MX2011007642A - Endoiluminacion oftalmica utilizando luz generada por fibra. - Google Patents

Abstract

En un aspecto de la invención, un endoíluminador oftálmico incluye al menos una fuente de iluminación de bomba y una fibra escintiladora ópticamente acoplada a la fuente de iluminación de bomba. La fibra escintiladora recibe una salida de la fuente de iluminación de bomba y produce luz en un margen de longitud de onda diferente a la salida de la fuente de iluminación de bomba. Un elemento de acoplamiento óptico acopla la luz a una fibra óptica, la cual conduce la luz hacia el ojo.

Description

ENDOILUMINACIÓN OFTÁLMICA UTILIZANDO LUZ GENERADA POR FIBRA SOLICITUDES RELACIONADAS Esta solicitud reclama la prioridad a la solicitud provisional Estadounidense No. de Serie 61/146,173 presentada el 21 de enero de 2009, de la cual los contenidos se incorporan en la presente para referencia .

CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un iluminador para su uso en cirugía oftálmica y de forma más particular a un endoiluminador oftálmico para producir una luz adecuada para iluminar el interior de un ojo.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Anatómicamente, el ojo se divide en dos partes distintas - el segmento anterior y el segmento posterior. El segmento anterior incluye el cristalino y se extiende desde la capa exterior de la córnea (el endotelio de la córnea) hasta la parte posterior de la cápsula del cristalino. El segmento posterior incluye la porción del ojo que se encuentra detrás de la cápsula del cristalino.

El segmento posterior se extiende desde la cara hialoidea anterior hasta la retina, la cual se encuentra en contacto directo con la cara hialoidea posterior del cuerpo vitreo. El segmento posterior es mucho más grande que el segmento anterior.

El segmento posterior incluye el cuerpo vitreo -una sustancia clara, incolora y similar a gel . Forma aproximadamente dos tercios del volumen del ojo, dándole aspecto y forma antes del nacimiento. Se encuentra compuesta de 1% de colágeno e hialuronato de sodio y de 99% de agua. El limite anterior del cuerpo vitreo es la cara hialoidea anterior, la cual toca la cápsula posterior del cristalino, mientras que la cara hialoidea posterior forma su límite posterior, y está en contacto con la retina. El cuerpo vitreo no es de flujo libre como el humor acuoso y tiene sitios de unión anatómica normales. Uno de estos sitios es la base del vitreo, la cual -es una banda de 3-4 mm de ancho que yace sobre la ora serrata. La cabeza del nervio óptico, mácula lútea, y la galería vascular también son sitios de unión. Las principales funciones del cuerpo vitreo son mantener a la retina en su lugar, conservar la integridad y la forma del globo ocular, absorber el impacto debido al movimiento y brindar soporte al cristalino posteriormente. En contraste con el humor acuoso, el cuerpo vitreo no se remplaza continuamente. El cuerpo vitreo se vuelve más fluido con la edad en un proceso conocido como sinéresis. La sinéresis trae como resultado una contracción del cuerpo vitreo, la cual ejerce presión o tracción en sus sitios de unión normales. Si se aplica suficiente tracción, el cuerpo vitreo puede desprenderse de su unión retinal y producir un desgarre retiniano o un agujero.

Numerosos procesos quirúrgicos, llamados procedimientos vítreo-retinales , se llevan a cabo comúnmente en el segmento posterior del ojo. Los procedimientos vítreo-retinales son apropiados para tratar muchos padecimientos serios del segmento posterior. Los procedimientos vítreo-retínales tratan padecimientos tales como la degeneración macular relacionada con la edad (AMD) , retinopatía diabética y hemorragia vitrea diabética, agujero macular, desprendimiento de retina, membrana epiretinal, retinitis CMV y muchos otros padecimientos oftálmicos.

Un cirujano lleva a cabo procedimientos vítreo-retinales con un microscopio y lentes especiales diseñadas para proporcionar una imagen clara del segmento posterior. Se realizan varias incisiones muy pequeñas de apenas un milímetro de longitud aproximadamente en la porción plana de la esclerótica. El cirujano inserta instrumentos microquirúrgicos a través de las incisiones, tales como una fuente de iluminación de fibra óptica para iluminar el interior del ojo, una vía de infusión para mantener la forma del ojo durante la cirugía e instrumentos para cortar y remover el cuerpo vitreo.

Durante tales procedimientos quirúrgicos, la iluminación adecuada de la parte interna del ojo es importante. Normalmente, se inserta una fibra óptica delgada en el ojo para proporcionar iluminación. A menudo se utiliza una fuente de iluminación tal como una lámpara de haluro metálico, una lámpara de halógeno, una lámpara de xenón o una lámpara de vapor de mercurio para producir la luz transportada por la fibra óptica al interior del ojo. La luz pasa a través de diversos elementos ópticos (normalmente lentes, espejos y atenuadores) y se emite hacia la fibra óptica que transporta la luz al ojo. La calidad de esta luz depende de varios factores, incluyendo los tipos de elementos ópticos seleccionados .

COMPENDIO DE LA INVENCIÓN En un aspecto de la invención, un endoiluminador oftálmico incluye al menos una fuente de iluminación de bombeo y una fibra de centelleo ópticamente acoplada a la fuente de iluminación de bombeo. La fibra de centelleo recibe una salida de la fuente de iluminación de bombeo y produce luz en un margen de longitud de onda diferente a la salida de la fuente de iluminación de bombeo. Un elemento de acoplamiento óptico acopla la luz a una fibra óptica, la cual conduce la luz hacia un ojo.

