CN110913750A - 用于照亮眼内空间的装置 - Google Patents

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CN110913750A CN201880042690.3A CN201880042690A CN110913750A CN 110913750 A CN110913750 A CN 110913750A CN 201880042690 A CN201880042690 A CN 201880042690A CN 110913750 A CN110913750 A CN 110913750A
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C·林根费尔德
M·赫斯林
P·凯尔布尔
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    • A61B2090/309Devices for illuminating a surgical field, the devices having an interrelation with other surgical devices or with a surgical procedure using white LEDs

Abstract

描述了一种用于有针对性地照亮人眼或动物眼中的眼内空间的装置,所述装置包括:a)具有近端和远端的基座(2),b)具有近端和远端的轴(3),c)具有近端和远端的探头(4),d)包括至少一个LED的光源(5),以及e)连接到光源(5)的电源(6),其中,所述轴在其远端可连接到基座的近端,所述探头在其近端可连接到基座的远端,并且其中,光源(5)被定位在探头(4)的远端处。

Description

用于照亮眼内空间的装置
技术领域
本发明涉及一种如权利要求1的前序部分所述的用于照亮眼睛的装置。
背景技术
用于照亮眼睛的眼内照明器是已知的,但是具有缺点。因此,例如,US 2004/0004846 A1公开了一种装置,该装置包括作为壳体内的光源的LED,该光源将光馈送到光纤中,该光纤随后照亮眼睛。这样的装置的缺点在于,这样的装置仅非常低效地将光从光源传送到要照明的位置,因此,仅约1%的原始光输出到达设想的位置。
即使需要良好的眼睛或眼底照明,也必须注意不要造成光毒性损害。良好的照明取决于色温、发射特性和发射器在眼睛中的亮度。这些因素产生了到达眼底特定区域的功率。明亮的高能量光具有高功率,并且可能会损坏视网膜、感光器和视神经。尽管由于眼睛周围的环境为红光和蓝光有助于改善对对比度的感知,蓝光对于手术是优选的,然而蓝光是能量较高的光,因此更可能导致损伤。换句话说,因此期望对操作区域的非常良好的照明;然而,考虑到引入的辐射其可代表组织上的负荷)的类型(以及考虑到对眼睛的介入程度,同时对眼睛的照明应尽可能少。特别是在光源离视网膜太近和/或照明持续时间太长的情况下,会发生高辐射暴露。DIN标准ISO/DIS 15004-2公开了在眼睛上和眼睛中进行治疗的要求。因此重要的是,在所有情况下不仅限定光源,而且限定其距视网膜的距离,因为所述光源越靠近视网膜,在视网膜的限定区域上的光源的辐射通量变得越高。这对应于距离平方定律,并且换句话说,表示入射在区域A上的功率随着距离的减小而平方增加。
距离平方定律:
Figure BDA0002335936540000011
E 辐照度 Wcm-2
s 工作距离 mm
通常,在眼科手术中,尤其是在平面玻璃体切除术中,使用眼内照明器来照亮眼内空间。现有技术的眼内照明器的缺点应被认为是,尤其是照度太低,或眼睛的辐射暴露高,所述辐射暴露高是因为其难以控制。
发明内容
因此,本发明的一个目的是提供一种用于为眼科手术(例如用于平面玻璃体切除术)提供照明的装置,所述装置能够以有针对性和最佳的方式照明手术部位并尽最大可能保护眼睛的敏感区域,尤其是视网膜。此外,本发明的一个目的为提供一种装置,该装置是可灵活调节的,其允许例如光的颜色、强度、方向和发射角的适配,并且有助于在不同波长下的照明或在波长组合下的照明。此外,本发明的一个目的是提供一种装置,其中光源的发射辐射处于法律或准则规定的限制范围内。本发明的另一个目的是提供一种紧凑并且还可以在困难的外部环境下用于眼睛的分析的装置。
