CN111887909A - 用于将光学输入耦合到照明装置的方法和设备 - Google Patents

Abstract

一种外科手术照明设备包括光纤输入和被照明外科手术仪器以及用于将所述光纤输入耦合到所述被照明外科手术仪器的光学耦合支架。所述耦合支架包括细长框架，所述框架具有近端、远端以及在它们之间延伸的中央通道，其中所述中央通道的大小被设定用于接纳和支撑所述光纤输入的光学纤维。所述支架的近端耦合到所述光纤输入，并且所述支架的远端耦合到所述被照明外科手术仪器的照明元件。所述设备还可以包括护罩，所述护罩围绕耦合到所述支架的所述照明元件安设。

Description

用于将光学输入耦合到照明装置的方法和设备

本申请是申请日为2015年12月2日、申请号为201580074306.4、 发明名称为“用于将光学输入耦合到照明装置的方法和设备”的发明 专利申请的分案申请。

交叉引用

本申请是2014年12月2日提交的美国临时专利申请号 62/086,653[代理人案卷号40556-737.101]的非临时申请并且要求其权 益，该临时申请的全部内容通过引用并入本文。

本申请与以下共同未审结的美国专利申请相关：11/923,483[代理 人案卷号40556-714.201]；14/035,583[代理人案卷号40556-726.201]； 14/264,406[代理人案卷号40556-729.201]；这些申请的全部内容通过 引用并入本文。

背景技术

下文中描述的装置、系统和方法总体上涉及诸如医疗装置等被照 明装置、系统和方法，并且优选地涉及对外科手术野的照明，不过这 并不旨在是限制性的，并且还可以构想到外科手术野之外的用途。

对目标区域进行照明以便让操作人员清楚地观察目标区域可能 是有挑战性的。需要不断调整头灯或者安装在墙壁上的灯所提供的外 部照亮，并且仍然有可能在目标区域中投射不需要的阴影。这些装置 可能是笨重的，并且佩戴起来可能是不舒适的。此外，这些照明技术 可能不能够对位于诸如患者体内外科手术野等表面下方深且远的目 标区域进行照明。其它照明技术可能使用诸如光纤束等照明元件，所 述光纤束可以耦合到工具或其他仪器并且插入到目标区域中，从而提 供更局部化的照明。这一方法的示例包括具有光纤或者具有与其耦合 的其它照明元件的外科手术牵开器刀片。光纤能够帮助对目标区域进 行照明，但是光纤系统在传输光方面也可能是低效的，并且由此导致 的光损耗显著减少了递送到目标区域的光量。一种尝试可以是提供强 光源以克服光传输的低效问题，但是这样的尝试可能导致产生过多的 热量，这有可能引起火灾或者引起对患者或正使用的外科手术仪器的 热损伤。

除了与上文描述的技术相关联的挑战之外，被照明的工具或仪器 不仅必须提供对工作区域的充分照明，而且优选地它们也必须能够在 不占用其它工具和仪器或者操作人员的手原本需要的显著体积并且 仍然允许操作人员无阻碍地看视工作区域的情况下进入紧凑空间。随 着更新的微创外科手术技术的引入，提供具有低矮外形(low profile) 的照明系统使得所述系统可以与微创外科手术切口结合使用，已经变 得尤其重要了。

为了将照明系统的外形保持得尽可能小，照明输入(例如，光纤 输入线缆或其它输入)与照明元件(例如，光纤或光波导)之间的光 学耦合优选处于低矮外形的构型。此外，将会期望这样的低矮外形光 学耦合具有鲁棒的结构支撑，既保证了光学输入与照明元件的附接， 又保护光学输入与照明元件之间的耦合免受过多的屈曲负荷和应力， 所述屈曲负荷和应力可能使光输入中断。还将会期望在光学输入与照 明元件之间提供对于使光损耗和由此导致的局部化加热最小化而言 光学有效的最佳耦合。在制造这样的低矮外形的照明系统中，还将会 期望在制造和组装过程期间提供便利于对光学输入(例如，光纤输入线缆)的操纵的结构和方法。本文中描述的示例性实施方式将满足这 些目标中的至少一些。

发明内容

本公开内容的各方面提供了一种用于将光学输入耦合到照明元 件的设备和方法，所述照明元件优选以低矮外形的构型耦合到外科手 术仪器。

在本公开内容的第一方面，一种用于对患者体内外科手术野进行 照明的外科手术照明设备包括光纤输入、被照明外科手术仪器以及用 于将所述光纤输入耦合到所述被照明外科手术仪器的光学耦合支架。 所述被照明外科手术仪器包括外科手术装置以及与其耦合的照明元 件，其中所述照明元件与所述光纤输入耦合并且被配置用于将来自所 述光纤输入的光朝着所述外科手术野发射。所述光学耦合支架包括具 有近端、远端和在它们之间延伸的中央通道的细长框架。所述中央通 道由上表面、下表面和两个侧壁限定，并且所述中央通道的大小被设 定用于接纳和支撑所述光纤输入的光学纤维。所述光学耦合支架的远 端耦合到所述照明元件。

所述支架可以包括被构型用于接合所述光纤输入的一个或多个 凸出构件。所述凸出构件可以安设在所述框架的近端上，与所述中央 通道的两个侧壁相邻，在横向于所述框架的纵轴的方向上延伸。

所述支架还可以包括被构型用于接合所述照明元件的一个或多 个接合元件。所述接合元件可以安设在所述框架的远端上，并且可以 包括一个或多个孔，所述一个或多个孔被构型用于捕获安设在所述照 明元件的近端上的销、螺钉或凸起。

所述支架或者所述照明元件中的一个还可以包括凸起，而所述支 架或照明元件中的另一个可以包括接纳部。所述凸起可以被构型用 于卡持配合到所述接纳部中，以将所述支架耦合到所述照明元件。

可以由所述支架的中央通道捕获所述光纤输入的一条或多条光 学纤维，以将所述光纤输入耦合到所述支架。所述光学纤维可以布置 成竖直堆叠在彼此之上的一个或多个线性阵列以便具有低矮外形的 构型。可以将粘合剂安设在中央通道中，以将所述光学纤维固定地耦 合到所述框架。

所述照明元件可以包括光波导，所述光波导被配置用于将光从 所述光纤输入传输到外科手术野，通过发光表面将光引导到所述外科 手术野，其中所述发光表面具有被构型用于提取和引导光的表面特征。 所述光波导可以包括安设于近端上的容器，其中所述容器可以被构型 用于接纳所述光纤输入。所述光波导还可以包括安设于近端上的容器， 其中所述容器可以被构型用于至少接纳所述耦合支架的远端。

所述光波导或所述外科手术仪器中的一个还可以包括凸起，而所 述波导或所述外科手术仪器中的另一个可以包括匹配的接纳部。所述 凸起可以被构型用于滑入所述接纳部中以将所述波导与所述仪器耦 合。所述凸起可以具有鸠尾的形状，并且匹配的接纳部可以具有鸠尾 形状的凹槽。

所述外科手术照明设备还可以包括耦合到光波导的护罩，其中所 述护罩围绕所述光波导的周界的至少一部分安设。所述护罩在顶面上 或底面上或者顶面和底面二者上可以具有一个或多个开口，所述光波 导的发光表面可以穿过所述一个或多个开口向外科手术野传输光。所 述护罩可以被构型成在所述护罩与所述波导之间保持空间间隙，以便使得对波导内的光传播的干扰(例如，由于光损耗)最小化。所述护 罩还可以包括与所述护罩相集成的一个或多个磁体，其中所述磁体可 以被配置用于将所述护罩与所述外科手术装置磁性耦合。

