JP5185129B2 - 外科手術用広角照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、一般に、外科手術用機器に関し、特に、眼科外科手術中にある領域を照明する外科手術用機器に関する。さらに、具体的には、本発明は、医学分野における照明用の可変角度、小型、広角照明装置に関する。

眼科外科手術において、特に、硝子体網膜外科手術において、可能な限り網膜の部分を広く視野に入れるために、外科手術用の広角顕微鏡装置を使用することが望ましい。このような顕微鏡装置用の広角対物レンズはあるが、典型的な光学フィルタ・プローブの照明円錐によって提供される領域よりも、より広い証明領域を必要とする。その結果、光ファイバ照明装置によって供給される比較的インコヒーレントな光の光線を拡げる、様々な技術が開発されている。このように、現行の広角外科手術用の顕微鏡装置で要求に応じて、既知の広角照明装置は、網膜のより広い部分を照明することができる。しかしながら、現存する広角照明装置には、いくつかの不利益（欠点）がある。

いくつかの従来の外科手術用の広角照明装置にみられる、ひとつの欠点は、眼球の硝子体流体の光の屈折率と眼球の硝子体流体に接触する照明装置のレンズの表面の光の屈折率とのマッチングである。このような従来の装置の広角レンズの光を屈折する表面と眼球の硝子体流体が接触することにより、眼球の硝子体流体による屈折率の切替えに起因して、最適以下の屈折に帰着する。“眼科外科手術用の網膜広角照明装置”と題する、スコット・ターナーの特許文献１には、エア・ギャップがあることによってもたらされる高屈折率の部位を使用して、屈折率マッチングの効果を克服する装置が提供されている。エア・ギャップは、光ファイバの末端部と照明装置のレンズの光を屈折する表面との間に現れる。したがって、光学導波管（すなわち、光ファイバ）から出る光は、照明装置のレンズの光を屈折する表面を通過する前に、眼球の硝子体流体を接触することによってもたらされる如何なる屈折率の切替も行わずに、角度的に拡散される。

現行入手可能な広角照明装置の別の欠点は、グレアである。照明源が小さくて明るいとき、グレアは発生し、ユーザ（すなわち、眼科外科医）は小さく明るい光源に向かう線を見ることになる。グレアは、有用な照明を提供しない望まない迷走輻射であって、観察者の気を散らしたり、観察対象を曖昧にする。グレアは、現行の広角照明装置で修正することができるが、通常、トータルの照明光束を低減する場合だけに限られ、外科医による観察に使用できる光の量を低減することとなる。たとえば、テキサス、フォート・ウォースのアルコン・ラボラトリ社で製造されている“バレット・プローブ”は、光ファイバの末端部から出る光を散乱する、拡散仕上げした表面を持つ、バレット（弾丸）形状のファイバを使用して、広角照明を実現している。グレアを低減するために、バレット・プローブは、全体として使用できる光束を減らすことによって照明角を低減する、ジオメトリック・シールドを使用することができる。

従来の広角照明装置は、さらに、光の照明角（角度的な拡がり）を変えて、外科手術部位内で異なる条件に応じてリアルタイムに照明を調整しないという欠点を持っている。

したがって、従来の広角照明装置に伴う課題、特に、リアルタイムで放射光の角度を変化させるという課題、を低減あるいは解決できる、可変角度、広角照明装置に対する必要性は依然として存在する。
米国特許第５，６２４，４３８号明細書

本発明の外科手術用の可変角度、広角照明装置の実施態様は、実質的に、これら及びその他の必要性に合致している。１つの実施態様は、光線を供給する、光源と、光線を受光し伝達するために、光源と光学的に結合する、光ケーブルと、光ケーブルに動作可能に連結された、ハンドピースと、ハンドピースに動作可能に連結されて、光ケーブルに光学的に連結されて、光線を受光し伝達する、光ファイバと、光線を受光して供給してある領域を照明するために、光ファイバの末端部に連結された、光アセンブリと、光アセンブリを収容して、ハンドピースと光アセンブリに動作可能に連結され、カニューレとを具備する、小型の外科手術用の可変角度、広角照明装置である。

