RU2603427C2 - Комбинированный хирургический эндозонд для оптической когерентной томографии, подсветки или фотокоагуляции - Google Patents

Комбинированный хирургический эндозонд для оптической когерентной томографии, подсветки или фотокоагуляции Download PDF

Info

Publication number
RU2603427C2
RU2603427C2 RU2013138749/14A RU2013138749A RU2603427C2 RU 2603427 C2 RU2603427 C2 RU 2603427C2 RU 2013138749/14 A RU2013138749/14 A RU 2013138749/14A RU 2013138749 A RU2013138749 A RU 2013138749A RU 2603427 C2 RU2603427 C2 RU 2603427C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oct
surgical
surgical laser
scanning
laser beam
Prior art date
Application number
RU2013138749/14A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2013138749A (ru
Inventor
Майкл Дж. ЯДЛОВСКИ
Майкл Джеймс ПАПАК
Джон Кристофер ХЬЮКУЛАК
Original Assignee
Алькон Рисерч, Лтд.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Алькон Рисерч, Лтд. filed Critical Алькон Рисерч, Лтд.
Publication of RU2013138749A publication Critical patent/RU2013138749A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2603427C2 publication Critical patent/RU2603427C2/ru

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00163—Optical arrangements
    • A61B1/00172—Optical arrangements with means for scanning
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/313—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor for introducing through surgical openings, e.g. laparoscopes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B3/00—Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
    • A61B3/10—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
    • A61B3/102—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions for optical coherence tomography [OCT]
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0059—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
    • A61B5/0062—Arrangements for scanning
    • A61B5/0066—Optical coherence imaging
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F9/00—Methods or devices for treatment of the eyes; Devices for putting-in contact lenses; Devices to correct squinting; Apparatus to guide the blind; Protective devices for the eyes, carried on the body or in the hand
    • A61F9/007—Methods or devices for eye surgery
    • A61F9/008—Methods or devices for eye surgery using laser
    • A61F9/00821—Methods or devices for eye surgery using laser for coagulation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F9/00—Methods or devices for treatment of the eyes; Devices for putting-in contact lenses; Devices to correct squinting; Apparatus to guide the blind; Protective devices for the eyes, carried on the body or in the hand
    • A61F9/007—Methods or devices for eye surgery
    • A61F9/008—Methods or devices for eye surgery using laser
    • A61F2009/00844—Feedback systems
    • A61F2009/00851—Optical coherence topography [OCT]
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F9/00—Methods or devices for treatment of the eyes; Devices for putting-in contact lenses; Devices to correct squinting; Apparatus to guide the blind; Protective devices for the eyes, carried on the body or in the hand
    • A61F9/007—Methods or devices for eye surgery
    • A61F9/008—Methods or devices for eye surgery using laser
    • A61F2009/00861—Methods or devices for eye surgery using laser adapted for treatment at a particular location
    • A61F2009/00863—Retina
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F9/00—Methods or devices for treatment of the eyes; Devices for putting-in contact lenses; Devices to correct squinting; Apparatus to guide the blind; Protective devices for the eyes, carried on the body or in the hand
    • A61F9/007—Methods or devices for eye surgery
    • A61F9/008—Methods or devices for eye surgery using laser
    • A61F2009/00861—Methods or devices for eye surgery using laser adapted for treatment at a particular location
    • A61F2009/00868—Ciliary muscles or trabecular meshwork

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Endoscopes (AREA)
  • Laser Surgery Devices (AREA)

