Лазерний скануючий офтальмологічний пристрій

1 Лазерний скануючий офтальмологічний пристрій, до складу якого входять блок лазерного випромінювача, щілинна лампа, оптичний дефлектор, пульт управління, відеомонітор, офтальмологічний стіл, який відрізняється тим, що в нього додатково введені лазерно-оптичний модуль з потужними лазерними випромінювачами та пілотним лазером, встановлений на бінокулярному мікроскопі щілинної лампи, адаптований до її оптичної системи і підключений до модуля управління , вимірювач енергії та потужності лазерного випромінювання, чутливий елемент якого розміщений в корпусі лазерно-оптичного модуля, мікроманіпулятор точного позиціонування лазерного пучка з ємкісним чотирисекторним сферичним датчиком кутового переміщення, елементи якого конструктивно з'єднані з органами управління переміщенням щілинної лампи, насадка з оптичною системою для встановлення телекамери, вмонтована перед бінокуляром щілинної лампи, телекамера, підключена до м ікро контролера модуля управління, оптичний дефлектор та офтальмологічний стол з механізмом його вертикального переміщення встановлена в СПІЛЬНІЙ оправі з формуючим об'єктивом, фокус якого лежить у фокальній площині щілинної лампи 3 Пристрій за п 1, який відрізняється тим, що вимірювач потужності та енергії лазерного випромінювання має два чутливі елементи - внутрішній, який реагує безпосередньо на випромінювання лазера, та ЗОВНІШНІЙ, ЩО використовується для 2 Пристрій за п 1, який відрізняється тим, що лазерно-оптичний модуль конструктивно закріплений на бінокулярному мікроскопі таким чином, що його оптична вісь суміщена з оптичною віссю об'єктива щілинної лампи за допомогою СВІТЛОПОДІльної пластини зі спеціальним оптичним покриттям, причому світлоподільна пластина контролю фактичної потужності або енергії в фокальній площині щілинної лампи 4 Пристрій за п 1, який відрізняється тим, що ручка мікроманіпулятора з'єднана з ємкісним чотирисекторним сферичним датчиком кутового переміщення, сферична поверхня секторів металізована, сектори нерухомо встановлені в корпусі рукоятки щілинної лампи, поверхні секторів та рухомого елемента являють собою чотири конденсатори, значення ємкості котрих змінюється при ЗМІНІ площі перекриття секторів рухомим сегментом в результаті нахилу ручки мікроманіпулятора 5 Пристрій за п 1, який відрізняється тим, що система охолодження YAG лазера містить датчик рівня рідини в системі і виконана замкненою та автономною з можливістю автоматичного регулювання швидкості потоку охолоджуючої рідини в залежності від температури з метою и стабілізації 6 Пристрій за п 2, який відрізняється тим, що перед бінокуляром мікроскопа в спеціальній оправі встановлені захисні оптичні фільтри з штерфереційним покриттям 7 Пристрій за п 1, який відрізняється тим, що оптичний двокоординатний дефлектор виконаний однодзеркальним з електромагнітним приводом і дзеркалом, встановленим в кардановому ПІДВІСІ, до того ж рухомий вузол виконаний таким чином, що осі обертання оправи та рамки проходять через його центр мас і лежать в площині відбиваючої поверхні дзеркала 8 Пристрій за п 7, який відрізняється тим, що дефлектор оснащений оптичними датчиками амплітуди кута відхилення з рухомим та нерухомим растрами і фотодюдами Передбачуваний винахід, що описується, належить до медичної техніки, зокрема, до пристроїв лазерної мікрохірургії і може бути використаний в офтальмології О (О со о (О 60326 якостей Загальний вигляд офтальмологічного скануючого пристрою для лазерної мікрохірургії подано на фіг 1 Оптична схема - на фіг 2 Функціональна схема апарата для лазерної мікрохірургії зображена на фіг 3 Схема мікроманіпулятора позиціонування лазерного пучка виконана на фіг 4 Конструкція оптичного дефлектора показана на фіг 5 Запропонований офтальмологічний пристрій для лазерної мікрохірургії містить щілинну лампу 1, лазерно-оптичний модуль 2, насадку для встановлення телекамери 3, телекамеру 4, відеомонітор 5, пульт управління 6, офтальмологічний стіл 7, механізм вертикального переміщення стола 8, електронний модуль 9, педаль вмикання робочого випромінювача 10, мікроманіпулятор позиціонування лазерного пучка 11 Перелічені вище