FR3122483A3 - Dispositif d'éclairage opératoire - Google Patents

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Abstract

La présente divulgation concerne un dispositif d'éclairage opératoire pour générer une tache d’éclairage sur un site d'opération pour l’utilisation en combinaison avec un dispositif d'imagerie de fluorescence. Le dispositif d'éclairage (1) comprend une structure de support (2), une sous-face (7) pouvant être couplée à la structure de support (2) pour sceller la face inférieure du dispositif toute en laissant passer la lumière et une pluralité de sources de lumière (10) émettant une lumière blanche et disposées entre la structure de support (2) et la sous-face (7). Le dispositif comprend en outre une pluralité de filtres NIR (proche infrarouge) (18), chaque filtre NIR étant associé à une source de lumière (10) et étant configuré pour sensiblement prévenir la transmission de longueurs d’onde comprises dans une bande de longueur d’onde de 680 nm à 900 nm tout en minimisant le changement de la température de couleur de la tache d’éclairage de telle sorte que le dispositif d'éclairage ayant un éclairage central maximum (Ec) de 160 Klux ait un éclairement énergétique dans la bande de longueur d'onde 700 nm à 750 nm d'au plus 1000 mW/m2. Figure 4

Description

Dispositif d'éclairage opératoire
La présente divulgation concerne un dispositif d'éclairage opératoire destiné à être utilisé avec un système d’imagerie médicale de fluorescence.
L'imagerie médicale de fluorescence est une technique utilisée lors des interventions chirurgicales pour aider un chirurgien à localiser un organe ou un tissu cible chez un patient. La technique consiste à illuminer une zone d'intérêt avec une longueur d'onde d'excitation destinée à provoquer la fluorescence de certaines molécules. Généralement, la lumière émise par les molécules a une longueur d'onde légèrement supérieure à celle de la lumière d'excitation. Les molécules peuvent être préalablement injectées au patient comme marqueur fluorescent. On peut aussi faire en sorte que les molécules endogènes, c'est-à-dire les molécules naturellement présentes dans l'organisme, deviennent fluorescentes en fonction de l'état métabolique des tissus avec une lumière d'excitation d'une longueur d'onde appropriée. Cette dernière technique est appelée auto-fluorescence.
Aujourd'hui, l'imagerie médicale de fluorescence est très répandue et un certain nombre d’appareils sont disponibles sur le marché. En général, ces appareils fonctionnent dans la gamme de longueurs d'onde du proche infrarouge, c'est-à-dire la lumière d'excitation et la lumière détectée se situent toutes deux dans la gamme de longueurs d'onde de 700 nm à 900 nm. L'intensité de la fluorescence est relativement faible. Il est donc important de minimiser la lumière parasite dans les longueurs d'onde détectées.
Les salles d'opération sont généralement équipées d'un éclairage chirurgical conforme aux normes reconnues définissant les caractéristiques de la lumière émise. Par exemple, la norme NF EN 60601-2-41 exige notamment que les éclairages chirurgicaux émettent une lumière blanche ayant une température de couleur (Tk) comprise entre 3000K et 6700K et un indice de rendu des couleurs (IRC) général (ou Ra) supérieur ou égal à 85. En outre, il convient d’avoir un R9 convenable. La température de couleur et l'IRC de la lumière émise sont importants pour permettre au chirurgien de voir correctement les nuances de couleur tout en réduisant la fatigue oculaire. En partie à cause de ces contraintes, la plupart des sources de lumière utilisées dans l'éclairage chirurgical émettent de la lumière en partie dans l’intervalle de longueur d'onde détecté par les appareils d'imagerie médicale fluorescente. Pour cette raison, il est courant d'éteindre l'éclairage chirurgical lors de l'utilisation d'un appareil d'imagerie médicale à fluorescence afin de ne pas perturber la détection du signal de fluorescence ou de le manipuler afin qu’il n’éclaire plus la zone d’intérêt.
