ES2865137T3 - Sistema de visualización de TCO quirúrgica de amplio campo de visión - Google Patents
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Abstract
Un sistema quirúrgico de obtención de imágenes (100) que comprende: un microscopio quirúrgico; una fuente de luz (102), configurada para generar un haz de luz de obtención de imágenes; un sistema de guiado del haz (104), configurado para guiar el haz de luz de obtención de imágenes desde la fuente de luz; un escáner de haces (106), configurado: para recibir la luz de obtención de imágenes del sistema de guiado del haz, y para generar un haz de luz de obtención de imágenes escaneado (108); un acoplador de haces (110) configurado: para redirigir el haz de luz de obtención de imágenes escaneado (108) a una trayectoria óptica (116) del microscopio quirúrgico; y una lente de amplio campo de visión (WFOV) (112) configurada: para entrar en contacto con el ojo del procedimiento, y para guiar el haz de luz de obtención de imágenes escaneado redirigido a una región objetivo del ojo del procedimiento; en el que el acoplador de haces (110) comprende un espejo primario y un espejo auxiliar, y está configurado para redirigir el haz de luz a ángulos mayores de 15 grados desde un eje óptico del ojo del procedimiento, y en el que el haz de luz de obtención de imágenes escaneado (108) se refleja desde el espejo primario (118) al espejo auxiliar y a través de la lente de amplio campo de visión (WFOV) (112) al ojo del procedimiento.
Description
DESCRIPCIÓN
Sistema de visualización de TCO quirúrgica de amplio campo de visión
Antecedentes
Campo técnico
Las formas de realización dadas a conocer en el presente documento hacen referencia a la visualización mejorada para cirugía vitreorretiniana, de glaucoma u otras cirugías oftálmicas. Más específicamente, las formas de realización descritas en el presente documento hacen referencia a un sistema de visualización de tomografía de coherencia óptica (TCO) quirúrgica de amplio campo de visión sin microscopio.
Técnica relacionada
El desarrollo de técnicas que ayuden a la cirugía oftálmica con la obtención de imágenes y la visualización es una de las áreas más candentes de desarrollo e innovación. Una clase de cirugía oftálmica, el procedimiento vitreorretiniano, implica la vitrectomía, la extracción del cuerpo vítreo de la cámara posterior para acceder a la retina. La ejecución exitosa de la vitrectomía requiere una extracción esencialmente completa del cuerpo vítreo, incluyendo las regiones más difíciles cerca de la base vítrea. El uso de técnicas y dispositivos de obtención de imágenes puede ser de gran ayuda para mejorar la eficacia de la extracción del cuerpo vítreo.
Sin embargo, la vitrectomía con la ayuda de imágenes es particularmente difícil por varias razones. Una de ellas es que el cuerpo vítreo es transparente. Otro desafío es que la visualización de la periferia requiere haces de obtención de imágenes con un alto ángulo de oblicuidad. Existen problemas de visualización similares durante los procedimientos de pelado de la membrana. En la actualidad, normalmente se utilizan imágenes de microscopio o vídeo-microscopio para abordar el primer desafío, y se utilizan lentes de gran ángulo basadas en el contacto o sin contacto para abordar el último desafío, en cada caso con un éxito limitado.
Se puede mejorar la obtención de imágenes mediante el uso de la tomografía de coherencia óptica (TCO), una técnica que permite visualizar el tejido objetivo en profundidad enfocando un haz láser sobre el objetivo, recogiendo el haz reflejado, interfiriendo el haz reflejado con un haz de referencia y detectando la interferencia, y midiendo la firma de reflectancia dentro de la profundidad de enfoque del haz. El resultado es un escaneo lineal en profundidad, un escaneo transversal o un escaneo volumétrico.
La TCO se ha convertido en una práctica común en la clínica como herramienta de diagnóstico. Los cirujanos llevan las imágenes preoperatorias al quirófano como referencia. En la actualidad, el escaneo con TCO no está disponible en el quirófano y, por tanto, no ayuda a tomar decisiones durante la cirugía. Las imágenes preoperatorias tienen una utilidad limitada tras las modificaciones morfológicas del objetivo durante un procedimiento.
Múltiples empresas, desde empresas nuevas hasta grandes corporaciones, se esfuerzan por desarrollar sistemas de TCO intraquirúrgica en tiempo real. Hasta la fecha, los enfoques de la TCO intraquirúrgica se han basado en microscopio o en endosonda. Sin embargo, los microscopios quirúrgicos estándar están diseñados para la longitud de onda visible y, por lo tanto, pueden no proporcionar un rendimiento satisfactorio en el infrarrojo cercano (NIR) para la obtención de imágenes de TCO. Por consiguiente, la integración de TCO en los microscopios quirúrgicos estándar puede requerir modificaciones sustanciales del microscopio. Además, estas modificaciones pueden ser específicas del microscopio y depender de las características particulares y los elementos ópticos de cada microscopio.
