ES2973108T3

ES2973108T3 - Sonda láser multipunto iluminada acoplada con múltiples entradas

Info

Publication number: ES2973108T3
Application number: ES18836645T
Authority: ES
Inventors: Ronald T Smith; Alireza Mirsepassi; Mark Harrison Farley; Gerald David Bacher
Original assignee: Alcon Inc
Current assignee: Alcon Inc
Priority date: 2017-12-12
Filing date: 2018-12-12
Publication date: 2024-06-18
Anticipated expiration: 2038-12-12
Also published as: CN111479534A; WO2019116287A1; US20220249287A1; AU2018385653B2; CN111479534B; AU2018385653A1; CN111479533B; EP3706682A1; WO2019116281A1; US20190175405A1; EP3706683B1; CN116211584A; CA3084738A1; JP7556102B2; US11844726B2; WO2019116286A2; US20210386588A1; ES2946276T3; CN111491594A; KR20200098549A

Abstract

Sistemas y métodos para crear haces de luz láser de múltiples puntos, multiplexar una luz de iluminación y los haces de luz láser de múltiples puntos, entregar la luz multiplexada a una pieza de mano quirúrgica a través de un cable de fibra óptica de múltiples núcleos y entregar la luz multiplexada a la anatomía del paciente. . (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Sonda láser multipunto iluminada acoplada con múltiples entradas

ANTECEDENTES

Campo de la divulgación

La presente divulgación se refiere a un sistema de láser multipunto iluminado acoplado con múltiples entradas, y más específicamente a sistemas para crear haces de luz láser multipunto, multiplexar una luz de iluminación y los haces de luz láser multipunto, y suministrar la luz multiplexada a una pieza de mano quirúrgica a través de un cable de fibra óptica multinúcleo.

Descripción de la técnica relacionada

En muchos procedimientos oftálmicos se requiere que un cirujano use una variedad de instrumentos en el ojo del paciente. Por ejemplo, durante una cirugía vitreorretiniana, un cirujano manipula frecuentemente una primera pieza de mano para dirigir un haz de luz de iluminación sobre la superficie de la retina con el fin de ver la anatomía del paciente y también manipula una pieza de mano de sonda láser adicional para suministrar un haz de tratamiento láser para tratar la anatomía del paciente. Sin embargo, existe la necesidad de un sistema de láser multipunto iluminado acoplado con múltiples entradas. Se hace referencia a los documentos JP2013048864 y US 2008243108 que se han citado como relacionados con el estado de la técnica.

SUMARIO

Se apreciará que el alcance de la invención es conforme a las reivindicaciones. Por consiguiente, se proporciona un sistema de láser como se define en la reivindicación 1. Otros rasgos característicos se dan a conocer en las reivindicaciones dependientes. La memoria descriptiva puede incluir disposiciones fuera del ámbito de las reivindicaciones proporcionadas como antecedentes y para ayudar a comprender la invención.

Las realizaciones divulgadas de la presente tecnología se refieren a sistemas y sondas láser multipunto iluminados acoplados con múltiples entradas para multiplexar una luz de iluminación y una luz láser multipunto.

La tecnología implica un sistema de láser con una fuente de láser terapéutico, una fuente de láser de puntería, un elemento óptico difractivo (DOE) que crea un patrón multipunto de haces láser, un sistema de iluminación y un conjunto de multiplexación que multiplexa el patrón multipunto de haces láser con luz procedente del sistema de iluminación. La tecnología divulgada también implica una lente de condensación para enfocar la luz múltiplex sobre una interfaz con un cable de fibra óptica multinúcleo, seleccionar los materiales usados en un cable de fibra óptica multinúcleo, diseñar la lente de condensación para garantizar que el haz de iluminación y los haces láser de tratamiento/puntería se propagan a lo largo de toda la longitud del cable de fibra óptica multinúcleo y proporcionan la capacidad de una sonda quirúrgica para suministrar simultáneamente luz de iluminación y un patrón multipunto de haces de luz láser a la anatomía del paciente.

Un sistema de láser incluye una fuente de láser terapéutico que produce un haz láser de tratamiento que tiene una longitud de onda sustancialmente igual a 532 nm y dirige el haz láser de tratamiento al DOE. El sistema de láser también incluye una fuente de láser de puntería que produce un haz láser de puntería que tiene una longitud de onda sustancialmente igual a 635 nm y dirige el haz láser de puntería a un divisor de haz para dirigir el haz láser de puntería al DOE. El sistema de láser también puede incluir un obturador dispuesto entre la fuente de láser terapéutico y el DOE que alternativamente bloquea y transmite el haz láser de tratamiento para que no llegue al DOE. El DOE crea un patrón de láser multipunto a partir del haz láser de puntería y el haz láser de tratamiento cuando el obturador transmite el haz láser de tratamiento.

El sistema de láser también incluye un sistema de iluminación que emite luz sustancialmente blanca y una lente de colimación que colima la luz sustancialmente blanca recibida del sistema de iluminación en un haz de iluminación. El sistema de láser también incluye un divisor de haz de multiplexación dispuesto para recibir el haz de iluminación y el patrón de láser multipunto desde el DOE, reflejar el patrón de láser multipunto hacia una lente de condensación y transmitir el haz de iluminación desde la lente de colimación hacia la lente de condensación, multiplexando así el patrón de láser multipunto y el haz de iluminación. La lente de condensación enfoca un haz multiplexado del haz de iluminación y el patrón multipunto sobre una interfaz con un puerto.

En algunos casos, el sistema de láser incluye un compresor de haz dispuesto entre la fuente de láser terapéutico y el DOE que colima el haz de tratamiento a un diámetro seleccionado basándose en los atributos del DOE y un patrón multipunto deseado. Además, el sistema de láser puede incluir un elemento óptico configurado para transformar un haz de tratamiento polarizado horizontalmente procedente de la fuente de láser terapéutico en un haz de tratamiento polarizado verticalmente. El elemento óptico puede ser una placa de media onda, un rotador de polarización de cristal de cuarzo o un rotador de polarización de metamaterial.

El sistema de láser también puede incluir un conjunto de sonda láser que tiene un cable de fibra óptica multinúcleo con una pluralidad de núcleos internos contenidos dentro de un núcleo externo. La pluralidad de núcleos internos contenidos dentro del núcleo externo puede coincidir con el patrón multipunto creado por el DOE.

En algunos casos, el cable de fibra óptica multinúcleo tiene un extremo proximal que, cuando se acopla con el puerto, linda sustancialmente con la interfaz en el puerto de modo que el patrón multipunto multiplexado enfocado y el haz de iluminación se enfocan en un extremo proximal del cable de fibra óptica multinúcleo. La lente de condensación y los materiales para el cable de fibra óptica multinúcleo se pueden seleccionar para garantizar que el haz de iluminación y los haces láser de puntería/tratamiento se propaguen a lo largo de toda la longitud del cable de fibra óptica multinúcleo. Algunos casos implican el núcleo externo rodeado por un revestimiento de núcleo externo y una pluralidad de núcleos internos contenidos dentro del núcleo externo, estando cada núcleo interno en la pluralidad de núcleos internos rodeado por un revestimiento de núcleo interno. En estos casos, un índice de refracción del núcleo externo es mayor que un índice de refracción del revestimiento de núcleo externo, un índice de refracción de cada uno de los núcleos internos en la pluralidad de núcleos internos es mayor que un índice de refracción del revestimiento de núcleo interno, y un índice de refracción de cada uno o de los núcleos internos en la pluralidad de núcleos internos es mayor que el índice de refracción del revestimiento de núcleo externo.

