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DE69804765T2 - Eindeutiger mehrfrequenz-phasendetektor für phacoemulsifikationsystem - Google Patents

Eindeutiger mehrfrequenz-phasendetektor für phacoemulsifikationsystem

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Publication number
DE69804765T2
DE69804765T2 DE69804765T DE69804765T DE69804765T2 DE 69804765 T2 DE69804765 T2 DE 69804765T2 DE 69804765 T DE69804765 T DE 69804765T DE 69804765 T DE69804765 T DE 69804765T DE 69804765 T2 DE69804765 T2 DE 69804765T2
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DE
Germany
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voltage
current
handpiece
signal
phase
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Application number
DE69804765T
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W. Staggs
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Johnson and Johnson Surgical Vision Inc
Original Assignee
Allergan Sales LLC
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Publication date
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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Einstellen eines piezoelektrischen Phacoemulgierungs-Handstücks und ist anwendbar auf ein Verfahren zum Bestimmen des Phasenwinkels zwischen einer an das piezoelektrischen Transducer angelegten Spannung und des durch den piezoelektrischen Transducer gezogenen Stroms, und einen Mehrfachfrequenzphasen- Eindeutigkeitserfasser für Phacoemulgierungssysteme.
  • EP-A-0 270 819 beschreibt ein Verfahren zum Bestimmen des Spannungs-Stromverhältnisses eines piezoelektrischen Phacoemulsifikationhandstücks, bei dem eine Spannung und ein Strom durch einen Phasendetektor abgetastet wird, der die jeweiligen Phasen des Stroms und der Spannung vergleicht. Phacoemulgierungssysteme umfassen typischerweise ein Handstück mit einer durch Ultraschall in Vibration versetzten Hohlnadel und eine elektronische Steuerung dafür.
  • Wie es im Stand der Technik bekannt ist, ist das Phacoemulgierungs-Handstück mit der Steuereinrichtung durch ein elektrisches Kabel verbunden, um den piezoelektrischen Transducer mit Energie zu versorgen und zu steuern, und mit einer Schlauchverbindung zum Bereitstellen einer Bewässerungsflüssigkeit für das Handstück und zum Abziehen von aspirierter Flüssigkeit von einem Auge durch das Handstück.
  • Die Hohlnadel des Handstücks wird typischerweise entlang ihrer longitudinalen Achse durch den piezoelektrischen Effekt in Kristallen, erzeugt durch eine daran angelegte Wechselspannung, angesteuert oder angeregt. Die Bewegung des angesteuerten Kristalls wird durch ein mechanisch resonantes System innerhalb des Handstücks verstärkt, so dass die · Bewegung der damit verbundenen Nadel direkt von der Frequenz abhängt, mit der der Kristall angesteuert wird, wobei eine Maximalbewegung bei einer Resonanzfrequenz auftritt.
  • Die Resonanzfrequenz hängt teilweise von der durch den Kristall in Vibration versetzten damit verbundenen Nadel ab. Für rein kapazitive Schaltungen gibt es einen 90-Grad- Phasenwinkel zwischen einer die an das Handstück angelegte Spannung repräsentierenden Sinuswelle und dem Strom in das Handstück. Dies wird dadurch ausgedrückt, dass der Winkel φ gleich -90 Grad entspricht. Bei einer rein induktiven Schaltung ist der Phasenwinkel φ gleich + 90 Grad, und natürlich für rein widerstandsbehaftete Schaltungen ist φ = Null.
  • Eine typische Frequenzbandbreite, die für ein Phacoemulgierungs-Handstück verwendet wird, liegt zwischen ungefähr 30 kHz und ungefähr 50 kHz. Ein Frequenzfenster existiert für jedes Phacoemulgierungs-Handstück, das durch die Handstückimpedanz und Phase charakterisiert werden kann. Dieses Frequenzfenster ist durch eine obere Frequenz und eine untere Abschneidefrequenz begrenzt. Das Zentrum dieses Fensters ist typischerweise als der Punkt definiert, an dem die elektrische Phase des Handstücks einen Maximalwert annimmt.
  • Bei Frequenzen außerhalb dieses Fensters ist die elektrische Phase des Handstücks gleich -90 Grad.
  • Eine Handstück-Energieübertragungseffizienz ergibt sich aus der Formel (V*I)(COSφ). Dies bedeutet, dass der effizienteste Handstückbetriebspunkt auftritt, wenn die Phase am nächsten bei φ Grad liegt.
