JP2016179239A - シクロオレフィンポリマーおよびシクロオレフィンコポリマーの医学的装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シクロオレフィンポリマーおよびシクロオレフィンコポリマーの医学的装置を提供すること【解決手段】一実施形態において、外科照明システムは、シクロオレフィンポリマーで形成され、近位端と遠位端と外面と内面と該内面によって形成される孔とを有するカニューレと、カニューレと一体化して形成される２つの光導管であって、光導管は各光導管とカニューレとの間の係合領域以外でカニューレの近位縁からオフセットされ、各係合領域は傾斜反射面を含む、２つの光導管と、カニューレの近位端から遠位端に光を配向するためのカニューレの表面の中に形成される１つ以上の光配向要素と、光を抽出するためのカニューレの遠位端付近に形成される１つ以上の円周小面であって、１つ以上の円周小面は隣接する円周小面に対して鈍角で形成される、１つ以上の円周小面と、カニューレの遠位端上の１つ以上の光制御構造とを備えている。【選択図】なし

Description

以下に記載される本発明は、外科手術中の体内手術野照明の分野に関する。

診断およびまたは治療のための体腔の照明は、頭上照明に制限されている。高輝度白色光が開発され、半導体およびレーザ光と同様に、制限された容認を受けているが、しかしながら、それらの光源は、それらの使用と関連する熱および重量の不利益を有する。従来の光源は、光を体腔に伝導するために、光ファイバおよび同様の導波路材料に頼る。医学的用途に示唆される従来の導波路材料は、長時間の使用にて、不安定な伝送特性に悩まされ、それらの伝送特性はまた、従来の技術を使用して無菌化される時に変化する。加えて、精密光学ポリマーは、医学的／外科的状況での適用を制限する、制限された機械的性質を有する。

以下に記載される装置は、主に、非晶質ポリオレフィン、シクロオレフィンポリマー、またはコポリマーからなる装置を、外科的退縮（ｒｅｔｒａｃｔｉｏｎ）もしくは照明、または両方に提供する。好ましくは、主に、シクロオレフィンポリマーで形成される開創器を、照明装置として使用する。シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）またはシクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）で形成される外科用照明システムは、１つ以上の手術器具、照明光源、照明光源から照明エネルギーを伝導するための照明導管、および照明導管と係合し、照明導管から光導波路に、照明エネルギーを結合するための、アダプタリングを収容するように寸法決めされる孔を有する、略シリンダー状光導波路を含み得る。アダプタリングは、照明導管と光導波路との間の相対運動を可能にし得る。

新照明システムはまた、照明光源、遠位端および近位端を有するシクロオレフィンポリマーで形成される略シリンダー状光導波路、ならびに、近位端から遠位端を通って延在する、１つ以上の器具または道具を収容するように寸法決めされる孔を含み得る。導波路は、近位端から遠位端に光を伝導し、遠位端から光を投影する。照明導管は、光源から光導波路の近位端に光を伝導する。

ＣＯＰ照明システムはまた、ＭｃＣｕｌｌｏｃｈ開創器等、任意の好適な開創器システムを含んでもよく、ＣＯＰ照明器を収容するために、開創器ブレード内にチャネルを含む。このシステムでは、ＣＯＰ照明器はまた、光入力部から光出力部に、照明器の任意の活性成分を包囲する空隙を有する。照明器は、照明器の入力、出力、および表面の構成および配向性の結果として、光が通過する活性部分、および光が通過しない不活性または不感帯を有する。不感帯は、照明器が開創器に安全に係合することを許容するための要素を含み得る。

以下に記載される医学的開創器システムは、カニューレ、開創器またはその近位端からその遠位端に延在する、シクロオレフィンポリマー要素を有する開創器ブレード、操作可能にシクロオレフィンポリマーの近位端に結合される光源、およびシクロオレフィンポリマーの遠位端付近の、少なくとも１つの光抽出要素、を含む。

ＣＯＰブレード挿入照明システムは、シクロオレフィンポリマーからなる、１つ以上の照明要素を含む。ＣＯＰ照明要素は、導波路として機能し、例えば、対称面または非対称面、レンズ、回折格子、プリズム、およびまたは光エネルギーのカスタマイズされた送達のために、精密光学として機能するための拡散器等の光学構成要素を取り込み得る。照明要素は、構成要素が組み合わされ、ブレード開創器の異なるサイズと一致されることを許容する、モジュラーであってもよく、または、単一統合ユニットであってもよい。それぞれのモジュールはまた、ユーザが同様に、光学性能を組み合わせ一致させることを許容する、拡散光出力または集中光出力等、異なる性能特性を有する。

手または足等の小規模手術部位のための、任意の解剖用道具およびまたは開創器はＣＯＰで形成され得、近位端での光入力は遠位端が手術部位を照明することを可能にする。ワイヤ等の１つ以上の構造要素は、増大した機械的強度のためにＣＯＰ道具に共成形され得る。好適なＣＯＰ配合は、登録商標ゼオノール（Ｚｅｏｎｏｒ（登録商標））下のＺｅｏｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｌ．Ｐ．によって産生される。ゼオノール（Ｚｅｏｎｏｒ（登録商標））は、前述のように、使用のための機械的特性、ならびに光学安定性および特性を有する。

図１は、ＣＯＰブレード挿入照明器の斜視図である。 図１Ａは、Ａ−Ａに沿った、図１のＣＯＰブレード挿入照明器の断面である。 図１Ｂは、Ｂ−Ｂに沿った、図１のＣＯＰブレード挿入照明器の断面である。 図２は、代替のＣＯＰブレード挿入照明器の斜視図である。 図２Ａは、図２のＣＯＰブレード照明器の付着機構の斜視図である。 図３は、別のＣＯＰブレード挿入照明器の斜視図である。 図３Ａは、図３のＣＯＰブレード照明器の光出力部の近接斜視図である。 図３Ｂは、図３のＣＯＰブレード照明器の導管部の近接斜視図である。 図３Ｃは、図３のＣＯＰブレード照明器の光導管部への光線経路の正面図である。 図４は、短いブレード開創器のための柔軟性のある入力結合を伴う、単一導波路ＣＯＰブレード照明器の斜視図である。 図５は、長いブレード開創器のための柔軟性のある入力結合を伴う、単一導波路ＣＯＰブレード照明器システムの斜視図である。 図５Ａは、硬い入力結合を伴う、代替の導波路ＣＯＰブレード照明器の斜視図である。 図６は、ＣＯＰブレード挿入照明器部のための代替の付着機構の斜視図である。 図７は、段階的導波路部分を伴う、ＣＯＰブレード挿入照明器の側面図である。 図８は、代替の単一導波路ＣＯＰブレード挿入照明システムの斜視図である。 図９は、光配向構造を伴う、単一導波路ＣＯＰブレード挿入の斜視図である。 図１０は、付着機構を有する光配向構造を伴う、単一導波路ＣＯＰブレード挿入の斜視図である。 図１１は、退縮要素と共成形された導波路要素を伴う、単一導波路ＣＯＰブレード挿入の斜視図である。 図１２は、ＣＯＰ照明開創器の斜視図である。 図１２Ａは、入力カラーおよび照明ブレード入力の分解組立図である。 図１３は、図１２のＣＯＰ照明開創器の断面図である。 図１４は、図１２のＣＯＰ照明ブレードの側面図である。 図１５は、図１２のＣＯＰ照明ブレードの正面図である。 図１６は、使用中の、ＣＯＰ喉頭鏡空洞照明器の側面図である。 図１７は、ブレード内の照明光源を伴う、ＣＯＰ喉頭鏡照明システムの側面図である。 図１８は、ハンドル内の照明光源を伴う、ＣＯＰ喉頭鏡照明システムの側面図である。 図１９は、本開示による、代替のＣＯＰ喉頭鏡照明器の側面図である。 図２０は、ブレードを結合するＣＯＰ照明器導波路を含む、金属ブレード喉頭鏡の側面図である。 図２１は、Ｂ−Ｂに沿った、図２０のＣＯＰ照明器導波路を伴う、喉頭鏡の断面である。 図２２は、ＣＯＰ喉頭鏡空洞照明器導波路の側面図である。 図２３は、ＣＯＰ検鏡照明システムの側面図である。 図２４は、ハンドルが閉じた状態の、図２３のＣＯＰ空洞照明システムの側面図である。 図２５は、ハンドル内に照明光源を伴う、代替のＣＯＰ空洞照明システムの側面図である。 図２６は、ＣＯＰ空洞照明システムの側面図である。 図２６Ａは、Ｃ−Ｃに沿った、図２６の空洞照明システムのＣＯＰブレードの切断図である。 図２６Ｂは、Ｃ−Ｃに沿った、図２６の空洞照明システムの代替のＣＯＰブレードの切断図である。 図２７は、さらに別の代替のＣＯＰ空洞照明システムの側面図である。 図２８は、本開示による、さらに別のＣＯＰ空洞照明システムの上面図である。 図２９は、Ｄ−Ｄに沿った、図２８のＣＯＰ空洞照明システムの切断図である。 図３０は、屈曲した入力光結合を伴う、ＣＯＰ光学導波路の斜視図である。 図３１は、図３０のＣＯＰ光学導波路の遠位端の拡大斜視図である。 図３２は、分割された入力結合を伴う、ＣＯＰ光学導波路の斜視図である。 図３３は、図３２のＣＯＰ光学導波路切断図である。 図３４は、Ｂ−Ｂに沿った、図３２のＣＯＰ光学導波路の断面である。 図３５は、分割された入力結合を伴う、代替のＣＯＰ光学導波路の斜視図である。 図３６は、分割された入力結合を伴う、別の代替のＣＯＰ光学導波路の斜視図である。 図３７は、ＣＯＰ光学導波路の遠位端の断面である。 図３８は、代替のＣＯＰ光学導波路の遠位端の断面である。 図３９は、強化および遮蔽された分割された入力結合を伴う、代替のＣＯＰ光学導波路の斜視図である。 図４０は、図３９のＣＯＰ光学導波路の切断図である。 図４１は、明瞭さのためにクランプアセンブリが除去された、図３９のＣＯＰ光学導波路の斜視図である。 図４２は、図４１のＣＯＰ光学導波路の側面図である。 図４３は、明瞭さのためにクランプアセンブリが除去された、ＣＯＰ光学導波路の切断斜視図である。 図４４は、図４３の入力コネクタの接写正面図である。 図４５は、分離可能なＣＯＰ導波路の斜視図である。 図４６は、図４５のＣＯＰ光学導波路の切断図である。 図４７は、延長された反射面を伴う、ＣＯＰ光学導波路の切断図である。