En otro aspecto de la invención, un endoiluminador oftálmico comprende al menos una fuente de iluminación de bombeo y una pluralidad de fibras de centelleo ópticamente acopladas al menos a una fuente de iluminación de bombeo. Cada una de la pluralidad fibras de centelleo puede operarse para recibir una salida de al menos una fuente de iluminación de bombeo y para producir una pluralidad de salidas ópticas. Cada una de las salidas ópticas de las fibras fluorescentes se encuentra dentro de un margen de longitud de onda respectivo diferente de un margen de longitud de onda de al menos una fuente de bombeo. El endoiluminador oftálmico incluye además un elemento de combinación óptico que puede operarse para combinar la pluralidad de salidas ópticas para producir una salida óptica combinada, un elemento de acoplamiento óptico que puede operarse para recibir la salida óptica combinada y una fibra óptica acoplada ópticamente al elemento de acoplamiento óptico. La fibra óptica puede operarse para conducir la salida óptica combinada hacia un ojo. En aún otro aspecto de la invención, un método comprende generar una primera salida desde al menos una fuente de iluminación de bombeo y acoplar ópticamente la primera salida hasta por lo menos una fibra óptica para producir al menos una salida óptica que tenga una salida espectral diferente de aquella de la primera salida.

El método comprende además acoplar ópticamente al menos una salida óptica, a una fibra endoiluminadora oftálmica con un elemento de acoplamiento óptico; y conducir la salida óptica con la fibra endoiluminadora para iluminar una región interior de un ojo.

En todavía otro aspecto de la invención, un endoiluminado oftálmico comprende al menos una fuente de iluminación de bombeo y al menos una fibra fluorescente ópticamente acoplada a al menos una fuente de bombeo. Al menos una fibra fluorescente recibe una salida de al menos una fuente de bombeo . Las regiones de por lo menos una fibra son dopadas con colorantes orgánicos Rojo, Verde o Azul (RGB) . Al menos una fibra fluorescente puede operarse para producir salidas ópticas RGB desde la salida de al menos una fuente de bombeo. El endoiluminador oftálmico además comprende un elemento de combinación óptico operable para combinar la pluralidad de salidas ópticas y producir luz, un elemento de acoplamiento óptico operable para recibir la luz y una fibra óptica acoplada ópticamente al elemento de acoplamiento óptico. La fibra óptica puede operarse para conducir la luz hacia un ojo.

Otro aspecto, la invención proporciona un endoiluminador oftálmico que comprende al menos una fuente de iluminación de bombeo y una fibra de centelleo ópticamente acoplada a al menos una fuente de iluminación de bombeo. La fibra de centelleo comprende un dispositivo de centelleo en un extremo distante de la fibra de centelleo adaptado para colocarse dentro de un ojo. La fibra de centelleo transporta una salida óptica desde al menos una fuente de iluminación de bombeo al dispositivo de centelleo y el dispositivo de centelleo puede operarse para recibir la salida óptica y para producir luz en un margen de longitud de onda diferente a la salida óptica de al menos una fuente de iluminación de bombeo .

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Para una comprensión más completa de la presente invención y sus ventajas, se hace ahora referencia a la siguiente descripción tomada junto con los dibujos adjuntos en los que los números de referencia . indican características similares y en donde: La FIGURA 1 ilustra la anatomía del ojo en el cual puede colocarse un endoiluminador oftálmico de acuerdo con modalidades de la presente invención; La FIGURA 2 ilustra un endoiluminador oftálmico iluminando el interior del ojo de acuerdo con modalidades de la presente invención; La FIGURA 3 es un diagrama de bloque de un endoiluminador oftálmico de bombeo de LED que utiliza fibras de centelleo de acuerdo con modalidades de la presente invención; La FIGURA 4 es un diagrama de bloque de un endoiluminador oftálmico RGB que utiliza fibras fluorescentes dopado con colorantes rojo, verde y azul de acuerdo con modalidades de la presente invención; La FIGURA 5 es un diagrama de bloque de un endoiluminador oftálmico RGB que utiliza una fibra fluorescente que tiene diferentes regiones dopadas con colorantes rojo, verde y azul de acuerdo con modalidades de la presente invención; y La FIGURA 6 proporciona un diagrama de flujo lógico asociado con un método para iluminar las regiones vitreas interiores de un ojo utilizando un endoiluminador oftálmico de acuerdo con modalidades de la presente invención.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Las modalidades preferidas de la presente invención se ilustran en las Figuras, se utilizan números similares para referirse a partes correspondientes y similares de los diversos dibujos. Las modalidades de la presente invención proporcionan un endoiluminador oftálmico que incluye una o más fuentes de iluminación de bombeo, una fibra óptica, tal como la fibra de centelleo o la fibra fluorescente. La fibra óptica se acopla a las fuentes de iluminación de bombeo para recibir una salida de las fuentes de iluminación de bombeo y para producir una salida óptica, tal como luz blanca en ciertas modalidades de la fibra de centelleo con un fósforo blanco, ya sea en el núcleo o en el. revestimiento o salidas rojo-verde-azul (RGB) en el caso de ciertas modalidades que utilizan fibras fluorescentes teñidas. Un elemento de acoplamiento óptico acoplado a la fibra óptica recibe la salida óptica y brinda una salida óptica a la fibra endoiluminadora que conduce la luz a una región interior del ojo .

