DISPOSITIVO PARA LA CIRUGÍA LÁSER.

Dispositivo para la cirugía láser que comprende: un dispositivo láser (13) y medios (12,

8) para acoplar la luz del láser (13) en una fibra óptica (11, 3), caracterizado porque el láser (13) es un láser de estado sólido que puede emitir luz de láser (15) que tiene a la máxima intensidad una longitud de onda en la franja entre 1200 y 1330 nm, teniendo el láser como mínimo una potencia de salida de 50 W y siendo el láser de estado sólido un láser semiconductor o comprendiendo el mismo

[001] La invención se refiere a un dispositivo para la cirugía láser con un dispositivo láser y medios para acoplar la luz del láser a una fibra óptica.

[002] Dispositivos de este tipo para la cirugía láser se conocen, por ejemplo, por la patente DE 91 5 162 16 U. También la patente DE 44 08 746 C2 muestra un catéter de láser para la cirugía de bypass. Se hace referencia, por ejemplo, a láseres Nd:YAG. Estos láseres presentan una línea láser de 1064 nm. Por el documento US 5.910.140 se conoce un dispositivo de láser médico con un cristal de láser Nd:YAIO3.

[003] Por el documento WO0174230 se conoce un láser semiconductor para la terapia tumoral.

[004] El objetivo de la presente invención es mejorar un dispositivo para cirugía láser. Este objetivo 10 se consigue mediante un dispositivo, según la reivindicación 1.

[005] Para la cirugía láser de tejidos en general, pero especialmente para la cirugía de tejido pulmonar, se ha mostrado que resulta ventajosa una longitud de onda entre 1100 nm y 1400 nm. En esta franja de longitud de onda se produce una absorción de rayos láser en tejido acuoso, por tanto, también en tejido pulmonar, que permite seccionar o cortar rápidamente el tejido y provocar simultáneamente una coagulación 15 extensa en un tejido muy vascular. En tejidos pulmonares se consigue asimismo simultáneamente otro efecto muy importante, que es la soldadura de fístulas de aire. En esta franja de longitud de onda existen sistemas láser, pero generalmente son muy poco manejables, ya que, por ejemplo, láseres de gas necesitan generalmente un sistema costoso de refrigeración por agua, de manera que un aparato de este tipo resulta muy pesado, o bien las potencias de salida disponibles son demasiado bajas. 20

[006] Para la cirugía láser en la franja de longitud de onda mencionada anteriormente resulta deseable un láser con una potencia de salida de, como mínimo, 25 W.

[007] Debido a recientes desarrollos en el ámbito de los materiales es posible poner a disposición láseres de estado sólido tales como, por ejemplo, láseres semiconductores y/o láseres de fibras con estas potencias de salida, como las que se necesitan para la cirugía láser, en especial, la cirugía pulmonar con láser, y 25 generar una longitud de onda en una franja de 1100 hasta 1400 nm.

[008] Resulta muy preferente una franja de longitud de onda por encima de 1250, 1275, 1300, 1308 ó 1310 nm. En esta franja de longitud de onda la absorción de agua muestra una dependencia no demasiado grande de la longitud de onda, de manera que determinadas oscilaciones de la longitud de ondas en esta franja no provocan automáticamente un cambio en el comportamiento quirúrgico de los rayos láser. Por otro lado, la 30 radiación láser debería situarse también por debajo de una longitud de onda de 1325, 1300, 1275, 1250, 1225 ó 1200 nm, ya que de lo contrario se abandona la zona plana. En esta zona plana se consigue una absorción relativamente favorable y un relación ventajosa entre absorción y dispersión en tejidos con un alto contenido en agua y, por lo tanto, también en tejidos pulmonares.

[009] Asimismo resultan ventajosos los láseres con una luz que presenta una determinada anchura 35 a media altura (FWHM, full width at half maximum) espectral. Se determina la anchura del espectro a la mitad de la intensidad máxima. La anchura a media altura puede ser, por ejemplo, como mínimo, 2, 3, 4, 5, 7, 10, 12 ó 15 nm. El límite superior para la anchura a media altura puede ser, por ejemplo, 2, 3, 4, 5, 7, 10, 12, 15, 20, 25, 30 ó 40 nm. Al cubrir una franja espectral más amplia, el dispositivo es menos sensible a pequeñas oscilaciones de la longitud de ondas, de manera que se garantiza un comportamiento quirúrgico constante de la luz del láser 40 durante una operación. Por otro lado, el espectro tampoco debe ser demasiado ancho para que no haya porciones espectrales con una absorción demasiado alta en el tejido.