Abstract

Изобретение относится к медицинской технике. Хирургическая система включает в себя хирургический лазерный источник, выполненный с возможностью излучения луча хирургического лазера; модуль оптической когерентной томографии (ОКТ), выполненный с возможностью излучения луча ОКТ; эндозонд, оптически соединенный с хирургическим лазерным источником и модулем ОКТ. Причем эндозонд содержит оптоволокно ОКТ для передачи луча ОКТ; оптоволокно хирургического лазера для передачи луча хирургического лазера; причем луч хирургического лазера проходит через по меньшей мере один оптический элемент, создавая множество пятен от луча хирургического лазера; и узел канюли, содержащий первую канюлю, имеющую первую сканирующую оптику, и вращающуюся в противоположную сторону вторую канюлю, имеющую вторую сканирующую оптику, оптоволокно ОКТ и оптоволокно хирургического лазера, оптически соединенные с первой и второй сканирующей оптикой, так что луч ОКТ и луч хирургического лазера каждый проходят через первую и вторую сканирующую оптику, и вращение в противоположную сторону первой и второй сканирующей оптикой приводит к одновременному сканированию и лучом ОКТ, и лучом хирургического лазера; и процессор, запрограммированный на управление сканирующей оптикой с целью сканирования лучом ОКТ и лучом хирургического лазера по области целевой ткани и обнаружения сигнала ОКТ от области целевой ткани. Применение данного изобретения позволит расширить арсенал технических средств, а именно хирургических систем. 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ
По настоящей заявке испрашивается приоритет по предварительной патентной заявке US 61/435031, поданной 21 января 2011 г.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
1. ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Описанные здесь варианты реализации относятся к области микрохирургических зондов. Более конкретно, описанные здесь варианты реализации относятся к области хирургических эндозондов, сочетающих оптическую когерентную томографию с подсветкой или фотокоагуляцией.
2. ОПИСАНИЕ МАТЕРИАЛОВ, ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ПРИ ЭКСПЕРТИЗЕ
Область микрохирургических процедур быстро развивается. Обычно эти процедуры включают в себя использование зондов, которые способны достигать ткани, подлежащей обработке или диагностированию. Такие процедуры выполняются с использованием эндоскопических хирургических инструментов, имеющих зонд, соединенный с управляющим устройством на удаленном пульте оператора. Зонды, относящиеся к текущему состоянию техники, довольно сложны в эксплуатации, часто требуя подвижных частей, которые приводятся в действие с использованием сложных механических систем. Во многих случаях электродвигатель включен в состав зонда. Большинство из устройств предшествующего уровня техники имеют стоимость, при которой становится трудно их выбрасывать после одной или всего лишь нескольких хирургических процедур. Кроме того, сложность устройств предшествующего уровня техники приводит в общем случае к тому, что зонды имеют сечение в несколько миллиметров. Такие зонды находят небольшое практическое применение для глазных микрохирургических операций. В глазной хирургии предпочтительными являются размеры в один (1) миллиметр или меньше, чтобы достичь зон, не нанося повреждений посторонним тканям. Сканирующие механизмы, которые обеспечивают зависящее от времени направление света для диагностических или терапевтических целей, были использованы в эндоскопических хирургических инструментах. В этих инструментах обычно используются зонды, которые обеспечивают формирование изображения, лечение, или и то и другое, по протяженной области ткани, не требуя перемещения эндоскопа по отношению к окружающей его среде. Однако обычно существует несколько зондов для каждой функции, и используются разные источники света для разных применений.
Поэтому остается необходимость в хирургических эндозондах, сочетающих разные функции с обеспечением синергического эффекта.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Согласно конкретным вариантам реализации настоящего изобретения хирургическая система включает в себя хирургический лазерный источник, выполненный с возможностью излучения луча хирургического лазера, и модуль оптической когерентной томографии (ОКТ), выполненный с возможностью излучения луча ОКТ. Хирургическая система также включает в себя эндозонд, оптически соединенный с хирургическим лазерным источником и модулем ОКТ. Эндозонд включает в себя оптоволокно ОКТ для передачи луча ОКТ, оптоволокно хирургического лазера для передачи луча хирургического лазера и сканирующую оптику, оптически соединенную с оптоволокном ОКТ и с оптоволокном хирургического лазера, причем сканирующая оптика выполнена с возможностью одновременного сканирования как луча ОКТ, так и луча хирургического лазера. Хирургическая система дополнительно включает в себя процессор, запрограммированный на управление сканирующей оптикой для сканирования луча ОКТ и луча хирургического лазера по области целевой ткани и обнаружения сигнала ОКТ от области целевой ткани.
Различные варианты реализации настоящего изобретения будут также распространяться на способы работы, соответствующие приведенному описанию, и этапы, выполняемые различными элементами хирургической системы. Подобным образом варианты реализации настоящего изобретения могут распространяться на программное обеспечение, находящееся на машиночитаемом носителе, используемое для управления хирургической системой описанным образом. Это будет также распространяться на любые подходящие изменения, очевидные для специалистов в данной области техники, которые должны сделать подобные изменения способов и программного обеспечения также очевидными.
Эти и другие варианты реализации настоящего изобретения будут подробно описаны ниже со ссылками на прилагаемые чертежи.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 - блок-схема хирургической системы согласно конкретному варианту реализации настоящего изобретения;
Фиг. 2 - изображение эндозонда согласно конкретному варианту реализации настоящего изобретения;
Фиг. 3 - изображение дистального конца эндозонда согласно конкретному варианту реализации настоящего изобретения; и
Фиг. 4 - изображение дистального конца эндозонда согласно другому конкретному варианту реализации настоящего изобретения.
