Brevet FR2409748A1 — publié le 19790622

La présente invention concerne les techniques médicales, plus précisément les appareils destinés à la thérapie des maladies de l'oeil, et a essentiellement pour objet un appareil ophtalmologique à laser. Elle peut être utilisée avec le plus de succès dans le traitement du glaucome, de la cataracte et de certains autres états pathologiques de ltoeil. Ces derniers temps la pratique ophtalmologique utilise de plus en plus des appareils dont l'action biologique est fondée sur l'application du rayonnement laser, ledit rayonnement assurant une action sans saignement, sans contact, d'une précision microscopique et strictement dosée sur les tissus et les milieux du globe oculaire, et ne nécessitant aucune anesthésie. A l'heure actuelle il existe deux aspects essentiels et différant en principe l'un de l'autre en ce qui concerne l'utilisation des appareilsoohtalmologiques à laser pour le traitement des maladies de l'oeil. Le premier de ces aspects se rapporte à la coagulation par rayonnement laser de différents tissus et milieux du globe oculaire.Les appareils ophtalmologiques à laser utilisés à ces fins sont appelés ophtalmocoagulateurs à laser et utilisent, à titre de source de rayonnement laser, des lasers à fonctionnement continu (dans la grande majorité des cas, des lasers à argon ou crypton, voir le brevet d'invention américain n0 372013 du 13.03.73) ou des lasers à impulsions fonctionnant en régime de génération libre (voir le certificat d'auteur Soviétique n0 937318/26-25 du 8.1.1965). Dans les appareils ci-dessus mentionnés l'effet clinique est obtenu par l'action thermique du rayonnement desdits lasers, qui produit la coagulation des tissus soumis à ce rayonnement.Le second aspect de l'application des appareils ophtalmologiques à laser est tout à fait différent du premier, et a trait à l'utilisation du rayonnement laser dans le but de former des orifices, de rompre dans différentes parties les tissus du globe oculaire, etc. Cet object#if est réalisé en utilisant le rayonnement laser en régime de modulation du facteur Q(aussi appelé régime d'împul- sions#éantes). On ne peut pas désigner l'action d'un rayonnement laser de ce type par le terme de "coagulation" ou "cautérisation" étant donné que ladite action relève des effets non thermiques du rayonnement laser qui sont produits par une puissance beaucoup plus grande de l'impulsion de laser.Les appareils ophtalmologiques à laser de ce second type sont actuellement utilisés essentielrement dans le traitement du glaucome (voir le brevet d'invention Américain n0 3884236 délivré le 20.05.75 à M.M. Krasnov pour un "Procédé de traitement du glaucome au laser"). Tout appareil ophtalmologique à laser comporte les ensembles essentiels suivants : le laser proprement dit, dont le rayonnement est dirigé sur la partie de l'oeil qui doit être soumise au traitement ; un système d'éclairage à fente (d'éclairage d'appoint) servant à l'éclairage préliminaire et à la délimitation du champ opératoire au cours de la mise au point précise du faisceau laser sur la zone choisie de l'oeil du patient ; un microscope pour observer le champ opératoire et la position du repère d'ajustement qui indique le point de focalisationdu rayonnement laser, un système de guidage et de focalisation du rayonnement laser, un système d'éclairage d'appoint destiné à l'obtention du repère d'ajustement pour mettre au point le faisceau laser sur la partie choisie de l'oeil du patient. On connaît bien, par exemple, l'appareil ophtalmologique à laser pour le traitement du glaucome, décrit dans le brevet Américain n0 3828788, délivré à M.M. Krasnov. Cet appareil comporte, outre les ensembles énumérés ci-dessus, un laser complémentaire à hélium-néon à fonctionnement continu, qui sert à créer le repère d'ajustement sur le champ opératoire, ainsi qu'un élément optique spécial pour faire converger le rayonnement de ce laser et le rayonnement de travail. Les deux lasers mentionnés sont rigidement réunis l'un à l'autre et se présentent sous forme d'un bloc unique qui est installé sur son propre socle, tandis que la source d'éclairage à fente est installée à part, son faisceau étant dirigé sous un angle par rapport à l'axe optique du rayonnement laser.Le système optique de guidage du rayonnement laser sur le champ opératoire est rigidement lié