CN105744879A - 热控照明设备 - Google Patents

Abstract

用于照明患者体内的外科术野的照明元件(诸如光波导)具有光输入部分、光传输部分和光输出部分。所述光输入部分光学耦合至所述光传输部分的近端部分，并向所述照明元件中输入光。所述光传输部分优选地通过全内反射或者通过其他传输手段来传输光。所述光输出部分邻近所述光传输部分的远端部分，所述光输出部分具有使光以一定的能量密度从中出射的光汲取区域。所述光汲取区域大到足以将所述能量密度保持在防止所述照明元件熔化或将所述患者灼伤的水平，并且所述光汲取区域具有不妨碍接近所述外科术野的轮廓。

Description

热控照明设备

相关申请的交叉引用

本申请是提交于2013年9月16日的美国临时专利申请号61/878,395(代理人案卷号40556-731.101)的非临时专利申请并要求其权益；上述文献的全部内容通过引用而并入于此。

发明背景

1.发明领域。本发明总体上涉及医疗设备和方法，更具体而言，涉及照明式外科手术器械(诸如照明式外科手术牵开器)以及手持式器械(诸如照明式抽吸设备)。本领域技术人员将会理解，这些示例并不旨在成为限制性的，并且还设想到其他照明式器械或工具。

市场上存在各种向外科术野提供照明的外科手术设备。这些设备中的许多设备是由纤维束或单个纤维制成。在手术室中，使用现代光源来产生大量的照明强度。该能量耦合到这些照明产品中，所述照明产品在一定距离上传输光，从而将所述能量输出到外科手术面上。

在某些情况下，这些设备可能对患者、使用者或所使用的器材造成热危险。当来自纤维束的所有光能聚焦在患者身上时，组织可能焦干，并且所生成的热量还可能导致灼伤。已有报告称手术布单在手术室中熔化并起火。在外科手术操作期间，血液、其他碎屑或手术布单可能阻挡设备并遮挡光输出。阻挡光会造成若干问题。第一个问题是术野上照明的减少，从而使得对任务的视力减到最小。这显然可能影响操作的效率。然而，更关键的问题是在被阻挡的照明设备的部分上的热积聚。由于光无法出射，因此其会在受遮挡时转化成热量。举例而言，血液在平均40℃的温度下凝固，因此当血液凝固在照明设备的表面上时，其将会遮挡光输出，从而使从设备出射的光量减到最小。增大的能量密度还将会进一步加热该设备。纤维束常常是由可不受此影响的玻璃制成，但纤维束中所使用的粘合剂可能因热量而受损，而当纤维束由聚合物制成时，纤维可能变热并熔化或者超过玻璃化转变温度并发生变形。因此，期望提供能够控制所生成的热量以便避免损坏照明式外科手术器械并且避免伤害患者或操作者的照明式外科手术器械。在手术布单的示例中，如果布单阻挡照明元件，则该布单上的能量密度由于几个原因而高得多。如前文所述，如果布单实际接触照明元件，则照明元件会变热。另一原因在于，如果布单非常靠近照明元件并且存在气隙，则相比于布单更远离照明元件放置并且光分散在布单上的更大区域中的情况，由所述布单吸收的光的能量密度如此之高以至于其将会使该布单熔化。

因此，期望提供具有低能量密度输出的设备。可以通过增大从中递送光的表面积来控制能量密度，从而减少生成的热量。然而，增大表面积可能增大外科手术设备的整体轮廓。这可能是不期望的，因为更大的外科手术设备可能在外科术野中占据过多的空间，从而需要不期望的更大切口。因而，鉴于不断减小的外科手术切口大小，提供具有较小轮廓的照明式外科手术器械以便避免阻挡外科术野亦将会是有利的。

通过下文公开的设备和方法将会满足这些目标中的至少一些目标。

2.背景技术。照明式外科手术器械可以包括照明元件，诸如光纤、光波导或用于提供光的其他手段。光波导和光纤在本领域已众所周知。

发明内容

本发明总体上涉及医疗设备和方法，更具体而言，涉及可以照明外科术野的医疗和外科手术器械。再具体而言，这样的照明式外科手术和医疗器械被设计用于在使用期间控制和管理其热性质，以便最小化或防止熔化或者对所述器械、所述外科术野的其他损害以及对患者或操作者的伤害。