На фигурах элементы, имеющие одинаковые номера позиций, имеют одинаковые или подобные функции.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Различные варианты реализации настоящего изобретения представляют эндозонд с ОКТ сканированием в сочетании с применениями в качестве хирургического лазера и подсветкой. Зонд может быть ручным зондом для непосредственных манипуляций специализированным персоналом. В некоторых вариантах реализации зонд может быть выполнен с возможностью управления роботизированной рукой или устройством под управлением компьютера. Зонды имеют проксимальный конец, ближе к операционному органу управления (которым может быть специалист или устройство), и дистальный конец, ближе к ткани или находящийся с ней в контакте. Зонды, соответствующие описываемым здесь вариантам реализации, могут иметь малые размеры, быть легко управляемыми с проксимального конца и минимально инвазивными для окружающей ткани. На дистальном конце зонд заканчивается наконечником, откуда зонд выполняет определенное действие с целевой тканью, расположенной вблизи наконечника. Например, зонд может доставлять свет из своего наконечника и принимать свет, отраженный или рассеянный от ткани, подводимый через наконечник. Наконечник зонда может включать в себя подвижные элементы, которые позволяют наконечнику выполнять действие.
На фиг. 1 показана блок-схема хирургической системы 10 согласно конкретному варианту реализации настоящего изобретения. В представленном варианте реализации хирургическая система 10 включает в себя источник 20 подсветки для генерации видимого света, пригодного для визуализации хирургического поля, и модуль 30 ОКТ. Хирургический лазерный источник 40 обеспечивает лазерную энергию, имеющую подходящие свойства, чтобы осуществить модификацию целевой ткани, такую как фотокоагуляция ткани сетчатки глаза. Когда эти элементы будут обсуждаться подробно ниже, станет понятно, что хирургическая система 10 может также включать в себя другие хирургические источники света, такие как лазерный источник для фотокоагуляции, трабекулэктомии или других хирургических применений. Следующее описание может быть соответствующим образом адаптировано, чтобы включить в него множество приемлемых способов по доставке света, известных в технике. Источник 20 подсветки, модуль 30 ОКТ и хирургический лазерный источник 40 соединены с хирургическим зондом 100, используя соответствующую соединительную оптику, которая может быть выбрана, основываясь на выходном луче, имеющем желаемые свойства света, доставляемого для конкретного применения, такие как энергия, длина волны или числовая апертура. Хирургическая система 10 дополнительно включает в себя пользовательский интерфейс 50, который позволяет пользователю управлять работой хирургической системы 10, которая может содержать любые подходящие входные или выходные устройства, включая, но не ограничиваясь перечисленным, клавиатуру, ручной пульт управления, мышь, сенсорный экран, педальный переключатель, микрофон для голосовых команд или любое из многочисленных таких устройств, известных в традиционных хирургических системах.
Источник 20 подсветки может быть любым из многочисленных хирургических источников подсветки, таких как ксеноновая лампа, комплект светодиодов, лазер или другой подходящий источник света для генерации света, находящегося в пределах видимой области спектра. Модуль 30 ОКТ является интерферометрическим аппаратом для измерения интерференции между опорным лучом, генерируемым путем использования хирургического света, и светом, отраженным от ткани, освещаемой хирургическим светом. В конкретных вариантах реализации модуль 30 ОКТ может включать в себя основанный на спектрометре интерферометр, известный также как “ОКТ в спектральной области”. Это относится к системе ОКТ, которая использует относительно широкий спектральный диапазон света и измеряет интерференцию дискретных длин волн в пределах спектральной полосы, чтобы воссоздать информацию о целевой ткани.
Модуль 30 ОКТ также включает в себя процессор 32, который может быть одним или несколькими подходящими электронными компонентами для обработки информации, включая, но не ограничиваясь перечисленным, микропроцессор, микроконтроллер, специализированную интегральную схему (ASIC) или другое программируемое устройство. Процессор 32 обрабатывает информацию об интерференции, производимой светом, отраженным от ткани, чтобы создать математическое представление сканируемой ткани, которое может быть в свою очередь использовано для создания электронного изображения ткани. Модуль 30 ОКТ также включает в себя память 34, которая может иметь любую подходящую форму устройства хранения информации, включая электронные, магнитные или оптические запоминающие устройства, которые могут быть либо энергозависимыми, либо энергонезависимыми. Наконец, модуль 30 ОКТ включает в себя контроллер 36 сканирования. Контроллер 36 сканирования может быть любым подходящим сочетанием аппаратного обеспечения, программного обеспечения и/или аппаратно-программных средств и механических компонентов, которое может включать в себя процессор 32 и память 34, пригодным для управления перемещением оптических компонентов с целью изменения направления хирургического света, используемого модулем 30 ОКТ. Например, в вариантах реализации, где зонд 100 включает в себя сканирующую оптику для луча ОКТ, контроллер 36 сканирования может быть соединен со сканирующей оптикой, чтобы управлять сканирующим механизмом.
В одном примере ОКТ технологии формирования изображений световой луч, имеющий интервал когерентности, может быть направлен в определенное пятно в целевой ткани, используя зонд. Интервал когерентности обеспечивает глубину разрешения, которая при изменении у дистального конца зонда может быть восстановлена из свертки для образования углубленного изображения освещенного участка ткани (А-сканирование). Двухмерное изображение ткани может быть получено через В-сканирование. В некоторых вариантах реализации В-сканирования являются прямыми линиями вдоль сечения ткани. Кроме того, выполняя повторные циклы В-сканирования вдоль разных линий в ткани, можно получить трехмерное (3D) изображение ткани. В некоторых вариантах реализации В-сканирования могут быть рядом линий, имеющих одну и ту же длину и расположенных по радиусу от общей точки пересечения. Таким образом, множество В-сканирований обеспечивают изображение круговой области в ткани, имеющее глубину.
В некоторых вариантах реализации ОКТ технология использует процедуры опережающего сканирования. В этом случае оптическая подсветка обеспечивается в прямом направлении от продольной оси зонда. При опережающем сканировании целевая ткань может находиться впереди зонда в плоскости, перпендикулярной к продольной оси зонда. Таким образом, свет, проходящий от наконечника зонда к ткани и обратно от ткани к зонду, может проходить в направлении, по существу параллельном продольной оси зонда. В некоторых вариантах реализации, использующих опережающее сканирование, целевая ткань может быть приближенно, но не точно, перпендикулярна продольной оси зонда. Кроме того, в некоторых вариантах реализации свет, проходящий к ткани от зонда и от ткани к зонду, может не быть параллельным продольной оси зонда, но образовывать симметричный паттерн относительно продольной оси зонда. Например, свет, подсвечивающий целевую ткань при опережающем сканировании, может формировать сплошной конус или часть его вокруг продольной оси зонда. Подобным образом свет, собираемый эндозондом при опережающем сканировании, может поступать от целевой ткани в 3D зону, включающую в себя участок с коническим сечением вокруг продольной оси зонда.
