ЛЕЧЕБНЫЙ ЛАЗЕР С ЗЕРКАЛЬНЫМ ОТРАЖАТЕЛЕМ И ЗАЩИТНОЙ БЛОКИРОВКОЙ
THERAPEUTIC LASER WITH MIRROR REFLECTOR AND PROTECTIVE LOCK

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к области офтальмологических лазеров. В частности, изобретение относится к обеспечению безопасности пользователей офтальмологических лазерных систем.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Заявитель ранее описал офтальмологическую лазерную систему, которая полезна для выполнения процедур селективной (избирательной) лазерной трабекулопластики (СЛТ) и операции по удалению вторичной катаракты. Лазерная система описана в международной патентной заявке № PCT/AU03/01224. Лазерная система генерирует первый пучок с длиной волны, пригодной для выполнения операций по удалению вторичной катаракты, (фотодеструктор) и избирательно генерирует второй пучок с длиной волны, пригодной для лечения глаукомы (СЛТ). Каждый пучок может выбираться с использованием внерезонаторного отклоняющего средства, чтобы направлять пучок по выбранному пути пучка.
В ходе офтальмологических лечебных процедур для офтальмолога важно иметь возможность визуально наблюдать зону лечения как можно дольше во время лечения. По причинам безопасности траектория наблюдения блокируется во время фактического лазерного лечения, чтобы исключить риск поражения глаз офтальмолога из-за отражения лазерного пучка. Заявитель разработал зеркальный коаксиальный осветитель, который использует прерывающее зеркало, которое преграждает траекторию наблюдения только на короткий период времени лазерного лечения. Изобретение описано в международной патентной заявке № PCT/AU2013/000546.
Для всех офтальмологических лазерных систем желательно располагать возможностью использования защитных преимуществ зеркального коаксиального осветителя. Однако существует ряд проблем, которые требуется решить во время поиска решения по реализации зеркального коаксиального осветителя в вышеописанной офтальмологической лазерной системе. Во время работы в режиме операции по удалению вторичной катаракты, система должна:
- подсвечивать сетчатку под наилучшим возможным углом (то есть соосно);
- делать возможным прохождение прицельных пучков;
- делать возможным прохождение лечебного пучка; и
- не допускать помехи траектории наблюдения офтальмолога.
Во время работы в режиме СЛТ система должна:
- обеспечивать надлежащую подсветку переднего отдела глаза;
- делать возможным прохождение прицельного пучка;
- делать возможным прохождение лечебного пучка; и
- не допускать помехи траектории наблюдения офтальмолога.
Требуется решение, которое делать возможным прохождение прицельного пучка для СЛТ, при обеспечении надлежащей подсветки.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В одном варианте осуществления, хотя и не обязательно единственном или действительно наиболее широком варианте осуществления, изобретение состоит в офтальмологической лазерной системе, содержащей:
лазерный модуль, формирующий пучок коротких импульсов излучения с высокой энергетической плотностью на первой длине волны;
первый путь пучка, содержащий оптические элементы для направления пучка с первой длиной волны по пути лечебного пучка в глаз пациента;
второй путь пучка, содержащий модуль удвоения частоты, который преобразует пучок с первой длиной волны в пучок со второй длиной волны, и оптические элементы для направления пучка со второй длиной волны по пути лечебного пучка;
управляющую пучком оптику для избирательного отклонения пучка с первой длиной волны на второй путь пучка, при этом управляющую пучком оптика является переводимой между первым положением, в котором пучок с первой длиной волны следует по первому пути пучка, и вторым положением, в котором пучок с первой длиной волны отклоняется на второй путь пучка;
зеркальный коаксиальный осветитель, содержащий зеркальный отражатель, переводимый на оси из положения на пути лечебного пучка в положение вне пути лечебного пучка; и
защитную блокировку, делающую возможным работу офтальмологической лазерной системы только по первому пути пучка, если зеркальный коаксиальный осветитель находится в первом положении, и делающую возможным работу офтальмологической лазерной системы либо по первому пути пучка, либо по второму пути пучка, если зеркальный коаксиальный осветитель не находится в первом положении.