在本发明的第一方面，用于照明患者体内的外科术野的照明元件可以包括光输入部分、光传输部分和光输出部分。所述光输入部分用于向所述照明元件中输入光，而所述光传输部分用于从中传输光，优选地通过全内反射或者通过其他手段，诸如通过使用所述照明元件上的涂层来传输光。所述光输入部分光学耦合至所述光传输部分的近端部分。所述光输出部分邻近所述光传输部分的远端部分，并且包括光汲取区域，其中光以一定能量密度从所述光输出部分出射。所述光汲取区域大到足以将所述能量密度保持在防止所述照明元件的熔化或其他损坏或者灼伤所述患者或操作者的水平，并且所述光汲取区域具有小轮廓，所述小轮廓被配置用于避免阻碍接近所述外科术野以及对其的可视化。

所述光输出部分可以是锥形的(平坦锥形或圆锥形)，并且所述光输出部分可以包括上表面和平坦的平整下表面。所述上表面可以相对于所述平坦的平整下表面成角度。所述上表面可以相对于所述平坦的平整下表面形成30度或更小的角。在备选实施方式中，所述上表面或所述下表面可以是弯曲的。

所述光输入部分可以具有横截面区域，并且所述汲取区域可以至少两倍于所述输入横截面区域。所述光汲取区域可以是均衡的，以便从中提供均匀的光输出。均衡可以利用光汲取表面特征来实现，所述表面特征诸如为帮助控制和引导所汲取的光的小透镜、棱镜、台阶或其他特征。所述光输入横截面区域可以处于垂直于或以其他方式横向于所述光汲取区域的平面的平面中。

所述照明元件可以是光波导，并且可以进一步包括安设在所述光输入部分、光传输部分或所述光输出部分的至少一部分之上的包层。所述包层可以具有从约1到约1.5范围内的折射率。

所述照明元件或光波导可以进一步包括耦合至所述光输入部分、所述光传输部分或所述光输出部分的外科手术器械。所述外科手术器械可以包括抽吸管或外科手术牵开器刀片。所述抽吸管或所述外科手术器械可以包括可更换尺寸的端头。

所述照明元件可以包括光波导，并且可以通过全内反射或者通过其他传输手段而穿过所述传输部分传输向所述照明元件中输入的光。

在本发明的另一方面，一种用于照明患者体内的外科术野的方法包括提供具有光输入部分、光传输部分和光输出部分的照明元件，诸如光波导，以及经由所述光输入部分从外部源向所述照明元件或光波导中输入光。所述方法还包括穿过所述光传输部分传输光，并且这可以经由全内反射或另一光传输手段来实现，以及从所述光输出部分汲取光。所述方法还包括将从所述光输出部分汲取的光的能量密度保持在防止熔化可能是光波导的照明元件或者灼伤患者或操作者的水平，以及利用所汲取的光来照明所述外科术野。

所述方法可以包括在不阻挡外科术野的情况下朝向所述外科术野推进所述照明元件或光波导。保持所述能量密度可以包括为所述输入部分提供横截面区域，以及为所述光输出部分提供光汲取区域，其中所述光汲取区域至少两倍于所述输入部分横截面区域。所述输入部分的横截面区域可以处于垂直于或以其他方式横向于所述光汲取区域所安设在的平面的平面中。

所述方法可以进一步包括均衡所汲取的光，以便提供对所述外科术野的均匀照明。这可以通过提供所述照明元件上的汲取表面特征来实现，所述表面特征诸如为帮助控制和引导所汲取的光的小透镜、棱镜或台阶。所述方法可以进一步包括提供耦合至所述照明元件或光波导的所述光输入部分、所述光传输部分或所述光输出部分的抽吸管或外科手术器械。所述方法可以进一步包括对所述抽吸管或所述外科手术器械更换更换的器械端头。