La FIGURA 1 ilustra la anatomía del ojo en el que puede colocarse el diseño mejorado de implante ocular proporcionado por la presente invención. El ojo 100 incluye la córnea 102, el iris 104, la pupila 106, el cristalino 108, la cápsula del cristalino 110, zónulas, el cuerpo ciliar 120, la esclerótica 112, el humor vitreo 114, la retina 116, la mácula y el nervio óptico 120. La córnea 102 es una estructura transparente, en forma de domo en la superficie del ojo que actúa como una ventana, que deja entrar la luz al ojo. El iris 104 es la parte de color del ojo, llamada iris, es un músculo que rodea la pupila que se relaja y se contrae para controlar la cantidad de luz que entra al ojo. La pupila 106 es la abertura central redonda del iris. El cristalino 108 es la estructura dentro del ojo que ayuda a enfocar la luz hacia la retina. La cápsula del cristalino 110 es una bolsa elástica que envuelve al cristalino, ayudando a controlar la forma del cristalino cuando el ojo enfoca objetos a diferentes distancias. Las zónulas son ligamentos delgados que unen la cápsula del cristalino al interior del ojo, manteniendo el cristalino en su lugar. El cuerpo ciliar es la zona muscular unida al cristalino que se contrae y se relaja para controlar el tamaño del cristalino para enfocar. La esclerótica 112 es la capa dura externa del ojo que mantiene la forma del ojo. El humor vitreo 114 es la sección grande y gelatinosa que se ubica hacia la parte posterior del globo ocular, y que ayuda a mantener la curvatura del ojo. La retina 116 es una capa nerviosa sensible a la luz en la parte posterior del ojo que recibe la luz y la convierte en señales para enviar al cerebro . La mácula es el área en la parte posterior del ojo que contiene los receptores para ver los detalles finos. El nervio óptico 118 conecta y transmite las señales desde el ojo hasta el cerebro.

El cuerpo ciliar 122 se encuentra justo detrás del iris 104. Unidas al cuerpo ciliar 122 se encuentran "hilos de guía" de fibras muy delgadas llamados zónulas 124. El cristalino 108 se encuentra suspendido dentro del ojo por las fibras de zónulas 124. Los nutrientes para el cuerpo ciliar 122 provienen de los vasos sanguíneos que también suministran al iris 104. Una función del cuerpo ciliar 122 es controlar la adaptación cambiando la forma del cristalino 108. Cuando el cuerpo ciliar 122 se contrae, las zónulas 124 se relajan. Esto permite al cristalino 108 engrosarse, incrementando la capacidad del ojo para enfocar de cerca. Al mirar un objeto distante, el cuerpo ciliar 122 se relaja, haciendo que las zónulas 124 se contraigan. El cristalino 108 entonces se vuelve más delgado, ajustando el enfoque del ojo para ver de lejos .

La FIGURA 2 es una vista en corte transversal de un endoiluminador oftálmico 160, el cual puede ser un endoiluminador de acuerdo con diversas modalidades de la presente invención, localizado en un ojo. La FIGURA 2 muestra la pieza de mano 164 con una sonda 162 en uso.

La sonda 162 se inserta en el ojo 100 a través de una incisión en la región de la porción plana. La sonda 162 ilumina el interior o región vitrea 114 del ojo 100. En esta configuración, la sonda 162 se puede utilizar para iluminar el interior o región vitrea 114 durante la cirugía vítreo-retinal .

Los endoiluminadores oftálmicos previamente se han basado en lámparas de halógeno-tungsteno o lámparas de arco de alta presión (haluros metálicos, Xe) . Las ventajas de las lámparas de arco son la pequeña área de emisión (<lmm) , temperatura de color cercana a la luz del día, y una vida más larga que en lámparas de halógeno - 400 horas vs . 50 horas. La desventaja de las lámparas de arco es el alto costo, la reducción en potencia, la complejidad de los sistemas y la necesidad de cambiar varias veces las lámparas durante la vida útil del sistema.

Los iluminadores de LED pueden proporcionar considerablemente menos costo y complejidad y un tiempo de vida característico de 50,000 a 100,000 horas de funcionamiento que puede permitir que el iluminador de fibra óptica opere durante toda la vida del instrumento con una caída muy pequeña en producción y sin necesidad de intercambiar LED. Un LED blanco común puede incluir un LED ultravioleta (UV) /violeta/azul que excita una cubierta de fósforo blanco que emite luz blanca. Debido al tamaño de la cubierta de fósforo requerida para producir cantidades significativas de luz blanca, los LED blancos convencionales son fuentes de iluminación extendidas por espacios con una apertura numérica (NA) alta que se compara con las fibras ópticas utilizadas en cirugía oftálmica. Por lo tanto, los LED blancos convencionales generalmente no son adecuados para acoplarse dentro de tales fibras ópticas. Los iluminadores de fibras trenzadas disponibles basados en LED blancos utilizan fibra unida a tope con el LED de fósforo. Sólo una pequeña fracción de la luz puede acoplarse en la apertura numérica baja y en la fibra óptica de pequeño diámetro. Por lo tanto, las fuentes de LED blancos trenzados disponibles ofrecen bajos niveles de luz. A diferencia de los iluminadores convencionales, diversas modalidades de la presente invención generan señales ópticas tales como (pero no limitadas a) luz blanca, señales ópticas RGB, señales ópticas amarillas y azules, y señales ópticas turquesas y rojas, etc., desde la salida de una fuente de bombeo directamente dentro de la fibra óptica. Por ejemplo, existe la posibilidad de utilizar láser verde de 532nm como fuente de bombeo y colorante amarillo para convertir la señal óptica de 532nm en luz amarilla al final del iluminador de fibra. En lugar de iluminar una gran área de fósforo con un LED UV/violeta/azul para producir luz, como lo hacen los LED blancos convencionales, y luego apenas poder captar la luz de tal NA alto, la fuente de luz extendida en una fibra, diversas modalidades de la presente invención iluminan la fibra luminiscente (núcleo o revestimiento) con luz UV/violeta/azul . Los LED UV/ultravioleta o LED monocromáticos similares pueden ser hechos normalmente con mucho menos NA y con una mayor intensidad que los LED blancos, y pueden formarse en bandas u otras formas convenientes para que se puedan acoplar más fácilmente a las fibras ópticas que se utilizan en cirugía oftálmica. Aunque la luminiscencia se producirá en todas direcciones, una porción significativa de la luz blanca re-emitida caerá en la NA de la fibra y quedará atrapada dentro de la fibra. Esto puede concentrar la luz resultante de tal manera que el extremo final de la fibra iluminadora proporcione un nivel mucho más alto de iluminación por área que cuando un LED blanco convencional se acopla a la fibra. Para aumentar la probabilidad de absorción de la luz UV/violeta/azul , el sistema puede colocarse dentro de una cavidad reflectora, una esfera de integración o un tubo de luz. Cualquiera de estos procedimientos podría aumentar considerablemente el número de pasos de rayos UV y aumentar la eficiencia de bombeo .

