(57)【要約】複数のＬＥＤを有することができる１つまたは複数の光源と、１つまたは複数のレンズと、１つまたは複数の光ファイバとを有することができる照明装置について記述する。使い捨て可能で、低コストで、効果的な、手持ちで、可搬で、そして外科用の眼球内照明装置を開示する。外科医は、ハンドピース上に人間工学的に配置されている簡単な制御部および／または音声起動制御部とによって、照明器のオンとオフと、光の強度の調節とを直接制御することができる。１つまたは複数の光源に結合されているエンドプローブなどを介した結合が実現されている。ユーザ選択光強度に基づいて、フィードバックコントローラに第１の信号を送信するように動作可能な、ユーザ入力装置を有することができる。フィードバックコントローラは、第１の信号に応答して、電源が照明装置に供給する電力を変更する第２の信号を電源に送信することができる。
2010520589.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所望の電力の電源出力を発生するように構成されている電源と、
前記電源から受けた電源に応答して発光するように構成されている照明部と、
前記照明部からの前記光の波長範囲を選択するように構成されている結合部と、
前記結合部からの光を１つまたは複数の光ファイバと結合するように構成されている結合インターフェイスと、
１つまたは複数の光ファイバを有し、光を前記結合インターフェイスから手術現場へ送るように構成されているファイバ出力ステージと、
を有する可搬ハンドピースと、
を有する照明装置。
【請求項２】
前記電源の前記電源出力を調節するように構成されているフィートバックコントローラと、
前記照明部によって放射される光の強度を制御するユーザ入力装置であって、前記フィードバックコントローラにユーザ選択光強度に基づいて第１の信号を送信し、前記フィードバックコントローラは、前記第１の信号に応答して前記電源によって前記照明部に供給される前記電力を変更するように第２の信号を前記電源に送信するユーザ入力装置と、
をさらに有する請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記フィードバックコントローラは、前記電源にフィードバックを行うように前記ユーザ入力装置との有線通信リンクを有する、請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記ハンドピースはトランシーバを有し、前記フィードバックコントローラはホスト装置の音声認識装置と無線通信リンクを使用して通信するように構成されている、請求項２に記載の照明装置。
【請求項５】
前記照明部は１つまたは複数のＬＥＤを有する、請求項１に記載の照明装置。
【請求項６】
無線制御部は、前記照明部の前記ユーザ選択強度を制御するように構成され、前記ハンドピース内に配置された個別の制御部を有している、請求項４に記載の装置。
【請求項７】
前記電源は、前記ハンドピース内に配置されている、請求項４に記載の照明装置。
【請求項８】
前記ハンドピース内に配置され、音声信号を検出するように構成されている音声センサをさらに有し、前記音声センサは入力信号を前記フィードバック制御装置に送信するように構成されている、請求項４に記載の照明装置。
【請求項９】
前記ホスト装置は無線プロトコルを使用して動作するトランシーバと、音声認識プロトコルを使用して動作する音声認識装置とを有する、請求項４に記載の照明装置。
【請求項１０】
前記１つまたは複数のＬＥＤは、緑の光出力を発生するように動作可能な１つまたは複数のＬＥＤを有する、請求項５に記載の照明装置。
【請求項１１】
前記１つまたは複数のＬＥＤは、青の光出力を発生するように動作可能な１つまたは複数のＬＥＤを有する、請求項５に記載の照明装置。
【請求項１２】
前記１つまたは複数のＬＥＤは、赤の光出力を発生するように動作可能な１つまたは複数のＬＥＤを有する、請求項５に記載の照明装置。
【請求項１３】
前記１つまたは複数のＬＥＤは、白の光出力を発生するように動作可能な１つまたは複数のＬＥＤを有する、請求項５に記載の照明装置。
【請求項１４】
複数の光源が、制限されている波長の光の第１の帯域で動作可能な第１の光源と、着色された光を出力する可視波長の第２の光源とを有する、請求項４に記載の照明装置。
【請求項１５】
電源を備えているホスト装置、並びに、該ホスト装置と通信する制御機構を備える可搬手持ち照明器との有線通信部を有する制御部、を有する照明装置と、
前記ホスト装置から受けた電力に応答して発光する手持ち照明器と、
を有する、有線照明装置。
【請求項１６】
前記手持ち照明器は、発光の電源電力のオン／オフ状態と手持ち照明器の発光の強度とを制御する入力装置を有する、請求項１５に記載の有線照明装置。
【請求項１７】
前記入力装置は、前記ホスト装置のコントローラにユーザ選択電力状態に基づいてオン／オフするために第１の信号を送信するように構成されているユーザ入力装置を有し、前記ホスト装置のコントローラは、前記光源への電力を開始／終了するために第２の信号を前記電源に送信するように構成されている、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記ユーザ入力装置は、広帯域発光の強度を変更するように前記ホスト装置のコントローラに第３の信号を送信するように構成されており、前記コントローラは前記手持ち照明器の電力を変更するように前記電源に第４の信号を送信するように構成されている、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記ユーザ入力装置は、第１の強度とスペクトル範囲とを制御するように第５の信号を前記ホスト装置コントローラに送信するように構成されている、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
