JP2005532139A - 眼科手術用光伝送装置 - Google Patents

Abstract

眼科手術用光伝送装置は、全長が柔軟な光ファイバを有し、光ファイバの一端に取り付けられた光源コネクタを有し、光ファイバの反対端は、用具に照明を与えるために、眼科手術用具に取り付けられている。光ファイバの断面積は、光源コネクタに接続された一端から光ファイバの反対端に延びるにつれて変化している。光ファイバは、光源コネクタ側における光ファイバの大きい断面積から、反対端における光ファイバの小さい断面積まで変化する。

Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、「眼科手術用光パイプ（Ｏｐｈｔｈａｌｍｉｃ Ｓｕｒｇｅｒｙ Ｌｉｇｈｔ Ｐｉｐｅ）」と題された２００２年７月１０日出願の特許仮出願第６０／３９４，９４５号の利益を主張する。

本発明は、主として眼科手術に使用される光伝送装置に関する。この装置は、光ファイバの一端に取り付けられた光源コネクタを有する、全長が柔軟な光ファイバで構成される。光ファイバの反対端は、眼科手術用具上に取り付けられるように構成され、その用具の照明源の役割を果たしている。光ファイバの断面積は、ファイバの近位端から遠位端に延びるにつれて変化し、光ファイバの近位端に近い断面積は、光ファイバの遠位端に近い断面積より大きい。この光ファイバの長さに沿った光ファイバの断面積の変化により、従来の光ファイバの長さに沿って一定の断面積を有する従来技術の光伝送光ファイバで可能であったよりも、光ファイバが、光ファイバの近位端から遠位端に多量の光を伝送できる。

典型的な眼科手術手順においては、光源を患者の眼の内部に置いて、眼の内部の手術部位を照射することにより、外科医が内視鏡を通して手術部位を容易に観察できる必要がある。最も一般的な眼科手術手順は最初に、照明器を挿入するために、眼に小さい切り口を開ける。手術を実施する外科医が使用する手術用具を挿入するために、眼に第２の切り口が開けられる。代わりに、用具自体に光源を備えた手術用具を使用する場合、照明付き用具を眼の内部に挿入するために、眼には単一の切り口だけが開けられる。手術におけるこの種の侵襲性を最少にするために、切り口の寸法を小さくすることが望ましい。これは、切り口を通して挿入される光源または照明付き用具の寸法を小さくすることで達成される。

眼科手術に利用される多くの異なる種類の照明器が存在する。これらは眼に切り口を通して挿入され、眼の外側面に固定される照明カニューレを含む。１つ以上の光ファイバはカニューレを通って延びる。各光ファイバの近位端は典型的に、光源に接続するコネクタに固定される。各光ファイバの遠位端はカニューレ内に配置され、コネクタが光源に接続されると、光ファイバを通り伝送される光は眼の内部を照明する光ファイバの遠位端から放射される。この種類の照明装置の例は、米国特許第５，４２５，７３０号で開示されている。

別の種類の照明装置は眼科手術で使用される顕微手術用具に組み込まれている。さらに、これらの種類の照明装置は典型的には、両側に近位端および遠位端を持つ柔軟な全長を有する１つ以上の光ファイバを使用している。さらにまた、各ファイバの近位端はファイバの近位端を光源に接続するコネクタに固定される。各ファイバの遠位端は眼科手術用具、例えばピックまたは刃、鋏またはピンセットに取り付けられるように構成される。コネクタを光源に接続することにより、光を、光ファイバ内を通して光ファイバの遠位端に伝送し、眼科手術用具の作用端の領域を照明する。これらの種類の用具の例は米国特許第５，７８５，６４５号および第５，８０７，２４２号で開示されている。

