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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-11-21
(54)【発明の名称】光ファイバコネクタ及びアダプタ
(51)【国際特許分類】
A61F 9/008 20060101AFI20241114BHJP
G02B 6/36 20060101ALI20241114BHJP
G02B 6/32 20060101ALI20241114BHJP
【ＦＩ】
A61F9/008 120Z
G02B6/36
G02B6/32
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024527597
(86)(22)【出願日】2022-12-07
(85)【翻訳文提出日】2024-05-10
(86)【国際出願番号】 IB2022061891
(87)【国際公開番号】W WO2023105444
(87)【国際公開日】2023-06-15
(31)【優先権主張番号】63/265,159
(32)【優先日】2021-12-09
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】319008904
【氏名又は名称】アルコン インコーポレイティド
(74)【代理人】
【識別番号】100099759
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 篤
(74)【代理人】
【識別番号】100123582
【弁理士】
【氏名又は名称】三橋 真二
(74)【代理人】
【識別番号】100153729
【弁理士】
【氏名又は名称】森本 有一
(74)【代理人】
【識別番号】100211177
【弁理士】
【氏名又は名称】赤木 啓二
(72)【発明者】
【氏名】マーク ハリソン ファーリー
(72)【発明者】
【氏名】チェンコアン テャオ
(72)【発明者】
【氏名】マーク エー．ホプキンズ
(72)【発明者】
【氏名】アリレザ ミルセパッシ
(72)【発明者】
【氏名】ティモシー シー．ライアン
(72)【発明者】
【氏名】ロナルド ティー．スミス
(72)【発明者】
【氏名】デニス マーティン テレンツィオ
【テーマコード（参考）】
2H036
2H137
【Ｆターム（参考）】
2H036JA01
2H036QA03
2H036QA11
2H036QA42
2H036QA44
2H036QA47
2H036QA57
2H036QA59
2H137AA08
2H137AB06
2H137BA15
2H137BA18
2H137BB08
2H137BC02
2H137BC12
2H137BC23
2H137BC32
2H137BC51
2H137BC53
2H137CA15A
2H137CA45
2H137CA51
2H137CD11
2H137CD32
2H137CD45
(57)【要約】
本明細書に開示される特定の実施形態は、光ファイバをレーザ手術システムに結合するためのシステム及び装置を提供する。特に、特定の態様は、光ファイバをレーザ手術システムのポートに解放可能に結合するためのプッシュ－プルコネクタ及びアダプタを提供する。コネクタ及びアダプタは、ポート内への挿入中に光ファイバの機械的な横方向及び回転案内を促して、光ファイバのコアと、レーザ手術システムによって伝播されるレーザビームパターンとの適切な整列（例えば、クロッキング）を確実にする。したがって、コネクタ及びアダプタは、レーザビームパターンと、光ファイバの１つ又は複数のコアとの間の向上した結合効率及びしたがってコアを通して伝送される複数のレーザビーム間の向上した出力均一性を可能にする。
【選択図】図３Ａ
【選択図】図３Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
光ファイバを手術用レーザシステムに結合するためのシステムであって、光ファイバを受け入れるように構成されたポートアダプタ
を含み、前記ポートアダプタは、
実質的に円筒形のバレルであって、
第１の内径を有する遠位部分、
前記第１の内径よりも小さい第２の内径を有する中間部分、
前記遠位部分と前記中間部分との間に配置されたテーパ面であって、前記ポートアダプタ内への前記光ファイバの挿入中に軸方向案内を提供するように構成されたテーパ面、
前記遠位部分の外面に配置されたクロッキングキーであって、前記ポートアダプタ内への挿入中に前記光ファイバの準螺旋状の案内回転を促すように構成されたクロッキングキー、及び
前記遠位部分に形成されたテーパ状ファイバカムスロットであって、前記クロッキングキーに対して前記遠位部分の円周方向反対側に形成されたテーパ状ファイバカムスロット
を含む、実質的に円筒形のバレルと、
前記バレルの前記中間部分内に配置されたスリーブであって、前記ポートアダプタ内への前記光ファイバの挿入中及び前記ポートアダプタからの前記光ファイバの取り外し中に光学的整列を提供するように構成されたスリーブと
を含む、システム。
【請求項2】
前記バレルの前記クロッキングキー及びテーパ状ファイバカムスロットは、前記光ファイバが前記ポートアダプタに完全に挿入されるとき、前記光ファイバの０°のフェルール角度を促す、請求項１に記載のシステム。
【請求項3】
前記ポートアダプタは、前記バレルの前記中間部分の近位端に配置された停止カラーをさらに含み、前記停止カラーは、前記手術用レーザシステムからの入力レーザ又は照明光ビームを受けるのに適切な焦点位置に前記光ファイバのフェルールを位置決めすることを促すように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項4】
前記ポートアダプタは、前記バレルに結合された基部をさらに含み、前記基部は、前記ポートアダプタ内の前記光ファイバの検出を促すように構成された光ファイバ検出窓を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項5】
前記ポートアダプタに隣接して配置された集光レンズをさらに含み、前記集光レンズは、前記光ファイバが前記ポートアダプタに挿入されるとき、入力レーザ又は照明ビームを前記光ファイバに中継するように構成される、請求項４に記載のシステム。
【請求項6】
前記集光レンズ及び前記ポートアダプタの前記基部のそれぞれは、前記光ファイバが前記ポートアダプタに挿入されるとき、前記入力レーザ又は照明ビームを前記光ファイバに伝送するための窓を含む、請求項５に記載のシステム。
【請求項7】
前記ポートアダプタの前記スリーブは、セラミック材料から形成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項8】
前記ポートアダプタの前記バレルの半径方向外側に配置された１つ又は複数のボールプランジャをさらに含み、前記ボールプランジャは、前記光ファイバが前記ポートアダプタに完全に挿入されるとき、前記光ファイバを前記ポートアダプタ内に固定するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項9】
前記ポートアダプタの前記バレルの前記遠位部分の半径方向外側に配置されたカバープレートをさらに含み、前記カバープレートは、前記ポートアダプタ内への前記光ファイバの挿入中に粗い軸方向案内を提供するように構成されたテーパ状の内径を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項10】
前記光ファイバが前記ポートアダプタに挿入されるとき、前記光ファイバの種類を識別するための無線周波数識別（ＲＦＩＤ）装置をさらに含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項11】
前記ポートアダプタによって受け入れられる前記光ファイバは、前記光ファイバの近位端に配置されたコネクタを含み、前記コネクタは、前記光ファイバ及び前記コネクタを、前記光ファイバに対して前記コネクタが案内されずに自由に回転する状態で、回転案内されたクロッキングされた角度配向で前記手術用レーザシステムに結合するために、プッシュ－プル保持機構を介して前記ポートアダプタと解放可能に嵌合するように構成され、前記コネクタは、フェルールであって、前記光ファイバの前記近位端をその中で固定するフェルールと、
前記フェルールの遠位端に結合されたフェルール本体であって、前記フェルール本体の外面に配置され、且つ前記ポートアダプタの前記バレルの前記テーパ状ファイバカムスロットと嵌合するように構成されたファイバキーを含むフェルール本体と、
前記フェルール及び前記フェルール本体の半径方向外側に配置された外側バレルであって、前記外側バレルの内面に配置され、且つ前記ポートアダプタの前記バレルの主クロッキングキーと嵌合するように構成された主カムスロットを含む外側バレルと
を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項12】
前記コネクタの前記外側バレルは、前記外側バレルの近位端の外面に配置された円錐形の傾斜面をさらに含み、前記円錐形の傾斜面は、前記光ファイバが前記ポートアダプタに完全に挿入されるとき、前記ポートアダプタの１つ又は複数のボールプランジャによる捕捉力を促すように構成される、請求項１１に記載のシステム。
【請求項13】
前記コネクタは、前記フェルール本体の周囲に円周方向に且つ前記外側バレルの前記内面に対して配置された軸方向圧縮ばねをさらに含み、前記軸方向圧縮ばねは、前記光ファイバが前記ポートアダプタに完全に挿入されるとき、前記ポートアダプタの前記バレルに対する前記フェルール本体のばね荷重による軸方向の位置合わせを可能にするように構成される、請求項１１に記載のシステム。
