ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУCROSS REFERENCE TO A RELATED APPLICATION
По настоящей заявке испрашивается приоритет на основании предварительной заявки на патент США № 61/483,224, поданной 6 мая 2011 года.This application claims priority based on provisional application for US patent No. 61 / 483,224, filed May 6, 2011.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND
Различные хирургические операции, называемые витреоретинальными операциями, обычно осуществляются в заднем отделе глаза. Витреоретинальные операции являются целесообразными для лечения многих тяжелых заболеваний заднего отдела глаза. Витреоретинальные операции позволяют лечить такие состояния, как возрастная макулярная дегенерация (ВМД), диабетическая ретинопатия и диабетическое кровоизлияние в стекловидное тело, разрыв сетчатки, отслойка сетчатки, эпиретинальная мембрана, ЦМВ ретинит и многие другие офтальмологические заболевания.Various surgeries, called vitreoretinal surgeries, are usually performed in the back of the eye. Vitreoretinal surgeries are appropriate for the treatment of many severe diseases of the posterior part of the eye. Vitreoretinal surgeries can treat conditions such as age-related macular degeneration (AMD), diabetic retinopathy and diabetic vitreous hemorrhage, retinal rupture, retinal detachment, epiretinal membrane, CMV retinitis and many other ophthalmic diseases.
Хирург осуществляет витреоретинальные операции с применением микроскопа и специальных линз, выполненных с возможностью обеспечивать четкое изображение заднего отдела глаза. Производятся несколько крошечных разрезов, всего лишь миллиметр длиной или около того, на склере в области плоской части ресничного тела. Хирург вводит микрохирургические инструменты через разрезы, такие как волоконно-оптический источник света, чтобы осветить глаз изнутри; инфузионную систему, чтобы поддерживать форму глаза во время хирургической операции; и инструменты, чтобы разрезать и удалять стекловидное тело глаза. Для каждого микрохирургического инструмента могут быть произведены отдельные разрезы при одновременном использовании множества инструментов.The surgeon performs vitreoretinal operations using a microscope and special lenses, made with the ability to provide a clear image of the posterior part of the eye. Several tiny incisions are made, only a millimeter long or so, on the sclera in the region of the flat part of the ciliary body. The surgeon inserts microsurgical instruments through incisions, such as a fiber optic light source, to illuminate the eye from the inside; infusion system to maintain eye shape during surgery; and tools to cut and remove the vitreous of the eye. Separate incisions can be made for each microsurgical instrument while using multiple instruments.
Во время таких хирургических операций важным является надлежащее освещение внутреннего пространства глаза. Обычно внутрь глаза вводится тонкое оптическое волокно для обеспечения освещения. Источник света такой, как галогенная лампа с вольфрамовой нитью накаливания или дуговая лампа высокого давления (металлогалогенная, ксеноновая), может быть использован, чтобы формировать свет, проводимый посредством оптического волокна внутрь глаза. Свет проходит через несколько оптических элементов (обычно линзы, зеркала и аттенюаторы) и передается к оптическому волокну, которое проводит свет внутрь глаза.During such surgeries, proper lighting of the inner space of the eye is important. Typically, a thin optical fiber is inserted inside the eye to provide illumination. A light source such as a halogen lamp with a tungsten filament or a high-pressure arc lamp (metal halide, xenon) can be used to form light conducted through an optical fiber into the eye. Light passes through several optical elements (usually lenses, mirrors, and attenuators) and is transmitted to an optical fiber that conducts light into the eye.
