Brevet FR2493559A1 — publié le 19820507

1. La présente invention concerne un dispositif de sé- curité pour guide de rayons laser d'un bistouri utilisé dans des opérations chirurgicales. On a déjà proposé dans l'art antérieur des guides de rayons laser de ce type, dans lesquels il y a réflexion par des miroirs ou des fibres optiques. Actuellement, on utilise plus fréquemment la réflexion par fibres optiques que la réflexion par miroirs. Cependant, les performances des fi- bres optiques dans leur application aux rayons laser ne sont pas encore suffisantes et c'est pour cette raison que l'on a parfois des difficultés à utiliser pratiquement des fibres optiques lors de la transmission d'une puissance. Les ennuis principaux ainsi rencontrés proviennent du fait que l'extré- mité de sortie des fibres optiques est chauffée par l'éner- gie des rayons laser et s'évapore progressivement. C'est-à- dire que la puissance de sortie des rayons laser diminue et gêne par conséquent une opération chirurgicale ou rompt le guide de rayons laser, car les substances s'évaporant de l'extrémité de sortie adhèrent aux lentilles situées à proxi- mité de cette extrémité de sortie, et c'est pourquoi l'ex- trémité de sortie est rendue rugueuse ou l'absorption par les lentilles s'accroit. Bien quel'on ait mis au point un moyen pour détecter les températures anormales à l'extrémité des fibres optiques, cette détection se fait en faisant ap- 2. 2493559 pel à une méthode du type conduction de chaleur et c'est pourquoi elle a l'inconvénient d'avoir une réponse lente, et que des incidents se sont déjà produits lorsqu'une alarme est donnée. En outre, cette méthode est du type détection de température et par conséquent présente un autre inconvénient, à savoir que seuls les incidents locaux peuvent être détec- tés. Un objet de la présente invention est un dispositif de sécurité pour guide de rayons laser qui permet de détec- ter instantanément des incidents afin d'éviter que des dé- gâts ne se produisent. La présente invention sera bien comprise lors de la description suivante faite en relation avec les dessins ci- joints dans lesquels: Les figures 1 à 6 représentent chacune un mode de réalisation d'un dispositif de sécurité pour guide de rayons laser selon la présente invention. En figure 1, on a représenté un dispositif de sécu- rité pour guide de rayons laser, qui constitue un premier mo- de de réalisation de la présente invention. En liaison avec cette figure, la référence 1 représente un oscillateur à la- ser, par exemple un oscillateur à laser C12; des rayons la- ser (a) sont produits par l'oscillateur 1 et irradiés sur les organes concernés du corps après passage dans un guide de rayons laser 5 constitué d'une lentille 2, de fibres optiques 3 et d'une lentille 4. En liaison avec les figures 1 à 6, le côté situé à la droite du guide 5, au- delà de la lentille 4 est appelé côté de sortie alors que le côté gauche, toujours au-delà de la lentille 4 est appelé côté d'entrée. La référen- ce 6 représente un élément récepteur de rayons laser qui est monté du côté entrée du guide de rayons laser 5 de façon à recevoir les rayons réfléchis par la lentille 4. Des détec- teurs de rayons infrarouges tels que des thermopiles, élé- ments pyroélectriques et analogues sont utilisés comme élé- ment récepteur de rayons laser 6. Dans la mesure o l'extrémité de sortie 3a des fi- bres optiques 3 est chauffée par l'énergie des rayons laser 3. 2493559 dans le guide 5 et o les substances évaporées adhèrent à une surface côté entrée de la lentille 4, la transmittance de cette lentille diminue et la puissance de sortie des ra- yons laser du côté sortie diminue dans la même proportion. Pour cette raison, la quantité de rayons laser réfléchis par la lentille 4 change en même temps. Ce changement de la quantité de rayons laser est détecté par l'élément récep- teur de rayons laser 6. Par conséquent, les incidents, ci- tés ci-dessus, se produisant à l'extrémité de sortie 3a des fibres optiques 3 peut être amené instantanément à la con- naissance d'un chirurgien en train d'opérer ou analogue en reliant l'élément 6 à un système d'alarme (non représenté). De plus, l'oscillateur 1 cesse de fonctionner à l'instant o les incidents se produisent, d'o il résulte que leur déve- loppement peut être évité en reliant l'élément 6 à l'oscil- lateur 1 au lieu de l'alarme, de sorte que l'oscillateur 1 peut arrêter son action au moment o un signal détecté par l'élément 6 dépasse une valeur définie. Dans une telle cons- truction, l'élément récepteur de rayons laser 6 