交叉引用

本申請為整體內(nèi)容通過引用并入本文的、提交于2010年12月16日的美國臨時專利申請第61/423,813號(代理人案號40556-718.101，之前為028638-001600US)的非臨時性申請，并要求其權(quán)益。

發(fā)明背景

在各種外科手術(shù)操作中，通常通過使用頭燈和外科手術(shù)顯微鏡來實現(xiàn)外科手術(shù)視野的照明。存在這樣的場景：在其中這些照明源提供的光照質(zhì)量很差或者定向性很差。作為示例，在從腰椎入路進(jìn)行的脊柱外科手術(shù)期間，可通過在患者的體中線的一側(cè)上成角度的切口來實現(xiàn)對期望的目標(biāo)解剖區(qū)的接近。從手術(shù)顯微鏡發(fā)出的光是靜態(tài)的，并且相對于外科手術(shù)進(jìn)入角度的定向性可能很差。相反地，來自頭燈的光可隨著醫(yī)師傾斜或者移動他的頭部以重新定向輸出光束而得到調(diào)節(jié)，但仍然可能被諸如棘突或者組織和肌肉層之類各種解剖結(jié)構(gòu)所阻擋。隨著醫(yī)師手術(shù)過程各階段的進(jìn)展，需要在從皮膚水平切口起的各種深度上可以看清楚手術(shù)解剖，來自任一源的光照可能會不夠充足。

在諸如脊柱外科手術(shù)之類的外科手術(shù)操作中經(jīng)常使用諸如吸引裝置等手持式器械。這些裝置通常連接到手術(shù)室中的標(biāo)準(zhǔn)吸引源，從而使醫(yī)師能夠動態(tài)且高效地清除血液、碎骨或者先前澆灌到外科手術(shù)部位中的流體。這些吸引裝置有時還用于在操作期間提供脂肪、肌肉或其他結(jié)構(gòu)的低力道牽引。外科醫(yī)師從吸引裝置的近端把持吸引裝置，在外科手術(shù)操作期間操縱吸引裝置的遠(yuǎn)端部分，以便在期望的位置提供吸引。手持式吸引裝置以適合于各種外科手術(shù)應(yīng)用的多種遠(yuǎn)端端頭配置(Frazier、Poole、Fukijima等)而廣泛可用。

已使用纖維光纜來構(gòu)建常規(guī)吸引裝置，該纖維光纜被包裹在金屬管中并且連接至金屬吸引裝置以便提供一定水平的照明。這些裝置面臨著多種挑戰(zhàn)。對高強(qiáng)度光的光纖間耦合的低效率在界面處引起光損耗，而這會產(chǎn)生熱量。損耗是由光纖之間的非透射區(qū)和界面處的菲涅爾反射(Fresnel reflection)所造成的。光纖之間的空間區(qū)經(jīng)常是光損耗和熱量的主要原因。界面處的多余熱量可對組織造成熱損傷，并且還是手術(shù)室中的火災(zāi)隱患。一些制造商建議限制可透射到手術(shù)裝置和界面的光量，從而減少固有傳熱。

因此仍然需要改進(jìn)的照明吸引設(shè)備。本文公開的實施方式將克服以上所述的至少一些挑戰(zhàn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明總體上涉及外科手術(shù)照明領(lǐng)域，更具體地涉及具有集成外科手術(shù)工具的照明系統(tǒng)。

以下所描述的裝置在外科手術(shù)吸引裝置中提供了改善的照明。以下所描述的照明吸引裝置包括金屬吸引管，該金屬吸引管具有由中央部分相連的近端和遠(yuǎn)端。吸引管的近端裝設(shè)有用于連接到真空源的配件。吸引管具有內(nèi)表面和外表面，以及具有近端和遠(yuǎn)端的照明波導(dǎo)，在吸引管的中段的外表面上存在具有可介于1.29與1.67之間的折射率的光學(xué)包覆層。照明波導(dǎo)形成在吸引管的中央部分上的光學(xué)包覆層周圍，并且用于圍繞吸引管將光從照明波導(dǎo)的近端傳導(dǎo)至遠(yuǎn)端。照明波導(dǎo)可具有介于1.46與1.7之間的折射率，并且可具有介于0.33與0.70之間的數(shù)值孔徑。照明輸入形成到照明波導(dǎo)的近端之中，用于將光從源傳導(dǎo)至照明波導(dǎo)。

照明吸引設(shè)備包括吸引功能和照明功能，它們集成在適合于滿足醫(yī)師的人體工程學(xué)需要的手持式裝置之中。在外科手術(shù)操作中已經(jīng)普遍使用的手持式可重新定位的吸引功能由照明波導(dǎo)所圍繞，這使得醫(yī)師能夠向皮膚之下的期望解剖區(qū)域直接施加光照而無需考慮切口角度、深度和周圍的解剖障礙物。照明波導(dǎo)是固體結(jié)構(gòu)，其被設(shè)計用于特定地對來自高強(qiáng)度光源的光進(jìn)行引導(dǎo)，并且使用諸如環(huán)烯烴聚合物或共聚物之類具有特定折射率的光學(xué)級聚合物或者任何其他合適的丙烯酸聚合物或塑料的注塑成型來制成。此外，照明波導(dǎo)可以被工程設(shè)計成通過使用與芯部材料的折射率正確協(xié)調(diào)以保持全內(nèi)反射(TIR)的較低折射率的第二材料覆蓋或包圍照明波導(dǎo)而將光從其遠(yuǎn)端輸出高效透射。這種固態(tài)的結(jié)構(gòu)引導(dǎo)照明波導(dǎo)經(jīng)由與諸如由Luxtec、BFW及其他企業(yè)供應(yīng)的300W氙源之類的高強(qiáng)度光源相連的纖維光纜而得到驅(qū)動。

照明吸引設(shè)備還可在吸引管腔的近端上包括一個或多個倒鉤、隆起或者其他突出物，從而支持與標(biāo)準(zhǔn)PVC外科手術(shù)導(dǎo)管或其他合適的真空管道的連接。

吸引照明使用總體上為固體的波導(dǎo)而非光纖，這消除了因光纖之間的非透射空間而造成的損耗，并且減少了僅與菲涅爾反射相關(guān)聯(lián)的損耗。與光纖/光纖接點(diǎn)相關(guān)的損耗明顯減少，允許在界面不顯著產(chǎn)熱或者無需在界面處放置散熱器件或機(jī)構(gòu)的情況下對波導(dǎo)的高強(qiáng)度光透射。通過光纖到波導(dǎo)連接，可使用諸如ACMI之類標(biāo)準(zhǔn)連接器，在不做出設(shè)計更改的情況下，以低于對身體組織有害的溫度的穩(wěn)態(tài)溫度，透射來自標(biāo)準(zhǔn)300W光源的光。

照明波導(dǎo)(這里亦稱光波導(dǎo))中全內(nèi)反射和光混合的使用支持了對輸出光分布的控制并且支持了定制的照明分布。以最小的增加成本，可對照明波導(dǎo)的任何合適的表面應(yīng)用諸如刻面、透鏡和/或透鏡陣列等微結(jié)構(gòu)，并且可通過注塑成型結(jié)構(gòu)及其他合適的結(jié)構(gòu)沿著裝置的壁遞增地對光進(jìn)行汲取。對順序汲取表面的使用、裝置的數(shù)值孔徑作為位置的函數(shù)的改變、在存在或不存在數(shù)值孔徑的變化的情況下對微觀結(jié)構(gòu)或宏觀結(jié)構(gòu)的汲取結(jié)構(gòu)的使用、選擇性包覆層、選擇性反射涂層等，全都可用來塑造波導(dǎo)的輸出分布，以便滿足使用者針對特定外科手術(shù)吸引照明應(yīng)用所要求的設(shè)計規(guī)范或者光照規(guī)范。

裝置旨在是一次性的，由低成本材料制成，以便通過使用諸如高容量注塑成型、包覆成型以及金屬與聚合物擠出之類的工藝來促進(jìn)生產(chǎn)效率的提高。裝置裝配被工程設(shè)計成使得人工成本最小。低成本、高性能的組合裝置提供了對現(xiàn)有分開的照明裝置及吸引裝置的有吸引力的替代，同時最小化了對于使用者的增量成本。

照明吸引設(shè)備包括手持式外科手術(shù)裝置，其將高性能照明波導(dǎo)與吸引相結(jié)合。該裝置在包括開放式和微創(chuàng)整形術(shù)在內(nèi)的各種外科手術(shù)操作中將會是有用的。照明波導(dǎo)還可與諸如外科手術(shù)鉆頭和探頭等其他外科手術(shù)裝置相結(jié)合。照明波導(dǎo)可由光纖尾線、折射率匹配液和/或吸引管腔制成。

當(dāng)遠(yuǎn)端吸引端頭與組織和/或流體表面活動接觸時，必須由照明波導(dǎo)對外科手術(shù)吸引視野進(jìn)行照明。為了實現(xiàn)這樣的效果，來自照明波導(dǎo)的輸出光必須從波導(dǎo)上靠近裝置遠(yuǎn)端吸引端頭的點(diǎn)發(fā)出。其中，設(shè)計配置要求光在靠近外科手術(shù)工具遠(yuǎn)端端頭之處從波導(dǎo)中射出，可配置波導(dǎo)形狀來控制該波導(dǎo)的數(shù)值孔徑，從而控制射出光的發(fā)散角。類似地，在波導(dǎo)的遠(yuǎn)端中或其附近可形成一個或多個諸如任何適當(dāng)大小的透鏡等折射元件，以控制從該波導(dǎo)發(fā)射的光。在外科手術(shù)中，當(dāng)使用從靠近裝置遠(yuǎn)端的點(diǎn)發(fā)出輸出光的吸引照明裝置時，外科醫(yī)師可能由于來自遠(yuǎn)端端頭的眩光而遇到困難。