図１の開創器照明システム１０は、光ファイバ入力１４を係合するために、チャネル１３を含むブレード開創器１２、および導波路照明器１６を含む。ラッチ１７は、結果として生じるアセンブリが、照明に好適な任意の位置まで、チャネル１３内で上下に移動され得るように、導波路照明器１６を光ファイバ入力１４に、機械的に付着する働きをする。ファイバ入力１４と導波路照明器１６の間の光学結合は、ファイバ入力１４または導波路照明器１６のどちらか、または両方に塗布される、インデックスマッチングゲルまたは他の同様の材料の使用によって増強され得る、単純な対面結合である。導波路照明器１６に進入する光は、所定の照明領域２０を照明するように光が出る、出力構造１８等の出力光学的構造に到達するまで、最小の光損失で、導波路内に含有される。出力光学的構造１８は、半径または傾斜面を含み得る１つ以上の階段面またはレンズ、１つ以上のプリズム構造、１つ以上の回折格子、適合された光学膜、または利用可能な光を所定の照明領域２０に配向するよう設計された他の光学的構造を含み得る。

図１Ａの断面図にて、ブレード１２のチャネル１３は、導波路照明器１６を係合する。例えば、円形またはひし形断面を有する単一チャネル等、任意の好適なチャネル構成が使用され得る。図１Ｂの断面図は、ファイバ入力１４内に形成されるホールまたは戻り止め１４Ｄに嵌め込むラッチ１７を示す詳細で、ブレード開創器１２、導波路照明器１６、およびファイバ入力１４の断面を示し、ラッチは少量の力で離脱され得る。出力光学的構造１８は、所定の照明領域２０を照明する出力光エネルギー２１を制御および配向する。

図２の代替のブレード挿入照明システム２２は、光入力部２６、光導管部２７等の１つ以上の光導管部、および出力光学要素３０等の１つ以上の出力光学要素を含む、光出力部２８等の光出力部を含むブレード開創器２４を含む。この構成では、光入力部２６は、統合された光ファイバ入力３２を有する。ストランド３２Ａおよび３２Ｂ等の１つ以上の光ファイバストランドは、ストランドを、部分内に形成される形成受容ホール２６Ｒ内に成形することによって、または他の好適な方法によって、光入力部２６の上部に統合され得る。要素３３等の光結合要素も、光結合および分配を改善するために含まれ得る。カラー３４等のカラーは、光学ファイバ入力の歪み緩和を助けるために提供され得る。光配向構造３６は、光が光入力部２６の側面に沿って配向されるように、光を導波路照明器の中心内に達するようにする。同一光配向構造は、光を次の部分に配向する働きをする、光導管部２７に示される。光入力部２６および光導管部２７は、光配向構造なしで提供され得るが、結果として効率の低下になり得る。

出力光学要素３０は、光が逃げることを許容し、関心組織に向けて光を配向するために、光出力膜が付着される平面を有してもよく、または、出力部２８は、出力光学要素３０を通して外へ光を送る働きをする、後面２８Ｒ上に位置付けられる、または後面２８Ｒ内に統合される、出力光学膜または成形構造を有してもよい。

図２Ａは、係合部材３８等の１つ以上の雄の部材からなる部分付着機構および、レセプタクル３９等の対応するレセプタクルを示すために、光導管部２７を除去して、図２のブレード挿入照明器システムを示す。雄の部材３８の出力端３８Ａはまた、光を対応するレセプタクル内に集中するために、例えば、レンズ３８Ｌ等のレンズの１つ以上の出力伝送結合構造または光学的構造を含み得る。レセプタクル３９の底面３９Ａはまた、対応する導波路内に光を伝播するために、例えば、レンズ３９Ｌ等のレンズの、１つ以上の入力伝送結合構造または光学的構造を含み得る。使用時、雄の部材は、後続部分の雌のレセプタクル内に押圧され、摩擦はそれらの部分をともに保持する。

この構成では、例えば、短い長さを有するブレードを適合するために、または導波路要素のブレード開創器に沿った調整が、照明領域の位置を調整可能にするために、光入力部２６および光出力部２８がともに直接連結されることを許容するように、図２の光導管部２７は除去され得る。１つ以上の光導管部２７は、モジュラーブレード挿入照明システムをそこに提供することによって、中間のまたは長い長さのブレードを適合するために、アセンブリに付加され得、モジュラーブレード挿入照明システムは必要に応じて構成要素が組み合わせおよび調整され得る。例えば、１つ以上のブレード開創器が処置で使用される場合、１つのブレードは、手術野の上部を照明するために、ブレード照明構成要素のより短いアセンブリと適合されてもよく、第２のブレードは、手術野の下部、深部を照明するために、ブレード照明システム構成要素のより長いアセンブリと適合されてもよい。例えば、光出力部を作業領域に近接してスライドさせると、照明の強さを増大させ、作業領域から離れてスライドさせると、より大きい拡散、より弱い照明を提供するように、ブレードチャネル内でブレード挿入照明システムを上下に僅かにスライドさせることは、照明領域が調整されることを許容する。このようにして、モジュラーブレード挿入照明システムは、特定の種類の作業を行うことを最適化し得る。

図３は、ブレード１２内に挿入される代替のブレード挿入照明システム４０を示す。ブレード挿入照明システム４０は、光入力部４０Ａ、導管部４０Ｂ等の１つ以上の光導管部、および光出力部４０Ｃを含む。分岐光ファイバケーブル４１は、光入力部４０Ａ内に統合される。このブレード照明器構成は、係合アーム４２および光配向構造４４を含む。

図３Ａ、３Ｂ、および３Ｃは、アーム４２および光配向構造４４の詳細を示す。ブレード挿入照明器システム４０の２つ以上のモジュラー要素がチャネル１３を係合する時に、第１の要素４０Ｂの係合アーム４２は、要素の間の界面４５で、安全な光学的連結を維持するために、隣接要素４０Ａを係合する。アーム４２は、歯４７が隣接要素の光配向構造を係合可能にする結合部４６で、屈曲を可能にする略弾力部材である。光収集レンズ４８等の１つ以上の光制御要素は、光出力部４０Ｃの入力端４９等の各ブレード照明器要素の入力端で含まれ得る。同様に、光出力レンズ５０は、導管部４０Ｂ等の光導管部の下部、出口、または出力端５１で含まれ得る。レンズ４８および５０は、モジュール間の光の伝送を助けるための、光学的構造の使用を例証する。傾斜面、多面レンズ構造、球面または非球面レンズ等の任意の他の好適な光学的構造も使用され得る。図３Ｃは、光が導管要素４０Ｂ等のブレード挿入照明器導管内をどのように進むかを示す。分岐光ファイバケーブル４１からの光は、図３に示されるように、まず、光入力部４０Ａの先端部に進入する。光ファイバケーブルまたは光収集レンズ４８のどちらか一方から、導管４０Ｂ等のブレード照明器導波路に進入する光エネルギー５２は、光配向構造４４および光出力レンズ５０によって誘導される。

単一要素ブレード照明器５４は図４で示される。この実施例では、開創器５６は短いブレード５７を有する。長いブレードを有する開創器と使用される時に、単一要素ブレード照明器５４は、必要なときにどこででも照明を提供するために、開創器ブレードの長さに沿って調整され得る。

この構成では、光ファイバケーブル５８の短い部分は、出力端で、ブレード照明器導波路６０内に統合され、入力端で、業界標準ＡＣＭＩコネクタまたは任意の他の種類の標準または専売コネクタ等の、任意の好適なコネクタ６２を有する。コネクタ６２は、通常、外部光源から光を伝導する標準光ファイバ光ガイドケーブルに連結している。ブレード挿入照明システム５４は光損失を最小化するように作られているので、携帯可能なＬＥＤ光源は、コネクタ６２に直接付着されてもよく、または非常に短い光ファイバ光ガイドケーブルを介して付着されてもよい。光ファイバケーブル５８の短い部分は、柔軟性があり、コネクタ６２と光ガイドケーブルがどのように指向されるかにおいて、かなりの許容範囲を許容する。例えば、コネクタ６２は、開創器５６のハンドル５６Ｈに向けて配置されてもよく、または、外科医および使用中であり得る任意の他の機器を避けるために、どちらの側面上に配置されてもよい。

