EP3983720B1

EP3983720B1 - Dispositif d'éclairage opératoire

Info

Publication number: EP3983720B1
Application number: EP21763070.6A
Authority: EP
Inventors: Minh-Hong VU THI; Sophie SANTIAGO; Cécilia Valteau
Original assignee: Maquet SAS
Current assignee: Maquet SAS
Priority date: 2020-08-24
Filing date: 2021-08-18
Publication date: 2023-08-09
Anticipated expiration: 2041-08-18
Also published as: CN115135928A; EP3983720A1; WO2022043155A1; FR3113515A1; US20220412538A1; US11835203B2; FR3122483A3; FR3122483B3; DE202021104434U1; JP2023540830A

Description

Domaine Technique

La présente divulgation concerne un dispositif d'éclairage opératoire destiné à être utilisé avec un système d'imagerie médicale de fluorescence.

Technique antérieure

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. Le document US 2013/258661 A1 divulgue un dispositif d'éclairage opératoire selon le préambule de la revendication 1. Les documents KR 2016 0147171 A , CN 208 535 764 U et KR 2016 0150519 A sont aussi considérés comme des documents de l'état de la technique pertinent pour la présente invention.

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. Chacun des filtres NIR est en outre agencé 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 capable de filtrer la lumière provenant de la source de lumière. Le dispositif comprend en outre une unité de contrôle configurée pour contrôler le mouvement de la pluralité de filtres NIR entre les positions active et inactive, et des moyens de réception des signaux provenant 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 indiquant que le dispositif d'imagerie de fluorescence a été activé ou en fonction d'un signal reçu du dispositif d'imagerie de fluorescence.
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 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. 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. De plus, le contrôle automatique des positions des filtres à l'aide d'un signal indiquant l'état 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
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.
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 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.
Dans certaines modes de réalisations le dispositif d'éclairage ayant un éclairage central maximum (Ec) de 160 Klux a un éclairement énergétique dans la bande de longueur d'onde 700 nm à 750 nm d'au plus 1000 mW/m².
Dans certains modes de réalisations 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/m², et de préférence d'au plus 50 mW/m^2.
Conformément à un autre mode de réalisation non revendiqué, il est proposé 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, ledit dispositif d'éclairage comprenant 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 émettant une lumière blanche et disposées entre ladite structure de support et la sous-face, 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 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.
Il est entendu que les différents modes de réalisation décrits ci-dessus peuvent être combinés entre eux.

Brève description des dessins

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 :

Figure 1: illustre un dispositif d'éclairage conforme à la présente divulgation ;
Figure 2: est un diagramme montrant le spectre d'émission d'une LED blanche ;
Figure. 3: illustre schématiquement l'emplacement possible des filtres dans le dispositif d'éclairage opératoire de la Figure 1 ;
Figure 4: montre une vue en coupe partielle du dispositif d'éclairage à travers le plan A-A de la Fig. 1 ;
Figure 5: illustre schématiquement un disque filtrant selon un mode de réalisation ;
Figure 6: est un schéma fonctionnel illustrant le contrôle du dispositif d'éclairage ;
Figure 7: montre schématiquement une courbe de transmission d'un filtre NIR du dispositif d'éclairage des Fig. 1 et 2 selon un mode de réalisation préférentiel ; et
Figure 8: montre schématiquement l'éclairage énergétique d'un dispositif d'éclairage opératoire avec filtres NIR et d'un dispositif d'éclairage opératoire sans filtre.

