技術領域

本文所公開的實施例涉及用于玻璃體視網(wǎng)膜、黃斑、或其它眼科手術的改進照明。更具體地，本文所描述的實施例涉及眼科手術系統(tǒng)，包括具有藍光過濾以減少光毒性的風險的照明系統(tǒng)。

相關技術

眼科手術(比如玻璃體視網(wǎng)膜手術)會涉及對患者的眼睛的相關解剖結(jié)構(gòu)進行照明。例如，在玻璃體切除術期間可以將光指向黃斑。照明可以由一個或多個照明器(比如眼內(nèi)照明探針)來提供。

出于幾個原因，在眼內(nèi)提供照明可能會具有挑戰(zhàn)性。例如，暴露于與可見光譜的藍色區(qū)的波長相關聯(lián)的光可能對眼睛有害。較短波長的光具有每光子更大的能量，并且因此比較長波長的光更容易造成光毒性。對視網(wǎng)膜光毒性的標準化度量是無晶狀體危害。眼睛可以處理一定量的藍光而不會產(chǎn)生不良影響，但是如果手術的持續(xù)時間延長超出一定時間，外科醫(yī)生必須采取措施來避免傷害到眼睛。常規(guī)地，這些步驟包括降低眼睛中光的強度。然而，這可能需要外科醫(yī)生在外科手術持續(xù)時間內(nèi)在比期望更暗的環(huán)境下工作，這種情況可能使得更加難以成功完成手術。

最近，已經(jīng)開發(fā)了允許外科醫(yī)生消除與藍光相關聯(lián)的波長的照明系統(tǒng)。在這些系統(tǒng)中，外科醫(yī)生有兩個選擇：包括藍光或排除藍光。然而，因為隨著去除藍光而手術區(qū)域呈現(xiàn)黃色，這同樣會有問題。此類工作條件對外科醫(yī)生成功地完成手術來說是不理想的。

因此，仍需要通過解決上文討論的需求中的一項或多項來促進具有改進的藍光過濾的眼內(nèi)照明的改進設備、系統(tǒng)和方法。

技術實現(xiàn)要素：

所提出的解決方案利用一種獨特的方案滿足了未滿足的醫(yī)學需要，該獨特的方案用于在眼科手術過程中通過對與藍光相關聯(lián)的一個或多個波長范圍的選擇性過濾來提供眼內(nèi)照明。

按照一些實施例，一種眼科手術系統(tǒng)可以包括：光源，該光源被配置成用于生成光束；濾光輪，該濾光輪布置在該光源與眼內(nèi)照明設備之間，該濾光輪包括非過濾區(qū)域；第一過濾區(qū)域，該第一過濾區(qū)域被配置成用于限制該光束的第一波長范圍透射至該眼內(nèi)照明設備；以及第二過濾區(qū)域，被配置成用于限制該光束的第二波長范圍透射至該眼內(nèi)照明設備；以及致動器，該致動器被配置成用于選擇性地移動該濾光輪，以使該光束穿過該濾光輪的該非過濾區(qū)域、該第一過濾區(qū)域、和該第二過濾區(qū)域中的至少一項。

按照一些實施例，一種用于對眼內(nèi)照明設備的光束進行過濾的眼科濾光輪可以包括：非過濾區(qū)域；第一過濾區(qū)域，該第一過濾區(qū)域被配置成用于限制該光束的第一波長范圍透射至該眼內(nèi)照明設備；以及第二過濾區(qū)域，該第二過濾區(qū)域被配置成用于允許該光束的第二波長范圍透射至該眼內(nèi)照明設備，其中，該非過濾區(qū)域被定位成與該第一和第二過濾區(qū)域中的至少一項相鄰。

按照一些實施例，一種進行眼科手術的方法可以包括：引導光束通過濾光輪到達眼內(nèi)照明設備，其中，該濾光輪包括非過濾區(qū)域；第一過濾區(qū)域，該第一過濾區(qū)域被配置成用于限制該光束的第一波長范圍透射至該眼內(nèi)照明設備；以及第二過濾區(qū)域，該第二過濾區(qū)域被配置成用于限制該光束的第二波長范圍透射至該眼內(nèi)照明設備；以及選擇性地移動該濾光輪，以使該光束穿過該濾光輪的該非過濾區(qū)域、該第一過濾區(qū)域、和該第二過濾區(qū)域中的至少一項。