这些目的通过如权利要求1所述的装置来实现。特别地,提供了一种用于人眼或动物眼中的眼内空间的目标照明的装置,所述装置可非常灵活地采用并且能够以简单的方式使用。该装置可以根据需要进行适配。此外,根据本发明的装置不仅提供可以根据相应的用途和针对相应的需求进行调节的优点,而且还提供使用者还能够在使用期间进行适配的优点。特别地,根据本发明的装置可以使诸如被照射区域的辐射强度和颜色的参数适配于相应的用途。此外,在使用期间,辐射/光的各种参数也可以根据需要改变。该装置包括基座,该基座在其近端具有轴并且在其远端具有探头。探头配备有光源,该光源继而连接到电源。光源包括至少一个LED,但是也可以包括多个LED,以便例如设置期望的颜色值。对于本发明而言重要的是,光源被定位在探头的远端处。
在从属权利要求中找到其他有利的实施例。
附图说明
图1示出了根据本发明的装置的实施例的示意图,该装置用于有针对性地照亮人眼或动物眼中的眼内空间。
图2示出了根据本发明的装置的另一实施例的示意图,该装置用于有针对性地照亮人眼或动物眼中的眼内空间。
图3示出了根据本发明的眼科照明器的另一实施例的示意图。
图4示出了根据本发明的眼科照明器的远侧区域的示意图。
图5示出了适用于根据本发明的装置的LED的示意图。
图6A绘制了根据本发明的LED在10mA处的辐照度,该辐照度为离检测区域0mm距离处的发射光波长的函数。
图6B示出了具有评估函数A(λ)的辐照度EA-R,最大曝光时间tmax(EA-R),具有评估函数R(λ)的辐照度EVIS-R和不具有评估函数的辐照度(E300-850)。
图7示出了使用根据本发明的眼科照明器在猪眼上的照明测试的图像。
附图标记列表
1 装置
2 基座
3 轴
4 探头
5 光源
6 电源
21 垫片
22 基座的远端
23 基座的近端
24 通道
30 支架
61 管线
62 限流器
70 LED笔
72 LED笔座
73 LED笔轴
74 LED笔探头
75 LED笔光源
76 LED笔开关
80 套管针
81 套管针握持部件
82 套管针套管
定义
在本说明书中使用的术语“眼内空间”表示眼睛的整个内部,特别是在巩膜后面,并且包括眼底。
如本文所用,术语“基座”涉及适于在一侧上容纳探头并且在另一侧上容纳轴的支架。
如本文所用,术语“可连接”是指两个部件可连接或彼此连接。任何类型的连接都适用,包括永久和临时连接。特别地,可连接是指一个部件有时也可以连接到另一部件,并且在必要时可以被另一部件代替。
术语“一体的”是指属于整体或形成整体,即,被称为一体的部件或装置形成一个单元。
表述“探头”表示杆状的装置,并且在其内部具有至少一个通道。
根据本发明,使用包括至少一个LED的光源。术语“LED”包括从现有技术(即,特别是LED和OLED)已知的任何类型的LED。术语“LED”包括小尺寸的LED,例如,微型LED或纳米LED。术语LED包括任何波长的LED,即,发射具有从UV到远红外及其之外的任何波长的光的LED。
术语“可见范围内的光”应理解为是指波长为约0.38μm至约0.78μm的辐射。
术语“具有近红外波长的光”应理解为是指波长为约0.78μm至约2.5μm并且波数为约12 500至约4000cm-1的红外辐射。
术语“具有中红外波长的光”应理解为是指波长为约2.5μm至约25μm并且波数为约4000至约400cm-1的红外辐射。
术语“具有远红外波长的光”应理解为是指波长为约25μm至约1000μm并且波数为约400至约10cm-1的红外辐射。
术语“具有UV波长的光”应理解为是指具有约0.2μm至约0.38μm的波长的UV辐射。
在此,术语“辐射”和“光”以相同的方式使用。如果使用术语“光”,则它应包含波长从UV到远红外的辐射。因此,术语光源涉及发射波长在从UV到远IR的范围内的辐射的光源。
术语“包括至少一个LED的光源”表示包括至少一个LED但也可以包括多个组合LED的光源。特别地,该术语包括具有任何合适实施例的LED以及用于产生期望颜色的LED的组合,特别是RGB LED。此外,该术语还包括具有发出红外辐射、可见光或UV辐射或它们的组合的至少一个LED的光源,例如,包括发出可见光范围(约0.38μm至0.78μm)内的光以及发出不可见范围(即红外或UV范围)内的光的LED的组合的光源。
如在这种情况下所理解的,“电源”为可以向根据本发明的光源供应电力特别是电流以使后者发光的任何装置。特别地,电源为可以为装置的操作供应足够量的电流以便使光源以受控方式发光的元件。电源的示例为蓄电池、电池、电容器等。
在一个实施例中,根据本发明的装置具有笔的形状,因此在本说明书中被称为“LED笔”。
