Grin光纖多光斑激光探針的制作方法
【專利說明】GRIN光纖多光斑激光探針
[0001]相關申請的交叉參考
[0002]本申請依據35 U.S.C.§ 119要求2012年12月21日提交的美國專利申請N0.13/723,600的優先權，所述專利申請的全部內容以引用的方式并入本文中。
[0003]背景
技術領域
[0004]本申請涉及一種用于眼科手術中的激光探針，且更特定來說涉及一種用于激光光凝治療(photocoagulat1n therapy)中的多光斑激光探針。
[0005]相關技術描述
[0006]現有技術水平的激光光凝治療已使用了一段時間以將多光斑激光束遞送到視網膜組織。多光斑激光束增強治療的區域覆蓋，從而增加速度且減小技術的侵入性。產生多光斑激光探針的一些嘗試已使用包括多個光纖的光纖束。光纖束耦合到探針的近端中的激光源，且從探針的遠端處的多個光纖遞送激光。光纖束存在的一個問題是，從多個光纖的遠端發射到組織的遠心激光束應導向不同角方向以在視網膜的較廣區域上分布所得激光束光斑。為了提供此廣區域分布，已開發多光斑/多光纖激光探針，其中光纖的遠端彎曲到所要角方向中。然而，此類彎曲很麻煩，增加成本，且還增加遠端處的探針直徑，這不合需要地增加了侵入性。
[0007]克服視網膜組織中激光光斑的分布的問題的一些嘗試涉及在探針的遠點或遠端處使用GRIN透鏡。舉例來說，光纖束可耦合到遠端處的GRIN透鏡，使得多光斑圖案可以所要距離和放大率投射到視網膜上。然而，此方法具有各種問題。
[0008]一個問題是，使用GRIN透鏡引發探針的遠端處的熱管理挑戰。實際上，即使光纖束與GRIN透鏡之間的稍許耦合無效也產生難以移除的接口處捕獲的不合需要的熱量。探針的遠端通常具有減小的尺寸以減小侵入性。因此，遠端處產生的熱聚集在那里，因為探針中的熱傳導元件的尺寸太小以致不能傳導掉所有熱量。因此，光纖-GRIN透鏡接口有時稱為熱點。隨著探針尖端的溫度升高，尖端內的光學元件(包括GRIN透鏡)可變得不對準或松弛。
[0009]另一問題是，眼睛內部發生過熱相關機能失常，從而使相關聯風險因素加倍。作為一實例，GRIN透鏡和其它元件可變得松弛，因此產生掉落到眼睛內部的風險，這是非常不合需要的后果。
[0010]現有GRIN透鏡設計的第三缺點是，包括GRIN透鏡的整個探針、光纖束、具有定制適配器的插管、手持件和光纖連接器全部屬于每次手術后丟棄的一次性物品。每次手術都需要新的一次性物品增加了手術的總成本且因此減小手術的可用性。
[0011]因此，需要一種熱穩健的且減小熱或松弛組件對組織的損壞的風險的改進的多光斑激光探針。還需要一種由大多可重復使用的組件組成(僅小部分為一次性物品)的探針。

【發明內容】

[0012]為了解決上述問題，一種根據本發明的實施方案的外科手術探針可包括:插管組件，其具有漸變折射率(GRIN)光纖，所述GRIN光纖經配置以在近端接收多光斑束且在遠端發射多光斑光束；適配器，其具有經配置以與GRIN光纖的近端一起接納插管組件的遠端、經配置以經由連接器耦合到光導且接收光導從激光源向適配器遞送的光的近端，以及經配置以將光導遞送的光耦合到GRIN光纖的近端的接口 ；其中GRIN光纖的長度足夠長使得在激光光凝手術期間所述接口在患者眼睛外部。
[0013]在相關實施方案中，一種制造外科手術探針的方法可包括:將漸變折射率(GRIN)光纖包裝到插管系統中，所述GRIN光纖經配置以在近端接收多光斑光束且在遠端發射所述多光斑光束；將插管系統以及所述GRIN光纖的近端一起耦合到適配器的遠端；以及經由連接器將光導耦合到適配器的近端，所述光導經配置以從激光源向適配器遞送光；其中所述適配器包括經配置以將光導遞送的光耦合到GRIN光纖的近端的接口 ；且GRIN光纖的長度足夠長使得在激光光凝手術期間所述接口在患者眼睛外部。
[0014]將在下文參看以下圖式進一步詳細描述本發明的這些和其它實施方案。
【附圖說明】
[0015]圖1示出根據一些實施方案適于產生用于視網膜激光光凝手術的多光斑激光束的外科手術探針。
[0016]圖2A示出根據一些實施方案的外科手術探針的縱向剖視圖。
[0017]圖2B示出根據一些實施方案的外科手術探針的縱向剖視圖。
[0018]圖3示出根據一些實施方案的外科手術探針的近端內的多光斑配置的徑向剖視圖。
[0019]圖4示出根據一些實施方案用于產生多光斑外科手術探針的方法的流程圖。