au système optique d'observation microscopique par fixation directe de l'élément de focalisation sur le corps du microscope. L'un des principaux inconvénients d'une telle construction réside dans le fait que l'élément de focalisation est rigidement lié au corps du microscope et est placé devant l'objectif de ce dernier. Un tel système de fixation exclut, d'une part, la possibilité de basculement de la source d'éclairage à fente sur le c8té opposé par rapport au plan vertical de symétrie, ce qui entraîne des inconvénients incontestables pour l'opérateur lorsque ce dernieropère sur les diverses parties périphériques du globe oculaire, particulièrement lorsqu'il doit opérer successivement sur les deux yeux du patient. En outre, pour cette même raison, il est impossible de réaliser l'éclairage à fente tout le long de l'axe d'observation, bien que cela soit indispensable dans certains cas cliniques.D'autre part, la fixation rigide de l'élément de focalisation sur le corps du microscope empêche l'opérateur de faire agir le rayonnement laser sous divers angles par rapport à l'axe optique d'observation, ce qui ne permet pas d'utiliser avec efficacité l'appareil dans les cas où l'action du laser doit s'accompagner d'une observation visuelle dans la coupe optique. Un autre inconvénient de l'appareil précité réside dans la nécessité d'utiliser un laser complémentaire, ce qui complique manifestement la construction de l'appareil et en accroît le coût. En outre, la séparation du bloc de lasers et de la source d'éclairage à fente, ainsi que la nécessité de faire coincider les deux faisceaux de rayonnement laser entraient une augmentation inévitable du trajet optique du faisceau agissant du laser, une augmentation de son ouverture aux dépens de la divergence, un accroissement des aberrations du système optique, et, en conséquence, des pertes optiques et une augmentation du diamètre focal du rayonnement laser. La présente invention a pour but la création d'un appareil ophtalmologique à laser assurant d'une façon complète tous les degrés de liberté de manipulation du dispositif à microscope, du faisceau laser agi-ssant et de la source d'éclairage d'appoint à fente. Un autre but de la présente invention est d'augmenter l'action du laser grâce à la réduction du trajet optique du faisceau agissant du laser et, par conséquent, la diminution des pertes de rayonnement laser et l'accroissement de la densité de puissance du rayonnement au point de focalisation. Encore un autre but de la présente invention est de permettre de supprimer la source complémentaire de laser pour l'éclairage d'appoint dans le système de mise au point du rayonnement laser de travail sur le champ opératoire. Enfin, un des buts de la présente invention est de simplifier la construction de l'appareil ophtalmologique à laser dans son ensemble. Les problèmes précités sont résolus du fait que dans un appareil ophtalmologique à laser, comportant une source de rayonnement laser avec un système de guidage du rayonnement sur le champ opératoire, un système d'éclairage d'appoint pour mettre au point le rayonnement laser sur l'objet irradié, un système optique d'éclairage du champ opératoire et un système d'observation au microscope, selon l'invention la source de rayonnement laser et le système optique d'éclairage du champ opératoire, muni d'un élément transparent avec un repère d'aåus- tement pour mettre au point le rayonnement laser sur l'objet à irradier, sont rigidement réunis l'un à l'autre et placés dans un corps qui est en jonction articulée avec le microscope, ce qui permet sa rotation autour d'un axe de rotation commun avec le microscope, les éléments optiques du système de guidage du rayonnement laser sur le champ opératoire étant disposés à l'extérieur du corps et étant rigidement réunis à celui-ci. Les-avantages de l'appareil, objet de la présente invention, résident dans le fait que la fixation rigide de tous les composants du bloc de radiation dans un corps qui est en jonction articulée avec le support du microscope, permet à ltoculiste- opérateur de conserver une liberté totale dans la manipulation du faisceau laser de travail par rapport au dispositif d'observation microscopique, et, d'autre part, permet d'utiliser un système de guidage du rayonnement laser sur le champ opératoire, comportant un minimum d'éléments optiques - un élément tournant et un élément de focalisation, ce qui réduit les pertes de rayonnement laser au cours du passage du trajet optique grace à la réduction du nombre de surfaces réfléchissantes, et diminue les aberrations de l'élément de focalisation.L'accouplement du système d'éclairage à fente et de l'élément transparent avec le repère d'ajustement permet d'éliminer la source complémentaire de rayonnement servant à l'obtention du repère d'ajustement sur l'objet à irradier et d'utiliser à cette fin une source unique de lumière blanche, aussi bien pour l'éclairage à fente de l'objet que pour la mise au point du faisceau agissant de laser. Pour l'obtention du repère d'ajustement il est avantageux de prévoir dans le système d'éclairage à fente du champ opératoire un élément transparent avec le repère d'ajustement, dont la représentation sur le champ opératoire montre le point de focalisation du faisceau laserde travail. Une telle construction permet de réaliser la mise au point du rayonnement laser au point voulu du champ opératoire de la façon la plus simple. Bien que les éléments du système optique puissent être disposés dans différentes parties de l'appareil ophtalmologique, le plus avantageux est de fixer lesdits éléments sur le corps du dispositif d'éclairage à fente. Une telle construction assure une solution technique la plus simple avec un encombrementmLnimal de la source de rayonnement laser de travail et de la source d'éclairage à fente du champ opératoire avec le système de guidage du faisceau laser. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation non limitatif illustré par le dessin unique annexé représentant schématiquement et partiellement en coupe l'appareil ophtalmologique à laser selon l'invention. Ainsi qu'il ressort du dessin, l'appareil ophtalmologique, objet# i la présente invention, comporte un dispositif d'observation microscopique 1 qui est installé sur un support 2 et qui est prévu pour l'observation du champ opératoire 3 du patient, un laser 4 avec un système optique 5 pour diriger et focaliser le rayonnement laser sur le champ opératoire 3, une source d'éclairage à fente 6 avec un élément de déviation 7 pour diriger le rayonnement sur le champ opératoire 3. A titre de dispositif d'observation microscopique on peut utiliser un microscope quelconque d'un type connu en soi, assurant un grossissement suffisant. Le laser 4 est de préférence un laser ordinaire à régime de modulation de surtension, par exemple un laser à rubis. La source d'éclairage à fente 6 a une chemise 7 dans laquelle, le long d'un axe optique commun 8, sont successivement disposés : une source de rayonnement 9 (par exemple une lampe à incandescence à cycle d'iode), une lentille 10 qui crée un faisceau parallèle de la source 9, deux diaphragmes à fente 11 et un objectif 12 qui est formé d'une lentille biconvexe et d'une lentille plan-concave. Le principe de cette construction de la source à fente est bien connu et on l'utilise largement dans la pratique ophtalmologique.La particularité de la source lumineuse à fente qui est proposée dans la présente invention consiste en ce qu'on dispose entre les diaphragmes à fente un filtre neutre 13 dont le coefficient de transmission est de l'ordre de 10% et dans la zone centrale duquel est laissée une partie non ombrée d'environ 0,2 mm de diamètre et dont le coefficient de transmission est de l'ordre de 100%. Il faut noter qu'un tel élément optique à repère d'ajustement peut être réalisé de plusieurs façons différentes ; par exemple, il peut se présenter sous forme d'une lamelle dont le coefficient de transmission est proche de 1005', le repère d'ajustement pouvant être de n'importe quelle couleur.Ainsi donc, dans la partie centrale du champ opératoire 3 il existe une zone dont le diamètre est de l'ordre de 0,2 mm et qui possède un plus haut degré d'éclairement, ce qui permet à l'opérateur de réaliser le choix du lieu d'application du rayonnement laser et le guidage dudit rayonnement sur ce lieu. Le laser 4 et la source à fente 6 sont installés dans un corps 14 et fixés rigidement l'un à l'autre au moyen d'éléments de fixation 15 sur un montant 16 qui, à son tour, est rigidement fixé avec les ajustements du corps 14. La partie supérieure du corps 14 comporte des fenêtres 17 par lesque B les rayonnements du laser 4, et de la source