在替代配置中，可將吸引管的遠(yuǎn)端端頭配置成對光進(jìn)行透射或反射，以便使外科醫(yī)師看到被照明的吸引的遠(yuǎn)端端頭，從而使他/她可將吸引裝置的遠(yuǎn)端端頭局限于他們的周邊視覺中而無需直接觀看或者關(guān)注于裝置的端頭。將波導(dǎo)的薄層延伸到端頭可提供該效果。實現(xiàn)這種效果的策略包括但不限于：(a)延伸到端頭的具有或不具有表面汲取特征的波導(dǎo)，用以導(dǎo)致光從端頭反射回來或者從端頭散射，(b)使用具有高散射系數(shù)的光學(xué)透射材料的薄層來導(dǎo)致吸引裝置發(fā)出輝光，(c)應(yīng)用于中央吸引裝置的外部的反射表面，(d)應(yīng)用在表面上具有缺陷的反射表面以便將光從外表面反射或散射，(e)使用施加到內(nèi)吸引管壁的包覆材料對輸出光的一部分加以透射或散射，對包覆層的輸入為包覆層中的缺陷或者自然發(fā)生的泄漏，(f)端頭上的熒光涂層，(g)磷光涂層，(h)在裝置的端頭處或者沿其使用嵌入式反射器或者梯度反射器?；蛘?，可將遠(yuǎn)端端頭幾何形狀形成為有意地對光進(jìn)行散射(直角邊緣等)。

可使用任何適當(dāng)?shù)募夹g(shù)，諸如微光學(xué)結(jié)構(gòu)、薄膜涂層或其他涂層，使光波導(dǎo)套管或者適配器或連接器的一個或多個表面偏振。在外科手術(shù)環(huán)境中使用偏振光可提供出色的照明，并且與諸如相機(jī)或外科醫(yī)生眼鏡之類的觀察裝置上的互補(bǔ)偏振涂層的使用相結(jié)合可減少反射的眩光，從而提供更少的視覺失真和對外科手術(shù)部位的更準(zhǔn)確的顯色。光波導(dǎo)的一個或多個表面還可包括濾光元件，用于發(fā)射可對特定組織的可視化作出增強(qiáng)的一個或多個頻率的光。

在本發(fā)明的第一方面中，照明吸引裝置包括吸引管，該吸引管具有近端、遠(yuǎn)端以及它們之間的中央部分。所述近端可流體連接至真空源，并且所述吸引管還包括內(nèi)表面和外表面。光學(xué)包覆內(nèi)層周緣地裝設(shè)在該吸引管的中央部分的外表面周圍，并且該裝置還包括非光纖光波導(dǎo)。該光波導(dǎo)具有近端、遠(yuǎn)端以及它們之間的中央部分。光通過全內(nèi)反射而透射穿過波導(dǎo)，并且光從該光波導(dǎo)的遠(yuǎn)端射出以照明外科手術(shù)視野。貼靠吸引管裝設(shè)該光波導(dǎo)，并在其間裝設(shè)光學(xué)包覆內(nèi)層。該裝置還具有光學(xué)包覆外層，其周緣地裝設(shè)在所述吸引管和所述光波導(dǎo)周圍。

吸引管可包括具有圓柱形橫截面的管。該吸引管的遠(yuǎn)端可裝設(shè)于較光波導(dǎo)遠(yuǎn)端更遠(yuǎn)之處。該裝置還可包括裝設(shè)在吸引管近端附近的吸引控制機(jī)構(gòu)。該吸引控制機(jī)構(gòu)可適于控制由吸引管提供的吸引強(qiáng)度。該吸引管還可導(dǎo)電并且可充當(dāng)傳導(dǎo)電信號的電極。吸引管的遠(yuǎn)端部分可保持無包覆。吸引管的一部分可保持不受光波導(dǎo)阻擋。

光學(xué)包覆內(nèi)層可具有介于1與1.42之間的折射率。光學(xué)包覆內(nèi)層可形成橫截面基本上為圓形的管。光學(xué)包覆內(nèi)層可與吸引管同心。

光波導(dǎo)可具有介于1.46與1.70之間的折射率。光波導(dǎo)可具有介于0.33與0.7之間的數(shù)值孔徑。光波導(dǎo)的遠(yuǎn)端可包括整體形成于其遠(yuǎn)端中的透鏡陣列?？梢圆贾迷撏哥R陣列使得至少第一透鏡與第二透鏡重疊，并使得從第一透鏡發(fā)射的光點(diǎn)與從第二透鏡發(fā)射的光點(diǎn)重疊。光波導(dǎo)的遠(yuǎn)端可包括用于從其汲取光的多個微結(jié)構(gòu)，并且所述微結(jié)構(gòu)可適于對汲取的光加以導(dǎo)引以形成預(yù)選的照明圖案。光波導(dǎo)可在波導(dǎo)遠(yuǎn)端附近包括一個或多個光汲取結(jié)構(gòu)，并且所述光汲取結(jié)構(gòu)可裝設(shè)在該光波導(dǎo)的外表面上。所述光汲取結(jié)構(gòu)可適于從光波導(dǎo)汲取光，并且它們可適于側(cè)向地和遠(yuǎn)端地導(dǎo)引汲取的光遠(yuǎn)離光波導(dǎo)以形成預(yù)選的照明圖案。

光波導(dǎo)可具有內(nèi)彎曲表面和外彎曲表面，并且該內(nèi)彎曲表面可具有與外彎曲表面不同的曲率半徑。在吸引管與光波導(dǎo)之間可保持空氣間隙。在吸引管上或光波導(dǎo)上可裝設(shè)托腳以防止吸引管與光波導(dǎo)接合。這有助于保持吸引管與光波導(dǎo)之間的空氣間隙。光波導(dǎo)可包括偏振元件來對從光波導(dǎo)遠(yuǎn)端射出的光進(jìn)行偏振。光波導(dǎo)的遠(yuǎn)端可以不是平坦的。類似地，光波導(dǎo)還可具有濾光器元件來對光進(jìn)行過濾從而將一個或多個波長的光遞送至照明區(qū)域。

光學(xué)包覆外層可具有介于1.29與1.67之間的折射率。光學(xué)包覆外層可形成與吸引管不同心的管。光學(xué)包覆外層的一部分可直接接觸光學(xué)包覆內(nèi)層的一部分。

該裝置還可包括導(dǎo)光管道，該導(dǎo)光管道與光波導(dǎo)的近端整體形成為單一部件，并且該導(dǎo)光管道可適于將光從光源引入光波導(dǎo)之中。該導(dǎo)光管道可包括兩個導(dǎo)光管道，它們各自具有基本上為矩形的橫截面。這兩個導(dǎo)光管道可與光波導(dǎo)的近端整體形成為單一部件。光波導(dǎo)可以與吸引管可滑動地耦合。因此，光波導(dǎo)相對于吸引管的近端移動增大從光波導(dǎo)遠(yuǎn)端射出的光點(diǎn)大小。另外，光波導(dǎo)相對于吸引管的遠(yuǎn)端移動縮小從光波導(dǎo)遠(yuǎn)端射出的光點(diǎn)大小。該裝置還可包括耦合至光波導(dǎo)近端和吸引管近端的手柄。在波導(dǎo)與手柄的內(nèi)表面之間可安設(shè)空氣間隙。在手柄的內(nèi)表面或光波導(dǎo)的外表面上可裝設(shè)托腳以防止手柄與光波導(dǎo)接合，從而幫助保持它們之間的空氣間隙。

在本發(fā)明的另一方面中，照明患者外科手術(shù)視野內(nèi)組織的方法包括提供照明吸引設(shè)備，其具有吸引管和非光纖光波導(dǎo)，該光波導(dǎo)通過全內(nèi)反射而讓光透射穿過其中。吸引管與光波導(dǎo)耦合在一起形成單一手持式器械。該方法還包括在外科手術(shù)視野中定位照明吸引設(shè)備的遠(yuǎn)端，以及通過從光波導(dǎo)汲取光來照明外科手術(shù)視野。裝設(shè)在光波導(dǎo)的遠(yuǎn)端或外表面上的光汲取特征用于汲取光，并且還用于導(dǎo)引汲取的光以在外科手術(shù)視野內(nèi)形成預(yù)選的照明圖案。在對外科手術(shù)視野進(jìn)行照明的同時，可利用吸引管從該外科手術(shù)視野中吸取流體或碎片。

照明吸引設(shè)備可包括光學(xué)包覆內(nèi)層，其裝設(shè)在吸引管周圍。光學(xué)包覆內(nèi)層可裝設(shè)在吸引管與光波導(dǎo)之間。在吸引管和光波導(dǎo)二者周圍可裝設(shè)光學(xué)包覆外層。

照明吸引設(shè)備的遠(yuǎn)端可定位成與組織相接合，同時光波導(dǎo)的遠(yuǎn)端不與組織接合。光波導(dǎo)的遠(yuǎn)端可包括整體地形成于其中的透鏡陣列。對外科手術(shù)視野的照明可包括從該陣列的每個透鏡投射出光點(diǎn)，使得至少第一光點(diǎn)與第二光點(diǎn)在外科手術(shù)視野中重疊。對外科手術(shù)視野的照明還可包括用一個或多個光汲取結(jié)構(gòu)從光波導(dǎo)汲取光。可側(cè)向地和遠(yuǎn)側(cè)地導(dǎo)引汲取的光遠(yuǎn)離光波導(dǎo)。對外科手術(shù)視野的照明可包括以偏振光對外科手術(shù)視野進(jìn)行照明。對外科手術(shù)視野的照明可包括過濾由波導(dǎo)遞送的光以便將一個或多個波長的光遞送至外科手術(shù)視野。

該方法還可包括使用吸引控制機(jī)構(gòu)來控制由吸引管提供的吸引強(qiáng)度。該方法還可包括使用通過吸引管遞送的電流來刺激組織。光波導(dǎo)可以相對于吸引管可滑動地定位，從而允許增大或減小汲取的光在組織上的光點(diǎn)大小。