ホスト装置を有する照明装置であって、
前記ホスト装置は、
無線通信プロトコルに準拠している第１のトランシーバと、
音声認識装置と
前記無線通信プロトコルを介して前記ホスト装置と通信するポータブルハンドピースと、
を有し、
前記ポータブルハンドピースは、
前記ホスト装置との無線通信用の第２のトランシーバと、
電源と、
フィードバックコントローラと、
前記電源から受けた電力に応答して発光する照明部と、
前記照明装置によって放射される光の強度を制御する第１のユーザ入力装置であって、前記フィードバックコントローラにユーザ選択光強度に基づいて第１信号を送信する第１のユーザ入力装置と、
前記第１信号に応答して前記電源によって前記照明部に供給される前記電力を変更するように第２信号を前記電源に送信する前記フィードバックコントローラと、    ユーザ入力を受け取る第２のユーザ入力装置と、
を有し、
音声データは前記第２のトランシーバによって前記第１のトランシーバへ無線で送信され、前記音声認識装置によって保存または応答の出力を生成するように処理される、
照明装置。
【請求項２１】
前記電源は電池を有する、請求項２０に記載の照明装置。
【請求項２２】
前記電源は電池電圧をＬＥＤ光源に必要な電圧に昇圧するブーストコンバータを有する、請求項２１に記載の照明装置。
【請求項２３】
結合がエンドプローブコンポーネントを介して実現される、請求項２０に記載の照明装置。
【請求項２４】
前記照明部のパルスの繰り返し数は、パルス光を連続していると知覚する人間の知覚の閾値に対応している、請求項２０に記載の照明装置。
【請求項２５】
前記パルスの繰り返し数は６０Ｈｚよりも高い、請求項２４に記載の照明装置。
【請求項２６】
前記パルスの繰り返し数は１５０Ｈｚ未満である、請求項２０に記載の照明装置。
【請求項２７】
前記照明部のデューティーサイクルは約１％と約９０パーセントとの間で変化する、請求項２０に記載の照明装置。
【請求項２８】
前記照明部所望の温度未満に冷却するように構成されている冷却装置をさらに有する、請求項２０に記載の照明装置。
【請求項２９】
前記所望の温度は４０℃未満であって、該照明装置の一部分はハンドピースである、請求項２８に記載の装置。
【請求項３０】
前記照明部は複数のＬＥＤを有する、請求項２０に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は外科照明技術に関する。特に眼科手術における光源の用途を含む外科照明技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
眼科手術における光源の用途を含む従来技術の外科用照明技法は、タングステンハロゲン、メタルハライド、キセノンアーク等を利用してきた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
そのような外科用照明技法には、多数の制限があり得る。たとえば、ハロゲン電球は、比較的低効率で、信頼性が低く、相当な発熱があり、比較的短命であるという欠点がある。
【０００４】
さらに、パッケージングの制限により、そのような従来技術の照明用のライトは、結果として相当な光の損失となる、周辺の光源から眼の内側への配光に光ファイバを通常必要としてきた。そのようなパッケージングの制限は、装置の振動、ほこり、湿気などの影響を受けやすいなど、耐久性が低いことが多く、嵩張って、高価で、不便な照明となる原因にもなってきた。
【０００５】
そのため、従来技術の外科照明技法の公知の制限に対応した外科用照明技法が好ましい。眼と関連する物理的構造の手術に利用できる外科用照明技法がさらに好ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の実施態様と態様とは、対応する電源、手持ち装置、および所望の波長の光を手術現場に配光する光ファイバと併せた光源の構成を利用することによって、従来技術の制限に対応している。発光ダイオード（「ＬＥＤ」としても知られている）は、典型的な実施態様で光源として使用可能である。本開示の照明装置の実施態様は、１つまたは複数の光源の光学的出力から、１つまたは複数の特定の波長または波長範囲を選択する１つまたは複数のレンズおよび／またはフィルタをさらに有することができる。
【０００７】
本開示の一実施態様は、１つまたは複数のＬＥＤを光源として利用している、手持ち式で、無索式で、可搬で、そして完全な外科眼内照明装置を有している照明装置を対象としている。そのため、そのような装置は、使い捨てで、低コストで、エネルギー効率を高くすることができる。そのような装置を使用することによって、外科医は、ハンドピース上に人間工学的に配置されている簡単な制御部および／または音声起動制御部によって、照明器のオンとオフと光強度の調節とを直接制御することができる。手持ち装置は、射出成形筐体構造内に組み込むことができる。電池などのエネルギー供給部品/装置は、照明装置に電力を供給するように含めることができる。装置は、マイクロプロセッサと複数のＬＥＤに対して電流パルスを発生する関連する回路構成を有している電子装置を有することができる。