專利名稱：用于光的輸送的手用件和采用該手用件的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及醫(yī)療裝置。更具體地，本發(fā)明涉及用于輸送通常用 于醫(yī)學(xué)應(yīng)用的光的手用件和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
光學(xué)纖維已經(jīng)有利地在大量應(yīng)用中用來(lái)輸送光。近年來(lái)，已經(jīng)利用 光學(xué)纖維來(lái)輸送光用在諸如光動(dòng)力學(xué)治療(PDT)、光動(dòng)力學(xué)消毒 (PDD)、光輔助組織焊接等的醫(yī)學(xué)應(yīng)用中。對(duì)于某個(gè)醫(yī)學(xué)應(yīng)用，個(gè)人 期望能夠使用手用件來(lái)通過(guò)使用光學(xué)纖維來(lái)輔助傳輸光。然而，傳統(tǒng)的 手用件已經(jīng)具有各種不期望的特性和問(wèn)題。作為一個(gè)示例，手用件的光 學(xué)纖維由于暴露到某個(gè)周圍狀況(例如，升高的溫度、濕度或者諸如在 高壓滅菌器中進(jìn)行處理等)而會(huì)受損。作為另一個(gè)示例，這樣的手用件 很昂貴。作為又一個(gè)示例，這樣的手用件具有顯著的光損失。因而，本 發(fā)明提供一種手用件和采用手用件的系統(tǒng)，其都能夠?qū)⒁陨纤龌蛘弑?領(lǐng)域技術(shù)人員從以下描述中變得清楚的傳統(tǒng)的手用將所具有的不期望的 特性和/或問(wèn)題最小化和/或克服。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是用來(lái)在醫(yī)學(xué)應(yīng)用和其它可能的應(yīng)用中輸送光的手用件。手 用件的近端通常構(gòu)造成用于從光學(xué)來(lái)源纖維(其從遠(yuǎn)程光源/接收器儀器 輸送光)接收光。光能從來(lái)源纖維通過(guò)手用件的光學(xué)纖維傳輸?shù)绞钟眉?br> 的遠(yuǎn)端。遠(yuǎn)端能構(gòu)造成用于接收可拆卸末端，所述末端用于將光輸送到 意欲應(yīng)用的位置(諸如人或者其它有機(jī)體的生物組織)和/或從其接收 光。手用件能夠設(shè)計(jì)成具有獨(dú)特的具有模塊化的特征，其能在高壓滅菌 器中對(duì)手用件進(jìn)行消毒，并能度光學(xué)表面進(jìn)行清潔。手用件通常包括本 體，所述本體能具有人機(jī)學(xué)設(shè)計(jì)，并可以認(rèn)為是手用件的中心軸組件的 一部分，或者其可以是單獨(dú)的部件，或者其可以是末端的一部分。手用 件能夠構(gòu)造成包括固定套管，其能輔助將本體保持在軸組件的其余部分 上。固定螺母還能夠被包括為手用件的一部分，并其可以構(gòu)造成允許可 拆卸來(lái)源纖維套圈牢固地與手用件交界。當(dāng)使用可拆卸來(lái)源纖維時(shí)，能 夠采用固定套管和內(nèi)適配器與固定螺母一起工作，來(lái)幫助將來(lái)源套圈保 持附著于中心軸組件。


在附圖中，在整個(gè)視圖中，除了另外說(shuō)明，類似的參考標(biāo)號(hào)和字母 表示類似的部分。圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的示例性手用件和/或系統(tǒng)的側(cè)剖切剖 視圖。圖2A和圖2B圖示了具有或者不具有示例性固定套管組件的圖1的示例性手用件和/或系統(tǒng)的側(cè)視圖；圖3是圖1的示例性手用件和/或系統(tǒng)的示例性連接部分的放大視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明另 一方面的另 一示例性手用件的立體圖； 圖5A和圖5B是根據(jù)本發(fā)明一方面的示例性手用件的部分的剖視分 解視圖；圖6是示出了用于將探針末端安裝到根據(jù)本發(fā)明的一方面的手用件的示例性機(jī)構(gòu)的立體視圖；圖7A-圖7C是根據(jù)本發(fā)明的一方面具有示例性可選探針末端的示例性手用件的立體視圖；圖8是圖7A—圖7C的示例性手用件的剖切部分；圖9A和圖9B分別圖示根據(jù)本發(fā)明的示例性方面分解手用件和該手
用件的一部分的特寫；以及圖io圖示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的示例性光學(xué)元件。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的基礎(chǔ)是提供應(yīng)用將光從遠(yuǎn)程來(lái)源/接收器儀器傳輸?shù)浇M織或 者諸如口腔或者其它身體位置的生物物質(zhì)的手用件，以用在諸如光動(dòng)力消毒(PDD)的光動(dòng)力治療(PDT)中。還可以想到，手用件可以用于諸如光活化抗真菌治療、光輔助組織焊接、治療化合物的光活化熔化或 者聚合、在光固化膠合物應(yīng)用(例如，牙科應(yīng)用)中的光固化、醫(yī)學(xué)激 光應(yīng)用(例如，外科切削)、醫(yī)學(xué)切除應(yīng)用、在眼科學(xué)有關(guān)應(yīng)用中的醫(yī) 學(xué)激光凝固法、光學(xué)感測(cè)應(yīng)用、光學(xué)處理的監(jiān)視或者其它應(yīng)用。本發(fā)明的手用件可具有一個(gè)或者若干個(gè)期望的或者有利的特點(diǎn)。根 據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，手用件可以構(gòu)造成承受反復(fù)進(jìn)行的通過(guò)高壓滅菌 器或者化學(xué)浴進(jìn)行消毒，而不會(huì)對(duì)手用件的光學(xué)部件造成實(shí)質(zhì)性物理降 低或者性能降低。例如，手用件可包括光學(xué)纖維，其被保護(hù)和/或密封 (例如，真空密封)在用于在消毒過(guò)程中為光學(xué)纖維提供防熱、防濕或 者兩者的保護(hù)的中心軸組件中。為了輔助這樣的保護(hù)或者密封，可期望 地使用具有高的玻璃變遷溫度的醫(yī)學(xué)等級(jí)的粘合劑，用于允許手用件在 高壓滅菌器中或者其它中耐久地重復(fù)進(jìn)行消毒。 一個(gè)示例性優(yōu)選粘合劑是以EPO-TEK 353 ND為商標(biāo)銷售的、可從Billerica， MA 01821的14 Fortune Drive處的Epoxy Technology購(gòu)得的兩個(gè)部件環(huán)氧粘合劑。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，可通過(guò)高壓滅菌器或者化學(xué)浴對(duì)整個(gè)手用 件作為完全組裝的單元(除去來(lái)源纖維和末端)進(jìn)行消毒。還可以，在 高壓滅菌之后，近端和遠(yuǎn)端上的表面(例如，套圈的表面，或者延伸通 過(guò)的中心軸組件的纖維)會(huì)需要或者要求進(jìn)行附加的清潔以使理想的光 學(xué)性能得以恢復(fù)。因而，在一個(gè)實(shí)施例中，近端套圈和遠(yuǎn)端套圈以允許 套圈中的一者或者兩者可進(jìn)行清潔的方式與手用件一體。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，手用件可包括以以下的方式保護(hù)中心軸組 件的本體，該方式為在使用手用件等過(guò)程中中心軸組件、手用件的近端 上的部件或者兩者與(例如，病人的)任何生物組織充分隔離，使得該 組件、該部件或者兩者不必被消毒。還可以這樣的情況，手用件設(shè)計(jì)成 僅僅末端和本體需要被消毒或者處理。這意味著手用件中的光學(xué)部件可 以不必設(shè)計(jì)成承受消毒(例如，在高壓滅菌器中)，從而延長(zhǎng)了它們的 工作壽命并降低了生產(chǎn)成本。