Оптически когерентная томография и освещение с использованием общего источника освещения
Источник света для хирургической системы включает в себя широкополосный источник света, способный излучать широкополосный свет. Кроме того, источник света включает в себя делитель длин волн, предназначенный для разделения широкополосного света на освещающий свет, имеющий спектральный диапазон, перекрывающий по меньшей мере большую часть видимого спектра, и хирургический свет, имеющий спектральный диапазон вне спектрального диапазона освещающего света. Кроме того, источник света включает в себя по меньшей мере один хирургический модуль, предназначенный для контроля применения хирургического света. Также источник света включает в себя первую и вторую связывающую оптику. Первая связывающая оптика предназначена для оптического ввода освещающего света в световод освещающего света для подачи на первый хирургический зонд. Вторая связывающая оптика предназначена для оптического ввода хирургического света в световод хирургического света для подачи на второй хирургический зонд. 12 з.п. ф-лы, 5 ил.
Перекрестная ссылка на родственную заявку
Настоящая заявка испрашивает приоритет согласно предварительной патентной заявке США №61/421578, поданной 9 декабря 2010 г., все содержание которой включено в настоящий документ посредством ссылки.
Область техники, к которой относится изобретение
Варианты осуществления, описанные в настоящем документе, относятся к области микрохирургических зондов. Конкретнее, варианты осуществления, описанные в настоящем документе, относятся к области хирургического освещения с применением широкополосных источников света, точнее, к применению лазеров суперконтинуума для освещения и хирургических целей.
Описание уровня техники
Область микрохирургических операций быстро развивается. Как правило, эти операции включают в себя применение зондов, способных достичь ткани, подвергаемой терапии или диагностике. В таких операциях применяют эндоскопические хирургические инструменты с зондом, подсоединенным к управляющему устройству на удаленной консоли. Современные зонды довольно сложны в обращении, и часто требуется перемещение их частей, осуществляемое при помощи сложных механических систем. Во многих случаях в схему зонда включают электродвигатель. Стоимость большинства устройств, отвечающих предшествующему уровню техники, столь велика, что затрудняет их списание после одной или всего лишь нескольких хирургических операций. Кроме того, сложность прежних устройств обычно означает применение зондов с сечением в несколько миллиметров. Эти зонды не имеют особого практического значения для офтальмологических микрохирургических процедур. В глазной хирургии предпочтительны размеры в один (1) мм и менее для достижения обычно оперируемых областей без повреждения других тканей.
В эндоскопических хирургических инструментах используют сканирующие механизмы, позволяющие направлять во времени свет для диагностических или терапевтических целей. Обычно в этих инструментах применяются зонды, обеспечивающие получение изображения, обработку или оба действия на большой площади ткани без перемещения эндоскопа относительно его окружения. Однако, как правило, имеется много зондов для каждой функции, и для различных целей используют различные источники света.
Таким образом, имеется потребность в обычном источнике света, пригодном для осуществления многих функций и обеспечивающего эффективное освещение для миниатюрных зондов.
Раскрытие изобретения
В соответствии с конкретными вариантами осуществления настоящего изобретения источник света для хирургической системы включает в себя широкополосный источник света, способный излучать свет в широком диапазоне частот. Кроме того, источник света включает делитель длин волн, предназначенный для разделения широкополосного света на освещающий свет в спектральном диапазоне, отвечающем по меньшей мере большей части видимого спектра, и хирургический свет в спектральном диапазоне вне спектрального диапазона освещающего света. Кроме того, источник света включает по меньшей мере один хирургический модуль, предназначенный для контроля применения хирургического света. Также источник света включает первую и вторую оптические муфты. Первая оптическая муфта предназначена для проведения освещающего света по световоду для освещающего света для вывода на первый хирургический зонд. Вторая оптическая муфта предназначена для проведения хирургического света по световоду для хирургического света для вывода на второй хирургический зонд. Различные варианты осуществления настоящего изобретения также включают способы применения и эксплуатации и хирургические системы с обычным источником света для получения освещающего света и хирургического света.
