MX2012003156A - Aparato, sistema y metodo para proporcionar la direccion y enfoque de laser para incision, escision y ablacion de tejido en cirugia minimamente invasiva. - Google Patents
Aparato, sistema y metodo para proporcionar la direccion y enfoque de laser para incision, escision y ablacion de tejido en cirugia minimamente invasiva.Info
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Abstract
Se proporcionan y describen aquí modalidades ilustrativas de un aparato, sistema, medio legible por computadora, procedimiento y método de acuerdo con la presente descripción, que pueden ser utilizados para proporcionar dirección y enfoque de láser para, por ejemplo, la incisión, escisión, y/o ablación de tejido en cirugía mínimamente invasiva. Por ejemplo, se proporciona un aparato ilustrativo que puede incluir por lo menos un elemento óptico, el cual puede ser configurado para refractar y/o difractar la luz provista en una estructura que puede ser configurada para ser insertada en un cuerpo, en donde al menos uno de los elementos ópticos está estructurado para recibir la luz a un primer ángulo y generar una luz refractada y/o difractada a un segundo ángulo, el cual puede ser diferente del primer ángulo con relación a un eje óptico. Una disposición de accionamiento ilustrativa, la cual puede ser configurada para controlar el elemento(s) óptico, puede ser provista y situada por lo menos parcialmente dentro de al menos una estructura.
Description
APARATO, SISTEMA Y METODO PARA PROPORCIONAR LA
DIRECCION Y ENFOQUE DE LASER PARA INCISION, ESCISION Y
ABLACION DE TEJIDO EN CIRUGIA MINIMAMENTE INVASIVA
REFERENCIA CRUZADA A SOLICiTUD(ES) RELACIONADA(S)
La presente solicitud se refiere a y reclama prioridad de la Solicitud de Patente de E.U.A. No. 61/242,202 presenta el 14 de Septiembre, 2009, cuya descripción completa se incorpora aquí por referencia.
CAMPO DE LA DESCRIPCION
La presente descripción se refiere generalmente a un aparato, sistema y método para proporcionar dirección y enfoque de láser para incisión, escisión y/o ablación de tejido en cirugía mínimamente invasiva .
INFORMACION DE ANTECEDENTES
Las técnicas quirúrgicas mínimamente invasivas pueden ofrecer el potencial para el control confiable de cáncer con impacto mínimo en la función de post-tratamiento del órgano enfermo. Han existido ciertos avances al proporcionar instrumentación para cirugía mínimamente invasiva de muchas enfermedades. Aunque el uso de
láseres C02 se ha vuelto bien establecido y puede considerarse como un escalpelo efectivo y preciso, aún estará muy limitado a operaciones en donde el cirujano tiene acceso no obstruido el tejido. (Ver, por ejemplo, Polanyi, Bredemei. He y otros 1970; Jako 1972; Mihashi, Jako y otros 1976; Garden, Obanion y otros 1988). Una ventaja particular del láser C02 en otros láseres puede ser que puede absorberse fácilmente por agua, que es el componente principal de la mayoría de los tejidos biológicos. Esto puede facilitar la distribución térmica mínima y lesión ha tejido normal adyacente, haciendo el láser C02 especialmente útil para cirugía cerca de estructuras anatómicas críticas, por ejemplo.
El láser C02 también puede utilizarse para sellar vasos sanguíneos y linfáticos pequeños, minimizando similarm.ente el sagrado y el riesgo de metástasis linfática de tumores. Con los componentes ópticos quirúrgicos apropiados, la interacción de tejido de láser C02 puede utilizarse ventajosamente para una escisión precisa de un tumor con lesión mínima al tejido normal para conservar similarmente la función sin comprometer la cura. Sin embargo, una desventaja ilustrativa de láser C02 puede relacionarse con su incapacidad probable de rayo para desplazarse en cualquier medio diferente al aire. Ya que el rayo láser C02 es probablemente incapaz de transmitirse a lo largo del vidrio o fibras ópticas convencionales, su uso probablemente ha estado generalmente restringido a aplicaciones de "línea de visión", en donde puede pasar a través de un orificio, instrumento endoscopio rígido recto lleno de aire. De esa forma, las aplicaciones endoscópicas de esta técnica y el láser C02 probablemente han estado restringidas a tratamiento de tumores de la boca, faringe, laringe y cérvix, por ejemplo.
Además, un suministro de cualquier tipo de luz láser quirúrgica en una cavidad corporal por medio de fibra óptica ha estado similarmente limitado al uso en el campo cercano, por ejemplo, al llevar la punta distal de la fibra óptica cerca del tejido con el fin de mantener la densidad de energía alta. Puede ser muy difícil facilitar una maniobra flexible, variable y precisa de tal rayo láser.
La instrumentación de aplicaciones endoscópicas de los láseres
C02 y otros láseres quirúrgicos se ha sometido a refinación y mejora, pero el acceso a la laringe y a la faringe en ciertos pacientes tiene características anatómicas adversas que probablemente han continuado planteando un problema. Esta limitación de la tecnología convencional puede ser muy responsable de los beneficios potenciales de cierta cirugía que se rechaza a gran número de pacientes, tal como pacientes cuyos tumores pueden ser relativamente difíciles de acceder para resección quirúrgica con instrumentación láser C02 endoscópico, por ejemplo. Consecuentemente, muchos de estos pacientes han sido tratados utilizando opciones no quirúrgicas, que incluyen radiación con o sin quimioterapia, para evitar los efectos potencialmente devastadores que puede tener la cirugía convencional en la calidad de vida de un paciente. Sin embargo, el uso de tales acercamientos "conservadores de órganos" no quirúrgicos frecuentemente puede causar de forma
similar efectos secundarios permanentes y significativos que pueden alterar drásticamente las vidas de los pacientes que sobreviven después del tratamiento.
Actualmente, uno de los métodos de suministro más comúnmente utilizados para láseres C02 (y otros láseres) en cirugía es similarmente un sistema de "línea de visión" que puede incluir una fuente de láser que puede suministrar energía a un micro-manipulador acoplado a un microscopio operativo a través de un brazo articulado. Por ejemplo, sistemas de suministro de fibra óptica de núcleo hueco para láser quirúrgico C02 que pueden facilitar proporcionar un rayo láser en un espacio confinado se han descrito por Hart Temelkuran y otros (ver, por ejemplo, Temelkuran, Hart y otros 2002). Como se describe, la fibra puede transmitir ía luz desde la fuente del láser hacia su extremo distal que puede utilizarse como un "escalpelo de láser". Sin embargo, el uso de las técnicas de suministro de fibra probablemente no es i deal ya que pueden tener algunas de las limitaciones de tecnologías de línea de visión. Adicionalmente, las técnicas de suministro de fibra pueden introducir ciertos otros problemas.
Por ejemplo, similarmente a las técnicas de suministro de línea de visión, puede ser i mportante manipular externamente un aparato que utiliza técnicas de suministro de fibra si se va a utilizar en espacios confinados. Adicionalmente, debido a que el rayo láser que sale de la fibra puede divergir rápidamente, la fibra de forma similar debe colocarse precisamente cerca del tejido con el fin de hacer una incisión o ablación en el tejido. Si la fibra se coloca demasiado lejos (por ejemplo, en 1 mm), la densidad de energía puede caer similarmente, y el escalpelo láser puede volverse ineficaz. Sin embargo, si la punta de fibra toca el tejido, puede quemarse y/u obstruirse. Además, una manipulación precisa del extremo operativo del tejido dentro de una cavidad corporal puede ser desafiante para el cirujano endoscópico debido a la dificultad de mantener una profundidad consistente de incisión con el láser dirigido a través de una fibra sostenida por la mano que se mueve sobre una superficie de tejido no uniforme en un espacio cerrado confinado. Además, un sistema electromecánico complejo probablemente debe necesitar proporcionarse para el rayo láser que se va a controlar remotamente.
Ciertos escáneres que tienen dimensiones que pueden ser similarmente apropiadas para uso endoscópico se han descrito (ver, por ejemplo, Fountain y Knopp 1992; Dohi, Sakuma y otros, 2003; Wu, Conry y otros 2006; y Tsia, Goda y otros 2009). Muchos de estos dispositivos pueden ser instrumentos que han sido diseñados inicialmente de forma específica para creación de imágenes endoscópicas, y únicamente se consideraron subsecuentemente para uso al realizar modificación de tejido y alterarse por consiguiente. Sin embargo, los requisitos técnicos de escáneres de creación de imágenes y escáneres de láser quirúrgico generalmente no son los mismos, sino más bien pueden ser muy diferentes. Mientras los escáneres de creación de imágenes generalmente pueden requerir patrones de escaneo regulares para generar la imagen, los
escáneres láseres quirúrgicos generalmente pueden utilizar variaciones aleatorias y precisas de los escáneres para atender los puntos adyacentes y distantes independientes que pueden involucrarse en un patrón de cirugía láser típico. De esa forma, los aparatos convencionales proporcionados para cirugía se describen como teniendo los componentes ópticos y el control mecánico de los escáneres externos al cuerpo. (Ver, por ejemplo, Fountain y noop 1992). Los dispositivos endoscópicos se han descrito con componentes ópticos diseñados para insertarse en el cuerpo, pero con el control mecánico externo al cuerpo. (Ver, por ejemplo, Dohi, Sakuma y otros 2003; Wu, Conry y otros 2006). Estos sistemas tienen ciertas limitaciones y problemas asociados tal como imprecisiones espaciales y temporales asociadas con la transmisión remota de fuerzas de colocación desde los motores externos hacia los componentes ópticos internos. Adicionalmente, puede proporcionarse un aparato de creación de imágenes que puede utilizarse para cirugía láser, en principio, supuestamente sin movimientos mecánicos y pueden internalizarse. (Ver, por ejemplo, Tsia, Goda y otros 2009). Sin embargo, este dispositivo requiere un láser sintonizable, y de esa forma no sería capaz de funcionar con láser quirúrgico como un láser C02, por ejemplo.
Por consiguiente, puede existir una necesidad de atender y/o superar al menos algunas de las deficiencias y limitaciones descritas anteriormente, y proporcionar modalidades ilustrativas de disposición y método de acuerdo con la presente descripción como se describe en detalle adicional aquí.
BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION
De hecho, uno de los objetos de ciertas modalidades ilustrativas de la presente descripción puede ser atender los problemas ilustrativos descritos anteriormente, y/o superar las deficiencias ilustrativas comúnmente asociadas con la técnica previa como, por ejemplo, se describe aquí. Por consiguiente, por ejemplo, proporcionadas y descritas aquí están ciertas modalidades ilustrativas del aparato, sistema, procedimiento y método ilustrativo de acuerdo con la presente descripción que puede utilizarse para proporcionar dirección y enfoque de láser para incisión, escisión y/o ablación de tejido en cirugía mínimamente invasiva.
De acuerdo con una modalidad ilustrativa de la presente descripción, se proporciona un aparato i lustrativo que puede incluir al menos un elemento óptico que puede configurarse para refractar y/o difractar luz proporcionada en al menos una estructura que puede configurarse para insertarse en un cuerpo, en donde al menos uno de los elemento(s) óptico se estructura para recibir la luz en un primer ángulo y generar una luz refractada y/o difractada en un segundo ángulo que puede ser diferente del primer ángulo relativo a un eje óptico (por ejemplo, la línea de visión que pasa a través del centro del elemento óptico). Una disposición es accionamiento ilustrativa puede configurarse para controlar al menos uno de los elemento(s) óptico para cambiar el segundo ángulo de la luz refractada y/o difractada también puede proporcionarse y colocarse al menos parcialmente dentro de al menos una estructura, por ejemplo, al menos una luz puede ser una luz láser, y el segundo ángulo puede ser uniforme. Al menos dos de los elementos ópticos pueden estructurarse para generar la luz refractada y/o difractada.
De acuerdo con ciertas modalidades ilustrativas de la presente descripción, al menos uno de los elemento(s) ilustrativo puede ser una cuña o prisma, y/o una rejilla, tal como una rejilla de frecuencia espacial variable, una rejilla acústico-óptica, una rejilla fija, una rejilla de transmisión holográfica, una rejilla ardiente, etc. La disposición ilustrativa además puede configurarse para controlar al menos uno de los elemento(s) óptico para cambiar el segundo ángulo de la luz refractada y/o difractada y un tercer ángulo unrforme de la luz refractada y/o difractada que es diferente del segundo ángulo uniforme. La disposición de accionamiento ilustrativa puede controlarse manual, mecánica, eléctrica, electromecánica y/o remotamente. Por ejemplo, la disposición de accionamiento ilustrativa puede controlarse al menos parcialmente por una disposición mecánica y/o una electromecánica.
Una configuración óptica de fibra ilustrativa que puede configurarse para proporcionar al menos una luz a través de ésta también puede proporcionarse de acuerdo con ciertas modalidades ilustrativas de la presente descripción. Por ejemplo, la configuración de fibra óptica ilustrativa puede configurarse para suministrar la luz al menos a uno de los elemento(s) óptico. Al menos un lente que está ópticamente asociado con al menos uno de los elemento(s) óptico además puede proporcionarse, tal como en una trayectoria óptica entre los elementos ópticos, entre los elemento(s) ópticos y la configuración de fibra óptica o después del elemento(s) óptico.
De acuerdo con ciertas modalidades ilustrativas de la presente descripción, puede proporcionarse una disposición adicional que puede estar configurada para proporcionar la luz láser y que puede controlarse para modificar una profundidad de un suministro de la luz refractada y/o difractada a un tejido objetivo en la estructura(s) ilustrativa. Por ejemplo, la disposición adicional puede incluir un láser de ablación, un láser de incisión y/o un láser de escisión. Una disposición receptora también puede proporcionarse y puede estructurarse para proporcionarse en el cuerpo y configurarse para recibir al menos una luz adicional, tal como una luz visual, desde un tejido objetivo en la estructura(s) ilustrativa. Por ejemplo, la disposición receptora puede incluir al menos un detector de luz, que puede ser un dispositivo cargado-acoplado (CCD), un haz de fibra óptica y/o un detector de semiconductor de óxido metálico complementario (CMOS), por ejemplo, y puede configurarse para proporcionar al menos una imagen del tejido objetivo.