Как в случае большинства хирургических операций имеется преимущество в уменьшении количества и размера разрезов, требуемых для осуществления витреоретинальных операций. Разрезы только обычно делаются достаточно большими для того, чтобы соответствовать размеру микрохирургического инструмента, вводимого во внутреннее пространство глаза. Усилия, связанные с минимизацией размера разреза, обычно включают в себя уменьшение размера микрохирургического инструмента. В зависимости от размера используемого микрохирургического инструмента разрез может быть достаточно малым, чтобы сделать образующуюся в результате рану по существу самозаживляющейся, таким образом избавляя от необходимости проведения дополнительных манипуляций для закрытия разреза таких, как наложение швов. Сокращение количества разрезов может быть достигнуто посредством интегрирования различных микрохирургических инструментов. Например, оптическое волокно может быть встроено в рабочий конец микрохирургического инструмента. Это может избавить от необходимости осуществления отдельного разреза для осветителя и дает преимущество, состоящее в направлении светового пучка вместе с микрохирургическим инструментом на целевой участок через единое отверстие в склере. К сожалению по меньшей мере некоторые предшествующие попытки интегрирования осветительных оптических волокон с микрохирургическими инструментами привели в результате к уменьшению эффективности источника света, или иным образом неблагоприятно отразились на распределении света, излучаемого оптическим волокном.As with most surgeries, there is an advantage in reducing the number and size of incisions required for vitreoretinal surgery. Incisions are only usually made large enough to fit the size of a microsurgical instrument inserted into the interior of the eye. Efforts to minimize incision size typically include reducing the size of the microsurgical instrument. Depending on the size of the microsurgical instrument used, the incision may be small enough to make the resulting wound substantially self-healing, thereby eliminating the need for additional manipulations to close the incision such as suturing. Reducing the number of incisions can be achieved by integrating various microsurgical instruments. For example, an optical fiber may be integrated into the working end of a microsurgical instrument. This can eliminate the need for a separate cut for the illuminator and gives an advantage consisting in the direction of the light beam along with the microsurgical instrument to the target area through a single hole in the sclera. Unfortunately, at least some previous attempts to integrate illuminating optical fibers with microsurgical instruments have resulted in a decrease in the efficiency of the light source, or otherwise adversely affected the distribution of light emitted by the optical fiber.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
На Фиг. 1 представлено схематическое изображение приведенного в качестве примера микрохирургического инструмента, в котором используется приведенный в качестве примера интегрированный волоконно-оптический осветитель, который показан освещающим внутреннее пространство глаза;In FIG. 1 is a schematic illustration of an exemplary microsurgical instrument that uses an exemplary integrated fiber optic illuminator, which is shown to illuminate the interior of the eye;
На Фиг. 2 показан схематический вид с местным разрезом микрохирургического инструмента и интегрированного волоконно-оптического осветителя;In FIG. 2 shows a schematic view with a local section of a microsurgical instrument and an integrated fiber optic illuminator;
На Фиг. 3 показан схематический местный вид в разрезе дистального конца микрохирургического инструмента и интегрированного волоконно-оптического осветителя, показанного на Фиг. 2;In FIG. 3 shows a schematic sectional view of the distal end of a microsurgical instrument and the integrated fiber optic illuminator shown in FIG. 2;
На Фиг. 4 показан схематический местный вид в разрезе дистального конца волоконно-оптического осветителя, выполненного с возможностью включать в себя скошенную торцевую поверхность;In FIG. 4 shows a schematic sectional view of a distal end of a fiber optic illuminator configured to include a beveled end surface;
На Фиг. 5 показан схематический вид сверху волоконно-оптического осветителя, показанного на Фиг. 4;In FIG. 5 is a schematic top view of the fiber optic illuminator shown in FIG. four;
На Фиг. 6 показан схематический местный вид в разрезе волоконно-оптического осветителя, показанного на Фиг. 4, в котором используется по существу плоская скошенная торцевая поверхность;In FIG. 6 is a schematic sectional view of a fiber optic illuminator shown in FIG. 4, in which a substantially flat beveled end surface is used;
На Фиг. 7 показан местный вид в разрезе волоконно-оптического осветителя, показанного на Фиг. 4, в котором используется в целом выпуклая скошенная торцевая поверхность;In FIG. 7 shows a partial sectional view of the fiber optic illuminator shown in FIG. 4, in which a generally convex beveled end surface is used;
На Фиг. 8 показан местный вид в разрезе волоконно-оптического осветителя, показанного на Фиг. 4, в котором используется в общем вогнутая скошенная торцевая поверхность;In FIG. 8 is a fragmentary sectional view of the optical fiber illuminator shown in FIG. 4, in which a generally concave beveled end surface is used;
На Фиг. 9 показан схематический вид частично в разрезе дистального конца волоконно-оптического осветителя со скошенной торцевой поверхностью, расположенной таким образом, что она обращена в общем в противоположную сторону от микрохирургического инструмента;In FIG. 9 is a schematic partial cross-sectional view of a distal end of a fiber optic illuminator with a beveled end surface arranged so that it faces generally in the opposite direction from the microsurgical instrument;
На Фиг. 10 показан схематический вид с торца волоконно-оптического осветителя, имеющего альтернативную конфигурацию, в котором используется множество оптических волокон;In FIG. 10 is a schematic end view of an optical fiber illuminator having an alternative configuration using a plurality of optical fibers;
На Фиг. 11 показан схематический местный вид в разрезе волоконно-оптического осветителя, показанного на Фиг. 10;In FIG. 11 is a schematic sectional view of a fiber optic illuminator shown in FIG. 10;
На Фиг. 12 показан схематический вид торца волоконно-оптического осветителя, имеющего альтернативную конфигурацию, в котором используется множество оптических волокон; иIn FIG. 12 is a schematic end view of an optical fiber illuminator having an alternative configuration using a plurality of optical fibers; and
На Фиг. 13 показан схематический местный вид в разрезе волоконно-оптического осветителя, показанного на Фиг. 12.In FIG. 13 is a schematic sectional view of a fiber optic illuminator shown in FIG. 12.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Теперь обратимся к нижеследующему описанию и чертежам, где будут подробно описаны иллюстративные подходы к раскрытым системам и способам. Хотя на чертежах представлены некоторые возможные подходы, чертежи необязательно выполнены в масштабе, и некоторые признаки могут быть преувеличены, удалены или показаны с местным разрезом, чтобы лучше проиллюстрировать и объяснить настоящее описание изобретения. Кроме того, описание, приведенное в настоящей заявке, не подразумевает того, чтобы быть исчерпывающим, иным образом ограничивать или сводить формулу изобретения к конкретным формам и конфигурациям, показанным на чертежах и раскрытым в нижеследующем подробном описании изобретения.Now turn to the following description and drawings, which will be described in detail illustrative approaches to the disclosed systems and methods. Although some possible approaches are shown in the drawings, the drawings are not necessarily drawn to scale, and some features may be exaggerated, deleted, or shown in local section to better illustrate and explain the present description of the invention. In addition, the description given in this application does not mean to be exhaustive, otherwise limit or reduce the claims to the specific forms and configurations shown in the drawings and disclosed in the following detailed description of the invention.
