系，與各個(gè)內(nèi)設(shè)軟件通信。
模塊13和周邊設(shè)備對(duì)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(gè)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(guò)網(wǎng)絡(luò)保持著連系。這樣，一個(gè)部件的失效將不會(huì)影響系統(tǒng)1其他部件的功能。每個(gè)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(cè)試電路，使得能識(shí)別特定的故障并通過(guò)計(jì)算機(jī)單元3向用戶報(bào)告。工作時(shí)，每個(gè)模塊13和周邊設(shè)備的工作狀態(tài)用一個(gè)軟件監(jiān)守計(jì)時(shí)器(例如見(jiàn)圖32中的監(jiān)守計(jì)時(shí)器)不斷地檢驗(yàn)。
根據(jù)本發(fā)明，計(jì)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(chǔ)操作系統(tǒng)1的各種程序，包括正常存儲(chǔ)在模塊13中的程序。如果某一模塊13中的程序有問(wèn)題或需要更新，用戶可以通過(guò)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(shí)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(zhuān)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(jì)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(gè)顯微手術(shù)系統(tǒng)去。
計(jì)算機(jī)單元3利用聲卡261和揚(yáng)聲器263產(chǎn)生聲音信號(hào)，以給出警告消息、報(bào)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(dòng)器251協(xié)作提供聲/視或多媒體信息，例如以不同語(yǔ)種提供在線維護(hù)模擬和說(shuō)明手冊(cè)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(gè)實(shí)施例中，平面顯示器5是一個(gè)復(fù)蓋了觸摸屏255的有源陣列液晶顯示器(LCD)(對(duì)角線長(zhǎng)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(huì)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(jì)算機(jī)單元3最好還含有一個(gè)自己的電源275。在另一實(shí)施例中基本單元7的電源模塊103向計(jì)算機(jī)單元3供電。
圖19說(shuō)明計(jì)算機(jī)單元3的專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)板271。如圖所示，該網(wǎng)絡(luò)板271含有一個(gè)RS485網(wǎng)絡(luò)連接器電路277、一個(gè)網(wǎng)絡(luò)管理器/控制器電路279、和一個(gè)RS485終止電路281。用電路277、279和281為計(jì)算機(jī)單元3通過(guò)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(gè)ISA總線連接器283、一個(gè)ISA總線發(fā)送接收機(jī)285和一個(gè)ISA總線接口電路287，例如一個(gè)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(gè)通過(guò)串行連接器291連接在中央處理器245和通過(guò)一個(gè)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(gè)與計(jì)算機(jī)單元3上的一個(gè)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(lái)控制平面顯示器5的亮度。在本例中，遙控器39還提供一個(gè)用來(lái)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(guò)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(hào)。
如圖19所示，在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中網(wǎng)絡(luò)板271還含有一個(gè)監(jiān)守計(jì)時(shí)器和復(fù)原電路301。
現(xiàn)在參見(jiàn)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(lái)有選擇地終止數(shù)據(jù)通信總線的計(jì)算機(jī)單元這一端。在本例中，終止電路281含有一個(gè)與一個(gè)約120Ω的電阻相串連的常閉開(kāi)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(gè)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(guò)一個(gè)與跳接器305或307相關(guān)的連接器(未示出)而不是通過(guò)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(gè)優(yōu)選實(shí)施例，來(lái)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(duì)終止開(kāi)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(kāi)關(guān))1A與TERM SWITCH 1B之間短路。類(lèi)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(gè)連接在正電壓源上的線圈309。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，當(dāng)TERMSWITCH 1A與1B和TERM SWITCH 2A與2B都被短路時(shí)，線圈309將接地，從而被激勵(lì)。線圈309被激勵(lì)的結(jié)果是，常閉開(kāi)關(guān)303斷開(kāi)，除去終止。這時(shí)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(shuō)明根據(jù)本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的系統(tǒng)1中的數(shù)據(jù)流動(dòng)情況。安裝在基本單元7中的每個(gè)模塊13最好控制一個(gè)或幾個(gè)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(gè)示例性設(shè)置中，模塊13含有一個(gè)文氏管(Venturi)IAV模塊321和一個(gè)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(gè)文氏管泵配合使用，而渦旋IAV模塊323則與一個(gè)渦旋泵配合使用。模塊13還含有一個(gè)用來(lái)控制晶狀體乳化和破碎功能的晶狀體模塊325和一個(gè)用來(lái)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(lái)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(gè)用來(lái)控制雙極凝結(jié)功能的凝結(jié)模塊329和一個(gè)用來(lái)控制照明功能的照明模塊331。
本發(fā)明的該實(shí)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(duì)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(jì)算機(jī)單元3將接著把這組工作參數(shù)通過(guò)線335傳送給模塊13。然后每個(gè)工作的模塊13根據(jù)至少一個(gè)用戶輸入的或省缺的工作參數(shù)提供控制信號(hào)，以控制連接在其上的一個(gè)或幾個(gè)顯微手術(shù)器械19。此外，計(jì)算機(jī)單元3通過(guò)線337控制多個(gè)器械19和IV柱組件17的開(kāi)關(guān)，并通過(guò)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(guò)線341提供線性控制(例如借助于它的踏板)，又通過(guò)各個(gè)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(jì)算機(jī)單元3的指令提供對(duì)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(gè)能運(yùn)載所有類(lèi)型信號(hào)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(duì)等通信。例如，有可能要在接上了腳控組件15時(shí)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(shí)要防止用戶改變器械19的工作參數(shù)。這時(shí)，腳控組件15直接通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與用戶界面和其他模塊13通信，以提供對(duì)等通信。類(lèi)似地，有可能因安全性的原因而希望某些器械19不能同時(shí)工作。例如，在使用雙極凝結(jié)器件時(shí)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(shí)卻需要有抽吸功能。所以需要通過(guò)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(gè)功能的信息通信。
現(xiàn)在討論關(guān)于用戶界面工作的一個(gè)例子，起初有一個(gè)開(kāi)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(duì)系統(tǒng)1編程或執(zhí)行其他設(shè)定功能的一個(gè)工具程序。不論用戶選擇了前部還是后部，計(jì)算機(jī)單元3最好都在平面顯示器5上顯示出一個(gè)外科醫(yī)生選擇菜單。根據(jù)本發(fā)明，硬驅(qū)249存儲(chǔ)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(shí)，計(jì)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(méi)有列出某位特定的外科醫(yī)生，則計(jì)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(kāi)始屏幕上選擇了任選項(xiàng)“工具”，則計(jì)算機(jī)單元3將在平面顯示器5上顯示一個(gè)工具屏幕。在本例中，計(jì)算機(jī)單元3把工作模式設(shè)定為“無(wú)”。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(guò)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(wèn)用戶幫助信息等)。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，用戶界面建立觸摸屏255上的一些專(zhuān)用部分，用于各種選擇或信息窗口。例如，產(chǎn)生一些初級(jí)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(jí)窗口，用于顯示非線性凝結(jié)、IOP、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(jiàn)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(duì)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(lái)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(gè)優(yōu)選實(shí)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(kāi)關(guān)狀態(tài)。