Los términos "fibra de centelleo" y "dispositivo de centelleo" se utilizan aquí para referirse a cualquier estructura formada de un material capaz de convertir radiación de bombeo en otro margen del espectro electromagnético, que incluye pero no se limita a la conversión de rayos de partículas de alta energía, rayos x y UV en fotones de menor energía. Se puede emplear cualquier tipo adecuado de centelleo para la producción de iluminación de acuerdo con diversas modalidades de la presente invención. La eficiencia de conversión es un beneficio significativo de modalidades particulares de la presente invención, y el proceso de luminiscencia utilizado para la conversión podría basarse ya sea en la emisión lenta (fosforescencia) o en la emisión rápida (fluorescencia) , dependiendo de qué materiales se utilicen. Cuando en lo subsecuente se haga una descripción respecto a tipos particulares de fibras o dispositivos de centelleo, por ejemplo, fibras fluorescentes, debe entenderse que cualquier tipo adecuado de fibra o dispositivo de centelleo puede utilizarse en su lugar. Las modalidades de la presente invención utilizan una fibra de centelleo con un núcleo o revestimiento luminiscente y una fuente de iluminación de bombeo, tal como una fuente de luz ultravioleta o Azul, junto con un sistema opcional de reflexión para permitir la reflexión múltiple de radiación de bombeo. Dicha fibra de centelleo puede utilizarse, por ejemplo, para convertir iluminación de luz UV/violeta/azul de una fuente de iluminación de bombeo en luz de banda ancha o blanca a través de luminiscencia. Parte de la luz blanca re-emitida se propaga a través de la fibra de centelleo y puede acoplarse a la fibra óptica regular o llevada a un dispositivo de iluminación directamente. Tal fibra de centelleo también puede colocarse en una esfera de integración reflectora de UV o tubo de luz para el bombeo. También se puede recurrir a diversos esquemas de bombeo de láser para ejemplos de técnicas similares para la generación de luz, con la diferencia significativa de que la salida de la fibra de centelleo no necesariamente tiene que ser coherente .

Las modalidades de la presente invención pueden utilizar una o más fuentes de iluminación de bombeo, tal como LED. Como se sabe por alguien de experiencia en la técnica, existen muchos tipos de LED con distintas tasas de potencia y salidas de luz que pueden seleccionarse como fuente de bombeo 302. De forma alternativa, se podrían utilizar otras fuentes de luz de bombeo, tales como láser.

Aunque se describen modalidades particulares en la presente que hacen uso de LED como fuentes de bombeo, será evidente para alguien con experiencia en la técnica que podrían utilizarse otras fuentes de iluminación de bombeo adecuadas en lugar de LED.

En un ejemplo, como se discutirá con referencia a la FIGURA 3, la salida de un bombeo simple de LED se dirige hacia una fibra de centelleo, que tiene un revestimiento de dopado o núcleo (Por ejemplo, con fósforo blanco) . Puesto que la luz de una onda de longitud particular generada por el luminiscente dopante se generará en ambas direcciones a lo largo de la fibra, el extremo cercano/bombeo de la fibra puede cubrirse con un espejo para reflejar toda la luz en la misma dirección de salida pero pasando la longitud de onda del bombeo . Tanto el LED de bombeo como la fibra de centelleo se colocan en este ejemplo dentro de los tubos de luz que permiten múltiples pasos de la luz de bombeo para que los absorba la fibra de centelleo. El extremo distante del tubo de luz se cubre con el espejo para evitar las pérdidas de bombeo UV. La salida de la fibra de centelleo puede acoplarse fácilmente a una endoiluminador oftálmico estándar a través de la lente esférica u otros ópticos.

La FIGURA 3 es un diagrama en corte transversal de un endoiluminador 300 oftálmico de bombeo simple de LED, de acuerdo con las modalidades de la presente invención. El endoiluminador 300. oftálmico incluye una fuente de bombeo de LED 302 , espejos 308 y 316 , un tubo 306 de luz, fibra 204 óptica, un acoplador 310 óptico y una fibra 312 de endoiluminador oftálmico. Como se muestra en la FIGURA. 3 la salida 318 del bombeo simple de LED 302 se dirige a la fibra 304 de centelleo.

La fibra 304 de centelleo puede tener una base o un revestimiento dopado con por ejemplo un material de revestimiento 314 de fósforo blanco. Cuando se utiliza material de revestimiento de fósforo blanco, la luz blanca se generará en todas direcciones a lo largo de la fibra 304 . Como tal, el extremo cercano o de bombeo de la fibra 304 de centelleo puede cubrirse con una superficie 316 de espejo o reflejante que puede operarse para reflejar toda la luz en una dirección de salida común al mismo tiempo sigue pasando la salida del LED 308 de bombeo emitida desde la fuente de bombeo 302 .

El LED 302 de bombeo y la fibra 304 de centelleo puede colocarse dentro de un tubo 306 de luz lo que permite múltiples pasos de luz 318 de bombeo, la cual se absorbe por la fibra 304 de centelleo. La fibra 304 de centelleo se acopla ópticamente a una fibra 312 de endoiluminador oftálmico a través de un lente esférico 310 u otro sistema óptico adecuado. El diámetro del núcleo y la apertura numérica de la fibra 304 de centelleo pueden elegirse de tal forma que sean igual o menor que los de la fibra 312 óptica, lo que facilita el acoplamiento óptico de la fibra 304 de centelleo con la fibra 312 óptica y mejora de la eficiencia del acoplamiento óptico entre las dos fibras de 304 y 312. La señal 322 óptica resultante se dirige a través del conector 310 y de la fibra 312 óptica hacia la sonda 162, donde ilumina el interior del ojo 100.

