ES2575383T3

ES2575383T3 - Luz láser coherente blanca lanzada en nanofibras para iluminación quirúrgica

Info

Publication number: ES2575383T3
Application number: ES11858160.2T
Authority: ES
Inventors: Christopher Horvath; Michael J. Papac; Laszlo Romoda; Ronald T. Smith; Michael J. Yadlowsky
Original assignee: Alcon Research LLC
Current assignee: Alcon Research LLC
Priority date: 2011-02-08
Filing date: 2011-12-22
Publication date: 2016-06-28
Anticipated expiration: 2031-12-22
Also published as: US9055885B2; CA2823825C; CN103347457A; RU2569714C9; RU2013141210A; EP2648639B1; JP2014512851A; MX343881B; CA2823825A1; KR20140050587A; MX2013008284A; KR101862809B1; AU2011358586A1; EP2648639A1; US20120203075A1; EP2648639A4; WO2012108942A1; BR112013019908A2; CN103347457B; AU2011358586B2

Abstract

Un sistema de iluminación quirúrgico (51), que comprende: un primer láser (56) configurado para emitir un primer haz de luz que tiene un primer rango espectral; y un segundo láser configurado para emitir un segundo haz de luz que tiene un segundo rango espectral; una sonda de iluminación (50) ópticamente conectable al primer láser (56), incluyendo la sonda de iluminación un cable de fibra óptica (52) para suministrar por lo menos una parte del primer haz de luz a un sitio quirúrgico; un combinador de haz (112) dispuesto en una trayectoria óptica entre por lo menos uno de entre el primer y segundo láseres, y la sonda de iluminación, estando el combinador de haz configurado para: combinar el primer y segundo haces de luz, y emitir un tercer haz de luz que tiene un tercer rango espectral que incluye el primer rango espectral y el segundo rango espectral, estando el tercer haz de luz ópticamente acoplado a la sonda de iluminación (50); y caracterizado por un elemento dispersivo (70) dispuesto entre el combinador de haz (112) y la sonda de iluminación (50) y en una trayectoria óptica del tercer haz de luz, comprendiendo el elemento dispersivo (70) una de entre una bobina vibratoria de fibra óptica y una bobina estirada de fibra óptica, pudiendo el elemento dispersivo funcionar para interrumpir la coherencia espacial del tercer haz de luz para reducir el moteado.

Description

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DESCRIPCION

Luz laser coherente blanca lanzada en nanofibras para iluminacion quirurgica.

Antecedentes

Anatomicamente, un ojo puede estar dividido en dos partes distintas, un segmento anterior y un segmento posterior. El segmento anterior incluye un cristalino y se extiende desde la capa mas exterior de la cornea (el endotelio de la cornea) hasta un segmento posterior de una capsula del cristalino. El segmento posterior incluye una parte del ojo que esta detras de la capsula del cristalino. El segmento posterior se extiende desde una cara hialoidea anterior (parte de un cuerpo vftreo) hasta una retina, con la que la cara hialoidea posterior esta en contacto directo. El segmento posterior es mucho mas grande que el segmento anterior.

El segmento posterior incluye el cuerpo vftreo, una sustancia transparente, sin color y parecida a un gel. Representa aproximadamente dos tercios del volumen del ojo, dandole forma y configuracion antes del nacimiento. El cuerpo vftreo esta compuesto de un 1% de colageno y hialuronato de sodio y de un 99% de agua. El lfmite anterior del cuerpo vftreo es la cara hialoidea anterior, que toca la capsula posterior del cristalino, mientras que la cara hialoidea posterior forma su propio lfmite posterior, y esta en contacto con la retina. El cuerpo vftreo no fluye libremente como el humor acuoso y tiene sitios de union anatomicos normales. Uno de estos sitios es la base vftrea, la cual es una banda amplia de aproximadamente 3-4 mm que cubre la ora serrata. La cabeza del nervio optico, la macula lutea, y la arcada vascular tambien son puntos de union. Las principales funciones del cuerpo vftreo son mantener la retina en su sitio, mantener la integridad y configuracion del globo, absorber impactos debido al movimiento, y posteriormente dar soporte al cristalino. A diferencia del humor acuoso, el cuerpo vftreo no se reemplaza continuamente. El cuerpo vftreo se vuelve mas fluido con la edad en un proceso conocido como sineresis. La sineresis da lugar al encogimiento del cuerpo vftreo, el cual puede ejercer presion o traccion en sus puntos de union normales. Si se aplica la suficiente traccion, el cuerpo vftreo puede tirar de su union retiniana creando un desgarro o agujero retiniano.

