專利名稱：用于接觸式激光外科手術(shù)的復(fù)型纖維器械的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于激光外科手術(shù)的外科手術(shù)器械，該類型的器 械包括與形成手術(shù)端的尖端端接的手柄，從該尖端發(fā)射來自光纖的激 光能量，以便在生物組織上執(zhí)行切割、磨蝕或其它操作。
背景技術(shù)：
眾所周知，當(dāng)前，在外科手術(shù)中使用激光器作為器械來進(jìn)行不同 類型的生物組織的切割、凝結(jié)、汽化、切除或光裂解。特別重要的用 途是將激光輻射用于切除或根除人體不同區(qū)域中的腫瘤。與傳統(tǒng)的外 科手術(shù)器械相比，非常頻繁使用激光提供了實質(zhì)上的優(yōu)點，如與采用 傳統(tǒng)的解剖刀進(jìn)行切割相比，可以以精確的方式實施切割，并且通過 凝結(jié)和止血動作的發(fā)展，與通過"電解剖刀，，(雙極探針)實現(xiàn)的切割 相比，可以更好地控制和定位。在這些應(yīng)用中，除了 C02激光器，一
個最經(jīng)常利用的激光是釹具有連續(xù)放射性的YAG (縮寫Nd:YAG， 波長1064nm)，其在組織中具有良好的透射性和擴散性，并且穿透深 度可以達(dá)到幾毫米，這取決于組織的類型。為了將該激光動作定位在 較低穿透深度，以更好地控制切割和凝結(jié)動作，Nd:YAG典型地以"接 觸"模式操作，即采用端接通常是錐形的藍(lán)寶石尖端的光纖手柄，其 使輻射的發(fā)射集中在所述尖端上，因此僅當(dāng)尖端與要切割的組織接觸 時進(jìn)行動作。
作為這種技術(shù)的外科手術(shù)用途的實例，可以引用神經(jīng)外科中腦脊 膜瘤(代表15%的腦瘤和25 0/。的脊柱瘤的瘤)的外科手術(shù)激光切除， 其中已經(jīng)證實"接觸"式的Nd:YAG激光能夠?qū)崿F(xiàn)瘤的全部外科手術(shù) 切除，與傳統(tǒng)的非激光技術(shù)相比，具有顯著的優(yōu)點。所使用的激光功 率在這些手術(shù)中不同，典型地在10和100瓦之間連續(xù)。
最近，提出二極管激光器可能替換Nd:YAG外科手術(shù)激光器，其典型地在800-960nm光語區(qū)發(fā)射，與連續(xù)Nd:YAG激光器類似，具有 與有機組織相互作用的類型(就穿透深度和熱進(jìn)展的方面來講)，而從 技術(shù)觀點看，也具有無可非議的優(yōu)點，如要小得多的尺寸，更大的 光電轉(zhuǎn)換(wall-plug)效率(發(fā)射的激光功率與從網(wǎng)絡(luò)吸收的電功率 之間的比率)，其因此涉及較少能量消耗，以及簡化的冷卻系統(tǒng)，增加
的電磁兼容性，這是在手術(shù)室中使用的至關(guān)重要的方面。另一方面， 由于更高的功率需要更加復(fù)雜和昂貴的技術(shù)以克服限制其使用壽命的 發(fā)射接頭過熱的問題，因而具有上述光鐠區(qū)發(fā)射的二極管激光器僅對 10瓦的功率范圍具有有限的成本。
在美國專利Nos.4538609， 4627435， 5352221和5662646中描述 了用于激光外科手術(shù)器械的手柄的例子。
特別地，美國專利No.4627435描述了一種帶有尖端的手柄，其具 有錐形或圓柱形，并且成楔形斜面。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于激光外科手術(shù)的外科手術(shù)器械，其 可以激光二極管源克服上述功率方面的限制。