本發(fā)明的另外的方面、特征和優(yōu)點將從以下詳細描述變得明顯。

附圖說明

圖1提供了展示眼科手術系統(tǒng)的簡圖。

圖2a提供了眼科手術系統(tǒng)的一部分的圖解透視圖。

圖2b提供了眼科手術系統(tǒng)的一部分的圖解透視圖。

圖3a提供了展示眼科濾光輪的簡圖。

圖3b提供了展示眼科濾光輪的簡圖。

圖3c提供了展示眼科濾光輪的簡圖。

圖3d提供了展示眼科濾光輪的簡圖。

圖3e提供了展示眼科濾光輪的簡圖。

圖3f提供了展示眼科濾光輪的簡圖。

在附圖中，具有相同標號的元件具有相同或類似的功能。

具體實施方式

在以下描述中，闡明具體細節(jié)以便描述特定的實施例。然而，本領域的技術人員將清楚的是可以在不具有這些具體細節(jié)中的一些或全部的情況下實踐所公開的實施例。所呈現(xiàn)的具體實施例意在為說明性的，而非限制性的。本領域的技術人員可認識到，雖然在本文中未明確描述，但其他材料也在本公開的范圍和精神內(nèi)。

本發(fā)明的眼科手術系統(tǒng)可以包括使用濾光輪的濾光系統(tǒng)，該濾光輪被引入基于光纖的照明器的射束路徑中。濾光輪可以具有對不同波長范圍的光進行衰減的兩個區(qū)段以及基本上允許全部波長無阻地通過的清晰區(qū)段。濾光輪可以被移動到射束路徑中以提供對與藍光相關聯(lián)的一個或多個波長范圍的過濾。濾光輪還可以允許光無阻地通過，并且在多個波長范圍中同時過濾通過。

包括本公開的濾光輪的眼科手術系統(tǒng)可以提供許多優(yōu)點，包括：(1)通過降低光毒性的風險和無晶狀體危害度量來提高患者的安全性；(2)基于眼睛中的目標區(qū)域?qū)λ{光過濾進行優(yōu)化控制；(3)對允許通過到達眼睛的藍光的百分比進行優(yōu)化控制；(4)對到達眼睛的藍光曝光時間進行優(yōu)化控制；(5)基于患者的生理條件在外科手術過程中對照明進行優(yōu)化控制，所述生理條件限制了外科醫(yī)生看見眼睛內(nèi)相關解剖結(jié)構(gòu)的能力；(6)改善了外科醫(yī)生在眼科手術過程中的工作條件；(7)選擇性的、增量的、和/或分等級的藍光過濾；(8)衰減和/或消除與藍光相關聯(lián)的多個波長范圍；以及(9)相對簡單和成本有效的實現(xiàn)方式。

圖1展示了眼科手術系統(tǒng)100。眼科手術系統(tǒng)100可以包括被配置成用于生成光束210的光源110(圖2a和圖2b)。眼科手術系統(tǒng)100可以包括布置在光源110與眼內(nèi)照明設備120之間的濾光輪300。濾光輪300可以包括被配置成用于允許光束210透射至眼內(nèi)照明設備120非過濾區(qū)域302(圖3a至圖3f)。濾光輪300可以包括被配置成用于限制光束210的某些波長透射至眼內(nèi)照明設備120的第一過濾區(qū)域304和第二過濾區(qū)域306(圖3a至圖3f)。眼科手術系統(tǒng)100可以包括致動器220(圖2a和2b)，該致動器被配置用于選擇性地移動濾光輪300，以使非過濾區(qū)域302、第一過濾區(qū)域304、和/或第二過濾區(qū)域306被定位在光束210的路徑中，從而限制光束210的某些波長的透射。