根據(jù)另一方面，手用件可設(shè)計(jì)成實(shí)現(xiàn)低的光學(xué)插入/傳輸損失。這可 以通過(guò)使延伸通過(guò)中心軸組件的纖維特性與來(lái)源纖維的特性匹配來(lái)部分 地和/或在一個(gè)實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。作為一個(gè)示例，兩個(gè)纖維之間緊的軸向公 差可以得到保持，并保持對(duì)兩者之間間隙或者距離的控制。在保持低成 本的同時(shí)保持這些高公差能夠通過(guò)選擇使用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)纖維光學(xué)連接器來(lái) 提高。與例如批開(kāi)的光學(xué)纖維的固有的可變損失和產(chǎn)量問(wèn)題相比，這些 設(shè)計(jì)還允許適合地準(zhǔn)備(例如，拋光)光學(xué)纖維的端部，以產(chǎn)生耐久的 低損失的光學(xué)互連。作為另一示例，對(duì)于手用件，通過(guò)使中心軸本體的特性與套圈和纖 維匹配(例如，通過(guò)采用全玻璃和/或陶瓷構(gòu)造)來(lái)實(shí)現(xiàn)在熱條件范圍上 的穩(wěn)定的光學(xué)性能。通過(guò)匹配材料特性，能夠避免或者至少禁止由高壓 滅菌器的極端的溫度循環(huán)引起的光學(xué)纖維縮入到套圈中(例如，活 塞)。隨之，還可避免或者禁止部件光學(xué)性能的降低和/或單元工作壽命 的降低。作為又一個(gè)示例，纖維和中心軸和套圈(即，銅軸和具有玻璃纖維 的鋼套圈)之間的特性的失配通過(guò)將該組件置于高壓滅菌的溫度下按照 程序來(lái)處理，將纖維永久地輕輕地拉回到套圈中。這能夠在固化處理過(guò) 程中或者固化處理之后進(jìn)行。然后纖維端部可以在溫度循環(huán)之后被拋 光，產(chǎn)生低損失的組件，該組件在室溫下具有足夠的"松弛"，以容納 將來(lái)由隨后更高溫度的事件(即，往返于高壓滅菌器之間)而引起的膨 脹。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，手用件可具有模塊化設(shè)計(jì)。在一個(gè)實(shí)施例 中，手用件拆解成三個(gè)單元之間可互換的零件或者子組件。這允許它們 被拆卸，并在高壓滅菌器進(jìn)行處理，而不需要在重新組裝時(shí)對(duì)部件進(jìn)行 匹配。還可以將不同的本體與中心軸組件組合以更好適應(yīng)應(yīng)用要求(例 如，特定任務(wù)的人機(jī)學(xué)或者技術(shù)人員的偏好)。而且，可以想到，低成 本、高性能、模塊性或者它們的組合通過(guò)選擇利用標(biāo)準(zhǔn)批量生產(chǎn)的纖維 套圈部件(其與標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)連接器類似或者相同)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明另一方面，手用件的本體部分可以構(gòu)造有不同的輪廓以 更好適應(yīng)技術(shù)人員的手或者處理應(yīng)用的類型。而且，在模塊設(shè)計(jì)的情況 下，不同本體樣式在單組內(nèi)部件上進(jìn)行交換。因而，結(jié)合一個(gè)光學(xué)纖維 可以采用不同的本體樣式。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，手用件的設(shè)計(jì)可允許其與可再使用的末端 或者單用(可任意使用)的末端一起使用。手用件、固定套管的遠(yuǎn)端或 者兩者上的特征可設(shè)計(jì)成與末端、本體或者兩者中的固定特征交界。這 些可以包括特定的特征，這些特定的特征以卸下使固定特征不工作的部 件的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)固定的部件，使得部件顯著少地用于隨后的使用，由此 促進(jìn)了布置并且促進(jìn)了安全、單用行為。除了以下所述的末端之外，其 它適合末端的示例(其可以用作此處所述的末端的代替或者可以結(jié)合本發(fā)明或者其特征使用)在于2006年4月4日提交的題為"Optical Probe for Delivery of Light"的美國(guó)專利申請(qǐng)序號(hào)11/397,768中公開(kāi)，其為了所 有目的通過(guò)引用而明確地包含于此。參照?qǐng)D1、圖2A和圖2B，圖示示例性系統(tǒng)10。系統(tǒng)IO包括手用 件12和光源組件14。手用件12包括中心軸組件18，其包括遠(yuǎn)端套陶 20、中心軸本體22、光學(xué)纖維24和近端套圈26中一個(gè)或者任何組合。 中心軸組件18能夠用配合中心軸本體中的槽的緊固件(例如，緊定螺 釘)保持在本體28中。內(nèi)適配器30與近端套圈26匹配，并由固定套管 32保持在適合的位置。來(lái)自光源組件14的來(lái)源套圈34與內(nèi)適配器30 的另一端匹配，并用固定螺母36保持在適合的位置。來(lái)源纖維組件包括將光導(dǎo)入手用件12以及光源或者儀器40和/或?qū)?光從手用件以及光源或者儀器40導(dǎo)出的纖維光纜的元件38、組件可以包 括但是不限于來(lái)源纖維42、護(hù)套44、應(yīng)變消除器46、套圈34和固定螺 母36。固定套管組件包括提供用于將來(lái)源纖維組件連接到本體組件的接 口的組件。固定套管組件可以包括但不限于固定套管32和內(nèi)適配器30。 本體組件包括形成手用件12的握持部分50、提供光能在手用件12的近 端54和遠(yuǎn)端56之間來(lái)回傳播通過(guò)的導(dǎo)管52并還提供與末端接口的組 件。通常，末端是末端控制器(end effecter)，并能夠構(gòu)造成用于將光 輸送到處理區(qū)域和/或用于測(cè)量與處理區(qū)域有關(guān)的某個(gè)特性。如在圖1中左邊所示，來(lái)源纖維42是用來(lái)將來(lái)自來(lái)源/接收器儀器40的光傳導(dǎo)到手用件12并可選地將來(lái)自手用件12的光傳導(dǎo)回到來(lái)源/接收器儀器40的光學(xué)纖維元件。為了傳導(dǎo)光，此纖維可以是從多個(gè)類型的光學(xué)纖維中選擇包括但不限于硅(或者玻璃)、硬包層硅(HCS)、聚合物包層硅(PCS)和塑料纖維。還可以利用中空纖芯或者液體纖芯波導(dǎo)。通常，通過(guò)將其套在保護(hù)性的套管中來(lái)保護(hù)纖維。而且，在本發(fā) 明的范圍內(nèi)，可以使用多個(gè)不同的外纖維護(hù)套，包括但是不限于各種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)化護(hù)套。在口腔PDD應(yīng)用中，此纖維通常足夠遠(yuǎn)地距離病人移動(dòng)，因而不必對(duì)其進(jìn)行消毒。然而，值得注意的是，盡管大多數(shù)所有的硅和HCS將在高壓滅菌器中生存(survive)，但是其它類型的纖維如果 曾經(jīng)暴露到這樣的消毒技術(shù)中則趨于很有限地生存下來(lái)。盡管在圖l一圖3中僅僅示出單個(gè)纖維，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，任一個(gè) 具有一個(gè)纖芯的單個(gè)纖維、具有多個(gè)纖芯的單個(gè)纖維或者多個(gè)纖維可以 用于來(lái)源光學(xué)纖維。多個(gè)光學(xué)纖維可以是用作單個(gè)傳導(dǎo)器或者具有執(zhí)行 單獨(dú)目的的各個(gè)纖維的一束纖維。作為示例，不限制本發(fā)明的范圍，可 以用一些纖維來(lái)將光提供到手用件，而其它用作將光傳導(dǎo)回到來(lái)源/接收 器儀器?？蛇x地，或者以前述相結(jié)合，各種纖維可以用來(lái)將波長(zhǎng)不同的 光在任一方向上進(jìn)行傳導(dǎo)?？