JP2024503511A - 医療用注入管電子照明装置 - Google Patents

Abstract

医学的注入照明のためのシステムおよび装置の態様が開示されている。一態様では、医療用注入管照明のためのシステムが開示されている。システムは電子照明装置を備える。電子照明装置は、印刷回路基板(「PCB」)と、発光ダイオード(「LED」)と、LEDと構成されるレンズと、PCBおよびLEDに電力を供給するための電力源と、少なくとも1つの知覚組立体とを備える。電子照明装置のLEDおよびレンズが側方散乱光ファイバケーブルに構成される。側方散乱光ファイバケーブルは、LEDから電子照明装置のレンズを通じて光を受け入れるための、近位端におけるファイバ漏斗状キャップを備える。側方散乱光ファイバケーブルは、遠位端において保護エンドキャップをさらに備え、保護エンドキャップは、電子照明装置のLEDからの光を反射するために内面において磨かれている。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、2021年1月19日に出願された「Electronic Illuminator」という名称の米国仮特許出願第63/138,961号に関連し、その特許出願への優先権を主張する。本出願は、実用新案出願「Assemblies and Subsystems for Electronic Illuminators」、「Systems and Methods for Controlling Microorganism Load with an Electronic Illuminator」、「Method and Manufacture of a Dual Lumen Fiber Optic Medical Infusion Line」、「Systems and Methods for Authenticating Medical Infusion Lines with an Electronic Illuminator」にも関連し、それらと共同で出願されている。前記出願の全体の開示が、本明細書において参照により組み込まれている。

本出願は、電子照明装置を伴う側方発光光ファイバ線の電子照明に関する。詳細には、医療用注入管インテリジェンスのための側方発光光ファイバ線の照明についての装置およびシステムである。

本開示は、概して、患者のケアを向上させ、施術者の認知的負荷を軽減するために、先進のセンサ組立体を利用し、計算知能を活用する医学的注入の投与を向上させるシステム、装置、および方法に関する。医学的注入は、薬物、流体、栄養物、溶液、および他の物質を患者へと静脈内に投与するように供する。患者には、静脈内注入の配管または管(「IVT」)を使用して医学的注入がしばしば投与される。このような静脈内注入配管は、概して、一端において流体供給源に接続され、他端において、患者の血管へのアクセスを提供する針またはポートの組立体に接続される柔軟なポリマーの管から概してなる。流体の異なる供給源(医療用注入ポンプ)に各々が接続される多くの注入配管が、1人の患者に一度にいくつかの薬物を送達するために同時に使用されることは、珍しくない。患者の腕を通じて延びる上腕静脈へのアクセスを提供する複数の隣接する針など、針またはポートの組立体が互いに隣接して位置付けられることも珍しくない。

複数の注入管の間で区別することは難しい任務であり、ある注入管と別の注入管とを不適切に区別した結果としての薬物送達の誤りは、現在の注入システムにおける深刻な問題である。ある注入管と別の注入管との取り違えは、防止可能な薬物の誤りの主な原因のうちの1つである。これは、潜在的に命を脅かし、医療施設にとって深刻な現在進行中の懸案事項および損失となっている。

複数の注入管の間で区別することは、大きな応力および迅速なタイミングの雰囲気で配置される難しい任務である。医療業界は、大きな認知的負荷を施術者に課すとして雰囲気に言及している。この大きな認知的負荷は、1つの医療用注入管を他の医療用注入管から不適切に区別する結果として、薬物送達の誤りにつながる可能性がある。ほぼ間違いなく、他の医療用注入管からの1つの医療用注入管の取り違えは、防止可能な薬物の誤りの主な原因のうちの1つである。そのため、複数の医療用注入管、およびそれらの関連する流体供給源および出力の間での区別における難しさの結果だけでなく、不適合な薬物が同じ医療用注入管を通じて注入される場合に起こり得る潜在的に命を脅かす可能性の結果として、医療用注入管の正確な識別に対する要求がある。問題は、医療用注入管の照明、検出、および検証を容易にするために、電子照明装置および側方発光光ファイバの先進のシステムを改善および発展させるために、センサのアレイ、組立体、処理装置、物理学で、電気工学および計算工学を利用して対処される。さらに、本明細書におけるシステムおよび方法は、フィードバックおよび信頼性を電子照明装置の動作に提供することで、電子照明装置の使用を改善するように設計される。

医学的注入照明のためのシステムおよび装置の態様が、本明細書に開示されている。一態様では、医療用注入管照明のためのシステムが開示されている。システムは電子照明装置を備える。電子照明装置は、印刷回路基板(「PCB」)と、発光ダイオード(「LED」)と、LEDと構成されるレンズと、PCBおよびLEDに電力を供給するための電力源と、少なくとも1つの感覚組立体とを備える。電子照明装置のLEDおよびレンズが側方散乱光ファイバケーブルに構成される。側方散乱光ファイバケーブルは、LEDから電子照明装置のレンズを通じて光を受け入れるための、近位端における漏斗状キャップを備える。側方散乱光ファイバケーブルは、遠位端において保護エンドキャップをさらに備え、保護エンドキャップは、電子照明装置のLEDからの光を反射するために内面において磨かれている。この態様の他の実施形態は、1つまたは複数のコンピュータ保存デバイスに記録され、方法の行為を実施するようにそれぞれが構成される対応するコンピュータシステム、装置、およびコンピュータプログラムを備える。

実施は、以下の特徴のうちの1つまたは複数を含み得る。システムでは、少なくとも1つのセンサ組立体は周囲光センサであり、周囲光センサは光強度をデジタル信号へと変換する。少なくとも1つのセンサ組立体は、三次元磁束密度を有するファイバ検出組立体である。ファイバ検出組立体はホール効果センサを含み得る。ファイバ検出組立体は、3つの磁石と、鋼鉄棒またはピンをさらに備え得る。少なくとも1つのセンサ組立体は光学出力センサ組立体であり得、光学出力センサ組立体は、側方散乱光ファイバケーブルの近位端から側方散乱光ファイバケーブルの末端への移動時間を検出する。少なくとも1つのセンサ組立体はキャップ色検出組立体であり、キャップ色検出組立体は、側方発光光ファイバケーブルまたは側方散乱光ファイバケーブルにおけるファイバ漏斗状キャップの色を検出する。キャップ色検出組立体は光電子センサを備え得る。キャップ色検出組立体はR/G/Bセンサを備え得る。キャップ色検出組立体は色コードバンド検出を備えてもよく、キャップは多重バンドコードまたは色コードを備え得る。システムは、外部ヒートシンクを備え得る電子照明装置のための筐体を備え得る。外部ヒートシンクは内部ヒートシンクと熱接続している。内部ヒートシンクはLEDと熱接続している。電力源は電池である。電池は分割紙によって端子から分離される。電子照明装置は、半透明のキャップまたは窓をさらに備えてもよく、半透明のキャップは、LEDを制御するために周囲光センサによって利用され、電池の保護および節約のアルゴリズムの一部を形成する。電子照明装置は、負の電池端子を伴う取り外し可能なエンドキャップをさらに備え得る。取り外し可能なエンドキャップは、アンテナまたは他の通信モジュールを、さらに干渉を防ぐようにそのまま備えてもよく、アンテナのための明確なデッドスペースを提供する。側方散乱光ファイバケーブルのファイバ漏斗状キャップは金属板で構成される。側方散乱光ファイバケーブルの保護エンドキャップは単線アンテナセンサをさらに備えてもよい。記載されている技術の実施は、ハードウェア、方法もしくは過程、または、コンピュータアクセス可能媒体におけるコンピュータソフトウェアを含み得る。

本開示の多くの態様は、以下の記載を参照してより良く理解されるものである。図面における構成要素は必ずしも一定の縮尺ではなく、代わりに、本開示の原理をはっきりと示す上で強調がされている。さらに、図面では、同様の符号が、いくつかの図を通じて対応する部品を指示している。これらの実施および実施形態が本開示の原理を示しているだけであることは、認識されるべきである。