Por consiguiente, existe la necesidad de dispositivos, sistemas y procedimientos mejorados que faciliten la obtención de imágenes de TCO en tiempo real, intraquirúrgica y de amplio campo de visión, abordando una o varias de las necesidades mencionadas anteriormente.
Se hace referencia al documento US20110202044 que se refiere a un sistema de tomografía de coherencia óptica para cirugía oftálmica, comprendiendo dicho sistema un microscopio quirúrgico, un aparato de TCO, una interfaz de lente de contacto y un lente objetivo. El documento US20090257065 da a conocer un sistema de microscopía quirúrgica que tiene un aparato de tomografía de coherencia óptica, que se ha citado como representativo de la técnica anterior.
Sumario
Se apreciará que el alcance de la invención es según las reivindicaciones. Por consiguiente, se proporciona un sistema tal como se define en la reivindicación 1. En las reivindicaciones dependientes se proporcionan características opcionales adicionales.
La solución presentada cubre una necesidad médica insatisfecha con una solución única para proporcionar imágenes de TCO de amplio campo de visión de forma intraquirúrgica, sin gastos generales quirúrgicos ni interrupción del flujo de trabajo quirúrgico, con un precio de entrada comparativamente bajo, adecuado para un producto consumible.
Según algunas formas de realización, un sistema quirúrgico de obtención de imágenes comprende: una fuente de luz, configurada para generar un haz de luz de obtención de imágenes; un sistema de guiado del haz, configurado para guiar el haz de luz de obtención de imágenes desde la fuente de luz; un escáner de haces, configurado para recibir la luz de obtención de imágenes del sistema de guiado del haz, y para generar un haz de luz de obtención de imágenes escaneado; un acoplador de haces, configurado para redirigir el haz de luz de obtención de imágenes escaneado; y una lente de amplio campo de visión (WFOV), configurada para guiar el haz de luz de obtención de imágenes escaneado redirigido a una región objetivo del ojo del procedimiento.
Según algunas formas de realización, un aparato para su uso en un sistema quirúrgico de obtención de imágenes, el aparato comprende: un acoplador de haces, configurado para redirigir un haz de luz de obtención de imágenes escaneado a una trayectoria óptica de un microscopio quirúrgico; y una lente de amplio campo de visión (WFOV), configurada para guiar el haz de luz de obtención de imágenes escaneado redirigido a una región objetivo del ojo del procedimiento. El acoplador de haces y la lente de WFOV pueden estar integrados, y el acoplador de haces y la lente de WFOV integrados pueden ser un producto consumible configurado para su uso en un único procedimiento quirúrgico. El aparato también puede incluir un escáner de haces, configurado para recibir una luz de obtención de imágenes desde un sistema de guiado del haz, y generar el haz de luz de obtención de imágenes escaneado. El acoplador de haces y el escáner de haces pueden estar integrados, y el acoplador de haces y escáner de haces integrados pueden ser un producto consumible configurado para su uso en un único procedimiento quirúrgico.
A partir de la siguiente descripción detallada resultarán evidentes aspectos, características y ventajas adicionales de la presente divulgación.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es un diagrama que ilustra un sistema de visualización de TCO quirúrgica de amplio campo de visión sin microscopio.
La figura 2 es un diagrama que ilustra un sistema de visualización de TCO quirúrgica de amplio campo de visión sin microscopio.
La figura 3 es un diagrama que ilustra un sistema de visualización de TCO quirúrgica de amplio campo de visión sin microscopio.
La figura 4 es un diagrama que ilustra un sistema de visualización de TCO quirúrgica de amplio campo de visión sin microscopio.
La figura 5 es un diagrama que ilustra un sistema de visualización de TCO quirúrgica de amplio campo de visión sin microscopio.
La figura 6 es un diagrama que ilustra un diseño óptico de un sistema de visualización de TCO quirúrgica de amplio campo de visión sin microscopio.
La figura 7 es un diagrama que ilustra un sistema de visualización de TCO quirúrgica de amplio campo de visión sin microscopio.
En los dibujos, los elementos que tienen la misma designación tienen las mismas funciones o funciones similares.
Descripción detallada
En la siguiente descripción se exponen detalles específicos que describen determinadas formas de realización. Sin embargo, resultará evidente para un experto en la técnica que las formas de realización dadas a conocer pueden ponerse en práctica sin algunos o todos estos detalles específicos. Las formas de realización específicas presentadas pretenden ser ilustrativas, no limitativas. Un experto en la técnica puede implementar otro material que, aunque no se describa específicamente en el presente documento, está dentro del alcance y el espíritu de esta divulgación. Algunas formas de realización dadas a conocer no entran dentro del alcance de las reivindicaciones.