【請求項14】
前記フェルール本体は、前記フェルール本体の前記外面に形成された１つ又は複数のスライド可能な回転整列特徴部をさらに含み、前記１つ又は複数の回転整列特徴部は、前記外側バレルに対する前記フェルール本体の回転整列を維持するように構成される、請求項１１に記載のシステム。
【請求項15】
前記コネクタは、ユーザによる保持のための、前記コネクタに対して遠位側に配置されたグリップと、
前記グリップの近位端に隣接するキャップと
をさらに含み、前記キャップは、
前記光ファイバの種類を識別するためのＲＦＩＤ装置と、
前記ポートアダプタ内への前記光ファイバの挿入中のユーザによるおおよその目視クロッキング整列のための目視クロッキングリブと、
前記コネクタにインターフェースするスナップ嵌め機構と
を含む、請求項１１に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【0001】
多様な医療処置において、手術を補助し、且つ／又は患者の身体を治療するために、レーザ光（例えば、レーザ治療ビーム（「治療ビーム」）、レーザ照準ビーム（「照準ビーム」）など）が使用される。例えば、レーザ光凝固術では、レーザプローブがレーザ治療ビームを伝搬させて、網膜上で熱傷スポットにおいて血管を焼灼する。レーザ治療ビームは、通常、手術用レーザシステムから光ファイバケーブルを介して伝えられ、光ファイバケーブルは、近位側では、手術用レーザシステムに接続するポートコネクタで終端し、遠位側では、執刀医が操作するレーザプローブで終端する。本明細書では、構成要素の遠位端とは、患者の身体に近い方の端部を指し、構成要素の近位端とは、患者の身体から離れた方を向く端部又は例えば手術用レーザシステムに近い端部を指すことに留意されたい。
【0002】
熱傷スポットにおいて血管を焼灼することに加えて、治療ビームは、網膜に存在して視覚をもたらす杆体及び錐体のいくつかも損傷させ、それにより視力に影響を与えることがある。視力は、網膜の中心の黄斑において最も鋭敏であるため、執刀医は、網膜の周辺エリアにおいて熱傷スポットを発生させるようにレーザプローブを配置する。手術中、執刀医は、光凝固される網膜エリアを照明するために、熱傷を起こさない照準ビームを用いてプローブを動作させる。低出力の赤色レーザダイオードが入手可能であるため、照準ビームは、一般に、低出力赤色レーザ光である。執刀医が、照準ビームで所望の網膜スポットを照明するようにレーザプローブを位置決めした後、執刀医は、レーザ治療ビームを、フットペダル又は他の手段を介して作動させて、例えば、照明されたエリア又は照明されたエリアを囲むエリアを、レーザ治療ビームを用いて光凝固させる。網膜のスポットを焼いた後、執刀医は、照準光で新しいスポットを照明するためにプローブを再び位置決めし、レーザ治療ビームを作動させ、新しいスポットを光凝固させ、プローブを再び位置決めするなどして、網膜にわたって所望の数の熱傷したレーザスポットを分散させる。
【0003】
ある種のレーザプローブは、一度に複数のスポットを凝固又は熱傷させるため、光凝固は、より迅速且つより効率的になり得る。例えば、光ファイバを介してそのようなレーザプローブの１つに結合される手術用レーザシステムは、単一のレーザビームを、マルチスポットレーザパターンを呈する複数のレーザビームに分割するように構成され得る。このような例では、手術用レーザシステムは、複数のレーザビームを光ケーブルの近位インターフェース面に送り、光ケーブルは、対応するファイバパターンを呈する複数の光ファイバのアレイ又はマルチコアファイバを含み得る。マルチコア光ファイバは、レーザビームを含むファイバコアを包含して取り囲む照明ビームを伝送する追加の能力を有し得、これにより手術の視覚化の利点が提供される。
【0004】
マルチスポットレーザシステムをマルチコア光ファイバで使用する場合、伝送されるマルチスポットレーザビームの各スポットをマルチコア光ファイバのコアとファイバの近位インターフェース面で整列することが不可欠である。レーザスポットとファイバコアとの間のわずかな位置ずれでさえ、ファイバコアへのレーザスポットの結合効率の低下を引き起こす可能性があり、その結果、マルチコアファイバを介して伝送される複数のレーザビームの出力均一性が低下し、ファイバコア外への不要な伝送がさらに増加する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
したがって、上述の欠点に対処する、マルチコアファイバをマルチスポットレーザビームパターンと整列させるための改良されたシステム及び方法が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示は、概して、手術用レーザシステムに関し、より具体的には、光ファイバを手術用レーザシステムと結合し、整列させるためのシステム及び装置に関する。
【0007】
特定の実施形態では、光ファイバを手術用レーザシステムに結合するためのシステムが提供される。このシステムは、光ファイバを受け入れるように構成されたポートアダプタを含み、ポートアダプタは、実質的に円筒形のバレルを含み、実質的に円筒形のバレルは、第１の内径を有する遠位部分と、第１の内径よりも小さい第２の内径を有する中間部分と、遠位部分と中間部分との間に配置されたテーパ面であって、ポートアダプタ内への光ファイバの挿入中に軸方向案内を提供するように構成されたテーパ面と、遠位部分の外面に配置されたクロッキングキーであって、ポートアダプタ内への挿入中に光ファイバの準螺旋状の案内回転を促すように構成されたクロッキングキーと、遠位部分に形成されたテーパ状カムスロットであって、クロッキングキーに対して遠位部分の円周方向反対側に形成されたテーパ状カムスロットとを含む。スリーブがバレルの中間部分内に配置され、このスリーブは、ポートアダプタ内への光ファイバの挿入中及びポートアダプタからの光ファイバの取り外し中、約１０ミクロン未満以内でレーザビームに対するファイバコアの高精度な横方向の光学的整列を行うために、中間部分の摩擦及び摩耗抵抗性の内面を提供するように構成される。
【0008】
以下の記載及び関連する図面は、上述のものを含む１つ又は複数の実施形態の特定の例示的な特徴を詳述する。
【0009】
上記に記載した本開示の特徴を詳細に理解することができるように、上記で簡潔に要約した本開示のより具体的な説明は、実施形態を参照することによって得ることができ、そのいくつかを添付図面に示す。しかしながら、添付図面は、例示的実施形態を示すに過ぎないため、その範囲を限定するとみなされるべきではなく、他の同様に効果的な実施形態が認められ得ることに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本開示の特定の実施形態による、手術標的への送達のためにレーザビームを生成するための例示的なシステムの上面図を示す。
【図2】本開示の特定の実施形態による、例示的な手術用レーザシステム及びその構成要素の概略平面図を示す。
【図3A-3B】本開示の特定の実施形態による、それぞれ非嵌合状態及び嵌合状態にある、例示的なポートアダプタを含む手術用レーザシステムの例示的な光ポート及び例示的な光ファイバコネクタの断面側面図である。
【図8A-8B】本開示の特定の実施形態による、それぞれ非嵌合状態及び嵌合状態にある、別の例示的なポートアダプタを含む手術用レーザシステムの別の例示的な光ポート及び別の例示的な光ファイバコネクタの断面側面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【0011】
理解を促すために、図面間で共通の同一要素を示すために、可能な場合には同一の参照符号が使用される。さらなる説明を伴わずに、１つの実施形態の要素及び特徴を他の実施形態に有益に組み込み得ることが企図される。
【0012】
以下の説明では、開示する主題の理解を促すために、詳細が例として記載される。しかしながら、開示する実装形態が例であり、すべての可能な実装形態を網羅するものではないことは、当業者に明らかであるはずである。したがって、説明する例への言及は、本開示の範囲を限定することを意図するものではないことが理解されるべきである。説明する装置、器具、方法に対する任意の変更形態及びさらなる修正形態並びに本開示の原理のさらなる任意の応用形態は、本開示が関連する技術分野の当業者が通常想到するであろうことが完全に想定される。特に、１つの実装形態に関して説明する特徴、構成要素及び／又はステップは、本開示の他の実装形態に関して説明する特徴、構成要素及び／又はステップと組み合わされ得ることが完全に想定される。
【0013】
本明細書に記載されるように、構成要素の遠位端、遠位セグメント又は遠位部は、その構成要素の使用中に患者の身体により近い端部、セグメント又は部分を指すことに留意されたい。一方、構成要素の近位端、近位セグメント又は近位部は、患者の身体からより遠く離れた、例えば手術用レーザシステムに近接した端部、セグメント又は部分を指す。
【0014】
本明細書で使用される場合、「約」という用語は、公称値からの＋／－１０％の変動を指し得る。このような変動は、本明細書で提供されるいずれの値にも含まれ得ることを理解されたい。
【0015】
本明細書に開示される特定の実施形態は、光ファイバをレーザ手術システムに結合するためのシステム及び装置を提供する。特に、特定の態様は、光ファイバをレーザ手術システムのポートに結合するためのコネクタ及びアダプタを提供する。コネクタ及びアダプタは、ポート内への挿入中に光ファイバの機械的な横方向及び回転案内を促して、光ファイバのコアと、レーザ手術システムによって伝播されるレーザビームパターンとの適切な整列（例えば、クロッキング）を確実にする。本明細書に記載される方法及びシステムは、以下に記載するものなど、任意の適切なレーザ手術システムと組み合わせて利用することができる。
