ES2569382T3 - Sonda quirúrgica láser multipunto que utiliza elementos ópticos facetados - Google Patents

Sonda quirúrgica láser multipunto que utiliza elementos ópticos facetados Download PDF

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Abstract

Sonda quirúrgica óptica, que comprende: una pieza de mano, que incluye una cánula (108), estando la cánula situada en un extremo distal de la pieza de mano; una guía de luz (112) que se extiende dentro de la cánula, estando la guía de luz configurada para llevar un haz de luz desde una fuente de luz a través de la cánula; un generador multipunto (100) formado dentro de una abertura distal de la cánula y configurado para sellar la abertura distal de la cánula, comprendiendo el generador multipunto: un adhesivo óptico facetado (104) con una superficie extrema facetada separada de un extremo distal de la guía de luz y orientado proximalmente dentro de la cánula, incluyendo la superficie extrema facetada por lo menos una faceta oblicua con respecto a una trayectoria del haz de luz; y una lente esférica (106) situada distalmente con respecto a la superficie extrema facetada; y caracterizada por que presenta un casquillo (110) de alta conductividad que rodea el extremo distal de la guía de luz (112) y que está en contacto con la cánula (108), comprendiendo el casquillo de alta conductividad una parte de escudo lateral (114) que se extiende más allá del extremo distal de la guía de luz y que está configurada para proteger la cánula de una parte del haz de luz reflejada por la superficie extrema facetada del generador multipunto.

Description

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DESCRIPCION
Sonda quirurgica laser multipunto que utiliza elementos opticos facetados.
Campo de la invencion
La presente invencion se refiere a sondas quirurgicas opticas y, mas particularmente, a una sonda quirurgica laser multipunto que utiliza elementos opticos facetados.
Antecedentes de la invencion
Las sondas quirurgicas opticas suministran luz a un campo quirurgico para una variedad de aplicacion. En algunas aplicaciones, puede ser util suministrar luz a multiples puntos en el campo quirurgico. Por ejemplo, en fotocoagulacion panretinal de tejido retinal puede ser deseable suministrar luz laser a multiples puntos para reducir el tiempo de la intervencion de fotocoagulacion panretinal. Se han empleado diversas tecnicas para producir multiples haces para un patron multipunto. Por ejemplo, un enfoque utiliza un elemento divisor de haz difractivo para dividir un haz entrante en multiples puntos que se acoplan a multiples fibras opticas que suministran los multiples puntos a la retina. Pero es tambien deseable tener un generador multipunto que pueda colocarse en un extremo distal de la sonda quirurgica optica para producir mas facilmente multiples puntos a partir de un haz de entrada unico, de modo que el generador multipunto pueda utilizarse mas facilmente con fuentes de laser existentes sin necesidad de componentes adicionales para alinear la sonda quirurgica laser con las fuentes.
Pueden surgir dificultades en el uso de un elemento divisor de haz difractivo en un extremo distal de la sonda quirurgica optica. Como ejemplo, un elemento divisor de haz difractivo produce una multitud de ordenes de difraccion superiores y, aunque estos ordenes son relativamente inferiores en intensidad de luz en comparacion con el patron de puntos primario, no siempre puede ser despreciable en terminos de sus efectos. Como otro ejemplo, un elemento difractivo puede no actuar identicamente en diferentes medios refractivos. Por ejemplo, si el elemento divisor de haz difractivo se coloca en un medio distinto del aire, tal como una solucion salina o aceite, las partes rebajadas de la estructura en relieve de la superficie microscopica del elemento divisor de haz difractivo puede llenarse con material que tiene un fndice de refraccion diferente al aire, que puede arruinar el patron de puntos. Como otro ejemplo mas, el espaciamiento entre los puntos puede variar para diferentes longitudes de onda, lo que puede ser problematico cuando un haz apuntado es de un cierto color, mientras que un haz de tratamiento es de un color diferente. Por ultimo, los elementos difractivos son frecuentemente caros y diffciles de producir, y este es particularmente el caso cuando el elemento difractivo debe construirse para encajar en un area pequena, tal como una punta distal de una sonda quirurgica para instrumentos quirurgicos que son de calibre 23 o menores. Asf, sigue existiendo una necesidad de una sonda quirurgica optica que pueda producir multiples puntos en un area diana utilizando elementos opticos en un extremo distal de la sonda quirurgica.