В соответствии с другими вариантами осуществления настоящего изобретения хирургическая система для обеспечения освещения включает широкополосный когерентный источник света, оптические муфты и наноразмерный световод, подсоединяемый к хирургическому зонду. Широкополосный когерентный источник света обеспечивает широкополосный когерентный свет в спектральном диапазоне, включающем по меньшей мере большую часть видимого спектра. Оптические муфты проводят широкополосный когерентный свет в наноразмерный световод с высокой числовой апертурой, в результате чего возникает широкое угловое распределение при выходе широкополосного света с противоположного конца оптоволокна.
Этот и другие варианты осуществления настоящего изобретения будут подробнее описаны далее со ссылкой на соответствующие чертежи.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 представляет собой структурную схему хирургической системы, включающей широкополосный источник света в соответствии с конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения.
На Фиг.2 показан микрохирургический эндозонд, включающий элемент для оптического сканирования, наконечник и порты для подсоединения световодов от широкополосного источника света в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Фиг.3 представляет собой схематическое сечение дальнего конца микрохирургического эндозонда, такого, как показанный на Фиг.2.
Фиг.4 - блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая примерный способ генерирования света для освещения и хирургических целей при помощи обычного источника света.
Фиг.5 - структурная схема лазерного источника суперконтинуума, который можно использовать как широкополосный источник света в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения.
На чертежах элементы с одинаковыми ссылочными позициями выполняют одинаковые или сходные функции.
Осуществление изобретения
Различные варианты осуществления настоящего изобретения предусматривают обычный источник света, предназначенный для применения с многофункциональными хирургическими зондами, в особенности офтальмологическими хирургическими зондами. Другие варианты осуществления настоящего изобретения предусматривают многофункциональный хирургический зонд, предназначенный для проведения света от обычного источника света до интегрированного многофункционального хирургического зонда. В конкретных вариантах осуществления различные функции хирургического зонда включают сканирование при помощи оптической когерентной томографии (ОКТ) и обеспечение освещения в видимом диапазоне для визуализации хирургического участка.
Зонд может представлять собой ручной зонд для непосредственного управления специально обученным персоналом. В некоторых вариантах осуществления зонд может быть сконструирован так, чтобы его можно было контролировать при помощи роботизированной руки или устройства, управляемого компьютером. Ближний конец зондов расположен близко к регулятору (вне зависимости от того, специалист это или устройство), а дальний конец - вблизи или в контакте с тканью. В соответствии с описанными здесь вариантами осуществления, зонды могут иметь небольшой размер, могут легко управляться с ближнего конца и обеспечивать минимальную инвазивность в отношении окружающей ткани. На дальнем конце зонд завершается наконечником, при помощи которого зонд выполняет заданное действие в отношении целевой ткани, расположенной вблизи наконечника. Например, зонд может испускать из наконечника свет и принимать свет, отраженный или рассеянный тканью, находящейся в контакте с наконечником. Наконечник зонда может включать подвижные элементы, позволяющие наконечнику выполнять заданное действие.
Фиг.1 представляет собой структурную схему хирургической системы 10, включающей широкополосный источник 20 света в соответствии с конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения. В описанном варианте осуществления широкополосный источник 20 света оборудован отдельными портами для многофункционального хирургического зонда 100. В альтернативных вариантах осуществления может присутствовать один дополнительный хирургический зонд 100 и более, которые выполняют различные функции с использованием света от широкополосного источника 20 света. Как подробно описано ниже, для обеспечения освещения широкополосный источник 20 света генерирует свет в диапазоне длин волн, включающем длины волн, широко распределенные по видимому спектру, в отличие от узкополосных линий при нескольких дискретных длинах волн, так что отсутствует большинство длин волн в видимом спектре. Широкополосный источник 20 света также генерирует свет, по меньшей мере, в одном диапазоне длин волн, пригодном для особых хирургических целей, вне спектра, используемого для освещения. Так, например, можно использовать инфракрасное излучение для приложений ОКТ. Типичные длины волн, применяемые для приложений ОКТ, включают значения около 820-870 нм, 1060 нм и 1300 нм. Конкретные диапазоны длин волн можно выбрать на основании их совместимости со световодами, относительных рабочих параметров в заданных режимах эксплуатации или исходя из аналогичных соображений. В другом примере можно использовать высокоэнергетическое синее или ультрафиолетовое излучение для модификации ткани или других терапевтических целей. Вообще, можно применять любое подходящее сочетание широкополосного излучения и другого света вне диапазона длин волн освещающего света.
