MX2012010183A - Aparato para la suspension movil que compensa el peso de un objeto enfocador de un dispositivo laser. - Google Patents

Abstract

Un aparato para la suspensión móvil que compensa el peso de un objeto enfocador (12) de un dispositivo láser (10), comprende una disposición de generación de fuerza para generar un componente de contrafuerza (G) que contrarresta la fuerza de peso del objeto enfocador (12), una disposición transmisora que transmite el componente de contrafuerza (G) al objeto enfocador (12) y como un movimiento de compensación hacia arriba/abajo del objeto enfocador, y una disposición de guía para guiar de forma móvil el objeto enfocador, de tal manera que durante un movimiento de compensación hacia arriba/abajo del objeto enfocador (12) un eje óptico (O) del mismo mantiene al menos su orientación espacial y, de preferencia, su posición espacial.

Description

APARATO PARA LA SUSPENSIÓN MÓVIL QUE COMPENSA EL PESO DE UN OBJETO ENFOCADOR DE UN DISPOSITIVO LÁSER MEMORIA DESCRIPTIVA La invención concierne a la suspensión móvil que compensa el peso de un objeto enfocador de un sistema láser. De preferencia, el sistema láser proporciona radiación láser en pulsos, la cual se enfoca por medio del objeto enfocador sobre una ubicación deseada donde debe actuar la radiación.

Aunque no exclusivamente, la suspensión móvil que compensa el peso de un objeto enfocador se desea sobre cualquier otra característica en donde se involucre el tratamiento de tejido vivo y exista contacto directo entre el tejido y el sistema láser. Por ejemplo, tal contacto directo se produce a menudo en caso de operaciones en el ojo humano que usan cirugía láser, cuando se deben realizar incisiones en la córnea del ojo o en otras partes del ojo por medio de pulsaciones ultra cortas de radiación láser. En este caso, se pretende contacto directo para asegurar el posicionamiento preciso del ojo que se va a tratar, relativo al sistema láser en dirección de la propagación de la radiación. Por lo general, se conecta una unidad dé interfaz adecuada (adaptador del paciente) en frente del objeto enfocador y realiza el acoplamiento físico del ojo al sistema láser. Normalmente, la unidad de interfaz tiene un sujetador, el cual está acoplado al objeto enfocador, para que un elemento de contacto que se ponga en contacto con el ojo y que está hecho de un material que es transparente para la radiación láser. Por ejemplo, el elemento de contacto puede tener un lado inferior plano para aplanación de la córnea.

Los enfoques objetivos en los sistemas láser son a menudo sistemas de lentes múltiples, los cuales pueden poner un peso considerable sobre las balanzas. No es inusual colocar varios kilogramos para tales enfoques objetivos. Obviamente, durante una operación de ojo, el peso total del objeto enfocador no debe descansar sobre el ojo que se está tratando. Por lo tanto se proporciona la suspensión que compensa el peso para el objeto enfocador. La fuerza que el objeto enfocador aún ejerce sobre el ojo en caso de tal solución que compensa el peso se reduce a pocos newtons (por ejemplo 1 o 2 N), por ejemplo. Esto hace posible desviar el objeto enfocador hacia arriba, con cuidado y sin peligro para el ojo si el paciente de pronto levanta su cabeza de manera involuntaria, por ejemplo, en una reacción de pánico.

En la patente de EE.UU. 5,336,215 se proporciona un ejemplo de la suspensión que compensa el peso de un objeto enfocador. En ella, el peso del objetivo se compensa por medio de un sistema de resorte, por medio del cual el objetivo está suspendido de forma móvil en un armazón relativo a este último.

Es un objetivo de la invención dar una solución confiable y que cumple su función de forma precisa para compensación de peso de un objeto enfocador en un sistema láser.

De acuerdo con la invención, se proporciona una suspensión móvil que compensa el peso de un objeto enfocador de un sistema láser, la cual comprende: - un dispositivo de generación de fuerza para generar un componente de contrafuerza que contrarresta el peso del objeto enfocador, - un dispositivo de transmisión que transmite el componente de contrafuerza sobre el objeto enfocador y permite el movimiento compensatorio hacia arriba/hacia abajo del objeto enfocador; y - un dispositivo de directriz para direccionamiento móvil del objeto enfocador, de tal forma que en caso de que haya movimiento compensatorio hacia arriba/hacia abajo, un eje óptico del objeto enfocador mantiene al menos su orientación en espacio y de preferencia, su posición en espacio.