reçoit les rayons réfléchis par la lentille 4 et par conséquent peut dé- tecter tous les incidents se produisant du côté entrée du gui- de de rayons laser 5 en provenance de l'oscillateur 1 et se dirigeant vers la lentille 4, y compris les incidents se pro- duisant à la lentille 2 ou à l'extrémité d'entrée 3b des fi- bres optiques 3. Les figures 2 à 6 représentent d'autres modes de réalisation de la présente invention, respectivement. La fi- gure 2 représente le cas o un demi-miroir tel qu'un miroir 7 transmettant 99 'O de la lumière est installé dans le guide de rayons laser 5 entre l'extrémité 3a des fibres optiques et la lentille 4, l'élément récepteur de rayons laser 6 étant monté de façon à recevoir les rayons réfléchis par le mi- roir 7. Le même détecteur de rayons infrarouges que le dé- tecteur décrit dans l'exemple précédent peut être utilisé comme élément récepteur de rayons laser 6, car ce mode de réalisation est semblable au précédent en ce qui concerne la manière avec laquelle l'élément 6 reçoit les rayons laser 4. 2493559 réfléchis. Dans ce cas, l'élément 6 peut détecter tous les incidents se produisant dans le guide 5 de rayons laser entre l'oscillateur à laser 1 et le demi-miroir 7. La figure 3 représente un mode de réalisation o un élément 8 récepteur de rayons laser qui reçoit les rayons la- ser réfléchis par la lentille 2 est intallé en plus de l'élé- ment 6 recevant les rayons réfléchis par la lentille 4 de façon à détecter non seulement les incidents se produisant dans le guide 5 grâce aux éléments 6, 8, mais aussi de situer leur emplacement. C'est-à-dire que si l'élément de récepteur de rayons laser 8 donne un signal régulier de détection-alors que l'élément récepteur de rayons laser 6 a donné un signal anormal, on peut considérer que les incidents sont imputables aux fibres optiques 3 ou à la lentille 4; d'autre part, si aussi bien l'élément 6 que l'élément 8 de réception de rayons laser donnent un signal anormal, l'origine des incidents peut être attribuée à la lentille 2. La figure 4 représente un mode de réalisation de la présente invention o une source lumineuse séparée 9 est mon- tée près du guide 5 de rayons laser, un élément récepteur de rayons laser 10 recevant les rayons rayonnés par la source 9. Dans cette construction, les incidents se produisant dans le guide 5 sont détectés de la manière suivante. Les substan- ces évaporées par chauffage de l'extrémité de sortie 3a des fibres optiques adhèrent à une surface de rayonnement de la source lumineuse 9 montée à proximité du guide 5, ou à une surface de réception de lumière de l'élément 10. Il en résul- te qu'un signal de détection émis par l'élément 10 diminue par rapport au cas o il n'y a pas d'incidents. Il est néces- saire d'utiliser un élément répondant à la lumière rayonnée par la source 9 comme élément récepteur de rayons laser 10. Les incidents, qui peuvent être détectés par l'élément 10, sont limités à ceux qui se produisent à proximité de la sour- ce lumineuse 9 et de l'élément 10. Par conséquent, le mode de réalisation de la figure 4 ne convient pas à la détection de tous les incidents se produisant dans le guide de rayons laser 5. Cependant, ce mode de réalisation donne aussi une 5. 2493559 réponse rapide et par conséquent peut provoquer le déclen- chement d'une alarme au moment o des incidents se produisent de façon similaire à celle des autres modes de réalisation car là aussi on ne fait pas appel à une méthode du type à conduction de chaleur. La figure 5 représente un exemple o l'élément ré- cepteur de rayons laser 10 est disposé de façon que les ra- yons rayonnés par la source de lumière 9 soient réfléchis par un élément de réflexion 11 de la lentille 4, et la lumière réfléchie résultante peut être reçue par l'élément 10. L'élé- ment de réflexion peut être obtenu par exemple, en formant une surface de miroir sur la partie de la lentille 4 o il n'y a pas application des rayons laser. Si des substances évaporées adhèrent à l'élément de réflexion 11, la quantité de rayons diminue. Par conséquent, des incidents peuvent être détectés par l'élément récepteur de rayons laser 10. De plus, dans ce mode de réalisation, les incidents pouvant être détectés par l'élément récepteur de rayons laser 10 sont limités aux incidents se produisant à proximité de l'élément de réflexion Il de la même manière que dans l'exemple repré- senté en figure 4. La figure 6 représente un mode de réalisation de la présente invention o une source lumineuse 12 est un laser à l'hélium-néon, une diode de rayonnement, un laser à