ES2920832T3 - Dispositivo endoscópico destinado en particular a un uso médico - Google Patents

Abstract

El tema es un dispositivo endoscópico (1) que comprende una cabeza de guía óptica (2) destinada a ser insertado al menos parcialmente en un cuerpo o una cavidad para ver o imaginar un objeto o un sitio que es poco accesible a los ojos desnudos. La cabeza de guía óptica de dicho dispositivo endoscópico se forma a partir de una varilla óptica con un gradiente de índice de refracción. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo endoscópico destinado en particular a un uso médico

1. Campo de la invención

El campo de la invención es el de la instrumentación endoscópica destinada a la exploración y visualización del interior de órganos, de conductos o de cavidades inaccesibles a simple vista.

Más concretamente, la invención se refiere a un dispositivo endoscópico que comprende un cabezal de guiado óptico destinado a ser insertado en un cuerpo o una cavidad para visualizar o ampliar un objeto o un sitio que es difícilmente accesible a simple vista.

La invención tiene numerosas aplicaciones, entre otras en el campo de la formación de imágenes médicas para el examen interno de órganos del cuerpo humano con fines diagnósticos y/o terapéuticos (endoscopia operatoria), o bien en el campo industrial para la visualización y control de estructuras internas de cuerpos huecos y de piezas mecánicas.

2. Antecedentes tecnológicos

En el resto de este documento, se presta especial atención a la descripción de la problemática existente en el campo de la formación de imágenes médicas, y más concretamente en el campo de la formación de imágenes oculares (visualización de las estructuras internas del ojo) a los que se enfrentaron los inventores de la presente solicitud de patente. Por supuesto, la invención no se limita a este campo particular de aplicación, sino que presenta interés para cualquier dispositivo endoscópico (o endoscopio) que tenga que enfrentarse a una problemática próxima o similar.

Los dispositivos endoscópicos utilizados hoy en día para examinar la estructura del ojo humano tienen una parte invasiva rígida, denominada cabezal de guiado óptico, destinada a penetrar el órgano del paciente. Este cabezal de guiado óptico generalmente está formado por un tubo metálico de unos pocos milímetros de diámetro exterior (por ejemplo, un tubo de acero inoxidable de 0,9 milímetros de diámetro exterior) que contiene un sistema óptico compuesto bien por una serie de lentes ópticas, bien por un haz de fibras ópticas aglutinadas con un pegamento de cohesión.

Normalmente, el haz de fibras ópticas está conectado a un sensor de imagen (como una cámara de video, por ejemplo) por medio de un adaptador, estando conectado el propio sensor de imagen a una pantalla de presentación. El haz de fibras ópticas permite el transporte de las imágenes del objeto observado hasta el sensor de imagen que, después de formatearlas, las retransmite en tiempo real a la pantalla de presentación.

El tubo metálico también está provisto de un sistema de iluminación por fibra óptica que permite transportar la luz desde una caja externa provista de una fuente luminosa hasta la zona de observación.

Un medio de aprehensión está solidarizado al tubo de metal para facilitar la manipulación del endoscopio y la referencia espacial.

Sin embargo, este tipo de endoscopio presenta varios inconvenientes.

Para asegurar la rigidez del cabezal de guiado óptico durante su introducción en el órgano del paciente, el tubo metálico debe tener un cierto grosor, lo que limita la cantidad de luz que llega al sensor de imagen. Al estar así limitada la cantidad de detalles capturados por el sensor de imagen, la calidad de las imágenes restituidas en la pantalla se encuentra relativamente degradada.

Además, los cabezales de guiado óptico, tanto si están compuestos por lentes ópticas como por fibras ópticas, son técnicamente complejos y caros de fabricar.

De hecho, un cabezal de guiado con lentes ópticas requiere un ensamblaje muy preciso de una pluralidad de lentes ópticas en un tubo metálico de dimensiones reducidas debido a las exigencias de miniaturización (pudiendo el diámetro interno del tubo alcanzar a veces algunos cientos de micrómetros), para formar el objetivo del endoscopio. Las lentes son componentes ópticos particularmente frágiles.

Además, el cable de un cabezal de guiado comprende generalmente un haz de fibras ópticas de gran longitud (que puede alcanzar hasta varios metros) provocando pérdidas de luz no despreciables. El cable de fibras ópticas es considerable y no permite un fácil manejo del endoscopio.