図５のブレード照明器システム６４に延在する単一要素は、開創器６６等の長いブレード開創器を適合するよう設計される単純なブレード挿入照明器である。照明器導波路６８は、入力６９で光を受信し、全内部反射を通して、中心部分６８Ｃを通して光を伝導し、出力構造７０等の出力光学的構造は、照明するために、所定の領域に向けて光を配向する。

図４および図５は、ブレード挿入照明器が、それとともに使用される開創器ブレードの大きさに適切な異なる大きさで提供され得ることを示す。図５Ａのブレード挿入照明器７２は、図４および図５で示されるように、光ファイバケーブル５８の短い部分の場所にある硬い光入力構成要素７３を伴う、延長された導波路ブレード照明器である。硬い光入力構成要素７３は、光ガイド部、導波路７４、および硬い光入力構成要素７３の全てを１つの装置として成形させることを許容し、その結果、アセンブリの費用を低減する。フランジ７５等の支持ガセットまたはフランジは、安定性を提供するために付加され得る。フランジ７５は、光が逃避するのを阻止するために、塗装または薄膜を有し得る。または、例えば、共同成形または外側被覆過程を使って、異なる材料で作られ得る。硬い光入力構成要素７３は、示されるように、直交入力を有してもよく、光配向構造７６に、コネクタ６２から導波路照明器の導波路７４に光を配向するように要求する。硬い光入力構成要素７３はまた、図５に示されるように、半径を備えて形成されてもよく、コネクタ６２から導波路の本体まで光を誘導するために、全内部反射を使用する。硬い光入力構成要素７３はまた、回転可能に作られ、その結果、光ファイバ光ガイドケーブルが、他の器具との衝突を回避するために、必要に応じて手術野周辺に位置付けすることを許容する。

図６は、導波路構成要素をともに保持するラッチ８２の代替の配置を示す、代替のモジュラーブレード挿入照明器要素８０Ａおよび８０Ｂを示す。ラッチを図３に示されるような構成要素の前でなく側面に保持することで、外科処置の過程中に、手術器具によってラッチが偶発的に解放される、または破壊される可能性を減少させる。任意の他の好適な機構は、１つのモジュールから次へと光結合を最適化するために、例えば、蟻継ぎ接合、実矧ぎ継ぎ接合、好ましくは、屈折率整合接着剤等の接着剤で、モジュラー構成要素を相互に付着するために使用され得る。付着機構はまた、光路から分離されてもよく、例えば、金属ピンおよびソケットは、モジュールの光学的不活性領域に位置されてもよい。

図７は、各後続導波路部が、厚さ８５が低減される、代替のモジュラーブレード挿入照明システム８４の側面図を示す。これは、出力構造８６等の出力光学的構造が、上流導波路の露出された端部に位置付けされることを許容し、その結果、光が、部分８４Ａ、８４Ｂ、８４Ｃ等の各導波路部から配向されることを許容する。部分８４Ａ、８４Ｂ等の各導波路構成要素は、他の後続導波路構成要素が付着されない場合、末端照明構成要素としての機能を果たすために、その面の大部分上に、出力光学的構造８６を含む底部表面を有し得る。光出力部８４は、正面に段階的出力光学的構造８８、および背面に出力光学的構造８９を示す。面から光を配向する出力光学的構造８８なしでは、光は光出力部８４Ｃの端の外に失われ、したがって、出力光学的構造８８および８９の併用は、より少ない光減少を通じて、より高い効率に寄与する。

図８を参照すると、開創器９１に係合される翼状のブレード挿入照明器９０が示される。照明器９０は、付加的退縮機能の役目をし得る、統合された翼９２を有する。翼９２は、概して、照明器９０の長軸８７に平行に指向される。この構成では、光は、出力光学的構造９４を出るように配向される。光は、前述のように、光ファイバ構成要素または硬い光伝導構成要素である光入力成分９５を介して、照明器９０に進入する。全内部反射は、光が翼９２に進入することを許容し得るので、翼は、光が翼を出ていくこと、および失われること、または外科医の目に戻る等の望まれない方向に照らすことを阻止するために、反射塗装が必要とされ得る。

図９は、照明器の中心に入って来る光を外に翼９２Ａに向けるように配向する役目をする、光配向要素光配向要素９６を有する、別の代替のブレード挿入照明器９０Ａを示す。構造９７および９８等の出力光学的構造は、矢印によって示されるように、両方の構造から照明を提供するために、翼９２Ａ上および本体上にそれぞれ位置付けされ得る。

図１０は、延長された光配向要素９６Ｂを伴う、別の代替のブレード挿入照明器９０Ｂを示す。この実施形態では、光出力構造は、照明、光エネルギーが、矢印で示されるように、翼９２Ｂ内の延長された出力構造９７Ｂだけを通って出るように、翼９２Ｂ上のみに位置付けされる。延長された光配向要素９６Ｂは、翼９２Ｂへ反射される光を最大化するために、照明器９０Ｂの出力端９０Ｅまで延在する壁９３等の反射壁を有する。この構成はまた、開創器１０２内に位置付けされる切り出しまたは戻り止め１０３Ａ、１０３Ｂ、および１０３Ｃ等の戻り止めと係合するために、開創器１０２との界面付近に配向される代替のラッチアーム１００を含む。ラッチアーム１００は、導波路と同一材料で作られてもよく、または耐久性のために異なる材料で作られてもよい。例えば、ラッチアーム１００は、鋼鉄またはチタンで作られてもよく、照明器９０Ｂに挿入成形され得る。

あるいは、開創器ブレードは、剛性を提供するために、およびまたは手術部位保定装置との協力を可能にするために、照明器導波路内の１つ以上の溝に挿入され得る。

図１１の導波路部１０６を含む共成形されたブレード挿入照明器１０４は、それぞれ、異なる材料で作られる翼１０４Ｗ、ならびに本体開創器部分１０４Ｂで共成形または被覆成形されている。例えば、開創器翼１０４Ｗおよび本体部分１０４Ｂは、強度のために、より強いガラス強化プラスチック、または鋼鉄、またはチタンで作られてもよく、一方、導波路部１０６はシクロオレフィンポリマーまたはコポリマーで成形される。

図１２は、光を手術野内に提供するように適合されるＭｃＣｕｌｌｏｃｈ型開創器を示す。照明開創器１０７は、開創器ブレード１０８および照明ブレード１０９からなる。開創器ブレード１０８は、任意の好適な開創器およびまたは退縮構成が使用され得るが、ＭｃＣｕｌｌｏｃｈ退縮システムとの使用のためのＭｃＣｕｌｌｏｃｈ型開創器ブレードとして示される。開創器ブレード１０８は、ネック領域１２４を収容するための、機械的コネクタ１０８Ｍおよびネック領域またはチャネル１１０等の１つ以上の機械的コネクタ、および照明ブレードの活性領域と開創器との間の空隙を維持しながら、出力ブレード１２５を開創器ブレード１０８内に収容するための、ブレード溝１１１を含む。ブレードまたは平板１１２およびタブ１１４等の２つ以上の係合要素は、照明ブレード１０９を開創器ブレード１０８に固定する。各タブ１１４は、レセプタクルまたはリセス１１５等の１つ以上の係合レセプタクルと係合する。平板１１２は、環１１６に連結され、環１１６が入力不感帯１２２Ｄと取り外し可能に係合する時に、環は照明ブレード入力１１８を囲む。入力不感帯１２２Ｄに対する環１１６の取り外し可能な係合はまた、平板１１２に開創器ブレードの横断面１１９との接触をもたらす。環１１６は、不感帯１２２Ｄと安全に係合し、シリンダー状の入力領域１２０を囲み、入力空隙１２０Ｇを形成する。不感帯での係合は、平板１１２およびタブ１１４等の係合要素によって、光路干渉を最小化する。平板１１２は横断面１１９と係合し、タブ１１４はリセス１１５と弾性的に係合し、照明ブレード１０９の活性領域と開創器ブレード１０８の任意の部分との間の接触なしに、開創器ブレード１０８に固定される照明ブレード１０９を保持する。

照明ブレード１０９は、図１２、１３、１４、および１５で示されるように、シリンダー状の入力領域１２０の照明ブレード入力１１８から、出力領域１２７等の１つ以上の出力領域および出力端１３３まで、光を制御および伝導するために、一連の活性領域を形成するように構成される。照明ブレード１０９はまた、領域１２２Ｄ、１２６Ｄ、および１２６Ｅ等の１つ以上の不感帯を含む。不感帯は、光が不感帯に進入することを最小化するようにしたがって、潜在的に意図されない方向に出ることを最小化するように配向される。最小の光または遷移不感帯が存在するので、それらは係合要素が開創器に照明ブレードを固定するのに理想的な位置である。

