專利名稱：結(jié)構(gòu)化照明探頭和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及手術(shù)器械和方法。具體地，本發(fā)明涉及用于在眼科手術(shù)期間照明區(qū)域的手術(shù)系統(tǒng)和方法。更加具體地，本發(fā)明涉及用于提供術(shù)野的結(jié)構(gòu)化照明的照明探
頭。
背景技術(shù)：
在眼科手術(shù)中，并且特別在玻璃體-視網(wǎng)膜手術(shù)中，外科醫(yī)生依賴于各種技術(shù)提供對(duì)比以便可視化視網(wǎng)膜上的感興趣特征。常用的技術(shù)是亮野成像、暗野成像和梯度野成像。通過依靠部分地重疊照明斑點(diǎn)使得特征的各部分由直接照明強(qiáng)照并且所述特征的各部分由散射光弱照或背照而照明所述特征，或者通過依靠在視網(wǎng)膜特征上移動(dòng)照明束產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)對(duì)比，產(chǎn)生梯度野成像。由于通過經(jīng)由小切ロ插入探頭尖端而提供內(nèi)窺鏡照明，探頭可能必須通過切ロ點(diǎn)而被鉸接，并且照明探頭相對(duì)于觀察顯微鏡成有限入射角，因此提供期望的對(duì)比難以在實(shí)際手術(shù)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)。圖案化(結(jié)構(gòu)化)照明可以用于提供對(duì)比，籍此外科醫(yī)生可以可視化眼部結(jié)構(gòu)，例如視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)。為了獲得期望的對(duì)比照明，優(yōu)選的是產(chǎn)生規(guī)則的照明圖案(諸如螺旋環(huán)圖案或環(huán)面圖案的不規(guī)則照明圖案不提供有利對(duì)比)。然而，可以有效地提供安全地用于眼科程序中的結(jié)構(gòu)化照明的照明器探頭還未出現(xiàn)。圖I和圖2例示了用線性條紋的圖案照明眼底的離軸部分的現(xiàn)有技術(shù)方法。由于條紋圖案成離軸入射角照明眼底，因此視網(wǎng)膜表面中的任何隆起或凹陷對(duì)于觀察者示出為彎曲條紋(圖3)。當(dāng)通過眼底照相機(jī)進(jìn)行觀察并加以分析時(shí)，條紋可以用于導(dǎo)出關(guān)于視網(wǎng)膜地形圖的信息。然而，該類現(xiàn)有技術(shù)照明裝置需要通過托架附連到眼底照相機(jī)的笨重離軸照明系統(tǒng)并且無法用于眼內(nèi)顯微手木。因此需要ー種眼科照明器，其可以提供術(shù)野的結(jié)構(gòu)化、安全照明，同時(shí)克服與現(xiàn)有技術(shù)眼科照明器關(guān)聯(lián)的問題和缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的用于術(shù)野的結(jié)構(gòu)化照明的結(jié)構(gòu)化照明探頭和系統(tǒng)以及方法的實(shí)施例基本上滿足這些和其它需要。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例是ー種手術(shù)照明系統(tǒng)，包括光源，所述光源用于提供光束；包括光纖的光纜，所述光纜光學(xué)地耦合到所述光源以用于接收并且傳輸所述光束；機(jī)頭，所述機(jī)頭可操作地耦合至所述光纜；光學(xué)元件，所述光學(xué)元件的近端光學(xué)地耦合到所述光纖的遠(yuǎn)端，用于接收所述光束并且散射所述光束以照明一區(qū)域(例如，手術(shù)部位)，其中所述光學(xué)元件的所述近端的表面積大于所述光纖的所述遠(yuǎn)端的表面積；以及套管，所述套管可操作地耦合至所述機(jī)頭，用于容納并且引導(dǎo)所述光纖和所述光學(xué)元件。光學(xué)元件可以是小號(hào)光導(dǎo)，可以是方形光導(dǎo)或錐體。例如，光學(xué)元件可以是丙烯酸酯錐體或.9mm乘.9mm方形光導(dǎo),并且光纖是20號(hào)光纖。遠(yuǎn)端表面積較小的光纖和近端表面積較大的光學(xué)元件的組合導(dǎo)致在空間上未填滿光學(xué)元件的入射孔徑。