Varios procedimientos quirurgicos, llamados procedimientos vftreorretinianos, se llevan a cabo normalmente en el segmento posterior del ojo. Los procedimientos vftreorretinianos son apropiados para tratar muchas enfermedades graves del segmento posterior. Los procedimientos vftreorretinianos tratan enfermedades, como por ejemplo la degeneracion macular relacionada con la edad (AMD), la retinopatfa diabetica y la hemorragia vftrea diabetica, el agujero macular, el desprendimiento de retina, la membrana epirretiniana, la retinitis CMV, y muchas otras enfermedades oftalmologicas.

Un cirujano realiza los procedimientos vftreorretinianos con un microscopio y unas lentes especiales disenadas para aportar una imagen clara del segmento posterior. Se hacen varias incisiones minusculas de aproximadamente 1 milfmetro de longitud en la esclerotica en la pars plana. El cirujano inserta instrumentos microquirurgicos a traves de las incisiones, como por ejemplo una fuente de luz de fibra optica, para iluminar el ojo por dentro; una lfnea de infusion para mantener la configuracion del ojo durante la cirugfa; e instrumentos para cortar y extraer el cuerpo vftreo. Se puede proporcionar una incision separada para cada instrumento microquirurgico cuando se usan multiples instrumentos simultaneamente.

Durante dichos procedimientos quirurgicos, la iluminacion apropiada del interior del ojo es importante. Tfpicamente, se inserta una fibra optica delgada en el ojo para proporcionar iluminacion. Una fuente de luz, como por ejemplo una lampara halogena de tungsteno o una lampara de arco de alta presion (haluros de metal, Xe), puede ser usada para producir la luz transportada por la fibra optica al ojo. La luz pasa a traves de varios elementos opticos (tfpicamente lentes, espejos, y atenuadores) y es transmitida a la fibra optica que transporta la luz al ojo.

Como ocurre con la mayorfa de procedimientos quirurgicos, se produce un beneficio al minimizar el numero y tamano de incisiones requeridas para realizar el procedimiento vftreorretiniano. Las incisiones se realizan tfpicamente solo de manera que sean lo suficientemente grandes como para acomodarse al tamano del instrumento microquirurgico insertado en el interior del ojo. Los esfuerzos para minimizar el tamano de la incision generalmente implican reducir el tamano del instrumento microquirurgico. La reduccion del numero de incisiones puede conseguirse mediante la integracion de varios instrumento microquirurgicos. Por ejemplo, la fibra optica se puede incorporar en el extremo de trabajo de un instrumento microquirurgico. Esto puede eliminar la necesidad de hacer una incision aparte para la iluminacion y ofrece la ventaja de dirigir el haz de luz junto con el instrumento microquirurgico sobre el sitio objetivo a traves de una abertura comun en la esclerotica. Desafortunadamente, al menos algunos de los intentos anteriores de integrar multiples instrumentos microquirurgicos dieron como resultado instrumentos mas grandes que requerfan incisiones mas grandes para la insercion dentro de la region interior del ojo, o iban acompanados por una disminucion correspondiente de uno o ambos de los instrumentos quirurgicos integrados.

El estado de la tecnica esta representado por los documentos EP 1114608 A, WO 03/077746 A y US 5.062.431.

El documento EP 1114608 divulga las caracterfsticas del preambulo de la reivindicacion 1.

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La presente invencion proporciona un sistema de iluminacion quirurgico de acuerdo con las reivindicaciones siguientes.

