热控照明设备制造技术

用于照明患者体内的外科术野的照明元件(诸如光波导)具有光输入部分、光传输部分和光输出部分。所述光输入部分光学耦合至所述光传输部分的近端部分，并向所述照明元件中输入光。所述光传输部分优选地通过全内反射或者通过其他传输手段来传输光。所述光输出部分邻近所述光传输部分的远端部分，所述光输出部分具有使光以一定的能量密度从中出射的光汲取区域。所述光汲取区域大到足以将所述能量密度保持在防止所述照明元件熔化或将所述患者灼伤的水平，并且所述光汲取区域具有不妨碍接近所述外科术野的轮廓。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请是提交于2013年9月16日的美国临时专利申请号61/878,395(代理人案卷号40556-731.101)的非临时专利申请并要求其权益；上述文献的全部内容通过引用而并入于此。专利技术背景1.专利
本专利技术总体上涉及医疗设备和方法，更具体而言，涉及照明式外科手术器械(诸如照明式外科手术牵开器)以及手持式器械(诸如照明式抽吸设备)。本领域技术人员将会理解，这些示例并不旨在成为限制性的，并且还设想到其他照明式器械或工具。市场上存在各种向外科术野提供照明的外科手术设备。这些设备中的许多设备是由纤维束或单个纤维制成。在手术室中，使用现代光源来产生大量的照明强度。该能量耦合到这些照明产品中，所述照明产品在一定距离上传输光，从而将所述能量输出到外科手术面上。在某些情况下，这些设备可能对患者、使用者或所使用的器材造成热危险。当来自纤维束的所有光能聚焦在患者身上时，组织可能焦干，并且所生成的热量还可能导致灼伤。已有报告称手术布单在手术室中熔化并起火。在外科手术操作期间，血液、其他碎屑或手术布单可能阻挡设备并遮挡光输出。阻挡光会造成若干问题。第一个问题是术野上照明的减少，从而使得对任务的视力减到最小。这显然可能影响操作的效率。然而，更关键的问题是在被阻挡的照明设备的部分上的热积聚。由于光无法出射，因此其会在受遮挡时转化成热量。举例而言，血液在平均40℃的温度下凝固，因此当血液凝固在照明设备的表面上时，其将会遮挡光输出，从而使从设备出射的光量减到最小。增大的能量密度还将会进一步加热该设备。纤维束常常是由可不受此影响的玻璃制成，但纤维束中所使用的粘合剂可能因热量而受损，而当纤维束由聚合物制成时，纤维可能变热并熔化或者超过玻璃化转变温度并发生变形。因此，期望提供能够控制所生成的热量以便避免损坏照明式外科手术器械并且避免伤害患者或操作者的照明式外科手术器械。在手术布单的示例中，如果布单阻挡照明元件，则该布单上的能量密度由于几个原因而高得多。如前文所述，如果布单实际接触照明元件，则照明元件会变热。另一原因在于，如果布单非常靠近照明元件并且存在气隙，则相比于布单更远离照明元件放置并且光分散在布单上的更大区域中的情况，由所述布单吸收的光的能量密度如此之高以至于其将会使该布单熔化。因此，期望提供具有低能量密度输出的设备。可以通过增大从中递送光的表面积来控制能量密度，从而减少生成的热量。然而，增大表面积可能增大外科手术设备的整体轮廓。这可能是不期望的，因为更大的外科手术设备可能在外科术野中占据过多的空间，从而需要不期望的更大切口。因而，鉴于不断减小的外科手术切口大小，提供具有较小轮廓的照明式外科手术器械以便避免阻挡外科术野亦将会是有利的。通过下文公开的设备和方法将会满足这些目标中的至少一些目标。2.
技术介绍
。照明式外科手术器械可以包括照明元件，诸如光纤、光波导或用于提供光的其他手段。光波导和光纤在本领域已众所周知。
技术实现思路
本专利技术总体上涉及医疗设备和方法，更具体而言，涉及可以照明外科术野的医疗和外科手术器械。再具体而言，这样的照明式外科手术和医疗器械被设计用于在使用期间控制和管理其热性质，以便最小化或防止熔化或者对所述器械、所述外科术野的其他损害以及对患者或操作者的伤害。在本专利技术的第一方面，用于照明患者体内的外科术野的照明元件可以包括光输入部分、光传输部分和光输出部分。所述光输入部分用于向所述照明元件中输入光，而所述光传输部分用于从中传输光，优选地通过全内反射或者通过其他手段，诸如通过使用所述照明元件上的涂层来传输光。所述光输入部分光学耦合至所述光传输部分的近端部分。所述光输出部分邻近所述光传输部分的远端部分，并且包括光汲取区域，其中光以一定能量密度从所述光输出部分出射。所述光汲取区域大到足以将所述能量密度保持在防止所述照明元件的熔化或其他损坏或者灼伤所述患者或操作者的水平，并且所述光汲取区域具有小轮廓，所述小轮廓被配置用于避免阻碍接近所述外科术野以及对其的可视化。所述光输出部分可以是锥形的(平坦锥形或圆锥形)，并且所述光输出部分可以包括上表面和平坦的平整下表面。所述上表面可以相对于所述平坦的平整下表面成角度。所述上表面可以相对于所述平坦的平整下表面形成30度或更小的角。在备选实施方式中，所述上表面或所述下表面可以是弯曲的。所述光输入部分可以具有横截面区域，并且所述汲取区域可以至少两倍于所述输入横截面区域。所述光汲取区域可以是均衡的，以便从中提供均匀的光输出。