内部構成要素およびサブシステムの構成を表示する、例の電子照明装置の例示の斜視図である。 例の電子照明装置の例示の分解図である。 電子照明装置の内部構成要素およびサブシステムの例の概略図である。 電子照明装置のLED電力システムドライバの例の概略図である。 電子照明装置の周囲光センサの例のブロック図である。 電子照明装置の周囲光センサチップセットの例の概略図である。 電子照明装置の中の周囲光センサ構成を開示する、断面での電子照明装置の例の図である。 屈曲部分が周囲光センサおよびキャップ色検出組立体と共に開示されている、電子照明装置のリジッド-フレックスPCBの例の図である。 電子照明装置のキャップ色検出組立体の例のブロック図である。 キャップ色検出組立体の一部を形成する電子照明装置のR/G/Bセンサの例の概略図である。 屈曲部分がキャップ色検出組立体と共に開示されている、電子照明装置のリジッド-フレックスPCBの例の図である。 電子照明装置の中のキャップ色検出組立体を開示する、電子照明装置の例の図である。 構成がファイバ検出組立体の態様を提供する、電子照明装置のための例のキャップおよび磁石のアレイの図である。 構成がファイバ検出組立体の態様を提供する、電子照明装置のための例のキャップおよび鋼鉄棒を伴う磁石のアレイの追加の図である。 リジッド-フレックスPCBがホールセンサと共に開示されている例のファイバ検出組立体の図である。 側方発光光ファイバ線における保護エンドキャップとしても知られている遠位エンドキャップの図である。 光を側方散乱光ファイバ線に沿って伝送するために、電子照明装置と動作可能に係合するように、または、ファイバ漏斗状キャップをレンズおよびLEDの近くに位置決めするように設計されたファイバ漏斗状キャップの図である。 光を側方散乱光ファイバ線に沿って伝送するために、電子照明装置と動作可能に係合するように、または、ファイバ漏斗状キャップをレンズおよびLEDの近くに位置決めするように設計されたファイバ漏斗状キャップの図である。 光を側方散乱光ファイバ線に沿って伝送するために、電子照明装置と動作可能に係合するように、または、ファイバ漏斗状キャップをレンズおよびLEDの近くに位置決めするように設計されたファイバ漏斗状キャップの図である。

ここで開示されている主題は、ここで開示されている主題の全部ではないが一部が示されている添付の図面を参照して、以後においてより完全に説明される。同様の符号は、全体を通じて同様の要素に言及している。ここで開示されている主題は、多くの異なる形態で具現化でき、本明細書で述べられている実施形態に限定されるとして解釈されるべきではなく、むしろ、これらの実施形態は、本開示が適用可能な法的要件を満たすように提供される。実際、ここで開示されている主題の多くの変形および他の実施形態が、前述の記載および関連する図面において提示されている教示の便益を有して、現在開示されている主題が関係する当業者に思い付くことになる。そのため、ここで開示されている主題が、開示されている特定の実施形態に限定されないことと、変形および他の実施形態が、添付の請求項の範囲内に含まれるように意図されていることとは、理解されるものである。

本明細書および請求項を通じて、「光ファイバケーブル」、「光ファイバ線」、および「光ファイバ」という用語は、側方散乱、側方発光、またはサイドグローの光ファイバケーブルを意味するために使用され、光または照明が、ケーブルまたは線の長さを横断するときに意図的に放出される。

本明細書および請求項を通じて、「～を備える」という用語が、文脈がそうでないことを要求する場合を除いて、非排他的な意味で使用されている。同様に、「～を含む」という用語、およびその文法的な変化は、列記における項目の提唱が、列記された項目の代用または追加とされ得る他の同様の項目の除外とならないように、非限定的となるように意図されている。

I.例の使用の場合の状況
医学的注入は、典型的には、薬物、流体、栄養物、溶液、および他の物質を患者へと静脈内に投与するように典型的には供する。患者には、静脈内注入管を使用して医学的注入がしばしば投与される。このような静脈内注入管は、概して、一端において流体供給源に接続され、他端において、患者の血管へのアクセスを提供する針またはポートに接続される柔軟なプラスチックの管から概してなる。流体の異なる供給源(医療用注入ポンプ)に各々が接続される多くの注入管が、1人の患者に一度にいくつかの薬物を送達するために同時に使用されることは、珍しくない。患者の腕を通じて延びる上腕静脈へのアクセスを提供する複数の隣接する針など、針またはポートが互いに隣接して位置付けられることも珍しくない。

複数の注入管の間で区別することは、大きな応力および迅速なタイミングの雰囲気で配置される難しい任務である。医療業界は、大きな認知的負荷を施術者に課すとして雰囲気に言及している。この大きな認知的負荷は、1つの医療用注入管を他の医療用注入管から不適切に区別する結果として、薬物送達の誤りにつながる可能性がある。ほぼ間違いなく、他の医療用注入管からの1つの医療用注入管の取り違えは、防止可能な薬物の誤りの主な原因のうちの1つである。複数の医療用注入管、およびそれらの関連する流体供給源および出力の間での区別における難しさの結果だけでなく、不適合な薬物が同じ医療用注入管を通じて注入される場合に起こり得る潜在的に命を脅かす可能性の結果として、医療用注入管の正確な識別に対する要求がある。

同様に、本明細書における開示は、認知的負荷、または他の環境的な制約が、従来の技術に重荷を課す可能性がある多くの他の環境にも適用可能であり得る。例えば、情報技術(「IT」)分野における配線の追跡は、迅速な検出および識別を可能にすることができる。他の態様では、開示されている実施形態は、長い距離を通じて信号を送るために、および、ほとんど追加のコストなしで迅速に展開および一体化することができるシステムを得るために、照明の要求が利用され得るエネルギー分野にとって有用であり得る。そのため、より高度なセンサシステムで電子照明装置を改善し、多機能の使用および適応性を可能とする基板インテリジェンスに提供することへの要求がある。

II.システムおよび方法
一態様では、LEDは、電子照明装置へと構成され、印刷回路基板(「PCB」)を通じて制御される。図1Aの例では、PCBはリジッド-フレックスPCB(「RF-PCB」)(本明細書では、概して「PCB」とも称される)であり、基板の一部が剛性であり、他の部分が柔軟なリボンの中に定められ、それによって、本明細書に開示されているような電子照明装置の筐体の中などでの適用を可能にする。電子照明装置は、キャップを伴う近位端と、反射キャップにおいて途切れる末端とを有する光ファイバケーブルを照らすように構成される。光ファイバは、光を外側へ発する、または漏らし、輝きまたは発光をもたらすサイドグローまたはファジーの光ファイバケーブルであり得る。

電子照明装置は、一態様において、リジッド-フレックスPCB、RF-PCB、またはPCB、および電力源と共に、筐体を備える。筐体は、ポリマー材料から成ることができ、内部ヒートシンクに接続する筐体の中に外部ヒートシンクを効果的に形成する様々な金属または他の熱伝達場所を有することができる。さらに、他の態様では、筐体は、金属から、または、ポリマー材料と金属との混合物から成ることで、様々な組立体およびサブシステムのための保護包囲体を形成することができる。一態様において、筐体は、電子照明装置を水密または防塵とさせ、他の態様では、特定の周囲圧力において特定の時間の期間にわたって防水となるように評価され得る。ゴムガスケットが、筐体の表面だけでなく、使用者が電子照明装置の筐体と接することができる質感のあるゴムなどの把持のためのゴム材料の表面とも位置合わせさせることができる。ゴムガスケットは、防水、振動、防塵において支援し、侵入保護にさらに寄与し、一部の例にIP65、IP66、およびIP67などの等級を達成させることができる。