Además, puede proporcionarse una disposición adicional que puede configurarse para proporcionar la luz adicional al tejido objetivo y que puede estructurarse para colocarse dentro del cuerpo. Una disposición particular también puede proporcionarse y puede 1 o
facilitar un control visual en aplicación de la luz, por ejemplo, por (i) un control de usuario y/o (¡i) automáticamente. Adicionalmente, una configuración externa, que puede configurarse para suministrar la luz a la estructura(s) puede proporcionarse y colocarse externamente desde el cuerpo. La configuración externa además puede configurarse para proporcionar frecuencias múltiples de la luz secuencialmente a tiempo y/o al mismo tiempo. Por ejemplo, la configuración externa puede ser o incluir una disposición láser sintonizable.
De acuerdo con ciertas modalidades ilustrativas de la presente descripción, al menos un elemento dispersivo puede proporcionarse y puede configurarse para desviar y/o refractar la luz en una longitud de onda particular dependiendo del ángulo en una dirección radial durante una rotación del elemento(s) dispersivo para mover la luz en un movimiento giratorio. Por ejemplo, la configuración externa puede configurarse para variar longitud de onda de la luz para mover la luz radialmente y/o para girarse para mover la luz.
De acuerdo con otra modalidad ilustrativa de la presente descripción, se proporciona un aparato ilustrativo que puede incluir, entre otros, una pluralidad de elementos ópticos que pueden configurarse para reflejar luz, tal como luz láser, y que puede proporcionarse en al menos una estructura que puede configurarse para insertarse en un cuerpo. Por ejemplo, una primera configuración de los elementos ópticos puede colocarse o controlarse para recibir la luz en un primer ángulo y generar una primera luz reflejada en un segundo ángulo que puede ser diferente al primer ángulo con relación a un eje óptico. Una segunda configuración de los elementos ópticos puede estructurarse para recibir la primera luz reflejada y generar una segunda luz reflejada en un tercer ángulo que puede ser diferente del segundo ángulo relativo al eje óptico.
Una disposición de accionamiento que puede configurarse para controlar la primera configuración y/o la segunda configuración de los elementos ópticos para cambiar el segundo ángulo y/o el tercer ángulo de la luz puede proporcionarse también y colocarse al menos parcialmente dentro de la estructura(s). Una tercera configuración de los elementos ópticos puede estructurarse y/o controlarse para recibir la segunda luz reflejada y generar una tercera luz reflejada en un cuarto ángulo que puede ser diferente del tercer ángulo con relación al eje óptico. Una cuarta configuración de los elementos ópticos puede estructurarse y/o controlarse para recibir la tercera luz reflejada y generar una cuarta luz reflejada hacia el cuerpo en un quinto ángulo que es diferente del cuarto ángulo con relación al eje óptico. La disposición de accionamiento puede configurarse además para controlar al menos uno de los elementos ópticos para cambiar el segundo ángulo de la luz reflejada y el tercer ángulo de la luz reflejada con relación al eje óptico, en donde los primeros y/o segundos ángulos pueden ser uniformes. La disposición de accionamiento puede controlarse al menos uno de manual, mecánica, eléctrica, electromecánica o remotamente, tal como al menos parcialmente por una disposición mecánica, por ejemplo.
La segunda configuración además puede estar estructurada para generar la segunda luz reflejada para tener una forma cilindrica. La primera configuración y/o la segunda configuración pueden ser o incluir al menos una sección que tiene una forma cónica. Por ejemplo, la primera configuración puede ser o incluir un espejo cónico, y la segunda configuración puede ser o incluir un espejo de sección cónica. La tercera configuración y/o la cuarta configuración pueden ser o incluir al menos una sección que puede tener una forma parabólica. Por ejemplo, la primera configuración puede ser o incluir un espejo de sección parabólica, y la cuarta configuración puede ser o incluir un espejo parabólico.
De acuerdo incluso con otra modalidad ilustrativa de la presente descripción, se proporciona un procedimiento ilustrativo para proporcionar dirección y enfoque de láser, que puede incluir, entre otros, definir un patrón para irradiar al menos una sección en un cuerpo, y controlar al menos un elemento óptico proporcionado en un alojamiento para refractar y/o difractar al menos una luz basándose en el patrón que utiliza una disposición de accionamiento. El alojamiento puede estructurarse para insertarse en el cuerpo, y/o la disposición de accionamiento puede estructurarse para insertarse en un cuerpo.
El procedimiento ilustrativo también puede incluir, entre otros, proporcionar la luz, controlar al menos uno de los elementos ópticos para cambiar un ángulo de la luz refractada y/o difractada y controlar al menos una luz para modificar un suministro de la luz refractada y/o difractada a un tejido objetivo en la estructura(s). De acuerdo con ciertas modalidades ilustrativas de la presente descripción, el procedimiento ilustrativo además puede incluir, entre otros, verificara menos una posición y/u orientación del menos uno de los elementos ópticos de luz refractada y/o difractada, generar al menos una señal basándose en la posición y/o la orientación, y controlar la posición y/o la orientación del menos uno d e los elementos ópticos basándose en señal(es).
De acuerdo incluso con otra modalidad ilustrativa de la presente descripción, se proporciona un medio accesible por computadora ilustrativo, que puade ser no transitorio, y que puede tener almacenadas en él instrucciones ejecutables por computadora para proporcionar dirección y enfoque de láser, que, cuando se ejecuta por una disposición de procesamiento de software, configura la disposición de procesamiento de hardware para realizar ciertos procedimientos, tal como, por ejemplo, definir un patrón para irradiar al menos una sección en un cuerpo, y controlar al menos un elemento óptico proporcionado en un alojamiento para refractar y/o disfrutar al menos una luz basándose en el patrón utilizando una disposición de accionamiento. El alojamiento y/o la disposición de accionamiento pueden estructurarse para insertarse en el cuerpo.
La disposición de procesamiento ilustrativa además puede configurarse para controlar una disposición de fuente para proporcionar al menos una luz, para controlar al menos uno de los elementos ópticos para cambiar un ángulo de luz refractada y/o difractada con respecto al eje óptico y/o controlar una disposición de fuente al modificar al menos una característica de la luz para modificar una posición de un suministro de la luz refractada y/o difractada a una ubicación objetivo en el cuerpo. Adicionalmente, de acuerdo con ciertas modalidades ilustrativas de la presente descripción, la disposición de procesamiento ilustrativa además puede configurarse para verificar una posición y/u orientación del menos uno de los elementos ópticos de la luz refractada y/o difractada, generar al menos una señal basándose en la posición y/o la orientación, y controlar la posición y/o la orientación de al menos uno de los elementos ópticos basándose en la señal(es).
De acuerdo incluso con otra modalidad ilustrativa de la presente descripción, un procedimiento ilustrativo puede facilitarse para dirigir y/o enfocar un láser sobre o a un tejido objetivo dentro de un cuerpo, que puede incluir, entre otros, localizar el tejido dentro del cuerpo desde una posición dentro del cuerpo y establecer una posición del dispositivo con relación al tejido objetivo utilizando una disposición particular que tiene un alojamiento que se inserta en el cuerpo. El procedimiento ilustrativo puede incluir generar datos de control al trazar sobre una imagen del tejido una trayectoria para cortarse con al menos una radiación electromagnética, que define un área que se va a efectuar por al menos una radiación electromagnética, y/o controlar la posición de al menos una radiación electromagnética en tiempo real. Además, el procedimiento ilustrativo puede incluir, con al menos una disposición de
accionamiento proporcional en el alojamiento, controlar al menos un elemento óptico proporcionado en el alojamiento, basándose en los datos de control, para refractar y/o difractar al menos una luz, Al menos una luz puede ser una luz láser, y la trayectoria puede basarse en un patrón predeterminado.
De acuerdo incluso con otra modalidad ilustrativa de la presente descripción, puede proporcionarse un medio accesible por computador ilustrativo, que puede ser no transitorio, y que puede tener almacenadas en él instrucciones ejecutables por computadora para dirigir y/o enfocar un láser sobre o hacia un tejido objetivo dentro de un cuerpo, que, cuando se ejecuta con una disposición de procesamiento de hardware, configura la disposición de procesamiento de hardware para realizar ciertos procedimientos, tal como, por ejemplo, localizar el tejido objetivo dentro del cuerpo desde una posición dentro del cuerpo y establecer una posición del dispositivo con relación al tejido objetivo utilizando una disposición particular que tiene un alojamiento que se inserta en el cuerpo. El procedimiento ilustrativo ejecutado utilizando las instrucciones ejecutables por computadora además puede incluir generar datos de control al trazar sobre una imagen del tejido una trayectoria para cortarse con al menos una radiación electromagnética, definir un área que se va a efectuar por al menos una radiación electromagnética, y/o controlar la posición del menos una radiación electromagnética en tiempo real. Además, las instrucciones ilustrativas pueden configurar la disposición de procesamiento con al menos una disposición de accionamiento proporcionada en el alojamiento, controlar al menos un elemento óptico proporcionado en un alojamiento, basándose en los datos de control, al menos a uno de refractar o difractar al menos una luz, por ejemplo. Al menos una luz puede ser una luz láser, y la trayectoria puede basarse en un patrón predeterminado.
Estos y otros objetos, características y ventajas de la modalidad ilustrativa de la presente descripción se harán evidentes con la lectura de la siguiente descripción detallada de las modalidades ilustrativas de la presente descripción, cuando se toma en conjunto con las reivindicaciones anexas.
BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS
Para un entendimiento más completo de la presente descripción y sus ventajas, ahora se hace referencia a la siguiente descripción, tomada en conjunto con los dibujos anexos, en donde:
La Figura 1 es un diagrama de un sistema de escalpelo de láser endoscópico de acuerdo con una modalidad ilustrativa de la presente descripción;
La Figura 2 es una vista en perspectiva de una cabeza endoscópica de escaneo láser del sistema de escalpelo láser ilustrativo de la Figura 1 de acuerdo con una primera modalidad ilustrativa de la presente descripción;
La Figura 3A es una vista lateral de elementos ópticos que pueden incluirse en la modalidad ilustrativa de la cabeza endoscópica de escaneo láser ¡lustrada en la Figura 2;
La Figura 3B es una ilustración de una geometría de escaneo ilustrativa generada utilizando los elementos ópticos ilustrativos de la Figura 3A;
La Figura 4A es un bosquejo de elementos ópticos que pueden incluirse en la cabeza endoscópica de escaneo láser de acuerdo con una segunda modalidad ilustrativa de la presente descripción;
La F ¡gura 4B es u na ilustración de una geometría de escaneo ilustrativa generada por los elementos ópticos ilustrativos de la Figura 4A;
La Figura 5A es un bosquejo de un elemento óptico particular que puede incluirse en la cabeza endoscópica de escaneo láser de acuerdo con la tercera modalidad ilustrativa de la presente descripción;
La F ¡gura 5B es u na ilustración de una geometría de escaneo ilustrativa generada por el elemento ilustrativo de la Figura 5;
La Figura 6A es un bosquejo de incluso otros elementos ópticos que pueden incluirse en la cabeza endoscópica de escaneo láser de acuerdo con una cuarta modalidad ilustrativa de la presente descripción;
La F ¡gura 6B e s una ilustración de una geometría de escaneo ilustrativa que puede generarse mediante por los elementos ópticos ilustrativos de la Figura 6A;
La Figura 7A es una ilustración de elementos ópticos adicionales que pueden incluirse en la cabeza endoscopica de escaneo láser de acuerdo con una quinta modalidad ilustrativa de la presente descripción;
La Figura 7B es una ilustración de una geometría d e escaneo ilustrativa generada por los elementos ópticos ilustrativos de la Figura 7A;
La Figura 8A es una ilustración de incluso otra configuración óptica que puede incluirse en la cabeza endoscopica de escaneo láser de acuerdo con una sexta modalidad ilustrativa de la presente descripción;
La F igura 8B es u na ilustración de una geometría de escaneo ilustrativa generada por el elemento óptico ilustrativo de la Figura 8A;
La Figura 9A son ilustraciones de un dispositivo de escalpelo láser endoscópico y una vista recortada de una sección de cabeza del mismo, de acuerdo con la modalidad ilustrativa de la presente descripción;
La Figura 9B son ilustraciones del dispositivo de escalpelo láser endoscópico en la vista recortada de una sección de cabeza del mismo, de acuerdo con otra modalidad ilustrativa de la presente descripción ;
La Figura 10 es una vista transversal lateral de una cabeza endoscopica de escaneo láser junto con dimensiones representativas de la misma de acuerdo con una modalidad ilustrativa de la presente descripción;
La Figura 11 es una vista en perspectiva de un servosistema de posicionamiento controlado de acuerdo con una modalidad ilustrativa de la presente descripción;
La Figura 12A es una ilustración de una geometría de escáner ilustrativa de acuerdo con una modalidad ilustrativa de la presente descripción;
La Figura 12B es una ilustración de una geometría de escáner ilustrativa de acuerdo con otra modalidad ilustrativa de la presente descripción;
La Figura 13A es una imagen ilustrativa de un patrón de escaneo ilustrativo generado por un dispositivo o una dis-posición de acuerdo con una modalidad ilustrativa de la presente descripción;
La Figura 13B es una ilustración de una geometría de escáner ilustrativa de acuerdo incluso con otra modalidad ilustrativa de la presente descripción;
La Figura 13C es una ilustración de un patrón de escaneo ilustrativo adicional de acuerdo con una modalidad ilustrativa de la presente descripción;
La Figura 14 es una vista lateral de un dispositivo de acuerdo con una modalidad ilustrativa adicional de la presente descripción;
La Figura 15 es una ilustración de un diagrama de bloque de un sistema de acuerdo incluso con otra modalidad ilustrativa de la presente descripción;
La Figura 16 es un diagrama de flujo de un procesamiento ilustrativo de acuerdo con ciertas modalidades ilustrativas de la presente descripción; y
La Figura 17 es un diagrama de flujo de un procedimiento ilustrativo de acuerdo con modalidades ilustrativas adicionales de la presente descripción.
A través de las figuras, los mismos números de referencia y carácter, a menos que se mencione de otra forma, se utilizan para denotar características, elementos, componentes o porciones similares de las modalidades ilustradas. Además, aunque la descripción en cuestión ahora se describirá en detalle con referencia a las figuras, esto se hace en conexión con las modalidades ilustrativas. Se pretende que puedan hacerse cambios y modificaciones a las modalidades descritas sin apartarse del verdadero espíritu y alcance de la descripción en cuestión.