  • Um die optimale Handstückenergieübertragungseffizienz aufrecht zu erhalten, ist es notwendig, die Frequenz zu steuern, um einen Phasenwert so nahe bei null Grad zu erzielen, wie es möglich ist.
  • Dieses Ziel wird durch die Tatsache verkompliziert, dass der Phasenwinkel des Ultraschallhandstücks ebenso von der Last des Transducers abhängt, die aufgrund des mechanisch resonanten Systems auftritt, das die Nadel enthält.
  • Das heißt, eim Kontakt der Nadel mit Gewebe und Flüssigkeiten innerhalb des Auges erzeugt eine Last auf den piezoelektrischen Kristallen mit einer gleichzeitig auftretenden Änderung des Betriebsphasenwinkels.
  • Demzufolge ist es wichtig, die Phasenwinkel zu allen Zeiten während eines Betriebs des Handstücks zu bestimmen und zu messen, um die Ansteuerschaltung einzustellen, einen optimalen Phasenwinkel zu erzielen, und um eine konstante Energieübertragung in das Gewebe durch das Phaco-Handstück ungeachtet Lasteffekten zu bewirken.
  • Somit ist es wichtig, eine automatische Einstellung des Handstücks während der Verwendung bei Phacoemulgierungsgewebe und Abziehen desgleichen von einem Auge bereitzustellen. Dieses Auto-Tunen wird durch Überwachen der elektrischen Signale des Handstücks und Einstellen der Frequenz erzielt, um eine maximale Konsistenz mit ausgewählten Parametern aufrecht zu erhalten.
  • In jedem Fall kann eine Steuerschaltung für ein · Phacoemulgierungs-Handstück eine Schaltung enthalten, um die Phasen zwischen der Spannung und dem Strom zu messen, typischerweise als Phasendetektor identifiziert. Es treten jedoch Probleme bei der Messung der Phasenverschiebung ohne Abhängigkeit von der Betriebsfrequenz des Phacoemulgierungs- Handstücks auf. Das heißt, da, wie oben erwähnt, die Phasenverschiebung von der Betriebsfrequenz des Handstücks und einer Luft- und Zeitverzögerung bei der Messung davon abhängt, ist eine komplexe Kalibrierungsschaltung erforderlich, um eine Kompensation bereitzustellen, um ein ansprechendes Einstellen des Handstücks bereitzustellen. Eine Phasenerfassung ist der Prozess eines Anwendens von zwei elektrischen periodischen Signalen ähnlicher Frequenz in einer elektrischen Schaltung, was eine Spannung proportional zur Zeit-(Phasen)-Differenz zwischen zwei Signalen erzeugt. Diese durch den Phasendetektor erzeugte Spannung wird dann normalerweise zeitgemittelt, entweder durch eine elektronische Schaltung oder durch einen A/D-Wandler abgetastet, und dann digital gemittelt.
  • Das gemittelte Signal kann durch einen konventionellen Spannungsmesser abgelesen werden, oder durch einen Mikroprozessor als Daten zur Verarbeitung verwendet werden. Die Mittlung hilft auch, ein elektrisches Rauschen zu entfernen.
  • Wie vorhergehend beschrieben, ist die Ausgabe eines Phasendetektors proportional zur Zeitdifferenz (eines Auftretens) von zwei Signalen. Per Definition bedeutet dies, dass, während die elektrische Ausgabe eines konventionellen Phasendetektors eine Funktion der Signalphase ist, diese auch direkt proportional zur Frequenz einer Anwendung ist. Das bedeutet, dass die Anwendungsfrequenz bekannt sein muss und kompensiert werden muss, wenn die·Phasendetektorausgabe abgelesen wird, um quantifizierte Phasenwerte abzuleiten. Während, wie oben erwähnt, eine Kalibrierungsschaltung eine Veränderung der Frequenz berücksichtigen kann, ist solch eine Schaltung normalerweise sehr komplex und kann die Verwendung eines Mikrosteuerers erfordern. Zusätzlich berücksichtigt keiner dieser Ansätze eine Drift einer Leistungseigenschaft über der Zeit, was für Phacoemulgierungs-Handstücke typisch ist.