在本说明书中,术语“远侧”涉及远离使用者,例如外科医生的区域,而“近侧”涉及装置的更靠近使用者的区域。
具体实施方式
本发明提供了一种用于有针对性地照亮人眼或动物眼中的眼内空间的装置(1),所述装置包括具有近端(23)和远端(22)的基座(2),具有近端和远端的轴(3),具有近端和远端的探头(4),包括至少一个LED的光源(5)和连接到该光源(5)的电源(6),其中,所述轴在其远端可连接到基座的近端,所述探头在其近端可连接到基座的远端,并且其中,光源(5)被定位在探头(4)的远端处。因此,根据本发明的装置为一种眼科照明器,其特别适于照明眼睛。
根据本发明的装置,即根据本发明的眼科照明器,其特征在于可以以非常灵活的方式使用,能够根据要求进行适配,能够以有针对性和最佳的方式照明手术部位并且同时保护其余的眼睛,尤其是视网膜。因此,根据本发明的眼科照明器非常适合于眼科手术和分析,例如用于染色和去除眼睛中的膜或用于眼底例如视网膜处的介入以及任何类型的平面玻璃体切除术。此外,根据本发明的眼科照明器还适用于鉴别诊断,例如,用于区分富氧组织和贫氧组织或自发荧光组织。根据本发明的装置的特征还在于紧凑并且不需要可能损害外科医生的至光源的外部连接。该装置为无菌的或可灭菌的,并且可以重复使用或作为一次性产品使用。因此,即使在困难的条件下,它也可在任何地方使用。此外,已经表明,根据本发明的装置可以观察到前述DIN标准中规定的极限,并且有利于充分的暴露时间。
根据本发明的装置的基座为用于在远端处保持、容纳或支撑探头并且在近端处保持、容纳或支撑轴的部件。基座可以具有开口或通道,其中该开口优选地为圆形或大致圆形,并且该通道可能为直的或曲形的,并且该通道的横截面优选地为圆形或椭圆形。基座的外部可以具有任何形状;优选地,它为圆形或椭圆形。外壁可具有例如笔直的、圆锥形的或双圆锥形的实施例。基座中的开口或通道用于引导一根或多根电源线穿过。基座可以具有用于轴的容座,可以连接至轴或可以为轴的一部分。基座可用于引导探头穿过其中,或者在一端处容纳探头。轴可附接到另一端,即近端。
根据本发明的装置的轴可以具有任何期望的形状。它用于保持和/或引导装置。举例来说,轴可以具有相对较大的尺寸,并在其中存储所有电子器件和电源。举例来说,轴可以为笔的组成部分,该笔在外套上具有辐射通量、色调、频率等所需的操作元件。
根据本发明的装置的探头为杆状的,杆的横截面能够具有任何期望的形式。探头用于保持或承载光源,并且可选地用于容纳从光源到电源的管线,例如电源线。探头可以为刚性的或柔性的。例如,由于使用形状记忆合金,它可以具有可控的表现。
根据本发明的眼科照明器的基本特性在于眼内空间可以以有针对性和最佳的方式进行照明。这通过以下方式实现:首先,通过将光源放置在装置的远端,或者换句话说,通过不放置在探头或轴内而改为形成探头的远端,以及其次,通过光被直接辐射到眼睛中而没有沿着光导被引导。因此,损失少且效率高。此外,可以通过探头的移动将光直接导向需要的地方。这也避免了经由管线从光源引入光的需要;为此,需要相对刚性的管线,并且在介入过程中这些管线很麻烦。
另一个重要特征在于,光源发出的光束可由使用者设置或引导。这允许精确地照亮使用者(例如外科医生)必须看到的区域,同时可以保留视网膜的其他区域。可以通过移动轴来引导光束或光锥。可以通过选择和/或适配LED和/或探头并通过定向来改变光锥的大小、形式和方向。
根据本发明的装置的所描述的特性允许该装置用于许多不同的目的,因为与从现有技术中已知的装置相比,可以更精确地对光束进行计量和聚焦。此外,已发现玻璃体液不仅对于可见光而且对于IR和UV辐射是足够透明的,并且因此在侵入式和非侵入式经巩膜使用的情况下,足够量的辐射到达期望的位置。
改变LED的一种选择在于设置发射角。可以使用以下公式计算LED的发射角:
Figure BDA0002335936540000081
其中
α=发射角
d=被照明对象/空间的直径
l=光源与照明区域的距离
arctan=切线函数的反函数
因此,可以为相应目的选择合适的LED。发射角可以被改变,例如,通过反射器限制,光束可以通过透镜散射,或者光锥可以通过透镜加宽或准直。可以通过适当地体现出发射光锥的光源的区域来改变光束/光锥的方向。这些适配是本领域技术人员已知的。光源的发射角(孔径角)α也可以通过适当封装LED来设置。适当地,选择LED,使得眼睛不受热负荷或几乎不受热负荷。