在本發(fā)明的又一方面中，制造照明吸引設(shè)備的方法包括提供吸引管，該吸引管具有近端、遠(yuǎn)端、裝設(shè)于它們之間的中段以及內(nèi)表面和外表面；以及提供非光纖光波導(dǎo)，該光波導(dǎo)具有近端、遠(yuǎn)端以及外表面。光波導(dǎo)通過全內(nèi)反射讓光透射穿過其中。在吸引管中段的外表面上安裝光學(xué)包覆內(nèi)層，并且光波導(dǎo)與吸引管相耦合，并于其間裝設(shè)光學(xué)包覆內(nèi)層。在吸引管的外表面上和光波導(dǎo)的外表面上安裝光學(xué)包覆外層。

吸引管可包括具有圓形橫截面的管。光波導(dǎo)可具有第一曲面和第二曲面，其中該第一曲面具有第一曲率半徑而該第二曲面具有第二曲率半徑。第一曲率半徑可不同于第二曲率半徑。安裝內(nèi)層可包括將該內(nèi)層熱收縮至吸引管上。光波導(dǎo)與吸引管的耦合可包括在沿光波導(dǎo)裝設(shè)的細(xì)長的敞開或閉合通道中裝設(shè)吸引管。安裝外層可包括將外層熱收縮至吸引管和光波導(dǎo)上。

本發(fā)明的這些方面和優(yōu)勢以及其他方面和優(yōu)勢將在以下描述和附圖中顯現(xiàn)。

援引并入

本說明書中提及的所有出版物、專利以及專利申請均通過引用并入本文，其程度猶如特別地和單獨(dú)地指明每個單獨(dú)的出版物、專利或?qū)＠暾埻ㄟ^引用而并入。

附圖說明

本發(fā)明的新穎特征在隨附權(quán)利要求中具體闡明。通過參考對在其中利用到本發(fā)明原理的示例說明性實施方式加以闡述的以下詳細(xì)描述和附圖，將會獲得對本發(fā)明特征和優(yōu)勢的更好的理解。在附圖中：

圖1是照明吸引設(shè)備的透視圖。

圖1A是沿A-A截取的圖1的照明吸引設(shè)備的截面圖。

圖1B圖示了具有電極的照明吸引設(shè)備的示例性實施方式。

圖2是圖1的照明吸引設(shè)備的遠(yuǎn)端的特寫透視圖。

圖2A是來自圖2的透鏡陣列中的單個透鏡的特寫圖。

圖3是具有手柄的照明吸引設(shè)備的透視圖。

圖4是沿B-B截取的圖3的照明吸引設(shè)備的遠(yuǎn)端的截面圖。

圖4A圖示了從照明吸引設(shè)備的側(cè)表面進(jìn)行光汲取的示例性實施方式。

圖5是根據(jù)本公開的照明管道輸入的截面圖。

圖6是備選照明管道的側(cè)視圖。

圖6A、圖6B和圖6C是圖6的備選照明管道的多個截面圖。

圖6D是圖6的備選照明管道的進(jìn)入端口的透視圖。

圖7是備選照明管道的照明輸入的透視圖。

圖8是另一備選照明管道的照明輸入的透視圖。

圖9是具有手柄的照明吸引設(shè)備的透視圖。

圖10是沿C-C截取的圖8的照明吸引設(shè)備的截面圖。

圖11是沿D-D截取的圖10的照明吸引設(shè)備的手柄的截面圖。

圖12是備選照明吸引設(shè)備的透視圖。

圖13是另一備選照明吸引設(shè)備的透視圖。

圖14是照明吸引設(shè)備的另一示例性實施方式。

圖14A-圖14B圖示了波導(dǎo)的示例性幾何形狀。

圖15A-圖15C圖示了具有可調(diào)節(jié)式照明波導(dǎo)的照明吸引設(shè)備的示例性實施方式。

圖16圖示了照明波導(dǎo)設(shè)備的示例性截面。

圖17圖示了照明波導(dǎo)設(shè)備的另一截面。

本發(fā)明提供了包括但不限于以下實施方案：

1.一種照明吸引裝置，所述裝置包括：

吸引管，其具有近端、遠(yuǎn)端以及位于它們之間的中央部分，所述近端可流體連接至真空源，其中該吸引管還包括內(nèi)表面與外表面；

光學(xué)包覆內(nèi)層，其周緣地裝設(shè)在所述吸引管的所述中央部分的外表面周圍；

非光纖光波導(dǎo)，其具有近端、遠(yuǎn)端以及位于它們之間的中央部分，其中光通過全內(nèi)反射而透射穿過所述波導(dǎo)，并且光從所述遠(yuǎn)端射出以照明外科手術(shù)視野，并且

其中所述光波導(dǎo)貼靠所述吸引管裝設(shè)，在它們之間裝設(shè)所述光學(xué)包覆內(nèi)層，以及

光學(xué)包覆外層，其周緣地裝設(shè)在所述吸引管和所述光波導(dǎo)周圍。

2.如實施方案1所述的裝置，其中所述吸引管包括具有圓柱形橫截面的管。

3.如實施方案1所述的裝置，其中所述吸引管的遠(yuǎn)端裝設(shè)得比所述光波導(dǎo)的遠(yuǎn)端更遠(yuǎn)。

4.如實施方案1所述的裝置，還包括裝設(shè)于所述吸引管的近端附近的吸引控制機(jī)構(gòu)，該吸引控制機(jī)構(gòu)適于控制由所述吸引管提供的吸引強(qiáng)度。

5.如實施方案1所述的裝置，其中所述吸引管可導(dǎo)電并充當(dāng)傳導(dǎo)電信號的電極。

6.如實施方案1所述的裝置，其中所述吸引管的遠(yuǎn)端部分保持無包覆層。

7.如實施方案1所述的裝置，其中所述吸引管的一部分保持不受所述光波導(dǎo)阻擋。

8.如實施方案1所述的裝置，其中所述光學(xué)包覆內(nèi)層具有介于1與1.42之間的折射率。

9.如實施方案1所述的裝置，其中所述光學(xué)包覆內(nèi)層形成具有基本上為圓形的橫截面的管，所述光學(xué)包覆內(nèi)層與所述吸引管同心。

10.如實施方案1所述的裝置，其中所述光波導(dǎo)具有介于1.46與1.70之間的折射率。

11.如實施方案10所述的裝置，其中所述光波導(dǎo)具有介于0.33與0.7之間的數(shù)值孔徑。

12.如實施方案1所述的裝置，其中所述光波導(dǎo)的遠(yuǎn)端包括整體形成于其遠(yuǎn)端之中的透鏡陣列。

13.如實施方案12所述的裝置，其中所述透鏡陣列布置成使得至少第一透鏡與第二透鏡重疊，并且其中從所述第一透鏡射出的光點(diǎn)與從所述第二透鏡射出的光點(diǎn)重疊。

14.如實施方案1所述的裝置，其中所述光波導(dǎo)的遠(yuǎn)端包括多個微結(jié)構(gòu)，所述微結(jié)構(gòu)用于從所述遠(yuǎn)端汲取光并且適于導(dǎo)引汲取的光以形成預(yù)選的照明圖案。

15.如實施方案1所述的裝置，其中所述光波導(dǎo)包括靠近遠(yuǎn)端并裝設(shè)在所述光波導(dǎo)的外表面上的一個或多個光汲取結(jié)構(gòu)，所述光汲取結(jié)構(gòu)適于從所述光波導(dǎo)汲取光，并且適于側(cè)向地和遠(yuǎn)側(cè)地導(dǎo)引汲取的光遠(yuǎn)離所述光波導(dǎo)以形成預(yù)選的照明圖案。

16.如實施方案1所述的裝置，其中所述光波導(dǎo)具有內(nèi)彎曲表面和外彎曲表面，并且其中所述內(nèi)彎曲表面具有與所述外彎曲表面的曲率半徑不同的曲率半徑。

17.如實施方案1所述的裝置，其中在所述吸引管與所述光波導(dǎo)之間保持空氣間隙。

18.如實施方案17所述的裝置，其中在所述吸引管上或所述光波導(dǎo)上裝設(shè)托腳以防止所述吸引管與所述光波導(dǎo)的接合，從而幫助保持它們之間的所述空氣間隙。

19.如實施方案1所述的裝置，其中所述光波導(dǎo)包括偏振元件，該偏振元件用于偏振從所述光波導(dǎo)的遠(yuǎn)端射出的光。

20.如實施方案1所述的裝置，其中所述光波導(dǎo)包括濾光器元件，該濾光器元件用于向所述外科手術(shù)視野遞送一個或多個波長的光。

21.如實施方案1所述的裝置，其中所述光波導(dǎo)的遠(yuǎn)端不平坦。

22.如實施方案1所述的裝置，其中所述光學(xué)包覆外層具有介于1.29與1.67之間的折射率。

23.如實施方案1所述的裝置，其中所述光學(xué)包覆外層形成不與所述吸引管同心的管。

24.如實施方案1所述的裝置，其中所述光學(xué)包覆外層的一部分直接接觸所述光學(xué)包覆內(nèi)層的一部分。

25.如實施方案1所述的裝置，還包括導(dǎo)光管道，該導(dǎo)光管道與所述光波導(dǎo)的近端整體形成為單一部件，所述導(dǎo)光管道適于將光從光源引入所述光波導(dǎo)中。

26.如實施方案25所述的裝置，其中所述導(dǎo)光管道包括各自具有基本上為矩形的橫截面的兩個導(dǎo)光管道，所述兩個導(dǎo)光管道與所述光波導(dǎo)的近端整體形成為單一部件。

27.如實施方案1所述的裝置，其中所述光波導(dǎo)與所述吸引管可滑動地耦合，并且其中所述光波導(dǎo)相對于所述吸引管的近端移動增大從所述光波導(dǎo)的遠(yuǎn)端射出的光的光點(diǎn)大小，并且其中所述光波導(dǎo)相對于所述吸引管的遠(yuǎn)端移動減小從所述光波導(dǎo)的遠(yuǎn)端射出的光的光點(diǎn)大小。