  • Dieses Problem wurde im US-Patent Nr. 5,431,664 erkannt, was durch Verwenden der Admittanz des Transducers als den einstellbaren Parameter anstelle des Phasenwinkels eine Lösung bereitstellt. Die notwendige Schaltung ist jedoch natürlich kompliziert und demzufolge besteht ein weiteres Bedürfnis für ein Echtzeitbestimmen einer elektrischen Phase für ein piezaelektrisches Phacoemulgierungs-Handstücks, die konsistent über dem gesamten Handstückbetriebsbereich ist und die keine weitere Kalibrierungsschaltung für den Steuerer erfordert.
  • Gemäß einem Gesichtspunkt der Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt zum Bestimmen der Spannungs- Stromphasenbeziehung eines piezoelektrischen Phacoemulgierungs-Handstücks, wobei das Verfahren Schritte umfasst zum Bestimmen eines Wechselspannungssignals entsprechend der Betriebswechselspannung eines piezoelektrischen Handstücks, und Erlangen eines Wechselstromsignals entsprechend dem Betriebswechselstrom des piezoelektrischen Handstücks, wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch: Bestimmen eines Beginns eines momentanen Zyklus des Wechselstromsignals; nach einem Beginn des momentanen Zyklus, Erzeugen einer Spannung (V&sub1;) entsprechend einer Zeit, die dafür notwendig ist, dass das Wechselstromsignal einen Maximalwert erreicht; nach einem Beginn des momentanen Zyklus, Erzeugen einer Spannung (VV) entsprechend einer Zeit, die notwendig ist, dass das Wechselstromsignal einen Maximalwert erreicht; und Verwenden eines A/D-Wandlers, um ein digitales Ausgangssignal (SP) zu erzeugen, durch Vergleichen von (VV) mit (V&sub1;), und Bestimmen des Phasenverhältnisses zwischen der Spannung und dem Strom des piezoelektrischen Phacoemulgierungs-Handstücks, wobei das Phasensignal (SP) frequenzunabhängig ist.
  • Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Bestimmen des Spannungs- Stromphasenverhältnisses eines piezoelektrischen Phacoemulgierungs-Handstücks bereitgestellt, wobei die Vorrichtung eine Einrichtung zum Erlangen eines Wechselspannungssignals entsprechend der Betriebswechselspannung eines piezoelektrischen Handstücks umfasst, und eine Einrichtung zum Erlangen eines Wechselstromsignals entsprechend dem Betriebswechselstrom des piezoelektrischen Handstücks, wobei die Vorrichtung gekennzeichnet ist durch: eine Einrichtung zum Bestimmen eines Beginns eines momentanen Zyklus des Wechselstromsignals; eine Einrichtung zum Erzeugen einer Spannung (V&sub1;) entsprechend einer Zeit, die dafür notwendig ist, dass das Wechselstromsignal einen maximalen Wert nach einem Beginn des momentanen Zyklus erreicht; eine Einrichtung zum Erzeugen einer Spannung (VV) entsprechend einer Zeit, die dafür notwendig ist, dass das Wechselspannungssignal einen Maximalwert nach einem Beginn des momentanen Zyklus erreicht; und einen A/D-Wandler zum Vergleichen (VV) und (V&sub1;), um das Phasenverhältnis zwischen der Spannung und dem Strom des piezoelektrischen Phacoemulgierungs-Handstücks zu bestimmen, und zum Erzeugen eines dementsprechenden Phasensignals (SP), wobei das Phasensignal frequenzunabhängig ist.
  • Die Vorteile und die Merkmale der vorliegenden Erfindung sind mit der folgenden detaillierten Beschreibung besser zu verstehen, wenn sie in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen betrachtet werden:
  • Fig. 1 zeigt einen Ausdruck der 90-Grad-Phasenverschiebung zwischen der Sinuswellendarstellung der an das piezoelektrische Phacoemulgierungs-Handstück angelegten Spannung und einen sich in das Handstück hinein ergebenden Strom;
  • Fig. 2 zeigt einen Ausdruck des Phasenverhältnisses und der Impedanz eines typischen piezoelektrischen Phacoemulgierungs-Handstücks; und
  • Fig. 3 zeigt ein Blockdiagramm einer verbesserten Phasenerfassüngsschaltung, geeignet zum Durchführen eines Verfahrens in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.
