(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
手術用照明のための光ファイバホモジナイザ装置であって、
手術中の患者の照明のために使用されるコヒーレント光源からの第１の光を伝送する第１の光ファイバに接続されるための入射光コネクタと、
前記入射コネクタに連結された、前記第１の光を受け取るための内部光ファイバと、
前記内部光ファイバに機械的に連結されたファイバ振動機構であって、前記第１の光は前記内部光ファイバの中で前記ファイバ振動機構により均一化されて、前記光ファイバホモジナイザ装置により射出される第２の光が生成されるファイバ振動機構と、
第２の光ファイバに接続されるための射出光コネクタであって、前記内部の光ファイバからの前記第２の光を受け取り、前記第２の光ファイバは、前記第２の光を前記患者に投射する第３の光ファイバで終了する射出光コネクタと、
を含んでおり、
前記ファイバ振動機構は、前記内部光ファイバを３０Ｈｚより高い周波数で往復運動させる、光ファイバホモジナイザ装置。
【請求項２】
前記手術は眼科手術であり、前記第３の光ファイバは前記第２の光を前記患者の眼内へと投射する、請求項１に記載の光ファイバホモジナイザ装置。
【請求項３】
前記コヒーレント光源は単色レーザである、請求項１に記載の光ファイバホモジナイザ装置。
【請求項４】
前記コヒーレント光源は、前記第１の光を生成するために組み合わせられた複数の単色レーザである、請求項１に記載の光ファイバホモジナイザ装置。
【請求項５】
前記ファイバ振動機構は、前記内部光ファイバに機械的に連結された圧電アクチュエータを含む、請求項１に記載の光ファイバホモジナイザ装置。
【請求項６】
前記ファイバ振動機構は、前記内部光ファイバに機械的に連結された電磁アクチュエータを含む、請求項１に記載の光ファイバホモジナイザ装置。
【請求項７】
前記ファイバ振動機構は、前記内部光ファイバに機械的に連結された電子機械工学的アクチュエータを含む、請求項１に記載の光ファイバホモジナイザ装置。
【請求項８】
前記ファイバ振動機構は、前記内部光ファイバの少なくとも１部分に往復運動及び円運動の少なくとも一方を付与する、請求項１に記載の光ファイバホモジナイザ装置。
【請求項９】
前記ファイバ振動機構は、前記内部光ファイバの少なくとも１部分にランダム化運動を付与する、請求項１に記載の光ファイバホモジナイザ装置。
【請求項１０】
手術用レーザ照明システムのためのファイバベースのモードミキシングの方法であって、
手術中の患者の照明のために使用されるコヒーレント光源からの第１の光を第１の光ファイバに投射するステップと、
前記第１の光ファイバからの前記第１の光をファイバモードミキサ装置に伝送するステップであって、前記ファイバモードミキサ装置は、前記第１の光を受け取る内部光ファイバと、前記内部光ファイバに連結されたファイバ振動機構と、を含み、前記第１の光は前記内部光ファイバの中で前記ファイバ振動機構によって均一化されて、前記ファイバモードミキサ装置により射出される第２の光が生成されるステップと、
前記ファイバモードミキサ装置からの前記第２の光を第２の光ファイバに伝送するステップであって、前記第２の光ファイバは、前記第２の光を前記患者へと投射する第３の光ファイバで終了するステップと
を含んでおり、
前記ファイバモードミキサ装置は更に、
前記第１の光ファイバへの接続のための入射光コネクタと、
前記第２の光ファイバへの接続のための射出光コネクタと、
前記ファイバ振動機構に電力を供給するための電源と、を含んでおり、
前記ファイバ振動機構は、前記内部光ファイバを３０Ｈｚより高い周波数で往復運動させる、方法。
【請求項１１】
前記手術は眼科手術であり、前記第３の光ファイバは前記第２の光を前記患者の眼内へと投射する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記コヒーレント光源が、