通過權(quán)利要求1的特征獲得這些和其它目的以及優(yōu)點，對本領(lǐng)域 的技術(shù)人員來說，通過下文，這些和其它目的以及優(yōu)點對本領(lǐng)域的技 術(shù)人員來說是顯而易見的。從屬權(quán)利要求指示進(jìn)一步可能的有利和優(yōu) 選的特征。
根據(jù)不同的方面，本發(fā)明還涉及一種如權(quán)利要求12所述的外科手 術(shù)器械。在從屬權(quán)利要求中進(jìn)一步指示根據(jù)本發(fā)明的器械的進(jìn)一步特 征。
本發(fā)明的改進(jìn)實施方式的目的是提供一種裝置，其允許將不同波 長的不同激光輻射傳送到要處理的組織，同時引起不同的外科手術(shù)和/ 或治療效果。
為此，多個激光源將能量注入在根據(jù)本發(fā)明的器械中端接的單個 光纖，將該多個激光源設(shè)計成以不同的波長發(fā)射。
因此，在使用根據(jù)本發(fā)明的復(fù)型纖維手柄時提供進(jìn)一步的優(yōu)點，其表現(xiàn)為在對要處理的組織進(jìn)行應(yīng)用的同一位置，疊加不同波長的 激光輻射，同時獲得不同的治療效果。例如，已知血色素在黃綠傳區(qū) 域具有選擇性的吸收，峰值在540和580nm周圍(例如，參見S.Takami and M.D.Graham,IEEE Trans.Biomed.Eng.，BME-26,656-664，1987 )。
因此，可以將附近紅外線中的中功率激光的切割動作有利地組合在單 個"接觸式"手柄中，使用中低功率綠色激光的切割動作來選擇性地 進(jìn)行切斷的血管的止血。
實際上，根據(jù)本發(fā)明，通過截然不同的光纖收集不同激光裝置的 輻射，以便通過適當(dāng)設(shè)計的耦合系統(tǒng)，將這些光纖連接到由適當(dāng)材料 如藍(lán)寶石制成的尖端。特別地，適當(dāng)設(shè)計這種尖端的尺寸和形狀，以 收集光纖的大部分激光輻射，并且將其傳送到外科手術(shù)處理點。該尖 端可以具有截錐形或其它形狀。在截錐形的構(gòu)造中，例如，該尖端可 以設(shè)計成，將通過較大的基底(輸入面)進(jìn)入的相當(dāng)大一部分(高達(dá) 90% )的激光輻射朝向較小的基底(輸出面)引導(dǎo)。從這里，將其通 過較高的角度發(fā)散發(fā)射，以便在所述輸出面附近選擇性地定位外科手 術(shù)動作，滿足"接觸式"模式的外科手術(shù)用途需要。有利地，該尖端 是可以通過適當(dāng)?shù)倪B接器互換的。將光纖的最終部分、具有尖端的這 些光纖的耦合系統(tǒng)以及所述尖端的連接器包含在適當(dāng)設(shè)計的手柄中， 即使在外科手術(shù)顯微鏡的情況下，該手柄也允許外科醫(yī)生容易地進(jìn)行 手動操作。


在下文中，根據(jù)參照附圖僅通過非限制例提供的、對其實施方式 的描述，本發(fā)明的用于外科手術(shù)的復(fù)型纖維接觸式手柄的進(jìn)一步特征 和優(yōu)點將變得更加顯而易見，其中
附圖l表示根據(jù)本發(fā)明的裝置的原理圖； 附圖2示意性地表示手柄可能的實施方式的全圖； 附圖3表示手柄的端部的可能實施方式的細(xì)節(jié)，其包括尖端、相 對連接器和將光纖連接到尖端的系統(tǒng)；
附圖4示意性地表示截錐形尖端的可能實施方式，其中追蹤一些光束的光路，以便表示引導(dǎo)的聚焦效應(yīng)；
附圖5表示從前面附圖4中表示的從尖端傳送的功率的分布。
具體實施例方式
