JP2016105834A - 開創器照明システム - Google Patents

Abstract

【課題】任意の術野の照明要求に合わせて調整することが可能な開創器照明システムを提供する。【解決手段】開創器３に、光ガイド５が装着され、光ガイドは、開創器に対し、光ガイドの光発射面７が開放の術野９に直面するように取り付けられる。また、光源１１は、開創器の近位端に取りつけられ、光ガイドと光学的に連通される。光が、使用時、発射されると、開創器の遠位ブレード部分の近くに存在する術野などの、指定の照明野に向けられるようになる。【選択図】図１

Description

本発明は、手術時、特に、最小侵襲手術時における、体内の組織および手術作業スペースの照明分野における開創器照明システムに関する。

手術／医学処置の際に用いられる既存の照明技術は、一般に、頭上照明である。この照明は、術野の上に取り付けられた固定具、または、頭部に装着された光ファイバーシステムから発射される。

従来の頭上型露光システムは、いくつかの限界点を含む。頭上光源に対する、術野の直接的暴露が必要とされる。患者または外科医の位置取りの変化が、照明に干渉する可能性がある。頻繁な調整は、外科医にとっては不都合であり、手術の流れを遮る。頭上型露光は、比較的深い腔における手術には不十分な場合がよくあり、そのような場合、より強度に絞り込まれた照明が必要とされる。さらに、外科医が光軸上に位置すると、遠隔照明に干渉し、光が術野に届くのを妨げる場合がよくある。多くの場合、頭部装着光ファイバーシステムは、より限定された手術露光のために使用される。

しかしながら、これらの装置も数多くの限界点を有する。第１に、外科医は、ヘッドセットに取り付けられる光コードに繋がれるので、手術室における移動性が制限される。第２に、本デバイスは、頻繁にまたは長時間使用した場合、頭部および頸部の疲労を伴う。第３に、術野の一定な、定常な照明を実現するために、本デバイスは、外科医に対し、一定の頭部および頸部位置を持続することを要求する。第４に、遠隔光源およびファイバーバンドルを使用することによって、システムに莫大な非効率が課せられる。ケーブル１フィート当たり約１０％の損失も稀ではない（例えば、３００ワットの光源と１０フィートのケーブルの場合、術野では僅かに数ワットの照明しか得られない）。

比較的新しい、最小侵襲手術法の導入と共に、最小手術創を通じて深い術野の中に高強度の光を輸送する要求が発生した。この要求を満たすために、遠隔の、高強度光源から、術野に光を輸送するための光輸送システムが開発されている。このデバイスは、術野を照らすために、手術開創器の最上面に直接取り付けられる光ファイバーバンドルから成り、光ファイバーケーブルを介して、高強度光源に接続される。このファイバー系照明デバイスは、術野を直接照明する技術を提供するものの、大掛かりで、使い勝手が悪い。このデバイスは、開創器の最上面に配置されるために、邪魔になり、貴重な作業スペースを占有する。頭部装着光ファイバーシステムと同様、得られるのは非効率的照明である。このデバイスの提供するものは、術野の、異なる領域を照明するために絶えずあちこち動かしていなければならない光点であるか、あるいは、対象領域の照明が不十分で、かつ、その光の多くが反射して外科医の目の中に飛び込む、広い分散光のいずれかである。

下記に記載されるデバイスは、ある任意の術野の照明要求に合わせて調整することが可能な、効率的照明を提供する。

上記課題は、以下の各発明によって解決される。

請求項１記載の発明は、医用開創器照明システムであって、遠位端と近位端を有し、および術野を露出するように組織を係合するのに適した形状を有する開創器、前記開創器の形状に対応し、前記開創器に取り外し可能に固定される光ガイドであって、インプットアダプター、および術野を照明するための一つ以上の光発射面を有する光ガイド、および、前記インプットアダプターに照明エネルギーを供給する光源を含むことを特徴とする医用開創器照明システムである。

請求項２記載の発明は、前記光発射面の少なくとも一つが、複数の切子面を含むことを特徴とする請求項１記載の医用開創器照明システムである。

請求項３記載の発明は、前記光発射面の少なくとも一つが、複数のステップ面を含むことを特徴とする請求項１記載の医用開創器照明システムである。

請求項４記載の発明は、前記光発射面の少なくとも一つが、複数の曲面切子面を含むことを特徴とする請求項１記載の医用開創器照明システムである。

請求項５記載の発明は、前記開創器が、上面および下面をさらに含み、前記下面は、術野を露出するために組織を係合するように適応し、前記光ガイドは、前記開創器の上面に取り外し可能的に係合することを特徴とする請求項１記載の医用開創器照明システムである。