RF-PCBに戻ると、一例において、RF-PCBは、電子照明装置の筐体内で動作可能に構成される周囲光センサで構成され得る。周囲光センサは、任意の数の製造者または型式のものであってよく、例えば、LTR-329ALS-01などのLite-On(商標)によって製造されるセンサであり得る。一態様において、RF-PCBの柔軟な領域は、LEDからずらすように周囲光センサを調整および位置合わせさせ、それによって、LEDの相対的な強度、および環境のルクスの検出と共に、LEDが電力供給されるかどうかの検出を可能にする。搭載されたマイクロコントローラで組み込まれたこれらの特徴は、RF-PCBにおけるパワードライバを通じて自動的な光強度構成を可能にする。他の態様では、周囲光センサは、センサにおけるアナログ-デジタルコンバータを通じて、光強度をルクスなどのデジタル信号に変換し、ルクス値をマイクロコントローラへと送信する。他の態様では、変換は、RF-PCBにおけるマイクロコントローラにおいて処理され、電子照明装置の挙動を決定するためにさらに使用される。なおもさらなる実施形態では、処理はマイクロプロセッサにおいて行うことができ、マイクロプロセッサは、自律し得る、または、マイクロコントローラユニットに組み込まれ得る。

一態様において、電子照明装置が光ファイバケーブルキャップまたは漏斗状キャップの存在および色を検出するための知覚システムが開示されている。知覚システムは、本明細書に開示されている様々な構成要素、組立体、および構成を備える。一例において、知覚システムは、発光ダイオード(「LED」)などの光源へと構成される。LEDは、シリコンレンズ、セラミック基板、熱パッド、接着剤層、LEDのチップまたはマイクロプロセッサ、リン層、および陰極から典型的には成る。構造全体が、典型的には数ミリメートルのパッケージの中にある。典型的には、いくつかのLEDチップが、照明の目的として供するのに十分な光束を提供するために、一体にパッケージされる。

他の態様では、電子照明装置がファイバ検出組立体で構成される。ファイバ検出組立体はホール効果センサまたはホールセンサである。組立体は、電子照明装置へのファイバ挿入の検出を可能とするキーまたはシグネチャに似るように、調整された磁場を作り出すために、複数の磁石および鋼鉄棒から成り得る。キーまたはシグネチャは、ファイバ線、色に特有であり得る、または、他のインテリジェンスのために符号化され得る。ファイバ検出組立体は、ファイバ漏斗状キャップに構成される少なくとも1つまたは複数の磁石に基づかれる三次元磁束密度をさらに有する。

追加の態様では、キャップ色検出組立体が電子照明装置のRF-PCBに組み込まれる。キャップ色検出組立体は、キャップもしくは漏斗状キャップの色を検出する、または、他の設計が、光を光ファイバケーブルに沿って方向付けるために、電子照明装置の中または表に構成するように可能とされる。キャップ色検出組立体は、一態様において、R/G/Bセンサ、発光要素、および、一体化された回路またはマイクロプロセッサから成り得る。さらなる態様において、キャップ色検出組立体は、光放射を直接的に受け入れるように、発光ダイオードに向けて位置決めされ得る。また、キャップ色検出組立体は色コードバンド検出を備えてもよく、キャップは多重バンド色コードを備え、キャップ色検出組立体は、多重バンドコードを走査し、バンドが符号化されている色、またはさらにコードが、音、照度パターン、もしくは他のシステム警告などのことも指示するかどうかなど命令を返すことができる。

追加の態様では、周囲光センサ、ファイバ検出組立体、およびキャップ色検出組立体は、電子照明装置において、概してPCBとも称されるRF-PCBに動作可能に構成される。3つのサブシステムは、強調して作動し、互いに依存することができ、例えば、周囲光センサは、光ファイバケーブルが存在するかどうか、または、光ファイバケーブルがそれ自体を通じて延びる照明を有するかどうかを決定するために、ファイバ検出組立体と協調して作動することができる。このような手順は、光ファイバ線の取り付けにおける欠陥を検出するために使用できる、または、未認証の構成または真正でない構成を検出することもできる。

ここで、電子照明装置の追加の態様を参照する。一態様では、筐体はさらにヒートシンクから成り得る。ヒートシンクは、金属ベースのものであっても、例の電子照明装置システムに搭載されたLED、パワードライバ、マイクロコントローラ、および様々なマイクロプロセッサからの熱エネルギーの放散を可能にする他の伝達可能材料に基づくものであってもよい。さらに、ヒートシンクは、電池などの電力源と位置合わせされ得る。電池は、電子照明装置への継続した電力支援を提供するために利用可能である任意の数の化学物質を備え得る。

本明細書における方法を参照すると、一態様において、電子照明装置における光ファイバ線またはケーブルの存在を検出するための方法が開示されている。一態様では、方法は、電子照明装置に周囲光センサおよびファイバ検出組立体を供給するステップを含む。周囲光センサは、光を電子照明装置の外部から受け入れるように構成され、したがって、RF-PCBの裏側における一構成では、拡散した環境の光を、電子照明装置の外部の筐体における半透明リングまたは窓を通じて取得させることができる。次に、周囲光センサまたはマイクロコントローラユニットは、光強度を取得し、光強度をデジタル信号(ルクス)へと変換する。次に、MCUは、デジタル信号に基づいてルクスを決定する。そして、ファイバ検出組立体におけるホール効果センサは磁束密度を取得する。そして、MCUは、磁束密度に基づいてテスラ値を決定する。ホール効果センサおよび周囲光センサを通じて、光ファイバケーブルの存在が、デジタル信号およびテスラ値で検出され得る、または、いずれかの組立体またはセンサによって独立して検出され得る。さらに、ファイバ検出組立体におけるホール効果センサを通じて磁束密度を取得するとき、磁束の強度は出力電圧に基づいて表され得る。最後に、例の態様は、光ファイバケーブルが存在することを電子照明装置によって警告することを開示している。さらに、電子照明装置は、光ファイバケーブルが、テスラ値だけに基づいて、または、キャップ色検出組立体との組み合わせに基づいて、電子照明装置との使用について認証できることを認証するためのサブシステムを使用することができる。

本明細書における実施形態は、医療用注入ポンプの筐体に組み込まれてもよい。例えば、様々な構成要素、装置、およびシステムが、医療用注入ポンプに組み込まれてもよく、一方、筐体は医療用注入ポンプ筐体になる。さらに、ヒートシンクは、組み込まれてもよい、または、医療用注入ポンプによって利用可能とされる追加の空間で、すべて一緒に取り外されてもよい。図への以下の参照は実施形態であり、それら実施形態のいずれも、医療用注入ポンプを含むことができ、MCUは、医療用注入ポンプに搭載された処理装置である。

ある態様では、電力管理のためのシステムおよび方法が開示されている。一態様では、電子照明装置内の電力管理はMCUによって取り扱われ、光学検出組立体、キャップ色検出組立体、およびファイバ検出組立体が、電力節約を提供するように作動する。一態様では、周囲光センサも作動する。

III.図の参照
図1Aを参照すると、内部構成要素およびサブシステムの構成を表示する、例の電子照明装置の例示の斜視図となっている。例では、電子照明装置100は、ファイバキャップまたは漏斗状キャップとも称され得るファイバ漏斗状キャップと共に開示されている。ファイバ漏斗状キャップは、例では、特定の色のものであり得、電子照明装置100の受け入れユニットへと挿入されるとき、色が検出され、電子照明装置100は、キャップ色に対応するLEDドライバを照らすように設定されている。この特徴は、直観的であるため、認知的負荷を低減し、赤色のキャップは、光ファイバ線108の下で赤色の光を表示するように、MCUを通じて電子照明装置100を構成する。この例では、光ファイバ線108は、側方発光もしくは側方散乱の光ファイバ線である、または、線の方向性の外側に光の漏れを許容する不十分な伝送を伴う光ファイバ線である。

続いて、例では、RF-PCB104が開示されており、屈曲部分がそれ自体へと折られており、キャップ色検出システムのR/G/Bセンサのための場所を形成している。折りは、電子照明装置の搭載されたLEDからの周囲光センサの遮断を可能とし、周囲光センサは、電子照明装置100の近位端において、半透明リング102とも称される透明な筐体から環境のルクスを取得する。他の態様では、半透明リング102は、不透明であってもよく、環境の光を許可する窓を有してもよい。さらなる実施形態では、側方発光光ファイバ線からの光は、環境のルクスを決定するために使用されてもよい。また、ファイバ検出組立体を形成するホール効果センサのために供給される磁石が、磁場を形成するために、半透明リング102の中に埋め込まれる、または、半透明リング102の近くに位置決めされる。