如圖1中所示，眼科手術系統(tǒng)100可以包括光源110，該光源被配置成用于生成沿著射束路徑102的光束210。光源110可以例如是激光源。在光源110與濾光輪300之間，光束210可被分成沿射束路徑102的兩個、三個、或更多個子光束。例如，兩個、三個、或更多個眼內(nèi)照明設備120可以光學地或以其它方式耦合到光源110。系統(tǒng)100可以包括單個濾光輪300或包括用于光束的每個子束的濾光輪300，以促進對去往眼內(nèi)照明設備120的光進行濾波。與由眼內(nèi)照明設備120發(fā)射到手術區(qū)域的光束相比，沿射束路徑102的光束210可以相對更大。光束210的直徑可以在約10μm至約20mm之間，約200μm與約20mm之間，或約1mm與約20mm之間，包括諸如1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、或其他合適值等值。

濾光輪300可以被布置在光源110與眼內(nèi)照明設備120之間。如本文在圖3a至圖3f的討論中所描述的，濾光輪300可以被配置為選擇性地限制光束210的一個或多個波長范圍沿濾光輪300與眼內(nèi)照明設備120之間的射束路徑102的透射?？梢匝厣涫窂?02和/或在眼內(nèi)照明設備120內(nèi)混合、聚焦、和/或以其他方式處理光束，這樣使得眼內(nèi)照明設備120的最終輸出光束可以是同質(zhì)的。例如，由眼內(nèi)照明設備120發(fā)射到手術區(qū)域的光束的直徑可以在約1μm與500μm之間，約2μm與400μm之間，或約10μm與200μm之間，包括諸如5μm、10μm、15μm、20μm、100μm、200μm或其他合適值等值。射束路徑102和/或眼內(nèi)照明設備備120的某一部分可包括該光束行進所穿過的光纖。

眼科手術系統(tǒng)100可以包括被配置為在手術區(qū)域(如病人的眼睛)內(nèi)工作的眼內(nèi)照明設備120。眼內(nèi)照明設備120可以是光學探針(比如眼內(nèi)照明探針)或被配置成用于在眼科手術過程中向外科區(qū)域提供光的其他設備。例如，眼內(nèi)照明設備120可以是枝形吊燈、被照亮的插管入口端、被照亮的玻璃體切割器、被照亮的激光探針、被照亮的剪刀、被照亮的鑷子、被照亮的圖片、或被照亮的機械手。

眼科手術系統(tǒng)100可以包括通信地耦合到濾光輪300和眼內(nèi)照明設備120的計算設備130。就此而言，計算設備130可以電學地、光學地、無線地、和/或以其他方式通信地耦合到濾光輪300(或與其相關聯(lián)的致動器220)和/或眼內(nèi)照明設備120。計算設備130可以被配置成控制和/或監(jiān)測濾光輪300的位置(例如，旋轉(zhuǎn)度數(shù))。計算設備130還可以被配置成用于監(jiān)控眼內(nèi)照明設備120在手術區(qū)域內(nèi)的位置。例如，計算設備130可被配置成用于跟蹤時間量、波長范圍、亮度、和/或已經(jīng)被眼內(nèi)照明設備120發(fā)射到手術區(qū)域(包括手術區(qū)域的特定區(qū)，比如黃斑區(qū)域)的光的其他方面。計算設備130還可以被配置用于提供信號以移動該濾光輪300來限制光束210的某些波長沿射束路徑102的透射。例如，計算設備130可以通信地耦合至移動濾光輪300的致動器220(圖2a和圖2b)。計算設備130可以為致動器220提供控制信號以旋轉(zhuǎn)濾光輪300，從而使得沿射束路徑102的光束210穿過非過濾區(qū)域302、第一過濾區(qū)域304、和/或第二過濾區(qū)域306(圖3a至圖3f)。