在一些实施方式中，所述照明元件包括光波导，并且经由全内反射或者通过其他传输手段来穿过所述传输部分传输光。

在与附图相关的以下描述中进一步详细描述这些实施方式和其他实施方式。

援引并入

本说明书中所提及的所有出版物、专利和专利申请均通过引用并入本文，其程度如同具体地和个别地指出要通过引用而并入每一单个出版物、专利或专利申请那样。

附图说明

本发明的新颖特征在随附权利要求中具体阐明。通过参考阐述了利用本发明原理的说明性实施方式的以下详细描述和附图，将会获得对本发明的特征和优点的更好理解。在附图中：

图1图示了典型的光纤线缆。

图2图示了具有锥形端头的光纤。

图3A-图3D图示了照明元件的示例性实施方式。

图4图示了具有钝形远侧端头的照明元件。

图5图示了具有锥形端头的照明元件。

图6图示了具有锥形端头的照明元件的透视图。

图7图示了相对于平坦水平端头，锥形端头的增大的表面积。

图8图示了具有圆锥形端头的照明元件。

图9图示了具有增大的光汲取表面积的照明元件的又一示例性实施方式。

图10图示了典型照明元件和安设在抽吸管之上的锥形端头照明元件。

图11A-图11B图示了其他外科手术器械和端头。

图12图示了其他外科手术器械和端头。

图13A-图13D图示了具有各种端头的外科手术器械的各种实施方式。

图14A-图14C图示了具有各种端头的外科手术器械的其他实施方式。

图15图示了照明元件中的温度与表面积之间的关系。

图16图示了表面积与锥角之间的关系。

图17A-图17B图示了圆锥角与表面积之间的关系。

图18A-图18B图示了台阶如何相对于锥形表面创造出额外的表面积。

具体实施方式

将参照附图描述所公开的设备和方法的特定实施方式。本详细描述中的任何内容均不意图暗示任何特定组件、特征或步骤对于本发明是必不可少的。

图1图示了典型光纤线缆10，其通常构建在筒式连接器12中，并具有圆形且平坦的远侧端头14。它们被切平的原因是由于在组装它们时，会对其进行切割和抛光。可对纤维束进行抛光的最大角度取决于有多少光将会从纤维中逸出，而这转而取决于临界角，所述临界角可基于全内反射计算来确定。基于纤维的材料和任何空气界面，典型的角度大约为6度。该角度可以大于6度，但效率会开始下降。

光纤线缆通常连接至外部光源，诸如300瓦的氙光源，其呈现出高功率输出。当纤维的端头绝对洁净或不受阻挡时，端头的温度保持在安全水平，然而当光纤线缆的端头被诸如碎屑、血液或流体等吸收介质所阻挡，或者甚至被手术布单或患者的皮肤所遮挡时，照明能量密度快速转化成热量，并且端头变热。温度可能上升到超过150℃。这样的温度高到足以在患者或操作者身上造成灼伤，或者熔化手术布单，或者甚至导致起火。由于血液在低得多的温度下就会凝固，因此其将会在端头上被“烤干”，从而大大减少输出。这导致外科医生对外科手术操作的可视度降低，因而潜在地产生风险。此外，如前文所述，即使照明器未被遮挡并存在气隙，布单或皮肤的吸收仍可能造成损害。

温度增大可能造成的另一问题是损坏照明器。如果照明器是由玻璃纤维制成，则其因玻璃的变形温度非常高而不太可能受损，然而，如果所述纤维是由塑料纤维形成，则其可能熔化或变形。此外，无论照明器是玻璃还是塑料，在相邻区域中使用的任何粘合剂或聚合物组分都也有可能受热熔化或损坏。

因此，期望提供更好地控制热量以便避免损坏设备或者伤害患者或操作者的照明式器械和设备。这样的设备优选地在使能量密度减到最小的同时保持功率输出。一种解决方案是增大光输出或汲取(extraction)区域。通过增大汲取区域可以使能量密度减到最小。然而，增大汲取区域可能增大器械轮廓，这可能阻挡外科术野。因此，优选地在保持设备上的小轮廓的情况下通过增大汲取区域来使能量密度减到最小，同时将设备的热导率及其熔化特性纳入考虑。

