用于眼科外科照明的具有近端渐缩部的光纤制造技术

技术编号:18461570 阅读:48 留言:0更新日期:2018-07-18 13:51
眼科照明系统可以包括光纤,该光纤被配置成传输由光源输出且由聚光器聚焦的光束。该光纤可以包括近端部、远端部、和中心部。该近端部可以被配置成接收由该聚光器聚焦的光束。该远端部可以被配置成发射该光束以照亮术野。该中心部可以在该近端部与该远端部之间延伸。该近端部的芯直径可以大于该中心部和该远端部的芯直径。眼科照明方法可以包括使用聚光器将由光源发射的光束聚焦到光纤的近端部上。该方法还可以包括使用该光纤将该光束传输到术野。

Optical fiber with near shrinking parts for ophthalmic surgery illumination

An ophthalmic illumination system can include an optical fiber configured to transmit light beams focused by a light source and focused by a concentrator. The optical fiber may include a near end, a distal part, and a central part. The proximal end can be configured to receive beams focused by the concentrator. The distal part can be configured to emit the light beam to illuminate the operative field. The center part can extend between the proximal end and the distal part. The core diameter of the proximal end can be larger than the core diameter of the center part and the distal part. The ophthalmic illumination method can include concentrating the beam emitted by the light source to the near end of the optical fiber. The method can also include transmitting the beam to the field by using the optical fiber.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于眼科外科照明的具有近端渐缩部的光纤
在此披露的实施例可以与眼科照明系统有关。更确切地,在此描述的实施例可以涉及使用具有渐缩近端部的光纤在眼科手术期间照亮术野,如患者的眼睛。渐缩近端部可以允许光纤有效地接收未对准的光束。
技术介绍
眼科显微外科手术需要精确切割和/或去除患者眼睛的不同身体组织。在手术期间,眼科照明设备可以为术野提供光。使用者(如外科医生或其他医学专业人士)可以将设备插入眼睛中以照亮眼睛内部。光源和其他照明光学器件(如准直器和聚光器)将光束引导朝向照明设备的光纤。在照明光学器件的组装期间,生产商可以尝试优化光束的与将光束耦合进光纤中相关联的各个参数。例如,耦合效率可以是将光束耦合进光纤中的描述。高耦合效率可以使得相对较大量的来自光源的未失真光经由光纤传输到术野。低耦合效率可以导致较少的光被传输到术野,并且光以不希望的角度轮廓被传输。一种在生产期间改进耦合效率的方式包括精确地对准照明光学器件部件(例如,准直器、聚光器、光纤等)并且然后将部件固定,这样使得它们随后不会变为未对准的。例如,在将聚光器和光纤对准后,会聚光束的束斑可以在光纤近端处居于中心。然而,任何成角度的或侧向的未对准都可以造成光耦合效率损失。耦合进光纤的效率对甚至很小的进入聚光器和/或其他部件的光束未对准都可以是敏感的。未对准可以由不同来源产生。在使用期间的温度变化可以导致进入聚光器的准直光束未对准。例如,照明光学器件周围的环境非典型地暖或冷,导致部件出现热致膨胀或压缩。在使用照明光学器件期间的振动也可以导致未对准。照明光学器件易受机械冲击的影响,如在运输期间掉落或接触到重型设备。这些误差来源可以通过纳入其他光学部件(如折叠镜和分束器)而恶化。温度变化、振动、和/或冲击可以使得照明光学器件和它们反射的光束变为未对准的。此外,在照明光学器件的寿命期间,基于粘合剂的或基于机械的安装的缓慢潜变可以使得照明光学器件和它们反射的光束变为未对准的。在一些照明光学器件组件中,即使小至大约0.01°的角度未对准都可以使得通过光纤传输的光的量显著下降。由于对未对准的敏感度相对较高,在所有温度和操作条件下维持高的光纤耦合效率持续照明光学器件组件的寿命可以是重要的。包括通过移动聚光器和/或其他光学部件而感测并主动校正光纤耦合效率损失的装置的组件可以解决一些问题。然而,由于其高复杂性和成本,这样的耦合效率传感器和主动反馈光学对准系统难以按成本有效方式来设计和实施。因此,仍需要通过解决上文讨论的需求中的一者或多者来适应光束的未对准同时维持高耦合效率的改进的设备、系统和方法。
技术实现思路