光アセンブリは、たとえば、光ニードルに光学的に連結された、ポリマ拡散液晶（“ＰＤＬＣ”）拡散器／硝子ニードル、あるいは、入れ子構造をなす合成二次曲面集光器（“ＣＰＣ”）円錐体を具備することができる。ＰＤＬＣ拡散／硝子ニードル実施態様において、そのファイバは、標準的な、約０．５０ＮＡを持つ照明装置内光ファイバであることができる。光源からの光は、光ファイバによって伝達され、さらに伝達されて光線を拡散するためにＰＤＬＣ拡散器へ供給される。ＰＤＬＣ拡散器での光線の拡散の程度は、電気的に制御することができ、拡散が全くない状態から拡散の程度が非常に高い状態まで変化させることができる。ＰＤＬＣ拡散器を通過後、光線は、光線を眼の中の外科手術部位のような所望の領域を照明するように伝達する、光ニードルあるいはファイバ（たとえば、硝子）ニードルあるいはファイバに供給される。

ＣＰＣ円錐体の実施態様では、光学ファイバの末端部は、光を大きく軸から外れて角度的に拡げて、光をカニューレの末端部から高効率で放射する、ＣＰＣ円錐形状内で終端している。ほとんどすべての光線は、平面的な末端面を通して光学ファイバ及びＣＰＣ円錐体を避ける。雄ＣＰＣ円錐体は、先端を切られた雌ＣＰＣ円錐体から小さなエア・ギャップだけ離れている。雄ＣＰＣ円錐体、雌ＣＰＣ円錐体が、一緒に引張られて、光学的に接触したとき、雄ＣＰＣ円錐体部材からの光は、自由に雌ＣＰＣ円錐体部材の中へ伝達されて、残留光は大きく低減された角度的な拡がりに渡って放射される。

カニューレ、光アセンブリ、および、ハンドピースは、生体適合性物質からなることができる。光ケーブルは、（光ケーブルを、ハンドピースとカニューレの内に収納されている光ファイバに動作可能に連結するように）光源に動作可能に連結されている、第一の光コネクタと、ハンドピースに動作可能に連結されている、第二の光コネクタを具備することができる。これらのコネクタは、ＳＭＡ光ファイバ・コネクタであることができる。光アセンブリ、光ファイバと光ケーブル、（すなわち、光ケーブル内の光ファイバ）は、光線を光源から外科手術部位へ伝達するように、互換性を持つゲージであることができる。たとえば、３部材は、同じゲージであることができる。

本発明の別の実施態様は、本発明の教示にしたがった可変角度照明装置、および、眼科外科手術で使用される本発明の可変角度照明装置の外科手術用ハンドピースの実施態様を使用した、外科手術分野の広角照明方法を含むことができる。さらに、本発明の実施態様は、眼科外科手術あるいはその他の外科手術に使用する外科手術機械あるいは装置の内に組み込むことが出来る。本発明の教示にしたがって可変角度、広角照明装置と称する装置のその他の使用方法は、当業者には知られることになろう。

本発明の実施態様は、図の類似し対応する部分に類似の参照番号を使用した図に示されている。

本願のさまざまな実施態様で、硝子体網膜／後房部位の外科手術のような、外科手術の過程で使用される、小寸法（たとえば、１９、２０、あるいは、２５ゲージ）光ファイバー・ベースの内部照明装置を提供する。本発明の実施態様は、テキサス、フォート・ウォースのアルコン社から販売されている、ＡＬＣＯＮ−Ｇｒｉｅｓｈａｂｅｒ Ｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎ−ＤＳＰ（商標）ハンドピースのような、小寸法カニューレ（たとえば、１９、２０、あるいは、２５ゲージ）に接続されているハンドピースを具備することができる。本発明の教示にしたがって、カニューレの内部は、１つあるいは複数の光ファイバ、および／あるいは、光拡散部材を収容することに使用できる。広角照明装置の実施態様は、眼科外科手術分野一般に使用できるように構成されることができる。しかしながら、本発明の範囲は眼科に限定されず、広角、および、あるいは、可変角度照明装置が必要とされる、他の外科手術に一般的に適用できることは、当該分野の当業者には理解できるであろう。