請求項６記載の発明は、前記開創器が、直角開創器であることを特徴とする請求項１記載の医用開創器照明システムである。

請求項７記載の発明は、前記直角開創器が、ＭｃＣｕｌｌｏｃｈブレード開創器であることを特徴とする請求項６記載の医用開創器照明システムである。

請求項８記載の発明は、前記直角開創器が、Ｃａｓｐａｒブレード開創器であることを特徴とする請求項６記載の医用開創器照明システムである。

請求項９記載の発明は、前記開創器が、オフセットＭｃＣｕｌｌｏｃｈブレード開創器であることを特徴とする請求項６記載の医用開創器照明システムである。

請求項１０記載の発明は、前記開創器が、上面、および、術野を露出するように組織を係合するように適応した下面、前記上面から前記下面に向かって前記開創器を貫通する一つ以上のウィンドウをさらに含み、前記光ガイドが、取り外し可能に前記開創器の前記下面に係合し、前記光発射面の内の少なくとも一つが、前記一つ以上のウィンドウの内の一つを通じて前記術野に光を投射することを特徴とする請求項１記載の医用開創器照明システムである。

請求項１１記載の発明は、医用開創器照明システムであって、遠位端、近位端、上面、および下面を有する光ガイド開創器であって、前記下面が、術野を露出するように組織を係合するように適応し、インプットアダプター、および術野を照明するための一つ以上の光発射面を有する、前記光ガイド開創器および、前記インプットアダプターに照明エネルギーを供給する光源を含むことを特徴とする医用開創器照明システムである。

請求項１２記載の発明は、前記光発射面の少なくとも一つが、複数の切子面を含むことを特徴とする請求項１１記載の医用開創器照明システムである。

請求項１３記載の発明は、前記光発射面の少なくとも一つが、複数のステップ面を含むことを特徴とする請求項１１記載の医用開創器照明システムである。

請求項１４記載の発明は、前記光発射面の少なくとも一つが、複数の曲面切子面を含むことを特徴とする請求項１１記載の医用開創器照明システムである。

請求項１５記載の発明は、前記光発射面の少なくとも一つが、前記下面にあることを特徴とする請求項１１記載の医用開創器照明システムである。

請求項１６記載の発明は、前記光ガイド開創器が、ＭｃＣｕｌｌｏｃｈブレード開創器であることを特徴とする請求項１１記載の医用開創器照明システムである。

請求項１７記載の発明は、前記光ガイド開創器が、Ｃａｓｐａｒブレード開創器であることを特徴とする請求項１１記載の医用開創器照明システムである。

請求項１８記載の発明は、前記光ガイド開創器が、オフセットＭｃＣｕｌｌｏｃｈブレード開創器であることを特徴とする請求項１１記載の医用開創器照明システムである。

請求項１９記載の発明は、外科用照明システムであって、近位ハンドル部分、および、術野への挿入と、生体組織の後退に適応した遠位部分を有する開創器、前記開創器の上に配置される光ガイドであって、生体組織を術野から後退させて使用する際、前記術野に直面するように適応される遠位面を有する前記光ガイド、光エンジンまたはその他の光源から光を受容するように適応した近位入射口を含み、前記術野に直面するように適応した前記遠位面の一部には、複数の切子面、突稜、ステップ、または隆起が刻まれ、前記切子面、突稜、ステップ、または隆起の遠位指向面は、前記光ガイドの軸および前記術野の位置に対し相対的角度を有し、そのために、前記光ガイドを通過する光は発射されて、術野に向けて指向されることを特徴とする外科用照明システムである。

請求項２０記載の発明は、前記術野に向き合う前記光ガイドの遠位面の一部には、複数の切子面、突稜、ステップ、または隆起が刻まれ、前記切子面、突稜、ステップ、または隆起の遠位指向面が、前記光ガイドの軸および前記術野の位置に対し相対的角度を有し、そのために、前記光ガイドを通過する光が、切子面、突稜、ステップ、または隆起から前記術野に向けて反射され、次に発射されて、前記術野に向けて指向されることを特徴とする請求項１９記載の外科用照明システムである。

さらに、本手術用照明システムは、近位のハンドル部分、および、術野への挿入および生体組織の後退に適応した遠位部分を有する開創器、および、該開創器に配置される光ガイドを含み、前記光ガイドは、生体組織を術野から後退させて使用する場合、術野に直面するように適応した遠位面、および、光エンジン、またはその他の光源からの光を受容するように適応した近位入射口を有し、術野に直面するように適応した遠位面の一部には、複数の切子面、突稜、段差、または張り出しが刻まれ、前記切子面、突稜、段差、または張り出しは、光ガイド軸、および、術野の位置に対し相対的角度に配され、そのため、光ガイドを通過する光は、発射されて術野へ向けられる。

別の医用開創器照明システムは、遠位端、近位端、上面、および下面を有する光ガイド開創器であって、下面は組織に係合して術野を暴露するように適応し、術野を照明するために、インプットアダプター、および、一つ以上の光発射面を有する光ガイド開創器、および、インプットアダプターに照明エネルギーを供給する光源を含む。