【0016】
例示的な手術用レーザシステム
図１は、レーザ支援型眼科処置を実施するための例示的なシステム１００を示す。システム１００は、レーザビームを発生させるための１つ又は複数のレーザ源を有する手術用レーザシステム１０２を含む。例えば、手術用レーザシステム１０２内の第１のレーザ源は、第１の波長（例えば、約５３２ナノメートル（ｎｍ））で治療ビームを発生させ得る一方、第２のレーザ源は、第２の波長（例えば、約６３５ｎｍ）で照準ビームを発生させ得る。執刀医などのユーザは、最初に、所望の網膜スポット上に照準ビームを放出するために手術用レーザシステム１０２を（例えば、フットスイッチ、音声コマンドなどを介して）トリガし得る。執刀医が照準ビームで所望の網膜スポットを照明するようにレーザプローブを配置すると、執刀医は、フットペダル又は他の手段などを介して治療ビームを作動させて、患者の身体を治療する（例えば、治療ビームを用いて所望の網膜スポットを光凝固させる）。
図１は、レーザ支援型眼科処置を実施するための例示的なシステム１００を示す。システム１００は、レーザビームを発生させるための１つ又は複数のレーザ源を有する手術用レーザシステム１０２を含む。例えば、手術用レーザシステム１０２内の第１のレーザ源は、第１の波長（例えば、約５３２ナノメートル（ｎｍ））で治療ビームを発生させ得る一方、第２のレーザ源は、第２の波長（例えば、約６３５ｎｍ）で照準ビームを発生させ得る。執刀医などのユーザは、最初に、所望の網膜スポット上に照準ビームを放出するために手術用レーザシステム１０２を（例えば、フットスイッチ、音声コマンドなどを介して）トリガし得る。執刀医が照準ビームで所望の網膜スポットを照明するようにレーザプローブを配置すると、執刀医は、フットペダル又は他の手段などを介して治療ビームを作動させて、患者の身体を治療する（例えば、治療ビームを用いて所望の網膜スポットを光凝固させる）。
【0017】
特定の実施形態では、手術用レーザシステム１０２は、１つ又は複数の追加の装置及び／又はシステムと一体化される。例えば、特定の実施形態では、手術用レーザシステム１０２は、網膜硝子体処置、白内障手術、角膜移植、緑内障手術、レーシック（レーザ支援型生体内原位置角膜曲率形成）手術、屈折レンズ交換、トラベクレクトミー、角膜切開処置及び／又は角膜形成手術等を含む眼科手術処置を行うための手術用コンソールなどの手術用コンソールに一体化され得る。これらの処置の２種類以上を実施可能なコンソールも本開示の範囲内である。網膜硝子体処置を行うように構成されたコンソールの例としては、テキサス州フォートワースのＡｌｃｏｎ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．から入手可能なＣｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎ（登録商標）システムがある。白内障手術を行うように構成されたコンソールの例としては、テキサス州フォートワースのＡｌｃｏｎ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．から入手可能なＣｅｎｔｕｒｉｏｎ（登録商標）システムがある。
【0018】
示されるように、システム１００は、手術用レーザシステム１０２の光学ポート（図２に示す）のポートアダプタに結合されたコネクタ１１４をさらに含む。図１は、光ファイバケーブル１１１内の光ファイバ１１０も示し、光ファイバ１１０はプローブ１０８に結合してプローブ１０８を通して延びる遠位端と、コネクタ１１４に結合してコネクタ１１４を通して延びる近位端とを有する。場合により、本明細書でさらに説明するように、光ファイバ１１０は、２本以上のファイバを含み得る。図１の例では、コネクタ１１４は、光ファイバ１１０の近位端が挿入される開口部を有するフェルール（図２に示す）を含む。光ファイバ１１０の近位端は、フェルールが手術用レーザシステム１０２の光学ポートに挿入されると、手術用レーザシステム１０２からのレーザビームが集光され得るインターフェース面（近位入口面とも呼ばれる）を含む。光ファイバ１１０のインターフェース面は、レーザビームが導かれ得る１つ又は複数のコアの露出した近位端を含む。図１の例では、光ファイバ１１０は、４つのコアを有するマルチコア光ファイバ（ＭＣＦ）である。このように、光ファイバ１１０の近位端のインターフェース面は、レーザビームが集束され得る４つのコアの近位端を含む。
【0019】
手術用レーザシステム１０２は、レーザ源によって発生された単一のレーザビームを、レーザスポットパターンを呈する複数のレーザビームに分割するように構成され得る。例えば、手術用レーザシステム１０２は、照準ビームを４つの照準ビームに分割し、次いで、４つの照準ビームをコネクタ１１４内のフェルールの開口部を介して光ファイバ１１０のインターフェース面に送達し得る。さらに、手術用レーザシステム１０２は、治療ビームを４つの治療ビームに分割し、４つの治療ビームをフェルールの開口部を介して光ファイバ１１０のインターフェース面に送達するように構成され得る。そのような例では、光ファイバ１１０のコアのそれぞれは次いで、照準ビームと組み合わされた治療ビームを指し得る、マルチ波長ビーム又は結合ビームを伝送することになる。光ファイバのコアが結合ビームを伝送することに関して特定の態様を記載したが、光ファイバ１１０のコアは、いずれのビームが作動されて光ファイバ１１０に入射するかに応じて、治療ビーム又は照準ビームのいずれかを個別に伝送することもできることに留意されたい。
【0020】
いくつかの例では、手術用レーザシステム１０２は、眼の内部、特に光凝固される網膜１２０のエリアを照明するために、照明ビームを、例えば（光ファイバ１１０内にコアを保持するクラッディングの近位端も含み得る）光ファイバ１１０のインターフェース面にも伝搬させ得る。特定の態様では、照明ビームは、白色発光ダイオード（ＬＥＤ）によって発生され得る。
【0021】
光ファイバ１１０は、結合ビームをプローブ１０８に送達し、プローブ１０８は、結合ビームのマルチスポットパターン（例えば、４つのスポット）を患者の眼１２５の網膜１２０に伝搬させる。プローブ１０８は、光ファイバ１１０の遠位端を収容して保護するプローブ本体１１２及びプローブ先端１４０を含む。プローブ先端１４０の遠位端部分１４５は、結合ビームを網膜１２０に集束させるレンズも収容し得る。
【0022】
図２は、本明細書に記載される実施形態に従って実装され得る手術用レーザシステム２０２及びその中の構成要素の一例を示す。手術用レーザシステム２０２は、治療ビーム２１０を伝播させるレーザ源２０４と、照準ビーム２１２を伝播させるレーザ源２０６と、照明ビーム２１４を伝播させる光源２０８とを含む。手術用レーザシステム２０２は、それぞれの源と所望のポートとの間でレーザビーム及び照明ビームを偏光、分離、コリメート、選択、分割、結合、中継及び集光するための複数のレンズ、回折素子、ビームスプリッタ及び他の光中継デバイスをさらに含み、これらは、合わせて「光中継システム」と呼ばれ得る。
【0023】
手術の最初に、執刀医は、眼球の内側を照明して網膜を見やすくするために、光源２０８を作動させ得る。図示のように、光源２０８によって放出されると、照明ビーム２１４は、平行な光線を有するビームを生成するように構成されたコリメーティングレンズ２２２によって受け取られる。特定の実施形態では、コリメーティングレンズ２２２は、２つの単レンズと１つの複レンズとを含む多素子色収差補正レンズであり得る。したがって、図示のように、照明ビーム２１４は、コリメーティングレンズ２２２の反対側から平行な光線で出て、それぞれビームスプリッタ２２８及び２２６（ダイクロイックミラーと呼ばれることもある）を通過して、集光レンズ２２４に到達する。特定の実施形態では、集光レンズ２２４は、２つの単レンズと１つの複レンズとを含む多素子色収差補正レンズであり得る。このような実施形態では、集光レンズ２２４は、組み付けが逆である（例えば、１８０度回転される）ことを除いて、コリメーティングレンズ２２２と同じ設計を有し、それにより１対１の拡大結像システムを形成する。ビームスプリッタ２２８及び２２６は、それらの２つの側面２２８ａ及び２２８ｂ、２２６ａ及び２２６ｂに異なるコーティングをそれぞれ有し得る。例えば、側面２２８ａ及び２２６ａは、そこに伝搬された光がビームスプリッタ２２８及び２２６を通過できるようなコーティングを施される。そのため、側面２２８ａ及び２２６ａに伝搬された照明ビーム２１４は、ビームスプリッタ２２８及び２２６を通過する。一方、側面２２８ｂ及び２２６ｂは、以下に詳述するように、それぞれ光又は照準ビーム２１２及び治療ビーム２１０などのレーザビームを反射させるようにコーティングを施される。
【0024】
集光レンズ２２４は、次に、照明ビーム２１４を、コネクタ１１４を介して手術用レーザシステム２０２の光学ポート２３０でポートアダプタ２２５に結合される光ファイバ１１０などの光ファイバの近位端のインターフェース面に収束させる。ポートアダプタ２２５は、集光レンズ２２４に隣接して配置され、光ファイバ１１０を手術用レーザシステム２０２に結合するための光学ポート２３０でコネクタ１１４と嵌合するように構成される。図１に関連して説明したように、光ファイバ１１０は、より大きい直径のクラッディング内に埋め込まれた４つのコアを有し得る。したがって、集光レンズ２２４Ｂは、照明ビーム２１４がクラッディングの全長に沿って且つ光ファイバ１１０の４つのコア内で光ファイバ１１０に結合される手術用プローブ（例えば、図１のプローブ１０８）の遠位端に伝搬されるように、光ファイバ１１０のインターフェース面に照明ビーム２１４を集束させる。上述のように、光ファイバ１１０のインターフェース面は、フェルール２１５を介してポートアダプタ２２５の開口部２１７からそれぞれ露出される４つのコア及びクラッディングの近位端を含む。