光は、標準ＡＣＭＩコネクタ等の、任意の従来の機構を使用する照明ブレード入力１１８に送達され、標準ＡＣＭＩコネクタは、ファイバ束の端と照明ブレード入力１１８との間に０．５ｍｍのギャップを有し、０．５ＮＡで３．５ｍｍのファイバ束から光を集めるために直径４．２ｍｍである。照明ブレード入力１１８への入射は、略シリンダー状の活性入力領域１２０を通って照明ブレードに進入し、活性入力遷移１２２を通って、略矩形の活性開創器ネック１２４に、および出力遷移１２６通って、活性出力領域１２７から１３１および活性出力端１３３を含む出力ブレード１２５に移動する。開創器ネック１２４は略長方形であり、入力遷移１２２付近で略正方形であり、ネック構成は、出力遷移１２６付近で長方形の断面に変化する。出力ブレード１２５は、略高アスペクト比長方形の断面を有し、結果的に略広くて薄いブレードになる。各領域は、入力面領域よりも大きい出力面領域を有するように配列され、その結果、単位出力領域当りの温度を減少させる。

示される構成照明ブレード１０９は、少なくとも１つの不感帯、入力遷移を略囲む不感帯１２２Ｄ含む。照明ブレードの出力での、またはその付近の１つ以上の不感帯は、開創器に対して照明ブレードの安定係合を可能にするために、タブ等の係合要素に位置を提供する。この安定係合は、図１３で示されるように、照明ブレードの全ての活性領域に、空隙１２１等の空隙の維持を支持する。ネック領域１２４は、出力領域での寸法１３４に延びる出力遷移１２６に隣接して寸法１３２で終了する。変化する寸法は、結果的に出力遷移１２６に隣接する不感帯１２６Ｄおよび１２６Ｅになる。これらの不感帯は、タブ１１４を取り付けるのに好適な位置であり、光路上の係合要素の任意の影響を最小化する。

光入力へのストレスおよびまたは照明ブレードへの光入力によって及ぼされるストレスを最小化するために、係合要素は、光入力軸１３８に対して平行である係合軸１３６等の係合軸を形成するように整列される。

出力領域１２７、１２８、１２９、１３０、および１３１は、異なる寸法を伴う同様の構成を有する。図１４の詳細図を参照すると、出力領域１２７の特徴が示される。各出力領域は、一次表面または長さ１４０Ｌを伴う一次小面１４０等の小面、および二次表面または長さ１４２Ｌを伴う二次小面１４２等の小面を伴う、平行なプリズム形状から形成される。小面は平面１４３に対して配向され、平面１４３は、裏面１４５に平行であって、裏面１４５からの厚さまたは深さ１４４で維持される。

各出力領域の一次小面は、平面１４３から一次角度１４６で形成される。小面１４２等の二次小面は、一次小面１４０等の一次小面に対して二次角度を形成する。示される構成では、出力領域１２７は、２７度の一次角度で０．４５ｍｍの長さ１４０Ｌを伴う一次小面１４０、および８８度の二次角度で０．２３ｍｍの長さ１４２Ｌを伴う二次小面１４２を有する。出力領域１２８は、２６度の一次角度で０．５５ｍｍの長さ１４０Ｌを伴う一次小面１４０、および６６度の二次角度で０．２４ｍｍの長さ１４２Ｌを伴う二次小面１４２を有する。出力領域１２９は、２０度の一次角度で０．５３ｍｍの長さ１４０Ｌを伴う一次小面１４０、および７２度の二次角度で０．１８ｍｍの長さ１４２Ｌを伴う二次小面１４２を有する。出力領域１３０は、２６度の一次角度で０．５５ｍｍの長さ１４０Ｌを伴う一次小面１４０、および６６度の二次角度で０．２４ｍｍの長さ１４２Ｌを伴う二次小面１４２を有する。出力領域１３１は、２７度の一次角度で０．５４ｍｍの長さ１４０Ｌを伴う一次小面１４０、および６８度の二次角度で０．２４ｍｍの長さ１４２Ｌを伴う二次小面１４２を有する。

出力端１３３は、照明ブレード内の最終的な活性領域であって、図１４に詳細で示される。後部反射器１４８は、前面１５０に対して角度１４９を形成する。前面１５０は、裏面１４５に対して平行である。末端小面１５１は、前面１５０に対して角度１５２を形成する。示される構成では、角度１４９は３２度であり、角度１５２は９５度である。

出力構造の他の好適な構成は、１つ以上の出力領域を採用し得る。例えば、出力領域１２７および１２８は凹曲面を下に採用する場合もあり、出力領域１２９は概して水平のままである場合もあり、出力領域１３０および１３１は、凹曲面を上に採用する場合もある。あるいは、出力構造の内側での平面、平面１４３は、大きな曲率半径を伴う球状部である場合もある。平面１４３はまた、正弦曲線または他の複雑なジオメトリを採用してもよい。ジオメトリは、複合面を形成するために、水平方向および垂直方向の両方で適用され得る。

他の構成では、出力領域は、手術部位を通して、２つ以上の水準で照明を提供し得る。例えば、出力領域１２７および１２８は、第１の手術領域に照明するために協力してもよく、出力領域１２９および１３０は、第２の手術領域を協力的に照明してもよく、出力領域１３１および出力端１３３は、第３の手術領域を照明してもよい。この構成は、外科処置中に、照明要素を再配向する必要を排除する。

図１６は、患者１５５に使用中のＣＯＰ喉頭鏡照明器１５４を示す。喉頭鏡１５４は、ハンドル１５６およびブレード１５７を含む。ハンドル１５６は、喉頭鏡１５４を把握することを許容する。ブレード１５７は、硬く、ハンドルに付着し、ハンドルから延在している。ブレードは、導波路としての機能を果たすシクロオレフィンポリマーから形成され、さらに照明光源を含む。ブレード１５７は、患者の口、咽頭、および喉頭の一部分の視察を許容するために、患者の口１５８内に挿入するためのものである。ブレード１５７は、検査中に、患者の舌が医療専門家の視界を妨げるのを阻止するために、舌１５９および下顎を抑圧するために使われる。照明光源が照明される時に、電磁波（光）は、ブレード１５７を通って伝播し、患者の口および気管を照明することが可能である。

図１７は、さらなる詳細で、喉頭鏡照明システムの喉頭鏡１５４を示す。喉頭鏡１５４は、ハンドル１５６およびブレード１５７を有する。ブレード１５７は、導波路としての機能を果たすシクロオレフィンポリマーから形成される。ブレード１５７は、その中に配置される照明光源を有し得る。ブレード内に配置される照明光源は、１つ以上のＬＥＤ１６１（発光ダイオード）、電池１６２、電池とＬＥＤを電気的に連結する伝導体１６３、および、ＬＥＤ制御回路１６４およびスイッチ１６５を含む。ＬＥＤは、好ましくは、明るく白い光を提供する、白色光ＬＥＤである。電池は、任意の形態で提供され得るが、好ましくは、リチウムイオンポリマー電池である。ブレード１５７はまた、ハンドルから脱離でき、使い捨てである。照明光源は、ブレードと光通信する。照明光源が照明される時に、ブレードを通って伝播し、照明光源からの光は、ブレードと隣接する所定の領域を照明する。

図１８は、喉頭鏡１５４のハンドル内の照明光源を伴う、代替の喉頭鏡照明システムを示す。喉頭鏡１５４は、ハンドル１５６およびブレード１５７を含む。ブレード１５７は、シクロオレフィンポリマーから形成され、導波路として働く。ハンドル１５６は、その中に配置される照明光源を有する。ハンドル内に配置される照明光源は、１つ以上のＬＥＤ１６１（発光ダイオード）、電池１６２、電池１６２とＬＥＤ１６１を電気的に連結する伝導体１６３、ＬＥＤ制御回路１６４、スイッチ１６５、およびＬＥＤ１６１からブレード１５７に光出力を伝導するための、ＬＥＤ１６１とブレード１５７との間を光通信する光ファイバ１６６を含む。

光ファイバの光出力１６７は、ブレードの任意の好適な面上の出力光学的構造に向けて配向される、面１６８等の１つ以上の光配向面に移動する。出力光学的構造１６９は、屈折を通して特定の解剖学的領域に照明を配向してもよいが、光の損失に寄与する反射を最小化する。ＬＥＤは、好ましくは、明るく白い光を提供する白色光ＬＥＤである。電池は、任意の形態でも提供され得るが、好ましくは、リチウムイオンポリマー電池である。光ファイバ１６６は、喉頭鏡１５４内に提供されるチャネル内に固定される。ＬＥＤは、ＬＥＤ１６１からの光がブレード１５７によって直接的に捕獲されるように、ブレード１５７により近接で配置されてもよく、おそらく、光をＬＥＤ１６１から効率的に捕らえるブレード１５７の光入力部上の光学的構造を使用し、その結果、光ファイバ１６６の必要性を取り除く。喉頭鏡のハンドル１５６は、ＬＥＤによって産生される熱を消散するための吸熱の役目をしてもよく、付加の吸熱構造が付加され得る。ハンドルはまた、喉頭鏡１５４のブレードとは別に製造され、提供され得る。この方法で、ブレード１５７は、非使い捨てのハンドル１５６とともにブレード１５７の使い捨て使用を可能にするために、ハンドルとは別に包装され得る。照明光源が照明される時に、照明光源からの光は、光ファイバを通ってブレードに伝播し、ブレード１５７を照明する。これは、次に、患者の口と気管を照明することができる。