（ｉ）単色レーザであるか、又は
（ｉｉ）前記第１の光を生成するように組み合わせられた複数の単色レーザである、
請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記ファイバ振動機構が：
（ｉ）前記内部光ファイバに機械的に連結された圧電アクチュエータを含む；
（ｉｉ）前記内部光ファイバに機械的に連結された電磁アクチュエータを含む；
（ｉｉｉ）前記内部光ファイバに機械的に連結された電子機械工学的アクチュエータを含む；
（ｉｖ）前記内部光ファイバの少なくとも１部分に往復運動及び円運動の少なくとも一方を付与する；及び
（ｖ）前記内部光ファイバの少なくとも１部分にランダム化運動を付与する；
という上記特徴のいずれか少なくとも一つにより構成されている、請求項１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、手術用照明に関し、より具体的には、手術用レーザ照明のためのファイバベースのモードミキシング技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
眼科において、眼の手術、すなわち眼科手術が眼及び付属の視覚構造に対して行われる。より具体的には、網膜硝子体手術には、眼の内部、例えば硝子体液及び網膜等に係る各種の繊細な手順が含まれる。網膜前膜、糖尿病網膜症、硝子体出血、黄斑円孔、網膜剥離、白内障手術合併症、その他を含む多くの眼疾患の治療において、視覚機能を改善するために様々な網膜硝子体外科処置が、時にレーザを用いて使用される。
【０００３】
網膜硝子体手術中、眼科医は典型的には外科用顕微鏡を使って角膜を通して眼底を見ながら、強膜を貫通する手術器具を挿入して様々な処置の何れかを行う。患者は典型的に、網膜硝子体手術中、外科用顕微鏡の下で仰臥位をとり、眼球を露出した状態に保つために開瞼器が使われる。使用される光学システムの種類に応じて、眼科医は眼底の所定の視野を有するが、これは狭い視野から、眼底の周辺領域まで広げることのできる広い視野まで様々であってよい。
【０００４】
それに加えて、光源は典型的に眼底へと導入されて、外科医が処置を行う領域を照明する。光源は典型的に、同じく強膜を貫通する照明アセンブリを有する手術器具として実装され、他の手術器具と組み合わされてもよい。手術のための光源としてコヒーレント光を伝送する光ファイバの使用は、光ファイバで利用可能となるごく小さい物理的寸法の中に提供される光強度から、好ましい。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の開示されている実施形態は、手術用照明に使用される光ファイバの異なるモードを均一化するために使用されるファイバベースのモードミキシング技術を提供する。ファイバ振動機構は、光ファイバの１部分に機械的運動を付与して、コヒーレント光源から均一な照明場を生成してよい。
【０００６】
一態様において、開示されている手術用照明の方法は、コヒーレント光源からの第１の光を第１の光ファイバに投射するステップを含み、コヒーレント光源は手術中の患者の照明のために使用される。方法はまた、第１の光ファイバからの第１の光をファイバモードミキサ装置に伝送するステップも含んでいてよい。方法において、ファイバモードミキサ装置は、第１の光を受け取る内部光ファイバと、内部光ファイバに連結されたファイバ振動機構とを含んでいてよい。この方法において、第１の光は内部光ファイバの中でファイバ振動機構によって均一化されて、ファイバモードミキサ装置により射出される第２の光が生成されてもよい。方法は、ファイバモードミキサ装置からの第２の光を第２の光ファイバに伝送するステップをさらに含んでいてもよい。方法において、第２の光ファイバは、第２の光を患者へと投射する第３の光ファイバで終了してもよい。
【０００７】
方法の開示されている実施形態の何れにおいても、手術は眼科手術であってよく、第３の光ファイバは第２の光を患者の眼内へと投射してよい。