вузли та блоки виконані таким чином на ЩІЛИННІЙ лампі 1 установлено лазерно-оптичний модуль 2, насадка для встановлення телекамери 3, телекамера 4 Відеомонітор 5, поворотний пульт управління 6 і щілинна лампа 1 закріплені на офтальмологічному столі 7 В кожусі офтальмологічного стола розміщені механізм вертикального переміщення 8 та електронний модуль пристрою 9 Педаль вмикання робочого випромінювання підстикована до ВІДПОВІДНОГО роз'єму електронного модуля 9 Вузли та блоки мікроманіпулятора 11 розміщені на ЩІЛИННІЙ лампі та лазеМетою винаходу є забезпечення можливості рно-оптичному модулі мікрохірургічного впливу, вимірювання потужності та енергії лазерного випромінювання, здійснення До складу лазерно-оптичного модуля входять грубого та точного позиціонування лазерного проробочі лазери YAG 12 та напівпровідниковий 13 з меня, мікрохірургії в ручному та автоматичному колімаційним об'єктивом 14, світлоподільна пласрежимах, виконання терапії скануючим лазерним тина 15, чутливий елемент 16 вимірювача потужвипромінюванням з різним спектральним складом, ності і енергії, окуляр 17, та об'єктив 18 телескопівізуалізацм інфрачервоного випромінювання при чної системи, відхиляюче дзеркало 19 До каналу терапії, спостереження зони діагностики та дії лапілотного лазера 20 входять наступні елементи зерним випромінюванням на екрані відеомонітора, окуляр 21, об'єктив 22 з відхиляючим дзеркалом виконання діагностики в інфрачервоному діапазо23, діафрагма 24 з чотирма отворами Світлоподіні, отримання електронних фотографій та ведення льна пластина 25 встановлена під кутом 45° до реєстратури осей робочого та пілотного лазерних пучків з можливістю юстування відносно двох взаємноПоставлена мета досягається тим, що у приперпендикулярних осей Дзеркало 26 закріплене в стрій, який містить блок лазерного випромінювача, кардановому ПІДВІСІ двокоординатного оптичного щілинну лампу, оптичний дефлектор, блок управдефлектора Формуючий об'єктив 27 і світлоподіління, монітор, пульт управління, офтальмологічльна пластина 28 встановлені у СПІЛЬНІЙ оправі ний стіл, додатково уведено лазерно-оптичний Фокус формуючого об'єктива співпадає з фокальмодуль з потужними лазерними випромінювачами ною площиною 29 щілинної лампи Призма ЗО і пілотним лазером для забезпечення можливості встановлена на оправі освітлювача 31 щілинної мікрохірургічного впливу, вимірювач потужності та лампи Лазерно-оптичний модуль конструктивно енергії лазерного випромінювання для вимірюванзакріплений на бінокулярному мікроскопі щілинної ня енергетичних параметрів лазерного променя, лампи і його оптична вісь суміщена з оптичною мікроманіпулятор точного позиціонування лазервіссю об'єктива 32 щілинної лампи за допомогою ного пучка для здійснення плавного переміщення СВІТЛОПОДІЛЬНОІ пластини 28 Насадка для встанопучка в межах зони хірургічного втручання, насадвлення телевізійної камери розміщена між панкраку з оптичною системою для встановлення телетичною системою 33 щілинної лампи та бінокулякамери, яка забезпечує можливість візуалізацм ром 34 і складається з СВІТЛОПОДІЛЬНОІ призми-куб інфрачервоного випромінювання при терапії, спо35, об'єктива 36 телекамери, дзеркала 37 ПЗЗстереження зони діагностики та мікрохірургічного матриця 38 телекамери знаходиться в фокальній впливу лазерним випромінюванням на екрані відплощині об'єктива 37 Перед бінокуляром 34 в еомонітора, виконання діагностики в інфрачервоспеціальній оправі встановлені захисні фільтри 39 ному діапазоні спектру, отримання електронних фотографій та ведення реєстратури і створення Вимірювач потужності і енергії лазерного вибази даних, змінено конструкцію офтальмологічнопромінювання має два чутливі елементи - внутріго стола та його механізму вертикального перемішній 16, який реагує безпосередньо на випроміщення для розширення функціональних можливонювання лазера та ЗОВНІШНІЙ 40, який стей пристрою і поліпшення його ергономічних використовується для контролю фактичної потужВідомий апарат для лазерної хірурги, який містить щілинну діафрагму, розташовану між джерелом лазерного випромінювання та зоною ока, що оперується Недоліками цього пристрою є обмежені функціональні