結(jié)果是從光學(xué)元件的遠(yuǎn)端輸出結(jié)構(gòu)化照明。套管、光學(xué)元件和機(jī)頭可以由生物相容材料制造。光纜可以包括用于將光纜耦合到光源的光學(xué)連接器。這些連接器可以是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的標(biāo)準(zhǔn)照明探頭光纖連接器，例如ACMI連接器。在一些實(shí)施例中，機(jī)頭中的獨(dú)立光纖可以耦合到光學(xué)元件的近端并且耦合到光纜中的一個(gè)光纖或多個(gè)光纖的遠(yuǎn)端。光學(xué)元件、光纖和光纜(即，光纜內(nèi)的ー個(gè)或多個(gè)光纖)應(yīng)當(dāng)是規(guī)格兼容的，從而將來自光源的光束傳輸?shù)叫g(shù)野。例如，所有三個(gè)元件可以是相同規(guī)格的。本發(fā)明的另ー個(gè)實(shí)施例是ー種結(jié)構(gòu)化照明探頭，其可以小號(hào)照明探頭，包括光纖，所述光纖可操作以接收光束并且傳輸所述光束以照明一區(qū)域；機(jī)頭，所述機(jī)頭可操作地耦合到所述光纖；光學(xué)元件，所述光學(xué)元件的近端光學(xué)地耦合到所述光纖的遠(yuǎn)端，用于接收所述光束并且散射所述光束以照明一區(qū)域，其中所述光學(xué)元件的所述近端的表面積大于所述光纖的所述遠(yuǎn)端的表面積；以及套管，所述套管可操作地耦合到所述機(jī)頭，用于容納并且引導(dǎo)所述光纖和所述光學(xué)元件。所述區(qū)域可以是手術(shù)部位，例如視網(wǎng)膜。本發(fā)明的其它實(shí)施例可以包括ー種使用根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的結(jié)構(gòu)化照明器進(jìn)行術(shù)野的結(jié)構(gòu)化照明的方法，以及本發(fā)明的結(jié)構(gòu)化照明器的外科機(jī)頭實(shí)施例在眼科手術(shù)中的用途。另ー個(gè)實(shí)施例可以包括ー種通過將光學(xué)元件(如上所述)或遠(yuǎn)側(cè)光纖選擇性地耦合到與光源耦合的光纖而提供結(jié)構(gòu)化和常規(guī)照明的照明器。遠(yuǎn)側(cè)光纖和光學(xué)元件可以都容納在套管中并且例如借助于機(jī)械致動(dòng)器進(jìn)行選擇。遠(yuǎn)側(cè)光纖可以具有與光纖相同的直徑。此夕卜，本發(fā)明的實(shí)施例可以并入用于眼科或其它手術(shù)中的手術(shù)機(jī)器或系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)化照明器的其它用途將是本領(lǐng)域的技術(shù)人員公知的。


通過參考結(jié)合附圖進(jìn)行的以下描述可以獲得本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)的更全面理解，在附圖中相似的附圖標(biāo)記指示相似的特征，并且其中圖1-3是為了確定視網(wǎng)膜地形圖而離軸照明眼底的現(xiàn)有系統(tǒng)和方法的圖形表示；圖4是根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的用于結(jié)構(gòu)化照明的系統(tǒng)的實(shí)施例的圖形表示；圖5是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)化照明器探頭的實(shí)施例的遠(yuǎn)端的近視圖的圖形表示；圖6是根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的結(jié)構(gòu)化照明器的實(shí)施例的圖形表示；圖7A和7B例示了可以由根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的結(jié)構(gòu)化照明器探頭的實(shí)施例提供的預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)化照明圖案；圖8A和SB例示了可以由根