Description détaillée

Dans les dessins, les mêmes chiffres de référence sont utilisés pour les mêmes éléments.
La figure 1 illustre un dispositif d'éclairage opératoire 1 conforme à la présente divulgation. Le dispositif d'éclairage 1 illustré est une tête de lampe qui peut être utilisée dans un ensemble d'éclairage chirurgical, soit avec d'autres têtes de lampe, soit seule. Le dispositif d'éclairage opératoire 1 possède une coque ou un boîtier 2, qui forme l'arrière de la tête de lampe. Le boitier sert de structure de support 2 pour les différents éléments optiques et électroniques du dispositif d'éclairage, seuls ou avec d'autres éléments structurels. Le boîtier 2 peut être couplé à un bras articulé 8 permettant la suspension au plafond d'une salle d'opération. Il peut également être couplé à un support mobile ou fixe. Le boîtier 2 est essentiellement en forme de dôme avec une surface arrière non visible et un rebord 3 s'étendant perpendiculairement à cette surface arrière et accueille les différents éléments optiques et électriques pour la production de lumière. Une poignée 4 s'étendant latéralement pour la manipulation et le positionnement du dispositif d'éclairage 1 est reliée au rebord. Un panneau de commande 5 sous la forme d'un clavier, d'un écran tactile ou autres est monté sur la poignée 4 pour contrôler les différentes fonctions du dispositif d'éclairage, comme décrit plus loin. Il est à noter que la poignée 5 peut prendre différentes formes, ou être complètement omise. En outre, le panneau de commande 5, s'il est présent, peut être situé sur le boîtier ou sur un contrôleur séparé. Le dispositif d'éclairage 1 comprend en outre un couvercle ou sous-face 7 au moins partiellement transparent pour laisser passer la lumière, qui s'adapte sur la face inférieure du boîtier 2 en contact étanche avec le rebord 3 et forme une surface d'émission de lumière du dispositif d'éclairage. Une poignée tubulaire 6, stérile, peut également être prévue sur la face inférieure du dispositif d'éclairage, sensiblement au centre de cette surface d'émission de lumière ou sur le côté, pour permettre la manipulation du dispositif d'une seule main.
Bien que le boitier 2 et la sous-face 7 illustrés dans les figures aient une section transversale essentiellement circulaire, il est entendu qu'il s'agit uniquement d'une illustration. Le dispositif d'éclairage 1 peut être appliqué à des lampes de formes et de structures diverses, y compris une forme cruciforme ou une autre forme ramifiée.
L'imagerie de fluorescence est utilisée pendant l'opération pour aider le chirurgien à identifier des structures ou des tissus spécifiques. Les dispositifs d'imagerie de fluorescence peuvent être tenus à la main ou fixés à un support ou autre dans une salle d'opération. L'appareil fonctionne en émettant une lumière destinée à induire une fluorescence dans les molécules présentes dans le corps. Souvent, les molécules sont marquées en injectant au préalable un marqueur au patient, mais certaines molécules naturelles ou endogènes peuvent être fluorescentes sous une lumière d'excitation appropriée. La longueur d'onde de la lumière émise et détectée par les appareils d'imagerie fluorescente se situe souvent dans le domaine du proche infrarouge, la lumière d'excitation étant émise généralement à une longueur d'onde comprise entre 700 et 800 nm environ et la fluorescence étant détectée à une longueur d'onde supérieure de 20 à 80 nm environ.
Les sources de lumière utilisées dans un dispositif d'éclairage opératoire doivent de préférence être capables de générer une lumière blanche conforme à la norme applicable. Par exemple, la norme EN 60601-2-41 exige que les éclairages opératoires émettent une lumière blanche ayant une température de couleur (Tk) comprise entre 3000K et 6700K et un indice de rendu des couleurs (IRC) supérieur ou égal à 85. Les sources lumineuses halogènes ont été utilisées dans les éclairages chirurgicaux, mais les LED sont plus couramment employées aujourd'hui en raison de leur efficacité et de leur faible diffusion de chaleur. La figure 2 illustre un spectre d'émission typique d'une LED blanche adaptée aux lampes chirurgicales, montrant l'intensité relative I émise par la LED en fonction de la longueur d'onde λ. Il ressort de ce spectre d'émission