CN101299972A - 延伸的小号照明器 - Google Patents

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Abstract

公开了一种刚度可变、小号照明器，一个实施例是小号照明外科系统，其包括：光源(12)，其用于提供光束；光学地连接到所述光源的光缆(14)，其用于接收和传输光束；可操作地连接到所述光缆的机头(10)；可操作地连接到所述机头的光纤(22)，其中所述光纤光学地连接到所述光缆以接收和传输光束以照明一个区域；和可操作地连接到所述机头的插管(16)，其用于容纳和引导所述光纤，其中所述插管可操作以从所述机头延伸和缩回以改变所述插管从所述机头延伸的长度，并且其中所述光纤可操作地连接到所述插管，使得当所述插管从所述机头延伸的长度改变时，所述光纤的远端和所述插管的远端保持重合。所述光纤、所述插管和所述机头可以由生物相容性材料制造。

Description

延伸的小号照明器
相关申请的横向参照
本申请根据35U.S.C.§119要求2005年10月31日申请的美国临时专利申请No.60/731,843的优先权，上述申请的全部内容被引用于此作为参考。
技术领域
本申请大体上涉及外科器械。特别地，本申请涉及在眼手术期间用于照明和操作一个区域的外科器械。尤其是，本申请涉及用于照明手术区的伸长的、刚度可变的、小号的广角照明器。
背景技术
在眼科手术中，特别是在玻璃体-视网膜手术中，希望使用广角外科显微镜系统来观察尽可能大的视网膜部分。用于这样的显微镜系统的广角物镜存在，但是它们需要的照明区域比典型的光纤探头的照明圆锥所提供的更宽。结果，开发了各种技术以增加光纤照明器所提供的相对非相干光的光束扩展。这些已知的广角照明器因此可以根据当前广角外科显微镜系统的需要照明更大的视网膜部分。然而，现有的广角照明器具有几个缺点。
现有技术的用于眼科手术的小号、广角照明器的一个缺点是插入和延伸到眼睛中的插管缺少刚度。在眼科手术，例如玻璃体-视网膜手术中，照明探头的主要功能是为手术区域提供照明。第二功能是操作靠近手术区域的眼睛部分以提供无障碍观察和允许进入外科区域，例如视网膜的周边。然而，为了操作眼睛内的组织，照明器插管必须具有一定的刚度。由于它们的直径较大，20号插管装置为外科医生提供的刚度足以操作眼睛中的组织。然而，25号装置具有带薄壁的直径更小(例如0.0205英寸)的插管，导致探头(插管)的挠性比相同长度的20号插管小得多。所以，现有技术的小号照明器(＜20号)并不提供足够的刚度，从而以更大号照明器的方式有效地操作眼睛中的组织。
所以，需要一种用于照明手术区的小号广角照明器，其可以减小或消除与现有技术的小号广角照明器有关的缺少用于操作眼组织的刚度的问题。
发明内容
本发明的用于照明手术区的伸长的、刚度可变的、小号的照明器的实施例基本满足该要求和其它要求。本发明的刚度可变照明器的一个实施例是一种小号广角照明外科系统，其包括：光源，其用于提供光束；光学地连接到所述光源的光缆，其用于接收和传输光束；可操作地连接到所述光缆的机头；可操作地连接到所述机头的光纤，其中所述光纤光学地连接到所述光缆以接收和传输光束以照明一个区域；和可操作地连接到所述机头的插管，其用于容纳和引导所述光纤，其中所述插管可操作以从所述机头延伸和缩回以改变所述插管从所述机头延伸的长度，并且其中所述光纤可操作地连接到所述插管，使得当所述插管从所述机头延伸的长度改变时，所述光纤的远端和所述插管的远端保持重合。