На Фиг. 1 проиллюстрирована анатомия глаза 20, который включает в себя роговицу 22, радужную оболочку 24, зрачок 26, хрусталик 28, капсулу 30 хрусталика, ресничный поясок 32, ресничное тело 34, склеру 36, область стекловидного тела 38, сетчатку 40, макулу 42 и зрительный нерв 44. Роговица 22 является прозрачной, куполообразной структурой на поверхности глаза 20, которая выполняет функцию окна, пропуская свет внутрь глаза. Радужная оболочка 24, которая соответствует окрашенной части глаза, является мышцей 26, формирующей отверстие зрачка, которая расслабляется и сокращается, чтобы управлять количеством света, поступающего в глаз 20. Зрачок 26 является круглым центральным отверстием в радужной оболочке 24. Хрусталик 28 является структурой внутри глаза 20, которая помогает фокусировать свет на сетчатку 40. Капсула 30 хрусталика является эластичным мешком, который заключает в себе хрусталик 28, помогая управлять формой хрусталика 28, когда глаз фокусируется на объектах, находящихся на различных расстояниях. Ресничный поясок 32 хрусталика глаза представляет собой тонкие связки, которые закрепляют капсулу 30 хрусталика во внутреннем пространстве глаза 20, удерживая хрусталик 28 на месте. Ресничное тело 34 является мышечной областью, прикрепленной к хрусталику 28, которая сокращается и расслабляется, чтобы управлять размером хрусталика для фокусирования. Склера 36 является плотным внешним слоем глаза 20, который поддерживает форму глаза. Область стекловидного тела 38 является большой, заполненной желеобразным веществом областью, расположенной в заднем отделе глаза 20, которая помогает задавать кривизну глаза. Сетчатка 40 является светочувствительным нервным слоем в заднем отделе глаза 20, который воспринимает свет и преобразовывает его в электрические потенциалы, передаваемые в головной мозг. Макула 42 является областью в задней части глаза 20, которая включает в себя рецепторы для выявления мелких деталей в рассматриваемом изображении. Зрительный нерв 44 проводит электрические потенциалы от глаза 20 в головной мозг.In FIG. 1 illustrates the anatomy of the eye 20, which includes the cornea 22, the iris 24, the pupil 26, the lens 28, the lens capsule 30, the ciliary girdle 32, the ciliary body 34, the sclera 36, the vitreous region 38, the retina 40, the macula 42, and the visual nerve 44. The cornea 22 is a transparent, dome-shaped structure on the surface of the eye 20, which serves as a window, passing light into the eye. The iris 24, which corresponds to the colored part of the eye, is the muscle 26 forming the opening of the pupil, which relaxes and contracts to control the amount of light entering the eye 20. The pupil 26 is a circular central opening in the iris 24. The lens 28 is a structure inside the eye 20, which helps to focus light on the retina 40. The lens capsule 30 is an elastic bag that encloses the lens 28, helping to control the shape of the lens 28 when the eye focuses on objects located at different distances. The ciliary girdle 32 of the lens of the eye is a thin ligament that secures the capsule 30 of the lens in the inner space of the eye 20, holding the lens 28 in place. The ciliary body 34 is a muscle region attached to the lens 28, which contracts and relaxes to control the size of the lens for focusing. The sclera 36 is a dense outer layer of the eye 20 that maintains the shape of the eye. The vitreous region 38 is a large, jelly-filled region located in the posterior region of the eye 20, which helps define the curvature of the eye. The retina 40 is a photosensitive nerve layer in the posterior region of the eye 20, which senses the light and converts it into electrical potentials transmitted to the brain. Macula 42 is the area at the back of the eye 20 that includes receptors for detecting fine details in the image in question. The optic nerve 44 conducts electrical potentials from the eye 20 to the brain.