電池106が内部ヒートシンク112と共に開示されており、電池は電子照明装置の様々な組立体に電力供給し、内部ヒートシンク112は、筐体における外部ヒートシンクに熱を放散させるように機能する。LED組立体110は、側方発光光ファイバ線108を通じて光を投影するために、ファイバ漏斗状キャップと連結するように位置決めされる。電子照明装置へのエンドキャップ114が、電池を所定位置で保持し、通信モジュールまたは組立体だけでなく、アンテナをさらに収容することができる。電池106に関して、電子照明装置は、一態様では、電力の使用を規制するために、および、インテリジェントな電力管理のためのセンサの集まりを形成するために、周囲光センサおよびキャップ色検出組立体またはファイバ検出組立体と協調して作動できる。一態様では、周囲光センサは、環境におけるルクスを検出し、エネルギーを節約するために、パワードライバから出力されるLED電力を制御する。さらに、キャップ色検出組立体は、ファイバ漏斗状キャップが係合されていないことを検出できるため、システムを自動的にオフにする。同様に、ファイバ検出組立体は、ファイバおよびファイバ漏斗状キャップの不在を検出することができるため、ファイバ漏斗状キャップが取り付けられるまで電力をオフにする。

ここで図1Bを参照すると、例の電子照明装置の例示の分解図となっている。例では、筐体202は外部ヒートシンク204のための場所を有し、外部ヒートシンク204は内部ヒートシンク206との熱接続にある。内部ヒートシンク206は、熱の蓄積を低減し、密な包囲体の中の熱を制御するように、LEDパワードライブ、LED、および、処理ユニットを含め、他の一体化され回路またはマイクロコントローラなどの機器に接触するように設計されている。例の電子照明装置の筐体はエンドキャップ212でさらに構成され、エンドキャップは負の端子222を有する。エンドキャップ212は、電池を所定位置で固定し、電池の迅速な交換を可能にする。例では、エンドキャップ212は、電池の接触を分離し、電子照明装置の保存可能期間の延長を可能にするために、分割紙224を有する。また、半透明リング214が、近位端、または、光ファイバ線に最も近い端を形成しており、半透明リング214は光を周囲光センサに到達することを可能にする。同様に、追加の実施形態では、環境への窓が設けられてもよく、半透明リングは、不透明である、または半透明ではなく、リングの中の窓が、環境の中のルクスを観察することを可能にすることができる。

本明細書で開示されている様々な例が、電子照明装置の参照を含み、図1Bにおいて識別されている。一態様では、照明装置は、筐体202とも称される前外殻および後外殻の中に収容される。筐体は、ポリマーからしばしば作られるが、金属ケーシングなどの他の材料から作られてもよい。電子照明装置の筐体は、組立体、センサ、および制御装置を保護するだけでなく、前記構成要素の位置決めを提供し、大きさ、耐久性、およびRF信号の伝送の容易性を担うように働く。電子照明装置のエンドキャップ212は、リチウムイオン電池または他の電池を、外殻または筐体202の中の所定位置において固定する。エンドキャップ212は、電流を断ち、電子照明装置のより長い保存可能期間および保存を可能とするために、一片の分割紙224を受け入れるように用意されている。追加の態様では、PCB210ならびに/またはマイクロコントローラおよび電池供給もしくは電池に沿って一体化され、内部ヒートシンク206は、熱をさらに放散させるために、高い熱伝導性の材料を通じて、金属サイドカバーまたは外部ヒートシンク204へと接続される。他の態様では、金属サイドカバーは、電子照明装置の内部に完全に形成され、受動的な環境冷却複合体を提供する。

図1Bの例の他の態様では、電子照明装置に電力供給することを可能とするために、リチウム化学または他の化学のものであり得る複数の電池208から電力が供給される。また、電子照明装置の電池208は、無線で充電され得る、または、USB-A、USB-B、USB-C、またはそれらの任意の微小な変形形態など、一様なシリアルバス接続を通じて充電され得る。本明細書においてPCBとしても知られているRF-PCB210は、様々な組立体およびセンサと共にマイクロコントローラを含む。RF-PCB210は、センサおよび組立体の特有の位置決めを可能として最適な動作を可能とするように、折られた構造を形成する。一態様では、周囲光センサは、半透明リング214を通過する環境からの周囲光が唯一の感知される光となるように、RF-PCB210の裏側に形成される。これは、光強度を制御するために、MCUによる自動的な調整を可能にする。例えば、包囲する環境が暗い場合、LEDによって生成されるルクスの大きさは、全体システムの必要性が大きいルクスの動作を要求せず、それによって電池の寿命を節約し、過剰な熱および使用から機器を保護するため、より小さくなり得る。

RF-PCB210におけるLED組立体228はレンズ220と共に構成され、レンズ220は、照明のためのファイバを受け入れるように据え付けられる。ファイバ側は、一態様ではファイバ漏斗状キャップが搭載され、ファイバ漏斗状キャップは、半透明リング214を構成し、係止機構によって、または、磁石組立体216または磁石の他の構成など、磁力および磁石の使用を通じて所定位置で保持される。キャップ色検出組立体を備えるR/G/Bセンサ226が、ファイバ漏斗状キャップの受入開口に向けて内方を向いて開示されている。また、磁石組立体216は、鋼鉄棒218と協調して、ファイバ検出だけでなく、認証およびセキュリティのために利用され得る磁束キーまたはシグネチャを提供する。電子照明装置は、シグネチャまたは磁束キーの使用を認証するように構成され得る。

ここで図2を参照すると、電子照明装置の内部構成要素およびサブシステムの例の概略図となっている。一態様では、マイクロコントローラユニットまたはMCUは、このような電池に電力供給するように構成される、または、デバイスの外部の電力源へのUSB接続を通じて直接的に電力供給され得る。同様に、電力供給は、Qi充電としてのこのような基準を通じて無線で電力を受け入れることに適合され得る。図2の概略は、LEDドライバ、周囲光センサ、R/G/Bセンサ(キャップ色検出組立体を構成する)、ファイバ検出組立体(ホールセンサに一部で基づかれる)、状態LED、および電力供給部などの構成要素を含め、電子照明装置の例の全体の一般化である。

様々な構成要素、組立体、センサ、およびサブシステムが、盤内通信のための集積回路間(「I²C」)インターフェースを利用して通信し得る。無線Bluetooth(商標)および他の無線規格などの追加の通信プロトコルが、搭載されたMCUで構成された追加のチップセットであり得る。

ここで図3を参照すると、電子照明装置のLED電力システムドライバの例の概略図となっている。一態様では、パワードライバは、色周波数を変えるためにLEDを照らす。開示されている例では、赤色、緑色、青色、および白色のドライバが、色の様々な態様に電力供給する。LED構成要素に電力供給するドライバからの熱、輝き、温度のため、図1Bにおいて開示されているものなど、ヒートシンクが適用され得、熱は、電子照明装置に沿って拡散させられ、外部に搭載されたヒートシンクを通じて電子照明装置の外部に放散させられる。したがって、本実施形態は、外部を向く金属のヒートシンクと熱連通している内部の金属のヒートシンクである。LEDドライバの追加の構成だけでなく、LED電力供給組立体およびチップセットの追加の構成が、本明細書で開示されている。

ここで図4を参照すると、電子照明装置の周囲光センサの例のブロック図となっている。一例では、周囲光センサは、光強度を、直接集積回路間I²Cが可能であるデジタル出力信号へと変換する。図4を参照すると、アナログ-デジタルコンバータ(「ADC」)が、視認可能IRダイオードおよびIRダイオードに構成され、ここでロジックは変換を担当する。続いて、例では、I²Cインターフェースはシリアルクロック(「SLC」)およびシリアルデータと接続して表示されている。それによって、I²Cは、同期式、マルチコントローラ式、マルチターゲット式、パケット交換のシングルエンド形シリアル通信バスである。I²Cは、抵抗器でプルアップされる2つだけの双方向オープンコレクタまたはオープンドレインライン、シリアルデータライン、およびシリアルクロックラインを使用する。使用される典型的な電圧は+5Vまたは+3.3Vであるが、他の電圧もよくある。