На фиг. 2 показан микрохирургический эндозонд 100, который включает в себя узел канюли 110 и манипулятор 150. Узел канюли 110 включает в себя дистальный конец эндозонда 100, который может быть вытянут вдоль продольной оси зонда и иметь ограниченное сечение. Например, в некоторых вариантах реализации узел канюли 110 может иметь диаметр (D2) около 0,5 мм, тогда как манипулятор 150 может иметь по существу цилиндрическую форму с диаметром (D1) в несколько миллиметров, например 12-18 мм. Соединительный кабель 195 включает в себя световоды, передающие свет от соединительной оптики 50 широкополосного источника 20 света. В альтернативных вариантах реализации отдельные зонды 100 могут быть соединены в общий источник света, или же как хирургический свет, так и подсвечивающий свет могут быть соединены в общем световоде.
В некоторых вариантах реализации сборный узел 110 может находиться в контакте с тканью, включающей в себя целевую ткань для микрохирургической процедуры. При этом сборный узел 110 может быть покрыт материалами, которые предотвращают заражение или загрязнение ткани. Кроме того, хирургические процедуры и протоколы могут устанавливать гигиенические стандарты для сборного узла 110, которые все полностью включены в настоящее описание путем ссылки. Например, может оказаться желательным, чтобы собранный узел 110 выбрасывался после одного использования. В некоторых ситуациях сборный узел 110 может выбрасываться по меньшей мере каждый раз, когда процедура выполняется на другом пациенте или в другой части тела.
Манипулятор 150 может находиться ближе к проксимальному концу зонда и может иметь большее сечение по сравнению с элементом 110. Элемент 150 может быть выполнен с возможностью оперирования вручную эндозондом 100 в соответствии с некоторыми вариантами реализации. Элемент 150 может быть выполнен с возможностью проведения робототехнического действия или же удержания автоматизированного устройства или дистанционно управляемого устройства. Тогда как сборный узел 110 может находиться в контакте с целевой тканью, элемент 150 может не находиться в непосредственном контакте с живой тканью. Таким образом, даже хотя элемент 150 может соответствовать гигиеническим стандартам, они могут быть до некоторой степени смягчены по сравнению с теми, которые используются применительно к сборному узлу 110. Например, элемент 150 может включать в себя части и компоненты эндозонда 100, которые могут быть использованы повторно перед их выбрасыванием.
Таким образом, некоторые варианты реализации эндозонда 100, описываемые здесь, могут включать сложные компоненты в состав элемента 150, и менее дорогие сменные компоненты могут включаться в состав сборного узла 110. Некоторые варианты реализации могут иметь сменный элемент 110, который выбрасывается, тогда как манипулятор 150 может использоваться более одного раза. Манипулятор 150 может герметизироваться, для того чтобы исключить загрязнение ткани частицами или газами, выделяемыми внутренними элементами манипулятора 150. В некоторых вариантах реализации узел канюли 110 может быть прикреплен к манипулятору 150 клеевым соединением. Согласно другим вариантам реализации сборный узел 110 может отделяться от манипулятора 150, чтобы обеспечить легкую замену эндозонда 100 для повторных процедур. Некоторые варианты реализации, соответствующие фиг. 2, могут иметь выбрасываемый элемент 150 и выбрасываемый сборный узел 110.
В некоторых вариантах реализации технология ОКТ может использовать боковое формирование изображений. Например, при боковом формировании изображений целевая ткань может быть параллельной плоскости, содержащей продольную ось зонда. В ситуации, подобной этой, может оказаться желательным перемещать освещаемое пятно по круговой траектории вокруг продольной оси зонда, чтобы создать замкнутое изображение целевой ткани. Такая ситуация может возникнуть в микрохирургии, включающей в себя эндоваскулярные процедуры. Например, в коронароангиографии внутренняя стенка коронарной артерии может быть полностью просканирована в цилиндрических сечениях вдоль артериальной полости, используя описываемые здесь варианты реализации.
На фиг. 3 схематически представлены конкретные компоненты узла канюли 110 типового эндозонда 100 согласно конкретным вариантам реализации настоящего изобретения. В представленном варианте реализации узла канюля 110 включает в себя две вращающиеся в противоположные стороны внутренние канюли 112 и 114, имеющие соответствующие элементы 116 и 118 сканера, которые могут быть градиентными (GRIN) линзами. Элементы 116 и 118 сканера вращаются относительно друг друга, чтобы обеспечить сканирующий луч. Работа этих элементов описана более подробно в одновременно находящейся на рассмотрении заявке, озаглавленной “Приводной механизм офтальмологического сканера с противоположным вращением” (“Counter-rotating Ophthalmic Scanner Drive Mechanism”), которая подана 21 января 2011 г. как заявка номер 61/434942 и включена в настоящее описание путем ссылки. В более общем смысле может быть использовано любое сочетание подвижных оптических элементов, пригодное для сканирования светового луча и в целом именуемое “сканирующей оптикой”.
Канюля 110 также включает в себя оптоволокно 120 ОКТ, оптоволокно 122 хирургического лазера и оптоволокно 124 подсветки внутри стенки канюли 110. Оптоволокно 124 подсветки доставляет свет видимого диапазона от источника 20 подсветки, тогда как оптоволокно 120 ОКТ доставляет свет соответствующего спектра от модуля 30 ОКТ и возвращает свет, отраженный от ткани, для интерферометрических измерений. Волокно 122 хирургического лазера подобным образом доставляет лазерную энергию от хирургического лазерного источника 40. В представленном варианте реализации оптоволокно 120 ОКТ и оптоволокно 122 хирургического лазера могут использовать общую оболочку, но послойное размещение отдельных оптических волокон также может быть использовано.