計(jì)算機(jī)單元3的中央處理器245還執(zhí)行例行程序來(lái)產(chǎn)生各種控制圖標(biāo)，用于調(diào)整各個(gè)工作參數(shù)和/或開(kāi)關(guān)某些功能。例如，在執(zhí)行文氏管抽空功能時(shí)，界面提供一個(gè)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(lái)指導(dǎo)一些功能。例如，當(dāng)執(zhí)行抽吸功能時(shí)，醫(yī)生在開(kāi)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(gè)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(lái)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(shí)超聲功率為最大功率的20％，則漸進(jìn)條將在一個(gè)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(jiàn)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(duì)應(yīng)于一個(gè)或幾個(gè)工作參數(shù)值的數(shù)字顯示部分時(shí)，能執(zhí)行計(jì)算器功能界面。計(jì)算器功能界面最好能使平面顯示器5顯示出一個(gè)總的由347代表的數(shù)字鍵盤(pán)來(lái)作為觸摸屏255的一部分，用來(lái)直接輸入所選工作參數(shù)的希望值，而不是通過(guò)用起旋鈕作用的按鈕來(lái)逐漸地增大或減小這個(gè)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(gè)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(lái)示出通過(guò)鍵盤(pán)347輸入的特定值。鍵盤(pán)347還含有一個(gè)用來(lái)輸入省缺最大值或編程最大值的按鈕351、一個(gè)用來(lái)輸入省缺最小值或編程最小值的按鈕353、以及分別用來(lái)增大和減小此值的按鈕355和357。計(jì)算器功能界面最好在腳控組件15執(zhí)行手術(shù)工作時(shí)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(shí)施例中，用戶通過(guò)上述工具菜單訪問(wèn)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(duì)一個(gè)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?，?duì)一個(gè)給定的工作模式接通或斷開(kāi)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(gè)模式被定義為一種手術(shù)設(shè)置，其中包含使用一個(gè)或幾個(gè)具有規(guī)定初始工作參數(shù)的手術(shù)器械19。在一個(gè)特定模式中被激活的每個(gè)手術(shù)器件19都將執(zhí)行一個(gè)或幾個(gè)手術(shù)功能。雖然在一些共同被授權(quán)的專(zhuān)利中，例如在美國(guó)專(zhuān)利No.4,933,843、5,157,603、5,417,246和5,455,766中，術(shù)語(yǔ)“模式”和“功能”有時(shí)可以互換使用，但應(yīng)該理解，這里對(duì)這兩個(gè)術(shù)語(yǔ)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(gè)抽吸器件提供抽空功能，并且有一個(gè)晶狀體乳化器件提供超聲或晶狀體乳化功能，同時(shí)這兩個(gè)器件都具有規(guī)定的初始工作參數(shù)。
如上所述，計(jì)算機(jī)單元3的平面顯示器5向用戶顯示信息。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)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(guò)觸摸觸摸屏255上的相應(yīng)部分來(lái)從屏幕菜單上作出一個(gè)或幾個(gè)可能的選擇。其中一種顯示包含一個(gè)可供選擇的模式的菜單。計(jì)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(chǔ)各工作參數(shù)。如前所述，每個(gè)模式代表一個(gè)或幾個(gè)準(zhǔn)備執(zhí)行的手術(shù)處理，并通過(guò)至少一個(gè)顯微手術(shù)器件19的工作來(lái)定義。每個(gè)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(guò)用戶界面來(lái)修改或定義各種模式。
圖23是說(shuō)明計(jì)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(kāi)始，系統(tǒng)1在接通電源時(shí)首先對(duì)每個(gè)安裝在基本單元7內(nèi)的模塊13進(jìn)行識(shí)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(shí)，中央處理器245將在步驟365提取對(duì)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(gè)實(shí)施例，被提取的設(shè)置文件包括一個(gè)含有一些模式記錄的模式數(shù)據(jù)庫(kù)，每個(gè)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(wú)關(guān)的設(shè)定值。被提取的設(shè)置文件還含有一個(gè)模式序列數(shù)據(jù)庫(kù)，它定義了準(zhǔn)備提供的某些模式的序列。在步驟367中，計(jì)算機(jī)單元3把識(shí)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(kù)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(jì)算機(jī)單元3將在步驟369中通過(guò)對(duì)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(gè)改變的設(shè)置文件，以使它能對(duì)應(yīng)于安裝在基本單元7內(nèi)的實(shí)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(jì)算機(jī)單元3已產(chǎn)生了改變的設(shè)置文件，則計(jì)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(gè)或幾個(gè)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(chǔ)器提取的工作參數(shù)來(lái)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(gè)模式的序列(順序)。為了簡(jiǎn)化模式序列操作，屏幕菜單還含有這樣一個(gè)任選項(xiàng)，即進(jìn)入模式序列數(shù)據(jù)庫(kù)所定義的序列中的下一個(gè)模式，或者返回序列中的前一模式。這使醫(yī)生可以通過(guò)觸摸觸摸屏上的一個(gè)按鈕來(lái)從一個(gè)模式進(jìn)入另一個(gè)模式。在另一實(shí)施例中，醫(yī)生還可以通過(guò)踏下腳控組件15上的一個(gè)特定鈕或按下手持遙控器39上的一個(gè)特定鈕來(lái)轉(zhuǎn)變模式，在響應(yīng)于用戶指令時(shí)，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?gòu)挠豺?qū)249提取關(guān)于預(yù)定序列中的下一個(gè)或前一個(gè)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(kù)含有幾個(gè)模式的記錄，則模式序列數(shù)據(jù)庫(kù)可以只對(duì)其中的一些模式定義順序。具體地說(shuō)，模式序列數(shù)據(jù)庫(kù)可以定義這樣一個(gè)序列模式數(shù)據(jù)庫(kù)中定義的第一個(gè)模式要跟隨以第三個(gè)模式，然后再相繼跟隨以第九個(gè)和第七個(gè)模式。換言之，模式數(shù)據(jù)庫(kù)中的模式記錄與模式序列數(shù)據(jù)庫(kù)中列出的模式之間不一定要有一、一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。
圖24以流程圖的形式說(shuō)明計(jì)算機(jī)單元3的模式序列操作。從步驟345開(kāi)始，用戶通過(guò)用戶界面輸入一個(gè)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(gè)模式；返回序列中的前一個(gè)模式；或者返回最近執(zhí)行的模式。在步驟377中，計(jì)算機(jī)單元3在響應(yīng)該命令時(shí)將從對(duì)應(yīng)于預(yù)定序列中的模式的模式數(shù)據(jù)庫(kù)中識(shí)別出模式記錄。在步驟377之后，計(jì)算機(jī)單元3進(jìn)入步驟379，讓系統(tǒng)1的每個(gè)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(jì)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(shí)才允許醫(yī)生改變模式。對(duì)于晶狀體破碎、剪刀和其他模式，允許的一個(gè)例外是，當(dāng)灌注功能在提供連續(xù)的灌注時(shí)，可以在腳控組件15踏板工作的情況下選擇其中一個(gè)模式。
仍參見(jiàn)圖24，當(dāng)計(jì)算機(jī)單元3在步驟381中接收到一個(gè)新的模式選擇命令時(shí)，它也會(huì)進(jìn)入步驟379。在步驟379之后計(jì)算機(jī)單元3于步驟383對(duì)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(jì)算機(jī)單元3通過(guò)調(diào)整各個(gè)顯示成份使平面顯示器5上的顯示對(duì)應(yīng)于所選模式中可能得到的各種手術(shù)功能。之后，計(jì)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(gè)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(gè)示例性模式數(shù)據(jù)庫(kù)的各個(gè)模式記錄。
對(duì)于表I的例子，醫(yī)生可以借助用戶界面定義一個(gè)模式序列數(shù)據(jù)庫(kù)，其中只包含9個(gè)模式中的某些模式。例如，模式序列數(shù)據(jù)庫(kù)定義了這樣一個(gè)序列以模式1(打開(kāi))開(kāi)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(kù)

如前面結(jié)合圖23所說(shuō)明的，計(jì)算機(jī)單元3把接通電源時(shí)以硬件數(shù)據(jù)庫(kù)的形式建立的系統(tǒng)識(shí)別信息與提取的設(shè)置文件進(jìn)行比較。這樣計(jì)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(kù)中各個(gè)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(jì)算機(jī)單元3將通過(guò)調(diào)整或更換所提取設(shè)置文件中的工作參數(shù)，使之對(duì)應(yīng)于基本單元7中的實(shí)際模塊13。圖25和26示出一種根據(jù)本發(fā)明來(lái)調(diào)整設(shè)置文件的優(yōu)選方法。