もう一つの、医用開創照明システムは、遠位端および近位端、および、組織に係合して術野を暴露するように適応した形状を持つ開創器、および、開創器の形状に一致し、開創器に対し取り外し可能に固定される光ガイドであって、インプットアダプター、および、術野を照明するための、一つ以上の光発射面を有する光ガイド、および、インプットアダプターに照明エネルギーを供給する光源を含んでもよい。

本発明によると、手術時、特に、最小侵襲手術時における、体内の組織および手術作業スペースの照明分野における開創器照明システムを提供することができる。

取りつけ可能な照明装置および光源を装着させた、手術用開創器ブレードの例を示す図 光ガイドが、標準的開創器の形態および機能に合致するような形状を持つ、一体型照明開創器の例を示す図 別形態の光ガイドを備えた、図２の一体型照明開創器を示す図 前面および後面に、入射および光指向構造を備えた光ガイドを示す図 後面の光指向構造を示す図で、図４の光ガイドの後面図 光指向構造のステップ切子面を示す図で、図４の光ガイドの断面図 直角開創器ブレードに解除可能に取りつけられた光ガイドを示す図で、該光ガイドには、光ファイバーケーブルが取りつけられる状態が示されている。 図７の光ガイドの斜視図 図７の、光ガイドおよび直角ブレード開創器の平面図 Ｃａｓｐａｒ型ブレード開創器に適合するように修飾（改造）された光ガイドを示す図 修正版Ｃａｓｐａｒ型型ブレード開創器の後部にスナップ結合する光ガイドを示す図であり、ブレード面の切り欠きを通じて暴露される光指向構造を備える状態を示す図 広角型ＭｃＣｕｌｌｏｃｈブレード開創器のために設計された光ガイドを示す図 通常、ブレード開創器に取りつけられるフレーム支持アームを用いて、光ガイドをブレード開創器に固定するための別形態を示す図 オフセット型ＭｃＣｕｌｌｏｃｈブレード開創器と係合するように適応される光ガイドを示す図 Ｃａｓｐａｒ型の一体化照明ブレード開創器を示す図 Ｃａｓｐａｒ型の一体化照明ブレード開創器の別形態を示す図 図１６の一体化照明ブレード開創器の断面図 ＭｃＣｕｌｌｏｃｈ型の、一体化照明ブレード開創器を示す図 図１８の一体化照明開創器の適応例を示す図 屈曲性インプットセクションを有する光ガイドを示す図 図２０の光ガイドの別形態を示す図

以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。

図１および図２は、典型的開創器を修飾（改造）することによって実現される開創器照明システムを示す。図１では、開創器３に、光ガイド５が装着される。光ガイド５は、開創器３に対し、光ガイド５の光発射面７が開放の術野９に直面するように取り付けられる。

光ガイド５は、光発射部分７が、例えば、開創器３に形成される切れ込みを通じて、または、開創器３の一つ以上の側面を回って、術野９を照明するように露出されている限り、開創器３の術野面に取り付けられてもよいし、あるいは、開創器３の背面に取り付けられてもよい。

図１の光ガイド５は、好ましい態様を挙げると、開創器３に一致（対応）する形状を持つ任意の材料、例えば、透明または半透明材料から形成されてもよく、かつ、開創器３へ取り外し可能に固定したり、または固着のために、一つ以上の嵌合構造を含んでもよい。

光源１１は、開創器３の近位端に取りつけられ、光ガイド５と光学的に連通されてもよく、図示のように、開創器３のハンドル部分に搭載される、小型の、自己完結型ＬＥＤ光エンジンであってもよく、あるいは、遠隔のレーザー、または、他の好適な光源からの光を伝送することが可能な光ファイバーケーブルであってもよい。

図２では、一体型照明用開創器１３が、好適な光ガイド材料によって製造され、光源は、開創器の、近位ハンドル部分に設けられる入射口１５に動作可能的に接続される。

光ガイドは、開創器と別体であれ、開創器と一体的に形成されるものであれ、その長さに沿って種々の部分で修飾（改造）され、そのため、光が、使用時、発射されると、開創器１３の遠位ブレード部分の近くに存在する術野１７などの、指定の照明野に向けられるようになる。指定の照明野は、特定の開創器タイプ、および、開創器が使用される一般的外科処置に依存する。股関節完全置換術などの手術では、例えば、細孔形成時、術野は、大腿骨頸部を含み、術野は、図１に示すように、開創器のフック１９の上、光発射セクションの下で、開創器の下方部分の長軸に対しほぼ水平な平面上に存在する。他の手術では、開創器の先端に対し、事実上その下となる平面に（例えば、図２に示す術野１７）、あるいは、図３に示すように、開創器１３の下部１３Ｌに対し事実上平行な平面（例えば、図３に示す術野２１）に光を向けることが必要となる場合がある。