所述外科手术照明设备还可以包括安设在所述耦合支架、所述光 纤输入的至少一部分以及所述照明元件的至少一部分之上的套箍。所 述套箍或者所述耦合支架中的一个可以包括凸起，而所述套箍或所述 耦合支架中的另一个可以包括接纳部。所述凸起可以被构型用于卡持 配合到所述接纳部中以将所述套箍与所述耦合支架耦合。所述套箍或 所述照明元件中的一个可以包括凸起，而所述套箍或所述照明元件中 的另一个可以包括接纳部。所述凸起可以被构型用于卡持配合到所述 接纳部中，以将所述套箍与所述照明元件耦合。

所述套箍可以被构型用于在所述耦合支架、所述光纤输入的至少 一部分以及所述照明元件的至少一部分之上轴向滑动。所述套箍可以 粘附地耦合到或者以其他方式附着到所述耦合支架、所述光纤输入或 所述照明元件中的至少一个。附着的方法可以包括压力配合、压接、 焊接以及本领域中已知的其它方法。

所述外科手术照明设备还可以包括铰接式轨道附接件，用于将所 述光纤输入附接到所述外科手术仪器。所述铰接式轨道附接件可以包 括近端、远端、底面、顶面和两侧，并且还可以包括由交替的狭缝分 离开并且被排布以形成弹性轨道的多条轨条，所述多条轨条在所述近 端与所述远端之间延伸。所述铰接式轨道可以被构型成符合介于-180 到180度之间的角度，其中0度的角度对应于未屈曲的平坦位置。所 述铰接式轨道附接件的近端和远端各自可以包括耦合元件，所述耦合 元件被构型用于接纳所述光纤输入并且用于附接到所述外科手术仪 器。所述铰接式轨道附接件可以包括多个凸起，所述多个凸起排在每 一侧上以形成中央通道，并且被构型用于接纳所述光纤输入。

所述铰接式轨道附接件或所述外科手术仪器中的一个可以包括 凸起，而所述铰接式轨道附接件或所述外科手术仪器中的另一个可以 包括接纳部。所述凸起可以被构型用于卡持配合到所述接纳部中，以 将所述铰接式轨道附接件附接到所述外科手术仪器。外科手术仪器可 以包括照相机、传感器或牵开器。

在本发明的另一方面，一种用于将被照明外科手术仪器与光纤输 入光学耦合的光学耦合支架包括细长框架，所述框架具有远端、近端 和在它们之间延伸的中央通道。所述中央通道由上表面、下表面和两 个侧壁限定，并且所述通道的大小被设定用于接纳和支撑所述光纤输 入的光学纤维。所述中央通道可以被构型用于捕获所述光学纤维，所 述光学纤维被布置成竖直堆叠在彼此之上的一个或多个线性阵列。所 述支架可以包括被构型用于接合所述光纤输入的一个或多个凸出构 件(也称为腿)，所述凸出构件安设在所述框架的近端上并且在横向 于所述框架的纵轴的方向上延伸。所述支架还可以包括一个或多个接 合元件，所述接合元件被构型用于接合所述被照明外科手术仪器的照 明元件，其中所述接合元件安设在所述框架的远端上。所述接合元件 可以包括一个或多个孔，所述孔被构型用于捕获所述照明元件的一个 或多个销、螺钉或者凸起。所述支架或者所述照明元件中的一个可以 包括凸起或接纳部，而所述支架或所述照明元件中的另一个可以包括 匹配的接纳部或匹配的凸起。所述凸起可以被构型用于卡持配合到所 述接纳部中，以将所述支架与所述照明元件耦合。

在本发明的另一方面，一种用于将光输入元件(诸如光纤输入) 耦合到被照明外科手术仪器的方法包括：提供所述被照明外科手术仪 器和光学耦合支架；将所述光纤输入安设于所述支架中，将所述光纤 输入耦合到所述被照明外科手术仪器，以及将所述支架耦合到所述被 照明外科手术仪器。

被照明外科手术仪器可以包括外科手术装置和与其耦合的照明 元件，并且所述支架可以包括框架，所述框架具有近端、远端和在它 们之间延伸的中央通道，该中央通道的大小被设定用于接纳和支撑所 述光纤输入的一条或多条光学纤维，并且将所述光纤输入安设于所述 支架中可以包括将所述光纤输入安设于所述中央通道中。将所述光纤 输入耦合到所述被照明外科手术仪器可以包括将所述光纤输入耦合 到所述照明元件。

所述光纤输入可以包括一条或多条光学纤维，并且将所述光纤输 入安设于所述通道中可以包括：将所述光纤输入的一条或多条光学纤 维布置成竖直堆叠在彼此之上的一个或多个线性阵列。所述线性阵列 可以相对于彼此交错，使得一条纤维的外表面可以配合到由相邻线性 阵列中的两条相邻纤维所创造的槽中。可以通过将粘合剂安设在光学 耦合支架的中央通道中，来将光学纤维或光纤输入粘附地或者以其他 方式固定地耦合到该支架的框架。所述方法还可以包括对安设于所述 通道中的所述一条或多条光学纤维进行修整或抛光。

所述支架可以包括被构型成接合所述光学输入的凸起构件，并且 所述光学纤维可以排布成基本平行于所述凸起构件并且插入到所述 通道中。可以围绕所述凸起构件和安设于它们之间的所述光学纤维放 置带状物，以便以稳定的构型将所述光学纤维与所述支架相耦合。

所述照明元件可以包括光波导，所述光波导具有安设在其近端上 的容器，并且将所述光纤输入与所述照明元件耦合可以包括将所述光 纤输入的远端插入所述容器中。

所述支架还可以包括一个或多个接合元件，并且将所述支架耦合 到所述照明元件可以包括将所述支架的框架的远端粘附地结合到所 述照明元件，或者将所述支架的接合元件中的一个或多个与所述照明 元件接合。所述接合元件可以包括安设在所述支架的框架的远端上的 一个或多个孔，并且它们可以通过所述照明元件的一个或多个销、螺 钉或凸起与所述照明元件接合。将所述支架与所述照明元件耦合还可 以包括将所述支架卡持配合到所述照明元件。

所述方法还可以包括提供护罩，其中所述照明元件包括光波导并 且所述护罩围绕所述光波导安设。所述方法也包括将所述光学耦合支 架耦合到所述护罩。所述支架和所述护罩可以由金属材料形成，并且 所述支架的框架的远端的一个或多个表面可以焊接到所述护罩的一 个或多个内表面。

所述方法还可以包括将所述护罩与所述外科手术装置磁性耦合。 所述护罩可以包括一个或多个磁体，所述磁体与所述护罩的一个或多 个表面相集成或者耦合，其中所述磁体可以耦合到所述外科手术装置 的磁性表面。或者，所述护罩可以包括磁性材料，该磁性材料可以耦 合到与所述外科手术装置的一个或多个表面相集成或者耦合的一个 或多个磁体。

所述照明元件可以包括光波导，所述光波导具有安设在近端上的 容器，并且将所述支架与所述照明元件耦合可以包括至少将所述耦合 支架的远端插入所述光波导的所述容器中。

所述耦合支架或者照明元件中的一个可以包括凸起，并且所述耦 合支架或照明元件中的另一个可以包括接纳部。所述凸起可以被构型 用于卡持配合到所述接纳部中，以将所述耦合支架与所述照明元件耦 合。