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的結(jié)構(gòu)化照明器探頭的其它實(shí)施例提供的預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)化照明圖案；圖9是由根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的結(jié)構(gòu)化照明器的實(shí)施例產(chǎn)生的圓形斑點(diǎn)的實(shí)際直線網(wǎng)格圖案的圖像；圖10是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)化照明器探頭的實(shí)施例的橫截面圖的圖形表示，所述結(jié)構(gòu)化照明器探頭包括未填滿方形光導(dǎo)的圓形20號(hào)光纖；圖11示出了可以由根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的結(jié)構(gòu)化照明器探頭的實(shí)施例提供的圓牛眼形結(jié)構(gòu)化照明圖案；圖12是根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的結(jié)構(gòu)化照明器的實(shí)施例的圖形表示，所述結(jié)構(gòu)化照明器包括錐形光學(xué)元件；圖13A-13C例示了根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的結(jié)構(gòu)化照明器探頭的實(shí)施例的圖案化和非圖案化輸出，所述結(jié)構(gòu)化照明器探頭具有耦合到高NA源的光學(xué)元件；圖14是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)化照明器探頭的實(shí)施例的圖形表示，所述結(jié)構(gòu)化照明器探頭包括方形光管光學(xué)兀件；圖15A和15B是根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的結(jié)構(gòu)化照明器的雙功能實(shí)施例的圖形表示；以及圖16是例示了本發(fā)明的廣角照明器的實(shí)施例在眼科手術(shù)中的使用的圖示。
具體實(shí)施方式

在附圖中例示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，相似的附圖標(biāo)記用于表示各圖的相似和相應(yīng)部分。本發(fā)明的各實(shí)施例提供用于手術(shù)程序中(例如玻璃體-視網(wǎng)膜/后段手術(shù)中)的基于小號(hào)(例如，19、20、25或更小號(hào))光纖的內(nèi)部照明器裝置。本發(fā)明的實(shí)施例可以包括連接到小號(hào)套管(例如，19、20、25或更小號(hào))的機(jī)頭，例如由得克薩斯州沃思堡市的AlconLaboratories, Inc.銷售的 Alcon-Grieshaber Revolution-DSP 機(jī)頭。根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，套管的內(nèi)部尺寸可以容納光纖，所述光纖可以終止于至光學(xué)元件(例如光導(dǎo))的光耦合，或者終止于可選擇的光導(dǎo)和遠(yuǎn)側(cè)光纖組合。結(jié)構(gòu)化照明器的實(shí)施例可以被配置成用于眼科手術(shù)的一般領(lǐng)域中。然而，可以預(yù)料并且本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到本發(fā)明的范圍不限于眼科學(xué)，而是可以一般地應(yīng)用于可能期望結(jié)構(gòu)化照明的其它手術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的實(shí)施例提供一種用于在手術(shù)部位產(chǎn)生結(jié)構(gòu)化照明的照明探頭、系統(tǒng)和方法。結(jié)構(gòu)化照明例如可以包括方形或圓形上的直線網(wǎng)格圖案、成任何期望的角方向定向的一系列平行線、單環(huán)或多環(huán)圖案或這些圖案的組合。