que la lumière émise s'étend dans le domaine du proche infrarouge et chevauche spécifiquement la zone de longueur d'onde opérationnelle des appareils d'imagerie de fluorescence. L'intensité de la fluorescence émise est relativement faible. Par conséquent, cette lumière est suffisante pour perturber gravement la détection de la fluorescence lorsqu'elle est utilisée en même temps que celle d'un appareil d'imagerie de fluorescence. Il est à noter que les optiques de focalisation et/ou de concentration ainsi que la sous-face sont sensiblement transparentes aux rayonnements dans les longueurs d'onde de la lumière visible au proche infrarouge, de sorte que le spectre de la tache lumineuse à 1 mètre de la disposition de l'éclairage ressemblera au spectre des LED mais avec une intensité réduite. Toutefois, l'intensité dans les longueurs d'onde du proche infrarouge est encore plus que suffisante pour perturber la détection de lumière fluorescente.
Pour éviter cette perturbation tout en permettant l'utilisation du dispositif d'éclairage chirurgical pendant le fonctionnement d'un appareil d'imagerie médicale de fluorescence, il est proposé de filtrer la lumière émise par chaque source de lumière en utilisant un filtre qui est conçu pour bloquer les longueurs d'onde au moins dans le domaine de l'infrarouge proche tout en garantissant que la lumière blanche transmise est conforme aux exigences de la norme sur la température de couleur et l'indice de rendu des couleurs (IRC). En particulier, le filtre peut faire en sorte que dans le champ éclairé par le dispositif d'éclairage chirurgical, l'clairement énergétique spectral dans le proche infrarouge, et plus particulièrement aux longueurs d'onde utilisées par un dispositif d'imagerie médicale de fluorescence, soit inférieur à 0,1 W/m2/nm environ. Dans cette divulgation, ces filtres seront appelés filtres NIR.
La figure 3 montre une représentation schématique d'une partie d'un dispositif d'éclairage opératoire avec un filtre NIR. On voit sur la Fig. 3 une source de lumière 10, un élément optique 14 disposé et configuré pour collecter et concentrer la lumière émise par la source de lumière 10 et la sous-face 7. Un filtre NIR peut être disposé dans différentes positions dans ce dispositif. Ces positions sont indiquées par les chiffres romains I à V dans la figure. Plus précisément, le filtre NIR peut être disposé entre la source lumineuse 10 et l'élément optique 14, désigné par la position I. Le filtre NIR peut se trouver soit sur la surface d'entrée II, soit sur la surface de sortie III de l'élément optique 14. Dans ce cas, le filtre NIR peut être obtenu au moyen d'un traitement de surface de l'élément optique 14.
Le filtre NIR peut être disposé entre l'élément optique 14 et la sous-face 7 en position IV. Enfin, le filtre NIR peut être formé sur la surface de la sous-face, par exemple au moyen d'un traitement de surface de la sous-face comme illustré par la position V. La disposition des moyens de filtrage NIR dans l'éclairage opératoire et adaptés pour filtrer la lumière d'une seule source lumineuse permet à chaque filtre d'être très petit. Cela rend possible l'utilisation de méthodes de fabrication plus précises, qui permettent à leur tour de produire des filtres plus précis à un coût nettement réduit.
La figure 4 montre une vue en coupe partielle de l'intérieur du dispositif d'éclairage 1 à travers le plan AA de la figure 1. La figure 4 montre deux sources lumineuses 10, qui sont montées à l'intérieur du boîtier 2 au moyen de connecteurs 12 qui, à leur tour, sont fixés au boîtier 2. Les connecteurs 12 peuvent faire partie d'un ou de plusieurs éléments structurels plus grands adaptés pour maintenir les différents éléments optique et/ou électroniques en place. Il est également possible de monter les sources lumineuses et les optiques et circuits associés directement sur le boîtier. Pour répondre à toutes les modalités possibles, le boîtier et tout élément structurel considérés comme faisant partie de la structure de support dans cette divulgation sont collectivement appelés la structure de support 2 dans la présente divulgation. Les sources lumineuses 10 peuvent être de n'importe quel type, mais sont de préférence des sources lumineuses à LED. Au-dessus de chaque source de lumière se