Le FR 2989876 décrit un système d'imagerie médicale de fluorescence pour les salles d'opération dans lequel un éclairage opératoire et le détecteur d'imagerie sont tous deux équipés de filtres afin que de l’éclairage opératoire puisse rester allumée et dirigée vers la zone d’intérêt pendant le fonctionnement de l'imagerie fluorescente sans interférer avec la détection de la fluorescence. Le filtre pour l'éclairage chirurgical est fixé à l'extérieur de la lampe et couvre toute sa surface, soit environ 0,5 m2. Les auteurs ont reconnu qu'un filtre de cette taille serait d'un coût prohibitif pour être fabriqué avec la précision requise. Par conséquent, le filtre n'exclut pas toute la lumière dans le domaine de l’image de fluorescence. Pour cette raison, il a été nécessaire de jumeler ce filtre avec un filtre supplémentaire sur le détecteur d'imagerie de fluorescence pour éviter les interférences. Un tel agencement n'est donc possible qu'avec un détecteur adapté. De plus, le filtre du détecteur atténue inévitablement le signal détectable. En outre, la fixation d'un tel filtre sur un éclairage chirurgical n'est pas sans complications, car les éclairages chirurgicaux doivent avoir une surface qui peut être nettoyée efficacement et facilement.
Sommaire
La présente divulgation a pour but d'atténuer les problèmes liés aux techniques antérieures et, plus précisément, de proposer un dispositif d'éclairage opératoire qui peut rester opérationnel pour fournir une lumière blanche visible lorsqu’un appareil d'imagerie médicale de fluorescence est utilisé sans perturber le signal de la fluorescence détecté. La présente divulgation a également pour objet de proposer un dispositif d'éclairage opératoire qui puisse être opérationnel pendant l'imagerie médicale de fluorescence, quel que soit l'appareil d'imagerie utilisé.
Ceci et d'autres objectifs sont réalisés dans un dispositif d'éclairage opératoire pour générer une tache d’éclairage sur un site opératoire pour l’utilisation en combinaison avec un dispositif d'imagerie de fluorescence, dans lequel le dispositif d'éclairage comprend une structure de support, une sous-face pouvant être couplée à la structure de support pour sceller la face inférieure du dispositif tout en laissant passer la lumière et une pluralité de sources de lumière disposées entre la structure de support et la sous-face étant capables d'émettre une lumière blanche, le dispositif comprenant en outre une pluralité de filtres NIR, chaque filtre NIR étant associé à une source de lumière et étant configuré pour sensiblement prévenir la transmission de longueurs d’onde comprises dans une bande de longueur d’onde d’environ 680 nm à 900 nm tout en minimisant le changement de la température de couleur de la tache d’éclairage de telle sorte que le dispositif d'éclairage ayant un éclairage central maximum (Ec) de 160 Klux ait un éclairement énergétique dans la bande de longueur d'onde 700 nm à 750 nm d'au plus 1000 mW/m2et de préférence d’au plus 800mW/m2. La mise en place d'une pluralité de filtres NIR, c'est-à-dire des filtres qui suppriment la transmission des longueurs d'onde dans l'infrarouge proche, chacun étant associé à une source de lumière, permet de maintenir la taille du filtre à un niveau réduit et donc d'améliorer la précision du filtre pour bloquer efficacement toute lumière parasite dans le domaine du proche infrarouge à un coût qui demeure raisonnable. En particulier, en limitant l'éclairement énergétique du dispositif à 1000 mW/m2au maximum dans la bande de longueur d'onde de 700 nm à 750 nm, on s'assure que le dispositif d’éclairage opératoire peut rester allumée sans dégrader la détection de la fluorescence même de faible niveau. En conséquence, le dispositif peut être utilisé avec des appareils d'imagerie de fluorescence disponibles dans le commerce sans qu'il soit nécessaire de procéder à des modifications supplémentaires. Le fait d'enfermer les filtres dans le dispositif d'éclairage scellé facilite en outre le nettoyage du dispositif.
Dans certaines variantes, le dispositif d'éclairage ayant un éclairage central maximum (Ec) de 160 KLux a un éclairement énergétique dans la bande de longueur d'onde 750 nm à 850 nm d'au plus 100 mW/m2et plus particulièrement d'au plus 50 mW/m2.