  • Ein Verfahren zum Bestimmen des Spannungs-Strom- Phasenverhältnisses eines piezoelektrischen Phacoemulgierungs-Handstücks umfasst allgemein die Schritte zum Erlangen eines Wechselspannungssignals entsprechend der Betriebswechselspannung eines piezoelektrischen Handstücks zusammen mit einem Wechselstromsignal entsprechend dem Betriebsstrom des piezoelektrischen Handstücks.
  • Aus dem Wechselspannungssignal wird ein Beginn eines Spannungszyklus erhalten. Insbesondere kann der Beginn festgestellt werden, wenn sich die Wechselspannung erhöht, während ein Wert von null Volt durchlaufen wird.
  • Aus dem Wechselstromsignal wird ein Beginn eines Stromzyklus erhalten. Insbesondere kann der Beginn bestimmt werden, wenn sich der Wechselstrom erhöht, während ein Null-Stromwert durchlaufen wird.
  • Nach einem Beginn des momentanen Zyklus wird eine Spannung (V&sub1;) beschafft, die einer Zeit entspricht, die dafür notwendig ist, dass das Wechselstromsignal einen Maximalwert erreicht. Zusätzlich, nach einem Beginn des momentanen Zyklus, wird eine Spannung (VV) bereitgestellt, die einer Zeit entspricht, die notwendig ist, dass das Wechselspannungssignal einen Maximalwert erreicht.
  • Sobald die Signale entsprechend einer H.P.-Spannung und Handstückstrom erhalten wurden und in logische Pegel umgewandelt wurden, werden sie dann für eine Verarbeitung verwendet.
  • Ein Referenztakt wird genommen, der gleich der Handstücktaktfrequenz geteilt durch zwei ist. Dieses Signal wird in einen Integrator geführt, der die Periode eines Taktzyklus in eine Spannung umwandelt. Diese Spannung ist invers proportional zur Frequenz.
  • Das logische Spannungssignal und logische Stromsignal wird an eine Schaltung geliefert, die einen Impuls erzeugt, der proportional zur Phasendifferenz zwischen den zwei Signalen ist.
  • Die Bezeichnung der zwei vorhergehend beschriebenen Schaltungen ist V (Referenz) und V (Phase). V (Referenz) wird an die Spannungsreferenz eines A/D-Wandlers geliefert. Die resultierende Ausgabe des A/D-Wandlers ist ein digitaler Wert, der proportional zur tatsächlichen Handstückphase in Grad ist, was nicht von der Frequenz abhängt.
  • Der typische Bereich von für Phacoemulgierungs-Handstücke verwendeten Frequenzen ist zwischen ungefähr 30 kHz. Wenn die an das Handstück angelegte Frequenz signifikant höher oder geringer als eine Resonanz ist, reagiert es elektrisch als ein Kondensator. Die Darstellung dieses dynamischen Zustands ist in Fig. 1 gezeigt, in der eine Kurve 10 (durchgezogene Linie) eine Sinuswelle repräsentiert, entsprechend einem Handstückstrom, und eine Kurve 12 (gestrichelte Linie) repräsentiert eine Sinuswelle entsprechend der Handstückspannung.
  • Die Impedanz des typischen Phacoemulgierungs-Handstücks variiert mit einer Frequenz, d. h. es ist reaktiv. Die Abhängigkeit der typischen Handstückphase und Impedanz als eine Funktion von der Frequenz ist in Fig. 2 gezeigt, in der die Kurve 14 die Phasendifferenz zwischen Strom und Spannung der Handstückfunktionsfrequenz repräsentiert und Kurve 15 die Änderung einer Impedanz des Handstücks als eine Funktion der Frequenz zeigt. Die Impedanz zeigt einen Niedrigpunkt bei "Fr" und einen Hochpunkt "Fa" für einen typischen Frequenzbereich.
  • Automatisches Einstellen des Handstücks, wie oben kurz erwähnt, wird normalerweise erzielt, indem die elektrischen Signale des Handstücks überwacht werden und die Frequenz eingestellt wird, um eine Konsistenz zu ausgewählten Parametern aufrechtzuerhalten.
  • Um eine Last zu kompensieren, die an der Spitze des Phacoemulgierungs-Handstücks auftritt, kann die Ansteuerspannung des Handstücks erhöht werden, während die Last erfasst wird, und dann vermindert werden, wenn die Last entfernt wird. Dieser Phasendetektor ist ein typisches Teil des Steuerers in diesem Typ von System.
