Brevet FR2525098A1 — publié le 19831021

Tête optique d'une installation pour l'observation et le traitement par rayonnement laser de l'oeil La présente invention concerne les installations pour l'observation et le traitement par rayonnement laser de ltoeil, et elle se rapporte plus particulièrement à la tête optique d'une telle installation. Un certain nombre d'affections de l'oeil, comme par exemple différents types de glaucomes ou de cataractes, ou les troubles résultant de la formation dans l'oeil de membranes ou de filaments d'origines diverses, peuvent actuellement être traitées par l'application dans certaines régions de la chambre antérieure ou postérieure de l'oeil d'un rayonnement laser de forte densité. A cet effet, on utilise des installations de traitement ophtalmologique, généralement complexes, qui combinent un générateur laser de puissance . fixe, pour produire le faisceau laser de traitement, et une tête optique mobile susceptible d'être approchée de l'oeil du patient, et permettant notamment d'amener le faisceau de traitement sur la zone à traiter. Une installation de ce type est décrite par exemple dans la demande de brevet européen publiée sous le numéro 0 030 210 au nom de la demanderesse. Le générateur laser de puissance qu'elle utilise est un laser Nd-YAG pouvant délivrer en mode Q-Switch des impulsions très courtes et de très forte intensité. La tête optique de l'installation comporte quant à elle un dispositif d'éclairage et d'observation de la zone de l'oeil à traiter et un générateur d'un faisceau laser de marquage. Le faisceau de marquage est produit par exemple par un laser He-Ne et est donc constitué d'un rayonnement visible. Sa fonction est de matérialiser de façon précise le point de focalisation du faisceau de traitement, avant la libération de l'impulsion, ainsi que l'enveloppe de ce même faisceau. Cette dernière caractéristique permet à l'opérateur de l'installation de s'assurer que le faisceau de traitement n'atteindra pas au passage une zone différente de celle qui doit être traitée. Le faisceau de marquaqe est obtenu à la sortie du générateur au moyen d'un mécanisme å prismes tournants qui divisent le rayonnement laser produit en deux faisceaux élémentaires qui viendront tourner autour du faisceau de traitement de manière à matérialiser son enveloppe.La détection de la rencontre fortuite de l'un de ces faisceaux élémentaires avec un obstacle est encore améliorée par un dispositif modulateur interrompant alternativement l'un ou l'autre faisceau. Enfin, la tête optique de l'installation susmentionnée comprend également un ensemble relativement complexe d'éléments optiques comme des prismes, des miroirs, des lentilles permettant de focaliser les différents faisceaux d'éclairage, de marquage et de traitement en un même point de l'oeil, au travers d'un verre de contact appliqué sur la cornée. Afin de toujours garantir une parfaite focalisation de ces faisceaux en un même point, sur lequel par ailleurs doit être faite la mise au point du dispositif d'observation, tout en autorisant un déplacement de ce point de focalisation dans l'axe des faisceaux, il s'est avéré utile de prévoir à la sortie de la tête optique une lentille de focalisation unique.Or, la nécessité d'amener sur cette lentille de focalisation unique des faisceaux parallèles d'éclairage et de traitement, ainsi que le faisceau de marquage tournant, et de prévoir également des moyens pour amener l'image du foyer dans le dispositif d'observation, a conduit à une structure compliquée imposant de nombreuses réflexions successives aux différents faisceaux optiques. C'est pourquoi la présente invention propose une tête optique simplifiée ne comportant plus obligatoirement de dispositif d'éclairage intégré. Cette tête comprend un nombre restreint d'éléments opti- ques, ce qui conduit non seulement à un prix de revient moindre et un assemblage plus simple, mais également à un meilleur rendement optique. Cette dernière amélioration permet notamment d'abaisser de façon significative la puissance du rayonnement de traitement utilisé, et elle entraîne également une plus grande luminosité du dispositif d'observation. L'avantage ainsi obtenu d'une luminosité accrue