通過將光導(dǎo)光學(xué)地耦合到輸送光纖的遠(yuǎn)端使得在空間上未填滿光導(dǎo)的入射孔徑(近端表面)，產(chǎn)生總探頭傳輸損失最小的圖案化(結(jié)構(gòu)化)照明器輸出。未填滿的程度、未填滿的非對(duì)稱性、光導(dǎo)的形狀和將輸送光纖的遠(yuǎn)端修改成不同形狀(例如，圓形、橢圓形或近似方形)可以提供照明器輸出圖案的設(shè)計(jì)控制。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)化照明器的實(shí)施例可以是方向性或枝型照明器，或本領(lǐng)域的技術(shù)人員公知的其它眼科照明器類型。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)化照明器的實(shí)施例可以提供視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)和/或視網(wǎng)膜表面地形圖的改善可視化。本發(fā)明的照明器的實(shí)施例可以從照明器套管的遠(yuǎn)端產(chǎn)生呈規(guī)則或不規(guī)則網(wǎng)格圖案形狀(例如，圓形、方形、橢圓形、矩形或其它更復(fù)雜的形狀)的形式的結(jié)構(gòu)化照明。其它實(shí)施例可以產(chǎn)生呈線性圖案、對(duì)稱或非對(duì)稱環(huán)形(例如，牛眼形)圖案的形式的結(jié)構(gòu)化照明，并且在至少ー個(gè)實(shí)施例中，同時(shí)地或順序地產(chǎn)生結(jié)構(gòu)化和常規(guī)照明或多個(gè)結(jié)構(gòu)化照明圖案。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)化照明器的一個(gè)實(shí)施例可以包括由生物相容聚合材料制造的光纖、光學(xué)元件、管莖(套管)和機(jī)頭，使得可以將結(jié)構(gòu)化照明器的有創(chuàng)部分制造為低成本的一次性手術(shù)用品。不同于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)化照明器的實(shí)施例可以在玻璃體-視網(wǎng)膜手術(shù)期間僅僅使用結(jié)構(gòu)化照明或在雙功能實(shí)施例中同時(shí)地或順序地使用結(jié)構(gòu)化和常規(guī)照明的組合提供視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)的增強(qiáng)對(duì)比。由生物相容聚合材料制造的本發(fā)明的實(shí)施例可以被整合到低成本、鉸接機(jī)頭機(jī)構(gòu)中，使得這些實(shí)施例可以包括便宜的一次性照明器械。圖4是手術(shù)系統(tǒng)2的圖形表示，所述手術(shù)系統(tǒng)包括機(jī)頭10，用于將來自光源12的光束通過線纜14輸送到管莖16。線纜14可以是本領(lǐng)域中公知的任何規(guī)格的光纖，例如19、20或25號(hào)光纖。此外，線纜14可以包括單光纖或多個(gè)光纖，所述光纖光學(xué)地耦合到光源12以接收光束并且將光束通過機(jī)頭10傳輸?shù)焦芮o16內(nèi)的光纖22。管莖16被配置成容納光纖22和在管莖16的遠(yuǎn)端的光學(xué)元件20，如圖5-6中更清楚地所示。耦合系統(tǒng)323可以包括在線纜14的每個(gè)端部的光纖連接器以將光源12光學(xué)地耦合到機(jī)頭10內(nèi)的光纖22，如下面更完整地所述。圖5是例示了光學(xué)元件20的一個(gè)實(shí)施例的更詳細(xì)圖示。圖5提供了管莖16的遠(yuǎn)端的放大圖。管莖16被示出為容納光纖22和光學(xué)元件20。光學(xué)元件20典型地耦合到光纖22，所述光纖可以自身光學(xué)地耦合到纖維光纜14。在一些實(shí)施例中，纖維光纜14可以包括從光源耦合延伸通過機(jī)頭10并且直接光學(xué)地耦合到光學(xué)元件20的光纖。對(duì)于這些實(shí)施例，不使用獨(dú)立光纖22。光纖22/14的遠(yuǎn)端表面可以光學(xué)地結(jié)合到光學(xué)元件20的近端表面，如下面更完整地所述。