【０００８】
方法の開示されている実施形態の何れにおいても、コヒーレント光源は単色レーザであってよい。
【０００９】
方法の開示されている実施形態の何れにおいても、コヒーレント光源は第１の光を生成するように組み合わせられた複数の単色レーザであってよい。
【００１０】
方法の開示されている実施形態の何れにおいても、ファイバ振動機構は、内部光ファイバに機械的に連結された圧電アクチュエータを含んでいてよい。
【００１１】
方法の開示されている実施形態の何れにおいても、ファイバ振動機構は、内部光ファイバに機械的に連結された電磁アクチュエータを含んでいてよい。
【００１２】
方法の開示されている実施形態の何れにおいても、ファイバ振動機構は、内部光ファイバに機械的に連結された電子機械工学的アクチュエータを含んでいてよい。
【００１３】
方法の開示されている実施形態の何れにおいても、ファイバ振動機構は、内部光ファイバの少なくとも１部分に往復運動及び円運動の少なくとも一方を付与してよい。
【００１４】
方法の開示されている実施形態の何れにおいても、ファイバ振動機構は、内部光ファイバの少なくとも１部分にランダム化運動を付与してよい。
【００１５】
方法の開示されている実施形態の何れにおいても、ファイバモードミキサ装置は、第１の光ファイバに接続されるための入射光コネクタと、第２の光ファイバに接続されるための射出光コネクタと、ファイバ振動機構に電力を供給するための電源と、をさらに含んでいてよい。方法において、ファイバ振動機構は、内部光ファイバに３０Ｈｚより高い周波数で往復運動させてよい。
【００１６】
別の態様において、開示されている光ファイバホモジナイザ装置は手術用照明のためである。光ファイバホモジナイザ装置は、手術中の患者の照明のために使用されるコヒーレント光源からの第１の光を伝送する第１の光ファイバに接続されるための入射光コネクタと、入射コネクタに連結された、第１の光を受け取るための内部光ファイバと、を含んでいてもよい。光ファイバホモジナイザ装置はまた、内部光ファイバに機械的に連結されたファイバ振動機構を含んでいてもよい。光ファイバホモジナイザ装置において、第１の光は内部光ファイバの中でファイバ振動機構により均一化されて、光ファイバホモジナイザ装置により射出される第２の光が生成されてもよい。光ファイバホモジナイザ装置は、第２の光ファイバに接続されるための射出光コネクタをさらに含んでいてもよく、射出光コネクタは第２内部光ファイバからの第２の光を受け取る。光ファイバホモジナイザ装置において、第２の光ファイバは、第２の光を患者に投射する第３の光ファイバで終了してもよい。
【００１７】
光ファイバホモジナイザ装置の開示されている実施形態の何れにおいても、手術は眼科手術であってよく、第３の光ファイバは第２の光を患者の眼内へと投射してよい。
【００１８】
光ファイバホモジナイザ装置の開示されている実施形態の何れにおいても、コヒーレント光源は単色レーザであってよい。
【００１９】
光ファイバホモジナイザ装置の開示されている実施形態の何れにおいても、コヒーレント光源は、第１の光を生成するために組み合わせられた複数の単色レーザであってよい。
【００２０】
光ファイバホモジナイザ装置の開示されている実施形態の何れにおいても、ファイバ振動機構は、内部光ファイバに機械的に連結された圧電アクチュエータを含んでいてよい。
【００２１】
光ファイバホモジナイザ装置の開示されている実施形態の何れにおいても、ファイバ振動機構は、内部光ファイバに機械的に連結された電磁アクチュエータを含んでいてよい。
【００２２】
光ファイバホモジナイザ装置の開示されている実施形態の何れにおいても、ファイバ振動機構は、内部光ファイバに機械的に連結された電子機械工学的アクチュエータを含んでいてよい。
【００２３】
光ファイバホモジナイザ装置の開示されている実施形態の何れにおいても、ファイバ振動機構は、内部光ファイバの少なくとも１部分に往復運動及び円運動の少なくとも一方を付与してよい。