所述方法还可以包括提供套箍，以及将所述套箍安设在所述照明 元件、所述耦合支架以及所述光纤输入之上。所述套箍或者所述耦合 支架中的一个可以包括凸起，而所述套箍或所述耦合支架中的另一个 可以包括接纳部。所述方法还可以包括将所述凸起卡持配合到所述接 纳部中，以将所述套箍与所述耦合支架耦合。所述方法还可以包括在 所述耦合支架和所述照明元件的至少一部分之上滑动所述套箍，以及 将所述套箍粘附地耦合到所述照明元件或所述耦合支架中的至少一 个。所述套箍可以粘附地耦合到或者以其它方式附着到所述耦合支架、 所述光纤输入或者所述照明元件中的至少一个。附着的方法可以包括 压力配合、压接、焊接以及本领域中已知的其它方法。

在本发明的再一方面，一种用于将照明元件耦合到外科手术装置 的方法包括提供照明元件、提供外科手术装置和将所述照明元件耦合 到所述外科手术装置。所述照明元件或者所述外科手术装置中的一个 还可以包括凸起，而所述照明元件或所述外科手术装置中的另一个可 以包括匹配的接纳部。所述凸起可以被构型用于滑入所述接纳部中， 以将所述照明元件与所述外科手术装置耦合。所述照明元件可以包括 光波导，并且所述方法还可以包括将所述光波导耦合到所述外科手术 仪器。所述凸起可以具有鸠尾的形状，并且匹配的接纳部可以具有鸠 尾形状的凹槽。外科手术仪器可以包括照相机、传感器或牵开器。获 得外科手术装置可以包括获得照相机、传感器或牵开器。

在本公开内容的又一示例性实施方式中，一种用于向患者体内外 科手术野提供光的外科手术照明装置包括照明元件、光学耦合支架和 光输入元件。所述照明元件具有近侧部分和远侧部分。所述远侧部分 包括用于从所述照明元件提取光并且将所述光朝着所述外科手术野 引导的光学结构。所述近侧部分包括第一腿和第二腿，所述腿向近侧 延伸并且安设在所述照明元件的近侧部分的相对的侧面上。所述近侧 部分还包括接纳部，所述接纳部由安设于所述第一腿、所述第二腿和 所述照明元件的最近侧的端之间的空间所限定。所述光学耦合支架具 有近侧区、远侧区以及安设于它们之间的中央通道。所述远侧区至少 部分地安设于所述接纳部中，并且所述耦合支架耦合到所述照明元件。 所述光输入元件的远侧部分安设于所述耦合支架的所述中央通道中， 并且所述光输入元件被配置用于从光源向所述照明元件提供光。

所述照明元件可以是非光纤光波导。所述光可以通过全内反射传 输穿过所述光波导。所述光学结构可以包括多个刻面或者多个楼梯台 阶，每个楼梯台阶具有斜坡和台阶以及所述斜坡与台阶之间的角度。 所述斜坡可以是基本平坦的平面表面，并且所述台阶可以是基本平坦 的平面表面。所述斜坡可以以促进所述光在所述光波导中的全内反射 的角度安设，并且所述台阶可以以促进所述光从所述光波导的提取的 角度安设。所述照明元件的最远侧的端可以包括被配置用于从其提取 光并且将所述光引导到所述外科手术野的光学结构。

所述光波导还可以包括安设在所述近侧部分上的容器，并且所述 容器可以被构型用于至少接纳所述耦合支架的远侧区。

光波导或者所述外科手术仪器中的一个还可以包括凸起，而所述 波导或所述外科手术仪器中的另一个可以包括匹配的接纳部。所述凸 起可以被构型用于滑入所述接纳部中以将所述波导耦合到所述仪器。 所述凸起可以具有鸠尾形状，并且所述匹配的接纳部可以是鸠尾形的 凹槽。

所述耦合支架可以包括键槽元件，并且所述光波导可以包括键槽 元件，所述光波导的键槽元件的形状与所述耦合支架的键槽元件协作， 以确保所述耦合支架与所述光波导的恰当对准。所述光输入元件可以 包括多条光学纤维。所述多条纤维各自可以具有远端，并且所述远端 可以基本彼此齐平。所述多条纤维可以形成基本平坦的平面扁带。可 以在所述多条纤维之上安设鞘套。

所述耦合支架还可以包括与所述远侧区相邻地安设的接合元件， 并且所述照明元件可以包括被构型用于与所述耦合支架的接合元件 接合的接合元件。

所述装置的所述耦合支架或所述照明元件中的一个可以包括凸 起，而所述耦合支架或所述照明元件中的另一个可以包括接纳部。所 述凸起可以被构型用于卡持配合到所述接纳部中以将所述支架耦合 到所述照明元件。

所述耦合支架的中央通道可以具有基本为平行四边形形状的截 面。所述耦合支架可以粘附地耦合到所述照明元件。所述耦合支架可 以可释放地耦合到所述照明元件。所述支架或所述照明元件中的一个 还可以包括凸起，而所述支架或所述照明元件中的另一个可以包括接 纳部。所述凸起可以被构型用于卡持配合到所述接纳部中以将所述支 架耦合到所述照明元件。

所述装置还可以包括耦合到所述照明元件的仪器。所述仪器可以 是诸如外科手术牵开器等外科手术仪器、工具或者任何其它仪器。

所述装置还可以包括安设在所述耦合支架、所述光纤输入的至少 一部分以及所述照明元件的至少一部分上的套箍。所述套箍或所述耦 合支架中的一个可以包括凸起，而所述套箍或所述耦合支架中的另一 个可以包括接纳部。所述凸起可以被构型用于卡持配合到所述接纳部 中以将所述支架耦合到所述耦合支架。所述套箍可以被构型用于在所 述照明元件的至少一部分和所述耦合支架之上滑动。所述套箍可以粘 附地耦合到或者以其他方式附着到所述耦合支架、所述光输入元件或 者所述照明元件中的至少一个。附着的方法可以包括压力配合、压接、 焊接以及本领域中已知的其它方法。

所述装置还可以包括外科手术仪器以及用于将所述光输入元件 附接到所述外科手术仪器的铰接式轨道附接件。所述铰接式轨道附接 件可以包括近端、远端、底面、顶面和两侧。由交替的狭缝分离开并 且被排布以形成弹性轨道的多条轨条可以在所述近端与所述远端之 间延伸。所述铰接式轨道可以被构型成符合介于-180到180度之间的 角度，其中0度的角度对应于未屈曲的平坦位置。所述近端和所述远 端可以各自包括耦合元件，所述耦合元件被构型用于接纳所述光输入 元件并且用于附接到所述外科手术仪器。

所述铰接式轨道附接件还可以包括多个凸起，所述多个凸起被排 布在所述轨道的每一侧上以形成中央通道，并且被构型用于接纳所述 光输入元件。所述铰接式轨道附接件或所述外科手术仪器中的一个可 以包括凸起，而所述铰接式轨道附接件或所述外科手术仪器中的另一 个可以包括接纳部。所述凸起可以被构型用于卡持配合到所述接纳部 中以将所述铰链式轨道附接件耦合到所述外科手术仪器。