можливості, відсутність оптичних засобів візуального спостереження зони хірургічного втручання Відомий також пристрій для управління фотокоагуляцією біологічної тканини Недоліками пристрою є значні енергетичні втрати лазерного випромінювання в оптичному тракті щілинної лампи, відсутність пристрою позиціонування лазерного пучка Як прототип обрано лазерний скануючий офтальмологічний пристрій, що містить блок лазерного випромінювача, щілинну лампу, оптичний дефлектор, блок управління, монітор, пульт управління, офтальмологічний стіл До недоліків цього пристрою належать неможливість виконання мікрохірургічного впливу, відсутність вимірювача потужності (енергії) лазерного випромінювання, відсутність пристрою точного позиціонування лазерного пучка, неможливість спостереження зони діагностики та дії лазерним випромінюванням на екрані відеомонітора, неможливість одночасної дії лазерним випромінюванням з різною довжиною хвилі, відсутність можливості проведення діагностики в інфрачервоному діапазоні 60326 ності або енергії в фокальній площині щілинної вача 31 Світловий пучок призмою ЗО спрямовулампи ється в фокальну площину щілинної лампи Регулятором виставляється потрібний рівень інтеПульт управління містить органи управління та нсивності ПІДСВІТКИ Бінокулярний мікроскоп щііндикатори, які розміщені на передній панелі і вилинної лампи позицюнується до появи чіткого зокористовуються для введення і контролю робочих браження структур переднього відділу ока або параметрів пристрою Складові частини пульта СІТКІВКИ (при застосуванні фундус-лінзи або лінзи встановлені в корпусі Пульт виконаний з можливіГол ьд мана) стю повороту навколо своєї вертикальної осі Офтальмологічний стіл 5 є несучою конструкПісля виявлення та обслідування патологічної цією, на якій встановлені складові частини призони проводиться підготовка до дії лазерним вистрою Механізм вертикального переміщення стопромінювання Кнопкою на пульті управління вмила, котрий міститься в телескопічному кожусі, кається пілотний лазер 20 і регуляторами встановключає привід 41 з вертикальними направляючивлюється необхідний рівень його потужності ми, які встановлені на нерухомій частині стола До Випромінювання пілотного лазера розширюється рухомої частини стола консольно прикріплена телескопічною системою 21, 22 з відхиляючим кришка, на якій розташовані щілинна лампа та дзеркалом 23, потрапляє на діафрагму 24 з чотипульт управління пристрою рма отворами, а потім відбивається від світлоподільної пластини 25 і потрапляє на дзеркало 26 Блоки електронного модуля розміщені в кожусі двокоординатного оптичного дефлектора Формустола та частково в корпусі пульта управління ючий об'єктив 27 через світлоподільну пластину 28 Електронний модуль складається з блока живленпередає зображення діафрагми в фокальну плоня 42, модуля управління 43 з мікроконтролером, щину щілинної лампи Чотири плями є своєрідним автономної системи охолодження 44 Модуль індикатором фокусування випромінювання робоуправління включає блок управління робочим та чого лазера, бо оптична система мікрохірургічного пілотним лазерами, блок управління оптичним пристрою від'юстована таким чином, що коли всі дефлектором, підсилювач 45, систему контролю чотири плями сходяться в одну, то пучок випроміпрацездатності, педаль вмикання робочого винювання одного з робочих лазерів є сфокусованим промінювання в фокальній площині щілинної лампи ОфтальмоМікроманіпулятор позиціонування лазерного лог в залежності від виявленої патології за допопучка 11 включає ємкісний датчик кутового перемогою клавіш пульта управління вибирає режим міщення 46, ручку 47, підсилювач 45, двокоордироботи (лазерна мікрохірургія, фізіотерапія сканунатний однодзеркальний дефлектор 48 з дзеркаючим лазерним випромінюванням, діагностика в лом 26 До складу оптичного дефлектора входять інфрачервоному лазерному випромінюванні) оправа 49, встановлена на підшипниках в рамці 50 Рамка також закріплена на підшипниках в корВ режимі "лазерна мікрохірургія" необхідно пусі 51 дефлектора Таким чином, дзеркало 26, здійснити вибір типу випромінювача (YAG лазер яке зафіксоване в оправі 49, має можливість двоабо діод ний лазер) Випромінювання