El presente estado de la tecnica esta representado por el documento US-2011/0141759.
Breve sumario de la invencion
La presente invencion se refiere a una sonda quirurgica optica de acuerdo con las reivindicaciones que siguen. Realizaciones particulares de la presente invencion proporcionan una sonda quirurgica optica termicamente robusta que incluye un generador multipunto con un elemento adhesivo optico facetado. En realizaciones particulares de la presente invencion, una sonda quirurgica optica incluye una pieza de mano configurada para acoplarse opticamente a una fuente de luz y una canula en un extremo distal de la pieza de mano. La sonda incluye ademas por lo menos una gufa de luz dentro de la pieza de mano. La gufa de luz esta configurada para llevar un haz de luz desde la fuente de luz hasta un extremo distal de la pieza de mano. La sonda incluye tambien un generador multipunto en la canula que incluye un adhesivo optico facetado con una superficie extrema facetada separada de un extremo distal de la gufa de luz. La superficie extrema facetada incluye por lo menos una faceta oblicua con respecto a una trayectoria del haz de luz. En algunas realizaciones, la sonda incluye tambien un casquillo de alta conductividad en el extremo distal de la gufa de luz. En otras realizaciones, la canula se forma a partir de un material transparente.
Otros objetos, caracterfsticas y ventajas de la presente invencion resultaran evidentes con referencia a los dibujos y la siguiente descripcion de los dibujos y reivindicaciones.
Breve descripcion de los dibujos
La figura 1 ilustra un generador multipunto con un casquillo de alta conductividad termica segun una realizacion particular de la presente invencion;
La figura 2 ilustra un generador multipunto adicional con una canula transparente; y La figura 3 ilustra un generador multipunto alternativo adicional con una canula transparente.
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La solicitud US No. de serie 12/959.533, presentada el 3 de diciembre de 2010, describe una sonda quirurgica optica multipunto que utiliza un adhesivo optico facetado. Diversas realizaciones de la presente invencion proporcionan caracterfsticas adicionales para facilitar el uso del adhesivo optico facetado en sondas quirurgicas opticas. En particular, ciertas realizaciones de la presente invencion proporcionan una sonda quirurgica optica termicamente robusta que utiliza un adhesivo optico facetado. Como se describe con detalle a continuacion, realizaciones particulares de la presente invencion incorporan caracterfsticas adicionales para reducir la probabilidad de que se desarrollen “puntos calientes” en la sonda quirurgica que pudieran hacer que se degradara y/o falle el adhesivo optico facetado o el adhesivo que une al casquillo y la canula.
En ciertas realizaciones de la presente invencion se modifica un casquillo localizado dentro del extremo distal de la sonda para mejorar su capacidad de conducir calor hacia fuera de la punta distal de la sonda. La primera modificacion es cambiar el material del acero inoxidable de baja conductividad termica, tfpicamente utilizado, a un material con una conductividad termica mucho mas alta, tal como cobre o plata. El material del casquillo no requiere necesariamente ser biocompatible, puesto que esta ffsicamente aislado del exterior de la sonda. Esto permite la seleccion de un material no biocompatible, tal como cobre o plata, que tenga una conductividad termica mucho mas alta que la de cualesquiera materiales biocompatibles disponibles. La conductividad termica mas alta permite una conduccion mas eficiente del calor hacia fuera del extremo distal de la sonda. La segunda modificacion es anadir al casquillo cilfndrico un escudo del lado distal que impida que la luz reflejada desde las facetas adhesivas ilumine la canula y sea absorbida por ella. Por el contrario, la luz reflejada ilumina el casquillo de alta conductividad termica y es sustancialmente absorbida por este, el cual conduce eficientemente el calor hacia fuera del extremo distal de la sonda.