В конкретных вариантах осуществления широкополосный источник 20 света может представлять собой лазер суперконтинуума. Лазеры суперконтинуума - это лазерные источники, включающие в себя диспергирующую среду для распределения узкополосного лазерного импульса по широкому диапазону длин волн, который может включать видимый спектр. Один из недостатков такого широкого спектрального распределения, применяемого для освещения, заключается в том, что значительная энергия может попадать в область длин волн вне видимого диапазона. Энергия в синей и ультрафиолетовой области длин волн может быть особенно опасной для глазной ткани внутри глаза, которая обычно защищена от длин волн в ультрафиолетовом диапазоне благодаря характеристикам поглощения естественной линзы. Аналогично, инфракрасное излучение может легко поглощаться глазной тканью, в результате чего происходит нежелательный нагрев ткани. Таким образом, по причинам, связанным с безопасностью, желательно фильтровать свет с длинами волн вне видимого диапазона от лазерного источника суперконтинуума, применяемого для освещения, т.е. эта энергия будет потеряна, и общая энергетическая эффективность системы снизится.
В различных вариантах осуществления настоящего изобретения используется энергия, которая, в противном случае, была бы потеряна при делении света на освещающий свет в видимой области длин волн и хирургический свет, применяемый для хирургических операций по крайней мере в целевой хирургической области, освещаемой освещающим светом. В варианте осуществления, изображенном на Фиг.1, широкополосный источник 20 света включает делитель 30 длин волн, разделяющий широкополосный свет по меньшей мере на две разных спектральных компоненты, из которых по крайней мере одна охватывает диапазон длин волн, включающий большую часть видимого спектра, пригодного для хирургического освещения "белым светом".
Широкополосный источник 20 света также включает элементы обработки 40 пучка, которые меняют энергетический уровень освещающего света и хирургического света и/или фильтруют длины волн, которые являются избыточными или нежелательными, для получения соответствующих световых пучков с желательными характеристиками в отношении энергии и длин волн. В конкретных вариантах осуществления делитель 30 длин волн и/или элементы обработки 40 пучка могут включать селекторные устройства, такие как переключатели или электронное управление, что позволит пользователю выбрать желательный диапазон хирургического света для различных приложений. Так, например, для ОКТ можно выбирать различные диапазоны в инфракрасной области. В другом примере может иметь место выбор между длинами волн, применяемыми для ОКТ, и длинами волн, используемыми для терапии. Это может быть полезно, например, при обработке ткани с последующей проверкой того, что обработка выполнена целиком и успешно.
Кроме того, широкополосный источник света включает в себя связывающие интерфейсы 50, которые передают освещающий свет и хирургический свет либо в световод, либо в модуль хирургического света, который, в свою очередь, соединен с одним и более зондами 100. Связывающие интерфейсы 50 включают в себя оптические элементы, предназначенные эффективной доставки хирургического света и освещающего света к целевому участку. В случае освещающего света широкополосная спектральная область для освещения "белым светом" требует относительно широкого спектрального диапазона для передачи света без значительных потерь. Аналогично, желательно минимизировать потери в яркости, так что желательно обеспечить высокую численную апертуру при соединении со световодом, таким как оптоволокно. Высокая численная апертура также обеспечивает широкое угловое распределение света, испускаемого из волокна освещения, что, в свою очередь, позволяет эффективно использовать волокно с меньшим диаметром.
