EA026793B1

EA026793B1 - Лазерный видеоэндоскоп

Info

Publication number: EA026793B1
Application number: EA201301157A
Authority: EA
Inventors: Мартин Урам
Original assignee: Бивер-Визитек Интернешенел, Инк.
Priority date: 2011-04-12
Filing date: 2012-04-06
Publication date: 2017-05-31
Also published as: CN107913051A; KR101930110B1; BR112013026047B1; CN103458768A; EP2696742A1; EP2696742B8; WO2012141980A1; AU2012243128B2; JP6134923B2; BR112013026047A2; US20120265010A1; JP6630697B2; EP2696742A4; AU2012243128A1; EA201301157A1; KR20140033043A; CA2832282A1; JP2017148523A; EP2696742B1; JP2014512223A

Abstract

Лазерный видеоэндоскоп обеспечивает зонд малого диаметра (25 мил (0,64 мм)). Зонд таких размеров обеспечивает доступ с минимальной травмой. Компромиссное решение, позволяющее получить такой зонд, включает волокно для передачи излучения лазера диаметром до 100 мкм, применение жгута волокон для передачи изображения, содержащего приблизительно 6000 оптических волокон, и волоконного жгута для передачи освещения, содержащего приблизительно 210 оптических волокон. Зонд в том месте, где он продолжается внутрь рукоятки, имеет внешний диаметр 35 мил (0,89 мм) и толщину боковых стенок 5 мил (0,13 мм) для обеспечения прочности и предотвращения поломок в месте соединения с рукояткой. Зонд является жестким, изготавливается предпочтительно из металла. Зонд имеет проксимальную часть большего диаметра и дистальную часть меньшего диаметра. Дистальная часть зонда имеет длину всего 710 мил (18 мм). Зеленый лазер с длиной волны 532 нм обеспечивает лазерный луч с хорошей коллимацией, вызывающий минимальные потери в оптическом волокне толщиной 100 мкм при передаче излучения лазера.

Description

Настоящее изобретение относится в общем к лазерному видеоэндоскопу для применения в офтальмологических операциях и более конкретно к такому, у которого рабочий зонд имеет малый диаметр, так что он может вводиться, например, через тубус 23 калибра, в частности трубку троакара.

Сведения о предшествующем уровне техники

Лазерные видеоэндоскопы известны, и примеры описаны в патентах заявителя № 5121740 от 16 июня 1992 г. и № 6997868 от 14 февраля 2006 г. Раскрытия этих двух патентов включаются в настоящий документ посредством ссылки. Эти эндоскопы, используемые в офтальмологических операциях, являются или одноразовыми, или повторно используются после обработки в автоклаве или стерилизации. Повторное использование важно по причине высокой стоимости эндоскопа. Эти ранее известные эндоскопы используются с зондами, проходящими через разрез в ткани 20 калибра, во время офтальмологических хирургических операций. Разрез 20 калибра является стандартом в отрасли и используется для введения инструмента, применяемого при офтальмологических операциях.

Однако недавно был применен тубус меньшего диаметра - 23 калибра. Этот тубус, например трубка троакара, представляет собой трубку, имплантированную в стенку тела и позволяющую вводить и извлекать хирургический инструмент, не прикасаясь к ткани стенки тела. Преимущество тубуса 23 калибра состоит в том, что он требует меньшего разреза и, следовательно, меньшего времени восстановления. Тубус 23 калибра обеспечивает меньшее отверстие, чем разрез 20 калибра, и, следовательно, требует зонд меньшего диаметра, который мог бы поместиться в тубус 23 калибра. Одна из трудностей состоит в том, что зонд 23 калибра настолько мал по диаметру (25 мил (0,64 мм)), что является хрупким и легко ломается. Проблема выхода зондов из строя становится серьезной при использовании лазерного видеоэндоскопа вследствие высокой стоимости этих эндоскопов. Эти лазерные видеоэндоскопы применяются в операциях при глаукоме, в витрэктомии и операциях на сетчатке.

Соответственно, основная цель настоящего изобретения - предложить конструкцию лазерного видеоэндоскопа, которая бы позволяла сконструировать зонд таким образом, чтобы его можно было вводить через тубус 23 калибра и при этом он имел бы достаточную прочность для сведения к минимуму числа выходов зонда из строя и обеспечения возможности повторного использования инструмента.