本発明の可変角度、広角照明装置の実施態様は、光拡散光アセンブリ、ステム、および、生体適合性ポリマ物質から製造されたハンドピースを具備することができ、広角照明装置の侵入部分は廃棄可能な外科手術用品である。生体適合性ポリマ物質から製造された本発明の実施態様は、低価格な関節付のハンドピースと一体成形されることができ、これらの実施態様は、高価ではない廃棄可能な機器を含むことが出来る。

本発明のＰＤＬＣ拡散器の実施態様は、電場の存在によって液晶分子が回転する、原理に拠っている。電場が存在しないとき、液晶分子は、ランダムに配向しており、ＰＤＬＣ層は、高度に拡散的である。電場が印加されて強くなるにつれて、液晶分子は、その電場に平行に配向するようになる。十分に電場が強くなると、液晶分子の配向が揃って、ＰＤＬＣ層は、本質的に、非拡散的である。

本発明の入れ子構造のＣＰＣ円錐体の実施態様は、光線の内部全反射によって、ＣＰＣ円錐体内にある光は、表面／空気の界面に閉じ込められる、原理に拠っている。このように、本発明のさまざまな実施態様の雄ＣＰＣ円錐体が空気に囲まれている限り、ＣＰＣ円錐体内で伝達される光は、雄ＣＰＣ円錐体内に閉じ込められ、円錐体の末端から高い角速度で放射される場所である、ＣＰＣ円錐体の端に注ぎ込まれる。しかしながら、（たとえば、雄、雌のＣＰＣ円錐体が接触することによって、）雄、雌ＣＰＣ円錐体間のエア・ギャップが取除かれると、雄ＣＰＣ円錐体内で伝達される光はもはや雄ＣＰＣ円錐体内に閉じ込められず、その収束効果を受けることになる。それどころか、光のいくらかは、雌ＣＰＣ円錐体の中を通過して、光アセンブリの末端から放射された光は、大幅に角度的な拡がりを減少するであろう。

図１は、光源１２からケーブル１４を通してステム（カニューレ）１６に光を送達するハンドピース１０を具備した、外科手術装置２の概略図である。ケ−ブル１４は、この分野で知られた、如何なるゲージの光ファイバ・ケーブルであることができるが、好適には、１９、２０、あるいは、２５ゲージのファイバを持つケーブルであることが望ましい。さらに、ケーブル１４は、光学的に連通して、光を受光して、光源１２からハンドピース１０を介してステム１６内の光ファイバ２２へ伝達する、単一の、あるいは、複数の光ファイバを具備することが出来る。ハンドピース１０およびステム１６は、光ファイバ２２と拡散光アセンブリを収容するように構成され、光ファイバ２２と光学的に連通して光源１２からの光を受光して、外科手術部位のような所望の領域へ伝達できる。光アセンブリ５０（２００）の実施態様は、図２−４により明瞭に示されている。以下により完全に議論するように、カップリング装置３２は、ケーブル１４の各々の端で光ファイバ・コネクタを具備して、ハンドピース１０内で光源１２を光ファイバ２２／１４に光学的に連通することができる。