为了解决这一问题，必须创造出较大的输出区域以使跨该表面的热/能量密度减到最小，而不牺牲设备在外科手术应用中的实用性——在这些应用中设备可能太过阻碍。图15图示了在照明元件(本文中亦称为照明器)的一个特定实施方式中峰值设备温度与表面积之间的关系。显然，假设有均匀的光输出，温度随着表面积增大而降低。特别地，对于表面积加倍，温度有显著降低。该图是用表面被1W的热负荷所覆盖的环烯烃聚合物(COP)波导生成的。在另一实施方式中，在采用较大区域来递送光的情况下，如果从仅10％的设备区域汲取80％的光，则该理论可能不适用。

图2图示了纤维束26，其具有围绕远侧锥形区22的周缘安设的多个平坦锥形表面，使得纤维束20的输出端比光只是从纤维束的最远端面出射的情况具有更大的输出表面积。这使输出分散在更大的区域上，从而保持能量密度较低并防止过热。然而，该实施方式可能不是理想的，这是因为束20的大轮廓可能在外科术野中太过阻碍。该实施方式可以通过对束的外周上的每个纤维的外表面进行抛光而制成。可以将每个外表面抛光成平坦的平整区。束中心的纤维可以保留其优选的圆形形态。

为了提供诸如光波导等控制热量并提供合适轮廓的照明元件，发明人在本文公开了光波导的若干示例性实施方式。优选地，其可以使用任何合适的光学材料制成，诸如使用丙烯酸、聚碳酸酯、环烯烃聚合物(COP)、环烯烃共聚物(COC)或本领域中所使用的其他材料制成。光波导优选地耦合至光纤束的末端(可释放地附接、固定地附接(例如通过粘合)或以其他方式与之耦合)。从光纤束向光波导中引入光，并且继而优选地通过全内反射或通过其他光传输原理(例如，涂层)沿着波导传输光，并且继而从光波导的较大区域汲取和递送光。光波导优选地不是光纤。光波导可能是单个整体式组件，其优选地由均质材料注塑成型。光波导优选地使轮廓减到最小，降低能量密度，并且跨波导的表面均匀地汲取光。

为了实现这些目标，汲取区域优选地至少两倍于针对非锥形汲取区域的输入源的横截面区域。诸如光波导等照明元件的光输入部分通常匹配于输入源的横截面区域，因此，汲取区域与光输入部分的横截面区域的比率类似地为至少2:1。因而，举例而言，如果输入源是4mm直径的线缆，则输入面积大约为12.5mm²并且因而汲取面积优选地为至少25mm²。图3A-图3D中所见的示例性实施方式图示了照明元件诸如光波导，其具有的输入138横截面区域比光汲取区域127-131至少小两倍。此外，光汲取面平行于波导的后表面。该后表面基本上是平坦和平整的。此外，所述输入的横截面厚度大于汲取区域的厚度，以便确保汲取区域处的轮廓保持较小。来自汲取区域的光输出还是均衡的。表面特征的尺寸可以从汲取区的近端部分到汲取区的远端部分发生变化，使得光输出不会跨表面发生变化，并且被均匀地递送至外科术野。例如，每个表面特征可以包括具有台阶面和坡面的台阶结构。其间设有角度。台阶面或坡面的长度可在各个台阶之间变化，以便提供均匀的照明。因而，台阶面与坡面之间的角度可以在汲取区域中的不同台阶之间变化。在美国专利号8,088,066中公开了图3中的光波导的额外细节；上述专利的全部内容通过引用并入本文。

图4图示了典型的照明元件诸如波导42，其具有与波导42的纵轴正交的钝形远端46。光44穿过波导行进并在远端46出射。因而，能量密度分布在远端46的表面积上。如图3中所见，其他波导可以具有表面特征，诸如外表面上的微结构，以从波导横向地汲取光。这允许将能量密度分布在更大的表面积上。使用如图5中所见的锥形表面允许创造出甚至更大的表面积来递送光，从而进一步降低能量密度。在图5中，照明元件是波导52，其包括从中递送光56的锥形端头54。锥形表面创造出比平坦的水平平整表面所提供的表面积更大的表面积。图6图示了具有用于递送光的平坦且椭圆形66表面区域的波导62的锥形远侧端头64的透视图。输入横截面积与输出横截面积的比率可适用于本文公开的照明元件的任何实施方式。