【0025】
執刀医が眼球の内側を見ることができるようになると、執刀医は、プローブの遠位端から１つ又は複数の所望の照準ビームのスポットを網膜に投影し得る。より具体的には、レーザ源２０６は、執刀医によって作動された後、照準ビーム２１２（例えば、赤色レーザビーム）を回折光学素子（ＤＯＥ）２２１に発する。本明細書では、回折セグメントは、「セグメント」とも呼ばれ得る。図２の例では、ＤＯＥ２２１は、照準ビーム２１２がＤＯＥ２２１の中央のセグメントに整列されるように位置決めされ、ＤＯＥ２２１は、照準ビーム２１２を照準ビーム２１２ａ～ｄ（例えば、４つの照準ビーム）に回折させる。しかしながら、執刀医は、異なる数のビーム（例えば、２つ又は１つ）を選択するために、ＤＯＥ２２１の位置を変更し得る。例えば、音声コマンド又は手術用レーザシステム２０２のいくつかの他の機能を使用して、執刀医は、照準ビーム２１２を２つ、１つ又は他の数のビームに回折させ得る、ＤＯＥ２２１の異なるセグメントに照準ビーム２１２を整列させるようにＤＯＥ２２１を位置決めし得る。
【0026】
回折されると、結果として得られる照準ビームはビームスプリッタ２２８によってビームスプリッタ２２６を介して集光レンズ２２４に反射される。照準ビーム２１２ａ～ｄが赤色照準ビームである例では、ビームスプリッタ２２８は、赤色ダイクロイック光学素子であり得、照準ビーム２１２ａ～ｄは、ビームスプリッタ２２８の狭帯域赤色スペクトルノッチから反射し得る。次いで、集光レンズ２２４は、照準ビームのそれぞれが光ファイバ１１０の対応するコアの全長に沿って手術用プローブ（例えば、図１のプローブ１０８）の遠位端に伝播されるように、４つの照準ビームを光ファイバ１１０の近位端のインターフェース面に集束させる。４つの照準ビームの各々は、４つのコアのＭＣＦ内の対応するコアに高い結合効率で集束し、コアの長さを伝搬してＭＣＦの遠位端まで到達する。これにより、執刀医は、プローブの遠位端から４つの所望の照準ビームのスポットを網膜に投影させることができる。
【0027】
上述のように、執刀医が照準ビームスポットを網膜に投影するようにレーザプローブを配置して作動させると、執刀医は、フットペダル又は他の手段などを介してレーザ源２０４を作動させて、患者の身体を治療する（例えば、治療ビームを用いて所望の網膜スポットを光凝固させる）。作動されると、レーザ源２０４は図２に示されるように治療ビーム２１０、例えば緑色レーザビームを発する。治療ビーム２１０はビームスプリッタ２１３に到達し、ビームスプリッタ２１３は、治療ビーム２１０のかなりの部分を通過させる一方、わずかな部分２３１をセンサ２２３に反射させることができるように構成される。センサ２２３は、レーザ源２０４がアクティブか否かを検出し、治療ビーム力を監視するように構成された光センサである。ビームスプリッタ２１３を通過した後、シャッタ２３４が治療ビーム２１０を許容する開放位置にある場合、治療ビーム２１０は、治療ビーム２１０をビームスプリッタ２１８に反射させるように構成される固定式折り畳みミラー２１９で受け取られる。
【0028】
特定の実施形態では、手術用レーザシステムは、レーザ源２０４と固定式折り畳みミラー２１９との間に配置されたシャッタ２３４も含み得る。シャッタ２３４は、治療レーザビーム２１０が固定式折り畳みミラー２１９に到達することを遮断又は許可するように構成され得る。執刀医又は手術スタッフは、シャッタ２３４を（例えば、フットスイッチ、音声コマンドなどを介して）制御して、レーザ照準ビームを放出し、治療レーザビームを発射して（すなわちシャッタ２３４を開放して）患者の身体を治療（例えば、光凝固）することができる。いずれの場合にも、ビームスプリッタ２１８は、レーザビームを光学ポート２３０に方向付け得る。
【0029】
図示されるように、治療ビーム２１０は、ＤＯＥ２２０に到達する前にビームスプリッタ２１８を通過する。ＤＯＥ２２０は、ＤＯＥ２２１と同様に、治療ビーム２１０を治療ビーム２１０ａ～２１０ｄ（例えば、４つの治療ビーム）に回折する。しかしながら、執刀医は、異なる数のビーム（例えば、２つ又は１つ）を選択するために、ＤＯＥ２２０の位置を変更し得る。例えば、音声コマンド又は手術用レーザシステム２０２のいくつかの他の機能を使用して、執刀医は、治療ビーム２１０を２つ、１つ又は他の数のビームに回折させ得る、ＤＯＥ２２０の異なるセグメントに治療ビーム２１０を整列させるようにＤＯＥ２２０を位置決めし得る。次いで、治療ビーム２１０ａ～２１０ｄは、ビームスプリッタ２２６で受け取られ、ビームスプリッタ２２６は、治療ビーム２１０ａ～２１０ｄを集光レンズ２２４に反射させる。治療ビーム２１０ａ～ｄが緑色治療ビームである例では、ビームスプリッタ２２６は、緑色ダイクロイック光学素子であり得、治療ビーム２１０ａ～ｄは、ビームスプリッタ２２６の狭帯域緑色スペクトルノッチから反射し得る。治療ビーム２１０ａ～ｄは、ビームスプリッタ２２６に対してある角度でビームスプリッタ２２６によって反射され、その角度は、照準ビーム２１２ａ～ｄがビームスプリッタ２２６に通される角度に等しい。したがって、レーザ源２０４が作動されると、伝送された治療ビーム２１０ａ～ｄと照準ビーム２１２ａ～ｄは（例えば、互いに重なるように）結合されて、結合ビーム２１１ａ～ｄを生成し）、その後、集光レンズ２２４に到達する。
【0030】
集光レンズ２２４は、結合ビーム２１１ａ～２１１ｄのそれぞれが光ファイバ１１０の対応するコアの全長に沿って手術用プローブ（例えば、図１のプローブ１０８）の遠位端に伝播されるように、結合ビーム２１１ａ～２１１ｄを光ファイバ１１０の近位端のインターフェース面に集束させる。より具体的には、図２の例では、光ファイバ１１０は、コアＡ、Ｂ、Ｃ及びＤなどの４つのコアを有するＭＣＦである。そのような例では、集光レンズ２２４は、例えば、結合ビーム２１１ａがコアＡに伝搬され、結合ビーム２１１ｂがコアＢに伝搬され、結合ビーム２１１ｃがコアＣに伝搬され、結合ビーム２１１ｄがコアＤに伝搬されるように、結合ビーム２１１ａ～２１１ｄを光ファイバ１１０の近位端のインターフェース面に集束させる。さらに、照明ビーム２１４は、ＭＣＦファイバコアのすべてを通して且つコアの周囲のクラッディングを通して伝播される。
【0031】
例示的な光ファイバコネクタ及びアダプタ
本開示の態様は、光ファイバをレーザ手術システムに結合するためのシステム及び装置を提供する。特に、特定の態様は、光ファイバをレーザ手術システムの光学ポートに結合するためのコネクタ及びアダプタを提供する。コネクタ及びアダプタは、６つの自由度すべてにおいて、光ファイバとレーザ手術システムとの効率的な横方向及び回転方向の整列を促し、光ファイバの１つ又は複数のコアとレーザ手術システムのレーザビームパターンとの正確なクロッキングを可能にする。したがって、コネクタ及びアダプタは、レーザビームパターンと、光ファイバの１つ又は複数のコアとの間の向上した結合効率及びしたがってコアを通して伝送される複数のレーザビーム間の向上した出力均一性を可能にする。本明細書に記載されるシステム及び装置は、図１～２を参照して記載したものなど、任意の適切なレーザ手術システムと組み合わせて利用することができる。
本開示の態様は、光ファイバをレーザ手術システムに結合するためのシステム及び装置を提供する。特に、特定の態様は、光ファイバをレーザ手術システムの光学ポートに結合するためのコネクタ及びアダプタを提供する。コネクタ及びアダプタは、６つの自由度すべてにおいて、光ファイバとレーザ手術システムとの効率的な横方向及び回転方向の整列を促し、光ファイバの１つ又は複数のコアとレーザ手術システムのレーザビームパターンとの正確なクロッキングを可能にする。したがって、コネクタ及びアダプタは、レーザビームパターンと、光ファイバの１つ又は複数のコアとの間の向上した結合効率及びしたがってコアを通して伝送される複数のレーザビーム間の向上した出力均一性を可能にする。本明細書に記載されるシステム及び装置は、図１～２を参照して記載したものなど、任意の適切なレーザ手術システムと組み合わせて利用することができる。
【0032】
一般に、本開示の実施形態は、従来の光ファイバコネクタ及びアダプタを超えるいくつかの利点を提供する。例えば、本明細書に記載される特定の実施形態は、接続中、漸進的な（例えば、順次の粗い及び微細な）、機械的に誘導された位置決め及び回転を利用する、例えばレーザ手術システムとの光ファイバの効率的且つ人間工学的なプッシュツーコネクト、プルツーコネクト嵌合を提供する。さらに、本明細書に記載される特定の実施形態は、統合されたプローブ捕捉接続状態検出及び／又はＲＦＩＤベースの接続状態検出に加えて、ユーザに対して、レーザ手術システムと光ファイバの接続／切断及びクロッキング角度の整列（例えば、ゼロクロッキング角度）中の視覚的及び／又は触覚的確認を提供する。本明細書に記載される特定の実施形態は、ばね押しシステムの利用を介して、ファイバケーブル及び／又はコネクタからの光ファイバの横方向及び軸方向の機械的分離をさらに提供し、レーザ手術システムによる光ファイバのより簡単なクロッキングを促す。なおもさらに、本明細書に記載の特定の実施形態は、単回使用の滅菌医療装置に適した低コストで、長い耐用年数（例えば、５，０００回以上繰り返されるファイバ嵌合／脱嵌合接続）を促す材料で形成されたコネクタ及び／又はアダプタを提供する。
【0033】