図4の例では、30℃から70℃までの範囲内の動作温度内で、例の周囲光センサは、0.01ルクスから64,000ルクスまでの6つのダイナミックレンジを感知でき、50/60Hzの照明の明滅を自動的に排除する。したがって、例の表面実装パッケージでは、周囲センサは、光強度を、MCUとの直接I²Cインターフェースが可能であるデジタル出力信号へと変換する。

ここで図5を参照すると、電子照明装置の周囲光センサチップセットの例の概略図となっている。3つの主な種類の周囲光センサ、つまり、フォトダイオード、フォトニックIC、およびフォトトランジスタがある。原則として、それらは、光を電圧または電流へと変換し、電圧または電流を動作のモードのために使用する同じ線に沿って機能する。典型的には、光がフォトダイオードに入り、フォトダイオードでは、薄い層が光子を空乏領域へと通過させ、空乏領域において電子ホールの対が形成される。空乏領域にわたる電界は電子をN層へと一掃させる。ある態様では、周囲光センサは、0.01ルクスから64,000ルクスまでの広いダイナミックレンジにわたって線形の応答を提供する。ルクス(記号:lx)は、照度のSI組立単位であり、単位面積あたりの光束を測定する。1平方メートルあたり1ルーメンに等しい。測光では、これは、人の目によって感知されるとして、表面に当たる、または表面を通過する光の強度の測定として使用される。

照度は、1平方メートルあたりの放射単位ワットと類似しているが、各々の波長における出力が、光度関数、人の視覚的な明るさの感知の標準化されたモデルに従って重み付けされている。照度は、光束が所与の面積にわたってどれだけ大きく広げられるかの測定である。光束(ルーメンで測定される)を、存在する可視光の全体の「大きさ」の測定として考え、照度を、表面における照明の強度の測定として考えることができる。所与の大きさの光が、より大きい面積にわたって広げられる場合、表面をより薄暗く照らすことになり、そのため、照度は、光束が一定に保持されるときに面積に反比例する。

光源への方向に対して垂直な表面への光源によって提供される照度は、その場所から感知されるその光源の強度の測定である。すべての測光単位のように、ルクスは対応する「放射測定」単位を有する。任意の測光単位と、その対応する放射単位との間の違いは、放射単位は、すべての波長が等しく重み付けされた状態で、物理的な出力に基づくものであり、一方、測光単位は、人の目の像を形成する視覚系が、ある波長に対して他の波長より敏感であるという事実を考慮しており、そのため、すべての波長に異なる重み付けが与えられることである。重み付け係数は光度関数として知られている。

ルクスは1平方メートルあたり1ルーメン(lm/m2)であり、放射照度を測定する対応する放射単位は1平方メートルあたり1ワット(W/m2)である。ルクスとW/m2との間に信号変換係数はない。すべての波長について異なる変換係数が存在し、光のスペクトル成分が分からない場合、変換を行うことは可能ではない。光度関数のピークは555nm(緑色)にあり、目の像を形成する視覚系は、この波長の光に対して、他の波長より敏感である。この波長の単色光について、所与の大きさの放射照度についての照度の大きさは、1W/m2あたり683.002ルクスで最大であり、この波長において1ルクスを作り出すために必要とされる放射照度は約1.464mW/m2である。可視光の他の波長は、1W/m2あたりでより小さいルクスを作り出す。光度関数は、可視スペクトルの外の波長についてはゼロへと低下する。

混合した波長を伴う光源について、1ワットあたりのルーメンの数は、光度関数を用いて計算できる。合理的に「白色」として現れるためには、光源は、目の像を形成する視覚の光受容体が最も敏感である緑色の光だけから成ることはできず、光受容体がはるかにより鈍感である赤色の波長および青色の波長の十分な混合を含まなければならない。

これは、白色の(または白っぽい)光源が、683.002Im/Wに理論的最大よりはるかに小さい1ワットあたりのルーメンを作り出すことを意味する。1ワットあたりのルーメンの実際の数と、理論的最大との間の比率は、発光効率として知られている百分率で表される。例えば、典型的な白熱電球は約2%だけの発光効率を有する。実際には、個人の目はその光度関数において若干変化する。しかしながら、測光単位は正確に定められ、正確に測定可能である。測光単位は、多くの個々の人の目における像を形成する視覚の光受容体のスペクトル特性の測定に基づかれる取り決められた標準的な光度関数に基づかれる。

図5の例では、周囲光センササブシステムとして構成されている周囲光センサが、リジッド-フレックス印刷回路基板へと組み込まれている。周囲光センサを一体化することで、電子照明装置は、ファイバが構成されると、環境のルクスとルクスにおける変化とを決定することでファイバ送り込みの接続を視覚化または検出する能力を持つ。電子照明装置の外部におけるルクスにおける増加なしでの筐体の中でのルクスの増加は、搭載されたLEDが活動しているが、光ファイバケーブルを通じた伝送が行われていないときだけである。同様に、LEDドライバの電源オンから周囲のルクスが増加している場合、電子照明装置が意図されているように動作しているときだけであり得る。

他の態様では、電子照明装置のLEDの周囲光と異なる周囲光を検出するために、照明装置の近位の場所に半透明リングが存在する。一態様では、周囲光センサは、ファイバの輝度の供給源から遮られる場所におけるRF-PCBの柔軟な領域に配置される。周囲光センサは、ファイバが取り付けられていない状態で周囲光を検出する場合、マイクロコントローラを低電力モードに切り替えることができる。周囲光センサは、他の態様では、電力制御およびスリープ立ち上げを支援する。他の態様では、周囲光センサは、LEDの中で、または、電子照明装置の中で、誤りを検出する。周囲光センサは、追加の実施形態では、電子照明装置の信号の妨害を検出するために、および、電子照明システムによる問題を使用者に警告または他に案内するために、搭載される。

ここで図6を参照すると、電子照明装置の中の周囲光センサ構成を開示する、断面での電子照明装置の例の図となっている。例では、周囲光センサは、電子照明装置のLED604から遮られた領域に構成されている。周囲光センサ614は、半透明リング616を通じて、環境からルクスまたは光を受け入れるように向けられている。追加の実施形態では、半透明リング616は、最適な性能を可能とするように、特定のルクス範囲を遮るためのフィルタを有し得る。他の実施形態では、半透明リング616は、半透明でなくてもよく、電力節約アルゴリズムおよびLED電力の自動的な調整の一部として、環境のルクスを集めるために、外部に窓を有し得る。例えば、周囲光センサ614は、ファイバが取り付けられていない状態で周囲光を検出する場合、PCB600で通信を行うことで、マイクロコントローラまたはMCUを低電力モードに切り替えることができる。周囲光センサ614は、他の態様では、電力制御およびスリープ立ち上げ機能だけでなく、光度が環境のルクスに影響を与えるのに十分であるかどうかを識別することで、適切な使用を他の組立体に命令することを支援する。電力源が電池602であるとき、アルゴリズムは、壁コンセントなどの電力源に直接的に接続されることに対して、保守的なパラメータを有することができる。他の態様では、周囲光センサは、光がレンズ610を通じて放出していないことを検出することで、LEDの中で、または、電子照明装置の中で、誤りを検出する。周囲光センサは、追加の実施形態では、電子照明装置の信号の妨害を検出するために、および、電子照明システムによる問題を使用者に警告または他に案内するために、搭載される。

続いて、図6では、キャップ色検出組立体を形成するR/G/Bセンサ612は、ファイバ618の受入開口およびファイバ漏斗状キャップ620の方を向いている。R/G/Bセンサは、ファイバ漏斗状キャップ620の挿入部分の外面を読み取るために搭載されている。さらに、R/G/Bセンサは、特定の色または他の通信ルーチンに向けてLEDドライバに電力供給するようにMCUに命令するために、ファイバ漏斗状キャップ620の色を検出することができる。本明細書で言及されている組立体は熱を発生する可能性があり、内部ヒートシンク608が、それらの構成要素にわたって位置決めされ、この例では電子照明装置の筐体の一部を形成する外部ヒートシンク606と熱連通している。