Согласно требованиям к длине волны, обязательным для ОКТ измерений, одномодовое оптоволокно может быть подходящим для оптоволокна 120 ОКТ, тогда как оптоволокно 122 хирургического лазера может быть многомодовым, чтобы доставлять достаточную энергию для модификации ткани с относительно высокой эффективностью. Коллимирующая и/или фокусирующая линза 126 может быть пригодна для обеспечения того, чтобы свет, излученный от оптоволокна 120 ОКТ и оптоволокна 122 хирургического лазера, фокусировался в общей плоскости, с тем чтобы ОКТ сканирование происходило в непосредственной близости к лучу хирургического лазера. Как показано, луч ОКТ и луч хирургического лазера могут затем совместно сканироваться элементами 116 и 118 сканера. Это позволяет успешно контролировать модификацию ткани хирургическим лазером.
Отдельные оптические элементы также могут быть использованы вместо линз 126 и/или элементов 116 и 118 сканера для каждого оптоволокна, что позволяет сканировать лучи в разных диапазонах или с разными частотами. В конкретных вариантах реализации линза 126, связанная с оптоволокном хирургического лазера, создает паттерн с несколькими пятнами от луча хирургического лазера, используя подходящую оптическую конфигурацию, которая может быть в свою очередь просканирована элементами 118 и 118 сканера. В других вариантах реализации хирургический лазерный источник 4 0 может использовать один или более элементов для излучения нескольких лучей, объединенных в нескольких волокнах 122 хирургического лазера, которые создают несколько пятен от хирургического лазера.
Процессор 32 модуля 30 ОКТ может быть запрограммирован на обнаружение характеристики конфигураций ткани в конкретных условиях, таких как когда модификация ткани была успешно достигнута в целевой зоне. Процессор 32 может быть также запрограммирован на обнаружение случая доставки избыточной энергии, например, когда была обожжена ткань, и на принятие корректирующего действия. Например, хирургический лазерный источник 40 может получить сигнал на выключение, или элементы 116 и 118 сканера могут управляться для более быстрого перемещения луча в новую зону целевой ткани. В общем случае сканирование фотокоагуляционного луча может быть автоматизировано на основе мониторинга сигнала ОКТ для обеспечения эффективной и равномерной модификации ткани.
Хотя был представлен пример фотокоагуляции, любое другое применение оптической энергии для модификации ткани может также подобным образом контролироваться. Кроме того, хотя в качестве примера была приведена конфигурация с процессором 32 модуля 30 ОКТ, любая подходящая структура управляющей электроники для хирургической системы, включающая в себя любое число отдельных процессоров для управления различными подсистемами хирургической системы 10, также может быть использована. Следовательно, термин “процессор” может относиться в общем случае к любому компоненту или сочетанию компонентов, включающему в себя любую подходящую энергозависимую или энергонезависимую память для хранения информации, которое способно руководить операциями различных элементов хирургической системы 10.
На фиг. 4 показан другой вариант реализации канюли 110 зонда 100. В варианте реализации на фиг. 4 свет от оптоволокна 124 подсветки может также подлежать сканированию. Преимущество сканирования луча подсветки, такого как в варианте реализации на фиг. 4, заключается в том, что луч может развертываться, чтобы покрыть большую зону, эффективно увеличивая числовую аппретуру освещающего света и напрямую связывая визуализацию ткани со сканированием лучом хирургического лазера и/или лучом ОКТ. Умеренно высокая частота сканирования, пригодная для ОКТ, такая как 60 Гц, обычно также пригодна для того, чтобы сделать подсветку постоянной и равномерной в пределах поля наблюдения.
Различные варианты реализации могут также с успехом регулировать рабочий цикл источника 20 подсветки, модуля 30 ОКТ и/или хирургического лазерного источника 40, чтобы обеспечить желаемые паттерны сканирования. Например, хирургический лазерный источник 4 0 может приводиться в действие в выбранных точках, в то время как луч ОКТ и луч подсветки продолжают сканирование, для обеспечения желаемого распределения лазерного излучения на целевой ткани. Подобным образом относительный размер паттерна распределения пятен для хирургического лазера по отношению к полю подсветки также может выбираться.
В практических вариантах реализации паттерн сканирования может также программироваться или выбираться из числа вариантов, используя пользовательский интерфейс 50. Таким образом, например, хирург, который хочет отрегулировать размер паттерна распределения пятен относительно поля подсветки или расширить поле подсветки, может обеспечить соответствующий ввод, чтобы сделать это. В одном таком примере паттерн распределения пятен и поле подсветки могут воспроизводиться на сенсорном экране, чтобы изменить форму или размер элементов этого паттерна. Могут быть также установлены ограничения на возможные паттерны распределения, чтобы предотвратить ситуации, в которых такие пятна окажутся слишком близко друг к другу, и тем самым повысить правдоподобие повреждения ткани. Процессор 32 может быть также запрограммирован на определение ожидаемой скорости модификации ткани и регулировку времени выдержки конкретных пятен, основываясь на рабочем цикле и/или частоте сканирования, и управление лазерной хирургией может также осуществляться на основе обратной связи ОКТ. Ряд других возможных адаптаций к конкретным потребностям исходя из хирургических требований, подходящего освещения и соображений безопасности будет очевиден для специалистов в данной области техники.
Хотя вышеизложенное описание было сосредоточено на хирургической системе и устройстве зонда, должно быть понятно, что различные варианты реализации настоящего изобретения будут распространяться на способы работы, соответствующие приведенному выше описанию, и этапы, выполняемые различными элементами хирургической системы. Подобным образом варианты реализации настоящего изобретения могут распространяться на программное обеспечение, вложенное в машиночитаемый носитель, используемый для управления хирургической системой описанным образом. Это будет также распространяться на любые подходящие изменения, очевидные для специалистов в данной области техники, которые должны сделать подобные изменения способов и программного обеспечения также очевидными.
Различные варианты реализации настоящего изобретения представляют эндозонд с ОКТ сканированием в сочетании с хирургическими лазерными применениями и/или подсветкой. Варианты реализации изобретения, описанные выше, являются только примерами. Специалисты в данной области техники могут осознать различные альтернативные варианты реализации на основе тех, которые были конкретно описаны. Такие альтернативные варианты реализации также должны укладываться в объем настоящего описания. Как таковое, изобретение ограничивается только прилагаемой формулой изобретения.