compense amplement la suppression du dispositif d'éclairage intégré, qui permettait antérieurement de focaliser le faisceau d'éclairage sur l'endroit à traiter, en évitant les réflexions parasites, mais qui compliquait notablement la construction de la tête optique.La nouvelle tête optique peut ainsi être mise en oeuvre sans difficulté avec tout système d'éclairage indépendant, du type des lampes à fente, que l'on dirige vers l'oeil du patient. Selon un aspect essentiel de l'invention, la tête optique est munie, en amont de la lentille de focalisation d'un miroir qui assure simultanément la réflexion sur cette lentille des faisceaux de traitement et de marquage, et la transmission du faisceau d'observation . Les faisceaux de marquage et d'observation étant constitués de rayonnement visible, à l'inverse du faisceau de traitement, ce miroir met à profit la localisation du faisceau de marquage formant l'enveioppe du faisceau de traitement. A cet effet, il comporte une portion centrale qui assure le passage du faisceau d'observation et la réflexion du faisceau de traitement, et une portion annulaire que vient frapper le faisceau de marquage, et qui est traitée de manière à le réfléchir également. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante, faite en liaison avec les dessins joints, parmi lesquels: - la figure 1 est une vue schématique de la tête optique selon l'invention; et - la figure 2 est une vue du miroir particulier mis en oeuvre dans la tête optique de la figure 1. Comme on le voit au mieux dans la figure 1, la tête optique 1 comprend notamment des moyens d'observation 2 sur l'axe optique 3 desquels est disposée la lentille de focalisation 4. Les moyens d'observation 2 peuvent être constitués par exemple par un ensemble binoculaire stéréoscopique classique. Le faisceau d'observation 5 qui amène l'image du foyer F de la lentille 4 aux moyens d'observation 2 traverse directement la portion centrale 6 d'un premier miroir 7 placé devant la lentille 4. Cette partie centrale est formée d'une surface présentant un coefficient de transmission maximal dans le visible. Par ailleurs, la tête optique 1 comprend également une lentille de défocalisation 8 réglable en position et une lentille convergente 9 définissant un faisceau de traitement 10 à partir du rayonnement cohérent 11 produit à l'extérieur de la tête 1 par un générateur 12 du type laser Nd-YAG dont la longueur d'onde de fonctionnement est de l'ordre de 1.06 zJ. Les lentilles 8 et 9 constituent ainsi un agrandisseur de faisceau par le faisceau cohérent 11. Un deuxième miroir 13 présentant un coefficient de réflexion maximal pour cette longueur d'onde envoie alors le faisceau de traitement 10 sur la portion centrale du premier miroir 7, dont la surface présente cette même caractéristique. Le faisceau de traitement 10 est ainsi dirigé sur la lentille de focalisation 10 coaxialement au faisceau d'observation 5. Enfin, la tête optique 1 comprend encore un générateur laser 14, par exemple du type He-Ne, émettant dans le visible un rayonnement cohérent 15. Un dispositif de séparation et de mise en rotation 16 est associé au générateur 14 pour former un faisceau de marquage constitué par deux parties ou rayons élémentaires 17 et 18 tournant autour d'un axe 19 qui coincide avec celui du faisceau de traitement 10 en amont du premier miroir 7. L'écartement des rayons 17 et 18 est très légèrement supérieur au diamètre du faisceau de traitement 10, de manière à délimiter l'enveloppe extérieure de ce dernier. A sa sortie du dispositif 16 de séparation et de mise en rotation, le faisceau de marquage 17, 18 traverse le second miroir 13, qui présente un coefficient de transmission maximal dans le visible, et vient frapper le premier miroir 7.Une portion annulaire 20 de ce dernier, entourant sa portion centrale 6 est prévue pour réfléchir le faisceau de marquage 17, 18 vers la lentille de focalisation 4. A cet effet, cette portion annulaire 20 porte un revêtement réfléchissant dans le visible, ou du moins pour la longueur d'onde du faisceau de marquage, par exemple à base d'aluminium, dont le diamètre intérieur est supérieur à celui du faisceau d'observation 5 pour ne pas l'intercepter, et dont