Breve descripcion de las figuras

La FIG. 1 es una vista en seccion transversal de un ojo que ilustra una anatomfa interna del ojo;

La FIG. 2 es una ilustracion esquematica de un ejemplo de una sonda de iluminacion que muestra la iluminacion de una region interior del ojo de la FIG. 1;

La FIG. 3 es una ilustracion esquematica de un ejemplo de un sistema de iluminacion intraocular que usa una fuente de luz laser generalmente de banda ancha que puede estar selectiva y opticamente conectada a la sonda de iluminacion;

La FIG. 4 es una vista esquematica de una seccion transversal parcial de un extremo de la sonda de iluminacion mostrada que se proyecta a traves de una incision en una esclerotica del ojo;

La FIG. 5 es una vista esquematica de unos ejemplos de seccion transversal parcial de una canula de infusion integrada y de una sonda de iluminacion que se pueden usar con los sistemas de iluminacion intraocular de las FIGS. 3 y 6;

La FIG. 6 es una ilustracion esquematica de un ejemplo de un sistema de iluminacion intraocular que usa multiples laseres de banda estrecha como fuente de luz;

La FIG. 7 es una vista esquematica de un ejemplo de una seccion transversal parcial de una sonda de iluminacion que puede ser usada con los sistemas de iluminacion intraocular de las FIGs. 3 y 6, incluyendo la sonda de iluminacion una fibra optica de escala nano que tiene un extremo formado para dar forma selectivamente la distribucion de luz emitida desde la sonda de iluminacion; y

La FIG. 8 es una vista esquematica parcial de un ejemplo de una seccion transversal de una sonda de iluminacion que incluye una elevada apertura numerica y una fibra de iluminacion optica de escala nano que puede ser usada con los sistemas de iluminacion intraocular de las FIGS. 3 y 6.

Descripcion detallada

Haciendo referencia a continuacion a la siguiente discusion y a los dibujos, se describen en detalle las aproximaciones ilustrativas a los sistemas y metodos divulgados. Aunque las figuras representan algunas posibles aproximaciones, las figuras no estan necesariamente realizadas a escala y algunas caracterfsticas pueden estar exageradas, eliminadas, o parcialmente seccionadas para ilustrar y explicar mejor la presente divulgacion. Ademas, las descripciones que se establecen en la presente memoria no pretenden ser exhaustivas, sino limitar, o restringir las reivindicaciones a las formas y configuraciones precisas mostradas en las figuras y divulgadas en la siguiente descripcion detallada.

La FIG. 1 ilustra una anatomfa de un ojo 20, el cual incluye una cornea 22, un iris 24, una pupila 26, un cristalino 28, una capsula del cristalino 30, unas zonulas 32, un cuerpo ciliar 34, una esclerotica 36, una region vftrea 38, una retina 40, una macula 42, y un nervio optico 44. La cornea 22 es una estructura transparente en forma de cupula en la superficie del ojo 20 que actua como ventana, permitiendo que la luz entre en el ojo. El iris 24, el cual corresponde a la parte coloreada del ojo, es un musculo que envuelve la pupila 26 que se relaja y se contrae para controlar la cantidad de luz que entra en el ojo 20. La pupila 26 es una abertura circular central en el iris 24. El cristalino 28 es una estructura dentro del ojo 20 que ayuda a enfocar la luz en la retina 40. La capsula del cristalino 30 es una bolsa elastica que encapsula el cristalino 30, ayudando a controlar la configuracion del cristalino 28 mientras el ojo enfoca objetos a diferentes distancias. Las zonulas 32 son ligamentos delgados que unen la capsula del cristalino 30 al interior del ojo 20, manteniendo el cristalino 28 en su sitio. El cuerpo ciliar 34 es un area muscular unida al cristalino 28 que se contrae y se relaja para controlar el tamano del cristalino para enfocar. La esclerotica 36 es una capa mas externa dura del ojo 20 que mantiene la forma del ojo. La region vftrea 38 es una gran seccion llena de gel situada hacia la parte trasera del ojo 20 que ayuda a mantener la curvatura del ojo. La retina 40 es una capa de nervio sensible a la luz situada en una parte trasera del ojo 20 que recibe luz y la convierte en senales para enviarlas al cerebro. La macula 42 es un area en la parte trasera del ojo 20 que incluye unos receptores para detectar un detalle sutil en una imagen visualizada. El nervio optico 44 transmite senales desde el ojo 20 al cerebro.

