眼科手術の精度

バルブ技術による眼科手術

白内障手術は現在、日常的に行われる手術と見なされています。その理由としてBYTEC社などの企業が眼科医を正確かつエラーのない治療でサポートする「QUBE」などの医療技術デバイスを開発していることもあります。ピエゾバルブ, 比例バルブ, 高速応答バルブにより必要なクイックカットが可能になります。

「QUBE」および「QUBEpro」手術システムは眼科医が白内障手術(白そこひ手術、超音波水晶体乳化吸引術とも呼ばれます)や網膜の手術を行う際に選定する技術アシスタントです。初回コミッショニングではBYTECのサービススペシャリストが眼科医の個々の作業方法を考慮しながら、眼科医と一緒に各装置のプログラムを作成します。8個のフットスイッチにより安全機能を含む追加機能を呼び出すことができます。これにより外科医はQUBE proで制御される高精度の切断・吸引器具を快適かつ容易に使用することができます。ピエゾ技術により手術システム自体の圧力を正確に調整することができます。高速応答バルブは切削速度を向上させます。

軽く、静かで正確

白内障手術では濁った水晶体を超音波プローブを使って砕きます。Festoの比例バルブMPYE経由で制御される高精度の吸引洗浄装置が生じた水晶体の破片を吸い取ります。この手順では必要なレベルの輸液圧をFestoのピエゾバルブVEABで制御します。灌流して組織の残骸を除去した後、眼科医は新しい人工透明レンズエレメントを挿入します。硝子体手術と呼ばれる後眼部の手術でも高精度の圧力制御が行われています。

「安全は私たちの開発目標の最重要項目です。BYTEC社, マネージングディレクターであるディプロムエンジニアのPaul Willi Coenenは「使用されている全てのコンポーネントやシステムについて最終的にFDAなどの承認機関の認証を得るために、開発段階で技術的に可能な限りのことを行っています。」述べています。そのため各バルブ機能ごとに追加の冗長バルブも用意されています。

ほとんどの機能の技術的基盤となるのがソレノイドバルブとピエゾバルブで構成される完全な空気圧コントロールユニットです。このユニットは手術器具の駆動, 真空吸引, 送液の機能を担っています。ピエゾバルブの優れた特徴としては軽量, 静粛, 高精度, 発熱が少ない, 実質的に摩耗がないなどが挙げられます。

毎分7500カット

Coenenは「切断速度が速いほど、手術者が眼球後部でカッターを使って作業する際に、より良く、より細かく作業することができます。」言います。「そのため私たちはこのような高度な切断速度を可能にするバルブを探していました。」Festoの高速応答バルブMHA2は組織を除去するための切断ツールであるカッターを正確に使用できるようにするためQUBE proで毎分最大7500カットの切断速度を実現しています。

BYTEC社の眼科手術装置「QUBE pro」の開発者であるHarald Pauls:(ディプロムエンジニア)は「技術的な限界に挑戦することは新しいソリューションを見つけるためにパートナーシップを組んでいるからこそ可能です。」言います。これには医師、物理学者, 化学者など、様々な分野が関わっていると、彼は考えます。「しかし我々にとって非常に重要なのはQUBE proのような製品を段階的かつ意見を交わしながらシリーズ化するために、迅速な反応で我々と協力してくれるオートメーション技術のサプライヤです。」Pauls)

統合技術の展望

FestoとBYTEC社はQUBE pro用のコンパクトなバルブコントロールブロックを共同開発しました。いわゆる統合技術によりチャンネルブロックが作成され、保護された、チューブなしのチャンネルの形で全ての空気圧接続を収容することができるようになりました。また統合技術により様々な空洞やサイレンサを搭載することができました。そうでなければ、別の特別なコンポーネントが必要になっていたでしょう。その結果、空気圧コンポーネントごとに多数の個別チューブを使用する従来のソリューションと比較してコントロールブロックの設置スペースが50%減少しました。チャンネルブロックには全てのソレノイドコイルとセンサ信号を扱う共通の電気インタフェースがあります。

別の利点として事前に組み立てられ、接続テストされているおかげでコントロールブロックをQUBE pro手術器具にすばやく統合できます。コントロールブロックはコンパクトで簡単にアクセスでき、静かです。「プロジェクトパートナーであるFestoとの協力は大きな助けになりました。私たちが提起する問題に対して創造的な提案を素早く行い、私たちの共通の目標に向けて大きく貢献してくれました。」(BYTEC社のQUBE pro開発者であるPaulsは考えます。

BYTEC Medizintechnik GmbH

Hermann-Hollerith-Str. 11
52249 Eschweiler
Germany

www.bytecmed.com

活動分野:外科, 治療, 診断用医療機器のため医療技術分野で開発と製造を行う契約サービスプロバイダー

  1. Festoカスタママガジン"trends in automation", 2018年2号掲載
概要