Кроме того, целью настоящего изобретения является достижение этих малых размеров зонда в конструкции эндоскопа, которая была бы привычна хирургу, и в конструкции, которая бы не приводила к существенному увеличению стоимости. Привычность в применении и разумная стоимость увеличивают вероятность использования.

Сущность изобретения

В одном варианте воплощения хирургического инструмента в соответствии с настоящим изобретением применяется зонд из нержавеющей стали, имеющий дистальную часть и проксимальную часть. Дистальная часть имеет внешний диаметр менее 25 мил (0,64 мм) при толщине стенок 2 мил (0,050 мм). Следовательно, он может быть введен через тубус 23 калибра. Проксимальная часть зонда, выходящая из рукоятки, имеет внешний диаметр 31 мил (0,79 мм) и толщину стенок 5 мил (0,13 мм). Дистальная часть с диаметром 25 мил (0,64 мм) имеет длину 710 мил (18 мм). Это сочетание трех конструктивных характеристик дает зонд, который может проходить через тубус 23 калибра, т.е. диаметром 25 мил (0,64 мм), и в то же время быть достаточно прочным для того, чтобы свести к минимуму риск поломки. Большее число поломок происходит в месте соединения рукоятки и зонда.

Кроме того, лазерный видеоэндоскоп имеет известные элементы источника освещения, источника лазерной энергии и блока видеокамеры. Все эти три элемента подключены посредством оптических волокон через рукоятку и далее через хирургический зонд для обеспечения освещения, передачи изображения и рабочей энергии лазера.

Однако инструмент в соответствии с настоящим изобретением обеспечивает компромиссное решение для размеров оптических кабелей, используемых для этих трех функций освещения, передачи изображения и доставки энергии лазера. Особенно компромиссное решение требуется для учета ограничений по размеру, свойственных зонду 23 калибра, с одновременным обеспечением выполнения этих трех функций. Компромиссное решение настоящего изобретения между адекватным функционированием и ограничениями по размеру приводит к следующим параметрам: волокно для передачи излучения лазера с диаметром 100 мкм, жгут волокон для передачи изображения из 6000 волокон круглого сечения с диаметром 14 мил (0,36 мм) и жгут волокон для передачи освещения из 210 волокон, которые заполняют внутренний диаметр в 21 мил (0,53 мм) дистальной части зонда 28.

Волокно малого диаметра для излучения лазера требует лазерного луча с хорошей коллимацией и малой дисперсией, чтобы избежать потерь энергии лазера. Применяется так называемый зеленый лазер с длиной волны 532 нм.

Перечень чертежей

Фиг. 1 представляет собой схематическую иллюстрацию ранее известной системы, простирающейся от зонда 10 до разъемов 22, 24 и 26;

фиг. 2 представляет собой иллюстрацию варианта осуществления настоящего изобретения, показывающую кабель, рукоятку и зонд;

- 1 026793 фиг. 3 представляет собой вид в разрезе дистальной части с малым диаметром зонда устройства, приведенного на фиг. 2;

фиг. 4 показывает местоположение лазерного фильтра в положении дистальном относительно видеокамеры.

Осуществление изобретения

Фиг. 1 иллюстрирует одно ранее известное устройство. Остальные чертежи относятся к одному варианту осуществления устройства по настоящему изобретению.

Как показано на фиг. 1, известный видеоэндоскоп имеет рабочий зонд 10, рукоятку 12 и кабель 14. Сквозь зонд, рукоятку и кабель проходят волновод для передачи излучения лазера 16, волновод для передачи освещения 18 и волновод для передачи изображения 20. Все они представляют собой оптоволоконные волноводы, идущие от дистального конца зонда 10 к разъемам 22, 24 и 26.

Фиг. 2-4 иллюстрируют вариант осуществления настоящего изобретения, показывая зонд 28, рукоятку 34 и кабель 35. Зонд 28 имеет проксимальную часть 30 и дистальную часть 32. Проксимальная часть 30 имеет внешний диаметр 20 калибра 35 мил (0,89 мм) и толщину стенок 5 мил (0,13 мм). Зонд выполнен из нержавеющей стали. Проксимальная часть продолжается внутри рукоятки 34. Таким образом, в месте соединения конца рукоятки 34 и зонда 28 зонд имеет диаметр, обеспечивающий достаточную прочность для сведения к минимуму вероятности поломки в месте соединения между рукояткой и зондом.