La directriz del objeto enfocador a través del dispositivo de directriz previene la inclinación no deseada del eje óptico del objetivo en caso que haya movimiento compensatorio hacia arriba/hacia abajo del objetivo. El término "movimiento compensatorio hacia arriba/hacia abajo" se entiende como un movimiento del objeto enfocador hacia arriba o hacia abajo relativo al sistema láser. De este modo, a pesar del movimiento compensatorio del objetivo, el eje óptico permanece en una orientación específica al objeto que se está tratando, por ejemplo, al eje óptico de un ojo humano que está siendo tratado. Se debe destacar aquí que la invención se puede usar en un principio con sistemas láser para cualesquier propósitos de aplicación, y en particular para trabajar sobre cualquier material (incluida materia muerta), y por ninguna razón está restringida a propósitos de aplicación oftalmológica.

El dispositivo de generación de fuerza puede incluir un contrapeso, la masa que se usa para generar al menos una parte, y en particular, el total del componente de contrafuerza. El contrapeso puede consistir en un elemento único de contrapeso o alternativamente puede consistir de múltiples (al menos dos) elementos individuales de peso, los cuales por ejemplo, se pueden usar en números variables o/y en posición variable en relación con el otro. Los elementos individuales de peso también se pueden combinar en un peso total única, y extraerse individualmente del peso total. Por medio de tales variables del contrapeso, en especial es posible la precisión de tara de la compensación de peso.

Además, en la invención, no se debe excluir la parte generadora del componente de contrafuerza por medio de al menos un elemento elástico. Debido a la desventaja, la cual se relaciona a menudo con elementos elásticos, de que la fuerza efectiva depende de la distancia (la elasticidad depende del estado de deformación del elemento elástico), preferiblemente el dispositivo de generación de fuerza no genera el componente de contrafuerza de forma exclusiva por medio de elementos elásticos. Sin embargo, también es posible combinar uno o más elementos elásticos con un contrapeso, por ejemplo para implementar una dependencia deseada de fuerza-distancia de forma intencional.

De preferencia, el dispositivo de transmisión es en forma de un oscilador, en un lado del cual actúa el componente de contrafuerza y en el otro lado del cual actúa el peso del objeto enfocador. Funcionalmente, se puede comparar el oscilador con una viga de pesaje.

Por ejemplo, el oscilador está formado de al menos un cuerpo de palanca, un brazo de palanca del cual está conectado al objeto enfocador, y el otro brazo de palanca del cual está conectado al dispositivo de generación de fuerza. Se entiende que dos o más dichos cuerpos de palanca se pueden proporcionar de forma adyacente, en paralelo y a una distancia para formar el oscilador. Un punto de aplicación de fuerza del dispositivo de generación de fuerza en el cuerpo de palanca puede ser ajustable a lo largo de este, de forma que se ajusta el par de torsión que actúa en el cuerpo de palanca. En general, de preferencia se puede ajusfar un punto de aplicación de fuerza del dispositivo de generación de fuerza en el oscilador con respecto a su distancia desde un eje giratorio del oscilador.

El uso de un contrapeso que se aplica en un lado del oscilador (por ejemplo en un brazo de palanca) para generar al menos parte del componente de contrafuerza, tiene la ventaja de la máxima constancia posible del componente de contrafuerza generado sobre el total recorrido del movimiento requerido funcionalmente del objeto enfocador. Por desplazamiento intencional del centro de gravedad del contrapeso relativo con el oscilador, se puede fijar definitivamente la curva característica de fuerza-distancia del aparato de suspensión. Esto hace posible la tara incluso con un contra peso indivisible. Por otro lado, si el dispositivo de generación de fuerza incluye al menos un elemento elástico, la curva característica de fuerza-distancia del aparato de suspensión se puede fijar además de la típica característica fuerza-distancia de tipo resorte del elemento elástico, debido a que el punto de aplicación de fuerza del elemento elástico es móvil a lo largo de la palanca o a lo largo del oscilador.