蛇x地，分別地或者與前述相結(jié)合，纖維束 可以包括可以例如用于成像目的的相干束。此處論述的來(lái)源纖維或者其它纖維可以將來(lái)自電磁輻射光譜的任何 部分的輻射進(jìn)行傳導(dǎo)。最密切相關(guān)是光譜中的紫外線、可見(jiàn)光和近紅外 部分中的治療波長(zhǎng)。來(lái)源纖維或者其它纖維可以發(fā)射一個(gè)波長(zhǎng)、 一段光 波長(zhǎng)，或者包括各個(gè)波長(zhǎng)和各段波長(zhǎng)組合的組。來(lái)源纖維或者其它纖維 可以將光傳導(dǎo)到手用件，并傳導(dǎo)回到來(lái)源/接收器儀器?？梢詮膩?lái)源/接收 器儀器向外傳導(dǎo)一組波長(zhǎng)，和可以將另一組波長(zhǎng)傳導(dǎo)回到來(lái)源/接收器儀 器°纖維可以拋光成平的或者彎曲的光滑表面，或者纖維可以劈開(kāi)形成 平的表面。纖維還可以在其上具有涂層以保護(hù)纖維表面，降低反射損 失，或者使反射率適合某波長(zhǎng)。纖維還可以終止在光學(xué)元件中，該光學(xué) 元件用來(lái)改變光傳輸?shù)绞钟眉邢鄳?yīng)纖維的路徑。該纖維可以具有在表 面中蝕刻的圖案以提高傳輸率以形成光學(xué)元件，諸如但是不限于衍射光 學(xué)元件或者HOE。纖維終端還可以是諸如球形鏡頭或者漸變折射率鏡頭
的鏡頭。來(lái)源套圈34在來(lái)源纖維42的終端提供結(jié)構(gòu)，并還在纖維的端部提 供用于接口的位置。來(lái)源套圈34可以大量工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)纖維光學(xué)部件中任何 一者構(gòu)成，諸如但不限于如圖2所示的不銹鋼SMA套圈。來(lái)源套圈可以 具有標(biāo)準(zhǔn)形狀或者構(gòu)造，或者慣用形狀或者構(gòu)造(諸如，方形或者矩 形)，并可以具有非對(duì)稱或者對(duì)稱形狀(例如，圓柱形SMA套圈)。來(lái) 源套圈還可以包括用來(lái)將套圈對(duì)準(zhǔn)在特定方位的特征(例如，鎖止片或 者非對(duì)稱和/或非圓形)。來(lái)源套圈可以由任何實(shí)用的材料構(gòu)成，包括但 不限于玻璃、陶瓷、金屬和填充玻璃的塑料，這取決于所期望的尺寸公 差、所期望的將纖維更好地緊固在套圈內(nèi)部的能力和用于抵抗例如連接/ 斷開(kāi)循環(huán)的所期望的耐久性。許多可以買到的套圈由不銹鋼或者鋯基陶 瓷，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將知道根據(jù)所期望的構(gòu)造可以使用其它材 料。來(lái)源套圈能夠構(gòu)造成在單個(gè)套圈中容納單個(gè)纖維或者多個(gè)纖維。不 會(huì)限制地， 一束多個(gè)(例如，5， 6， 7，或者更多)單獨(dú)的纖維可以裝入具有單個(gè)孔的套圈，或者單獨(dú)纖維陣列沿著矩形桿線性布置。來(lái)源套圈 可以由單個(gè)套圈或者多個(gè)單獨(dú)的套圈組成，該多個(gè)單獨(dú)套圈還可以以包括單件材料的方式接合在一起。不會(huì)限制本發(fā)明的范圍，多個(gè)來(lái)源套圈 的示例可以是一對(duì)SMA套圈， 一個(gè)用于將光傳導(dǎo)出來(lái)，另一個(gè)用于將光 傳導(dǎo)回去。不會(huì)限制地，接合套圈的示例可以構(gòu)造成兩個(gè)或者多個(gè)圓柱 形套圈沿著相同的線接合(即，膠合或者焊接)，或者部件由單件制 造，該單件(即，模制塑料件)具有多個(gè)圓柱形套圈以諸如線性陣列的 圖案接合在一起的外觀。圖1、圖2b和圖3中的來(lái)源套圈34示出為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)套圈，具體地為 SMA型套圈。SMA套圈通常與固定螺母結(jié)合使用，并可以便于將其認(rèn) 為是SMZ套圈組件的一部分。如圖l和圖3詳細(xì)所示，當(dāng)SMA套圈34 插入到具有相應(yīng)外螺紋的固定套管中和/或適配器套管30內(nèi)時(shí)，固定螺 母36用來(lái)配合外螺紋，由此用來(lái)將SMA套圈34牢固地保持在適配器套 管32中。由于可以使用其它纖維光學(xué)連接器屬于本發(fā)明的范圍，所以除 了螺紋配合之外還以各種其它方式執(zhí)行固定螺母的功能也屬于本發(fā)明的 范圍。例如，不會(huì)限制地，可以利用卡口式固定管(通常為ST型)。此
外，可以由來(lái)源套管和/或手用件的組合來(lái)完成固定螺母的功能。還不會(huì) 限制地，此示例可以是其中套管插入手用件并扭轉(zhuǎn)鎖止在適合位置的構(gòu) 造。另一非限制性示例是其中來(lái)源套圈側(cè)向滑動(dòng)到手用件中的凹部，并 被裝載有彈簧的機(jī)構(gòu)固定在準(zhǔn)確地對(duì)準(zhǔn)的位置中。盡管固定螺母通常由 鋁或者鋼制成，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠選擇其它所期望的材料。盡 管未必所期望，但是來(lái)源套管可以用粘合劑永久地附著到固定套管組件 也屬于本發(fā)明的范圍。參照?qǐng)D1，示出了固定套管組件的一個(gè)實(shí)施例。手用件12示出在來(lái)源套圈34中位于靠近本體組件上的近端套管26中的來(lái)源纖維組件的端 部。內(nèi)適配器30將兩個(gè)套圈26， 34對(duì)準(zhǔn)。固定套管32螺紋連接或者以 其它的方式連接到本體28上，并用來(lái)將內(nèi)適配器30、近端套管26和中 心軸組件18夾持到本體28。螺母36擰入或者定位在內(nèi)適配器30上，并 將來(lái)源纖維組件夾持到手用件12。在圖3所示的本發(fā)明的實(shí)施例中，內(nèi)適配器30是用來(lái)將近端套管26 和來(lái)源套管34中的纖維24、 42保持靠近并準(zhǔn)確地對(duì)準(zhǔn)的套管。在來(lái)源 套管34頂lj，內(nèi)適配器30具有與固定螺母36配合以將來(lái)源套圈34牢固 地保持被配合的外螺紋。另一方面，內(nèi)適配器30中的特征接受或者接收 近端套圈26。在圖1中還示出了與固定套管32上相應(yīng)特征配合的內(nèi)適配 器30上的外配合邊緣特征60。圖1所示的固定套管32的實(shí)施例具有與本體28上的外螺紋配合的 內(nèi)螺紋。還示出了與內(nèi)適配器30上的相應(yīng)特征配合的外配合邊緣特征。 當(dāng)固定套管32螺紋定位或者以其它方式定位到本體28上時(shí)，內(nèi)配合邊 緣60與外配合邊緣配合，由此捕獲內(nèi)適配器30。當(dāng)固定套管32緊固到 本體28時(shí)，就有將內(nèi)適配器30牢固地固定到近端套圈26上的效果。以 此方式，圖1所示的實(shí)施例示出了通過(guò)內(nèi)適配器30和固定套管32的組 合，來(lái)源纖維組件和本體組件如何一起保持在對(duì)準(zhǔn)狀態(tài)下。圖3中的實(shí)施例示出了作為單獨(dú)部件的內(nèi)適配器和固定套管。這兩 個(gè)部件的功能還可以由單個(gè)部件來(lái)執(zhí)行也屬于本發(fā)明的范圍。在圖1所 示的實(shí)施例中，這可以通過(guò)將具有內(nèi)螺紋的特征添加到內(nèi)適配器的近端 以能使其擰緊到本體上的外螺紋來(lái)完成。固定套管在其外表面的部分的周圍可以具有輔助將其握持和將其從