le diamètre extérieur est supérieur à l'écartement des rayons 17 et 18 du faisceau de marquage. Les moyens d'observation 2, les générateurs lasers 12 et 14, le dispositif de séparation et de mise en rotation 16, la lentille de focalisation 4, ainsi que le fonctionnement de l'insal#lati on dans son ensemble ont été exposés de façon très détaillée dans la demande de brevet européen précitée, et il n'est donc pas utile d'en reprendre ici la description. flans la figure 2, on a représenté le premier miroir 7 de la tête optique, ainsi que la trace de l'intersection des faisceaux d'observation 5, de traitement 10, de marquage 17 et 18 avec sa portion centrale 6 et sa portion extérieure annulaire 20. Bien qu'elle ait été décrite en relation avec l'un de ses modes de réalisation particulier, la présente invention ne s'y trouve nullement limitée, mais elle est au contraire susceptible de faire l'objet de nombreuses modifications et variantes qui apparaîtront à 'homme du métier. REVENDICATIONS 1. Tête optique d'une installation pour l'observation et te traitement par rayonnement laser de l'oeil, comprenant notamment des moyens d'observation (2) de la zone de l'oeil à traiter, des moyens (8, 9) pour définir un faisceau (10) de rayonnement laser de traitement et un faisceau (17, 18) de rayonnement laser de marquage, ce faisceau de rayonnement laser de marquage formant une enveloppe visible du faisceau de traitement et une lentille de focalisation (4) dont l'axe coincide avec l'axe optique (3) des moyens d'observation et qui assure la focalisation sur la zone de l'oeil à traiter des faisceaux de traitement et de marquage, caractérisée en ce qu'il comporte en outre, en amont de la lentille de focalisation, un premier miroir (7) assurant simultanément la réflexion vers cette lentille (4) des faisceaux de traitement et de marquage et la transmission d'un faisceau d'observation (5) vers lesdits moyens d'observation. 2. Tête optique selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit premier miroir (7) comprend une portion centrale (6) formée d'une surface présentant un coefficient de réflexion maximal pour la longueur d'onde du faisceau de traitement, et un coefficient de transmission maximal dans le visible, cette portion centrale étant entourée d'une portion annulaire extérieure (20) présentant un coefficient de réflexion maximal pour la lonqueur d'onde du faisceau de marquage. 3. Tête optique selon la revendication 2, caractérisée en ce que le diamètre intérieur de la portion annulaire du premier miroir est supérieur au diamètre du faisceau d'observation (5), et en ce que son diamètre extérieur est supérieur au diamètre extérieur du faisceau de marquage (17, 18). 4. Tête optique selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un générateur (14) de rayonnement laser (15), l'axe de ce rayonnement (15) coïncidant avec celui (19) des faisceaux de traitement (10) et de marquage (17, 18) avant leur réflexion sur le premier miroir (7), et un deuxième miroir (13) adapté pour assurer la transmission du faisceau de marquage et la réflexion, coaxialement à ce faisceau de marquage du faisceau de traitement (10) généré à l'extérieur du dispositif et amené sur le deuxième miroir de façon à assurer la superposition de ces deux faisceaux. 5. Tête optique selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comporte une lentille divergente (8) disposée sur l'axe d'un rayonnement cohérent 11, généré à l'extérieur du dispositif pour former le faisceau de traitement 10, à son entrée dans la tête optique, et suivie d'une lentille convergente (9) disposée en amont du deuxième miroir (13), ces deux lentilles (8 et 9) constituant pour ledit rayonnement cohérent 11 un agrandisseur du faisceau. 6. Tête optique selon la revendication 5, caractériseé en ce que la position axiale de la lentille divergente (8) est réglable. 7. Tête optique selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif (16) de séparation en deux parties (17, 18) du rayonnement (15) produit par le générateur (14) de rayonnement laser de marquage, et de mise en rotation de ces parties (17, 18) coaxialement à l'axe (19) du faisceau de traitement (10) avant sa réflexion sur le premier miroir 7.