図２は、本発明の光ファイバ／ＰＤＬＣ拡散器／光ニードルの実施態様を表した概略図である。光アセンブリ５０は、ＰＤＬＣ拡散器１００および光ニードル１０２を具備している。図３Ａおよび３Ｂに示すように、ＰＤＬＣ拡散器１００は、その中には複数の液晶の液滴１５２が拡散された、硬質ポリマ（たとえば、プラスチック）層１５０、ポリマ層１５０の入口（基部）面上の透明な（たとえば、インジウム錫酸化物）基部電極１５４、ポリマ層１５０の入口（末端部）面上の透明な末端電極１５６からなる。電場が存在しないとき（図３Ａ）、液滴１５２内の液晶分子は、ランダムに配向している。この状態では、各々の液滴の実効屈折率は周囲を取り囲む硬質ポリマのそれと十分に異なっている。それゆえ、光源１２からの入射光１６０の液滴／ポリマ界面で（散乱と同様に）強い反射と屈折が起こっている。この集合的な巨視的効果によって、ＰＤＬＣ拡散器１００を通過する光１６０は十分に拡散される。しかしながら、ＰＤＬＣ拡散器１００のポリマ層（図３Ｂ）に電圧が印加されると、液滴１５２内の液晶分子は、それら自身で電場に平行に配向し始める。それらがそのように挙動するので、液晶液滴１５２の実効屈折率は、それらの周囲のポリマ層１５０の屈折率に近づきはじめて、結果的に通過光線１６０の拡散は減少する。印加電圧が増加すると、ＰＤＬＣ拡散器１００による拡散は減少する。臨界電圧に達すると、ＰＤＬＣ拡散器１００による拡散は、ほぼゼロになり、ＰＤＬＣ拡散器１００は、本質的に（ほぼ）透明となる。

ＰＤＬＣ拡散器１００の末端面から放射された拡散光は、円筒形のニードル１０２（あるいは、クラッドが取外された光ファイバ）の中に伝達される。ニードル１０２は、ガラス・ニードル／光ファイバであることができる。空気によって取り囲まれたとき、ニードル１０２は、ほぼ１のＮＡを持ち、光線を約９０°までの半角内に閉じ込めることが出来る。したがって、ＰＤＬＣ拡散器１００の場所でも、本質的に、ニードル１０２に伝達されたすべての拡散光は、ニードル１０２によってその末端部に伝達されることが出来る。ニードル１０２は、鋼鉄からなることができる、ステム１６内に収納されている。光粘着１０６は、ニードル１０２／カニューレ１６・アセンブリの末端部で機械的にニードル１０２をステム１６に連結するように装着されて、眼球からの液体がニードル１０２とステム１６との間に来るのを防止することにより、ニードル１０２がステム１６内でエア・ギャップ１０４よって取り囲まれることを保証する。ニードル１０２が１つあるいはそれ以上の場所でステム１６に接触するのを防止するため、ニードル１０２をステム１６に挿入する前に、（液晶表示装置産業で普通に使用されている）少数のガラスあるいはプラスチックのスペーサ・ボール１７０を、ニードル１０２の表面に散布することができる。スペーサ・ボール１７０は、ニードル１０２をステム１６から分離した状態に保持して、スペーサ・ボール１７０からの散乱光欠損は無視できると予想される。

ＰＤＬＣ拡散器１００に印加された電場は、電気的装置内の電流を制御する、既知の如何なる手段によっても制御されることが出来る。たとえば、ハンドピース１０内のスライド機構は可変抵抗器タイプの機構（スイッチ）、あるいは、たとえば、フット・コントローラのような当業者に馴染みのある、その他の電気的制御手段として使用することができる。電場の電気的制御装置は、（ＰＤＬＣ拡散器１００の最大透明度での）外科医に狭視野から（ＰＤＬＣ拡散器１００の最大拡散での）広視野までの照明装置から放射された光の角速度をリアルタイムに連続的に変化させる能力を提供することができる。