28.如實施方案1所述的裝置，還包括手柄，該手柄耦合至所述光波導(dǎo)的近端和所述吸引管的近端，其中在所述波導(dǎo)與所述手柄的內(nèi)表面之間安置空氣間隙。

29.如實施方案28所述的裝置，其中在所述手柄的內(nèi)表面上或所述光波導(dǎo)的外表面上裝設(shè)托腳以防止所述手柄與所述光波導(dǎo)的接合，從而幫助保持它們之間的所述空氣間隙。

30.一種照明患者外科手術(shù)視野內(nèi)組織的方法，所述方法包括：

提供照明吸引設(shè)備，該照明吸引設(shè)備具有吸引管和非光纖光波導(dǎo)，所述光波導(dǎo)通過全內(nèi)反射而讓光從其中透射穿過，其中所述吸引管與所述光波導(dǎo)耦合在一起以形成單一手持式器械；

在所述外科手術(shù)視野內(nèi)定位所述照明吸引設(shè)備的遠(yuǎn)端；

通過利用裝設(shè)在所述光波導(dǎo)的遠(yuǎn)端或外表面上的光汲取特征從所述光波導(dǎo)汲取光來照明所述外科手術(shù)視野，汲取的光還由所述汲取特征導(dǎo)引以在所述外科手術(shù)視野中形成預(yù)選的照明圖案；以及

在照明所述外科手術(shù)視野的同時，利用所述吸引管從所述外科手術(shù)視野吸取流體或其它碎片。

31.如實施方案30所述的方法，其中所述照明吸引設(shè)備包括裝設(shè)在所述吸引管周圍的光學(xué)包覆內(nèi)層，所述光學(xué)包覆內(nèi)層裝設(shè)于所述吸引管與所述光波導(dǎo)之間。

32.如實施方案31所述的方法，還包括光學(xué)包覆外層，所述光學(xué)包覆外層裝設(shè)在所述吸引管與所述光波導(dǎo)二者周圍。

33.如實施方案30所述的方法，其中定位所述照明吸引設(shè)備的遠(yuǎn)端使其與組織接合，同時所述光波導(dǎo)的遠(yuǎn)端不接合組織。

34.如實施方案30所述的方法，其中所述光波導(dǎo)的遠(yuǎn)端包括整體形成于其中的透鏡陣列，并且對所述外科手術(shù)視野的照明包括從該陣列的每個透鏡投射光點(diǎn)，并且其中在所述外科手術(shù)視野內(nèi)至少第一光點(diǎn)與第二光點(diǎn)重疊。

35.如實施方案30所述的方法，其中對所述外科手術(shù)視野的照明包括利用一個或多個光汲取特征從所述光波導(dǎo)汲取光，其中側(cè)向地和遠(yuǎn)側(cè)地導(dǎo)引汲取的光遠(yuǎn)離所述光波導(dǎo)。

36.如實施方案30所述的方法，其中對所述外科手術(shù)視野的照明包括以偏振光照明所述外科手術(shù)視野。

37.如實施方案30所述的方法，還包括利用吸引控制機(jī)構(gòu)來控制由所述吸引管提供的吸引強(qiáng)度。

38.如實施方案30所述的方法，還包括利用由所述吸引管遞送的電流來刺激組織。

39.如實施方案30所述的方法，還包括相對于所述吸引管可滑動地定位所述光波導(dǎo)，從而增大或減小汲取的光在組織上的光點(diǎn)大小。

40.一種制造照明吸引設(shè)備的方法，所述方法包括：

提供吸引管，其具有近端、遠(yuǎn)端、裝設(shè)于它們之間的中段、內(nèi)表面和外表面；

提供非光纖光波導(dǎo)，其具有近端、遠(yuǎn)端以及外表面，其中所述光波導(dǎo)通過全內(nèi)反射而讓光透射穿過其中；

在所述吸引管的所述中段的外表面之上安裝光學(xué)包覆內(nèi)層；

將所述光波導(dǎo)與所述吸引管相耦合，其中在它們之間裝設(shè)所述光學(xué)包覆內(nèi)層；以及

在所述吸引管的外表面之上和所述光波導(dǎo)的外表面之上安裝光學(xué)包覆外層。

41.如實施方案40所述的方法，其中所述吸引管包括具有圓形橫截面的管。

42.如實施方案40所述的方法，其中所述光波導(dǎo)具有第一曲面和第二曲面，所述第一曲面具有第一曲率半徑而所述第二曲面具有第二曲率半徑，其中所述第一曲率半徑不同于所述第二曲率半徑。

43.如實施方案40所述的方法，其中所述內(nèi)層的安裝包括將所述內(nèi)層熱收縮至所述吸引管上。

44.如實施方案40所述的方法，其中所述光波導(dǎo)包括沿著其裝設(shè)的開放式通道，并且所述光波導(dǎo)與所述吸引管的耦合包括將所述吸引管裝設(shè)在所述通道中。

45.如實施方案40所述的方法，其中所述外層的安裝包括將所述外層熱收縮至所述吸引管和所述光波導(dǎo)上。參考圖1、圖1A、圖2和圖2A，照明吸引設(shè)備10包括吸引管12，該吸引管由諸如鋁、不銹鋼或任何適當(dāng)?shù)谋┧峋酆衔锘蚱渌酆衔镏惖娜魏芜m當(dāng)?shù)牟牧现瞥伞Ｎ?2封閉吸引管腔12L。照明波導(dǎo)14緊固在吸引管12的中央部分12A上的包覆層15之上，輸入或近端部分12P和遠(yuǎn)端部分12D保持暴露。照明波導(dǎo)14可具有配置成諸如平坦側(cè)面14S或側(cè)面14T的一個或多個側(cè)面、表面或其他部分，以便隨著光11L從照明器輸入端14P行進(jìn)穿過輸出端14D上的光輸出面或遠(yuǎn)端面14F射出而對光混合進(jìn)行優(yōu)化。

具體實施方式

參考圖1、圖1A、圖2和圖2A，照明吸引設(shè)備10包括吸引管12，該吸引管由諸如鋁、不銹鋼或任何適當(dāng)?shù)谋┧峋酆衔锘蚱渌酆衔镏惖娜魏芜m當(dāng)?shù)牟牧现瞥伞Ｎ?2封閉吸引管腔12L。照明波導(dǎo)14緊固在吸引管12的中央部分12A上的包覆層15之上，輸入或近端部分12P和遠(yuǎn)端部分12D保持暴露。照明波導(dǎo)14可具有配置成諸如平坦側(cè)面14S或側(cè)面14T的一個或多個側(cè)面、表面或其他部分，以便隨著光11L從照明器輸入端14P行進(jìn)穿過輸出端14D上的光輸出面或遠(yuǎn)端面14F射出而對光混合進(jìn)行優(yōu)化。

照明波導(dǎo)14由諸如環(huán)烯烴聚合物之類高效透光的光學(xué)級工程熱塑性塑料制成。還可以使用任何其他合適的材料，諸如環(huán)烯烴共聚物、聚碳酸酯、丙烯酸聚合物和/或TPC。波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的角度和彎曲被工程設(shè)計成使得光經(jīng)由全內(nèi)反射(TIR)透射穿過波導(dǎo)。側(cè)壁和其他特征具有角度和平坦區(qū)域，從而使得光得到混合并且在其到達(dá)波導(dǎo)的遠(yuǎn)端14D并以選定的均勻度射出之前不被允許逃逸。通過TIR反射的光是以高效率(接近于100％的效率)被反射的。吸引管12引入了與照明波導(dǎo)14的彎曲界面，該界面改變反射角度并產(chǎn)生不期望的光散射。因此，無涂層或未經(jīng)處理的吸引管將會在每次反射時導(dǎo)致光的一小部分損失在吸收和/或散射中，從而最終造成低劣的光透射效率。為了保持整個波導(dǎo)的TIR，在吸引管與波導(dǎo)之間放置具有特定折射率的包覆材料15。TIR還可能潛在地被與照明波導(dǎo)14的外部暴露表面14X相接觸的、來自外科手術(shù)部位的血液或異物所中斷。還可將具有特定折射率的外部包覆層15X附接至波導(dǎo)的外側(cè)。波導(dǎo)材料可完全包圍吸引管12以便提供不被來自金屬或可延展性塑料吸引管的陰影所遮擋的、來自遠(yuǎn)端14D的照明圖案，或者可不無安全包圍吸引管12。選擇波導(dǎo)和TIR保持材料以提供優(yōu)化的光出射角、全光輸出以及適合于正確地可視化外科手術(shù)部位的照明?？梢蕴幚砦?2(例如，在鋁的情況中被陽極化處理)，以便減少因與來自照明器的光輸出的相互作用而造成的眩光或反射。

圖1B圖示了具有電極的照明吸引設(shè)備10a的備選實施方式。在吸引管12的遠(yuǎn)端部分上可裝設(shè)一個或多個電極13e，并且/或者可在波導(dǎo)14的遠(yuǎn)端部分上裝設(shè)一個或多個電極15e。電極允許使用照明吸引設(shè)備作為用于刺激諸如神經(jīng)等各種組織或用于燒灼組織的探針。導(dǎo)線或其他導(dǎo)體可將電極耦合至照明吸引設(shè)備10a的近端，而照明吸引設(shè)備10a可繼而與提供由電極13e或15e遞送的電流的能量源相耦合?？蓪㈦姌O附接至吸引管的外表面，或者可移除外包覆層15的一部分以允許暴露金屬吸引管并將其用作電極。因此，吸引管本身可作為導(dǎo)體和電極來使用。類似地，可將電極附接至波導(dǎo)的外表面，或者可移除包覆層15X的一部分以允許暴露波導(dǎo)的幾個部分并在其可導(dǎo)電的情況下將其作為電極使用，或者可將電極耦合至波導(dǎo)。照明吸引設(shè)備可繼而以單極模式或雙極模式操作。