所提出的解决方案通过降低眼科照明系统对光束未对准的敏感度的独特解决方案而填补了未满足的医疗需求。眼科照明系统可以包括具有渐缩近端部的光纤。渐缩近端部可以具有比光纤的更远端部大的芯直径。渐缩近端部可以通过将甚至未对准的光有效地耦合进光纤中而充当漏斗。其结果是,眼科照明系统可以对未对准较不敏感。眼科照明系统还可以包括聚光器,所述聚光器被配置成基于渐缩近端部的较大的芯直径引导会聚光束朝向光纤。与一些实施例一致,可以提供眼科照明装置。装置可以包括光纤,所述光纤被配置成传输由光源输出且由聚光器聚焦的光束。光纤可以包括近端部、远端部、以及中心部,所述近端部被配置成接收由聚光器聚焦的光束,所述远端部被配置成发射光束以照亮术野,所述中心部在近端部与远端部之间延伸。近端部的芯直径可以大于中心部的芯直径和远端部的芯直径。与一些实施例一致,可以提供眼科照明方法。方法可以包括使用聚光器将由光源发射的光束聚焦到光纤的近端部上。光纤可以包括近端部、远端部、以及在近端部与远端部之间延伸的中心部。近端部的芯直径可以大于中心部的芯直径和远端部的芯直径。该方法还可以包括使用该光纤将该光束传输到术野。本披露的另外的方面、特征、和优点将从以下详细说明中变得清楚。附图说明图1是图示了眼科照明系统的图。图2A是图示了眼科照明系统的一部分(包括照明子系统和光纤)的图。图2B是图示了眼科照明系统的一部分(包括照明子系统和光纤)的图。图2C是图示了眼科照明系统的一部分(包括照明子系统和光纤)的图。图3是图示了聚光器和光纤的安排的图。图4是图示了束斑、当耦合到壳体上时光纤芯的不同位置、以及在光纤芯的不同位置中对准的容许芯直径的正面视图的图。图5是图示了聚光器的安排的图。图6是图示了品质因数rN的图表,所述品质因数比较在维持高耦合效率的同时相对于具有类似尺寸的近端部和中心部的光纤可以由包括渐缩近端部的光纤容许多么大的光学未对准。图7是图示了图6的品质因数的曲线图。在附图中,具有相同标号的元件具有相同或类似的功能。具体实施方式在以下描述中,可以阐明具体细节以便描述某些实施例。然而,本领域普通技术人员应清楚的是可以在不具有这些具体细节中的一些或全部的情况下实践所披露的实施例。可以在此呈现具体的和/或说明性的而非限制性的实施例。本领域普通技术人员应认识到,尽管在此未明确描述,但是其他材料也可以在本披露的范围和精神内。本披露描述了以容许光束非故意的成角度的或侧向的未对准的方式将光束光学地耦合进光纤中的设备、系统、和方法。光源可以产生用于照亮术野(如患者的眼睛)的光束。聚光器可以使光束聚焦并将其引导朝向光纤。在一些情况下,会聚光束可以是未对准的。光纤包括渐缩近端部,所述渐缩近端部被配置成接收会聚光束同时维持相对较高的耦合效率。光纤的近端部具有可以大于中心部和远端部的芯直径的芯直径。聚光器可以被配置成基于渐缩近端部的相对较大的芯直径将会聚光束引导至光纤。本披露的设备、系统、和方法提供了大量优点,包括:(1)本披露的眼科照明系统可以更好地容许光束与眼科照明系统的光源、准直器、聚光器、和/或其他部件之间的对准误差。仅具有直线近端部的光纤不能接收未对准的光。在此背景下,具有直径增大的近端部的光纤可以有效地传输甚至未对准的光。(2)尽管存在对准误差,仍可以维持高耦合效率。光纤的直径增大的近端部可以有利地耦合否则会由于对准误差而被损失的光。(3)可以将温度有关的、振动有关的、和/或冲击有关的误差考虑在内。未对准可以起因于这些误差中的任何一个或多个。通过有效地耦合甚至未对准的光,包括直径增大的近端部的光纤可以将多个误差来源考虑在内。(4)可以改进眼科照明系统对温度变化、振动、和/或冲击的稳健性。即使眼科照明系统经历了这些对准误差来源,眼科照明系统也可以将光有效地耦合进光纤中,因为直径增大的近端部将未对准考虑在内。(5)可以增加眼科照明系统的使用期限。光学未对准可以随眼科照明系统的寿命而发生,包括作为粘合剂或机械降解、以及普通操作期间的振动的结果。因为光纤接收相对较大量的未对准的光,即使当未对准误差出现时仍可以使用眼科照明系统。眼科照明系统100可以是在图1中图示的。眼科照明系统100可以包括光源122。光源122可以被配置成输出光束以照亮术野180。眼科照明系统100还可以包括具有多个透镜的聚光器126。聚光器126可以被配置成使由光源122输出的光束聚焦。眼科照明系统100还可以包括光纤170,所述光纤被配置成传输由聚光器126聚焦的光束。光纤170可以包括近端部172、远端部174、以及中心部176,所述近端部被配置成接收由聚光本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种眼科照明装置,包括:光纤,该光纤被配置成传输由光源输出且由聚光器聚焦的光束,该光纤包括近端部,该近端部被配置成接收由该聚光器聚焦的光束,远端部,该远端部被配置成发射该光束以照亮术野,以及中心部,该中心部在该近端部与该远端部之间延伸,其中该近端部的芯直径大于该中心部的芯直径和该远端部的芯直径。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.02 US 14/957,2481.一种眼科照明装置,包括:光纤,该光纤被配置成传输由光源输出且由聚光器聚焦的光束,该光纤包括近端部,该近端部被配置成接收由该聚光器聚焦的光束,远端部,该远端部被配置成发射该光束以照亮术野,以及中心部,该中心部在该近端部与该远端部之间延伸,其中该近端部的芯直径大于该中心部的芯直径和该远端部的芯直径。2.如权利要求1所述的装置,其中:该光纤的近端部包括渐缩区段。3.如权利要求2所述的装置,其中:该光纤的近端部包括定位在该渐缩区段的近端的直线区段。4.如权利要求1所述的装置,其中:该光纤的近端部的芯直径是该光纤的中心部的芯直径的多倍。5.如权利要求4所述的装置,其中:该聚光器被配置成具有基于该光纤的近端部的芯直径的有效焦距。6.如权利要求5所述的装置,其中:该聚光器被配置成使该光束聚焦为使得由该聚光器聚焦的光束的角展度是基于该光纤的近端部的芯直径的。7.如权利要求5所述的装置,其中该聚光器被配置成使该光束聚焦为使得:由该聚光器聚焦的光束的角展度小于由该光纤传输的光束的角展度。8.如权利要求5所...

【专利技术属性】
技术研发人员:R·T·史密斯A·米尔斯帕西
申请(专利权)人:诺华股份有限公司
类型:发明
国别省市:瑞士,CH

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