Finalmente, para evitar cualquier riesgo de infección del paciente, es necesario disponer de un material endoscópico aséptico. Con este fin, los endoscopios se esterilizan antes de cada uso (como, por ejemplo, en operaciones de esterilización en autoclave), lo que a menudo provoca un envejecimiento prematuro de los endoscopios. Esto incluye no solo el cabezal de guiado óptico en contacto directo con el paciente, el medio de aprehensión, sino también el cable de fibras ópticas, lo que dificulta las operaciones de autoclave y es una fuente de rotura y degradación del sistema.

Se conocen otros dispositivos endoscópicos a partir de los documentos US 2005/0182297 A1 y WO 2011/154970 A1.

Por lo tanto, existe la necesidad de un dispositivo endoscópico económico, simple de utilizar, que ofrezca garantías en términos de seguridad sanitaria y que permita la restitución de imágenes de buena calidad.

3. Objetivos de la invención

La invención, en al menos un modo de realización, tiene el objetivo particular de superar estos diversos inconvenientes del estado de la técnica.

Más concretamente, en al menos un modo de realización de la invención, un objetivo es proporcionar una técnica que permita obtener un dispositivo endoscópico que sea de coste reducido y de gran sencillez de montaje y fabricación.

Al menos un modo de realización de la invención también tiene como objetivo proporcionar una técnica de este tipo que permita aumentar la calidad de las imágenes restituidas por el dispositivo endoscópico en comparación con las imágenes restituidas por los dispositivos endoscópicos de la técnica anterior.

En otras palabras, uno de los objetivos de esta técnica, en al menos un modo de realización, es facilitar el uso de dispositivos endoscópicos en el marco, por ejemplo, de la formación de imágenes médicas.

Otro objetivo de al menos un modo de realización de la invención es proporcionar una técnica que permita superar la limitación relativa al envejecimiento prematuro de los componentes debido a las operaciones de esterilización.

4. Exposición de la invención

La invención se define en la reivindicación 1. En un modo de realización particular de la invención, se propone un dispositivo endoscópico que comprende un cabezal de guiado óptico destinado a ser insertado, al menos en parte, en un cuerpo o en una cavidad para visualizar un determinado objeto inaccesible a simple vista, estando constituido dicho cabezal de guiado óptico por una barra óptica con un gradiente de índice de refracción.

Se entiende por "barra óptica con gradiente de índice" un componente óptico macizo (a diferencia de un tubo) de cualquier sección, realizado de un material cuyas características mecánicas, geométricas y ópticas permiten lograr:

• la función de una varilla endoscópica invasiva que se introduce en el interior de un cuerpo o de una cavidad inaccesible a simple vista;

• la función de guiado de onda óptica, que permite el transporte de los rayos luminosos procedentes del objeto a visualizar y la formación de imágenes en un plano focal de imagen predefinido.

Mientras que, en los dispositivos endoscópicos de la técnica anterior, el cabezal de guiado óptico necesita dos elementos distintos, uno para desempeñar la función de parte invasiva (tubo metálico rígido) y el otro para desempeñar la misión de guiado óptico (lentes ópticas o fibras ópticas), el cabezal de guiado óptico según la invención utiliza un único y mismo elemento para realizar estas dos funciones simultáneamente.

Dado que la barra óptica se beneficia de ahora en delante de las características mecánicas de una varilla endoscópica invasiva, resulta entonces inútil prever al nivel del cabezal de guiado óptico un tubo metálico rígido como en los endoscopios de la técnica anteriores, y todo el diámetro de la barra óptica (y por lo tanto del cabezal de guiado óptico) se puede utilizar para guiar la luz desde su extremo distal hasta su extremo proximal. Al no estar ya limitado por el grosor del tubo metálico, el campo de captación del cabezal óptico aumenta, por lo tanto, lo que permite guiar una mayor cantidad de luz a través del cabezal de guiado óptico. Además, gracias a la barra óptica, ya no es necesaria la utilización de un haz de fibras ópticas de gran longitud. Por lo tanto, la solución de la invención ofrece a los usuarios la ventaja de disponer de un dispositivo endoscópico que restituye imágenes de mucha mejor calidad que las restituidas por los dispositivos de la técnica anterior (sin pérdida ligada a la presencia de fibras ópticas, ni limitación del campo de captación debida al tubo metálico), lo que facilita la interpretación de las imágenes.