在備選配置中，波導(dǎo)14的遠(yuǎn)端面14F可包括任何適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚?，以控制如何使?1L形成照明圖案19。在遠(yuǎn)端面14F上可形成一個或多個透鏡，或者透鏡陣列，諸如透鏡陣列24。適合的光學(xué)特征，諸如透鏡陣列24，可包括相同、相似或不同形狀和大小的透鏡來產(chǎn)生一個或多個期望的照明圖案?？墒褂猛哥R形狀與半徑的組合來優(yōu)化波導(dǎo)遠(yuǎn)端面或輸出面上的透鏡布置。透鏡陣列可包括處于遠(yuǎn)端面14F的任何部分上的透鏡。遠(yuǎn)端面14F總體上為平面，并且可關(guān)于正交軸26X和26Y來描述。透鏡陣列24中的單個透鏡亦可不同地定向，即，相對于平面軸26X和26Y具有不同的間距。在一個示例性實施方式中，在遠(yuǎn)端面14F上裝設(shè)多個透鏡。光從每個透鏡以照明圖案遠(yuǎn)側(cè)地向外科手術(shù)視野投射?？烧{(diào)節(jié)透鏡的間距從而使照明圖案彼此分立和隔離，或者可調(diào)節(jié)透鏡的間距從而使照明圖案彼此重疊。使照明圖案重疊有助于消除由于透鏡和/或波導(dǎo)中的光學(xué)缺陷而導(dǎo)致的不均勻照明。光學(xué)缺陷可因光波導(dǎo)和透鏡中的斷裂線、裂口、劃痕等造成。通過使照明圖案重疊，使不均勻性被透鏡陣列中相鄰?fù)哥R提供的其他照明圖案所“掩蓋”或“抹去”。以下公開關(guān)于該特征的附加細(xì)節(jié)。

諸如透鏡24A之類的單個透鏡可采用任何適當(dāng)?shù)膸缀涡螤?，并且可為彎曲的或者具有諸如小面25等一個或多個小面的多小面形。諸如透鏡24A之類的多邊形狀允許彼此緊鄰地放置透鏡，以消除透鏡之間的無定向漏光。

在其他實施方式中，波導(dǎo)的遠(yuǎn)端可以是平坦的，或者其可以是彎曲的(凸形或凹形)，以便幫助對光加以塑形并將光導(dǎo)引至外科手術(shù)視野。還可將偏振元件或濾光器耦合至該遠(yuǎn)端，從而使波導(dǎo)向外科手術(shù)視野遞送偏振光，而這在優(yōu)選檢視特定組織時具有優(yōu)勢。該偏振元件還可為線柵偏振器。

圖14圖示了照明吸引設(shè)備1400的另一示例性實施方式。照明吸引設(shè)備1400包括鄰近吸引管1402裝設(shè)的照明波導(dǎo)1410。吸引管可以由可延展性金屬或者由其他可延展性材料形成，使其具有相對堅硬的筆直遠(yuǎn)端段1402r以及預(yù)彎的柔性近端段1402f。可將吸引管1402聯(lián)結(jié)至柔性導(dǎo)管1406，該柔性管1406將吸引管1402流體連接至真空源(未圖示)，因此可使用吸引管1402的遠(yuǎn)端端頭1404來從外科手術(shù)視野中移除流體或其他材料。照明波導(dǎo)1410優(yōu)選地為非光纖光波導(dǎo)(優(yōu)選地如本文所描述的任何波導(dǎo)那樣)。波導(dǎo)可為如圖14中所圖示的圓柱形，或者其可具有其他輪廓諸如方形橫截面、矩形、卵形、橢圓形、蛋形等，或者本文描述的任何其他幾何形狀。預(yù)彎的可延展段1402允許外科醫(yī)師或其他操作員彎曲吸引裝置從而使其可進(jìn)入各種外科手術(shù)部位和適應(yīng)不同的解剖。在圖14A-圖14B中圖示了照明波導(dǎo)的另一可能的橫截面，其中波導(dǎo)1410a的高度h逐漸變小使得近端高于遠(yuǎn)端。另外，如圖14B所示，波導(dǎo)1410a的寬度還可從近端到遠(yuǎn)端逐漸增大。這樣的幾何形狀產(chǎn)生喇叭狀波導(dǎo)，其具有較小的輪廓從而使其可適合較小的切口并在外科手術(shù)視野中占用更少的空間。

在圖14所圖示的實施方式中，照明波導(dǎo)因此如吸引管1402那樣，具有平坦的上表面和平坦的下表面。因此，照明波導(dǎo)的底面相對于吸引管的上表面保持齊平。繼而可使用諸如熱縮件之類的外套管1414來將照明波導(dǎo)與吸引管保持在一起。可選擇外套管1414使其具有期望的光學(xué)性質(zhì)以便使光損耗最小化。例如，F(xiàn)EP熱縮件具有期望的折射率使光沿著波導(dǎo)1410透射，并繼而使用本文所描述的任何汲取特征將光從遠(yuǎn)端部分1412汲取出來。外套管1414還可以是伸展于波導(dǎo)和吸引管之上的緊合聚合物套管，并且可以不是熱縮導(dǎo)管。此外，可在吸引管上裝設(shè)可伸展的獨(dú)立包覆層，諸如熱縮導(dǎo)管或緊合導(dǎo)管(未圖示)，以便最小化由于吸引管與照明波導(dǎo)之間的接觸而造成的光損耗。該獨(dú)立包覆層可為FEP導(dǎo)管或本文描述的任何其他材料，并且優(yōu)選地完全圍繞吸引管的周緣裝設(shè)。纖維光纜1408將照明波導(dǎo)與外部光源(未示出)相耦合。該實施方式中的纖維光纜優(yōu)選地與波導(dǎo)成為一體(例如，注塑包覆成型在一起)以便彼此固定地連接。在備選實施方式中，纖維光纜可釋放地連接至波導(dǎo)。通過將纖維光纜1408在吸引管與柔性導(dǎo)管1406之間的連接點(diǎn)處附近聯(lián)結(jié)至波導(dǎo)，而使外科醫(yī)師或操作員能夠容易地折曲或以其他方式操縱吸引管而不受來自纖維光纜的干擾。纖維光纜1408可與波導(dǎo)1402耦合，從而在可延展性彎曲部分1402彎曲時可使纖維光纜1408與吸引管1402f一同彎曲，或者在其他實施方式中，纖維光纜1408無需與彎曲的可延展部分1402f耦合并且可相對于吸引管自由地和獨(dú)立地懸掛。

在本文公開的任何實施方式中，可調(diào)節(jié)波導(dǎo)沿吸引管的位置。例如，在圖15A中照明吸引設(shè)備1500包括耦合至纖維光纜1504的照明波導(dǎo)1502。該照明波導(dǎo)1502可滑動地裝設(shè)在與柔性真空導(dǎo)管1508連接的吸引管1506之上。波導(dǎo)可相對于吸引管1506向近端或遠(yuǎn)端滑動，而這允許對外科手術(shù)視野中的光輸出點(diǎn)的大小和亮度進(jìn)行調(diào)整。在圖15B中，波導(dǎo)1502相對于吸引管1506向遠(yuǎn)端推進(jìn)，從而產(chǎn)生較小的光點(diǎn)1510，并且使吸引管的遠(yuǎn)端端頭和外科手術(shù)視野更為明亮。圖15C中，照明波導(dǎo)相對于吸引管向近端縮回，因而光點(diǎn)大小1510比圖15B中的更大并且更加彌散，因此較不明亮地照亮吸引管的遠(yuǎn)端端頭，并且較不明亮地照明外科手術(shù)視野。圖15A中的波導(dǎo)1502可具有圓形橫截面，或者其可具有諸如平坦、彎曲、矩形或本文公開的任何橫截面等其他橫截面。在一些實施方式中，波導(dǎo)具有凹形內(nèi)表面和凸形外表面，所述凹形內(nèi)表面形成鞍座以容納吸引管。如本文關(guān)于圖16所討論，這允許波導(dǎo)與具有小輪廓的吸引管緊密配合。

現(xiàn)在參考圖3，使用諸如纖維光纜11C等任何適當(dāng)?shù)脑O(shè)備將光11L從光源11傳導(dǎo)至照明波導(dǎo)，并繼而使光傳導(dǎo)通過波導(dǎo)14并從波導(dǎo)的遠(yuǎn)端14D上或者其附近的任何一個或多個適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)出射。備選地，可將諸如LED等光源集成到吸引手柄中，從而消除對光纖連接的需求。使用諸如導(dǎo)管13T之類與真空輸入22P相連的任何適當(dāng)?shù)奈軐⒄婵諒奈?3傳導(dǎo)至照明吸引設(shè)備20。在吸引管12的遠(yuǎn)端處可用的真空可以通過整個地或部分地遮蓋手柄22中的吸引孔H來加以控制。

照明吸引設(shè)備10可集成到諸如手柄22之類由諸如ABS或聚碳酸酯之類成本相對較低的工程塑料制成的手柄中。手柄22可由兩個或更多個組件來形成，這兩個或更多個組件可以是獨(dú)立注塑成型的組件，設(shè)計成扣合、膠粘或者超聲焊接在一起。備選地，手柄可通過包覆成型工藝而形成在諸如設(shè)備10之類的照明吸引設(shè)備上。諸如照明吸引設(shè)備20之類組合式裝置的近端部分還將包含孔洞——孔洞H，其被適當(dāng)?shù)囟ㄎ灰栽试S外科醫(yī)師通過用手指整個地或部分地遮擋該孔洞而能夠?qū)崿F(xiàn)吸引功能；孔洞與裝置中的吸引路徑連通，從而在其未被阻斷時通過創(chuàng)造“吸引泄漏”而使吸引失效。改變孔洞幾何形狀，如在Fukijima吸引的情況中那樣，給予了對吸引功能的更精細(xì)調(diào)整。手柄22的近端還可包含用于將傳統(tǒng)纖維光纜附接到照明波導(dǎo)14的輸入，諸如凸型ACMI連接或者其他合適的連接器；以及諸如真空端口22P之類的真空端口，其可以是適合于所要附接的各種尺寸的標(biāo)準(zhǔn)柔性吸引PVC吸引導(dǎo)導(dǎo)管的帶倒鉤配件。纖維光纜附接至高強(qiáng)度光源，比如光11。吸引管13T附接至手術(shù)室中的任何標(biāo)準(zhǔn)真空源，比如具有諸如真空源13之類的集成真空泵的廢物收集容器。