眼の手術部位を照明する眼科手術用具の小型化は、結果として用具の光ファイバのサイズを低減し、手術部位に外科医が有効に観察できるために十分な光を導入する光ファイバの能力を低減させることになる。前述の通り、典型的な照明付き眼科手術用具は、両側に近位端および遠位端を持つ柔軟な全長を有する、少なくとも１つの光ファイバを使用する。ファイバの近位端は光源コネクタに接続され、ファイバの遠位端は、眼科手術用具に接続されるか、または手術用具に接続される。眼科手術用具に用いられる典型的な光ファイバは、直径が０．７５ｍｍである。眼科手術用具のサイズの小型化により、眼の切り口の寸法を小さくするには、これに対応して、用具の光ファイバの直径を細くする必要がある。ただし、光ファイバにより伝送できる照明量は、基本的に、光ファイバの断面積に依存する。光ファイバの断面積の減少は手術部位に照明光を伝送するファイバの能力を低減させる。

したがって、眼の切り口の寸法を小さくして眼科手術の侵襲性を低減でき、一方で、手術部位の効果的な照明と外科医の有効な観察のために眼の内部に十分な光を伝送する、眼科手術用具に使用する寸法の小さい光伝送装置の必要性が存在する。

本発明は光伝送装置に関し、この光伝送装置は、両側に近位端および遠位端を有する光ファイバの全長を有し、光ファイバの近位端には光源コネクタを備え、光ファイバの遠位端は眼科手術用具に取り付けられている。

光源コネクタは従来技術の光源コネクタと類似である。これは、両側に近位端と遠位端を有する円筒形金属本体から構成される。コネクタ本体の近位端は市販されている光源に着脱可能に取り付けられるように設計されている。中心穴はコネクタの近位端と遠位端の間でコネクタ本体を貫通している。しかしながら、コネクタは従来の光源コネクタと異なり、コネクタ本体の近位端に近い中心穴の一部分が円錐形内側面を有する。

光ファイバは両側に近位端および遠位端を持つ柔軟な全長を有する。柔軟な保護被覆が光ファイバの全長の大部分について光ファイバを覆っている。光ファイバの近位端近くの被覆の一部が除去され、近位端近くの光ファイバの部分は露出している。光ファイバの遠位端近くの被覆の一部も除去され、遠位端近くの光ファイバの部分は露出している。

光ファイバは従来技術の光ファイバと異なり、光ファイバの断面積が光ファイバの近位端から光ファイバの遠位端に延びるにつれて変化している。光ファイバの近位端における光ファイバの第１断面積は広がり、この光ファイバの最大断面積を有する。光ファイバがその近位端から遠位端に向けて延びるにつれ、光ファイバは第１の次第に細くなる部分を通して延び、第２断面積を有する光ファイバの部分へ徐々に細くなっている。光ファイバの近位端に近い光ファイバの次第に細くなる形状は、光源コネクタの穴の円錐形内側面に相補的な形状である。

光ファイバの近位端と遠位端の間の全長の大部分は第２断面積を有する。光ファイバは遠位端に近くなるにつれて、第２の次第に細くなる部分を通して延び、さらに、第２断面積を有する光ファイバの部分から第３断面積を有する光ファイバの部分へ次第に細くなっている。第３断面積を有する光ファイバの長さ部分は眼科手術用具に取り付けられ、用具の作用端を照明する。

光ファイバの近位端を典型的な眼科手術用具の断面積よりも大きい拡大された断面積を有するようにすることにより、光ファイバの近位端は従来技術の光ファイバが可能なよりも、光源からより多くの量の入射光を受光できる。この結果、近位端面において小さい断面積を有する従来技術の光ファイバが可能である光の量よりも、本発明の光ファイバにより受光し及び伝送できる光の量を大きくできる。光が光ファイバの長さ方向に沿って伝送されるとき、光は光ファイバの第１の次第に細くなる断面と第２の次第に細くなる部分を通り、第３断面積を有する光ファイバの遠位端近くの部分に達する。光ファイバの遠位端近くの光ファイバの第３断面積は、従来技術の眼科手術用具で使用される典型的な光ファイバの遠位端または光放射端の断面積より小さい。しかしながら、光ファイバの遠位端の第３断面積は従来技術の光ファイバの断面積よりも小さいが、光ファイバの近位端が多量の入射光量を受光するため、光ファイバの遠位端から供給される照明は、従来技術の大きい断面積を有する光ファイバにより供給される照明より明るい。