影响光的入射的另一选择包括以这样的方式涂覆LED的某些表面,即在不想要的部位处没有光或很少的光出射,因此大部分光可以通过所需区域出射。使用这种方法,可以在照明期间以更有针对性的方式辐射所需的部位,然后从照明中排除更敏感的部位。
在另一个实施例中,光锥受到光源以角度β附接到探头的影响。在这种情况下,角度β涉及在探头的纵向轴线(A)和光源的下侧之间形成的角度。因此,例如,光源(5)的角度β可以为0°或5°至90°,优选地10°至80°,优选地20°至70°,优选地30°至60°,优选地40°至50°,例如45°或0°的角度。图4以示例性方式示出了光源(5)以90°(图4a)、45°(图4b)和0°(图4c)的角度β布置在探头(4)处。
通过旋转或倾斜,由光源发出的光锥可以通过装置的轴以有针对性的方式被手动引导。特别是当光源不直接位于探头的前部而是与探头成一定角度附接时,通过旋转实现光锥的局部对准。局部对准也可以通过倾斜该装置来实现。为此,在一个优选实施例中,轴以使得其可以容易地由外科医生操作的方式来实施。举例来说,轴可以具有纵向肋以增加其握力。
简单的可操作性,即旋转或倾斜,通过根据本发明的装置能够通过基座被“锚定”或保持在组织中而获得。换句话说,可将基座推入组织中,特别是推入平面玻璃体中的组织中。在该实施例中,基座可以具有圆锥形或双圆锥形的形式,以简化“锚定”。在此,“锚定”应理解为是指将基座推入组织区域中并保持在所述部位处。还可以在已经插入组织中的套管针中引导根据本发明的装置的探头,然后该套管针提供锚定。
由于光源以角度β布置,因此可以在已知装置无法到达的部位(例如,插入部位附近或视网膜周围的区域)以最佳且保留组织的方式照亮手术部位。另一方面,在基座上提供的垫片可以防止带有LED的探头太靠近敏感视网膜。
因此,可能以极有针对性的方式将光锥在眼睛中引导到待照明部位上。另外,可以以有针对性的方式从照明中排除诸如黄斑的敏感部位的照明。同时,光锥的目标方向和受限制的大小避免了其他组织不必要地暴露于光和热辐射。
LED可以由适合于这种类型的光源的任何材料,特别是透明材料来封装。举例来说,透明的玻璃、陶瓷或聚合物,例如环氧树脂、丙烯酸树脂、有机玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯或硅树脂是合适的。材料的选择决定了光学质量和组织相容性,对于较硬的材料(如玻璃),光学质量通常较高;对于较软的材料(如硅树脂),组织相容性往往较高。也可以使用充当扩散器或通过衍射根据需要改变光的材料。
光源可以具有带有圆形、倒圆或多边形横截面的平面、凹面或凸面。有利地,光源的边缘或光源的封装的边缘被倒圆或成斜角,以避免在眼科照明器在眼睛上使用期间的机械刺激和分裂。
可以有针对性地选择封装材料和封装形式,以便影响光源的光导、发射方向和光质量。
根据本发明的装置还可以包括控制器,通过该控制器可以调节光的色温和/或波长和/或亮度和/或强度。控制器可以具有常规实施例。举例来说,这可以涉及可以通过远程控制进行控制的无线接口。在此,任何可能的控制类型都是可能的,例如,也可能通过语音或移动进行控制。
为了设置光的色温,可以有针对性地选择具有期望的色温的一个LED或两个或更多个LED的组合,然后可以形成期望的颜色。表示为RGB LED的光源为一个示例,所述光源由连续连接的三个LED组成,这允许将很多种期望的颜色混合。色温的变化可能是有利的,例如以便能够在特定光下更好地识别特定的组织结构,以便能够在特殊光下更好地识别和使用操作装置,以便更好地识别用于染色结构的特定染料,或以便能够专门为使用者设置色温。因此,例如,在操作之前和/或期间,波长可以与所采用的染料、彩色颜料或纳米级荧光颗粒或液体相匹配。
此外,可以通过以不同的电流有针对性地进行切换来设置光源的亮度。
使得光的色温和/或光的亮度可调节的控制器可以被实现为具有不同开关电平的开关。在另一个实施例中,例如通过语音控制单元或远程控制以电子方式实现切换。后者可以存在于外部或集成在轴中。
设置光的出射角、光的发射角、色温和亮度的参数可以使眼睛中的手术部位获得最佳的可能照明,同时最大限度地保留受影响和邻近组织并最大限度地保护黄斑。
可以从根据本发明的装置的各个部件来设计特别适合于相应目的的装置。为此,基本的部件为探头、基座、轴和光源。装置的所有部件都可以由该应用的常规材料制成。相应的材料应具有生物相容性和可灭菌性。