Al no resultar ya necesarias las operaciones complejas de montaje de lentes ópticas o de fibras ópticas en un tubo metálico para obtener un cabezal de guiado óptico, el coste de montaje y fabricación de dicho dispositivo se reduce por lo tanto.

Así, ventajosamente, el material y el perfil del gradiente de índice se eligen de modo que la barra óptica cumpla las dos funciones mencionadas anteriormente.

Según una característica ventajosa, el dispositivo endoscópico comprende un sensor de imagen y la barra óptica de gradiente de índice de refracción es tal que comprende un extremo proximal y un extremo distal cada uno tratado para formar una imagen sobre el sensor de imagen a partir de rayos luminosos procedentes del objeto a visualizar.

La utilización de una serie de lentes ópticas o de un haz de fibras ópticas para formar la imagen del objeto que se ha de visualizar en el sensor de imagen ya no es necesaria, ya que la forma de los extremos de la barra óptica asociada con el gradiente de índice de refracción ya cumple esta función.

Ventajosamente, al menos uno de dichos extremos proximal y distal pertenece a la lista que comprende:

• un extremo plano;

• un extremo asférico;

• un extremo en Fresnel de difracción.

Esta lista no es exhaustiva.

En particular, una lente asférica tiene la ventaja de evitar la aparición de aberración óptica.

Ventajosamente, el dispositivo endoscópico comprende una lente óptica de ampliación del campo de captación dispuesta en el extremo distal de la barra óptica.

Esto permite ampliar el campo de captación de la barra óptica, un parámetro importante en particular en el contexto de operaciones quirúrgicas oculares, por ejemplo, que generalmente requieren el empleo de un cabezal de guiado óptico de diámetros pequeños (0,9 mm, por ejemplo).

Según la invención, la barra óptica de gradiente de índice comprende al menos un carril longitudinal apto para recibir una fibra óptica de iluminación para iluminar el objeto a visualizar cerca del extremo distal de la barra óptica.

La presencia de una fibra óptica de iluminación en el carril longitudinal provoca la aparición de una mancha periférica en la imagen circular, que puede servir como referencia de orientación de la imagen para el usuario.

Según una primera variante de realización, el dispositivo comprende un medio de aprehensión de manera que dicho medio de aprehensión y la barra óptica de gradiente de índice forman un conjunto de una sola pieza.

Esta variante de realización ofrece así, a cualquier usuario, la ventaja de un dispositivo endoscópico “llave en mano”, fácil de utilizar, y que puede ser de un solo uso. En efecto, el conjunto de una sola pieza puede diseñarse en un material que permita un único uso de dicho conjunto de una sola pieza.

Por uso único se entiende que el modo de fabricación del conjunto de una sola pieza se adapta para que el conjunto de una sola pieza se pueda utilizar una sola vez. El empleo de un dispositivo endoscópico de un solo uso permite en particular garantizar una buena higiene de dicho dispositivo.

Según una segunda variante de realización, el dispositivo comprende un medio de aprehensión acoplado mecánicamente con la barra óptica de gradiente de índice a través de medios de acoplamiento mecánico reversible. Este modo de realización ofrece así, a cualquier usuario, la posibilidad de montar o desmontar el dispositivo endoscópico en dos partes distintas gracias a la presencia de los medios de acoplamiento mecánico reversible. Se puede prever implementar cabezales de guiado óptico intercambiables, por ejemplo, en el contexto de un uso particular que requiera un cambio en el diámetro de la barra óptica o aún de la óptica de toma de vista inherente a la barra óptica.

Por otra parte, tal modo de realización permite al usuario esterilizar el medio de aprehensión, siendo la barra óptica (desmontable del medio de aprehensión) el elemento sensible a las altas temperaturas. Esto permite por tanto un uso único del cabezal guiado óptico, lo que garantiza una buena higiene del mismo.

Los medios de acoplamiento mecánico reversible pertenecen al grupo que comprende:

• medios de acoplamiento por clips;

• medios de acoplamiento de enroscado;

• medios de acoplamiento por encaje;

• medios de acoplamiento con conexiones macho y hembra;

• medios de acoplamiento de bayoneta.

Esta lista no es exhaustiva.

Según una característica ventajosa, el sensor de imagen es un sensor de imagen integrado en el medio de aprehensión.