Хирургический свет, применяемый для ОКТ, использует относительно более узкую спектральную полосу, так что можно применять одномодовое волокно. Но из-за осевой точности, требуемой для прецизионных измерений ОКТ, обычно применяется оптоволокно с низкой дисперсией, а также оптоволокно должно подходить для переноса без потерь длинноволнового инфракрасного излучения. Как показывает этот пример, оптоволокно и ассоциированная связывающая оптика 50 будут обычно различными для хирургического света и освещающего света из одного и того же источника. В другом случае, освещающий свет и хирургический свет можно настроить так, чтобы обе формы света поступали через общий световод. Для этого связывающая оптика 50 для общего световода должна быть такой, чтобы освещающий свет и хирургический свет не создавали взаимных помех, и для таких приложений, как ОКТ, имелась бы возможность выделения различных длин волн в хирургическом свете из обратного пучка. Менее желательно в случае освещающего света может быть сканирование хирургическим светом, применяемым для ОКТ или других хирургических приложений, так что может потребоваться разделитель, расположенный до сканирующей оптики, для перенаправления освещающего света вне пути сканирования. В противоположность различным вариантам осуществления настоящего изобретения обычные хирургические зонды не решают эти задачи, относящиеся к общему источнику освещения.
В описанном варианте осуществления показана установка 60 ОКТ как пример хирургического модуля. Установка 60 ОКТ - это интерферометрическое устройство для измерения интерференции между эталонным пучком, сгенерированным при помощи хирургического света, и света, возвращающегося от ткани, освещаемой хирургическим светом. В конкретных вариантах осуществления устройство 60 ОКТ может включать в себя интерферометр, на основе спектрометра, для метода, также известного как "спектральная ОКТ". Это относится к системе ОКТ, в которой применяется относительно широкий спектральный диапазон света и измеряется интерференция дискретных длин волн в спектральной области для получения информации о целевой ткани. Такие приложения особенно хорошо подходят в случае широкополосного источника 20 света, поскольку хирургический свет от широкополосного источника 20 света уже включает большое число различных длин волн.
Устройство 60 ОКТ также включает в себя процессор 62, который может представлять собой один или более электронных компонентов для обработки информации, включая, без ограничений, микропроцессор, микроконтроллер, специализированную интегральную микросхему (ASIC) или другое программируемое устройство. Процессор 62 обрабатывает информацию об интерференции света, отраженного от ткани, и генерирует математическую модель сканируемой ткани, которая, в свою очередь, может быть использована для получения электронного изображения ткани. Устройство 60 ОКТ также включает в себя память 64, которая может представлять собой любой тип хранилища информации, включая электронный, магнитный или оптический носитель, энергозависимый или энергонезависимый. Наконец, устройство 60 ОКТ включает в себя контроллер 66 сканирования. Контроллер 66 сканирования может представлять собой любое подходящее сочетание аппаратного оборудования, программного обеспечения и/или программ ПЗУ и механических компонент, которые могут включать процессор 62 и память 64, подходящие для контроля перемещения оптических компонент для перенаправления хирургического света, применяемого устройством 60 ОКТ. Например, в вариантах осуществления, где зонд 100 включает в себя сканирующую оптику для пучка ОКТ, контроллер 66 сканирования может быть соединен со сканирующей оптикой для контроля сканирующего механизма.
В одном из примеров способов получения изображения ОКТ пучок света с длиной когерентности может быть направлен на заданный участок целевой ткани при помощи зонда. Длина когерентности обеспечивает глубину разрешения, которая при ее изменении на дальнем конце зонда может быть восстановлена для получения подробного изображения освещенной части ткани (А-скан). Двумерное изображение ткани можно получить при помощи В-скана. В некоторых вариантах осуществления В-сканы представляют собой прямые линии вдоль поперечного сечения ткани. Кроме того, можно получить трехмерное изображение ткани при помощи выполнения многократных B-сканов вдоль различных линий в ткани. В некоторых вариантах осуществления В-сканы могут представлять собой набор линий одинаковой длины, расположенных по радиусам от общей точки пересечения. Таким образом, множество B-сканов позволяет получить изображение объемной области с круговым сечением.