光學(xué)元件20例如可以包括光學(xué)級(jí)機(jī)械加工或注塑的塑料或其它聚合物光導(dǎo)或錐體。當(dāng)在機(jī)頭10內(nèi)實(shí)現(xiàn)時(shí)，光纖22具有與纖維光纜14的規(guī)格兼容的規(guī)格，使得它可以接收并且傳輸來自纖維光纜14的光。機(jī)頭10可以是本領(lǐng)域中公知的任何外科機(jī)頭，例如由得克薩斯州沃思堡市的Alcon Laboratories, Inc.銷售的Revolution-DSP 機(jī)頭。光源12可以是氙光源、鹵素光源、LED光源或能夠提供用于輸送通過光纖的光的任何其它光源。管莖16可以是本領(lǐng)域的技術(shù)人員公知的小號(hào)套管，例如在18至30號(hào)的范圍內(nèi)。管莖16可以是本領(lǐng)域的技術(shù)人員公知的不銹鋼或合適的生物相容聚合物(例如，PEEK、聚酰亞胺等)。光源12可以例如使用在纖維光纜14的端部的標(biāo)準(zhǔn)ACMI光纖連接器光學(xué)地耦合到機(jī)頭10 (即，耦合到光纖22)。這允許從光源12通過纖維光纜14到達(dá)機(jī)頭10并且最后從在管莖16的遠(yuǎn)端的光學(xué)元件20發(fā)射的光的高效耦合。光源12可以包括本領(lǐng)域的技術(shù)人員公知的濾光器以減小源自光源的吸收紅外輻射的有害熱效應(yīng)。光源12的(一個(gè)或多個(gè))濾光器可以用于以不同顔色的光選擇性地照明術(shù)野以例如激勵(lì)手術(shù)染色。在發(fā)生以下情況的任何時(shí)候可以發(fā)生從具有至少某種程度的徑向?qū)ΨQ性的多模光纖發(fā)射的光的空間圖案化在光纖的入射孔徑處的光的亮度是非對(duì)稱地在空間上非均勻的；如果光纖不是在其整個(gè)長(zhǎng)度上都是自的(即，至少一部分為錐形)，則在光纖的入射孔徑處的亮度的空間非均勻性不需要是非対稱的；或者如果某個(gè)特征或阻塞以100%效率阻止所有光線穿過光纖(例如在光管側(cè)的覆層的區(qū)域中的吸收片)。這些現(xiàn)象會(huì)發(fā)生在現(xiàn)有照明探頭中，但是通常被認(rèn)為是對(duì)總體照明有害。然而，已發(fā)現(xiàn)例如由本發(fā)明的實(shí)施例提供的某些結(jié)構(gòu)化照明可以有利于增強(qiáng)觀察者(例如，外科醫(yī)生)區(qū)分視網(wǎng)膜特征(例如，那些具有相對(duì)于周圍視網(wǎng)膜組織隆起或凹陷的區(qū)域的視網(wǎng)膜特征)的能力。圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)化照明器探頭的ー個(gè)實(shí)施例。結(jié)構(gòu)化照明器探頭300包括機(jī)頭310和光纜314，所述光纜包括保護(hù)外套和可操作地耦合到機(jī)頭310的光纖 322。光纖322可以光學(xué)地f禹合到光源(未不出)以接收光束并且將光束傳輸至光學(xué)兀件320。光纖322的遠(yuǎn)端和該光學(xué)元件320容納在套管316內(nèi)。光學(xué)元件320接收來自光纖322的光束并且在其遠(yuǎn)端提供圖案化照明350作為輸出。在圖6中可以看到，光纖320具有小于光學(xué)兀件320的橫截面面積(即，光纖322遠(yuǎn)端表面的表面積小于光學(xué)兀件320近端表面的表面積)。光學(xué)元件320可以具有圓形、方形、橢圓形或其它橫截面形狀并且可以具有光導(dǎo)或錐體。套管(管莖)316可以由鋼制成并且可以平滑地彎曲，從而僅僅在最遠(yuǎn)端接觸光學(xué)元件320,如圖5中所示,或者可以在沿著其長(zhǎng)度的任意點(diǎn)接觸光學(xué)元件。在ー個(gè)或多個(gè)接觸點(diǎn)處，光學(xué)元件320可以借助于粘合劑結(jié)合到管莖316以提供機(jī)械強(qiáng)度和密封，由此防止來自眼睛的液體進(jìn)入光學(xué)元件320和管莖316之間的任何氣隙。光學(xué)元件320還可被耦合到管莖316以使其遠(yuǎn)端略微延伸超出管莖316遠(yuǎn)端。