робочого координатного відхилення завдяки кардановому лазера вмикається шляхом натискання на педаль підвісу До того ж рухомий вузол виконаний таким 10 Сигнал з модуля управління 43 подається на чином, що осі обертання оправи та рамки прохонакопичувач заряду, який віддає високовольтний дять через його центр мас і лежать в площині відзаряд на імпульсну лампу накачки YAG лазера, в биваючої поверхні дзеркала До оправи 49 та рамрезультаті чого генерується імпульс лазерного ки 50 знизу вздовж осей обертання наклеєні випромінювання певної енергії Величина енергії чотири магніти 52 (по два на кожну координату) задається офтальмологом попередньо ВипроміПід КОЖНИМ магнітом СПІВВІСНО з ним розміщені нювання YAG лазера відбивається СВІТЛОПОДІЛЬелектромагніти 53, встановлені нерухомо на корною пластиною 15, розширюється телескопічною пусі 51 Оправа 49 та рамка 50 урівноважені в нейсистемою 17, 18 з відхиляючим дзеркалом 19 і тральному положенні пружинами 54, зв'язаними з потрапляє на світлоподільну пластину 31, де змікорпусом 51 з можливістю регулювання сили натяшується з випромінюванням пілотного лазера і гу На оправі і рамці встановлені чутливі елементи далі прямує СПІВВІСНО з ним до дзеркала 26 оптич55 оптичного датчика зворотнього зв'язку ного дефлектора Формуючий об'єктив 27 фокусує лазерне випромінювання в фокальній площині Описаний вище офтальмологічний скануючий щілинної лампи пристрій для лазерної мікрохірургії функціонує таким чином Аналогічно пристрій працює при застосуванні лазера 13 з колімаційним об'єктивом 14 Чутливий Щілинна лампа 1 регулюється по висоті за доелемент 16 використовується для реєстрації рівня помогою механізму вертикального переміщення потужності або енергії в режимі тестування приофтальмологічного стола строю, а також в процесі роботи Чутливий елеПоворотом ключа, розміщеного в передній памент 40 дозволяє реєструвати потужність або нелі пульта управління, подається напруга живенергію лазерного випромінювання безпосередньо лення на всі функціональні модулі мікрохірургічнов фокальній площині щілинної лампи перед мікрого пристрою Виконується автоматичне тестування хірургічним втручанням з метою контролю всіх функціональних модулів Потім на рідкокристалічному індикаторі з'являється напис, який поОптичне покриття СВІТЛОПОДІЛЬНОІ пластини 28 відомляє про готовність пристрою до роботи або дозволяє вести візуальне спостереження за певихід з ладу одного з модулів реднім та заднім ВІДДІЛОМ ока при допомозі бінокулярного мікроскопа з об'єктивом 32, панкратичКлавішею, розміщеною в нижній частині корною системою 33 зміни збільшення та бінокуляром пуса щілинної лампи, вмикається лампа освітлю 60326 8 флектора Сигнали від фотодюдів через підсилювач поступають на мікроконтролер для При виконанні лазерних маніпуляцій свплопопорівняння з управляючим сигналом, який подадільна пластина 28 частково, а фільтри 39 повнісється на оптичний дефлектор При появі сигнала тю затримують відбите випромінювання робочого помилки мікроконтролер формує сигнал корекції, лазера, тим самим захищаючи очі офтальмолога пропорційний сигналу помилки і видає його на ВІДТочне прицілювання виконується шляхом наПОВІДНИЙ канал електромагнітного приводу оптичхилу ручки маніпулятора 11, яка вмонтована в ного дефлектора рукоятку переміщення щілинної лампи, що дозволяє однією рукою виконувати одночасно як переЗавдяки датчику зворотнього зв'язку пристрій міщення лампи, так і сканування лазерного проможе працювати в режимі сканування під час мікменя в фокальній площині бінокулярного рохірургічних маніпуляцій Параметри сканування мікроскопа Ручка 47 мікроманіпулятора з'єднана з задаються з пульта управління Пристрій працює в ємкісним чотирисекторним сферичним датчиком автоматичному режимі - лазерний промінь перекутового переміщення 46 Сферична поверхня міщується з заданими дискретом і частотою по секторів металізована Сектори нерухомо встанозаданій траєкторії і в певній зоні влені в корпусі рукоятки щілинної лампи і не мають Пристрій може бути використаний також для між собою електричного контакту Функцію рухомотерапії лазерним скануючим випромінюванням го елемента датчика виконує сферичний сегмент