В другом варианте осуществления изобретение состоит в офтальмологической лазерной системе для избирательного лечения глаукомы и вторичной катаракты, содержащей:
лазерный модуль, содержащий лазер с модуляцией добротности, который работает так, чтобы выдавать импульсное излучение с первой длиной волны;
первый путь пучка, выполненный с возможностью лечения вторичной катаракты, содержащий аттенюатор, формирующую пучок оптику и направляющую оптику для направления пучка коротких импульсов с первой длиной волны по пути лечебного пучка в глаз пациента с вторичной катарактой;
второй путь пучка, выполненный с возможностью лечения глаукомы методом селективной лазерной трабекулопластики, содержащий модуль преобразования частоты, который преобразует импульсный пучок с первой длиной волны в импульсный пучок со второй длиной волны, аттенюатор и направляющую оптическую систему для направления импульсного пучка со второй длиной волны по пути лечебного пучка в глаз пациента с глаукомой;
управляющую пучком оптику для избирательного отклонения пучка коротких импульсов с первой длиной волны на второй путь пучка, при этом управляющая пучком оптика является переводимой между первым положением, в котором импульсный пучок с первой длиной волны принимается первым путем пучка и следует нему, и вторым положением, в котором импульсный пучок с первой длиной волны отклоняется на второй путь пучка, принимается им и следует по нему;
зеркальный коаксиальный осветитель, содержащий зеркальный отражатель, перемещаемый на оси из положения вне пути лечебного пучка в положение на пути лечебного пучка, причем зеркальный отражатель направляет подсветку на оптический пути подсветки, соосный с путем лечебного пучка; и
защитную блокировку, делающую возможным работу офтальмологической лазерной системы только по первому пути пучка, если зеркальный коаксиальный осветитель находится в первом положении, и делающую возможным работу офтальмологической лазерной системы либо по первому пути пучка, либо по второму пути пучка, если зеркальный коаксиальный осветитель не находится в первом положении.
В еще одном варианте осуществления изобретение состоит в способе лечения вторичных катаракт или глаукомы с использованием офтальмологической лазерной системы, содержащем этапы:
задействования управляющей пучком оптики, чтобы выбрать первый или второй путь пучка, в зависимости от того, имеет ли пациент вторичную катаракту или глаукому;
задействования блокировки либо для работы на первому пути пучка, либо для работы или на первом пути пучка, или на втором пути пучка; и
задействования лазерной системы через выбранный путь пучка для лечения пациента.
Дополнительные признаки и преимущества настоящего изобретения будут очевидны из последующего подробного описания.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Чтобы лучше понять изобретение и дать возможность специалисту в данной области техники внедрить изобретение на практике, далее, исключительно в качестве примера, описаны предпочтительные варианты осуществления изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг. 1 представляет собой схему офтальмологической лазерной системы, включающей в себя фотодеструктор для лечения катаракт и оптической системы СЛТ (для селективной лазерной трабекулопластики) для лечения глаукомы;
Фиг. 2 представляет собой схему офтальмологической лазерной системы, показанной на фиг. 1, встроенной в узел щелевой лампы;
Фиг. 3 показывает положение зеркального коаксиального осветителя на пути фотодеструктора;
Фиг. 4 показывает положение зеркального коаксиального осветителя на пути оптической системы СЛТ;
Фиг. 5 показывает подробную схему зеркального коаксиального осветителя;
Фиг. 6 показывает первый вариант осуществления изобретения в одном положении;
Фиг. 7 показывает вариант осуществления, показанный на фиг. 6, в другом положении; и
Фиг. 8 показывает второй вариант осуществления изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Варианты осуществления настоящего изобретения представляют собой, главным образом, офтальмологическую лазерную систему, содержащую зеркальный коаксиальный осветитель. Соответственно, элементы на чертежах изображены в четкой схематической форме, с представлением только тех конкретных деталей, которые необходимы для понимания вариантов осуществления настоящего изобретения, чтобы не сделать неясным раскрытие излишними деталями, которые будут очевидны специалистам со средним уровнем компетентности в данной области техники, пользующихся настоящим описанием.
В настоящем описании, такие определения, как первый и второй, левый и правый и т.п. могут применяться только для того, чтобы отличать один элемент или одно действие от другого элемента или действия, без обязательного требования к наличию или предположения любого фактического такого взаимного расположения или порядка. Такие выражения, как «содержит» или «включает в себя», предназначены для определения неэксклюзивного включения, так что процесс, способ, изделие или устройство, который/ое содержит перечень элементов, не включает в себя только такие элементы, но может включать в себя другие элементы, не перечисленные явно, в том числе, элементы, которые являются характерными для такого процесса, способа, изделия или устройства.
Как описано в PCT/AU03/01224, фиг. 1 представляет вариант осуществления офтальмологической лазерной системы 1, пригодной для лечения глаукомы и вторичных катаракт. Система составлена из лазерного модуля 2, оптической системы 3 фотодеструктора и оптической системы СЛТ 4.