De préférence, le dispositif comprend une pluralité d'éléments optiques configurés pour collecter, focaliser et/ou concentrer la lumière provenant desdites sources de lumière, dans lequel la pluralité de filtres NIR sont disposés dans au moins une des positions suivantes : entre les sources de lumière et les éléments optiques, sur une surface des éléments optiques orientée vers la source de lumière, sur une surface des éléments optiques orientée à l'opposé de la source de lumière, entre l'élément optique et la sous-face et sur une surface de la sous-face. Les filtres peuvent ainsi être installés dans n'importe quel dispositif d'éclairage opératoire, quelle que soit la structure.
Dans un mode de réalisation avantageux, les filtres NIR sont compris dans la sous-face ou dans les éléments optiques. Ceci peut être réalisé en appliquant une ou plusieurs couches minces sur l'élément sous-jacent, par un traitement de surface de cet élément ou en liant à l'élément sous-jacent un composant optique séparé ayant les propriétés d'absorption requises dans la gamme des longueurs d'onde du proche infrarouge.
Conformément à un mode de réalisation préféré, chacun de ladite pluralité de filtres NIR est configuré de façon mobile entre une position active, dans laquelle il est situé devant une source de lumière pour filtrer la lumière émise par ladite source de lumière, et une position inactive, dans laquelle il n'est pas situé devant la source de lumière et ne pas capable de filtrer la lumière provenant de ladite source de lumière, le dispositif comprenant en outre une unité de contrôle configurée pour contrôler le mouvement de la pluralité de filtres NIR entre les positions active et inactive. Comme tout filtrage de la lumière entraînera une certaine modification de la température de couleur de la tache d’éclairage, le déploiement contrôlé des filtres de cette manière permet au chirurgien de sélectionner l'éclairage optimal en fonction de ses besoins.
Selon un mode de réalisation avantageux, l'unité de contrôle est configurée pour communiquer avec un panneau de commande, l’unité de contrôle étant configurée pour contrôler le mouvement des filtres NIR entre la position active et la position inactive en fonction d’un signal provenant du panneau de commande. Le panneau de commande peut être monté sur le dispositif d’éclairage, par exemple, fixé sur l'extérieur de la structure de support, c’est-à-dire sur le boîtier du dispositif. Alternativement, l’unité de contrôle peut être configurée pour communiquer avec ou sans fil avec le panneau de commande pour permettre le contrôle à distance des positions des filtres.
Dans une disposition particulièrement privilégiée, le dispositif d'éclairage opératoire comprend des moyens pour recevoir des signaux d'un dispositif d'imagerie de fluorescence, l'unité de contrôle étant configurée pour contrôler le mouvement des filtres NIR entre la position active et la position inactive en fonction d'un signal reçu du dispositif d'imagerie de fluorescence. Par exemple, les filtres NIR pourraient être automatiquement mis en position active lorsque le dispositif d'imagerie de fluorescence est activé pour l'imagerie de fluorescence. Par exemple, les filtres NIR pourraient être automatiquement mis en position inactive lorsque l'appareil ou les fonctions d'imagerie par fluorescence sont désactivés. Le contrôle automatique des positions des filtres à l'aide d'un signal provenant d'un appareil d'imagerie de fluorescence facilite considérablement l'activation des filtres tout en assurant d'un éclairage optimal en fonction du caractère opérationnel ou non de l’imagerie de fluorescence
Dans une disposition particulièrement avantageuse, une pluralité de filtres a NIR sont disposés sur un disque rotatif, dans lequel la rotation dudit disque est commandée par ladite unité de commande. Par exemple, une pluralité de filtres NIR pourraient être placés sur un disque rotatif avec d'autres éléments optiques ou des espaces vides en alternance avec les filtres NIR. Dans certains cas, la position active correspond à l'alignement des filtres NIR sur le disque rotatif avec une pluralité de sources de lumière, et la position inactive correspond à l'alignement d'autres éléments optiques ou d'espaces vides sur le disque optique avec les sources de lumière. De cette manière, plusieurs filtres peuvent être activés ou désactivés en un seul mouvement.
De préférence, le disque rotatif est tourné automatiquement pour amener le dispositif d'éclairage dans la configuration active en fonction d'un signal indiquant que l'équipement d'imagerie de fluorescence a été activé.