ここで図7を参照すると、屈曲部分が、周囲光センサ702と、R/G/Bセンサ704で構成されたキャップ色検出組立体と共に開示されている、電子照明装置のリジッド-フレックスPCB700の例の図となっている。キャップ色検出組立体は、LEDパワードライバをプログラムして、ファイバ漏斗状キャップと合致するようにLED光の特定の範囲を照らすために、ファイバ漏斗状キャップのキャップ色を読む能力を有する。一態様では、RGBセンサは、IR遮断フィルタおよび高い感度で感知する色の光であり得る。例の製造者には、Misumi(商標)、Excelitas(商標)、ams(商標)があり、高い感度を伴う低電力オプションを含む。

R/G/Bセンサについての便益および特徴の例が、以下における表に開示されている。

一態様において、R/G/Bセンサは、キャップ色検出組立体の一部として、多重バンドコードを読み取るように構成されており、バンドは、光の特定の色を作り出すためなど、特定のスペクトルにおいて照らすためにMCUの中で符号化またはあらかじめプログラムされ得る。多重バンドコードは、ファイバ漏斗状キャップにおけるリング、またはファイバ線に沿ってのリングとして書き直すことができ、電子照明装置と係合されるとき、多重バンドコードの読み取りと、LEDパワードライバへの信号送信または通信のためのキャップ色検出組立体からMCUへの伝送とを許容する。他の態様では、符号化されたSKUが、キャップ色検出組立体によって読み取ることができ、同様にLEDパワードライバに送信される。

ここで図8を参照すると、キャップ色検出組立体を形成する電子照明装置のR/G/Bセンサの例のブロック図となっている。ブロック図では、R/G/B制御スタックは集積回路のアーキテクチャを示している。さらに、R/G/Bセンサが、RF-PCBにおけるMCUとインターフェース通信している。構成は多くのうちの1つであり、他の例は追加の構成要素または構成を含み得る。例えば、多重バンドコード読み取り装置が追加の要素を含んでもよい。

一態様では、キャップ色組立体が、キャップの色を識別するためにR/G/Bセンサを利用し、ひとたび取得されると、特定の色を照らすためにLEDパワードライバにさらに命令するMCUと通信する。他の態様では、キャップ色検出組立体が、パターンで照らすために、周囲光センサの外部の予期された光度を指示するために、または、音響信号、もしくは医療用流体処置での識別などの他の認識態様を演じるためになど、特定の命令に符号化され得る。一態様では、赤色のキャップまたは赤色のバンドパターンが、血液製品または輸血のためにプログラムされ得る。一方、緑色のキャップまたは緑色のバンドパターンが栄養物のためにプログラムされてもよく、青色が生理食塩水のためにプログラムされてもよいが、本明細書に開示されているシステムおよび方法によりいくつかの可能性がある。

ここで図9を参照すると、キャップ色検出組立体の一部を形成する電子照明装置のR/G/Bセンサの例の概略図となっている。図9の例では、R/G/Bセンサの一実施形態についての概略が開示されている。RF-PCBにおけるMCUは、I²Cインターフェースを通じて通信している。一態様では、キャップ色検出センサが、正確な色測定を生成するために、IRおよびUVのスペクトル成分を最小限にする。他の態様では、キャップ色検出は、側方散乱光ファイバ線におけるファイバ漏斗状キャップのキャップ色を検出する。他の態様では、キャップ色検出組立体は、ファイバ漏斗状キャップの色を検出し、色をマイクロコントローラまたはMCUに登録する。この例では、マイクロコントローラは、ファイバ漏斗状キャップがどの色から成るのかを決定し、側方散乱光ファイバ線を特定の色で照らすためにLEDドライバに信号を送る。キャップ色検出組立体は、変化する条件の下で、ICU室の照明から、患者のケアおよび安静状態での照明まで、正確な色を走査するように可能とされている。さらに、ファイバ漏斗状キャップ色は透かしとして供することができ、所有者の色が選択でき、および/または、偽造防止および認証のための色特性でファイバ漏斗状キャップを符号化する技術として供することができる。さらに、キャップ色検出組立体はSKU識別とすることができ、情報を識別するバーコード、QRコード(登録商標)、バンドコード、色コード、または他のパターンなどの読み取り可能コードの態様を識別する。このような識別は、医療機器を認証および検証することを可能とし、これはさらに、患者への害の危険性を低減するのを助け、システムを通常の状態で動作することを可能にする。

ここで図10を参照すると、屈曲部分がキャップ色検出組立体1000と共に開示されている、電子照明装置のリジッド-フレックスPCBの例の図となっている。一態様では、R/G/Bセンサ1002がIRフィルタと白色LEDモジュールとを有する。R/G/Bセンサの例は、TAOS(商標)(Texas Advanced Optoelectronic Solutions)によって製造されるTCS34725である。一態様では、R/G/Bセンサ1002は、キャップまたはバンドパターンなどの感知された物体について、アナログ値をデジタル値に戻して処理する。さらに、ある態様では、キャップ色検出組立体1000のR/G/Bセンサ1002は、電力節約、使用中、セキュリティ、および認証などの機能のために、周囲光感知を可能ともする。一態様では、R/G/Bセンサ1002は、3x4フォトダイオードアレイと、フォトダイオード、データレジスタ、ステートマシン、およびI²Cインターフェースを一体化する4つのアナログ-デジタルコンバータとを含む。

追加の態様では、一連の色バンドのための透かしまたは色アレイが、セキュリティおよび認証のために使用され得る。一態様では、一連のバンドとされた色コードが配置され、電子照明装置の中のキャップ色検出組立体によって読み取られる。色コードが一致である場合、電子照明装置は機能し、色コードが一致しない場合、電子照明装置は通知を提供する。通知は、信号もしくは伝送からなり得、または、ファイバが本物ではないか、不適切に挿入されているかのいずれか、もしくは、システム内に欠陥があるという他の通知から成り得る。追加的に、他の態様では、色バンドまたは透かしは、LED伝送色に関して入力を電子照明装置に提供し、電子照明装置は、ファイバ線を照らすことができる。

ここで図11を参照すると、電子照明装置の中のキャップ色検出組立体を開示する、電子照明装置の例の図となっている。例の図では、ファイバ漏斗状キャップが開示されており、電子照明装置と共に構成されている。キャップ色検出組立体のR/G/Bセンサ1102は、光ファイバ線のキャップと相互作用するように構成されている。さらに、R/G/Bセンサ1102の位置は、特定の光もしくは認証について符号化する、またはシステム内でプログラムされるような追加の特徴を符号化する特有のバンドコード、またはキャップ側方もしくは漏斗状キャップにおけるコードの読み取りも担う。一態様では、多重バンドコードは赤色を識別し、赤色LEDのパワードライバがオンにされる。

ここで図12を参照すると、構成がファイバ検出組立体の態様を提供する、電子照明装置のための例の半透明なキャップ1200および磁石のアレイ1202の図である。キャップは、半透明とすることができ、環境の光と、側方散乱光ファイバ線からの光の漏れとを感知するために、先に開示されている光学センサと協調して機能する。半透明なキャップ1200は、筐体の一部を形成する電子照明装置に嵌められる。図12の中で開示されているのは、磁場を形成するために、複数の磁石についての位置決めである。このような磁場は、特定の磁束キーまたはシグネチャを利用する情報の認証、作動、セキュリティ、および伝送のために利用されてもよい。