在本发明的另一方面，一种用于将纤维输入元件附接到外科手术 仪器的铰接式轨道附接件装置可以包括近端、远端、底面、顶面和两 侧。由交替的狭缝分离开并且被排布以形成弹性轨道的多条轨条可以 在所述装置的近端与远端之间延伸。所述铰接式轨道可以被构型成符 合介于-180到180度之间的角度，其中0度的角度对应于未屈曲的平 坦位置。所述近端和所述远端可以各自包括耦合元件，所述耦合元件 被构型用于接纳所述纤维输入元件并且用于附接到所述外科手术仪 器。

所述铰接式轨道附接件装置可以将所述光纤输入附接到所述外 科手术仪器。所述铰接式轨道附接件装置还可以包括多个凸起，所述 多个凸起被排布在所述装置的每一侧上以形成中央通道，并且被构型 用于接纳所述光纤输入。所述铰接式轨道附接件装置或所述外科手术 仪器中的一个可以包括凸起，而所述铰接式轨道附接件装置或所述外 科手术仪器中的另一个可以包括接纳部。所述凸起可以被构型用于卡 持配合到所述接纳部中，以将所述铰接式轨道附接件装置耦合到所述 外科手术仪器。外科手术仪器可以包括照相机、传感器或牵开器。

在本发明的再一方面，一种用于将纤维输入元件附接到外科手术 仪器的方法包括提供纤维输入元件和外科手术仪器，提供铰接式轨道 附接件装置，将所述纤维输入元件安设于所述铰接式轨道附接件装置 中，以及将所述铰接式轨道附接件装置附接到所述外科手术仪器。

所述纤维输入元件可以包括光纤输入，并且将所述铰接式轨道附 接件装置附接到所述外科手术仪器可以包括：将所述装置的近端耦合 到所述外科手术仪器并且将所述装置的远端耦合到所述外科手术仪 器。所述铰接式轨道附接件装置或所述外科手术仪器中的一个可以包 括凸起，而所述铰接式轨道附接件装置或所述外科手术仪器中的另一 个可以包括接纳部。将所述铰接式轨道附接件装置附接到所述外科手 术仪器可以包括将所述凸起卡持配合到所述接纳部中。所述方法还可 以包括将所述铰接式轨道附接件装置屈曲至介于-180到180度之间的 角度。所述外科手术仪器可以包括照相机、传感器或牵开器。

在以下关于附图的描述中，更详细地描述这些及其它实施方式。

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，程度如同具体地和个别地指出要通过引用而并入每一个别出 版物、专利或专利申请。

附图说明

本发明的新颖特征在随附权利要求书中具体阐明。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示出了被照明外科手术设备的示例性实施方式的透视图。

图2示出了光学耦合支架的示例性实施方式的透视图。

图3示出了带有捕获的光学纤维的光学耦合支架的示例性实施方 式的透视图。

图4示出了耦合到光波导的光学耦合支架的示例性实施方式的透 视图。

图5A示出了光学耦合支架将光学纤维耦合到由护罩包围的光波 导的示例性实施方式的透视图。

图5B示出了围绕光波导安设的护罩的垂直截面图。

图6示出了光学耦合支架将光纤输入耦合到由护罩包围的光波导 的示例性实施方式的透视图。

图7示出了围绕光波导安设的护罩与外科手术设备的磁性耦合的 示例性实施方式的侧视图。

图8A示出了照明元件的备选实施方式的透视图。

图8B示出了图8A的端视图。

图9A示出了耦合支架的示例性实施方式的透视图。

图9B示出了图9A的端视图。

图9C示出了图9A的俯视图。

图9D示出了图9A的侧视图。

图10A示出了安设在图9A的耦合支架中的多条光学纤维的透视 图。

图10B示出了图10A的透视图，其中外盖安设在光学纤维之上。

图11示出了一个装配的示例性实施方式的透视图，该装配包括 图8A的照明元件、图9A的耦合支架和包含耦合支架中的光学纤维 的光输入元件以及安设于所述光学纤维上的外盖。

图12A示出了照明元件和耦合支架的备选实施方式的透视图。

图12B示出了图12A中所图示的照明元件与支架的接合。

图12C示出了耦合在一起的图12A的照明元件和支架。

图13A示出了照明元件的备选实施方式的透视图。

图13B示出了与外科手术仪器接合的图13A中的照明元件的端视 图。

图14A示出了图12C的实施方式和套箍的透视图。

图14B示出了图14A的实施方式的底部透视图。

图14C示出了图14A-14B的套箍安设在照明元件上。

图15A示出了照明元件、耦合支架、光纤输入和套箍的备选实施 方式的透视图。

图15B示出了套箍安设于照明元件上的图15A的实施方式。

图16A-图16D分别示出了铰接式轨道附接件的实施方式的透视 图、端视图、俯视图和侧视图。

图17A-图17C分别示出了屈曲的铰接式轨道附接件的实施方式 的透视图、端视图、俯视图和侧视图。

图18A示出了包括外科手术牵开器的被照明外科手术设备的实 施方式的透视图，所述外科手术牵开器耦合到光波导、光纤输入、耦 合支架、套箍以及铰接式轨道附接件装置。

图18B示出了在波导耦合到图18A的外科手术牵开器刀片处所截 取的、该刀片的截面视图。

具体实施方式

本文中所公开的方法和设备适于与任何与光输入元件(诸如，光 纤输入)耦合的照明元件一起使用，但是将具体针对与包括外科手术 牵开器和吸引装置在内的外科手术装置一起使用来进行描述。它们尤 其适于要在微创或创伤小的外科手术中使用的低矮外形的装置，在微 创或创伤小的外科手术中在由最小外科手术切口形成的狭窄空腔内 进行外科手术操作。

本文中描述的光波导可以通过全内反射使来自照明输入(诸如光 纤输入)的光传输穿过该波导。可以通过安设在波导的一个或多个表 面上的一个或多个表面特征，从该波导提取光。波导还可以包括成角 度的远侧端顶，用于将未被表面特征提取的剩余光引导到外科手术野。 波导的发光表面可以控制所提取的光的方向，使得所述光对外科手术 野进行照明。在美国专利申请号11/654,874、11/923,483和14/035,583 中，更详细地描述了光波导及其特征的示例性实施方式，这些专利申 请的全部内容通过引用并入本文。上文提及的通过引用并入本文的参 考文献中所描述的任何特征均可以与本说明书中所描述的任何特征 相组合使用，或者作为其的替代物。

虽然本文中描述的照明元件通常包括光波导，但是本领域技术人 员将理解可以使用任何数目的诸如LED灯、白炽灯或光纤等照明元 件来取代光波导。

图1示出了被照明外科手术设备10的示例性实施方式的透视图。 被照明外科手术设备包括光纤输入100、被照明外科手术仪器200以 及光学耦合支架300。光纤输入包括一条或多条光学纤维。被照明外 科手术仪器包括外科手术装置210和与其耦合的照明元件220。光学 耦合支架接纳和支撑光纤输入，并且将光纤输入耦合到被照明外科手 术仪器的照明元件。所述照明元件被配置用于将来自光纤输入的光 140朝着外科手术野20发射。另外，所述耦合支架便利于光输入有效 耦合到照明元件中，从而减少了光损耗和不希望的加热。

在一些实施方式中，照明元件包括光波导225，光波导225具有 一个或多个适于面对外科手术野的发光表面230。发光表面可以包括 多个光提取特征，诸如，刻面、脊、台阶或者肩，或者其它的用于从 波导提取光并将光引导到外科手术野的几何结构。在一些实施方式中， 被照明外科手术仪器还包括可选的围绕光波导安设的护罩400，以便 保护波导免受损坏，并且为波导提供额外的结构完整性。