Обращаясь вновь к Фиг. 1, различные микрохирургические инструменты 46 могут быть введены через склеру 36 в область стекловидного тела 38 при выполнении офтальмологической хирургической операции, такой как витреоретинальная операция. Для целей настоящего описания изобретения микрохирургический инструмент 46 относится к любому инструменту, размер которого позволяет вводить его через разрез, выполненному с возможностью осуществлять механическое или электромагнитное воздействие на ткани глаза. Эти инструменты могут включать в себя множество хирургических инструментов таких, как, например, зонд 48 для витрэктомии, инфузионная канюля 50 и аспирационный зонд 51. Микрохирургический инструмент 46 может включать в себя интегрированный волоконно-оптический осветитель 52 для освещения внутреннего пространства глаза 20.Referring again to FIG. 1, various
Как показано на Фиг. 2, зонд 48 может быть оптически соединен с осветителем 54 для обеспечения света, который может использоваться, чтобы осветить область стекловидного тела 38 глаза 20 при различных внутриглазных операциях, таких как витреоретинальная операция. Свет, обеспечиваемый осветителем 54, может быть проведен к внутренней области глаза посредством оптического волокна 56. Оптическое волокно 56 может включать в себя волоконно-оптический разъем 58 для оптического соединения проксимального конца 60 оптического волокна 56 с осветителем 54. Волоконно-оптический разъем 58 может быть выполнен с возможностью съемно соединяться с соответственно выполненным оптическим разъемом осветителя, функционально связанным с осветителем 54.As shown in FIG. 2, the probe 48 may be optically coupled to a
Обращаясь вновь к Фиг. 2, оптическое волокно 56 может иметь любую из разнообразных конфигураций. В приведенной в качестве примера конфигурации, показанной на Фиг. 2, оптическое волокно 56 включает в себя оптически проводящий сердечник 62 оптического волокна, окруженный образующим оболочку материалом 64, имеющим низкий индекс преломления по отношению к сердечнику 62. Сердечник 62 оптического волокна может быть изготовлен из различных материалов, включающих в себя, стекло и пластмассу, но не ограничивающихся ими. Оптическое волокно 56 может также включать в себя дополнительные слои, в зависимости от потребностей конкретного практического применения. Например, оптическое волокно 56 может включать в себя буферный материал, покрывающий образующий оболочку материал 64, а также внешнюю защитную оболочку для защиты внутренних компонентов кабеля от повреждения. Дистальный конец 66 оптического волокна 56 может включать в себя отверстие 68 для излучения света 70, обеспечиваемый осветителем 54.Referring again to FIG. 2, the
Обращаясь вновь к Фиг. 2, в осветителе 54 может использоваться источник 72 света для формирования света с конкретной величиной светового потока и хроматичностью. Свет может излучаться в пределах относительно широкого или относительно узкого диапазона длин волн в зависимости от типа используемого источника света. В источнике 72 света могут использоваться различные технологии формирования света, включающие в себя, но не ограничивающиеся, источники света на основе ламп, таких как галогенные лампы накаливания с вольфрамовой нитью и дуговые лампы высокого давления (металлогалогенные и ксеноновые). Светоизлучающие диоды (светодиоды) можно также использовать в качестве источника 72 света. Лазеры могут быть также использованы в качестве источника 72 света. Лазеры обычно способны формировать свет, имеющий относительно высокую степень когерентности по сравнению с другими источниками света, такими как источники света на основе светодиодов и ламп. Высокая когерентность позволяет излучаемому свету быть сфокусированным до меньшего размера пятна для более эффективного прохождения к оптическому волокну 56. Способность фокусировать излучаемый свет до небольшого размера пятна может сделать возможным использование меньшего размера оптических волокон, таких как относящихся к наноразмерной оптике; волокон, которые могут, в свою очередь, ограничить размер разреза, требуемого для введения микрохирургического инструмента 46 внутрь глаза 20. Наноразмерные оптические волокна обычно имеют диаметр (или другой параметр, соответствующий наибольшему размеру поперечного сечения) менее чем 100 микронов.Referring again to FIG. 2, a
Вследствие малого размера наноразмерных оптических волокон может быть возможным интегрировать волоконно-оптический осветитель 52 с другим хирургическим инструментом, таким как микрохирургический инструмент 46, чтобы сократить количество хирургических разрезов, требуемых для введения хирургических инструментов во время витреоретинальных операций. С повторной ссылкой на Фиг. 2 микрохирургический инструмент 46 может соответственным образом соединяться с сервисным источником 72, например, посредством канала 74. Сервисный источник 72 может быть выполнен с возможностью обеспечения различных вспомогательных функций, используемых в связи с работой микрохирургического инструмента 46. Например, сервисный источник 72 может обеспечивать давление и/или вакуум для осуществления работы микрохирургического инструмента 46. Вакуум может также обеспечиваться для аспирации текучих сред и материалов из внутреннего пространства глаза 20. Сервисный источник 72 может обеспечивать источник текучих сред, используемых при хирургической операции.Due to the small size of the nanoscale optical fibers, it may be possible to integrate the
Микрохирургический инструмент 46 может иметь различные конфигурации в зависимости от осуществляемой хирургической операции. Например, некоторые офтальмологические хирургические операции могут потребовать разрезания и/или удаления стекловидного тела 38, которое является прозрачным желеобразным материалом, заполняющим задний отдел глаза 20. Зонд 48 для витрэктомии может использоваться, чтобы резецировать и удалять стекловидное тело. В одной приведенной в качестве примера конфигурации, зонд 48 для витрэктомии может включать в себя полый внешний разрезающий элемент, полый внутренний разрезающий элемент, расположенный коаксиально с полым внешним разрезающим элементом и подвижно размещенный внутри него, и порт, протягивающийся радиально через внешний разрезающий элемент вблизи дистального его конца 76. Стекловидное тело 38 аспирируется в открытый порт, и внутренний элемент приводится в действие, чтобы закрыть порт и разобщить стекловидное вещество, которое может при этом аспирироваться из канала 74. Механизм для приведения в действие полого внутреннего элемента может быть заключен в пределах корпуса 78, который может также функционировать как рукоятка для осуществления захвата микрохирургического инструмента 46. Микрохирургический инструмент 46 может также быть выполнен как инфузионная канюля 50 для подачи текучей среды во внутреннее пространство глаза 20. Текучая среда может подаваться в инфузионную канюлю 50 посредством канала 74. Канал 74 может также использоваться для соединения микрохирургического инструмента 46 с источником вакуума, например, при выполнении микрохирургического инструмента 46 как аспирационного зонда 51.