DESCRIPCION DETALLADA DE MODALIDADES
ILUSTRATIVAS
Para atender y/o superar al menos algunas de las deficiencias descritas anteriormente, pueden proporcionarse modalidades ilustrativas del dispositivo, disposición, aparato, medio accesible por computadora no transitorio y método de acuerdo con la presente descripción. Por ejemplo, es posible introducir en la cavidad corporal un pequeño escáner ilustrativo que puede controlarse remotamente por el cirujano para guiar el láser. El láser puede suministrarse a la cavidad corporal y escanearse en el tejido utilizando, por ejemplo, dos o más pequeñas cuñas ópticas giratorias. Una de las ventajas de utilizar una disposición de prisma ilustrativa, por ejemplo, que puede denominarse como un par de prisma de Risley, es que puede hacerse con un pequeño un perfil muy pequeño, por ejemplo, no mucho más grande que el diámetro de la fibra óptica (bajo 10 mm), y que puede remplazarse del extremo distal de un endoscopio. Pueden utilizarse uno o más lentes para enfocar la luz y mejorar la densidad de energía suministrada al tejido y/o ajustar la profundidad de operación del dispositivo. Al utilizar tal modalidad ilustrativa de la disposición/sistema puede facilitar una manipulación precisa del láser suministrado en cavidades corporales relativamente inaccesibles por un conducto flexible o rígido. Esta modalidad ilustrativa también puede utilizarse con un brazo articulado y/o un procedimiento/disposición de suministro del láser de línea de visión, recta.
Por ejemplo, una modalidad ilustrativa del sistema puede incluir un dispositivo de creación de imágenes, por ejemplo, una cámara de video que puede proporcionarse al lado, cerca y/o fija a los escáneres para proporcionar una imagen endoscópica en vivo al usuario (por ejemplo, el cirujano) que puede trazar una gráfica en el video para establecer una trayectoria de escaneo particular en la imagen del tejido. La trayectoria entonces puede trasladarse en movimientos de cuña apropiados para producir un escaneo con velocidad y trayectoria apropiadas en el tejido. Alternativamente o además, el usuario puede controlar la trayectoria láser y puede suministrar directamente a través de un señalador o palanca de mandos (o ratón, pantalla táctil, pluma digital, seguibola, etc.) desde la corriente de video como se presenta en un monitor de video. El sistema ilustrativo también puede configurarse o estructurarse para variar el enfoque del rayo en el tejido para incorporar diferentes profundidades de operación, facilitando de esa forma un control tridimensional en tiempo real del láser en la cavidad corporal.
Proporcionarse a un suministro de láser ilustrativo que utiliza las modalidades ilustrativas de los dispositivos, sistemas, aparatos, medio accesible por computadora no transitorio y disposiciones de acuerdo con la presente descripción para implementar y/o utilizar múltiples configuraciones. Por ejemplo, es posible incluir uno o más conductos y/o canales, que incluyen, por ejemplo, un ducto para un espacio de banda fotónica, y/o una fibra de núcleo hueco para el suministro láser C02. También es posible incluir una configuración de línea de visión directa para suministro de láser y/o utilizar un mecanismo de suministro de brazo articulado con ciertos sistemas ilustrativos de acuerdo con la presente descripción. Por ejemplo, las configuraciones ilustrativas de los dispositivos, sistemas, aparatos, medio accesible por computadora no transitorio y disposición de acuerdo con la presente descripción pueden proporcionar ajuste de profundidad para realizarse, por ejemplo, al mover un lente negativo para controlar el enfoque. Ciertas configuraciones ilustrativas pueden ser independientes de algunas o todas las fibras ópticas. Por ejemplo, ciertos modalidades ilustrativas de los dispositivos,
sistemas, aparatos, medio accesible por computadora no transitorio y disposición de acuerdo con la presente descripción pueden utilizar una variedad de ciertas fuentes de radiación electromagnética que pueden operar con algunas o todas las longitudes de onda qu.e pueden utilizarse al realizar cirugías, que incluyen, por ejemplo, Nd:YAG@1064nm, ion de argón y criptón @48nm, y 684nm, etc.). Además, de acuerdo con ciertas modalidades ilustrativas de la presente descripción, la cabeza y el cuerpo de endoscopio pueden estar compuestos de materiales biocompatibles, que pueden facilitar la limpieza y la esterilización relativamente fáciles, por ejemplo.
La Figura 1 muestra un diagrama de un sistema de escalpelo láser endoscópico de acuerdo con una modalidad ilustrativa de la presente descripción. El sistema de escalpelo láser endoscópico ilustrativo ilustrado en la Figura 1 puede incluir una cabeza endoscópica de escaneo láser 100 montada sobre el extremo distal de un laringoscopio o endoscopio 105. Modalidades ilustrativas de una cabeza endoscópica de escaneo láser de un laringoscopio o endoscopio además se describen aquí con referencia a las Figuras 2-11. Un dispositivo de creación de imágenes ilustrativo en la cabeza endoscópica 100 puede transmitir una imagen endoscópica fija, en vivo o móvil del tejido en la cavidad corporal 110 a través de una corriente de video a un procesador 115 que puede presentar una imagen, por ejemplo, en un formato legible por usuario en un monitor y/o pantalla 120. Un usuario (por ejemplo, un cirujano) puede utilizar un dispositivo de entrada 125, que puede ser un dispositivo de entrada gráfica (por ejemplo, ratón, palanca de mandos, pantalla táctil, pluma digital, seguibola, etc.) que puede utilizarse para sobreponer la imagen en vivo con una representación gráfica de la trayectoria de un corte láser deseado. Una disposición de control de computadora 130 puede programarse y/o activarse para convertir coordenadas cartesianas de una trayectoria gráfica en la presentación en coordenadas angulares para un escáner que puede enviarse a un control de escáner 135. El control de escáner 135 puede transformar las coordenadas en señales de comando eléctricas que pueden transmitirse a los motores en una cabeza endoscópica 100. El control de escáner 135 también puede activar un láser 140 y controlar la intensidad de luz láser suministrada a los escáneres a través de una fibra óptica 145 u otro sistema de suministro láser, por ejemplo.
De acuerdo con ciertas modalidades ilustrativas de la presente descripción, los motores pueden activarse en respuesta al movimiento del dispositivo de entrada gráfica en tiempo real, para proporcionar control directo de los escáneres por el usuario, por ejemplo. También es posible utilizar un laringoscopio operativo rígido en lugar de un endoscopio flexible, tal como el endoscopio 105. Como se muestra en la Figura 1, el sistema ilustrativo de acuerdo con la presente descripción puede incluir un atenuador electroóptico que puede controlarse por un control de computadora, tal como control de computadora 130, y utilizarse para modular la intensidad de un láser (por ejemplo, láser 140). La fibra óptica 145 puede ser una fibra óptica de modo individual. Alternativamente, la fibra óptica 145 puede ser una fibra óptica de modo múltiple. Además, por ejemplo, la fibra óptica 145 puede ser una fibra óptica de espacio de banda de núcleo hueco o fotónico. De acuerdo con ciertas modalidades ilustrativas de la presente descripción, el suministro directo de láser, o suministro de láser a través de un brazo articulado, a la cabeza de escaneo endoscópica 100 puede utilizarse en conjunto con o en lugar de utilizar la fibra óptica 145. También es posible utilizar una radiofrecuencia (o radiofrecuencias, que incluyen una banda de las mismas) para interconectar la unidad de control de escáner 135 con un procesador localizado en la cabeza de escaneo 100. Adicionalmente, es posible utilizar una fuente de energía local, tal como una batería, que puede locali-zarse en (o cerca) de la cabeza de escaneo 100 para proporcionar energía para operar el dispositivo. Además, es posible incorporar o incluir la fuente láser 140 en o dentro de la cabeza de escaneo e ndoscópica 100. De esa forma, de acuerdo con ciertas modalidades ilustrativas de la presente descripción, es posible operar el dispositivo ilustrativo sin ninguna conexión física al exterior del cuerpo; o, si se utiliza una fuente láser externa, con la única conexión física al exterior del cuerpo que es para el suministro de la luz láser.
La Figura 2 muestra una vista en perspectiva de una cabeza endoscópica de escaneo láser del sistema de escalpelo láser ilustrativo de la Figura 1 de acuerdo con una primera modalidad ilustrativa de la presente descripción. Por ejemplo, la cabeza
endoscópica de escaneo láser mostrada en la Figura 2 puede tener uno o más elementos transmisores ilustrativos 210 y 225 (por ejemplo, elementos refractivos y/o de difracción), alineados con sus centros en un eje óptico 200. Al menos un rayo de luz 205 puede entregarse por un mecanismo/disposición de suministro de luz 206 incidente en el primer elemento 210 en un primer ángulo f1 con respecto al eje óptico 200. Como se ilustra en la Figura 2, el rayo de luz 205 puede refractarse o difractarse por el primer elemento ilustrativo 210, y emerger en un segundo ángulo <j>2 diferente con respecto al eje óptico 200. El rayo de luz 205 también puede emerger desde el primer elemento 210 con un ángulo de rotación y/o ángulo azimutal al alrededor del eje óptico que depende del ángulo de rotación f1 del primer elemento 210 alrededor del eje óptico 200. El ángulo de rotación f1 puede accionarse sobre y/o controlarse por un motor 215 y un sensor de posición angular 220 en una disposición de posicionam iento de servo-control, por ejemplo. El motor ilustrativo 215 puede proporcionarse en la cabeza endoscópica, o adyacente a ésta, de acuerdo con una modalidad ilustrativa.
Como se ilustra además en la Figura 2, el segundo elemento ilustrativo 225 puede recibir la luz en el primer ángulo f2 con respecto al eje óptico 200, y puede inducir una refracción o difracción adicional del rayo de luz 205 para que el rayo de luz resultantes 205 emerja en un tercer ángulo f3 con respecto al eje óptico, y con una rotación y/o ángulo azimutal alrededor del eje óptico 200. De acuerdo con está disposición ilustrativa, el ángulo de rotación f1 alrededor del eje óptico 200 en el cual emerge el rayo de luz 205 desde el segundo elemento 225 depende de otro ángulo de rotación <p2 del segundo dispositivo 225 que puede accionarse y/o controlarse por un segundo motor 230 y un segundo sensor de posición angular 235, operado en una configuración de posicionamiento de servo-control, por ejemplo. De esa forma, el ángulo de la luz que emerge del segundo elemento 225 puede tener las siguientes dependencias: f3(f1,f1,f2) de acuerdo con la disposición ilustrativa ilustrada en la Figura 2.
Adicionalmente, un elemento de enfoque ilustrativo 240 puede incluirse en el sistema ilustrativo mostrado en la Figura 2. En particular, la disposición ilustrativa ilustrada en la Figura 2 puede configurarse para que el elemento de enfoque 240 permita que los dos elementos 210, 225 enfoquen el rayo de luz 205 sobre el tejido objetivo en la cavidad corporal, por ejemplo. Los componentes ilustrados en la Figura 2 aquí descritos pueden alojarse o colocarse en una estructura y/o alojamiento 250 que puede configurarse, ajustarse y/o estructurarse para insertarse en una cavidad corporal de una persona, animal o cualquier otra criatura para la cual puede utilizarse el dispositivo ilustrativo de acuerdo con la presente descripción.
La Figura 3A muestra una ilustración funcional de una cabeza endoscópica de escaneo láser del sistema de escalpelo láser ilustrativo de la Figura 1 de acuerdo con una primera modalidad ilustrativa de la presente descripción. Los elementos ópticos
ilustrativos 300, .310 cada uno pueden ser cuñas o prismas ópticos, o rejillas de difracción, o cualquier combinación y/o híbrido de los mismos, por ejemplo. De acuerdo con ciertas modalidades ilustrativas de la cabeza endoscópica de escaneo láser, los elementos ópticos 210, 225 ilustrados en la Figura 2 pueden ser los mismos que o substancialmente similares a los elementos ópticos 300 y 310 ilustrados en la Figura 3.
La Figura 3B muestra una ilustración de un patrón de escaneo ilustrativo 320 generado utilizando los elementos ópticos ilustrativos de la Figura 3A. Como se ilustra en la Figura 3B, el patrón de escaneo 320 (por ejemplo, un área escaneada) puede definirse por el rayo de luz 205 que emerge del segundo elemento 225, y de esa forma depende de los ángulos de rotación f1,f2 de los elementos ópticos 210, 225, respectivamente.
La Figura 4A muestra una vista lateral de elementos ópticos adicionales que pueden incluirse en la cabeza endoscópica de escaneo láser de acuerdo con una segunda modalidad ilustrativa de la presente descripción. Los elementos ópticos ilustrativos 400, 410 ¡lustrados en la Figura 4A pueden utilizarse en un dispositivo ilustrativo que tiene una configuración básica similar o igual a la cabeza endoscópica de escaneo láser ilustrativa mostrada en la Figura 2. Sin embargo, de acuerdo con la modalidad ilustrativa del dispositivo ilustrado en la Figura 4A, el primer elemento óptico 400 puede ser una rejilla fijada (por ejemplo, no giratoria) con una inclinación variable. Por ejemplo, un primer elemento óptico 400 puede ser un dispositivo acústico-óptico o un dispositivo de cristal líquido. El elemento óptico 400 puede modificar el segundo ángulo f2 del rayo de luz difractado al variar la inclinación de rejilla v. Como también se ilustra en la Figura 4A, el segundo elemento óptico 410 puede ser una cuña o prisma óptico, o rejilla de difracción que puede girar sobre el eje óptico para inducir la refracción y/o la difracción del rayo de luz difractado. Los elementos ópticos ilustrativos 400, 410 pueden alinearse con sus centros en el eje óptico.
La Figura 4B muestra una ilustración de un patrón de escaneo ilustrativo 420 generado por los elementos ópticos ilustrativos 400, 410 de la Figura 4A. Como se ilustra en la Figura 4B, el patrón de escaneo resultante 420 puede ser una elipse con el eje largo ortogonal a la regla de la rejilla fijada al primer elemento óptico 400.
La Figura 5A muestra una vista lateral de un diseño óptico particular que puede incluirse en la cabeza endoscópica de escaneo láser de acuerdo con una tercera modalidad ilustrativa de la presente descripción. Basándose en una configuración básica similar a la de la cabeza endoscópica de escaneo láser ilustrativa ilustrada en la Figura 2, un dispositivo ilustrativo de acuerdo con la presente descripción puede tener un elemento óptico individual 500, como se ilustra en la Figura 5A. Por ejemplo, el elemento óptico 500 puede ser una rejilla de difracción giratoria individual de inclinación variable, tal como un dispositivo acústico-óptico o un dispositivo de cristal liquido. El ángulo difractado (o ángulo de elevación) disfrazado f2 puede derivarse al modificar la inclinación de la rejilla v. El ángulo alrededor del eje óptico (o ángulo azimutal) puede variar al girar el elemento óptico 500 por un ángulo f.