本體卸下的特征。這些特征可以包括但不限于滾花、打毛、包括軟的聚 合體材料的區(qū)域、諸如由單個(gè)或者多個(gè)平的表面形成的螺母的突起特征 (即，螺母)或者棱形特征。固定套管還可以具有提高握持的舒適性并 在使用過(guò)程中有助于建立牢固握持的人機(jī)學(xué)輪廓。固定套管可以單個(gè)地 或者組合地具有握持和人機(jī)學(xué)特征屬于本發(fā)明的范圍。固定套管可以以與圖3所示的不同的方式與本體配合屬于本發(fā)明的 范圍。例如，這可以沒(méi)有限制性地包括與本體上的內(nèi)螺紋配合的固定套 管上的外螺紋，或者用卡口式"扭轉(zhuǎn)鎖止"機(jī)構(gòu)而與本體配合的固定套 管。還可以采用其它類似配合機(jī)構(gòu)。以與前述固定螺母描述中所述的類 似方式，內(nèi)適配器的近端還可以與來(lái)源套管或者來(lái)源纖維組件配合。注 意，在圖3中，固定套管組件用來(lái)將來(lái)源套管組件牢固地與近端套管對(duì) 準(zhǔn)，并將來(lái)源纖維組件牢固地保持到本體組件。中心軸組件通過(guò)固定套 管組件和本體之間的夾持動(dòng)作還能夠牢固地保持在本體部分內(nèi)部也屬于 本發(fā)明的范圍。如在后面部分所述，中心軸組件還可以通過(guò)其它裝置保 持在本體中。固定套管可以用來(lái)從一個(gè)樣式轉(zhuǎn)換成另一個(gè)樣式。作其的示例，沒(méi) 有限制性地包括將第一樣式的來(lái)源套管(例如，ST樣式來(lái)源套管)與第二樣式的來(lái)源套管(例如，SMA樣式近端連接器)匹配。在此情況下， 固定套管長(zhǎng)度的一部分是第一或者SMA大小的內(nèi)孔直徑，其長(zhǎng)度的另一 部分是第二或者ST大小的孔。此外，任一固定套管組件需要具有與第一 第二或者ST樣式套管所需的機(jī)構(gòu)(例如，柱子和銷座)和用于配合第二 樣式套管的第二機(jī)構(gòu)(例如，卡口式互鎖筒)。固定套管組件能夠從來(lái) 源纖維組件或者本體組件或者兩者接受單個(gè)或者多個(gè)套管也屬于本發(fā)明 的范圍。固定套管組件還可以構(gòu)造成從來(lái)源纖維組件或者本體組件或者 兩者接受任意或者不同形狀或者大小的套管。這些樣式的套管的示例包 括但不限于棱形套管、接合套管的布置，具有纖維束的單個(gè)套管或者用 于向外受約束照明的第一組套管和用于使光返回的第二組套管。包括固定套管組件的部件能夠由寬范圍的可行材料構(gòu)成屬于本發(fā)明 的范圍。這些包括但不限于諸如不銹鋼、銅、鋁和其它金屬合金以及如 氧化鋁或者Zirkonia的陶瓷的高壓滅菌器兼容材料(即，沒(méi)有顯著降低 地承受高壓滅菌器狀況的材料)，或者諸如玻璃填充環(huán)氧樹脂的剛性聚合物。還可以從不與高壓滅菌器兼容的材料(例如，各種塑料)形成固 定套管組件的部件。可以利用混合材料也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，沒(méi) 有限制性地，內(nèi)適配器可以由諸如不銹鋼的一個(gè)材料制成，固定套管可 以由諸如鋁的另一材料制成。還可以單個(gè)部件可以由一個(gè)以上的材料組 成。例如，還是沒(méi)有限制性地，固定套管可以鋁構(gòu)成，且握持特征從諸 如硅橡膠的柔順材料形成。本體組件通常包括本體部件和構(gòu)成中心軸組件的部件的之一或者任 何組合。如圖2B的實(shí)施例所示，本體組件具有向外延伸或者每端伸出的凸套管20、 26。取決于材料選擇，整個(gè)本體組件可以在還與固定套管組件連接的同時(shí)或者當(dāng)拆卸時(shí)能夠在高壓滅菌器中工作，都不會(huì)損壞任何子部件。部件的獨(dú)特的結(jié)構(gòu)允許該裝置的兩側(cè)上的光學(xué)表面64、 66被檢 查和清潔。此維護(hù)可能性允許即使異物堆積在匹配光學(xué)表面66上也維持 低的裝置的光學(xué)性能損失。該獨(dú)特結(jié)構(gòu)的益處是若干手用件的部件可以 互換。這使得如果若干部件被立即消毒則可以簡(jiǎn)單地重新組裝單元，并 允許單個(gè)部件改進(jìn)或者更換。如果沒(méi)有限制性地中心軸組件的光學(xué)表面 64、 66受損并需要更換，或者如果期望將一個(gè)本體樣式與另一個(gè)切換， 或者需要改變內(nèi)適配器以使用與不同樣式的來(lái)源纖維組件兼容的內(nèi)適配 器，這是有利的。注意，可以將本體和固定套管組件設(shè)計(jì)成它們構(gòu)造為 單件或者構(gòu)造成它們不能夠容易地被拆卸。這會(huì)允許有效的消毒，但是 更難以檢查和清潔位于內(nèi)適配器的軸內(nèi)部下方的光學(xué)表面。本體28通常形成手用件12的外殼，并能夠?qū)⒁粋€(gè)或者多個(gè)功能屬 性提供到手用件。例如，本體28能夠提供握把表面和形狀。作為另一示 例，其保護(hù)其內(nèi)部的部件，尤其是光學(xué)部件。作為另一示例，它能夠提 供病人和手用件的部件之間的消毒屏障(barrier)。本體的又一個(gè)潛在功 能是用作將所有各種部件剛性地保持在一起的剛性基部。最后，另一潛 在功能是提供將病人和護(hù)理人員的注意力聚集在所采用的技術(shù)的商標(biāo)和 處理上的視覺(jué)驅(qū)使形式。圖4示出了手用件12的實(shí)施例，在該手用件中本體28部分已經(jīng)被成型來(lái)提供一種提供了舒適、低應(yīng)力、安全或者其組合的握持的視覺(jué)外 觀形式。人機(jī)學(xué)輪廓可以設(shè)計(jì)成配合特定大小或者形狀的手，以允許不 同的使用者用他們發(fā)現(xiàn)最舒適的本體樣式組裝手用件。手用件還可以用 具有表面光潔度的部分或者有助于提供牢固握持的表面特征來(lái)設(shè)計(jì)。沒(méi) 有限制性的，示例包括打毛的表面、脊部、小塊(nilb)圖案、草皮塊(divot)圖案、滾花、手指輪廓凹痕(contoured finger intents)和其組合 等。還可以包括柔順材料的部分以有助于握持。沒(méi)有限制性地，示例包 括硅橡膠部分，或者甚至包住整個(gè)本體部分的硅橡膠。柔順部分還可以 具有表面光潔度或者諸如前述有助于提供牢固握持的表面特征。在圖4中，示出了手用件12的實(shí)施例，其中，本體28以人機(jī)學(xué)方 式成型，以提供舒適的、低應(yīng)力和牢固的握持。如可以看出，本體28 — 般具有較大的直徑，并朝向手用件12的遠(yuǎn)端呈球根狀，并且此球根部分 包括相對(duì)的柔順握持表面70，以有助于建立牢固的握持。如果期望，手用件的設(shè)計(jì)可以包括作為形成用于病人和護(hù)理人員識(shí) 別商標(biāo)和處理兩者的重要部分的視覺(jué)樣式。這樣的設(shè)計(jì)特征可以沒(méi)有限 制性地包括圖4所示的與眾不同標(biāo)識(shí)和/或與眾不同的形狀、還在圖4中 所示的柔順鑲嵌的與眾不同的圖案、和/或?qū)Ρ韧苛匣蛘咂渌牧系呐c眾 不同的圖案、表面起伏的與眾不同的圖案和甚至當(dāng)以與眾不同的方式使 用時(shí)點(diǎn)亮的部分。形成點(diǎn)亮的本體部分能夠通過(guò)構(gòu)造由透明材料制成的 本體部分并布置成使得從光源出來(lái)的或者返回的光的一些改變方向進(jìn)入 這些部分來(lái)布置。通過(guò)透明部分的形狀或者通過(guò)以與眾不同的圖案覆蓋 不透明材料來(lái)形成與眾不同的圖案。。在圖1-圖3所示的實(shí)施例中，本體28的近側(cè)或者近端54與固定套 管組件的部件交界。中心軸組件能夠被包含和被保護(hù)在本體28內(nèi)，且僅 僅近端套圈26露出在一側(cè)或者一端54，遠(yuǎn)端套圈20露出在另一側(cè)。將 本體配合到固定套管組件的動(dòng)作能夠用來(lái)將所有的被牢固夾持的部分保 持在一起?？蛇x地或者與前述組合地，中心軸組件18能夠由諸如圖5所 示的緊定螺釘76的固定機(jī)構(gòu)74保持到本體28中。緊定螺釘被本體28 中的螺紋保持，并且其末端配合中心軸組件。如果期望，緊定螺釘能夠 配合諸如圖5中的中心軸組件上所示的槽的固定特征78。注意，己經(jīng)較 早地論述了用于本體28如何與固定套管組件配合的特定設(shè)計(jì)的可能變 化。本體28能夠由寬范圍的可行材料構(gòu)成。如果本體在高壓滅菌器中被 消毒，則應(yīng)該選擇與高熱和濕度相兼容的材料。示例沒(méi)有限制性地是如