图18A-图18B图示了如何能够进一步增大锥形表面的表面积。图18A图示了在简单锥形照明元件诸如波导中用于光汲取的表面区域。在图18B中，通过在斜坡上添加台阶式刻面增大了用于光汲取的表面区域，从而增添了额外的表面积。角度θ更优选地具有30度的最大值，以便具有相对于输入横截面积至少加倍的面积。

图16图示了光输出表面积与锥角之间的关系。图16中的角度被图示为90–θ，其中θ是在锥形表面与平坦的平整后表面之间测量的。图16清楚地示出了表面积随着锥角而增大。图7图示了为何锥形表面相比于平坦的平整水平表面提供更大的表面积。平坦的平整照明元件诸如波导端头由a-b-c-d限定，并且光从表面a或表面b出射。显然，表面b具有比表面a更大的表面积。然而，如果在波导上形成由c-d-h限定的锥形端头，从而形成斜面端头，则表面h成为汲取区域，并且具有可以使用基本三角学计算的长度。因而，

h＝c/sineθ，或者

h＝d/cosineθ

由于d＝b，显然当θ大于零度时h长于b，因而锥形端头为光汲取和递送提供了更大的面积。因此，相对于平坦的平整垂直端头，诸如当光从光纤的最远端面出射时的情况，利用锥形端头的能量密度更低。可以使用类似的计算来确定锥角必须为30度的最大值(相对于水平表面b或d)，以便创造出具有比输入表面区域的表面积至少大两倍的表面积的表面。角度θ越小，坡度角越平缓，因此斜面端头将会越长，从而增大长度和对应的汲取面积。

图17A图示了基本圆锥几何形状，该圆锥具有半径为r的底、高h和外表面s。角度θ定义成在s与r之间。图17B图示了圆锥中的表面积与角度θ之间的关系。再一次地，改变圆锥锥体会改变角度θ，这可以对表面积产生显著影响。所述圆锥锥体可完全围绕圆锥的周缘延伸，或者该锥体可以仅仅在圆锥的一部分上。锥体可以是对称的或非对称的。锥体可以在圆锥的一个或多个部分上。如果存在不止一个锥形部分，则锥角可以是相同的或不同的。例如，圆锥的顶部可以是成一个角度的锥形，而圆锥的底部可以是成另一角度的锥形。在备选实施方式中，圆锥的顶部可以具有锥角，而圆锥的底部可以完全缺失。

图8图示了用于通过在照明元件的远端部分上形成圆锥锥体82(在此为波导82)而非上文所述的平坦锥体来减小轮廓并形成更大的光汲取区域的另一手段。圆锥可以部分地或完全地环绕外科术野。其示例性用途包括完全由波导材料形成的照明式抽吸设备。波导内的中央空心钻孔(未图示)充当抽吸通道，并允许在无需单独抽吸管的情况下施加抽吸。

图9示出了照明式外科手术器械的另一实施方式，其具有增大的光汲取表面积用于控制设备中的热量。照明元件诸如光波导92耦合至抽吸管98。波导92具有锥形区域，其渐缩成不同的平面94，从而形成多个台阶或梯台。所述平面可以是相同的或不同的。这种设计允许在顶部较长的锥体和在侧面较短的锥体，以形成更定制化的光汲取机构。这创造出了所期望的用于光汲取的更大的表面积，还有助于保持轮廓最小化。可以在锥形区域上安设诸如微结构等表面特征以帮助从光波导汲取和引导光。所述表面特征可以是平坦的，诸如棱镜或其他平整刻面特征，或者表面特征可以是圆角的以便进一步控制从波导汲取的光。表面特征可以是均匀的，或者它们可以是各自独特的以便按应用的需求来汲取和递送光。可以使用表面特征的任意组合，诸如位于波导的最远侧端头上的小透镜96。所述小透镜可以彼此重叠，使得从其中投射至外科术野的光也重叠，从而提供对外科术野的更均匀的照明。这种具有抽吸管的实施方式并不旨在成为限制性的，并且本领域技术人员将会理解，照明元件可以耦合至任何数目的其他手持式外科手术器械。因此，在其他实施方式中，照明元件可以耦合至任何数目的其他手持式外科手术器械，诸如牵开器、探头、电外科手术器械、相机或其他传感器器械等。