El conjunto de sonda láser también puede incluir una pieza de mano quirúrgica en el extremo distal del cable de fibra óptica multinúcleo. La pieza de mano quirúrgica puede tener una punta de sonda con una lente que traslada una geometría del patrón de láser multipunto multiplexado y el haz de iluminación desde el extremo distal del cable de fibra óptica multinúcleo sobre una superficie objetivo.

Con fines explicativos, se describen métodos de multiplexación de un patrón multipunto de haces de luz láser con un haz de luz de iluminación, que explícitamente no forman parte de la invención reivindicada. Los métodos pueden implicar dirigir un haz de luz láser a un elemento óptico para colimar el haz de luz láser y dirigir el haz de luz láser colimado a un elemento óptico difractivo (DOE) para crear un patrón de láser multipunto de haces de luz láser. Asimismo, los métodos pueden implicar dirigir el patrón multipunto de haces de luz láser y un haz de luz de iluminación a un divisor de haz. A continuación, los métodos pueden implicar que el divisor de haz refleje el patrón multipunto de haces de luz láser hacia una lente de condensación y transmita el haz de luz de iluminación a la lente de condensación, multiplexando así el patrón multipunto de haces de luz láser y un haz de iluminación transmitido. Los métodos también pueden implicar que la lente de condensación enfoque el patrón multipunto multiplexado de haces de luz láser y el haz de iluminación transmitido sobre una interfaz con un cable de fibra óptica multinúcleo. Además, los métodos pueden implicar dirigir el patrón multipunto multiplexado de haces de luz láser y el haz de iluminación transmitido a través del cable de fibra óptica multinúcleo y sobre una lente en una punta de sonda. Los métodos también pueden implicar que la lente traslade la geometría del patrón de láser multipunto multiplexado de haces de luz láser y el haz de iluminación desde el extremo distal del cable de fibra óptica multinúcleo sobre una superficie objetivo.

La tecnología divulgada también puede implicar crear una imagen de un haz multiplexado de un patrón multipunto de haces de luz láser y luz de iluminación sobre la anatomía del paciente seleccionando materiales para un cable de fibra óptica multinúcleo para garantizar el confinamiento de los haces dentro de las diversas regiones de núcleo a medida que se propagan a lo largo del cable de fibra. Los métodos pueden implicar determinar una apertura numérica de haces de luz láser procedentes de una fuente de láser y una apertura numérica de un haz de luz de iluminación procedente de una fuente de luz de iluminación y seleccionar una lente de condensación para enfocar el patrón multipunto multiplexado de haces de luz láser y haz de iluminación sobre un plano de interfaz del cable de fibra óptica multinúcleo para garantizar el confinamiento de los haces dentro de las diversas regiones de núcleo a medida que se propagan a lo largo de las longitudes del cable de fibra.

La tecnología divulgada también incluye un sistema de láser de doble puerto con un primer puerto para proporcionar haces láser de tratamiento y apuntar haces láser a una sonda láser y con un puerto adicional para proporcionar un haz multiplexado de luz de iluminación y un patrón multipunto de haces de luz láser a un cable de fibra óptica multinúcleo acoplado con una sonda láser multipunto iluminada. El sistema de láser de doble puerto incluye un selector de puerto para dirigir selectivamente el haz láser terapéutico a un primer divisor de haz y a un divisor de haz adicional. El sistema de láser de doble puerto también incluye una o más fuentes de láser de puntería para dirigir un haz láser de puntería al primer divisor de haz y/o al segundo divisor de haz. El primer divisor de haz dirige el haz láser de tratamiento y el haz láser de puntería al primer puerto y el divisor de haz adicional dirige porciones del haz láser de tratamiento y el haz láser de puntería a un elemento óptico difractivo (DOE). El DOE crea un patrón de láser multipunto a partir del haz láser de tratamiento y el haz láser de puntería.

El sistema de láser de doble puerto también incluye un divisor de haz de multiplexación dispuesto para recibir un haz de luz de iluminación desde una fuente de iluminación y el patrón de láser multipunto desde el DOE. El divisor de haz de multiplexación refleja el patrón de láser multipunto hacia una lente de condensación y transmite un haz de iluminación desde una lente de colimación hacia la lente de condensación, multiplexando así el patrón de láser multipunto y el haz de iluminación. Además, la lente de condensación enfoca un haz multiplexado del haz de iluminación y el patrón multipunto sobre una interfaz en el puerto adicional.

El sistema de láser de doble puerto puede incluir uno o más detectores de haz, monitores de potencia, colectores de haz, etc. Además, el sistema de láser de doble puerto puede incluir un elemento óptico para transformar un haz de tratamiento polarizado horizontalmente procedente de la fuente de láser terapéutico en un haz de tratamiento polarizado verticalmente. El elemento óptico puede ser una placa de media onda, un rotador de polarización de cristal de cuarzo o un rotador de polarización de metamaterial. El sistema de láser de doble puerto también puede incluir un obturador que bloquea y transmite selectivamente el haz láser de tratamiento para que no llegue al selector de puerto.

Breve descripción de los dibujos

Para una comprensión más completa de la presente tecnología, sus características, y sus ventajas, se hace referencia a la siguiente descripción considerada junto con los dibujos adjuntos, en los que:

Lafigura 1Ailustra un sistema de láser de doble puerto de acuerdo con una realización particular de la presente divulgación;

Lafigura 1Bilustra un sistema de láser quirúrgico para proporcionar un haz multiplexado de luz de iluminación y un patrón multipunto de haces láser de puntería y haces de tratamiento de acuerdo con una realización particular de la presente divulgación;

Lafigura 2ilustra un método para multiplexar un patrón multipunto de haces de luz láser y luz de iluminación; Lafigura 3Ailustra la vista superior de un extremo proximal de un cable de fibra óptica multinúcleo de acuerdo con una realización particular de la presente divulgación;

Lafigura 3Bilustra una vista lateral de la interfaz de una pluralidad de conos de luz sobre un extremo terminal de un cable de fibra óptica multinúcleo de acuerdo con una realización particular de la presente divulgación; Lafigura 3Cilustra la vista recortada de un cable de fibra óptica multinúcleo de acuerdo con una realización particular de la presente divulgación;

Lafigura 3Dilustra un extremo de interfaz proximal del cable de fibra óptica multinúcleo de acuerdo con una realización particular de la presente divulgación con un punto de haz láser rojo de puntería y un punto de haz láser verde de tratamiento alineándose con los núcleos internos y el punto de haz de luz de iluminación alineándose con el núcleo externo;

Lafigura 3Eilustra el extremo distal del cable de fibra óptica multinúcleo de acuerdo con una realización particular de la presente divulgación con los tres haces extendidos para llenar totalmente espacialmente sus respectivos núcleos;

Lafigura 3Filustra un extremo de interfaz proximal del cable de fibra óptica multinúcleo de acuerdo con una realización particular de la presente divulgación con un punto de haz láser rojo de puntería y un punto de haz láser verde de tratamiento alineándose con los núcleos internos;

Lafigura 3Gilustra dos conos de luz del patrón multipunto de luz láser que se propaga a lo largo de un cable de fibra óptica multinúcleo de acuerdo con una realización particular de la presente divulgación;

Lafigura 3Hilustra los haces láser extendidos para llenar espacialmente totalmente los núcleos internos de acuerdo con una realización particular de la presente divulgación;

Lafigura 3Iilustra el extremo distal del cable de fibra óptica multinúcleo con los haces láser extendidos para llenar espacialmente totalmente los núcleos internos de acuerdo con una realización particular de la presente divulgación;

Lafigura 3Jilustra un extremo de interfaz proximal del cable de fibra óptica multinúcleo de acuerdo con una realización particular de la presente divulgación con el punto de luz de iluminación alineándose con el núcleo exterior;