Los sistemas de obtención de imágenes de TCO en tiempo real, intraquirúrgica y de amplio campo de visión de la presente divulgación proporcionan numerosas ventajas con respecto a los sistemas de TCO basados en microscopio, incluyendo (1) menor complejidad de uso con un gran número de microscopios quirúrgicos diferentes; (2) reducción de los gastos de capital; (3) acceso óptico a una gran variedad de técnicas de visualización de escaneo láser; (4) producto consumible y fuente de ingresos; y (5) ángulos de escaneo más amplios, incluyendo la capacidad de escanear en la periferia del ojo, eliminando las limitaciones de la entrega de energía láser y la recogida de la señal a
través de la óptica del microscopio. Los sistemas de obtención de imágenes de TCO en tiempo real, intraquirúrgica y de amplio campo de visión de la presente divulgación también proporcionan numerosas ventajas con respecto a los sistemas de TCO basados en endosonda, incluyendo (1) obtención de imágenes de TCO no invasiva; (2) flujo de trabajo quirúrgico simplificado; (3) capacidad de escaneo de volúmenes; (4) obtención de imágenes de TCO más estabilizada con menos artefactos relacionados con el movimiento; (5) resolución lateral mejorada; y (6) la capacidad de combinarse con la obtención de imágenes quirúrgicas con microscopio.
El sistema quirúrgico de obtención de imágenes puede estar configurado para facilitar la entrega de escaneo láser de amplio ángulo intraquirúrgico a través de una lente quirúrgica basada en el contacto o no basada en el contacto. El escaneo láser puede ser de carácter diagnóstico y/o terapéutico. El escaneo láser diagnóstico puede incluir la obtención de imágenes de tomografía de coherencia óptica (TCO). Por ejemplo, este sistema puede proporcionar una TCO intraquirúrgica de amplio campo sin interrumpir el flujo de trabajo quirúrgico. Si se utilizan longitudes de onda láser no visibles, entonces la lente de contacto también puede servir de lente de contacto quirúrgica estándar. Una versión sin contacto del sistema quirúrgico de obtención de imágenes puede implementarse de una manera similar a un oftalmomicroscopio binocular indirecto (BIOM). Acoplado con un sistema de adquisición y visualización en tiempo real, el sistema quirúrgico de obtención de imágenes puede mejorar la visualización intraquirúrgica. Además, el sistema quirúrgico de obtención de imágenes puede hacerse funcionar independientemente de un microscopio, e incluso puede utilizarse sin un microscopio. El sistema quirúrgico de obtención de imágenes también puede acoplarse a un sistema de visualización de cámara estereoscópica como una tecnología de sustitución de microscopio y/o una tecnología de guiado quirúrgica para robots quirúrgicos o sistemas quirúrgicos remotos.
El sistema quirúrgico de obtención de imágenes puede estar configurado para obtener imágenes de regiones de interés particulares con mayor resolución, tales como la mácula/fóvea, el disco óptico y/o la malla trabecular/el canal de Schlemm. Para ello, el sistema quirúrgico de obtención de imágenes puede incluir un sistema de lente secundario configurado para proporcionar un aumento ajustable de manera independiente de la trayectoria del haz láser, la trayectoria óptica del microscopio y/o una trayectoria combinada del haz láser y microscopio.
La figura 1 ilustra un sistema quirúrgico de obtención de imágenes 100, que no está dentro del alcance de las reivindicaciones. El sistema quirúrgico de obtención de imágenes 100 puede incluir una fuente de luz 102 configurada para generar un haz de luz de obtención de imágenes. La fuente de luz 102 puede tener una longitud de onda operativa en el rango de 0,2-1,8 micras, el rango de 0,7-1,4 micras y/o el rango de 0,9-1, 1 micras. El sistema quirúrgico de obtención de imágenes 100 puede incluir un sistema de guiado del haz, que incluye una fibra óptica 104 y/o un espacio libre, configurado para guiar el haz de luz de obtención de imágenes desde la fuente de luz.