Por lo general, la retina se encuentra protegida de la luz ultravioleta por el cristalino natural del ojo, el cual filtra la luz que entra al ojo. Aunque la luz de un endoiluminador óptico entra al ojo sin ser filtrado por el cristalino (es decir de forma afáquica) , es conveniente de este modo que el endoiluminador 300 incluya filtros para reducir la cantidad de luz emitida en longitudes de onda que puedan ser perjudiciales para el tejido óptico. Proporcionar una luz dentro del margen adecuado de la longitud de onda de la luz visible al mismo tiempo que se filtran las longitudes de onda cortas y largas dañinas, puede reducir en gran medida el riesgo de dañar la retina con riesgos afáquicos, incluyendo daño retinal y daño por calentamiento infrarrojo, y riesgos de toxicidad ligera similares. Normalmente, es preferible una luz en un intervalo de aproximadamente 430 a 700 nanómetros para reducir los riesgos de estos peligros. Con este fin, pueden incluirse los espejos 308 y 316 para permitir que se emita la luz de una longitud de onda adecuada dentro ojo. El espejo 316 puede ser, por ejemplo, un reflector dicroico que refleje la luz de longitudes de onda visibles y sólo transmita luz infrarroja y ultravioleta para conservar la intensidad de la luz en el espectro de longitudes de onda visibles, mientras reduce la intensidad relativa en el espectro infrarrojo y ultravioleta. El espejo 308, podrá reflejar de forma similar la luz de longitud de onda infrarroja y la luz ultravioleta de onda corta, mientras transmite de luz visible, de modo que la luz emitida por el endoiluminador 300 al ojo esta casi en su totalidad dentro del margen de longitudes de onda visibles. Otros filtros y/o divisores de haz dicroicos pueden emplearse también para producir una luz en este margen de longitud de onda adecuada. La pieza de mano 324 del endoiluminador que maneja el cirujano oftálmico incluye un acoplador 310 óptico, una fibra 312 óptica, una carcasa 326 y una sonda 328. El acoplador 310 óptico está diseñado para conectar la fibra 312 óptica a una consola principal (no mostrada) que contiene la fibra 304 de centelleo. El acoplador 310 óptico alinea correctamente la fibra 312 óptica con la salida de la fibra 304 de centelleo que va a transmitirse al ojo. La fibra 312 óptica es normalmente una fibra de diámetro pequeño que puede o no ser ahusada. La carcasa 326 la sostiene el cirujano y le permite la manipulación de la sonda 328 en el ojo. La sonda 328 se inserta en el ojo y porta la fibra 312 óptica la cual termina en el extremo de la sonda 328. La sonda 328 de este modo proporciona iluminación desde la fibra 312 óptica en el ojo. Las modalidades de la presente invención también pueden emplear una o más fibras de centelleo que se han dopado con tintes orgánicos rojo, verde y azul (RGB) . Normalmente es más fácil dopar una fibra con estos tintes que con una serie de materiales con un espectro de emisión más amplio, tal como fósforo blanco. De este modo, puede ser más fácil producir las fibras de centelleo que utilizan tales colorantes RGB. Por ejemplo, tres bobinas de tales fibras RGB colocadas en una esfera de integración e iluminadas con los LED UV crearán una salida de RGB fuerte, un fenómeno utilizado en los LED orgánicos (los OLED) para producir la iluminación de varios colores de manera eficiente. Entonces las salidas RGB individuales se pueden combinar en una sola fibra. Esto se puede hacer en una multitud de formas tales como, pero sin limitarse a un prisma RGB X, un prisma de dispersión, o una rejilla de difracción.

La FIGURA 4 muestra una fuente 400 de luz RGB para su uso con un endoiluminador oftálmico que utiliza fibras fluorescentes dopado con tintes rojo, verde y azul, de acuerdo con las modalidades de la presente invención. La fuente de luz 400 del endoiluminador oftálmico incluye una fuente 402 de bombeo, fibras 404, 406 y 408, fluorescentes RGB, espejos 410 y 412, un núcleo o revestimiento 414 de fósforo en las fibras fluorescentes, un tubo 416 de luz, el elemento 418 de acoplador óptico, y oftálmica 420 que tiene una fibra óptica 422. La fuente 402 de bombeo genera luz 430 UV o azul que se pasa a fibras 404, 406 y 408 fluorescentes. Las fibras 404, 406 y 408 individuales crean un salida óptica RG y B, respectivamente. En el combinador 424 las salidas RGB óptica de fibras 404, 406 y 408 ópticas se combinan de tal manera que las salidas ópticas se proporcionan a una fibra 426 óptica combinada.

Colocando bobinas de tales fibras RGB dentro de una esfera integradora y que ilumina las fibras con los LED UV, creará una salida RGB fuerte. Entonces se combina la salida RGB en una sola fibra. Esto puede realizarse en diversas formas - tales como con un lente esférico, un prisma RGB X, un prisma de dispersión o una rejilla de defracción. Alternativamente, como se discutirá con referencia a la FIGURA 5 se pueden tener tres (o más) regiones consecutivas a lo largo de la fibra dopadas con 3 (o más) colorantes. La auto-absorción de emisiones RGB por otro tinte de color, puede limitarse si los dopantes se encuentran en el orden de rojo, verde y luego azul cuando se mueven hacia la salida de iluminación. La fibra 426 óptica combinada deja pasar la salida de luz RGB o blanca a la fibra 312 del endoiluminador oftálmico acoplando de manera óptica la salida 428 de la fibra 426 óptica combinada que utiliza la fibra 422 del endoiluminador oftálmico utilizando un elemento de acoplamiento óptico tal como un lente 418 esférico.