Lafigura 3Kilustra un cono de luz de la luz de iluminación de acuerdo con una realización particular de la presente divulgación con el cono de luz incluyendo una porción de semiángulo estrecha del cono de luz y una porción de semiángulo ancha;

Lafigura 3Lilustra los haces de iluminación extendidos para llenar espacialmente totalmente el núcleo externo de acuerdo con una realización particular de la presente divulgación;

Lafigura 3Milustra el extremo distal del cable de fibra óptica multinúcleo de acuerdo con una realización particular de la presente divulgación con el haz de iluminación extendido a través de los núcleos externos y los núcleos internos;

Lafigura 3Nilustra la vista recortada de otro cable de fibra óptica multinúcleo de acuerdo con una realización particular de la presente divulgación;

La figura 4 ilustra un método para crear una imagen de un haz multiplexado de un patrón multipunto de haces de luz láser y luz de iluminación;

Lafigura 5Ailustra una vista lateral abierta de una punta de una sonda manual quirúrgica de acuerdo con una realización particular de la presente divulgación;

Lafigura 5Bilustra una vista lateral abierta de otra punta de una sonda manual quirúrgica de acuerdo con una realización particular de la presente divulgación;

Lafigura 6ilustra un conjunto de multiplexación de luz láser de acuerdo con una realización particular de la presente divulgación con un compresor de haz de dos lentes para lograr el diámetro correcto de haz láser colimado para un elemento óptico de difracción; y

Lasfiguras 7A-7Gilustran ejemplos de modelos de trazado de haces de un conjunto de multiplexación de acuerdo con una realización particular de la presente divulgación.

DESCRIPCIÓN

En una amplia variedad de procedimientos médicos, se usa luz láser para ayudar en el procedimiento y tratar la anatomía del paciente. Por ejemplo, una cirugía vitreorretiniana a menudo implica el uso de un haz láser de tratamiento para la fotocoagulación del tejido de la retina. Los procedimientos vitreorretinianos comúnmente implican una sonda láser que es capaz de emitir alternativamente un haz láser de puntería para seleccionar puntos objetivo en el tejido de la retina y emitir un haz láser de tratamiento para realizar la fotocoagulación en los puntos objetivo. Con frecuencia, la sonda láser utiliza luz en una banda roja del espectro electromagnético para el haz de puntería y luz en una banda verde del espectro electromagnético para el haz de tratamiento. Además, durante un procedimiento de fotocoagulación láser panretiniana, un cirujano selecciona miles de puntos del tejido de la retina para aplicar el haz láser del tratamiento, lo que da como resultado un procedimiento muy largo y tedioso. Por lo tanto, es deseable una sonda láser capaz de producir un patrón multipunto de luz láser.

Los procedimientos vitreorretinianos también se benefician de que la luz de iluminación se dirija al ojo y sobre el tejido de la retina. Los cirujanos vitreorretinianos suelen usar una pieza de mano de sonda láser para suministrar los haces láser de puntería y los haces láser de tratamiento y también usan una pieza de mano adicional para dirigir un haz de luz de iluminación sobre la superficie de la retina con el fin de ver la anatomía del paciente.

El campo de la cirugía vitreorretiniana, así como otros procedimientos médicos con láser, se beneficiaría de la multiplexación de una luz de iluminación y una luz láser multipunto. Por consiguiente, la tecnología descrita en el presente documento implica sondas láser multipunto iluminadas acopladas con múltiples entradas, adaptadores y otros sistemas para multiplexar una luz de iluminación y una luz láser multipunto, y métodos para multiplexar una luz de iluminación y una luz láser multipunto y suministrar la luz multiplexada sobre la anatomía del paciente.

Lafigura 1Ailustra un sistema de láser de doble puerto100para proporcionar haces de puntería y haces de tratamiento de luz láser a través de un primer puerto105y proporcionar un haz multiplexado de luz de iluminación y un patrón multipunto de haces láser de puntería y haces de tratamiento a través de un segundo puerto110de acuerdo con una realización particular de la presente divulgación.

El sistema de láser quirúrgico de doble puerto100Incluye una fuente de láser terapéutico115para generar haces láser de tratamiento usados durante un procedimiento oftálmico. Por ejemplo, la fuente de láser terapéutico115puede generar un haz de tratamiento quirúrgico con una longitud de onda de aproximadamente 532 nanómetros (nm). El sistema de láser quirúrgico de doble puerto100también incluye dos fuentes de láser de puntería120, 125que producen haces láser de puntería.

El sistema de láser quirúrgico de doble puerto100también incluye un selector de puerto130que dirige selectivamente el haz láser terapéutico a un primer divisor de haz135y el segundo divisor de haz140.Además, las dos fuentes de láser de puntería120, 125dirigen respectivamente los haces láser de puntería al primer divisor de haz135y el segundo divisor de haz140.

El sistema de láser quirúrgico de doble puerto100también incluye un obturador145dispuesto entre la fuente de láser terapéutico115y el selector de puerto130.El obturador145bloquea y transmite alternativamente el haz láser de tratamiento para que no llegue al selector de puerto130.Un cirujano o un miembro del personal quirúrgico puede controlar el obturador.145(por ejemplo, mediante un interruptor de pie, comandos de voz, etc.) para emitir el haz láser de puntería y disparar el haz láser de tratamiento (es decir, abrir el obturador145) para tratar la anatomía del paciente, por ejemplo, fotocoagulación. En cada caso, el primer divisor de haz135y el segundo divisor de haz140dirigen los haces láser hacia el primer puerto.105y el segundo puerto110,respectivamente.

Cuando el selector de puerto130está en una primera posición, el primer divisor de haz135refleja porciones del haz láser de tratamiento y transmite porciones del haz láser de puntería hacia el primer puerto105.La porción reflejada del haz láser de puntería y la porción transmitida del haz láser de tratamiento pueden dirigirse hacia un detector de haz150,un colector de haz, un monitor de potencia, etc. Además, una lente de enfoque155puede estar dispuesta entre el primer divisor de haz135y el primer puerto105.La lente de enfoque155recibe el haz láser de tratamiento y el haz láser de puntería desde del primer divisor de haz135y enfoca el haz láser de tratamiento y el haz láser de puntería sobre una interfaz con una fibra óptica107de un conjunto de sonda láser109en el primer puerto105.

Cuando el selector de puerto130está en una segunda posición, el segundo divisor de haz140refleja una porción del haz láser desde la fuente de láser de puntería125hacia un elemento óptico difractivo (DOE)165.El segundo divisor de haz140también transmite sustancialmente todo el haz láser de tratamiento al DOE165.En algunas realizaciones, el haz láser de puntería y el haz láser de tratamiento están colimados o sustancialmente colimados cuando inciden sobre el DOE165.

El DOE165recibe el haz láser de puntería y el haz láser de tratamiento y crea un patrón de láser multipunto de haces de luz láser. El DOE165se puede seleccionar para difractar la luz láser incidente en un patrón multipunto que se alineará con la geometría objetivo prevista. Por ejemplo, el DOE165se puede seleccionar para crear un patrón de matriz 2X2 de haces de luz láser que coincide sustancialmente con una matriz 2X2 de núcleos internos de un cable de fibra óptica multinúcleo que suministra la luz multiplexada a la sonda quirúrgica, como se explica con mayor detalle a continuación.

En algunos casos el DOE165es un DOE móvil165que tiene una pluralidad de diferentes regiones de difracción seleccionadas para crear y transmitir diversos patrones multipunto de luz láser. Por ejemplo, el DOE165puede ser una plataforma lineal móvil con tres regiones de difracción para crear y transmitir patrones multipunto de uno, dos o cuatro haces al cable de fibra óptica multinúcleo.