本発明の光伝送装置の好ましい実施形態においては、光ファイバの近位端を加熱することにより、光ファイバの近位端が拡大され、これは光ファイバの近位端が拡大させる。光ファイバの遠位端に近い部分を引く又は伸ばしながら光ファイバのこの部分を加熱することにより、光ファイバの遠位端に近い光ファイバの部分の断面積は、断面積が減少する。この結果、光ファイバの遠位端に近い部分は、典型的な従来技術の光ファイバの断面積よりも、断面積が減少する。

したがって、本発明の光伝送装置は、光ファイバの遠位端部分が挿入される眼の切り口の寸法を小さくできる、遠位端の寸法の小さい光ファイバを提供する。これにより、従来技術の光伝送装置よりも侵襲性の少ない光伝送装置を提供する。さらに、光ファイバの近位端で光ファイバの寸法を拡大することにより、本発明の光ファイバは眼科手術用具に使用される典型的な光ファイバに可能なよりも多くの量の光を伝送できる。

本発明のさらなる特徴は、本発明の好ましい実施形態に関する以下の詳細な説明および図面を用いて述べる。

図１は、本発明の眼科手術光伝送装置１２を示す。装置１２は基本的に、両側に近位端１６および遠位端１８を有する、ある長さの光ファイバ１４で構成され、光ファイバの近位端に光源コネクタ２２を備え、ファイバの遠位端に眼科手術用具２４を備える。眼科手術用具２４は光ファイバ遠位端１８に恒久的に固定される。代わりに、光ファイバ遠位端１８は各種の異なる種類の眼科手術用具のいずれかに着脱可能に挿入できるようにすることもできる。

前述の通り、光源コネクタ２２は光伝送眼科手術用具で使用される従来技術の光源コネクタの構成と類似している。コネクタは両側に近位端２８と遠位端３２を有する円筒形金属本体２６を有する。コネクタ本体２６外部形状は、装置１２が用使用される特定の市販されている光源に応じて決定される。眼科手術用具の光源のさまざまな製造者もまたしばしば、製造者自体の手術用具を製造している。これらの製造者は、その製造者の光源にコネクタが容易に着脱できる特定形状を有する光源コネクタを手術用具に設ける。したがって、図に示した光源コネクタ２２の特定の外部形状は例証として示しただけである。異なる種類の光源で使用される本発明の光伝送装置１２は、特定の光源にコネクタを着脱可能に取り付ける用に構成された外部形状を備える光源コネクタ２２を有する。

光源コネクタ２２はコネクタを完全に貫通し、コネクタの両側の近位端面２８および遠位端面３２と交差する中心穴３４を有する。中心穴３４の全長の大部分は説明した方法で光ファイバ１４の近位端１６を収容する寸法とされる。しかしながら、コネクタの近位端面２８に近い中心穴３６の一部分は、円錐形または次第に細くなる形状の内側面を有する。中心穴３６のこの部分は光源コネクタの近位端面２８から光源コネクタの遠位端面３２に向かって延びるにつれ、一定断面積を有する中心穴３４の残り部分と交差するまで、次第に細くなって、断面積が小さくなる。

図１に示す眼科手術用具２４は、本発明の光伝送装置１２を利用できる眼科手術用具の１つの例に過ぎない。手術用具２４は例証の目的だけで示されており、本発明の光伝送装置１２は、前述の照明カニューレまたは眼科手術ピックまたは刃、鋏またはピンセットなどの別の種類の用具に用いることができる。本発明の光伝送装置１２は、いずれか１つの特定の種類の眼科手術用具に利用することに限定されない。さらに、眼科手術用具を、装置の光ファイバの遠位端１８に恒久的に取り付けするか、または、光伝送装置１２を各種の異なる種類の眼科手術用具に着脱可能に取り付けできる遠位端に、着脱可能に取付けできる。