La Figura 5B es una ilustración de un patrón de escaneo ilustrativo 520 generado por el elemento óptico ilustrativo 500 de la Figura 5A. Como se ilustra en la Figura 5B, el patrón de escaneo 520 que resulta de la modalidad ilustrativa de un dispositivo de acuerdo con la presente descripción ilustrada en la Figura 5A puede ser un circulo. El radio del círculo 530 puede depender de la inclinación de rejilla del elemento óptico 500.
La Figura 6A muestra una vista lateral de incluso otra disposición de elemento óptico que puede incluirse en la cabeza endoscópica de escaneo láser de acuerdo con una cuarta modalidad ilustrativa de la presente descripción. Los elementos ópticos ilustrativos 600, 610 ilustrados en la Figura 6A también pueden utilizarse en un dispositivo ilustrativo que tiene la configuración básica igual o similar a la de la cabeza endoscópica de escaneo láser ilustrativa ilustrada en la Figura 2. Sin embargo, de acuerdo con la modalidad ilustrativa del dispositivo mostrado en la Figura 6A, los elementos ópticos 600, 610 pueden ser tanto rejillas fijas (por ejemplo, no giratorias) como de difracción ortogonales de inclinación variable v1 y v2, respectivamente, tal como dispositivos acústico-ópticos o dispositivos de cristal líquido. Como se ilustra en la Figura 6A, el ángulo difractado f3 del rayo de luz que emerge del elemento óptico 610 puede ser independiente del ángulo incidente <j>1 del rayo de luz y las inclinaciones de rejilla v1 y v2 de los elementos ópticos 600 y 610, respectivamente. De esa forma, por ejemplo, de acuerdo con ciertas modalidades ilustrativas de la presente descripción, es posible modificar la posición del suministro de la luz refractada y/o difractada a la ubicación objetivo en el cuerpo de modificar y/o controlar la inclinación de la rejilla(s) sin utilizar ninguno de los accionadores, motores y/o sensores para modificar y/o controlar la posición y/u orientación del elemento(s) óptico.
La Figura 6B muestra una ilustración de un patrón de escaneo ilustrativo 620 generado por los elementos ópticos ilustrativos 600, 610 de la Figura 6A. Como se ilustra en la Figura 6B, el patrón de escaneo resultante 620 de esta modalidad es un rectángulo con coordenadas cartesiana dependientes de las inclinaciones v1 y v2 de las dos rejillas de elementos ópticos 600 y 610, respectivamente.
Además, de acuerdo con ciertas modalidades ilustrativas de la presente descripción, es posible modificar la posición del suministro de la luz refractada y/o difractada a la ubicación objetivo en el cuerpo al modificar y/o controlar al menos una característica del rayo de luz incidente, tal como la frecuencia y/o longitud de onda de la luz, por ejemplo, sin utilizar ninguno de los accionadores, motores y/o sensores para modificar y/o controlar la posición y/u orientación del elemento(s) óptico.
La Figura 7A muestra una vista lateral de una disposición óptica adicional que puede incluirse en la cabeza endoscópica de escaneo láser de acuerdo con una quinta modalidad ilustrativa de la presente descripción. Los elementos ópticos ilustrativos 700, 710 ilustrados en la Figura 7A pueden utilizarse en un dispositivo ilustrativo que tiene una configuración básica igual o similar a la de la cabeza endoscópica de escaneo láser ilustrativa ilustrada en la Figura 2. Similarmente la configuración ilustrada en la Figura 4A, el primer elemento óptico 700 puede ser una rejilla fija (por ejemplo, no giratoria) que tiene una inclinación variable, y el segundo elemento pico 710 puede ser una cuña o prisma óptico, o una rejilla de difracción de inclinación fija. Similarmente la configuración ilustrada en la Figura 4A, el segundo elemento óptico 710 puede girar con respecto al eje óptico para inducir una refracción o difracción del rayo difractado. Diferente a la configuración ilustrativa ilustrada en la Figura 4A, sin embargo, de acuerdo con la modalidad ilustrativa ilustrada en la Figura 7A, el segundo ángulo f2 (ángulo de elevación) del rayo de luz difractada puede variar el modificar la frecuencia y/o longitud de onda del rayo de luz incidente.
La Figura 7B muestra una ilustración de incluso un patrón de escaneo ilustrativo adicional 720 generado por los elementos ópticos ilustrativos 700, 710 de la Figura 7A. Como se ilustra en la Figura 7B, el patrón de escaneo resultante 720 de la modalidad ilustrativa en un dispositivo de acuerdo con la presente descripción ilustrada en la Figura 7A puede ser un elipse, con el eje largo que es ortogonal a la dirección de rejilla, por ejemplo.
La Figura 8A muestra una vista lateral de incluso otra disposición óptica que puede incluirse en la cabeza endoscópica de escaneo láser de acuerdo con una sexta modalidad ilustrativa de la presente descripción. La modalidad ilustrativa de un dispositivo de acuerdo con la presente descripción ilustrada en la Figura 8A tiene una configuración similar a la modalidad ilustrativa del dispositivo ilustrativo ilustrado en la Figura 7A, con un rayo de luz incidente de frecuencia/longitud de onda variable. Diferente a la configuración ilustrativa ilustrada en la Figura 7A, sin embargo, la configuración ilustrativa ilustrada en la Figura 8A tiene un elemento óptico individual 800, que puede ser una cuña o prisma óptico, o una rejilla de difracción de inclinación fija que puede girar sobre el eje óptico para inducir un ángulo azimutal de rotación del rayo de luz difractado.
La Figura 8B es una ilustración de un patrón de escaneo ilustrativo 820 generado por el elemento óptico ilustrativo 800 de la Figura 8A. Como se ilustra en la Figura 8B, el patrón de escaneo resultante 820 de la modalidad ilustrativa de un dispositivo de acuerdo con la presente descripción ilustrado en la Figura 8A puede ser circular.
La Figura 9A muestra ilustraciones de un dispositivo de escalpelo láser endoscópico y una vista recortada en una sección de cabeza del mismo, de acuerdo con una modalidad ilustrativa de la presente descripción. Como se ilustra en la Figura 9, el dispositivo ilustrativo incluye una fibra óptica de núcleo hueco 945 que puede suministrar la luz láser infrarroja C02 a la cabeza de escaneo endoscópica 900. El dispositivo ilustrativo puede configurarse para que el láser y/o la luz puedan expandirse primero con un lente
negativo 905 y entonces colimarse por un lente positivo 910 para llenar la apertura de prismas o cuñas ópticas de escaneo 915, 960. El primer prisma óptico de escaneo 915 puede montarse sobre un anillo rígido (o montaje de anillo) 920 que puede mantenerse en su lugar por una disposición de cojinetes 925. El anillo 920 puede girar por un motor ultrasónico 930, por ejemplo. Un anillo magnético 935 puede fijarse al anillo rígido 920, y la posición del anillo magnético 935 puede medirse y/o monitorearse, tal como por una disposición de sensor de pasillo 940. Un motor ultrasónico 930 y el sensor de posición de pasillo 940 pueden controlarse en una disposición de servo-bucle, por ejemplo, por un procesador local 950 en respuesta a comandos de movimiento que pueden suministrarse desde una unidad de control de escáner, tal como la unidad de control de escáner 135 ilustrada en la Figura 1. Los comandos de movimiento pueden suministrarse a través de un conductor común de señal 955 o una gran variedad de otros sistemas y protocolos de comunicación por cable y/o inalámbricos.
Como se ilustra además en la Figura 9A, una segunda unidad/disposición electro-mecánica de cuña o prisma 960 puede seguir (por ejemplo, está localizado más lejos de la fuente de luz que) la primera unidad mecánica, y puede incluir un segundo prisma, anillo de montaje, disposición de cojinete, imán de anillo, y sensor de posición de pasillo. La segunda unidad/disposición mecánica 960 también puede estar bajo servo-control por el procesador local 950. Un lente positivo de enfoque 965 puede interconectar la cabeza
endoscópica a la cavidad del cuerpo, y puede definir la distancia operativa, campo de operación y resolución de la cabeza de escaneo endoscópica.
De acuerdo con otra modalidad ilustrativa del sistema de escalpelo del láser endoscópico, sistema, aparato y disposición mostrados en la Figura 9A, algunos de los componentes ópticos de escáner pueden estar compuestos de seleniuro de zinc (ZnSe) y configurados para uso con luz láser C02. Aunque un experto en la técnica puede entender en vista de las enseñanzas aquí que pueden utilizarse otros materiales, el uso de ZnSe puede preferirse debido a su coeficiente de absorción relativamente de bajo vojumen y las buenas propiedades anti-reflexión, en comparación con otros materiales que pueden utilizarse.
La cabeza endoscópica por incluir un fibroscopio 970 y /u otro dispositivo de creación de imágenes endoscópico adyacente a, y con una relación fija a, el escáner. El fibroscopio 970 puede estar configurado para facilitar o proporcionar la iluminación a la muestra de tejido en la cavidad de cuerpo, así como transferir una imagen de video en vivo al procesador de video externo y la presentación de imagen, tal como el procesador de video 115 y la pantalla 120 ilustrada en la Figura 1, por ejemplo. Datos y/o información asociados con la imagen de video también pueden almacenarse en una disposición de almacenamiento y/o dispositivo de almacenamiento, que pueden incluir un medio accesible por computadora no transitorio de hardware para presentación y/o procesamiento subsecuente, por ejemplo.
De acuerdo con ciertas modalidades ilustrativas del sistema, dispositivo, aparato y disposición de la presente descripción, uno o más canales adicionales configurados para ser paralelos (o substancialmente paralelos) al fibroscopio 970 pueden proporcionarse en la cabeza endoscopica. Tal canal(es) adicional puede variar en tamaño y/o forma transversal, y puede configurarse y utilizarse para proporcionar suministro y/o remoción de líquidos, gases y/o sólidos pequeños de la cavidad corporal, por ejemplo. Por ejemplo, el canal(es) adicional también puede configurarse y/o utilizarse para inserción y remoción de otros instrumentos, dispositivos, herramientas, detectores y/o sensores quirúrgicos, etc.
De acuerdo con la modalidad ilustrativa del sistema, dispositivo, aparato y disposición ilustrados en la Figura 9A, la cabeza endoscopica puede montarse en el extremo de un laringoscopio operativo de Kleinstasser o Steiner 975 con un acoplamiento móvil 980 que puede proporcionar un movimiento de paneo de la cabeza de escaneo endoscopica a través de un sistema de polea 985 y un seguro de palanca de manipulación externo 990. También es posible montar la cabeza de éscaneo endoscopica sobre un endoscopio flexible, tal como un gastroendoscopio o un sigmoidoscopio. Como una alternativa utilizar un sigmoidoscopio (o conjunto con éste), un sensor de creación imágenes, tal como un chip de creación de imágenes CCD o CMOS, puede incorporarse en la cabeza de escaneo ilustrativa para proporcionar la imagen en vivo del tejido, por ejemplo. Una trayectoria de iluminación separada también puede proporcionarse en la cabeza de escaneo ilustrativa 900.
Además, de acuerdo con otra modalidad ilustrativa de la presente descripción es posible incorporar dos o más dispositivos de creación de imagen (por ejemplo, chips de detector, dispositivos de creación de imagen y/o fibroscopio) de la cabeza de escaneo ilustrativa para producir una imagen estereoscópica del tejido en la cavidad corporal que puede utilizarse para proporcionar mayor control de dispositivo al usuario (por ejemplo, cirujano que opera). De acuerdo con tales modalidades ilustrativas, el lente de enfoque frontal puede ajustarse para modificar la distancia operativa, campo de operación, y tamaño de punto láser de la cabeza de escaneo, por ejemplo. También puede ser posible utilizar ciertas modalidades ilustrativas del sistema, dispositivo, aparato y disposición de acuerdo con la presente descripción para configurarse a la estructura que separa la colocación de la cabeza de escaneo 900 remotamente a través de una disposición electromecánica para proporcionar el uso de tales modalidades ilustrativas del sistema, dispositivo, aparato y disposición en telemedicina, por ejemplo. Pueden utilizarse interfases de comunicación para facilitar comunicación directa en tiempo real y/o comunicación a través de Internet, por ejemplo, para facilitar a un usuario localizado fuera de sitio para controlar remotamente y/o utilizar el sistema, dispositivo, aparato y disposición ilustrativa. La implementación de simulaciones y/o
procedimientos pre-programados también puede utilizarse para superar cualquier retraso que puede resultar de que el usuario este localizado fuera de sitio y de otra forma propone una dificultad posible en el desempeño de ciertas operaciones críticas en tiempo. También es posible incorporar o incluir un aceleró-metro y/o un sistema de estabilización en una cabeza de escáner para compensar cualquier movimiento no deseado durante operación, por ejemplo.
La Figura 9B muestra ilustraciones del dispositivo de escalpelo de láser endoscópico 901 y una vista recortada de la sección de cabeza 902 del mismo, de acuerdo con otra modalidad ilustrativa de la presente descripción. Una fibra de núcleo hueco para suministro de láser C02 puede utilizarse para el dispositivo de escalpelo de láser endoscópico 901 de acuerdo con ciertas modalidades ilustrativas de la presente descripción. También es posible incluir y/o utilizar otros elementos/componentes/disposiciones, por ejemplo, además de los componentes ópticos de escaneo, y tales elementos/componentes/disposiciones puede localizarse, por ejemplo, adyacentes a los componentes ópticos de escaneo. Por ejemplo, estos otros elementos/componentes/disposiciones pueden incluir, por ejemplo, (a) un canal de iluminación 903 (por ejemplo, fibra óptica o LED), (b) un canal de video 904 (por ejemplo, que puede incluir CCD y/o haz de fibras), (c) un canal de suministro de láser 905 (por ejemplo, fibra óptica individual o de modo múltiple, configuración de suministro de base articulado o configuración de suministro de línea de visión), (d) un canal de control
electromecánico 906 que puede utilizarse para dos o más elementos de escaneo ópticos s eparados e independientes 907, 908, (e) otros elementos de formación y enfoque de rayo óptico parcial 909 (por ejemplo, componentes ópticos -de enfoque y/o corrección), (f) un sistema de control remoto que puede utilizarse para colocación y/o orientación de la cabeza de endoscopio (por ejemplo, que puede incluir cables y poleas de control de angulación), y (g) canales adicionales, ductos operativos y/o instrumentos que pueden utilizarse para, por ejemplo, suministro y/o remoción de fluidos, gases, sólidos pequeños y/u otros instrumentos, dispositivos y herramientas.
