ITRM20090071A1

ITRM20090071A1 - SLOT LAMP WITH LASER OUTPUT

Info

Publication number: ITRM20090071A1
Application number: IT000071A
Authority: IT
Inventors: Franco Giannozzi
Original assignee: Strumenti Oftalmici C S O S R L Costruzioni
Priority date: 2009-02-17
Filing date: 2009-02-17
Publication date: 2010-08-18

Description

LAMPADA A FESSURA CON USCITA LASER SLIT LAMP WITH LASER OUTPUT

DESCRIZIONE DESCRIPTION

La presente invenzione riguarda il settore delle apparecchiature da oftalmologia per applicazioni terapeutiche e diagnostiche di varie tipologie dell'occhio. The present invention relates to the field of ophthalmology equipment for therapeutic and diagnostic applications of various types of the eye.

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. Among the known apparatuses, slit lamps integrated with a laser output, used in particular for treatments of the retina, the cornea, the crystalline have a wide application.

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. Such a lamp generally comprises a microscope for viewing by the medical operator, an illumination system and a laser applicator with a pointing system. On the other hand, various models and construction concepts are available on the market, with the laser system which sometimes provides for the use of an external source and accessory to the lamp, or is integrated into the microscope or illumination unit. If we examine the various configurations we realize that most of these do not help the medical operator in a completely satisfactory way to have a constant vision of the area to be operated on, especially when using additional lenses for the background view of the eye.

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. The operator, using the microscope for viewing, needs to be able to move the laser beam with small movements, without losing control of its position, and therefore the lighting must perfectly follow the same aim as the laser. If in order to minimize the lights reflected by the eye's optical system, the operator must narrow the lighting to obtain a thin beam of light, this must perfectly follow the movement of the laser projection in order not to lose the frame. In the case of a laser attached to the microscope, internal or external to it, the lighting is projected and managed independently of the laser. This means that, in some working conditions, the laser projection can leave the illumination field causing you to lose control of the operation.

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. The configuration with the laser inserted in the lighting unit and combined with it is more effective. In this case, however, the fact that there is a laser bending mirror (to deflect the radiation towards the eye) separate from the illumination mirror means that, albeit to a lesser extent, the same problem occurs as in the previous configuration.

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. It was therefore proposed (see for example the optical configuration adopted in the apparatus referred to in US patent US6872202) to use a single folding mirror for lighting and for the laser. However, in this way there is the drawback of having to use a beam splitter for mixing the laser-light projection beams. The presence of the beam splitter involves a considerable loss of power on both channels, to compensate for which the input powers must be considerably increased.

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. The purpose of the invention is to overcome the problems set out above by providing a slit lamp with laser output which, through an innovative optical configuration, allows the medical operator to follow the laser perfectly and reliably even with subtle illumination. slit shape, thanks to the use of a single projection mirror for the two mutually associated laser and lighting channels, simultaneously having one or more independent laser channels that converge in the same focus point without losing power from the original source.

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. This object is achieved by the slit lamp with laser output according to the present invention, the essential characteristics of which are defined by the first of the appended claims.

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: The characteristics and advantages of the slit lamp with laser output according to the present invention will become clearer from the following description of an embodiment thereof, given by way of non-limiting example, with reference to the attached drawings in which:

- la figura 1 mostra uno schema rappresentativo della configurazione ottica della lampada secondo l'invenzione; - figure 1 shows a representative diagram of the optical configuration of the lamp according to the invention;

- 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; Figure 2 is a schematic front view, with representation of the laser projection and illumination beams, of a projection lens of the lamp according to the invention;

- la figura 3 è uno schema analogo a quello di figura 1, relativo ad una variante realizzativa della lampada secondo l'invenzione; e - figure 3 is a diagram similar to that of figure 1, relating to a variant embodiment of the lamp according to the invention; And

- 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. - Figures 4 and 5 show, through diagrams similar to those of Figures 1 and 2, a further variant embodiment of the lamp according to the invention.

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. With reference to said figures, a slit lamp according to the present invention has overall constructive characteristics which can be drawn from what is already available in the known art, which are neither illustrated nor described in detail. Moreover, the invention relates directly only to the optical configuration of the laser system and the lighting system, mutually associated as in the known systems with a single folding mirror, but in an innovative way with respect to them. This optical configuration is precisely shown schematically, for a first embodiment, in Figures 1 and 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. According to the invention, at least two projection beams are provided, indicated by respective axes 4 and 11, positioned parallel to each other and to the optical axis 10 of a main objective 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. The projection channel of the illumination light, indicated precisely by axis 4, which serves for the vision of the area to be treated, comprises, in a conventional way in itself: a light source 7, a group of condenser lenses 6, and a mechanical diaphragm system 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. The laser projection channel, indicated in turn by axis 11, also conventionally provides, also in this case, a laser source 8 and an optical unit 9 with zoom system or with fixed optics that allow the magnification of the source itself to be varied. .

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. Both channels further comprise, respectively downstream of the diaphragm 5 and of the optical group 9, shooting lenses 3 and 12 suitable for transforming the respective projections into configurations of parallel rays (ie with focus at infinity). In particular, as regards the laser channel, the focal length of the shooting lens 12 takes up the focal point 91 of the laser beam produced by the optical unit 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. The aforementioned main projection objective 2 has dimensions such as to allow it to receive the dimensions of the various projection beams, such as those 41 and 111 deriving from axes 4 and 11, side by side and mutually disjoint. Objective 2, according to optimization criteria (of intrinsic and position characteristics) obvious to an expert in the art, is configured in such a way as to project the parallel projection beams received from the input channels in a single and single focal point 131 on an eye 13 of a patient.