Con referencia a la FIG. 2, varios elementos microquirurgicos pueden ser insertados a traves de la esclerotica 36 (generalmente en la pars plana) dentro de la region vftrea 38 en conexion con la realizacion de un procedimiento vftreorretiniano. Estos pueden incluir, pero no estan limitados a, una sonda de vitrectomfa 46, una canula de infusion 48, y una sonda de iluminacion 50 para iluminar un interior del ojo 20. La sonda de iluminacion 50 puede incluir un

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cable de fibra optica 52 para transferir luz desde una fuente de luz para iluminar el interior de la region vftrea 38 del ojo 20 durante varios procedimientos intraoperatorios, como por ejemplo la cirugfa vftreorretiniana.

Con referencia a la FIG. 3, un endoiluminador 51 ejemplificativo puede incluir un iluminador 52 y la sonda de iluminacion 50. El iluminador 52 puede incluir un motor de luz 54 para generar luz a un flujo luminoso y cromaticidad particulares. La luz producida por el iluminador 52 puede ser transferida a la region interior del ojo a traves de la sonda de iluminacion 50. El motor de luz 54 puede emplear un laser 56 para generar la luz. Se pueden emplear varios tipos y configuraciones de laseres, incluyendo pero sin limitarse a, laseres de gas, laseres de colorante, laseres de vapor de metal, laseres de estado solido, laseres semiconductores, laseres de fibra, y laseres supercontinuos. La luz puede ser emitida desde el laser 56 por un rango espectral relativamente ancho o estrecho dependiendo del tipo de laser empleado. Los laseres son generalmente capaces de producir luz con un grado relativamente elevado de coherencia espacial, en comparacion con otras fuentes de luz, como por ejemplo los LED e iluminadores basados en lamparas. La coherencia espacial elevada permite que la luz emitida sea enfocada en tamanos de punto mas pequenos para una transmision eficiente a los cables de fibra optica. La capacidad de enfocar la luz emitida en tamanos de punto mas pequenos puede permitir el uso de fibras opticas pequenas, como por ejemplo fibras opticas de escala nano, las cuales pueden, a su vez, permitir incisiones quirurgicas mas pequenas para insertar la sonda de iluminacion 50 dentro del ojo 20. Como es el caso de muchos procedimientos quirurgicos, incluyendo los procedimientos vftreorretinianos, generalmente es deseable limitar las incisiones quirurgicas al tamano mas pequeno posible. Las fibras opticas mas pequenas generalmente requieren incisiones quirurgicas mas pequenas para la insercion en el ojo. Dependiendo del tamano de la fibra optica empleada, la incision puede que sea lo suficientemente pequena para hacer que la herida resultante sea sustancialmente autocurable, eliminando de este modo la necesidad de emplear procedimientos adicionales para cerrar la incision, como por ejemplo las suturas.

El laser 56 puede estar configurado para producir una luz blanca generalmente de banda ancha para iluminar la region interior del ojo 20. Por ejemplo, el laser 56 puede estar configurado como un laser supercontinuo capaz de producir una luz generalmente de banda ancha sobre un rango espectral relativamente ancho. Los laseres supercontinuos funcionan, por ejemplo, haciendo pasar un haz de bombeo pulsado generalmente de ancho de banda estrecho a traves de un medio dispersivo no lineal, como por ejemplo una fibra fotonica cristalina. A medida que el haz de bombeo se propaga a traves del medio dispersivo no lineal, una serie de procedimientos no lineales actuan sobre el haz de bombeo para causar el ensanchamiento espectral del haz de bombeo inicial. El resultado es un espectral continuo que se extiende sobre al menos una parte del espectro visible. El laser 56 puede estar configurado tambien para emitir luz que cubra todo el espectro visible y que se extienda hacia partes del espectro invisible.

Haciendo referencia de acuerdo a la FIG. 3, el iluminador 52 puede incluir varios dispositivos para controlar y monitorizar el funcionamiento del laser 56, incluyendo pero sin limitarse a, una electronica de accionamiento 58, un monitor de potencia 60, y un controlador 62. El monitor de potencia 60 puede estar configurado para monitorizar la potencia de un haz de luz 64 emitido desde el laser 56. Un divisor de haz 66, u otro dispositivo optico adecuado, puede ser usado para dirigir una parte 68 del haz de luz 64 al monitor de potencia 60. El monitor de potencia 60 puede estar configurado para generar una senal electronica indicativa de la potencia de la luz emitida desde el laser 56. El monitor de potencia 60 puede estar electronicamente conectado, con cable o sin cable, al controlador 62.