本发明的实施例可以进一步包括光学地连接到所述光纤的远端的光学元件，其用于接收光束和散射光束以照明所述区域(例如手术部位)。所述光学元件可以是本领域技术人员公知的小号、散射光学元件。进一步地，所述光学元件、所述插管和所述机头可以由生物相容性材料制造并且可以是本领域熟知的23或25号或其它小号。所述光缆可以包括可操作地连接到所述光源的第一光学连接器和可操作地连接到所述机头的第二光学连接器(以将所述光缆光学地连接到容纳在所述机头和插管内的所述光纤)。这些连接器可以是SMA光纤连接器。所述光学元件、光纤和光缆(即，所述光缆内的一个或多个光纤)应当属于兼容规格以将来自所述光源的光束传输到手术区。例如，所有三个元件可以属于相同规格。
为了允许本发明的实施例的一些优点，所述插管和光纤可以可操作地连接到所述机头以允许所述插管和光纤在所述机头内的线性位移。所述机头可以包括用于调节所述插管和光纤的线性位移的调节装置，例如推/拉机构。例如，所述插管可以可操作地安装到由调钮控制的活塞上，操作者可以滑动所述调钮以从所述机头延伸所述插管或将所述插管缩回所述机头中。也可以使用本领域的技术人员公知的其它调节装置。
本发明的其它实施例可以包括一种使用根据本发明的教导的刚度可变、小号照明器照明手术区的方法和用于眼科手术中的本发明的刚度可变、小号照明器的外科机头实施例。根据本发明的教导本发明的实施例可以实现为连接到包括光纤的可伸长插管的机头或其它外壳。进一步地，本发明的实施例可以结合到用于眼科或其它手术的外科机器或系统中。根据本发明的教导设计的刚度可变、小号照明器的其它用途对于本领域的普通技术人员来说将是已知的。
附图说明
结合附图，通过参考以下描述可以获得对本发明及其优点的更全面理解，其中相似的附图标记指示相似的部件，并且其中：
图1是根据本发明的教导的用于照明和组织操作的系统的一个实施例的示意图；
图2是示出根据本发明的教导的刚度可变、小号照明器的一个实施例的详图；
图3是示出用于眼科手术的本发明的照明器的一个实施例的使用的图；和
图4和5是示出本发明的照明器的一个实施例处于完全延伸和完全缩回位置的图。
具体实施方式
在附图中示出了本发明的优选实施例，类似的数字用于指示各个图的类似和相应的部件。
本发明的各种实施例提供了用于外科操作，例如玻璃体-视网膜/后段手术的基于小号(例如23或25号)光纤的内照明装置。本发明的实施例可以包括连接到小号插管(例如23或25号)的机头，例如由得克萨斯州沃思堡市Alcon Laboratories公司销售的Alcon-Grieshaber Revolution-DSPTM机头。插管的内部尺寸可以用于容纳光纤，根据本发明的教导，所述光纤可以终止于散射光学元件。刚度可变照明器的实施例可以包括广角照明器，并且所有实施例可以被配置成用于眼科手术的一般领域。然而，本领域的技术人员可以预见并且将会认识到本发明的范围并不限于眼科，而是可以一般地应用于需要涉及组织操作的广角和/或可变照明的其它外科领域。
本发明的实施例为操作者提供了在可以任意设置的最大延伸长度和最小延伸长度之间延伸照明器的插管的能力。操作者可以借助于可操作地连接到延伸装置的调钮或滑动器改变插管和光纤从照明器机头延伸的长度，所述延伸装置又可操作地连接到插管/光纤。调钮或滑动器可以与延伸装置一体化，并且延伸装置可以包括活塞、棘轮机构、滑动器或本领域的技术人员将知道的任何其它这样的装置。
在本发明的各种实施例中，当插管长度缩短时(插管缩回机头中)，插管的有效刚度由于暴露长度变短而增加，反之亦然。由于插管的刚度是插管暴露长度的函数并且作为插管暴露长度的三次方的函数变化，因此最小化从机头暴露的插管长度对插管的刚度有显著影响，因而对其在操作眼睛内的组织中的有用性有显著影响。本发明的实施例的长度可变插管使用户能够在需要将照明器尖端(因而照明)延伸到眼睛的更远可达范围的某些应用中使用插管的整个长度，同时当需要增加刚度以操作眼睛中的组织时也允许用户缩回插管和缩短其长度。