En una realizacion alternativa de la presente invencion, la canula absorbente es sustituida por una canula transparente que transmite luz reflejada desde las facetas adhesivas hacia la region ambiente de fuera de la canula. Esto da como resultado una reduccion significativa en la temperatura del extremo distal de la sonda. Puesto que la luz transmitida de alta intensidad dirigida hacia el cirujano puede interferir con su vision de la retina, estan disponibles diversos medios para bloquear o disipar esta luz, incluyendo una capa reflectante, difusiva o translucida en el exterior de la canula transparente y una canula cilfndrica opaca fuera de la canula transparente y ffsicamente separada de esta por un intersticio de aire aislante. Esta canula opaca no requiere necesariamente hacerse de un material de alta conductividad termica, sino que puede hacerse de un material rfgido y fuerte, tal como acero inoxidable, que proporcione una resistencia estructura anadida al extremo distal de la sonda.
La figura 1 ilustra un generador multipunto 100 segun una realizacion particular de la presente invencion adecuado para su colocacion en un extremo distal de una sonda quirurgica optica. En la realizacion representada, un adhesivo optico facetado 104, que tiene una lente esferica 106, tal como una lente esferica de zafiro, esta localizado dentro de una canula 108. Dentro de la canula 108 hay un casquillo 110 de alta conductividad que contiene una fibra optica 112. La fibra optica 112 suministra luz, tal como luz laser, procedente de una fuente de iluminacion (no mostrada).
El casquillo 110 de alta conductividad termica (en lo que sigue denominado “casquillo de alta conductividad”) esta formado de un material con una conductividad termica significativamente mas alta que la del material de acero inoxidable ordinariamente utilizado en sondas quirurgicas opticas, que es tfpicamente de alrededor de 15 W/m-K. Para los fines de esta memoria, “alta conductividad” se referira a materiales que tienen una conductividad termica mayor de 100 W/m-K. Ejemplos adecuados incluyen cobre (conductividad de 372 W/m-K), plata esterlina (410 W/m- K) o plata pura (427 W/m-K). Debido a que el casquillo 110 de alta conductividad esta encapsulado dentro de la canula 108 por el adhesivo optico facetado 104, el casquillo 110 de alta conductividad no necesita hacerse de un material biocompatible, lo que permite la consideracion de materiales de alta conductividad que no se utilizan ordinariamente en sondas quirurgicas opticas.
El casquillo 110 de alta conductividad incluye un escudo lateral 114 que se extiende distalmente mas alla de la fibra optica 112. El escudo lateral 114 esta orientado para recibir la luz reflejada desde las facetas del adhesivo optico facetado 104. Aunque las reflexiones desde el adhesivo optico facetado 104 son relativamente bajas en energfa en comparacion con el haz incidente (aproximadamente el 5% de la energfa incidente), tales reflexiones pueden de todos modos producir “puntos calientes” en la canula 108. Dado que la canula 108 esta ordinariamente formada de acero inoxidable u otro material relativamente poco conductor que tampoco es altamente reflectante, esto puede dar como resultado que se absorba la energfa laser, lo que crea a su vez el potencial para que se acumule un exceso de calor cerca del adhesivo optico facetado 104 o cerca del adhesivo que pega el casquillo 110 a la canula 108 (no mostrado). Esto puede degradar las prestaciones de la sonda quirurgica optica. El escudo lateral 114 intercepta los haces reflejados para impedir que estos alcancen la canula y, debido a que el material del casquillo 110 es altamente conductor, cualquier calor producido por la absorcion de los haces reflejados en el casquillo 110 es dispersado rapidamente, impidiendo que la temperatura de equilibrio del casquillo 110 se eleve significativamente.