如圖25所示，計(jì)算機(jī)單元3首先在步驟391中審查模式數(shù)據(jù)庫(kù)中的每個(gè)模式記錄。在下面將詳細(xì)說(shuō)明的系統(tǒng)1的初始化過(guò)程中，計(jì)算機(jī)單元3讀出一組對(duì)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(gè)節(jié)點(diǎn)的每個(gè)神經(jīng)元處理器225執(zhí)行內(nèi)設(shè)程序來(lái)控制各個(gè)顯微手術(shù)器件19和周邊設(shè)備。通信參數(shù)代表專(zhuān)用于每個(gè)處理器225的獨(dú)特的識(shí)別標(biāo)記，它包含關(guān)于被控器件的類(lèi)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(shí)別標(biāo)記還包含對(duì)于特定模塊13或控制電路105、107來(lái)說(shuō)是獨(dú)有的專(zhuān)用識(shí)別符(例如流水號(hào))。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(kù)中的每一個(gè)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(gè)方面對(duì)應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)上的特定節(jié)點(diǎn)。
在步驟393中，計(jì)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(gè)器械或周邊設(shè)備所需類(lèi)型的硬件。如果是這樣，則計(jì)算機(jī)單元3在步驟395將判斷關(guān)于每個(gè)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(jì)算機(jī)單元3將返回步驟391，審查模式數(shù)據(jù)庫(kù)中的下一個(gè)模式記錄。另一方面，如果版本信息不正確，則計(jì)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(jì)算機(jī)單元3進(jìn)入步驟399，用系統(tǒng)1實(shí)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(jì)算機(jī)單元3將在步驟401不允許實(shí)現(xiàn)該特定模式。在步驟399或401之后，計(jì)算機(jī)單元3返回步驟391，審查模式數(shù)據(jù)庫(kù)中的下一個(gè)模式記錄。
在步驟393中，計(jì)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(gè)器械或周邊設(shè)備的硬件。如果不存在，則計(jì)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(jì)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(jì)算機(jī)單元3將在步驟405中從模式記錄中刪去對(duì)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(gè)模式記錄。另一方面，如果該不存在的硬件是必須的，則計(jì)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(jì)算機(jī)單元3將在步驟409從模式數(shù)據(jù)庫(kù)刪去該模式記錄，然后返回步驟391審查下一個(gè)模式記錄。如果能獲得替代硬件，則計(jì)算機(jī)單元3進(jìn)入步驟411。在步驟411中，計(jì)算機(jī)單元3改變模式記錄中的工作參數(shù)，使之對(duì)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(méi)有渦旋IAV模塊323。在該情形下，如果模式記錄規(guī)定了一個(gè)能提供流動(dòng)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(jì)算機(jī)單元3將以流動(dòng)抽吸工作參數(shù)來(lái)替代能近似流動(dòng)抽吸響應(yīng)的抽空工作參數(shù)。
在步驟411之后，計(jì)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(jì)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(kù)。如果模式序列中的一個(gè)模式不再能獲得(例如已在步驟409中刪去)，則計(jì)算機(jī)單元3也把模式序列數(shù)據(jù)庫(kù)中的該模式刪去。計(jì)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(jì)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(lái)定義特定的模式。例如，當(dāng)醫(yī)生執(zhí)行打開(kāi)患者眼睛的處理時(shí)將選擇“打開(kāi)”模式。也可能會(huì)希望系統(tǒng)1的工作模式按處理時(shí)所執(zhí)行的各種手術(shù)功能來(lái)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(shí)的一些示例性模式。
表II前部工作模式

<p>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(gè)灌注/抽吸模式凝結(jié)開(kāi)關(guān)——控制凝結(jié)通/斷可編程功能開(kāi)關(guān)——無(wú)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(wú)下述功能(在各個(gè)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)

<p>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(gè)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(gè)晶狀體乳化模式凝結(jié)開(kāi)關(guān)——控制凝結(jié)通/斷可編程功能開(kāi)關(guān)——無(wú)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(gè)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)

<p>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(gè)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(gè)晶狀體破碎模式凝結(jié)開(kāi)關(guān)——控制凝結(jié)通/斷可編程功能開(kāi)關(guān)——無(wú)作用左擺——回流下述各功能(在各個(gè)晶狀體破碎模式中開(kāi)始時(shí)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(gè)玻璃體(前部)模式凝結(jié)開(kāi)關(guān)——控制凝結(jié)通/斷可編程功能開(kāi)關(guān)——無(wú)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(gè)玻璃體(前部)模式中開(kāi)始時(shí)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)

<p>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(gè)玻璃體(后部)模式凝結(jié)開(kāi)關(guān)——控制凝結(jié)通/斷可編程功能開(kāi)關(guān)——無(wú)作用左擺——回流下述各功能(在各個(gè)玻璃體(后部)模式中起始時(shí)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(gè)剪刀模式凝結(jié)開(kāi)關(guān)——控制凝結(jié)通/斷可編程功能開(kāi)關(guān)——無(wú)作用左擺——無(wú)右擺——無(wú)下述各功能(在各個(gè)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——75cmI0P——30mmHg燈1——斷燈2——斷一般，對(duì)于表II-IX中所示的各種基于功能的模式，用戶從最高級(jí)的用戶選擇鍵415中選出上述各種預(yù)定模式中的一個(gè)模式，圖27示出關(guān)于前部處理的選擇鍵415的一個(gè)例子。鍵415最好位于觸摸屏255的底部。由于在同一時(shí)刻只能激活一個(gè)模式，所以當(dāng)用戶選出一個(gè)用戶選擇鍵時(shí)計(jì)算機(jī)單元3將自動(dòng)取消當(dāng)時(shí)的工作模式。在模式選擇的一個(gè)例子中，用戶通過(guò)觸摸晶狀體模式鍵417來(lái)請(qǐng)求可得到的晶狀體乳化模式?，F(xiàn)在參見(jiàn)圖28和29，當(dāng)用戶觸摸晶狀體模式用戶選擇鍵417時(shí)，起初平面顯示器5只顯示出前4個(gè)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(duì)帶有箭頭符號(hào)的鍵419的觸摸時(shí)，計(jì)算機(jī)單元3將在平面顯示器5上產(chǎn)生一個(gè)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(guò)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(gè)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(jì)算機(jī)單元3首先識(shí)別和初始化網(wǎng)絡(luò)上的每個(gè)節(jié)點(diǎn)(即，安裝在基本單元7內(nèi)的各個(gè)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(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)單元3的中央處理器245執(zhí)行構(gòu)成了一個(gè)系統(tǒng)機(jī)器的軟件，該系統(tǒng)機(jī)器有三個(gè)工作部件通電時(shí)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(dòng)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(shí)現(xiàn)用戶選擇的模式，監(jiān)視模塊13的功能性，并處理來(lái)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(cuò)誤。