Desde el DOE165, el patrón de láser multipunto de los haces de luz láser viaja hacia un conjunto de multiplexación160antes de llegar al segundo puerto110.El conjunto de multiplexación160del sistema de láser quirúrgico de doble puerto100multiplexa el patrón multipunto de haces de luz láser con una luz de iluminación procedente de una fuente de luz de iluminación170.En algunos casos, la fuente de luz de iluminación170puede incluir uno o más de un iluminador de xenón, un iluminador de diodo emisor de luz (LED) RGB, un iluminador LED de luz blanca, un iluminador de fósforo bombeado por láser, un iluminador láser blanco supercontinuo, etc.

El conjunto de multiplexación.160contiene una lente de colimación175para colimar o colimar sustancialmente la luz de iluminación procedente de la fuente de luz de iluminación170.Además, el conjunto de multiplexación160contiene un divisor de haz180que refleja una porción del espectro de luz y transmite una porción restante del espectro de luz. Más específicamente, el divisor de haz180puede tanto: a) reflejar el patrón multipunto de haces láser de puntería y haces láser de tratamiento desde el DOE165hacia el segundo puerto110como b) transmitir la luz de iluminación (menos las bandas estrechas del espectro correspondientes con el haz láser de puntería y el haz láser de tratamiento) desde la fuente de luz de iluminación170hacia el segundo puerto110.El divisor de haz180refleja las bandas estrechas del espectro correspondientes al haz láser de puntería y al haz láser de tratamiento desde la fuente de luz de iluminación170hacia un detector de haz185, un colector de haz, un monitor de potencia, etc.

Como se explicó anteriormente, con frecuencia los procedimientos vitreorretinianos utilizan luz en una banda roja del espectro electromagnético para un haz láser de puntería y luz en una banda verde del espectro electromagnético para un haz láser de tratamiento. Por consiguiente, el divisor de haz180se puede configurar para reflejar altamente la luz en una banda estrecha del espectro rojo y una banda estrecha del espectro verde y configurarse para transmitir el espectro electromagnético restante. En algunas realizaciones, el divisor de haz180refleja la luz en una primera banda estrecha de aproximadamente 532 nanómetros (nm) y en una segunda banda estrecha de aproximadamente 635 nm y transmite el espectro restante. El divisor de haz180puede ser un cubo divisor de haz dicroico, una placa divisora de haz, etc.

El conjunto de multiplexación.160también contiene una lente de condensación190dispuesta entre el divisor de haz180y el segundo puerto110.La luz multiplexada, incluida la luz de iluminación transmitida a través del divisor de haz180y el patrón multipunto de luz láser reflejado por el divisor de haz180,incide sobre la lente de condensación190antes de llegar al segundo puerto110.Además, la lente de condensación190se selecciona para enfocar con precisión la luz multiplexada sobre una interfaz con un extremo proximal de un cable de fibra óptica multinúcleo112(como se explica a continuación) acoplado con una sonda láser multipunto iluminada114.Como se describe a continuación, seleccionar los materiales usados en un cable de fibra óptica multinúcleo y enfocar cuidadosamente la luz multiplexada usando la lente de condensación190puede garantizar que el haz de iluminación y los haces láser de tratamiento/puntería se propagan a lo largo de toda la longitud del cable de fibra óptica multinúcleo, proporcionando la capacidad de una sonda quirúrgica para suministrar simultáneamente luz de iluminación y un patrón multipunto de haces de luz láser a la anatomía del paciente.

El sistema de láser quirúrgico de doble puerto100también puede incluir un elemento óptico195para transformar la polarización de la luz láser emitida por la fuente de láser terapéutico115.Puede ser beneficioso tener la polarización del haz láser de tratamiento polarizado linealmente y la polarización del haz láser de puntería polarizado linealmente orientadas verticalmente porque eso garantizará que el divisor de haz pueda diseñarse para reflejar de manera más eficiente el patrón multipunto de los haces láser mientras se minimiza la decoloración de luz blanca transmitida y se maximiza su rendimiento. En algunos casos, las fuentes de láser de puntería120, 125se originan a partir de diodos láser cilíndricos que pueden girarse axialmente para lograr una polarización vertical. En algunos casos, la fuente de láser terapéutico115puede ser un láser de estado sólido bombeado por diodos (DPSS). En algunos casos, la fuente de láser terapéutico115puede ser un láser semiconductor que emite naturalmente luz polarizada horizontalmente en una configuración de montaje convencional. Por lo tanto, para transformar el haz polarizado horizontalmente en un haz polarizado verticalmente, el elemento óptico195puede hacer girar la polarización del haz láser de tratamiento. Por ejemplo, el elemento óptico195puede ser una placa de media onda, un rotador de polarización de cristal de cuarzo o un rotador de polarización de metamaterial.

En algunos casos, el sistema de láser quirúrgico de doble puerto100también puede incluir un espejo197para dirigir una pequeña porción del haz láser de tratamiento desde la fuente de láser terapéutico115a un monitor de potencia199.

Lafigura 1Bilustra otro sistema de láser quirúrgico100' paraproporcionar un haz multiplexado de luz de iluminación y un patrón multipunto de haces láser de puntería y haces de tratamiento de acuerdo con una realización particular de la presente divulgación. El sistema de láser quirúrgico100'Incluye una fuente de láser terapéutico.115'para generar haces de tratamiento con láser utilizados durante un procedimiento oftálmico y una fuente de láser de puntería125'que produce un haz láser dirigido. La fuente de láser terapéutico115'y la fuente de láser de puntería125'pueden ambas dirigir sus haces emitidos a un divisor de haz140'que refleja el haz láser de puntería y transmite el haz láser de tratamiento hacia un elemento óptico difractivo (DOE)165'.

El DOE165'recibe el haz láser de puntería y el haz láser de tratamiento y crea un patrón de láser multipunto de haces de luz láser. Por ejemplo, un DOE165se puede seleccionar para crear un patrón de matriz 2X2 de haces de luz láser que coincide sustancialmente con una matriz 2X2 de núcleos internos de un cable de fibra óptica multinúcleo que suministra la luz multiplexada a la sonda quirúrgica, como se explica con mayor detalle a continuación. Desde el DOE165', el patrón de láser multipunto de los haces de luz láser viaja hacia un conjunto de multiplexación160'antes de llegar a un puerto110'.

El conjunto de multiplexación.160'del sistema de láser quirúrgico100'multiplexa el patrón multipunto de haces de luz láser con una luz de iluminación procedente de una fuente de luz de iluminación170'.El conjunto de multiplexación160'contiene una lente de colimación175'para colimar o colimar sustancialmente la luz de iluminación procedente de la fuente de luz de iluminación170.Además, el conjunto de multiplexación160'contiene un divisor de haz180'que tanto: a) refleja el patrón multipunto los haces láser de puntería y haces láser de tratamiento desde el DOE165'hacia el puerto110'como b) transmite la luz de iluminación (menos las bandas estrechas del espectro correspondientes con el haz láser de puntería y el haz láser de tratamiento) desde la fuente de luz de iluminación170'hacia el puerto110'.El divisor de haz180'refleja las bandas estrechas del espectro correspondientes al haz láser de puntería y al haz láser de tratamiento desde la fuente de luz de iluminación170'hacia un detector de haz185', un colector de haz, un monitor de potencia, etc.

El conjunto de multiplexación160'contiene además una lente de condensación190'dispuesta entre el divisor de haz180'y el puerto110'.La lente de condensación190'se puede seleccionar para enfocar con precisión la luz multiplexada sobre una interfaz con un extremo proximal de un cable de fibra óptica multinúcleo112'(como se explica a continuación) acoplado con una sonda láser multipunto iluminada114'.