De esta forma, los usuarios disponen de un dispositivo endoscópico con un sensor integrado. Puede resultar ventajoso prever un puerto de comunicación inalámbrico para transmitir las imágenes del objeto visualizado hacia una pantalla de presentación. En ausencia de una conexión por cable, las manipulaciones quirúrgicas se facilitan.

Ventajosamente, el dispositivo comprende una óptica de adaptación de distancia focal dispuesta cerca del sensor de imagen integrado, entre la barra óptica de gradiente de índice y el sensor de imagen integrado.

Esto permite formar la imagen del objeto que se ha de visualizar en el sensor de imagen con mayor precisión.

La óptica de adaptación de distancia focal pertenece al grupo que comprende:

• una lente óptica de distancia focal fija;

• una serie de lentes amovibles de distancia focal variable;

• óptica adaptativa a base de líquido o de cristal líquido.

La invención prevé así la posibilidad de implementar bien una lente fija, o bien una serie de lentes amovibles, o bien una óptica adaptativa delante del sensor de imagen. La lente permite fijar la distancia focal del sistema óptico que constituye la barra óptica. La óptica adaptativa permite implementar, por modulación de un índice de refracción del líquido o del cristal líquido:

• un mecanismo de puesta a punto variable de la nitidez de la imagen en el plano focal del sensor de imagen;

• un mecanismo de ajuste de distancia focal variable.

Así, el dispositivo endoscópico ofrece aquí la posibilidad de adaptar la óptica de toma de vista del cabezal de guiado óptico.

Ventajosamente, el medio de aprehensión comprende además al menos una fuente de luz integrada y/o una alimentación eléctrica independiente.

Ya no es necesario prever alimentación luminosa y/o alimentación eléctrica para hacer que el dispositivo endoscópico funcione, por lo que se facilita aún más el manejo del dispositivo endoscópico.

Según la invención, la barra óptica de gradiente de índice está hecha de vidrio orgánico. Según otras formas ventajosas y no pertenecientes a la invención, la barra óptica puede ser realizada de un material ópticamente transparente perteneciente al grupo que comprende:

• poli(metacrilato de metilo) (PMMA);

• policarbonato;

• vidrio.

Cabe señalar que esta lista no es exhaustiva.

Ventajosamente, la barra óptica de gradiente de índice está recubierta de una película protectora opaca.

Una película protectora de este tipo permite evitar que los rayos luminosos parásitos ("ruido") vengan a añadirse a los rayos luminosos del objeto a visualizar, por ejemplo, durante un contacto de la barra óptica con tejidos húmedos, lo que provocaría la degradación de la calidad de las imágenes restituidas.

5. Lista de las figuras

Otras características y ventajas de la invención aparecerán con la lectura de la siguiente descripción, dada a título de ejemplo indicativo y no limitativo, y de los dibujos adjuntos, en los que:

• La figura 1 presenta una vista de conjunto de un dispositivo endoscópico según un primer modo de realización de la invención;

• La figura 2 presenta una vista de conjunto de un dispositivo endoscópico según un segundo modo de realización de la invención.

6. Descripción detallada

En todas las figuras de este documento, los elementos idénticos se designan con el mismo número de referencia.

La figura 1 representa una vista de conjunto de un dispositivo endoscópico 1 según un primer modo de realización de la invención. El dispositivo endoscópico incluye comprende una empuñadura 3 de aprehensión, en forma de manguito, y un cabezal 2 de guiado óptico.

El cabezal 2 de guiado óptico está constituido de una barra óptica, de sección circular, realizada en un material con gradiente de índice de refracción radial. Se entiende por material de gradiente de índice de refracción radial un material que tiene un índice de refracción no homogéneo decreciente según la distancia desde el eje óptico 26 de la barra hasta su periferia exterior. Esto permite obtener un efecto de convergencia óptica de los rayos luminosos que entran en la barra óptica 2.