El objeto enfocador está preferiblemente apoyado sobre el oscilador de forma que pueda girar en relación con el oscilador alrededor de un eje giratorio que corre a una distancia en paralelo a un eje giratorio del oscilador. Se recomienda, para estabilidad posicional espacial del eje óptico del objetivo que el soporte del objeto enfocador en el oscilado esté a una distancia variable del eje giratorio del oscilador. Si el oscilador está inclinado, el objeto enfocador puede entonces realizar un movimiento simultáneo, lo que implica un cambio de distancia desde el eje del oscilador. De esta forma, el objetivo se puede mover hacia arriba y abajo a lo largo de una línea recta en vez de a lo largo de un trayecto circular, es decir, mantiene su posición transversal (transverso significa ortogonal al eje del objetivo) relativa al objeto en el que se está trabajando.

Preferiblemente, el soporte giratorio del oscilador tiene forma de baja fricción y puede, por ejemplo, implementarse por medio de un soporte deslizante plástico de un soporte rodante. La baja fricción es un propósito deseable, para evitar lo más posible, la falsificación de la característica de fuerza-distancia efectiva del aparato de suspensión por medio de fuerzas superpuestas de fricción.

En una modalidad preferida, el objeto enfocador está soportado sobre una disposición de superficial de soporte del oscilador para que se pueda mover de manera libre. En particular, la disposición de superficie de soporte puede ser de tal forma que el objetivo se pude colocar de forma laxa sobre el oscilador. La disposición de superficie de soporte puede, por ejemplo, estar formada de al menos un hueco longitudinal -en el cual el objetivo se puede insertar con un perno de soporte adecuado u otra formación de soporte- de al menos un cuerpo de palanca del oscilador. Por ejemplo, el hueco se pude abrir hacia arriba o/y se pude -en relación con la extensión longitudinal del brazo de palanca relevante de la que se agarra el objetivo-abrir al frente o atrás, forma que la formación de soporte del objetivo se puede insertar desde el frente o desde atrás en el hueco.

Se entiende que la disposición de superficie de soporte puede de forma alternativa, por ejemplo, ser en forma de una disposición de una o más orificios largos encerrados, el objetivo se engancha con cada orificio alargado por medio de una proyección de soporte adecuada. También se entiende que de acuerdo con una modificación, la disposición de superficie de soporte se puede formar en el objetivo y se pueden formar formaciones de soporte adecuadas en la disposición de superficie de soporte en el oscilador.

En cualquier caso, el soporte del objetivo en el oscilador es preferiblemente de tal forma que no solo es posible la rotación del objetivo relativa al oscilador en el curso de un movimiento giratorio del oscilador, sino también un cambio radical de la distancia entre el eje de rotación del objetivo y el eje del oscilador (de forma radial en relación con el eje del oscilador).

De preferencia, el dispositivo de directriz es en forma de una guía lineal con una dirección de directriz en paralelo al eje óptico del objeto enfocador. De preferencia tiene formaciones de directriz que previenen movimientos del objeto enfocador en forma transversal al eje óptico en caso de un movimiento compensatorio hacia arriba/hacia abajo del objeto enfocador. Esto es útil para estabilizar la posición del objetivo en espacio.

Por ejemplo, el dispositivo de directriz puede incluir un soporte lineal y un portaobjetos que es guiado en él. La platina se puede fijar en el objeto enfocador. El soporte lineal también puede incluir al menos una ranura de directriz. La platina también puede incluir al menos una proyección de directriz, la cual se instala para trabajar con la ranura de directriz de tal forma que se evita el movimiento de la platina en una dirección horizontal. De esta forma, es posible la directriz del objeto enfocador en dirección vertical, el eje óptico del objeto enfocador que hace posible mantener su alineación y posición en caso de un movimiento compensatorio de este a una posición inicial. Para este propósito, se puede formar la ranura con un rebaje, en el cual se puede enganchar la proyección de directriz.