図４および図５は、光ガイド挿入体として使用される（図１の場合のように）、あるいは、ポリカーボネートのような剛性の、強靭な材料で製造される場合は、単純なフック型またはブレード型開創器として使用される光ガイド２３を示す。

光ガイド２３の近位端２３Ｐは、光エンジン、または、より高い出力光源の供給を受ける光ファイバーバンドルと光学的に結合するように適応する光受容口２５を含む。

ブレード前面２３Ｆにおける、ブレードの一部には、一つ以上の切子面、例えば、切子面２７が刻まれる。

この切子面によって、光ガイドを通過する光は、術野を指向することが可能となる。各切子面は、段差面が、例えば、表面２７Ｒであり、ステップ面が、例えば、表面２７Ｓである階段状と考えてよい。

この実施態様では、ステップ面は、一般に、全体的内部反射を助長し、一方、段差面は、通常、光発射面となる。切子面の段差面における光の屈折（通常、空気が他方媒体となる）によって、各切子面から発射される光の方向に著明な変化がもたらされ、そのため、切子面は、光を術野に向けて屈折するように、デバイスの軸および術野に対し適切な相対的角度に配置される。

ステップ面と段差面の間の角度は、各切子面における光指向性機能および光抽出機能を最大とするように選ばれてもよい。ステップ面および段差面の間の角度は、各切子面について光指向および光抽出機能を最大とするように選んでもよく、また、この角度は、切子面毎に異なっていてもよい。

この段差面およびステップ面は、通常平坦であるが、それらも、光ガイド内の光を調節し、光を、光ガイドの外に向けるために、より複雑な形状を取ってもよい。例えば、段差面は、その面を脱出する光を整形するための微小構造を含んでもよい。側面から見て、各段差面は、直線的であってもよいし、あるいは、何か他の形状、例えば、凸型または凹型であってもよい。

光ガイドにおける段差切子面の間隔は、数式で記述してもよいし、および／または、不規則または非周期的であってもよい。

切子面の大きさは、光ガイドにそって規則的であっても、あるいは不規則であってもよい。さらに、ステップ面は、全体的内部反射を強化するために、例えば、金属の反射性コーティングによってコートされてもよい。

数多くの切子面を設けることによって、術野が、数多くの光線によって照明され、均一に照らされる外見を呈するようになっていてもよい。

もっと数少ない切子面を使用してもよいが、その場合、ある領域が、別領域よりも多くの照明を受容することがあり、それは、望ましいこともあれば、望ましくないこともある。例えば、光ガイドの末端を切断することによって、単一切子面を使用することも可能であるが、この方法は、本明細書に記載される形態の光指向能力を欠く。切子面を整形し、例えば、面の角度を調整し、または、凹面または凸面を設けることによって、および／または、光ビームのプロフィールを整形するために微小構造を加えることによって、このような単一切子面の光指向能力を改善してもよい。

遠位端２３Ｄ近くの、光ブレードの後ろ側、下面２３Ｌは、角度調整された切子面２９において、該角度調整が、光線の内部反射が光ガイドの内部に留まるように、光線が、（遠位端で）前面に向かって光ガイド面の通過を可能とする（必ずしも全てが、反射されて光ガイドに戻るのではなく）のに十分なように行われる切子面を含んでもよい。

遠位端２３Ｄにおける光ガイド前面は、さらに別の光指向構造、例えば、成形、またはフォイル鋳型微小構造散乱子、または散乱フィルムを有していてもよい。この場合も、数多くの切子面が設けられ、背面切子面の反射面の角度は、均一な照明が得られるように、入射光および術野に対し適切な相対的関係を持つように選ばれる。

図６は、光ガイド２３の側面図であり、切子面２７および２９の設置、および、切子面の回折面および反射面の概略の角度を示す。

切子面面積は、用途に応じて変動してよい。図示の開創器では、約１０から３０ｍｍ長および１０から３０ｍｍ幅の切子面面積が提供される。これによって、多くの、通常手術のために良好な照明が得られる。術野の異なる部分を照明するために、一つ以上の切子面を、異なる区域に設置し、これらの各区域の切子面に、照明要求を満たすように異なる設計特徴を持たせてもよい。例えば、術野の一部は、明るい光点を形成する収束ビームによって照明することが望ましく、他方、術野の別の部位は、より分散的な照明が必要とされる場合がある。それとは別に、光を側方に指向させ、それによって、開創器は、一領域に設置されるものの、開創器の側から外れた近傍領域が照明されるようになることが望ましい場合がある。

図ではきわめて大きい尺度で示しているが、切子面の好ましいサイズは、約２５から５００ミクロン、より好ましくは約５０ミクロンである。この場合、術野に目立った明暗バンドの無い照明が得られる。

切子面は、射出光が、特定の領域、または、より狭く定義された指定術野に収束するように、図示のように、フレネル切子面と同様の曲面を持っていてもよい。

各切子面の遠位面は、光ガイドにおけるその位置、および所望の照明野に応じて異なる角度を持つ。使用される実際の角度は、特定の開創器、特定の光ガイド材料、光ガイド形状、および所望の照明区域の形状に依存する。