さらに、回路構成は複数のＬＥＤに電力を供給するブーストコンバータなどの変換器からなっていてもよい。１つまたは複数のＬＥＤに結合可能なエンドプローブなどのプローブを通して結合を実現することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本開示の実施態様によれば、照明装置はホスト装置とホスト装置と有線通信プロトコルを介して通信する可搬ハンドピースとを有することができる。ホスト装置は、電源とフィードバックコントローラとを有することができる。可搬ハンドピースは電源から受けた電力に応答して発光する照明装置を有している。照明装置は、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）によって実装されることが好ましい。可搬ハンドピースは、照明装置によって発生する光の強度を制御するようにユーザ入力装置も有していてもよい。ユーザ入力装置は、フィードバックコントローラに、ユーザ選択光強度に基づいて、第１の信号を送信することができる。フィードバックコントローラは、第１の信号に応答して、電源が照明装置に供給する電力を変更する第２の信号を電源に送信することができる。
【０００９】
本開示のさらなる実施態様によれば、照明装置はホスト装置とホスト装置と無線通信プロトコルを介して通信する可搬ハンドピースを有することができる。本実施態様によれば、ホスト装置は、無線通信プロトコルに準拠している第１のトランシーバと音声認識装置とを有することができる。可搬ハンドピースは、ホスト装置、電源、フィードバックコントローラおよび、電源から受けた電力に応答して発光する照明装置を有することができる。第１のユーザ入力装置は、照明装置によって発生した光の強度を制御することができる。第１のユーザ入力装置は、フィードバックコントローラへ、ユーザ選択光強度に基づいて、第１の信号を送信する。フィードバックコントローラは、第１の信号に応答して、電源が照明装置に供給する電力を変更する第２の信号を電源に送信する。ハンドピースは、ユーザが入力する音声データを受け取る第２のユーザ入力装置も有することができる。音声データは第２のトランシーバによって第１のトランシーバへ無線で送信され、音声認識装置によって保存または応答の出力を生成するように処理される。
【００１０】
さらなる複数の実施態様によれば、手持ち照明装置は、倒像鏡、直像鏡、スリットランプ、眼底カメラなど硝子体切除術眼球内照明に加えて、他の照明される機器用の光源として使用できる可能がある。
【００１１】
本開示の他の態様、実施態様、および詳細は、添付の図面と共に読むことによって、以下の記述から明らかになるであろう。
【００１２】
説明的であって限定的であるとは見なすべきではない以下の説明を添付図面と共に読むことによって本開示の態様をより完全に理解することができる。図面は必ずしも原寸大ではなく、本開示の原理を強調している。
【００１３】
図面に記載されている実施形態は実例であって、図示しているこれらの変形例や本明細書に記述している他の実施形態は本開示の範囲内で構想をしたり実施することができることを当業者は当然理解するであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本開示の実施形態による手持ち照明装置の一部のシステムレベルの描写の概略図である。
【図２】発光ダイオードの概略図である。
【図３】ホスト装置と手持ち照明装置が有線プロトコルを介して通信するように構成されている本開示の実施形態の有線照明装置のシステムレベルの描写の図である。
【図４】ホスト装置と手持ち照明装置が無線プロトコルを介して通信するように構成されている本開示の実施形態の無線照明装置のシステムレベルの描写の図である。
【図５】本開示の一実施形態の有線照明装置のブロック図である。
【図６】本開示の一実施形態の無線照明装置のブロック図である。
【図７】赤、青、緑および白の色が示されている複数の光源として利用されている複数のＬＥＤの構成の図である。
【図８】本開示の典型的な実施形態のＬＥＤ選択用のフィードバック制御を特徴づけるアプリケーションの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本開示の態様と実施形態とは、照明装置および１つ、または複数の光源を備えている手持ちで外科用の、たとえば眼内の、照明装置を利用する関連技法／方法を対象とし、これらを提供することができる。そのような手持ち照明装置は、可搬とすることができる、および／または可搬コンポーネントを有することができる。本開示の典型的な実施形態は、１つ、または複数の発光ダイオード（ＬＥＤとしても知られている）を有する複数の光源を提供する。
【００１６】
そのような手持ち装置は、眼球に対して行われる手術過程に関して有用であるエンドプローブとしてまたはエンドプローブに含まれて使用可能である。そのような装置は、外科医／オペレータが光出力を調節できるようにフィードバック機能を有することが可能で、使い捨て、低コスト、およびエネルギー効率を高くすることができる。そのような装置を使用することによって、外科医は、ハンドピース上に人間工学的に配置されている簡単な制御部および／または音声起動制御部によって、装置の照明器のオンとオフと光強度の調節とを直接制御することができる。
【００１７】