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. For this purpose, a single folding mirror 1 is also provided for the projection of the various beams leaving the main objective 2, so as to allow the system to be modeled for a characteristic slit lamp configuration. The mirror 1 is operated by an electric or manual mechanism 102, also here according to already known solutions, to provide for the orientation (the so-called "tilt") of the mirror itself. The center of the tilt movement of the mirror, indicated by 101, is positioned at the intersection between the surface of the mirror 1 and the main optical axis 10, so as not to have variations in focus between the various projection beams. The tilt movement allows you to vary the position of the projection on eye 13 and therefore offers the operator the ability to select the area to be treated.

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. As can also be seen from Figure 2, the objective 2 will be designed in relation to the dimensions, positions and number of the projection beams, such as the beams 41 and 111, which are intended to pass through it, it being evident that the projection of these beams it must be completely circumscribed by the perimeter of the objective.

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. It is clear that the basic configuration described above for Figure 1 can, where necessary, be integrated by further optical systems according to requirements. With reference for example to Figure 3 (in which indices equal to those already used for Figure 1 indicate, respectively, the same components), an optical prism 14 can be provided to deflect the illumination beam entering the main objective 2, allowing a greater distance between the two channels and therefore to adapt the optical system to the required mechanical dimensions.

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. It is evident from the foregoing that, according to the invention, an integrated slit lamp with laser projection channels is provided which allows the areas to be treated to be inspected with the classic lighting and vision systems typical of this type of apparatus. During this inspection, the operator has one or more laser projections at his disposal that allow him to perform various types of treatment while always having good lighting of the area to be operated on.

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. On the other hand, since the lighting and laser projection is achieved by means of a single lens (and therefore a single projection axis), and through a single adjustable mirror that allows for a simple control of micro-displacements, the movement of the mirror , hinged in its fulcrum, does not change the centering and focus of the various projection channels.

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. A system with these characteristics does not require optical elements such as dichroic foils or beam splitter for the fusion of several projection channels into a single optical axis, so there is no loss of power either in the lighting channel or in the various power channels. laser, maintaining the original energies. Therefore, there are all the advantages of combining laser channels and single mirror lighting without the drawback of energy dispersion, so that cheaper and lower consumption sources can be used.

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. As already clarified, within the same configuration concept that provides for a single point of focus and convergence of the projection beams deriving from the focusing of a single large objective common to all the projection beams that cross it, even more than two channels. Additional optical channels can for example be used to have other laser sources available which allow to perform different types of operations, thus achieving further integration of several instruments in a single apparatus. In this regard, it should be borne in mind that in order to perform different operations on different areas of the eye, different lasers are required, that is, with different wavelengths. One of these channels can also be used as a projection of a reference target for the other lasers.

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. With reference also to figures 4 and 5, in which again the numerical indices remain consistent with those already used for the previous figures, the invention can also be applied in the context of, and in association with, a shooting system video. The channels placed upstream of lens 2 can in fact be not only "OUT" projection channels but also "IN" reception channels. By inserting a channel 15 with a suitable optical system 16 and positioning an image sensor 17, such as a CCD, on the focus of the lens, it is possible to film or photograph the treated area directly with the same projection angle. This point of view, schematized by the shooting beam 151 represented in Figure 5, differs from the normal shot taken through a microscope for the angle with which the shot itself is taken, providing the operator with different and additional information.

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. The present invention has been described up to now with reference to a preferred embodiment. It is to be understood that there may be other embodiments that pertain to the same inventive core, as defined by the scope of the claims set out below.

Claims

CLAIMS 1. Slit lamp comprising at least one illumination channel (4) and a laser channel (11) incident on a single bending mirror (1) towards an eye (13) of a patient, characterized in that said channels are arranged in side by side and affect main optical means (2), arranged upstream of said mirror (1), able to receive at the input from said channels beams (41, 111) mutually disjoint with focus at infinity, and to project towards said mirror (1) beams able to converge on a single focus point (131) in said eye (13).

2. Lamp according to claim 1, wherein said optical means (2) comprise a main objective (2) defining a main optical axis (10), of dimensions suitable for allowing the reception of said input beams (41, 111), flanked and separated parallel to said main optical axis, without escaping from the perimeter of the lens itself.

3. Lamp according to any one of the preceding claims, wherein said channels comprise respective shooting objectives (3, 12) adapted to transform the respective projections into parallel beam beams (41, 111), ie with infinity focus.

Lamp according to any one of the preceding claims, wherein said at least one lighting channel (4) comprises deflection optical means (14) adapted to deflect the incoming lighting beam onto said main optical means (2), so as to increase the spacing from the at least one other channel.

5. Lamp according to any one of the preceding claims, comprising at least two laser channels at mutually different frequencies.

6. Lamp according to any one of the preceding claims, comprising at least two laser channels, one of which can be used as a projection of a reference aiming for the at least one other laser channel.

7. Lamp according to any one of the preceding claims, wherein said channels further comprise at least one receiving channel (15) comprising image sensor means (17) and optical means (16) adapted to focus a beam on said sensor means (17) shooting (151) with infinity focus obtained from said main optical means (2).

8. Lamp according to any one of the preceding claims, wherein said mirror (1) is orientable around a center of rotation (101) positioned at the intersection between the surface of the mirror itself and the main optical axis (10) defined by said main optical means (2), actuation means (102) being provided for controlling the movement of said mirror (1).