激光视频内窥镜的制作方法
【专利摘要】一种激光视频内窥镜提供了小直径(25密耳)的探头；该尺寸的探头需要最小路径损伤；产生这样一种探头的协调方案包括将激光光导纤维的直径减小至100微米、采用具有约6000根光纤的传像束和仅具有约210根光纤的照明束；探头在延伸进手柄处具有35密耳的外径和5密耳厚的侧壁，以在与手柄的交界处提供抗断裂性；该探头是刚性的，优选是金属的；该探头具有较大直径的近端部分和较小直径的远端部分；探头的远端部分具有限制至约710密耳的长度；532纳米波长的绿色激光提供了在100微米激光光纤中导致最少损失的准直激光束。
【专利说明】激光视频内窥镜
【技术领域】
[0001]本发明大体上涉及一种用于眼科手术中的激光视频内窥镜(laser vid eo endoscope),尤其涉及一种激光视频内窥镜，该激光视频内窥镜的工作探头(operating probe)具有小的直径，以便例如可以通过23规格(23-gauge)套筒、例如套管针套筒。
【背景技术】
[0002]激光视频内窥镜是已知的，例子描述在 申请人:的于1992年6月16日被授权的已授权专利US5, 121，740和于2006年2月14日被授权的已授权专利US6, 997，868中。这两项专利的公开内容在此以引用的方式并入本文。使用于眼科手术中的这些内窥镜要么是一次性的，要么在高压灭菌或消毒后重复使用。由于内窥镜的费用问题，重复使用是重要的。 这些现有技术的内窥镜采用在眼科手术期间通过20规格(20-gauge)组织切口的探头。20 规格的切口在本领域中已经是一种标准，并被使用用于在眼科手术程序中采用的器械的进入。
[0003]然而，最近已经采用更小的23规格的套筒。该套筒、例如套管针套筒是一种植入体壁的管，其允许外科器械的插入和移除而不碰到体壁组织。23规格的套筒的价值在于它涉及更小的切口以及因此所实现的更快的恢复时间。23规格的套筒提供一种小于20规格的切口的开口，因此需要使探头的直径更小，从而它们能够适合通过23规格的套筒。一个问题是23规格的探头在直径上如此之小(25密耳(mils))以致它是脆弱的，容易断裂。当使用激光视频内窥镜时，由于这些内窥镜的成本，而使得这个断裂问题成为一个主要考虑的问题。这些激光视频内窥镜使用在青光眼、视网膜和玻璃体切除手术中。
【发明内容】
[0004]因此，本发明的一个主要目的是提供一种用于激光视频内窥镜的设计，其将允许探头如此设计以便它能够插入通过23规格的套筒并将保持足够的鲁棒性(robustness)以便最小化断裂量，并提供器械重复使用的可能性。
[0005]本发明的另一个 目的是实现该小探头为一种用于外科医生熟悉的内窥镜的设计以及为一种避免显著增加成本的设计。这种使用上的熟悉和合理的成本将提高使用的可能性。
[0006]本发明的外科器械的一个具体实施例采用具有一个远端部分和一个近端部分的不锈钢探头。远端部分具有小于25密耳(千分之一英寸)的OD和2密耳的壁厚。因此，它可以插入通过23规格的套筒。探头的近端部分从手持件中伸出，并具有31密耳的OD (外径)和5密耳的壁厚。远端25密耳直径部分具有710密耳的长度。三个设计特征的这个组合提供了一种探头，该探头能够适合通过25密耳(23规格)的套筒，并足够鲁棒(robust) 用以将断裂的风险最小化。大多数断裂发生在手持件和探头之间的交界处。
[0007]另外，激光视频内窥镜具有已知的元件:照明源、激光能量源和摄像机组件。所有这三个元件由通过手持件然后通过外科探头的光纤连接，以提供照明、图像传输以及激光工作能量。[0008]然而，本发明的器械提供了一种用于照明、成像以及传递激光能量三个功能的光缆的大小之间的协调方案(trade-off)。需要一种特定的协调方案(trade-off)以满足23规格的探头的尺寸限制并充分提供这三种功能。由本发明作出的在充分的功能和尺寸的限制之间的协调方案，是一种实现填充探头28的远端部分的21密耳内径的100微米激光光纤、具有14密耳直径的圆形形状的6000光纤传像束以及具有210根纤维的照明束的协调方案。