【００２４】
光ファイバホモジナイザ装置の開示されている実施形態の何れにおいても、ファイバ振動機構は、内部光ファイバの少なくとも１部分にランダム化運動を付与してよい。
【００２５】
光ファイバホモジナイザ装置の開示されている実施形態の何れにおいても、ファイバ振動機構は、内部光ファイバに３０Ｈｚより高い周波数で往復運動させてよい。
【００２６】
本開示とその特徴及び利点をより十分に理解するために、ここで、下記のような添付の図面と共に以下の説明を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】手術用顕微鏡と、照明器アセンブリを備える手術器具とを使用する眼科手術のある実施形態の図である。
【図２】ファイバモードからの不均一光の画像である。
【図３】ファイバベースのモードミキシングを備える手術照明システムのある実施形態を示す。
【図４】光ファイバホモジナイザのある実施形態の図である。
【図５】手術用レーザ照明の方法のうちの選択された要素のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下の説明文の中で、開示されている主旨の説明を容易にするために、詳細事項が例として示されている。しかしながら、当業者にとっては、開示されている実施形態は例に過ぎず、考えうるすべての実施形態を網羅しているわけではないことが明らかであるはずである。
【００２９】
本明細書で使用されるかぎり、枝番のある参照番号はある要素の特定の例を指し、枝番のない参照番号は集合的な要素を指す。それゆえ、例えば、装置「１２−１」は、ある装置の分類の一例を指し、これらはまとめて装置「１２」と呼ばれてよく、そのうちの何れの１つも総称的に装置「１２」と呼ばれてよい。
【００３０】
前述のように、光ファイバ及びコヒーレント光源の使用は、光ファイバのごく小さい物理的寸法内に提供される高い光強度により、手術照明にとって望ましい。このような手術用照明源は、様々な医療及び手術応用に使用されてよく、１つの例示的応用分野が網膜硝子体手術等の眼手術である。
【００３１】
例えば、網膜硝子体手術では、照明源は典型的に、強膜を貫通する、照明器アセンブリを有する手術器具として実装され、他の手術器具と組み合わされてもよい。照明器アセンブリの遠位端において、光を眼底へと投射して、眼内で行われる手術処置を照明するためのごく小径の光ファイバが使用されてよい。例えば約２５〜１００μｍのファイバコアを有するごく小径のファイバは典型的に、レーザ源等のコヒーレント光源の近位側に連結される光ファイバに連結される。各種の光ファイバが使用されてもよいが、コヒーレント光を照明のために眼内へと伝送するために、マルチモード光ファイバが使用されてよい。
【００３２】
しかしながら、コヒーレント光がマルチモード光ファイバを通じて伝送される際、ファイバ内の、「モード」と呼ばれるコヒーレント光の異なる光子群は、わずかに異なる経路長さを通るかもしれない。光ファイバ内の異なるモードが異なる経路長さをたどる結果、モードは光ファイバ内で伝搬する間に、相互に強め合うように、及び弱め合うように干渉するかもしれない。異なるモードがファイバコアを通じて光ファイバから出ると、射出光により提供される照明場はモード間干渉によって不均一に見えるかもしれない。モード間干渉は、温度、ファイバの歪み、ファイバの動きによる影響を非常に受けやすく、均一な照明場が均一な背景光を投射する代わりに、不均一な照明場は望ましくないダイナミックパターンを投射するため、一般に、人間の眼でかなり認識可能となるかもしれない。不均一な照明場は、ダイナミックであるかもしれない異なる色の光の異なる領域として見えるため、不均一な照明場は手術用照明にあまり適さないかもしれない。
【００３３】