semi- conducteur ou analogue, les rayons laser rayonnés par cette source étant guidés jusqu'à proximité de l'extrémité de sor- tie 3a des fibres optiques 3 à l'intérieur de ces fibres op- tiques 13, puis appliqués à la lentille 4; les rayons laser réfléchis par la lentille 4 sont guidés vers un élément ré- cepteur de rayons laser 15 au moyen de fibres optiques 14. Le principe de la détection d'incidents est le même que ce- lui du mode de réalisation de la figure 5. Bien que dans chacun des modes de réalisation dé- crits précédemment, un dispositif de sécurité constitué d'éléments récepteurs de rayons laser, et analogues, soit utilisé dans le cas d'un guide de rayons laser utilisant des fibres optiques, la présente invention n'est pas limitée à 6. 2493559 ce seul guide de cette nature. Il va sans dire qu'un dispo- sitif de sécurité constitué d'éléments récepteurs de rayons laser, et analogues, peut être appliqué à un guide de ra- yons laser du type à miroir. Comme décrit précédemment, un dispositif de sécuri- té pour guide de rayons laser selon la présente invention comprend un élément récepteur de rayons laser ou des élé- ments récepteurs de rayons laser du côté entrée d'un guide de rayons laser comportant une lentille dans le but de dé- tecter les incidents se produisant dans le guide au moyen dudit élément et présente par conséquent les avantages sui- vants: (a) un dispositif de sécurité pour guide de rayons laser selon la présente invention est différent d'un guide du type à conduction de chaleur, tel que décrit au début, dans l'utilisation d'un moyen optique et par conséquent peut détecter instantanément des incidents. Par conséquent, un chirurgien en train d'opérer peut être mis au courant de l'apparition d'incidents par une alarme et prendre immédia- tement les mesures appropriées permettant d'éviter que des incidents ne se produisent en branchant un élément récepteur de rayons laser avec une alarme de façon que celle-ci puis- se être actionnée par un signal de détection provenant d'un élément récepteur de rayons laser. De plus, l'aggravation des incidents peut être empêchée automatiquement par bran- chement d'un élément récepteur de rayons laser à l'oscilla- teur à laser de façon que le fonctionnement de ce dernier soit arrêté par un signal de détection provenant de l'élément récepteur de rayons laser. C'est-à-dire que des mesures ap- propriées peuvent être prises instantanément qui permettent d'éviter l'apparition d'incidents car ceux-ci peuvent être détectés sans retard par un élément récepteur de rayons la- ser. (b) Comme indiqué dans les modes de réalisation des figures 1 à 3, tous les incidents se produisant du côté en- trée d'un guide de rayons laser peuvent être détectés si un élément récepteur de rayons laser reçoit les rayons laser. 7 2493559 C'est-à-dire que, non seulement les incidents se produisant à l'extrémité de sortie des fibres optiques, mais encore les incidents se produisant dans l'ensemble du système de produc- tion de lumière y compris la source lumineuse, les lentilles et analogues peuvent être détectés. (c) La puissance de sortie des rayons laser peut être contrôlée en permanence sur la base d'un signal de détec- tion produit par un élément récepteur de rayons laser. La présente invention n'est pas limitée aux exem- ples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de modifications et de variantes qui ap- paraîtront à l'homme de l'art. 8. 2493559 REVENDICATIONS 1 - Dispositif de sécurité pour guide de rayons laser, caractérisé en ce qu'un élément récepteur de rayons laser est monté du côté entrée d'une lentille d'un guide de ra- yons laser comprenant ladite lentille, l'apparition d'inci- dents dans le guide de rayons laser pouvant être détectée au moyen de l'élément récepteur de rayons laser. 2 - Dispositif de sécurité pour guide de rayons la- ser selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément récepteur de rayons laser est disposé de façon à recevoir les rayons laser réfléchis après passage dans le guide de rayons laser. 3 - Dispositif de sécurité pour guide de rayons la- ser selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élé- ment récepteur de rayons laser est disposé de façon à rece- voir directement les rayons laser rayonnés par une source lumineuse montée séparément à proximité du guide de rayons laser, ou à recevoir les rayons laser qui sont rayonnés par la source lumineuse montée séparément à proximité du guide de rayons laser puis réfléchis par des éléments constituant le guide de rayons laser tels que lentilles et analogues.