El sistema de láser quirúrgico100'también puede incluir uno o más obturadores145'dispuestos entre la fuente de láser terapéutico115'y el DOE165',un elemento óptico195'para transformar la polarización de la luz láser emitida por la fuente de láser terapéutico115',y un espejo197'para dirigir una porción del haz láser de tratamiento desde la fuente de láser terapéutico115'a un monitor de potencia199'.

Lafigura 2ilustra un método200para multiplexar un patrón multipunto de haces de luz láser y luz de iluminación de acuerdo con una realización particular de la presente divulgación. El método200implica crear un patrón multipunto de haces de luz láser dirigiendo el haz de luz láser colimado hacia un elemento óptico difractivo (DOE) en la etapa205,y dirigir el patrón multipunto de haces de luz láser a un divisor de haz en la etapa210.

El método200también implica colimar un haz de iluminación usando una lente de colimación en la etapa215y dirigir el haz de iluminación colimado a un divisor de haz en la etapa220.A continuación, el método200Implica multiplexar, usando el divisor de haz, el patrón multipunto de luz láser con el haz de iluminación colimado en la etapa225.Más específicamente, en algunos casos, multiplexar el patrón multipunto de luz láser con el haz de iluminación colimado puede implicar que el divisor de haz refleje los haces láser de puntería y de tratamiento desde el sistema de láser quirúrgico hacia una lente de condensación y transmita la luz de iluminación desde la fuente de luz de iluminación hacia la lente de condensación.

El método200también implica enfocar, con una lente de condensación, el haz multiplexado de un patrón multipunto de luz láser y luz de iluminación sobre una interfaz con un cable de fibra óptica multinúcleo de una pieza de mano quirúrgica en la etapa230y, posteriormente, dirigir el haz multiplexado del patrón multipunto de haces de luz láser y luz de iluminación a través de una lente en la pieza de mano quirúrgica en la etapa235, como se describe con más detalle a continuación.

En algunos casos, las intensidades de la iluminación blanca y los haces láser de puntería se pueden ajustar (por ejemplo, en la fuente de luz de iluminación y el sistema de láser quirúrgico, respectivamente) para proporcionar la cantidad correcta de contraste del haz láser de puntería contra el blanco y al mismo tiempo proporcionar suficiente iluminación blanca para ver fácilmente la retina.

Como se mencionó anteriormente, se puede seleccionar una lente de condensación para enfocar con precisión la luz multiplexada sobre una interfaz del extremo terminal del cable de fibra óptica multinúcleo de modo que un haz de iluminación y haces láser de puntería/tratamiento se propaguen a lo largo de toda la longitud del cable de fibra óptica multinúcleo y en una sonda manual quirúrgica. Más específicamente, la lente de condensación se puede seleccionar de modo que los conos de luz resultantes del haz de iluminación y los haces láser de puntería/tratamiento tengan un ángulo de aceptación y una apertura numérica (NA) para interconectarse con los diversos materiales de revestimiento y núcleo de fibra usados en el cable de fibra óptica multinúcleo de modo que el haz de iluminación y los haces láser de puntería/tratamiento se propaguen por las fibras centrales apropiadas a lo largo de toda la longitud del cable de fibra óptica multinúcleo.

Lafigura 3Ailustra la vista superior de un extremo proximal de un cable de fibra óptica multinúcleo330de acuerdo con algunas realizaciones de la presente divulgación. El cable de fibra multinúcleo330puede incluir cuatro fibras de núcleo interno305con un diámetro relativamente pequeño y una NA relativamente pequeña dentro de una fibra de núcleo externo310que tiene un diámetro relativamente grande y una NA relativamente grande. La fibra de núcleo externo310puede estar contenida dentro de un revestimiento de núcleo externo315con índice de refracción (nrevesti) y las fibras del núcleo interno305pueden estar contenidas dentro de un revestimiento de núcleo interno320con índice de refracción (nrevest<2>). Además, el núcleo externo310tiene un diámetro de núcleo (dnúcleo<2>) y los núcleos internos305pueden tener un diámetro de núcleo (dnúcleo<1>).

Lafigura 3Bilustra una vista lateral de la interfaz de una pluralidad de conos de luz335,340,345sobre un extremo terminal de un cable de fibra óptica multinúcleo330de acuerdo con algunas realizaciones de la presente divulgación. El cable de fibra óptica multinúcleo330en lafigura 3Bmuestra la fibra de núcleo externo310y dos de las fibras de núcleo interno305.En aras de la claridad de la imagen, el revestimiento de núcleo externo315y el revestimiento de núcleo interno320no está representado en lafigura 3B.También se representa una porción de gran angular del cono de luz de iluminación335,una porción de ángulo estrecho del cono de luz de iluminación340,y el cono de luz láser345.La selección de la lente de condensación está relacionada con el semiángulo de cada uno de los conos de luz. Por lo tanto, seleccionar una lente de condensación puede implicar seleccionar una lente de condensación basándose en la NA de la luz, el ángulo de aceptación de los conos de luz y los índices de refracción de los materiales de la fibra de núcleo externo310,el revestimiento de núcleo externo315,las fibras de núcleo interno305,y el revestimiento de núcleo interno320.

La lente de condensación está diseñada para enfocar la luz láser sobre la interfaz de fibra multinúcleo con la NA de haz deseada. Los índices de refracción de las fibras de núcleo interno305y los revestimientos de núcleo interno320se seleccionan de acuerdo con un cálculo de NA (que se muestra a continuación) de modo que la NA de los núcleos internos sea igual o mayor que la NA del haz, garantizando así el confinamiento de los haces dentro de las regiones del núcleo interno a medida que se propagan a lo largo de las longitudes de las fibras de núcleo interno 305.

Haciendo referencia nuevamente a lafigura 3A, un índice de refracción (nnúcleo<2>) de la fibra de núcleo externo310es mayor que un índice de refracción (nrevest<2>) del revestimiento de núcleo externo315. Además, un índice de refracción (nnúcleo<1>) de cada una de las fibras de núcleo interno305es mayor que un índice de refracción (nrevestO del revestimiento de núcleo interno320. Además, el índice de refracción (nnúcleo<1>) de cada una de las fibras de núcleo interno305es mayor que el índice de refracción (nrevestO del revestimiento de núcleo externo315.

La apertura numérica (NA<2>) para la fibra de núcleo externo310y el revestimiento de núcleo externo315se puede calcular como:

Asimismo, la apertura numérica (NA<1>) para las fibras de núcleo interno305y el revestimiento de núcleo interno320se puede calcular como:

En algunas realizaciones de la presente tecnología, los materiales para la fibra de núcleo externo310, el revestimiento de núcleo externo315, las fibras de núcleo interno305, y el revestimiento de núcleo interno320se seleccionan de modo que NA<2>es mucho más grande que NA<1>. En una realización específica, el núcleo externo puede ser una sílice fundida no dopada con un índice de sustancialmente 1,46.

Además, en algunas realizaciones, el haz láser de puntería rojo tiene una NA de aproximadamente 0,044 y el haz láser de tratamiento verde tiene una NA de aproximadamente 0,0657. Por lo tanto, siempre que la apertura numérica (NA<1>) para la fibra de núcleo interno305sea mayor que 0,0657, los haces láser rojo y verde permanecerán confinados dentro de los núcleos internos305a medida que se propagan por la sonda. Entonces, una fibra de sílice con una NA de 0,22 usada para el núcleo externo310puede confinar los haces láser.

Además, la luz de iluminación puede tener una NA de aproximadamente 0,63 y el diámetro de núcleo se puede configurar para llenar insuficientemente o igualar dnúcleo<2>. La apertura numérica (NA<2>) para la fibra de núcleo externo310y el revestimiento de núcleo externo315puede diseñarse para tener una NA de fibra > 0,63, por ejemplo una construcción de fibra de borosilicato.