圖31說(shuō)明當(dāng)系統(tǒng)1通電時(shí)，計(jì)算機(jī)單元3在執(zhí)行系統(tǒng)機(jī)器的初始化部件時(shí)的操作?？偟膩?lái)說(shuō)，系統(tǒng)機(jī)器識(shí)別網(wǎng)絡(luò)上的每個(gè)節(jié)點(diǎn)，并為每個(gè)節(jié)點(diǎn)的含有用戶界面訪問(wèn)該節(jié)點(diǎn)時(shí)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(gè)編程目標(biāo)。從步驟427開(kāi)始，系統(tǒng)機(jī)器初始化存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)單元3硬驅(qū)249中的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)。如前所述，網(wǎng)絡(luò)上各節(jié)點(diǎn)的每個(gè)神經(jīng)元處理器225都執(zhí)行用來(lái)控制各個(gè)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(zhuān)用于每個(gè)處理器225的獨(dú)特識(shí)別標(biāo)記，它包含關(guān)于被控制器件的類(lèi)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(shí)別標(biāo)記還含有一個(gè)對(duì)特定模塊13或控制電路105、107來(lái)說(shuō)是獨(dú)有的專(zhuān)用識(shí)別符(例如流水號(hào))。作為例子，當(dāng)特定模塊13的硬件或者軟件被更新時(shí)它的版本就可能改變。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)包含了以前安裝的各個(gè)節(jié)點(diǎn)，其形式的特定模塊13或控制電路105、107的識(shí)別符，對(duì)應(yīng)于各種器件類(lèi)型的節(jié)點(diǎn)的名稱(chēng)、以及對(duì)應(yīng)于這些節(jié)點(diǎn)的各個(gè)程序的名稱(chēng)。換言之，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)含有關(guān)于一個(gè)系統(tǒng)的信息，該系統(tǒng)含有每個(gè)已安裝在網(wǎng)絡(luò)上的可訪問(wèn)的不同類(lèi)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(duì)應(yīng)于實(shí)際存在于網(wǎng)絡(luò)的硬件(即各個(gè)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(gè)節(jié)點(diǎn)目標(biāo)次供對(duì)特定模塊13或周邊設(shè)備的訪問(wèn)。進(jìn)到步驟431，系統(tǒng)機(jī)器從已在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)中安裝了一個(gè)節(jié)點(diǎn)的第一個(gè)模塊13或周邊設(shè)備控制電路105、107開(kāi)始，于步驟433在軟件中生成一個(gè)器件目標(biāo)來(lái)代表這個(gè)節(jié)點(diǎn)。系統(tǒng)機(jī)器最好從能對(duì)該硬件提供訪問(wèn)的節(jié)點(diǎn)目標(biāo)來(lái)驅(qū)動(dòng)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(kù)中還對(duì)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(duì)下一個(gè)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(duì)已被安裝在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)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(wèn)這些節(jié)點(diǎn)時(shí)要使用的當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)絡(luò)變量。
在生成了器件目標(biāo)來(lái)代表已安裝在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)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(gè)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(gè)已安裝在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)中的節(jié)點(diǎn)(它不再出現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)上)對(duì)應(yīng)于同樣類(lèi)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(lái)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(shí)，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(kù)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(gè)還未被安裝在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)中的節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)著同樣類(lèi)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(gè)新節(jié)點(diǎn)，并生成一個(gè)器件目標(biāo)來(lái)代表這個(gè)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(méi)有在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)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(kù)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(gè)的相同類(lèi)型模塊13或周邊設(shè)備控制電路105、107的情況時(shí)，系統(tǒng)機(jī)器將使每種類(lèi)型的第一個(gè)器件目標(biāo)激活。換言之，系統(tǒng)機(jī)器給多個(gè)或重復(fù)的模塊13或周邊設(shè)備控制電路105、107中的一個(gè)以優(yōu)先權(quán)。
這樣，如果自從前一次接通電源以來(lái)，向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)添加了一個(gè)新模塊13，則不論它與以前安裝的模塊13是否有相同的類(lèi)型，系統(tǒng)1都將自動(dòng)地探測(cè)到和初始化該新模塊13，并對(duì)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(wèn)新模塊13和控制連接在其上的任何手術(shù)器械19。類(lèi)似地，如果自從前一次接通電源以來(lái)從網(wǎng)絡(luò)中除去了某個(gè)特定模塊13，則系統(tǒng)1將自動(dòng)地探測(cè)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(jì)算機(jī)單元3在執(zhí)行自動(dòng)網(wǎng)絡(luò)重新構(gòu)形時(shí)允許多于一個(gè)相同類(lèi)型的模塊13被安裝在系統(tǒng)1中。計(jì)算機(jī)單元3將確定通過(guò)用戶界面進(jìn)行識(shí)別和控制時(shí)所需的高級(jí)和次級(jí)優(yōu)先權(quán)。計(jì)算機(jī)單元3還確定不允許的系統(tǒng)構(gòu)形，并通過(guò)用戶界面教導(dǎo)用戶采取適當(dāng)?shù)男袆?dòng)。
計(jì)算機(jī)單元3在接通電源時(shí)就是用這樣方法，通過(guò)構(gòu)形神經(jīng)元處理器225和生成供用戶界面訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)時(shí)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(lái)初始化系統(tǒng)1的。計(jì)算機(jī)單元3還通知用戶界面關(guān)于上次構(gòu)形以來(lái)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(gè)實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)單元3還在通電時(shí)識(shí)別特定模塊13在基本單元7中的位置。
現(xiàn)在參見(jiàn)圖21示例性系統(tǒng)構(gòu)形中所示的各個(gè)單個(gè)部件，每個(gè)安裝在基本單元7中的模塊13都控制一個(gè)或幾個(gè)能提供幾個(gè)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(qǐng)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(gè)通過(guò)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(gè)RS485發(fā)接收機(jī)223，用來(lái)通過(guò)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(gè)存儲(chǔ)器457(例如一個(gè)閃速EEPROM)，用來(lái)存儲(chǔ)IAV模塊321的應(yīng)用程序。此外，存儲(chǔ)器457還存儲(chǔ)用于在網(wǎng)絡(luò)上初始化模塊321的構(gòu)形和識(shí)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(shí)通過(guò)數(shù)據(jù)通信總線來(lái)重新編程存儲(chǔ)器457。神經(jīng)元電路455還含有一個(gè)時(shí)鐘電路459(例如一個(gè)晶體振蕩器)，用來(lái)為神經(jīng)元225的工作提供時(shí)間基準(zhǔn)。文氏管IAV模塊321還含有一個(gè)狀態(tài)LED461，例如位于模塊321前面板上的一個(gè)綠色LED，用來(lái)指明該模塊已激活；以及一個(gè)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(méi)有示出，但神經(jīng)元電路455還含有另一個(gè)RS485發(fā)送接收機(jī)，用來(lái)從計(jì)算機(jī)單元3接收復(fù)原信號(hào)。
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(gè)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(hào)，以產(chǎn)生附加的控制信號(hào)來(lái)在執(zhí)行手術(shù)處理過(guò)程中提供閉環(huán)控制。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，IAV模塊321含有一個(gè)與例如具一個(gè)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(gè)協(xié)處理器469(例如Intel386EX處理器)和一個(gè)相關(guān)的存儲(chǔ)器471(例如一個(gè)閃速EEPROM和一個(gè)靜態(tài)RAM(隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)器))；一個(gè)時(shí)鐘電路473(例如一個(gè)晶體振蕩器)，用來(lái)提供協(xié)處理器電路465所使用的時(shí)鐘信號(hào)；以及一個(gè)監(jiān)守計(jì)時(shí)器475。