同様に、図13を参照すると、構成がファイバ検出組立体の態様を提供する、電子照明装置のための例の半透明のキャップおよび鋼鉄棒1304を伴う磁石のアレイ1302の追加の図となっている。鋼鉄棒1304は、特定の磁場の調整を可能とするために磁場の調整を提供し、認証以上のことを可能とするが、LEDドライバについての特定の色またはパターンにプログラムされるなど、異なる磁束キーまたはシグネチャを有することが異なる効果をもたらす。認証に関して、鋼鉄棒1304は、磁性棒であってもよく、調整において利用され、電子照明装置は鋼鉄棒1304を必要としなくてもよく、システムは、磁石のアレイ1302に基づいて三次元の磁束で動作でき、キーまたはシグネチャは、電子照明装置と係合されている漏斗状キャップにおける金属板によって決定される。

ここで図14を参照すると、リジッド-フレックスPCB1400がホールセンサ1402と共に開示されている例のファイバ検出組立体の図となっている。ホール効果センサとしても知られるホールセンサは、磁場の大きさを測定するデバイスである。ホールセンサの出力電圧は、ホールセンサを通じての磁場の強度に直接的に比例する。ホールセンサは、近接感知、位置決め、速度検出、および電流感知用途のために使用される。しばしば、ホールセンサは、スイッチとして作用し、スイッチと呼ばれるように、閾方向と組み合わせられる。産業用途において一般的に見られるとき、ホールセンサは、民生用機器および医療用途においても使用され、例えば、いくつかのコンピュータプリンタは、紙なしおよび開いたカバーを検出するためにホールセンサを使用する。ホールセンサは、コンピュータキーボード、特に高い信頼性を必要とする用途で使用されてもよい。ホールセンサの例は、混合信号CMOS技術に基づかれたMelexis(商標)によるUS1881である。一態様では、ホールセンサは、高い磁気感度が搭載され、3.5Vから24Vまでの動作電圧と、小さい電流消費とを有する。

一態様では、電子照明装置におけるホールセンサ1402は、電子照明装置の前キャップまたは半透明リングに配置される磁気組立体などの一連の磁石を通じてファイバ線の存在を検出する。一実施形態では、電子照明装置は、±160mTを感知することができる3D磁束密度を作り出す。他の実施形態では、範囲が±160mTにわたって存在する。ホールセンサは、65uTへとプログラム可能な磁束分解能が搭載される。そのため、位置検出、X-Y角度、ファイバ配向、および測定を可能にする。三次元磁束は、磁束キーまたはシグネチャとしても知られており、このようなシグネチャは、照らす注入管またはファイバ線の認証および検証のために使用することもできる。さらに、他の態様では、ホールセンサ1402は電力供給およびスリープ立ち上げの機能を制御する。ホールセンサ1402はさらに、マイクロコントローラのオン/オフ、スリープ/立ち上げ、休止状態の機能を制御することで、エネルギー節約の態様を提供するように装備される。他の態様では、ホールセンサ1402は、磁束キーまたはシグネチャの検出を通じてデバイスのセキュリティを可能にする。

図14の例では、ホールセンサなどの搭載センサによって登録され得る磁場のための複数の磁石の電子照明装置の一態様において、磁束は、デバイスが使用中であること、または、セキュリティおよび認証などの他の態様にあることを検証するために使用できる。このような状況では、磁場は、デバイスを認証するように、磁束キーまたはシグネチャに調整される。一態様では、鋼鉄ピンが、磁場を調整するために利用され、他の態様では、磁力を阻害することができる異なる材料が使用される。一態様では、鋼鉄ピンが、特定の漏斗の色または照らす光ファイバ線のシグネチャと合致するように設定される。他の態様では、鋼鉄ピンまたは他の磁束分配デバイスが、ホールセンサからの特定の電圧読み取りのために位置決めされる。様々な取り付けを認証するこのような実施形態では、光ファイバ線が観察され得る。さらに、追加の実施形態では、マイクロコントローラのスリープ立ち上げ機能がホールセンサによって作動させられることで、電力節約を可能にする。

引き続き図14において、一態様では、ファイバ漏斗状キャップが、LED光の色を指定する特定の色とすることができ、LEDパワードライバは電子照明装置の中で照らすことになる。ファイバ漏斗状キャップは、電子照明装置に近接して、ファイバ線が途切れる場所の反対側に位置付けられる。ファイバ線の遠位端は保護遠位キャップを有し得る。一態様では、ファイバ漏斗状キャップには、特定のシグネチャ(磁束キー、磁束シグネチャ)に合致および検証するために金属板が搭載され得、電子照明装置のホールセンサが、ファイバ線検出組立体の一部として、シグネチャまたは電圧変化を感知および認識することができる。ある態様では、ファイバ側方キャップが、磁気板が搭載され、認証および検証のために使用される。他の態様では、ファイバ側方キャップは、命令を電子照明装置に提供するために利用される。追加の態様において、アンテナがファイバ線の近位キャップカバーに配置されてもよく、マイクロコントローラは、無線パルスを送信し、信号を受信することができ、この実施形態は、光学出力センサ、マイクロコントローラ、またはそれら両方に結び付けられ得る。

ここで図15を参照すると、側方散乱光ファイバ線または側方発光光ファイバ線の遠位エンドキャップの図となっている。例では、側方散乱光ファイバ線1502のための保護エンドキャップ1504が、光を非常に反射する磨かれた表面または塗装された表面を有する。磨かれた表面または塗装された表面は鏡と同様の反射を可能とし、PCBにおけるプログラムされたMCUは、認証または検証のための一連の点滅またはパルスを開始することができる。これらのパルスまたは点滅は、電子照明装置におけるLEDから発し、側方散乱光ファイバケーブルの長さで伝播し、保護エンドキャップから電子照明装置へと戻るように反射し、電子照明装置において周囲光センサがパルスまたは点滅を検出し、信号を解釈する。また、パルス光の繰り返しが、LEDの強度を規制し、それによってパワードライバを制御して電力を節約するために、光ファイバ線1502の長さで信号を送るために使用されてもよい。パルス光がルクスの特定の強度で戻されない場合、側方散乱光ファイバ線が使用には長すぎることが決定され得る、または、より長い光ファイバケーブルに沿って送信するためにLEDの電力を調整することができる。これは、環境の光および光ファイバ線1502の長さに基づいて出力される電力を規制するために、先に開示されている周囲光センサと協調して機能することができる。

続いて、磨かれた表面を伴う保護エンドキャップ1504は、擦り減らないように、または患者と接触するように、光ファイバ線1502の保護を可能にする硬質プラスチックまたは金属などの弾性材料から作られる。また、保護エンドキャップは滑らかであり、非摩耗性となるように作られ、洗浄するのが容易であり、開口がない、または、バクテリアの成長の防止、および再使用を可能にする。

さらに、保護エンドキャップ1504には、無線周波数を通じて通信するために利用される単線アンテナが搭載されてもよく、したがって通信の追加の層を光ファイバ線に追加する。単線アンテナは、受動的な無線アンテナとして作用し、光ファイバ線の長さを決定するために、または、検証および認証のために、使用され得る。

ここで図16A～図16Cを参照すると、側方散乱光ファイバ線または側方発光光ファイバ線を通る送信線のために、半透明リングまたは筐体における他の受入組立体を通じて、電子照明装置のレンズへと、電子照明装置と係合するように設計されているファイバ漏斗状キャップ1602の様々な態様が開示されている。ファイバ漏斗状キャップは、一態様では、キャップを電子照明装置に磁気的に係止するために、または、磁束を調整するために利用され得る金属板と構成されてもいる。例えば、金属板1604は、磁束キーまたはシグネチャによって、ファイバ検出組立体および搭載されたホールセンサと協調した認証および検証のために使用されてもよい。この点において、金属板1604は、電子照明装置の搭載された磁石組立体に対して特定の角度ベクトルによって特徴付けられ、それによって磁束シグネチャまたはキーを作り出す。

続いて、ファイバ漏斗状キャップ1602は様々な色となることができ、色は、キャップ色検出組立体によって検出され、MCUは、LEDドライバを特定のキャップ色へと電力供給することができる。さらに、ファイバ漏斗状キャップ1602は、キャップ色検出組立体のR/G/Bセンサにバンドまたはコードを読ませることができる多重バンドコード、SKU、またはQRコード(登録商標)などのバンドが搭載されてもよく、LEDパワードライバによって照らすための色についての信号をMCUへと送信する。そのため、ファイバ漏斗状キャップを含む光ファイバケーブルは、電子照明装置内の特定のLEDドライバを照らすために、製造者から「プログラム」され得る。そのため、システムは、ファイバ漏斗状キャップが合致した色で符号化されるため、施術者における認知的負荷を低減し、オーバーヘッドを低減し、機能を提供するための設計を可能にする。