Como se muestra en la Figura 9B, la rotación y control de los elementos ópticos 907, 908 (por ejemplo, cuñas y/o prismas ópticos) puede localizarse o proporcionarse a la cabeza de endoscopio 902 de acuerdo con ciertas modalidades ilustrativas de la presente descripción, y configurarse/estructurarse para realizar ciertos métodos ilustrativos y procedimientos de acuerdo con modalidades ilustrativas adicionales de la presente descripción para miniaturización y precisión, por ejemplo. Esto puede lograrse, por ejemplo, al utilizar micro-motores y/o accionadores localizados en la cabeza de endoscopio 902 que pueden controlarse remotamente. Debido a que los elementos ópticos 907, 908 pueden tener poca masa o peso, es posible utilizar pequeños accionadores en la cabeza endoscópica 902, y mantener precisión y velocidad del dispositivo, sistema, aparato y/o disposición ilustrativos de acuerdo con la modalidad ilustrativa de la presente descripción. Por ejemplo, un sistema mecánico ilustrativo puede utilizarse para controlar movimientos y/o rotaciones simples y complejos de las cuñas 907, 908, incluyendo, por ejemplo, aceleraciones, inversiones y repeticiones, en respuesta a la interacción del usuario (por ejemplo, cirujano) con una imagen de video y el dispositivo de señalamiento. Los canales de creación de imágenes e iluminación ilustrativos pueden proporcionarse para facilitar una recuperación y generación de una imagen endoscópica de, por ejemplo, 200 líneas (o mejor) del campo al frente de la cabeza de endoscopio a una profundidad de aproximadamente 2 cm-10 cm, por ejemplo. La relación matemática entre el espacio cartesiano en una pantalla de imagen y el espacio de ángulo doble de los elementos ópticos ilustrativos que se entiende por aquellos expertos en la técnica pueden facilitar resultados ilustrativos. .
Adicionalmente, de acuerdo con ciertas modalidades ilustrativas de la presente descripción, puede incorporarse un detector de luz y/o analizador en la cabeza de escáner. Puede obtenerse información y/o datos del detector de luz y presentarse en tiempo real, procesarse y/o almacenarse en una disposición de almacenamiento y/o dispositivo de almacenamiento, y utilizarse en tiempo real o subsecuentemente para analizar la luz esparcida del láser quirúrgico y/o la luz reflejada del tejido. Tales datos ilustrativos, información y/o análisis pueden utilizarse para valorar y/o revisar el desempeño del dispositivo láser, sistema, método, disposición y/o aparato y efectos de la cirugía láser, por ejemplo.
Aunque ciertos tipos de elementos ópticos se han descrita aquí, un experto en la técnica debe apreciar en vista de las enseñanzas de la presente descripción que componentes ópticos de germanio de costo relativamente inferior en el escáner pueden utilizarse de acuerdo con ciertas modalidades ilustrativas de la presente descripción. También es posible utilizar una combinación de un control láser y varios componentes ópticos diferentes. Por ejemplo, el Cuadro 1 muestra datos numéricos ilustrativos y parámetros para combinaciones ilustrativas de control láser y componentes ópticos diferentes de acuerdo con ciertas modalidades ilustrativas de acuerdo con la presente descripción. Un experto en la técnica debe apreciar, basándose en las enseñanzas de la presente descripción, que otras combinaciones ilustrativas de control láser y diferentes componentes ópticos pueden utilizarse de acuerdo con ciertas modalidades ilustrativas de la presente descripción.
Cuadro 1: Datos numéricos ilustrativos y parámetros para combinaciones ilustrativas de control láser y diferentes componentes ópticos de acuerdo con la presente descripción
# Tipo Comentario Curvatura Grosor Vidrio SemiParámetro Parámetro diámetro 1 2
0.0000 ESTÁNDAR 0.0000 Inf 0.0000 0.0000 0.0000
1.0000 PARAXIAL 0.0000 75.0000 0.1500 -5.0000 1.0000
2.0000 NAVEGACIÓN CUÑA 0.0000 2.7200 ZNSE 6.3500 -0.0524 0.0000
INCLINADA
3.0000 ESTÁNDAR 0.0000 0.5000 6.3500 0.0000 0.0000
4.0000 ESTÁNDAR cuña 0.0000 2.7200 ZNSE 6.3500 0.0000 0.0000
5.0000 NAVEGACIÓN 0.0000 1.0000 6.3500 0.0524 0.0000
INCLINADA
6.0000 ESTÁNDAR opt de 0.0000 1.6000 ZNSE 7.6200 0.0000 0.0000 búsqueda
de láser
7.0000 ESTÁNDAR LX-0620-Z- -0.0140 0.0000 7.6200 0.0000 0.0000
ET1.5
8.0000 ESTÁNDAR 0.0000 128.4603 2.5718 0.0000 0.0000
9.0000 ESTÁNDAR 0.0000 0.0000 18.4306 0.0000 0.0000
La Figura 10 muestra una vista transversal lateral de una cabeza endoscópica de escaneo láser 1000 junto con dimensiones representativas de la misma de acuerdo con una modalidad ilustrativa de la presente descripción, en donde el diámetro de los componentes ópticos de escáner puede definir la apertura numérica del rayo láser quirúrgico. Por ejemplo, como se ilustra en la Figura 10, un diámetro de los componentes ópticos de escáner 1010 de acuerdo con una modalidad ilustrativa de la presente descripción puede ser de aproximadamente 8 mm. También es posible que el diámetro de los componentes ópticos de escáner 1010 esté en el rango de aproximadamente 2 mm a 14 mm. Otros rangos ilustrativos para el diámetro de los componentes ópticos de escáner 1010 puede ser 4 mm a 12 mm, 6 mm a 10 mm (o aproximaciones de los mismos), etc. Se debe entender que el diámetro de los componentes ópticos
de escáner 1010 puede ser menor que 2 mm o mayor que 15 mm de acuerdo con ciertas modalidades ilustrativas de la presente descripción. Con el diámetro de los componentes ópticos de escáner 1010 que es de aproximadamente 8 mm, un diámetro de apertura puede ser de aproximadamente 5 mm, por ejemplo.
Como además se ilustra en la Figura 10, el diámetro 1020 de la cabeza 1000 puede ser dependiente de otros elementos y/o componentes en el sistema ilustrativo además de componentes ópticos, tal como, por ejemplo, canales, motores, procesadores, sistemas de control de creación de imágenes, iluminación e instrumento, etc. Por ejemplo, el diámetro 1020 de la cabeza 1000 puede ser de aproximadamente 16 mm, como se ¡lustra en- la Figura 10. También es posible que el diámetro 1020 de la cabeza 1000 esté en un rango de aproximadamente 8 mm a 24 mm. Por ejemplo, el diámetro 1020 de la cabeza 1000 también puede ser de 10 mm a 22 mm, 12 mm a 20 mm (o aproximaciones de los mismos), etc. Se debe entender que el diámetro 1020 de la cabeza 1000 puede ser menor que 8 mm o mayor que 24 mm de acuerdo con ciertas modalidades ilustrativas de la presente descripción. El diámetro 1020 de la cabeza 1000 puede depender de varios factores, que incluye la aplicación(es) para la cual se va a utilizar el sistema, las características (por ejemplo, canales) que se van a incluir en la cabeza, y la factibilidad de fabricación asociada y gasto, por ejemplo. Por consiguiente, considerando fabricación de precisión y tecnologías relacionadas con producir los componentes ópticos y otros elementos que pueden incluirse en un sistema y dispositivo ilustrativo de acuerdo con la presente descripción, puede ser posible producir cabezas que tienen diámetros continuamente más pequeños que sería posible y que de esa forma se considera de acuerdo con la presente descripción.
La longitud de la cabeza 1000 puede depender del diseño óptico, la selección, y/o la configuración de los elementos ópticos utilizados para generar el éscaneo. Por ejemplo, una longitud 1030 de la cabeza 1000 puede ser de aproximadamente 17 mm, como se ilustra en la Figura 10. También es posible que la longitud 1030 de la cabeza 1000 esté en un rango de aproximadamente 9 mm a 25 mm. Además, la longitud 1030 de la cabeza 1000 puede ser de 11 mm a 23 mm, 13 mm a 21 mm (o aproximaciones de los mismos), etc. Por ejemplo, la longitud 1030 puede ser menor que 9 mm o mayor que 25 mm de acuerdo con ciertas modalidades ilustrativas de la presente descripción.
La Figura 11 muestra una vista en perspectiva de un servosistema de posicionamiento controlado de acuerdo con una modalidad ilustrativa de la presente descripción. El escáner ilustrativo ilustrado en la Figura 11 puede incluir una o más fibras ópticas 1145 que pueden configurarse para suministrar la luz al sistema, dispositivo, aparato, disposición, ilustrativos, etc. Dos o más lentes 1100, 1105 pueden expandirse y/o colimar el rayo de luz para llenar la apertura de los elementos de escáner. Una primera cuña de escaneo 1110 puede montarse sobre un anillo de montaje 1115 con un anillo magnético 1120 fijado concéntricamente con respecto a éste. Un motor ultrasónico 1125 puede configurarse para girar el anillo de montaje 1115 con la dirección y aceleración que se controlan por una disposición de microprocesador/generador de frecuencia 1130. Una disposición de cuatro o más detectores magnéticos ortogonales 1135 puede transferir (y/o comunicar) la posición de rotación del anillo magnético a la disposición 1130. El motor ultrasónico 1125 y el detector(es) 1135 pueden conectarse a la disposición 1130 a través de un conductor común de señal 1140 en una servo-disposición de control, por ejemplo. También es posible utilizar otro sistema(s) de comunicación, conf iguración(es) y/o protocolo(s) que pueden ser por cable y/o inalámbricos para conectar el motor ultrasónico 1125 y el detector(es) 1135 con la disposición 1130. Una segunda unidad/disposición de escáner puede proporcionarse y puede tener una segunda cuña óptica 1150, un anillo de montaje adicional 1155, otro anillo magnético 1160, otro motor ultrasónico 1165 y una disposición de sensor de posición 1170, que se proporciona en la cabeza endoscópica. Un lente de enfoque 1175 puede establecer la resolución, distancia operativa y diámetro de campo operativo del escáner, por ejemplo. La disposición 1130 puede conectarse a través de un conductor común de señal 1180 a un control de escáner externo, tal como la disposición de control de computadora 130 ilustrada en la Figura 1.
La Figura 12A muestra una ilustración de un bosquejo geométrico 1200 que representa un patrón de escaneo generado por un elemento y/o disposición óptica ilustrativa de acuerdo con una modalidad ilustrativa de la presente descripción, que puede basarse en un modelo ilustrativo. Por ejemplo, el bosquejo geométrico ilustrativo 1200 ilustrado en la Figura 12A puede generarse utilizando el dispositivo, disposición, sistema, aparato ilustrativo, etc. de acuerdo con la presente descripción y puede incluir dos o más elementos ópticos, tal como, por ejemplo, elementos ópticos 300, 310 ilustrados en la Figura 13A, o un modelo ilustrativo del mismo. Las cuñas ópticas y/o modelo correspondiere que puede utilizarse para generar el bosquejo geométrico 1200 pueden incluir, por ejemplo, dos cuñas 1110, 1150 mostradas en la Figura 11. Variantes ilustrativas que pueden utilizarse en un modelo ilustrativo correspondientes se muestran en la Figura 12A, por ejemplo.
La Figura 12B muestra un bosquejo geométrico ilustrativo 1220 con las variables que pueden utilizarse en un modelo de acuerdo con una modalidad ilustrativa de la presente descripción. El bosquejo geométrico ilustrativo 1220 puede ser el mismo o substancialmente similar al bosquejo geométrico 1200 ¡lustrado en la Figura 12A. Se debe entender de que las geometrías y/o patrones utilizados para generar y/o pueden moldearse por dos bosquejos ilustrativos 1200, 1220, respectivamente, pueden ser diferentes, o ilustrarse por una comparación de las Figuras 12A y 12B, por ejemplo. Aunque el bosquejo geométrico 1220 ilustrado en la Figura 12B puede generarse por y/o representar el modelo de operación del dispositivo ilustrativo que puede ser el mismo o substancialmente similar al dispositivo ilustrativo utilizado para generar el patrón de escaneo y/o representarse por el bosquejo 1200 (por ejemplo, utilizando dos o más cuñas ópticas), las geometrías de los bosquejos geométricos 1200, 1220 con respecto a los ángulos pueden ser diferentes entre sí. Por ejemplo, como se ilustra en la Figura 12B, puede existir un espacio 1230 que resulta de diferentes ángulos, que pueden moldearse por una variable s, que representa la distancia entre los elementos ópticos utilizados para generar un patrón de escaneo correspondiente al bosquejo geométrico 1220. Como se ilustra en la Figura 12A, en esta modalidad ilustrativa, no existe un espacio 1230 y s no se representa en el bosquejo geométrico 1200.
Por ejemplo, las siguientes ecuaciones ilustrativas pueden utilizarse con un modelo de acuerdo con una modalidad ilustrativa de la presente descripción, tal como los modelos ilustrativos correspondientes a los bosquejos ilustrativos 1200, 1220 como se ilustra en las Figuras 12A y 12B.
*?=(?|-1) ? ¾
r2=(n2-l)x ¾
r3 = < r22 -s2 x sin2(^ -f2) -s? cos(fl - (p2)
X = r xcos^+s? cos<p, + r3 cos<p2
Y = x sin [ + s x sin^p, + r3 x sin<¾
R = -\]X2 + Y2
en donde n es el desplazamiento radial desde el eje. p! es el ángulo de cuña, s es la distancia entre las dos cuñas, R y T son los radios y el ángulo de puntos objetivos en coordenadas polares, X e Y son las posiciones en coordenadas cartesiana suma y es el índice de refracción de las cuñas.
La Figura 13A es una imagen ilustrativa 1300 de un patrón de escaneo ilustrativo 1305 generado por un dispositivo de acuerdo con una modalidad ilustrativa de la presente descripción. Para generar el patrón de escaneo ilustrativo 1305, se proporciona una disposición de software ilustrativo (por ejemplo, un grupo de instrucción ejecutable por computadora) que puede almacenarse en un medio accesible por computadora de hardware que, cuando se ejecuta, se configura una disposición de procesamiento de hardware para ejecutar procedimientos para facilitar y/o controlar la operación del sistema ilustrativo utilizando dispositivos ópticos a través del controlador para graficar y trazar una trayectoria de irradiación correspondiente al patrón de escaneo 1305 ilustrado en la Figura 13A.