本发明的刚度可变照明器的一个实施例可以包括由生物相容聚合材料制造的光纤、插管和机头，使得广角照明器的侵入部分是一次性外科用品。不同于现有技术，当需要操作组织时，本发明的刚度可变、小号照明器的每个实施例可以提供高刚度，同时仍提供照明眼睛的更远可达范围所需的延伸。由生物相容聚合材料制造的本发明的实施例可以集成到低成本、铰接机头机构中，使得这些实施例可以包括便宜的一次性照明器械。
图1是通过缆线14将来自光源12的非相干光束输送到杆16的机头10的示意图。缆线14可以是本领域中已知的任何规格的光纤缆线，但是优选地是具有23或25号光纤的缆线。进一步地，缆线14可以包括单个光纤或多个光纤，所述光纤被光学地连接以从光源12接收光并将光传递到光纤22，光纤22在穿过机头12的杆(插管)16内且可操作地连接到杆16。杆16被配置成容纳光纤22，并且在一些实施例中，容纳在杆16的远端的散射光学元件20。杆16和光纤22可操作以响应操作者的输入改变长度(从机头10延伸)，这将在下面更全面地进行描述。连接系统32可以包括在缆线14的每一端的光纤连接器以将光源12光学地连接到机头10内的光纤，这将在下面更全面地进行描述。
图2是示出本发明的刚度可变、小号照明器的一个实施例的详图。杆16可操作地连接到活塞200，所述活塞可操作地连接到调钮210或类似机构并且由其控制。操作者可以朝着杆16尖端(远端)滑动调钮210直到调钮210撞击止动器215，杆16完全延伸。调钮210也可以朝着机头10的近端向后滑动直到它撞击近侧止动器(未显示)，杆16完全缩回。活塞200/杆16/调钮210组件也可以包括棘轮点或摩擦点使得杆16可以定位和保持在完全延伸和完全缩回之间的选定点而不会有意外移动。光纤22定位在杆16内部并且可操作地连接到杆16，使得当杆16缩回或延伸时，杆16的远端和光纤22的远端保持重合。
本发明的实施例提供的优于现有技术的优点在于它们提供的机械延伸和/或缩回可以在照明器(例如机头10)的内部实现，而不是让外科医生手动地补偿插管(杆16)长度。这是特别有用的，原因在于在手术期间外科医生典型地仅仅短时间需要插管的整个长度。本发明的实施例允许外科医生在整个外科操作期间设置最佳插管长度。
图2显示了容纳光纤22的杆16，所述光纤光学地连接到光纤缆线14。在一些实施例中，光纤缆线14包括可以延伸通过机头10并且直接连接到杆16的光纤。对于这些实施例，未使用独立光纤22。当在机头10内实现时，光纤22属于与光纤缆线14的规格兼容的规格，使得它可以接收和传输来自光纤缆线14的光。机头10可以是本领域中已知的任何外科机头，例如由得克萨斯州沃思堡市AlconLaboratories公司销售的Revolution-DSPTM机头。光源12可以是氙光源、卤素光源或能够通过光纤缆线输送光的任何其它光源。杆16可以是本领域技术人员公知的小号插管，优选在23-30号的范围内。杆16可以是本领域技术人员公知的不锈钢或合适的生物相容聚合物(例如PEEK，聚酰亚胺等)。
容纳在杆16内的光纤缆线14或光纤22可以可操作地连接到杆16，并且杆16例如通过如图2中所示的调节装置210连接到机头10。调节装置210例如可以包括本领域技术人员公知的简单推/拉机构。光源12例如使用在光纤缆线14的末端的标准SMA(标度制造商协会)光纤连接器可以光学地连接到机头10(即，连接到光纤22)。这允许来自光源12的光通过光纤缆线14高效地连接到机头10并且最终从在杆16的远端的光纤22，或者备选地，从光学元件20发出。光源12可以包括本领域技术人员公知的滤波器以减小发源于光源的吸收红外辐射的损伤热效应。光源12的一个或多个滤波器可以用于选择性地用不同颜色的光照明手术区，例如以激发外科着色。