IV.実施形態
本開示と一致するシステムおよび方法の特定の実施が、以下のように提供される。

実施1。医療用注入管照明のためのシステムであって、(i)印刷回路基板(「PCB」)、発光ダイオード(「LED」)、レンズ、電力源、および、少なくとも1つのセンサ組立体を備える電子照明装置と、(ii)LEDから電子照明装置のレンズを通じて光を受け入れるための、近位端における漏斗状キャップ、および、電子照明装置のLEDからの光を反射するために内面において磨かれている、遠位端における保護エンドキャップを備える側方散乱光ファイバケーブルとを備えるシステム。

実施2。少なくとも1つのセンサ組立体は周囲光センサであり、周囲光センサは光強度をデジタル信号へと変換する、実施1のシステム。

実施3。少なくとも1つのセンサ組立体は、三次元磁束密度を有するファイバ検出組立体である、実施1のシステム。

実施4。ファイバ検出組立体はホール効果センサを備える、実施3のシステム。

実施5。ファイバ検出組立体は3つの磁石と鋼鉄棒とから成る、実施3のシステム。

実施6。少なくとも1つのセンサ組立体は光学出力センサ組立体であり、光学出力センサ組立体は、側方散乱光ファイバケーブルの近位端から側方散乱光ファイバケーブルの末端への移動時間を検出する、条項1のシステム。

実施7。少なくとも1つのセンサ組立体はキャップ色検出組立体であり、キャップ色検出組立体は、光ファイバケーブルにおける漏斗状キャップの色を検出する、条項1のシステム。

実施8。キャップ色検出組立体は光電子センサを備える、実施7のシステム。

実施9。キャップ色検出組立体はRGBセンサを備える、実施7のシステム。

実施10。キャップ色検出組立体は色コードバンド検出を備え、キャップは多重バンド色コードを備える、実施7に記載のシステム。

実施11。外部ヒートシンクから成る、電子照明装置のための筐体をさらに備える、実施1のシステム。

実施12。外部ヒートシンクは内部ヒートシンクと熱接続している、実施11のシステム。

実施13。内部ヒートシンクはLEDと熱接続している、実施12のシステム。

実施14。電力源は電池である、実施1のシステム。

実施15。電池は分割紙によって端子から分離される、実施14のシステム。

実施16。電子照明装置は半透明のキャップをさらに備え、半透明のキャップは、LEDを制御するために周囲光センサによって利用される、実施1のシステム。

実施17。電子照明装置は、負の電池端子を伴う取り外し可能なエンドキャップをさらに備える、実施1のシステム。

実施18。取り外し可能なエンドキャップはアンテナを備える、実施17のシステム。

実施19。側方散乱光ファイバケーブルの漏斗状キャップは金属板で構成される、実施1のシステム。

実施20。側方散乱光ファイバケーブルの保護エンドキャップは単線アンテナセンサをさらに備える、実施1のシステム。

本開示の上記の実施形態が、本開示の原理の明確な理解のために述べられている実施の単に可能な例であることは、強調されるべきである。多くの変形および改良が、本開示の精神および原理から実質的に逸脱することなく、上記の実施形態に行われ得る。すべてのこのような改良および変形は、本開示の範囲内において本明細書に含まれ、以下の請求項によって保護されるように意図されている。

100 電子照明装置
102 半透明リング
104 RF-PCB
106 電池
108 光ファイバ線、側方発光光ファイバ線
112 内部ヒートシンク
204 外部ヒートシンク
206 内部ヒートシンク
208 電池
210 RF-PCB
212 エンドキャップ
214 半透明リング
216 磁石組立体
218 鋼鉄棒
220 レンズ
222 負の端子
224 分割紙
226 R/G/Bセンサ
228 LED組立体
602 電池
604 LED
606 外部ヒートシンク
608 内部ヒートシンク
610 レンズ
612 R/G/Bセンサ
614 周囲光センサ
616 半透明リング
620 ファイバ漏斗状キャップ
700 リジッド-フレックスPCB
702 周囲光センサ
704 R/G/Bセンサ
1000 キャップ色検出組立体
1002 R/G/Bセンサ
1200 半透明なキャップ
1202 磁石のアレイ
1302 磁石のアレイ
1304 鋼鉄棒
1400 リジッド-フレックスPCB
1402 ホールセンサ
1502 側方散乱光ファイバ線
1504 保護エンドキャップ
1602 ファイバ漏斗状キャップ
1604 金属板

Claims (20)

1. 医療用注入管照明のためのシステムであって、
   (i)印刷回路基板(「PCB」)、
   発光ダイオード(「LED」)、
   レンズ、
   電力源、および、
   少なくとも1つのセンサ組立体
   を備える電子照明装置と、
   (ii)前記LEDから前記電子照明装置の前記レンズを通じて光を受け入れるための、近位端におけるファイバ漏斗状キャップ、および、
   前記電子照明装置の前記LEDからの光を反射するために内面において磨かれている、遠位端における保護エンドキャップ
   を備える側方散乱光ファイバケーブルと
   を備えるシステム。
2. 前記少なくとも1つのセンサ組立体は周囲光センサであり、前記周囲光センサは光強度をデジタル信号へと変換する、請求項1に記載のシステム。
3. 前記少なくとも1つのセンサ組立体は、三次元磁束密度を有するファイバ検出組立体である、請求項1に記載のシステム。
4. 前記ファイバ検出組立体はホール効果センサを備える、請求項3に記載のシステム。
5. 前記ファイバ検出組立体は3つの磁石と鋼鉄棒とから成る、請求項3に記載のシステム。
6. 前記少なくとも1つのセンサ組立体は光学出力センサ組立体であり、前記光学出力センサ組立体は、前記側方散乱光ファイバケーブルの前記近位端から前記側方散乱光ファイバケーブルの前記遠位端への移動時間を検出する、請求項1に記載のシステム。
7. 前記少なくとも1つのセンサ組立体はキャップ色検出組立体であり、前記キャップ色検出組立体は、前記側方散乱光ファイバケーブルにおける前記ファイバ漏斗状キャップの色を検出する、請求項1に記載のシステム。
8. 前記キャップ色検出組立体は光電子センサを備える、請求項7に記載のシステム。
9. 前記キャップ色検出組立体はRGBセンサを備える、請求項7に記載のシステム。
10. 前記キャップ色検出組立体は多重バンドコード検出を備え、前記ファイバ漏斗状キャップは多重バンドコードを備える、請求項7に記載のシステム。
11. 外部ヒートシンクから成る、前記電子照明装置のための筐体をさらに備える、請求項1に記載のシステム。
12. 前記外部ヒートシンクは内部ヒートシンクと熱接続している、請求項11に記載のシステム。
13. 前記内部ヒートシンクはLEDと熱接続している、請求項12に記載のシステム。
14. 前記電力源は電池である、請求項1に記載のシステム。
15. 前記電池は分割紙によって端子から分離される、請求項14に記載のシステム。
16. 前記電子照明装置は半透明のキャップをさらに備え、前記半透明のキャップは、前記LEDを制御するために前記周囲光センサによって利用される、請求項1に記載のシステム。
17. 前記電子照明装置は、負の電池端子を伴う取り外し可能なエンドキャップをさらに備える、請求項1に記載のシステム。
18. 前記取り外し可能なエンドキャップはアンテナを備える、請求項17に記載のシステム。
19. 前記側方散乱光ファイバケーブルの前記ファイバ漏斗状キャップは金属板で構成される、請求項1に記載のシステム。
20. 前記側方散乱光ファイバケーブルの前記保護エンドキャップは単線アンテナセンサをさらに備える、請求項1に記載のシステム。

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