Cuando la extensión del haz de iluminación es mayor que la extensión del núcleo exterior310, entonces la eficiencia de acoplamiento al núcleo externo310es inferior al cien por ciento independientemente de la elección de la distancia focal de la lente condensadora. Sin embargo, si la extensión del haz de iluminación (que es el producto de la anchura angular del haz de iluminación y la anchura del punto) es menor que la extensión del núcleo externo310, entonces puede producirse una eficiencia de acoplamiento del cien por cien (despreciando las pérdidas por reflexión de Fresnel) si el enfoque de la lente de condensación se diseña correctamente. Si la lente de condensación tiene un enfoque demasiado corto, el haz convergente puede tener una NA mayor que la NA del núcleo310, y la eficiencia de acoplamiento puede degradarse. Si la lente de condensación tiene una distancia focal demasiado larga, entonces el diámetro de haz enfocado puede ser mayor que el diámetro310y la eficiencia de acoplamiento puede degradarse. Sin embargo, si la longitud focal de la lente de condensación se ajusta de modo que la NA de haz sea menor o igual que la NA de fibra, y el diámetro del haz sea menor o igual que el diámetro del núcleo de fibra, entonces se puede producir una eficiencia de acoplamiento del cien por ciento o casi del cien por ciento.

Por lo tanto, el haz de iluminación puede llenar insuficientemente, tanto espacial como angularmente, el núcleo externo310,lo que permitirá desalineaciones espaciales y angulares sin pérdida de eficiencia de acoplamiento. Además, dado que la NA de haz de iluminación es >> NA1, los rayos fuera del eje pueden pasar con frecuencia dentro y fuera de los núcleos internos305y el revestimiento de núcleo interno320a medida que los rayos se propagan a lo largo del cable de fibra óptica multinúcleo330.

Lafigura 3Cilustra la vista recortada de un cable de fibra óptica multinúcleo350de acuerdo con algunas realizaciones de la presente divulgación. El cable de fibra multinúcleo350incluye cuatro fibras de núcleo interno de sílice fundida305con un diámetro de 75 micrómetros y una apertura numérica (NA) de 0,22 dentro de una fibra de núcleo externo de sílice fundida no dopada310que tiene un diámetro de 300 micrómetros y una NA de 0,47. La fibra de núcleo externo310puede estar contenida dentro de un revestimiento de polímero de bajo índice.315que tiene un espesor de 25 micrómetros y las fibras de núcleo interno305pueden estar contenidas dentro de un revestimiento de núcleo interno de sílice fundida dopada con flúor320que tiene un espesor de 15 micrómetros. El cable de fibra óptica multinúcleo350puede estar contenido además en un recubrimiento de etileno tetrafluoroetileno (ETFE)375.

Las cuatro fibras de núcleo interno de sílice fundida305tienen un índice de refracción de 1,46 a 532 nanómetros. La fibra de núcleo externo de sílice fundida no dopada310tiene un índice de refracción de 1,46 a 532 nanómetros. El revestimiento de núcleo interno de sílice fundida dopada con flúor320puede tener un índice de refracción de 1,4433 a 532 nanómetros. El revestimiento de polímero de bajo índice315puede tener un índice de refracción de 1,38228 a 532 nanómetros.

Lafigura 3Dilustra un extremo de interfaz proximal del cable de fibra óptica multinúcleo con un punto de haz de puntería de láser rojo y un punto de haz de tratamiento de láser verde alineándose con los núcleos internos305y el punto de haz de luz de iluminación alineándose con el núcleo exterior310.Lafigura 3Eilustra el extremo distal del cable de fibra óptica multinúcleo con los tres haces extendidos para llenar totalmente espacialmente sus respectivos núcleos. Lasfiguras 3F-3LIlustran la propagación de la luz multiplexada a través del cable de fibra óptica multinúcleo.

Lafigura 3Filustra un extremo de interfaz proximal del cable de fibra óptica multinúcleo con un punto de haz láser rojo de puntería y un punto de haz láser verde de tratamiento alineándose con los núcleos internos305.Lafigura 3Gilustra dos conos de luz del patrón multipunto de luz láser (con la luz de iluminación multiplexada emitida para mayor claridad de la imagen) que se propaga a lo largo las longitudes de un cable de fibra óptica multinúcleo. Lafigura 3Hilustra los haces láser extendidos para llenar totalmente espacialmente los núcleos internos305. De manera similar, lafigura 3Iilustra el extremo distal del cable de fibra óptica multinúcleo con los haces láser extendidos para llenar espacialmente totalmente los núcleos internos305.

Lafigura 3Jilustra un extremo de interfaz proximal del cable de fibra óptica multinúcleo con el punto de luz de iluminación alineándose con el núcleo exterior310.Lafigura 3Kilustra un cono de luz de la luz de iluminación (con el patrón multipunto multiplexado de haces de luz láser emitidos para claridad de imagen), con el cono de luz incluyendo una porción de semiángulo estrecha del cono de luz y una porción de semiángulo ancha. La porción de semiángulo estrecha del cono de luz propaga las longitudes de los núcleos externos.310,pero está excluida de los núcleos internos305.La porción de semiángulo ancha del cono de luz de iluminación llena la longitud del núcleo externo310y los núcleos internos305.

Lafigura 3Lilustra el haz de iluminación extendido para llenar totalmente espacialmente el núcleo externo310. De manera similar, lafigura 3Milustra el extremo distal del cable de fibra óptica multinúcleo con el haz de iluminación extendido a través de los núcleos externos310y los núcleos internos305.

Lafigura 3Nilustra la vista recortada de otro cable de fibra óptica multinúcleo380de acuerdo con algunas realizaciones de la presente divulgación. El cable de fibra multinúcleo380incluye cuatro fibras de núcleo interno de sílice dopada con germanio385con un diámetro de 75 micrómetros y una apertura numérica (NA) de 0,22 dentro de una fibra de núcleo externo de sílice fundida no dopada390que tiene un diámetro de 300 micrómetros y una NA de 0,47. La fibra de núcleo externo390puede estar contenida dentro de un revestimiento de polímero de bajo índice395que tiene un espesor de 25 micrómetros. El cable de fibra óptica multinúcleo380puede estar contenido además en un recubrimiento de etileno tetrafluoroetileno (ETFE)376.

Las cuatro fibras de núcleo interno de sílice dopada con germanio385tienen un índice de refracción de sustancialmente 1,47648 a 532 nanómetros. La fibra de núcleo externo de sílice fundida no dopada390tiene un índice de refracción de 1,46 a 532 nanómetros. El revestimiento de polímero de bajo índice395puede tener un índice de refracción de 1,38228 a 532 nanómetros.

Si bien en el presente documento se muestran explícitamente geometrías específicas del cable de fibra óptica multinúcleo, aquellos expertos ordinarios en la técnica que tengan el beneficio de la presente divulgación apreciarán fácilmente que es posible una amplia variedad de configuraciones para el cable de fibra óptica multinúcleo. En la configuración mostrada en lasfiguras 3A-3N,el punto de iluminación blanca en el extremo distal de la fibra óptica multinúcleo es algo más grande que la matriz 2X2 de puntos láser. En algunos casos, se desea esta geometría porque proporciona iluminación tanto en el área objetivo del tratamiento de la retina como también en parte de la retina circundante y porque el punto de iluminación es lo suficientemente pequeño como para mantener la luz blanca bastante concentrada. Además, la geometría permite una irradiación blanca adecuada en la retina con una fibra de diámetro de núcleo relativamente pequeño. Además, como se explicó anteriormente, las intensidades de la iluminación blanca y los haces láser de puntería se pueden ajustar (por ejemplo, en la fuente de luz de iluminación y el sistema de láser quirúrgico, respectivamente) para proporcionar la cantidad correcta de contraste del haz láser de puntería contra el blanco y al mismo tiempo proporcionar suficiente iluminación blanca para ver fácilmente la retina.