不銹鋼和鋁的金屬，或者如氧化鋁或者Zirkonia的陶瓷或者諸如填充玻 璃的環(huán)氧樹脂或者一些硅橡膠化合物的耐用的聚合物。如果本體要以化 學(xué)的方式來(lái)消毒，則應(yīng)該選擇反應(yīng)性低的材料。示例沒(méi)有限制性地是如 聚碳酸酯的塑料、諸如硅橡膠化合物的聚合體或者諸如不銹鋼的金屬。 本體還可以由陶瓷化合物形成，以經(jīng)受高壓滅菌和化學(xué)消毒。本體還可 以由多個(gè)材料形成，諸如沒(méi)有限制性地，不銹鋼結(jié)構(gòu)中的硅橡膠握持插 件、具有人機(jī)學(xué)硅橡膠過(guò)模套管的鋁結(jié)構(gòu)、或者甚至在近端具有螺紋鋁 插件以與固定套管組件配合的陶瓷結(jié)構(gòu)。如果本體部分可任意使用，則 本體應(yīng)該由諸如塑料的成本低的材料制成。如圖1和圖5所示，中心軸組件18、本體28或者兩者大致鑲嵌或者 包含沿著手用件12的長(zhǎng)度延伸的光學(xué)部件24，以及與來(lái)源套圈和末端交 界的部件。還可以包括在組裝過(guò)程中保護(hù)光學(xué)部件并圍繞光學(xué)部件形成 密封(例如，真空密封)的部件。圖5示出了其中中心軸本體與近端和 遠(yuǎn)端套圈20、 26組合以形成中心軸組件(即，保護(hù)光學(xué)纖維24的剛性 密封(例如，真空密封)單元)。如果期望真空密封，纖維能夠例如焊 接在金屬套管中、如圖1和圖5所示，中心軸組件18插入本體28的近 端54。其由固定套管32抵著近端套圈26的基部上的特征的夾持動(dòng)作或 者由配合在固定槽78中的緊定螺釘76或者兩者保持在適合的位置。此 構(gòu)造一個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)是中心軸組件18的兩端是容易制造精確的端部以及 檢測(cè)和清潔的凸纖維套圈20、 26。注意，在圖l-圖5中，遠(yuǎn)端套圈20示出為插入中心軸本體中的裸套 圈，而近端套圈26具有與中心軸本體22的端部配合的基部部分本體。 套圈的任一樣式能夠用在任一端上屬于本發(fā)明的范圍，盡管這會(huì)影響中 心軸組件插入哪個(gè)本體的端部。中心軸組件的端部可以配合在設(shè)置在本 體的遠(yuǎn)端處的凸緣上也屬于本發(fā)明的范圍。還可以在本體和中心軸組件 的任一或者兩端之間設(shè)置密封，以降低污染在兩者之間工作的材料的機(jī) 會(huì)。這樣的密可以通過(guò)使用此處所述的醫(yī)學(xué)等級(jí)的粘合劑或者其它來(lái)設(shè) 置。近端套圈通常構(gòu)造成將單個(gè)或者多個(gè)光學(xué)元件(例如，纖維)與來(lái) 源纖維組件中的相應(yīng)的光學(xué)元件(例如，纖維)對(duì)準(zhǔn)。前面關(guān)于來(lái)源纖 維組件中套圈形狀、材料和光學(xué)傳導(dǎo)器的數(shù)量的描述也應(yīng)用到近端套
圈。例如，可以根據(jù)整個(gè)手用件的所期望的構(gòu)造，選擇裸管套圈和具有 基部部分的套圈。應(yīng)該注意，對(duì)于高功率應(yīng)用(例如，輸送超過(guò)1瓦的 激光功率)，與陶瓷或者聚合物套圈相比，由于金屬套圈能夠更好地承 受更高溫度，利用金屬套圈更適合。意圖使近端套圈與沿著末端具有光學(xué)部分的中心軸本體向下延伸的 單個(gè)或者多個(gè)光學(xué)元件(例如，纖維)交界或者將其接收。前面關(guān)于來(lái) 源套圈組件中的套圈形狀、材料和纖維傳導(dǎo)器的數(shù)量也應(yīng)用到近端套 圈。例如，可以根據(jù)整個(gè)手用件的所期望的構(gòu)造，選擇裸管套圈和具有 基部部分的套圈。再一次，應(yīng)該注意，對(duì)于高功率應(yīng)用(例如，輸送超 過(guò)1瓦的激光功率)，與陶瓷或者聚合物套圈相比，由于金屬套圈能夠 更好地承受更高溫度，利用金屬套圈更適合。圖5中所示的實(shí)施例具有在近端套圈和遠(yuǎn)端套圈之間延伸的單個(gè)光 學(xué)纖維，盡管可以采用多纖維或者光傳導(dǎo)元件。可以利用各種不同的光 傳導(dǎo)元件屬于本發(fā)明的范圍。盡管此處通常以光學(xué)纖維為參照，但是應(yīng) 該理解到這樣的纖維可以由此處描述的光傳導(dǎo)元件或者其它現(xiàn)有技術(shù)公 開(kāi)的元件來(lái)替換。示例沒(méi)有限制性地是玻璃包層硅纖維、硬包層硅纖 維、聚合體包層硅纖維和聚合體纖維。光學(xué)纖維可以具有圓柱形形狀， 或者由任意的或者可選的橫截面(例如，方形、三角形或者其它擠壓形 狀)組成。光學(xué)纖維可以在其上具有包層，或者僅僅在中心軸本體內(nèi)的 介質(zhì)中具有包層。注意，由玻璃和/或硅玻璃組成的纖維趨于變得粗糙， 因而抵抗高壓滅菌或者化學(xué)消毒，而許多聚合體纖維不會(huì)這樣抵抗高 溫、高濕度或者苛刻的化學(xué)品。光學(xué)纖維可以傳導(dǎo)來(lái)自電磁輻射光譜任何部分的輻射。最密切相關(guān)的是光譜中的紫外線、可見(jiàn)光和近紅外部分中的治療波長(zhǎng)。光學(xué)纖維可以傳輸一個(gè)波長(zhǎng)、光的波長(zhǎng)段或者由各個(gè)波長(zhǎng)和波長(zhǎng)段組合組成的組。 光學(xué)纖維可以將光傳導(dǎo)到末端。并且將光傳導(dǎo)回來(lái)源纖維。 一組波長(zhǎng)可以向外傳導(dǎo)，而另一組波長(zhǎng)可以往回傳導(dǎo)。纖維的端部可以受到相同處理成或者具有不同的特性。纖維可以拋 光成平的或者彎曲的光滑表面，或者纖維可以劈開(kāi)形成平的表面。纖維 還可以在其上具有涂層以保護(hù)纖維表面，降低反射損失，或者使反射率 適合某波長(zhǎng)。纖維還可以終止在光學(xué)元件中，該光學(xué)元件用來(lái)改變光傳
輸?shù)绞钟眉邢鄳?yīng)纖維的路徑。該纖維可以具有在表面中蝕刻的圖案以 提高傳輸率以形成光學(xué)元件，諸如但是不限于衍射光學(xué)元件或者HOE。 纖維終端還可以是諸如球形鏡頭或者漸變折射率鏡頭的鏡頭。許多與所述的來(lái)源或者輸入纖維相同。光學(xué)纖維可以包括單個(gè)纖維 元件，或者可以使用具有多個(gè)纖芯的纖維或者多個(gè)纖維。多個(gè)光學(xué)纖維 可以是用作單個(gè)傳導(dǎo)器或者具有執(zhí)行單獨(dú)目的的各個(gè)纖維的一束纖維。 可選地，或者以前述相結(jié)合，各種纖維可以用來(lái)將波長(zhǎng)不同的光在任一 方向上進(jìn)行傳導(dǎo)?？蛇x地，分別地或者與前述相結(jié)合，纖維束可以包括 可以例如用于成像目的的相干纖維束。相干纖維束是能夠在與聚焦在近 端上的圖像相對(duì)應(yīng)的遠(yuǎn)端上復(fù)制圖像的纖維元件束。除了直線通過(guò)中心軸組件的單個(gè)或者多個(gè)光學(xué)傳導(dǎo)器之外，在中心 軸組件內(nèi)可以有其它光學(xué)元件以用來(lái)將光重新導(dǎo)向或者組合到新的構(gòu)造 中也屬于本發(fā)明的范圍。圖示性示例沒(méi)有限制性地是包含機(jī)械地或者熔 融"Y"的耦合器，使得在近端有單個(gè)纖維，在遠(yuǎn)端具有一對(duì)纖維。在 這樣的實(shí)施例中，該對(duì)纖維將共用傳輸通過(guò)單個(gè)纖維的光，并且單個(gè)纖 維攜帶傳輸通過(guò)該對(duì)纖維的光的組合。此概念還可以在近端側(cè)幾乎包括任何數(shù)量的(例如，2， 3， 4， 5或者更多)的纖維，并在遠(yuǎn)端幾乎以任 何數(shù)量(例如，2， 3， 4， 5或者更多)的纖維結(jié)束，該數(shù)量可以近端上 的數(shù)量相同，或者可以是不同的纖維數(shù)量(例如，纖維計(jì)數(shù)的減小或者 增大)。如果一對(duì)纖維用在任一端上，這會(huì)使熔融或者機(jī)械的"X"纖 維分開(kāi)(有時(shí)稱為"耦合器")。還可以組合使用直線通過(guò)和耦合的纖維。示例沒(méi)有限制性地是在近 端上的一對(duì)纖維，其中第一纖維構(gòu)造成將治療光輸送到處理區(qū)域，第二 纖維構(gòu)造成使感測(cè)光返回到來(lái)源/接收器儀器。