図示した眼科手術用具２４は光パイプであり、用具ハンドル４２およびハンドルから突き出る管状ニードル４４で構成される。用具はハンドル４２およびニードル４４を通して延びる中心穴４６を有する。管状ニードル４４は金属製の直径２５ゲージ（０．５０ｍｍ）のニードルである。これは、従来技術の光ピックで使用される典型的な２０ゲージ（０．８９ｍｍ）ニードルより細い。光ピックの直径の細いニードル４４により、その用具を使用する場合における眼の侵襲性切り口を小さく、少なくできる。細い直径のニードル４４は、ここで述べる光伝送装置１２の細い断面部分により可能になる。

光伝送装置１２の光ファイバ１４は、本発明の装置１２のために変更された２５ゲージ（０．５０ｍｍ）の直径の光ファイバである。光ファイバ１４は図１および２において分割して示している。光ファイバ１４は両側の近位端１６および遠位端１８の間の全長を有し、この全長は、光ファイバの近位端１６が光源コネクタ２２により光源に静止して固定される状態で、外科医が手術用具に取り付けられた光ファイバの遠位端１８を自由に操作できるのに十分な長さである。光ファイバ１４はその全長に沿って自由に柔軟である。保護被覆５２は光ファイバの全長の大部分について光ファイバを覆う。被覆５２の一部は光ファイバから切除され、光ファイバの近位端１６近くの光ファイバの部分は露出している。光ファイバ１４から被覆５２の一部も切除され、遠位端１８近くの光ファイバの部分は露出している。図１に示すように、光ファイバの近位端１６近くのファイバ１４の露出部分は光源コネクタ２２の中心穴３４に挿入される。光ファイバの遠位端１８近くのファイバ１４の露出部分は手術用具ハンドル４２およびニードル４４の中心穴４６に挿入される。

図３は被覆５２、光源コネクタ２２および眼科手術用具２４から取り外された光ファイバ１４の拡大した分割図である。光ファイバ１４は従来技術の光ファイバと異なり、光ファイバの断面積が光ファイバの近位端１６から光ファイバの遠位端１８に延びるにつれて変化している。光ファイバの第１近位端部分５４は、光ファイバの全長に沿った光ファイバの最大の断面積である第１断面積を有する。光ファイバの近位端部分５４は、光ファイバが拡大する加熱によって、元の０．５０ｍｍの直径より増加された直径を有する。光ファイバの近位端部分５４の加熱および拡大を制御して、ファイバの近位端が光源コネクタ中心穴３４の円錐形入口部分３６の形状となるようにする。これは、ファイバの近位端部分５４を光源コネクタ中心穴３４の内側に位置合わせした後、光ファイバの近位端部分５４を加熱することにより達成できる。加熱による光ファイバ近位端部分５４の拡大は、光源コネクタ２２の円錐形中心穴３６の内側面に一致する。あるいは、光ファイバの近位端部分５４を、光源コネクタ２２の中心穴の円錐形形状部分３６に相補的な円錐形状に成型するために、型が提供されることが可能である。光ファイバの近位端部分５４は、光ファイバ１４の全長の大部分の０．５０ｍｍの直径から０．７０ｍｍの直径に増加された断面積を有する。光ファイバの近位端部分５４を光源コネクタ２２の中心穴３４内に配置すると共に、光ファイバ１４の近位端面５６は切断され、研磨されて、光源コネクタ２２の近位端面２８と端がそろえられる。光ファイバの近位端面５６は光ファイバの第１断面積を有する。

光ファイバ１４が光ファイバの近位端面５６から光ファイバの遠位端１８に向かって延びるにつれ、光ファイバは、第１の次第に細くなる部分５８を通して延び、拡大された０．７０ｍｍの直径から、０．５０ｍｍの直径を有する光ファイバ全長の中間部分６２まで徐々に細くなっている。光ファイバの中間部分６２は光ファイバの全長の大部分に沿って延び、光ファイバの第１断面積より小さい第２断面積を有する。光ファイバの第１の次第に細くなる部分５８の形状は、光源コネクタ内側穴３４の円錐形内側面３６に相補的に形成されている。