Как показано Фиг. 3, в некоторых случаях обычно желательно, чтобы световой пучок 70, излучаемый волоконно-оптическим осветителем 52, имел относительно широкое угловое распределение, чтобы сделать возможным освещение соответствующего широкого операционного поля внутри глаза 20. Однако часть светового пучка 70, излучаемого оптическим волокном, может быть либо поглощена, или отражена от прилегающей наружной поверхности 80 микрохирургического инструмента 46, в зависимости от расположения дистального конца 66 оптического волокна 56 по отношению к дистальному концу 76 микрохирургического инструмента 46. В общем случае дистальный конец 66 оптического волокна расположен между дистальной оконечностью и проксимальным концом микрохирургического инструмента 46. Не всегда может быть желательным, однако, располагать дистальный конец 66 оптического волокна 56 близко концу 76 микрохирургического инструмента 46. Расположение дистального конца 66 оптического волокна 56 на расстоянии "D" от дистального конца 76 микрохирургического инструмента 46 может, однако, негативно сказаться на эффективности волоконно-оптического осветителя 52, конкретно, в случаях когда значительная часть излучаемого света поглощается наружной поверхностью 80 микрохирургического инструмента 46.As shown in FIG. 3, in some cases it is usually desirable that the
Как показано на Фиг. 4 и 5, чтобы способствовать исключению помехи со стороны дистальной оконечности микрохирургического инструмента 46 распространению светового пучка 70, излучаемого оптическим волокном 56, дистальный конец 66 может быть снабжен скошенной торцевой поверхностью 82, расположенной под косым углом относительно оптической оси 84 оптического волокна 56. В контексте настоящего описания изобретения «скошенная торцевая поверхность» не должна строго относиться к плоской скошенной поверхности, а скорее может включать в себя любую конфигурацию, в которой наиболее дистальная торцевая поверхность выполнена таким образом, что нормаль к поверхности, то есть ось, перпендикулярная поверхности, отклонена в одну сторону от оптической оси 84 в пределах большей части торцевой поверхности, делая наиболее дистальную торцевую поверхность асимметричной по отношению к оптической оси. Как видно, например, на Фиг. 4, скошенная торцевая поверхность 82 разделена пополам оптической осью 84. Когда говорится о том, что скошенная торцевая поверхность 82 «направлена» или «ориентирована» в некотором направлении, это относится к стороне относительно оптической оси 84, в которую асимметрично отклонена скошенная торцевая поверхность 82. Наклонение торцевой поверхности 82 относительно оптической оси 84 в целом приводит к тому, что световой пучок 70 достигает скошенной торцевой поверхности 82 под косым углом падения относительно нормали к поверхности в точке падения. Переход между двумя различными показателями преломления заставляет свет преломляться при его прохождении границы раздела сред между оптическим волокном 56 и областью стекловидного тела 38 глаза 20, таким образом отклоняя траекторию 86 распространения светового пучка 70 в сторону от оптической оси 84 оптического волокна 56. Величина преломления может быть приближенно вычислена, используя закон Снеллиуса, который состоит в следующем:As shown in FIG. 4 and 5, in order to prevent interference from the distal end of the
n1*Sin(θ1)=n2*Sin(θ2),n1 * Sin (θ1 ) = n2 * Sin (θ2 ),
где:Where:
n1 - показатель преломления сердечника 62 оптического волокна;n1 is the refractive index of the
n2 - показатель преломления области стекловидного тела 38;n2 is the refractive index of the vitreous region 38;
θ1 - угол распространения светового пучка 70 в пределах сердечника 62 оптического волокна;θ1 is the angle of propagation of the
θ2 - угол распространения светового пучка 70 в пределах области стекловидного тела 38;θ2 is the angle of propagation of the
где и θ1 и θ2 измерены относительно нормали к скошенной торцевой поверхности 82.where both θ1 and θ2 are measured relative to the normal to the
Поскольку индекс преломления области стекловидного тела ниже, чем индекс преломления сердечника оптического волокна, световой пучок 70 будет иметь тенденцию преломляться в сторону от нормали к скошенной торцевой поверхности 82, то есть θ2>θ1. Угловое распределение лучей в световом пучке 70 при прохождении лучей через оптическое волокно 56 будет, таким образом, создавать угловое распределение в излучаемом световом пучке 70, которое будет предпочтительно отклонено в сторону от оптической оси 84 оптического волокна 56.Since the refractive index of the vitreous region is lower than the refractive index of the core of the optical fiber, the