圖2a和圖2b展示了眼科手術系統(tǒng)100的各個組件。圖2a和圖2b展示了光源110和眼內(nèi)照明設備120之間的眼科手術系統(tǒng)100的一部分。濾光輪300和致動器220可以被布置在光源110與眼內(nèi)照明設備120之間。致動器220可以耦合至并被配置成用于移動(例如，旋轉(zhuǎn)、平移等)濾光輪300。致動器220可以被配置成選擇性地移動濾光輪300，以使非過濾區(qū)域302、第一過濾區(qū)域304、和/或第二過濾區(qū)域306(圖3a至圖3f)被定位在光束210的射束路徑102中，以限制與第一和第二過濾區(qū)域304、306相關聯(lián)的過濾波長的透射。致動器220可以是適合于移動濾光輪300的任何機構(gòu)，如無刷DC電機、步進電機、有刷DC電機、壓電致動器、液壓致動器、氣動致動器、電動致動器、機械致動器等。例如，致動器220可以包括被配置成旋轉(zhuǎn)濾光輪300的步進電機。致動器220可以在內(nèi)邊緣312(圖3a至圖3f)耦合到濾光輪300。例如，致動器220的軸可以在內(nèi)邊緣312耦合到濾光輪300。致動器220的軸的旋轉(zhuǎn)可以引起濾光輪300的轉(zhuǎn)動。致動器220可耦合到濾光輪300的外邊緣318。致動器220可以在一個或多個位置處(例如，在內(nèi)邊緣312和外邊緣318處，在內(nèi)邊緣312的多個位置處，在外邊緣318的多個位置處)被耦合到濾光輪300。

光束210可以穿過濾光輪300，如圖2a和圖2b中所示。可以基于光束210是否穿過濾光輪300的非過濾區(qū)域302、第一過濾區(qū)域304、和/或第二過濾區(qū)域306(圖3a至圖3f)來限制光束210的一個或多個波長范圍的透射。致動器220可以基于眼科手術過程中有待過濾的期望光波長來移動濾光輪300(例如，順時針或逆時針旋轉(zhuǎn))以使光束210穿過濾光輪300的不同部分。

圖3a和圖3f展示了包括各過濾位置的濾光輪300的各個方面。濾光輪300可以包括被配置成用于允許光束210的完全透射的非過濾區(qū)域302、被配置成用于限制第一波長范圍的透射的第一過濾區(qū)域304、以及被配置成用于限制第二波長范圍的透射的第二過濾區(qū)域306?？梢栽试S第一和第二過濾波長范圍之外的光束210的波長分別無阻地穿過第一和第二過濾區(qū)域304、306。可以至少部分地基于眼科手術系統(tǒng)100的光源110(例如，射束組成)和/或已知的對眼睛造成傷害的波長(比如，藍光波長)來選定第一和第二過濾波長范圍。相應地，第一和/或第二波長范圍可以包括在約350nm與約520nm之間、在約350nm與約515nm之間、在約380nm與約480nm之間的波長、或其他合適范圍的波長。例如，第一波長范圍可以在大約380nm與大約475nm之間，并且第二波長范圍可以在大約380nm與大約515nm之間。

第一和第二過濾區(qū)域304、306可以是帶通濾波器。例如，第一過濾區(qū)域304可被配置成用于允許光束210的在大約475nm與大約650nm之間的波長無阻地通過濾光輪300并限制該范圍以外的波長的透射。類似地，第二過濾區(qū)域306可被配置成用于允許光束210的在大約515nm與大約650nm之間的波長無阻地通過濾光輪300并限制該范圍以外的波長的透射。

濾光輪300可以具有圓形或圓盤輪廓，如圖2a至圖3f中所示?？梢曰诠馐?10的期望直徑范圍來選擇濾光輪300的尺寸(例如，高度、寬度、直徑、厚度等)，包括用于定義非過濾區(qū)域302、第一過濾區(qū)域304、和第二過濾區(qū)域306的區(qū)域。例如，濾光輪300可以具有在約10mm與約50mm之間、約12mm與50mm之間、或約12mm與約45mm之間的半徑308，包括諸如12mm、13mm、14mm、15mm、16mm、17mm、18mm、19mm、20mm、或其他合適值等值。濾光輪300還可以具有其他配置，包括對稱的、非對稱的、幾何的、和/或具有各種尺寸的非幾何輪廓。