光纖322和光學(xué)元件320可以通過簡(jiǎn)單接觸、使用光學(xué)粘合劑或通過本領(lǐng)域的技術(shù)人員公知的其它結(jié)合技術(shù)光學(xué)地耦合，使得光纖322非対稱地耦合到光學(xué)元件320以產(chǎn)生結(jié)構(gòu)化輸出圖案350。圖7A和7B例示了可以由本發(fā)明的照明器探頭的實(shí)施例提供的包括方形的直線網(wǎng)格的預(yù)測(cè)的結(jié)構(gòu)化照明圖案。在圖7A和7B中產(chǎn)生的圖案由這樣的實(shí)施例創(chuàng)建，所述實(shí)施例具有修改成方形的光纖322的遠(yuǎn)端并且所述遠(yuǎn)端耦合到包括更大方形光導(dǎo)的光學(xué)元件320。圖7A表示方形圖像的高密度陣列并且圖7B表示方形圖像的低密度陣列。圖8A和SB例示了可以由本發(fā)明的照明器探頭的另一個(gè)實(shí)施例提供的包括方形的直線網(wǎng)格的預(yù)測(cè)的結(jié)構(gòu)化照明圖案。在圖8A和SB中示出的圖案由這樣的實(shí)施例創(chuàng)建，所述實(shí)施例具有帶有常規(guī)圓形端部的未修改的光纖322，所述端部耦合到包括更大表面積的方形光導(dǎo)的光學(xué)元件320。圖8A表示方形圖形的高密度陣列并且圖SB表示方形圖像的低密度陣列。圖9是由本發(fā)明的結(jié)構(gòu)化照明器的實(shí)施例創(chuàng)建的圓形斑點(diǎn)的實(shí)際直線網(wǎng)格圖案的圖像，所述結(jié)構(gòu)化照明器包括未填滿.9mm乘.9mm方形光導(dǎo)320的圓形20號(hào)光纖322,如圖10中的橫截面細(xì)節(jié)所示?？梢酝ㄟ^孔徑化光導(dǎo)320的輸出而去除輸出圖案(光束)周邊處的光條紋。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)化照明器的實(shí)施例也可以提供例如圖11中所示的圓牛眼形照明圖案。這樣的圖案可以由包括光學(xué)地耦合到光纖422的錐體的光學(xué)元件420創(chuàng)建，如圖12中所示。圖12的光纖422和光學(xué)元件420是類似的并且提供如關(guān)于先前各圖中的元件20、22和320、322所述的功能。如圖12中所示，光纖422將光束(如先前關(guān)于其它實(shí)施例所述)傳輸?shù)焦鈱W(xué)元件420，未填滿光學(xué)元件(錐體)420的入射孔徑。光學(xué)元件420可以是丙烯酸酯錐體。上述實(shí)施例使用典型地具有限制到.5或.63的NA(數(shù)值孔徑)的標(biāo)準(zhǔn)光纖提供結(jié)構(gòu)化照明。替代地，其它實(shí)施例可以包括光學(xué)地耦合到高NA源(例如，LED或高NA光子晶體或光子帶隙光纖)的光學(xué)元件。在這樣的實(shí)施例中，圖案將延伸遍布耦合到光學(xué)元件的源的整個(gè)NA。圖13A-13C例示了這樣的實(shí)施例的圖案化和非圖案化輸出。圖13A示出了在遠(yuǎn)側(cè)光導(dǎo)未就位的情況下來自LED源的裸輸出。圖13B和13C示出了在光導(dǎo)就位的情況下由相同LED源創(chuàng)建的圖案化輸出，在該例子中使用朗伯(Lamberian)發(fā)射LED源未填滿方形橫截面光管(光學(xué)元件)。圖14是這樣的實(shí)施例的圖形表示，示出了包括方形光管的 光學(xué)兀件520。光管520被不出為由朗伯LED源未填滿。圖15A和15B是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)化照明器的雙功能實(shí)施例的圖形表示。在該實(shí)施例中，機(jī)頭510包括用于在光學(xué)元件520的兩個(gè)遠(yuǎn)側(cè)輸出路徑之間進(jìn)行選擇的致動(dòng)器512，所述致動(dòng)器可以是本領(lǐng)域的技術(shù)人員公知的機(jī)械、電、磁或其它致動(dòng)機(jī)構(gòu)。在該實(shí)施例中，光學(xué)元件520包括提供標(biāo)準(zhǔn)照明的遠(yuǎn)側(cè)光纖525和根據(jù)本文所述的教導(dǎo)提供結(jié)構(gòu)化照明的遠(yuǎn)側(cè)光導(dǎo)530。