例えば、網膜硝子体手術において、外科医が安全かつ有効に手術できるようにするためには、眼内の各種の微細生体構造の鮮鋭で明瞭な視野が非常に望ましく、これは不均一な照明場では提供されないかもしれない。特に、不均一な照明場は、幾つかの実装例において、単色レーザ源又は単色レーザ源の組合せで観察される。単色レーザ源の場合、示されるモードはより少なく、それゆえ、コヒーレント光を所望の均一な照明場へと均一化できるようにする光ファイバ内のモードミキシングの度合いはより低い。さらに、眼内照明装置又は複合的照明付き手術用具等、各種の手術器具が設計され、実装されるのに伴い、高い光強度を伝達する、より小径のファイバの使用がますます望ましくなる。しかしながら、モード間干渉の問題は、光ファイバの大きさ（すなわち、径）が小さくなるほど増大し、これは、望ましくないこととして、このような小型の照明システムの使用を制約する可能性がある。また、手術用照明の応用では、約２〜３ｍの長さ等の比較的短い長さの光ファイバが使用される。より均一な照明場につながるモードミキシングはファイバの長さと共に増大するため、手術用照明応用の中で使用される、より短い光ファイバに行われるモードミキシングは不十分であるかもしれず、その結果、照明場は不均一となる。また、ガラスコアを含む光ファイバでは、示されるモードがより少なく、モードミキシングはより小さく、特に不均一な照明場となるかもしれない。
【００３４】
以下により詳しく説明するように、手術用レーザ照明のためのファイバベースのモードミキシング技術が開示される。本明細書において開示されている手術用レーザ照明のためのファイバベースのモードミキシング技術は、コヒーレント光を伝送するために光ファイバを使用して、手術用照明のための均一な照明場を提供してよい。本明細書において開示されている手術用レーザ照明のためのファイバベースのモードミキシング技術は、比較的短く、比較的小径の光ファイバで使用されてよい。本明細書で開示されている手術用レーザ照明のためのファイバベースのモードミキシング技術は、ガラスコアを有する光ファイバで使用されてよい。本明細書において開示されている手術用レーザ照明のためのファイバベースのモードミキシング技術は、手術用照明のための光源に実装されてよい。本明細書において開示されている手術用レーザ照明のためのファイバベースのモードミキシング技術は、コヒーレント光源から手術用照明を提供する光ファイバに連結できる光学機器として実装されてよい。本明細書において開示されている手術用レーザ照明のためのファイバベースのモードミキシング技術は、網膜硝子体手術等の眼科手術中の患者の眼の照明に使用されてよい。
【００３５】
照明アセンブリ１００が使用されてよい１つの方法が図１に示されており、その中では、外科医１２０が患者１３０の眼１０４に対し、手術器具１２２を使って眼科手術を行っている。図１において、眼１０４は開瞼器１４０を使って露出されており、接眼レンズ１５０が眼１０４上の所定の位置に保持されて、眼１０４の内部構造の可視化を容易にするための手術用顕微鏡１０２と視覚的に整列されている。外科医１２０は、手術器具１２２を使って眼１０４の内部構造に手術を実行している。
【００３６】
例えば、手術器具１２２が硝子体切除プローブである場合、外科医１２０は手術器具１２２を使って、眼１０４の内部を通常満たしている透明なゲル状の硝子体を除去しており、その際、実質的に硝子体のみを除去するように注意しながら、機械的動作による影響をきわめて受けやすい、網膜等の付近の眼構造との相互作用を避ける。外科医が眼底をはっきりと見えることは、照明アセンブリ１００により提供される均一な照明場によって容易になる。手術器具１２２は様々な手持ち型の手術器具の何れであってもよいことがわかる。幾つかの実施形態において、照明アセンブリ１００は、第２の照明器具を使用せずに照明を提供するために、手術器具１２２の中に組み込まれてよい。
【００３７】