图2示出了光学耦合支架300的示例性实施方式的透视图。所述 支架包括细长框架305，框架305具有近端310、远端315以及在它 们之间延伸的中央通道320。框架可以包含刚性材料，诸如金属或刚 性聚合物，这种材料可以在框架的整个制造过程中或者在其在外科手 术照明设备中的整个使用过程中保持所述框架的结构完整性。中央通 道由上表面325、下表面330和两个侧壁335限定，并且其大小被设 定用于接纳和支撑光输入元件，在该实施方式中光输入元件优选为光 纤输入的一条或多条光学纤维。所述近端可以耦合到所述光纤输入， 并且所述远端可以耦合到被配置用于发射来自所述光纤输入的光的 照明元件。

支架还可以包括一个或多个凸出构件(也称为腿)340，凸出构 件340安设在框架的近端上，与中央通道的两个侧壁相邻，并且在横 向于框架的纵轴30的方向上延伸。在一些实施方式中，凸出构件340 可以垂直于框架的纵轴并且在向近侧方向上延伸。凸出构件可以包含 与框架的材料类似的刚性材料，并且可以被构型成置于所述光学输入 的延伸经过框架近端的部分的侧面的侧面，从而为光学输入提供进一 步的结构支撑。凸出构件可以与框架一体形成，或者它们可以是使用 本领域中已知的方法附接到所述框架上的单独组件。

支架还可以包括安设在框架的远端上、被构型用于接合照明元件 的一个或多个接合元件345。接合元件可以包括一个或多个孔350， 一个或多个孔350被构型用于捕获安设在照明元件近侧表面上并且从 其向外延伸的销、螺钉或凸起中的一个或多个，以便将支架固定地或 者以其他方式可释放地接合到照明元件。

图3示出了带有捕获的光学纤维105的光学耦合支架300的示例 性实施方式的透视图。光纤输入的一条或多条光学纤维可以插入到中 央通道320中，可选地使得纤维的远侧端顶120延伸经过框架305的 远端315。可以借助于粘合剂115将各纤维固定地安设在通道中。光 学纤维可以布置成可以竖直堆叠在彼此之上的一个或多个线性阵列 110，使得所述纤维可以具有狭窄外形，该狭窄外形允许带有捕获的 纤维的支架耦合到需要使用狭窄外形的外科手术装置。在一些实施方 式中，将光学纤维排成平行于支架的一个或多个凸出构件340的构型， 如本文中所描述的那样安设。凸出构件可以被构型成置于光学纤维的 延伸经过框架近端310的部分的侧面的侧面，以便提供额外的结构支 撑来保护光学纤维抵御框架近端处的屈曲负荷和应力。一个线性阵列 中的纤维与相邻线性阵列中的纤维可以是偏移的，使得一个或多个纤 维的外圆周配合在由相邻线性阵列中的相邻纤维所形成的接纳部(也 称为槽)中。

光学耦合支架还可以用作制造器具，从而在光学纤维经历制造过 程(诸如修整和抛光)时提供支撑光学纤维的手段。在没有任何中间 结构的情况下握持光学纤维可能是困难的，并且可能使光学纤维在制 造过程中受到损坏。支架可以便利于对纤维的握持和支撑，并且提供 能够与作业器具(tooling fixture)相接的结构，同时减小作用在纤维 上的应力。

图4示出了光学耦合支架300耦合到光波导225的示例性实施方 式的透视图。光波导可以包括容器235，容器235安设在该波导的近 端240上，并且其大小被设定用于接纳延伸经过支架框架305的远端 315的光学纤维105。所述支架通过将框架的远端与光波导的近端相 接合而耦合到该波导。波导可以粘附地结合到框架的远端，或者耦合 到安设在框架远端上的一个或多个接合元件345。所述接合元件可以 包括孔350，并且波导可以借助于安设在所述孔中的销或螺钉耦合到 所述框架。或者，波导可以包括安设在近端上的一个或多个凸起，并 且所述凸起可以安设在所述孔中以将该波导附接到支架的框架。在备 选实施方式中，可以使用粘合剂来将框架与波导相结合。在一些实施 方式中，框架和纤维可以固定地附接到波导，而在其它实施方式中， 它们可释放地耦合在一起。

波导的容器可以接纳和支撑光学纤维的远端，从而将光学纤维一 起保持成稳定的构型，同时在光学纤维与波导之间提供大的结合面积， 以便使得纤维能够牢固地附接到波导。容器还可以提供一种在不干扰 从波导的光提取的情况下将纤维附接到波导的手段。所述容器创造出 位于光路之外的一个或多个死区245，死区245安设在波导的近侧表 面240与光学纤维的远侧端顶120之间。由于死区邻近纤维的端顶， 因此它们不会干扰来自光纤输入的光140的传播，并且所述光可以传 输经过所述死区到波导的发光表面。因此死区中的接触使光损耗最小 化，并且是与相邻部件接合的优选位置。

借助于容器将光学纤维耦合到波导可以消除对额外的外部机械 钩扣特征的需要，从而使波导的外形保持得尽可能小，以便使得波导 能够与各种需要狭窄外形的外科手术装置结合使用。此外，可以在不 使用外部机械钩扣的情况下优化从波导的光提取，这是因为外部钩扣 由于可能覆盖安设在光传播路径上的波导的外表面的一部分而干扰 光提取，从而导致接触区域中的光损耗。

优选地，容器的深度250约为3mm或者更小，以便使光波导的 发光表面的面积最大化，并且从而优化了对光的控制。更深的容器可 以进一步增加死区的面积，所述死区位于光传播路径之外并且因此不 能用作发光表面。更深的容器在光波导的制造期间也可能造成额外的 挑战。更深的容器的内表面可能难以充分地抛光以便光的最佳传输， 并且更深的容器在该容器的模塑期间还可能需要使用更大的拔模角 度，从而导致容器构型对于牢固保持光学纤维而言不够理想。

在一些实施方式中，光学耦合支架300还包括如本文中所描述的 凸出构件340，其中凸出构件为光学纤维提供额外的结构支撑。凸出 构件可以用来实际上延伸光波导容器的深度，从而在不增加容器的实 际深度250的情况下，为光学纤维到波导的附接提供进一步的稳定性。

图5A示出了光学耦合支架300将光学纤维105耦合到由可选的 护罩400所包围的光波导225的示例性实施方式的透视图。在一些实 施方式中，可以用护罩来包围光波导，以保护波导免受损坏并且便利 于对波导的操纵。护罩至少围绕波导周界的一部分安设，并且可以包 含与支架的材料类似的刚性材料。在一些实施方式中，护罩和支架二 者都由金属材料形成，并且可以通过将支架的框架的一个或多个表面 焊接到护罩的一个或多个内表面，来将支架固定地耦合到护罩。

图5B示出了围绕光波导225安设的护罩400的竖直截面。该截 面是沿着图5A中的线B-B截取的。护罩包括在该护罩的顶面405上、 底面410上或者顶面和底面二者上的一个或多个开口415。开口被构 型用于允许波导的发光表面230将来自光纤输入的光朝着外科手术野 发射，其中发光表面可以安设在波导的顶面、底面或远侧端顶中的一 个或多个上。由于在与波导的接触点处可能发生光损耗，因此优选地， 护罩被构型用于在波导与该护罩的一个或多个内表面之间保持空气 间隙420，以便使护罩可能对光穿过该波导的传播的干扰程度最小化。