à fente 6 sortent du corps. Le corps 14 est monté articulé sur le support du microscope 1 (l'axe d'articulation est conventionnellement représenté par la ligne 18), ce qui permet de conserver tous les degrés de liberté indispensables au cours de la manipulation du faisceau laser et du système d'éclairage par rapport au microscope et au champ opératoire 3. Ledit axe d'articulation se situe dans le plan focal du système optique 5, du microscope 1 et de la source à fente 6 simultanément. Sur la paroi du corps 14 est rigidement fixée une monture 19 qui porte l'élément de déviation 7 (dans la construction représentée, celui-ci est un miroir à dépôt d'aluminium) qui est doté d'un mécanisme d'alignement pour le réglage d'accord autour (conventionnellement montré par la flèche 20) et perpendiculairement (par la flèche 21) à ltaxe 8 du rayonnement de la source à fente. La source à fente 6 est disposée dans le corps 14 de façon que son axe optique 8 soit dirigé sur la partie centrale de l'élément de déviation 7 et qu'après la réflexion il se trouve dans le même plan que l'axe optique 22 du microscope 1. Sur la même monture 19 sont fixés les éléments 23 et 24 du système 5 assurant le guidage et la focalisation du rayonnement laser sur le champ opératoire 3. L'élément pivotant 23 est muni d'un mécanisme d'alignement pour le réglage d'accord autour (25) et le long (26) de l'axe 26 du rayonnement laser. Dans le but d'accroitre la tenue de l'élément pivotant vis-à-vis du rayonnement intense du laser, ledit élément est exécuté sous la forme d'un prisme dont les angles correspondants sur la surface réfléchissante sont choisis de telle façon (afin de réduire au minimum les pertes de rayonnement laser) que les rayons incident et traversant soient orientés perpendiculairement-aux facettes du prisme. Il faut souligner que le laser 4 et le système d'éclairage à fente sont disposés dans le corps 14 de telle façon que leurs axes optiques se trouvent dans un même plan et forment l'un par rapport à l'autre un angle de O à 150. Cette restriction de l'angle entre les axes optiques des éléments mentionnés s'explique par le fait que tout accroissement de cet intervalle entrain inévitablement une augmentation de l'encombrement de tout le corps 14. Le fonctionnement de 11 appareil, objet de la présente invention, s'effectue comme suit. On ajuste l'appareil en dépla çant le prisme 23 le long de l'axe optique de la lentille 24 (suivant la direction 26) et, en tournant le prisme perpendiculairement à cet axe, on arrive à faire coïncider l'axe du rayonnement laser passant par le prisme 23 avec l'axe de la lentille 24. Ensuite, en déplaçant la lentille 24 le long de son axe optique, on arrive à faire coincider le point de focalisation du rayonnement laser avec le plan de représentation des diaphragmes à fente. En faisant ensuite tourner le miroir 7 comme le montrent les flèches 20 et 21, on arrive à faire coïncider les points de focalisation du rayonnement laser avec la représentation du repère d'ajustement. Au cours du fonctionnement de l'appareil, l'oculiste effectue l'examen microscopique ordinaire de l'oeil du patient et choisit l'objet de l'application du laser en déplaçant la source à fente le long des directions 27, 28 à l'aide des dispositifs qui existent dans tous les appareils du type considéré, et en la tournant autour de l'axe 18. Le guidage du faisceau laser s'effectue par mise en corncidence du repère lumineux en provenance du système d'éclairage d'appoint à l'aide desdits déplacements 27, 28 et 18, avec l'objet choisi pour l'application l'objet se trouve ainsi automatiquement dans le plan focal de l'objectif du microscope, ce qui correspond à la netteté maximale de la représentation de l'objet observé et du repère d'ajustement. Après le guidage de l'appareil sur le point d'application du laser, on démarre l'appareil au moyen d'un bouton ou d'une pédale pour soumettre l'objet à l'action du rayonnement laser selon des paramètres choisis par l'oculiste au moyen d'un bloc de commande faisant partie du bloc d'alimentation de l'appareil. Il convient de souligner que l'un des avantages de l'appareil, objet de la présente invention, réside dans le fait que l'on y utilise des sources d'éclairage à fente déjà connues, que l'on peut adapter en y introduisant quelques petites modifications pour obtenir le