Grin光纤多光斑激光探针的制作方法
【专利说明】GRIN光纤多光斑激光探针
[0001]相关申请的交叉参考
[0002]本申请依据35 U.S.C.§ 119要求2012年12月21日提交的美国专利申请N0.13/723,600的优先权，所述专利申请的全部内容以引用的方式并入本文中。
[0003]背景
技术领域
[0004]本申请涉及一种用于眼科手术中的激光探针，且更特定来说涉及一种用于激光光凝治疗(photocoagulat1n therapy)中的多光斑激光探针。
[0005]相关技术描述
[0006]现有技术水平的激光光凝治疗已使用了一段时间以将多光斑激光束递送到视网膜组织。多光斑激光束增强治疗的区域覆盖，从而增加速度且减小技术的侵入性。产生多光斑激光探针的一些尝试已使用包括多个光纤的光纤束。光纤束耦合到探针的近端中的激光源，且从探针的远端处的多个光纤递送激光。光纤束存在的一个问题是，从多个光纤的远端发射到组织的远心激光束应导向不同角方向以在视网膜的较广区域上分布所得激光束光斑。为了提供此广区域分布，已开发多光斑/多光纤激光探针，其中光纤的远端弯曲到所要角方向中。然而，此类弯曲很麻烦，增加成本，且还增加远端处的探针直径，这不合需要地增加了侵入性。
[0007]克服视网膜组织中激光光斑的分布的问题的一些尝试涉及在探针的远点或远端处使用GRIN透镜。举例来说，光纤束可耦合到远端处的GRIN透镜，使得多光斑图案可以所要距离和放大率投射到视网膜上。然而，此方法具有各种问题。
[0008]一个问题是，使用GRIN透镜引发探针的远端处的热管理挑战。实际上，即使光纤束与GRIN透镜之间的稍许耦合无效也产生难以移除的接口处捕获的不合需要的热量。探针的远端通常具有减小的尺寸以减小侵入性。因此，远端处产生的热聚集在那里，因为探针中的热传导元件的尺寸太小以致不能传导掉所有热量。因此，光纤-GRIN透镜接口有时称为热点。随着探针尖端的温度升高，尖端内的光学元件(包括GRIN透镜)可变得不对准或松弛。
[0009]另一问题是，眼睛内部发生过热相关机能失常，从而使相关联风险因素加倍。作为一实例，GRIN透镜和其它元件可变得松弛，因此产生掉落到眼睛内部的风险，这是非常不合需要的后果。
[0010]现有GRIN透镜设计的第三缺点是，包括GRIN透镜的整个探针、光纤束、具有定制适配器的插管、手持件和光纤连接器全部属于每次手术后丢弃的一次性物品。每次手术都需要新的一次性物品增加了手术的总成本且因此减小手术的可用性。
[0011]因此，需要一种热稳健的且减小热或松弛组件对组织的损坏的风险的改进的多光斑激光探针。还需要一种由大多可重复使用的组件组成(仅小部分为一次性物品)的探针。
【发明内容】
[0012]为了解决上述问题，一种根据本发明的实施方案的外科手术探针可包括:插管组件，其具有渐变折射率(GRIN)光纤，所述GRIN光纤经配置以在近端接收多光斑束且在远端发射多光斑光束；适配器，其具有经配置以与GRIN光纤的近端一起接纳插管组件的远端、经配置以经由连接器耦合到光导且接收光导从激光源向适配器递送的光的近端，以及经配置以将光导递送的光耦合到GRIN光纤的近端的接口 ；其中GRIN光纤的长度足够长使得在激光光凝手术期间所述接口在患者眼睛外部。
[0013]在相关实施方案中，一种制造外科手术探针的方法可包括:将渐变折射率(GRIN)光纤包装到插管系统中，所述GRIN光纤经配置以在近端接收多光斑光束且在远端发射所述多光斑光束；将插管系统以及所述GRIN光纤的近端一起耦合到适配器的远端；以及经由连接器将光导耦合到适配器的近端，所述光导经配置以从激光源向适配器递送光；其中所述适配器包括经配置以将光导递送的光耦合到GRIN光纤的近端的接口 ；且GRIN光纤的长度足够长使得在激光光凝手术期间所述接口在患者眼睛外部。
[0014]将在下文参看以下图式进一步详细描述本发明的这些和其它实施方案。
【附图说明】
[0015]图1示出根据一些实施方案适于产生用于视网膜激光光凝手术的多光斑激光束的外科手术探针。
[0016]图2A示出根据一些实施方案的外科手术探针的纵向剖视图。
[0017]图2B示出根据一些实施方案的外科手术探针的纵向剖视图。
[0018]图3示出根据一些实施方案的外科手术探针的近端内的多光斑配置的径向剖视图。
[0019]图4示出根据一些实施方案用于产生多光斑外科手术探针的方法的流程图。