第一纖維可以直線延伸到 其將光輸送到末端的遠(yuǎn)端。第二纖維可以耦合在遠(yuǎn)端包圍第一纖維的多 個(gè)(例如，六個(gè))纖維陣列。以此方式，多個(gè)纖維的布置可以用來(lái)收集 從末端擴(kuò)散返回的光，并確保進(jìn)入使光返回到來(lái)源/接收器儀器的光的一 部分用于測(cè)量和感測(cè)的目的。纖維耦合器可以具有方向光譜特性，其中光的波長(zhǎng)分叉，使得一些 波長(zhǎng)傳播進(jìn)入到一個(gè)或者多個(gè)纖維中，其余的傳播進(jìn)入不同的一個(gè)或者 多個(gè)纖維。示例沒(méi)有限制性地是2: 1耦合器，在該耦合器中在近端上有 兩個(gè)纖維，在遠(yuǎn)端上具有單個(gè)纖維。治療波長(zhǎng)可以引入到第一近端纖 維，在那里它們傳輸通過(guò)耦合器進(jìn)入單個(gè)纖維和到末端?？梢詫哪┒?返回的光發(fā)送，使得不在治療波長(zhǎng)帶中的任何光發(fā)送進(jìn)入第二近端纖維。有若干個(gè)用于用纖維進(jìn)行這種波長(zhǎng)分開(kāi)(split)的成熟技術(shù)，包括濾波器、光柵或者特定聚焦幾何體的使用。圖5中實(shí)施例描述了形狀容易制造的圓柱形形狀的中心軸組件22但 是，中心軸本體可以具有任何任意或者預(yù)定的橫截面形狀(包括但不限 于橢圓、矩形或者甚至一對(duì)或者更多軸向相鄰的圓柱)屬于本發(fā)明的范 圍。如果手用件的設(shè)計(jì)目標(biāo)是使其經(jīng)受通過(guò)化學(xué)進(jìn)行消毒或者高壓滅菌 技術(shù)，則將中心軸組件制成保護(hù)光學(xué)纖維而僅僅露出纖維的近端和遠(yuǎn)端 表面的組件(例如，真空組件)是有用的。這防止光學(xué)纖維的完整性被 降低，并保持手用件的損失傳輸?shù)偷奶匦浴Ｈ欢?，在高壓滅菌的熱循環(huán) 過(guò)程中，中心軸組件中的材料會(huì)經(jīng)受顯著的熱膨脹。如果在光學(xué)纖維和 中心軸本體之間有膨脹失配，則不期望的張力會(huì)施加在光學(xué)纖維上，可能使其性能降低或者受損。作為圖示性示例，考慮85mm長(zhǎng)的光學(xué)纖 維。如果中心軸本體由鋁構(gòu)成，則會(huì)存在15ppmTC (每百萬(wàn)每攝氏度的 部分)熱膨脹失配。對(duì)于25(TC的高壓滅菌溫度，中心軸本體已經(jīng)比光 學(xué)纖維膨脹了 0.25mm。這會(huì)有這樣的作用使光學(xué)纖維收縮進(jìn)入套圈中 的一者或者兩者或者從套圈中的一者或者收縮出來(lái)，從而形成增大手用 件的光學(xué)傳輸損失的大間隙。或者，如果間隙沒(méi)有得到充分的伸展，則 會(huì)簡(jiǎn)單地?fù)p壞纖維。這樣，最新發(fā)明的用于處理熱失配的技術(shù)可以用在設(shè)計(jì)中或者制造 處理中。為了解決制造處理中的熱膨脹問(wèn)題，構(gòu)造了中心軸組件，留下 了纖維從套圈的每端伸出一段短距離。未固化粘合劑用來(lái)將光學(xué)纖維密 封到套圈中，然后組件升高到高壓滅菌溫度持續(xù)達(dá)足夠長(zhǎng)的時(shí)間，使得 在材料在膨脹的狀態(tài)下的同時(shí)，粘合劑固定或者固化。 一旦冷卻下來(lái)， 中心軸組件內(nèi)的光學(xué)纖維會(huì)有小小的"松弛"量，作為抵抗將來(lái)熱膨脹 的緩沖。在狀態(tài)下，端部處理(例如，對(duì)纖維的端部進(jìn)行拋光)現(xiàn)在應(yīng) 用到光學(xué)纖維中，使得在溫度循環(huán)過(guò)程中較少地被后拉和損壞。另一新的制造技術(shù)己經(jīng)被證明以類似于升溫固化技術(shù)的方式來(lái)解決 或者減輕熱失配的問(wèn)題。在光學(xué)纖維和中心軸本體之間存在固化粘合劑 或者甚至玻璃焊接點(diǎn)的情況下，已經(jīng)表明用重復(fù)的短的熱循環(huán)，纖維逐 漸地但是永久地后拉入套圈中而沒(méi)有對(duì)密封(可以或者可以不是真空密 封)造成損壞。如何利用此技術(shù)的示例以膠合或者粘合到中心軸組件的 光學(xué)纖維開(kāi)始，但是留下較長(zhǎng)的端部，使得它們從套圈的端部伸出一段 距離。纖維需要至少延伸與所預(yù)期的熱失配一樣長(zhǎng)(例如，超過(guò)0.5mm)，但是長(zhǎng)度在10-20mm以便于進(jìn)一步處理步驟是實(shí)用的。組件 然后可以在室溫和高壓滅菌溫度之間重復(fù)地循環(huán)(例如，每個(gè)全循環(huán)為 15分鐘的20個(gè)循環(huán))。在重復(fù)循環(huán)之后，纖維已經(jīng)伸展或者收縮或者兩 者，以形成相同的"松弛"狀況(與升高的曲線一起稱為"松弛"狀 況)。纖維的端部現(xiàn)在可以通過(guò)劈開(kāi)或者拋光成與套圈的端部水平而準(zhǔn) 備。用于套圈和中心軸本體的金屬部件能夠用來(lái)制造堅(jiān)固的組件(其可以或者可以不密封)，但是它們趨于具有比纖維光學(xué)元件達(dá)的熱膨脹系 數(shù)。然而，另一選擇存在減輕熱循環(huán)的問(wèn)題。如果中心軸組件中的材料 選擇成與熱膨脹屬性緊密匹配的，則會(huì)降低或者取消溫度循環(huán)的效果。 最重要的是，光學(xué)纖維和中心軸本體緊密匹配熱屬性，但是一些附加增 益能夠還從將套圈的熱屬性與纖維匹配中獲得。匹配材料的示例沒(méi)有限 制性地是使用玻璃、陶瓷、合成物(即，纖維玻璃)、填充玻璃環(huán)氧樹 脂或者類似的混合物。例如，沒(méi)有限制性地，陶瓷套圈相當(dāng)普遍，并且 它們可以與陶瓷或者玻璃中心軸本體匹配。在優(yōu)選實(shí)施例中，在升高的溫度下，中心軸本體膨脹或者沿著其長(zhǎng) 度延伸第一距離，并且光學(xué)纖維膨脹或者沿著其自身的長(zhǎng)度延伸第二距 離，第一距離在lmm內(nèi)，更通常地在0.5mm內(nèi)，還更通常地為第二距 離的O.lmm內(nèi)。升高的溫度是高壓滅菌的通常的溫度(例如，在約100 。C和約30(TC之間或者在約20(TC和約30(TC之間)。如之前提及，光學(xué)纖維能夠膠合到套圈中，適合粘合劑的示例沒(méi)有 限制性地是環(huán)氧樹脂和聚氨酯橡膠。還可以使用玻璃焊料化合物來(lái)將光 學(xué)纖維密封到套圈中。還可以使用金屬焊料將光學(xué)纖維密封到套圈中， 但是期望地，在非金屬部件(例如，纖維光學(xué)元件)中形成金屬"籽 晶"層，以促進(jìn)粘合。玻璃和金屬焊料化合物能夠通過(guò)應(yīng)用各種形式的 熱(包括但不限于激光能量、紅外線輻射或者暴露到烤爐)用來(lái)形成密 封。如果需要的話， 一個(gè)實(shí)用的考慮是玻璃或者金屬焊料化合物應(yīng)該在 高壓滅菌溫度下保持機(jī)械地穩(wěn)定。套圈和中心軸本體還可以使用粘合劑(沒(méi)有限制性地包括環(huán)氧樹 脂、聚氨酯橡膠和彈性體密封(RTV)化合物)密封在一起。對(duì)于處理 步驟的類似要求，還可以利用玻璃和金屬焊料化合物。在金屬套圈和金 屬中心軸本體的情況下，還可以使用高級(jí)焊接技術(shù)(諸如但不限于激光焊接、MIG焊接和TIG焊接)來(lái)形成直接焊接。如果套圈和中心軸本體由金屬制成或者由聚合體材料制成或者由類似的材料組合而制成，則模鍛(swaged)連接還可以用來(lái)牢固地將套圈連接到中心軸本體。 一個(gè)形 成模鍛連接的通常方法是對(duì)兩個(gè)連接管的外部進(jìn)行無(wú)縫配合(crimp)， 使得外管塌陷下去以形成與內(nèi)管的機(jī)械連接。以類似的方式，壓配連接 也能夠在套圈和中心軸本體之間的形成牢固的連接。在模鍛和壓配連接 中，以通過(guò)應(yīng)用諸如環(huán)氧樹脂、聚氨脂或者RTV化合物的粘合劑作為示 例的密封劑可以采用來(lái)確保更緊密的密封，有助于形成密封(例如，真 空密封)。