具有定向光的眼科内部照明器的制造方法
【专利摘要】内部照明器的某些实施例可以包括插管、中间材料和光纤。插管有基本柱形形状，该柱形形状限定了内部区域，并有柱形轴线。中间材料布置在内部区域中。光纤布置在中间材料内，并有光纤光学轴线和设置成用于发射光的远端。所发射的光有具有照明轴线的照明图形，该照明轴线并不平行于柱形轴线。
【专利说明】具有定向光的眼科内部照明器
【技术领域】
[0001]本发明通常涉及外科手术仪器，更特别是涉及具有定向光的眼科内部照明器(endoiIIuminator)。
【背景技术】
[0002]内部照明器通常有插管，该插管装有发射光的一个或多个光纤。某些内部照明器可以以特定方式来引导光。例如，光纤可以弯曲，以便沿特定方向引导光。作为另一实例，光纤可以成形以便在一定角度范围内引导光。不过，这些内部照明器在某些情况下不能以合适方式来引导光。
【发明内容】
[0003]说明书介绍了可以用于引导光的系统的不同实施例。例如，某些实施例可以包括插管、中间材料和光纤。插管有基本柱形形状，它确定了内部区域，并有柱形轴线。中间材料布置在内部区域中。光纤布置在中间材料内，并有光纤光学轴线和设置成发射光的远端。发射的光有具有照明轴线的照明图形，该照明轴线并不平行于柱形轴线。
[0004]作为另一实例，某些实施例可以包括插管和光纤。插管有具有柱形轴线的基本柱形形状，并有外表面和内表面，该内表面确定内部区域。光纤与插管联接，并有光纤光学轴线和设置成发射光 的成形的远端。发射的光有具有照明轴线的照明图形，该照明轴线并不平行于柱形轴线。
[0005]作为另一实例，某些实施例可以包括插管、中间材料和光纤。插管有基本柱形形状，它确定了内部区域，且该柱形形状有柱形轴线。中间材料布置在内部区域中，并确定了光纤通路。光纤布置在光纤通路中，并有光纤光学轴线和设置成发射光的远端，该光有具有照明轴线的照明图形。光纤光学轴线的、接近所述远端的至少一部分并不平行于柱形轴线，且照明轴线并不平行于柱形轴线。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]本发明的示例实施例将参考附图通过实例来更详细介绍，附图中:
[0007]图1表示了根据某些实施例的内部照明器的实例；
[0008]图2表示了根据某些实施例的内部照明器的另一实例；
[0009]图3表示了根据某些实施例的、具有促动器的内部照明器的实例；
[0010]图4表示了根据某些实施例的、具有可缩回的插管的内部照明器的实例；以及
[0011]图5A和5B表示了根据某些实施例的、具有与插管联接的光纤的内部照明器的实例。
【具体实施方式】
[0012]某些实施例可以涉及内部照明探针，该内部照明探针具有发射光的光纤(例如小直径光纤)。光纤可以设置成以特定方式引导所发射的光的照明图形。例如，光纤可以弯曲或者有不对称形状的远端，以便与探针的柱形轴线成一定角度地引导光。作为另一实例，远端可以成形以便增加光的发散角度(超过由于具有与光纤轴线垂直的扁平端部的远端而产生的发散角度)。
[0013]下面参考说明书和附图，其中详细表示了所述装置、系统和方法的示例实施例。说明书和附图并不是为了排他或者以其它方式将权利要求限制为在附图中所示或在说明书中所述的特定实施例。尽管附图表示了可能的实施例，但是附图并不必按比例，某些特征可以扩大、除去或者局部剖开，以便更好地表示该实施例。
[0014]图1表示了根据某些实施例的内部照明器的实例。在某些实施例中，系统10可以插入人(或其它生命体或前生命体)的体内用于医疗目的，例如用于眼科外科手术。例如，系统10可以是用于将光投射至眼球内部的内部照明器外科手术仪器。在所示实例中，系统10包括插管20、中间材料24和光纤26。
[0015]插管20可以有任意合适的形状和尺寸。在某些实施例中，插管20具有基本柱形形状，它确定了内部区域30。柱形形状有柱形轴线32以及任意合适的高度和直径，例如高度在25至50毫米(mm)的范围内，直径在Imm或更小的范围内。插管20可以包括任意合适材料，例如金属，例如不锈钢。在某些实施例中，插管20可以有尖锐边缘，该尖锐边缘能够在材料例如身体组织中形成切口。