一个或多个光纤22(和/或14，取决于实施例)可以与杆16的远端重合地终止。例如通过轻微和可逆的滑动动作启动调节装置210可以导致杆16从机头10的远端延伸(或缩回)一定的量，该量通过滑动调节装置210/活塞200确定和调节。杆16的长度和刚度因此可以变化。这样，外科医生可以根据需要调节杆16的刚度以操作和照明眼睛内的组织。机头10的调节装置210可以是本领域技术人员公知的任何调节装置。
在本发明的强度可变、广角照明器的一个实施例中，本领域技术人员公知的简单机械锁定机构(例如摩擦或棘轮机构)可以允许固定杆16的长度，直到释放和/或由用户通过调节装置210再调节。
图3示出了本发明的刚度可变、小号照明器的一个实施例在眼科手术中的使用。在操作中，机头10通过光纤22输送光束(例如具有宽光谱带宽的空间和时间非相干光束)通过杆16以照明眼睛30的视网膜28。输送通过机头10(光纤22/14)的准直光由光源12生成并且借助于光纤缆线14和连接系统32被输送以照明视网膜28。光纤22，或备选地，光学地连接到光纤22的远端的光学元件将来自光源12的光束扩展到例如显微镜广角物镜允许外科医生看到的手术区的尽可能大的区域上。杆16的长度和刚度可以根据需要由外科医生通过调节装置210改变以有效地操作眼睛内的组织。
图4和5显示了本发明的照明器的一个实施例，其中杆16处于完全延伸位置(图4)和完全缩回位置(图5)。外科医生可以在可以任意设置的最大长度和最小长度之间的任何长度处定位杆16。
尽管在这里参考示例性实施例详细描述了本发明，应当理解描述仅仅是作为例子而不应当被理解成限制意义。所以，进一步应当理解本领域的普通技术人员参考该描述将显而易见并且可以作出本发明的实施例和本发明的附加实施例的细节的许多变化。可以预见所有这样的变化和附加实施例在如下要求的本发明的精神和实际范围内。因此，尽管特别参考眼科手术的一般领域描述了本发明，无论何时希望通过小切口提供广角照明和需要组织操作，包含在这里的教导同样适用。

Claims (37)

1.一种可延伸的广角照明外科系统，其包括：
光源，其用于提供光束；
光学地连接到所述光源的光缆，其用于接收和传输光束；
可操作地连接到所述光缆的机头；
可操作地连接到所述机头的光纤，其中所述光纤光学地连接到所述光缆以接收和传输光束以照明一区域；和
可操作地连接到所述机头的插管，其用于容纳和引导所述光纤，其中所述插管可操作以从所述机头延伸和缩回以改变所述插管从所述机头延伸的长度。
2.根据权利要求1所述的可延伸的广角照明外科系统，其中所述光纤可操作地连接到所述插管，使得当所述插管从所述机头延伸的长度改变时，所述光纤的远端和所述插管的远端保持重合。
3.根据权利要求1所述的可延伸的广角照明外科系统，其进一步包括光学地连接到所述光纤的远端的光学元件，该光学元件用于接收光束和散射光束以照明所述区域。
4.根据权利要求3所述的可延伸的广角照明外科系统，其中所述光学元件包括小号散射光学元件。
5.根据权利要求4所述的可延伸的广角照明外科系统，其中所述光学元件可操作地连接到所述插管，使得当所述插管从所述机头延伸的长度改变时，所述光学元件的远端和所述插管的远端保持重合。
6.根据权利要求1所述的可延伸的广角照明外科系统，其中所述光纤是19，20或25号光纤。
7.根据权利要求1所述的可延伸的广角照明外科系统，其中所述插管、所述光纤和所述机头由生物相容性材料制造。
8.根据权利要求1所述的可延伸的广角照明外科系统，其中所述光纤是所述光缆的一体部分。
9.根据权利要求1所述的可延伸的广角照明外科系统，其中所述光缆包括可操作地连接到所述光源的第一光学连接器和可操作地连接到所述机头的第二光学连接器。
10.根据权利要求9所述的可延伸的广角照明外科系统，其中第一和第二光学连接器是SMA光纤连接器。
11.根据权利要求1所述的可延伸的广角照明外科系统，其中所述光缆的规格和所述光纤的规格是相同的。
12.根据权利要求1所述的可延伸的广角照明外科系统，其中所述光缆包括多个光纤。