La potencia de salida del láser es superior a 50 W. En este caso, resulta preferente, por ejemplo, una potencia de, como mínimo, 80 W.

El láser puede ser de onda continua o un láser pulsado. 45

Asimismo resulta ventajoso un láser que comprende varios elementos láser. Pueden ser como mínimo o exactamente 2, 5, 10, 15, 19, 20, 25, 30, 35, 38, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 150 elementos láser. Los elementos láser individuales pueden ser accionados de esta manera con una potencia inferior a la potencia de salida total deseada, lo cual aumenta la vida útil de estos elementos láser o hace posible potencias de salida más elevadas. 50

Además, están dispuestos a tal efecto de forma ventajosa medios con los que los rayos láser de estos elementos láser individuales pueden ser acoplados a una fibra óptica común. En sí también es concebible disponer una fibra óptica individual para cada elemento láser. Estas fibras individuales pueden formar a continuación un haz y la luz de las mismas se junta solamente al final de la fibra óptica, mediante un conjunto óptico. Estos medios para el acoplamiento de la luz del láser pueden comprender una o varias lentes y/o espejos, 55 pudiéndose disponer también lentes o un conjunto de lentes cilíndricas y/o espejos.

Los elementos láser individuales y/o los láseres son o comprenden láseres semiconductores. De modo no conforme con la invención, láseres de fibra individuales pueden estar, por ejemplo, dispuestos en forma de haz, a efectos de entregar la luz a una fibra óptica de salida común. En este caso, también se pueden prever uno o varios acopladores de fibra, con los que se acopla la luz de dos o más fibras a una sola fibra.

También con láseres semiconductores se puede conseguir la potencia de salida necesaria en 5 la franja de longitud de onda deseada. A tal efecto, se acopla la luz de varios elementos láser a una fibra óptica generalmente a través de una óptica de rayos.

Los láseres semiconductores pueden ser bombeados eléctrica u ópticamente. Un bombeo óptico puede realizarse, por ejemplo, con otros láseres semiconductores con una longitud de onda inferior a 1100 nm. Los láseres de fibra son bombeados generalmente de forma óptica, por ejemplo, con diodos de láseres 10 semiconductores tales como se describen en el presente documento. En general, los láseres de bombeo tendrán una longitud de onda de menos de 1100 nm y, como mínimo, por debajo de la longitud de onda del láser de fibra.

Ventajosamente, el láser es un láser de punto cuántico o un láser de pozo cuántico. Con estos elementos láser es posible proporcionar con un número razonable de elementos láser la potencia de salida necesaria en la franja de longitud de onda deseada. Estos láseres de punto cuántico pueden estar basados en el 15 sistema de material GaAs-AlGaAs. Los puntos cuánticos del láser de punto cuántico pueden estar dispuestos en capas cuánticas (también denominadas pozos cuánticos), de manera que el confinamiento de los portadores de carga en la zona de los puntos cuánticos es mejorado por el confinamiento de los portadores de carga en el pozo cuántico.

Sin embargo, los puntos cuánticos pueden estar dispuestos también sin pozos cuánticos o en 20 el exterior de eventuales pozos cuánticos.

Los puntos cuánticos pueden comprender GaInAs, GaInAsN y/o GaInSb, o estar compuestos de los mismos. Los puntos cuánticos tienen un vacío energético que es inferior que aquel del material circundante. Debido a ello, los portadores de carga se elevan a niveles de energía que están predeterminados, entro otros, por la magnitud del punto cuántico, de manera que también en este caso son factibles longitudes de 25 onda láser que no corresponden al vacío energético del material de los puntos cuánticos.

El guía-ondas del láser semiconductor determina la conducción de luz dentro del material semiconductor. A tal efecto, es preferente un guía-ondas relativamente ancho para el láser para el dispositivo para la cirugía láser, ya que de esta manera la luz se extiende a través de una amplia zona en el material del láser semiconductor, y las inhomogeneidades debido a la formación de puntos cuánticos, pozos cuánticos u otras 30 superficies límite no dificultan altas potencias, por ejemplo, debido a la difusión en las superficies limite o debido a defectos en las superficies límite o en...

1. Dispositivo para la cirugía láser que comprende:

un dispositivo láser (13) y medios (12, 8) para acoplar la luz del láser (13) en una fibra óptica (11, 3), caracterizado porque el láser (13) es un láser de estado sólido que puede emitir luz de láser (15) que tiene a la máxima intensidad una longitud de onda en la franja entre 1200 y 1330 nm, teniendo el láser 5 como mínimo una potencia de salida de 50 W y siendo el láser de estado sólido un láser semiconductor o comprendiendo el mismo.