В некоторых вариантах осуществления в способах ОКТ применяются процедуры прямого сканирования. В этом случае оптическое освещение производится в прямом направлении продольной оси зонда. При прямом сканировании целевая ткань может находиться впереди зонда в плоскости, перпендикулярной продольной оси зонда. Таким образом, свет, распространяющийся от наконечника зонда к ткани и обратно от ткани к зонду, может падать в направлении, в значительной степени, параллельном продольной оси зонда. В некоторых вариантах осуществления с применением прямого сканирования целевая ткань может быть приблизительно перпендикулярна продольной оси зонда, но не совсем. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления свет, падающий на целевую ткань и от целевой ткани на зонд, может не быть параллельным продольной оси зонда, но образовывать симметричную картину вокруг продольной оси зонда. Например, свет, освещающий целевую ткань при прямом сканировании, может образовывать сплошной конус или его часть вокруг продольной оси зонда. Аналогично, свет вокруг эндозонда при прямом сканировании может поступать от целевой ткани в трехмерную область, включающую часть конического сечения вокруг продольной оси зонда.
На Фиг.2 показан микрохирургический эндозонд 100, включающий катетерный узел 110 и оболочку наконечника 150. Катетерный узел 110 включает дальний конец эндозонда 100, который может быть вытянут вдоль продольной оси зонда и иметь ограниченную площадь сечения. Например, в некоторых вариантах осуществления катетерный узел 110 может иметь диаметр (D2) порядка 0,5 мм, тогда как наконечник 150 может иметь в значительной мере цилиндрическую форму и иметь диаметр (D1) порядка нескольких мм, например 12-18 мм. Соединительный кабель 195 включает в себя световоды, передающие свет от оптической муфты 50 широкополосного источника 20 света. В других вариантах осуществления отдельные зонды 100 могут быть соединены с обычным источником света, или как хирургический свет, так и освещающий свет могут быть направлены в общий световод.
В некоторых вариантах осуществления узел 110 может находиться в контакте с тканью, включающей целевую ткань для микрохирургической операции. Таким образом, узел 110 может быть покрыт материалами, предотвращающими инфицирование или загрязнение ткани. Кроме того, хирургические процедуры и протоколы могут устанавливать гигиенические стандарты для узла 110; все они полностью включены в настоящий документ в виде ссылки. Например, может быть желательно, чтобы узел 110 выполнялся как узел одноразового использования. В некоторых ситуациях узел 110 может быть выполнен как узел для одноразового использования на каждом пациенте или на отдельной части тела пациента.
Оболочка наконечника 150 может быть расположена ближе к ближнему концу зонда и может иметь большое сечение по сравнению с элементом 110. Элемент 150 может быть предназначен для ручного контроля эндозонда 100 в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. Элемент 150 может быть предназначен для роботизированного управления или для удерживания при помощи автоматизированного устройства или же устройства с удаленным управлением. В то время как узел 110 может находиться в контакте с живой тканью, элемент 150 может не быть в прямом контакте с живой тканью. Таким образом, даже если элемент 150 может быть совместимым со стандартами гигиены, они могут быть несколько ослаблены по сравнению с требованиями к узлу 110. Например, элемент 150 может включать части и компоненты эндозонда 100, которые можно многократно применять до ликвидации.
Так, некоторые варианты осуществления эндозонда 100, как показано в настоящем документе, могут включать в себя сложные компоненты в элементе 150, а узел 110 может включать в себя менее дорогие, заменяемые компоненты. Некоторые варианты осуществления могут содержать сменный, одноразовый элемент 110, тогда как наконечник 150 можно использовать более одного раза. Наконечник 150 может быть герметично изолирован во избежание загрязнения ткани частицами или дымом из внутренних элементов наконечника 150. В некоторых вариантах осуществления катетерный узел 110 может быть закреплен на наконечнике 150 при помощи адгезивного сцепления. В соответствии с другими вариантами осуществления узел 110 на наконечнике 150 может быть съемным для легкой замены эндозонда 100 при многократных операциях. Некоторые варианты осуществления, соответствующие Фиг.2, могут быть снабжены одноразовым элементом 150 и одноразовым узлом 110.
В некоторых вариантах осуществления способ ОКТ может включать формирование бокового изображения. Например, при формировании бокового изображения целевая ткань может быть параллельна плоскости, содержащей продольную ось зонда. В такой ситуации может быть желательно переместить пятно освещения по кольцевой траектории вокруг продольной оси зонда для создания изображения замкнутого контура целевой ткани. Такое положение может возникнуть в микрохирургии, включающей эндоваскулярные операции. Например, в коронарной ангиографии можно полностью просканировать внутреннюю стенку коронарной артерии по цилиндрическим сечениям вдоль просвета артерии с применением описанных здесь вариантов осуществления.