trouve un élément optique 14 sous la forme d'un collimateur qui est connu en soi pour diriger le flux lumineux des sources de lumière vers le champ d'éclairage. Les éléments optiques 14 sont également ancrés au boîtier par un moyen approprié, soit directement, soit via les connecteurs. D'autres structures telles que des radiateurs (dissipateurs de chaleur) ou des circuits de contrôle des sources lumineuses peuvent également être présentes mais ne sont pas illustrées ici. Entre les éléments optiques 14 et la sous-face 7 sont interposés des moyens de filtrage sous la forme d'un disque 16 qui est installé de manière rotative sur un arbre 20 d'un moteur 22. Le disque filtrant 16 peut être en matériau sensiblement transparent, les éléments filtrants 18 étant placés de manière à coïncider avec les positions des sources lumineuses 10. Le moteur 22 est commandé par une unité de contrôle 24 pour tourner et ainsi amener les éléments filtrants 18 dans une position active au-dessus des sources lumineuses 10 ou pour déplacer les éléments filtrants 18 dans une position inactive à l'écart des sources lumineuses 10.
Le disque filtrant 16 peut éventuellement inclure des espaces ouverts ou des éléments optiques alternatifs autres que des éléments de filtre NIR (non représentés) qui sont alignés avec les sources lumineuses 10 en position inactive. Les espaces ouverts ou les éléments optiques alternatifs peuvent être disposés en alternance avec les éléments de filtre NIR 18 sur le disque filtrant 16. Dans une telle disposition, le disque 16 peut être partiellement ou sensiblement opaque dans les zones situées en dehors des zones de transmission de la lumière.
On appréciera qu'un ou plusieurs disques filtrants 16 puissent être disposés entre les sources lumineuses 10 et les éléments optiques 14, c'est-à-dire à la position I de la figure 3. Bien que les filtres NIR 18 garantissent que le spot d'éclairage généré soit conforme à la norme applicable à l'éclairage opératoire, ils peuvent néanmoins modifier la température de couleur de la lumière. Un chirurgien peut activer ou désactiver sélectivement les éléments filtrants 18 et ainsi sélectionner l'éclairage le plus approprié à ses besoins.
La figure 5 montre une vue en plan d'un disque filtrant 16 muni de quatre éléments filtrants 18 positionnés chacun pour filtrer la lumière de l'une des quatre sources lumineuses 10 qui peuvent être perçus à travers les éléments filtrants 18. Le disque filtrant 16 a une forme essentiellement circulaire, mais d'autres formes sont également envisageables. En outre, on comprendra que le disque filtrant peut comporter plus ou moins d'éléments filtrants 18 et donc être disposé au-dessus de plus ou moins de sources lumineuses 10 selon la structure particulière du dispositif d'éclairage. Plusieurs disques filtrants 16 peuvent être disposés dans un même dispositif d'éclairage 1 pour permettre le filtrage de plusieurs sources lumineuses. Par exemple, dans la tête de lampe illustrée à la figure 1, qui comporte un total de seize sources lumineuses, quatre disques filtrants 16 peuvent être disposés et contrôlés collectivement.
La figure 6 est un schéma fonctionnel illustrant le contrôle des filtres NIR 18. L'unité de contrôle 24 est reliée au moteur 22 qui entraîne l'arbre 20 pour faire tourner le disque filtrant 16 entre une position active et une position inactive. L'unité de contrôle 24 est connectée au panneau de commande 5 (Fig. 1) et reçoit des commandes manuelles via le panneau de commande 5 mais peut également envoyer des informations pour l'affichage. Le panneau de commande 5 peut également être configuré pour un fonctionnement sans contact, par exemple par commande vocale. L'unité de contrôle 24 peut commander d'autres fonctions de l'installation d'éclairage, y compris l'allumage et l'extinction. Les fonctions du dispositif d'éclairage peuvent être commandées en plus ou en alternative par un dispositif de télécommande qui communique sans fil avec le dispositif d'éclairage 1. L'unité de contrôle 24 est en outre connectée à un module d'entrée/sortie (I/O) 26 apte à recevoir des signaux de dispositifs externes. Ces signaux peuvent être reçus via une connexion câblée ou sans fil, par exemple via une antenne 28, un infrarouge ou une autre interface appropriée. De cette