A modo de ejemplo puramente ilustrativo, la barra óptica 2 está hecha de PMMA (por "poli(metacrilato de metilo)") con un gradiente de índice de refracción que tiene un perfil polinómico de orden 4 y un índice de refracción del núcleo de 1,49. Tiene forma cilíndrica y tiene por ejemplo una longitud de 35 milímetros y un diámetro de aproximadamente 0,9 milímetros. Por supuesto, son posibles otras dimensiones, perfiles de índice y materiales sin apartarse del alcance de la invención. Las operaciones quirúrgicas oculares, por ejemplo, requieren generalmente el empleo de un cabezal de guiado óptico de pequeños diámetros, que pueden estar comprendidos entre 0,5 mm y 1,5 mm, debiendo entonces adaptarse la longitud del cabezal óptico para cumplir la función de guía de ondas óptica.

El perfil de gradiente de índice de la barra óptica 2 se puede obtener a modo de ejemplo por dopaje iónico, por estirado, por enfriamiento específico de un material óptico o cualquier otra técnica bien conocida por los expertos en la materia, como las que se utilizan comúnmente para la fabricación de fibras ópticas de telecomunicaciones, por ejemplo. El extremo proximal 21 y el extremo distal 22 están mecanizados cada uno en su superficie exterior para obtener dos perfiles distintos, de modo que los rayos luminosos que emanan del objeto visualizado pasan a través de la barra óptica 2 con gradiente de índice desde el extremo distal 22 y forman una imagen del mismo en el plano focal del sensor 32 de imagen. Los extremos proximal 21 y distal 22 están por tanto tratados para participar, con el gradiente de índice de refracción de la barra, en el efecto de convergencia óptica de los rayos luminosos para formar las imágenes en el plano focal del sensor 32 de imagen.

En el caso de que la barra óptica 2 se obtenga por moldeo, el perfil de las superficies del extremo proximal 21 y del extremo distal proximal 21, así como las dimensiones de la barra, están definidos por la huella del molde. Basta con adaptar las dimensiones del molde para obtener los perfiles y dimensiones superficiales deseados. Gracias a sus particulares características ópticas y mecánicas, la barra óptica 2 según la invención constituye un único elemento que actúa como una guía de ondas óptica, esencial para transportar los rayos luminosos procedentes del objeto visualizado hasta el sensor 32 de imagen, y como una varilla invasiva suficientemente rígida para poder ser introducida en el ojo de un paciente, por ejemplo, o en cualquier otro órgano, sin romperse. Cuando los endoscopios de la técnica anterior hacen uso de dos elementos separados para producir un cabezal óptico, uno para cumplir la función de guía de ondas óptica (fibras ópticas o lentes ópticas) y el otro de varilla invasiva (tubo metálico), el dispositivo endoscópico 1 de la invención requiere un único elemento, la barra óptica 2 con gradiente de índice, para cumplir estas dos funciones.

Cabe señalar que el experto adaptará el material, así como el perfil de gradiente de índice a utilizar para la barra óptica 2 de manera que se respeten las condiciones antes mencionadas. En general, la barra óptica tiene características ópticas suficientes para poder formar la imagen del objeto visualizado en un sensor de imagen (y así cumplir la función de guía de ondas) y ser lo suficientemente rígida para poder ser insertada en un órgano (y así cumplir la función de varilla invasiva).

Según la invención, la barra óptica está constituida de vidrio orgánico.

Los siguientes ejemplos, dados a título de ejemplos meramente ilustrativos, no limitativos y que no forman parte de la invención, describen algunos de los materiales de los que puede estar hecha la barra óptica: policarbonato, vidrio mineral, etc. La barra óptica 2 según la invención comprende además un carril longitudinal 23 que permite alojar una fibra óptica 24 de iluminación que ilumina el objeto a visualizar en un punto próximo al extremo distal 22. La fibra óptica 24 se alimenta de luz desde el exterior mediante una caja de alimentación (no mostrada), estando equipada esta última por ejemplo con una lámpara de tungsteno.

La empuñadura 3 de aprehensión tiene las dimensiones adecuadas para poder ser cogida fácilmente con la mano el dispositivo endoscópico 1 y para una integración de elementos de captura de video. Más precisamente, la empuñadura 3 de aprehensión comprende una videocámara integrada 31, comprendiendo esta última por una parte un sensor 32 de imagen, por ejemplo, de tipo CCD (para "charged couple device") en tecnología CMOS (para "Complementary Metal Oxide Semiconductor"), y por otra parte una tarjeta electrónica 33 para gestionar las imágenes capturadas por el sensor de imagen y controlar ciertas funcionalidades del dispositivo endoscópico 1.