本開示の実施形態において／実施形態のために使用されている複数のＬＥＤ光源は、さまざまな利点を提供することができる。複数のＬＥＤ光源は、電子部品構成に基づいているので、それらは、完全ではないにせよ、装置の振動をかなり免れているか、もしくは装置の振動に対して耐久性がある。ＬＥＤをほこりや湿気から保護することが可能であるから、使用寿命が、非ＬＥＤ光源よりはるかに長い数千時間に達することを可能にし、あるいは更に使用寿命を伸ばすこともできる。さらにＬＥＤベースの光源は、より低温で動作可能であって、そのため、放熱要件がより低く、それによって従来技術の照明技法で一般的に使用されている複雑なヒートシンク装置を不要としている。１つのＬＥＤ装置のコストは、パッケージングが簡単なため、設置型の光源装置よりも機可級数的に安価である。さらに、ＬＥＤは、複数の色が利用可能である。また、ＬＥＤは出力効率が高い。
【００１８】
本開示のＬＥＤベースの装置は、自動または手動のいずれかで制御可能な照明を実現可能な改善された外科医制御手術装置を提供することができる。そのような照明は、波長の選択によってコントラスト比を改善することもできる。入力信号は、ＬＥＤ内のスペクトル選択を可能にするようにパルス状にすることが可能で、シャンデリア照明が実現できる。さらに、本開示の技法／装置によって眼内で反射分光分析を使用することができる。容量性スイッチ、手術に使用されるカニューレの上部の１つまたは複数の被覆（たとえば、電気接触部分）、圧力センサ、および／または温度センサベースのフィードバックを使用することにより、手術過程中に空気／液体境界において改善された光制御を実現することができる。
【００１９】
本開示の使い捨て装置によって、（たとえば、潜在的に無限の）冗長性が実現できる。たとえば、１つのユニット障害が他のを開封したとする。単純で、より小さいパッケージングによって、主要な硝子体茎切除術制御ユニットは光源を備えなくてすむ。これによって、将来の硝子体茎切除術制御ユニットの構成を柔軟にすることができる。クリニックベースの手術ができる可能性がある（従来の手術室の外での手術）。
【００２０】
本開示の手持ち装置は、以下でより詳細に説明するように、特別に選択された／構成された光源を含む、４つの主な構成要素を有しうる。光源に加えて、本開示の典型的な実施形態に有用なさまざまな個別の構成要素／特徴は、１つ以上のレンズとフィルタの構成を有し、内科医が光の波長を選択できるようにする結合装置を含んでもよい。実施形態は、ファイバ／結合インターフェイスを採用することもできる。ファイバ／結合インターフェイスは、選択された光が結合装置を使用して平行にされ／集光され、それから結合効率を改善するように１つ、または２つ以上の光ファイバに送られる（接する）ように構成することができる。ファイバ出力状態／段も使用することが可能で、選択的出力のための１つ、または２つ以上の（特殊な場合もある）ファイバを有することができる。薄膜蒸着ファイバを使用して、それらのファイバをフィルタとして使用することができる。
【００２１】
図１は本開示の実施形態による手持ち照明装置１００のシステムレベルの描写の概略図である。装置１００は、たとえば、１つ、または２つ以上の光源の構成を含みうるＬＥＤ光源装置１０２などの光源装置を有することができる。光源装置１０２は、ファイバ／結合インターフェイス１０６に接続可能な結合装置１０４に接続することができる。ファイバ／結合インターフェイス１０６は、図示のようにファイバ出力段１０８に光を供給するように構成することができる。
【００２２】
手持ち装置１００の４つの重要な構成要素は、典型的な実施形態においては、射出成形筐体構造内に一体化することができる。エネルギー供給構成要素はＤＣ電源（たとえば電池または整流されたＡＣ電源）またはＡＣ電源とすることが可能で、電子装置に電源を供給する。今度は、その電子装置は、信号（たとえば電流パルス）を、ＬＥＤなどの１つ、または２つ以上の光源などの光学装置内の次のコンポーネントに供給するように動作可能なマイクロプロセッサ回路構成から構成することができる。さらに、回路構成は、ブーストコンバータなどのコンバータ／レギュレータを有することができる。電池電源の実施形態については、コンバータは、１つ、または複数のＬＥＤ光源などの１つ、または複数の光源に必要な電圧に電池電圧を昇圧するように動作可能である。
【００２３】
１つまたは複数のＬＥＤ１０２などの光源は、電池の放電電流に関連している電流駆動部などの適切な電源によって動作可能である。これによって、たとえばＬＥＤなどの光源が固定／変動周波数のＡＣ駆動（壁のコンセント）で動作可能となる。エンドプローブコンポーネントによって結合部分が設けられる。装置がパルス信号（たとえば整流されたＡＣ信号）に基づいて動作するので、ＬＥＤによって消費される電力は、定常状態のほんのわずかな部分であって、ハンドル内の温度上昇を最小にすることができる。放熱をより少なくするようにパルス信号の複数のパラメータ（例：デューティーサイクル等）を構成内で変更することができる。この光強度を可変にすることが可能で、たとえば外科医は手術過程中に光学出力特性を制御できるようにする。
【００２４】
図１の説明を続けると、手持ち装置の１つまたは複数の光源１０２に供給される電力用の適切な駆動部分／駆動パラメータが提供される。たとえば、典型的な実施形態では、たとえば６０Ｈｚより高く１５０Ｈｚ未満である閃光融合（パルス光を連続しているとする人間の認知）の最小閾値に合致するパルスの繰り返し数を実装／構成することができる。任意の適切なデューティーサイクルを利用することができる。たとえば、パルスを提供する場合、１％から９０％に変化するデューティーサイクを使用できる。利用される光源の種類と構成とに依存して適切な電流が使用され、たとえば、１０ｍＡ〜１５００ｍＡまで変化する範囲にわたって電流を使用することができる。