Импульсный пучок из лазерного модуля 2 ослабляется в аттенюаторе/модуле 5 управления пучком. Система 6 управления энергией измеряет энергию в каждом импульсе. Полуволновая пластина 7 в составе аттенюатора/модуля 5 управления пучком настроена на регулирование интенсивности импульсного пучка в оптической системе 3 фотодеструктора. Поляризующая пластина 8 может отражать импульсный пучок в оптическую систему СЛТ 4, в зависимости от ориентации полуволновой пластины 7.
Оптический модуль 9 формирования пучка расширяет импульсный пучок до того, как он доходит до модуля 10 поворотных зеркал. Затем расширенный пучок фокусируется объективом 13, чтобы сформировать на участке лечения перетяжку пучка диаметром 8-10 мкм, который требуется для достижения фотодеструкции. Прицельный лазерный модуль 11 выдает непрерывный видимый лазерный пучок, который делится на два пучка и отклоняется модулем 10 поворотных зеркал, чтобы создать ориентир нацеливания для лечебного пучка. Эти два прицельных лазерных пучка сводятся с импульсным лечебным пучком посредством объектива 13 на участок-мишень в глазу 12 пациента. Хирург 14 наблюдает глаз 12 пациента через модуль 10 поворотных зеркал. Защитный фильтр 15 защищает глаз хирурга. Поворотные зеркала 10a, 10b расположены так, чтобы не препятствовать оси наблюдения хирурга.
Оптическая система СЛТ 4 содержит зеркало 16, которое направляет импульсный пучок, отклоненный от поляризующей пластины 8 в аттенюаторе/модуле 5 управления пучком, в модуль 17 удвоения частоты. В одном варианте осуществления модуль 17 удвоения частоты преобразует выходное излучение лазерного модуля (например, Nd:YAG лазера с длиной волны 1064 нм) путем уменьшения вдвое длины волны, так что выходное излучение оптической системы СЛТ находится в видимой области спектра. Подходящий модуль 17 удвоения частоты содержит кристалл титанил-фосфата калия (KTP) удвоения частоты. Видимый импульсный пучок эффективно лечит глаукому у пациентов.
Импульсный видимый пучок может ослабляться в аттенюаторе 18 системы СЛТ для регулирования энергии в импульсном видимом пучке. Система 19 управления энергией измеряет энергию в каждом импульсе.
Модуль 20 формирования пучка корректирует профиль пучка, чтобы обеспечить равномерное распределение энергии в плоскости лечения. Затем видимый пучок проходит во второй модуль 21 поворотных зеркал. Второй прицельный лазерный модуль 22 обеспечивает один прицельный лазерный пучок, который отклоняется вторым поворотным зеркалом 21 и пропускается через модуль 10 поворотных зеркал и объектив 13. Непрерывный видимый прицельный лазерный пучок, генерируемый вторым прицельным лазерным модулем 22, сводится с импульсным видимым пучком на участке-мишени в глазу 12 пациента при посредстве объектива 13.
Офтальмологическая лазерная система 1 удобно встроена в узел 100 щелевой лампы, как показано на фиг. 2. Узел 100 щелевой лампы состоит из столика 101 с компонентами системы, расположенными в стойке 102, расположенной под столиком 102. Основание 103 щелевой лампы является перемещаемым на столике 101 с помощью джойстика 104. Щелевая лампа 105 и головка 106 доставки лазерного излучения расположены на основании 103 стойки и перемещаются вместе с ней. Глаз 12 пациента 107 фиксируется посредством опирания пациента 107 на упор 108 для подбородка, который прикреплен к столику 101. Бинокуляры 109 и переключатель 110 увеличения предусмотрены для наблюдения офтальмологом 111.
Оптический путь для офтальмолога 111 продолжается от глаза 14 через бинокуляры 109, переключатель 110 увеличения и объектив 13 в глаз 12 пациента 107. Путь лазерного излучения продолжается через головку 106 передачи лазерного излучения и объектив 13 в глаз 12. Путь прицельного пучка также продолжается через головку 106 доставки лазерного излучения и объектив 13 в глаз 12. Лампа 112 для фиксации подает подсветку непосредственно в глаз 12.