图6示出了光学耦合支架300将光纤输入100耦合到由护罩400 包围的光波导225的示例性实施方式的透视图。光纤输入、支架和波 导可以如本文中所述地耦合在一起。所述光纤输入的延伸经过支架框 架305近端310的近侧部分可以形成称为引线(pigtail)125的短的 结构加固部。如本文中所描述，引线可以包括光学纤维的安设在凸出 构件340之间的近侧部分，并且可选地包括围绕凸出构件安设的带状 物130。诸如热收缩缠绕带、光学覆层或任何其它覆盖物等带状物能 够有助于将光学纤维和支架耦合成稳定的构型，并且减少光学纤维与 支架之间的近侧连接处的屈曲负荷和应力。引线还可以连接到线缆或 扁带135，线缆或扁带135将引线耦合到光纤输入的光源。

在一些实施方式中，护罩400还包括被构型用于将护罩与外科手 术装置磁性耦合的一个或多个磁体425。磁体可以与护罩的一个或多 个表面相集成，或者与其耦合。护罩与外科手术装置的磁性耦合可以 为光波导的远端提供额外的支撑，以便防止波导的远端从外科手术装 置的表面翻离。磁体具有适当的强度，使得护罩被固定到外科手术装 置，并且在外科手术过程期间防止不需要的移动。另外，可以将磁体 的强度选定成允许护罩与外科手术装置容易地附接和脱离，从而允许 重新定位。在一些情况下，外科手术装置可能不是磁性的，因此可以 对外科手术装置应用含铁金属或其它磁性材料的磁带条，使得护罩可以与外科手术装置磁性耦合。

图7示出了围绕光波导225安设的护罩400与外科手术装置210 的磁性耦合的示例性实施方式的侧视图。一个或多个小的分立磁体 425集成到该护罩中，并且这些磁体将护罩和安设护罩内的光波导耦 合到外科手术装置的磁性表面。磁体可以被配置成在护罩内是可移动 的，例如，在箭头430的方向上可沿着护罩的长度上下移动，使得护 罩可以适于附接到外科手术装置的弯曲表面。

代替将磁体耦合到护罩，也可以将磁体与外科手术装置的一个或 多个表面相集成或者相耦合，使得包含磁性材料的护罩可以与其磁性 耦合。

本文中公开的各个特征可以彼此混合、匹配或替代。因此，例如 任何光学耦合支架的实施方式可以与本文中公开的任何另外的结构 特征(诸如，护罩)相组合。本申请中公开的任何特征也可以与通过 引用并入于本文中的专利和申请中所公开的任何特征结合使用，或者 用其替代。

图8A-图8B示出了照明元件802的备选实施方式。照明元件802 具有远侧部分806和近侧部分804。多个光学结构808沿着照明元件 的远侧部分安设，并且它们被塑形用于帮助有效地将光从照明元件的 近侧部分传输到远侧部分。多个光学结构808还被塑形用于便利于光 从所述照明元件的提取，并且用于将提取的光朝着诸如外科手术野等 目标工作区域引导。近侧部分包括照明元件任一侧面上的两个腿810。 照明元件的最近侧的端816和两个腿810限定了容器或接纳部814， 容器或接纳部814的大小被设定用于接纳如下文所描述的照明元件。 键槽元件812在该实施方式中可以是沿着一个或两个腿的纵轴延伸的 通道，其大小被设定用于接纳光输入元件或耦合支架上的对应塑形的 键槽元件，以确保照明元件与输入元件或耦合支架的恰当对准和定向， 如将在下文更详细地讨论的。照明元件优选是非光纤光波导，并且光 优选通过全内反射穿过其传输。光学结构可以是本说明书中或通过引 用并入的任何参考文献中所公开的或者以其它方式在本领域中已知 的任何光学结构，并且可以包括诸如透镜、刻面、棱镜等光学结构。 在优选实施方式中，光学结构是具有斜坡表面和台阶表面的楼梯台阶。 该斜坡的角度优选被设定用于促进光在光波导内的全内反射，并且该 台阶的角度优选被设定用于从照明元件提取光并且将所提取的光引 导到诸如外科手术野等目标工作区域。可以在斜坡表面与台阶表面之 间安设有角度。这一角度沿着所述光学结构可以是恒定的，或者这一 角度可以逐楼梯台阶地变化。照明元件最远侧的面或表面也可以具有 用于提取和控制光的光学结构，如下文中将更详细地描述。腿810提 供了没有光经过或者基本没有光经过的死区，因此所述腿形成了用于 与光输入或耦合支架接合的理想位置，从而使由于光输入与照明元件 之间的接触而导致的光损耗最小化。图8B图示了照明元件的端视图， 突出显示了其近端。该示例性实施方式中的键槽元件是延伸穿过两个 腿的D形通道，不过本领域技术人员将理解，很多其它形状也是可能 的，并且这并不旨在是限制性的。

图9A-图9D示出了示例性耦合支架902，该耦合支架902可以与 上文图8A-图8B中的照明元件相配合，并且帮助将光输入元件与照 明元件耦合。耦合支架902具有近侧部分904和远侧部分906。中央 通道908从近侧部分到远侧部分地延伸穿过该支架。键槽元件910安 设在耦合支架的一个或两个侧面上，并且具有与照明元件802上的键 槽元件812相对应的形状，因此这两个键槽元件彼此可滑动地接合并 且确保了照明元件802与耦合支架902的恰当对准和定向。在该示例 性实施方式中，键槽元件910优选为耦合支架的两侧上的凸起，并且 该凸起具有D形截面，该D形截面的大小被设定用于配合到照明元 件上的D形通道812中。另外，也可以在耦合支架的一侧或两侧上设 置翼912，以便在耦合支架接纳在照明元件中的接纳部中时，提供帮 助耦合支架与照明元件的对准和接合的额外表面。诸如矩形耳片914、920等额外的对准元件可以从翼912向外延伸，从而也为与照明元件 的相配或者与可以与照明元件耦合的诸如牵开器或其它外科手术仪 器等仪器的相配，提供对准和接合表面。耳片914优选是细长矩形形 状的凸起，其纵轴大致平行于耦合支架或者中央通道的纵轴。耦合支 架也优选是细长矩形形状的凸起，但是其相对于耳片914横向定向， 使得耳片920的纵轴横向于或者正交于耦合支架或中央通道的纵轴。 任一翼912的远侧面916优选是平坦的平面，以允许耦合支架牢固地 并且平稳地抵接照明元件。类似地，耦合支架的最远侧的面918也优 选是平坦的平面表面，以便在照明元件安设于耦合支架中时进一步便利于耦合支架与照明元件的表面的牢固且平稳的接合。耦合支架的近 侧部分可以是任何形状的，但是在该实施方式中，其面向近侧略微呈 锥形，以便在照明元件与耦合支架耦合时，确保与照明元件的平滑过 渡。耦合支架的远侧部分也可以是任何形状的，但是在该实施方式中， 其优选是矩形形状的。中央通道908优选是平行四边形形状的，其具 有平行的上壁和下壁以及向内倾斜的侧壁。