図４および５は、照明装置から放射された光の角度的な拡がりを制御する、本発明の実施態様である、入れ子構造のＣＰＣ円錐体光アセンブリである。この実施態様では、光アセンブリ２００は、雌のＣＰＣ円錐体部材２５２内で入れ子構造をなしている、雄のＣＰＣ円錐体部材２５０を具備しており、雌のＣＰＣ円錐体部材２５２と雄のＣＰＣ円錐体部材２５０とは、互いに動くことが出来る関係にあるＣＰＣ円錐体光アセンブリ２００は、光ファイバ２２／１４の末端部に光学的に連通しており、実質的にすべての入射光を光アセンブリ２００（側面からはほとんど放射されない）の平面的な末端部の面２１０から放射し、最大約９０°の半角に渡って光を放射し、そして、高効率で光を放射するように設計されている。雄のＣＰＣ円錐体部材２５０を通過する光は、雄のＣＰＣ円錐体部材２５０の側面のポリマ／空気の界面での内部全反射によって、雄のＣＰＣ円錐体部材２５０内に留まる。雄のＣＰＣ円錐体部材２５０のテーパによって、光は、集中して光が末端部の面２１０から広い角度に渡って放射されるまでその角速度を増加させる。

雄のＣＰＣ円錐体部材２５０からの角度的に拡がった光は、ＣＰＣ円錐体部材２５０を取り囲む（すなわち、円錐と空気の界面に接している）空気に依存する。したがって、雌のＣＰＣ円錐体部材２５２と雄のＣＰＣ円錐体部材２５０との間にエア・ギャップ２５４が存在しない場合、雄のＣＰＣ円錐体部材２５０による光の角度的な拡がりは起こることができない。エア・ギャップ２５４を取除くひとつの方法は、図４、５に示してある。雄のＣＰＣ円錐体部材２５０は、わずかに面取りされた雌のＣＰＣ円錐体部材２５２内で、それらの間で可変幅のエア・ギャップ２５４を持って、入れ子になっている。 図４で、雌のＣＰＣ円錐体部材２５２は、伸張された位置にあり、エア・ギャップ２５４をＣＰＣ円錐体部材２５０とＣＰＣ円錐体部材２５２の間に存在させて、結果的に雄のＣＰＣ円錐体部材２５０の末端部の面２１０から放射された光２７０の光線を角度的に拡げている。図５では、雌のＣＰＣ円錐体部材２５２は、雄のＣＰＣ円錐体部材２５０に接触した、引込んだ状態で示されている。雌のＣＰＣ円錐体部材２５２が完全に引込んだときＣＰＣ円錐体部材間のエア・ギャップ２５４は存在しない。この場合、２つのＣＰＣ円錐体部材２５０、２５２は、光学的にあたかもそれらの間に接属がないかのように振舞い、それらは実効的に単一のテーパを持たない円柱形状の光学部材である。放射された光２７２から得られた光線は、角度的には狭く、光ファイバ２２／１４からＣＰＣ円錐体光アセンブリ２００なしで放射されたのとほぼ同じ角度的な拡がりである。

光ファイバ１４／２２とＣＰＣ円錐体部材２５０によって伝達された光線がＣＰＣ円錐体部材２５０内の円錐体／空気の界面で反射されたときＣＰＣ円錐体２５０の表面／空気の界面を超えて周囲の空気媒体の中へ、非常に短い距離（たとえば、数ミクロン）だけ拡がるエバネッセンス波が発生される。雌のＣＰＣ円錐体部材２５２がエバネッセンス波領域の外側に留まる限り、雄のＣＰＣ円錐体部材２５０の内で、内部全反射が起こるであろう。しかしながら、雌のＣＰＣ円錐体部材２５２が、その表面がエバネッセンス波領域内に侵入する程度に十分に近ければ、いくらかの光線のエネルギーは雌のＣＰＣ円錐体部材２５２内に伝播波として横切るＣＰＣ円錐体間のエア・ギャップ２５４が減少するにつれて、光の雌のＣＰＣ円錐体部材２５２への透過量が増加する。エア・ギャップ２５４が取り除かれると、本質的に、１００％の伝達された光が、雄のＣＰＣ円錐体部材２５０から雌のＣＰＣ円錐体部材２５２の中に伝達される。したがって、雌のＣＰＣ円錐体部材２５２をその光軸にそって長手方向にほんのわずかだけ動かすと、放射された光は、最大の角度的な拡がりから最小の角度的な拡がりに切り替わる。理論的には、エア・ギャップ２５４を２つ極値の間のどこかの中間の光線の拡がりにすることは可能であるが、実際には、遷移領域内のエア・ギャップの大きさに対する光線の拡がりの感度を高くするように達成することは非常に困難である。

