[發(fā)明專利]用于控制光的光學性質的方法和設備

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380061309.5
• 申請日: 2013-09-24
• 公開（公告）號: CN104822308A
• 公開（公告）日: 2015-08-05
• 發(fā)明（設計）人: A·維澤;F·埃里斯曼;道格拉斯·里默爾;加斯頓·圖杜里
• 申請（專利權）人: 英弗伊蒂股份有限公司
• 主分類號: A61B1/07
• 分類號: A61B1/07
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 鄭霞

交叉引用

本申請是提交于2012年9月24日的美國臨時專利申請第61/705,027號(代理人案號40556-726.101)的非臨時申請并要求其權益；上述申請通過引用而全文并入于此。

背景技術

對目標區(qū)域照明以允許操作者更清晰地觀察目標區(qū)域可能是具有挑戰(zhàn)性的。由頭燈或壁掛式燈提供的外部光照需要不斷的調整，并且仍然可能在目標區(qū)域中投下不需要的陰影。此外，這些照明方法可能無法照明深居于表面之下的目標區(qū)域。可以將光纖耦合至工具以幫助照明目標區(qū)域，但光纖系統(tǒng)在傳輸光方面可能效率較低，并且由此造成的光損失顯著減少了遞送到目標區(qū)域的光量。通過提供強大的光源可以做出克服光傳輸的低效率的嘗試，但這可能導致過度發(fā)熱，并且在一些情況下這會導致起火。除了與提供對工作區(qū)域的充足照明相關聯的挑戰(zhàn)之外，照明系統(tǒng)必須能夠進入狹小的空間而不占據很大的體積——該體積本來是工具或操作者的手所需要的，或者除此之外是查看工作區(qū)域所需要的。照明裝置和系統(tǒng)還必須能夠與所使用的工具協(xié)同地相互作用并符合于在其中使用它們的空間。

因此，仍然需要高效地遞送光并提供優(yōu)質光以照明工作區(qū)域的改進的光照裝置和系統(tǒng)。這樣的光照裝置和系統(tǒng)優(yōu)選地具有小的輪廓，從而使它們可以容易地定位在工作區(qū)域中并符合于該區(qū)域，而不占據過多的空間。在優(yōu)選實施方式中，光照裝置和系統(tǒng)可以用于外科手術應用以照明術野(surgical?field)，并且它們可以與其他外科手術器械協(xié)同使用，所述外科手術器械諸如是保持組織遠離工作區(qū)域的牽開器，或者是從術野移除不需要的流體和碎片的吸棒。本文所描述的示例性實施方式將會實現這些目標中的至少一些目標。

發(fā)明內容

本發(fā)明總體上涉及用于照明區(qū)域的器械，并且優(yōu)選地可以涉及用于照明術野的器械。

在本發(fā)明的第一方面，一種用于照明術野的外科手術器械包括光波導，該光波導用于通過全內反射從所述光波導的近端向所述光波導的遠端傳輸光。所述光波導具有前表面和后表面。所述外科手術器械還具有安置于所述前表面和/或所述后表面上的一個或多個控制元件，所述一個或多個控制元件從所述光波導提取光并且獨立地控制所提取的光的兩個或更多個光學性質。所述控制元件可以是所述波導上的表面特征，并且因此在本說明書中還可以稱為表面特征。然而，這并不旨在限制，并且因此所述控制元件并不一定是表面特征。

所述光波導可以是非光纖光波導，并且可以由單一均質材料形成。所述一個或多個控制元件可以包括安置于所述前表面上的第一表面特征和安置于所述后表面上的第二表面特征。所述兩個或更多個光學性質可以包括第一光學性質和第二光學性質。所述第一光學性質可以包括第一方向或第一發(fā)散角(divergence?angle)，并且所述第二光學性質可以包括第二方向或第二發(fā)散角，并且所述第一表面特征在所述第一方向或所述第一發(fā)散角上控制所提取的光，并且所述第二表面特征在所述第二方向或所述第二發(fā)散角上控制所提取的光。所述一個或多個控制元件可以包括安置于所述前表面上的一個或多個前面控制元件，以及安置于所述后表面上的一個或多個后面控制元件。所述前面控制元件可以獨立于控制所述第二光學性質的所述一個或多個后面控制元件而控制所述第一光學性質。所述一個或多個控制元件中的至少一些控制元件可以同時控制所述第一光學性質和所述第二光學性質，并且它們可以安置于所述前表面上或后表面上或全部兩個表面上。所述第一控制元件可以不同于所述第二控制元件。所述一個或多個控制元件可以包括棱柱狀圖案、多個刻面(facet)，或者柱狀透鏡(lenticular?lens)。

所述棱柱狀圖案可以包括厚度、升起物和出射面，以及具有從所述升起物頂部延伸至所述出射面底部的深度的溝槽。溝槽深度可以小于所述光波導的厚度的1/3。所述溝槽深度沿著所述棱柱狀圖案可以是恒定的。所述光波導可以包括多個溝槽，并且所述多個溝槽可以符合于非球面等式。所述棱柱狀圖案可以具有小于1mm的節(jié)距，并且所述升起物可以具有0度到25度的升起物角度。所述出射面可以具有0度到25度的出射面角度。所述棱柱狀圖案可以正交于所述光波導的縱軸。

所述控制元件可以包括安置于所述前表面或所述后表面上的多個刻面。一個或多個控制元件可以包括柱狀透鏡，所述柱狀透鏡可以平行于所述光波導的所述縱軸。所述光波導的所述前表面可以基本上是平面的，并且所述后表面可以包括具有節(jié)距和半徑的凹形或凸形柱狀透鏡。所述節(jié)距和半徑可以控制通過透鏡并相對于所述光波導的所述縱軸提取的光的橫向發(fā)散。