Por ejemplo, la imagen 1305 puede ser una fotografía de un trazo hecho en una pieza de papel térmico por un rayo láser escaneado y controlado por un dispositivo ilustrativo hecho y utilizado de acuerdo con una modalidad ilustrativa de la presente descripción. El trazo ilustrativo puede ser de una trayectoria previamente programada establecida en el control de computadora 130 ilustrado en la Figura 1 y ejecutado por el control de escáner 135 ilustrado en la Figura 5.
Proporcionado con éste en el Apéndice está el código ilustrativo que puede utilizarse para realizar un procedimiento ilustrativo de acuerdo con la presente descripción que puede, por ejemplo, generar el patrón de escaneo 1305 mostrado en la imagen ilustrativa 1300 de la Figura 13A.
Por ejemplo, los procedimientos ilustrativos ilustrados en el apéndice pueden utilizarse con un láser C02 que se suministra a través de un núcleo hueco o una fibra de espacio de banda fotónico. Tal disposición y/o sistema ilustrativo puede acoplarse con, por ejemplo, un controlador de motor y componentes ópticos Zn-Se industriales para láseres con C02. Ciertas ecuaciones del. control de motor ilustrativas pueden utilizarse a través de un software de computadora y/o lenguaje de programación tal como Matlab, por ejemplo. Como se describe aquí anteriormente, es posible utilizar una configuración de suministro de fibra para el láser, así como un procedimiento de suministro de láser directo.
De acuerdo con tal modalidad ilustrativa, la relación ilustrativa entre dos puntos deseados en el espacio de imagen de video y la posición de rotación de los elementos ópticos puede representarse por las siguientes ecuaciones, un una forma similar como se describe aquí anteriormente con referencia a la Figura 12A. Por ejemplo, si r1 = r2 = r, los ángulos para cada punto (x, y) pueden calcularse por:
en donde
x=Rcos{9) V y = Rsin(&)
Por ejemplo, tales ecuaciones (o funciones) ilustrativas pueden proporcionar ángulos absolutos de cada cuña para cada punto en un espacio de patrón de escaneo, que entonces pueden convertirse a ángulos relativos que cada cuña puede girar para obtener el punto deseado desde el punto previo (por ejemplo, para obtener un ángulo entre 35° y 37°, una cuña puede girar aproximadamente 2° desde un punto de partida de 35°). De acuerdo con los procedimientos ilustrativos de esta modalidad ilustrativa de la presente descripción, los ángulos ilustrativos entonces pueden verificarse por ciertas condiciones para asegurar que la trayectoria más corta se toma cada vez que gira una cuña desde un punto a otro (por ejemplo, para asegurar que una cuña gira -5o como opuesto a 355°). Los ángulos ilustrativos entonces se alimentan en una función 'relativa a rotación de motor' como se ilustra en el código ilustrativo y procedimientos proporcionados en el Apéndice) que envía los comandos de rotación de motor a un controlador de motor ilustrativo. Detalles adicionales de los procedimientos ilustrativos y las instrucciones de programación se proporcionan en el apéndice anexo, que incluyen comentarios que proporcionan descripciones de las funciones y comandos utilizados de acuerdo con ciertas modalidades ilustrativas de la presente descripción.
La Figura 13B muestra ilustraciones de un escáner de cuña o prisma óptico ilustrativo 1310 que puede utilizarse de acuerdo con una modalidad ilustrativa de la presente descripción. Como se describió aquí anteriormente, el escáner en el sistema ilustrativo puede incluir, por ejemplo, dos o más cuñas y/o prismas ópticos circulares coaxiales que cada uno puede doblar (refractar) un rayo láser u otra luz por un ángulo. Este ángulo de doblez 1315 puede depender de parámetros cuya longitud de onda de láser o luz, por ejemplo. Para ángulos pequeños, la relación puede representarse por, por ejemplo, a~f?(?) en donde a es el ángulo de doblez (conocido como el ángulo refractado), ? es el ángulo de cuña o prisma, y ?(?) es el índice óptico de la refracción del material de cuña o prisma que puede depender de la longitud de onda ? de la luz. Por ejemplo, de acuerdo con ciertas modalidades ilustrativas de la presente descripción, es posible utilizar seleniuro de zinc (ZnSe) como el material óptico con un índice de 2.34 en la longitud de onda de 10.6 µ?t? de un láser C02.
La Figura 13C muestra una ilustración de un patrón de escaneo ilustrativo adicional 1320 de acuerdo con una modalidad ilustrativa de la presente descripción. Por ejemplo, al girar una cuña o prisma, puede escanearse un rayo de luz en un movimiento circular en un ángulo fijo y, dependiendo de la distancia del objetivo, puede generar un círculo escaneado 1321 que tiene, por ejemplo, un diámetro fijo. Si dos o más cuñas o prismas se utilizan en serie entre sí, el rayo de luz puede escanearse en un punto e un área circularmente 1325 con un diámetro igual a dos veces el diámetro del círculo escaneado 1321 que resulta del escaneo de cuña individual, por ejemplo.
La primera cuña puede girar el rayo de luz por un ángulo f1 para proporcionar el rayo de luz al segundo prisma, y entonces puede producir un. segundo ángulo f2 para el rayo de luz. Si dos ángulos son iguales y opuestos entre sí, entonces el rayó de luz proporcionará poca o ninguna carga angular neta. Si los ángulos son iguales y orientados en la misma dirección entre si, el rayo de luz posiblemente se someterá al doble (o aproximadamente el doble) del cambio angular de una cuña individual. Una característica de este tipo de sistema de escaneo ilustrativo puede ser que la periferia del área escaneada correspondiente puede identificarse únicamente por un par individual de ángulos. Por ejemplo, cada punto en el área circular puede definirse por dos pares de ángulos, y el centro puede definirse por pares infinitos de ángulos. De esa forma, para escanear una línea recta desde un lado del círculo, a través del centro hacia el otro lado, las cuñas pueden moverse simultáneamente en direcciones opuestas, por ejemplo. Tal dispositivo/disposición óptica ilustrativa puede utilizarse para alineación óptica precisa, y puede operar efectiva y confiablemente por una variedad de sistemas del motor y control, que incluyen, por ejemplo, motores y sistemas de servo-control y/o electromecánicos.
La Figura 14 muestra una vista lateral de otro dispositivo/disposición 1400 de acuerdo con una modalidad ilustrativa adicional de la presente descripción. Como se ilustra en la Figura 14, el dispositivo/disposición ilustrativo 1400 puede utilizarse para expandir un rayo láser incidente 1405 con un espejo cónico 1410 espejo de sección cónica 1420 en un rayo de luz cilindrico hueco más ancho (o tubular), por ejemplo. El rayo de luz entonces puede enfocarse con un espejo de sección parabólica 1430 sobre un espejo parabólico 1440, por ejemplo, en el mismo o substancialmente el mismo eje con un rayo láser incidente 1405. El espejo parabólico 1440 puede montarse en una etapa angular y axial para controlar la dirección de un rayo reflejado 1460. Una de las ventajas de la modalidad ilustrativa ¡lustrada en la Figura 14 es que el dispositivo/disposición ilustrativo 1400 puede mantener un perfil relativamente pequeño con respecto a una apertura relativamente grande. Por ejemplo, es posible utilizar componentes angulares de frecuencias espaciales superiores sin utilizar componentes de frecuencia central o baja para un espectro angular de rayo enfocado ilustrativo relativamente grande.
La Figura 15 muestra un diagrama de bloques ilustrativo de una modalidad ilustrativa de un sistema de acuerdo con la presente descripción. Por ejemplo, un procedimiento ilustrativo de acuerdo con la presente descripción puede realizarse por una disposición de procesamiento y/o una disposición de cómputo 1510. Tal disposición de procesamiento/cómputo 1510 puede ser, por ejemplo, completamente una parte de, o incluir, pero no limitándose a, una computadora/procesador 1520 que puede incluir, por ejemplo, uno o más microprocesadores, y utilizar instrucciones almacenadas en un medio accesible por computadora (por ejemplo, RAM, ROM, unidad dura, u otro dispositivo de almacenamiento).
Como se muestra en la Figura 15, por ejemplo, un medio accesible por computadora 1530 (por ejemplo, como se describe aquí anteriormente, un dispositivo de almacenamiento tal como un disco duro, d isco flexible, USB de memoria, CD-ROM, RAM, ROM, etc., o una colección/combinación de los mismos) puede proporcionarse (por ejemplo, en comunicación con la disposición de procesamiento 1510). El medio accesible por computadora 1530 puede contener instrucciones ejecutables 1540 en él. Además o alternativamente, una disposición de almacenamiento 1550 puede proporcionarse de forma separada del medio accesible por computadora 1530, que puede proporcionar las instrucciones a la disposición de procesamiento 1510 para configurar la disposición de procesamiento para ejecutar ciertos procedimientos, procesos y métodos ilustrativos, como se describe aquí anteriormente, por ejemplo.
Además, la disposición de procesamiento ilustrativa 1510 puede proporcionarse con o incluir una disposición de entrada/salida 1570, que puede incluir, por ejemplo, una red por cable, una red inalámbrica, Internet, intranet, una sonda de recolección de datos, un sensor, etc. Como se muestra en la Figura 15, la disposición de procesamiento ilustrativa (disposición de cómputo) 1510 puede estar en comunicación con la disposición de presentación ilustrativa 1560, que, de acuerdo con ciertas modalidades ilustrativas de la presente descripción, puede ser una pantalla táctil configurada para ingresar información a la disposición de procesamiento además de sacar información desde la disposición de procesamiento, por ejemplo. Además, la presentación ilustrativa 1560 y/o una disposición de almacenamiento 1550 pueden utilizarse para presentar y/o almacenar datos en un formato accesible por usuario y/o un formato legible por usuario. El procedimiento ilustrativo descrito aquí anteriormente puede realizarse utilizando el sistema ilustrativo mostrado en !a Figura 15 y descrito aquí.
La Figura 16 muestra un diagrama de flujo de un procedimiento de acuerdo con ciertas modalidades ilustrativas de la presente descripción. Como se muestra en la Figura 16, el procedimiento ilustrativo puede ejecutarse en y/o por, por ejemplo, la disposición de procesamiento/cómputo 1510 de la Figura 15, y puede almacenarse por un medio accesible por computadora de hardware, que puede incluir la disposición de almacenamiento 1550 de la Figura 15. La disposición de procesamiento/cómputo 1510 puede ser o incluirse en el control de computadora 130 de la Figura 1, por ejemplo. La disposición de procesalmente/cómputo 1510 puede acceder a la disposición de almacenamiento 1550 para obtener las instrucciones que pueden utilizarse para configurar la disposición de procesamiento/cómputo 1510 para ejecutar tal procedimiento ilustrativo. Por ejemplo, partiendo en el subproceso 1610, de acuerdo con ciertas modalidades ilustrativas de la presente descripción, la disposición de procesamiento/cómputo ilustrativa 1510 puede, en subprocesos 1620, definir un patrón para irradiar al menos una sección en un cuerpo. Los subprocesos 1630, la disposición en el subproceso 1630, la disposición de procesamiento/cómputo ilustrativa 1510 puede controlar al menos una elemento óptico proporcionado en un alojamiento para refractar y/o difractar luz basándose en el patrón que utiliza una disposición de accionamiento. La disposición de alojamiento y/o accionamiento puede construirse para insertarse en el cuerpo, por ejemplo.
La Figura 17 muestra un diagrama de flujo de otro procedimiento de acuerdo con ciertas modalidades ilustrativas de la presente descripción. Como se muestra en la Figura 17, el procedimiento ilustrativo puede ejecutarse, al menos en parte, en y/o por, por ejemplo, la disposición de procesamiento/cómputo 1510 ilustrada en la Figura 15, y puede almacenarse por un medio accesible por computadora de hardware, que puede incluir la disposición de almacenamiento 1550 de la Figura 15. La disposición de procesamiento/cómputo 1510 puede ser o incluirse en el control de computadora 130 de la Figura 1, p or ejemplo. La disposición de procesamiento/cómputo 1510 puede acceder a la disposición de almacenamiento 1550 para obtener las instrucciones que pueden utilizarse para configurar la disposición de procesamiento/cómputo 1510 para ejecutar tal procedimiento ilustrativo.
Por ejemplo, partiendo en el subproceso 1710, un dispositivo (por ejemplo, endoscopio) de acuerdo con una modalidad ilustrativa de la presente descripción puede localizar tejido objetivo dentro de un cuerpo desde una posición dentro del cuerpo. En el subproceso 1730, la disposición de procesamiento/cómputo ilustrativa 1510 puede establecer una posición del dispositivo con relación al tejido objetivo que utiliza una disposición particular que tiene un
alojamiento que se inserta en el cuerpo, por ejemplo. Entonces, la disposición de procesamiento de cómputo ilustrativa 1510 puede generar datos de control al (i) rastrear sobre una imagen de tejido una trayectoria para cortarse con al menos una radiación electromagnética en el subproceso 1740, (ii) definir un área que se va a efectuar por al menos una radiación electromagnética en el subproceso 1750, y/o (Mi) controlar la posición de al menos una radiación electromagnética en tiempo real en el subproceso 1760. La disposición de procesamiento/cómputo ilustrativa 1510 entonces puede, en el subproceso 1770, con al menos una disposición de accionamiento proporcionada en el alojamiento, controlar al menos un elemento óptico proporcionado en el alojamiento, basándose en los datos de control, para refractar y/o difractar al menos una luz. La trayectoria ilustrativa puede basarse en un patrón de acuerdo con ciertas modalidades ilustrativas de la presente descripción, y la disposición de alojamiento y/o accionamiento puede estructurarse para insertarse en el cuerpo, por ejemplo.
APLICACIONES ILUSTRATIVAS
Aunque la modalidad ilustrativa del sistema/disposición de dirección y enfoque de la presente invención puede utilizarse para mejorar un tratamiento quirúrgico mínimamente invasivo de cáncer de la cabeza y cuello, es posible utilizar tales sistemas/disposiciones ilustrativos para tratar enfermedades de otras regiones anatómicas y para trabajar con otros tipos de longitudes de onda láser. Otras áreas ilustrativas de aplicación pueden incluir la cirugía mínimamente invasiva laparoscópica, gastrointestinal, urológica y toracóspica.