[0020]在图中，具有相同参考数字的元件具有相同或类似功能。
【具体实施方式】
[0021]激光光凝治疗解决例如视网膜脱离和撕裂以及由于例如糖尿病等疾病引起的增殖性视网膜病变(proliferative retinopathy)等眼部疾病。糖尿病患者体内异常高的血糖刺激视网膜血管以释放增长因子，从而又促使视网膜表面上方的血管和毛细血管不合需要地增殖。这些增殖的血管很脆弱且将容易出血到玻璃体液中。身体通过产生疤痕组织来响应于损坏的血管，这可因而致使视网膜脱离且最终导致失明。
[0022]图1示出根据一些实施方案适于产生从渐变折射率(GRIN)光纤101发射的用于视网膜激光光凝手术的多光斑激光束105的外科手术探针100。探针100可经由切口插入在患者眼睛中且用光束105照明视网膜的一部分。探针100可包括用以容纳和支撑GRIN光纤101的插管110、用以容纳插管110的手持件120，以及可耦合到连接器140的适配器130。插管110可以可移除地对接到适配器130的远端中，且连接器140可对接到适配器130的近端中。此设计允许GRIN光纤101的近端接收来自适配器130内且因此在激光光凝手术期间在患者的眼睛外部的接口 135处的连接器140的光束或多个光束组件。
[0023]外科手术探针100经由光缆145引导的连接器140接收光束，所述光缆145耦合到激光源150。光缆145可包括引导光束组件的光纤束，或单一光纤。根据一些实施方案，激光源150可包括激光装置160、耦合器170 (其可包括分束器和透镜)和连接器180。
[0024]根据图1，在下文描述的实施方案中，“近端”元件或部分指代较接近激光源150的元件或部分。同样，“远端”元件或部分指代较接近患者眼睛的元件或部分。因此，举例来说，多光斑束105相对于外科手术探针100处于远端位置。且光缆145相对于外科手术探针100处于近端位置。
[0025]如上文论述，即使对于极小的光学失配，探针100也面临GRIN光纤135与激光连接器140的接口或热点处相当多的热产生，从而导致至少所述三个所描述的问题。与在探针100的尖端处使用小且短的GRIN透镜且因此在眼睛内较深处在探针100的远尖端处具有热点135的现有系统相比，在当前实施方案中，GRIN光纤足够长使得热点135可在患者眼睛外部。此设计提供对于所有三个上述问题的改进。
[0026](a) 一些探针100以改进的方式耗散接口 135处产生的热。实际上，在患者眼睛外部，接口 135周围的适配器130的质量和尺寸可增加，且热交换结构可耦合到插管110，例如用高导热率材料制成的大表面金属结构或冷却肋部。通过增加适配器130的质量、大小和表面，接口 135处产生的热可以有效方式在眼睛外部耗散。
[0027]举例来说，适配器130可包括具有高导热率的材料(例如，金属)。此改进了适配器130的热性能。并且，依据本公开的实施方案中的较稳健热性能增加了灭菌和环境测试程序之后的制造良率。这将与在眼睛内部耗散热的探针比较，所述探针仅经由插管收缩，插管由于其小尺寸而为不良热导体，有可能导致生物组织中的过热相关损坏。
[0028]另外，一些实施方案可在GRIN光纤101与插管110之间包括导热粘合剂，以帮助耗散接口或热点135处产生的热。此外，插管110可由高导热率材料(例如，金属，比如铜)制成，以增强组件的热稳健性。
[0029](b)根据本文公开的实施方案的外科手术探针100的机械稳健性还通过GRIN光纤101与沿着GIN光纤101的整个长度延伸的插管110之间的长接触区域而增强。因此，GRIN光纤101与插管110的附接较牢固，从而大大减小主要失效的风险(包括GRIN光纤101从插管110移开)O
[0030]即使归因于热应力或机械应力而在热点135处发生材料失效，组件的任一者被困在患者眼睛内部的风险仍是有限的，从而增加操作安全性。归因于责任减小，增加操作安全性对于外科手术探针100的制造商来说是极其合乎需要的。
[0031](c)最后，在实施方案中，探针100的一次性部分可仅为插管110，其含有GRIN光纤101和手持件120。此一次性物品可对接到适配器130中。适配器130需要精细工程设计以实现GRIN光纤101与激光导145之间的精确光学耦合。因此，包括适配器130以及可能连接器140、激光导145和连接器180的一次性物品更加昂贵，使价格上涨且因此限制手术的可实现性(因为其将在每次手术之后丢弃