De acuerdo con otro punto de vista, la invención proporciona un sistema láser que comprende: una fuente de radiación láser, de preferencia de radiación láser en pulsos; un objeto enfocador para enfocar la radiación láser, el objeto enfocador tiene un eje óptico; una unidad de interfaz, la cual está dispuesta en el lateral de salida de radiación del objeto enfocador y de preferencia está acoplada por separado a este con un elemento de contacto, el cual es transparente para la radiación láser, para que se coloque sobre un objeto en el que se debe realizar un trabajo usando la radiación láser; un aparato de suspensión, en particular del tipo descrito con anterioridad, para suspensión móvil que compensa el peso del objeto enfocador, este aparato tiene un oscilador con dos brazos de oscilador, el cual está apoyado sobre un miembro de alojamiento para que pueda girar alrededor de un eje del oscilador del sistema láser, el objeto enfocador está apoyado en uno de los brazos del oscilador para que pueda rotar en relación al oscilador alrededor de un eje en paralelo de rotación al eje del oscilador, y en el otro brazo del oscilador un contrapeso para generar una componente de contrafuerza que compensa por al menos una parte predominante del peso del enfoque de objetivo que está unido, y el aparato también tiene un sistema de directriz para una directriz móvil de forma lineal del objeto enfocador a lo largo del eje óptico del mismo.

La invención se explica a detalle más adelante con basé en la figura anexa. La figura 1 muestra, de forma esquemática y para nada a escala, una modalidad de un sistema láser para hacer incisiones en la córnea o en otras partes de tejido de un ojo humano.

Del sistema láser, el cual en su totalidad está marcado con 10, solo la "etapa de salida" se muestra en el dibujo, es decir, esencialmente solo se muestra un objeto enfocador12 con un adaptador del paciente 13 dispuesto en el lateral de salida de radiación de este. El objeto enfocador12 es compensado con peso y suspendido de forma móvil por un aparato de suspensión 14. Si se menciona "compensación de peso", quiere decir compensación para al menos una parte predominante del peso del objetivo 12. Una parte residual particularmente pequeña del peso del objetivo puede permanecer sin compensación, por ejemplo, del orden de magnitud de unos cuantos newtons de peso. El objeto enfocador 12 enfoca, en una manera que no se muestra con mayor detalle, un haz afocal de rayos de radiación láser proporcionado por el sistema láser 10 sobre una ubicación de enfoque en el tejido del ojo que se va a cortar. La radiación láser que se usa tiene, por ejemplo, duraciones de pulso en el rango de femtosegundo, y una longitud de onda en el bajo rango infrarrojo (por ejemplo, entre aproximadamente 1000 y aproximadamente 1 100 nm), o en el rango UV, de preferencia aproximadamente sobre 300 nm.

La suspensión del aparato 14, en la modalidad mostrada de la figura 1 , tiene una disposición de generación de fuerza con un contrapeso 16, la cual genera un componente de peso dirigido verticalmente G , con el que se pretende compensar, al menos parcialmente, el peso del objeto enfocador12. El aparato de suspensión 14 también incluye una disposición de transmisión en forma de un oscilador 18, el cual en su extremo derecho en la figura 1 está unido de forma desmontable al contrapeso 16, mientras que en el otro, extremo izquierdo en la figura 1 tiene un asiento de soporte 20 para acoplamiento desmontable con el objeto enfocador 12. El contrapeso 16 se puede alternar a lo largo del brazo de palanca apropiado del oscilador, para que se pueda cambiar el punto de aplicación de fuerza efectivo K del contrapeso y por ende el momento de contrafuerza.

El oscilador 18 es portado por un soporte 22 para que pueda rotar alrededor de un eje giratorio X a una distancia entre los puntos de aplicación del objetivo 12 y del contrapeso 16. El soporte 22 soporta el oscilador 18, a través de uno o más montantes conectores 21 , en una parte de soporte 23 indicada esquemáticamente, la cual puede estar dispuesta de forma estacionaria o móvil en relación con otros componentes del sistema láser 10.