再參見(jiàn)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(gè)抽吸控制信號(hào)，并把它提供給一個(gè)數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換器483。在所示的實(shí)施例中，D/A轉(zhuǎn)換器483提供一個(gè)并行接口，協(xié)處理器469通過(guò)該接口控制流經(jīng)模塊文氏管泵的空氣流。一個(gè)抽吸驅(qū)動(dòng)器485接收D/A轉(zhuǎn)換器的模擬輸出，并據(jù)此驅(qū)動(dòng)一個(gè)抽吸伺服閥487。抽吸伺服閥487的打開(kāi)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(dòng)的單個(gè)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(gè)壓力釋放閥(未示出)，以防止過(guò)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(shí)使用的消毒鹽水。模塊321含有一組螺線管閥493，其中一個(gè)是夾閥(pinch valot)495，當(dāng)它關(guān)閉時(shí)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(duì)文氏管IAV模塊321灌注功能的固定控制和通/斷(開(kāi)/關(guān))控制。神經(jīng)元處理器225與協(xié)處理器469和EPLD467的一個(gè)控制寄存器496協(xié)同工作，產(chǎn)生控制一組螺線管驅(qū)動(dòng)器497的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。然后，螺線管驅(qū)動(dòng)器497使螺線管閥493打開(kāi)(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(shí)際抽吸或灌注壓力的反饋。例如，一個(gè)抽吸傳感器503探測(cè)抽吸壓力大小，一個(gè)管壓傳感器505探測(cè)灌注壓力大小。與管壓傳感器505相連的一個(gè)儀器放大電路507在壓力信號(hào)被處理之前先將它放大。抽吸傳感器最好含有一個(gè)內(nèi)部放大器。一個(gè)模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器511接收放大后的壓力信號(hào)并把模擬壓力信號(hào)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(duì)抽吸和灌注功能的閉環(huán)控制。
如共同擁有的美國(guó)專(zhuān)利No.4,773,897所示出和說(shuō)明的，眼科顯微手術(shù)系統(tǒng)典型地采用一種帶有一個(gè)可卸的集液盒的真空操作抽吸系統(tǒng)。通過(guò)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(lái)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(guò)驅(qū)動(dòng)一個(gè)例如上述專(zhuān)利中以代號(hào)182表示的螺線管楔形活塞或圖32所示的抽吸伺服閥487，來(lái)阻塞或打開(kāi)集液盒對(duì)顯微手術(shù)器械的抽吸力。
模塊321的螺線管493還含有一個(gè)抓盒閥515和一個(gè)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(shí)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(gè)螺線管493是回流螺線管閥519，用來(lái)驅(qū)動(dòng)一個(gè)回流活塞，如上述專(zhuān)利中的184所示。回流活塞被驅(qū)動(dòng)時(shí)將擠壓與集液盒相連的一個(gè)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(shí)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(gè)有益特征是能自動(dòng)地探測(cè)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(cuò)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(jì)用于前部處理的盒子，則用戶界面將以可視和/或可聽(tīng)的形式指出這一錯(cuò)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(shí)別將被使用于某種處理的相應(yīng)盒子，每個(gè)盒子都帶有一種特定的顏色。每個(gè)盒子所帶的顏色載體是一個(gè)可連元件或插片，如上述專(zhuān)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(gè)凹口中，如上述專(zhuān)利中的130所示。這些可卸的顏色載體，例如一個(gè)黃色的和一個(gè)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(gè)盒子被插入到模塊321中時(shí)，顏色載體將位在一個(gè)能產(chǎn)生表明盒子存在的信號(hào)的盒子存在探測(cè)器525的鄰近。盒子存在探測(cè)器525最好用一個(gè)光電顏色探側(cè)器，例如光電電路中的一個(gè)紅外光源來(lái)實(shí)現(xiàn)，該探測(cè)器例如是美國(guó)弗羅里達(dá)州坦帕市Tri-Tronics CO.Inc.以型號(hào)F4出售的探測(cè)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(duì)應(yīng)于兩種不同特定處理的兩個(gè)盒子。于是，盒子存在探側(cè)器根據(jù)顏色載體的顏色探測(cè)盒子的存在。圖61示出一個(gè)優(yōu)選電路，它能接收盒子存在探測(cè)器525所產(chǎn)生的信號(hào)，并傳送給計(jì)算機(jī)單元3。如果盒子顏色不對(duì)應(yīng)于醫(yī)生所選的特定處理，則將有一個(gè)可聽(tīng)和/或可視的信號(hào)通過(guò)用戶界面向用戶指明這一情況。同時(shí)，計(jì)算機(jī)單元3在響應(yīng)于這一信息時(shí)，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(shí)施例中，盒子存在探測(cè)器525首先通過(guò)向EPLD467的狀態(tài)寄存器527提供一個(gè)信號(hào)來(lái)給計(jì)算機(jī)單元3提供信號(hào)，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(hào)，以傳回計(jì)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(cè)器529，以產(chǎn)生一個(gè)接近全滿信號(hào)和一個(gè)全滿信號(hào)，并通過(guò)用戶界面告訴用戶必須更換集液盒。
通過(guò)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(guò)打開(kāi)和關(guān)閉灌注夾閾495和除去抽吸管中的空氣來(lái)準(zhǔn)備手術(shù)器械。該功能還允許用戶通過(guò)選擇“退盒”任選項(xiàng)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(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，文氏管IAV模塊321含有一個(gè)用來(lái)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(dòng)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(lái)設(shè)定切割率，并用腳控組件15來(lái)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(shí)，玻璃體切割器將閉合/打開(kāi)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(dòng)文氏管泵的外部空氣/氣體輸入來(lái)驅(qū)動(dòng)。
如圖32所示，EPLD467最好含有一個(gè)玻璃體計(jì)時(shí)器533，用來(lái)執(zhí)行設(shè)定玻璃體切割器的切割率所需的計(jì)時(shí)功能。螺線管驅(qū)動(dòng)器497根據(jù)來(lái)自玻璃體計(jì)時(shí)器533的計(jì)時(shí)信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)一個(gè)玻璃體螺線管535，還進(jìn)行對(duì)玻璃體切割的控制。
系統(tǒng)1最好含有一個(gè)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(lái)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(gè)一次性渦旋盒共同工作，后者含有一個(gè)渦旋泵，用于控制灌注、抽吸、通風(fēng)和標(biāo)定的夾閥開(kāi)口，一個(gè)傳感器膜、和一個(gè)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(gè)位于模塊323前部的可拉開(kāi)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(dòng)器和控制系統(tǒng)連接或脫離。換言之，通過(guò)對(duì)觸摸屏255上的一個(gè)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(dòng)一個(gè)抽吸端口，提供抽吸的真空度或流率控制。有利的設(shè)計(jì)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(lèi)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(guò)與模塊323內(nèi)的一個(gè)螺線管活塞相結(jié)合的一次性渦旋盒來(lái)提供灌注控制的。與模塊321類(lèi)似，用戶借助于觸摸屏255或腳控組件15對(duì)渦旋IAV模塊323的灌注功能進(jìn)行固定的通/斷(打開(kāi)/關(guān)閉)控制。
與文氏管IAV模塊321類(lèi)似，渦旋IAV模塊323也能支持系統(tǒng)1的玻璃體功能。不過(guò)，模塊323利用其內(nèi)部的一個(gè)氣泵而不是文氏管IAV模塊321的外部空氣/氣體輸入來(lái)驅(qū)動(dòng)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(gè)用于渦旋IAV模塊323的優(yōu)選的壓力探測(cè)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(gè)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(gè)優(yōu)選實(shí)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(duì)該功率編程。醫(yī)生通過(guò)踏下腳控組件15的中間踏板來(lái)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(lái)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(kāi)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(lái)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(shí)間長(zhǎng)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(gè)至20個(gè)脈沖，其間的增量為每秒1個(gè)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(duì)它們進(jìn)行控制。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，晶狀體模塊325含有一個(gè)神經(jīng)元電路541，它通過(guò)一個(gè)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(gè)用來(lái)通過(guò)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(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)器543(例如一個(gè)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(chǔ)器543還存儲(chǔ)了用來(lái)在網(wǎng)絡(luò)上對(duì)模塊325初始化的構(gòu)形數(shù)據(jù)和識(shí)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(shí)通過(guò)數(shù)據(jù)通信總線對(duì)存儲(chǔ)器543重新編程。神經(jīng)元電路541還含有一個(gè)時(shí)鐘電路545(例如一個(gè)晶體振蕩器)，以提供神經(jīng)元225工作的時(shí)間基準(zhǔn)。