Lafigura 4ilustra un método400para crear una imagen de un haz multiplexado de un patrón multipunto de haces de luz láser y luz de iluminación. El método implica seleccionar materiales para un cable de fibra óptica multinúcleo para garantizar el confinamiento de los haces dentro de las diversas regiones de núcleo a medida que se propagan a lo largo de las longitudes del cable de fibra, como se explicó anteriormente, en la etapa405.El método400también implica determinar una apertura numérica de haces de luz láser procedentes de una fuente de láser y una apertura numérica de un haz de luz de iluminación procedente de una fuente de luz de iluminación en la etapa410y seleccionar una lente de condensación para enfocar el patrón multipunto multiplexado de haces de luz láser y haz de iluminación sobre un plano de interfaz del cable de fibra óptica multinúcleo en la etapa415.

A continuación, el método400implica multiplexar un patrón multipunto de haces de luz láser con el haz de luz de iluminación en la etapa420,enfocar el patrón multipunto multiplexado de haces de luz láser y haz de iluminación sobre un plano de interfaz del cable de fibra óptica multinúcleo en la etapa425,y dirigir el haz multiplexado de patrón multipunto de haces de luz láser y luz de iluminación a través de una lente en la pieza de mano quirúrgica en la etapa430.

Como se explicó anteriormente, son posibles una amplia variedad de configuraciones para el cable de fibra óptica multinúcleo. Por ejemplo, una fuente de luz de iluminación de luz blanca incoherente se puede sustituir por un sistema de láser blanco (por ejemplo, un sistema de láser supercontinuo). En este caso, la extensión del haz láser blanco puede ser lo suficientemente pequeña como para que sea menor que la extensión de la nanofibra y pueda acoplarse eficientemente a la nanofibra, de modo que se pueda usar un cable de fibra óptica multinúcleo como el descrito anteriormente para suministrar haces láser de tratamiento y de puntería multiplexados e iluminación láser blanca.

En algunas realizaciones de la presente divulgación, el extremo distal del cable de fibra óptica multinúcleo termina dentro de una punta de una sonda manual quirúrgica que se inserta en el ojo de un paciente. La punta de la sonda manual quirúrgica también puede incluir una lente para obtener imágenes de los haces multiplexados sobre la anatomía del paciente, por ejemplo, la retina.

Lafigura 5Ailustra una vista lateral abierta de una punta505de una sonda manual quirúrgica de acuerdo con algunas realizaciones de la presente divulgación. La punta de sonda505puede comprender una cánula535(por ejemplo, una cánula de acero inoxidable) con un extremo distal de cánula530y la punta de sonda que contiene la fibra óptica multinúcleo510y una lente515.La lente515puede ser una lente de gradiente de índice (GRIN) y un espacio de aire525se puede dejar abierto entre la lente GRIN515y el extremo distal de la fibra óptica multinúcleo510.El espacio de aire525puede dimensionarse de modo que la luz emitida desde la fibra óptica multinúcleo510experimenta una cierta extensión antes de incidir sobre la lente GRIN515y de modo que la lente GRIN515proyecta la luz sobre la anatomía del paciente.

En algunos casos, no se permite ningún espacio de aire entre el extremo distal de la fibra óptica multinúcleo510y el extremo proximal de la lente515.Aquí, la fibra óptica multinúcleo 510 y la lente515están sustancialmente unidas entre sí con presión positiva para evitar problemas de tolerancia del espacio de aire, lo que permite menos posibilidades de que los rayos periféricos fuera del eje viajen lo suficientemente lejos del eje como para reflejarse en la pared lateral cilíndrica de la lente GRIN. Sin embargo, usar una lente convencional en lugar de la lente GRIN implica un espacio de aire entre la fibra óptica multinúcleo510y lente515para enfocar la luz correctamente.

En algunos casos, la lente515está asegurada dentro de la punta de sonda505con un adhesivo óptico520.Como se muestra enfigura 5A,se proyecta un patrón multipunto de luz láser verde de 532 nm sobre el tejido de la retina ubicado a 4 milímetros del extremo distal de cánula530.

Lafigura 5Bilustra una vista lateral abierta de otra punta540de una sonda manual quirúrgica de acuerdo con algunas realizaciones de la presente divulgación. De nuevo, la punta de sonda540puede comprender una cánula545con un extremo distal de cánula550y la punta de sonda que contiene la fibra óptica multinúcleo555y una lente560.La lente560ilustrada en lafigura 5Bes una lente de vidrio plano-convexa. Además, la lente plano-convexa560está asegurada en la cánula545por una característica de retención565.De nuevo, un espacio de aire570puede dimensionarse de modo que la luz emitida desde la fibra óptica multinúcleo555experimenta una cierta extensión antes de incidir sobre la lente plano-convexa560y de modo que la lente plano-convexa560proyecta la luz sobre la anatomía del paciente.

Como se explicó anteriormente, un sistema de láser quirúrgico (por ejemplo, sistemas de láser quirúrgico100, 100')pueden generar, alternativamente, un haz de tratamiento quirúrgico con una longitud de onda de aproximadamente 532 nanómetros (nm) (es decir, verde) y un haz láser de puntería con una longitud de onda de aproximadamente 635 nm (es decir, rojo). Sin embargo, la luz láser incidente roja y verde se difracta de un DOE con diferentes ángulos de difracción. Cuando los haces láser no están colimados, entonces su enfoque también se ve afectado, es decir, el rojo y el verde se enfocarán en diferentes ubicaciones axiales. Esto complica enormemente el intento de enfocar los haces láser verde y rojo en las mismas regiones de núcleo interno de la fibra multinúcleo, como se explicó anteriormente. Además, el DOE puede tener un requisito fijo para el diámetro de haz láser colimado. Por lo tanto, algunas realizaciones de la tecnología divulgada implican colimar los múltiples haces con un diámetro de haz seleccionado para el DOE.

Lafigura 6ilustra un conjunto de multiplexación de luz láser600con un compresor de haz de dos lentes605para lograr el diámetro correcto del haz láser colimado para un elemento óptico de difracción (DOE)665.El compresor de haz de dos lentes605puede incluir dos dobletes acromáticos607,609para enfocar y a continuación volver a colimar los haces láser y para dirigir los haces colimados al DOE665con un diámetro de haz adecuado. Lafigura 6incluye dimensiones precisas para una realización específica; sin embargo, aquellos expertos ordinarios en la técnica que tengan el beneficio de la presente divulgación apreciarán fácilmente que se pueden usar otras lentes, dimensiones, etc., para lograr haces láser colimados que tengan el diámetro de lente apropiado para otros DOE.

El conjunto de multiplexación de luz láser.600También incluye una lente de colimación675para colimar o colimar sustancialmente la luz de iluminación procedente de una fuente de luz de iluminación670y un divisor de haz680que tanto: a) refleja el patrón multipunto de haces láser de puntería y haces láser de tratamiento desde el DOE665como b) transmite la luz de iluminación (menos las bandas estrechas del espectro correspondientes con el haz láser de puntería y el haz láser de tratamiento) desde la fuente de luz de iluminación670.El conjunto de multiplexación de luz láser600contiene además una lente de condensación690dispuesta entre el divisor de haz680y un puerto610para acoplarse con un cable de fibra óptica multipolar612de un conjunto de sonda láser iluminada multipunto. La lente de condensación690se puede seleccionar para enfocar con precisión la luz multiplexada sobre una interfaz con un extremo proximal del cable de fibra óptica multinúcleo612.