El sistema quirúrgico de obtención de imágenes 100 también puede incluir un escáner de haces 106 configurado para recibir la luz de obtención de imágenes desde el sistema de guiado del haz y generar un haz de luz de obtención de imágenes escaneado 108. El escáner de haces 106 puede estar configurado para generar el haz de luz de obtención de imágenes escaneado 108 con cualquier patrón de escaneo unidimensional o bidimensional deseado, incluyendo una línea, una espiral, una trama, un círculo, una cruz, un asterisco de radio constante, un asterisco de radio múltiple, una trayectoria de plegado múltiple, y/u otros patrones de escaneo. El escáner de haces 106 puede incluir uno o varios de un dispositivo de microespejo, un dispositivo basado en MEMS, una plataforma deformable, un escáner basado en galvanómetro, un escáner de polígonos y/o un escáner PZT resonante. El escáner de haces 106 también puede incluir una óptica de enfoque para definir una profundidad de enfoque del haz de luz de obtención de imágenes escaneado 108. Cuando está presente, la óptica de enfoque del escáner de haces 106 puede ser fija o ajustable. Una óptica de enfoque ajustable o lentes de zoom dentro del escáner de haces 106 pueden facilitar el escaneo de una región de interés con una resolución y profundidad de campo aumentada.
El sistema quirúrgico de obtención de imágenes también puede incluir un acoplador de haces 110 configurado para redirigir el haz de luz de obtención de imágenes escaneado 108 hacia una lente de amplio campo de visión (WFOV) 112 configurada para guiar el haz de luz de obtención de imágenes escaneado redirigido a una región objetivo del ojo del procedimiento 114.
El sistema quirúrgico de obtención de imágenes 100 también puede incluir un microscopio quirúrgico. El acoplador de haces 110 puede estar configurado para redirigir el haz de luz de obtención de imágenes escaneado 108 a una trayectoria óptica 116 del microscopio quirúrgico. Para redirigir el haz de luz de obtención de imágenes escaneado 108 a la región objetivo del ojo del procedimiento 114 y/o la trayectoria óptica 116 del microscopio quirúrgico, el acoplador de haces 110 puede incluir un espejo 118. Como se muestra en la figura 1, el espejo 118 puede estar inclinado de modo que se oriente con un ángulo oblicuo con respecto a cada uno del haz de luz de obtención de imágenes escaneado 108 y la trayectoria óptica 116 del microscopio quirúrgico. El espejo 118 puede incluir un espejo dicroico, un filtro de ranura, un espejo caliente, un divisor de haces y/o un espejo frío. El espejo 118 puede estar configurado para combinar el haz visible del microscopio con el haz de luz de obtención de imágenes escaneado 108. Como resultado, el campo de visión del haz de luz de obtención de imágenes escaneado 108 y el microscopio pueden solaparse completamente (como se muestra en las figuras 1,3 y 7), solaparse parcialmente (como se muestra en las figuras 2 y 4) o no solaparse en absoluto (como se muestra en la figura 5).
El espejo 118 puede estar configurado para reflejar el haz de luz de obtención de imágenes escaneado 108 y/o reflexiones desde el ojo del procedimiento 114 en el rango de longitudes de onda del haz de luz de obtención de imágenes escaneado 108 permitiendo al mismo tiempo que el haz visible del microscopio pase a través del mismo. El espejo 118 también puede estar configurado para reflejar al menos una parte de un haz de guiado visible coincidente con el haz de luz de obtención de imágenes escaneado 108 para facilitar la visualización del haz de luz de obtención de imágenes escaneado 108, que puede estar fuera del rango visible, tal como en el rango de infrarrojos. Por ejemplo, el espejo 118 puede incluir un filtro de ranura en el rango de longitudes de onda del haz de guiado visible de modo que el haz de guiado visible y sus reflexiones desde el ojo del procedimiento 114 puedan reflejarse por el espejo 118 junto con el haz de luz de obtención de imágenes escaneado 108.
El acoplador de haces 110 puede hacerse funcionar con o sin una relación óptica/optomecánica definida con el microscopio quirúrgico. Por ejemplo, el acoplador de haces 110 puede mantenerse separado de y puede colocarse independientemente con respecto al microscopio quirúrgico. En estos casos, el acoplador de haces 110 puede ser un dispositivo de mano, un soporte para lentes, un componente autoestabilizado u otro componente.
El acoplador de haces 110 y la lente de WFOV 112 pueden estar integrados en un componente común de modo que el acoplador de haces 110 y la lente de WFOV 112 puedan colocarse conjuntamente y de manera independiente con respecto al microscopio quirúrgico. La figura 2 ilustra el sistema quirúrgico de obtención de imágenes 100 con el acoplador de haces 110 y la lente de WFOV 112 integrados en un componente común, tal como un dispositivo de mano, un soporte para lentes, un adaptador u otro componente. La lente de WFOV 112 puede estar separada de, aunque puede fijarse al componente de bloque óptico integrado. El acoplador de haces 110 y la lente de WFOV 112 integrados pueden ser un producto consumible configurado para su uso en un único procedimiento quirúrgico.