基座用于在眼内使用期间将装置保持和/或锚定在组织中,并将探头保持在远侧,而轴保持在近侧。为此,基座被实施为具有开口的部件。基座可以由常规的生物相容性的并且优选还由电绝缘的材料制成。举例来说,基座可以由组织相容的弹性体材料(例如弹性体硅树脂、弹性体聚合物等)制成。然后,基座可以通过一定量的弹性来适配周围环境。然而,该材料一定不能太柔韧,因为通道即开口应易于接近。在适当成形的情况下,热固性材料也是用于基座的适当材料。而且,基座可以用于将装置保持在组织中的期望部位,例如在平面玻璃体的区域中,并保持适当的距离。
探头可以被定位在基座的远侧处。探头用于在其正面承载光源,并在其内部允许光源和电源之间的连接。为此,通常使用连接,例如电线或导电聚合物,其将光源连接到位于基座的近侧的电源。探头应尽可能薄,以尽可能减少组织损伤。探头的材料应为电绝缘的。
探头的厚度的范围优选地为20至30号规格(gauge),特别优选地为23至27或28号规格。
根据本发明的装置的另一基本部件为位于基座的近侧的轴。轴可以牢固地连接到基座,或者基座可以被实施为能够容纳和保持轴。轴用于装置的操作,即所述装置的定位、旋转和倾斜。因此,在一个实施例中,轴被实施为使得其包括抓握凹部、抓握肋、抓握区域等,以允许使用者容易地旋转和握持。轴可以由任何可能的材料制成,只要所述材料为生物相容的即可。优选地,可灭菌的和/或绝缘材料用于轴。举例来说,可以通过气体和/或伽马射线来实现灭菌。
为了更简单地插入,在一个实施例中,根据本发明的装置除了轴之外还可以包括手柄,所述手柄可以以可移除的方式定位在轴或基座处。插入所述装置之后可以将手柄移除。为了插入所述装置,还可能将手柄最初定位在基座处,然后在插入之后将手柄替换为轴。通常,手柄大于轴并且可能在介入过程中形成障碍,因此在使用后将所述手柄移除是有利的。
光源(5)电连接至电源,该光源位于探头的远侧,而电源优选地布置在眼内空间外部的装置上,例如在轴的近侧区域中。光源和电源可以非接触方式或经由电线连接。在一个实施例中,光源经由开关连接到电源(6)。电源(6)可包括一个或多个电池、一个或多个蓄电池、一个或多个电容器或其组合。在一个优选实施例中,电源包括至少一个电池。用于医疗装置的电池是合适的。优选使用具有可比较性能的锂离子电池或电池或电源,因为它们提供非常连续的电流,因此光源的发光强度保持相当恒定。恒定的光强度有助于根据本发明的眼科照明器的有利特性。
为了进一步改善所发射的光的稳定性并且为了保持光强度恒定,在另一优选实施例中可以附加地使用限流器或LED驱动器。
优选地,电源位于为此目的而设置的壳体中。壳体优选地固定在轴的近侧区域附近或被集成到轴中,以便提供尽可能紧凑的装置。也可能使用至少一个蓄电池或电容器,该蓄电池或电容器可以以非接触的方式或通过与充电装置的连接来充电。因此,在介入过程中,包含电源并连接到光源的壳体可以例如在装置附近例如在患者的前额上粘接。
使用电池或蓄电池作为电源有利于根据本发明的眼科照明器的多方面使用。
在根据本发明的装置的一个实施例中,探头被紧固到基座并且经由支架和/或轴被引导穿过组织,例如被引导到平面玻璃体的区域中。在该实施例中,首先例如通过切口在组织中产生开口,然后可能将具有基座的探头推过该开口。
在另一个实施例中,首先借助常规的穿刺器械例如套管针刺穿组织。随后,然后通过所述套管针将根据本发明的探头推入眼内空间中。对于该实施例,具有光源的探头必须具有比套管针小的直径,以便能够被推入。在该实施例中,探头(4)优选地被构造成具有减小的外径,例如18至30号规格,优选地23至27或28号规格。
上述实施例相对于已知装置具有许多优点:它们应用简单、非常灵活并且可以适配很多不同的情况。可以使用微创技术将它们插入眼内空间并且它们提供最佳照明,此外,该最佳照明在介入过程中仍可针对各种参数进行适配。
在根据本发明的眼科照明器的一个实施例中,所有部件,即基座、轴、探头、光源、电源和壳体,以完全组装的方式且紧凑地放置在壳体中;即,所有组成部件形成一个单元,被集成并且可以被称为一体的装置。该实施例适用于巩膜照明。在此,根据本发明的装置可以像笔一样实施,光源位于其尖端处。壳体在其整个长度上可以具有基本相同的外径。特别地,该实施例可以用于以经巩膜方式照亮眼内空间。为此,该装置可以在结膜囊中被引导并通过巩膜照亮眼内空间。笔为用手引导的,即,使用者可以将光精确地导向到需要的地方。光穿过巩膜。该笔用于诊断目的、用于照明目的并同时用作凹隐工具(dentingimplement)。在该实施例中,视网膜从外部被照亮,并且眼泪和孔眼对于使用者而言变为容易看到的。因此,该实施例非常适合于无创检查。该装置的另一个优点在于不需要延伸到外部的电线、连接或支架。该笔可以作为一次性产品进行生产。它为从包装中取出的、无菌的、使用后再丢弃的。因此,它非常适合在野外、困难地区、军事医院等中使用。