El controlador 62 puede controlar por lo menos parcialmente el funcionamiento de la electronica de accionamiento 58. El controlador 62 puede recibir varias entradas informativas, incluyendo pero sin limitarse a, varias entradas de usuario y la senal de potencia transmitida desde el monitor de potencia 60, y posteriormente heurfsticos, p. ej., reglas o procesos logicos, que pueden aplicarse a las entradas. A continuacion se pueden generar salidas que influyen en el funcionamiento de la electronica de accionamiento 58 en el contexto del funcionamiento completo del iluminador 52.

En algunas aplicaciones de iluminacion, como por ejemplo cuando se emplea un laser supercontinuo, puede ser beneficioso alargar aun mas los pulsos de haz emitidos desde el laser 56 en el dominio de tiempo. Esto se puede conseguir colocando un elemento dispersivo 70 en la trayectoria optica hacia abajo del medio dispersivo no lineal usado para generar la luz blanca generalmente de banda ancha emitida por el laser 56. El elemento dispersivo 70 puede estar configurado como una longitud de fibra optica dispersiva. El elemento dispersivo 70 puede incluir un acoplador optico 71 para selectiva y opticamente acoplar la sonda de iluminacion 50 al iluminador 52. Alternativamente, el elemento dispersivo puede estar integrado como parte de la sonda de iluminacion 50.

Haciendo referencia a la FIG. 3, el iluminador 52 puede incluir un acoplador optico 72 para capturar y enfocar el haz de luz 64 emitido desde el laser 56, y enfocar la luz para suministrarla al elemento dispersivo 70. El acoplador optico 72 puede incluir varios elementos opticos, como por ejemplo, una lente colimadora 74 para recibir el haz de luz 64 generalmente divergente, emitido desde el laser 56, y una lente condensadora 76 dispuesta opticamente hacia debajo de la lente colimadora 74. La lente colimadora 74 recibe el haz de luz 64 emitido desde el laser 56, y refracta la luz para formar un haz de luz generalmente colimado 77. El haz de luz colimado 77 pasa a traves de la lente de condensacion 76, la cual funciona para enfocar el haz de luz colimador para suministrarlo al elemento dispersivo 70. El acoplador optico 72 puede alternativamente emplear lentes redondas para acoplar opticamente el laser 56 a un elemento dispersivo 70. Esto son solo dos ejemplos de varios sistemas de acoplamiento optico que pueden

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emplearse para acoplar opticamente el laser 56 al cable optico 52. Tambien se pueden usar otros sistemas de acoplamiento optico.

Haciendo referencia continuamente a la FIG. 3, la sonda de iluminacion 50 puede incluir un cable de fibra optica 78 para transmitir la luz emitida desde el laser 56 al interior del ojo 20. El cable de fibra optica 78 puede incluir un conector de fibra optica 80 para conectar opticamente el cable de fibra optica 78 al elemento dispersivo 70. El conector de fibra optica 80 esta conectado libremente con el acoplador optico 71 configurado correspondientemente, que esta asociado funcionalmente con el iluminador 52. Los conectores opticos 71 y 80 permiten que el cable de fibra optica 78 este selectivamente unido y separado del iluminador 52. En la configuracion ejemplificativa del endoiluminador 51 ilustrado en la FIG. 3, el cable de fibra optica 78 se muestra directamente conectado al elemento dispersor 70. En la practica, se pueden disponer varios elementos opticos adicionales en la trayectoria optica entre el iluminador 52 y el cable de fibra optica 78. Por ejemplo, se puede alojar el iluminador 52 dentro de una consola quirurgica. Un conector optico, configurado de manera similar al acoplamiento optico 71, puede estar dispuesto en una ubicacion de facil acceso en la consola quirurgica para proporcionar acceso al cable de fibra optica 78 opticamente conectado al conector. Una serie de elementos opticos, como por ejemplo una longitud adicional de fibra optica (que puede ser permanente o desechable), puede ser empleada para conectar opticamente el iluminador 52 con el conector optico dispuesto en la parte externa de la consola quirurgica. Tambien se pueden emplear otros elementos opticos para conectar opticamente el cable de fibra optica 78 con el iluminador 52.

