[发明专利]照明吸引设备

说明书

技术领域

本发明总体上涉及外科手术照明领域，并且更具体地涉及具有集成外科手术工具的照明系统。

背景技术

在各种外科手术操作中，通常通过使用头灯和外科手术显微镜来实现外科手术视野的照明。存在这样的场景：在其中这些照明源提供质量差或者定向性差的光照。作为示例，在从腰椎入路进行的脊柱外科手术期间，可以通过在患者的体中线的一侧上成角度的切口来实现对期望的目标解剖区的接近。从手术显微镜发出的光是静态的并且相对于外科手术进入角度的定向性可能很差。相反地，来自头灯的光可以随着医师倾斜或者移动他的头部以重新定向输出光束而得到调节，但仍然可能被诸如棘突或者组织和肌肉层之类各种解剖结构所阻挡。随着医师手术过程各阶段的进展，需要在从皮肤水平切口起的各种深度上可以看清楚手术解剖，来自任一源的光照可能会不够充足。

在诸如脊柱外科手术之类的外科手术操作中经常使用手持式吸引装置。这些装置通常连接到手术室中的标准吸引源，从而使医师能够动态且高效地清除血液、碎骨或者先前浇灌到外科手术部位中的流体。这些吸引装置有时还用于在操作期间提供脂肪、肌肉或其他结构的低力道牵引。外科医师从吸引装置的近端把持吸引装置，在外科手术操作期间操纵吸引装置的远端部分，以便在期望的位置提供吸引。手持式吸引装置以适合于各种外科手术应用的多种远端端头配置(Frazier、Poole、Fukijima等)而广泛可用。

已使用纤维光缆来构建常规吸引装置，该纤维光缆被包裹在金属管中并且连接到金属吸引装置以便提供一定水平的照明。这些装置面临着多种挑战。这些装置传统上是用直径2.5mm或更小的窄光纤组装件制造的。这些组装件具有有限的横截面，只能够透射附接至手术室中标准光源的标准5mm纤维光缆的输出光的不足50％。光纤间耦合对高强度光的低效率在界面处引起光损耗，而这会产生热量。损耗是由光纤之间的非透射区和界面处的菲涅尔反射所造成的。光纤之间的空间区经常是光损耗和热量的主要原因。界面处的多余热量可以对组织造成热损伤，并且还是手术室中的火灾隐患。由于对光纤/光纤界面的担忧，一些制造商已生产了更为昂贵的装置，在其中消除了连接并且由整个光纤束来充当外科手术光源。其他制造商则建议限制可透射到手术装置和界面的光量。

发明内容

以下所描述的装置在外科手术吸引装置中提供了改善的照明。以下所述的照明吸引装置包括金属吸引管，其具有由中央部分相连的近端和远端。吸引管的近端装设有用于连接到真空源的配件。吸引管具有内表面和外表面，以及具有近端和远端的照明波导，在吸引管的中段的外表面上存在具有介于1.29与1.67之间的折射率的光学包覆层。照明波导形成在吸引管的中央部分上的光学包覆层周围，并且用于围绕吸引管将光从照明波导的近端传导至远端。照明波导具有介于1.46与1.7之间的折射率以及介于0.33与0.70之间的数值孔径。照明输入形成到照明波导的近端之中，用于将光从源传导至照明波导。

照明吸引设备包括吸引功能和照明功能，它们集成在适合于满足医师的人体工程学需要的手持式装置之中。在外科手术操作中已经普遍使用的手持式可重新定位的吸引功能由照明波导所围绕，这使得医师能够向皮肤之下的期望解剖区域直接施加照明而无需考虑切口角度、深度和周围的解剖障碍物。照明波导是固体结构，其被设计用于特定地对来自高强度光源的光进行引导，并且使用诸如环烯烃聚合物或共聚物之类具有特定折射率的光学级聚合物或者任何其他合适的丙烯酸聚合物或塑料来制成。此外，照明波导可以被设计成通过使用与芯部材料的折射率正确协调以保持全内反射(TIR)的较低折射率的第二材料覆盖或包围照明波导将光从其远端输出高效透射。这种固态的结构引导照明波导经由与诸如由Luxtec、BFW及其他企业供应的300W氙源之类的高强度光源相连的纤维光缆得到驱动。

照明吸引设备还可以在吸引管腔的近端上包括一个或多个倒钩、隆起或者其他突出物，从而支持与标准PVC外科手术导管或其他合适的真空管道的连接。

吸引照明通常使用固态的波导而非光纤，这消除了因光纤之间的非透射空间而造成的损耗，并且减少了仅与菲涅尔反射相关联的损耗。与光纤/光纤接合相关的损耗明显减少，允许在界面不显著产热或者无需在界面处放置散热器件或机构的情况下对波导的高强度光透射。通过光纤到波导连接，可以使用比如ACMI之类标准连接器，在不做出设计更改的情况下，以低于对身体组织有害的温度的稳态温度，透射来自标准300W光源的光。