【００２５】
図２は、本開示の典型的な実施形態において光源として使用するのに有用な発光ダイオード２００つまりＬＥＤの模式図である。公知のように、ＬＥＤは電気エネルギーを光エネルギーに変換する素子である。ＬＥＤ  ２００は、ｐドープされた領域２０２とｎドープされた領域２０４とを有している半導体ベースのダイオード（素子）である。ＬＥＤの原理は、伝導帯にある電子が価電子帯にある正孔と再結合することである。その電子は、下位にあるエネルギー状態に遷移する。これによって、バンドギャップエネルギーに相当する量のエネルギーが放出される。一般に、エネルギーは、音子（熱）または光子（光）によって散逸する。ＬＥＤ内では、このエネルギーは放出される光エネルギーとなる。
【００２６】
ＬＥＤ  ２００が、印加された電圧２０６に応答して発生した電流（複数の矢印で示している）によって電気的に励起されると、ｐ−ｎ接合内の（対抗している２つの矢印のある楕円領域で示す）電子と正孔とは再結合し、光２０８の非干渉狭スペクトルとして光子を放出する。この現象は電界発光と呼ばれ、光の色（紫外、可視、赤外）は、ｐドープされている領域２０２とｎドープされている領域に使用されている１つまたは複数の半導体材料の材料に依存する。通常、ＬＥＤに印加される電圧は存在している１つまたは複数の材料に依存して、約２．５Ｖから約４．０Ｖである。
【００２７】
図２に示しているように、ＬＥＤは、ダイオード境界を通過する順方向電流に比例した光パワーを放出する。さらに、ＬＥＤ  ２００は低電圧素子であるので、従来の光源よりもより寿命が長い。ＬＥＤの周波数応答は、約１０ＭＨｚであって、レンズ系（不図示）を使用して平行にすることができる。典型的な実施形態については、使用されている複数のＬＥＤにわたる電圧降下は、（特定の複数のＬＥＤに対して）指定された順方向電圧よりも低くすることが可能で、手持ち照明装置の温度は４０℃未満にすることができる。ＬＥＤへの電流源は、各ＬＥＤに対して指定された電流制限値未満にすることが可能であって、手持ち照明装置の温度は４０℃未満にすることができる。電力は、典型的な実施形態においては、ハンドピース内に収容されている電池／電池パックを使用して供給することができる。
【００２８】
本開示の典型的な実施形態によれば、高効率照明用の新規の光学手持ち眼窩手術機器構成が有線照明装置または無線照明装置として実装できる。
【００２９】
図３は、有線照明装置３００のシステムレベルの描写を示しており、ホスト装置３０２と手持ち照明装置３０４とが本開示の一実施形態の有線プロトコルを介して通信している。ホスト装置３０２は、コマンド／制御コンポーネントを有することが可能で、計算プラットフォームを備えている複数の電流／電圧駆動部分を有することができる。さらに、手持ち装置は、内部光源と結合装置とを備えている光学プラットフォームである。
【００３０】
図４は、本開示の典型的な実施形態の無線照明装置のシステムレベルの描写を示している。装置４００において、ホスト装置４０２は手持ち照明装置４０４と通信可能である。一実施形態によれば、ホスト装置はコマンド／制御部のみからなる。手持ち装置は、内部光源と結合装置とを備えている電気および光学の両方のプラットフォームとすることができる。図５と６とは、図３と４との装置をそれぞれより詳細に示している。
【００３１】
図５は、本開示の実施形態の有線照明装置５００のブロック図である。図５に示しているように、有線照明装置５００は、ホスト装置５０２と手持ち照明装置５０３とを有することができる。
【００３２】
ホスト装置５０２は、エンドスコープなどの手持ち装置に対して、必要な電力を維持および／または供給するように動作可能な電流／電圧源５０６などの電源を有することができる。ホスト装置５０２は、フィードバック制御装置５０８を有することができる。図５では、ブロック図内の複数の矢印は、信号の方向を示している。ホスト装置５０２内の電源５０６は、たとえば可変信号を手持ち装置５０３に組み込まれている、１つまたは複数の光源に供給する。フィードバック制御装置５０８は、図５に示しているような有線機構または図６に示しているような無線接続のいずれかで手持ち装置５０３と通信するように動作可能である。
【００３３】
手持ち装置５０３は、ＬＥＤ光源装置５１０または手持ち装置５０３の他の部分を所望の温度、たとえば４０℃以下に冷却するように動作する冷却装置５１８および／またはフィードバックボタン５２０などの複数の部品／装置を含む、周囲の基部又は（ドッキング）ステーション５０４も有することができる。
【００３４】
手持ち照明装置５０３は、複数のＬＥＤであることが好ましい（しかし、必ずしもＬＥＤである必要はない）１つまたは複数の光源５１０を有することができる。手持ち照明装置５９３は、結合装置５１２を有することができる。ファイバ結合装置５１２は、適切なつまり所望のレンズおよび／またはフィルタ構成を有することが可能で、発生する光の波長を装置のオペレータ（たとえば内科医）が選択できるようにすることができる。
【００３５】
手持ち装置５０３は、さらにファイバ／結合インターフェイス５１４を有することができる。ファイバ／結合インターフェイス５１４は、結合装置５１２をファイバ出力段階５１６に結合することが可能で、たとえば光学結合装置／組み立て品を使用して選択された光が平行になり／収束し、それから改善された結合効率を得るために光ファイバと接するように構成することができる。ファイバ出力ステージ５１６は、結合装置５１２および／またはファイバ／結合インターフェイス５１４から光を受けることが可能で、１つまたは複数の所望の、たとえは選択的な出力のための特別な光ファイバを有することができる。薄膜蒸着ファイバを使用して、１つ（または複数）のファイバを複数のフィルタとして使用することができる。