Claims (10)

1. Хирургическая система, содержащая:
хирургический лазерный источник, выполненный с возможностью излучения луча хирургического лазера;
модуль оптической когерентной томографии (ОКТ), выполненный с возможностью излучения луча ОКТ;
эндозонд, оптически соединенный с хирургическим лазерным источником и модулем ОКТ, причем эндозонд содержит:
оптоволокно ОКТ для передачи луча ОКТ;
оптоволокно хирургического лазера для передачи луча хирургического лазера;
причем луч хирургического лазера проходит через по меньшей мере один оптический элемент, создавая множество пятен от луча хирургического лазера; и
узел канюли, содержащий первую канюлю, имеющую первую сканирующую оптику, и вращающуюся в противоположную сторону вторую канюлю, имеющую вторую сканирующую оптику, оптоволокно ОКТ и оптоволокно хирургического лазера, оптически соединенные с первой и второй сканирующей оптикой, так что луч ОКТ и луч хирургического лазера каждый проходят через первую и вторую сканирующую оптики, и вращение в противоположную сторону первой и второй сканирующей оптикой приводит к одновременному сканированию и лучом ОКТ, и лучом хирургического лазера; и
процессор, запрограммированный на управление сканирующей оптикой с целью сканирования лучом ОКТ и лучом хирургического лазера по области целевой ткани и обнаружения сигнала ОКТ от области целевой ткани.
2. Хирургическая система по п. 1, в которой процессор дополнительно запрограммирован с возможностью определения того, что область целевой ткани была успешно модифицирована лучом хирургического лазера, и сканирования лучом хирургического лазера и лучом ОКТ по другой ткани в ответ на это.
3. Хирургическая система по п. 1, в которой процессор дополнительно запрограммирован с возможностью определения того, что область целевой ткани была повреждена, и принятия корректирующего действия в ответ на это.
4. Хирургическая система по п. 3, в которой корректирующим действием является выключение хирургического лазерного источника.
5. Хирургическая система по п. 1, в которой хирургическая система дополнительно содержит источник подсветки, оптически соединенный с эндозондом, и эндозонд дополнительно содержит оптоволокно подсветки.
6. Хирургическая система по п. 5, в которой оптоволокно подсветки оптически соединено со сканирующей оптикой.
7. Хирургическая система по п. 6, в которой хирургическая система дополнительно содержит пользовательский интерфейс, и процессор дополнительно запрограммирован на изменение паттерна сканирования подсветки в ответ на ввод с пользовательского интерфейса.
8. Хирургическая система по п. 1, в которой процессор дополнительно запрограммирован на управление рабочим циклом хирургического лазерного источника для образования выбранного паттерна пятен для луча хирургического лазера.
9. Хирургическая система по п. 8, в которой хирургическая система дополнительно содержит пользовательский интерфейс, и процессор дополнительно запрограммирован на изменение выбранного паттерна пятен в ответ на ввод с пользовательского интерфейса.
10. Хирургическая система по п. 1, в которой хирургический лазерный источник дополнительно выполнен с возможностью излучения множества лучей хирургического лазера, и эндозонд дополнительно содержит множество оптических волокон хирургического лазера.
RU2013138749/14A 2011-01-21 2012-01-20 Комбинированный хирургический эндозонд для оптической когерентной томографии, подсветки или фотокоагуляции RU2603427C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201161435031P 2011-01-21 2011-01-21
US61/435,031 2011-01-21
PCT/US2012/021990 WO2012100138A1 (en) 2011-01-21 2012-01-20 Combined surgical endoprobe for optical coherence tomography, illumination or photocoagulation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013138749A RU2013138749A (ru) 2015-02-27
RU2603427C2 true RU2603427C2 (ru) 2016-11-27