図１９の空洞照明器１７２は、ブレードに付着するＣＯＰ導波路挿入１７４を含む。導波路挿入は、例えば、好適な接着剤または他の付着方法で、ブレード面に付着してもよく、挿入を受容し保持するために、ブレード内に形成されるチャネル内に挿入されてもよい。ブレードおよびハンドルは、別々の部品であってもよく、または単一装置として統合されてもよい。この実施形態では、光ファイバ１６６からの光は、光を導波路挿入内に注入し、その光は、導波路挿入の１つ以上の設計領域に配置される１つ以上の光出力構造で出るために、導波路挿入に沿って移動する。光ファイバ１６６は、硬いまたは柔軟性のあるライトパイプまたは導波路等の、任意の他の好適な光導管によって置換され得る。

図２０および図２１を参照すると、空洞照明システム１７８は、ＣＯＰ導波路挿入１７９を含み、導波路挿入は、光を外部光源からの導波路挿入内に結合するために、キセノンまたはタングステン光源等の、任意の好適な光源に接続されるファイバケーブル等の、入力コネクタ１８０を有する導波路挿入を含む。導波路挿入１７９は、ブレード内でチャネル１７５ｃと係合する。チャネルは、挿入と係合するように設計される。導波路挿入は、シクロオレフィンポリマーから形成される。導波路は、使い捨てになるように作られてもよく、または複数回使用に適するように作られてもよい。ブレード内に含まれる光源は、光を導波路挿入内に注入し、その光は、次に、導波路内に含まれ、光を特定の解剖領域に配向する導波路挿入内の出力光学的構造に移動する。

図２２に示される導波路挿入１７９は、光を任意の適切な解剖学的領域に配向するために、１つ以上の好適な位置内に、構造１８２等の出力光学的構造を含み得る。出力光学的構造１８２は、ここでは、導波路挿入の上面１８６Ｔの長さの一部分に延在する小面１８２Ｆ等の段階的な小面であり、小面１８２Ｆの各々は、光１８４の一部分が所定の方向で導波路挿入を出るようにし、一方、高い伝送効率を維持するために、これらの構造での反射による光損失を最小化する。出力光学的構造が端面で突然に終了した場合、光はこの端面から光るであろう。しかしながら、端面を出る光は、有用な照明の役目を果たさないことがあり、それ故に、導波路挿入の効率性を低減する損失光と見なされ得る。効率性を改善するには、１つ以上の光学的構造１８７は、光を対応する上面１８６Ｔから配向するために、底部表面１８６Ｂ上に配列されてもよく、出力光１８８を拡散またはさらに配向するために、微細構造光学成分を有し得る。底部表面出力光出力構造１８７を上面出力光学的構造１８２と結合することは、導波路挿入の伝送効率を増大する。

図２３は、閉鎖または挿入位置でのＣＯＰ検鏡照明システムの側面図である。婦人科学的検鏡１９０は、第１のハンドル１９１、第２のハンドル１９２、上部ブレード１９３、および下部ブレード１９４を含む。上部ブレード１９３および下部ブレード１９４は、導波路としての機能を果たすシクロオレフィンポリマーから形成される。各ブレードは、照明光源と係合してもよく、そこの中に配置される照明光源を有してもよい。ブレード内に配置される照明光源は、１つ以上のＬＥＤ１９６（発光ダイオード）、電池１９７、電池とＬＥＤと電気的に連結する伝導体１９６、ならびにＬＥＤ制御回路１９９およびスイッチ２００を含む。ＬＥＤ１９６等のＬＥＤは、好ましくは、明るく白い光を提供する白色光ＬＥＤである。電池１９７は、任意の形態でも提供され得るが、好ましくは、リチウムイオンポリマー電池である。ブレードはまた、ハンドルから脱離でき、使い捨てである。照明光源は、それぞれのブレードと光通信する。照明光源が照明される時に、照明光源からの光は、ブレードの適切な領域から照明を提供するブレードを通って伝播する。

図２４を参照すると、ハンドル１９１および１９２は、ブレード１９３および１９４を分離するために閉鎖される。この配向性では、ブレード１９３および１９４は、装置が係合される空洞の中に光を配向し得る。任意の好適な構造、またはコーティング２０１等の構造、小面２０２およびまたは微小光学的構造２０３は、照明を制御および配向するために、ブレード１９３およびまたは１９４の中に取り込まれ得るが、しかしながら、そのような構造は、光伝送効率を最大化し、光損失を最小化するように特に設計される必要があり、光を特定の解剖構造に配向するように特に設計される必要がある。例えば、構造２０２は、より多くの拡散光が膣壁の大部分を照明するように配向するように設計されてもよく、または、より多くの集光が膣腔の端で頸部を照明するように配向するように設計されてもよく、または両方の種類の照明を提供するように設計されてもよい。微細構造光学構成要素と結合され得る、単一または複数の屈折および／または反射構造は、より低電力の光源が使用されるのを許容するために、光伝送効率を最大化するために使用されてもよく、その結果、発熱および厄介な熱管理装置および方法を提供するための必要性を低減する。

図２５は、検鏡２１０の第１のハンドル２０４および第２のハンドル２０６内で照明光源を伴う、代替のＣＯＰ空洞照明システムを示す。検鏡２１０は、上部ブレード２０５と係合する第１のハンドル２０４、下部ブレード２０７と係合する第２のハンドル２０６を含む。上部および下部ブレード２０５および２０７は、導波路としての機能を果たすシクロオレフィンポリマーから形成される。ハンドル２０４および２０６は、その中に配置される照明光源を有する。１つまたは両方のハンドル内に配置される照明光源は、１つ以上のＬＥＤ２１１（発光ダイオード）、電池２１２、電池およびＬＥＤと電気的に連結する伝導体２１３、ＬＥＤ制御回路２１４、スイッチ２１５、ならびにＬＥＤおよび上部ブレード２０５等のブレードとの間を光通信する光ファイバ２１６を含む。光ファイバ２１６の光出力はブレードを通って移動し、関心解剖学的領域を照明する。ＬＥＤは、好ましくは、明るく白い光を提供する白色光ＬＥＤである。電池は、任意の形態でも提供され得るが、好ましくは、リチウムイオンポリマー電池である。光ファイバは、検鏡内に提供されるチャネル内に固定される。この検鏡のハンドルは、ＬＥＤによって産生される熱を消散するための吸熱の役目をし得、付加の吸熱構造が付加され得る。ハンドルはまた、検鏡のブレードとは別に製造され、提供され得る。この方法で、ブレードは、非使い捨てのハンドルとともにブレードの使い捨て使用を可能にするために、ハンドルとは別に包装され得る。照明光源が照明される時に、照明光源からの光は、光ファイバを通って、上部ブレードおよび下部ブレードを照明するブレードに伝播する。これは、次に、患者の膣腔または任意の他の空洞を照明することができる。

金属ブレードを伴う検鏡は、係属して使用される。金属検鏡が好まれる場合、図１９または図２０で示されるそれと同様の、使い捨て導波路挿入が提供され得る。

図２６の検鏡２２０は、ＣＯＰ照明下部ブレード２２１（導波路ブレード）および無照明上部ブレード２２２から成る、使い捨て検鏡であり得る。導波路ブレード２２１は、外部キセノン光源２２６と接続される、光ファイバケーブル２２５等の好適な光源のための、入力コネクタ２２４を有する。光２２８は、導波路ブレードのコネクタ部分に進入し、光配向構造２３０までハンドル部分を上に移動し、光配向構造は、下部ブレード部分に沿って位置付けされる出力光学的構造２３１および２３２に向けて、光を９０度配向する。

図２６Ａに示されるように、ＣＯＰブレード２２１が中実の断面を有する場合、構造２３１および２３２等の出力光学的構造は、同様に、ブレード２２１の全幅２３４に延在し得る。図２６Ｂに示されるように、ＣＯＰブレードが凹形または茶碗形の断面を有する場合、別々の出力光学的構造は、凹面２３７上と同様に、端面２３５および２３６上に位置付けされ得る。出力光学的構造は、光を特定の解剖領域に配向し、そのような光は、より拡散されか、より集中されるか、または各々の組み合わせである。

図２７の空洞照明システム２３８は、２つのＣＯＰ導波路ブレード、２２１および２３９を含み得る。下部導波路ブレード２２１は、図２６で示されるものである。上部導波路ブレード２３９が別の光源のコネクタ２４０を含み得るか、または上部および下部導波路ブレードの両方が同一の光源２４１に接続され得る。上部導波路ブレード２３９は、その標準のジオメトリが、出力光学的構造２３９ａおよび２３９ｂに向けて光２４２を配向するための好適な反射面を提供し得るため、上部導波路ブレード２３９がブレード２２１内の構造２３０等の内部光配向構造を必要としない場合もある。上部導波路ブレードは、下部導波路ブレードと同様の出力光学的構造を有し得る。併せて、２つのブレードは、全空洞壁の一様な照明を提供する。あるいは、各ブレードは、補足的な照明を提供するために異なる出力光学特性を有する場合もあり、各ブレードは、異なる領域または生体構造を照明し、または異なる波長の照明エネルギーを供給する。