均衡可以利用光汲取表面特征来实现，所述表面特征诸如为帮助控制和引导所汲取的光的小透镜、棱镜、台阶或其他特征。所述光输入横截面区域可以处于垂直于或以其他方式横向于所述光汲取区域的平面的平面中。所述照明元件可以是光波导，并且可以进一步包括安设在所述光输入部分、光传输部分或所述光输出部分的至少一部分之上的包层。所述包层可以具有从约1到约1.5范围内的折射率。所述照明元件或光波导可以进一步包括耦合至所述光输入部分、所述光传输部分或所述光输出部分的外科手术器械。所述外科手术器械可以包括抽吸管或外科手术牵开器刀片。所述抽吸管或所述外科手术器械可以包括可更换尺寸的端头。所述照明元件可以包括光波导，并且可以通过全内反射或者通过其他传输手段而穿过所述传输部分传输向所述照明元件中输入的光。在本专利技术的另一方面，一种用于照明患者体内的外科术野的方法包括提供具有光输入部分、光传输部分和光输出部分的照明元件，诸如光波导，以及经由所述光输入部分从外部源向所述照明元件或光波导中输入光。所述方法还包括穿过所述光传输部分传输光，并且这可以经由全内反射或另一光传输手段来实现，以及从所述光输出部分汲取光。所述方法还包括将从所述光输出部分汲取的光的能量密度保持在防止熔化可能是光波导的照明元件或者灼伤患者或操作者的水平，以及利用所汲取的光来照明所述外科术野。所述方法可以包括在不阻挡外科术野的情况下朝向所述外科术野推进所述照明元件或光波导。保持所述能量密度可以包括为所述输入部分提供横截面区域，以及为所述光输出部分提供光汲取区域，其中所述光汲取区域至少两倍于所述输入部分横截面区域。所述输入部分的横截面区域可以处于垂直于或以其他方式横向于所述光汲取区域所安设在的平面的平面中。所述方法可以进一步包括均衡所汲取的光，以便提供对所述外科术野的均匀照明。这可以通过提供所述照明元件上的汲取表面特征来实现，所述表面特征诸如为帮助控制和引导所汲取的光的小透镜、棱镜或台阶。所述方法可以进一步包括提供耦合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于照明患者体内的外科术野的照明元件，所述照明元件包括：光输入部分，其用于向所述照明元件中输入光；光传输部分，其中所输入的光传输穿过所述光传输部分，并且其中所述光输入部分光学耦合至所述光传输部分的近端部分；以及光输出部分，其中所述光输出部分邻近所述光传输部分的远端部分，并且其中所述光输出部分包括光汲取区域，其中光以一能量密度从所述光输出部分出射，并且其中所述光汲取区域大到足以将所述能量密度保持在防止所述照明元件熔化或将所述患者灼伤的水平，并且其中所述光汲取区域具有小轮廓，该小轮廓被配置用于避免阻碍接近所述外科术野及对所述外科术野的可视化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.16 US 61/878,3951.一种用于照明患者体内的外科术野的照明元件，所述照明元件包括：
光输入部分，其用于向所述照明元件中输入光；
光传输部分，其中所输入的光传输穿过所述光传输部分，并且其中所述光输入部分光
学耦合至所述光传输部分的近端部分；以及
光输出部分，其中所述光输出部分邻近所述光传输部分的远端部分，并且其中所述光
输出部分包括光汲取区域，其中光以一能量密度从所述光输出部分出射，并且
其中所述光汲取区域大到足以将所述能量密度保持在防止所述照明元件熔化或将所
述患者灼伤的水平，并且其中所述光汲取区域具有小轮廓，该小轮廓被配置用于避免阻碍
接近所述外科术野及对所述外科术野的可视化。
2.如权利要求1所述的照明元件，其中所述光输出部分是锥形的。
3.如权利要求1所述的照明元件，其中所述光输出部分是圆锥形的。
4.如权利要求1所述的照明元件，其中所述光输出部分包括上表面和平坦的平整下表
面，并且其中所述上表面相对于所述平坦的平整下表面成角度。
5.如权利要求4所述的照明元件，其中所述上表面相对于所述平坦的平整下表面形成
30度或更小的角。
6.如权利要求1所述的照明元件，其中所述光输入部分具有横截面区域，并且其中所述
汲取区域至少两倍于所述光输入部分横截面区域。
7.如权利要求1所述的照明元件，其中所述光汲取区域是均衡的，以便从中提供均匀的
光输出。
8.如权利要求7所述的照明元件，其中所述均衡的光汲取区域包括用于汲取和引导光
的表面特征。
9.如权利要求1所述的照明元件，还包括包层或涂层，所述包层或涂层安设在所述光输
入部分、光传输部分或光输出部分的至少一个部分之上。
10.如权利要求9所述的照明元件，其中所述包层具有从约1到约1.5范围内的折射率。
11.如权利要求1所述的照明元件，还包括外科手术器械，该外科手术器械耦合至所述
光输入部分、光传输部分或所述光输出部...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·维泽，加斯顿·图杜里，F·埃里斯曼，
申请(专利权)人：英弗伊蒂股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US