光ファイバの近位端１６と光ファイバの遠位端１８の間の光ファイバ１４の全長の大部分は、第２断面積を有し、その直径は０．５０ｍｍである。光ファイバ１４は中間部分６２に沿って光ファイバの遠位端１８に向かって延びるので、第２の次第に細くなる部分６４を通って延びる。この部分では、光ファイバは、第２断面積および０．５０ｍｍの直径を有する光ファイバの中間部分６２から、第３断面積および０．４０ｍｍの直径を有する光ファイバの遠位端部分６６まで徐々に細くなる。光ファイバの第２の次第に細くなる部分６４は、手術用具の中心穴６４がニードル４４に入る直前の、この中心穴４６内に配置される。光ファイバの０．４０ｍｍの直径を有する光ファイバの遠位端部分６６は寸法が減少され、０．５０ｍｍの直径を有する２５ゲージのニードルを通して十分に挿入される。光ファイバの遠位端部分６６の断面積および直径の減少は、遠位端部分６６を加熱しながら遠位端部分を張力により引く又は伸ばすことにより達成される。光ファイバ１４の遠位端面６８は切断されそして研磨されて、遠位端面からの光放射を向上する。

光伝送装置１６の一実施形態においては、光ファイバの遠位端６６は被覆５２から突き出る露出したファイバ部分を有する。遠位端部分６６の露出したファイバは、各種の異なる眼科手術用具に着脱可能に取り付けられることが可能である。

あるいは、光ファイバの遠位端部分６６は、眼科手術用具の中心穴、例えば図１に示す手術用具２４の中心穴４６に挿入され、接着剤または他の同等な手段により所定位置に恒久的に固定されうる。

光ファイバの近位端面５６が典型的な眼科手術用具の断面積よりも大きい拡大された断面積を有することにより、近位端面５６は従来技術の光ファイバが可能なよりも、光源から多くの量の入射光を受光できる。この結果、近位端面において小さい断面積を有する従来技術の光ファイバが可能なよりも、この光伝送装置１２により多くの量の光が受光され、伝送されることが可能である。光が光ファイバ１４の長さ方向に沿って伝送されるので、光は、第１の次第に細くなる部分５８と第２の次第に細くなる部分６４を通り、第３断面積および０．４０ｍｍの直径を有する光ファイバの遠位端部分６６に達する。光ファイバの遠位端部分６６は、従来技術の眼科手術用具で使用される典型的な光ファイバの遠位端または光放射端の断面積及び直径よりも、小さい断面積および直径を有する。しかしながら、光ファイバの遠位端部分６６は従来技術の光ファイバの断面積よりも小さい断面積を有するが、光ファイバの近位端部分５４が多量の入射光量を受光するため、光ファイバの遠位端部分６６から供給される照明は、大きい断面積を有する従来技術の光ファイバにより供給される照明より明るい。

したがって、本発明の光伝送装置１２は、その遠位端近くにおいて縮小された断面積および直径を有する光ファイバを提供し、これにより光ファイバの遠位端部分が挿入される眼の切り口の寸法を小さくできる。これは、従来技術の光伝送装置よりも侵襲性の少ない光伝送装置を提供する。さらに、光ファイバの近位端で光ファイバの寸法を拡大することにより、本発明の光ファイバは従来の眼科手術用具に使用される典型的な光ファイバで可能なよりも、多くの量の光を伝送できる。

本発明を特定の実施形態を参照して説明してきたが、添付の特許請求の範囲に定義された本発明の範囲から逸脱することなく、本発明にさまざまな変更および修正を加えるのが可能であることは理解されるものとする。

本発明の光伝送装置の断面を示す分割図である。 図１の本発明の装置から取り外された光ファイバの拡大した分割図である。

Claims (20)