Los rayos luminosos que provienen del objeto filmado iluminan el sensor 32 de imagen a través de la barra óptica 2 que cumple la función de lente óptica. El sensor 32 de imagen convierte los rayos luminosos (fotones) que recibe en señales eléctricas (cargas eléctricas). Para cada píxel iluminado, se digitaliza una señal eléctrica, luego se analiza mediante un circuito integrado (no mostrado) en la tarjeta electrónica. Cada imagen capturada por el sensor 32 de imagen se envía a continuación, en forma de una señal de video de visualización, hacia una pantalla 4 de presentación.

El dispositivo endoscópico 1 puede estar equipado con una interfaz hombre/máquina, por ejemplo, situada en la cara trasera 36 de la empuñadura 3 de aprehensión, que comprende:

• un conmutador 37 de alimentación, por ejemplo, del tipo encendido/apagado, para poner el dispositivo endoscópico 1 bajo tensión o fuera de tensión;

• un puerto 35 de comunicación por cable, por ejemplo, del tipo USB (por “Universal Serial Bus”), destinado a recibir un cable 5 que asegura la salida de la señal de vídeo de visualización a una pantalla 4 de presentación;

• un puerto 38 de alimentación para la alimentación eléctrica del dispositivo endoscópico 1, a través de un cable 6 de alimentación.

En una variante de realización, podría preverse la implementación, en la interfaz hombre/máquina 36, de un único puerto que asegure a la vez la salida de la señal de vídeo de visualización y la alimentación eléctrica del dispositivo endoscópico 1.

Según otra variante de realización, la alimentación eléctrica del dispositivo endoscópico 1 se podría asegurar mediante una alimentación eléctrica autónoma tal como una batería o baterías recargables, por ejemplo. En este caso, la empuñadura 3 de aprehensión comprende un alojamiento (no mostrado) de un tamaño adecuado para integrar dicha batería o dichas baterías recargables. La salida de la señal de vídeo de visualización podría garantizarse en este caso con ayuda de medios de transmisión inalámbricos (no mostrados), por ejemplo, del tipo Wi-Fi o 4G, integrados al nivel de la interfaz hombre/máquina 36, y destinados a comunicar con medios de recepción inalámbricos integrados en la pantalla 4 de presentación. La empuñadura de aprehensión puede comprender ventajosamente otro alojamiento (no representado) de tamaño adecuado para integrar una lámpara de iluminación, por ejemplo, de tipo LED (por “Light Emitting Diode”), destinada a alimentar con luz la fibra óptica 24 de iluminación. Así, en esta variante de realización, ya no es necesario ningún cable de alimentación eléctrica, de alimentación de luz o de transmisión de señales de vídeo de presentación, lo que hace que el dispositivo endoscópico 1 por una parte sea mucho más manejable y por otra parte completamente autónoma.

La realización descrita aquí en la figura 1 ilustra un dispositivo endoscópico que integra una cámara de video 31 integrada. Está claro que pueden considerarse muchos otros modos de realización de la invención. Es posible, en particular, prever una empuñadura de aprehensión que tenga un alojamiento longitudinal (no mostrado) cuyas dimensiones sean adecuadas para alojar una cámara de video externa dentro del dispositivo endoscópico 1. Esto tiene la ventaja de poder utilizar una cámara de gama superior, y de desechar únicamente, después de su uso, el conjunto de una sola pieza que comprende la barra óptica 2 y la empuñadura 3 de aprehensión, pudiendo reutilizarse la videocámara posteriormente para otras intervenciones. En este caso, la propia cámara de vídeo debe tener una interfaz hombre/máquina como la interfaz 36 de la empuñadura de aprehensión descrita anteriormente (las variantes de implementación de esta interfaz, detalladas anteriormente, también pueden aplicarse a este modo de realización).

Opcionalmente, la interfaz hombre/máquina 36 también puede estar equipada con una pantalla de presentación digital en la que se presentan las imágenes del objeto visualizado con el dispositivo endoscópico 1.