図３Ａ～３Ｂは、本開示の特定の実施形態による、例示的なポートアダプタ３２５を含む手術用レーザシステムの例示的な光ポート３３０と、それぞれ非嵌合状態及び嵌合状態にある例示的な光ファイバコネクタ３１４との断面側面図を示す。図３Ａ～３Ｂの例は、光ファイバコネクタ３１４を光ポート３３０に結合する際、光ファイバコネクタ３１４、したがってその中の光ファイバ３１０のある程度の回転整列（すなわちクロッキング）がユーザによって実行されるため、「ユーザ支援される」例として記載される場合がある。
【0034】
示されるように、光ポート３３０は、ポートアダプタ３２５を含み、このアダプタは、少なくとも部分的に光ポート３３０の遠位端３３１のカバープレート３４０の開口部３３２を通して配置される。特定の実施形態では、カバープレート３４０は、硝子体網膜手術コンソール又は水晶体超音波乳化吸引コンソールなどの眼科手術処置を実行するための手術用レーザシステム及び／又は手術コンソールの外側パネルに結合する。光ポート３３０の対向する近位端３３３は、集光レンズ３２４に隣接して配置され、集光レンズ３２４は、光ファイバコネクタ３１４内に配置された光ファイバ３１０上に照明ビーム及び／又は治療ビーム３１１を集光するように構成される。光ポート３３０と集光レンズ３２４は合わせて「煙突」と呼ばれることもある。上述の光ファイバ１１０と同様に、光ファイバ３１０は、シングルコア光ファイバ（ＳＣＦ）又はマルチコア光ファイバ（ＭＣＦ）であり得る。
【0035】
光ファイバコネクタ３１４は、その近位端３１７にフェルール３１５を含み、このフェルール３１５を通して光ファイバ３１０の近位端が挿入される。フェルール３１５と光ファイバ３１０は、光ファイバコネクタ３１４内で角度的に整列され、角度に関して固定される。フェルール３１５から、光ファイバ３１０は、光ファイバコネクタ３１４を通して遠位側に延び、ケーブル３１２内に入り、このケーブル３１２は光ファイバ３１０を保護し、光ファイバ３１０を例えば手術用プローブ又は器具と結合し得る。
【0036】
図３Ｂに示すように、光ポート３３０に完全に挿入されると、フェルール３１５の近位端は、集光レンズ３２４が照明、照準及び／又は治療ビーム３１１を光ファイバ３１０の近位端のインターフェース面に収束させ得るようにポートアダプタ３２５内に配置される。挿入中、ポートアダプタ３２５及び光ファイバコネクタ３１４は、光ファイバコネクタ３１４及びフェルール３１５の横方向の位置及び回転方向（例えば、クロッキング）の向きを順次のデュアルキー、デュアルスロット粗整列及び微整列によって機械的に案内し、その結果、光ファイバ３１０の各コアが１つ又は複数の照明、照準及び／又は治療ビーム３１１と正確に整列される。このように、ポートアダプタ３２５及び光ファイバコネクタ３１４は、ビーム３１１と光ファイバ３１０のコアとの間の結合効率の向上及び光ファイバ３１０を通るビーム３１１の出力均一性の向上を可能にする。
【0037】
ポートアダプタ３２５を含む光ポート３３０及び光ファイバコネクタ３１４の様々な個々の図が図４Ａ～６Ｃに示され、したがって、光ポート３３０、ポートアダプタ３２５及び光ファイバコネクタ３１４は、図４Ａ～６Ｃを参照してさらに詳細に記載される。
【0038】
図４Ａ～４Ｃは、それぞれ本開示の特定の実施形態による、ポートアダプタ３２５を含む光ポート３３０の断面側面図、斜視図及び部分分解図を示す。図４Ａに示されるように、光ポート３３０は、その遠位端３３１にリング状のカバープレート３４０を含む。カバープレート３４０は、例えば、手術用コンソールの外側パネルに結合することができ、光ファイバコネクタ３１４が光ポート３３０に挿入されると、光ファイバコネクタ３１４のための初期の粗い横方向の案内を提供する。したがって、光ファイバコネクタ３１４が挿入されるカバープレート３４０の開口部３３２を少なくとも部分的に画定するカバープレート３４０の内周面４４２は、近位側に直径が減少するテーパ部分４４４を含む。特定の実施形態では、テーパ部分４４４は、内周面４４２の全長に沿って延在するが、他の実施形態では、テーパ部分４４４は、内周面４４２の長さの一部に沿って延在する。
【0039】
特定の実施形態では、カバープレート３４０は、ＲＦＩＤ受信機又は同様の装置などの無線周波数識別（ＲＦＩＤ）装置４４６を含み、これは、カバープレート３４０の近位表面に沿って配置されるか又は近位表面を形成することができる。ＲＦＩＤ装置４４６は、例えば、光ファイバコネクタ３１４に近接させたとき、光ファイバコネクタ３１４と一体化された対応するＲＦＩＤ装置と無線でインターフェース（すなわち通信）するように構成され得る。特定の実施形態では、ＲＦＩＤ装置４４６は、対応するＲＦＩＤ装置からの信号を受信し、光ポート３３０に挿入された光ファイバの種類、例えばマルチコアファイバ（ＭＣＦ）又はシングルコアファイバ（ＳＣＦ）、光ポート３３０に挿入されたプローブ又はツールの種類及び／又は他の関連情報を識別し得る。ＲＦＩＤ装置４４６は、次に、挿入された光ファイバ、プローブ、ツール等に関連するパラメータに従って手術用レーザシステム２０２及び／又は手術用コンソールを構成するために、手術用レーザシステム２０２のプロセッサ若しくはコントローラ又は手術用レーザシステム２０２が一体化された手術用コンソールのプロセッサ若しくはコントローラに対して、受信した信号を有線又は無線で中継又は通信し得る。
【0040】
光ポート３３０は、保持リング４５０をさらに含み、この保持リング４５０は、カバープレート３４０とポートアダプタ３２５の基部４２０との間に配置される。保持リング４５０は、光ファイバコネクタ３１４がそこに完全に挿入されるとき、光ファイバコネクタ３１４を光ポート３３０内に取り外し可能に固定するために、保持リング４５０の開口部４５４の周りに円周方向に配置され得る１つ又は複数のボールプランジャ４５２を含む。特定の実施形態では、ボールプランジャ４５２は、光ファイバコネクタ３１４を光ポート３３０内に保持するために光ファイバコネクタ３１４の外面に形成された１つ又は複数の特徴部（例えば、キャッチ又はくぼみ）と圧縮可能に係合する（すなわち嵌合する）圧入又はねじ付きボールプランジャを含む。したがって、光ファイバコネクタ３１４は、ボールプランジャ４５２をそれぞれの戻り止め穴からスライドさせるのに必要なサイド方向の力を（それぞれ近位「押し」方向又は遠位「引き」方向に）加えることにより、光ポート３３０に対して固定又は固定解除され得、これは、接続又は切断の触覚確認をさらに提供する。このように、挿入がばね押しカム力によって捕捉されるため、光ファイバコネクタ３１４を光ポート３３０に対して接続又は切断するために解除ラッチが必要なく、これによりプッシュツーコネクト、プルツーコネクト嵌合がもたらされる。図４Ａ～４Ｃには、開口部４５４の円周上に等距離に配置された３つのねじ付きボールプランジャ４５２が描かれている。しかしながら、より多い又はより少ないねじ付きボールプランジャが利用され得、開口部４５４の円周上に等距離又は非等距離に間隔を置いて配置され得る。そのような実施形態では、ねじ付きボールプランジャ４５２は、保持リング４５０を貫いて開口部４５４から半径方向外側に延びるねじ穴４５８にねじ込まれるか又は回し込まれ得る。ボールプランジャ４５２を有して描かれ、記載されるが、保持リング４５０は、ばねプランジャ等などの他のタイプの保持機構又はロック機構を含み得ることがさらに考えられる。
【0041】
特定の実施形態では、保持リング４５０は、光ファイバコネクタ３１４が光ポート３３０に挿入されるとき、光ファイバコネクタ３１４に追加の粗い横方向案内をさらに提供する。したがって、保持リング４５０の内周面４５７は、ロック機構４５２に対して遠位側に配置され、近位側に内径が減少するテーパ部分４５６を含み得る。
【0042】
図４Ｂ～４Ｃに示されるように、保持リング４５０は、１つ又は複数の留め具４２２を介してポートアダプタ３２５の基部４２０の遠位面に留められ得る。特定の実施形態では、留め具４２２は、保持リング４５０を貫通して形成されたねじ穴４２４を通して、基部４２０に形成されたねじ穴４２６にねじ込まれるか又は回し込まれ得るねじ付きスクリュを含む。ねじ穴４２４及び４２６は、光ポート３３０の長軸Ａに平行な軸に沿って延び得る。図４Ｂ～４Ｃには、保持リング４５０の円周上に等距離に配置された３つのねじ付きスクリュ４２２とねじ穴４２４が示されているが、より多い又は少ないねじ付きスクリュ及びねじ穴が利用され得、保持リング４５０の円周上に等距離又は非等距離に間隔をあけて配置され得る。
【0043】
ポートアダプタ３２５の基部４２０の近位面は、円筒形支持体４６２内に配置された集光レンズ３２４を含む光学アセンブリ４６０に結合する。円筒形支持体４６２は、光ポート３３０に結合し、集光レンズ３２４をそれに隣接して固定するように構成された１つ又は複数の管状構成要素を全体的に含む。上述したように、光ファイバコネクタ３１４が光ポート３３０に完全に挿入されると、集光レンズ３２４は、例えば、手術用レーザシステム１０２及び２０２によって伝搬される１つ又は複数の照明、照準及び／又は治療ビーム３１１を、光ファイバコネクタ３１４のフェルール３１５内に固定される光ファイバ３１０の近位端のインターフェース部分に収束させるように構成される。したがって、支持体４６２は、ポートアダプタ３２５の基部４２０に隣接する窓４６４を含み、この窓を通して照明、照準及び／又は治療ビーム３１１が集光レンズ３２４によって光ファイバ３１０に伝搬され得る。ポートアダプタ３２５は、図４Ｃに示される１つ又は複数の留め具４６８を介して光学アセンブリ４６０の遠位面、例えば円筒形支持体４６２の遠位面に留められ得る。留め具４２２と同様に、留め具４６８は、ポートアダプタ３２５を貫通して形成されたねじ穴４６９を通して、円筒形支持体４６２に形成されたねじ穴にねじ込まれるか又は回し込まれ得るねじ付きスクリュであり得る。
【0044】