  • In solchen bekannten Phasendetektoren ist die typische Ausgabe eine Spannung proportional zur Differenz einer Ausrichtung der Spannung und der Stromwellenform, beispielsweise -90 Grad, wie in Fig. 1 gezeigt. Wie in Fig. 2 gezeigt, ist es wichtig, zu berücksichtigen, dass während der Verwendung des Handstücks die Wellenform hinsichtlich der Phase variiert und entsprechend die Ausgabewellenform sich auch verändert.
  • Bisher war es das Standardverfahren zum Messen einer elektrischen Phase, eine Phase abzulesen, die proportional zur Phase und auch zur Frequenz ist. Dieser Typ von Schaltung kann für eine Verwendung mit einer einzelnen Frequenz kalibriert werden, da ein Ändern der Frequenz bewirken würde, dass die Kalibrierungsdaten inkorrekt sind.
  • Dies ist auch bei Einzelfrequenzsystemen ersichtlich. Der korrigierte Phasenwert verschiebt sich aufgrund einer Veränderung der Schaltungsparameter.
  • Der andere typische Ansatz ist es, einen Mikroprozessor zu verwenden, um den Wert des Phasendetektorausgangs mit dem eines Frequenzdetektors zu vergleichen und um die wahre Phase zu berechnen. Dieser Ansatz ist ziemlich komplex und unterliegt einer Verschiebung der einzelnen Schaltungen wie auch Auflösungsbegrenzungen.
  • Ein Blockdiagramm 20, wie in Fig. 3 gezeigt, repräsentiert einen verbesserten Phasendetektor, geeignet zum Durchführen des Verfahrens in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung. Jeder der gezeigten Funktionsblöcke umfasst bekannte "State of the Art"-Schaltungen typischer Auslegung und Komponenten zum Erzeugen der durch jeden Block repräsentierten Funktion, wie im Folgenden beschrieben.
  • Der Spannungseingang 22 und Strom 24 von einem Phacoemulgierungs-Handstück (nicht gezeigt) wird in ein geeignetes Signal unter Verwendung eines Attenuators 26 an dem Spannungssignal zu dem Phacoemulgierungs-Handstück und einen Stromabgriffswiderstand 28 und einem Festwertverstärker für den Handstückstrom umgewandelt.
  • Danach wird ein Wechselspannungssignal 30 und Wechselstromsignal 32 zu Vergleichern 34, 36 geführt, die die analogen Darstellungen der Phacoemulsifikationsspannung und -strom in logische Taktsignalpegel umwandeln.
  • Die Ausgabe des Komparators 34 wird in eine integrierte D- Flip-Flop-Schaltung 50 geführt, konfiguriert als ein Frequenzteiler mit dem Faktor 2. Der Ausgang 52 der integrierten Schaltung 50 wird in einen Operationsverstärker geführt, der als ein Integrator 54 konfiguriert ist. Der Ausgang 56 des Integrators 54 ist eine Sägezahnwellenform, deren endgültige Amplitude invers proportional zur Handstückfrequenz ist. Ein Zeitvorgabegenerator 45 verwendet einen Takt, der synchron zum Spannungssignal ist, um eine A/D-Wandler-Zeitvorgabe zu erzeugen, und auch eine Zeitvorgabe, um die Integratoren am Ende jedes Zyklus zurückzusetzen.
  • Das Signal wird an die Spannungsreferenz eines A/D-Wandlers über Leitung 56 geführt.
  • Der Spannungsführungsflanken-zu-Stromendflankendetektor 40 verwendet eine integrierte D-Flip-Flop-Schaltung, um die führende Flanke des Handstückspannungssignals zu isolieren. Dieses Signal wird als das Initiierungssignal verwendet, um den Zeitvorgabevorgang zwischen der Handstückspannung und Handstückstrom zu starten.
  • Die Ausgabe 42 des Führungsdetektors 40 ist ein Impuls, der proportional zur Zeitdifferenz beim Auftreten der führenden Flanke der Handstückspannungswellenform und der abfallenden Flanke der Handstückstromwellenform ist.
  • Eine weitere Integratorschaltung 44 wird für das Handstückphasensignal 42 verwendet, abgenommen vom Detektor 401. Der Ausgang 46 der Integratorschaltung 44 ist eine Sägezahnwellenform, bei der die Spitzenamplitude proportional zur Zeitdifferenz des Beginns der führenden Flanke der Phacoemulsifikationsspannung und der abfallenden Flanke des Beginns der Handstückstromwellenform ist. Der Ausgang 46 der Integratorschaltung 44 wird in den analogen Eingang oder eine A/D-(analog zu Digitalwandler)-integrierte Schaltung 60 geführt.