La empuñadura 3 de aprehensión comprende además una óptica 34 de adaptación de distancia focal colocada frente al sensor 32 de imagen integrado, entre la barra óptica 2 y el sensor 32 de imagen integrado. Según una implementación particular, esta óptica 34 de adaptación de distancia focal puede formar parte integrante de la cámara 31 de video. Esta óptica tiene como objetivo formar imágenes con mayor precisión, del objeto filmado con el dispositivo endoscópico, en el sensor de imagen. Puede ser una lente fija, una serie de lentes mecánicamente amovibles, o una óptica adaptativa tal como una lente líquida o de cristal líquido. La lente fija permite ajustar la distancia focal del sistema óptico formado por la barra óptica 2. La óptica adaptativa permite, bajo el efecto de al menos una señal eléctrica de control, ajustar la distancia focal del sistema óptico y/o la puesta a punto de la nitidez de las imágenes, por modulación de un índice de refracción del líquido o del cristal líquido.

En el modo de realización aquí presentado, la barra óptica 2 y la empuñadura 3 de aprehensión están hechos del mismo material y forman un conjunto de una sola pieza. Este conjunto de una sola pieza se puede obtener por varios métodos de fabricación ampliamente descritos en la literatura. A modo de ejemplo puramente ilustrativo, el conjunto 2, 3 de una sola pieza puede estar hecho de PMMA según una técnica de moldeo estándar que permita la fabricación en un entorno industrial de volumen.

También se puede producir un dispositivo endoscópico de una sola pieza solidarizando de manera permanente la barra óptica 2 y la empuñadura 3 de aprehensión, estando realizada la barra óptica 2 según una técnica de fabricación estándar similar a la utilizada para la elaboración de las fibras ópticas y de la empuñadura 3 de aprehensión según una técnica de moldeo estándar. Por supuesto, la empuñadura 3 de aprehensión puede fabricarse en este caso de un material que sea diferente del material utilizado para la fabricación de la barra óptica 2.

Dado que el PMMA es un material de bajo coste, la invención permite obtener un dispositivo endoscópico de una sola pieza de coste reducido y de gran sencillez de fabricación. Así, cuando este último integra componentes de bajo coste, como por ejemplo la cámara de vídeo integrada, la invención permite un único uso del dispositivo endoscópico, lo que puede resultar particularmente ventajoso en el contexto de intervenciones quirúrgicas en particular, después de cada utilización, pudiendo desecharse el dispositivo endoscópico, impidiendo así todas las problemáticas ligadas a las operaciones de esterilización.

Finalmente, la barra óptica 2 comprende aquí una lente óptica de ampliación del campo 25 de captación dispuesta en su extremo distal 22, para ampliar el campo de captación de la barra óptica 2. La barra óptica 2 puede comprender además una película protectora (no mostrada en la figura) dispuesta en la periferia exterior de esta última, para evitar la captura de rayos luminosos parásitos ("ruido") por el sensor 32 de imagen.

También puede resultar ventajoso tener un dispositivo endoscópico montable/desmontable, como se ilustra a continuación en relación con la figura 2.

La figura 2 presenta una vista de conjunto de un modo de realización particular del dispositivo endoscópico 10 en el que éste se encuentra desmontado. Comprende, como para el dispositivo 1 de la figura 1, una barra óptica 20, que forma un cabezal de guiado óptico, y una empuñadura 30 de aprehensión en forma de manguito. Este modo de realización permite ventajosamente implementar un dispositivo endoscópico con cabezales ópticos intercambiables.

Por ejemplo, una misma operación quirúrgica puede requerir el uso de una pluralidad de barras ópticas de diferentes diámetros; una barra óptica de un diámetro dado puede muy bien ser adecuada para una etapa particular e inadecuada para otra. Además, el hecho de disponer de barras ópticas intercambiables permite esterilizar únicamente las barras ópticas en el caso de que la empuñadura de aprehensión comprendiera componentes ópticos y electrónicos de alta gama y/o sensibles a las temperaturas de esterilización. Finalmente, cambiando la barra óptica por otra, es posible modificar la óptica de toma de vista. Podría preverse, por ejemplo, sustituir una primera barra óptica por una segunda barra óptica para la que la potencia de convergencia de los rayos luminosos sea mayor o para la que se haya añadido una lente prismática, en el lado invasivo, para variar el eje de toma de vista desde un ángulo dado.