Haciendo referencia tambien a la FIG. 4, el cable de fibra optica 78 puede tener cualquiera de entre una variedad de configuraciones. El cable de fibra optica 78 puede incluir una configuracion flexible para permitir generalmente la manipulacion sin impedimentos de la sonda de iluminacion 50. El cable de fibra optica 78 puede incluir un nucleo de fibra optica 82 opticamente transmisivo envuelto por un material de revestimiento 84 que tiene generalmente un bajo fndice de refraccion con respecto al nucleo de fibra optica 82. El nucleo de fibra optica 82 puede estar realizado de varios materiales, incluyendo pero sin limitarse a, vidrios y plasticos. El cable de fibra optica 78 puede incluir tambien capas adicionales dependiendo de los requisitos de cada aplicacion particular. Por ejemplo, el cable de fibra optica 78 puede incluir un material amortiguador que envuelva el material de revestimiento 84, asf como tambien una cubierta de proteccion exterior (como, por ejemplo, un tubo de plastico o metal) para proteger los componentes del interior del cable de ser danados.

Cuando se emplea un laser supercontinuo como laser 56, el haz de luz 64 emitido generalmente tiene un elevado grado de coherencia espacial. La coherencia espacial elevada normalmente permite enfocar el haz a tamanos de punto pequenos para el suministro al cableado de fibra optica. La capacidad de enfocar la luz emitida desde un laser supercontinuo a tamanos de punto pequenos puede permitir el uso de fibras opticas de escala nano para transmitir la luz emitida desde el laser 56 al interior del ojo 20. Las fibras opticas de escala nano generalmente tienen un diametro (u otras dimensiones de seccion transversal mayores) de menos de 100 micrones. Cuando se emplea como nucleo de fibra optica 82 de la sonda de iluminacion 50, el pequeno diametro de la fibra optica de escala nano puede permitir una reduccion en el area de seccion transversal de la sonda, la cual puede, a su vez, reducir el tamano de la incision quirurgica en la esclerotica 36 del ojo 20 (ver las FIGS. 1 y 2) a traves de la cual se inserta la sonda.

Debido al pequeno tamano de las fibras opticas de escala nano, puede ser posible integrar la sonda de iluminacion 50 con otro instrumento quirurgico, incluyendo pero sin limitarse a, la canula de infusion 40 (ver la FIG. 2), para reducir el numero de incisiones quirurgicas requeridas para insertar instrumentos quirurgicos durante un procedimiento vftreorretiniano. Algunas configuraciones ejemplificativas de canulas de infusion que emplean fibras opticas de iluminacion integrada estan divulgadas en U.S. numero de patente 7.783.346, concedida a Smith et al. el 24 de agosto de 2010 (la “patente '346”). Haciendo referencia a la FIG. 5, hay un ejemplo de configuraciones de una canula de infusion/sonda de iluminacion 86 integradas, que pueden incluir un cable de fibra optica de escala nano 88 para transmitir la luz emitida desde el laser 56 hacia el interior del ojo 20. Un tubo flexible 90 puede estar previsto para transportar lfquido o gas para el suministro al interior del ojo 20. Un casquillo 92 interconecta el cable de fibra optica de escala nano con el tubo flexible 90. Se puede unir una canula 94 al casquillo 92. La canula 94 proporciona un canal para recibir un extremo 96 del cable de fibra optica de escala nano 88, y para suministrar el fluido o gas al interior del ojo 20. El cable de fibra optica de escala nano 88 y el casquillo 92 pueden estar envueltos en una funda protectora 98. El ejemplo de configuraciones de la canula de infusion/sonda de iluminacion 86 integradas, permite a los dos instrumentos quirurgicos acceder simultaneamente a la region interior del ojo 20 a traves de una sola incision quirurgica. El cable de fibra optica de escala nano 88 puede estar integrado de manera similar con otros instrumentos microquirurgicos.