Aunque se describe el uso de fibras dopadas con colorantes para producir un color, las fibras dopadas con colorante pueden reemplazarse también con fibras capilares impregnadas son soluciones colorantes . De forma más general , los colores se pueden producir de cualquier forma adecuada, tal como mediante producción de centros F u otros defectos cristalinos, puntos cuánticos de tamaño variable, o nanoporos, que utilizan cualquier técnica adecuada, incluyendo, pero no limitado a, la irradiación de gama, el grabado químico selectivo o la nanodeposición. Se entenderá por alguien con experiencia en la técnica que estos métodos alternativos pueden sustituirse en las diversas modalidades de la invención descritas en la presente.

La FIGURA 5 representa otra fuente 500 de iluminación RGB para utilizarse con un endoiluminador oftálmico que utiliza una fibra fluorescente simple dopada con colorantes rojo, verde y azul en diferentes regiones 532, 534 y 536, de acuerdo con las modalidades de la presente invención. La fuente de iluminación 500 del endoiluminador oftálmico incluye una fuente 502 de iluminación de bombeo, fibras 504 fluorescentes RGB, espejos 510 y 512, un núcleo o revestimiento 514 de fósforo en las fibras fluorescentes, un tubo de luz 516, y el elemento 518 de acoplamiento óptico. La fuente 502 de iluminación de bombeo genera la luz 530 ultravioleta o azul, que se pasa a las fibras 504 fluorescentes. La fibra 504 crea una salida óptica RGB que pasa hacia la fibra 312 del endoiluminador oftálmico acoplando de manera óptica la salida 528 de la fibra óptica hacia la fibra 312 del endoiluminador oftálmico que utiliza un acoplador óptico, tal como el lente 518 esférico.

En la FIGURA 5, se utiliza una fibra 504 óptica que tiene tres o más regiones 532, 534 y 536 consecutivas que se encuentran dopadas con tres o más colorantes , respectivamente. La auto-absorción de emisiones RGB por otro tinte de color, puede limitarse si los dopantes se encuentran en el orden de rojo, verde y luego azul cuando se mueven hacia la salida 506 de iluminación. Las fibras dopadas con colorantes también pueden reemplazarse con fibras capilares llenas con soluciones colorantes.

Otra modalidad, la cual puede usarse en la configuración descrita en la FIGURA 2, puede transportar toda la luz UV hasta el extremo distante de la fibra sin convertirla en luz visible. Se terminará entonces el extremo distante de la fibra con un dispositivo de centelleo - una sección de la fibra dopada con fósforo, una cubierta fluorescente o de fósforo. Por lo tanto, sólo la radiación UV/Violeta/azul se acoplará a la fibra, mientras que la conversión real de los fotones de alta energía en fotones de luz visible se producirá en la punta del iluminador de la fibra. El acoplamiento de la luz UV a la fibra puede ser más fácil, debido a que el tamaño de la fuente - una banda de LED - es mucho más pequeña (por lo general cientos de mieras) que una cubierta de fósforo de un LED. blanco (normalmente 1-3 mm) . Debido a que la luz UV puede transmitirse al ojo en tal modalidad, también puede ser conveniente incluir un filtro óptico, tal como los que rodean al cuerpo de la fibra de centelleo, con el fin de evitar que la luz UV alcance el tejido óptico.

La FIGURA 6 proporciona un diagrama 600 de flujo lógico asociado con un método de iluminación del interior de las regiones vitreas de un ojo que utiliza un endoiluminador oftálmico de acuerdo con las modalidades de la presente invención. La operación 600 comienza con un bloque 602 donde se genera una primera salida desde una o más fuentes de bombeo. En ciertas modalidades, la fuente de bombeo puede ser una fuente de luz ultravioleta (UV) o azul. Varios esquemas de bombeo pueden utilizarse para generar luz. Estos sistemas de bombeo pueden ser similares a los utilizados para el bombeo de cavidades láser, con la diferencia de que la salida no necesariamente tiene que ser coherente. La salida se recibe mediante una fibra de centelleo en el bloque 604. La fibra de centelleo producirá una o más salidas ópticas en el bloque 606. Un núcleo o revestimiento luminiscentes de la fibra de centelleo permitirá a las fuentes de bombeo hacer que la fibra óptica dopada se revista o tenga un núcleo dopado con un material tal como el fósforo blanco para generar una luz blanca en todas las direcciones a lo largo de la fibra. La salida óptica de la fibra de centelleo se acopla de manera óptica a una fibra del endoiluminador oftálmico utilizando un elemento de acoplamiento en el bloque 608. Esto permite que la fibra óptica de la endoiluminador oftálmica conduzca la luz blanca u otras longitudes de onda generadas dentro de la fibra de centelleo para iluminar las regiones del interior de un ojo en el bloque 610. Como se establece en lo anterior la fuente de bombeo puede proporcionar una salida a una o más fibras de centelleo. Estas fibras pueden estar dopadas con colorantes orgánicos rojo, verde o azul. Esto permite que la fibra produzca una salida óptica RGB. La fuente de bombeo y las fibras de centelleo pueden colocarse dentro de un tubo de luz con espejos en ambos extremos de los reflectores para permitir las reflexiones múltiples y el bombeo de la radiación producida por las fuentes de bombeo. En otras modalidades la fibra de centelleo puede colocarse en una esfera de integración que refleje UV o un tipo de luz para bombeo adicional. Los espejos de superficie reflejante en el extremo distante de las fibras de centelleo reflejan la luz dentro de las fibras de centelleo para producir luz en una dirección de salida común mientras pasan por la salida de la fuente de bombeo a la fibra revestida o núcleo dopado. En el bloque 606, la salida de la fibra de centelleo está dirigida a una fibra de endoiluminador oftálmico y puede implicar la combinación de la salida óptica de múltiples fibras fluorescentes. En tal caso, un elemento de combinación óptico, tal como un lente esférico, un prisma X, un prisma de dispersión o una rejilla de difracción puede utilizarse para combinar estas señales ópticas en una sola señal óptica ópticamente acoplada a la fibra óptica del endoiluminador oftálmico. El diámetro del núcleo y la apertura numérica de la fibra en los cuales las salidas combinadas de una o más fibras de centelleo se proporciona que sea igual a o menor que la de la fibra de endoiluminador oftálmico.