図５Ａ～５Ｂは、それぞれ本開示の特定の実施形態によるポートアダプタ３２５の断面側面図及び斜視図を示す。ポートアダプタ３２５は、光ファイバコネクタ３１４の回転整列を促し、したがってフェルール３１５及び光ファイバ３１０の角度的整列及び固定を促すように構成され、集光レンズ３２４からの入射及び収束した照明、照準及び／又は治療ビーム３１１を受けるための光ファイバ３１０の近位端の位置決めをさらに促す。
【0045】
示されるように、ポートアダプタ３２５は、全体的に、円板状の基部４２０と、「取り付け用ボス」と呼ばれることもある管状のバレル５１０とを含む。バレル５１０は、基部４２０の遠位面５２２の中心から光ポート３３０の長軸Ａに沿って遠位方向に延びる。バレル５１０は、その遠位端５１１にあるガイド部分５１８と、ガイド部分５１８及び基部４２０間に配置された中間部分５３０とを含む。遠位端５１１のガイド部分５１８には、バレル５１０に沿って近位側に寸法（例えば、幅）が減少し、軸方向スロット５１５に移行するテーパ状（例えば、曲線状）のファイバカムスロット５１２が形成される。ポートアダプタ３２５は、ガイド部分５１８の外面５１３に配置された主クロッキングキー５１６をさらに含み、この主クロッキングキー５１６は、光ファイバコネクタ３１４の内面に形成された主カムスロット（主カムスロット６１６、以下でさらに詳細に記載する）と機械的に係合するように構成される。
【0046】
主クロッキングキー５１６と主カムスロット６１６とは、角度的に整列されて固定されたフェルール３１５及び光ファイバ３１０を含めて、約±４５°の角度範囲にわたってコネクタ３１４を回転案内し、所望の０°クロッキング角度から数度以内の粗く整列された回転角度にする。粗いクロッキング回転がコネクタの完全な挿入に向かって進むと、ファイバカムスロット５１２は次に光ファイバコネクタ３１４のファイバキー（ファイバキー６３８、以下でさらに詳細に説明する）と機械的に係合して、ファイバキー６３８を、先に粗くクロッキングされた角度範囲の最後の数度以内で、より高い精度で細かく回転するように構成され、かくして、光ファイバコネクタ３１４が光ポート３３０に挿入されるにつれて、光ファイバコネクタ３１４の、したがってそれと角度的に整列されて固定されたフェルール３１５及び光ファイバ３１０の回転角度（例えば、クロッキング角度）の微整列が達成される。ファイバキー６３８は、ファイバカムスロット５１２のテーパ面の近位部分により、正しい微細なクロッキング角度に達するまで回転案内され、その際、ファイバキー６３８は、光ファイバ３１０の正しく正確なクロッキング角度に対応して軸方向スロット５１５と係合し得る。特定の実施形態では、主クロッキングキー５１６は、ファイバカムスロット５１２に対向する側のガイド部分５１８の外面５１３に配置され、主カムスロット６１６は、ファイバキー６３８（図６Ａに示す）に対向するコネクタバレルの内面に配置される。
【0047】
特定の実施形態では、ファイバカムスロット５１２の遠位端は、約１２０°以下の円弧尺度αを有するバレル５１０の遠位端５１１の円弧５１４に対応し、これは、主クロッキングキー５１６と主カムスロット６１６との係合によって提供される準螺旋状の案内された粗い回転中、ファイバキーとファイバカムスロット５１２の遠位部分との間に隙間を提供するのに十分である。したがって、特定の実施形態では、ポートアダプタ３２５の主クロッキングキー５１６が光ファイバコネクタ３１４の主カムスロット６１６に係合するために、ユーザは、光ファイバコネクタ３１４を光ファイバ３１０の０°のクロッキング角度から約４５°以内に向ける必要がある。
【0048】
中間部分５３０は、光ファイバコネクタ３１４を光ポート３３０に挿入する際に光ファイバコネクタ３１４のフェルール３１５が挿入されるチャネル５３２を含む。一般に、チャネル５３２は、セラミックスリーブ５３４のための凹部を形成し、このセラミックスリーブ５３４は、ガイド部分５１８の内径よりも小さいフェルール３１５の外径に対して厳密に公差を付けられた内径を有する。したがって、ガイド部分５１８の内面５１７と中間部分５３０のチャネル５３２との間にレッジ５１９が形成される。レッジ５１９は、以下でさらに詳細に記載される、光ポート３３０への挿入中に光ファイバコネクタ３１４のフェルール本体の停止面として機能する。特定の実施形態では、レッジ５１９は、近位側に直径が減少するテーパ部分５２１を含む。特定の実施形態では、テーパ部分５２１は、レッジ５１９の全長に沿って延びるが、他の実施形態では、テーパ部分５２１は、レッジ５１９の長さの一部に沿って延びる。テーパ部分５２１は、光ファイバコネクタ３１４を光ポート３３０に挿入する際、チャネル５３２内へのフェルール３１５の機械的な横方向案内を促す。特定の実施形態では、図５Ａに示すように、セラミックスリーブ５３４がチャネル５３２内に配置され、フェルール３１５を正確に整列する耐摩耗性表面を提供し、フェルール３１５は、同様にセラミック材料で形成され得る。例えば、セラミックのフェルール／スリーブインターフェースは、フェルール３１５とポートアダプタ３２５との間の嵌合／脱嵌合の繰り返し精度を、例えば５，０００回を超える嵌合／脱嵌合接続の繰り返し精度を向上させ得る。特定の実施形態では、スリーブ５３４は、滑らかな内面を含む一方、他の実施形態では、スリーブ５３４は、複数のリブ５３６を含む。
【0049】
チャネル５３２は、基部４２０内に中央に形成された容積５２４に通じている。光ポート３３０に完全に挿入されると、フェルール３１５の近位端が容積５２４内に配置され、照明、照準及び／又は治療ビーム３１１が集光レンズ３２４によって光ファイバ３１０の近位端のインターフェース面に伝搬され得る。特定の実施形態では、容積５２４は、高出力（クラスＩＶ）レーザ安全性をサポートするために、フェルール３１５及び光ファイバ３１０の光ポート３３０への挿入を検出するためのプローブ検出窓としてさらに機能する。このような実施形態では、手術用レーザシステム及び／又は手術用コンソールの１つ又は複数のプローブ検出センサは、容積５２４から半径方向外側に延びる１つ又は複数の検出チャネル５２６を介した容積５２４への直接視線を有してポートアダプタ３２５の半径方向外側に配置され得る。したがって、１つ又は複数のセンサは、容積５２４内のフェルール３１５の近位端の存在を検出するように構成され得る。特定の実施形態では、容積５２４内のフェルール３１５の検出は、例えば、ＲＦＩＤ装置４４６と光ファイバコネクタ３１４内の対応するＲＦＩＤ装置との間及びＲＦＩＤ装置４４６と、手術用レーザシステム２０２又は手術用レーザシステム２０２が一体化された手術用コンソールのプロセッサ又はコントローラとの間のＲＦＩＤ通信を開始し得る。
【0050】
特定の実施形態では、容積５２４内のフェルール３１５の適切な軸方向位置決めを確実にするために、停止カラー５３５がチャネル５３２の近位端に配置される。停止カラー５３５は、フェルール３１５の近位端が容積５２４内に滑り過ぎることを防止し、滑り過ぎは、集光レンズ３２４によって集光された入射する照明、照準及び／又は治療ビーム３１１に対する光ファイバ３１０の軸方向の不適切な整列をもたらし得る。
【0051】
図６Ａ～６Ｆは、本開示の特定の実施形態による、光ファイバ３１０を含む、図３の例示的な光ファイバコネクタ３１４の断面側面図、正面斜視図、背面斜視図、断面正面図、別の断面正面図及び断面斜視図を示す。光ファイバコネクタ３１４は、光ファイバ３１０の近位端に取り付けられ、ポートアダプタ３２５、保持リング４５０及びカバープレート３４０を含む光ポート３３０の様々な構成要素と機械的に相互作用又は係合するように構成され、光ファイバコネクタ３１４の光ポート３３０への挿入中、光ファイバコネクタ３１４、したがってそれと角度的に整列されて固定されたフェルール３１５及び光ファイバ３１０を横方向及び回転方向に案内する。したがって、光ファイバコネクタ３１４は、例えば、手術用レーザシステム及び／又は手術用コンソールによって伝搬されるレーザビームパターンと光ファイバ３１０との正確な整列を促し、結合効率の向上及び出力の均一性の向上を実現する。
【0052】
図６Ａ～６Ｂに示すように、光ファイバコネクタ３１４は、執刀医又は助手などのユーザによって保持されるように人間工学的に輪郭を付けられた外面を有するブロック状の把持本体６２０を含む。いくつかの実施形態では、外面は、テクスチャ加工され得るか、又は１つ若しくは複数の溝及び／若しくは隆起部６２１などの１つ若しくは複数の把持特徴部が形成され得る。把持本体６２０は、近位の滅菌フランジ６２２に結合し、この滅菌フランジ６２２は、例えば、滅菌されていない手術用レーザシステム及び／又は手術用コンソールとユーザの手術用手袋との接触を防ぐ。特定の実施形態では、把持本体６２０及び滅菌フランジ６２２は、それらの２つの構成要素を効率的に組み立てるために互いにかみ合うように構成された１つ又は複数のスナップ嵌めコネクタをそれぞれ含む。
【0053】
図６Ａ及び６Ｃに示されるように、特定の実施形態では、滅菌フランジ６２２は、光ポート３３０の対応するＲＦＩＤ装置と相互作用するためにそれと一体化されたＲＦＩＤ装置６２３を含む。例えば、特定の実施形態では、ＲＦＩＤ装置６２３は、カバープレート３４０のＲＦＩＤ装置４４６と無線で相互作用するように構成されたＲＦＩＤトランスポンダである。特定の実施形態では、ＲＦＩＤ装置６２３は、アクティブ型ＲＦＩＤ装置であり得る。特定の実施形態では、ＲＦＩＤ装置６２３は、例えば、ＲＦＩＤ装置４４６に近づけられると作動するパッシブ型ＲＦＩＤ装置であり得る。特定の実施形態では、ＲＦＩＤ装置６２３は、キャップ６２５に結合され、このキャップは、滅菌フランジ６２２及び／又は把持本体６２０にスナップ嵌めされ得る。
【0054】