Family

ID=45561121

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013138749/14A RU2603427C2 (ru) 2011-01-21 2012-01-20 Комбинированный хирургический эндозонд для оптической когерентной томографии, подсветки или фотокоагуляции

Country Status (14)

Country Link
US (1) US20120191078A1 (ru)
EP (1) EP2648600B1 (ru)
JP (1) JP5912134B2 (ru)
KR (1) KR20140009317A (ru)
CN (1) CN103327875B (ru)
AR (1) AR085081A1 (ru)
AU (1) AU2012207156B2 (ru)
BR (1) BR112013018371A2 (ru)
CA (1) CA2823714A1 (ru)
ES (1) ES2564970T3 (ru)
MX (1) MX355860B (ru)
RU (1) RU2603427C2 (ru)
TW (1) TWI554243B (ru)
WO (1) WO2012100138A1 (ru)

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9889043B2 (en) * 2006-01-20 2018-02-13 Lensar, Inc. System and apparatus for delivering a laser beam to the lens of an eye
US10226167B2 (en) 2010-05-13 2019-03-12 Beaver-Visitec International, Inc. Laser video endoscope
US20160095507A1 (en) 2010-05-13 2016-04-07 Beaver-Visitec International, Inc. Laser video endoscope
US8900126B2 (en) * 2011-03-23 2014-12-02 United Sciences, Llc Optical scanning device
ITTO20110425A1 (it) * 2011-05-12 2012-11-13 Adige Spa Procedimento per la scansione di un tubo destinato a essere lavorato su una macchina di taglio laser
US9849034B2 (en) 2011-11-07 2017-12-26 Alcon Research, Ltd. Retinal laser surgery
US8900125B2 (en) * 2012-03-12 2014-12-02 United Sciences, Llc Otoscanning with 3D modeling
US9844318B2 (en) 2013-03-26 2017-12-19 Novartis Ag Devices, systems, and methods for calibrating an OCT imaging system in a laser surgical system
JP6293463B2 (ja) * 2013-11-27 2018-03-14 株式会社トプコン レーザ治療システム
US9402534B2 (en) 2013-12-18 2016-08-02 Novartis Ag Two dimensional forward scanning probe
US10022187B2 (en) 2013-12-19 2018-07-17 Novartis Ag Forward scanning-optical probes, circular scan patterns, offset fibers
US9339178B2 (en) 2013-12-23 2016-05-17 Novartis Ag Forward scanning optical probes and associated devices, systems, and methods
US9668645B2 (en) * 2014-05-09 2017-06-06 Novartis Ag Imaging probes and associated devices, systems, and methods utilizing electrostatic actuators
JP2016073409A (ja) * 2014-10-03 2016-05-12 ソニー株式会社 情報処理装置、情報処理方法及び手術顕微鏡装置
CN104921805B (zh) * 2015-05-20 2017-05-31 中卫祥光（北京）科技有限公司 可视化点阵激光治疗仪
WO2017047739A1 (ja) * 2015-09-17 2017-03-23 並木精密宝石株式会社 光イメージング用プローブ
WO2018180249A1 (ja) * 2017-03-28 2018-10-04 富士フイルム株式会社 計測支援装置、内視鏡システム、及びプロセッサ
JP6500071B2 (ja) * 2017-10-16 2019-04-10 株式会社トプコン レーザ治療システム
JP2021502848A (ja) * 2017-11-14 2021-02-04 アルコン インコーポレイティド 照射機能を有するマルチスポットレーザプローブ
WO2019116283A1 (en) 2017-12-12 2019-06-20 Novartis Ag Surgical probe with shape-memory material
AU2018383137B2 (en) 2017-12-12 2024-05-02 Alcon Inc. Thermally robust laser probe assembly
US11213426B2 (en) 2017-12-12 2022-01-04 Alcon Inc. Thermally robust multi-spot laser probe
EP3709942B1 (en) 2017-12-12 2023-09-13 Alcon Inc. Multiple-input-coupled illuminated multi-spot laser probe
WO2019151029A1 (ja) * 2018-02-05 2019-08-08 ソニー株式会社 撮像装置および撮像方法、並びにプログラム
EP4106696A1 (en) 2020-02-18 2022-12-28 Alcon Inc. Multi-spot laser probe with multiple single-core fibers
CN113520322A (zh) * 2021-07-16 2021-10-22 福州大学 一种集oct实时成像和飞秒激光的结直肠癌诊疗仪
CN113520296A (zh) * 2021-07-16 2021-10-22 福州大学 一种用于疾病诊疗的光学成像装置及其工作方法
CN113712503B (zh) * 2021-09-06 2023-06-09 温州医科大学 一种应用于眼底手术的oct探针