Чтобы обеспечивать подсветку в глаз 12 соосно с лечебными лазерными пучками, схема расположения, показанная на фиг. 1, изменяется посредством включения в нее зеркального коаксиального осветителя такого типа, который описан в международной патентной заявке № PCT/AU2013/000546. Зеркальный коаксиальный осветитель 25 содержит зеркальный отражатель 26, который направляет свет от щелевой лампы 105 в глаз 12. Как в случае известного уровня техники, источник 105 света является, соответственно, широкополосным источником (белого) света.
Как показано на фиг. 3, зеркало 26 имеет размер и форму для расположения между парой прицельных пучков 30 от прицельного лазера 11, которые направляются объективом 13 в глаз 12. Пользователь позиционирует прицельные пучки 30 посредством перемещения щелевой лампы 105, чтобы нацелиться на зону лечения, при одновременном наблюдении глаза через бинокуляры 109. Как показано на фиг. 4, зеркало 26 находится на пути прицельного пучка 40 от прицельного лазера 22.
Как описано в международной патентной заявке № PCT/AU2013/000546 и показано на фиг. 5, зеркальный коаксиальный осветитель 25 включает в себя исполнительный механизм 51, чтобы выключать зеркало 26 из пути пучка, при необходимости, но, в другом случае, направлять подсветку 52 от щелевой лампы в глаз пациента. Однако, для лазерной системы, показанной на фиг. 1 требуется дополнительное решение, поскольку в данном случае имеется пять отдельных пучков, которые должны иметь возможность достигать глаза, при сохранении возможности для врача непрерывно наблюдать зону лечения. Пять пучков представляют собой подсветку 52 от щелевой лампы, прицельные пучки 30 фотодеструктора, пучок из лазера 3 фотодеструктора, прицельный пучок 40 для СЛТ и пучок из лазера 4 для СЛТ.
Кроме того, офтальмологический лазер, описанный со ссылкой на фиг. 1, может работать либо в режиме фотодеструктора с использованием лазерного пучка вдоль пути пучка, показанного в оптической системе 3 фотодеструктора, либо в режиме СЛТ с использованием лазерного пучка вдоль пути пучка, показанного в оптической системе СЛТ 4.
В режиме фотодеструктора требуется:
- обеспечивать подсветку сетчатки как можно ближе к соосной;
- делать возможным прохождение прицельных пучков;
- делать возможным прохождение лечебного пучка; и
- не мешать наблюдению офтальмолога.
В режиме СЛТ требуется:
- обеспечивать подсветку переднего отдела глаза;
- делать возможным прохождение прицельного пучка;
- делать возможным прохождение лечебного пучка; и
- не мешать наблюдению офтальмолога.
Для выполнения всех приведенных требований предусмотрена блокировка, чтобы делать возможным работу только в режиме СЛТ, когда узел щелевой лампы и зеркальный коаксиальный осветитель полностью выведены из пути пучка для СЛТ. Когда узел щелевой лампы выведен из пути пучка для СЛТ, он также будет выведен из пути пучка фотодеструктора, и поэтому будут возможны обе лечебные процедуры.
Когда узел щелевой лампы и зеркальный коаксиальный осветитель находятся в положении, изображенном на фиг. 6, будет допускаться только лечение фотодеструкции с использованием первого пути лечебного пучка. В данном режиме зеркальный коаксиальный осветитель срабатывает, как описано выше, путем выключения из первого пути лечебного пучка.
Как показано на фиг. 6 показана схема узла 100 щелевой лампы с зеркальным отражателем 26 на пути пучка для лазерного лечения при наблюдении в направлении объектива 13. К низу узла 100 щелевой лампы приспособлен механизм переключения 61. Механизм переключения 61 содержит штырек 62, подпружиненный пружиной 63, которая сжата выступом 64 на основании 103 узла щелевой лампы. Когда узел щелевой лампы находится в первом положении, выступ 64 нажимает на штырек 63, который активизирует два оптических датчика 65, установленных на столике 101, которые подают сигнал, указывающий, что узел 100 щелевой лампы и, следовательно, зеркальный коаксиальный осветитель 25 находятся на пути лечебного пучка для СЛТ. В данном положении лечение СЛТ будет невозможным, но фотодеструкционное лечение будет возможным.
Когда узел 100 щелевой лампы с отражателем 26 перемещают из первого положения, как показано на фиг. 7, пружина 63 перемещает штырек 62, что обнаруживается оптическими датчиками 65. Оптические датчики 65 выдают сигнал, показывающий, что узел 100 щелевой лампы и, следовательно, зеркальный коаксиальный осветитель 25 находятся вне пути лечебного пучка для СЛТ. В данном положении будут возможны как лечение СЛТ, так и фотодеструкционное лечение.
