ITRM20090071A1 - Lampada a fessura con uscita laser - Google Patents

Description

LAMPADA A FESSURA CON USCITA LASER

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda il settore delle apparecchiature da oftalmologia per applicazioni terapeutiche e diagnostiche di varie tipologie dell'occhio.

Tra le apparecchiature note, vasta applicazione hanno le lampade a fessura integrate con una uscita laser, utilizzate in particolare per trattamenti della retina, della cornea, del cristallino.

Una lampada del genere comprende genericamente un microscopio per la visione da parte dell'operatore medico, un sistema di illuminazione ed un applicatore laser con sistema di puntamento. Sono d'altra parte reperibili in commercio vari modelli e concetti realizzativi, con il sistema laser che talvolta prevede l'uso di una sorgente esterna e accessoria alla lampada, oppure risulta integrato al microscopio o al gruppo di illuminazione. Se esaminiamo le varie configurazioni ci rendiamo conto che la maggior parte di queste non aiutano in modo del tutto soddisfacente l'operatore medico ad avere una costante visione della zona da operare, soprattutto durante l’utilizzo di lenti aggiuntive per la visione del fondo dell’occhio.

L'operatore, utilizzando il microscopio per la visione, necessita di poter spostare il fascio laser con piccoli movimenti, senza perdere il controllo della sua posizione, e quindi l’illuminazione deve seguire perfettamente lo stesso puntamento del laser. Se per poter ridurre al minimo le luci riflesse dal sistema ottico dell’occhio l'operatore deve restringere l’illuminazione fino ad ottenere un sottile fascio di luce, questo deve seguire perfettamente il movimento della proiezione del laser per non perdere l’inquadratura. Nel caso di laser solidale al microscopio, interno od esterno ad esso, l’illuminazione viene proiettata e gestita indipendentemente dal laser. Questo comporta che, in alcune condizioni di lavoro, la proiezione del laser possa uscire dal campo di illuminazione facendo perdere il controllo dell’operazione.

Più efficace risulta la configurazione con il laser inserito nel gruppo di illuminazione e abbinato ad esso. In questo caso tuttavia, il fatto che si abbia uno specchio di piegamento laser (per deviare la radiazione verso l'occhio) separato rispetto allo specchio di illuminazione fa sì che, seppure in misura minore, si verifichi lo stesso problema della precedente configurazione.

È stato dunque proposto (si veda ad esempio la configurazione ottica adottata nell'apparecchio di cui al brevetto statunitense US6872202) di utilizzare uno specchio di piegamento unico per l’illuminazione e per il laser. Tuttavia, si ha in questo modo l'inconveniente di dover utilizzare un separatore di fascio (beam splitter) per il mixaggio dei fasci di proiezione luce-laser. La presenza del beam splitter comporta una perdita considerevole di potenza su entrambi i canali, per compensare la quale si devono incrementare notevolmente le potenze in ingresso.

Lo scopo dell'invenzione è quello di superare le problematiche sopra esposte, fornendo una lampada a fessura con uscita laser la quale, attraverso una innovativa configurazione ottica, permetta all'operatore medico di seguire perfettamente e con affidabilità il laser anche con una sottile illuminazione a forma di fessura, grazie all'utilizzo di un unico specchio di proiezione per i due canali laser e illuminazione, mutuamente associati, disponendo contestualmente di uno o più canali indipendenti per il laser che convergono nello stesso punto di fuoco senza perdere potenza dalla sorgente originaria.

Tale scopo viene raggiunto dalla lampada a fessura con uscita laser secondo la presente invenzione, le cui caratteristiche essenziali sono definite dalla prima delle rivendicazioni annesse.

Le caratteristiche e i vantaggi della lampada a fessura con uscita laser secondo la presente invenzione risulteranno più chiaramente dalla descrizione che segue di una sua forma realizzativa, fatta a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento ai disegni annessi in cui:

- la figura 1 mostra uno schema rappresentativo della configurazione ottica della lampada secondo l'invenzione;

- la figura 2 è una vista frontale schematica, con rappresentazione dei fasci di proiezione laser e illuminazione, di un obiettivo di proiezione della lampada secondo l'invenzione;

- la figura 3 è uno schema analogo a quello di figura 1, relativo ad una variante realizzativa della lampada secondo l'invenzione; e

- le figure 4 e 5 mostrano, attraverso schemi analoghi a quelli delle figure 1 e 2, una ulteriore variante realizzativa della lampada secondo l'invenzione.

Con riferimento a dette figure, una lampada a fessura secondo la presente invenzione presenta caratteristiche costruttive complessive attingibili da quanto già disponibile nella tecnica nota, non illustrate né descritte in dettaglio. L'invenzione attiene peraltro direttamente alla sola configurazione ottica del sistema laser e del sistema di illuminazione, reciprocamente associati come nei sistemi noti ad unico specchio di piegamento, ma in modo innovativo rispetto ad essi. Tale configurazione ottica è per l'appunto mostrata schematicamente, per una prima forma realizzativa, nelle figure 1 e 2.