與IAV模塊321相似，晶狀體模塊325也有一個(gè)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(méi)有示出，但神經(jīng)元電路541還含有另一個(gè)RS485發(fā)送接收機(jī)和一個(gè)狀態(tài)LED，前者用來(lái)從計(jì)算機(jī)單元3接收復(fù)原信號(hào)，后者用來(lái)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(gè)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(gè)協(xié)處理器551(例如Intel 386EX處理器)和相關(guān)的存儲(chǔ)器553(例如一個(gè)閃速EEPROM和一個(gè)靜態(tài)RAM)，一個(gè)時(shí)鐘電路555(例如晶體振蕩器)，和一個(gè)監(jiān)守計(jì)時(shí)器557。EPLD 549有一個(gè)脈沖計(jì)時(shí)器559，用來(lái)提供頻率發(fā)生器561(例如正弦波發(fā)生器)所使用的時(shí)鐘信號(hào)。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(hào)，以為脈沖晶狀體的輸出產(chǎn)生一個(gè)可編程的頻率。一個(gè)晶狀體驅(qū)動(dòng)電路563利用頻率發(fā)生器561所產(chǎn)生的可編程頻率來(lái)驅(qū)動(dòng)晶狀體輸出537。晶狀體模塊325最好含有一個(gè)升壓穩(wěn)壓器565，以把提供給晶狀體驅(qū)動(dòng)器563的基準(zhǔn)電壓保持在一個(gè)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(dòng)器563過(guò)份的功耗。晶狀體模塊325還含有一個(gè)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(shí)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(gè)過(guò)電流探測(cè)器，以防止晶狀體模塊325中出現(xiàn)過(guò)電流情況。
根據(jù)有發(fā)明，晶狀儲(chǔ)模塊325還含有一個(gè)探頭存在電路571，用來(lái)探測(cè)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(hào)相結(jié)合，以驅(qū)動(dòng)一個(gè)繼電器控制器575。然后，當(dāng)出現(xiàn)不希望的工作情況時(shí)繼電器控制器575將使晶狀體驅(qū)動(dòng)器563不工作。
參見(jiàn)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(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，模塊327支持一個(gè)電驅(qū)動(dòng)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(dòng)和比例驅(qū)動(dòng)來(lái)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(lái)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(shí)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(lì)單次切割。比例驅(qū)動(dòng)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(dòng)，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(gè)通過(guò)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(gè)RS485發(fā)送接收機(jī)223，用來(lái)通過(guò)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(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)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(chǔ)器585還存儲(chǔ)了在網(wǎng)絡(luò)上對(duì)模塊327初始化時(shí)所用的構(gòu)形和識(shí)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(shí)通過(guò)數(shù)據(jù)通信總線對(duì)存儲(chǔ)器585進(jìn)行重新編程。神經(jīng)元電路583還含有一個(gè)監(jiān)守計(jì)時(shí)器電路587和一個(gè)時(shí)鐘電路589。雖然圖34中沒(méi)有示出，但神經(jīng)元電路585還含有另一個(gè)RS485發(fā)送接收機(jī)，用來(lái)從計(jì)算機(jī)單元3接收復(fù)原信號(hào)。
與其他一些模塊13相同，剪刀模塊327也含有一個(gè)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(lái)控制剪刀/鑷子器械。具體地說(shuō)，EPLD595是一個(gè)驅(qū)動(dòng)器選擇器，以選擇螺線管驅(qū)動(dòng)器597或者直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器去驅(qū)動(dòng)器械端口579。這樣，剪刀模塊327能夠驅(qū)動(dòng)兩種類(lèi)型的剪刀器械。
如圖34所示，剪刀模塊327還含有氣動(dòng)控制器605，以提供空氣/液體交換功能。例如，氣動(dòng)控制器驅(qū)動(dòng)三個(gè)螺線管閥門(mén)，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(gè)由作為氣動(dòng)控制器605的一部分的氣泵所驅(qū)動(dòng)的空氣端口(未示出)。例如，該氣泵可支持流率高達(dá)每小時(shí)5標(biāo)準(zhǔn)立方英尺時(shí)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(lái)控制空氣/液體交換端口。圖34還示出一個(gè)IOP探測(cè)器607(例如壓力傳感器)，用來(lái)提供對(duì)神經(jīng)元電路583的反饋。用戶界面在響應(yīng)于IOP探測(cè)器607探測(cè)到過(guò)壓力或壓力不足的情況時(shí)，將提供一個(gè)聲響告警。剪刀模塊327還含有一個(gè)狀態(tài)LED611，例如模塊327前面板上的一個(gè)綠色LED，以指明該模塊已激活；還有一個(gè)器械探測(cè)器電路613，用來(lái)探測(cè)是否存在一個(gè)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(gè)RS485發(fā)送接收機(jī)，用來(lái)從計(jì)算機(jī)單元3接收復(fù)原信號(hào)。
為了對(duì)付出現(xiàn)電源丟失或模塊故障的情況，模塊327配備有一個(gè)儲(chǔ)氣器和關(guān)斷閥門(mén)，以給用戶適當(dāng)?shù)臅r(shí)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(gè)自足模塊，它支持一個(gè)雙極輸出端口625。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)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(gè)瞬間接觸開(kāi)關(guān)(按鈕)把雙極輸出激勵(lì)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(lì)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(gè)按鈕改變?cè)O(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?cè)摴β?。?dāng)醫(yī)生踏下腳控組件15的中間踏板時(shí)雙極輸出最好被激勵(lì)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(gè)通過(guò)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(gè)RS485發(fā)送接收機(jī)223，用來(lái)通過(guò)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(gè)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(gè)存儲(chǔ)器629(例如閃速EEPROM)，用來(lái)存儲(chǔ)凝結(jié)模塊329的應(yīng)用程序。此外，存儲(chǔ)器629還存儲(chǔ)在網(wǎng)絡(luò)上對(duì)模塊329初始化時(shí)所使用的構(gòu)形和識(shí)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(shí)通過(guò)數(shù)據(jù)通信總線對(duì)存儲(chǔ)器629進(jìn)行重新編程。神經(jīng)元電路627還含有一個(gè)時(shí)鐘電路631(例如晶體振蕩器)，以為神經(jīng)元225的工作提供時(shí)間基準(zhǔn)。雖然圖35中沒(méi)有示出，但神經(jīng)元電路627還有另一個(gè)RS485發(fā)送接收機(jī)，用來(lái)從計(jì)算機(jī)單元3接收復(fù)原信號(hào)。
凝結(jié)模塊329還含有一個(gè)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(lái)控制雙極凝結(jié)器件。具體地說(shuō)，EPLD635含有一個(gè)控制邏輯電路637，用來(lái)產(chǎn)生一個(gè)激活信號(hào)去激活凝結(jié)；一個(gè)動(dòng)作監(jiān)視器639，用來(lái)監(jiān)視雙極輸出電壓和輸出動(dòng)作(固定輸出還是線性輸出)；以及一個(gè)雙極計(jì)時(shí)器641，用來(lái)產(chǎn)生脈寬調(diào)制頻率。
雙極凝結(jié)模塊329還含有一個(gè)過(guò)電壓探測(cè)器645，用來(lái)在過(guò)電壓輸出或不合要求輸出情況下切斷對(duì)雙極輸出端625的供電。過(guò)電壓探測(cè)器645最好也能通過(guò)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(hào)。
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(dòng)器649，然后由一組功率驅(qū)動(dòng)器651給雙極輸出端625提供功率。在一個(gè)實(shí)施例中，凝結(jié)模塊329還含有一個(gè)隔離和阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)653，以調(diào)整功率驅(qū)動(dòng)器651輸出的狀態(tài)。
圖35還示出了一個(gè)狀態(tài)LED675，如前所述，它最好是一個(gè)位于模塊329前面板上的綠色LED，用來(lái)向用戶指明凝結(jié)模塊329已激活。模塊329還含有電源保險(xiǎn)絲和濾波電路659，用來(lái)防止過(guò)電流情況和減小噪聲。