現(xiàn)在參考圖4，光束11B基于諸如輸入源的數(shù)值孔徑(NA)、材料的折射率以及波導(dǎo)的形狀等光學(xué)性質(zhì)，以特定角度離開波導(dǎo)遠(yuǎn)端面14F。投到目標(biāo)外科手術(shù)視野上的光照圖案19基于照明器從吸引管的遠(yuǎn)端端頭12D回縮的特定距離16而得到優(yōu)化。對于給定的光源配置，光束11B的發(fā)散角18造成在諸如平面21之類與照明器垂直的任何目標(biāo)平面上的具有全光輸出和照明尺寸17的特定照明圖案19。吸引管的遠(yuǎn)端端頭處的平面特別令人感興趣，這是因為醫(yī)師會將遠(yuǎn)端端頭放置在期望的手術(shù)目標(biāo)處，以便支持對組織進(jìn)行吸引或牽引。

圖4A圖示了照明吸引設(shè)備的備選實施方式，該設(shè)備在照明波導(dǎo)的側(cè)表面上具有光汲取特征23，該光汲取特征23汲取光25并將光25側(cè)向地和遠(yuǎn)側(cè)地引向外科手術(shù)視野。該特征可單獨(dú)使用，或者與先前在上文描述的遠(yuǎn)端特征相結(jié)合使用。該汲取特征可包括棱鏡、透鏡、微透鏡、多個小面或為本領(lǐng)域所公知的其他表面特征，其從波導(dǎo)汲取光并將光以期望的圖案導(dǎo)向期望的區(qū)域。汲取特征可裝設(shè)在分立區(qū)域之中以便僅從該區(qū)域汲取光，或者可將汲取特征周緣地裝設(shè)在波導(dǎo)周圍以便從波導(dǎo)發(fā)出均勻的光環(huán)。對側(cè)向汲取特征和遠(yuǎn)端光特征的使用允許從波導(dǎo)的側(cè)表面發(fā)出彌散光，同時可從波導(dǎo)的遠(yuǎn)端端頭發(fā)出更為聚焦的光。

現(xiàn)在參考圖5，光源11正在將光11L傳入折射率為1.52的環(huán)烯烴聚合物芯部30、折射率為1.33的氟化乙丙烯(FEP)包覆層32以及包覆層32周圍的外部環(huán)境34。假設(shè)光源11處于折射率為1且數(shù)值孔徑(NA)為0.55的空氣中，該數(shù)值孔徑對應(yīng)于33.4度的半錐角——角度36。源11的NA是在光11L耦合時在芯部上的入射角，這對應(yīng)于角度37。內(nèi)部光線31首先以33.4度的半錐角進(jìn)入芯部30，并且在其穿入芯部30時以21.2度角這一內(nèi)折射角39被折射。內(nèi)部光31繼而以68.8度角這一角度41與芯部-包覆層邊界40相交。只要角度40大于由芯部折射率和包覆層折射率所確定的臨界角，光31就會經(jīng)受TIR并且不會有光31透射到包覆層中。在這種情況下(n-芯部＝1.52且n-包覆層＝1.33)，臨界角為61.0度。

這種光線追跡可從臨界角逆向算出，以便確定仍將允許所有的光在芯部-包覆層邊界處經(jīng)受TIR的最大源NA。如果反射角41是與針對選定芯部和包覆層的臨界角相對應(yīng)的61.0度，則內(nèi)折射角39為29度，這意味著角度37必須為47.4度。從47.4度計算得出源NA為0.74。因此，當(dāng)使用環(huán)烯烴聚合物/FEP組合時，可使用具有高得多的NA/效率的輸入源。

如果源NA使得耦合到波導(dǎo)中的所有的光都在芯部-包覆層邊界處經(jīng)受TIR，則光不會在包覆層中傳播，而環(huán)境折射率并不影響波導(dǎo)透射并且光不會達(dá)到包覆層-環(huán)境邊界。下表中的數(shù)據(jù)示出了對于環(huán)烯烴聚合物芯部(n＝1.52)，臨界角如何隨包覆層折射率從1.0到1.46改變而在芯部-包覆層邊界處改變。這在設(shè)計折射結(jié)構(gòu)時是尤為相關(guān)的。通過基于環(huán)境或包覆層而事先知曉臨界角，可將結(jié)構(gòu)設(shè)計成優(yōu)先從照明管道泄漏出光。

當(dāng)使用FEP作為伴隨環(huán)烯烴聚合物的包覆層時，臨界角小于來自0.55NA的角度(68.8度)。如果不使用包覆層，則在1.417和更高的折射率上，臨界角等于輸入角，從而由于TIR未得到保持而導(dǎo)致漏光。此外，環(huán)烯烴聚合物芯部與FEP包覆層的組合允許對具有超過0.55的NA的輸入源的使用。假設(shè)恒定的透射效率，輸入源將會由于更大的接受角而支持從源中更大的光捕獲，并且提供更多的光通過照明管道。通過理解FEP與開放環(huán)境的臨界角，可更加準(zhǔn)確地設(shè)計結(jié)構(gòu)以從照明管道汲取光。

可以通過諸如用熱風(fēng)槍或者來自熱箱噴嘴的聚焦熱量對過大FEP的手動或半自動收縮應(yīng)用、調(diào)節(jié)FEP的特征收縮率之類的方法，對吸引管12的中央部分12A應(yīng)用諸如FEP之類的任何適當(dāng)?shù)陌膊牧??？梢允褂弥T如FEP之類的包覆層的任何其他技術(shù)，諸如對中央部分12A或者任何其他待包覆的合適表面應(yīng)用FEP的液體涂敷或氣相沉積。具有集成包覆層15的吸引管12繼而可以(經(jīng)由常規(guī)高容量注塑成型)使照明波導(dǎo)14插入成型，并且波導(dǎo)14將能夠保持全內(nèi)反射。在吸引管12與照明波導(dǎo)14之間使用包覆層15使得吸引管能夠由諸如金屬或塑料等任何適當(dāng)材料來形成。為了與折射率為1.52的波導(dǎo)一起使用，用于吸引管的塑料材料的選擇需要使該材料的折射率小于1.42，以便保持吸引管與波導(dǎo)的界面處的差別。然而，塑料的使用可能產(chǎn)生與需要模腔內(nèi)的相對較高溫度和壓力的注塑成型工藝相伴的挑戰(zhàn)。備選地，可以如此制造裝置，使得照明波導(dǎo)14形成為具有內(nèi)部管腔，且沒有附加的吸引管道穿過該內(nèi)部管腔。這種方法帶來的挑戰(zhàn)是從在整個操作中通過管腔排出生物材料(血液等)以及與照明波導(dǎo)管腔的內(nèi)表面相接觸中產(chǎn)生的潛在的光透射效率損失。

折射率為1.33的包覆層在與折射率為1.52或者與之接近的照明波導(dǎo)一同使用時，沒有顯示對周圍環(huán)境折射率或包覆層厚度的光透射依賴性。對于折射率為1.33的包覆層，耦合到照明波導(dǎo)中的光由于芯部-包覆層界面處的全內(nèi)反射而被約束在芯部。因此，沒有光會傳播通過包覆層，從而使得包覆層-環(huán)境邊界條件在透射中成為可忽略的因素。作為包覆材料而伴隨折射率為1.52的環(huán)烯烴聚合物芯部使用的、折射率為1.33的聚四氟乙烯FEP在三個有代表性的模擬外科手術(shù)環(huán)境中均未示出對包覆層厚度的依賴性。

雖然優(yōu)選實施方式使用熱縮件作為吸引管上和/或波導(dǎo)上的包覆層，但在其他實施方式中，可將低折射率聚合物注塑成型或以其他方式形成在波導(dǎo)上。圖17圖示了照明波導(dǎo)1704，具有成型于其上的這樣的聚合物1706。這允許聚合物使來自波導(dǎo)的光損耗最小化，并且還允許將該聚合物1706殼體用于附接至吸引管或其他外科手術(shù)器械。例如，可將兩者粘合在一起、以溶劑粘合、焊接或以其他方式聯(lián)結(jié)在一起。在其他實施方式中，可將扣件或其他耦合機(jī)構(gòu)聯(lián)結(jié)至聚合物和吸引管來形成扣合。

用折射率為1.46的材料形成的照明波導(dǎo)示出了對包覆層厚度和外部環(huán)境二者的光透射依賴性。這是將光以0.55的NA引入照明波導(dǎo)所造成的結(jié)果。在這種條件下，光以比芯部-包覆層邊界的臨界角更小的角度進(jìn)入芯部，從而導(dǎo)致光傳播到包覆層之中。因為光傳播通過包覆層，所以包覆層-環(huán)境邊界條件(臨界角)是光透射中的一個因素。由于光傳播通過包覆層，包覆層厚度也影響透射，這是因為隨著厚度的增大，光線在其穿過波導(dǎo)的長度時在邊界處反彈的次數(shù)更少。

穿過結(jié)構(gòu)的光不遭遇彎曲或弧形邊的筆直波導(dǎo)幾何形狀產(chǎn)生最大的光學(xué)效率。然而，由于諸如近端附接的纖維光纜和吸引導(dǎo)管之類關(guān)聯(lián)于裝置的必備附件的人體工學(xué)限制或者兼容性及管理，將近端光輸入設(shè)計成使其相對于波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的遠(yuǎn)端透射主體形成角度可能是有益的。