El escáner de haces 106 y el acoplador de haces 110 también pueden estar integrados en un componente de bloque óptico. La figura 3 ilustra el sistema quirúrgico de obtención de imágenes 100 con el escáner de haces 106 y el acoplador de haces 110 integrados en un componente de bloque óptico común, tal como un dispositivo de mano, un soporte para lentes, un adaptador u otro componente. La lente de WFOV 112 puede estar separada de, aunque puede fijarse al componente de bloque óptico integrado. El escáner de haces 106 y el acoplador de haces 110 integrados pueden ser un producto consumible configurado para su uso en un único procedimiento quirúrgico.
El escáner de haces 106, el acoplador de haces 110 y la lente de WFOV 112 pueden estar integrados en un componente común. La figura 4 ilustra el sistema quirúrgico de obtención de imágenes 100 con el escáner de haces 106, el acoplador de haces 110 y la lente de WFOV 112 integrados en un componente común, tal como un dispositivo de mano, un soporte para lentes, un adaptador u otro componente. El escáner de haces 106, el acoplador de haces 110 y la lente de WFOV 112 integrados pueden ser un producto consumible configurado para su uso en un único procedimiento quirúrgico.
Con referencia de nuevo a la figura 1, el acoplador de haces 110 puede estar acoplado al microscopio quirúrgico, directa o indirectamente, de modo que tenga una relación óptica/optomecánica definida con el microscopio quirúrgico. Por ejemplo, el acoplador de haces 110 puede estar acoplado al microscopio quirúrgico mediante uno o varios de un sistema de suspensión, un marco mecánico, un brazo sobresaliente, una estructura cónica, un elemento magnético, un elemento elástico y un elemento de plástico. La lente de WFOV 112 puede ser manipulable independientemente con respecto al ojo del procedimiento 114 mediante un soporte para lentes, en lugar del acoplador de haces 110, cuando el acoplador de haces 110 está acoplado al microscopio quirúrgico en una relación óptica/optomecánica definida.
La lente de WFOV 112 puede estar configurada para proporcionar un campo de visión del ojo del procedimiento 114 mayor de 15 grados, mayor de 30 grados, mayor de 45 grados, mayor de 60 grados, mayor de 80 grados y/o mayor de 100 grados. Por consiguiente, el sistema quirúrgico de obtención de imágenes 100 puede estar configurado para proporcionar varios rangos de campo de visión, tal como entre 0 grados y 30 grados, entre 15 grados y 80 grados, entre 30 grados y 120 grados, y/u otros rangos deseados hasta la ora serrata dentro del campo de visión de la lente de WFOV 112. La lente de WFOV 112 puede estar configurada para proporcionar la potencia de refracción deseada para los procedimientos de diagnóstico y/o tratamiento a realizar en el ojo del procedimiento 114.
La lente de WFOV 112 puede estar configurada para funcionar separada del ojo del procedimiento 114, como una lente sin contacto, o en contacto con el ojo del procedimiento 114, como una lente de contacto. Por ejemplo, una lente de WFOV sin contacto 112 puede estar configurada para funcionar de una manera similar a un oftalmomicroscopio binocular indirecto (BIOM). La lente de WFOV sin contacto 112 puede colocarse mediante uno o varios de un acoplamiento mecánico con el acoplador de haces 110, un acoplamiento mecánico con el microscopio quirúrgico, un sistema de suspensión y un soporte para lentes. La lente de WFOV 112 también puede ser una lente de contacto configurada para entrar en contacto con el ojo del procedimiento 114. Puede incrustarse una lente de WFOV de contacto 112 en un mecanismo estabilizante, pudiendo estar configurado el mecanismo estabilizante para estabilizar la lente de WFOV de contacto 112 con respecto al ojo del procedimiento 114. Para ello, el mecanismo estabilizante puede incluir uno o varios de un trocar, un contrapeso, un sistema basado en fricción y un sistema elástico.
La fuente de luz 102, el sistema de guiado del haz y el escáner de haces 106 pueden formar parte de un sistema de obtención de imágenes de tomografía de coherencia óptica (TCO). Para ello, la lente de WFOV 112 y el acoplador de haces 110 pueden estar configurados para guiar la luz de una imagen devuelta desde la región objetivo del ojo del procedimiento 114 de nuevo al sistema de obtención de imágenes de TCO. Un haz de referencia del sistema de obtención de imágenes de TCO puede interferir en la luz de la imagen devuelta, y a partir de la interferencia puede generarse una imagen de TCO de la región objetivo en un rango de profundidades y mostrarse a un usuario. El sistema quirúrgico de obtención de imágenes puede estar configurado para generar la información de obtención de imágenes basándose en el procesamiento de la luz de la imagen devuelta en menos de 30 segundos, menos de 10 segundos y/o menos de 5 segundos, incluyendo en tiempo real.