操作中，用戶可以借助于致動(dòng)器512在兩個(gè)輸出路徑之間進(jìn)行選擇，所述致動(dòng)器可以使輸送光纖522與遠(yuǎn)側(cè)光纖525或遠(yuǎn)側(cè)光導(dǎo)530機(jī)械地對(duì)準(zhǔn),例如如圖15A中所不。精確限位件540確保輸送光纖522與遠(yuǎn)側(cè)光纖525或遠(yuǎn)側(cè)光導(dǎo)530之間的正確對(duì)準(zhǔn)。本發(fā)明的這樣的實(shí)施例的用戶因此可以具有由其支配的雙功能探頭，所述雙功能探頭可以根據(jù)需要提供任一類型的照明而不需要更換器械。圖16例示了本發(fā)明的結(jié)構(gòu)化照明器的一個(gè)實(shí)施例在眼科手術(shù)中的使用。在操作中，機(jī)頭10輸送光束通過管莖16 (經(jīng)由光纖22/14)并且通過光學(xué)元件20以照明眼30的視網(wǎng)膜28。通過機(jī)頭10輸送到光學(xué)元件20的光由光源12生成并且借助于纖維光纜14和耦合系統(tǒng)32輸送以照明視網(wǎng)膜28。光學(xué)元件20可操作地在視網(wǎng)膜上以期望的圖案提供結(jié) 構(gòu)化照明以提供視網(wǎng)膜特征的有用可視化所需的對(duì)比。盡管在本文中參考示例性實(shí)施例詳細(xì)地描述了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)理解所述描述僅僅作為例子而不應(yīng)被理解為具有限制意義。所以還應(yīng)當(dāng)理解本領(lǐng)域的技術(shù)人員在參考了該描述之后將顯見并可進(jìn)行本發(fā)明的實(shí)施例的細(xì)節(jié)的許多變化和本發(fā)明的附加實(shí)施例?？梢灶A(yù)料所有這樣的變化和附加實(shí)施例在如所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和真實(shí)范圍內(nèi)。因此，盡管特別地參考眼科手術(shù)的一般領(lǐng)域描述了本發(fā)明，但是包含在本文中的教導(dǎo)同樣適用于期望提供手術(shù)部位的結(jié)構(gòu)化照明的任何場(chǎng)合。
權(quán)利要求
1.一種結(jié)構(gòu)化照明探頭，包括 光纖，所述光纖可操作以接收并且傳輸光束； 機(jī)頭，所述機(jī)頭可操作地耦合至所述光纖； 光學(xué)元件，所述光學(xué)元件的近端光學(xué)地耦合到所述光纖的遠(yuǎn)端，用于接收所述光束并且散射所述光束以照明一區(qū)域，其中所述光學(xué)元件的所述近端的表面積大于所述光纖的所述遠(yuǎn)端的表面積；以及 套管，所述套管可操作地耦合至所述機(jī)頭，用于容納并且引導(dǎo)所述光纖和所述光學(xué)元件。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的結(jié)構(gòu)化照明探頭，其中所述光學(xué)元件是機(jī)械加工的或注塑的塑料。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的結(jié)構(gòu)化照明探頭，其中所述光學(xué)元件是19、20或25號(hào)光學(xué)元件。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的結(jié)構(gòu)化照明探頭，其中所述套管和所述機(jī)頭由生物相容材料制造。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的結(jié)構(gòu)化照明探頭，其中所述光纖在近端光學(xué)地耦合到光纜，其中所述光纜可操作地耦合至所述光源以將光束傳輸至所述光纖。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的結(jié)構(gòu)化照明探頭，其中所述光纜的規(guī)格和所述光纖的規(guī)格是相同的。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的結(jié)構(gòu)化照明探頭，其中所述光源是氙光源。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的結(jié)構(gòu)化照明探頭，其中所述光源是LED光源。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的結(jié)構(gòu)化照明探頭，其中所述光學(xué)元件是光導(dǎo)。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的結(jié)構(gòu)化照明探頭，其中所述光學(xué)元件是錐體。