Dans des modes d'incarnation privilégiés, chaque filtre NIR a une transmittance d’au plus ≤ 0,5 %, préférablement 0,1 %, et plus préférablement 0,01 % dans la bande de longueurs d’onde sensiblement bloquées, et une transmittance de ≥ 85 % de 400 nm jusqu’au longueurs d’onde sensiblement bloquées.
Dans une réalisation particulièrement avantageuse, quand les filtres NIR sont devant les sources de lumière respectives, le dispositif d'éclairage fournit un éclairage central (Ec) d'au moins 40 000 lux au centre d'une tache lumineuse à un mètre de la face sortie de l’éclairage opératoire, tout en fournissant également une transmittance d’au plus ≤ 0,5 %, préférablement d’au plus 0,1 %, et plus préférablement d’au plus 0,01 % dans une bande de longueur d’onde d’au moins 50 nm entre les longueurs d'onde de 680 nm et 900 nm.
De préférence, les sources de lumière du dispositif d'éclairage chirurgical comprennent au moins une LED.
La présente divulgation sera mieux comprise et d’autres avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée d’un mode de réalisation pris à titre d’exemple nullement limitatif et illustré par les dessins annexes dans lesquels :
illustre un dispositif d'éclairage conforme à la présente divulgation ;
est un diagramme montrant le spectre d'émission d'une LED blanche ;
illustre schématiquement l'emplacement possible des filtres dans le dispositif d'éclairage opératoire de la ;
montre une vue en coupe partielle du dispositif d'éclairage à travers le plan A-A de la ;
illustre schématiquement un disque filtrant selon un mode de réalisation ;
est un schéma fonctionnel illustrant le contrôle du dispositif d'éclairage ;
montre schématiquement une courbe de transmission d'un filtre NIR du dispositif d'éclairage des et 2 selon un mode de réalisation préférentiel ; et
montre schématiquement l’éclairage énergétique d’un dispositif d’éclairage opératoire avec filtres NIR et d’un dispositif d’éclairage opératoire sans filtre.

Claims (16)

  1. Dispositif d'éclairage opératoire (1) pour générer une tache d’éclairage sur un site d'opération pour l’utilisation en combinaison avec un dispositif d'imagerie de fluorescence, ledit dispositif d'éclairage (1) comprenant une structure de support (2), une sous-face (7) pouvant être couplée à la structure de support (2) pour sceller la face inférieure du dispositif tout en laissant passer la lumière et une pluralité de sources de lumière (10) émettant une lumière blanche et disposées entre ladite structure de support (2) et la sous-face (7), le dispositif comprenant en outre une pluralité de filtres NIR (18), chaque filtre NIR étant associé à une source de lumière (10) et étant configuré pour sensiblement prévenir la transmission de longueurs d’onde comprises dans une bande de longueur d’onde 680 nm à 900 nm tout en minimisant la changement de la température de couleur de la tache d’éclairage de telle sorte que le dispositif d'éclairage ayant un éclairage central maximum (Ec) de 160 Klux ait un éclairement énergétique dans la bande de longueur d'onde 700 nm à 750 nm d'au plus 1000 mW/m2.
  2. Dispositif d'éclairage opératoire selon la revendication 1, dans lequel le dispositif d'éclairage a un éclairement énergétique dans la bande de longueur d'onde 750 nm à 850 nm d'au plus 100 mW/m2, et de préférence d'au plus 50 mW/m2.
  3. Dispositif d’éclairage opératoire selon la revendication 1 ou 2, comprenant en outre une pluralité d'éléments optiques (14) configurés pour collecter, focaliser et/ou concentrer la lumière provenant desdites sources de lumière (10), et dans lequel la pluralité de filtres NIR (18) sont disposés dans au moins une des positions suivantes: entre les sources de lumière et les éléments optiques (14), sur une surface des éléments optiques (14) orientée vers la source de lumière (10), sur une surface de l'optique orientée à l'opposé de la source de lumière (10), entre l'élément optique et la sous-face (7) et sur une surface de la sous-face (7).
  4. Dispositif d'éclairage opératoire selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel les filtres (18) sont compris dans ladite sous-face (7).