[0016]在某些实施例中，中间材料24布置在内部区域30中。中间材料24可以是能够提供用于光纤26的结构支承的任意合适材料。中间材料24的实例包括杨氏模量大于不锈钢的材料，例如钨、钥、碳化钨、钨铼。
[0017]中间材料24确定了纤维通路36，光纤26布置在该光纤通路36中。纤维通路36可以成形以便当光纤26从纤`维通路36凸出时允许光纤26沿特定方向引导光。在所示实例中，光纤通路36弯曲，以使得光纤26在光纤26从纤维通路36凸出时与轴线32成角度Θ地引导光。角度Θ可以有任意合适值，例如在任意以下范围内的值:小于30、30至60、60至90、或者90至120度。
[0018]在某些实施例中，插管20和/或中间材料24可以成形以便避开所发射的光。在该实例中，起伏部(relief )34可以成形于插管20和/或中间材料24中，以使得插管20和/或中间材料24能够避免渐晕或阻挡所发射的光38。
[0019]在某些实施例中，光纤26布置在中间材料24中。光纤26是包括透明材料(例如玻璃或塑料)的光纤，它操作为波导件，以便从近端(未不出)向远端40传输光。光可以来源于激光源。光纤26有由覆层材料包围的透明光纤芯。芯有光学轴线42,该光学轴线42确定了通路，光沿该通路传播，该光学轴线通常沿光纤芯的中心。光纤26可以有任意合适的芯直径，例如小于100微米(μ m)，例如50至60 μ m。
[0020]由光纤26发射的光有照明图形46，该照明图形46有照明轴线48，该照明轴线48定心在照明图形46内。在某些实施例中，光纤26由光纤通路36成形，以便产生具有照明轴线48的照明图形46，该照明轴线48并不平行于柱形轴线32。例如，至少光纤光学轴线42的、接近远端40的部分并不平行于柱形轴线32，这样，发射的光具有照明轴线48，该照明轴线48并不平行于柱形轴线32。“接近远端40”可以包括在远端40处和附近的区域，例如在远端40的小于10、5或2厘米(cm)的范围内。[0021 ] 在某些实施例中，远端40可以成形以便以特定方式来引导所发射的光。远端40可以成形以便使得光散开至比光纤26的数值孔径更大的角度，例如直到和大于90或120度的角度。例如，远端40可以有复合抛物线集中器(CPC)或渐缩形状。所述渐缩形状可以是截头或圆锥形状。远端40可以形成为以特定方向引导光。在所示实例中，远端40对称，以便保持光纤26的光学轴线42。在其它实施例中,远端40可以不对称，以便改变光纤26的光学轴线42。
[0022]成形的端部可以利用内反射而在空间上将光集中在光纤26内直到所述端部，以便在光离开端部时产生更高的角度发散。封装材料50可以是任意合适材料，例如粘接剂，具有任意合适的反射率，例如小于2.0的低反射率，例如大约1.3至1.4。包封剂材料50的实例包括可由NORLAND、MASTER、BOND、DYMAX和MYP0LYMER获得的产品。
[0023]图2表示了根据某些实施例的内部照明器的另一实例。在所示实例中，光纤通路36平行于柱形柱形32，但是照明轴线48并不平行于轴线32。在某些实施例中，光纤26具有成形的远端50，该远端有不对称渐缩部，该不对称渐缩部改变了光纤26的光学轴线42。在所示实例中，成形的远端50使得光学轴线42相对于轴线32弯曲Θ角度的角度偏移。
[0024]在某些实施例中，插管20和/或中间材料24可以成形以便避开所发射的光。在该实例中，埋头孔凹槽34可以形成于中间材料24中，以便使得中间材料24能够避免渐晕或阻挡所发射的光38。
[0025]图3表示了根据某些实施例的、具有促动器70的内部照明器的实例。在某些实施例中，系统10可以包括促动器70，该促动器70布置在内部区域30中。促动器70可以使得光纤26从第一位置74运动至第二位置76，以便使得在照明轴线48和柱形轴线32之间的角度从第一值Θ I变化成第二值Θ2。促动器70可以包括任意合适的机构。在某些实施例中，促动器70可以包括杆或线，该杆或线能够响应例如用户输入而使用运动机构来运动。运动机构可以包括能够使得物体运动的任意合适装置，例如机械和/或电装置，例如弹簧、齿轮、电马达、压电装置和在装置手持件上的手持驱动操作杆。