Con referencia a la FIG. 6, un endoiluminador 100 puede incluir un motor de luz 102 configurado de manera alternativa para generar luz a un flujo luminoso y cromaticidad particulares. El motor de luz 102 puede estar configurado de manera similar al motor de luz 54 (ver la FIG. 3), pero se diferencia por incluir multiples laseres para generar una luz blanca generalmente de banda ancha para iluminar un interior del ojo 20. Aparte del motor de luz 102, el endoiluminador 100 esta configurado de manera similar al endoiluminador 52 ilustrado en la FIG. 3. En lugar de emplear un unico laser, como por ejemplo el laser supercontinuo empleado con la fuente de luz laser 56 (ver FIG. 3), para generar una luz blanca generalmente de banda ancha, el motor de luz 102 del endoiluminador 100 utiliza dos o mas laseres para producir luz que tiene unas propiedades espectrales seleccionadas. En la configuracion

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ejemplificativa del endoiluminador 100 mostrado en la FIG. 6, el motor de luz 102 incluye cuatro laseres 104, 106, 108 y 110. Cada laser puede estar configurado para generar luz sobre una parte diferente del rango espectral deseado. Se puede proporcionar un combinador de haz 112 para combinar los haces de luz emitidos desde el laser individual a un unico haz de luz 64 con un rango espectral deseado. El haz de luz 64 tendra un rango espectral que incluye los rangos espectrales de los haces de luz emitidos desde los laseres 104, 106, 108 y 110. Se muestran cuatro laseres en la configuracion ejemplificativa del endoiluminador 100, como se ilustra en la FIG. 3, pero en la practica, se pueden emplear mas o menos laseres. El numero real de laseres empleados dependera al menos en parte del rango de la longitud de onda de los laseres individuales. Generalmente, cuanto mas ancho es el rango espectral menor sera el numero de laseres que sera necesario usar para producir luz a lo largo de un rango espectral deseado. Aunque cada laser produce luz sobre un espectro de rango diferente, puede ser beneficioso tener al menos un poco de superposicion entre los rangos espectrales para ayudar a garantizar una distribucion espectral uniforme de la luz emitida.

Un haz de luz producido mediante la combinacion de multiples haces de luz individuales para producir un unico haz de luz que tiene los rangos espectrales de los haces de luz individuales, como por ejemplo implementado con el motor de luz 102, puede estar sujeto a un fenomeno referido como moteado. El moteado ocurre cuando multiples ondas de luz que tienen diferentes fases de interfieren unas con otras. Cuando se suman, las interferencias producen una onda de luz que tiene una intensidad que varfa aleatoriamente. Las opciones para reducir el moteado incluyen, por ejemplo, el uso de difusores rotativos o lentes colocadas en la trayectoria optica del haz de luz 64 para interrumpir la coherencia espacial de la luz laser emitida. Otras opciones incluyen pasar el haz de luz total a traves de un una bobina de fibra optica vibratoria o estirada, como por ejemplo el segundo elemento dispersivo 70, para producir una iluminacion uniforme.

Es generalmente deseable que la luz emitida desde la sonda de iluminacion 50 tenga una distribucion angular relativamente ancha para posibilitar la iluminacion de un correspondiente campo quirurgico ancho dentro del ojo 20. La luz emitida desde las fibras opticas de escala nano, tales como aquellas que como tal, pueden ser empleadas con el cable de fibra optica 78, puede tener una distribucion angular relativamente pequena debido a la pequena abertura numerica de la fibra o la pequena abertura numerica del haz dentro de la fibra. Refiriendose a la FlG. 7, una opcion para conseguir una distribucion angular mas ancha de la luz emitida es ahusar selectivamente un extremo 114 del nucleo de fibra optica 82. Se pueden emplear varios ahusamientos, como por ejemplo un concentrador parabolico compuesto, dependiendo de los parametros de diseno de una aplicacion particular y de la distribucion angular deseada. Metodos alternativos como, por ejemplo, anadir un agente difusor al extremo de la fibra optica se pueden usar para crear un angulo de iluminacion mas grande.

Haciendo referencia a la FIG. 8, la distribucion angular de la luz emitida desde el cable de fibra optica 78 se puede incrementar mediante el uso de un cable de fibra optica que tiene una elevada abertura numerica. Una elevada apertura numerica indica una gran diferencia en el fndice de refraccion entre el nucleo de fibra optica 82 y el revestimiento 84. Los cables de fibra optica que tienen grandes aperturas numericas pueden generalmente aceptar luz sobre un rango de angulos de incidencia mas ancho que los cables de fibra optica que tienen unas aberturas numericas mas pequenas. El incremento del angulo de incidencia 116 en el que la luz entra en el cable de fibra optica 78 generalmente tiene como consecuencia un incremento de la distribucion angular de luz emitida desde el cable de fibra optica. El incremento de la abertura numerica del cable de fibra optica 78, cuando se emplea conjuntamente con un angulo de incidencia incrementado de la luz suministrada al cable de fibra optica, puede mejorar la distribucion angular de luz emitida desde la sonda de iluminacion 50.