La figura 5 ilustra el sistema quirúrgico de obtención de imágenes 100 según las reivindicaciones, que tiene un acoplador de haces 110 con un espejo primario 118 y un espejo auxiliar 118. El acoplador de haces 110 también puede estar integrado con la lente de WFOV 112. El acoplador de haces 110 y la lente de WFOV 112 están configurados para redirigir el haz de luz de obtención de imágenes escaneado 108 a ángulos mayores de 15 grados desde un eje óptico del ojo del procedimiento 114. Como se muestra en la figura 5, el espejo primario 118 puede estar inclinado de modo que se extienda con un ángulo oblicuo con respecto a cada uno del haz de luz de obtención de imágenes escaneado 108 y la trayectoria óptica 116 del microscopio quirúrgico, mientras que el espejo secundario 118 puede colocarse de modo que se extienda en paralelo (o casi en paralelo) a la trayectoria óptica 116 del microscopio quirúrgico y/o el eje óptico del ojo del procedimiento 114. Como resultado, el haz de luz de obtención de imágenes escaneado 108 se refleja desde el espejo primario 118 al espejo secundario 118 y a través de la lente de WFOV 112 al ojo del procedimiento 114. Cada uno del espejo primario 118 y el espejo secundario 118 puede incluir un espejo dicroico, un filtro de ranura, un espejo caliente, un espejo, un reflector y/o un espejo frío. El espejo primario 118 y el espejo secundario 118 pueden ser del mismo tipo o de tipo diferente y/o tener las mismas características o características diferentes.
El espejo primario 118 y el segundo espejo 118 pueden tener una orientación fija de modo que el sistema quirúrgico de obtención de imágenes 100 tenga un amplio campo de visión fijo. A este respecto, el espejo primario 118 y el segundo espejo 118, junto con la lente de WFOV 112, pueden estar configurados para proporcionar un campo de visión del ojo del procedimiento 114 mayor de 15 grados, mayor de 30 grados, mayor de 45 grados, mayor de 60 grados, mayor de 80 grados y/o mayor de 100 grados. El espejo primario 118 y el segundo espejo 118 pueden estar configurados para escanear en la periferia del ojo del procedimiento 114. El espejo primario 118 y el segundo espejo 118 también pueden estar configurados para escanear la malla trabecular o el canal de Schlemm del ojo del procedimiento 114. Además, el espejo primario 118 y el segundo espejo 118 pueden estar configurados de modo que el campo de visión del haz de obtención de imágenes escaneado 108 y el campo de visión del haz visible del microscopio no se solapen, como se muestra en la figura 5. El espejo primario 118 y el segundo espejo 118 también pueden estar configurados de modo que el campo de visión del haz de obtención de imágenes escaneado 108 y el campo de visión del haz visible del microscopio se solapen parcial o completamente. El segundo espejo 118 también puede estar configurado para ser ajustable de modo que el campo de visión del haz de obtención de imágenes escaneado 108 cubra una región variable del ojo del procedimiento 114.
El acoplador de haces 110 puede ser giratorio con respecto al ojo del procedimiento 114. A este respecto, puede utilizarse el giro del acoplador de haces 110 para facilitar un escaneo circunferencial completo del ojo del procedimiento 114 y/o para dirigirse a una región de interés particular dentro del ojo del procedimiento 114. El giro del acoplador de haces 110 puede conseguirse manualmente (por ejemplo, mediante la manipulación física por parte del cirujano) o automáticamente (por ejemplo, mediante uno o varios actuadores motorizados controlados por un controlador del sistema quirúrgico de obtención de imágenes 100). La lente de WFOV puede mantener una orientación fija con respecto al ojo del procedimiento 114 durante el giro del acoplador de haces 110.
Uno o ambos del espejo primario 118 y el segundo espejo 118 pueden ser móviles para proporcionar un campo de visión ajustable para el sistema quirúrgico de obtención de imágenes 100. A este respecto, además de proporcionar un campo de visión mayor de 15 grados, mayor de 30 grados, mayor de 45 grados, mayor de 60 grados, mayor de 80 grados y/o mayor de 100 grados, el espejo primario 118 y el segundo espejo 118, junto con la lente de WFOV 112, pueden estar configurados para proporcionar varios rangos de campo de visión, tal como entre 0 grados y 30 grados, entre 15 grados y 80 grados, entre 30 grados y 120 grados, y/u otros rangos deseados hasta la ora serrata dentro del campo de visión de la lente de WFOV 112.