非過濾區(qū)域302可以被定位成與第一過濾區(qū)域304和/或第二過濾區(qū)域306相鄰，以允許光束210至少部分地穿過非過濾區(qū)域302、第一過濾區(qū)域304、和第二過濾區(qū)域306中的一項或多項，如下文所討論的。非過濾區(qū)域302、第一過濾區(qū)域304、和/或第二過濾區(qū)域306可以是各種尺寸和形狀，使得光束210的整個直徑或其任何部分都可以從中通過。非過濾區(qū)域302、第一過濾區(qū)域304、和/或第二過濾區(qū)域306可被定位在濾光輪300的任何位置。一般地，濾光輪300可以包括任意數(shù)量的過濾區(qū)和任意數(shù)量以合適的方式布置的非過濾區(qū)域，以促進對任何數(shù)目的波長范圍的選擇性過濾。

濾光輪300可以由玻璃、石英玻璃、隕石玻璃、鍺、氟石、塑料、高折射率塑料、Trivex、丙烯酸、聚碳酸酯、或其他合適材料制成或包括這些材料。濾光輪300的全部可以由相同的材料制成，或者濾光輪的不同部分(例如，非過濾區(qū)域302、第一過濾區(qū)域304、和第二過濾區(qū)域306)可以由不同的材料制成。濾光輪300的過濾區(qū)域中的每一個都可以是吸收濾光片或二向色濾光片。就此而言，濾光輪300可以包括一個或多個光學涂層和/或嵌入化合物以限定過濾區(qū)域。就此而言，可以按照為實現(xiàn)對期望波長進行過濾的方式來選擇和/或涂敷光學圖層和/或嵌入化合物。光學涂層和/或嵌入化合物可以包括塑料、金屬氧化物、硫化物、硒化鋅、氟化鋁鈉、天然和/或合成染料、有機和/或無機染料、膠體染料、稀土過渡元素、或其它合適的材料。除了用于過濾的光學涂層，濾光輪還可以包括抗反射涂層和/或保護性涂層。例如，非過濾區(qū)域302可包括抗反射涂層。擁有抗反射涂層，非過濾區(qū)域302的反射率可以小于或等于入射光的大約1.0％。

進行眼科手術可以包括通過濾光輪300將光束210引導至眼內(nèi)照明設備120?？梢赃x擇性地移動濾光輪300，以使光束210在眼科手術系統(tǒng)100的運行過程中完全地或部分地穿過非過濾區(qū)域302、第一過濾區(qū)域304、和/或第二過濾區(qū)域306。例如，當光毒性和無晶狀體危害不需要太多關注時(如在視網(wǎng)膜的周邊進行外科手術的過程中)，光束210可以至少部分地被定向通過非過濾區(qū)域302。當光毒性和無晶狀體危害需要更多關注時，如在黃斑附近進行外科手術的過程中)，光束210可以至少部分地被定向通過第一過濾區(qū)域304。當?shù)诙^濾區(qū)域306比第一過濾區(qū)域304阻擋更多與藍光相關聯(lián)的波長時，如果光毒性和無晶狀體危害需要甚至更多關注時(如在黃斑附近的擴展的外科手術過程中)則光束210可以至少部分地被引導通過第二過濾區(qū)域306。

第一和/或第二波長范圍內(nèi)的光的透射可以被第一和/或第二過濾區(qū)域304、306限制或衰減在0％和100％之間。當光束210的完整直徑穿過非過濾區(qū)域302時，可能出現(xiàn)0％的衰減。當光束210的完整直徑分別完全地穿過第一過濾區(qū)域304或第二過濾區(qū)域306時，可能出現(xiàn)的第一和第二波長范圍內(nèi)100％的衰減。當光束的多個部分同時穿過非過濾區(qū)域302和第一和/或第二過濾區(qū)域304、306中的至少一項時，可能出現(xiàn)0％和100％之間的衰減。可以移動濾光輪300，從而使得可以按照大約1％、5％、10％、20％、25％、50％、或其他合適值的增量來限制光束210的第一和/或第二波長范圍。