manière, un dispositif d'imagerie médicale de fluorescence peut être couplé au dispositif d'éclairage 1 pour permettre le déploiement automatique des éléments filtrants 18 par l'unité de contrôle 24 lorsque le dispositif d'imagerie est activé. Afin de garantir l'absence de lumière parasite dans le champ opératoire lors de l'utilisation d'un appareil d'imagerie médicale de fluorescence, il est en outre possible que le dispositif d'éclairage génère, via l'unité de contrôle 24 ou au moyen d'un dispositif de télécommande, un signal permettant de commander toutes les autres sources de lumière dans une salle d'opération. Un tel signal peut également être généré en réponse à un signal provenant d'un dispositif d'imagerie de fluorescence, de sorte que l'activation du dispositif d'imagerie déclenche automatiquement à la fois le déploiement de filtres en position active dans le dispositif d'éclairage chirurgical 1 et l'extinction simultanée de tous les autres éclairages de la salle d'opération.
La figure 7 montre la courbe de transmission d'un exemple d'un filtre NIR adapté au dispositif d'éclairage chirurgical de la présente divulgation. Le filtre est caractérisé par une transmittance de ≥ 85% aux longueurs d'onde de 400 nm à 710 nm, une transmittance de 50% à 730 nm et une transmittance de ≤ 0,01 % à 740 nm à 900 nm à un angle d'incidence de 30°. Les expériences menées avec ce filtre dans différentes configurations de lampes chirurgicales ont permis d'obtenir des spots lumineux ayant une température de couleur corrélée d'environ 5100K et un indice de rendu des couleurs de 93-95. Plus généralement, les filtres NIR bloquent de préférence la lumière ayant une longueur d'onde égale ou supérieure à une longueur d'onde de blocage, cette longueur d'onde de blocage se situant de préférence dans la gamme de 680 nm à 740 nm. Par blocage de la lumière, on entend de préférence une transmittance de ≤ 0,5 %, plus préférablement ≤ 0,1% et encore plus préférablement ≤ 0,01 %. En outre, les filtres peuvent bloquer la lumière ayant une gamme de longueur d'onde qui s'étend au moins à 50 nm, de préférence au moins à 100 nm et plus préférablement au moins à 200 nm de la longueur d'onde de blocage. Le filtre a en outre une transmittance ≥ 85 % pour la lumière visible, c'est-à-dire pour les longueurs d'onde allant de 400 nm à la longueur d'onde de blocage. Dans les modes de réalisation préférés, l'éclairage central maximum (Ec) est d'au moins 40 000 lux ou d'au moins 60 000 lux au centre de la tache lumineuse, à un mètre de la face sortie de l'éclairage opératoire, tout en assurant la transmission de ≤ 0,5 % ou ≤ 0,1 % ou ≤ 0,01 % au-dessus de la longueur d'onde de blocage décrite ci-dessus.
La figure 8 présente un graphique illustrant l'éclairement énergétique spectral (« spectral irradiance » en anglais) d'un dispositif d'éclairage équipé d'un filtre NIR amélioré (courbe A) et d'un dispositif d'éclairage sans filtre (courbe B). Dans les deux cas, l'éclairement énergétique spectral du dispositif d'éclairage a été mesuré à l'aide d'un spectromètre de type JETI Specbos1211 (calibré et certifié COFRAC) configuré pour mesurer l'éclairement énergétique spectral au centre d'une tache lumineuse à une distance de 1 m du dispositif pour les longueurs d'onde d'intérêt. Les valeurs sont normalisées pour un éclairage central maximum du dispositif de 160 Klux). On constate que le dispositif sans filtre présente un éclairement énergétique important aux longueurs d'onde supérieures à 720 nm, avec un éclairement énergétique spectral à 800 nm d'environ 60 mW/m². En revanche, le dispositif avec le filtre NIR atteint une suppression quasiment complète de l'énergie lumineuse au longueurs d'onde supérieures et égales à 720 nm, et un éclairement énergétique spectral d'environ 120 mW/m² à 700 nm.
Toutefois, lorsqu'on considère l'impact de l'éclairement énergétique sur la détection de la fluorescence, il est plus utile de faire référence à l'éclairement énergétique total émis dans une bande de longueur d'onde d'intérêt qu'à l'éclairement énergétique spectral, c'est-à-dire l'éclairement énergétique à une longueurs d'onde individuelle. Le tableau ci-dessous donne la somme des valeurs de l'éclairement énergétique spectral mesurées pour différentes bandes de longueur d'onde.