système décrit plus haut. Lesdites modifications comprennent l'introduction du repère d'ajustement et la mise en place dans le corps, de la source à fente de laser, ce qui, pratiquement, est tout à fait faisable compte tenu du volume suffisant dudit corps. La fixation des éléments du système optique ne présente aucune difficulté. Ainsi donc, l'utilisation de l'appareil, objet de la présente invention, permet d'élargir le domaine de son application clinique l'appareil, objet de la présente invention, peut être utilisé dans tous les cas où l'on a recours à son prototype et, de surcroît, dans de nombreux cas cliniques qui nécessitent l'action du laser avec l'observation simultanée de la coupe optique, l'action du laser sous un grand angle par rapport à l'axe d'observation, l'action du laser sur les parties périphériques du globe oculaire, etc. En outre, l'utilisation du schéma optique proposé, comprenant un nombre minimal d'éléments optiques dans le système de guidage du rayonnement laser sur le champ opératoire, permet d'accroître considérablement la densité de puissance dudit rayonnement laser dans la zone de focalisation sur l'objet à irradier et de réduire le diamètre du spot de rayonnement laser focalisé.L'appareil proposé dans la présente invention peut, outre le traitement du glaucome, être utilisé avec bénéfice pour le traitement de la cataracte et de certains autres états pathologiques de l'oeil, dans tous les cas où l'utilisation du prototype s'avère difficile à cause de l'insuffisance de la densité de puissance du rayonnement focalisé et du grand diamètre du spot focalisé du faisceau laser de travail ; d'élever l'effi- cacité clinique de l'action du laser par rapport au prototype grace aux avantages du schéma optique de l'appareil assurant un moindre diamètre du spot de rayonnement laser focalisé d'accroitre la fiabilité de l'emploi clinique de l'appareil grace à l'utilisation d'un système de guidage du rayonnement laser de travail sur le champ opératoire, qui ne comporte aucun élément mobile dans son schéma optique et sa construction mécanique. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. Appareil cphtalmologlque à laser, du type comportant un laser avec un système de guidage de son rayonnement sur le champ opératoire, un système de mise au point du rayonnement de laser sur le champ opératoire au moyen d'un repère d'ajustement, un système optique d'éclairage du champ opératoire et un système d'observation microscopique, caractérisé en ce que la source de rayonnement laser et #e système optique d'éclairage du champ opératoire au moyen d'une source à fente munie d'un élément transparent portant le repère d'ajustement pour la mise au point du faisceau laser sur l'objet à irradier, sont rigidement fixés l'un à l'autre et disposés dans un corps monté articulé de manière à permettre sa rotation autour d'un axe de rotation commun avec le microscope et situé dans le plan focal des deux systèmes précités et du microscope, les éléments optiques du système de guidage du rayonnement laser sur le champ opératoire étant disposés à l'extérieur dudit corps en étant rigidement fixés à celui-ci. 2. Appareil ophtalmologique à laser selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps précité est fixé d'une manière articulée sur le support du microscope. 3. Appareil ophtalmologique à laser selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que pour permettre la mise au point du rayonnement agissant du laser sur l'objet ophtalmologique, utilise dans le système d'éclairage à fente du champ opératoire un élément transparent portant le repère d'ajustement, dont l'image sur l'objet ophtalmologique représente le point de focalisation du faisceau agissant du laser. 4. Appareil ophtalmologique à laser selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le système optique de guidage du rayonnement laser sur le champ opératoire comporte un élément réfléchissant fixé rigidement sur le corps précité avec possibilité de déplacements de réglage dans deux plans perpendiculaires l'un à l'autre et le long de l'axe du rayonnement agissant du laser. 5. Appareil ophtalmologique à laser selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'axe du faisceau agissant du laser et l'axe optique de la source d'éclairage à fente sont situées dans un même plan en formant un angle de Q à 150.