Фиг. 6 и фиг. 7 показывают, что оптические датчики 65 выдают сигнал, когда узел щелевой лампы не находится в первом положении и не формируют никакого сигнала, когда он находится в первом положении. Специалистам в данной области техники будет очевидно, что данное действие легко обратимо.
Сигнал из оптических датчиков 65 подается непосредственно в контроллер безопасного возбуждения лазера (не показанный) и обеспечивает управление включением/выключением.
Вариант осуществления механизма переключения и оптических датчиков, описанный со ссылкой на фиг. 6 и фиг. 7, является всего лишь одним примером электронной защитной блокировки. Другой пример, показанный на фиг. 8, предназначен для обеспечения непосредственного электрического или оптического сопряжения между основанием 103 узла щелевой лампы и столиком 101. Когда узел 100 щелевой лампы находится в первом положении, части датчика 80 совмещаются, чтобы выдать сигнал. Когда узел 100 щелевой лампы перемещается из первого положения, как показано на фиг. 8, части датчика не совмещаются, и поэтому никакого сигнала не формируется. Отсутствие сигнала настроено для включения режима СЛТ. Данный вариант осуществления может быть выполнен как электроблокировка с контактными электродами, расположенными на основании 103 узла щелевой лампы и столике 101, или оптическая блокировка с оптическим излучателем на основании 103 узла щелевой лампы и оптическим приемником на столике 101, или наоборот.
Из вышеприведенного описания ясно, что основное применение изобретения относится к офтальмологической лазерной системе для избирательного лечения глаукомы и вторичной катаракты, хотя изобретение применимо для других офтальмологических лазерных систем, которые генерируют лазерные пучки по по меньшей мере двум путям для разных типов лечения. В конкретном варианте осуществления лечения глаукомы и вторичных катаракт офтальмологическая лазерная система содержит: лазерный модуль в виде лазера с модуляцией добротности, который работает так, чтобы выдавать импульсное излучение с первой длиной волны; первый путь пучка, выполненный с возможностью лечения вторичной катаракты, содержащий аттенюатор, формирующую пучок оптику и направляющую оптику для направления пучка коротких импульсов с первой длиной волны по пути лечебного пучка в глаз пациента с вторичной катарактой; второй путь пучка, выполненный с возможностью лечения глаукомы методом селективной лазерной трабекулопластики, содержащий модуль преобразования частоты, который преобразует импульсный пучок с первой длиной волны в импульсный пучок со второй длиной волны, аттенюатор и направляющую оптическую систему для направления импульсного пучка со второй длиной волны по пути лечебного пучка в глаз пациента с глаукомой; управляющую пучком оптику для избирательного отклонения пучка коротких импульсов с первой длиной волны на второй путь пучка, при этом управляющая пучком оптика является переводимой между первым положением, в котором импульсный пучок с первой длиной волны принимается первым путем пучка и следует по нему, и вторым положением, в котором импульсный пучок с первой длиной волны отклоняется на второй путь пучка, принимается им и следует по нему; зеркальный коаксиальный осветитель, содержащий зеркальный отражатель, перемещаемый на оси из положения вне пути лечебного пучка в положение на пути лечебного пучка, причем зеркальный отражатель направляет подсветку на путь подсветки, соосный с путем лечебного пучка; и защитную блокировку, делающую возможным работу офтальмологической лазерной системы только по первому пути пучка, если зеркальный коаксиальный осветитель находится в первом положении, и делающую возможным работу офтальмологической лазерной системы либо по первому пути пучка, либо второму пути пучка, если зеркальный коаксиальный осветитель не находится в первом положении.
Вышеприведенное описание различных вариантов осуществления настоящего изобретения предусмотрено как описание для специалиста со средним уровнем компетентности в предшествующем уровне техники. Предполагается, что описание не является исчерпывающим или ограничивающим изобретение единственным раскрытым вариантом осуществления. Как упоминалось выше, специалистам в описанной области техники будут очевидны многочисленные альтернативы и изменения настоящего изобретения. Соответственно, хотя некоторые альтернативные варианты осуществления специально рассмотрены, другие варианты осуществления будут выявлены и легко разработаны специалистами со средним уровнем компетентности в данной области техники. Соответственно, настоящее описание предназначено для охвата всех альтернативных вариантов, модификаций и изменений настоящего изобретения, которые упомянуты в настоящей заявке, и других вариантов осуществления, которые находятся в пределах существа и объема вышеописанного изобретения.