La empuñadura 30 de aprehensión está acoplada mecánicamente con la barra óptica a través de medios 6, 7 de acoplamiento mecánico reversible. Más concretamente, la barra óptica 20 comprende en su extremo proximal una pieza fileteada 6 complementaria de una abertura roscada 7 prevista en la empuñadura 30 de aprehensión y que permite, mediante enroscado mecánico, acoplar y fijar la barra óptica 20 solidariamente sobre la empuñadura 30 de aprehensión

Las dimensiones geométricas de dichos medios mecánicos de acoplamiento, tales como el diámetro y el paso de rosca, son características que el experto en la técnica es capaz de definir en función de las dimensiones geométricas de la barra óptica y del medio de aprehensión deseados y que permiten una fijación precisa y sencilla de estos dos elementos.

Por supuesto, pueden implementarse otros medios de acoplamiento sin salirse del alcance de la invención, tales como medios de acoplamiento por clips, por bayoneta (ventajoso por su precisión de alineación mecánica y su rapidez de instalación), por encaje, etc.

Un modo de realización de este tipo permite ofrecer un endoscopio de montaje sencillo.

Los dos modos de realización descritos anteriormente están destinados a la endoscopia médica y, en particular, a la endoscopia ocular. Sin embargo, está claro que se puede adaptar fácilmente a muchas otras aplicaciones, sin salir del alcance de la invención.

Claims (12)

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo endoscópico (1) que comprende un cabezal (2) de guiado óptico destinado a ser insertado, al menos en parte, en un cuerpo o en una cavidad con el fin de visualizar un objeto dado inaccesible a simple vista, estando constituido el cabezal de guiado óptico por una barra óptica a base de vidrio orgánico y con gradiente de índice de refracción, estando caracterizado el dispositivo endoscópico por que la barra óptica comprende al menos un carril longitudinal (23) capaz de recibir una fibra óptica (24) de iluminación para iluminar el objeto a visualizar en la proximidad del extremo distal (22) de la barra óptica.

2. Dispositivo endoscópico según la reivindicación 1, que comprende un sensor (35) de imagen y en el que la barra óptica con gradiente de índice de refracción comprende un extremo proximal (21) y un extremo distal (22), cada uno tratado para formar una imagen en el sensor (35) de imagen a partir de los rayos luminosos procedentes del objeto a visualizar.

3. Dispositivo endoscópico según la reivindicación 2, en el que al menos uno de dichos extremos proximal (21) y distal (22), pertenece a la lista que comprende:

- un extremo plano;

- un extremo asférico;

- un extremo en Fresnel de difracción.

4. Dispositivo endoscópico según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que comprende una lente óptica (25) que amplía el campo (25) de detección dispuesta en el extremo distal (22) de la barra óptica.

5. Dispositivo endoscópico según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende un medio (3) de aprehensión del dispositivo endoscópico y en el que dicho medio (3) de aprehensión y la barra óptica (2) con gradiente de índice forman un conjunto de una sola pieza.

6. Dispositivo endoscópico según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende un medio (3) de aprehensión del dispositivo endoscópico, estando dicho medio (3) de aprehensión acoplado mecánicamente con la barra óptica (2) con gradiente de índice a través de medios (7, 8) de acoplamiento mecánico reversible.

7. Dispositivo endoscópico según la reivindicación 6, en el que los medios (7, 8) de acoplamiento mecánico reversible pertenecen al grupo que comprende:

- medios de acoplamiento por clips;

- medios de acoplamiento por enroscado;

- medios de acoplamiento por encaje;

- medios de acoplamiento con conexiones macho y hembra;

- medios de acoplamiento por bayoneta.

8. Dispositivo endoscópico según una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, en el que el sensor de imagen es un sensor (32) de imagen integrado en el medio (3) de aprehensión.

9. Dispositivo endoscópico según la reivindicación 8, que comprende una óptica (34) de adaptación de distancia focal dispuesta en la proximidad del sensor (32) de imagen, entre la barra óptica con gradiente de índice y el sensor (32) de imagen integrado.

10. Dispositivo endoscópico según la reivindicación 9, en el que la óptica (34) de adaptación de distancia focal pertenece al grupo que comprende:

- una lente óptica con distancia focal fija;

- una serie de lentes amovibles con distancia focal variable;

- un sistema óptico adaptativo a base de líquido o de cristal líquido.

11. Dispositivo endoscópico según una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 10, en el que el medio (3) de aprehensión comprende además al menos una fuente de luz (34) integrada y/o una alimentación eléctrica autónoma.

12. Dispositivo endoscópico según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que la barra óptica (2) con gradiente de índice está recubierta con una película protectora opaca.