  5. Dispositif d'éclairage opératoire selon la revendication 3, dans lequel les filtres (18) sont compris dans les éléments optiques (14).
  6. Dispositif d'éclairage opératoire selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel chacun des filtres NIR (18) est agencé de façon mobile entre une position active, dans laquelle il est situé devant une source de lumière (10) pour filtrer la lumière émise par ladite source de lumière (10), et une position inactive dans laquelle il n'est pas capable de filtrer la lumière provenant de la source de lumière (10), le dispositif comprenant en outre une unité de contrôle (24) configurée pour contrôler le mouvement de la pluralité de filtres NIR (18) entre les positions active et inactive.
  7. Dispositif d'éclairage opératoire selon la revendication 6, dans lequel l’unité de contrôle (24) est configurée pour communiquer avec un panneau de commande (5), l’unité de contrôle (24) étant configurée pour contrôler le mouvement des filtres NIR (18) entre la position active et la position inactive en fonction d’un signal provenant du panneau de commande.
  8. Dispositif d’éclairage opératoire selon la revendication 7, dans lequel le panneau de commande (5) est monté sur le dispositif d’éclairage.
  9. Dispositif d’éclairage opératoire selon la revendication 7, dans lequel l'unité de contrôle est configurée pour communiquer sans fil avec le panneau de commande (5).
  10. Dispositif d'éclairage opératoire selon l’une quelconque des revendications 6 à 9, comprenant en outre des moyens de réception (26 ; 28) des signaux provenant d'un dispositif d'imagerie de fluorescence, l’unité de contrôle (24) étant configurée pour contrôler le mouvement des filtres NIR (18) entre la position active et la position inactive en fonction d’un signal provenant du dispositif d'imagerie de fluorescence.
  11. Dispositif d'éclairage opératoire selon l'une quelconque des revendications 6 à 10, dans lequel une pluralité des filtres NIR (18) sont disposées sur un disque rotatif (16), et dans lequel la rotation du disque (16) est commandée par ladite unité de contrôle (24).
  12. Dispositif d'éclairage opératoire selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel une pluralité de filtres NIR (18) sont disposés sur un disque rotatif (16) selon un motif alternant avec une pluralité d'espaces ouverts ou une pluralité d'éléments optiques autres que des filtres NIR; dans lequel la rotation du disque rotatif change le dispositif d'éclairage entre une configuration active, dans laquelle la pluralité de filtres NIR sont situés devant des sources de lumière respectives (10) pour filtrer la lumière émise par ladite source de lumière (10) pendant une procédure d'imagerie de fluorescence, et une configuration inactive dans laquelle la lumière provenant de ladite source de lumière (10) ne passe pas à travers un filtre NIR.
  13. Dispositif d'éclairage opératoire selon la revendication 12, dans lequel le disque rotatif est tourné automatiquement pour amener le dispositif d'éclairage dans la configuration active en fonction d'un signal indiquant que le dispositif d'imagerie de fluorescence a été activé.
  14. Dispositif d'éclairage opératoire selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les sources de lumière (10) comprennent au moins une LED.
  15. Dispositif d'éclairage opératoire selon l’une des revendications précédentes, dans lequel chaque filtre NIR a une transmittance d’au plus ≤ 0,5 %, préférablement 0,1 %, et plus préférablement 0,01 % dans la bande de longueurs d’onde sensiblement bloquées, et une transmittance de ≥ 85 % de 400 nm jusqu’au longueurs d’onde sensiblement bloquées.
  16. Dispositif d'éclairage opératoire selon l'une quelconque des revendications précédentes dans laquelle, avec la pluralité de filtres NIR (18) devant les sources de lumière respectives (10), le dispositif d'éclairage fournit un éclairage central (Ec) d'au moins 40 000 lux au centre d'une tache lumineuse à un mètre de la face sortie de l’éclairage opératoire, tout en fournissant également une transmittance d’au plus ≤ 0,5 %, préférablement d’au plus 0,1 %, et plus préférablement d’au plus 0,01 % dans une bande de longueur d’onde d’au moins 50 nm entre les longueurs d'onde de 680 nm et 900 nm.
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