Длина проксимальной части 30 зонда составляет 120 мил (3,0 мм), а длина дистальной части 32 составляет 710 мил (18 мм) для зонда длиной 830 мил (21 мм). Дистальная часть 32 зонда 28 имеет внешний диаметр 25 мил (0,64 мм) и может вводиться через тубус 23 калибра для обеспечения освещения и доставки энергии лазера внутрь глаза при хирургической процедуре и для передачи изображения из глаза. Эта дистальная часть 32 имеет толщину стенок 2 мил (0,050 мм) и длину 710 мил (18 мм). Длина 710 мил (18 мм) достаточно велика для большинства приложений и достаточно мала, чтобы свести к минимуму поломки. Было обнаружено, что столь малая длина дистальной части 32 способствует прочности зонда 28. Эти значения размеров могут слегка меняться для создания зонда, который мог бы применяться с другими тубусами малых диаметров.

Данный зонд диаметром 25 мил (0,64 мм) должен удовлетворить потребность в обеспечении достаточного освещения и достаточной энергии лазера, в то же время сохраняя удовлетворяющий требованиям волновод для передачи изображения. Чтобы получить пригодный для использования хирургический инструмент, обеспечивающий необходимую энергию освещения, передачу изображения и энергию лазера, обеспечено компромиссное решение для этих трех функций оптического волокна для обеспечения устройства, которое могло бы быть использовано хирургом. Заявитель предлагает определенное компромиссное решение для размеров каждого из этих оптических волокон.

По существу, компромиссное решение подразумевает волновод для передачи изображения 36 минимального стандартного размера, значительно уменьшенный волновод для передачи излучения лазера 38 с диаметром 100 мкм вместо 200 мкм и жгут волокон для передачи освещения 40, содержащий всего 210 волокон. Все это содержится в дистальной части 32 зонда 28, имеющей внешний диаметр приблизительно 25 мил (0,64 мм), толщину стенок 2 мил (0,050 мм) и внутренний диаметр 21 мил (0,53 мм).

Этот зонд малого диаметра 28 хрупок, и имеется опасность его отламывания в месте соединения с рукояткой 34. Было обнаружено, что достаточная для сведения поломок к минимуму прочность зонда достигается за счет сочетания (а) жесткого, предпочтительно металлического зонда 28, (Ь) зонда 28 конструкции с двумя диаметрами для частей 30 и 32 и (с) дистального сегмента 32, ограниченного по длине не более чем 710 мил. Таким образом, приведенный и испытанный вариант осуществления имеет следующие три отличительные особенности: проксимальная часть 30 зонда 28 имеет внешний диаметр 35 мил (0,89 мм), который остается неизменным внутри рукоятки 34, и толщину стенок не менее 5 мил (0,13 мм). Дистальная часть зонда 28 имеет внешний диаметр 25 мил (0,64 мм) и толщину стенки, равную 2 мил (0,050 мм).

Было обнаружено, что такая конструкция обеспечивает достаточное освещение для поля зрения 90°. Одно из компромиссных решений, примененных для получения зонда малого диаметра, состоит в том, чтобы уменьшить диаметр волокна волновода для передачи излучения лазера 38 с 200 до 100 мкм. Как часть компромиссных решений, примененных в данном изобретении, важно использование лазера с длиной волны 532 нм, известного как зеленый лазер. Этот лазер с длиной волны 532 нм обеспечивает более когерентное и менее расходящееся излучение, чем используемые в настоящее время длины волн, например, обеспечиваемые лазером с длиной волны 810 нм. Соответственно, применение этого лазера с длиной волны 532 нм в сочетании с уменьшенным размером волновода для передачи излучения лазера 38 обеспечивает разумную величину энергии лазера для офтальмологических операций, в которых он может быть применен. Это в конечном итоге делает возможным создание зонда малого диаметра.

Жгут волокон для передачи изображения 36 состоит из 6000 волокон. Он представляет собой стандартный поставляемый в готовом виде жгут с диаметром 14 мил (0,36 мм) для передачи изображения, имеющий необходимое разрешение изображения для использования хирургом. Вместо жгута волокон может быть применена градиентная линза с диаметром 14 мил (0,36 мм).