図２８は、肛門空洞等の患者の自然空洞内に挿入される、近位端２５１および遠位端２５２を伴うＣＯＰ直腸鏡照明導波路２５０の側面図を示す。直腸鏡導波路２５３はまた、一般的検鏡として使用され得る。直腸鏡導波路は、シクロオレフィンポリマーから形成される。それはまた、光が導波路管の全円周２５５の周囲に伝導されるように、光を導波路内に伝導する役目をする入力コネクタ２５４を含み得る。出力光学的構造２５６は、典型的には、円周２５５の全体または一部に沿って、内壁２５７上の遠位端の付近に配置される。端面２５８上または外壁２５９上に配置される出力光学的構造は、挿入中、空洞壁に対して刺激を引き起こす場合もある。出力光学的構造が端面２５８上または外壁２５９上に必要とされた場合、導波路の挿入中、患者の体内組織に対する刺激を低減するために、任意の好適なコーティングまたは材料が使用され得る。出力光学的構造は、全空洞壁の一様な照明を提供する。反射面またはプリズム面も、誤反射光線を遠位出力光学的構造に向けて送るために、近位端上に作られ得る。

図２９を参照すると、円周２５５の周囲の配光に寄与する光配向構造の例を示す。入力コネクタ２５４に進入する光は、構造２６０等の光制御構造によって配向される場合もあり、入光を分割し、円周配光を保証する角度で、導波路管壁内に送る。

図３０を参照すると、光学導波路２７０は、結合器２７１等の代替の光結合装置を含み得る。結合器２７１は、光入力２７２と導波路２７０との間に、機械的支持および光学導管を提供し得る。

図３１に示される遠位端２７６は、導波路内での光螺旋を破壊するために、遠位端内に小面２７６Ｆ等の１つ以上の垂直小面を含む。また、端面を出る時に、光を配向する役目をするカニューレの端面上の構造２７８等の構造が示される。凸レンズが示されるが、凹レンズまたは他の光学的構造（例えば、刻印箔拡散器）は、所望の光制御によって採用され得る。小面２７９および２８１等の段階的小面は、外筒壁上に示される。「ライザ」部分、段階的小面のライザ２７９Ｒおよび２８１Ｒは、それぞれ、光が出ることを引き起こすために角度をつけられ、結果として、導波路は組織を損傷することなく、組織に対してスライドする。角度は、概して、隣接する遠位面に対して鈍角である。示されるように、所望の光配向制御によって、段差は均一または不均一にされ得る（端から第２の段差は、第１の段差または第３の段差より小さい）。段差は、光を実質的に管の下部の内側にまたは外側に向けて、または管の下部からのいくらかの距離に、または光を管の外側に向けて、または任意の好適な組み合わせに配向するように設計され得る。小面８７および８９等の小面は、導波路から離れて異なる角度で光を配向するように設計されてもよく、およびまたは、例えば、各小面上に異なる微細構造拡散器を使用することによって、各小面から異なるビームの広がりを提供するように設計されてもよい。

小面は、ＣＯＰ導波路の内面上で使用され得るが、導波路材料が小面を形成するために除去された場合、導波路の形は、導波路と、導波路を体内に挿入するために使用される拡張器との間のギャップの形成を阻止するために、孔の内径を略一定に維持するように変化し得る。そのギャップは、組織を捕らえる場合もあり、その結果、体内への挿入中に組織を損傷させるか、または導波路が挿入するのを困難にする。したがって、導波路の外壁は、このギャップを閉じるために、および記述した問題を阻止するために、狭まるように見える。

図３２、３３、および３４を参照すると、印加される光エネルギー２８２は、光をＣＯＰ導波路または管２８６の壁２８４内に送るために分岐され得る。光入力２８８は、入力結合２９０で分岐され得る。

入力２８８の分岐端２９０Ａおよび２９０Ｂは、好ましくは、光を管壁の周囲に配向し始めるために、角度２９１で管壁２８４に進入する。あるいは、分岐端２９０Ａおよび２９０Ｂは、配光をさらに制御するために、異なる角度で各々管壁２８４に侵入する。分岐端は、管壁に直角に進入し得るが、入力と出力との間の壁内のプリズム構造を必要とし得、プリズムの尖部は入力に向けられる。プリズム構造は、光を管壁周囲に配向する。垂直プリズム構造、プリズム２９２は、管の中心に向けられるプリズムの尖部２９２Ａとともに示される。プリズム構造２９２は、入力の下に戻って入力光の一部を配向してもよく、管壁周囲にまで光を配向することに寄与する。入力分岐端に対して、このプリズムの位置、角度、およびサイズは、どれだけの光が管壁内でその一次方向に存続するか、およびどれだけの光が管壁内で反対方向に反射されるかを決定する。

図３２、３３、および３４で示されるように、付加の垂直プリズム構造または光破壊構造は、外側管壁上の管の下部に向けて配置され得る。管の外壁に切り込まれる円周溝として示される、１つ以上の光抽出構造２９４はまた、導波路２８６の下方に提供される照明を最適化するために含まれ得る。管壁内で円周方向に移動する光２８７は、導波路２８６を出るための十分な角度で、光抽出構造２９４を攻撃しないであろう。したがって、垂直プリズム２９６または破壊プリズム２９６Ａ、２９６Ｂ、２９６Ｃ、および２９６Ｄ等の光破壊構造は、光線が光抽出構造２９４を攻撃するように、および照明を提供するために管壁を出るように、光を再配向するために必要であり得る。図３４で示されるように、２９６Ａおよび２９６Ｂ等の垂直プリズム構造は、実質的に、管壁内で円周方向に移動する全ての光線に影響するために、円周の周りに異なる深さを有する。一定の深さの垂直プリズムは、実質的に全ての光線に影響しないであろう。

図３３はまた、ＣＯＰ半管が照明を提供するためにどのように形成されるかを示す。少なくとも１つのＣＯＰ半管照明器が、Ａｄｓｏｎ、Ｗｉｌｌｉａｍｓ、またはＭｃＣｕｌｌｏｃｈ開創器で使用されるそれのような、骨組みの少なくとも１つのアームの端部に付着され得る。そのような骨組みは、典型的には、２つのアームを含むが、いくつかの骨組みは、２つ以上のアームを有する。骨組みのアームは、次に、手術作業スペースを作るために、離れて移動し、少なくとも１つの半管照明器がそのスペースに照明を提供する。１つ以上の半管照明器はまた、好ましくは、反対の半管と接触し、半管が分離される時に作られるギャップ内に、組織が充填するのを阻止する役目をする、延長とともに提供され得る。組織はこのギャップに進入し、手術を妨害する場合もあるので、延長はそのような組織を低減するのに役立つ。

図３５および３６は、照明導波路の代替構成を示す。近位構造２９７および近位構造２９８等の近位反射構造は、関連する構造の弱化により、導波路内の光のより完全な制御を提供し得る。

図３７および３８を参照すると、断面２９９および３００は、照明導波路の遠位端のさらなる代替の光抽出構造を示す。上述の図３１に対して示されるように、構造３０２および３０４の光抽出構造の深さ３０１は、光の大部分を抽出し、光を管の下部または遠位端３０６に向けて管壁３０５の外に送るために、光入力からの距離に対して増大する。抽出構造の下方の管壁内に留まる光は、平坦である場合もあり、または湾曲レンズ等の付加的光学的構造、または図３１の構造２７８等の光拡散構造のパターンを有する場合もある、底縁３０７を出る。図３７では、管壁の遠位部５−１０ｍｍ、窓３０８は、手術スペースの可視化を改善するために、この表面を周囲組織に対して窓として動作することを可能にするために、構造を有さない。図３７に示されるように、光抽出構造３０２は、隣接小面の間に角度３０３を形成する小面３０２Ａ、３０２Ｂ、３０２Ｃ、および３０２Ｄ等の隣接小面から形成される。この図解では、角度３０３は鈍角である。

図３８に示されるように、光抽出構造３０４は、隣接小面の間に角度３０９を形成する小面３０４Ａ、３０４Ｂ、３０４Ｃ、および３０４Ｄ等の隣接小面から形成される。この図解では、角度３０３は鋭角である。任意の好適な角度が使用され得る。

外科医が壁を通して組織の層を見ることができるため、透明な導波路カニューレが、全手術作業スペースの可視化の改善を提供し、その結果、不透明なカニューレ内では決定することが困難である、外科医の深さおよび位置の感覚を増強することが実証された。これらの接触領域での全内部反射内の変化により、接触組織の領域で側壁を出る光はこれらの組織を照明する役目を果たし、無照明、無導波路の透明なプラスチックカニューレが使用される場合よりもより可視にする。代替として、抽出構造３０２および３０４は、底縁３０７の下まで延在し得る。