就此而言，濾光輪300可以被定位成使得210的橫截面積的一定百分比穿過濾光輪的過濾區(qū)域，以實現(xiàn)期望的過濾量。致動器220可以被配置成增量地移動濾光輪300從而實現(xiàn)所期望的過濾量。例如，致動器220可以被配置成增量地移動濾光輪300，從而使得在每次增量致動時可以將光束210的橫截面積的約0％和100％之間、約0％和75％之間、和/或約0％和50％之間引入/移離光路102。

圖3a至圖3f展示了與不同的期望過濾量相關聯(lián)的濾光輪300的各個位置。通過繞旋轉(zhuǎn)軸線310轉(zhuǎn)動，可以在圖3a至圖3f中所示的各位置之間移動濾光輪300?？梢岳@各位置之間的旋轉(zhuǎn)軸線310在順時針方向316和/或逆時針方向314移動濾光輪300。

圖3a展示了濾光輪300的一個位置，在該位置處，光束210的整個直徑穿過非過濾區(qū)域302。圖3b展示了濾光輪300的一個位置，在該位置處，光束210部分地穿過非過濾區(qū)域302并部分地穿過第一過濾區(qū)域304，從而使得可以部分地限制第一波長范圍的透射。圖3c展示了濾光輪300的一個位置，在該位置處，光束210的整個直徑穿過第一過濾區(qū)域304，從而使得第一過濾區(qū)域304可以完全地限制第一波長范圍的透射。圖3d展示了濾光輪300的一個位置，在該位置處，光束210部分地穿過非過濾區(qū)域302并部分地穿過第二過濾區(qū)域306，從而使得可以部分地限制第二波長范圍的透射。圖3e展示了濾光輪300的一個位置，在該位置處，光束210的整個直徑穿過第二過濾區(qū)域306，從而使得第二過濾區(qū)域306可以完全地限制第二波長范圍的透射。圖3f展示了濾光輪300的一個位置，在該位置處，光束210部分地穿過非過濾區(qū)域302、部分地穿過第一過濾區(qū)域304、并部分地穿過第二過濾區(qū)域306，從而使得可以部分地限制第一和第二波長范圍的透射。

可以自動地旋轉(zhuǎn)濾光輪300，從而基于與眼科手術系統(tǒng)100和/或外科手術相關聯(lián)的一個或多個條件對光束210的路徑中的非過濾區(qū)域302、第一過濾區(qū)域304、和/或第二過濾區(qū)域306的期望量進行定位?？梢曰谏涫恢谩⑸涫M成、曝光時間、和/或受限的可見性條件來移動濾光輪300(例如，計算設備130可以為致動器220提供控制信號)。射束位置可以指示光在手術區(qū)域中的目標位置(例如，黃斑、視網(wǎng)膜的周邊等)。例如，如果目標位置包括黃斑，則可以移動濾光輪300，從而使得光束210至少部分地穿過第一或第二過濾區(qū)域304、306。射束組成可以描述被發(fā)射至手術區(qū)域的光中所包括的藍光的量。如果正被發(fā)射的光包括潛在有害的藍光量，則可以移動濾光輪300，從而使得光束210至少部分地穿過第一或第二過濾區(qū)域304、306。曝光時間可以指示光已經(jīng)被發(fā)射至手術區(qū)域多長時間。如果外科手術維持了延長持續(xù)時間從而使得藍光的連續(xù)透射可能是有害的，則可以移動濾光輪300，從而使得光束210至少部分地穿過第一或第二過濾區(qū)域304、306。受限的可見性條件可以描述病人的一種或多種生理特征，所述一種或多種生理特征限制外科醫(yī)生在外科手術過程中看見相關解剖結(jié)構(gòu)的能力。例如，白內(nèi)障，玻璃體出血、和/或高色素沉著會導致受限的可見性條件。作為響應，可以移動濾光輪300，從而使得光束210至少部分地穿過非過濾區(qū)域302。

如本文所描述的實施例可以涉及促進在眼科手術過程中進行藍光過濾的設備、系統(tǒng)和方法。以上提供的實例僅為示例性的，并非旨在進行限制。本領域的技術人員可以容易地想到符合所公開的實施例的其他系統(tǒng)，所述其他系統(tǒng)旨在處于本公開的范圍內(nèi)。因此，本申請僅受所附權利要求書限制。