Secondo l'invenzione, si prevedono almeno due fasci di proiezione, indicati da rispettivi assi 4 e 11, posizionati parallelamente tra loro ed all’asse ottico 10 di un obiettivo principale 2.

Il canale di proiezione della luce di illuminazione, indicato appunto dall'asse 4, che serve per la visione della zona da trattare, comprende, in modo in sé e per sé convenzionale: una sorgente luminosa 7, un gruppo di lenti condensatrici 6, e un sistema meccanico di diaframmatura 5.

Il canale di proiezione laser, indicato a sua volta dall'asse 11, prevede altresì, anche in questo caso convenzionalmente, una sorgente laser 8 e un gruppo ottico 9 con sistema zoom o con ottiche fisse che permettono di variare l’ingrandimento della sorgente stessa.

Entrambi i canali comprendono inoltre, rispettivamente a valle del diaframma 5 e del gruppo ottico 9, obiettivi di ripresa 3 e 12 atti a trasformare le rispettive proiezioni in configurazioni di raggi paralleli (cioè con fuoco all'infinito). In particolare, per quanto riguarda il canale laser, la focale dell'obiettivo di ripresa 12 riprende il punto di focalizzazione 91 del fascio laser prodotto dal gruppo ottico 9.

Il già menzionato obiettivo di proiezione principale 2 ha dimensioni tali da permettere di ricevere l’ingombro dei vari fasci di proiezione, come quelli 41 e 111 derivanti dagli assi 4 e 11, tra loro affiancati e mutuamente disgiunti. L'obiettivo 2, secondo criteri di ottimizzazione (di caratteristiche intrinseche e di posizione) ovvi per un esperto del ramo, è configurato in modo da proiettare i fasci di proiezione paralleli ricevuti dai canali in ingresso in un singolo e unico punto di focalizzazione 131 su un occhio 13 di un paziente.

A tale scopo, è previsto anche un unico specchio di piegamento 1 per la proiezione dei vari fasci in uscita dall'obiettivo principale 2, così da consentire di modellare il sistema per una caratteristica configurazione di lampada a fessura. Lo specchio 1 è azionato da un meccanismo 102 elettrico o manuale, anche qui secondo soluzioni già note, per provvedere all'orientazione (il cosiddetto "tilt") dello specchio stesso. Il centro del movimento tilt dello specchio, indicato con 101, risulta posizionato all’intersezione tra la superficie dello specchio 1 e l’asse ottico principale 10, così da non avere variazioni di fuoco tra i vari fasci di proiezione. Il movimento tilt permette di variare la posizione della proiezione sull’occhio 13 ed offre dunque all’operatore la possibilità di selezionare la zona da trattare.

Come si nota anche dalla figura 2, l’obiettivo 2 sarà progettato in rapporto alle dimensioni, alle posizioni e al numero dei fasci di proiezione, quali i fasci 41 e 111, che sono destinati ad attraversarlo, essendo evidente che la proiezione di tali fasci dovrà essere completamente circoscritta dal margine perimetrale dell'obiettivo.

È chiaro che la configurazione di base sopra descritta per la figura 1 potrà ove necessario essere integrata da ulteriori sistemi ottici a seconda delle esigenze. Con riferimento ad esempio alla figura 3 (in cui indici uguali a quelli già utilizzati per la figura 1 indicano, rispettivamente, le medesime componenti), può essere previsto un prisma ottico 14 per deviare il fascio di illuminazione in ingresso sull'obiettivo principale 2, consentendo un maggiore distanziamento tra i due canali e quindi di adeguare il sistema ottico agli ingombri meccanici richiesti.

Risulta evidente da quanto precede come, secondo l'invenzione, venga fornita una lampada a fessura integrata con canali di proiezione laser che permette di ispezionare le aree da trattare con i classici sistemi di illuminazione e di visione tipici di questo tipo di apparecchio. Durante tale ispezione l’operatore ha a disposizione una o più proiezioni laser che gli permettono di realizzare vari tipi di trattamento avendo sempre una buona illuminazione dell’area da operare.

D'altra parte, poiché la proiezione di illuminazione e laser viene realizzata per mezzo di un unico obiettivo (e quindi un unico asse di proiezione), e attraverso un singolo specchio orientabile che permette di avere un semplice controllo dei microspostamenti, il movimento dello specchio, incernierato nel proprio fulcro, non fa variare il centraggio e il fuoco dei vari canali di proiezione.