La figura 2 ilustra un generador multipunto termicamente robusto. La canula 108 esta formada de un material transparente. El material es preferiblemente biocompatible, pero, si no lo es, la superficie exterior de la canula 108 puede revestirse o tratarse tambien para mejorar la biocompatibilidad. La canula transparente 108 permite que la luz reflejada pase a traves de la canula 108 para evitar que se formen puntos calientes. En casos particulares, la canula 108 es difusiva, de modo que la luz que escape no forme puntos de luz visibles que pudieran distraer a un cirujano.
Por ejemplo, la superficie de la canula 108 podrfa estar formada de un material translucido, podrfa ser qufmica o mecanicamente deslustrada (tal como por raspado o corrosion con acido) o podrfa revestirse con un revestimiento difusivo. En casos alternativos, la canula 108 es transparente, pero esta rodeada por un revestimiento reflectante, tal como plata. El revestimiento reflectante impide que escape luz hacia el campo de vision del cirujano mientras se 5 refleja aun la luz hacia fuera del adhesivo optico facetado 104, permitiendo que el calor sea conducido facilmente hacia fuera de la punta. La superficie exterior de la plata o revestimiento reflectante puede oxidarse o revestirse para mejorar la biocompatibilidad.
La figura 3 ilustra una canula transparente alternativa 108. Una canula exterior opaca 120 rodea la canula 10 transparente 108. La canula exterior opaca 120 puede estar formada de materiales biocompatibles convencionales y es de preferencia relativamente absorbente, aunque no necesita ser altamente conductora. La canula exterior 120 y la canula transparente 108 estan separadas por un intersticio de aire. El intersticio de aire proporciona aislamiento termico para la canula transparente 108, y la canula transparente 108 puede estar formada tambien de un material aislante como vidrio. Todo calor que se produzca en la canula exterior 120 puede conducirse a otras partes de la 15 sonda o al material biologico que rodea la canula exterior 120. El aislamiento termico entre la canula exterior 120 y el adhesivo optico facetado 104 reduce la probabilidad de que se acumule un exceso de calor cerca del adhesivo optico facetado 104.
La presente invencion se ilustra aquf a modo de ejemplo y pueden hacerse diversas modificaciones por un experto 20 ordinario en la materia. Aunque la presente invencion se describe en detalle, debera entenderse que pueden hacerse en la misma diversos cambios, sustituciones y alteraciones sin apartarse del alcance de la invencion segun se reivindica.

Claims (4)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    REIVINDICACIONES
    1. Sonda quirurgica optica, que comprende:
    una pieza de mano, que incluye una canula (108), estando la canula situada en un extremo distal de la pieza de mano;
    una gufa de luz (112) que se extiende dentro de la canula, estando la gufa de luz configurada para llevar un haz de luz desde una fuente de luz a traves de la canula;
    un generador multipunto (100) formado dentro de una abertura distal de la canula y configurado para sellar la abertura distal de la canula, comprendiendo el generador multipunto:
    un adhesivo optico facetado (104) con una superficie extrema facetada separada de un extremo distal de la gufa de luz y orientado proximalmente dentro de la canula, incluyendo la superficie extrema facetada por lo menos una faceta oblicua con respecto a una trayectoria del haz de luz; y
    una lente esferica (106) situada distalmente con respecto a la superficie extrema facetada; y
    caracterizada por que presenta un casquillo (110) de alta conductividad que rodea el extremo distal de la gufa de luz (112) y que esta en contacto con la canula (108), comprendiendo el casquillo de alta conductividad una parte de escudo lateral (114) que se extiende mas alla del extremo distal de la gufa de luz y que esta configurada para proteger la canula de una parte del haz de luz reflejada por la superficie extrema facetada del generador multipunto.
  2. 2. Sonda segun la reivindicacion 1, en la que el casquillo (110) de alta conductividad esta formado a partir de plata.
  3. 3. Sonda segun la reivindicacion 1, en la que el casquillo (110) de alta conductividad esta formado a partir de cobre.
  4. 4. Sonda segun la reivindicacion 1, en la que el casquillo (110) de alta conductividad tiene una conductividad termica de por lo menos 372 W/m-K.
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