[0020]在圖中，具有相同參考數字的元件具有相同或類似功能。
【具體實施方式】
[0021]激光光凝治療解決例如視網膜脫離和撕裂以及由于例如糖尿病等疾病引起的增殖性視網膜病變(proliferative retinopathy)等眼部疾病。糖尿病患者體內異常高的血糖刺激視網膜血管以釋放增長因子，從而又促使視網膜表面上方的血管和毛細血管不合需要地增殖。這些增殖的血管很脆弱且將容易出血到玻璃體液中。身體通過產生疤痕組織來響應于損壞的血管，這可因而致使視網膜脫離且最終導致失明。
[0022]圖1示出根據一些實施方案適于產生從漸變折射率(GRIN)光纖101發射的用于視網膜激光光凝手術的多光斑激光束105的外科手術探針100。探針100可經由切口插入在患者眼睛中且用光束105照明視網膜的一部分。探針100可包括用以容納和支撐GRIN光纖101的插管110、用以容納插管110的手持件120，以及可耦合到連接器140的適配器130。插管110可以可移除地對接到適配器130的遠端中，且連接器140可對接到適配器130的近端中。此設計允許GRIN光纖101的近端接收來自適配器130內且因此在激光光凝手術期間在患者的眼睛外部的接口 135處的連接器140的光束或多個光束組件。
[0023]外科手術探針100經由光纜145引導的連接器140接收光束，所述光纜145耦合到激光源150。光纜145可包括引導光束組件的光纖束，或單一光纖。根據一些實施方案，激光源150可包括激光裝置160、耦合器170 (其可包括分束器和透鏡)和連接器180。
[0024]根據圖1，在下文描述的實施方案中，“近端”元件或部分指代較接近激光源150的元件或部分。同樣，“遠端”元件或部分指代較接近患者眼睛的元件或部分。因此，舉例來說，多光斑束105相對于外科手術探針100處于遠端位置。且光纜145相對于外科手術探針100處于近端位置。
[0025]如上文論述，即使對于極小的光學失配，探針100也面臨GRIN光纖135與激光連接器140的接口或熱點處相當多的熱產生，從而導致至少所述三個所描述的問題。與在探針100的尖端處使用小且短的GRIN透鏡且因此在眼睛內較深處在探針100的遠尖端處具有熱點135的現有系統相比，在當前實施方案中，GRIN光纖足夠長使得熱點135可在患者眼睛外部。此設計提供對于所有三個上述問題的改進。
[0026](a) 一些探針100以改進的方式耗散接口 135處產生的熱。實際上，在患者眼睛外部，接口 135周圍的適配器130的質量和尺寸可增加，且熱交換結構可耦合到插管110，例如用高導熱率材料制成的大表面金屬結構或冷卻肋部。通過增加適配器130的質量、大小和表面，接口 135處產生的熱可以有效方式在眼睛外部耗散。
[0027]舉例來說，適配器130可包括具有高導熱率的材料(例如，金屬)。此改進了適配器130的熱性能。并且，依據本公開的實施方案中的較穩健熱性能增加了滅菌和環境測試程序之后的制造良率。這將與在眼睛內部耗散熱的探針比較，所述探針僅經由插管收縮，插管由于其小尺寸而為不良熱導體，有可能導致生物組織中的過熱相關損壞。
[0028]另外，一些實施方案可在GRIN光纖101與插管110之間包括導熱粘合劑，以幫助耗散接口或熱點135處產生的熱。此外，插管110可由高導熱率材料(例如，金屬，比如銅)制成，以增強組件的熱穩健性。
[0029](b)根據本文公開的實施方案的外科手術探針100的機械穩健性還通過GRIN光纖101與沿著GIN光纖101的整個長度延伸的插管110之間的長接觸區域而增強。因此，GRIN光纖101與插管110的附接較牢固，從而大大減小主要失效的風險(包括GRIN光纖101從插管110移開)O
[0030]即使歸因于熱應力或機械應力而在熱點135處發生材料失效，組件的任一者被困在患者眼睛內部的風險仍是有限的，從而增加操作安全性。歸因于責任減小，增加操作安全性對于外科手術探針100的制造商來說是極其合乎需要的。
[0031](c)最后，在實施方案中，探針100的一次性部分可僅為插管110，其含有GRIN光纖101和手持件120。此一次性物品可對接到適配器130中。適配器130需要精細工程設計以實現GRIN光纖101與激光導145之間的精確光學耦合。因此，包括適配器130以及可能連接器140、激光導145和連接器180的一次性物品更加昂貴，使價格上漲且因此限制手術的可實現性(因為其將在每次手術之后丟棄