2. Dispositivo, según la reivindicación 1, caracterizado porque la franja de longitud de onda a la máxima intensidad se sitúa por encima de 1250, 1275, 1300, 1308 ó 1310 nm.

3. Dispositivo, según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque a la máxima intensidad la franja de 10 longitud de onda se sitúa por debajo de 1325, 1300, 1275, 1250, 1225 ó 1200 nm.

4. Dispositivo, según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la anchura a media altura espectral de la luz del láser es, como mínimo, de 2, 3, 4, 5, 7, 10, 12 ó 15 nm.

5. Dispositivo, según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la anchura a media altura espectral de la luz del láser es, como máximo, de 2, 3, 4, 5, 7, 10, 12, 15, 20, 25, 30, 40 nm. 15

6. Dispositivo, según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la potencia de salida del láser (13) es, como mínimo, de 60, 70, 80, 90 ó 100 W.

7. Dispositivo, según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el láser (13) es un láser de onda continua o un láser pulsado (13).

8. Dispositivo, según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el láser (13) comprende 20 varios elementos láser (14), tal como al menos o exactamente 2, 5, 10, 15, 19, 20, 25, 30, 35, 38, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 120 ó 150 elementos láser.

9. Dispositivo, según la reivindicación 8, caracterizado porque hay medios (12) destinados para acoplar la luz del láser de cada uno de los elementos láser (14) en una fibra óptica común (10).

10. Dispositivo, según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el láser (13) o los elementos 25 láser (14) son o comprenden láseres de punto cuántico y/o láseres de pozo cuántico.

11. Dispositivo, según la reivindicación 10, caracterizado porque los láseres de punto cuántico comprenden GaAs y AlGaAs, o bien comprenden InP y AlGaAsP.

12. Dispositivo, según la reivindicación 10 ó 11, caracterizado porque el láser o los láseres de punto cuántico comprenden puntos cuánticos dentro de un pozo cuántico (23) o en el exterior de un pozo 30 cuántico o dentro de un material de guía-ondas sin pozo cuántico.

13. Dispositivo, según una de las reivindicaciones 10 a 12, caracterizado porque los puntos cuánticos comprenden GaxIn(1-x)As, GaxIn(1-x)Asy P(1-y), GaxIn(1-x)AsyN(1-y) y/o GaxIn(1-x)Sb o están formados por ellos, donde (x) y/o (y) pueden adoptar valores de 0 hasta 1.

14. Dispositivo, según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque el guía-ondas (22) del láser 35 semiconductor tiene una anchura de, como mínimo, 200, 250, 300, 400, 500 ó 600 nm.

15. Dispositivo, según una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque el guía-ondas (22) comprende GaxIn(1-x)AsuPvNwSb(1-u-v-w) o está formado por los mismos, donde (x), (u), (v) y (w) pueden adoptar los valores 0 hasta 1, y todos los valores intermedios o valores de todos los intervalos intermedios posibles, y donde u+v+w es inferior o igual a 1. 40

16. Dispositivo, según la reivindicación 10, caracterizado porque el láser de pozo cuántico comprende un pozo cuántico (23) que comprende GauIn(1-u)AsxNyP(1-x-y) o está formado por éste, donde (u), (x) y (y) pueden adoptar los valores 0 hasta 1, o todos los valores intermedios o valores de todos los intervalos intermedios posibles, mientras se cumpla x+y ≤ 1.

17. Dispositivo, según una de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizado porque se prevé un acoplamiento 45 (8) para conectar de forma desmontable una fibra óptica (3).

18. Dispositivo, según una de las reivindicaciones 1 a 17, caracterizado porque el dispositivo comprende una fibra óptica desmontable (3).

19. Dispositivo, según la reivindicación 18, caracterizado porque la fibra óptica (3) comprende una empuñadura (4). 50

20. Dispositivo, según una de las reivindicaciones 15 a 19, caracterizado porque en el extremo distal de la

fibra óptica (3) se prevé una óptica (7) con la que se puede crear un foco de luz a una distancia (d) de 1 hasta 6 cm, preferentemente de 1 hasta 5 cm, y más preferentemente de 1,5 a 3 cm, del extremo de la fibra óptica, siendo la óptica preferentemente intercambiable.

21. Dispositivo, según la reivindicación 20, caracterizado porque la óptica genera un foco con una anchura a media altura (b) de 0,2 hasta 0,7 mm, preferentemente de 0,3 hasta 0,6 mm y más preferentemente 5 de 0,4 hasta 0,5 mm.

22. Dispositivo, según una de las reivindicaciones 1 a 21, caracterizado porque se prevé un dispositivo de refrigeración por aire (5) para refrigerar el láser con aire frío.