現(xiàn)在參考圖6和圖6A，為了在吸引設(shè)備50的照明波導(dǎo)51中保持TIR和最大化透射效率，光輸入段54與照明波導(dǎo)主體55之間的中央部分52應(yīng)當(dāng)是彎曲的，以便將輸入與主體之間的角度53形成為盡可能接近180度。管中的幾乎任何彎曲或者弧形邊都將導(dǎo)致一定的漏光。然而，如果將中央部分52中的角度53限制在150度或者更大，則漏光非常低并且光透射效率得到最大化。在角度53小于150度的情況下，可通過減少或以其他方式控制波導(dǎo)內(nèi)光的發(fā)散，或者通過使用任何其他適當(dāng)?shù)募夹g(shù)，來減少漏光。

照明波導(dǎo)51從輸入段54這一實心圓柱形輸入發(fā)生形狀改變或者呈圓柱形地“延伸”或“融合”成波導(dǎo)主體55的圓形空心管。波導(dǎo)鏜孔56可適應(yīng)任何合適的外科手術(shù)工具，諸如吸引管58。合適的外科手術(shù)工具通過入開口59進(jìn)入波導(dǎo)鏜孔56。如上文所討論，光在遠(yuǎn)端60或與之靠近處離開波導(dǎo)主體，大部分光通過遠(yuǎn)端表面61離開波導(dǎo)主體。遠(yuǎn)端表面61可以是平坦的，或者其可以是任何其他合適的簡單或復(fù)雜形狀。遠(yuǎn)端表面61可具有本文所公開的任何用于汲取光和將光導(dǎo)向照明視野的表面特征。

隨著照明波導(dǎo)51的橫截面積沿著光透射路徑從輸入段54的橫截面63到中段65、再到遠(yuǎn)端60附近的遠(yuǎn)端橫截面67增大，照明波導(dǎo)的NA會增大，因此隨著光從照明器的遠(yuǎn)端浮現(xiàn)而增大了光發(fā)散。NA還可受到彎曲的影響。有可能進(jìn)行反彎曲來調(diào)節(jié)NA。其他控制波導(dǎo)NA的技術(shù)還可包括將特征模塑成型或機(jī)械加工至波導(dǎo)表面之中。以上示例說明的概念還可制造成兩個半部，該兩個半部包覆成型在諸如吸引管58等任何合適的外科手術(shù)工具周圍。圖6A-圖6C圖示了圖6中波導(dǎo)的各種橫截面，而圖6D突出了開口59周圍的區(qū)域。因此，在圖6B的實施方式中，如圖16中所示，在波導(dǎo)1602的凹形鞍座部分1604中裝設(shè)吸引管1610。周緣地完全圍繞吸引管1610裝設(shè)諸如熱縮導(dǎo)管之類的光學(xué)包覆層1606，并繼而完全圍繞波導(dǎo)1602與吸引管1610二者的周緣裝設(shè)諸如熱縮件之類的另一光學(xué)包覆層1608。吸引管上包覆層的一部分與沒有波導(dǎo)包圍吸引管的外包覆層的一部分接觸。此外，在該實施方式中，內(nèi)部鞍座具有第一曲率半徑，而外表面具有不同的曲率半徑(該曲率半徑大于內(nèi)部曲率半徑)。備選實施方式可具有其他曲率半徑的組合。

現(xiàn)在參考圖7，一次性照明波導(dǎo)70可以作為獨(dú)立裝置來提供?？蓪⒅T如吸引工具71之類的各種吸引裝置或其他合適的工具插入穿過中心鏜孔72——照明波導(dǎo)的工作通道。在波導(dǎo)70與諸如吸引工具71之類的外科手術(shù)工具之間可構(gòu)建連接，該連接允許將波導(dǎo)緊固到各種吸引裝置，從而使波導(dǎo)70和吸引工具71二者能夠作為單一單元得到操縱。這個概念可適用于將會通過中心鏜孔72安裝的其他裝置，諸如鉆頭等。此外，照明外科手術(shù)設(shè)備74適合于將波導(dǎo)70相對于諸如吸引工具71之類插入在中心鏜孔72中的任何外科手術(shù)工具進(jìn)行動態(tài)定位。例如，使用者可以如在旋轉(zhuǎn)75中那樣圍繞吸引裝置旋轉(zhuǎn)照明器，以及沿著吸引管沿路徑76的長度伸縮照明器，從而在操作期間根據(jù)需要對照明視野77進(jìn)行重新定位或者擴(kuò)大或縮小照明視野。

備選的方法涉及分割諸如圖7的輸入78之類的實心輸入圓或橢圓并且如圖8中那樣形成分割輸入80，在其中輸入光11L的一半被導(dǎo)向輸入的一半，即，臂狀物82；而輸入光11L的另一半則被導(dǎo)向輸入的第二半，即，臂狀物83。在此，臂狀物82和臂狀物83在如輸入80的大體上為矩形的橫截面中合在一起，以便接合纖維光纜11C。然而，輸入80可以具有擁有一個或多個半圓臂狀物的圓形橫截面，為了更好的光混合，橫截面可以是橢圓形或多面的。輸入78與輸入80可為空心或管狀，并且還可被塑形以作為透鏡操作，或者可包含多個透鏡。該配置還可具有策略性地向每個臂狀物的一個或多個區(qū)域涂敷的FEP包覆層，以便保持TIR。為了支持光汲取特征的正確功能，可在FEP或其他包覆層中切出孔洞或其他合適的形狀，從而支持TIR保持與從裝置的特定區(qū)域的適當(dāng)漏光之間的期望平衡。在圖6、圖6A-圖6D和圖7的實施方式中，纖維光纜可耦合至波導(dǎo)的輸入部分從而允許將來自外部光源的光從該光源遞送至波導(dǎo)。纖維光纜能夠可釋放地與波導(dǎo)的光輸入部分相耦合，或者纖維光纜可以是與波導(dǎo)的光輸入部分固定耦合并與其集成為一體(例如，通過將纖維光纜與波導(dǎo)的光輸入部分包覆成型)的單一部件。集成的纖維光纜或者可釋放地耦合的纖維光纜可與本文公開的任何波導(dǎo)實施方式一起使用。集成的纖維光纜或可釋放的纖維光纜還可以用于本文所公開的任何其他實施方式。

在制造期間，特別是在注塑成型期間，在光學(xué)部件中或光學(xué)部件上可能會形成各種瑕疵，這可造成光學(xué)部件不可預(yù)測的性能。諸如裂口痕、注射針痕、斷裂線、注塑應(yīng)力以及任何彎曲或銳緣等特征可造成不規(guī)則和不可預(yù)測的輸出光圖案。為了糾正不規(guī)則的光輸出圖案，可簡單地粗糙化波導(dǎo)的輸出表面，這將會使光輸出彌散。經(jīng)粗糙化的輸出表面造成顯著的效率損失并增大光的輸出角度。一個替代方法可以是創(chuàng)造投射缺陷圖案的多個重疊圖像的圖案，這將會產(chǎn)生均勻照明，同時最小化效率損失和輸出角度。這可使用諸如圖2透鏡陣列24之類在輸出表面上的透鏡陣列來實現(xiàn)。

針對照明波導(dǎo)的輸入或輸出的透鏡陣列設(shè)計應(yīng)當(dāng)考慮透鏡的焦距、陣列中透鏡的數(shù)量、任何適合的陣列圖案以及透鏡之間的間隔。需要選擇透鏡的透鏡焦距來最小化漫射以及最大化陣列中透鏡的半徑。透鏡直徑還應(yīng)當(dāng)考慮要用來制造透鏡的工具。由工具遺留或造成的工具痕應(yīng)當(dāng)為透鏡直徑的很小百分比。類似地，將透鏡制作得過小會使它們難以制造并且會使光輸出彌散。如果透鏡過大，則將存在過少的重疊圖像，并且生成的光照圖案將不均勻。

由于波導(dǎo)的幾何形狀和折射率，非相干光和非準(zhǔn)直光將會發(fā)散；任何由透鏡陣列增添的發(fā)散都需要得到考慮。將會選擇由透鏡造成的5到10度的發(fā)散以保持輸出光發(fā)散接近于波導(dǎo)的固有發(fā)散。

透鏡陣列圖案也很重要。透鏡陣列圖案是取制造復(fù)雜度與透鏡間隔之間的平衡。六邊形透鏡提供透鏡之間最小的間隔和最小的浪費(fèi)空間，同時保持類似于球面透鏡的光投射特性。如果期望方形或矩形光點(diǎn)圖案，則可選擇矩形透鏡陣列圖案。類似地，可通過改變在其上形成透鏡的輸出面的平面中的X維度與Y維度之間的透鏡間距來產(chǎn)生矩形照明圖案。例如，可向照明波導(dǎo)的遠(yuǎn)端添加附加的微結(jié)構(gòu)特征，以便優(yōu)化對照明圖案的控制以及使光輸出場均勻化?？上蛘彰髌鞯妮斎朊婧洼敵雒嫣砑油ǔ檠苌湫再|(zhì)且為亞微米級尺寸的抗反射特征，以便降低垂直菲涅爾反射損失。波導(dǎo)的特征，諸如彎曲、彎折和安裝特征等，可造成不期望的反射、漏光、眩光和不均勻的輸出圖案，從而導(dǎo)致低劣的性能。在照明波導(dǎo)的遠(yuǎn)端部分上或其附近添加可為折射性或衍射性的微結(jié)構(gòu)特征可以潛在地提供更好的光均勻性和/或偏斜照明圖案的發(fā)散或匯聚，以及使照明場的光輸出均勻化。還可以向照明波導(dǎo)的外側(cè)添加波導(dǎo)特征或使波導(dǎo)逐漸變細(xì)或變粗(tapering)，以便控制照明輸出。此外，可以向諸如輸入78之類的照明波導(dǎo)輸入添加諸如透鏡78L之類的微透鏡或其他微圖案結(jié)構(gòu)，以便更好地控制輸入束形或其他光輸入特性。光輸入臂可以是圓形、方形或者多面的，以便提供對光的更好混合。