Lo anterior simplemente ilustra los principios de la descripción. Varias modificaciones y alteraciones a las modalidades descritas serán evidentes para aquellos expertos en la técnica en vista de las enseñanzas aquí, y especialmente en las reivindicaciones anexas. De esa forma se apreciará que aquellos expertos en la técnica serán capaces de prever numerosos sistemas, disposiciones, y métodos que, aunque no se muestran y describen explícitamente aquí, representan los principios de la descripción y de esa forma están dentro del espíritu y el alcance de la descripción. Además, todas las publicaciones y referencias a las que se hace referencia anteriormente se incorporan aquí por referencia en sus totalidades. Se debe entender que los procedimientos ilustrativos aquí descritos pueden almacenarse en cualquier medio accesible por computadora, que incluye una unidad dura, RAM, ROM, discos removibles, CD-ROM, memorias USB, etc., y ejecutarse por una disposición de procesamiento que puede ser un microprocesador, miní, macro, marco principal, etc. Además, al grado que el conocimiento de la técnica previa no se ha incorporado explícitamente por referencia aquí anteriormente, se incorpora explícitamente aquí en su totalidad. Todas las publicaciones referenciadas anteriormente se incorporan aquí por referencia en sus totalidades.
APENDICE
I. Archivo de escritor utilizado para correr el sistema por parámetros de configuración, que define la trayectoria láser deseada, y enviar los comandos necesarios a cada motor. Llama las varias funciones enlistadas en las siguientes páginas. (ControlMotorMAESTRO.m):
ele; limpiar todo; cerrar todo
% función de matlab para restablecer puerto en serie
instrrestablecer
s = serial('com 1 ', Exterminador', 'CR');
fabierto(s);
% Rutina de inicio CiVi-3 0 de Stefan
Inicio(s) de Motor)
% pausa previene que el puerto en serie se ahogue
pausa(0.05)
% Rutina de inicio de TIV1C de Stefan
Inicio(s) de Motor
pausa(0.05)
% % Definir trayectoria de triángulo para que el láser siga:
% % Cambiar valor "k" en bucle bajo 121 cuando utiliza este triángulo más pequeño
% x{1 :30) = [-3:0.1 :-0.1]:
% x(31 :60) = [0:0.1 :2.9];
% x(G1 : 121) = cambiar Ir ([-3: 0.1: 3]):
% y(1:30) = [-1:5:0 1:1.4]:
% y (31 :60) = cambiarlr([-1 :4:0.1 :1.5]);
% y(61 :121 ) = -1.5:
% % trazar trayectoria triangular para referencia
% trazar(x,y)
% Cambiar valor "k" en bucle bajo 201 cuando se utiliza este triángulo más grande
x(1:50) = [-5:0.1:-0.1];
x(51:100) = [0:0.1:4.9];
x(101 :201) = cambiarlr([-5:0.1 :5]);
y(1 :50) = [-2.5:0.1 :2.4];
y (51 :100) = cambiarlr([-2.4:0.1 :2.5]);
y ( 101 :201 ) = -2.5;
% trazar trayectoria triangular para referencia
% trazar(x,y)
% ya que los interruptores domésticos se establecen a las 12 en punto, movemos las cuñas a
% punto central y llamar esos 0 grados para ambos
Relativo a Rotación de Motor(e,-90,-90);
absthl =(0.9*redondo((-90/0.9) .2857)/-4.2857) + 90;
absth2 = absth1 ;
% que define radio máximo de cada círculo (2*r es el radio máximo para el % de dos círculos combinados)— NOTA: Este último necesita cambiar a una función % de la distancia desde las cuñas al plano objetivo.
r=3;
% ahora movemos las cuñas a los puntos deseados
% NOTA: cambiar el valor máx k para coincidir con el número de puntos en el
% triángulo definido anteriormente
para k=1 :201
si sqrt(x(k)~2 + y(k)"2)< = 2*r % revisar para asegurar dentro del campo
% Para propósitos de prueba, mostrar valores x e y.
% X = x(k)
% Y=y(k)
% convertir puntos a ángulos con nuestra función de conversión [th 1 th2] = xy2th1 th2(x(k),y(k), r);
% condiciones de configuración para elegir trayectoria más corta
rotth 1 =th1 -absthl;
rotth2 = th2-absth2;
si rotth 1 >180
rotth 1 =rotth1-360;
también si rotth 1 <(- 80)
rotth 1 =rotth1 +360;
fin
si rotth2>180
rotth2 = rottfi2-360;
también si rotth2<(-180)
rotth2 = rotth2 + 360;
fin
% función de cuñas de movimiento de Stefan
[relthl relth2] = Relativo a Rotación de Motor(s,rotth1 ,rotth2);
% actualización de posición angular actual
absth1=absth1+relth1;
absth2 = absth2 + relth2;
% Pausa para permitir que el 2° motor alcance su punto deseado antes de que el
% primer motor empiece a girar al siguiente punto
pausa(0.1 )
también
'Fuera de rango'
fin
fin
II. Función de inicio de motor para establecer parámetros de motor. Enviar comandos al controlador/ controlador de motor (Inicio de motor. m):):
función [] = l nicio(s) de motor
%Función de Configuraciones de motor
MC0 = ['ASAP 6, 0, 400' 13]; %Corriente máxima a motores 0 y 1 (0.8A)
MC1=['ASAP 6.1, 400' 13];
MPS0 = ['ASAP 4, 0, 50' 13]; %Velocidad de Posicionamiento Máxima para Motores 0 y 1
MPS 1=[' ASAP 4, 1 , 50' 13];
MSR0 = ['ASAP 140.0, 1' 13]; Resolución de Micropaso para Motores 0 y 1 - escalonados Hall
MSR1=['ASAP 140, 1, 13];
para a=1 :longitud(MC0)
fescritura(s,int8(MC0(a)))
fin
fuera=fescaneof (s);
fuera=fescaneof(s);
pausa(0.05)
forb=1 :longitud(MC1 )
fescritura(s,int8(MC1 (b)))
fin
fuera=fescaneof(s);
fuera=fescaneof(s);
pausa(0.05)
para c=1 : longitud(MPSO)
fescritura(s,int8(MPS0(c)))
fin
fuera=fescaneof(s);
fuera = fescaneof(s);
pausa(0.05)
para d = 1 : long itud(MPS 1 )
fescritura(s,int8(MPS1 (d)))
fin
fuera=fescaneof (s);
fuera=fescaneof(s);
pausa(0.05)
para e=1 :longitud(MSRO)
fescritura(s,int8(MSR0(e)))
fin
fuera=fescaneof(s);
fuera = fescaneof(s);
pausa(0.05)
para f=1 :longitud(MSR1 )
fescritura(s,int8(MSR1 (f)))
fin
fuera=fescaneof(s);
fuera=fescaneof(s);
pausa(0.05)
III. Función de inicio de motor que establece a cero la posición motor. (Inicio de Motor. m)
función [] = l nicio(s) de Motor
% Función de inicio de motor para TMCM-300
% para interruptores de límite conectados con terminal NC a 'L'
%termínal común para 'GND' en la tarjeta TMCM-30
%crear cadenas de inicio de búsqueda de referencia
RFS0a = [ARFS INICIO, 0' 13];
RFS1a = ['ARFS INICIO, 1' 13];
% crear cadenas de estado de búsqueda de referencia
RFSOb = ['ARFS ESTADO.0' 13];
RFS1b = ['ARFS ESTADO, 1" 13];
]% crear cadena de condición de fin
Condición de fin = int8(['BA 008' 13]);
% enviar los comandos de inicio de búsqueda de referencia y limpiar respuestas
Para a= 1 : longitud(RFSOa)
fescritura(s,int8(RFS0a(a)))
fin
fuera=fescaneof(s);
fuera=fescaneof (s);
pausa(0.05)
para a = 1 :longitud(RFS a)
fescritura(s,int8(RFS1 a(a)))
fin
fuera=fescaneof(s);
fuera=fescaneof(s);
pausa(0.05)
% enviar los comandos de inicio de búsqueda de referencia y obtener respuestas
Para a=1 :longitud(RFSOb)
fescritura(s,int8(RFS0b(a)))
fin
fueraCOM0 = int8(fescaneof(s));
fuera RET0 = int8(fescaneof(s));
pausa(0.05)
para a=1 :longitud(RFS1 b)
fescritura(s,int8(RFS1b(a)))
fin
fueraCOMI =int8(fescaneof(s));
fueraRETI =int8(fescaneof(s));
pausa(0.05)
% comparar respuestas con condición de fin mientras fueraRET0(8)~ = 48
para a=1 :longitud(RFSOb)
fescritura(s,int8(RFS0b(a)))
fin
fueraCOM0 = int8(fescaneof(s));
fueraRET0 = int8(fescaneof(s));
pausa(0.05)
fin
mientras fueraRETI (8)~ = 48
para a = 1 :longitud(RFS1 b)
fescritura(s,int8(RFS1 b(a)))
fin
fueraCOM1=int8(fescaneof(s));
fueraRETI =int8(fescaneof(s));
pausa(0.05)
fin
IV. Función de rotación relativa a motor que envía los comandos necesarios para mover cada motor con relación a su posición actual. (Relativo a Rotación de Motor. m)
función [realthl, realth2] = Relativo a Rotación de Motor(s, thetal, theta2)
% Función para girar motor por una cantidad angular
% s es el objeto de puerto en serie
%theta I y theta2 son los ángulos
% D e f i n i r Cadenas de Comando para enviar a TMCM-310
% convertir ángulo a medios pasos - (0.9 escalonado a la mitad)
% la fracción 4.2857 es la relación entre las dos poleas pasos 1 =aproximadamente((theta1/0.9)*(-60/1 ));
pasos2 = aproximadamente((theta2/0.9)*(60/14));
fuerastrO = ['AMVP EL. 0, 1 int2str(pasos 1 ) 13];
fuerastrl =['AMVP REL, 1 , ' int2str(pasos2) 13];
realthl =pasos1 *0.9/(-60/14);
rea Ith2 = pasos2*0.9/(60714);
%Cadenas de Posicionamiento Relativas a Escritura para TMCM-310
para i = 1 : longitud(fuerastrO)
fescritura(s,int8(fuerastr0(¡)))
fin
% los siguientes regresos son necesarios en orden para la función de inicio
%para funcionar apropiadamente. Esto es debido a las cadenas enviadas y regresadas formadas
j% y deben escanearse después de cada comando en orden para obtener la secuencia de retorno
% correspondiente a cada comando
fuera=fescaneof(s);
fuera=fescaneof(s);
pausa(0.05) %La pausa es necesaria en orden para que la tarjeta acepte ambos comandos sin error,
para j = 1 : longitud(fuerastr1 )
fescritura(s,int8(fuerastr1(j)))
fin
fuera=fescaneof(s);
fuera=fescaneof(s);
pausa(0.05)
V. Función para convertir el punto (x,y) a ángulos de rotación para cada cuña. (xy2th th2.m)
% Esta función convierte las coordenadas 'x' e 'y' ingresadas a ángulos theta 1
% y theta2. Este programa siempre proporciona el valor del ángulo desde
% posición está en, es decir, considerando ese punto como el origen.