Фиг.3 - это схема, иллюстрирующая особенности катетерного узла 110 примерного эндозонда 100 в соответствии с конкретными вариантами осуществления настоящего изобретения. В описанном варианте осуществления катетерный узел 110 включает катетер 112, окружающий волокно 114 ОКТ. Катетер 112 может быть изготовлен из любого подходящего материала, такого как нержавеющая сталь, путем вставления в разрез во время хирургических операций. В катетере можно сформировать желобок или канал для установки освещающего волокна 116. Освещающее волокно 116 может иметь значительно меньший диаметр, чем волокно 114 ОКТ.
В описанном варианте осуществления катетерный узел 110 включает сканирующую оптику 118, расположенную у дальнего конца катетерного узла 110. Сканирующая оптика 118 включает оптические элементы, перемещаемые любым подходящим способом для сканирования оптическим пучком. Сканирующая оптика 118 может включать, например, градиентные (GRIN) линзы, применяемые для сканирования целевой области при помощи измеряющего пучка. Освещающее волокно 116 в катетере 112 проходит параллельно сканирующей оптике 118, так что освещение при измерениях пучком ОКТ в сканировании не участвует. Это позволяет успешно отделять освещение и хирургический свет, в результате чего их легко можно использовать в одном и том же зонде 100.
Фиг.4 - это блок-схема 200 последовательности операций, иллюстрирующая примерный способ генерирования света для освещения и хирургических целей при помощи обычного источника света. На этапе 202 генерируется широкополосный свет, включающий освещающий свет и хирургический свет. Как указано выше, в этом случае освещающий свет охватывает по меньшей мере большую часть видимого спектра, пригодную для освещения "белым светом" целевого хирургического участка. Хирургический свет представляет собой свет вне спектрального диапазона освещающего света, который также попадает на освещаемое хирургическое поле или вблизи от него. На этапе 204 широкополосный свет разделяется на освещающий свет и хирургический свет. На этапе 206 пучки освещающего света и хирургического света подвергаются обработке. Например, свет может быть профильтрован для устранения нежелательных длин волн, может быть повышена однородность пучка, или же иные свойства пучка могут быть надлежащим образом подстроены для обеспечения совместимости с конечным приложением.
Освещающий свет направляют в световод для освещающего света при помощи первой оптической муфты на этапе 208. Это может быть, например, оптоволокно малого диаметра, где освещающий свет направляется в оптоволокно с высокой числовой апертурой для обеспечения широкого углового распределения при испускании освещающего света. Хирургический свет направляется в хирургический модуль, контролирующий применение хирургического света для обработки тканей или их характеристики на этапе 210. На этапе 212 хирургический свет направляется в световод для хирургического света при помощи второй оптической муфты. На этапе 214 как световод для освещающего света, так и световод для хирургического света соединяют с хирургическим зондом. Затем можно расположить зонд около целевого хирургического участка для селективного применения в хирургической операции.
В некоторых вариантах осуществления изобретения длину волны хирургического света может выбирать пользователь, так что для различных приложений можно использовать различные длины волн. Например, хирург может использовать длины волн ОКТ для характеристики ткани, а затем переключиться на терапевтические длины волн для обработки ткани, а затем вернуться к длинам волн ОКТ для контроля успешного выполнения обработки. Вообще, в таких вариантах осуществления можно использовать любой способ применения или процедуру, согласующиеся с различными описанными здесь вариантами осуществления.
На Фиг.5 показан пример широкополосного лазерного источника 20 в форме источника 300 света суперконтинуума. Источник света суперконтинуума включает лазер 302 суперконтинуума, генерирующий широкополосную лазерную энергию путем подачи высокоэнергетических лазерных импульсов на дисперсионную, нелинейную среду, такую как фотонно-кристаллическое оптоволокно. Это эффективно расширяет спектральное распределение импульса. Лазер 302 суперконтинуума может также включать управляющую электронику и/или интерфейс системы управления 308, и мощность электронного пучка можно контролировать при помощи устройства 310 контроля мощности для сохранения качества широкополосного импульса. В приложениях, связанных с освещением, также может быть желательно еще больше растянуть импульсы во времени с использованием дисперсионной среды 304, который, в свою очередь, может быть частью световода 306, соединяемого с хирургическим зондом, таким как зонд 100. Можно также выполнить иную обработку пучка, такую как фильтрация нежелательных или опасных длин волн.