[0026]任意合适的方法可以用于使得光纤26返回第一位置74。在某些实施例中，返回机构72可以使得光纤26返回第一位置74。返回机构72可以包括运动机构，例如弹簧，该弹簧能够使得光纤26运动。在其它实施例中，光纤26可以成形以便返回第一位置74。例如，光纤26可以在促动器70向光纤26施加力时运动至第二位置76，然后还可以在力消除时返回第一位置74。在某些实施例中，光纤26可以被加热或烘干成返回第一位置74的弯曲结构。
[0027]在另一实施例中，光纤26可以通过联接器79而与促动器70机械联接，以便使得促动器70能够返回第一位置74。例如，联接器79可以在促动器70运动至第二位置时使得光纤26运动至第二位置76，还可以在促动器70返回至第一位置74时使得光纤26返回第一位置74。联接器79可以包括用于连接物体的任意合适方式，例如粘接剂材料、形成于一个或多个物体中的连接元件(例如用于钩的凹口)、或者联接物体的联接元件。
[0028]在某些实施例 中，内部材料24可以成形以便形成促动器通路81，该促动器通路81允许促动器70运动。在某些实施例中，光纤通路36可以成形以便容纳光纤26的运动。在该实例中，光纤通路36具有更大的开口，该开口允许光纤26从第一位置74运动至第二位置76和返回第一位置74。[0029]在某些实施例中，插管20的远端60可以设置成用于执行切口。例如，远端60可以有尖锐边缘，该尖锐边缘能够切穿皮肤和其它身体组织。
[0030]图4表示了根据某些实施例的、具有可缩回的插管20的内部照明器的实例。在某些实施例中，插管20可以缩回，以使得光纤26的远端40超过插管20的远端60凸出。在所示实例中，插管20可以是切口插管20，并可以缩回，以便允许钝的中间材料24凸出。成角度的照明可以以任意合适方式来提供。在该实例中，照明可以通过促动器70来提供，如参考图3所述。
[0031]图5A和5B表示了根据某些实施例具有与插管20联接的光纤26的内部照明器的实例。光纤26可以以任意合适的方式与插管20联接，例如通过粘接剂。粘接剂的实例包括cyanacryolates和环氧树脂。在所示实例中，插管20有外表面80和内表面82,该内表面82确定了内部区域30。
[0032]图5A表示了具有内表面82的内部照明器的实例，该内表面82形成内部槽道86。内部槽道86可以有近似为光纤26直径的宽度和深度。光纤可以至少局部或者甚至大部分或全部都布置在内部槽道86中。粘接剂和/或包封剂(粘接剂/包封剂)材料88可以将光纤26固定于内部槽道86。材料88可以有任意合适的光学指数，例如小于2.0，例如1.3至
1.4。材料88的实例可以类似于包封剂材料50的实例。另外，在这些实施例中，可以通过使用超细(例如厚度小于10微米(μ m))聚合物热缩管、薄的粘接剂带或者蒸汽沉积涂层来增强粘接剂，以便加强光纤与插管的附接。
[0033]图5B表不了具有外表面80的内部照明器的实例,该外表面80形成外部槽道90。外部槽道90可以有近似为光纤26直径的宽度和深度。光纤可以至少局部或者甚至大部分或全部都布置在外部槽道90中。粘接剂和/或包封剂材料88可以将光纤26固定于外部槽道90。`
[0034]在某些实施例中，光纤26可以布置在外表面80的外部,其中，外表面80没有外部槽道90，并可以基本扁平，其中，光纤26与外表面80接触。在这些实施例中，光纤26可以使用粘接剂/封装剂材料88而从外表面80向外联接。
[0035]尽管已经根据某些实施例来介绍了本发明，但是本领域技术人员将清楚实施例的变化(例如改变、替换、附加、省略和/或其它变化)。因此，在不脱离本发明范围的情况下可以对实施例进行变化。例如，可以对这里所述的系统和装置进行变化。系统和装置的部件可以成一体或分开，系统和装置的操作可以通过更多、更少或其它部件来执行。作为另一实例，可以对这里所述的方法进行变化。该方法可以包括更多、更少或其它步骤，且步骤可以以任意合适顺序来执行。
[0036]在不脱离本发明的范围的情况下可以有其它变化。例如，说明书示例说明了成特定实际用途的实施例，本领域技术人员将清楚其它用途。另外，在这里所述的领域将产生将来的发展，所述系统、装置和方法将利用这些将来的发展。