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6485413B1 (en) * 1991-04-29 2002-11-26 The General Hospital Corporation Methods and apparatus for forward-directed optical scanning instruments
RU2288636C2 (ru) * 2000-03-28 2006-12-10 Форт Фотоникс Лимитед Способ и системы для определения параметров и картографирования поражений ткани
WO2010086861A1 (en) * 2009-01-29 2010-08-05 Noel Axelrod Multimodal depth-resolving endoscope

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4669467A (en) * 1985-03-22 1987-06-02 Massachusetts Institute Of Technology Mode mixer for a laser catheter
EP1231496B1 (en) * 1994-08-18 2004-12-29 Carl Zeiss AG Optical coherence tomography assisted surgical apparatus
US5921981A (en) * 1995-11-09 1999-07-13 Alcon Laboratories, Inc. Multi-spot laser surgery
EP0971626A1 (en) * 1997-03-06 2000-01-19 Massachusetts Institute Of Technology Instrument for optically scanning of living tissue
CN1586402A (zh) * 2004-09-29 2005-03-02 清华大学 基于微型马达的内窥光学断层成像扫描探头装置
DE102005021061B4 (de) * 2005-05-06 2011-12-15 Siemens Ag Verfahren zur tomographischen Darstellung eines Hohlraumes durch Optische-Kohärenz-Tomographie (OCT) und eine OCT-Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
CN100346739C (zh) * 2005-06-24 2007-11-07 清华大学 实时成像的光学相干内窥系统
US20080228033A1 (en) * 2005-07-04 2008-09-18 Medizinische Universität Wien Optical Coherence Tomography Probe Device
JP2009201969A (ja) * 2008-02-01 2009-09-10 Fujifilm Corp Ｏｃｔ用光プローブおよび光断層画像化装置
US8892191B2 (en) * 2009-03-08 2014-11-18 Oprobe, Llc Methods of determining motion and distance during medical and veterinary procedures
CN101711666B (zh) * 2009-11-19 2011-05-04 浙江大学 用于内窥光学相干层析成像的二维扫描光纤探头

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6485413B1 (en) * 1991-04-29 2002-11-26 The General Hospital Corporation Methods and apparatus for forward-directed optical scanning instruments
RU2288636C2 (ru) * 2000-03-28 2006-12-10 Форт Фотоникс Лимитед Способ и системы для определения параметров и картографирования поражений ткани
WO2010086861A1 (en) * 2009-01-29 2010-08-05 Noel Axelrod Multimodal depth-resolving endoscope

Also Published As

Publication number Publication date
EP2648600A1 (en) 2013-10-16
AU2012207156B2 (en) 2016-01-28
CN103327875A (zh) 2013-09-25
CN103327875B (zh) 2017-08-22
JP2014509885A (ja) 2014-04-24
CA2823714A1 (en) 2012-07-26
BR112013018371A2 (pt) 2016-10-11
TWI554243B (zh) 2016-10-21
AR085081A1 (es) 2013-09-11
TW201238557A (en) 2012-10-01
EP2648600B1 (en) 2016-01-20
JP5912134B2 (ja) 2016-04-27
WO2012100138A1 (en) 2012-07-26
AU2012207156A1 (en) 2013-08-01
KR20140009317A (ko) 2014-01-22
MX355860B (es) 2018-05-03
RU2013138749A (ru) 2015-02-27
US20120191078A1 (en) 2012-07-26
MX2013007985A (es) 2013-08-21
ES2564970T3 (es) 2016-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2603427C2 (ru) Комбинированный хирургический эндозонд для оптической когерентной томографии, подсветки или фотокоагуляции
CA2818184C (en) Optical coherence tomography and illumination using common light source
JP6350517B2 (ja) 光断層像撮影装置および医療用観察装置
JP2007029603A (ja) 光診断治療装置
JP7164339B2 (ja) 光凝固装置
US9844318B2 (en) Devices, systems, and methods for calibrating an OCT imaging system in a laser surgical system
JP2013220171A (ja) イメージングプローブ
WO2020012840A1 (ja) 光凝固装置、眼底観察装置、光凝固装置の制御方法、眼底観察装置の制御方法、プログラム、及び、記録媒体
JP2016144692A (ja) イメージングプローブ

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20210121