図３９−４２を参照すると、光入力コネクタ３１２Ｃは、次に光を照明導波路３１０内に配向する、アーム３１１および３１３等の複数の入力アーム内に分割され得る、光入力シリンダー３１２を囲む。入力アーム３１１および３１３は、示される矩形断面を伴う多重半径アームまたは直線部分（半径なし）または回転器等の、光学設計目標によって、任意の好適な形および断面をとり得る。入力コネクタ３１２Ｃおよびアームを支持する役目をし、入力シリンダー３１２（例えば、ＡＣＭＩまたはＷＯＬＦコネクタ）上の標準光コネクタ３１２Ｃ、および、体内の手術部位に対して配置されると全構造を適所に保持するために使われるクランプを付着するために上部にフランジ３１４Ｆを提供するクランプフランジホルダ３１４もまた示される。棚または他の同様の遮光構造がホルダに付加される場合もあり、必要に応じてユーザの目の中を照らす場合もあるこれらの構造を逃避し得る任意の光を遮断するように入力アームおよびまたは上部管端上に延在する。円周光抽出構造３１６は、管の下部、遠位端３１８で示される。図４０の断面図では、垂直光破壊構造または小面２７６Ｆは、管の内壁上に示される。

図３９の照明カニューレ３１０は、カニューレ３１０内に光エネルギーを導入するための光結合３１２Ｃを支持もするクランプアダプタ３１４を含む。示されるように、クランプアダプタおよび光結合の相対配向は、カニューレの孔３１０Ｂを覗き込む誰かの目の中を照らすいかなる誤配向光を阻止するために、クランプアダプタを遮蔽物として動作可能にするが、クランプアダプタおよび光結合は、任意の好適な配向を採用し得る。

図４０は、導波路内の螺旋光を破壊するための、遠位端内の垂直小面２７６Ｆを示す。円周光抽出構造３１６は、小面３１６Ｆ等の段階的小面、および外側の管壁上のライザ３１６Ｒ等のライザを含み得る。段階的小面部３１６Ｒの「ライザ」部分は、組織を損傷することなく組織に対してスライドし得るように、角度をつけられ得る。段差は、所望の光配向制御によって、均一または不均一であり得る。段差は、光を実質的に管の下部の内側にまたは外側に向けて、または管の下部からのいくらかの距離に、または光を管の外側に向けて、または両方に配向するように設計され得る。

構造３１６等の円周光抽出構造は、小面であり得るか、または放物線等の他のジオメトリであり得る。円周方向に分配された光を抽出構造に供給する光配向構造と結合された円周光抽出構造は、円周照明を提供する。管の内部に進入する工具が、全ての面からそれらを照らす光を有するため、工具は、カニューレによって放射される照明の円錐内にいかなる影をも投じない。シリンダー状の導波路からの円周照明は、例えば、器具からの、影を最小化する光の略均一円錐を作り、実質的に、管状導波路の下方の手術野内に無影照明を作る。

図４１および４２のＣＯＰカニューレ３１０は、所定の位置にクランプフランジ／ホルダ３１４なしで示される。入力アーム３１１および３１３は、距離３２０だけ近位面３１９の上方にオフセットされ、距離３２２を管壁内に部分的に延在する角度をなす反射板表面３２１において終わる。オフセットは、導波路３１０に進入する光を制御し、入力構造３２３に進入する光を制限する。反射板表面３２１は、光を水平入力から管壁内に直角に配向する役目をし、また、光が管の遠位部または下部に到達するまでに、光が管壁の円周の周りに広がるようにする。表面３２１等の反射板表面は、平面、弓状面、または一連の相互接続面である場合もあり、また管壁の上端で終了し得る。反射板表面３２１は、例えば、反射コーティングもしくは金属化コーティングまたは塗装された反射薄膜等、反射を増強するために、処置される。

空隙は、任意の好適なコネクタ内の光伝導経路を分離するために使用され得る。図４３の導波路３１０は、ブラケット３２５を介して導波路管壁３１０Ｗと統合された雄のコネクタ３２４Ｃを含む。これは、コネクタ３２４Ｃが導波路とともに成形されること、および、図３９に示される標準光コネクタ３１２Ｃのように分離部として付着されないことを許容する。分離コネクタはシステムに許容誤差の心配をもちこみ、この心配は、２つの部分が正確に整列しない場合もあるので、光ファイバケーブル出力と導波路入力３２６との間の低減された結合効率をもたらし得る。コネクタおよび導波路入力を１つの要素として成形することは、実質的に誤整列の確率を減少し、その結果、結合効率は増大する。

図４４は、コネクタ３２４Ｃの入力３２６に面する正面図である。空隙３２７は、光伝導経路を分離するために、導波路入力３２６周囲に維持される。接触領域３２７Ｃ等の接触の１つ以上の小領域が維持され（コネクタ３２４Ｃと入力３２６とを少量の材料で本質的に架橋する）、システムに強度および安定性を付加し、一方で、接触領域内で最小光損失をもたらす。

図４５および４６のＣＯＰ導波路３３０は、手術野により大きいアクセスを可能にするために、手術中、分割し開き得る。導波路３３０は、シクロオレフィンポリマーから形成される。光入力チャネル３３１および３３３は、分割され、「Ｙ」を通って送り込まれる。導波路３３０は、スロット３３４および３３６によって管の約１／２−２／３まで、上端から前面および後面に完全に分割される。あるいは、導波路は、下位部３３０Ｌにまで分割され得る。下位部３３０Ｌは、スコア３３７等のスコアリングによって、内側および外側がスコアされる。スコアリングは、管の周りを回って閉じ込められ得る光を再配向するために作動する。下部要素３４０はまた、ＣＯＰ要素であってもよく、端部３４１に沿って半分に事前分割されており、接着され得るか、さもなければＣＯＰ導波路３３０等の導波路内に固定され得る。要素３４０の略平面形状は、下部要素３４０を通して視察を可能にし、光が通光するのを許容する。あるいは、要素３４０はまた、レンズを形成するために、丸等の任意の他の好適な形状を採用し得る。端部３４２に沿った管との界面のため、ごくわずかの光しか要素３４０内に伝導されない。ホール３４３は、外科的ネジまたは他の好適なコネクタが、導波路３３０の下部要素３４０を通って、手術部位と係合可能にする。導波路３３０および下部３４０を分割することは、ホール３４３を通るコネクタから導波路要素を自由にし、導波路要素が手術部位から除去されるのを許容する。少なくとも１つの光抽出構造が各半管上の下位部３３０Ｌ内に位置付けされるのが好ましいが、少なくとも１つの抽出構造が半分のみに位置付けされるか、または、例えば、スプリット３３４およびまたはスプリット３３６の端部に近接して、または管のさらなる上に位置付けされ得る。

図４７のＣＯＰ導波路３４４は、光入力３４６と反対側の導波路３４４の側面に延在する反射板面３４５を有し、効率的に材料３４７を除去する。延長された反射板面３４５は、光を管壁の周囲に円周方向に配向する役目をする。これは、手術スペースへの改善されたアクセスを提供するために、導波路を切開する。加えて、強度を改善するためのより耐久性のある材料で除去材料３４７を置換する機会、およびまたは第２のクランプフランジホルダを提供する機会、およびまたはＣＣＤカメラ等の他の装置の実装を提供する機会を提供する。

カニューレ、導波路、管、およびまたは鞘等の照明ＣＯＰ開創器はまた、手術部位での細胞侵害を阻止するために、延長可能なスカートまたはセグメントから利益を得ることができる。延長可能な要素はまた、手術部位照明を増強するための要素内に光を導入するために、およびまたは、よりよい奥行き知覚および細胞識別を増強するための軸外照明を提供するために、界面表面を含み得る。

上述で示すように、病院の在庫を最小化する単一装置で、手術の深さの変動を可能にするために、照明ＣＯＰ開創器はまた、延長可能にまたはテレスコープで作られ得る。議論される照明カニューレはまた、管としてまたは２つの半管としてのどちらかの照明ドリルガイドとして形成される場合もあり、ドリルまたはバー先端を保持および誘導するために使用される場合もあり、一方、従事される領域の照明を提供もする。

ＣＯＰ照明器は、光入力部、光伝導部、および光出力部を有するとして特徴付けられ得る。ＣＯＰ照明器の光入力部は、光を外部光源から受信する。そのような光源は、光を手術野に伝導するために、光ファイバ光ガイドケーブルの１つの端部が付着される、例えばキセノン光ボックスの外部光ボックスであり得る。この例では、光ファイバケーブルの他の端部は、例えば、光ファイバケーブルに接続し得るために、照明器上に嵌合コネクタを採用することによって、ブレード挿入照明器のための光源となるであろう。光入力部はまた、上端またはハンドル端で開創器ブレードと係合するために、タブ、フィンガ、または不感帯から延在する他の突起を含む場合もあり、突起は、恒久的に統合、または一時的に付着され得る。

ＣＯＰ照明器の光伝導部分は、典型的には、光を光入力部から光出力部に伝導する責任がある。それは、単純に、光入力部および光出力部と一体である全内部反射を支持するように設計される、光学材料の一部分であり得る。例えば、研磨コーティングまたは反射コーティングの、表面処理および連続的な空隙が、全内部反射を支持するために使用され得る。

ＣＯＰ照明器の光出力部は、略同様の深さの任意の好適な複数の出力領域を含む場合もあり、各領域は、所定の関心領域上を照明するために、または所定の形状または足跡を有するために、照明器を逃避するように光を制御および配向する、特別に設計された出力光学的構造を有する。このような構造は、光出力領域に成形または切り込まれ得る。いくつかの構成では、２つから８つの出力領域が提供される。