13.根据权利要求1所述的可延伸的广角照明外科系统，其中所述光纤的规格和所述光学元件的规格是相同的。
14.根据权利要求1所述的可延伸的广角照明外科系统，其中所述光纤可操作地连接到所述机头以允许所述光纤在所述插管内的线性位移。
15.根据权利要求1所述的可延伸的广角照明外科系统，其进一步包括用于调节所述插管从所述机头延伸的长度的调节装置。
16.根据权利要求15所述的可延伸的广角照明外科系统，其中所述调节装置包括可操作地连接到所述插管的活塞，该活塞可操作以从所述机头延伸所述插管或将所述插管缩回所述机头中。
17.根据权利要求15所述的可延伸的广角照明外科系统，其中所述调节装置进一步包括调钮，该调钮可操作以由用户移动以控制所述调节装置的移动。
18.根据权利要求15所述的可延伸的广角照明外科系统，其中所述调节装置进一步包括可操作以保持所述插管的预期位置的棘轮机构。
19.根据权利要求1所述的可延伸的广角照明外科系统，其中所述插管的有效刚度随着所述插管从所述机头延伸的长度而变化。
20.根据权利要求1所述的可延伸的广角照明外科系统，其中所述光束包括相对非相关光束。
21.根据权利要求1所述的可延伸的广角照明外科系统，其中所述光源是氙光源。
22.一种可延伸的广角照明器，其包括：
光纤，其可操作以光学地连接到光源并且接收来自所述光源的光束和传输光束以照明一区域；
可操作地连接到所述光纤的机头；和
可操作地连接到所述机头的插管，其用于容纳和引导所述光纤，其中所述插管可操作以从所述机头延伸和缩回以改变所述插管从所述机头延伸的长度。
23.根据权利要求22所述的可延伸的广角照明器，其中所述光纤可操作地连接到所述插管，使得当所述插管从所述机头延伸的长度改变时，所述光纤的远端和所述插管的远端保持重合。
24.根据权利要求22所述的可延伸的广角照明器，其进一步包括光学地连接到所述光纤的远端的光学元件，该光学元件用于接收光束和散射光束以照明所述区域。
25.根据权利要求22所述的可延伸的广角照明器，其中所述光学元件包括小号散射光学元件。
26.根据权利要求25所述的可延伸的广角照明器，其中所述光学元件可操作地连接到所述插管，使得当所述插管从所述机头延伸的长度改变时，所述光学元件的远端和所述插管的远端保持重合。
27.根据权利要求22所述的可延伸的广角照明器，其中所述光纤是19、20或25号光纤。
28.根据权利要求22所述的可延伸的广角照明器，其中所述插管、所述光纤和所述机头由生物相容性材料制造。
29.根据权利要求22所述的可延伸的广角照明器，其中所述光纤的规格和所述光学元件的规格是相同的。
30.根据权利要求22所述的可延伸的广角照明器，其中所述光纤可操作地连接到所述机头以允许所述光纤在所述插管内的线性位移。
31.根据权利要求22所述的可延伸的广角照明器，其进一步包括用于调节所述插管从所述机头延伸的长度的调节装置。
32.根据权利要求31所述的可延伸的广角照明器，其中所述调节装置包括可操作地连接到所述插管的活塞，该活塞可操作以从所述机头延伸所述插管或将所述插管缩回所述机头中。
33.根据权利要求31所述的可延伸的广角照明器，其中所述调节装置进一步包括调钮，该调钮可操作以由用户移动以控制所述调节装置的移动。
34.根据权利要求31所述的可延伸的广角照明器，其中所述调节装置进一步包括可操作以保持所述插管的预期位置的棘轮机构。
35.根据权利要求22所述的可延伸的广角照明器，其中所述插管的有效刚度随着所述插管从所述机头延伸的长度而变化。
36.根据权利要求22所述的可延伸的广角照明器，其中所述光束包括相对非相关光束。
37.根据权利要求22所述的可延伸的广角照明器，其中所述光源是氙光源。
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