La figura 6 ilustra un sistema de relé óptico 120 del sistema quirúrgico de obtención de imágenes 100. Como se muestra, el sistema de relé óptico 120 puede incluir un relé óptico 122 configurado para guiar el haz de luz de obtención de imágenes escaneado 108 al ojo del procedimiento 114 de modo que el plano pupilar conjugado 124 incida sobre el escáner de haces 106 y el haz de luz de obtención de imágenes escaneado 108 pivote en un plano pupilar 126 del ojo del procedimiento 114. A este respecto, el relé óptico 122 puede incluir cualquier componente óptico (espejos, lentes, filtros, etc.) entre el escáner de haces 106 y el plano pupilar 126 del ojo del procedimiento 114, incluyendo los componentes ópticos del escáner de haces 106, el acoplador de haces 110, la lente de WFOV 112, el ojo del procedimiento 114, una óptica de enfoque, óptica de escaneo, óptica de filtrado y/u otros subsistemas ópticos. Con el plano pupilar 126 conjugado con el escáner de haces 106, puede utilizarse un enfoque del haz para optimizar/ajustar
el enfoque del haz de obtención de imágenes escaneado 108 sobre la retina u otras regiones de interés del ojo del procedimiento 114.
La figura 7 ilustra el sistema quirúrgico de obtención de imágenes 100 que tiene al menos una lente de zoom ajustable 128. El sistema quirúrgico de obtención de imágenes 100 puede incluir la lente de zoom ajustable 128 en una o varias de las ubicaciones siguientes: entre el acoplador de haces 110 y un microscopio quirúrgico; entre el acoplador de haces 110 y la lente de WFOV 112; entre el acoplador de haces 110 y el escáner de haces 106; y entre el escáner de haces 106 y la fuente de luz 102. Una lente de zoom ajustable 128 situada entre el acoplador de haces 110 y el microscopio quirúrgico puede estar configurada para ajustar el enfoque de la trayectoria óptica 116 del microscopio quirúrgico. Una lente de zoom ajustable 128 situada entre el acoplador de haces 110 y el escáner de haces 106 o entre el escáner de haces 106 y la fuente de luz 102 puede estar configurada para ajustar el enfoque del haz de luz de obtención de imágenes escaneado 108. Una lente de zoom ajustable 128 situada entre el acoplador de haces 110 y la lente de WFOV 112 puede estar configurada para ajustar el enfoque tanto de la trayectoria óptica 116 del microscopio quirúrgico como del haz de luz de obtención de imágenes escaneado 108.
La(s) lente(s) de zoom ajustable(s) 128 puede(n) ajustarse mediante un controlador de zoom para adaptar una potencia óptica del sistema quirúrgico de obtención de imágenes a la región objetivo deseada del ojo del procedimiento 114. Además, la(s) lente(s) de zoom ajustable(s) 128 puede(n) controlarse por el controlador de zoom en tiempo real para adaptar la potencia óptica del sistema quirúrgico de obtención de imágenes para mantener una aberración por debajo de un valor predeterminado a medida que el haz de obtención de imágenes escaneado 108 escanea pasando por la región objetivo del ojo del procedimiento 114. A este respecto, el controlador de zoom puede controlar cada lente de zoom ajustable 128 ajustando una posición física de la lente de zoom (por ejemplo, utilizando actuadores piezoeléctricos u otros actuadores adecuados) y/o ajustando una potencia óptica de la lente de zoom sin ajustar la posición física de la lente de zoom (por ejemplo, variando una tensión suministrada a una lente de zoom de cristal líquido).
Las formas de realización, tal como se han descrito en el presente documento, pueden proporcionar dispositivos, sistemas y procedimientos que faciliten la obtención de imágenes de TCO en tiempo real, intraquirúrgica y de amplio campo de visión. Los ejemplos proporcionados anteriormente son sólo a modo de ejemplo y no pretenden ser limitativos. Un experto en la técnica puede idear fácilmente otros sistemas según las formas de realización dadas a conocer que se pretende que estén dentro del alcance de esta divulgación. Como tal, la solicitud está limitada únicamente por las siguientes reivindicaciones.
Claims (16)
1. Un sistema quirúrgico de obtención de imágenes (100) que comprende:
un microscopio quirúrgico;
una fuente de luz (102), configurada para generar un haz de luz de obtención de imágenes;
un sistema de guiado del haz (104), configurado para guiar el haz de luz de obtención de imágenes desde la fuente de luz;
un escáner de haces (106), configurado:
para recibir la luz de obtención de imágenes del sistema de guiado del haz, y
para generar un haz de luz de obtención de imágenes escaneado (108);
un acoplador de haces (110) configurado:
para redirigir el haz de luz de obtención de imágenes escaneado (108) a una trayectoria óptica (116) del microscopio quirúrgico; y
una lente de amplio campo de visión (WFOV) (112) configurada:
para entrar en contacto con el ojo del procedimiento, y
para guiar el haz de luz de obtención de imágenes escaneado redirigido a una región objetivo del ojo del procedimiento;
en el que el acoplador de haces (110) comprende un espejo primario y un espejo auxiliar, y está configurado para redirigir el haz de luz a ángulos mayores de 15 grados desde un eje óptico del ojo del procedimiento, y
en el que el haz de luz de obtención de imágenes escaneado (108) se refleja desde el espejo primario (118) al espejo auxiliar y a través de la lente de amplio campo de visión (WFOV) (112) al ojo del procedimiento.