En algunas situaciones puede producirse un fotooscurecimiento, o un centrado de color. El fotooscurecimiento es un proceso multifotonico, y la probabilidad de que ocurra es proporcional a la potencia de pico de un pulso. Por consiguiente, en algunas formas de realizacion, un elemento de estiramiento de pulso en el tren optico puede aliviar esta enfermedad. Por ejemplo, un elemento de estiramiento de pulso puede estirar un pulso de 100 a 200 picosegundos (ps) a 1 nanosegundo (ns). En algunas formas de realizacion, un elemento dispersivo temporal tambien puede lograr esto.

Se apreciara que el sistema de iluminacion quirurgico ejemplificativo descrito en la presente memoria tiene amplias aplicaciones. La precedente configuracion se ha escogido y descrito con el fin de ilustrar los principios de los metodos y los aparatos asf como algunas aplicaciones practicas. La precedente descripcion permite a otros expertos en la materia usar los metodos y aparatos en varias configuraciones y con varias modificaciones como lo son para el uso particular contemplado. Los principios y modos de operacion del sistema de iluminacion quirurgica divulgado se han explicado e ilustrado en configuraciones ejemplificativas.

Claims

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REIVINDICACIONES

1. Un sistema de iluminacion quirurgico (51), que comprende:

un primer laser (56) configurado para emitir un primer haz de luz que tiene un primer rango espectral; y

un segundo laser configurado para emitir un segundo haz de luz que tiene un segundo rango espectral;

una sonda de iluminacion (50) opticamente conectable al primer laser (56), incluyendo la sonda de iluminacion un cable de fibra optica (52) para suministrar por lo menos una parte del primer haz de luz a un sitio quirurgico;

un combinador de haz (112) dispuesto en una trayectoria optica entre por lo menos uno de entre el primer y segundo laseres, y la sonda de iluminacion, estando el combinador de haz configurado para:

combinar el primer y segundo haces de luz, y

emitir un tercer haz de luz que tiene un tercer rango espectral que incluye el primer rango espectral y el segundo rango espectral, estando el tercer haz de luz opticamente acoplado a la sonda de iluminacion (50); y

caracterizado por un elemento dispersivo (70) dispuesto entre el combinador de haz (112) y la sonda de iluminacion (50) y en una trayectoria optica del tercer haz de luz, comprendiendo el elemento dispersivo (70) una de entre una bobina vibratoria de fibra optica y una bobina estirada de fibra optica, pudiendo el elemento dispersivo funcionar para interrumpir la coherencia espacial del tercer haz de luz para reducir el moteado.
2. El sistema de iluminacion quirurgico de la reivindicacion 1, en el que el primer y el segundo rangos espectrales por lo menos se superponen parcialmente.
3. El sistema de iluminacion quirurgico segun la reivindicacion 1, en el que el cable de fibra optica (52) incluye un nucleo de fibra optica que tiene un diametro de 100 micras o menos.
4. El sistema de iluminacion quirurgico segun la reivindicacion 3, en el que el nucleo de fibra optica incluye un extremo contorneado para emitir el tercer haz de luz.
5. El sistema de iluminacion quirurgico segun la reivindicacion 1, en el que el primer rango espectral se extiende sobre por lo menos una parte del espectro visible o en el que el primer rango espectral se extiende sustancialmente sobre todo el espectro visible.
6. El sistema de iluminacion quirurgico segun la reivindicacion 1, que ademas comprende un acoplador optico (71) para conectar opticamente el tercer haz de luz a la sonda de iluminacion (50).
7. El sistema de iluminacion quirurgico segun la reivindicacion 1, que ademas comprende uno de entre un difusor giratorio y una lente giratoria.
8. El sistema de iluminacion quirurgico segun la reivindicacion 1, que ademas comprende una sonda quirurgica integrada con la sonda de iluminacion (50).