- 2 026793

Однако жгут волокон для передачи освещения 40 уменьшен с приблизительно 220 до приблизительно 70 волокон, что способствует уменьшению диаметра зонда.

Как показано на фиг. 4, видеоконнектор 46 подсоединен через известный фокусировочный механизм 48 к видеокамере. Лазерный фильтр 44 смонтирован на линзе внутри фокусировочного механизма 48. Лазерный фильтр 44 применяется для того, чтобы блокировать попадание излучения лазера на изображение, показываемое хирургу. Пропускание фильтра важно, потому что эта длина волны лазера находится в видимой части спектра и длительность вспышек лазера с длиной волны 532 нм может быть значительной. Длина импульса может быть выбрана хирургом для достижения требуемой абляции ткани.

Настоящее изобретение описано в варианте осуществления, который позволяет использовать его с тубусом 23 калибра. Следует отметить, что в конструкцию могут быть внесены вариации для приспособления описанной конструкции к использованию с тубусами, отличными от 23 калибра, или без тубуса. Настоящее изобретение состоит в сочетании нескольких элементов и компромиссных решений, разработанных для совместного применения, с тем, чтобы обеспечить пригодный для работы и полезный лазерный видеоэндоскоп с малыми размерами зонда, который обеспечивает доступ для операций на глазах с минимальным травмированием и уменьшенным временем заживления.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Лазерный видеоэндоскоп для офтальмологической хирургии, содержащий рукоятку, полый жесткий зонд, выполненный протяженным дистально от рукоятки, при этом упомянутый жесткий зонд содержит дистальную часть и проксимальную часть, при этом упомянутая проксимальная часть имеет больший диаметр, нежели упомянутая дистальная часть, при этом упомянутый зонд содержит волокно волновода для передачи излучения лазера; компонент передачи изображения; жгут волокон для передачи освещения;

при этом упомянутая дистальная часть характеризуется внешним диаметром, составляющим приблизительно 25 мил (0,64 мм), и толщиной наружной стенки, составляющей приблизительно 2 мил (0,050 мм);

упомянутая проксимальная часть характеризуется внешним диаметром, составляющим не менее приблизительно 35 мил (0,89 мм), и толщиной наружной стенки, составляющей приблизительно 5 мил (0,13 мм);

при этом волокно волновода для передачи излучения лазера, компонент передачи изображения и жгут волокон для передачи освещения окружены наружной стенкой;

при этом поперечное сечение упомянутого жгута волокон для передачи освещения ограничено внутренней поверхностью наружной стенки, волокном волновода лазера и компонентом передачи изображения.
2. Лазерный видеоэндоскоп по п.1, отличающийся тем, что диаметр упомянутого волокна волновода для передачи излучения лазера составляет приблизительно 100 мкм и диаметр упомянутого компонента передачи изображения составляет приблизительно 14 мил (0,36 мм).
3. Лазерный видеоэндоскоп по п.1 или 2, отличающийся тем, что упомянутая дистальная часть характеризуется длиной, составляющей приблизительно 710 мил (18 мм).
4. Лазерный видеоэндоскоп по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что упомянутое волокно для передачи излучения лазера выполнено с возможностью передачи излучения лазера на длине волны приблизительно 532 нм, при этом лазерный видеоэндоскоп дополнительно содержит видеокамеру, присоединенную к упомянутому компоненту передачи изображения, и блокирующий фильтр, установленный между упомянутым компонентом передачи изображения и упомянутой видеокамерой для блокирования упомянутой длины волны излучения лазера, при этом упомянутый фильтр в остальном выполнен прозрачным для света в видимом диапазоне.
5. Лазерный видеоэндоскоп по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что упомянутый жгут волокон для передачи освещения содержит приблизительно 70 волокон.
6. Лазерный видеоэндоскоп по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что упомянутый компонент передачи изображения представляет собой оптоволоконный жгут, содержащий приблизительно 6000 волокон.
7. Лазерный видеоэндоскоп по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что упомянутая проксимальная часть зонда характеризуется длиной, составляющей приблизительно 120 мил (3,048 мм).
8. Лазерный видеоэндоскоп по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что упомянутый жесткий зонд изготовлен из металла.