【００３６】
図示のように、手持ち装置５０３は、ボタン、スイッチ、音声起動制御部などのフィードバックトリガ機構５２０を有することができる。ボタンなどのフィードバック機構５２０はオペレータの（たとえば外科医の）照明されている外科機器の出力の位置での光強度の制御を容易にすることができる。たとえば、外科医はボタン５２０を押すことが可能で、その場合、それに応じて、信号が電線（図示されている有線接続）を通してフィードバックコントローラ／制御装置５０８に送信されることになる。フィードバック装置５０８は、それから、光強度などの１つまたは（複数）の光出力特性を変更するように、ＬＥＤ光源装置５１０などの１つ（または複数）の光源に供給される電力を変更することになる信号を電圧／電流源５０６に送信することになる。
【００３７】
オペレータからのこのフィードバックによって、実時間分析と制御および、特に手術中の、気液交換時のより良好な観察が可能になったり容易になったりする。さらなる例については、そのようなフィードバックは、手術過程中に眼房の内外で光学光強度が増加／減少するように制御可能されうる。当業者は、フィードバックに使用される入力装置は、当該技術で公知の任意の形態を取ることが可能であり、複数のボタンのみに限定されていないことを当然理解する。たとえば、フィードバックは、音声コマンドの形態であってもよい。
【００３８】
エンドスコープなどの手持ち部分は、熱を減少させるために機械構成に組み込むことおよび／または機械構成によって実装することが可能である。さらに、手持ち装置の光源端部の位置でヒートシンクが使用される。有線の実施形態５００について、ホスト５０２と照明装置５０３との間の通信は、有線プロトコルを介している。
【００３９】
図６は、本開示の一実施形態の無線照明装置６００のブロック図である。図６に示しているように、無線照明６００は、ホスト装置６０２と手持ち照明装置６０３とを有することができる。ホスト装置６０２は、手持ち照明装置６０３との無線通信を可能にする送受信（トランシーバ）装置６０８を内蔵するまたは、その送受信装置６０８と接続されている。さらに、典型的な実施形態においては、ホスト装置６０２は音声起動プロトコル装置６１０を有することができる。プロトコル装置６１０は、装置のオペレータ（たとえば外科医）が装置６０２／６００と通信できるように、音声認識ソフトウェアおよびハードウェア（たとえば音声認識装置）を有することができる。これによって、装置のアプリケーション制御において音声コマンドが実現できる。ブロック図内の複数の矢印は、信号の向きを示している。
【００４０】
手持ち照明装置６０３は、組み込み照明機能を備えているエンドプローブなどの手持ち装置を電源内蔵とし、また、フィードバック制御部／ボタン６３０と通信できるように、電源６１４とフィードバック装置６２４とを有することができる。手持ち装置６０３は、外科医が音声コマンドを入力できるようにマイクロフォンをさらに有していてもよい。装置６０３は、電源（電圧／電流源）６１４、光源装置６１６、たとえば、フィードバック制御装置６２４、およびトランシーバ６２８を有することができる。図６の無線の実施形態によれば、ホスト装置６０２と照明装置６０３との間の通信は、無線プロトコルを介して行われる。手持ち装置６０３は、ＬＥＤ光源装置６１６または手持ち装置６０３の他の部分を所望の温度、たとえば４０℃以下に冷却するように動作する冷却装置６２６および／またはフィードバックボタン６３０などの複数の部品／装置を有することができる、周囲を囲んでいる基部つまり（ドッキング）ステーション６０４も備えることができる。
【００４１】
図６に示しているように、ホスト装置６０２は、無線通信プロトコルに準拠しているトランシーバなどの第１のトランシーバ６０８と、音声起動プロトコルを実装可能な音声認識装置６１０とを有することができる。可搬ハンドピースつまり手持ち照明装置６０３は、第２のトランシーバ６２８（ホスト装置６０２との無線通信用）、電源６１４、フィードバックコントローラ６２４、および電源６１４から受けた電力に応答して発光する照明装置６１６を有することができる。
【００４２】
装置６００については、第１のユーザ入力装置、たとえばフィードバックボタン６３０は照明装置６１６によって出力された光の強度を制御することができる。第１のユーザ入力装置６３０は、フィードバックコントローラ６２４に、ユーザ選択光強度に基づいて、第１の信号を送信するように動作可能である。フィードバックコントローラ６２４は、第１の信号に応答して、電源６１４が照明装置６１６に供給する電力を変更するための第２の信号を電源６１４に送信することができる。ハンドピースは、ユーザが入力する音声データを受け取る、音声センサつまりマイクロフォン６３１などの、第２のユーザ入力装置も有することができる。音声データは第２のトランシーバ６２８によって第１のトランシーバ６０８へ無線で送信され、音声認識装置６１０によって、保存したり、または応答の出力を生成したりするように処理される。
【００４３】