Хотя скошенная торцевая поверхность 82 проиллюстрирована на оптическом волокне 56, имеющем одинаковый диаметр, на оптическом волокне может также использоваться скошенная торцевая поверхность 82 с сужающимся дистальным концом, который сужается до меньшей ширины по пути следования оптического волокна, который может включать в себя изогнутые или прямые сегменты по мере того, как оптическое волокно продолжается к дистальному концу. В конкретных вариантах выполнения сужающегося дистального конца может также быть удалена оболочка. Сужающийся дистальный конец обеспечивает более широкое угловое распределение, которое может благоприятно быть объединено с отклонением, производимым скошенной торцевой поверхностью 82, для получения более широкого светового пучка от оптического волокна, избирательно направленного в конкретном направлении вокруг оконечности хирургического инструмента.Although the
Отклонение светового пучка 70 относительно микрохирургического инструмента 46 по меньшей мере частично зависит от ориентации скошенной торцевой поверхности 82 относительно микрохирургического инструмента 46. Например, ориентирование скошенной торцевой поверхности 82 по направлению к микрохирургическому инструменту 46, так как показано на Фиг. 4, имеет тенденцию отклонять траекторию 86 распространения светового пучка в сторону от микрохирургического инструмента 46. С другой стороны, ориентирование скошенной торцевой поверхности 82 в направлении, противоположном от микрохирургического инструмента 46, так как показано на Фиг. 9, имеет тенденцию отклонять траекторию 86 распространения светового пучка 70 в сторону микрохирургического инструмента 46. Со ссылкой на Фиг. 9 показан волоконно-оптический осветитель 52 со скошенной торцевой поверхностью 82, ориентированной таким образом, чтобы быть направленной в целом в противоположную сторону от микрохирургического инструмента 46. Такая конфигурация обычно приводит к отклонению траектории 86 распространения светового пучка 70 по направлению к микрохирургическому инструменту 46. Таким образом, эта конфигурация скорее увеличивает, чем уменьшает количество света, отражаемого от микрохирургического инструмента 46. Более широкое рассеяние света, излучаемого оптическим волокном, может быть получено посредством усиления отражательной способности наружной поверхности 80 микрохирургического инструмента 46. Свет, излучаемый оптическим волокном 56, может быть отражен от поверхности 80 микрохирургического инструмента 46 для обеспечения более широкого распределения света в пределах внутреннего пространства глаза 20.The deviation of the
На Фиг. 6-8 показаны местные виды с разрезом, выполненным через скошенную торцевую поверхность 82 (см. Фиг. 4) вдоль перспективы, в целом параллельной торцевой поверхности 82. Скошенная торцевая поверхность 82 может включать в себя множество контуров поверхности. Например, на Фиг. 6 показана скошенная торцевая поверхность 82, выполненная с возможностью включать в себя плоскую поверхность. Скошенная торцевая поверхность 82 может альтернативно быть выполненной с возможностью включать в себя в целом выпуклый контур поверхности, такой как показан на Фиг. 7. Скошенная торцевая поверхность 82 может также иметь в целом вогнутую конфигурацию, как показано на Фиг. 8. Это всего лишь несколько примеров различных контуров поверхности, которые могут быть использованы со скошенной торцевой поверхностью 82. На практике другие контуры также могут быть использованы для совместного выполнения конструкционных и эксплуатационных требований конкретного практического применения.In FIG. 6-8 show local views with a section through the beveled end surface 82 (see FIG. 4) along a perspective generally parallel to the
Как показано на Фиг. 10-13, волоконно-оптический осветитель 52 может быть выполнен с возможностью включать в себя множество сгруппированных оптических волокон 56, окружающих дистальный конец микрохирургического инструмента 46. На Фиг. 10 показано приведенное в качестве примера расположение, включающее в себя четыре оптических волокна 56, сгруппированные вместе. Каждое оптическое волокно может включать в себя скошенную торцевую поверхность 82 для избирательного управления траекторией распространения излучаемого света. В приведенном в качестве примера расположении, проиллюстрированном на Фиг. 10 и 11, скошенные торцевые поверхности 82 оптических волокон 56, расположенных в противоположных углах группы оптических волокон кабеля, показаны ориентированными таким образом, чтобы в целом быть обращенными друг к другу. Это конкретное расположение имеет тенденцию увеличивать рассеяние излучаемого света посредством отклонения траектории 86 распространения светового пучка 70 кнаружи от центральной оси 88 группы оптических волокон.As shown in FIG. 10-13, the