Bande de longueur d'onde Ee (mW/m²) normalisé pour Ec 160Klux

700 à 750 nm 710

710 à 750 nm 70

750 à 850 nm 19

800 à 870 nm 17
Plus généralement, il est préférable que le dispositif d'éclairage ayant un éclairage central maximum (Ec) de 160 Klux ait un éclairement énergétique pour la bande de longueur d'onde 700 nm à 750 nm d'au plus 1000 mW/m² et de préférence d'au plus 800 mW/m². Le dispositif d'éclairage présente de préférence un éclairement énergétique d'au plus 100 mW/m2 pour la bande de longueur d'onde de 710 nm à 750 nm et un éclairement énergétique pour la bande de longueur d'onde de 750 nm à 850 nm d'au plus 100 mW/m² et plus préférablement d'au plus 50 mW/m².
Les éléments filtrants 18 peuvent être en tous matériaux appropriés, y compris, mais sans s'y limiter, le plastique, le silicone et le verre ou une combinaison de celles-ci, et être de type dichroïque ou absorbant. Les éléments filtrants peuvent être fabriqués par traitement de surface des matériaux, y compris, mais sans s'y limiter, le procédé sol-gel, l'application d'une poudre absorbante au moment de l'injection d'un matériau et le dépôt de couches minces sous vide. L'élément filtrant 18 peut également être formé comme un élément optique séparé sous la forme d'une plaque ou d'un disque qui est collé ou autrement fixé à la sous-face 7 ou aux éléments optiques 14.
Les caractéristiques spécifiques évoquées ci-dessus ne sont que des variantes non limitatives. Les caractéristiques mentionnées dans le présent document sont toutes envisagées et divulguées dans leurs diverses combinaisons et sous-combinaisons possibles, comme le comprendrait une personne du métier compétente dans cette technologie.

Liste de numéros de référence

1: Dispositif d'éclairage opératoire
2: Boîtier / Structure de support
3: Rebord
4: Poignée
5: Panneau de contrôle
6: Manche stérile
7: Couverture /sous-face
8: Bras articulé
10: Source de lumière
12: Connecteur
14: Élément optique
16: Disque filtrant
18: Filtre
20: Arbre
22: Moteur
24: Unité de contrôle
26: Module E/S
28: Antenne

Claims

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, chacun des filtres NIR (18) étant en outre 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, caractérisé en ce que le dispositif comprend 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 indiquant que le dispositif d'imagerie de fluorescence a été activé.
Dispositif d'éclairage opératoire selon la revendication 1, 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).
Dispositif d'éclairage opératoire selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les filtres (18) sont compris dans ladite sous-face (7).
Dispositif d'éclairage opératoire selon la revendication 2, dans lequel les filtres (18) sont compris dans les éléments optiques (14).
Dispositif d'éclairage opératoire selon la revendication 1, 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.
Dispositif d'éclairage opératoire selon la revendication 5, dans lequel le panneau de commande (5) est monté sur le dispositif d'éclairage.
Dispositif d'éclairage opératoire selon la revendication 5, dans lequel l'unité de contrôle est configurée pour communiquer sans fil avec le panneau de commande (5).
Dispositif d'éclairage opératoire selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, 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).
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.
Dispositif d'éclairage opératoire selon la revendication 9, 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.
Dispositif d'éclairage opératoire selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les sources de lumière (10) comprennent au moins une LED.
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.
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.
Dispositif d'éclairage opératoire selon l'une quelconque des revendications précédentes dans laquelle le dispositif d'éclairage ayant un éclairage central maximum (Ec) de 160 Klux a un éclairement énergétique dans la bande de longueur d'onde 700 nm à 750 nm d'au plus 1000 mW/m².
Dispositif d'éclairage opératoire selon l'une quelconque des revendications précédentes dans laquelle 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/m², et de préférence d'au plus 50 mW/m².