  • Daher ist die positive Referenzeingabe 56 an den A/D-Wandler 60 eine Spannung, die invers proportional zur Betriebsfrequenz ist. Das Phasenspannungssignal 46 ist proportional zur Phasendifferenz zwischen der führenden Flanke des Spannungsbeginns und der abfallenden Flanke des Strombeginns, wie auch invers proportional zur Betriebsfrequenz. In dieser Konfiguration nachverfolgen die zwei Signale Frequenzspannungsreferenz 56 und Phasenspannung 46 einander über den Frequenzbereich, so dass der Ausgang des A/D-Wandlers 60 die Phase unabhängig von der Betriebsfrequenz erzeugt.
  • Der Vorteil einer Verwendung dieses Ansatzes ist es, dass der Systemsteuerer (nicht gezeigt) mit einem Realzeitdigitalphasensignal versorgt wird, dessen 0 bis 255 Zähler konsistent 0 bis 359 Grad der Phase repräsentieren.
  • Der signifikante Vorteil ist es, dass keine Art einer Kalibrierungs notwendig ist, da die Messungen konsistent sind, ungeachtet der verwendeten Frequenz.
  • Beispielsweise wird unter Verwendung von AMPs Betriebsfrequenzen von 38 kHz und 47 kHz und einem Integrator mit einer Anstiegszeit von 150 · 10³ V/2 und einem 8-Bit-A/D- Wandler mit 256 Zählern ein konstantes Verhältnis aufrechterhalten, und eine Veränderung der Frequenz beeinflusst nicht die Ergebnisse. Dies ist in den folgenden Beispielen gezeigt.
    • BEISPIEL 1 - 38 kHz BETRIEB
  • Periode von einem Taktzyklus = 1/F @ 38 kHz = 26,32 · 10&supmin;&sup6;S
  • Anteil von einer Periode für I = 90 Grad = 26,32 · 10&supmin;&sup6;S/4 = 6,59 · 10&supmin;&sup6;S
  • Integratorausgabe für einen Referenzzyklus = (150 · 10³ V/S) · (26,32 · 10&supmin;&sup6;S) = 3, 95 Volt
  • Integratorausgabe von 90-Grad-Zyklusdauer = (150 · 10³ V/S) · (6,59 · 10&supmin;&sup6;S) = 0,988 Volt
  • Resultierender numerischer Zähler vom A/D-Wandler 3,95 Volt/256 Zähler = 0,0154 Volt pro Zähler
  • Tatsächliche Anzahl von A/D-Zählern für 90 Grad bei 38 kHz.
    • BEISPIEL 2 - 47 kHz BETRIEB
  • Periode von 1 Taktzyklus = 1/F @ 47 kHz = 21,28 · 10&supmin;&sup6;S
  • Anteil von einer Periode für I = 90 Grad = 21,28 · 10&supmin;&sup6;S/4 = 5,32 · 10&supmin;&sup6;S
  • Integratorausgabe für einen Referenzzyklus = (150 · 10³V/S) · (21,28 · 10&supmin;&sup6;S) = 3,19 Volt
  • Integratorausgabe von 90-Grad-Zyklusdauer = (150 · 10³V/S) · (5,32 · 10&supmin;&sup6;S) = 0,798 Volt
  • Resultierender numerischer Zähler vom A/D-Wandler = 3,19 Volt/256 Zähler = 0,0124 Volt pro Zähler
  • Tatsächliche Anzahl von A/D-Zählern für 90 Grad bei 47 kHz 0,798/0,0124 = 64 Zähler
  • Obwohl im Obigen ein Verfahren zum Bestimmen des Strom- Spannungs-Phasenverhältnisses eines piezoelektrischen Phacoemulgierungs-Handstücks in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung beschrieben würde, zum Zwecke einer Veranschaulichung der Art und Weise, auf die die Erfindung vorteilhaft angewendet werden kann, versteht es sich, dass die Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Demzufolge sollen beliebige und alle Abwandlungen, Veränderungen oder äquivalente Anordnungen, die dem Fachmann offensichtlich werden, als innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung, wie sie in den angefügten Ansprüchen definiert ist, enthalten, betrachtet werden.