На Фиг. 12 и 13 показана приведенная в качестве примера группа оптических волокон, включающая в себя семь оптических волокон 56. Оптические волокна показаны расположенными в целом в гексагональной конфигурации с шестью оптическими волокнами, размещенными вокруг центрального оптического волокна. Каждое из внешних оптических волокон 56 может включать в себя скошенную торцевую поверхность 82 для избирательного управления траекторией распространения излучаемого света. Единственное центральное оптическое волокно 56 в этой приведенной в качестве примера конфигурации не включает в себя скошенную торцевую поверхность. Скошенные торцевые поверхности 82 внешних оптических волокон 56 могут быть ориентированы таким образом, чтобы в целом быть направленными радиально внутрь к центру группы оптических волокон. Это конкретное расположение имеет тенденцию увеличивать рассеяние света, излучаемого внешними оптическими волокнами, посредством отклонения траектории 86 распространения светового пучка 70 кнаружи от центра группы оптических волокон.In FIG. 12 and 13 show an exemplary group of optical fibers including seven
Дистальный конец всей группы оптических волокон размещен вблизи дистальной оконечности микрохирургического инструмента 46. Центральный волоконно-оптический кабель и/или оптические волокна, которые расположены на большем удалении от дистальной оконечности микрохирургического инструмента 46, могут иметь плоскую поверхность таким образом, чтобы траектория распространения света, излучаемого центральным оптическим волокном, имела тенденцию совпадать с оптической осью оптического волокна. В таких вариантах выполнения свет, излучаемый центральным оптическим волокном 56, может заполнять неосвещенное пространство, которое может образовываться между световыми лучами, излучаемыми окружающими внешними оптическими волокнами 56, при этом сохраняя возможность уменьшения общего количества отражаемого света от дистальной оконечности микрохирургического инструмента 46 посредством ориентации ближайших оптических волокон 56. Например, если дистальная оконечность микрохирургического инструмента 46 является отражающей, тогда описанная ориентация скошенных торцевых поверхностей 82 может преимущественно обеспечить дополнительное освещение посредством отражения, как ранее проиллюстрировано на Фиг. 9. В качестве альтернативы, в случае неотражающей оконечности микрохирургического инструмента 46, скошенные торцевые поверхности 82 могут быть повернуты в обратную сторону, чтобы быть направленными в сторону дистальной оконечности микрохирургического инструмента 46, предпочтительно отклоняя световые лучи от дистальной оконечности микрохирургического инструмента 46, как показано на Фиг. 4. В еще одном альтернативном варианте выполнения оптические волокна 56 могут быть размещены в сходной с показанной на Фиг. 10-13 конфигурации, но сосредоточены вокруг дистальной оконечности микрохирургического инструмента 56 таким образом, чтобы создать освещение от множества оптических волокон 56 вокруг микрохирургического инструмента 56.The distal end of the entire group of optical fibers is located near the distal end of the
Следует учитывать, что приведенная в качестве примера хирургическая система освещения, описанная в настоящем описании изобретения, имеет широкое практическое применение. Вышеописанные конфигурации были выбраны и описаны для иллюстрации принципов осуществления способов и принципов устройств, а также некоторых областей практического применения. Вышеприведенное описание позволяет другим специалистам в данной области техники использовать способы и устройства в различных конфигурациях и с различными модификациями, какие являются пригодными для конкретного предполагаемого применения. В соответствии с положениями патентных законодательств принципы и режимы работы раскрытой хирургической системы освещения были объяснены и проиллюстрированные в приведенных в качестве примера конфигурациях.It should be borne in mind that the exemplary surgical lighting system described in the present description of the invention has wide practical application. The above configurations were selected and described to illustrate the principles of the implementation of the methods and principles of the devices, as well as some areas of practical application. The above description allows other specialists in the art to use the methods and devices in various configurations and with various modifications that are suitable for the particular intended application. In accordance with the provisions of patent laws, the principles and operating modes of the disclosed surgical lighting system have been explained and illustrated in exemplary configurations.