手持ち装置６０３は、射出成形筐体構造内に組み込むことができる。電池などのエネルギー供給部品/装置６１４は、照明装置６１６に電力を供給するように内蔵することができる。エネルギー供給装置６１４は、マイクロプロセッサと、関連する回路構成とを有する電子装置を備えることができる。マイクロプロセッサ／コントローラと関連する回路構成とは、たとえばＬＥＤ用の電流パルスを調節するように電力を所望の状態に変換する（たとえばＡＣをパルス状ＤＣに整流する）ことができる。さらに、回路構成は、ＬＥＤ用に電力を調節する、ブーストコンバータ、バックコンバータ、降圧コンバータ、昇圧コンバータ等の変換器から構成されていてもよい。結合を、１つまたは複数のＬＥＤに結合可能なエンドプローブなどのプローブを通して実現することができる。
【００４４】
典型的な実施形態によれば、手持ち照明装置は、倒像鏡、直像鏡、スリットランプ、眼底カメラなど硝子体切除術眼球内照明に加えて、他の照明される機器用の潜在的な光源として使用できる可能がある。
【００４５】
ここで図７を参照すると、本開示の典型的な実施形態の赤、青、緑、および白の光出力を備えている複数のＬＥＤを利用する複数の光源構成７００Ａ〜７００Ｃを示している。光源構成７００Ａ〜７００Ｃについては、図示のように基部７０２は複数のＬＥＤ７０４を支持することができる。基部７０２は、プラスチック、金属等、任意の適切な材料で作ることができる。
【００４６】
光源として（たとえば、ユーザ制御コマンドに基づいて）選択されている複数のＬＥＤ７０４は、特定の複数の波長の帯域の照明のための光信号／出力を供給することができる。異なる光源（赤、緑、青、白等）を、最大の光出力効率のために、指定された各パターンにおいて構成することができる。この構成を使用する利点の１つは、ＬＥＤへの電流を制御することによって、出力光を様々な光強度に調節できることである。これによって、より良好な安全性／視認性と、個々の状況と個々の外科医とに対して調節可能な照明とが実現される。さらに、複数のＬＥＤ  ７０４の複数の出力の様々なスペクトルの光の変化によって、外科用照明のコントラスト比を改善することができる。
【００４７】
図７に示しているような複数の典型的な実施形態においては、本開示の照明装置は、照明用の増大した光量を提供するように、複数のＬＥＤ光源を使用することができる。そのような複数のＬＥＤ（または他の光源）を星形、６角形、直線、シャンデリヤ型などの所望の構成に配置することができる。複数のＬＥＤ  ７０４などの１つ（または複数）の光源からの光学出力の複数の波長については、可視スペクトル全体を使用することができる。複数のＬＥＤ光源については、光学強度は、入力電流を使用して、容易に調節することができる。
【００４８】
図８は、本開示の典型的な実施形態８００のＬＥＤ選択用のフィードバック制御を特徴づけるアプリケーションの模式図を示している。図８に示しているように、特定のコマンド８０２が、１つまたは複数の特定のＬＥＤ  ８０６（１）〜８０６（Ｎ）、または、それらのＬＥＤ  ８０６（１）〜８０６（Ｎ）の特定の一部の組み合わせを作動させるように制御ブロック８０４（たとえばフィードバック制御）を制御する。特定の複数のＬＥＤの作動と、１つまたは複数のＬＥＤからの光の利用とは、たとえば図１〜７に示しているような、光学的および電子的構成の組み合わせを伴い、特定の実施形態によって手持ちまたはホスト装置のいずれかに実装することができる。内科医の指令は、たとえば図５〜６に示しているように、フィードバックボタン/機構とすることができる。さらに、フィードバックによって、たとえば、光信号をどれだけ長くオンにしておくか（全体の時間および／またはデューティーサイクル）、使用する特定の波長つまり帯域、および光強度など、１つまたは複数の光学的特徴を定める／選択するための機構を組み込むことができる。
【００４９】
図８の説明を続けると、１つまたは複数のＬＥＤによって発生した光は、たとえば結合装置８１０を使用して、１つ（または複数）の光ファイバ８１２に結合することができる。この結合装置８１０は、１つまたは複数のＬＥＤ  ８０６から１つまたは複数のファイバ８１２に出力される光の結合効率を増大させるような役割を果たすことができる１つまたは複数のレンズ８１４および／または１つまたは複数のフィルタの組み合わせを有することができる。典型的な実施形態では、ファイバ８１２は、光を、たとえばエンドスコープの所望の部分など特定の方向に向けるように、筐体（たとえば鋼）を通過させて配置することができる。典型的な実施形態では、１つまたは複数の特別なファイバを特定のフィルタリングの目的および／または所望の用途に使用することができる。当業者は、任意の適切な材料および／または形状を結合装置８１０のレンズ８１４に使用できる。さらに、当業者は、任意の適切な構成（薄膜、ファブリー・ペロ等）および／または材料を結合装置８１０のフィルタ８１６に使用できる。１つまたは複数のレンズ８１８がファイバ８１２の先端に存在していてもよく、ファイバ８１２の先端で、任意に拡大、平行化、または収束を行うことができる。
【００５０】
したがって、以前の記述から、そして関連している図面を見ることによって、本開示の実施形態と態様とは従来技術の技法／装置に対してさまざまな利点をもたらすことができることが理解されるであろう。
【００５１】
本開示の実施形態に利用される光源の出力光の配光は、所望のように選択したり構成することができる。たとえば、光学出力はランベルト、「コウモリの羽」、ガウス等のパターンとすることが可能で、適切な複数のレンズおよび／または光学要素を、所望の出力光配光パターンを得るように、光源と共に／光源のために使用することができる。さらに、冷却装置を、冷却効果を提供して照明装置がたとえば室温などの低温で動作できるように使用することができる。可搬性：手持ち装置に必須の特別な冷却装置がなく軽量で小さい（冷却は光源装置／部品を使用して実現可能）。