特定の実施形態では、滅菌フランジ６２２及び／又はキャップ６２５は、光ファイバコネクタ３１４内に配置された光ファイバ３１０のゼロクロッキング角度を示す一体化された視覚的及び／又は触覚的マーカをさらに含む。したがって、視覚的及び／又は触覚的マーカは、光ポート３３０への最初の挿入のために光ファイバコネクタ３１４の向きを決める際にユーザを支援し得る。例えば、特定の実施形態では、ユーザは、光ファイバコネクタ３１４が光ポート３３０に最初に挿入されることを可能にするために、視覚的及び／又は触覚的マーカを垂直に対して約±４５°の範囲内で方向付け、その後、光ファイバコネクタ３１４及び光ポート３３０の様々な特徴部は、漸進的で機械的に案内される完全挿入時のゼロ角度クロッキングを促進する。図６Ａ～６Ｃに示されるように、特定の実施形態では、一体化された視覚的及び／又は触覚的マーカは、キャップ６２５から遠位方向において、滅菌フランジ６２２のスロットを通して把持本体６２０の外面に沿って延びる突き出たひれ状リブ６２４を含む。そのような実施形態では、ひれ状リブ６２４は、ユーザにとってより明瞭になるように、把持本体６２０、滅菌フランジ６２２及び／又はキャップ６２５の色に対して対照的な色で成形され得る。
【0055】
光ファイバコネクタ３１４は、バレル部材６４０をさらに含み、このバレル部材は、把持本体６２０を貫通してそこから近位外方に延びる。バレル部材６４０は、光ポート３３０に挿入されるように構成された外部及び管状の近位コネクタ部分６４４と、バレル部材６４０を把持本体６２０に固定的に結合するための中間部分６４６と、光ファイバ３１０を保護し、手術用プローブ又はツールに接続するケーブル３１２に光ファイバコネクタ３１４を結合するための遠位コネクタ部分６４８とを含む。図６Ａに示されるように、特定の実施形態では、中間部分６４６は、１つ又は複数のスナップ嵌め接続部６２６又は他の保持機構を介して把持本体６２０に固定され得る。特定の実施形態では、遠位コネクタ部分６４８は、その上にケーブル３１２を固定するための１つ又は複数の隆起部、ねじ山又はリブなど、その外面６２７上に形成された１つ又は複数の特徴部６２８を含み得る。
【0056】
特定の態様では、近位コネクタ部分６４４は、ポートアダプタ３２５、保持リング４５０及びカバープレート３４０と組み合わせて、光ポート３３０に挿入する間の光ファイバコネクタ３１４の横方向及び回転案内を促す。したがって、近位コネクタ部分６４４は、光ポート３３０の様々な構成要素の特徴部に対応する、その中に形成された様々な特徴部を含む。例えば、特定の実施形態では、近位コネクタ部分６４４の外面６１５は、近位端６１１において、遠位方向に直径が大きくなるテーパ部分６１３を含む。テーパ部分６１３は、光ファイバコネクタ３１４の挿入の容易性を改善するために、例えばカバープレート３４０の開口部３３２及び保持リング４５０の開口部４５４を通る近位コネクタ部分６４４の事前挿入及び挿入軸方向（例えば、横方向）案内を促す。
【0057】
近位コネクタ部分６４４は、その内面６１７に沿って軸方向に形成されたテーパ状の主カムスロット６１６をさらに含む（図６Ｆにより詳細に示す）。カムスロット６１６は、ポートアダプタ３２５の主クロッキングキー５１６と係合して、光ファイバコネクタ３１４のファイバキー６３８がより微細な整列のためにポートアダプタ３２５のファイバカムスロット５１２と係合する前に、光ファイバコネクタ３１４（したがって、それと角度的に整列され固定された光ファイバ３１０）の初期回転事前整列のために、近位コネクタ部分６４４の粗い準螺旋状の案内回転を提供する。溝の寸法（例えば、幅）は、光ファイバ３１０の０°のクロッキング角度から約１８０°以内、約１２０°以内、約９０°以内又は約４５°以内の光ファイバコネクタ３１４の向きに対応し得る。したがって、特定の実施形態では、ポートアダプタ３２５の主クロッキングキー５１６が主カムスロット６１６に係合するために、ユーザは、光ファイバコネクタ３１４を、光ファイバ３１０の０°のクロッキング角度の約９０°以内に向ける必要がある。
【0058】
上述のように、光ポート３３０内の光ファイバコネクタ３１４の保持は、ボールプランジャ４５２の半径方向内向きのカム力によって達成され得る。したがって、近位コネクタ部分６４４は、その外面６１５に形成された円周方向のキャッチ６１８を含み、ボールプランジャ４５２は、ばね押しカム作用を介してそれと係合し得る。特定の実施形態では、キャッチ６１８は、テーパ部分６１３の遠位にあり、遠位方向に減少する外径を有する円錐形ランプ６１９を含む。円錐形ランプ６１９は、ボールプランジャ４５２のばね押しカム力が作用し得る下降面を提供することにより、ボールプランジャ４５２とキャッチ６１８との係合及びバレル部材６４０（したがってそれと角度的に整列され固定されたフェルール３１５及び光ファイバ３１０）の最終的な位置決めを促し、これにより光ポート３３０内へのバレル部材６４０の近位軸方向移動が促される。
【0059】
フェルール３１５は、実質的に円筒形であり、光ファイバコネクタ３１４の近位端６１１で光ファイバ３１０の近位端をその中に固定する。フェルール３１５は、集光レンズ２２４がそこに照明、照準及び／又は治療ビーム３１１を集光し得るように、容積５２４内の光ファイバ３１０の近位端のインターフェース面の正しい位置決めを促す。フェルール３１５の近位端６４１は、遠位方向に向かって直径が大きくなるテーパ部分６４２を含む。テーパ部分６４２は、ポートアダプタ３２５のテーパ部分５２０と組み合わせて、ポートアダプタ３２５のチャネル５３２へのフェルール３１５のより簡単な挿入を促す。特定の実施形態では、フェルール３１５は、スリーブ５３４と同様のセラミック材料で形成され、これによりフェルール３１５及びスリーブ５３４の摩耗が低減され得、フェルール３１５とポートアダプタ３２５との嵌合／脱嵌合の繰り返し精度が向上する。
【0060】
フェルール３１５は、円筒形のフェルール本体６５０を介して近位コネクタ部分６４４の内部に支持され、このフェルール本体６５０にフェルール３１５が固定的に結合される。図６Ａ～６Ｂに示されるように、フェルール３１５は、中間部分６４６にスライド可能に結合されるが回転可能に結合されないフェルール本体６５０の近位端から延び、近位コネクタ部分６４４内に延びる。したがって、中間部分６４６の内径は、フェルール本体６５０の外径に対して厳密に公差を付けられる。特定の実施形態では、軸方向のばね６３２は、フェルール本体６５０の近位端と中間部分６４６との間でフェルール本体６５０の周りに配置される。ばね６３２は、光ファイバコネクタ３１４が光ポート３３０に接続されたとき、フェルール３１５が容積５２４内に正しく位置決めされることを促すために、フェルール本体６５０に近位方向に軸方向のばね押し力を提供する。ばね６３２は、フェルール本体６５０の近位端のフランジ６３３と中間部分６４６の近位壁６３４との間に支持され得る。ばね６３２からの軸方向の力の結果としてフェルール本体６５０が近位コネクタ部分６４４から滑り落ちることを防止するために、保持クリップ６３５がフェルール本体６５０の遠位端に取り付けられ得、この保持クリップは、中間部分６４６内の内側壁６３６に対して引っ掛かる。
【0061】
光ファイバコネクタ３１４の光ポート３３０への挿入中、光ファイバコネクタ３１４の軸方向の位置合わせ及び保持は、円錐形ランプ６１９に対するボールプランジャ４５２のカム力がフェルール３１５の軸方向の位置合わせ地点を越えて近位コネクタ部分６４４を軸方向に変位させることによって達成される。これにより、ばね６３２がわずかに圧縮され、フェルール３１５がわずかに軸方向に後退する。近位コネクタ部分６４４の変位した軸方向位置の軸方向の行程超過は、ボールプランジャ４５２が円錐形ランプ６１９の底部近くにあることと一致し、これは、ボールプランジャ４５２が、ばね６３２の抵抗力プラスあらゆるフェルール３１５又はスリーブ５３４の摩擦に打ち勝つのに十分な軸方向カム力で円錐形ランプ６１９を半径方向内向きに押すことによって達成される。さらに、光ポート３３０内のプローブ検出センサの位置は、フェルール３１５の近位端６４１と円錐形ランプ６１９との間の軸方向距離に対応する。プローブ検出センサは、挿入捕捉力がばね押しカム作用によって係合される位置の軸方向範囲内においてのみ、すなわち円錐形ランプ６１９がボールプランジャ４５２によって係合されるときのみ、フェルール３１５の存在を感知する。
【0062】
上記の結果として、光ファイバコネクタ３１４及び光ポート３３０は、以下を提供する：そのプッシュ／プル嵌合／脱嵌合機能の許容可能な有用性に関する信頼性のための十分な軸方向保持力；フェルール３１５の検出が光ファイバコネクタ３１４と光ポート３３０との完全な係合を示すことを確実にするための挿入キャプチャ内に限るフェルール３１５の検出；光ファイバコネクタ３１４の光ポート３３０への最小化された挿入距離。その結果としての、軸方向の長さがコンパクトな全体的なフォームファクタの実現；フェルール３１５の最小化された行程超過距離。これにより挿入キャプチャ中のフェルール３１５のコンプライアントなばね荷重による軸方向の位置合わせによる光ファイバ３１０の過度の圧縮が回避される；ＲＦＩＤ装置及び関連センサと適合可能な距離。
【0063】