還可以通過(guò)將套圈和中心軸本體的幾何形狀模制在光學(xué)纖維上來(lái)制 造"一件"中心軸組件也是可以的。這能夠使用若干材料(包括但不限 于陶瓷、合成物和填充玻璃的環(huán)氧樹脂)來(lái)完成。在此情況下，這些材 料可以形成在纖維的周圍并固化。然后，可以對(duì)單件單元進(jìn)行處理以形 成精確的纖維端部和所需的任何其它基準(zhǔn)的關(guān)鍵的幾何特征。如果使單 件設(shè)計(jì)的制造成本足夠低，則使整個(gè)手用件或者至少本體組件可任意使 用是實(shí)用的。圖5所示的實(shí)施例具有擰入本體28并配合在固定槽78中以牢固地 在本體28中捕獲中心軸組件18的緊定螺釘76。圖5示出了作為具有三 角形剖面的徑向槽的固定槽78和具有削尖端部的緊定螺釘76?？梢韵?到，緊定螺釘孔的軸線和槽78的底部之間可以有輕微的軸向偏移。這是 這樣造成的，當(dāng)緊定螺釘76向前進(jìn)入到孔中時(shí)，傾斜的末端的遠(yuǎn)端側(cè)與 固定槽78的遠(yuǎn)端側(cè)上的傾斜壁配合，迫使中心軸組件18朝向本體28的 遠(yuǎn)端滑動(dòng)。這具有牢固地抵著本體28將本體28配合在近端套圈26上的 效果，從而形成了牢固的剛性耦合的本體組件。
緊定螺釘可以具有其它末端樣式，沒(méi)有限制性地包括徑向末端、聚 合體末端、裝載彈簧的球形末端、在末端上的軟金屬墊也在本發(fā)明的范 圍內(nèi)。固定槽的形狀還可以具有其它外形，沒(méi)有限制性地包括徑向外形 或者方形外形。進(jìn)一步，固定槽不必徑向地圍繞中心軸本體的周圍延伸，相反其可以是與緊定螺釘配合的孔或者凹坑(divot)。這樣的特征提供了用來(lái)旋轉(zhuǎn)地將中心軸組件對(duì)準(zhǔn)在本體內(nèi)部的單個(gè)對(duì)準(zhǔn)狀態(tài)，如果有在手用件的任何地方期望的特定旋轉(zhuǎn)選擇(keying)，這是有利的。 此選擇有用的非限制示例是如果在中心軸組件中有兩個(gè)光學(xué)纖維， 一個(gè) 用于治療光， 一個(gè)用于使光返回。選擇特征能夠確保這些纖維與來(lái)源纖 維組件中的相應(yīng)的纖維對(duì)齊，或者與末端中的特征對(duì)齊。緊定螺釘除了 以其它的方式陳述之外是可選的設(shè)計(jì)元件。固定套管組件還可以牢固地 將中心軸組件夾持到本體中。還可行的是，將內(nèi)螺紋置于本體上，將外 螺紋置于中心軸組件中，使得兩者當(dāng)螺紋擰在--起時(shí)牢固地配合。還可以，本體和中心軸本體的功能能夠組合成單個(gè)部件。圖1的示 例表示近端和遠(yuǎn)端套圈20、 26不用基本上改變手用件12的其它方面而 直接安裝在本體中。此組合部分可以比較便宜地構(gòu)造。這兩個(gè)部件還可 以單獨(dú)地和用粘合劑永久地接合。對(duì)于單件設(shè)計(jì)，如果能夠使退化 (degenarate)情況的生產(chǎn)成本足夠低，則整個(gè)本體組件或者甚至整個(gè)手 用件可以制成可任意使用的單元。如果這樣，就不需要進(jìn)行高壓滅菌消 毒，并且可以利用更便宜的材料。圖1示出了末端80被摩擦和真空壓力保持在本體組件上的實(shí)施例。 將末端xx施壓在本體組件上的動(dòng)作將使空氣從末端80和本體組件之間 的匹配表面之間轉(zhuǎn)移。如果末端和本體組件之間的公差足夠緊，則空氣 不能容易地滑回到凹部中，使得末端由空氣壓力牢固地保持著。末端固定還能夠包括本體組件中的與末端中的相應(yīng)的特征配合的機(jī) 械互鎖特征。在圖6所示的實(shí)施例中，本體組件具有接收從末端92的近 端延伸的軸向槽90。當(dāng)已經(jīng)足夠地對(duì)末端施壓時(shí)，臂的端部上的齒往下 咔嗒一聲配合在與軸向槽垂直的槽中。以此方式，本體部分中的特征與 末端上的特征互鎖以機(jī)械的方式實(shí)現(xiàn)機(jī)械牢固組裝。本體部分中的互鎖 特征可與圖6所示的那些不同屬于本發(fā)明的范圍。其它互鎖特征的示例 沒(méi)有限制性地包括螺紋、其它槽幾何結(jié)構(gòu)、柱子、孔和類似于圖6中的
末端上所示的臂。此外，還可以在本體組件中形成筒夾(collet)特征，使得當(dāng)向下緊固固定套管時(shí)，其具有緊固筒夾并在末端上建立夾持握把 的效果。在圖8中示出了手用件的另一實(shí)施例或者方面。在此實(shí)施例中，省略了來(lái)源套圈、近端套圈和內(nèi)適配器。來(lái)源纖維100直接連接到中心軸 組件103上的遠(yuǎn)端套圈102。應(yīng)力消除根部104配合到止擋特征106上， 止擋特征106又插入到中心軸本體的端部中。固定套管108因內(nèi)凸緣112 而被捕獲到中心軸組件上，內(nèi)凸緣112能夠卡在中心軸本體的較大直徑 和止擋特征106的較大直徑之間。為了代替圖3中的螺紋配合，此實(shí)施 例中的本體116示出使用類似于在圖6中示出用于捕獲末端的互鎖特征 來(lái)連接到固定套管108。彈簧120用來(lái)將固定套管推向中心軸組件的近 端。從而有效地用其拉著本體。當(dāng)組合的本體末端與固定套管配合時(shí)， 彈簧具有將末端向下拉到遠(yuǎn)端套圈102上的效果。如圖7A-7C中所示，手用件有這樣的實(shí)施例本體116和末端118 己經(jīng)組合成單個(gè)可任意使用的元件，該元件完全覆蓋和保護(hù)手用件的主 要部分。如圖7B所示，組合的本體116和末端118在中心軸組件上滑 動(dòng)，并與修改的固定套管配合。如圖7C所示，固定套管108具有類似于 圖6中的本體的遠(yuǎn)端處的互鎖特征。圖8示出了在圖7A-7C中描述的固定套管108的特寫，其示出了如 何將固定套管108捕獲在中心軸組件和止擋特征之間。當(dāng)固定套管108 與本體116配合時(shí)，彈簧120迫使本體116到中心軸組件上，直到本體 116末端118組合體到達(dá)底部，或者固定套管108碰到止擋特征。圖8示出了壓配合到中心軸本體的近端中的止擋特征106。還可以通 過(guò)其它方法(沒(méi)有限制性地包括螺紋連接、膠合連接、點(diǎn)焊連接或者焊 接連接)連接止擋特征也屬于本發(fā)明的范圍。其還可以在中心軸本體的 近端處壓配到直徑減小部分的外側(cè)上。還使用類似于圖6中的互鎖特征將末端連接到本體屬于本發(fā)明的范 圍。這允許本體保持在手用件上，同時(shí)更換末端或者允許改變它們兩 者。有利地，本體和末端可以模制在一起作為單個(gè)可任意使用的零件。 組合本體/末端覆蓋整個(gè)中心軸組件，并與其余套管配合。由于整個(gè)中心 軸組件被保護(hù)不受污染，因而不必對(duì)其消毒。因而，其不必設(shè)計(jì)來(lái)承受 高壓滅菌器的苛刻的環(huán)境。這能夠簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，允許更便宜的材料，降低 制造成本并降低了護(hù)理人員的工作負(fù)擔(dān)。此外，其能夠減少由于污染物 進(jìn)入遠(yuǎn)端套管的端部而發(fā)生的損失過(guò)大的機(jī)會(huì)。理想地，組合的本體和末端在一個(gè)步驟中由相同的材料模制。然 而，如前所述，它們起初形成為實(shí)體組合的兩個(gè)單獨(dú)的部分屬于本發(fā)明 的范圍。組合的方法沒(méi)有限制性地是壓配合、配合實(shí)體互鎖特征、 一起 膠合、 一起融合或者超聲波接合。本體和末端可由兩個(gè)單獨(dú)的材料形成 也屬于本發(fā)明的范圍。例如，沒(méi)有限制性地，本體和末端可以由聚碳酸 酯形成，但是人機(jī)學(xué)握持區(qū)域可形成為硅橡膠的過(guò)模。引入可任意使用 的本體部分允許在相同的生產(chǎn)線中人機(jī)學(xué)樣式不同的范圍的引入，允許 護(hù)理人員容易地選擇適合他們的手和施加的樣式。對(duì)本發(fā)明有各種改進(jìn)、組合修改，這些沒(méi)有具體地提及，但是根據(jù) 本公開(kāi)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域的技術(shù)人員是明顯的，因而在本發(fā)明的范圍內(nèi)是 明顯的。