切子面の設置および設計、および全体内部反射を支援する特性は、事実上平坦な光ガイド対事実上曲線的な光ガイド、または、平坦および曲線の両形状を持つ光ガイドについて、変更しなければならない場合がある。

切子面は、照明要求に応じて、前面のみ、または後面のみ、または両面に設けてもよい。本明細書に記載される光調節特性の組み合わせによって、光ガイドの光の多くが術野を指向することが確保されるので、光ガイドの全体効率は改善される。

例えば、図４の光ガイドは、シリコンで製造された場合、光ファイバー系デバイスの４０パーセント効率に比べ、６５パーセントを超える効率を有することを我々は経験している。

さらに、全体的内部反射を最大化し、光ガイドそのものにおける光損失を最小化するため、そのいずれも全体効率に寄与する、他の特性、例えば、５００オングストローム未満、好ましくは１００オングストローム未満とされる表面凹凸変動も、効率的光ガイド設計の一部として通常的に含まれる。

さらに、効率を最大化するために、より吸収性の低い材料および／またはコーティング、例えば、反射性コーティングまたはフィルムが好まれる。さらに、効率を最大化するために、すなわち、標的領域を照らす光の量の、インプットにおいて光ガイドに入る光の量に対する比を最大化するために、光ガイドにおいて別の設計要素を加えてもよい。光発射構造は、外科医の目の方に後戻りする光を最小化するように設計することが好ましい。こうすることによって目の疲労および眩しさが軽減される。

図４の光ガイド２３の形状は、その長さに沿って変化する。厚みＴは、インプット２５（近位）から対向端（遠位）に向かって減少する。ステップ型切子面は、材料削減に寄与するために、遠位端２３Ｄに向かって光ガイド２３を次第に薄くする。そのため、手術の作業スペースに対する影響が最小化され、該スペースにおいて外科医が用具を操作する能力が妨げられない。

光ガイド２３は、近位端から遠位端に向かって幅（次元）Ｗに沿って広くなる。これは、より広いビームを発生させる能力を向上させる。

別の実施態様では、光ガイドは、光指向構造に必要な材料をより削減するために、遠位に向かって先細りするように製造されてもよい。これによって、口径は、面積が減少するにつれ増加するようになる。そのため、光の内のあるものの角度は増加するが、これは、より広いビームの形成に有利となるように利用することが可能である。このように、光ガイドの断面は、光指向能力を上げるように、近位端から遠位端に向かって変化させてもよい。

本発明は、平坦ブレード開創器に関連させて例示されるが、本発明は、様々な形態、例えば、シュタインマンピン、円筒形脊柱開創器、フック、対向ブレード開創器、直角開創器、デスマールの蓋開創器、腰椎開創器ブレード、喉頭鏡ブレード、展性開創器（光ガイドが、展性および屈曲性を有する場合に限る）、歯科用開創器、および種々の他の開創器として実現されてもよい。

切子面は、光ガイドの面に刻み込まれるか、または搭載される、突稜、ステップ、または遠位側に直面する隆起として形成されてもよい。

図７は、光ファイバーケーブル３３を備えた開創器ブレード照明装置３１が、直角ブレード開創器３７に対し解除可能に取りつけられた光ガイド３５に接続される状態を示す。好適なものであれば、いずれの直角ブレード開創器であっても、例えば、ＭｃＣｕｌｌｏｃｈ、Ｃａｓｐａｒ、Ｔａｙｌｏｒ、Ｍｅｙｅｄｉｎｇ、または他のいずれものであっても使用が可能である。

この図では、細長なＭｃＣｕｌｌｏｃｈ型開創器が示されている。光ガイド３５の大きさは、任意のサイズのブレード開創器に合わせてよい。この特定の実施態様では、光ファイバーケーブルは、雄型コネクターを有し、光ガイドは、対応する雌型コネクターを有するが、反対の配置を使用することも可能である。光ファイバーケーブルから射出される光の、光ガイドに対する結合は、通常、単純な面対面結合で、通常、二つの面の間には僅かな空気ギャップを持つ結合を介する。結合インターフェイスは、光の伝送を促進するために、指数適合材料によって実現されてもよい。ある用途では、結合インターフェイスに、他の要素、例えば、収束レンズ、または保護的サファイアウィンドウを含めることが望ましい場合がある。

図８は、後面の光指向構造４１、および前面の光指向構造４３に向けて、入射光を直角に指向させる、一次光指向構造３９を備えた光ガイド３５を示す。後面光指向構造４１は、単純な傾斜面であってもよいし、図５に示すような、角度つき、または段差つきの、一連の面であってもよいし、あるいは、その他の、適切な光指向構造であってもよい。さらに、スライド係合構造４５であって、開創器の、対応スライド構造に係合する構造の外、光ガイドが開創器の所定の位置に納まるのを助けるスナップ機構４７も示される。