在该笔形装置的一个实施例中,可以使用多个LED,例如RGB LED,因为在这种情况下这些LED具有足够的空间。在此,在每种情况下,光的颜色可以由使用者根据需要设置。
在另一个实施例中,轴的近侧区域(11)被配置为用于引导光锥的手持件(42)。手持件优选地具有比轴的其余部分大的外径。在另一个实施例中,手持件和/或轴的表面被修改,以便获得更好的抓握,以用于引导轴,从而引导光锥。可替代地,可能附接以垂直于轴附接的杆的形式或手持件上的任何其他突起的形式的小手柄,以简化精细定向。
此外,在根据本发明的装置的另一实施例中,支架(42)被附接在轴(11)的近侧区域中。该支架有助于更好地处理,例如当将根据本发明的眼科照明器插入在平面玻璃体处引入的插入物中时。支架以这样的方式附接到轴上:可以在一旦不再需要它时就将其解锁并移除。然后,来自替代实施例的轴或手持件保留并有利于轴或光锥的精细定向。
图1示出了根据本发明的用于照亮人眼或动物眼中的眼内空间的装置的实施例。基座2在远端22处承载探头4。此外,在基座上设有垫片21,该垫片确保探头不能被推入眼内空间太远,从而以便防止太高的辐射暴露或防止探头造成受伤。作为光源的LED 5位于探头4的远端处。光源通过管线61连接到布置在装置外部的电源6。管线从LED 6引导穿过探头4和底座2中的通道24到达电池壳体6,在该壳体中可选地放置一个或多个电池(未示出)作为电源。此外,电池壳体6包括限流器62。在基座2的近侧23处设置有轴3,该轴3被设置成当装置被激活用于照明目的时用于引导光锥。支架30被插入到轴3上,所述支架用于所述装置的应用,并且一旦将所述装置锚定在组织中就可以将其移除。
在图2中示出了根据本发明的装置的另一实施例。图2中所示的用于以有针对性的方式照亮人眼或动物眼中的眼内空间的装置包括基座2,该基座在近端23处承载适于引导光锥的轴3。支架30被插入到轴3上,所述支架用于所述装置的应用,并且一旦将所述装置锚定在组织中就可以将其移除。在远端21处,基座2承载探头4,LED 5以其与装置的轴线形成45°的角度β的方式定位在其远端处。电线61从LED 5引导穿过探头4中的通道(未示出)进入基座2,并经由以一定角度布置在基座中的方式设置的通道引出所述装置,到达包含一个或多个电池(未示出)的电池壳体6。因此,LED 5连接到电源、电池壳体6。此外,电池壳体6包括限流器62。在图2的实施例中,探头4引导穿过锚定在组织中的套管针80。套管针80包括握持部件81和套管82。套管82用于穿透组织并引导和保持根据本发明的眼科照明器的探头。在使用期间,根据本发明的装置的探头4被引导穿过套管针80和套管82中形成的通道进入眼内空间,以提供眼内照明。一旦不再需要照明,就可以再次撤回该装置,并且可以通过套管针80的通道82插入其他器械。一旦再次需要照明,就可以反过来插入探头。该实施例非常节省和灵活,因为插入的套管针可用于不同目的,该套管针用作挡块,以防止探头能够被引导到眼内空间太远,并且在组织中仅需要一个切口用于照明和器械。该有利的实施例使得在平面玻璃体处的眼科照明的情况下,可能首先仅将器械通道引入眼睛的切口中,然后在第二步骤中,以节省方式通过器械通道将眼科照明器引入眼睛中,并且还自由旋转所述眼科照明器,而在巩膜处没有进一步的摩擦。
图3示出了根据本发明的装置的另一实施例,该实施例在笔形壳体-LED笔70中包含对本发明重要的所有部件。这个非常紧凑的实施例不需要外部电源或光源,准备好在任何地方使用。图3示出了具有探头72的壳体70,在该探头的远端处能够插入光源75(LED)。锥形基座73位于探头74和轴73之间。能够用于激活和去激活光源的开关能够插入到轴73的近端。经由管线(未示出)连接至光源的电源(同样未示出)位于壳体中。笔的LED可以在结膜囊中引导,并从后面照亮视网膜,从而使使用者可以容易看到眼泪和孔眼。
所有实施例都在实验室进行了测试,并达到了要求的极限,并允许将眼内空间照明到所需程度。
根据本发明的装置适用于眼睛的外科和诊断方法,特别是用于人眼或动物眼的眼内空间的微创眼内照明。
根据本发明的装置适用于侵入性和非侵入性方法的眼睛的手术和诊断方法;举例来说,它适用于人眼或动物眼中眼内空间的非侵入性经巩膜照明。
对于非侵入性应用,具有带有倒圆的尖端的光源的装置的实施例尤其合适。在经巩膜照射的情况下,后者还可以用于对视网膜施加目标压力,以便例如在激光治疗期间首先改善视野,其次附着在视网膜上。