參照附圖1，其通過舉例的方式表示具有三個光纖的手柄的實施 方式，(1)指示復(fù)型纖維接觸式手柄，(2)指示使用激光根除的腦脊 膜瘤，(3)指示外科手術(shù)顯微鏡，(4)指示包含光纖的包殼，F(xiàn)l、 F2 和F3指示三個光纖，該光纖通過SMA標(biāo)準(zhǔn)型連接器連接到由Ll、 L2和L3指示的激光裝置或激光源。例如，三個激光器可以分別由兩 個在810nm發(fā)射并且每個具有10瓦的最大功率的二極管激光器(如 El.En.spa.Italy產(chǎn)生的Mod. SMARTY A-800激光器)，以及一個在 532nm連續(xù)發(fā)射并且具有5瓦的最大功率的二極管泵送和KDP雙 Nd:YAG激光器(例如由El.En.spa生產(chǎn)的SmartLite激光器)表示。
瘤，并且同時實現(xiàn)通過熱切除的激光切割動作和作用在血管上的選擇 性的止血動作。
參照附圖2，其示意性地表示手柄的可能實施方式的全圖，(5) 指示尖端，通過附圖4和5更好地描述其形狀和操作特性，(6)指示 尖端連接器，(7)指示手柄的臂，該臂例如由不銹鋼管制成，(8)指 示手柄的把手，該把手例如由塑料制成。可以觀察到，這種類型的手 柄的端部構(gòu)造裝配有長的、薄且輕微成角度的臂，在該臂的端部是尖 端(5)，在最小遮蔽視力場的情況下，這種構(gòu)造允許在外科手術(shù)顯微 鏡的控制下實際使用手柄。
附圖3表示手柄端部的可能實施方式的細(xì)節(jié)，其中(5)指示尖端， (6)指示由具有部分通孔的帽組成的尖端連接器，在其無螺紋部分中 約束尖端(5)，其螺紋部分與套圏(9)的外螺紋嚙合，尖端(5)相 對于該套圏被夾緊，光纖的端部被容納和約束在該套圏中，在該圖的 例子中，光纖的數(shù)量是三個，并且分別由F1、 F2和F3表示在套圏橫 截面的投影中。
在尖端(5)需要由另一種不同形狀替換或者需要被清洗，或者因為其在外科手術(shù)過程中受損的情況下，連接器(6)允許尖端(5)容 易互換。
在附圖4中表示尖端(5)的可能的實施方式其由1.65mm直徑、 8mm長度的圓柱形段(5A)，和截錐形段(5B)組成，該截錐形段(5B) 表示用于"接觸式"激光發(fā)射的終端，其長度為15mm，圓形輸出面 的直徑為0.5mm。圓柱形段的1.65mm直徑(光纖(F1;F2;F3)接合 在該圓柱形段的端部處)能夠在最小輻射損失的情況下，容易地與芯 徑為300微米或更小(包括光纖的所有包殼的總尺寸)的三個光纖耦 合。
如本領(lǐng)域中眾所周知的，具有光束追蹤程序諸如Optis (Toulon, France)的程序Solstis，對尖端(5)的特定構(gòu)造來說，該程序允許對 用于引導(dǎo)聚焦的激光輻射的傳播模式進(jìn)行表征，并且能夠獲得由復(fù)型 纖維的數(shù)量和類型確定的輸出面上的較寬的角度發(fā)散，以便獲得高效 率。在附圖4中表示了這種光束追蹤的例子，在該附圖中可以看到， 為了簡化附圖，光束的數(shù)量被認(rèn)為是四個，光束(R)通過尖端側(cè)面 的多次反射傳播到輸出面，并且從該輸出面通過較寬的發(fā)散角度傳送， 如"接觸式"外科手術(shù)用途所需的。
最后，就大量光束而言，可以通過上述相同的光束追蹤程序計算 由截錐形光導(dǎo)有效傳輸?shù)妮椛涞陌俜直?。例如，附圖5表示參照附圖 4中指示的尖端的尺寸，尖端的輸出面上的功率分布。特別地，附圖5 的右側(cè)的圖能夠估計這種類型的尖端的傳播損耗在10%之下。
然而，在不脫離如在附加的權(quán)利要求指定的本發(fā)明的保護(hù)范圍的 情況下，可以對形成本發(fā)明的目的的裝置進(jìn)行變形和/或修改。
應(yīng)當(dāng)理解，附圖僅表示作為該發(fā)現(xiàn)的實際證明提供的例子，然而， 在不脫離該發(fā)現(xiàn)所基于的概念的范圍的情況下，其形式和排列可以改 變。
權(quán)利要求