1. 両側に近位端および遠位端を持つ全長を有する光ファイバであって、光ファイバの近位端近くに第１断面積を有し、光ファイバの遠位端近くに第２断面積を有し、第１断面積が第２断面積より大きい光ファイバと、
   光ファイバの近位端に取り付けられた光源コネクタとを備えている、光伝送装置。
2. 光ファイバの遠位端が眼科手術用具に取り付けられていることをさらに備える、請求項１に記載の装置。
3. 光ファイバが、光ファイバの全長に沿って自由に柔軟であることをさらに備える、請求項１に記載の装置。
4. 光ファイバの全長が、光ファイバの近位端および遠位端の間の光ファイバに沿って延びる、柔軟な被覆で覆われていることをさらに備える、請求項３に記載の装置。
5. 光ファイバの遠位端近くの被覆を光ファイバから除去して、光ファイバの遠位端に光ファイバの長さの露出された部分を設けることをさらに備える、請求項４に記載の装置。
6. 光ファイバの近位端近くの光ファイバから被覆が除去され、光源コネクタ内に取り付けられる光ファイバの近位端に光ファイバの長さの露出された部分を設けることをさらに備える、請求項５に記載の装置。
7. 光源コネクタが第１断面積を有する光ファイバの一部分に取り付けられていることをさらに備える、請求項１に記載の装置。
8. 光源コネクタが端面を有し、光ファイバが光源コネクタ端面で近位端面を有し、光ファイバの近位端面が第１断面積を有することをさらに備える、請求項１に記載の装置。
9. 光ファイバ長さが、この光ファイバの第１断面積および第２断面積の間に延びる次第に細くなる部分を有することをさらに備える、請求項１に記載の装置。
10. 光ファイバが光ファイバの遠位端に第３断面積を有し、この光ファイバの第２断面積が光ファイバの第１断面積と第３断面積との間であり、光ファイバの第３断面積が第１断面積および第２断面積より小さいことをさらに備える、請求項１に記載の装置。
11. 光ファイバ長さが、第１断面積と第２断面積の間に延びる第１の次第に細くなる部分を有し、光ファイバ長さが、第２断面積と第３断面積の間に延びる第２の次第に細くなる部分を有することをさらに備える、請求項１０に記載の装置。
12. 光ファイバが、光ファイバの近位端と遠位端の間の単一連続ファイバであることをさらに備える、請求項１に記載の装置。
13. 光伝送装置の光伝送能力を向上させる方法であって、
    両側に近位端および遠位端を有する全長を有する光ファイバを設け、
    光ファイバが光ファイバの近位端近くに第１断面積を有し、光ファイバが光ファイバの遠位端近くに第２断面積を有し、第１断面積が第２断面積より大きくなるように、光ファイバの断面積を変更し、
    光ファイバの近位端に光源コネクタを取り付け、
    光ファイバの遠位端を眼科手術用具に取り付けるようにする、
    ことを備える、方法。
14. 光ファイバの断面積が変化する前に、光ファイバの長さに沿って一定断面積を有する単一光ファイバとして、光ファイバを設けることをさらに備える、請求項１３に記載の方法。
15. 光ファイバの近位端近くの光ファイバを加熱することにより、加熱により光ファイバの近位端近くの光ファイバの断面積を拡大して、光ファイバの断面積を変更することをさらに備える、請求項１３に記載の方法。
16. 光ファイバの近位端を加熱後に、光ファイバのの近位端の一部を切除し、近位端に近位端面を形成し、この近位端面が第１断面積を有することをさらに備える、請求項１５に記載の方法。
17. 第１断面積と第２断面積との間に延びる光ファイバ長さ内に次第に細くなる部分を形成することをさらに備える、請求項１５に記載の方法。
18. 光ファイバの遠位端近くの光ファイバを加熱し、光ファイバの遠位端近くの光ファイバに張力を加えることにより、光ファイバの断面積を変更することをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
19. 光ファイバに加熱および張力を同時に加えることをさらに備える、請求項１８に記載の方法。
20. 第１断面積と第２断面積との間に延びる光ファイバ長さ内にテーパ部分を形成することをさらに備える、請求項１８に記載の方法。

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