図９は、光ガイド３５が、一次光指向構造３９を備えた開創器３７の上に搭載された状態の、開創器ブレード照明装置３１の平面図を示す。この実施態様の重要要素は、構造部材５３から、光伝達構造５１を隔絶する空気ギャップ４９を光伝達構造５１の周囲に含めることである。内部反射か、または、異なる屈折率を持つ、二つの異なる材料のインターフェイスにおける屈折のいずれかによって生じる恐れのある光損失を抑えるために、光伝達構造は全て、支持構造との接触を、それがいずれのものであれ、最小化しなければならない。光伝達経路、および、光ガイドと一体的であってもよいし、または、他の材料から製造されて光ガイドに取り付けられてもよい、支持構造における空気ギャップの使用に関する慎重な考察は、光損失を最小化するのに役立つ。本実施態様および他の実施態様では、図４に関連して記載した、厚みおよび幅テーパー技術を適用してもよい。

図１０は、Ｃａｓｐａｒ型ブレード開創器照明システム５５の、別実施態様を示す。光ガイド３９は、ヘッド６１の周囲を回る光分岐伝達子５９を含む。該ヘッド６１には、開創器を保持、または操作するためのホールダーおよび他の用具が取りつけられる。ブレード本体６０は、屈曲部６３を持つ。該屈曲部６３は、光ガイド前面の延長となり、標準的Ｃａｓｐａｒ型ブレード開創器の垂直平面を模倣するが、開創器によって創出される術野にまで進入することがないように設けられる。屈曲部６３が無い場合、光ガイドの底部は完全に露出されることになるので、他の光指向構造を、底面に、例えば、開創器ブレードの直下を照明するように配置させることが可能となる。

図１１では、照明開創器６５は、Ｃａｓｐａｒ型ブレード開創器６５Ｒ、および、開創器の後面に係合する光ガイド６７を含む。光発射部分（光発射器）６９は、図示のように光を下方に投射するように設計される。バネ仕掛けスナップ７１によって、光ガイド６７は、図示のように、光ガイドの屈曲部によって形成される領域に係合する。光発射器６９はよく作動していても、用具を使用する場合、術野に不快な影を落とす場合がある。そのような場合、図４または図８に示すような、比較的長いが、背側から射出する、光発射セクションは、陰影を抑えるため好ましい場合がある。さらに、光発射面面積は、飛散する汚染性血液または組織の作用を軽減するため、できるだけ大きくすることが好ましい。飛散血液または組織痕は、光発射領域の面積を閉塞し、照明を供給し続けるのに残されるのは汚染されない領域のみとなるからである。図８の光ガイドは、開創器の切り欠きを通じて光発射面を露出し、光が術野を照明可能とするように、背部から開創器に嵌合するように適応されていてもよい。

図１２は、ＭｃＣｕｌｌｏｃｈ型照明開創システム７３の別実施態様を示す。ブレード７５Ｂが、光ガイド７７が幅（次元）７４に沿って広くなることを要求する、広幅型であることを除いては、開創器７５は、図７のものと同様である。図７の、狭小な光ガイドを、広幅型のブレードに適合するように製造することは可能であるが、光ガイドの狭小は、広幅型ブレードが使用される手術タイプにとって十分に広い照明区域に光を指向させるための選択肢を制限する場合がある。より広い光ガイドは、一般に、より広い照明区域を照明するためのより多くの選択肢を提供する。光ガイドは、狭い照明区域と広い照明区域の両方を照明するための選択肢を実現するために、頂上部分では狭く、下方部分ではより広くなるか、または、その逆であってもよい。さらに、光インプットコネクター７９は雄型である。

図１３は、図７に対し別の光ガイド保持法を有する、照明開創システム８１を示す。この方法では、光ガイド８５が開創器８７に係合するとき、該光ガイド８５にロックされるようフレーム支持アーム８３が使用される。

図１４は、一次直交性光指向構造が、前端において漸進半径９１によって置換される、図１２の別態様である、照明開創システム８９を示す。このため、支持フレームバーのための穴９３を後へ動かすことが可能とされ、従来技術で既知のオフセット型開創ブレードが形成される。半径９１は、図１２に示す、より方形に近く面取りされた辺縁に比べ、事実上より広い、用具のための作業空間を提供する。

図１５は、Ｃａｓｐａｒ型ブレード開創器９５であって、本体９７が、完全に光ガイド材料から形成され、円筒形光インプット部分９９が、ヘッド１０１の先端に延びる開創器を示す。ヘッド１０１は、金属で製造され、取り付けられるか、または挿入成形されることが好ましい。光学要素１０３は、インプット部分９９からの光を収集し、その光を本体９７に向けるための、放物線複合コンデンサーなどの、光指向構造であってもよい。時には別に光抽出構造とも呼ばれる、光指向構造は、本体９７の外面および／または内面に、および／または、タング１０５に沿って設置され、それによって、光が、タング１０５の下から直接、術野の、時には別に「側溝」とも呼ばれる領域に伝達されるようになっていてもよい。