図１の挿入図には、手術中の眼１０４のさらに詳細部分が示されている。カニューレを用いた強膜貫通を提供するための２つの強膜ポート１０８が見え、一方は手術器具１２２用、一方は照明器アセンブリ１００用である。図のように、照明器アセンブリ１００は手術用レーザ照明のためのファイバベースのモードミキシングの手段を含んでいてもよく、これについては後でさらに詳しく説明する。したがって、照明器アセンブリ１００は、光を伝送して均一な照明場（図１では見えない）を眼底に投射するための光ファイバを使って、眼１０４にコヒーレント光を投射するために使用されてよい。
【００３８】
照明器アセンブリ１００には、本開示の範囲から逸脱することなく、改良、追加、又は省略を行ってよい。本明細書に記載されている手術用照明器アセンブリ１００の構成部品及び要素は、特定の用途に応じて統合されても分離されてもよい。照明器アセンブリ１００は、幾つかの実施形態において、より多くの、より少ない、又は異なる構成部品を使って実装されてもよい。
【００３９】
図２は、ファイバモードからの不均一な光の画像２００を示す。画像２００は、ページに対して斜めに向けられたスクリーン上に投射された、光ファイバからのコヒーレント光を示す。画像２００において、図のスクリーンには、不均一な照明場の上下に黒インクで書かれた外部アノテーションがある。画像２００内の不均一な照明場は、光ファイバ内の不十分なモードミキシングに起因する。画像２００内の不均一な照明場は、最高約５００％の強度変動を示すかもしれず、これは多くの用途や使用の場面においてダイナミックであり得、これは前述のように手術用照明にとって望ましくない。画像２００内の不均一な照明場は、本願において開示されるモードミキシングのための手法を適用することによる実質的に均一な強度の照明場（図示せず）等の均一な照明場に直ちに変換されてよい。
【００４０】
次に、図３を参照すると、手術用照明システム３００のある実施形態が示されている。図３に示されるように、手術用照明システム３００は図１に示される眼１０４に対する眼科手術の中で使用されてよい。図３は概略図であり、正確な縮尺又は透視図法によって描かれていない。図３には、眼１０４の断面図が示され、それによって図１に関して上述した各種の要素を見ることができる。具体的には、接眼レンズ１２０は、眼１０４の眼底の比較的広角の視野を提供しているように示され、２つの強膜ポート１０８が眼１０４の強膜を貫通している。手術器具１２２は１つの強膜ポート１０８を貫通しているように示され、照明アセンブリが別の強膜ポート１０８を貫通している。
【００４１】
図３に示されるように、均一な照明場３１０が照明器アセンブリ１００によって眼１０４内に投射される。具体的には、照明器アセンブリ１００は遠位側で光ファイバ部分３０８で終了し、これらは露出して眼内に光を投射してもよい。光ファイバ部分３０８は外部光ファイバ３０４に連結される。幾つかの実施形態において、光ファイバ部分３０８は、外部光ファイバ３０４自体の遠位部分であってもよい。光ファイバ３０４は、手術コンソール３１２から光ファイバホモジナイザ３０２へと延びる光ファイバ３０４−１の第１の区間と、光ファイバホモジナイザ３０２から光ファイバ３０８へと延びる光ファイバ３０４−２の第２の区間とを有するように示されている。また、光ファイバ３０４−２の第２の区間は、ハンドピース３０６を通るように示されており、これは、強膜ポート１０８におけるカニューレ処置を可能にするための、光ファイバ３０４−２の周囲のシース又はチューブを含んでいてもよい。
【００４２】