图10图示了典型照明式抽吸器械与先前图9中所讨论的具有锥形多平面端头的器械之间的对比。抽吸管1002具有典型照明元件，诸如安设在其上的波导1004，并且具有位于波导的远侧端头上的小透镜1006。本视图在锥形端头波导上进行了调换，该波导具有形成为多个平面1008的锥体，以及位于远侧端头上的小透镜1010。显而易见，经改进的波导比典型波导具有更大的表面积和更小的轮廓。因此，经改进的波导将会具有更低的能量密度并更有效地控制热量，并且将不会像典型照明元件或波导那样大地阻挡外科术野。可以在波导与抽吸管之间安设光学包层以防止从波导损失光。光学包层的折射率优选地在从1到1.5的范围内。例如，包层可以是波导之上的空气层(折射率为1)，或者可以使用各种其他的聚合物，诸如热收缩FEP(氟化乙烯丙烯)。还可以使用其他包层材料。包层的厚度取决于材料。例如，对于一些包层而言，约5μm的包层厚度将会导致仅约1％的光损失，而较薄的100nm包层涂层可能导致高达90％的损失。图10中的实施方式图示了与诸如光波导等照明元件相结合的抽吸管，然而，本领域技术人员将会明白，外科手术器械可以是任何其他外科手术器械，包括牵开器刀片或者本说明书中其他各处所描述的其他器械。包层可以在本说明书中公开的任何实施方式中使用。

在备选实施方式中，照明元件可以是这样的波导：其可以是无需将波导耦合至外科手术器械的独立设备。因而，波导可以仅用于照明外科术野或其他工作空间。在其他实施方式中，图9和图10中图示的照明式抽吸设备可以具有可移除式抽吸管，因而该设备可以仅用于照明，或者该设备可以随抽吸管一起用作照明式抽吸管。可以提供各种直径的抽吸管以便允许不同边缘尺寸的抽吸。在其他实施方式中，照明元件可以耦合至任何数目的其他外科手术器械，包括但不限于本说明书中公开的那些外科手术器械。

如上文所讨论的，光波导可以单独使用，或者可以耦合至任何外科手术器械以在该器械的使用期间照明外科术野。在优选实施方式中包括了牵开器刀片和抽吸管。可以耦合至诸如光波导等照明元件的其他外科手术器械包括但不限于诸如探头、传感器、成像元件(诸如摄像机或其他相机)、电外科手术器械、导航器械、神经监测器械等。其他外科手术器械包括神经根牵开器1102，其如图11A-图11B中所示具有可移除式端头1104，或者如图12中所示耦合至与手柄1202相耦合的神经根牵开器，图12清楚地示出了轮廓问题和由于所有的光都从较小端头汲取而造成的热危害。

图13A-图13D图示了可以随本文所述的光波导之类的照明元件一起使用的其他器械，诸如球形端头探头，其具有图13A中的向上弯曲的端头1302a，图13B中的向右弯曲的端头1302b，图13C中的笔直端头1302c，以及图13D中的向左弯曲的端头1302d。此外，图14A-图14C中所示的刮匙也可以随本文描述的任何照明元件或光波导一起使用。图14A图示了笔直端头1402a刮匙，图4B图示了成角度端头1402b刮匙，图14C图示了成相反角度端头1402刮匙。在这些外科手术器械中的任何一个中，可以将照明元件或光波导耦合至整个外科手术器械，或者可以仅仅将外科手术器械的工作末端或端头耦合至照明元件或光波导。

虽然本文已经示出和描述了本发明的优选实施方式，但对于本领域技术人员显而易见的是，这样的实施方式只是以示例的方式提供的。在不偏离本发明的情况下，本领域技术人员现将想到众多变更、改变和替代。应当理解，在实践本发明的过程中可以采用本文描述的本发明实施方式的各种替代方案。以下权利要求旨在限定本发明的范围，并且因此涵盖这些权利要求的范围内的方法和结构及其等效项。