Un sistema con tali caratteristiche non necessita di elementi ottici di tipo lamine dicroiche o beam splitter per la fusione di più canali di proiezione in un unico asse ottico, per cui non si ha perdita di potenza né nel canale di illuminazione né nei vari canali di potenza laser, mantenendo le originali energie. Si hanno pertanto tutti i vantaggi dell'abbinamento dei canali laser e illuminazione su specchio singolo senza l'inconveniente della dispersione di energia, per cui possono essere utilizzate sorgenti più economiche e di minor consumo.

Come già chiarito, nell'ambito del medesimo concetto di configurazione che prevede un unico punto di fuoco e convergenza dei fasci di proiezione derivanti dalla focalizzazione di un singolo grande obiettivo comune a tutti i fasci di proiezione che lo attraversano, potranno essere previsti anche più di due canali. Ulteriori canali ottici potranno ad esempio essere utilizzati per avere a disposizione altre fonti laser che permettono di eseguire differenti tipi di operazioni, conseguendo così una ulteriore integrazione di più strumenti in un unico apparecchio. A questo riguardo, si tenga conto che per poter eseguire differenti operazioni su differenti aree dell’occhio sono richiesti laser diversi, ovvero con differenti lunghezze d’onda. Uno di tali canali può inoltre essere utilizzato come proiezione di un puntamento di riferimento per gli altri laser.

Con riferimento anche alle figure 4 e 5, in cui di nuovo gli indici numerici si mantengono coerenti rispetto a quelli già utilizzati per le precedenti figure, l'invenzione può essere applicata anche nell'ambito di, e in associazione con, un sistema di ripresa video. I canali posti a monte dell’obiettivo 2 possono infatti essere non solo canali di proiezione “OUT” ma anche di ricezione “IN”. Inserendo un canale 15 con adeguato sistema ottico 16 e posizionando un sensore di immagine 17, quale un CCD, sul fuoco dell'obiettivo, si è in grado di poter filmare o fotografare la zona trattata direttamente con la stessa angolazione di proiezione. Questo punto di vista, schematizzato dal fascio di ripresa 151 rappresentato in figura 5, si distingue dalla normale ripresa effettuata tramite microscopio per l’angolazione con cui viene effettuata la ripresa stessa, fornendo all’operatore diverse ed ulteriori informazioni.

La presente invenzione è stata fin qui descritta con riferimento a una forma preferita di realizzazione. È da intendersi che possano esistere altre forme di realizzazione che afferiscono al medesimo nucleo inventivo, come definito dall’ambito di protezione delle rivendicazioni qui di seguito riportate.

Claims (8)

1. RIVENDICAZIONI 1. Lampada a fessura comprendente almeno un canale di illuminazione (4) ed un canale laser (11) incidenti su un singolo specchio di piegamento (1) verso un occhio (13) di un paziente, caratterizzato dal fatto che detti canali sono disposti in modo mutuamente affiancato e incidono su mezzi ottici principali (2), disposti a monte di detto specchio (1), atti a ricevere in ingresso da detti canali fasci (41, 111) mutuamente disgiunti con fuoco all'infinito, e a proiettare verso detto specchio (1) fasci atti a convergere su un singolo punto di fuoco (131) in detto occhio (13).
2. 2. Lampada secondo la rivendicazione 1, in cui detti mezzi ottici (2) comprendono un obiettivo principale (2) definente un asse ottico principale (10), di dimensioni atte a permettere la ricezione di detti fasci in ingresso (41, 111), affiancati e disgiunti parallelamente a detto asse ottico principale, senza fuoriuscita dall'ingombro perimetrale dell'obiettivo stesso.
3. 3. Lampada secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detti canali comprendono rispettivi obiettivi di ripresa (3, 12) atti a trasformare le rispettive proiezioni in fasci (41, 111) a raggi paralleli, cioè con fuoco all'infinito.
4. 4. Lampada secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto almeno un canale di illuminazione (4) comprende mezzi ottici di deviazione (14) atti a deviare il fascio di illuminazione in ingresso su detti mezzi ottici principali (2), in modo da aumentare il distanziamento dall'almeno uno altro canale.
5. 5. Lampada secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente almeno due canali laser a frequenze reciprocamente differenti.
6. 6. Lampada secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente almeno due canali laser di cui uno utilizzabile come proiezione di un puntamento di riferimento per l'almeno un altro canale laser.
7. 7. Lampada secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detti canali comprendono inoltre almeno un canale di ricezione (15) comprendente mezzi sensori di immagine (17) e mezzi ottici (16) atti a focalizzare su detti mezzi sensori (17) un fascio di ripresa (151) con fuoco all'infinito ricavato da detti mezzi ottici principali (2).
8. 8. Lampada secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto specchio (1) è orientabile attorno ad un centro di rotazione (101) posizionato all'intersezione tra la superficie dello specchio stesso e l'asse ottico principale (10) definito da detti mezzi ottici principali (2), essendo previsti mezzi di azionamento (102) per controllare il movimento di detto specchio (1).