En resumen, las modalidades proporcionan un endoiluminador oftálmico. A partir de lo anterior, puede apreciarse que la presente invención proporciona un sistema mejorado para iluminar el interior del ojo. El endoiluminador oftálmico incluye uno o más bombeos de diodos emisores de luz (LED) , una fibra óptica, tal como la fibra de centelleo o fibra fluorescente. La de fibra óptica se acopla a los LED de bombeo para recibir una salida de los LED y producir una salida óptica tal como luz blanca en el caso de la fibra de centelleo que tiene un núcleo o de revestimiento de fósforo o salidas RGB en el caso de las fibras fluorescentes. Un elemento de acoplamiento óptico acoplado a la fibra óptica recibe la salida óptica y proporciona una salida óptica a una fibra endoiluminadora que conduce la luz a una región interior del ojo.

Niveles muy altos de energía de luz blanca, se acopla de forma automática a la fibra, pueden generarse mediante la técnica de fibra de centelleo proporcionada por las modalidades de la presente invención. Por ejemplo, lm de la fibra de centelleo iluminada con 10 LED UV, podría producir 10 lúmenes de luz blanca. Debido a que el material de fibra sólo absorbe la radiación UV y transmite la luz blanca con una pérdida sustancial, nada impide el uso de segmentos de fibra larga (por ejemplo, fibra de lkm de largo) , obteniendo potencialmente de éste modo (por ejemplo lOOOx) más luz blanca ya acoplada a la fibra. Para reducir el número de los LED de bombeo necesarios y la longitud de la fibra de centelleo requerida, la fibra puede enrollarse, insertarse en una cavidad reflectora, una esfera integradora o un tubo de luz. Los LED de bombeo, pueden colocarse entonces a fin de acoplar de forma eficiente su salida hacia la fibra de centelleo. También, similar al caso del bombeo láser, la cantidad de dopante utilizada en modalidades particulares de la presente invención, también pueden ajustarse adecuadamente para generar más luz. Para bombear de forma longitudinal la fibra de centelleo con un láser uv, por ejemplo, se puede usar una concentración más baja de dopante con el láser UV que se acopla a la fibra de centelleo .

La presente invención se ilustra en la presente como ejemplo, y diversas modificaciones pueden realizarse por una persona de experiencia ordinaria en la técnica. Aunque la presente invención se describe en detalle, debe entenderse que pueden hacerse diversos cambios, sustituciones y alteraciones a la misma, sin apartarse del alcance de la invención como se reivindica.

Claims (30)

REIVINDICACIONES

1. Un endoiluminador oftálmico que comprende: al menos una fuente de iluminación de bombeo; una fibra de centelleo ópticamente acoplada a a al menos una fuente de luz de bombeo, la fibra de centelleo puede operarse para recibir una salida de por lo menos una fuente de iluminación de bombeo y producir luz en un margen de longitud de onda diferente al de la salida de la fuente de por lo menos una fuente de iluminación de bombeo; un elemento de acoplamiento óptico, ópticamente acoplado a la fibra de centelleo, el elemento de acoplamiento óptico puede operarse para recibir la luz desde la fibra de centelleo; y una fibra óptica acoplada de forma óptica al elemento de acoplamiento óptico, la fibra óptica puede operarse para conducir la luz al ojo.

2. El endoiluminador oftálmico de la reivindicación 1, en done un tubo de luz aloja tanto a por lo menos una fuente de iluminación de bombeo como a la fibra de centelleo.

3. El endoiluminador oftálmico de la reivindicación 1, que además comprende un espejo en un extremo distante de la fibra de centelleo, el espejo puede operarse para reflejar la luz en al menos parte del margen de longitud de onda diferente y deja pasar la salida de al menos una fuente de iluminación de bombeo.

. El endoiluminador oftálmico de la reivindicación 1, en donde la fibra de centelleo comprende un núcleo o revestimiento luminiscente, el núcleo o revestimiento luminiscente puede operarse para producir la luz un el margen de longitud de onda diferente.

5. El endoiluminador oftálmico de la reivindicación 4, en donde el núcleo o revestimiento luminiscente comprende fósforo blanco.

6. El endoiluminador oftálmico de la reivindicación 1, en donde el elemento de acoplamiento óptico comprende un lente esférico.

7. El endoiluminador oftálmico de la reivindicación 1, en donde el diámetro del núcleo y la apertura numérica de la fibra de centelleo son iguales o menores que los de la fibra óptica.

8. El endoiluminador oftálmico de la reivindicación 1 , en donde la fuente de luz de bombeo comprende un LED de luz UV o azul .

9. Un endoiluminador oftálmico que comprende: al menos una fuente de iluminación de bombeo; una pluralidad de fibras de centelleo ópticamente acopladas a por lo menos una fuente de iluminación de bombeo, cada una de la pluralidad de las fibras de centelleo pueden operarse para recibir una salida de por lo menos una fuente iluminación de bombeo y para producir una pluralidad de salidas ópticas, cada una de las salidas ópticas de las fibras de centelleo en un margen de longitud de onda respectivo diferente de un margen de longitud de onda de onda de al menos una fuente de bombeo un elemento de combinación óptica que puede operarse para combinar la pluralidad de salidas ópticas con el fin de producir una salida óptica combinada; un elemento de acoplamiento óptico que puede operarsé para recibir la salida óptica combinada; y una fibra óptica acoplada ópticamente al elemento de acoplamiento óptico, la fibra óptica puede operarse para conducir la salida óptica combinada hacia un ojo.