[0009]小直径激光光纤需要高准直的几乎没有分散的激光能量，以使激光能量丝毫不会被浪费。使用具有532纳米波长的所谓的绿色激光。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是从探头10延伸到终端22、24、26的现有技术系统的示意图。
[0011]图2是示出线缆、手持件及探头的本发明的一个具体实施例的示意图。
[0012]图3是通过图2装置的探头的小直径远端部分的横截面视图。
[0013]图4示出位于摄像机远端位置的激光滤光器的位置。
【具体实施方式】
[0014]图1示出一种现有技术装置。其他附图都是本发明的装置的一个单个具体实施例。
[0015]如图1所示，已知的视频内窥镜具有工作探头10、手持件12、以及线缆14。延伸通过探头、手持件以及线缆的是激光导向件16、照明导向件18、以及图像导向件20。这些都是从探头10的远端延伸至终端22、24、26的光纤导向件。
[0016]图2至图4示出了显示探头28、手持件34及线缆35的本发明的一个具体实施例。探头28具有近端部分30和远端部分32。近端部分30具有20规格(35密耳)的外径和5密耳的壁厚。探头是不锈钢的。近端部分延伸进入手持件34。因此，在手持件34和探头28的端部的交界处，存在具有足够鲁棒性的直径，以有助于使在手持件和探头之间的交界处断裂的可能性最小化。
[0017]对于830密耳的探头长度，探头的近端部分30的长度是120密耳，远端部分32的长度是710密耳。探头28的远端部分32具有25密耳的外径，能够延伸通过23规格的套筒，以在外科手术过程中在眼内提供照明和激光能量传递以及从眼睛传输图像。该远端部分32具有2密耳的壁厚和710密耳的长度。710密耳的长度对于大多数应用是足够长的，并足够短的将断裂最小化。已经发现用于远端部分32的这样短的长度有助于探头28的鲁棒性。这些尺寸值可以稍微变化，以提供一种可以使用于其它小尺寸套筒的探头。
[0018]该25密耳直径的探头必须满足提供足够的光线和足够的激光能量同时保持充分的图像传导的需要。为了获得一种提供充足的照明能量、成像以及激光能量的可用且可行的外科器械，对这些将提供外科医生可用的一些东西的不同的光纤功能进行协调调整(trade-off)。 申请人:已经进行的是对这些光纤的每一种提供尺寸的特定协调方案(trade-off)。
[0019]基本上，协调方案涉及标准的最小尺寸的图像导向件36、具有100微米直径而不是200微米直径的大大减小的激光导向件38、以及仅具有210根纤维的照明灯束40。这全部包含在具有约25密耳外径、2密耳壁厚及21密耳内径的探头28的远端部分32中。
[0020]该小直径探头28是脆弱的，且在手持件34的交界处具有断裂的风险。已经发现， 通过(a)刚性的且优选金属的探头28、(b)在30和32上具有两种直径设计的探头28、以及(c)在长度上限制不超过约710密耳的远端部分32的组合，该探头将是足够鲁棒的使断裂最小化。因此，示出和测试的具体实施例具有以下三个特点。探头28的近端部分30具有延伸通过手持件34的35密耳外径、以及具有至少5密耳的壁厚。探头28的远端部分具有25密耳的外径和2密耳的壁厚。
[0021]已经发现，这样的设计提供了足够的照明用以照亮90度的区域。为了获得小直径探头所作出的妥协方案之一是将激光导向件38的纤维直径从200微米减小至100微米。作为在这里涉及的协调方案(trade-off)的一部分,使用532纳米(nm)的激光、也被称为绿色激光变得重要。该532nm激光比目前使用的波长例如Slnm的激光更加连贯和更少分散。 因此，该532nm激光的使用与激光导向件38的减小的尺寸结合为所涉及的眼科手术提供了合理量的激光能量。这最终使得小直径探头成为可能。
[0022]图像导向件36是6000根纤维，它是标准的14密耳直径的现成的传像束(imaging bundle)，具有用于外科医生使用的足够的图像分辨率。具有14密耳直径的梯度变折射率透镜(gradient index lens)可以用来代替光纤束。
[0023]然而，照明灯束40从约220根纤维减少至约70根纤维，从而大大有助于更小直径的探头。