現(xiàn)在參見(jiàn)圖36，照明模塊331(詳細(xì)示于圖114-125)是一個(gè)自足模塊，它至少含有例如第一燈665和第二燈667兩個(gè)燈，用來(lái)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(gè)光纖照明器械，例如一個(gè)內(nèi)窺照明器，連接在一個(gè)或兩個(gè)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(duì)燈665和667提供給兩個(gè)端口的光進(jìn)行了分別的控制，但如果需要兩個(gè)燈可以同時(shí)使用。此外，模塊331對(duì)提供在兩個(gè)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(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，照明模塊331含有一個(gè)通過(guò)一個(gè)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(gè)RS485發(fā)送接收機(jī)223和一個(gè)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(gè)存儲(chǔ)器673(例如閃速EEPROM)，用來(lái)存儲(chǔ)照明模塊331的應(yīng)用程序。此外，存儲(chǔ)器673還存儲(chǔ)在網(wǎng)絡(luò)上對(duì)模塊331初始化時(shí)所使用的構(gòu)形和識(shí)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(shí)通過(guò)數(shù)據(jù)通信總線對(duì)存儲(chǔ)器673進(jìn)行重新編程。神經(jīng)元電路671還含有一個(gè)時(shí)鐘電路(例如晶體振蕩器)，以提供神經(jīng)元電路671所用的時(shí)鐘信號(hào)；電路671還有一個(gè)監(jiān)守計(jì)時(shí)器676。雖然圖36中未示出，但神經(jīng)元電路671還有另一個(gè)RS485發(fā)送接收機(jī)，用來(lái)從計(jì)算機(jī)單元3接收復(fù)原信號(hào)。
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(hào)。然后繼電器677、679中的一個(gè)或兩個(gè)將把一個(gè)12V電源681(由電源模塊103通過(guò)底板101提供)分別連接到第一燈驅(qū)動(dòng)器電路683和/或第二燈驅(qū)動(dòng)器電路685上，以點(diǎn)亮燈665和667中的一個(gè)或兩個(gè)。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，燈驅(qū)動(dòng)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(gè)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(gè)制光驅(qū)動(dòng)器電路691在響應(yīng)于D/A轉(zhuǎn)換器689的輸出時(shí)將驅(qū)動(dòng)一個(gè)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(dòng)器691根據(jù)輸入給D/A轉(zhuǎn)換器689的串行數(shù)據(jù)來(lái)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(lèi)似地，神經(jīng)元電路671也通過(guò)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(lái)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(dòng)器電路699提供一個(gè)模擬強(qiáng)度信號(hào)，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(gè)制光電路701，從而改變燈667的光強(qiáng)。
再次參見(jiàn)圖36，照明模塊331還含有一個(gè)狀態(tài)LED705，例如一個(gè)位于模塊331前面的綠色LED，用來(lái)指明模塊331已被激活。模塊331還提供一個(gè)冷卻系統(tǒng)707，例如一個(gè)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(huì)損壞其元部件的多余熱量。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)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(dòng)IV柱組件17的儀器小車(chē)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(shí)提供至少對(duì)一個(gè)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(jì)是，外科醫(yī)生能夠通過(guò)腳控組件15來(lái)控制系統(tǒng)1提供的多個(gè)功能和改變工作模式。
圖37示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)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(gè)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(gè)帶有用來(lái)通過(guò)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(duì)于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，當(dāng)腳控組件15被腳控電路105控制時(shí)，它的作用與模塊13等價(jià)。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(duì)等通信。此外，腳控電路105對(duì)外科醫(yī)生通過(guò)腳控組件15發(fā)出的指令作出響應(yīng)，以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)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(guò)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(gè)實(shí)施例中，IV柱組件17提供一個(gè)與腳控電路105相連接的跳接器。一個(gè)電源輸入端721向腳控電路105提供電源，一個(gè)穩(wěn)壓器，例如一個(gè)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(gè)連接在一個(gè)磁粉制動(dòng)器(magneticparticle brake)727上的制動(dòng)驅(qū)動(dòng)電路725，用來(lái)提供踏板行程的漸變分檔。
神經(jīng)元電路717還含有一個(gè)存儲(chǔ)器731(例如閃速EEPROM)，用來(lái)存儲(chǔ)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(gè)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(chǔ)器731還存儲(chǔ)了在網(wǎng)絡(luò)上對(duì)腳控電路105初始化時(shí)所使用的構(gòu)形和識(shí)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(shí)通過(guò)數(shù)據(jù)通信總線對(duì)存儲(chǔ)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(gè)RS485發(fā)送接收機(jī)739，用來(lái)從計(jì)算機(jī)單元3接收復(fù)原信號(hào)。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，腳控組件15包括一個(gè)中間踏板、一個(gè)搖動(dòng)開(kāi)關(guān)(rocker switch)、和兩個(gè)分開(kāi)的按鈕開(kāi)關(guān)(見(jiàn)圖231)。中間踏板的漸變分檔運(yùn)動(dòng)和擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)最好能向系統(tǒng)1提供雙線性和通/斷控制。其中每個(gè)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(guò)一個(gè)分檔編碼器745和一個(gè)擺動(dòng)編碼器747接收來(lái)自各個(gè)開(kāi)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(kāi)關(guān)解碼，正交解破/相乘、和制動(dòng)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(duì)開(kāi)頭743給出的開(kāi)關(guān)信號(hào)的解碼。此外，分檔和擺動(dòng)編碼器745、747各自提供兩個(gè)正交的信號(hào)來(lái)代表踏板行程的多少和方向。EPLD735解碼這些信號(hào)，供神經(jīng)元電路717的神經(jīng)元處理器225使用。還有，EPLD735對(duì)神經(jīng)元225產(chǎn)生的制動(dòng)強(qiáng)度信號(hào)編碼，供制動(dòng)驅(qū)動(dòng)電路725使用。
作為一個(gè)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(dòng)。在這個(gè)運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)，用戶可以編制兩個(gè)分檔位置。此外，當(dāng)中間踏板經(jīng)過(guò)任何一個(gè)分檔位置時(shí)，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(dòng)，這個(gè)阻力最好保持不變。當(dāng)踏板被釋放時(shí)，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(dòng)編程得能對(duì)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(duì)位移提供線性控制(例如從0°到下方15°對(duì)應(yīng)于從0％的輸出到100％的輸出)；根據(jù)踏板的絕對(duì)位移提供固定控制(例如0°至下方10°對(duì)應(yīng)于“斷”，下方10°至下方15°對(duì)應(yīng)于“通”。
在水平方向或擺動(dòng)方向上，中間踏板可提供約±10°的左右運(yùn)動(dòng)。在本例中，踏板有一個(gè)中央檔，釋放時(shí)它將返回初始(中央)位置。在功能方面，用戶可以把擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)編程得能對(duì)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(duì)位移提供線性控制(例如0°至左側(cè)10°對(duì)應(yīng)于0％至100％的輸出)；根據(jù)踏板的絕對(duì)位移提供固定輸出的通/斷控制(例如從中央向左(右)運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)于通(斷))。
搖動(dòng)開(kāi)關(guān)最好是一個(gè)位于腳控組件15的中間踏板右側(cè)的雙位開(kāi)關(guān)。釋放時(shí)搖動(dòng)開(kāi)關(guān)將返回“斷”(中央)位置。在功能方面，用戶可以把搖動(dòng)開(kāi)關(guān)編程得能對(duì)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(gè)按鈕開(kāi)關(guān)最好與搖動(dòng)開(kāi)關(guān)相對(duì)地位于中間踏板的左側(cè)。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，一個(gè)按鈕開(kāi)關(guān)專(zhuān)用于雙極輸出控制，而用戶可以對(duì)另一個(gè)按鈕開(kāi)關(guān)編程，使它能控制某一個(gè)手術(shù)功能。釋放時(shí)，按鈕開(kāi)關(guān)將返回“斷”(向上)位置。