1.一種用于激光外科手術(shù)的外科手術(shù)器械，包括手柄，與所述手柄相關(guān)聯(lián)的是形成波導(dǎo)并且與手術(shù)端端接的尖端，所述尖端設(shè)計成作用于組織，激光輻射從所述尖端發(fā)射，并且所述尖端從光纖裝置接收所述激光輻射，其特征在于，所述尖端設(shè)計成收集來自多個在耦合面與所述尖端可耦合的光纖的激光輻射，并且朝向所述手術(shù)端傳送所述激光輻射。
2. 如權(quán)利要求l所述的器械，其特征在于，所述手術(shù)端具有錐形 形狀。
3. 如權(quán)利要求2所述的器械，其特征在于，所述手術(shù)端具有截錐 形狀。
4. 如前述權(quán)利要求中一個或多個所述的器械，其特征在于，所述 尖端具有橫截面基本上恒定的輸入部分，位于用于與所述光纖耦合的 所述面和所述手術(shù)端之間。
5. 如前述權(quán)利要求中一個或多個所述的器械，其特征在于，所述 尖端具有基本上圓柱形的輸入部分。
6. 如前述權(quán)利要求中一個或多個所述的器械，其特征在于，該器 械包括連接器，所述尖端固定在所述連接器內(nèi)部，所述連接器具有用 于與終端耦合的設(shè)備，多個光纖的第一端插入該設(shè)備中，所述光纖的 第二端接收相應(yīng)的激光輻射源的激光輻射。
7. 如權(quán)利要求6所述的器械，其特征在于，所述耦合裝置是螺旋 裝置。
8. 如權(quán)利要求7所述的器械，其特征在于，所述連接器包括至少 部分帶螺紋的通孔，所述尖端固定在所述通孔內(nèi)，所述尖端從與位于 所述連接器和所述終端之間的耦合側(cè)相反的一側(cè)從所述連接器突出。
9. 如權(quán)利要求8所述的器械，其特征在于，所述終端構(gòu)成所述光 纖穿過的管狀元件的最終部分，并且與所述手柄的把手成一體。
10. 如前述權(quán)利要求中的一個或多個所述的器械，其特征在于，所述尖端由藍(lán)寶石制成。
11. 如前述權(quán)利要求中一個或多個所述的器械，其特征在于，所 述尖端的所述手術(shù)端配置成發(fā)射非常發(fā)散的激光束，所述激光束通過 將所述手術(shù)端接觸在組織上而作用于所述組織。
12. —種外科手術(shù)裝置，包括多個激光源和如前述權(quán)利要求中一 項或多項所述的外科手術(shù)器械；與所述激光源相關(guān)聯(lián)的多個光纖將所 述激光源連接到所述器械的尖端。
13. 如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述激光源發(fā)射至 少兩個不同的波長，所述不同波長的發(fā)射被組合在所述器械的尖端。
14. 如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，第一波長被選擇， 以獲得組織的切割效果，第二波長被選擇，以獲得由所述第一波長切 斷的血管的止血效果。
全文摘要
外科手術(shù)器械包括手柄(1)，與該手柄關(guān)聯(lián)的是形成波導(dǎo)并且端接手術(shù)端的尖端(5)，該尖端用于作用于組織，激光輻射從該尖端發(fā)射，并且該尖端從光纖裝置(4)接收所述激光輻射。該尖端被實現(xiàn)為收集來自多個在耦合面與所述尖端可耦合的光纖的激光輻射，并且向著所述手術(shù)端傳送所述激光輻射。
文檔編號A61B18/22GK101287420SQ200680034826
公開日2008年10月15日 申請日期2006年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月22日
發(fā)明者R·皮尼 申請人:伊爾恩股份公司