[0037]本发明的范围并不参考说明书来确定。根据专利状态，说明书使用示例实施例来解释和示例说明了本发明的原理和操作模式。说明书使得本领域其它技术人员能够利用在多个实施例中的系统、装置和方法以及多种变化，但并不用于确定本发明的范围。
[0038]本发明的范围将参考权利要求和该权利要求的等效物的全部范围来确定。所有术语将给出它们最广义的合理结构和它们的普通意思，如本领域技术人员可知，除非这里明确表示了相反。例如，使用单数冠词例如“一”、“该”等应当理解成陈述一个或多个所示元件，除非权利要求叙述为明确限制成相反。作为另一实例，“各”涉及一组的各个部件或者子组的各个部件，其中，一组可以包括0、1、或更多元件。总之，本发明能够变化，且本发明的范围应当参考权利要求和它们的等效物的`全范围来确定，而不是参考说明书来确定。
【权利要求】
1.一种系统，包括: 插管，该插管有基本柱形形状，该柱形形状限定了内部区域，并有柱形轴线； 中间材料，该中间材料布置在所述内部区域中；以及 光纤，该光纤布置在所述中间材料内，光纤有光纤光学轴线和设置成用于发射光的远端，所发射的光有具有照明轴线的照明图形，该照明轴线并不平行于所述柱形轴线。
2.根据权利要求1所述的系统，其中:光纤光学轴线的、接近所述远端的至少一部分并不平行于所述柱形轴线。
3.根据权利要求1所述的系统，其中:光纤的远端是成形的远端，所述成形的远端设置成用于改变光纤光学轴线。
4.根据权利要求1所述的系统，其中:插管的远端设置成用于制造切口。
5.根据权利要求1所述的系统，其中:插管设置成用于缩回，以使得光纤的远端超过插管的远端凸出。
6.根据权利要求1所述的系统，其中:中间材料成形以便避开所发射的光。
7.根据权利要求1所述的系统，其中:插管成形以便避开所发射的光。
8.一种系统,包括: 插管，该插管有基本柱形形状，该柱形形状限定了内部区域，并有柱形轴线； 中间材料，该中间材料布置在所述内部区域中，该中间材料限定了光纤通路；以及 光纤，该光纤布置在光纤通路中，光纤有光纤光学轴线和设置成用于以照明图形来发射光的远端，该照明图形有照明轴线，光纤光学轴线的、接近所述远端的至少一部分并不平行于所述柱形轴线，该照明轴线并不平行于所述柱形轴线。
9.根据权利要求1所述的系统，还包括:促动器，该促动器布置在中间材料中，该促动器设置成用于使得光纤从第一位置运动至第二位置，以使得在照明轴线和柱形轴线之间的角度从第一值变化成第二值。
10.根据权利要求9所述的系统，还包括:返回机构，该返回机构设置成用于使得光纤返回第一位置。
11.根据权利要求9所述的系统，其中:光纤成形为用于返回第一位置。
12.根据权利要求9所述的系统，其中:光纤与促动器机械联接，以便使得促动器能够使光纤返回第一位置。
13.根据权利要求8所述的系统，其中:插管的远端设置成用于制造切口。
14.根据权利要求8所述的系统，其中:插管设置成用于缩回，以使得光纤的远端超过插管的远端凸出。
15.根据权利要求8所述的系统，其中:中间材料成形以便避开所发射的光。
16.根据权利要求8所述的系统，其中:插管成形以便避开所发射的光。
17.—种系统,包括: 插管，该插管有基本柱形形状，该柱形形状具有柱形轴线，该插管有外表面和内表面，该内表面限定了内部区域； 光纤，该光纤与插管联接，光纤有光纤光学轴线和设置成用于发射光的成形的远端，所发射的光有具有照明轴线的照明图形，该照明轴线并不平行于柱形轴线。
18.根据权利要求17所述的系统,其中:光纤从插管的外表面向外布置。
19.根据权利要求17所述的系统，其中: 插管的外表面形成外部槽道；以及 光纤至少局部布置在该外部槽道中。
20.根据权利要求17所述的系统，其中: 插管的内表面形成内部槽道；以及 光纤至少局部布置在该内部槽道中。
21.根据权利要求17所述的系统，其中:光纤通过粘接剂而与插管联接，该粘接剂有低光学指 数。
【文档编号】A61B17/32GK103813760SQ201280045996
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2012年9月10日 优先权日:2011年9月23日
【发明者】J·R·奥尔德, M·M·马丁, M·J·帕派克, R·T·史密斯, M·J·亚德洛斯基 申请人:爱尔康研究有限公司