Пространственную когерентность пучка суперконтинуума может предпочтительно использоваться так, что световод 306 представляет собой наноразмерный световод 306 с диаметром (или другим наибольшим поперечным размером) менее 100 мкм. В особенности наноразмерный световод с высокой числовой апертурой, такой как волокно с большой разностью между показателем преломления центра и показателем преломления оболочки, можно использовать так, чтобы имело место широкое угловое распределение испускаемого света. Альтернатива заключается в придании формы вершины наноразмерному наконечнику для света, так чтобы он представлял собой сложный параболический концентратор для получения широкого углового распределения. Оптику 312 для контроля расширения пучка также можно использовать для расширения углового распределения испускаемого света. В то время как может быть сложно или невозможно обеспечить соответствующее угловое распределение от таких миниатюрных световодов в случае некогерентного белого света, когерентность лазера суперконтинуума обеспечивает как достаточное освещение (порядка 5-15 лм), так и достаточно широкое угловое распределение для освещения относительно широкого операционного поля.
Различные варианты осуществления настоящего изобретения обеспечивают освещение целевой хирургической области при помощи обычного источника света. Описанные выше варианты осуществления изобретения приведены только для примера. Специалист может представить себе различные варианты осуществления, отличные от описанных. Предполагается, что эти альтернативные варианты также содержатся в настоящем изобретении. Таким образом, изобретение ограничено только следующей формулой изобретения.
1. Источник света для хирургической системы, содержащий: широкополосный источник света, выполненный с возможностью формирования широкополосного света;
делитель длин волн, предназначенный для разделения широкополосного света на освещающий свет в спектральном диапазоне, охватывающем по меньшей мере большую часть видимого спектра, и хирургический свет в спектральном диапазоне вне спектрального диапазона освещающего света;
по меньшей мере один хирургический модуль, предназначенный для управления приложением хирургического света; и
освещающий и хирургический связывающие оптические элементы, причем освещающий связывающий оптический элемент сконфигурирован для оптического ввода освещающего света в световод освещающего света для передачи на освещающий зонд, а хирургический связывающий оптический элемент сконфигурирован для оптического ввода хирургического света в световод хирургического света для передачи на хирургический зонд.
2. Источник света по п. 1, в котором освещающий и хирургический зонды интегрированы в единую оболочку для наконечника.
3. Источник света по п. 2, в котором катетерный узел интегрированных освещающего и хирургического зондов имеет диаметр 0,5 мм или менее.
4. Источник света по п. 3, в котором катетерный узел включает в себя сканирующую оптику для сканирования пучком хирургического света вдоль целевого хирургического участка.
5. Источник света по п. 1, в котором освещающий и хирургический зонды снабжены отдельными оболочками для наконечника.
6. Источник света по п. 1, в котором широкополосный источник света представляет собой лазер суперконтинуума.
7. Источник света по п. 1, в котором хирургический свет имеет спектральный диапазон в инфракрасном диапазоне.
8. Источник света по п. 1, в котором хирургический зонд представляет собой зонд для оптической когерентной томографии (ОКТ).
9. Источник света по п. 1, в котором хирургический свет имеет спектральный диапазон в ультрафиолетовом диапазоне.
10. Источник света по п. 1, в котором спектральный диапазон хирургического света может выбраться из по меньшей мере двух различных спектральных диапазонов.
11. Источник света по п. 10, в котором по меньшей мере два различных спектральных диапазона представляют собой первый диапазон для оптической когерентной томографии и второй диапазон для хирургической обработки ткани.
12. Источник света по п. 1, в котором хирургический модуль представляет собой аппарат для оптической когерентной томографии (ОКТ).
13. Источник света по п. 12, в котором аппарат ОКТ включает в себя интерферометр для контроля спектрального диапазона.