この構成では、ヘッド１０１部分は、手術の作業領域に直接隣接するので、ホールダーまたはマニプレータなどの接続部は、どのようなものであれ、妨げとなる可能性がある。

図１６は、完全な金属製Ｃａｓｐａｒ開創器をより忠実に模倣する、好ましいＣａｓｐａｒ型照明開創器１０７を示す。ヘッド１０９部分は、基盤１１１に配置されるが、両方ともプラスチックまたは金属であってもよい。ヘッド１０９は、基盤１１１と一体であってもよいし、または、別々に合体された成分であってもよい。例えば、ファイバーコネクターは、工業基準ＡＣＭＩであってもよいし、または、Ｗｏｌｆコネクター、または、光源接続に使用される市販の専売コネクターであってもよく、基盤１１１の一体部分であることが好ましいが、別成分であってもよい。光ガイド本体１１５は、その前面に光抽出切子面を含み、下方タング１０７Ｔにさらに別の光抽出構造を有していてもよい。

本体１１５の後面１１５Ｒは、強度と光指向を実現するような半径を有していてもよい、すなわち、光指向構造は、さらにもう一つの機能、例えば、機械的強度の上昇をもたらしてもよい。術野の特異的領域に特異的照明を提供するために、必要に応じて、光ガイド本体１１５の他の面に、他の光指向性、または光抽出性構造を設置してもよい。さらに、既知の屈折率を持つ、フィルム積層体を、光損失をもたらす可能性のある、様々の屈折率を持つ生体組織に直接置かれる後面に配置してもよい。このようなフィルムは、組織の後退の際、割れたり、壊れたりするプラスチック製開創器の各部分をまとめて保持することによって別機能を果たす場合がある。

図１７は、図１６の照明開創器１０７の側面断面図であり、光ガイド本体１１５が、コネクター１１３の中の光インプット部分１１７と連続することを示す。光インプット部分１１７は、コネクター１１３の中に隠蔽することが可能な、テーパー型または複合型放物線コンデンサーなどの、光捕捉構造および／または光指向構造を含んでもよい。光インプット面および光源の間に空気ギャップが存在してもよい。光は、光源から出ると直ちに分散するので、ある光は、インプット面の周囲で失われる可能性がある。例えば、４．０ｍｍ直径の光ファイバーケーブルに接続される、３．５ｍｍ直径の光ファイバーデバイスは、直径のミスマッチ、および、空気ギャップ、例えば、ＡＣＭＩコネクターシステムに通常見られる０．５ｍｍの空気ギャップの横断時における分散光損失によって効率が低下することが考えられる。

照明開創器のもう一つの局面は、分散光を光ガイドに収束するために、インプットコネクターのインプット面が、嵌合光源よりも大きくなっていることである。例えば、５．６ｍｍ直径の光ガイドインプットは、４．０ｍｍのファイバーバンドルから、光源の口径が０．５５であると仮定すると、両者の間に０．５ｍｍのギャップがある場合散乱光を収束することが、単純な幾何学から示される。サイズが制限されるのであれば、別のインプット形状を用いることによってさらに効率が上げられる。例えば、４ｍｍ平方のインプットは、４ｍｍ直径光源から若干の散乱光をその四隅において捕捉する。散乱光損失は、光ファイバーシステムの金属コネクターにおける熱発生に対する重要な寄与因子である。上記概念は、この熱を下げるので、このようなシステムに伴う危険である、患者が火傷を被る確率が下がる。光ガイドインプットのサイズ調節を可能とする外、プラスチック製光ガイドは、通常の光ファイバーケーブルにおいて、雄型金属コネクターに対し雌型プラスチックコネクターを組み込むことが可能である。プラスチックは、金属の雌コネクターほど素早く熱を伝達しない。焦点調節レンズを使用することも可能であるが、これらは、どのようなアッセンブリに対して用いるにせよ、コストを増す。

図１８は、完全一体化光ガイド１１９として作製されたＭｃＣｕｌｌｏｃｈブレード開創器を示す。光はコネクター１２１に入り、次いで、直交方向の反射器１２３に入射する。ある光は、チャンネル１２５の前壁によって反射されて撥ねだされることがある。ある光は、後方領域１２７に入り、光を下方に向けない内部反射のために失われることがある。

図１９の、別の、一体化照明開創器１２９は、光の下方指向をより助長する、より長い反射壁１３３を創出する空気ギャップ１３１を設けることによってこの問題を解決する。光路は、同じ光ガイドの機械的特性から保護されてもよい。この完全一体化光ガイドを、光ガイドに構造要素が付け加えられる複合構造に変換することによって強化してもよい。