Подразумевается, что объем охватываемых технических реализаций способов и устройств настоящего изобретения определен приведенной ниже формулой изобретения. Однако следует понимать, что раскрытая хирургическая система освещения может быть реализована на практике иным образом, чем конкретно объяснено и проиллюстрировано, не отступая от объема охватываемых технических реализаций. Специалист в данной области техники должен понимать, что различные альтернативы конфигурации, описанной в настоящем описании изобретения, могут быть использованы при практическом осуществлении формулы изобретения, не отступая от объема притязаний, определяемого в нижеприведенной формуле изобретения. Объем охватываемых технических реализаций раскрытой хирургической системы освещения должен быть определен не на основании вышеприведенного описания, а на основании приложенной формулы изобретения наряду с полным объемом эквивалентов, на которые формула изобретения дает право. Предполагается и подразумевается, что будут осуществлены последующие разработки в области техники, рассматриваемой в настоящем описании изобретения, и что раскрытые системы и способы будут включены в такие будущие примеры. Кроме того, подразумевается, что все термины, используемые в формуле изобретения, представлены в их наиболее широкоупотребительных обоснованных конструкциях и в их обычном значении, понимаемом специалистами в данной области техники, если в настоящем описании изобретения явным образом не указано иное. Конкретно, формы единственного числа должны быть истолкованы как обозначающие один или более указанных элементов, если в формуле изобретения явным образом не указано иное. Подразумевается, что приведенная ниже формула изобретения определяет объем охватываемых технических реализаций устройства и что она охватывает способ и устройство в рамках объема представленной формулы изобретения и их эквиваленты. В целом, следует понимать, что устройство выполнено с возможностью модификации и видоизменения и ограничено лишь приведенной ниже формулой изобретения.It is understood that the scope of the technical implementations of the methods and devices of the present invention is defined by the following claims. However, it should be understood that the disclosed surgical lighting system can be implemented in practice in a different way than specifically explained and illustrated, without departing from the scope of the technical implementations covered. One skilled in the art should understand that various alternatives to the configuration described in the present description of the invention can be used in the practice of the claims without departing from the scope of the claims defined in the following claims. The scope of the technical implementations of the disclosed surgical lighting system should not be determined on the basis of the above description, but on the basis of the attached claims along with the full scope of equivalents to which the claims give the right. It is assumed and implied that further developments will be made in the technical field discussed in the present description of the invention, and that the disclosed systems and methods will be included in such future examples. In addition, it is understood that all terms used in the claims are presented in their most widely used well-grounded constructions and in their usual meaning, understood by specialists in this field of technology, unless otherwise expressly indicated in the present description of the invention. Specifically, the singular forms shall be construed to mean one or more of these elements, unless expressly stated otherwise in the claims. It is understood that the following claims determine the scope of the technical implementations of the device and that it covers the method and device within the scope of the claims and their equivalents. In General, it should be understood that the device is made with the possibility of modification and modification and is limited only by the following claims.
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201161483224P | 2011-05-06 | 2011-05-06 | |
US61/483,224 | 2011-05-06 | ||
PCT/US2012/035774WO2012154435A1 (en) | 2011-05-06 | 2012-04-30 | Illuminated microsurgical instrument including optical fiber with beveled end face |
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013154116A RU2013154116A (en) | 2015-06-20 |
RU2575051C2true RU2575051C2 (en) | 2016-02-10 |
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2130762C1 (en)* | 1997-12-10 | 1999-05-27 | Федоров Святослав Николаевич | Device for performing ophthalmosurgical operations |
US6366726B1 (en)* | 1995-11-20 | 2002-04-02 | Cirrex Corp. | Fiber optic probes for indwelling investigations |
WO2003045290A1 (en)* | 2001-11-21 | 2003-06-05 | Iscience Corporation | Ophthalmic microsurgical system |
US20090221991A1 (en)* | 2005-03-21 | 2009-09-03 | Lieponis Jonas V | Multi-Purpose Surgical Instrument With Removable Component |
US20110125139A1 (en)* | 2007-10-04 | 2011-05-26 | Auld Jack R | Multi-fiber flexible surgical probe |
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6366726B1 (en)* | 1995-11-20 | 2002-04-02 | Cirrex Corp. | Fiber optic probes for indwelling investigations |
RU2130762C1 (en)* | 1997-12-10 | 1999-05-27 | Федоров Святослав Николаевич | Device for performing ophthalmosurgical operations |
WO2003045290A1 (en)* | 2001-11-21 | 2003-06-05 | Iscience Corporation | Ophthalmic microsurgical system |
US20090221991A1 (en)* | 2005-03-21 | 2009-09-03 | Lieponis Jonas V | Multi-Purpose Surgical Instrument With Removable Component |
US20110125139A1 (en)* | 2007-10-04 | 2011-05-26 | Auld Jack R | Multi-fiber flexible surgical probe |
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6189916B2 (en) | Illuminated microsurgical instrument including an optical fiber having an oblique end face | |
AU2012253984A1 (en) | Illuminated microsurgical instrument including optical fiber with beveled end face | |
CN103347457B (en) | Be transmitted into the white coherent laser for surgical light in nanofiber | |
AU2011289406B2 (en) | Dual-mode illumination for surgical instrument | |
US9510847B2 (en) | Targeted illumination for surgical instrument | |
US8488930B2 (en) | Wavelength converting illumination probe | |
CN102893083B (en) | Apparatus for enhancing brightness of wavelength converting element | |
RU2575051C2 (en) | Illuminated microsurgical instrument comprising oblique optical fibre |