１つの実施態様では、雌のＣＰＣ円錐体部材２５２は、光ファイバ２２（１４）ＣＰＣ円錐体光アセンブリ２００を完全に覆う、ステム１６に動作可能に連結されることができる。このような実施態様では、少なくとも２つ（下記の（１）、（２））の異なる選択肢を採用することができる。
（１）ステム１６と雌のＣＰＣ円錐体部材２５２は、ハンドピース１０に（たとえば、互いに）しっかりと取付けることができ、光ファイバ２２（１４）／雄のＣＰＣ円錐体部材２５０は、その光軸に沿って長手方向に動くことが出来る。
（２）光ファイバ２２（１４）と雄のＣＰＣ円錐体部材２５０は、ハンドピース１０にしっかりと取付けることができ、ステム１６と雌のＣＰＣ円錐体部材２５２は、その光軸に沿って長手方向に動くことが出来る。どちらの場合も、光線の状態の切り替え（移動可能な部材の長手方向の動き）は、当業者に知られた態様で、ハンドピース１０に設けられたスライドあるいはトグル・スイッチ機構によって制御されることが出来る。

ある実施態様で使用されるとき、光ファイバ２２は、光ファイバ・ケーブル１４に動作可能に連結されることができる。しかしながら、いくつかの実施態様では、光ファイバ・ケーブル１４は、ハンドピース１０を通して伸びることができ、ＰＤＬＣ拡散器１００あるいはＣＰＣ円錐体部材２５０／２５２を具備する、光アセンブリ５０（２００）に、直接、光学的に連結できる。これらの実施態様では、独立した光ファイバ２２は使用されない。ハンドピース１０内に実装されるとき、光ファイバ２２のゲージは、光ファイバ・ケーブル１４のゲージと互換性があり、光ファイバ２２は、光ファイバ・ケーブル１４からの光を受光して伝達できる。ハンドピース１０は、テキサス、フォート・ウォースのアルコン社から販売されているＲｅｖｏｌｕｔｉｏｎ−ＤＳＰ（商標）ハンドピースのような、この分野で知られている、如何なる外科手術用のハンドピースであることもできる。光源１２は、キセノン光源、ハロゲン光源、あるいは、光ファイバ・ケーブルを通して光を送達できるその他すべての光源であることができる。ステム１６は、小寸法のカニューレであることができ、好適には、この分野の当業者に知られた、１９、２０、あるいは、２５ゲージのオーダーであることが望ましい。ステム１６は、この分野の当業者に知られた、ステンレス鋼、あるいは、適当な生体適合性ポリマ（たとえば、ＰＥＥＫ、ポリイミド他）であることができる。

光ファイバ・ケーブル１４、あるいは、光ファイバ２２ＣＰＣ円錐体部材２５０／２５２および／あるいは、ステム１６（上に記載したような組合せで）は、例えば、図７に示すように、調整手段４０を介して、動作可能にハンドピース１０に連結されることができる。調整手段４０は、たとえば、動くことができる部品が連結されたピストンのような、この分野の当業者に知られた、プッシュ／プル機構を具備することができる。このピストンは、この分野の当業者に知られた、ピストンを動かす手動の機械的装置、あるいは、ピストンを動かす電気機械的手段を制御する電気機械的アクチュエータ（スイッチ）であることができる、調整手段４０を介して、制御されることができる。光源１２は、例えば、光ファイバ・ケーブル１４の末端で、標準ＳＭＡ（Ｓｃａｌｅ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒｓ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）光ファイバ・コネクタを使用した、ハンドピース１０（たとえば、ファイバ２２）に動作可能に連結されることができる。このことによって、光源１２から、光ファイバ・ケーブル１４／光ファイバ２２及びハンドピース１０を介して、最終的にはステム１６の末端で光アセンブリ５０（２００）から出る、光は、効率的なカップリングができる。光源１２は、この分野の当業者に知られているように、光源からの遠赤外輻射の吸収による熱効果による損傷を低減するフィルタを具備することが出来る。光源１２フィルタは、外科手術用染料を励起するような、異なる色の光による選択的な外科手術領域の照明に使用され得る。ファイバ２２（および／あるいは、実施態様に依存して）は、ＰＤＬＣ拡散器１００／ニードル１０２あるいはＣＰＣ円錐体部材２５０／２５２を具備する、光アセンブリ５０（２００）への光学的な結合によって終端される。