フィレット、ガセット、またはリブなどの構造要素を、プラスチック製光ガイドそのものに付け加えてもよい。金属製、または強化プラスチック製のＩ−ビーム、バー、またはチューブなどの構造部材を、光ガイドと一体成形してもよい。この場合、上記構造部材は、光ガイドにおける綿密に設計された光路に対する干渉を避けるために、光ガイドにおいてあまり光の存在しない領域に設置することが好ましい。そのような構造部材として、光路設計に含められてもよい研磨面、例えば、意図的反射器が含まれてもよい。

強度を増すために、光ガイドに、金属製または強化プラスチック製バックボーンを接着してもよいが、設置および材料特性は、光路の設計時に考慮しなければならない。いくつかの材料の表面は、硬さを増すために処理してもよいが、そのような表面処理は、それがどのようなものであれ、光路設計に対するその作用、例えば、未処理材料とは異なる屈折指数を持つ新層を付け加える可能性があるかどうかを考慮しなければならない。前述したように、ある光学的特性（例えば、反射または散乱）のためにフィルムを添加してもよい。このようなフィルムは、最終的アッセンブリに対し強度を付加するものであって、部品が折損した場合、術野への断片放出を防ぐのに役立つものであってもよい。

図２０は、光ガイド１３９が、開創器１３７の上に形成される溝１４１の中を滑走することを可能とするように構成される開創器１３７から成る、別の開創器照明システム１３５を示す。それとは別に、光ガイド１３９は、開創器１３７の側面の周囲を滑走するか、または、開創器１３７の上、または中にスナップ嵌合するように構成されていてもよい。

光ガイド１３９は、適切な方法、例えば、挿入成形、一体成形、または、接着剤、好ましくは、光が屈曲性インプット１４３から光ガイド１３９の中に移る際、光損失を最小とするように、屈折指数が適合する接着剤を介して、光ガイドに取りつけられる屈曲性インプット１４３を有する。

屈曲性インプット１４３は、好適な、屈曲性を持つ、光伝達性材料、例えば、光ファイバーケーブルまたはシリコンから形成されてもよい。屈曲性インプット１４３は、その辺縁を展開させて光ガイド１３９に挿入されてもよい。こうすることによって、光ガイド１３９の幅全体に亘って光を分布させ、手術の作業スペース内部における光ガイド１３９の細長プロフィールに合致させることが可能となる。

屈曲性インプット１４３の近位端１４５は、短い屈曲性材料でできていて、別の光ファイバーケーブルを介して光源に接続される「ブタの尻尾」を形成する、好適な光学的コネクターを有してもよいし、あるいは、より長くできていて、好適な光源に直接接続するケーブルを形成してもよい。この実施態様は、屈曲性インプット１４３が、開創器１３７の頂上に置かれるので、手術時、使用される用具によって損傷される恐れがあるという欠点を有する。

図２１に示す、別の開創器照明システム１４７は、屈曲性インプットが保護されるよう、屈曲性インプットをフレームバー１５３の下に配置するように開創器１４９を改良することによってこの問題に対処する。

様々な照明要求を実現するために、本明細書に記載されるタイプの、複数ブレード開創器照明装置を特定の手術に使用してもよい。例えば、比較的高強度の光スポットを提供するように設計される照明器を、比較的散漫な、広角光ビームを提供するように設計される照明器と共に使用してもよい。さらに、特定の組織の可視化を向上させるために、異なる周波数を持つ光を用いてもよいし、および／または、眩しさを抑えるために、複数の偏光要素を光ガイドにおいて統合してもよい。光ガイドはさらに、他の機能、例えば、換気、還流、および／または、吸引用に別々のチャンネルの設置を含めてもよい。その際、空気ギャップの概念を用いるか、または成形金属反射器を挿入することによって、同じ光ガイドにおいて、光路が、これら他の機能から隔絶されるようにする。

デバイスおよび方法の、好ましい実施態様が、それらが開発された環境を参照しながら説明されたわけであるが、本説明は、本発明の原理を単に例示するものであるにすぎない。他の実施態様および形態も、本発明の精神および付属の特許請求項の範囲から逸脱することなく工夫することが可能であろう。

３、１３、３７、７５、８７、１０７、１２９、１３７、１４９：開創器
５、２３、３５、６７、７７、８５、１３９：光ガイド
２３Ｐ：近位端
２３Ｄ：遠位端
２３Ｌ：下面
７：光発射面
９、１７、２１：術野
１１：光源
２５：光受容口（インプット）
２７、２９：切子面
３１：開創器ブレード照明装置
３７：直角ブレード開創器
５５：Ｃａｓｐａｒ型ブレード開創器照明システム
６５：照明開創器
６５Ｒ、９５：Ｃａｓｐａｒ型ブレード開創器
７３：ＭｃＣｕｌｌｏｃｈ型照明開創システム
８９、１３５、１４７：開創器照明システム

Claims (1)

1. 明細書に記載の発明。

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