图9B示出了耦合支架的端视图并且突出显示了中央通道908。 该中央通道的大小被设定用于接纳光输入元件，在优选实施方式中光 输入元件是一条或多条光纤。当光输入元件包括多条光纤时，可以将 这些单个光学纤维排成和堆叠为堆叠在彼此之上的一个或多个线性 纤维阵列，这将在下文中说明。图9C图示了耦合支架902的俯视图， 而图9D示出了耦合支架902的侧视图。

图10A示出了上文描述的耦合支架902的透视图，其中光输入元 件1006安设在中央通道908中。在该实施方式中，光输入元件包括 多条光学纤维，这些光学纤维布置成堆叠在彼此之上的两行纤维。纤 维1002排成两个线性阵列，其中这两个阵列彼此略微错开或偏移， 使得上层纤维的底部部分配合在由底部上的两条相邻纤维所形成的 槽中。类似地，下层纤维的顶部部分配合在由顶行上的两条相邻纤维 所形成的槽中。这有助于使纤维捆扎最大化并且使外形最小化。线性 阵列中的每条纤维都与另一条纤维相邻，使得它们的外圆周彼此接合。 此外，纤维的最远侧的面1004优选与耦合支架的最远侧的端对准， 从而在耦合支架和光学纤维的装配安设在接纳部中时，形成了能够与 照明元件抵接的平滑、平坦且齐平的远端。就像前文中所公开的，耦 合支架也可以在制造过程中用作工艺辅助设施来帮助固定纤维，使得 可以对它们进行抛光和以其它方式加工。

图10B示出了图10A的备选实施方式，其中可以在包含光学纤维 1002的光输入元件1006之上安设外盖或外鞘套1008。鞘套可以是热 收缩的，可以是光学覆层，或者可以是另一其它覆盖物，用于帮助保 护纤维，或者为纤维束提供期望的光学性质，或者帮助将纤维塑形成 扁带。

图11示出了一个装配的示例性实施方式，该装配包括照明元件 802和耦合支架902以及由外盖1008覆盖的光输入元件1006。继而 可以将该装配固定地或者可移除地耦合到诸如外科手术牵开器刀片 等工具或仪器，以帮助对外科手术野进行照明。可以将该装配与任何 仪器耦合以便对工作区域进行照明。优选实施方式利用外科手术仪器 或医疗装置，诸如吸引管、电外科手术仪器、照相机、传感器或者其 它任何仪器或工具。在图11的装配中，该装配可以固定地或者可释 放地耦合在一起。例如，可以使用粘合剂来将该装配结合在一起。粘 合剂可以是具有期望指数匹配性质的光学粘合剂，以确保光从光输入 元件有效传输到照明元件。在其它实施方式中，该装配可以卡持配合 在一起，彼此卡持配合或螺纹接合，或者可以使用任何其他耦合手段 将各组件连结在一起。图11还突出显示了照明元件的最远侧的端， 其可以具有用于提取光并且将光引导到工作区域(诸如，外科手术野)的光学结构。可以将诸如护罩、磁性耦合或先前描述的任何其它特征 等其它方面与本实施方式中的特征相结合，或者用其代替。

图12A-图12C示出了照明元件1300和耦合支架1200的备选实 施方式的透视图。照明元件可以包括具有远端1310和近端1320的光 波导1300。光波导1300还可以包括安设在近端1320上的容器1330， 并且容器1330可以被构型用于至少接纳耦合支架1200的远端1210。 耦合支架1200还可以包括凸起1205和/或接纳部1215，并且波导1300 可以包括匹配接纳部1305和/或匹配凸起1315。凸起1205和1315可 以被构型用于卡持配合到接纳部1305和1215中，以将支架与照明元 件耦合。波导1300还可以包括凸起1325，凸起1325如图所示在波导 的侧面上部分地或者完全地延伸，并且被构型用于滑入外科手术仪器 (未示出)上的匹配接纳部中。图12B示出了支架1200可以如何竖 直插入波导1300的容器1330中。图12C示出了可以如何将支架安设 于波导1300的容器1330中，并且还示出了可以如何通过将凸起1205 和1315卡持配合到接纳部1305和1215中，来将支架耦合到波导1300。

借助于容器将支架耦合到波导可以消除对额外的外部机械钩扣 特征的需要，从而将波导的外形保持得尽可能小，以便使得波导能够 与各种需要狭窄外形的外科手术装置结合使用。此外，可以在不使用 外部机械钩扣的情况下优化从波导的光提取，这是因为外部钩扣由于 可能覆盖安设在光传播路径上的波导的外表面的一部分而干扰光提 取，从而导致接触区域中的光损耗。

图13A示出了照明元件1300的备选实施方式的透视图，该照明 元件1300可以用于本文中所描述的任何实施方式。照明元件可以包 括光波导1300，光波导1300可以包括被构型用于滑入外科手术仪器 (未示出)上的匹配接纳部中的凸起1325。光波导1300或外科手术 仪器可以包括凸起，而该波导或该外科手术仪器中的另一个可以包括 匹配的接纳部。凸起可以被构型用于滑入接纳部中，以将波导与仪器 耦合。凸起可以是任何形状的，诸如鸠尾形或其它形状，并且其可以 沿着波导的一侧或两侧部分地或完全地延伸。

图13B示出了图13A的实施方式的端视图。波导1300上的凸起 1325可以滑入外科手术仪器1345上的匹配接纳部1335中，外科手术 仪器1345诸如为牵开器刀片或者本文中描述的任何其它外科手术仪 器。图13B还示出了凸起1325可以具有鸠尾的形状，而匹配接纳部 1335可以具有鸠尾形的凹槽。

图14A示出了图12C的实施方式和套箍1400的透视图，套箍1400 被构型用于安设在照明元件300的至少一部分、光纤输入(未示出) 的至少一部分以及耦合支架1200之上。照明元件可以包括光波导 1300。套箍1400或者耦合支架1200中的一个可以包括凸起，并且套 箍或耦合支架中的另一个可以包括接纳部。凸起可以被构型用于卡持 配合到接纳部中，以将套箍1400与耦合支架1200耦合。套箍可以包 括矩形、正方形或者其它几何形状的管。所述管可以限定中央通道， 中央通道的大小被设定用于接纳、保护、支撑或固定照明元件300、 耦合支架1200和光纤输入中任何之间的耦合接口。套箍也可以为所 述设备或装置的各个组件提供应变释放。

图14B示出了图12C的实施方式与图14A的套箍1400的备选透 视图。套箍1400可以包括接纳部1415，而耦合支架1200可以包括凸 起1235。凸起1235可以被构型用于卡持配合到接纳部1415中，以便 在套箍1400在耦合支架1200之上轴向移动时将套箍1400耦合到耦合支架1200。

图14C示出了安设在图12C的实施方式的至少一部分上的图14B 的套箍1400。耦合支架1200可以包括凸起1235，凸起1235可以卡 持配合到套箍1400上的接纳部1415中，以将套箍1400耦合到耦合 支架1200，如图14C中所示。

图15A示出了照明元件1300、耦合支架1200、光输入元件1506 以及套箍1500的备选实施方式的透视图，套箍1500被构型用于安设 在照明元件1300、耦合支架1200和光输入元件1506之上。照明元件 优选地可以包括光波导1300，并且光输入元件优选地可以包括光纤输 入1506。套箍1500可以被构型用于在光波导1300的至少一部分和耦 合支架1200之上滑动。套箍1500可以粘附地耦合到或者以其它方式 附着到耦合支架1200、光纤输入1506或光波导1300中的至少一个上。 附着的方法可以包括压力配合、压接、焊接以及本领域中已知的其它 方法。光纤输入1506的至少一部分可以安设在盖1508中。