función [thetal ,theta2] = xy2th 1 th2(x,y, r)
n = sqrt((x*2) + (y-2));
si n< = (2*r)
%EI valor de variable b y la fórmula para thetal y theta2 se %calculó matemáticamente,
b = acosd(sqrt(x 2 + y*2)/(2*r));
thetal = ((atan2(y,x)*180)/pi) + b;
theta2 = ((atan2(y,x)*180)/pi)- b;
también
thetal =('Los valores de x e y están fuera de los limites de maniobra')
theta2 = ('Los valores de x e y están fuera de los límites de maniobra')
fin
Claims (81)
- REIVINDICACIONES 1. - Un aparato, que comprende: al menos un elemento óptico que está configurado para al menos uno de refractar o difractar al menos una luz; al menos una estructura que está configurada para insertarse en un cuerpo, en donde al menos un elemento óptico se proporciona en al menos una estructura, y en donde al menos un elemento óptico se estructura para recibir al menos una luz en un primer ángulo, y para generar al menos una luz refractada o difractada a un segundo ángulo que es diferente del primer ángulo con relación al eje óptico; y una disposición de accionamiento que está configurada para controlar al menos un elemento óptico para cambiar el segundo ángulo de al menos una luz refractada o difractada, en donde la disposición está colocada al menos parcialmente dentro de al menos una estructura. 2. - El aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en donde al menos una luz es una luz láser. 3.- El aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el segundo ángulo es uniforme. 4.- El aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en donde al menos un elemento óptico es una pluralidad de elementos ópticos, y en donde al menos dos de los elementos ópticos están estructurados para generar al menos una de luz refractada o difractada. 5. - El aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en donde al menos un elemento óptico es al menos uno de un prisma o una rejilla. 6. - El aparato de acuerdo con la reivindicación 5 en donde al menos un elemento óptico es una rejilla de frecuencia espacial variable. 7. - El aparato de acuerdo con la reivindicación 5, en donde al menos un elemento óptico es una rejilla acústico-óptica . 8. - El aparato de acuerdo con la reivindicación 5, en donde al menos un elemento óptico es una rejilla fija. 9. - El aparato de acuerdo con la reivindicación 8, en donde la rejilla fija es al menos una de una rejilla de transmisión holográfica o una rejilla resplandeciente. 10. - El aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la disposición está configurada además para controlar al menos un elemento óptico para cambiar el segundo ángulo de al menos una luz refractada o difractada y un tercer ángulo uniforme de al menos una luz refractada o difractada que es diferente del segundo ángulo uniforme. 11.- El aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la disposición de accionamiento se controla al menos uno de manual, mecánica, eléctrica, electromecánica o remotamente. 12.- El aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la disposición de accionamiento se controla al menos parcialmente por una disposición mecánica. 13. - El aparato de acuerdo con la reivindicación 1, que además comprende una configuración de fibra óptica que está configurada para proporcionar al menos una luz a través de ésta. 14. - El aparato de acuerdo con la reivindicación 13, en donde la configuración de fibra óptica está configurada para suministrar al menos una luz al menos a un elemento óptico. 15. - El aparato de acuerdo con la reivindicación 1, que además comprende al menos un lente que está asociado ópticamente con al menos un elemento óptico. 16.- El aparato de acuerdo con la reivindicación 15, en donde al menos un elemento óptico es una pluralidad de elementos ópticos, y en donde al menos un lente se proporciona en una trayectoria óptica entre los elementos ópticos. 17. - El aparato de acuerdo con la reivindicación 15, en donde al menos un lente se proporciona en una trayectoria óptica entre al menos un elemento óptico y la configuración de fibra óptica. 18. - El aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en donde al menos un lente se proporciona después de al menos un elemento óptico en una trayectoria óptica. 19.- El aparato de acuerdo con la reivindicación 1, q ue además comprende una disposición adicional que está configurada para proporcionar al menos una luz y que se controla para modificar una profundidad de un suministro de a I menos una I uz refractada o difractada a un tejido objetivo en al menos una estructura. 20.- El aparato de acuerdo con la reivindicación 19, en donde la disposición adicional incluye al menos uno de un láser de ablación, un láser de incisión o un láser de escisión. 21. - El aparato de acuerdo con la reivindicación 1, que además comprende una disposición de recepción que está 5 estructurada para proporcionarse en el cuerpo y configurada para recibir al menos una luz adicional desde un tejido objetivo en al menos una estructura. 22. - El aparato de acuerdo con la reivindicación 21, en donde al menos una luz adicional es una luz visual. 10 23.- El aparato de acuerdo con la reivindicación 21, en donde la disposición de recepción incluye al menos un detector de luz. 24. - El aparato de acuerdo con la reivindicación 23, en donde al menos un detector de luz es al menos uno de un dispositivo cargado-acoplado (CCD), un haz de fibra óptica o un detector de 15 semiconductor de óxido metálico complementario (CMOS). 25. - El aparato de acuerdo con la reivindicación 23, que además comprende una disposición adicional que está configurada para proporcionar al menos una luz adicional al tejido objetivo y que está estructurada para colocarse dentro del cuerpo. •20 26.- El aparato de acuerdo con la reivindicación 21, en donde la disposición de recepción está configurada para proporcionar al menos una imagen de t ejido objetivo y que a demás comprende una disposición particular que facilita un control visual de una aplicación de al menos una luz por al menos uno de (i) un control de usuario o 25 (ii) automáticamente. 27.- El aparato de acuerdo con la reivindicación 1, que además comprende una configuración externa que está configurada para suministrar al menos una luz a al menos una estructura, y colocada externamente desde el cuerpo. 28.- El aparato de acuerdo con la reivindicación 27, en donde la configuración externa además está configurada para controlar frecuencias de al menos una luz, al menos una secuencialmente en el tiempo o al mismo tiempo. 29. - El aparato de acuerdo con la reivindicación 28, en donde la configuración externa comprende una disposición de láser sintonizable. 30. - El aparato de acuerdo con la reivindicación 28, que además comprende al menos un elemento disperso configurado para uno de desviar o reflejar al menos una luz a una longitud de onda particular dependiendo del ángulo en una dirección radial durante una rotación de al menos un elemento dispersivo para mover al menos una luz en un movimiento de rotación. 31. - El aparato de acuerdo con la reivindicación 30, en donde al menos uno de: (i) la configuración externa además está configurada para variar la longitud de al menos una luz para mover al menos una luz radialmente, o (ii) al menos un e lemento dispersivo además está configurado para ser girado para mover al menos una luz. 32.- Un aparato, que comprende: al menos dos elementos ópticos están configurados para reflejar al menos una luz; y al menos una estructura que está configurada para insertarse en un cuerpo, en donde los elementos ópticos se proporcionan en al menos una estructura, en donde una primera configuración de los elementos ópticos está colocada o controlada para recibir al menos una luz a un primer ángulo, y generar al menos una primera luz reflejada a un segundo ángulo que es diferente al primer ángulo con relación a un eje óptico, en donde una segunda configuración de los elementos ópticos está estructurada para recibir al menos una primera luz reflejada, y generar al menos una segunda luz reflejada a un tercer ángulo que es diferente del segundo ángulo con relación al eje óptico. 33. - El aparato de acuerdo con la reivindicación 32, que además comprende una disposición de accionamiento que está configurada para controlar al menos una de la primera configuración o la segunda configuración de los elementos ópticos para cambiar el segundo ángulo o el tercer ángulo de al menos una luz, en donde la disposición está colocada al menos parcialmente dentro de al menos una estructura. 34. - El aparato de acuerdo con la reivindicación 32, en donde una tercera configuración de los elemento ópticos está estructurada o controlada para recibir al menos una segunda luz reflejada, y generar al menos una tercera luz reflejada a un cuarto ángulo que es diferente del tercer ángulo con relación al eje óptico. 35. - El aparato de acuerdo con la reivindicación 34, en donde una cuarta configuración de los elementos ópticos está estructurada o controlada para recibir al menos una tercera luz reflejada, y generar al menos una cuarta luz reflejada hacia el cuerpo a un quinto ángulo que es diferente del cuarto ángulo con relación al eje óptico. 36. - El aparato de acuerdo con la reivindicación 32, que además comprende una disposición de accionamiento que está configurada para controlar al menos uno de la primera configuración o la segunda configuración de los elementos ópticos para cambiar el quinto ángulo de al menos una luz, en donde la disposición está colocada al menos parcialmente dentro de al menos una estructura. 37. - El aparato de acuerdo con la reivindicación 32, en donde la segunda c onfiguración además está estructurada para generar al menos una segunda luz reflejada para tener una forma cilindrica. 38. - El aparato de acuerdo con la reivindicación 32, en donde al menos una de la primera configuración o la segunda configuración comprende al menos una sección que tiene una forma cónica. 39.- El aparato de acuerdo con la reivindicación 37, en donde la primera configuración comprende un espejo cónico. 40. - El aparato de acuerdo con la reivindicación 37, en donde la segunda configuración comprende un espejo de sección cónica. 41. - El aparato de acuerdo con la reivindicación 32, en donde al menos una de la tercera configuración o la cuarta configuración comprende al menos una sección que es una forma parabólica. 42. - El aparato de acuerdo con la reivindicación 40, en donde la tercera configuración comprende un espejo de sección parabólica. 43. - El aparato de acuerdo con la reivindicación 40, en donde la cuarta configuración comprende un espejo parabólico. 44 - El aparato de acuerdo con la reivindicación 32, en donde al menos una luz es una luz láser. 45.- El aparato de acuerdo con la reivindicación 32, en donde el segundo ángulo es uniforme. 46.- El aparato de acuerdo con la reivindicación 32, en donde la disposición de accionamiento además está configurada para controlar al menos uno de los elementos ópticos para cambiar el segundo ángulo de la luz reflejada y el tercer ángulo de la luz reflejada que es diferente del segundo ángulo con relación al eje óptico, en donde los primeros y segundos ángulos son uniformes. 47. - El aparato de acuerdo con la reivindicación 32, en donde la disposición de accionamiento se controla al menos uno de manual, mecánica, eléctrica, electromecánica o remotamente. 48. - El aparato de acuerdo con la reivindicación 32, en donde la disposición se controla al menos parcialmente por una disposición mecánica. 49. - El aparato de acuerdo con la reivindicación 32, que además comprende una configuración de fibra óptica que está configurada para proporcionar al menos una luz a través de ésta. 50.- El aparato de acuerdo con la reivindicación 49, en donde la configuración de fibra óptica está configurada para suministrar al menos una luz a al menos uno de los elementos ópticos. 51. - El aparato de acuerdo con la reivindicación 32, que además comprende al menos un lente que está ópticamente asociado con al menos uno de los elementos ópticos. 52. - El aparato de acuerdo con la reivindicación 51, en donde al menos un lente se proporciona en una trayectoria óptica entre los elementos ópticos. 53. - El aparato de acuerdo con la reivindicación 51, en donde al menos un lente se proporciona en una trayectoria óptica entre al menos uno de los elementos ópticos y la configuración de fibra óptica. 54. - El aparato de acuerdo con la reivindicación 51, en donde al menos un lente se proporciona después de los elementos ópticos en una trayectoria óptica. 55. - El aparato de acuerdo con la reivindicación 32, que además comprende una disposición adicional que está configurada para proporcionar al menos una luz y que se controla para modificar una profundidad de un suministro de la luz reflejada a un tejido objetivo en al menos una estructura. 56. - El aparato de acuerdo con la reivindicación 55, en donde la disposición adicional incluye al menos uno de un láser de ablación, un láser de incisión, o un láser de escisión. 57. - El aparato de acuerdo con la reivindicación 32, que además comprende una disposición de recepción que está proporcionada en el cuerpo y configurada para recibir al menos una luz adicional desde un tejido objetivo en al menos una estructura. 58.- El aparato de acuerdo con la reivindicación 57, en donde al menos una luz adicional es una luz visual. 59.- El aparato de acuerdo con la reivindicación 57, en donde la disposición de recepción incluye al menos un detector de luz. 60. - El aparato de acuerdo con la reivindicación 57, en donde al menos un detector de luz incluye al menos uno de un dispositivo cargado-acoplado (CCD), un haz de fibra óptica o un detector de semiconductor de óxido metálico complementario (CMOS). 61. - El aparato de acuerdo con la reivindicación 60, que además comprende una disposición adicional que está configurada para proporcionar al menos una luz adicional al tejido objetivo y que está colocada dentro del cuerpo. 62.- El aparato de acuerdo con la reivindicación 57, en donde la disposición de recepción está configurada para proporcionar al menos una imagen del tejido objetivo, y que además comprende otra disposición que facilita un control visual de una aplicación de al menos una luz por al menos uno de (i) control de usuario o (ii) automáticamente. 63.- El aparato de acuerdo con la reivindicación 32, que además comprende una configuración externa que está configurada para suministrar al menos una luz a al menos una estructura, y colocada externa del cuerpo. 64.- El aparato de acuerdo con la reivindicación 63, en donde la configuración externa además está configurada para controlar frecuencias de al menos una luz, al menos uno de secuencialmente en el tiempo o al mismo tiempo. 65. - El aparato de acuerdo con la reivindicación 64, en donde la configuración externa comprende una disposición láser sintonizable. 66. - Un procedimiento para proporcionar dirección y enfoque de láser, que comprende: - definir un patrón para irradiar al menos una sección en el cuerpo; - controlar al menos un elemento óptico proporcionado en un alojamiento al menos a uno de refractar y difractar al menos una luz basándose en el patrón que utiliza una disposición de accionamiento, en donde el alojamiento está estructurado para insertarse en el cuerpo, y la disposición de accionamiento está estructurada para insertarse en el cuerpo. 67. - El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 66, que además comprende proporcionar al menos una luz. 68 - El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 66, que además comprende controlar al menos uno de los elementos ópticos para cambiar un ángulo de al menos una luz refractada o difractada. 69.- El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 66, que además comprende controlar al menos una luz para modificar una profundidad de un suministro de al menos una luz refractada o difractada a un tejido objetivo en al menos una estructura. 70. - El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 66, que además comprende: - verificar al menos una posición u orientación de al menos uno de los elementos ópticos o al menos una luz refractada o difractada; - generar al menos una señal basándose en al menos una posición o al menos una orientación; y - controlar al menos una de la posición o la orientación de a I menos uno de los elementos ópticos basados en al menos una señal. 71. - Un medio accesible por computadora, que tiene almacenadas en él instrucciones ejecutables por computadora para proporcionar dirección y enfoque de láser, que, cuando se ejecutan por una disposición de procesamiento de hardware, configuran la disposición de procesamiento de hardware para: - definir un patrón para irradiar al menos una sección en un cuerpo; - controlar al menos un elemento óptico proporcionado en un alojamiento para el menos uno de refractar o difractar al menos una luz basándose en el patrón que utiliza una disposición de accionamiento, en donde el alojamiento está estructurado para insertarse en el cuerpo, y la disposición de accionamiento está estructurada para insertarse en el cuerpo. 72. - El medio accesible por computadora de acuerdo con la reivindicación 71, en donde la disposición de procesamiento además está configurada para controlar una disposición de fuente para proporcionar al menos una luz. 73. - El medio accesible por computadora de acuerdo con la reivindicación 71, en donde la disposición de procesamiento además está configurada para controlar al menos uno de los elementos ópticos para cambiar un ángulo de al menos una luz refractada o difractada con respecto a un eje óptico. 74. - El medio accesible por computadora de acuerdo con la reivindicación 71, en donde la disposición de procesamiento además está configurada para controlar una disposición de fuente al modificar al menos una característica de al menos una luz para modificar una profundidad de un suministro de la luz refractada o difractada a una ubicación objetivo en el cuerpo. 75. - El medio accesible por computadora de acuerdo con la reivindicación 71, en donde la disposición de procesamiento además está configurada para: - verificar una posición de al menos uno de los elementos ópticos o al menos una luz refractada, difractada o reflejada; - generar al menos una señal basándose en la posición o la orientación; y - controlar al menos uno de la posición o I a orientación de al menos uno de los elementos ópticos basándose en al menos una señal. 76. - Un procedimiento para al menos uno de dirigir o enfocar un láser sobre o hacia un tejido objetivo dentro de un cuerpo, que comprende: - localizar el tejido objetivo dentro del cuerpo desde una posición dentro del cuerpo; - establecer una posición del dispositivo con relación al tejido objetivo utilizando una disposición particular que tiene un alojamiento que se inserta en el cuerpo; - generar datos de control por al menos uno de (i) trazar sobre una imagen del tejido, una trayectoria que se va a cortar con al menos una radiación electromagnética, (ii) definir un área que se va a efectuar por al menos una radiación electromagnética, o (iii) controlar la posición de al menos una radiación electromagnética en tiempo real; y - con al menos una disposición de accionamiento proporcionada en el alojamiento, controlar al menos un elemento óptico proporcionado en el alojamiento, basándose en los datos de control, al menos a uno de refractar o difractar al menos una luz. 77.- El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 76, en donde al menos una luz es una luz láser. 78. - El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 76, en donde la trayectoria se basa en un patrón predeterminado. 79. - Un medio accesible por computadora, que tiene almacenadas en él instrucciones ejecutables por computadora para al menos una de dirigir o enfocar un láser sobre o hacia un tejido objetivo dentro de un cuerpo, que, cuando se ejecuta por una disposición de procesamiento de hardware, configura la disposición de procesamiento de hardware para: - localizar el tejido objetivo dentro del cuerpo desde una posición dentro del cuerpo; - establecer una posición del dispositivo con relación al tejido objetivo utilizando una disposición particular que tiene un alojamiento que se inserta en el cuerpo; - generar datos de control mediante al menos uno de (i) trazar sobre una imagen del tejido, una trayectoria que se va a cortar con al menos una radiación electromagnética, (ii) definir un área que se va a efectuar por al menos una radiación electromagnética, o (¡i) controlar la posición de al menos una radiación electromagnética en tiempo real; y - con al menos una disposición de accionamiento proporcionada en el alojamiento, controlar al menos un elemento óptico proporcionado en el alojamiento, basándose en los datos de control, para al menos uno de refractar o difractar al menos una luz. 80.- El medio accesible por computadora de acuerdo con la reivindicación 79, en donde menos una luz es una luz láser. 81.- El medio accesible por computadora de acuerdo con la reivindicación 76, en donde la trayectoria se basa en un patrón predeterminado.
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