Claims (6)

1. Verfahren zum Ermitteln des Spannung/Strom- Phasenverhältnisses eines piezoelektrischen Phacoemulgierungs-Handstücks, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Erhalten eines Wechselstrom- Spannungssignals korrespodierend zu der Betriebswechselstrom-Spannung eines piezoelektrischen Handstücks und Erhalten eines Wechselstrom-Stromsignals korrespondierend zu dem Betriebswechselstrom-Strom des piezoelektrischen Handstücks,
gekennzeichnet durch
Ermitteln des Beginns eines Stromzyklus, Erzeugen einer Spannung (V&sub1;) korrespondierend zu einer Zeit erforderlich für das Wechselstrom-Stromsignal, um einen Maximalwert zu erreichen;
nach dem Beginn des Stromzyklus, Erzeugen einer Spannung (VV) korrespondierend zu einer Zeit erforderlich für das Wechelstrom-Spannungssignal, um einen Maximalwert zu erreichen; und
Verwenden eines A/D-Konverters, um ein digitales Ausgangssignal (SP) zu erzeugen durch Vergleichen von (VV) mit (V&sub1;) und Ermitteln des Phasenverhältnisses zwischen der Spannung und dem Strom des
piezoelektrischen Phacoemulgierungs-Handstücks, wobei das Phasensignal (SP) frequenzunabhängig ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt des Ermittelns des Stromzyklusbeginns das Ermitteln, wann der Wechselstrom-Strom ansteigt, während er einen Nullstromwert kreuzt, umfasst.
3. Verfahren nach Anspruch 2, ferner mit dem Schritt des Erzeugens eines Strombeginnsignals und Zuführen desselben in den A/D-Konverter.
4. Verfahren nach Anspruch 3, ferner mit dem Schritt des Bereitstellens einer Integration zum Erzeugen der (VV) und (V&sub1;) Spannung und Zuführen derselben in den A/D- Konverter.
5. Verfahren nach Anspruch 4, ferner mit dem Schritt des Dividierens des Wechselstrom-Spannungssignals durch zwei, um ein dividiertes Spannungssignal zu erzeugen und zuführen desselben zusammen mit dem Wechselstrom- Spannungssignal in den Integrierer.
6. Vorrichtung zum Ermitteln des Spannung/Strom- Phasenverhältnisses eines piezoelektrischen Phacoemulgierungs-Handstücks, wobei die Vorrichtung umfasst Mittel (26) zum Erhalten eines Wechselstrom- Spannungssignals korrespondierend zu der Betriebswechselstrom-Spannung eines piezoelektrischen Handstücks und Mittel (28) zum Erhalten eines Wechselstrom-Stromsignals korrespondierend zu dem Betriebswechselstrom-Strom des piezoelektrischen Handstücks,
gekennzeichnet durch
Mittel zum Ermittelndes Beginns eines Stromzyklus von dem Wechselstrom-Stromsignal;
Mittel (44) zum Erzeugen einer Spannung (V&sub1;) korrespondierend zu einer Zeit erforderlich für das Wechselstrom-Stromsignal, um einen Maximalwert nach dem Beginn des Stromzyklus zu erreichen;
Mittel (54) zum Erzeugen einer Spannung (VV) korrespondierend zu einer Zeit erforderlich für das Wechselstrom-Spannungssignal, um einen Maximalwert nach Beginn des Stromzyklus zu erreichen; und
einen A/D-Konverter (60) zum Vergleichen von (VV) und (V&sub1;), um das Phasenverhältnis zwischen der Spannung und dem Strom des piezoelektrischen Phacoemulgierungs- Handstücks zu ermitteln und zum Erzeugen eines Phasensignals (SP) korrespondierend dazu, wobei das Phasensignal frequenzunabhängig ist.
DE69804765T 1997-01-22 1998-01-21 Eindeutiger mehrfrequenz-phasendetektor für phacoemulsifikationsystem Expired - Lifetime DE69804765T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/787,229 US5852794A (en) 1997-01-22 1997-01-22 Multiple frequency unambiguous phase detector for phacoemulsification system
PCT/US1998/001004 WO1998031476A1 (en) 1997-01-22 1998-01-21 Unambiguous multiple-frequency phase detector for phacoemulsification system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69804765D1 DE69804765D1 (de) 2002-05-16
DE69804765T2 true DE69804765T2 (de) 2003-02-20

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