Claims (25)

1.一种用于照明患者体内的外科术野的照明元件，所述照明元件包括：

光输入部分，其用于向所述照明元件中输入光；

光传输部分，其中所输入的光传输穿过所述光传输部分，并且其中所述光输入部分光学耦合至所述光传输部分的近端部分；以及

光输出部分，其中所述光输出部分邻近所述光传输部分的远端部分，并且其中所述光输出部分包括光汲取区域，其中光以一能量密度从所述光输出部分出射，并且

其中所述光汲取区域大到足以将所述能量密度保持在防止所述照明元件熔化或将所述患者灼伤的水平，并且其中所述光汲取区域具有小轮廓，该小轮廓被配置用于避免阻碍接近所述外科术野及对所述外科术野的可视化。

2.如权利要求1所述的照明元件，其中所述光输出部分是锥形的。

3.如权利要求1所述的照明元件，其中所述光输出部分是圆锥形的。

4.如权利要求1所述的照明元件，其中所述光输出部分包括上表面和平坦的平整下表面，并且其中所述上表面相对于所述平坦的平整下表面成角度。

5.如权利要求4所述的照明元件，其中所述上表面相对于所述平坦的平整下表面形成30度或更小的角。

6.如权利要求1所述的照明元件，其中所述光输入部分具有横截面区域，并且其中所述汲取区域至少两倍于所述光输入部分横截面区域。

7.如权利要求1所述的照明元件，其中所述光汲取区域是均衡的，以便从中提供均匀的光输出。

8.如权利要求7所述的照明元件，其中所述均衡的光汲取区域包括用于汲取和引导光的表面特征。

9.如权利要求1所述的照明元件，还包括包层或涂层，所述包层或涂层安设在所述光输入部分、光传输部分或光输出部分的至少一个部分之上。

10.如权利要求9所述的照明元件，其中所述包层具有从约1到约1.5范围内的折射率。

11.如权利要求1所述的照明元件，还包括外科手术器械，该外科手术器械耦合至所述光输入部分、光传输部分或所述光输出部分。

12.如权利要求11所述的照明元件，其中所述外科手术器械包括抽吸管或外科手术牵开器刀片。

13.如权利要求12所述的照明元件，其中所述抽吸管包括可更换尺寸的端头。

14.如权利要求12所述的照明元件，其中所述外科手术器械包括可更换的器械端头。

15.如权利要求1所述的照明元件，其中所述照明元件包括光波导。

16.如权利要求1所述的照明元件，其中所输入的光通过全内反射(TIR)传输穿过所述光传输部分。

17.一种用于照明患者体内的外科术野的方法，所述方法包括：

提供照明元件，其具有光输入部分、光传输部分和光输出部分；

经由所述光输入部分从外部源向所述照明元件中输入光；

穿过所述光传输部分传输光；

从所述光输出部分汲取光；

将从所述光输出部分汲取的光的能量密度保持在防止所述照明元件熔化或将所述患者灼伤的水平；以及

用所汲取的光照明所述外科术野。

18.如权利要求17所述的方法，还包括在不阻挡所述外科术野的情况下，朝向所述外科术野推进所述照明元件。

19.如权利要求17所述的方法，其中保持所述能量密度包括为所述输入部分提供横截面区域，以及为所述光输出部分提供光汲取区域，其中所述光汲取区域至少两倍于所述输入部分横截面区域。

20.如权利要求17所述的方法，还包括均衡所汲取的光，以便提供对所述外科术野的均匀照明。

21.如权利要求14所述的方法，其中均衡包括在所述光输出部分上提供控制和引导光的表面特征。

22.如权利要求17所述的方法，还包括提供抽吸管或外科手术器械，所述抽吸管或外科手术器械耦合至所述光输入部分、所述光传输部分或所述光输出部分。

23.如权利要求22所述的方法，还包括对所述抽吸管或所述外科手术器械更换可更换的器械端头。

24.如权利要求17所述的方法，其中所述照明元件包括光波导。

25.如权利要求17所述的方法，其中传输光包括经由全内反射穿过所述光传输部分传输光。