可以將波導(dǎo)制成各種形狀或橫截面。目前優(yōu)選的橫截面形狀是圓形、橢圓形或者六邊形。其他諸如矩形、三角形或正方形等橫截面形狀亦有可能。然而，波導(dǎo)的通常規(guī)則的表面以及奇數(shù)表面可能導(dǎo)致輸出上的次生圖案。這種圖案將會顯現(xiàn)為亮點(diǎn)或暗點(diǎn)。諸如六邊形之類與偶數(shù)高階多邊形相似的橫截面是目前優(yōu)選的。隨著橫截面中的面的數(shù)目增加，這些橫截面將接近于圓，這樣的裝置設(shè)計將會潛在地使制造工藝(諸如，注塑成型)復(fù)雜化，從而增加成本。

照明器可以逐漸變細(xì)或變粗，以便隨著光從輸入向汲取區(qū)行進(jìn)而增大或減小其橫截面。逐漸變細(xì)或變粗會使NA發(fā)生偏差，從而導(dǎo)致更緊致的輸出斑點(diǎn)(用于增大的出口處面積)或者更加彌散的更大斑點(diǎn)(減小的出口表面積，破壞TIR)。

對于照明吸引裝置，在許多外科手術(shù)應(yīng)用中存在對裝置周圍的周緣照明的需求。照明可能需要是均勻圓周或者在離軸定向上提供，以使大部分的發(fā)光定向于牽引器的前方。

現(xiàn)在參考圖9和圖10，可以使用照明吸引裝置90的手柄93通過在照明波導(dǎo)94周圍創(chuàng)造空氣間隙91(n＝1.0)而在波導(dǎo)94內(nèi)保持TIR。手柄結(jié)構(gòu)的設(shè)計可包括這樣的部分：其部分地或完全地覆蓋波導(dǎo)94的長度以便創(chuàng)造期望的空氣間隙?？梢栽谑直c照明器相接觸的表面中塑造諸如托腳93X之類的特征，并且該特征需要位于光學(xué)盲區(qū)(存在很小的TIR或者不存在TIR的區(qū))之中，以便在組件之間創(chuàng)造間隙并使經(jīng)接觸點(diǎn)的漏光最小化。類似的配置可形成在吸引管92與照明波導(dǎo)94之間，可以基于照明器的ID與吸引管的OD之間的設(shè)計容差而在無托腳的情況下，或者利用諸如托腳92X或托腳94X之類的一個或多個托腳或者任何適當(dāng)?shù)慕M合，來形成空氣間隙95。手柄/波導(dǎo)和/或波導(dǎo)/吸引管之間的空氣間隙可用于本文所公開的任何照明吸引設(shè)備實施方式。

可以通過允許整個遠(yuǎn)端殼體96或其一部分在照明器上沿著軸97滑動來控制從照明波導(dǎo)94輸出的光的發(fā)散。使用者可在照明波導(dǎo)94之上向下滑動導(dǎo)管以便減小發(fā)散角并減小光99L的發(fā)散。

現(xiàn)在參考圖11，手柄93的設(shè)計必須適合于吸引通道和固態(tài)照明器的適當(dāng)布線和終止，從而使得吸引流控制孔H以在人體工程學(xué)上有利的位置呈現(xiàn)給使用者。基于預(yù)期使用者會握持和操縱照明吸引設(shè)備的方式以及來自患者的排出材料的流型，孔H可存在于近端手柄的頂面98上或其附近。這可以通過使用諸如頂段93T和底段93B之類至少兩個部件形成手柄93來實現(xiàn)。除了為照明波導(dǎo)94提供屏蔽和近端末端以外，頂部手柄部分93T還包含吸引流控制孔H。還可以由閥或其他支持受控的可調(diào)式吸引的類似設(shè)備來提供吸引流控制。頂部手柄部分和底部手柄部分是密封的，且底部部分93B形成與吸引管92的近端終端92P相通的腔室?；谇皇?00的幾何形狀和通往流控制孔H的路徑，可以阻止排出的碎片流經(jīng)真空管道93P和流出孔H。備選地，可在手柄93中包含“濾網(wǎng)”或“過濾器”，比如過濾器102，以便捕獲任何固體或液體碎片和防止碎片通過孔H逸出。手柄93中的特征還可允許使用者拆開頂部部分和底部部分以便清除任何收集到的碎片。

雖然到目前為止介紹的概念集中于完全一次性的非模塊化裝置，但備選的架構(gòu)是有可能的，這些架構(gòu)包括下列諸項：

a.通過“快速連接”附接及拆卸方案與一次性裝置相集成的一次性吸引端頭(不同的French尺寸和樣式，諸如yankaeur等)。

b.諸如波導(dǎo)套管之類的一次性照明套管可適合于光波導(dǎo)套管所裝入、封入或以其他方式包圍的任何適當(dāng)?shù)耐饪剖中g(shù)器械，舉例而言，諸如鉆頭、骨鉆或內(nèi)窺鏡。照明套管可以是各種材料，比如彈性硅膠。

c.一次性遠(yuǎn)端吸引端頭或其他器具(神經(jīng)探針等)也可以與包含傳統(tǒng)光纖束的可重復(fù)使用近端照明器相集成。這將會支持快速的端頭樣式調(diào)換而無需拔除線纜。這種方法還提供了對捕獲的排出材料進(jìn)行疏通的手段。

d.具有可移除式單次使用照明器/吸引管的可重復(fù)使用近端手柄。其支持簡便的更換–從裝置中取出而無需拔除線纜。

現(xiàn)在參考圖12，如在照明吸引設(shè)備111中所示，吸引管腔108可形成在吸引元件109中，該吸引元件109可形成在諸如波導(dǎo)110之類的照明器周圍。這種配置將會允許輸出光112從諸如波導(dǎo)110之類的圓柱形源出射，而不受到由于具有與照明器同軸的中央照明管而造成的遮蔽。

可以改變吸引管道通過照明器的布線以便優(yōu)化照明輸出和平衡人體工程學(xué)考慮。

現(xiàn)在參考圖13，照明吸引設(shè)備116配置成使吸引管118能夠策略性地以角度121布線通過照明波導(dǎo)120，從而使得(1)近端暴露末端118P處于裝置的頂部，在此使用者可以更加容易地獲得吸引控制功能；以及(2)吸引管的遠(yuǎn)端118D從照明輸出122之下的裝置的底部露出，從而提供從吸引管上方對外科手術(shù)部位的經(jīng)優(yōu)化的光照。在這種配置中，吸引管通過引入對光進(jìn)行更徹底混合的反射表面而改變經(jīng)過照明波導(dǎo)的光透射路徑。有可能通過使用高反射性涂層、空氣間隙和諸如包覆層123之類的包覆層來保持效率。然而，添加的吸引管反射表面可能導(dǎo)致NA增大。

諸如照明吸引設(shè)備116之類的旋轉(zhuǎn)對稱照明吸引裝置可通過吸引管的策略定位而產(chǎn)生周緣的、均勻的光輸出，這減輕了來自從波導(dǎo)的遠(yuǎn)端表面凸出的吸引管的遮蔽。穿過照明波導(dǎo)的光可能具有伴隨二次反射表面的挑戰(zhàn)，因而使光輸出圖案變寬。還預(yù)期照明吸引設(shè)備116具有非常大的NA。

諸如上文公開的波導(dǎo)之類的照明波導(dǎo)還可由像硅氧烷之類的材料制成為可延展的。這對于“插套”像吸引管12之類的器械可能是有用的。照明波導(dǎo)可由諸如硅氧烷之類可延展性材料制成，以允許其插套在剛性吸引管上，從而潛在地降低成本。備選地，可延展性照明波導(dǎo)材料可以形成在可變形的吸引管結(jié)構(gòu)或者包含選擇性強(qiáng)度構(gòu)件(梁架等)的可變形結(jié)構(gòu)之上。這將使得吸引管能夠動態(tài)地塑形為適合于臨床應(yīng)用的各種期望的形狀。

照明波導(dǎo)可以用不同折射率的材料以“層疊”或“復(fù)合”結(jié)構(gòu)制造，以便對光輸出進(jìn)行塑形和控制。

備選方法涉及以具有圓形或橢圓形橫截面的實心光輸入來分割照明波導(dǎo)，將波導(dǎo)布線并重新組合成原本的初始幾何形狀。照明波導(dǎo)繼而可成型在內(nèi)部吸引管之上。備選地，該配置中的吸引管可與分割的照明器幾何形狀并排地延伸。

如果橫截面積得到保持(亦即，分割部的任一側(cè)上的遠(yuǎn)端與近端具有相同的橫截面)，則可以操縱波導(dǎo)的中間形狀。在以上所列的配置中，不應(yīng)存在顯著的效率損失或者NA變化。因此，輸入光圖案與輸出光圖案的形狀和強(qiáng)度應(yīng)當(dāng)非常相似。

雖然已在本文中示出和描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但對于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，這樣的實施方式只是以示例的方式提供。本領(lǐng)域技術(shù)人員現(xiàn)將在不偏離本發(fā)明的情況下設(shè)想到許多變化、改變和替代。例如，在照明吸引設(shè)備的一個實施方式中公開的任何特征均可用于本文所公開的照明吸引設(shè)備的任何其他實施方式之中。應(yīng)當(dāng)理解，對于本文所描述的本發(fā)明實施方式的各種替代均可應(yīng)用在對本發(fā)明的實踐中。以下權(quán)利要求旨在限定本發(fā)明的范圍，并因此涵蓋這些權(quán)利要求及其等效項的范圍內(nèi)的方法和結(jié)構(gòu)。