図６は、眼科外科における本発明の可変角度、広角照明装置のひとつの実施態様の使用を示している。手術中、ハンドピース１０は、ステム１６を通して（光ファイバ・ケーブル１４、および／あるいは、光ファイバ２２を通して）かつ光アセンブリ５０（２００）を通して光線を送達して、眼３０の網膜２８を照明する。ハンドピース１０を通して光アセンブリ５０（２００）に送達された、平行にされた光は、光源１２によって発生させられ、光ファイバ・ケーブル１４とカップリング装置３２によって網膜２８を照明するように送達される。光アセンブリ５０（２００）は、たとえば、外科医が顕微鏡の広角対物レンズを使用して視られるように、光源１２から送達された光線を網膜２８の広い領域に渡って拡げることができる。

本発明の可変角度、広角照明装置のひとつの実施態様では、この分野の当業者に知られた、簡単な機械的ロック機構によって、ユーザによって調整手段４０を介して解放および／あるいは再調整されるまで、照明角度を固定できる。

本発明の可変角度、広角照明装置の実施態様の有利な効果は、外科手術部位内で視野の条件をリアルタイムで最適化するようにオペレータが照明装置の末端から放射される光の照明の角度を変えることができることである。このように、放射光の角度的な拡がりは、オペレータが望むように制御されることができる。

図７は、本発明の教示にしたがった広角照明装置の、調整手段４０をより明確に示した別の外観である。この実施態様では、調整手段４０は、この分野の当業者に知られた、スライド・ボタンを具備している。たとえば、穏やかに可逆的なスライディング動作で、ハンドピース１０の調整手段４０を作動させて、上に記載した態様で、ＰＤＬＣ拡散器の拡散率を変化させる、あるいは、雄のＣＰＣ円錐体部材２５０と雌のＣＰＣ円錐体部材２５２との間の相対的な位置を変化させることができる。調整手段４０は、例えば、動くことができる部品が連結されたピストンのような、この分野の当業者に知られた、プッシュ／プル機構を具備することができる。このピストンは、この分野の当業者に知られた、ピストンを動かす手動の機械的装置、あるいは、ピストンを動かす電気機械的手段を制御する電気機械的アクチュエータ（スイッチ）であることができる、調整手段４０を介して、制御されることができる。調整手段４０は、別の実施態様では、この分野の当業者に知られた、ＰＤＬＣ拡散器１００の拡散を最大から最小まで（等、諸々）変える、単純なＯＮ／ＯＦＦスイッチを具備することもでき、あるいは、ＰＤＬＣ拡散器１００の拡散率を連続的に変化させる、可変抵抗器タイプの機構を制御することができる。

図８は、本発明の教示にしたがって、可変、広角照明を提供できる方法を示したフローチャートである。操作８００はステップ８０２の光線の発生で始まる。この光線は、先行する図を参照して記載した光源１２のような光源から発生される。ステップ８０４では、光ケーブルは、光線を受光する。そして、ステップ８０６で、光ケーブルによって受光された光線は、光ファイバに伝達される。ステップ８０８で、光アセンブリは、光アセンブリが光線を受光する、光ファイバの末端に連結される。ステップ８１０で、光アセンブリは、ステップ８１０で選択された領域を照明するように方向付けられる。光アセンブリは、光源から送達された光線を広い領域に渡って拡げることができる。たとえば、眼科外科で使用されるとき、この光線は、網膜の領域に送達されて顕微鏡の広角対物レンズによって外科医がこの外科手術部位を見られるようにすることができる。光アセンブリによって送達された放射光の角度的な拡がりは、外科手術部位を最適化視野条件にするために所望されたように制御されることができる。光アセンブリは、本発明にしたがった、ここに記載された如何なる実施態様も含むことができる。