図３において、光ファイバホモジナイザ３０２は、本明細書において開示されているように、手術用レーザ照明のためのファイバベースのモードミキシング技術を適用してもよい。具体的には、光ファイバホモジナイザ３０２は、光ファイバ（図３では見えない）に機械的運動又は振動を加えることにより、光ファイバ３０４−２により伝送される第２の光についてモードミキシングを行って、均一化してよい。このように、光ファイバホモジナイザ３０２は、手術中、眼１０４に均一な照明場３１０を提供する。光ファイバホモジナイザ３０２は、それぞれ光ファイバ３０４−１及び３０４−２に接続されるための光コネクタを含んでいてもよい。幾つかの実施形態において、光ファイバホモジナイザ３０２は、手術コンソール３１２の中に実装されるか、又はそれと統合されてよく、これには均一な照明場３１０を生成するためのコヒーレント光源（見えない）も含んでいてよい。手術コンソール３１２は、他の様々な機器及び機能、例えば手術器具１２２のためのドライバ機器及びデータの操作と画像処理のためのユーザインタフェースとを提供してよい。さらに、光ファイバホモジナイザ３０２の内部のさらに詳細な部分について、図４に関して後述する。
【００４３】
ここで、図４を参照すると、光ファイバホモジナイザ３０２のさらに詳細な部分が示されている。図４は概略図であり、正確な縮尺又は透視図法によって描かれていない。図４には、光ファイバホモジナイザ３０２に含められる要素が概略的に示されている。光ファイバホモジナイザ３０２は、例えば図４に示される構成部品を格納する筐体（図示せず）を有する光学機器として実装されてよいことがわかるであろう。
【００４４】
具体的には、光ファイバホモジナイザ３０２は、光ファイバ３０４−１に接続されるための入射光コネクタ４０２を有するほか、光ファイバ３０４−２に接続されるための射出光コネクタ４０６を有するように示されている。各種の実施形態において、入射光コネクタ４０２及び射出光コネクタ４０６は、光ファイバ３０４−１及び３０４−２に取り付けられた対応するコネクタと勘合する、釈放可能コネクタ（図示せず）であってもよい。幾つかの実施形態において、入射光コネクタ４０２及び射出光コネクタ４０６は、固定されたコネクタであってもよい。図のように、入射光コネクタ４０２、射出光コネクタ４０６、及びファイバモードミキサ装置４０４は、固定表面４３６上に載せられ、これには、光ファイバホモジナイザ３０２を取り囲んでもよいハウジング（図示せず）の基底部を表してもよい。入射光コネクタ４０２は第１の光４００−１を受け取ってもよく、これには、コヒーレント光源（図示せず）から伝送された後、光ファイバ３０４−１で不十分なモードミキシングがなされているかもしれない。コヒーレント光源は、単色レーザ又は、第１の光４００−１を生成するために組み合わされている単色レーザの組合せであってもよい。したがって、第１の光４００−１は、異なる周波数（すなわち、色）からの光を含んでいてもよい。
【００４５】
図４には、光ファイバホモジナイザ３０２と共に、内部光ファイバ４０８も示されており、これはファイバモードミキサ装置４０４にアタッチメント４３８により連結されている。内部光ファイバ４０８の長さは様々であってよく、光ファイバホモジナイザ３０２の所望の物理的寸法に応じて調節されてよい。アタッチメント４３８は、内部光ファイバ４０８に連結するための何れの種類の機械的アタッチメント若しくは固定具又は部材を表してもよい。例えば、アタッチメント４３８は、外から内部光ファイバ４０８の１部分に取り付けるクランプを含んでいてもよい。ファイバモードミキサ装置４０４は、ファイバモードミキサ装置４０４がそこに固定されるアタッチメント４３８を運動又は振動させるための機械的構成部品からなるファイバ振動機構を含んでいてもよい。ファイバ振動機構は、アタッチメント４３８の動きを生成し、それによって、それ以外は固定表面４３６に接続されない内部光ファイバ４０８に動きを付与するための様々な機械的アクチュエータの何れかを含んでいてよい。ファイバモードミキサ装置４０４に含められる機械的構成部品又はアクチュエータの例は、回転モータ、リニアモータ、圧電アクチュエータ、空気圧アクチュエータ、油圧アクチュエータ、電磁アクチュエータ、及び電子機械工学的アクチュエータのほか、様々な異なる組合せを含んでいてもよい。ファイバ振動機構は、振動、回転、並進、又はそれらの組合せを可能にしてもよい。したがって、ファイバ振動機構は、内部光ファイバ４０８の少なくとも１部分に往復運動及び円運動の少なくとも一方を付与してもよい。幾つかの実施形態において、ファイバ振動機構は、内部光ファイバ４０８にランダム化運動を付与してもよい。電磁アクチュエータは、電子的に制御される磁石又は磁気コイル（電磁石）を有する様々なアクチュエータを含んでいてもよい。電子機械工学的アクチュエータは、内蔵ロボティックドライブ等、電子及び機械システム又は構成部品の様々な組合せを含んでいてもよい。