11.一種結(jié)構(gòu)化照明系統(tǒng)，包括 光源，所述光源用于提供光束； 包括光纖的光纜，所述光纜光學(xué)地耦合到所述光源以用于接收并且傳輸所述光束； 機(jī)頭，所述機(jī)頭可操作地耦合至所述光纜； 光學(xué)元件，所述光學(xué)元件的近端光學(xué)地耦合到所述光纖的遠(yuǎn)端，用于接收所述光束并且散射所述光束以照明一區(qū)域，其中所述光學(xué)元件的所述近端的表面積大于所述光纖的所述遠(yuǎn)端的表面積；以及 套管，所述套管可操作地耦合至所述機(jī)頭，用于容納并且引導(dǎo)所述光纖和所述光學(xué)元件。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的結(jié)構(gòu)化照明系統(tǒng)，其中所述光學(xué)元件是機(jī)械加工的或注塑的塑料。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的結(jié)構(gòu)化照明系統(tǒng)，其中所述光學(xué)元件是19、20或25號(hào)光學(xué)元件。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的結(jié)構(gòu)化照明系統(tǒng)，其中所述套管和所述機(jī)頭由生物相容材料制造。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的結(jié)構(gòu)化照明系統(tǒng)，還包括在所述套管的遠(yuǎn)端處在所述光學(xué)元件和所述套管之間的密封件。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的結(jié)構(gòu)化照明系統(tǒng)，其中所述光源是氙光源。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的結(jié)構(gòu)化照明系統(tǒng)，其中所述光源是LED光源。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的結(jié)構(gòu)化照明系統(tǒng)，其中所述光學(xué)元件是光導(dǎo)。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的結(jié)構(gòu)化照明系統(tǒng)，其中所述光學(xué)元件是錐體。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種結(jié)構(gòu)化照明手術(shù)系統(tǒng)，一個(gè)實(shí)施例包括光源，所述光源用于提供光束；包括光纖的光纜，所述光纜光學(xué)地耦合到所述光源以用于接收并且傳輸所述光束；機(jī)頭，所述機(jī)頭可操作地耦合至所述光纜；光學(xué)元件，所述光學(xué)元件的近端光學(xué)地耦合到所述光纖的遠(yuǎn)端，用于接收所述光束并且散射所述光束以照明一區(qū)域(例如，手術(shù)部位)，其中所述光纖的所述近端的表面積；以及套管，所述套管可操作地耦合至所述機(jī)頭，用于容納并且引導(dǎo)所述光纖和所述光學(xué)元件。
文檔編號(hào)A61B18/18GK102665587SQ201080048588
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2010年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月11日
發(fā)明者M·J·帕帕克, R·T·史密斯 申請(qǐng)人:愛爾康研究有限公司