現(xiàn)在參見(jiàn)圖38，系統(tǒng)1還含有IV柱組件17，該組件帶有一個(gè)控制電路107(詳細(xì)示于圖137-146)，用來(lái)控制一個(gè)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(gè)工作參數(shù)來(lái)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(gè)神經(jīng)元電路755，其中包括一個(gè)RS485發(fā)送接收機(jī)223和一個(gè)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(duì)于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，當(dāng)IV柱組件17被IV柱控制電路107控制時(shí)，其作用將等價(jià)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(gè)時(shí)鐘電路757(例如晶體振蕩器)，用來(lái)為神經(jīng)元225的工作提供時(shí)間基準(zhǔn)。一個(gè)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(lèi)似，IV柱控制電路107的發(fā)送接收機(jī)223也通過(guò)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(gè)存儲(chǔ)器763(例如閃速EEPROM)，用來(lái)存儲(chǔ)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(lái)根據(jù)IV柱組件17的工作參數(shù)去控制一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路765的內(nèi)設(shè)應(yīng)用程序。此外，存儲(chǔ)器763還存儲(chǔ)在網(wǎng)絡(luò)上對(duì)IV柱控制電路107初始化時(shí)所使用的構(gòu)形和識(shí)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(shí)通過(guò)數(shù)據(jù)通信總線對(duì)存儲(chǔ)器763進(jìn)行重新編程。雖然圖38中沒(méi)有示出，但神經(jīng)元電路755還含有一個(gè)監(jiān)守計(jì)時(shí)器和另一個(gè)RS485發(fā)送接收機(jī)，后者用來(lái)從計(jì)算單元3接收復(fù)原信號(hào)。
IV柱組件17最好是儀器小車(chē)21的一個(gè)組成部分，用來(lái)支持例如兩個(gè)500cc的液體容器，后者的高度最高可在小車(chē)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(dòng)，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(lái)設(shè)定IV柱的參數(shù)。一對(duì)限位開(kāi)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(shí)，一個(gè)限位開(kāi)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(dòng)IV柱。類(lèi)似地，當(dāng)IV柱達(dá)到其最低高度時(shí)，另一個(gè)限位開(kāi)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(dòng)IV柱。在另一個(gè)實(shí)施例中，用單個(gè)限位開(kāi)關(guān)767探測(cè)IV柱是否達(dá)到其最低高度。在本實(shí)施例中，電機(jī)753是一個(gè)步進(jìn)電機(jī)，神經(jīng)元225通過(guò)對(duì)步數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)來(lái)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(gè)用來(lái)接收交流電源的電源輸入端771。在一個(gè)可開(kāi)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(gè)直流電壓之前，最好用一個(gè)電磁干擾(EMI)濾波器773改善輸入的交流電源。然后有一個(gè)開(kāi)關(guān)電路779通過(guò)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(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，電源模塊103含有一個(gè)最好位于圖9所示的開(kāi)口197內(nèi)的互鎖開(kāi)關(guān)783，該開(kāi)關(guān)是一個(gè)常斷開(kāi)關(guān)，以切斷對(duì)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(shí)，突柱195將伸入開(kāi)口197，從而使互鎖開(kāi)關(guān)783閉合。這樣，系統(tǒng)1就能在每當(dāng)更換模塊13時(shí)提供復(fù)原條件，并防止用戶在底板101帶電時(shí)觸及它。
電源模塊103還含有一個(gè)狀態(tài)LED787和一個(gè)風(fēng)扇789，前者用來(lái)指明其激活狀態(tài)，后者是用來(lái)防止模塊內(nèi)部過(guò)熱。
所附的縮微膠片附錄是一個(gè)列出了系統(tǒng)1軟件的程序。根據(jù)這里所說(shuō)明的本發(fā)明，計(jì)算機(jī)單元3通過(guò)執(zhí)行列于該縮微膠片附錄中的軟件來(lái)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(guò)執(zhí)行列于附錄中的軟件來(lái)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(gè)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(duì)上述各個(gè)結(jié)構(gòu)和方法作出各種改變，所以上述說(shuō)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(shuō)明性的而不具有限制的意義。
權(quán)利要求
1.一種用來(lái)控制多個(gè)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(shí)使用，上述系統(tǒng)包括一個(gè)數(shù)據(jù)通信總線；一個(gè)連接在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)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(gè)連接在一個(gè)顯微手術(shù)器械上并根據(jù)至少一個(gè)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(gè)連接在另一個(gè)顯微手術(shù)器械上并根據(jù)至少一個(gè)工作參數(shù)控制該另一個(gè)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；以及其中的用戶界面含有一個(gè)用來(lái)執(zhí)行一些例行程序以對(duì)通過(guò)數(shù)據(jù)通信總線進(jìn)行通信的每個(gè)模塊進(jìn)行識(shí)別和初始化的中央處理器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中的每一個(gè)模塊都至少具有一個(gè)能標(biāo)識(shí)該模塊的通信參數(shù)，并且連接在數(shù)據(jù)通信總線上的各個(gè)模塊根據(jù)這些通信參數(shù)進(jìn)行通信，該系統(tǒng)還包括一個(gè)存儲(chǔ)了一組對(duì)應(yīng)于連接在數(shù)據(jù)通信總線上的各個(gè)模塊的通信參數(shù)的存儲(chǔ)器，并且其中由中央處理器所執(zhí)行的例行程序包括這樣一些例行程序，它們用來(lái)探測(cè)連接在數(shù)據(jù)通信總線上的模塊的變動(dòng)，并根據(jù)連接在數(shù)據(jù)通信總線上的模塊的變動(dòng)對(duì)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的那組通信參數(shù)進(jìn)行重新構(gòu)形。
3.一種用來(lái)控制多個(gè)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(shí)使用，上述系統(tǒng)包括一個(gè)數(shù)據(jù)通信總線；一個(gè)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，其中的信息代表著工作參數(shù)；一個(gè)連接在一個(gè)顯微手術(shù)器械上并根據(jù)至少一個(gè)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(gè)連接在一個(gè)遙控單元上并根據(jù)至少一個(gè)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(guò)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；以及其中的用戶界面含有一個(gè)用來(lái)執(zhí)行一些例行程程序以對(duì)通過(guò)數(shù)據(jù)通信總線進(jìn)行通信的模塊和遙控電路進(jìn)行識(shí)別和初始化的中央處理器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的系統(tǒng)，其中的模塊和遙控電路各自都至少具有一個(gè)標(biāo)識(shí)通信參數(shù)，并且連接在數(shù)據(jù)通信總線上的模塊和遙控電路根據(jù)這些通信參數(shù)進(jìn)行通信，該系統(tǒng)還包括一個(gè)存儲(chǔ)了一組對(duì)應(yīng)于連接在數(shù)據(jù)通信總線上的模塊和遙控電路的通信參數(shù)的存儲(chǔ)器，并且其中由中央處理器所執(zhí)行的例行程序包括這樣一些例行程序，它們用來(lái)探測(cè)連接在數(shù)據(jù)通信總線上的模塊和/或遙控電路的變動(dòng)，并根據(jù)探測(cè)到的變動(dòng)對(duì)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的那組通信參數(shù)進(jìn)行重新構(gòu)形。
5.一種用來(lái)控制多個(gè)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(shí)使用，上述系統(tǒng)包括一個(gè)數(shù)據(jù)通信總線；一個(gè)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)，上述用戶界面含有一個(gè)中央處理器；一個(gè)連接在一個(gè)顯微手術(shù)器械上并根據(jù)至少一個(gè)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；其中的數(shù)據(jù)通信總線在用戶界面和手術(shù)模塊之間提供代表工作參數(shù)的數(shù)據(jù)的通信；以及其中的中央處理器執(zhí)行一些例行程序以對(duì)通過(guò)數(shù)據(jù)通信總線進(jìn)行通信的模塊進(jìn)行識(shí)別和初始化。
全文摘要
本發(fā)明是一種用來(lái)控制多個(gè)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(shí)使用。該系統(tǒng)含有一個(gè)數(shù)據(jù)通信總線和一個(gè)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)器械上并根據(jù)至少一個(gè)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(hào)G06F19/00GK1236309SQ97199281
公開(kāi)日1999年11月24日 申請(qǐng)日期1997年8月28日 優(yōu)先權(quán)日1996年8月29日
發(fā)明者邁克爾·埃夫蒙德·比斯茨, 布魯斯·羅伯特·科克倫, 克里斯托弗·邁克爾·埃伯哈特, 杰弗里·艾倫·奈特, 約翰·艾倫·里特 申請(qǐng)人:博士倫外科公司