由于用于设置和引导LED、用于聚焦和计量光以及用于组合波长的许多选择,根据本发明的装置可以以多种方式使用。由于装置的结构和光源的位置,可以有针对性地将光辐射到选定的部位,并且可以限制发光强度和持续时间。因此,例如可能使用UV光在不损害眼睛的情况下检测眼部空间中的发荧光化合物。举例来说,发荧光化合物的检测对于检测自发荧光组织或荧光标记可能是有利的。
根据本发明的装置可以有利地用于获得眼部空间中的诊断,例如用于诊断肿瘤。肿瘤组织在耗氧量和氧饱和度方面不同于“正常”组织。富氧组织可以通过红外辐射与贫氧组织区分开。由于根据本发明的装置可以用红外LED操作,因此可能通过经巩膜辐射以非侵入性的方式和非常节省的方式检查眼部空间中的富氧组织,从而有助于检测肿瘤组织和再生肿瘤组织。
根据本发明的所有装置的优点在于,不需要连接到固定装置,特别是不需要将光纤连接到光源。该装置可以实施为笔,其优选被配置为无菌的一次性产品。因此,该装置可以独立于基础设施而到处使用,并且易于处理。
本发明还将通过以下示例、装置、用途和方法及其组成部分进行描述和解释,但并不限于此。
示例
示例1:电池槽的电流供应
电池槽有助于电流供应。电池槽可以配备多种功能:
○简单的切换用于激活照明器
○以各种固定电流进行切换,例如:
■I=5[mA]
■I=10[mA]
■I=15[mA]
■I=20[mA]
■由微型控制器进行连续控制或离散控制
○通过远程控制进行控制
示例2:合适的LED的功率数据
适用于根据本发明的装置的LED具有以下技术数据:
发光颜色:白色
颜色坐标:x=0.31y=0.31
发光强度:典型值98mcd
色温:典型值5500K
电压:典型值2.9伏
电流:最高10mA
发射角度:135°
工作温度:-40℃至+85℃
焊接温度:5秒260℃
尺寸:0.65x0.35x0.2mm
示例3:合适的LED的构造数据
图5示出了适用于根据本发明的装置的LED的示例。图4中所示的LED具有一个平面,该平面具有多边形横截面(在这种情况下为八角形横截面),并且具有分开的或倒圆的边缘,以避免在眼睛上的使用过程中边缘分裂。
示例4:LED的辐照度
整个LED的辐照度借助于Ulbricht球和校准灯在规定的最大电流I=10[mA]时的平均值确定。
表1列出了由此确定的辐照度,这些辐照度在0mm-18mm距离处测得。
表1:
Figure BDA0002335936540000171
图6A绘制了在10mA电流的情况下测得的辐照度,该辐照度为与检测区域相距0mm的距离处的发射光的波长的函数。图6B示出了在距照射表面增加的距离上的辐照度分布。除了在1mm区域上的可见光谱范围内的辐照度(300nm-850nm)之外,还可以看到根据“眼科仪器–基本要求和测试方法–第2部分:光危害防护(Ophthalmic instruments–Fundamentalrequirements and test methods–Part 2:Light hazard protection)(ISO/DIS 15004-2:2014);德语版本的prEN ISO 15004-2:2014”的加权辐照度分布。
示例5:根据ISO EN DIN 15000-2.2104的评估
检查并评估了LED的光化学危害。借助于Ulbricht球和校准灯的平均值确定测量值。测量值借助于1毫米挡块创建;其余评估通过计算确定。
表1表示由此确定的值,该值为发射器和检测器之间的距离的函数。0mm的距离表示“最坏情况”下的值。如果光源要触摸视网膜,就会出现这种情况。在此,可能的时间在4.7小时到5232.7小时之间,这对于成功的临床应用来说是现实的。所确定的值表明,在使用根据本发明的装置期间,此处选择的LED预期不应该对眼睛组织造成危害。表1表明,即使不再与视网膜有距离,即当与视网膜接触时,对于所有测量的样品都观察到关于光化学危害的极限。然而,当使用该装置进行眼睛检查时,应避免与视网膜接触。根据DIN EN ISO 15004-2:2014由确定的辐照度EA-R和10J/cm2的每单位面积的允许总能量确定最大发射时间tmax,表明该光源适用于眼内空间中。
所获得的值表明,对于根据本发明的装置,暴露时间可能远远超过30分钟。这允许在眼科手术和眼科诊断中广泛使用。
示例6:猪眼上的微型LED照明测试