本発明は、ここでは、図示された実施態様を参照して詳細に記載されたが、その記載は単に例示であって如何なる限定的な意味とも解されないものと理解されるべきである。したがって、さらに、本記載を参照して、本発明の実施態様の詳細における多くの変更および本発明の追加の実施態様は当業者には明らかであって当業者によって行われることができると理解されるべきである。このようなすべての変更と実施態様への追加は請求項に記載の本発明の思想と真の範囲に属すると解されるべきである。このように、本発明は、眼科外科手術分野の一般的な領域を特に参照して記載されたが、ここに含まれた教示は、外科手術部位に広角で可変の照明が望まれる分野ならどこでも等しく適用することができる。

本発明の教示にしたがった、可変、広角照明用の装置のひとつの実施態様の概略図である。 本発明の光学ファイバ／ＰＤＬＣ拡散器の実施態様の概略図である。 図２のＰＤＬＣ拡散器の拡大図である。 図２のＰＤＬＣ拡散器の拡大図である。 本発明の可変角度照明装置の入れ子構造のＣＰＣ円錐体光アセンブリの実施態様の概略図である。 本発明の可変角度照明装置の入れ子構造のＣＰＣ円錐体光アセンブリの実施態様の概略図である。 本発明の可変角度照明装置のひとつの実施態様の眼科外科手術での使用を示す図である。 本発明の教示にしたがった、調整手段４０のひとつの実施態様を示す図である。 本発明の方法のひとつの実施態様のステップを示すフローチャートである。

Claims (5)

1. 外科手術用の可変角度照明装置であって、
   光線を供給する、光源と、
   前記光線を受光し伝達するために、前記光源と光学的に結合する、光ケーブルと、
   前記光ケーブルに連結された、ハンドピースと、
   前記ハンドピースに連結されて前記ハンドピース内に少なくとも部分的に収容された光ファイバであって、前記光ケーブルに光学的に連結されて、前記光線を受光し伝達する、光ファイバと、
   光ニードルに光学的に連結された、ポリマ拡散液晶（“ＰＤＬＣ”）拡散器を具備して、前記光線を受光して供給してある領域を照明するために、前記ハンドピースから延在して前記光ファイバの末端部に光学的に連結された、光アセンブリと、
   前記光ニードルと前記ポリマ拡散液晶拡散器とを備える前記光アセンブリを収容して前記領域を照明するように向けるために、前記ハンドピースと前記光アセンブリに連結されたカニューレと、
   前記光線の拡散の程度を制御することができる、拡散制御装置と、
   を具備した、外科手術用の可変角度照明装置。
2. 前記領域は、外科手術部位を含む、請求項１に記載の外科手術用の可変角度照明装置。
3. 前記光ファイバは、０．５０ＮＡを持つ、照明装置内光ファイバを含む、請求項１に記載の外科手術用の可変角度照明装置。
4. 前記カニューレ、前記光アセンブリ、前記ハンドピースは、生体適合性物質から製造されている、請求項１に記載の外科手術用の可変角度照明装置。
5. 前記光ケーブルは、
   前記光源に連結されている、第一の光コネクタと、
   前記ハンドピースに連結されている第二の光コネクタであって、該第二の光コネクタと前記第一の光コネクタとの間に延在する前記光ケーブルを前記光ファイバに光学的に連結するように形成される第二の光コネクタとを具備する、請求項１に記載の外科手術用の可変角度照明装置。

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