一個(gè)示例是利用圖7C所示的實(shí)體互鎖特征作為用于圖3所示的實(shí)施例的固定機(jī)構(gòu)。另一示例是將圖7A-7C中的實(shí)施例的特征與圖1中特征以以下方式組合該方式導(dǎo)致安裝在手用件上的可任意使用的組合 本體/末端，在手用件中中心軸組件還可從來(lái)源纖維組件卸下，并通過(guò)高 壓滅菌器對(duì)其進(jìn)行消毒。在實(shí)施本發(fā)明中可以使用的附加或者可選的特征還示出在9A和圖 9B中。由此可見(jiàn)，手用件示出在中心軸組件142的近端和遠(yuǎn)端處包括密 封件140 (例如，彈性O(shè)型環(huán))。有利地這樣的密封件140可在外部本 體144和中心軸組件142之間密封?？梢韵氲?，對(duì)于圖9A和圖9B的實(shí) 施例以及其它實(shí)施例，中心軸組件和外部本體之間的密封是足夠的，以 致于對(duì)中心軸組件進(jìn)行高壓滅菌或者其它方式消毒變得不必要，并且僅僅需要對(duì)外部本體進(jìn)行高壓滅菌或者以其它方式進(jìn)行消毒。參照?qǐng)D10，可以想到，對(duì)于圖9A或者圖9B的實(shí)施例，在實(shí)施本發(fā) 明中可以采用金屬化的纖維。圖IO示出了具有金屬涂層152 (例如，薄 膜)的纖維150。所示出的特定的纖維150包括具有多層的涂層152，多 層的每層由不同的材料或者其它材料(例如，鈦層156、鎳層158、金層 160和緩沖涂層162)組成。然而，還附加地想到，也可以使用單層，單 層或者任何一個(gè)層可以是由金屬和/或者其它材料的混合物。這樣的涂層
可以具有約100和約2000nm之間的厚度，盡管其可以更厚或者更薄。除非另外陳述，此處所描述的各種結(jié)構(gòu)的尺寸和幾何形狀不受本發(fā) 明的限制，其它尺寸或者幾何形狀也是可以的。單個(gè)一體化結(jié)構(gòu)可提供 多個(gè)結(jié)構(gòu)部件。可選地，單個(gè)一體化結(jié)構(gòu)可以分成單獨(dú)的多個(gè)部件。此 外，盡管本發(fā)明的特征已經(jīng)結(jié)合所圖示的實(shí)施例中僅僅一個(gè)來(lái)描述，對(duì) 于任何給定的應(yīng)用，這樣的特征可以與其它實(shí)施例的一個(gè)或者多個(gè)特征 組合。從以上還可以理解到，此處獨(dú)特的結(jié)構(gòu)的制造和其操作還構(gòu)成了 根據(jù)本發(fā)明的方法。己經(jīng)公開(kāi)了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。然而，本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員將 認(rèn)識(shí)到某些修改會(huì)在本發(fā)明的技術(shù)教導(dǎo)內(nèi)。因而，以下權(quán)利要求應(yīng)該用 來(lái)確定本發(fā)明的真正的范圍和內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種手用件，其適于在醫(yī)學(xué)應(yīng)用中輸送光，所述手用件包括中心軸組件，其具有近端和遠(yuǎn)端，所述軸組件包括i.近端套圈；ii.遠(yuǎn)端套圈；以及iii.在所述近端套圈和所述遠(yuǎn)端套圈之間延伸的光學(xué)纖維；外部可握持本體，其用于大致包圍所述中心軸組件。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的手用件，其中，所述中心軸組件還包括中 心軸本體。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的手用件，其中，所述本體的材料溫度 膨脹/收縮特性與所述光學(xué)纖維、所述套圈或者兩者的溫度膨脹/收縮特性 大致匹配。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或3所述的手用件，其中，所述手用件在升高 的溫度下，使得所述光學(xué)纖維以以下方式位于所述中心軸組件、所述外 部本體或者兩者中所述光學(xué)纖維能足夠松弛，以能使所述手用件將來(lái) 在不會(huì)顯著地使所述光學(xué)纖維伸展的情況下暴露到升高的溫度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1、 2、 3或4所述的手用件，其中，所述光學(xué)纖維 被真空密封在所述中心軸、所述外部本體或者兩者內(nèi)，使得能夠在不會(huì) 對(duì)所述光學(xué)纖維的性能造成顯著的下降的情況下對(duì)所述手用件進(jìn)行消 毒。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的手用件，還在所述軸組件的 所述近端包括固定套管，其用于輔助將所述手用件連接到來(lái)源光學(xué)元 件。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的手用件，還包括末端，其中，至少所述外部本體和所述末端可任意使用，并可安裝 到所述遠(yuǎn)端套管和所述光學(xué)纖維，或者可從所述遠(yuǎn)端套管和所述光學(xué)纖 維拆卸，并且其中，當(dāng)安裝時(shí)，所述本體和所述末端覆蓋所述遠(yuǎn)端套圈 和所述光學(xué)纖維。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的手用件，其中，所述光學(xué)纖維的一個(gè)或者多個(gè)特性構(gòu)造成匹配將光輸送到所述光學(xué)纖維的來(lái)源纖維 的一個(gè)或者多個(gè)特性。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的手用件，其中，所述光學(xué)纖維和所述來(lái)源 纖維的所述一個(gè)或者多個(gè)特性包括所述光學(xué)纖維和來(lái)源纖維的直徑和所 述光學(xué)纖維和來(lái)源纖維的所述直徑的公差。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的手用件，其中，所述近端套 圈、所述遠(yuǎn)端套圈或者兩者向外延伸超過(guò)所述手用件的所述外部本體， 由此允許存取所述近端套圈、遠(yuǎn)端套圈或者兩者，因而允許清潔、拋光 或者兩者。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的手用件，其中，所述本 體、所述套圈、所述光學(xué)纖維或者其任何組合構(gòu)造成對(duì)所述手用件的所 述光學(xué)性能的影響最小。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的手用件，其中，所述近端 套圈設(shè)置成具有能與具有標(biāo)準(zhǔn)尺寸的連接器的來(lái)源光學(xué)纖維連接的標(biāo)準(zhǔn) 尺寸。
全文摘要
此處描述的本發(fā)明是改進(jìn)的用于輸送光的手用件(12)和采用了手用件(12)的系統(tǒng)(10)。手用件(12)通常包括本體(22)和與所述本體一起延伸的諸如光學(xué)纖維的光學(xué)元件(24)。系統(tǒng)(10)能夠包括遠(yuǎn)程光源(40)和用于將光提供到手用件(12)的光學(xué)元件(42)(例如，來(lái)源光學(xué)纖維)。
文檔編號(hào)A61C1/08GK101212934SQ200680024106
公開(kāi)日2008年7月2日 申請(qǐng)日期2006年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月29日
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