10. El endoiluminador oftálmico de la reivindicación 1, en donde un tubo de luz alberga tanto a por lo menos una fuente de iluminación de bombeo y la pluralidad de las fibras de centelleo.

11. El endoiluminador oftálmico de la reivindicación 1, que además comprende un espejo en un extremo distante de la pluralidad de fibras de centelleo, el espejo puede operarse para reflejar la luz y dejar pasar la salida de por lo menos una fuente de iluminación de bombeo.

12. El endoiluminador oftálmico de la reivindicación 1, en donde el elemento de combinación óptico comprende al menos un elemento ópticamente. combinado seleccionado del grupo que consiste de; un prisma X, un prisma de dispersión; y una rejilla de difracción.

13. El endoiluminador oftálmico de la reivindicación 4, en donde la pluralidad de fibras fluorescentes comprende fibras fluorescentes dopadas con colorantes orgánicos Rojo, Verde y Azul (RGB) , la pluralidad de fibras fluorescentes puede operarse para producir salidas ópticas RGB.

14. El endoiluminador oftálmico de la reivindicación 1, en donde el elemento de acoplamiento óptico comprende un lente esférico.

15. El endoiluminador oftálmico de la reivindicación 1, en donde el diámetro del núcleo y la apertura numérica de la fibra de centelleo son iguales o menores que los de la fibra óptica.

16. El endoiluminador oftálmico de la reivindicación 1, en donde la fuente de bombeo comprende una fuente de iluminación de bombeo UV o azul.

17. Un método que comprende : generar una primera salida de por lo menos una fuente de iluminación de bombeo; acoplar ópticamente la primera salida a por lo menos una fibra óptica para producir al menos una salida óptica que tiene una salida espectral diferente a la de la primera salida, acoplar ópticamente por lo menos una salida óptica de una fibra del endoiluminador oftálmico con un elemento de acoplamiento óptico; y conducir la salida óptica de la fibra del endoiluminador oftálmico para iluminar una región interior de un ojo.

18. El método de la reivindicación 17, en donde por lo menos un fibra óptica comprende una fibra fluorescente.

19. El método de la reivindicación 17, en donde por lo menos una fibra fluorescente dopada con al menos dos diferentes tintes orgánicos, los tintes orgánicos operables para producir salidas ópticas de diferentes longitudes de onda de tal manera que las salidas ópticas producen luz blanca cuando se combinan.

20. El método de la reivindicación 17, que además comprende alojar por lo menos una fuente de bombeo y la por lo menos una fibra óptica dentro de tubo de luz .

21. El método de la reivindicación 17, que además comprende: refleja la luz dentro de por lo menos una fibra óptica para producir luz en una misma dirección de salida; y pasar la salida de por lo menos una fuente de bombeo a por lo menos una fibra óptica.

22. El método de la reivindicación 17, en donde el elemento de acoplamiento óptico comprende al menos un elemento de combinación óptico seleccionado del grupo que consiste en: una lente esférica, un prisma X, un prisma de dispersión y una rejilla de difracción.

23. El método de la reivindicación 17, en donde el diámetro del núcleo y la apertura numérica de por lo menos una fibra óptica son iguales o menores que los de la fibra del endoiluminador oftálmico.

24. El método de la reivindicación 17, en donde la fuente de bombeo comprende una fuente de iluminación de bombeo UV o azul .

25. Un endoiluminador oftálmico que comprende: al menos una fuente de iluminación de bombeo; al lo menos una fibra óptica fluorescente ópticamente acoplada a por lo menos una fuente de bombeo, en donde: al menos una fibra fluorescente recibe una salida de por lo menos una fuente de bombeo; las regiones de por lo menos una fibra fluorescente se encuentran dopadas con tintes orgánicos Rojo, Verde o Azul (RGB) , al menos una fibra fluorescente puede operarse para producir salidas ópticas RGB de la salida de por lo menos una fuente de bombeo; un elemento de combinación óptico que puede operarse para combinar la pluralidad de salidas ópticas y producir luz; un elemento de acoplamiento óptico que puede operarse para recibir la luz; y una fibra óptica ópticamente acoplada con el elemento de acoplamiento óptico, la fibra óptica puede operarse para conducir la luz hacia un ojo.

26. Un endoiluminador oftálmico que comprende: al menos una fuente de iluminación de bombeo; una fibra de centelleo ópticamente acoplada a por lo menos una fuente de iluminación de bombeo, la fibra de centelleo comprende un dispositivo de centelleo en un extremo distante de la fibra de centelleo adaptado para la colocación dentro del ojo, en donde: la fibra de centelleo transporta a una salida óptica de por lo menos una fuente de iluminación de bombeo al dispositivo de centelleo; y el dispositivo de centelleo puede operarse para recibir la salida óptica y para producir luz en un margen de longitud de onda diferente a la salida óptica de por la menos una fuente de iluminación de bombeo.

27. El endoiluminador oftálmico de la reivindicación 26, en donde la fuente de luz de bombeo comprende un LED de luz UV o azul .

28. El endoiluminador oftálmico de la reivindicación 26, que además comprende un filtro óptico colocado alrededor de la fibra de centelleo y configurado para filtrar la luz en el margen de longitud de onda de la salida óptica de por lo menos una fuente de iluminación de bombeo .

29. El endoiluminador oftálmico de la reivindicación 26, en donde el dispositivo de centelleo comprende un material fluorescente.

30. El endoiluminador oftálmico de la reivindicación 26, en donde el dispositivo de centelleo comprende un material fosforescente.