Por ejemplo, el oscilador 18 puede tener vástago de palanca oblongo, en particular, esencialmente recto 19, que en uno de sus extremos está acoplado al objetivo 12, y en su otro extremo está acoplado al contrapeso 16. Con un objetivo determinado, se proporcionan dos vástagos de palanca 19 paralelos entre sí, en ambos lados del objetivo 12 (es decir, atrás y en frente del objetivo 12 en la dirección de visualización de la figura 1 ). Sin embargo, en la descripción adicional solo se mencionará un vástago de palanca, pero las siguientes explicaciones se aplican de forma análoga a ambos vástagos.

En el ejemplo mostrado, el asiento del soporte anteriormente mencionado 20 está formado por un hueco 24 del vástago de palanca 19 (indicado por una línea punteada) hecho lateralmente, el cual está abierto en más de un lado, que está hacia arriba y hacia la izquierda en la figura. El piso 24a de este hueco 24 forma una superficie de soporte para una chumacera vertical 26 la cual se yergue lateralmente lejos del objetivo 12 y se proyecta en el hueco. El objeto enfocador 12 descansa de forma laxa en el vástago de palanca 19 a través de su chumacera vertical 26. Si se gira el oscilador 18, no solo se gira el objetivo 12 alrededor del eje de la chumacera en relación con el oscilador 18, sino que la chumacera vertical 26 también se desplaza dentro del asiento de soporte 20. Con este desplazamiento cambia la distancia radial de la chumacera vertical 26 desde el eje giratorio X. Esto hace posible, a pesar del movimiento hacia arriba o hacia abajo del objetivo 12, mantener sin cambio la posición y orientación de un eje del objetivo óptico O en espacio. De forma que el desplazamiento de la chumacera vertical 26 en el asiento de soporte 20 se lleva a cabo sin fricción lo más posible, por ejemplo la chumacera vertical 26 puede portar un anillo 28, el cual puede rodar sobre el piso 24a del hueco 24, en un soporte deslizante o rodante.

El aparato de suspensión 14 también incluye un sistema de directriz para la directriz lineal vertical del objeto enfocador 12. Mientras que la posibilidad de desplazar la chumacera vertical 26 en el asiento de soporte 20 crea la pre-condición para una posición constante en espacio del eje del objetivo O cuando se mueve el objetivo 12, el sistema de directriz asegura que el eje del objetivo O no se incline o de desplace transversalmente (al eje O).

El sistema de directriz, en la modalidad mostrada, incluye un soporte lineal 30, el cual está fijo en relación con el objeto enfocador 12 y una platina 32 que es guiado en él y fijado en el objeto enfocador 12. El soporte lineal 30 está provisto con una ranura de directriz 34, la cual es en forma de un rebaje y se engancha con una proyección de directriz 36 de la platina 32. La proyección de directriz 36 es en forma de T en la sección transversal en la modalidad mostrada en la figura 1 , los dos brazos laterales 36a de la T de la proyección de directriz 36 enganchan con la ranura de directriz 34 de rebaje de tal forma que se previene un movimiento horizontal (transversal) del objeto enfocador12 lejos del soporte lineal 30 (a la derecha en la figura 1). Además, el enganche de los brazos laterales 36a de la T con la ranura de directriz 34 de rebaje asegura que el objeto enfocador 12 no se incline. Siempre estará sostenido por medio de la disposición de directriz en una orientación especificada.

La disposición de la proyección de directriz 36 con la ranura de directriz 34 proporciona suficiente juego vertical para asegurar el suficiente recorrido de movimiento del objeto enfocador 12 en dirección vertical.

Si el objeto enfocador 12, con su adaptador del paciente 13, se coloca sobre el ojo (no mostrado) a tratar, el objeto enfocador 12 se puede desviar verticalmente hacia arriba por medio de una ligera contra-presión causada por el ojo. En caso de que este movimiento compensatorio del objeto enfocador 12, la chumacera vertical 26 alterna al rodar (o deslizar alternativamente) a lo largo del piso 24a del hueco 24 mientras el oscilador 18 rota en sentido de las manecillas del reloj alrededor del eje del oscilador X, y de forma simultánea, el objetivo 12 rota de forma relativa al oscilador 18 alrededor del eje de la chumacera vertical 26. Por el contrario, si en un caso hipotético imaginario, el objeto enfocador 12 estuviera unido de forma rígida al oscilador 18, un movimiento hacia arriba o hacia abajo del objeto enfocador 12, daría como resultado una inclinación del eje óptico O. Sin embargo, en la modalidad mostrada se excluye tal inclinación debido al soporte móvil del objetivo 12 en el oscilador 18 y por la directriz lineal del objetivo 12 por medio del soporte lineal 30.