图15B示出了图15A的实施方式，并且还示出了可以如何将套箍 1500安设在波导1300的至少一部分和耦合支架1200之上。套箍可以 包括矩形、正方形或者其它几何形状的管。所述管可以限定中央通道， 中央通道的大小被设定用于接纳、保护、支撑或固定照明元件300、 耦合支架1200和光纤输入1506中任何之间的耦合接口。套箍也可以 为所述设备或装置的各个部件提供应变释放。

图16A示出了用于将光纤输入附接到外科手术仪器的铰接式轨 道附接件的实施方式的透视图。铰接式轨道附接件1600可以包括近 端1620、远端1610以及两侧1601和1602。铰接式轨道附接件还可 以包括多条轨条1626，多个轨条1626由交替的狭缝1625分离开并且 进行排布，以形成在近端1620与远端1610之间延伸的弹性轨道1605。 近端1620可以包括耦合元件1640。远端1610可以包括耦合元件1630。 耦合元件1640和1630可以被构型用于接纳光纤输入(未示出)，并 且用于附接到外科手术仪器(未示出)。外科手术仪器可以包括一个 或多个接纳部(未示出)，而耦合元件可以包括用于卡持配合到所述 接纳部中的一个或多个凸起1645、1650和1660，以便将铰接式轨道 附接件1600附接到外科手术仪器。铰接式轨道附接件1600还可以包 括多个凸起1615，多个凸起1615排在两侧1601和1602中的每一侧 上以形成中央通道1603，并且被构型用于接纳光纤输入(未示出)。 中央通道1603可以被构型用于容纳和导引光纤输入。铰接式轨道可 以被构型用于符合介于-180到180度之间的角度，其中0度的角度对 应于未屈曲的平坦位置。通过使光纤输入能够基本符合外科手术仪器 的形状，所述铰接式轨道附接件装置可用于以低矮外形的构型来便利 于光纤输入与外科手术仪器的耦合和相配，并且也可用于支撑光纤输 入和防止其绞缠。外科手术仪器可以包括照相机、传感器或牵开器。

图16B-图16D分别示出了图16A的铰接式轨道附接件的端视图、 俯视图和侧视图。图16A-图16D中的铰接式轨道附接件1600被示为 处于约0度的角度，基本上未屈曲。

图17A-图17C分别示出了铰接式轨道附接件的实施方式的透视 图、端视图和侧视图，该铰接式轨道附接件被示为屈曲成符合约90 度的角度。

图18A示出了包括外科手术牵开器1800的被照明外科手术设备 的实施方式的透视图，外科手术牵开器1800耦合到光波导1300、光 纤输入1850、耦合支架(不可见)、套箍1700以及铰接式轨道附接 件装置1600。外科手术牵开器可以在其远端1810上包括刀片1825， 并且在其近端1820上包括手柄1815。外科手术牵开器刀片1825可以 包括用于容纳光纤输入1850的中央通道1830，光纤输入1850可以通 过耦合支架1200耦合到光波导1300。可以由套箍1700保护耦合支架， 套箍1700可以安设在光纤输入1850、耦合支架1200和波导1300的 至少一部分之上。铰接式轨道附接件装置1600可以被屈曲成符合约 90度的角度以便来支撑光纤输入1850，用于防止其绞缠，并且用于 符合外科手术牵开器1800的形状。铰接式轨道附接件装置因此以低 矮外形的构型便利于光纤输入1850与外科手术牵开器1800的耦合和 相配。

图18B示出了沿着图18A中的线A-A’截取的图18A的外科手术 牵开器刀片的截面视图，在线A-A’处波导1300耦合到刀片1825。波 导1300可以包括凸起1325，凸起1325被构型用于滑入刀片的中央通 道1830中的接纳部1335中。

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会想到众多变更、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同项。

Claims (10)

1.一种用于将照明元件耦合到外科手术装置的方法，所述方法包括：

提供照明元件；

提供外科手术装置；以及

将所述照明元件耦合到所述外科手术装置；

其中所述照明元件或所述外科手术装置中的一个包括凸起，而所述照明元件或所述外科手术装置中的另一个包括匹配的接纳部，并且其中所述凸起被构型用于滑入所述接纳部中以将所述照明元件耦合到所述外科手术装置。

2.如权利要求1所述的方法，其中获得外科手术装置还包括获得照相机、传感器或牵开器，并且将所述照明元件耦合到所述外科手术装置包括将所述照明元件耦合到所述照相机、所述传感器或所述牵开器。

3.一种为患者体内外科手术野提供光的外科手术照明装置，所述装置包括：

具有近侧部分和远侧部分的照明元件，其中所述远侧部分包括用于从所述照明元件提取光并且将所述光朝着所述外科手术野引导的光学结构，并且其中所述近侧部分包括第一腿和第二腿，所述腿向近侧延伸并且安设在所述近侧部分的相对的侧面上，并且其中所述近侧部分还包括接纳部，所述接纳部由安设于所述第一腿、所述第二腿和所述照明元件的最近侧的端之间的空间所限定；

光学耦合支架，其具有近侧区、远侧区以及安设于它们之间的中央通道，其中所述远侧区至少部分地安设于所述接纳部中，并且其中所述耦合支架耦合到所述照明元件；以及

光输入元件，其中所述光输入元件的远侧部分安设于所述耦合支架的所述中央通道中，所述光输入元件被配置用于从光源向所述照明元件提供光。

4.如权利要求3所述的装置，其中所述耦合支架或所述照明元件中的一个包括凸起，并且其中所述耦合支架或所述照明元件中的另一个包括接纳部，并且其中所述凸起卡持配合到所述接纳部中。

5.如权利要求3所述的装置，其中所述耦合支架还包括与所述远侧区相邻地安设的接合元件，并且其中所述照明元件包括被构型用于与所述耦合支架的接合元件接合的接合元件。

6.如权利要求3所述的装置，还包括安设在所述照明元件、所述耦合支架和所述光输入元件之上的套箍。

7.一种用于将纤维输入元件附接到外科手术仪器的铰接式轨道附接件装置，包括：

近端；

远端；以及

两侧；

其中由狭缝分离开并且被排布以形成弹性轨道的多条轨条在所述近端与所述远端之间延伸，并且其中所述近端和所述远端各自包括耦合元件，所述耦合元件被构型用于接纳所述光纤输入并且用于附接到所述外科手术仪器。

8.如权利要求7所述的装置，其中所述铰接式轨道附接件装置或所述外科手术仪器中的一个包括凸起，并且其中所述铰接式轨道附接件装置或所述外科手术仪器中的另一个包括接纳部，并且其中所述凸起卡持配合到所述接纳部中。

9.一种用于将纤维输入元件附接到外科手术仪器的方法，所述方法包括：

提供纤维输入元件和外科手术仪器；

提供铰接式轨道附接件装置；

将所述纤维输入元件安设于所述铰接式轨道附接件装置中；以及

将所述铰接式轨道附接件装置附接到所述外科手术仪器。

10.如权利要求9所述的方法，其中所述纤维输入元件包括光纤输入，并且其中将所述铰接式轨道附接件装置附接到所述外科手术仪器包括：将所述装置的近端耦合到所述外科手术仪器并且将所述装置的远端耦合到所述外科手术仪器。

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