【００５２】
フィードバック機能によって内科医用の手持ち制御部が実現され、そのような機能は、ハンドピース／手持ち装置、プローブ、手持ち装置用のドッキングステーションなどに配置されている便利なフィードバックボタンによって実現できる。電力電流／電圧の制御が、フィードバック制御に組み込まれる。たとえば、減光機能を提供するために、典型的な実施形態では、可変利得アンプが電力源に組み込まれる。カニューレ機能の自動的なライトの出し入れをフィードバックボタンを使用して実装することができる。使用されるレンズ装置を小さくそして可搬にすることができる。平行化および収束に加えて可変スポットサイズも、たとえばフィードバックコントローラ／ボタンを外科医が操作することによって調節可能な特徴である。
【００５３】
本開示の実施形態によってもたらされるさらなる利点には、フィルタ／アテネータの１つまたは複数の組み合わせを含めることができる。また、危険なスペクトルを取り除くように複数の薄膜を伴う特別なファイバを有する光ファイバを利用することができる。テーパー状、丸められた形状、断熱、シングルモード、マルチモード、グレーデッドインデックス（ＧＲＩＮ）等のさまざまなファイバ構成を利用することができる。実施形態に対して使用される光ファイバは、所望のように選択し、たとえば５０μｍ〜５００μｍに大きさを設定し、マルチモードまたはシングルモードのオプション／構成の光ファイバとすることができる。
【００５４】
複数のＬＥＤを光源として利用することによって、本開示の装置／技法は、完全ではないにしても大幅に装置の振動が起こりにくいまたは振動に耐える照明を実現することができる。照明部品の寿命は、通常の（非ＬＥＤの）光源よりもはるかに長い、数千時間まで延ばすことができる。さらに、本開示の複数の実施形態のＬＥＤベースの光源は、より低い温度で動作可能で、そのため、発散する熱が少なく、それによって複雑なヒートシンク装置を不要にしている。本開示の技法の照明に関連しているコストは、従来技術の技法のコストよりも低くすることができるが、これは、ＬＥＤ装置（関連する駆動電力調節回路装置を含む）のコストが、パッケージングが簡単であるため、設置型の光源装置よりもはるかに低い（指数的に低い）ためである。さらに、複数の色の複数のＬＥＤが利用可能／出力効率が高いことによって、眼の構造に対して実施される手術過程などの手術過程中に可視（および他の）スペクトルを選択できるようになる。
【００５５】
さらに、本開示のＬＥＤベースの照明装置は、自動または手動のいずれかで制御可能な照明を提供する改善された外科医制御手術装置を実現することができる。そのような照明は、波長の選択によって改善されたコントラスト比も実現することができる。入力信号は、ＬＥＤ内でスペクトル選択ができるようにパルス状にすることが可能になり、シャンデリア照明が提供される。さらに、本開示の技法／装置によって眼内で反射分光分析を使用することができる。改善された光制御を空気／流体境界で手術過程中に実現することができる。
【００５６】
さらに、本開示の実施形態は、手術室外での、そしてたとえばクリニックで使用される、組み込み硝子体切除術制御ユニットまたは高価な光源ボックスとは独立している新規の用途を実現可能な手持ち照明装置および／または、倒像鏡、直像鏡、スリットランプ、眼底カメラなど硝子体切除術眼球内照明以外の他の照明されている計器に使用できる可能性のある光源を実現することができる。
【００５７】
本開示は、何らかの特定の実施形態において説明してきたが、当業者は、本開示の範囲と精神から何ら逸脱していない説明した実施形態の変形例を容易に考え出すであろう。たとえば、前述の実施形態による照明装置は、複数のＬＥＤを利用する状況では一般的であるが、当業者は複数のＬＥＤに加えてまたはそれらの代わりに、他の種類の光源も使用可能であることを認識するに違いない。さらに、複数のフィードバックボタンによる光強度の手動調節に加えて、またはその代わりに、様々な種類の照明要件を検出して、検出された照明要件に基づいて光強度を自動的に調節するようにセンサをハンドピースに組み込むこともできる。
【００５８】
さらに、当業者に対して、本明細書の開示自体が他の業務に対する解決策と他の複数の用途への適合とを示唆するであろう。本開示のそのような用途と、本開示の精神と範囲から逸脱することなく本開示の目的のために本明細書で選択した開示の実施形態に対して行うことが可能なそれらの変更と修正とをすべて網羅することが出願者の意図である。したがって、本開示の本実施形態は、すべての点で例示的であり限定的ではないと見なすべきである。
【００５９】
本出願は、全体が参照によって本明細書に援用される２００７年２月２８日に出願されている米国仮特許出願第６０／８９２，０２８号の便益を主張する。
【図１】
2010520589.tif 000003
【図２】
2010520589.tif 000004
【図３】
2010520589.tif 000005
【図４】
2010520589.tif 000006
【図５】
2010520589.tif 000007
【図６】
2010520589.tif 000008
【図７】
2010520589.tif 000009
【図８】
2010520589.tif 000010
【国際調査報告】
2010520589.tif 000011