2. El sistema quirúrgico de obtención de imágenes según la reivindicación 1, comprendiendo el acoplador de haces (110) al menos uno de:
un espejo dicroico, un filtro de ranura, un espejo caliente y un espejo frío en una posición inclinada.
3. El sistema quirúrgico de obtención de imágenes según la reivindicación 1, en el que:
el escáner de haces (106) y el acoplador de haces (110) están integrados en un bloque óptico.
4. El sistema quirúrgico de obtención de imágenes según la reivindicación 1, en el que la lente de WFOV (112) está incrustada en un mecanismo estabilizante configurado para estabilizar la lente de WFOV con respecto al ojo del procedimiento.
5. El sistema quirúrgico de obtención de imágenes según la reivindicación 4, comprendiendo el mecanismo estabilizante al menos uno de: un trocar, un contrapeso, un sistema basado en fricción y un sistema elástico.
6. El sistema quirúrgico de obtención de imágenes según la reivindicación 1, en el que:
la lente de WFOV (112) tiene un campo de visión mayor de 15 grados.
7. El sistema quirúrgico de obtención de imágenes según la reivindicación 1, en el que:
la fuente de luz (102), el sistema de guiado del haz y el escáner de haces (106) forman parte de un sistema de obtención de imágenes de tomografía de coherencia óptica (TCO); y
la lente de WFOV (112) y el acoplador de haces (110) están configurados para guiar la luz de una imagen devuelta desde la región objetivo de nuevo al sistema de obtención de imágenes de TCO.
8. El sistema quirúrgico de obtención de imágenes según la reivindicación 7, en el que:
el sistema quirúrgico de obtención de imágenes está configurado para generar información de obtención de imágenes basándose en el procesamiento de la luz de la imagen devuelta en menos de 10 segundos.
9. El sistema quirúrgico de obtención de imágenes según la reivindicación 1, en el que:
el escáner de haces (106) es al menos uno de un dispositivo de microespejo, un dispositivo basado en MEMS, una plataforma deformable, un escáner basado en galvanómetro, un escáner de polígonos y un escáner PZT resonante.
10. El sistema quirúrgico de obtención de imágenes según la reivindicación 1, en el que:
la fuente de luz (102) tiene una longitud de onda operativa en el rango de longitudes de onda de 0,2-1,8 micras.
11. El sistema quirúrgico de obtención de imágenes según la reivindicación 1, en el que:
al menos uno del espejo primario (118) y el espejo auxiliar (118) es móvil para proporcionar un campo de visión ajustable.
12. El sistema quirúrgico de obtención de imágenes según la reivindicación 1, en el que:
el acoplador de haces (110) es giratorio.
13. El sistema quirúrgico de obtención de imágenes según la reivindicación 1, que comprende:
un sistema de relé óptico (120), configurado para guiar el haz de luz de obtención de imágenes escaneado al ojo del procedimiento de modo que el plano pupilar conjugado incida sobre el escáner de haces y la luz de obtención de imágenes pivote en el plano pupilar.
14. El sistema quirúrgico de obtención de imágenes según la reivindicación 1, que comprende al menos una de: una lente de zoom ajustable (128) entre el acoplador de haces y un microscopio quirúrgico;
una lente de zoom ajustable (128) entre el acoplador de haces y la lente de WFOV;
una lente de zoom ajustable (128) entre el acoplador de haces y el escáner de haces; y
una lente de zoom ajustable (128) entre el escáner de haces y la fuente de luz.
15. El sistema quirúrgico de obtención de imágenes según la reivindicación 14, en el que:
una lente de zoom ajustable (128) puede moverse mediante un controlador de zoom para adaptar una potencia óptica del sistema quirúrgico de obtención de imágenes para mantener una aberración por debajo de un valor predeterminado a medida que se escanea el haz de obtención de imágenes escaneado en la región objetivo.
16. El sistema quirúrgico de obtención de imágenes según la reivindicación 1, comprendiendo el sistema de guiado del haz al menos uno de:
una guía de fibra óptica (104) y un sistema de guiado de espacio libre.
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