图7示出了使用根据本发明的眼科照明器在猪眼上的照明测试的图像。A和B显示使用Zeiss手术显微镜以非常短的曝光时间用目镜相机记录的图像。C和D使用Handycam进行记录,并很好地反映了亮度灵敏度。在D中,LED的视锥未指向视神经的方向,这可以从眼睛侧面处的明亮部位识别出来。

Claims (19)

1.一种用于有针对性地照亮人眼或动物眼中的眼内空间的装置(1),包括:
a)具有近端和远端的基座(2),
b)具有近端和远端的轴(3),
c)具有近端和远端的探头(4),
d)包括至少一个LED的光源(5),以及
e)连接到所述光源(5)的电源(6),
其中,所述轴在其远端可连接到所述基座的所述近端,所述探头在其近端可连接到所述基座的所述远端,并且其中,所述光源(5)位于所述探头(4)的所述远端处。
2.根据权利要求1所述的装置(1),其特征在于,所述光源(5)被布置为使得在所述光源的下侧与所述轴的纵向轴线(A)之间形成在0°至90°范围内的角度β。
3.根据权利要求1和2中的任一项所述的装置(1),其特征在于,所述基座和所述探头为一体的。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的装置(1),其特征在于,所述装置(1)包括可连接至控制器的接口,通过所述接口,光的波长、色温、强度和/或亮度是可调的。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的装置(1),其特征在于,所述光源包括至少一个LED,所述LED发射具有近、中或远红外波长的光,发射可见范围内的光或发射UV光。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的装置(1),其特征在于,所述探头(4)的外径不超过20至30号规格。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的装置(1),其特征在于,所述轴的近侧区域(11)被配置为用于引导光锥的手持件(30)。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的装置(1),其特征在于,在所述轴(11)的近侧区域中附接有支架(30),其中,所述支架(30)能够被解锁和移除。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的装置(1),其特征在于,所述电源(6)包括一个或多个电池、一个或多个蓄电池、一个或多个电容器或其组合。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的装置(1),其特征在于,所述电源被集成在所述轴的近侧区域中的所述轴中,或者所述电源被集成在壳体中。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的装置(1),其特征在于,所述装置(1)包括限流器。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的装置(1),其特征在于,所述装置(1)具有不与所述轴连接的器械通道,所述轴的至少远侧区域在所述器械通道中以旋转运动被引导,所述器械通道在所述轴上从远侧延伸到近侧,并且在远端具有用于光出射的开口。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的装置(1),其特征在于,所述装置(1)以整体方式包括所有组成部件和/或所述装置被实施为一次性物品。
14.根据前述权利要求中的任一项所述的装置(1),其特征在于,所述装置(1)的一些或全部部件a)、b)、c)、d)和e)可以以单独的方式使用并且是可组合的。
15.根据前述权利要求中的任一项所述的装置(1),其特征在于,所述轴的所述远端被实施为使得当扫过组织时,所述轴的所述远端不会损坏组织。
16.根据权利要求1至15中的任一项所述的装置在人眼或动物眼中的眼内空间的非侵入性、经巩膜或微创性眼内照明中的用途。
17.根据权利要求1至15中的任一项所述的装置在获得对人眼或动物眼中的眼内空间的诊断中的用途。
18.根据权利要求5所述的装置用于获得对富氧组织的诊断,特别是用于诊断人眼或动物眼的眼内空间中的癌症的用途。
19.一种用于人眼或动物眼的眼内空间的非侵入性、经巩膜或微创性眼内照明的方法,其中,所述方法包括根据权利要求16至18中的任一项所述的用途。
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