Від м ікро контролера модуля управління 43 сигнал ручки 47 мікроманіпулятора Поверхні секторів та через підсилювач 45 двома незалежними каналарухомого елемента є концентричними сферами з ми подається на електромагнітний привід оптичнозазором 0,1 0,2мм і являють собою чотири конго дефлектора Амплітуда і частота сканування денсатори В результаті нахилу ручки мікроманірегульовані пулятора змінюється площа перекриття секторів Для терапевтичної дії використовуються дюдні рухомим сегментом, що викликає зміну значення лазери 13 і 20 ємкості конденсаторів пропорційно ЗМІНІ кута наКонструкція пристрою дозволяє працювати в хилу ручки 47 мікроманіпулятора Сигнал датчика таких режимах сканування випромінюванням черкутових переміщень аналізується блоком зворотвоного дюдного лазера, сканування випромінюнього зв'язку і двома незалежними каналами певанням інфрачервоного дюдного лазера, одночасредається на мікроконтролер модуля управління не сканування випромінюванням обох лазерів з 43, котрий через підсилювач 45 подає керуючі сигпевним співвідношенням їх потужностей При ронали на оптичний дефлектор 48 В результаті дзеботі тільки з інфрачервоним лазерним випромінюркало 26 оптичного дефлектора відхиляється на ванням червоний промінь може бути використаний кут, пропорційний нахилу ручки 47 мікроманіпуляяк пілотний Крім того можлива візуалізація інфратора у відповідному напрямі червоного випромінювання за допомогою телекамери 4 на екрані відеомонітора 5 Наявність мікроТаким чином, мікроманіпулятор дозволяє контролера визначає високу оперативність швидко, точно і зручно спрямувати промінь пілотуправління оптичним дефлектором та іншими моного лазера в необхідний сектор патологічної зони дулями офтальмологічного пристрою для лазерної ока мікрохірургії, арифметичну та логічну обробку інОптичний дефлектор являє собою двокоордиформації у ВІДПОВІДНОСТІ з програмою, яка задає натний однодзеркальний пристрій управління лаПОСЛІДОВНІСТЬ і тривалість режимів роботи, форму зерним пучком у просторі Дзеркало відхиляється скануючих фігур, траєкторію переміщення лазервідносно нейтрального положення за допомогою ного променя електромагнітного приводу, принципом дії якого є взаємодія змінного електромагнітного поля електВ усіх режимах роботи пристрою може бути ромагнітів 53 з постійним магнітним полем магнітів використана відеосистема для візуалізацм як зони 52, завдяки взаємній орієнтації полюсів постійних діагностики та хірургічного втручання, так і інфрамагнітів та електрообмоток червоного випромінювання в режимі лазерної терапії Телекамера 4 встановлюється через насадку Оптичний дефлектор може виконувати як одЗ перед бінокуляром 34 щілинної лампи Зобранокоординатне, так і двокоординатне сканування ження поверхні переднього або заднього ВІДДІЛІВ Лазерний пучок падає на дзеркало оптичного деока з фокальної площини 29 щілинної лампи пефлектора під кутом 45° редається об'єктивом 32 через панкратичну сисУправляючий сигнал подається на кожну пару тему 33 на світлоподільну призму-куб 35 і фокусуелектрообмоток незалежно ється об'єктивом 36 через відхиляюче дзеркало 37 Оправа 49 та рамка 50 оснащені оптичними на поверхню ПЗЗ-матриці телекамери Далі зорастрами датчика амплітуди кута відхилення 55 браження у вигляді телевізійного сигналу передадля визначення кутового положення дзеркала 26 ється на екран відеомонітора та корекції сигналів управління двокоординатним скануванням При зворотньо-поступальному русі За допомогою телевізійної системи та інфрарастрів на фотодюді датчика виникає синусоїдачервоного лазерного випромінювання можна прольний сигнал, число періодів якого за одне відхиводити діагностику очних хвороб в інфрачервонолення відповідає кутовому положенню дзеркала му діапазоні спектра Мікропроцесор пристрою Напрямок руху дзеркала визначається за сигнадозволяє додатково виконувати електронні фотолом управляючої електричної напруги, що подаграфи патологічних зон ока пацієнта і вести реєстється на електромагнітний привід оптичного дерацію хворих 34 60326 Фіг.1 10 11 60326 12 13 60326 14 15 Комп'ютерна верстка А Крулевський 60326 Підписне 16 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119