[0024]如图4所示，视频连接器46通过已知的聚焦机构48连接至摄像机。激光滤光片 44安装在聚焦机构48内的一个透镜上。激光滤光片44用于阻挡激光能量冲击在呈现给外科医生的图像上。滤光片的透明度是重要的，因为这种激光波长是可见的，这些532nm激光闪烁的持续时间可以相当长。脉冲长度可以由外科医生根据需要选择，以提供所需的组织消融。
[0025]本发明已经结合一个允许与23规格的套筒一起使用的具体实施例进行描述。应当理解，可以作出变化以使描述的设计适于和在23规格上具有变化的套筒一起使用或在没有套筒的情况下进行使用。本发明结合许多特征和协调调整，设计成一起工作以提供一种可操作的且有用的激光视频内窥镜，该激光视频内窥镜具有以最小的创伤和缩短的愈合时间为眼科手术提 供路径的小探头。
【权利要求】
1.在一种用于眼科手术的具有手持件的激光视频内窥镜中，提供能够适于通过23规格套筒的探头的改进，其包括:中空刚性的探头从手持件向远端延伸，所述探头具有远端部分和近端部分，所述探头的所述远端部分具有约25密耳的外径、至少约2密耳厚的侧壁以及约710密耳的长度，所述探头的所述近端部分具有至少约35密耳的外径和至少约5密耳厚的侧壁，所述探头包括激光光导纤维、成像元件以及照明纤维束，所述激光光导纤维的直径为约100微米，所述成像元件的直径为约14密耳，所述照明束具有约210根纤维。
2.根据权利要求1所述的改进，其特征在于，所述刚性的探头是金属。
3.根据权利要求1所述的改进，其特征在于，所述成像元件是具有约6000根纤维的光 纤束。
4.根据权利要求2所述的改进，其特征在于，所述成像元件是具有约6000根纤维的光纤束。
5.根据权利要求1所述的内窥镜的改进，其特征在于:所述激光光纤适于传输约532纳米的激光能量，摄像机与所述成像元件连接，遮光滤光片位于所述成像元件与所述摄像机之间以阻挡所述激光能量的波长，另外所述滤光片对可见光透明。
6.根据权利要求3所述的内窥镜的改进，其特征在于，所述激光光纤适于传输约532纳米的激光能量，摄像机与所述成像元件连接，遮光滤光片位于所述光纤束与所述摄像机之间以阻挡所述激光能量的波长，另外所述滤光片对可见光透明。
7.根据权利要求5所述的改进，其特征在于，所述刚性的探头是金属。
8.根据权利要求6所述的改进，其特征在于，所述刚性的探头是金属。
9.在一种用于眼科手术的具有手持件的激光视频内窥镜中，提供能够适于通过23规格套筒的探头的改进，其包括:中空刚性的探头从手持件向远端延伸，所述探头具有远端部分和近端部分，所述探头的所述远端部分具有约25密耳的外径和约2密耳厚的侧壁，所述探头的所述近端部分具有至少约35密耳的外径和至少约5密耳厚的侧壁， 所述探头包括激光光导纤维、成像元件以及照明纤维束。
10.根据权利要求9所述的改进，其特征在于:所述激光光导纤维的直径为约100微米，所述成像元件的直径为约14密耳，所述照明束具有约210根纤维。
11.根据权利要求10所述的内窥镜的改进，其特征在于: 所述激光光纤适于传输约532纳米的激光能量， 摄像机与所述成像元件连接， 遮光滤光片位于所述成像元件与所述摄像机之间以阻拦所述激光能量的波长，另外所述滤光片对可见光透明。
12.在一种用于眼科手术的具有手持件的激光视频内窥镜中，提供能够适于通过23规格套筒的探头的改进，其包括: 中空刚性的探头从手持件向远端延伸， 所述探头具有远端部分和近端部分， 所述探头的所述远端部分具有约25密耳的外径和约2密耳厚的侧壁， 所述探头包括激光光导纤维、成像元件以及照明纤维束， 所述激光光导纤维的直径为约100微米， 所述成像元件的直径为约14密耳， 所述照明束具有约210根纤维。
13.根据权利要求12所述的内窥镜的改进，其特征在于:` 所述激光光纤适于传输约532纳`米的激光能量， 摄像机与所述成像元件连接，以及 遮光滤光片位于所述成像元件与所述摄像机之间以阻拦所述激光能量的波长，另外所述滤光片对可见光透明。
【文档编号】A61B1/04GK103458768SQ201280016329
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2012年4月6日 优先权日:2011年4月12日
【发明者】马丁·乌拉姆 申请人:安德光学有限公司