Lasfiguras 7A-7Gilustran ejemplos de modelos de trazado de rayos de un conjunto de multiplexación de acuerdo con algunas realizaciones de la tecnología divulgada. Lasfiguras 7A-&Bilustra ejemplos de un trazado de rayos para luz de iluminación blanca a través de un conjunto de multiplexación. Lafigura 7Cilustra un ejemplo de un trazado de rayos para haces láser de tratamiento reflejados desde un divisor de haz en un conjunto de multiplexación. Lafigura 7Dilustra un ejemplo de un trazado de rayo de luz de iluminación blanca y haces láser de tratamiento en un conjunto de multiplexación. Lafigura 7Eilustra un ejemplo de un trazado de rayos para haces láser de tratamiento dirigidos a través de un compresor de dos lentes, reflejados desde un divisor de haz y enfocados mediante una lente de condensación. Lasfiguras 7F-7Gilustran ejemplos de un trazado de rayos para luz de iluminación blanca a través de un conjunto de multiplexación.

La materia objeto divulgada anteriormente se debe considerar como ilustrativa y no restrictiva, y las reivindicaciones adjuntas pretenden cubrir la totalidad de dichas modificaciones, mejoras y otras realizaciones que caen dentro del alcance de la presente divulgación. Por lo tanto, en la medida máxima permitida por la ley, el alcance de la presente divulgación se ha de determinar mediante la interpretación más amplia admisible de las siguientes reivindicaciones y no deberá estar restringida y limitada por la descripción detallada anteriormente.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un sistema de láser (100) que comprende:

un primer puerto (105) para acoplarse con un primer conjunto de sonda láser;

un puerto adicional (110) para acoplarse con un conjunto de sonda láser adicional;

un selector de puerto (130);

una fuente de láser terapéutico (115) configurada para dirigir un haz láser de tratamiento al selector de puerto, el selector de puerto configurado para dirigir selectivamente el haz láser terapéutico a un primer divisor de haz (135) y un segundo divisor de haz (140);

al menos una fuente de láser de puntería (120, 125) para dirigir un haz láser de puntería al primer divisor de haz y al segundo divisor de haz;

un elemento óptico difractivo (DOE) (165) configurado para recibir el haz láser de tratamiento y el haz láser de puntería y para crear un patrón de láser multipunto a partir del haz láser de tratamiento y el haz láser de puntería;

un sistema de iluminación (170) que emite luz sustancialmente blanca;

una lente de colimación (175) que colima la luz sustancialmente blanca recibida desde el sistema de iluminación (170) en un haz de iluminación;

una lente de condensación (190); y

un divisor de haz de multiplexación (180) dispuesto para recibir el haz de iluminación y el patrón de láser multipunto desde el DOE (165), el divisor de haz de multiplexación configurado para reflejar el patrón de láser multipunto hacia la lente de condensación y para transmitir un haz de iluminación desde la lente de colimación (175) hacia la lente de condensación (190), multiplexando así el patrón de láser multipunto y el haz de iluminación,

en donde el primer divisor de haz (135) dirige una porción del haz láser de tratamiento y el haz láser de puntería al primer puerto,

en donde el segundo divisor de haz (140) dirige porciones del haz láser de tratamiento y el haz láser de puntería al DOE (165), y

en donde la lente de condensación (190) enfoca un haz multiplexado del haz de iluminación y el patrón multipunto sobre una interfaz en el puerto adicional (110).

2. El sistema de láser de la reivindicación 1, que comprende además:

una lente de enfoque dispuesta para recibir el haz láser de tratamiento y el haz láser de puntería desde el primer divisor de haz (135) y enfocar el haz láser de tratamiento y el haz láser de puntería al primer puerto y sobre una interfaz con una fibra óptica del primer conjunto de sonda láser.

3. El sistema de láser de la reivindicación 1, que comprende además:

un primer detector de haz (150), en donde el primer divisor de haz (135) dirige otra porción del haz láser de tratamiento y el haz láser de puntería al primer detector de haz.

4. El sistema de láser de la reivindicación 3, que comprende además:

un detector de haz adicional (185), en donde el divisor de haz de multiplexación (180) refleja una porción del haz de iluminación al detector de haz adicional.

5. El sistema de láser de la reivindicación 1, que comprende además:

un monitor de potencia; y

un divisor de haz dispuesto para recibir el láser de tratamiento desde la fuente de láser terapéutico y dirigir una porción del láser de tratamiento al monitor de potencia.

6. El sistema de láser de la reivindicación 1, que comprende además:

un elemento óptico (195') configurado para transformar un haz de tratamiento polarizado horizontalmente procedente de la fuente de láser terapéutico en un haz de tratamiento polarizado verticalmente.

7. El sistema de láser de la reivindicación 1, que comprende además:

un obturador (145') dispuesto entre la fuente de láser terapéutico y el selector de puerto, el obturador configurado para bloquear y transmitir alternativamente el haz láser de tratamiento para que no llegue al selector de puerto.

8. El sistema de láser de la reivindicación 1, en donde el DOE (165) contiene una pluralidad de diferentes regiones de difracción seleccionadas para crear y transmitir diversos patrones multipunto de luz láser.

9. El sistema de láser de la reivindicación 1, en donde el DOE (165) comprende una plataforma lineal móvil con una pluralidad de regiones de difracción para crear y transmitir patrones multipunto de luz láser.

10. El sistema de láser de la reivindicación 1, en donde el conjunto de sonda láser adicional está comprendido en el sistema y el sistema de sonda láser adicional comprende:

un cable de fibra óptica multinúcleo (112, 330) con un extremo proximal que, cuando se acopla con el puerto adicional (110), linda sustancialmente con la interfaz en el puerto adicional de modo que el patrón multipunto multiplexado enfocado y el haz de iluminación están enfocados en un extremo proximal del cable de fibra óptica multinúcleo, en donde el cable de fibra óptica multinúcleo comprende además un primer núcleo externo (310) rodeado por un revestimiento de núcleo externo (315) y una pluralidad de núcleos internos (305) contenidos dentro del núcleo externo, cada núcleo interno en la pluralidad de núcleos internos rodeado por un revestimiento de núcleo interno (320), en donde un índice de refracción del núcleo externo es mayor que un índice de refracción del revestimiento de núcleo externo, en donde un índice de refracción de cada uno de los núcleos internos (305) en la pluralidad de núcleos internos es mayor que un índice de refracción del revestimiento de núcleo interno (320), y

una pieza de mano con una punta de sonda (505) acoplada con un extremo distal del cable de fibra óptica multinúcleo, teniendo la punta de sonda una lente (515) ubicada sustancialmente en un extremo distal de la punta de sonda, en donde el extremo distal del cable de fibra óptica multinúcleo (510) termina en una interfaz con la lente, y en donde la lente traslada una geometría del patrón de láser multipunto multiplexado y el haz de iluminación desde el extremo distal del cable de fibra óptica multinúcleo sobre una superficie objetivo.

11. El conjunto de sonda láser de la reivindicación 1, que comprende además:

un compresor de haz (605) dispuesto entre la fuente de láser terapéutico y el DOE (665), el compresor de haz configurado para colimar el haz de tratamiento a un diámetro seleccionado basándose en los atributos del DOE y un patrón multipunto deseado.

12. El sistema de láser de la reivindicación 1, que comprende además:

un obturador (145') dispuesto entre la fuente de láser terapéutico (115') y el DOE (165'), el obturador configurado para bloquear y transmitir alternativamente el haz láser de tratamiento para que no llegue al DOE.