【００４６】
ファイバモードミキサ装置４０４は外から内部光ファイバ４０８に連結されるため、内部光ファイバ４０８に付与される動きにおける高い精度は無駄であるかもしれず、射出光コネクタ４０６を介して内部光ファイバ４０８から光ファイバ３０４−２へと出る第２の光４００−２を均一化するための所望のモードミキシング効果には、より低い精度が適当であるかもしれない。異なる実施形態において、ファイバモードミキサ装置４０４は、約３０Ｈｚ以上の周波数等、人間の目には見えない運動を生じさせる周波数で往復運動、回転、又は振動してもよい。このように、ファイバモードミキサ装置４０４は、内部光ファイバ４０８内でモードミキシングを起こさせて、人間の目に一様に見える均一な照明場３１０を生成してもよい。
【００４７】
図４には、光ファイバホモジナイザ３０２と共に電源４１０も示され、これは、ファイバモードミキサ装置４０４と共に含められる機械的構成部品に電源を供給してもよい。幾つかの実施形態において、電源４１０は、遠隔操作を可能にするためのバッテリ等、光ファイバホモジナイザ３０２への内部電源を表してもよい。他の実施形態において、電源４１０は外部電源、例えば外部電源（図示せず）からの電線電力又は直流のためのコネクタを表してもよい。
【００４８】
次に、図５を参照すると、本明細書に記載されている手術用レーザ照明のためのファイバベースのモードミキシング技術の方法５００のある実施形態の中の選択された要素のフローチャートがフローチャートの形態で示されている。方法５００に記載されている特定の動作は任意選択によってもよく、又は異なる実施形態においては順序が変更されてもよいことがわかる。方法５００は、本明細書に記載されているように、照明アセンブリ１００及び光ファイバホモジナイザ３０２を使って実行されてよい。
【００４９】
方法５００は、ステップ５０２で、コヒーレント光源からの第１の光を第１の光ファイバに投射することから始まってもよく、コヒーレント光源は手術中の患者の照明のために使用される。ステップ５０４で、第１の光は第１の光ファイバからファイバモードミキサ装置に伝送され、ファイバモードミキサ装置は、第１の光を受け取る内部光ファイバと、内部光ファイバに連結されたファイバ振動機構と、を含み、第１の光は内部光ファイバの中でファイバ振動機構によって均一化されて、ファイバモードミキサ装置により射出される第２の光が生成される。ステップ５０６で、第２の光はファイバモードミキサ装置から第２の光ファイバへ伝送され、第２の光ファイバは第２の光を患者へと投射する第３の光ファイバで終了する。
【００５０】
本明細書において開示されるように、ファイバベースのモードミキシング技術は、手術用照明のために使用される光ファイバの中の異なるモードを均一化するために使用されてよい。ファイバ振動機構は、光ファイバの１部分に機械的運動を付与して、コヒーレント光源から均一な照明場を生成してもよい。
【００５１】
上で開示された主旨は例示のためであって限定的ではなく、付属の特許請求の範囲は本開示の主旨と範囲に含まれるようなすべての改良、改善、及びその他の実施形態を網羅することが意図される。それゆえ、法により可能なかぎり、本開示の範囲は以下の特許請求の範囲及びそれらの均等物の最も広い可能な解釈によって特定され、上記の詳細な説明によって制限又は限定されないものとする。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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