Claims (9)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1. Un aparato para la suspensión móvil que compensa el peso de un objeto enfocador ( 2) de un sistema láser (10), que comprende: -un dispositivo de generación de fuerza para generar un componente de contrafuerza {G ) que contrarresta el peso del objeto enfocador (12); - un dispositivo de transmisión que transmite el componente de contrafuerza (G ) sobre el objeto enfocador (12) y permite el movimiento compensatorio hacia arriba/hacia abajo del objeto enfocador; y - un dispositivo de directriz para directriz móvil del objeto enfocador, de tal forma que en caso de que haya movimiento compensatorio hacia arriba/hacia abajo del objeto enfocador (12), un eje óptico (O) del objeto enfocador mantiene al menos su orientación en espacio y de preferencia, su posición en espacio.

2. El aparato de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el dispositivo de generación de fuerza incluye un contrapeso (16), la masa del cual se usa para generar al menos en parte y en particular el total del componente de contrafuerza.

3. El aparato de conformidad con la reivindicación 1 o 2, caracterizado además porque el dispositivo de transmisión es en forma de un oscilador, en un lado del cual actúa el componente de contrafuerza y en el otro lado del cual actúa al menos una parte del peso del objeto enfocador (12), en particular, el peso total.

4. El aparato de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado además porque al menos un punto de aplicación de fuerza (K) del dispositivo de generación de fuerza en el oscilador se puede ajustar con respecto a su distancia desde un eje giratorio (X) del oscilador.

5. El aparato de conformidad con la reivindicación 3 o 4, caracterizado además porque el objeto enfocador (12) está apoyado sobre el oscilador de forma que pueda rotar en relación con el oscilador alrededor de un eje giratorio que corre a una distancia en paralelo a un eje giratorio (X) del oscilador.

6. El aparato de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado además porque el objeto enfocador (12) en el oscilador está a una distancia variable del eje giratorio (X) del oscilador.

7. El aparato de conformidad con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque el dispositivo de directriz es en forma de una guía lineal con una dirección de directriz en paralelo al eje óptico (O) del objeto enfocador (12).

8. El aparato de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado además porque el dispositivo de directriz tiene formaciones de directriz que previenen movimientos del objeto enfocador en forma transversal al eje óptico (O) en caso de un movimiento compensatorio hacia arriba/hacia abajo del objeto enfocador.

9. Un sistema láser (10), que comprende: - una fuente de radiación láser, de preferencia de radiación láser en pulsos, - un objeto enfocador (12) para enfocar la radiación láser, el objeto enfocador tiene un eje óptico (O), - una unidad de interfaz, la cual está dispuesta en el lateral de salida de radiación del objeto enfocador y de preferencia está acoplada por separado a este con un elemento de contacto, el cual es transparente para la radiación láser, para colocar sobre un objeto en el que se debe realizar un trabajo usando la radiación láser, - un aparato, en particular, en una forma de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, para suspensión móvil que compensa el peso del objeto enfocador, este aparato tiene un oscilador con dos brazos de oscilador, el cual está apoyado sobre un elemento de alojamiento del sistema láser para que pueda girar alrededor de un eje del oscilador (X), el objeto enfocador está apoyado en uno de los brazos del oscilador para que pueda rotar en relación al oscilador alrededor de un eje en paralelo de rotación al eje del oscilador, y en el otro brazo del oscilador un contrapeso (16) para generar una componente de contrafuerza que compensa por al menos una parte predominante del peso del objeto enfocador que está unido, y el aparato también tiene un sistema de directriz para una directriz móvil de forma lineal del objeto enfocador a lo largo del eje óptico del mismo.