シクロオレフィンポリマー空隙開創器照明システムは、空隙照明器を収容するための、ブレード内にチャネルを伴うＭｃＣｕｌｌｏｃｈ等の、任意の好適な開創器を含む。ＣＯＰ照明器は、光が通過する活性部分、ならびに照明器の入力、出力、および表面の構成および配向性の結果として、光が通過しない不活性領域または不感帯を有する。照明器は、光入力部から光出力部に延在する照明器のいかなる活性部分をも囲む空隙を有するように形成される。不感帯は、照明器が開創器と安全に係合することを許容するための要素を含み得る。照明器の光出力部は、任意の好適な複数の出力領域を含む場合もあり、各領域は、所定の関心領域上を照明するために、または１つ以上の所定の形状または足跡を形成するために、照明器を逃避するように光を制御および配向する、特別に設計された出力光学的構造を有する。

ＣＯＰブレード挿入照明器は、嵌合チャネルまたはブレード内に形成されるチャネルと係合するように設計される、１つ以上の照明器部を備え得る。ブレード挿入照明器は、光入力部、光伝導部、および光出力部を有することによって特徴付けられる。ブレード照明器は、開創器ブレードチャネルに沿った、任意の好適な位置に配向され得る。ＣＯＰブレード照明器は、一時的または恒久的に、例えばＧｅｌｐｉ開創器等の、任意の他の好適な手術器具に付着するように適応され得る。

ＣＯＰブレード挿入照明器の光入力部は、外部光源から光を受信する。このような光源は、光を手術野に伝導するために、光ファイバ光ガイドケーブルの１つの端部が付着される、例えばキセノン光ボックスの外部光ボックスであり得る。この例では、光ファイバケーブルの他の端部は、例えば、光ファイバケーブルに接続し得るために、照明器上に嵌合コネクタを採用することによって、ブレード挿入照明器のための光源となるであろう。光入力部は、例えば、好適なプラスチックまたは光ファイバ束等の、恒久的に統合、または一時的に付着される、光伝導材料の短い部分を含み得る。

ＣＯＰブレード挿入照明器の光伝導部分は、典型的には、光を光入力部から光出力部に伝導する責任がある。それは、単純に、光入力部および光出力部と一体である全内部反射を支持するように設計される、光学材料の一部分であり得る。例えば、研磨、反射コーティング、反射防止（ＡＲ）コーティング、およびまたは誘導体コーティング等の、任意の好適な表面処理が、全内部反射を支持するために使用され得る。

ＣＯＰブレード挿入照明器の光出力部は、所定の関心領域上を照明するために、光を照明器から抽出することを許容する、特別に設計された出力光学的構造を含む。このような構造は光入力部に成形される場合もあり、またはこのような構造は、例えば薄膜として、適用される場合もある。

ＣＯＰブレード挿入照明システムは、導波路としての機能を果たす単純な単一装置内に、光入力部、光伝導部、および光出力部を含む、単一照明器からなり得る。このようなシステムはまた、完全なシステムを形成するために、ともに付着する照明器構成要素の異なる部分からなる。この場合、光源、光入力部から光出力部に光を伝導するように設計される１つ以上の光導管部、および光が逃避し、所定の関心領域を照明するのを許容する光出力構造を含む光出力部から、光を受信するように設計される光入力部設計が存在する場合もあり、この部分は、完全なシステムを形成するためにともに付着する。各部分は、導波路としての機能を果たし、導波路に進入、または導波路を出る光エネルギーを分極およびまたは選別するための、光学的構造を採用し得る。

ＣＯＰブレード挿入照明器は、効率的な光伝送システムを提供するために、光源または光ファイバ入力ケーブルからの光変換を最大化するように、および導波路からの光損失を最小化するように、設計および製作されねばならない。効率は、特に、ＬＥＤ、および、例えば、ハロゲンまたはキセノンランプの他の光源にとって重要である。非効率的な導波路は、著しい光損失を経験し、典型的には、６０％の光が、入力から出力で損失され得る。このような光ガイドは、十分な光を供給するために、高出力ＬＥＤを必要とするであろう。高出力ＬＥＤは、多くの電力を必要とし、著しい熱を産生し、その結果、大きな電池、およびサイズを大きくし、そのような装置を使用する困難を増大する、かさ高く不便な吸熱装置および方法を必要とする。他の高出力は、しばしば騒々しい送風機を必要とし、手術または診察を行う医療関係者を妨害し得る。高出力光源で使用されるランプは、限定された寿命を有し、十分な光を産生するために、高出力水準でランプを駆動する必要性の結果、高頻度で高価な交換を必要とする。光損失が典型的に３０％以下である、効率的な導波路は、さらに低電力のＬＥＤまたは他の光源が使用されるのを許容し、その結果、特別な吸熱装置または方法の必要性を著しく減少または排除し、コストを削減し、装置の有用性を改善する。効率的なブレード挿入照明導波路の設計は、入光を効率的に捕らえるための、例えば、開口数の厳選またはレンズを使用することによる、導波路の光入力部の特別な設計、反射を最大化し、反射、反射塗装の使用、またはダンパ塗装の使用を通じて、損失される光を減少するための表面仕上げを維持するための、導波路の光伝導部の壁を反射する光の設計および製作、光出力光学的構造に向けて光を配向し、一方、反射を通じて光損失を最小化する光配向光学的構造の設計、および／または反射、特に、ある方向での光の反射を通じて、導波路を出る光を最大化する一方、反射を通じて損失される光を最小化する光出力光学的構造の設計を含み得る。

装置および方法の好適な実施形態が、これらが開発された環境に関して記載されているが、これらは単に、本発明の原理原則の図解である。他の実施形態および構成は、本発明の精神および補足特許請求の範囲から逸脱せずに考案されよう。
例えば、本明細書は、以下の項目を提供する。
（項目１）
外科用照明システムであって、
シクロオレフィンポリマーで形成され、近位端と、遠位端と、外面と、内面と、該内面によって形成される孔とを有するカニューレと、
該カニューレと一体化して形成される２つの光導管であって、該光導管は、各光導管と該カニューレとの間の係合領域以外で、該カニューレの該近位端からオフセットされ、各係合領域は、傾斜反射面を含む、２つの光導管と、
該カニューレの該近位端から該カニューレの該遠位端に光を配向するための、該カニューレの該表面の中に形成される１つ以上の光配向要素と、
光を抽出するための、該カニューレの該遠位端付近に形成される１つ以上の円周小面であって、該１つ以上の円周小面は、隣接する円周小面に対して鈍角で形成される、１つ以上の円周小面と、
該カニューレの該遠位端上の１つ以上の光制御構造と
を備えている、外科照明システム。
（項目２）
モジュラー開創器照明システムであって、
開創器ブレードであって、該開創器ブレードに沿って配置される並列係合要素を含む開創器ブレードと、
該開創器ブレードの該係合要素を調節可能に係合するブレード挿入照明装置であって、シクロオレフィンポリマーで形成され、
第１の厚さと、光出力構造と、光入力結合および１つ以上の光伝送出力結合要素とを有する入力要素と、
該第１の厚さよりも小さい第２の厚さと、光出力構造と、１つ以上の光伝送入力結合要素と、１つ以上の光伝送出力結合要素とを有する導管要素と、
該第２の厚さよりも小さい第３の厚さと、１つ以上の光伝送入力結合要素と、１つ以上の光出力構造とを有する出力要素と
を含む、ブレード挿入照明器装置と
を備えている、モジュラー開創器照明システム。
（項目３）
モジュラー開創器照明装置であって、
ブレード挿入照明器システムを係合するための２つの略並列チャネルを有するブレード開創器と、
該ブレード開創器の該チャネルを調節可能に係合するブレード挿入照明装置であって、シクロオレフィンポリマーで形成され、光入力結合を伴う入力要素と、１つ以上の光出力構造を伴う出力要素と、該入力要素と該出力要素との間の１つ以上の導管要素とを含むブレード挿入照明装置と、
該１つ以上の導管要素、該入力要素、および該出力要素のそれぞれの中の光配向構造と
を備えている、モジュラー開創器照明装置。
（項目４）
空洞照明装置であって、
ハンドルとブレードとを有する喉頭鏡であって、該ブレードは、上面と、下面と、遠位端と、近位端とを有し、シクロオレフィンポリマーで形成される、喉頭鏡と、
該ブレードの該上面を通して外に光を配向するための、該ブレードの該下面内に形成される１つ以上の光配向構造と、
該ブレードから光を分配するための、該ブレードの該上面内に形成される１つ以上の出力微小光学構造と、
該喉頭鏡の該ブレードと光通信している照明光源と
を備えている、空洞照明装置。
（項目５）
空洞照明装置であって、
第１のハンドルと、第２のハンドルと、上部ブレードと、下部ブレードとを有する検鏡であって、該上部ブレードおよび該下部ブレードは、シクロオレフィンポリマーで形成される、検鏡と、
該上部ブレード内に形成される１つ以上の上部出力光学的構造と、
該下部ブレード内に形成される１つ以上の下部出力光学的構造と、
該検鏡の該上部ブレードと光通信している第１の照明光源と、
該検鏡の該下部ブレードと光通信している第２の照明光源と
を備えている、空洞照明装置。
（項目６）
上記上部および下部出力光学的構造は、微小光学的構造を備えている、項目５に記載の、空洞照明システム。

Claims (1)

1. 明細書に記載の発明。