ここで、図６Ａに戻ると、フェルール本体６５０は、フェルール本体６５０の近位端のフランジ６３３から延びるファイバキー６３８を含む。光ファイバコネクタ３１４を光ポート３３０に挿入する間、より詳細には、約±４５°の範囲にわたるポートアダプタ３２５のチャネル５３２へのフェルール３１５の挿入中（及び主カムスロット６１６と主クロッキングキー５１６とを介した最初の粗い回転整列後）、ファイバキー６３８は、ポートアダプタ３２５のバレル５１０に形成されたファイバカムスロット５１２と係合し、これは、ファイバキー６３８が、そのテーパ面により、光ファイバ３１０の正確なクロッキング角度まで、粗いクロッキング後、最後の数度以内で細かく回転することを引き起こす。その後、ファイバキー６３８は、軸方向スロット５１５内にスライドすることができ、軸方向スロット５１５は、光ファイバ３１０の正確な精密クロッキング角度に対応し、ファイバキー６３８の寸法に対して厳密に公差を付けられた寸法（例えば幅）を有する。図６Ｃは、ファイバキー６３８が軸方向スロット５１５に係合したときの、光ポート３３０内の光ファイバコネクタ３１４の断面正面図を示す。示されるように、光ファイバコネクタ３１４、したがってそれと角度的に整列され固定されたフェルール３１５及び光ファイバ３１０の回転方向及び横方向の整列は、ファイバカムスロット５１２及び軸方向スロット５１５によって提供されるファイバキー６３８の微細な案内に加えて、光ファイバコネクタ３１４の主カムスロット６１６によって提供される主クロッキングキー５１６の粗い機械的案内によって促される。
【0064】
光ファイバコネクタ３１４の回転による光ファイバ３１０のクロッキングを促すため、その中に固定されたフェルール３１５、したがって光ファイバ３１０は、光ファイバコネクタ３１４と角度的に整列され、角度的に固定される。光ファイバコネクタ３１４内でのフェルール３１５と光ファイバ３１０の角度固定は、バレル部材６４０の中間部分６４６の内面に形成された１つ又は複数の軸方向隆起部６５２を介して可能になり、この軸方向隆起部６５２は、フェルール本体６５０に形成された軸方向溝６５４にさらに対応及び係合し、したがって図６Ｅに示すような舌と溝のような機構を形成する。軸方向隆起部６５２と軸方向溝６５４は、フェルール本体６５０とフェルール３１５のバレル部材６４０に対する回転を防止する回転防止特徴部として機能する一方、軸方向の移動は依然として可能である。同様に、例えば把持本体６２０に対するバレル部材６４０の回転を防止するために、中間部分６４６は、上述のスナップ嵌め接続部６２６などの回転防止特徴部も含み得、これは、把持本体６２０に形成された１つ又は複数のスロット６５８に対応し得る。
【0065】
図７Ａ～７Ｈは、本開示の特定の実施形態による、ポートアダプタ３２５を含む光ポート３３０及び光ファイバコネクタ３１４の連続する嵌合段階における断面側面図を示す。したがって、図７Ａ～７Ｈは、嵌合中の光ポート－光ファイバコネクタインターフェース部の固有の動作特性及び機能特性を示し、これは、挿入中に漸進的で機械的に誘導される横方向の位置決め及び回転を提供するとともに、捕捉状態検出及びＲＦＩＤ通信を提供する。
【0066】
図７Ａ～７Ｂは、事前挿入シーケンスを示し、フェルール３１５をポートアダプタ３２５のチャネル５３２に挿入する前に光ファイバコネクタ３１４が横方向に粗く位置決めされる。図７Ａにおいて、ユーザは、手術用レーザシステム及び／又は手術用コンソールの外側パネルに結合され得るカバープレート３４０の開口部３３２を通してバレル部材６４０の近位コネクタ部分６４４を案内することにより、光ファイバコネクタ３１４を光ポート３３０に挿入し始める。事前挿入の前又は間、ユーザは光ファイバ３１０の０°のクロッキング角度から約±４５°以内に光ファイバコネクタ３１４を方向付け、この角度は、光ファイバコネクタ３１４上の、例えば滅菌フランジ６２２及び／又はキャップ６２５上の視覚的及び／又は触覚的マーカによって指定される。近位コネクタ部分６４４がカバープレート３４０を通過するとき、テーパ部分４４４を含むカバープレート３４０の内周面４４２は、近位コネクタ部分６４４がポートアダプタ３２５に接触する前に粗い機械的案内を提供する。図７Ｂにおいて、近位コネクタ部分６４４は、カバープレート３４０のテーパ部分４４４を通過し、近位コネクタ部分６４４の粗い機械的位置決めが完了する。
【0067】
図７Ｃは、バレルのセンタリングシーケンスを示す。示されるように、近位コネクタ部分６４４の内面６１７は、ポートアダプタ３２５のバレル５１０の外面５１３に接触し、この外面５１３は、近位コネクタ部分６４４がチャネル５３２内に挿入される前にフェルール３１５の半径方向の位置整列のために近位に移動する際、近位コネクタ部分６４４を機械的に案内する。
【0068】
図７Ｄ～７Ｅは、光ファイバコネクタ３１４の近位コネクタ部分６４４及びその中に配置されたフェルール本体６５０が、光ファイバコネクタ３１４が近位に移動するにつれて、最初のユーザによるクロッキングを超えてさらに回転調整される、バレルクロッキングシーケンスを示す。図７Ｄでは、フェルール３１５は、チャネル５３２内に配置されたスリーブ５３４に挿入される。ポートアダプタ３２５のバレル５１０上の主クロッキングキー５１６が近位コネクタ部分６４４の主カムスロット６１６の湾曲した縁部に接触してスライドするにつれて、近位コネクタ部分６４４の粗いクロッキング整列が始まる。図７Ｅでは、主クロッキングキー５１６と主カムスロット６１６とによって提供される機械的な案内により、ポートアダプタ３２５のファイバカムスロット５１２に挿入するためのフェルール本体６５０上のファイバキー６３８の整列が促される。ユーザが光ファイバコネクタ３１４を近位方向にさらに動かすと、ファイバキー６３８がファイバカムスロット５１２の湾曲面に接触してスライドし、これにより近位コネクタ部分６４４のさらなるより微細なクロッキングが提供される。クロッキングは、ファイバキー６３８が、ファイバカムスロット５１２が近位方向に移行する軸方向スロット５１５と整列し、その中にスライドすることで完了され得る。
【0069】
図７Ｄ～７Ｅのシーケンス中、近位コネクタ部分６４４の外面６１５のテーパ部分６１３は、保持リング４５０内のボールプランジャ４５２のボールと接触し、光ファイバコネクタ３１４が光ポート３３０内に案内されるにつれて、そこに増大する力を提供する。したがって、ボールプランジャ４５２のボールは半径方向外側にスライドし、それぞれの戻り止め穴から外れる。近位コネクタ部分６４４とボールプランジャ４５２との間のこの接触は、以下に記載されるような光ファイバコネクタ３１４の捕捉シーケンスが開始されているという触覚的確認をユーザに提供し得る。
【0070】
図７Ｆ～７Ｈは、近位コネクタ部分６４４が光ポート３３０に完全に挿入され、ボールプランジャ４５２と係合する捕捉シーケンスを示す。図７Ｆの捕獲シーケンスの開始時に、ばね押しボールプランジャ４５２は、近位コネクタ部分６４４の外面６１５の円錐形ランプ６１９にカム力を提供する。円錐形ランプ６１９の下降面に対する下向きのカム力により、軸方向及び近位方向に捕捉力が生じ、これにより近位コネクタ部分６４４、したがって光ファイバコネクタ３１４が光ポート３３０内にさらに引き込まれる。図７Ｇでは、フェルール３１５は、チャネル５３２の近位端を通過し、容積５２４に入り、そこで集光レンズ３２４が照明、照準及び／又は治療ビーム３１１を正確な整列及び高い結合効率で光ファイバ３１０の近位インターフェース面に集光し得る最終位置に達する。この最終位置では、ファイバキー６３８が軸方向スロット５１５に完全に挿入されるため、光ファイバ３１０のクロッキングが完了し、光ポート３３０内でのフェルール本体６５０の軸方向位置合わせも完了する。さらに、この最終挿入位置では、フェルール３１５は検出チャネル５２６を通る光路を遮断し、それにより、１つ又は複数のプローブ検出センサに、最終挿入位置にフェルール３１５が存在することを知らせる。特定の実施形態では、容積５２４内のフェルール３１５の検出に応答して、それぞれ光ポート３３０及び光ファイバコネクタ３１４内のＲＦＩＤ装置４４６及び６２３間のＲＦＩＤ通信が開始され得る。図７Ｈにおいて、ボールプランジャ４５２によって提供されるカム力は、近位コネクタ部分６４４を光ポート３３０内に引き込み続け、停止面として機能するポートアダプタ３２５のレッジ５１９に対するフェルール本体６５０のばね荷重による軸方向位置合わせを提供する。その結果、光ファイバコネクタ３１４の光ポート３３０への挿入が完了する。
【0071】
図８Ａ～８Ｂは、本開示の特定の実施形態による、それぞれ非嵌合状態及び嵌合状態にある、別の例示的なポートアダプタ８２５を含む手術用レーザシステムの別の例示的な光ポート８３０と、別の例示的な光ファイバコネクタ８１４の断面側面図を示す。図９は、ポートアダプタ８２５の斜視図を示し、図１０Ａ～１０Ｂは、本開示の特定の実施形態による、光ファイバコネクタ８１４のそれぞれ正面図及び斜視図を示す。わかりやすくするために、図８Ａ～８Ｂ、図９及び図１０Ａ～１０Ｂは、本明細書で一緒に記載される。さらに、ポートアダプタ８２５を含む光ポート８３０及び光ファイバコネクタ８１４は、それぞれ光ポート３３０及び光ファイバコネクタ３１４と実質的に類似している。したがって、対応する詳細は簡潔にするために省略する。
【0072】
図８Ａ～８Ｂ、図９及び図１０Ａ～１０Ｂの例は、「自己クロッキング」例として記載される場合があり、なぜなら、光ファイバコネクタ８１４を光ポート８３０に結合する際、ユーザによる光ファイバコネクタ８１４、したがってそこに固定された光ファイバ３１０の事前挿入クロッキングが必要ないためである。自己クロッキングを促すために、近位コネクタ部分８４４及び中間部分８４６を含むバレル部材８４０並びにフェルール本体８５０及びバレル部材８４０又はフェルール本体８５０のいずれかに結合されたケーブル３１２は、光ファイバコネクタ８１４内で自由に独立して回転可能である。図８Ａ～８Ｂに示すように、フェルール本体８５０と、バレル部材８４０の中間部分８４６と、中間部分８４６と、把持本体８２０とは、光ファイバコネクタ３１４の対応する特徴部とは異なり、（例えば、隆起部及び溝などの回転防止特徴部なしに）互いに回転可能に結合される。さらに、近位コネクタ部分８４４の内面８１７は、そこに形成されたいかなるカム特徴部も有さず、代わりに実質的に滑らかであり得る。したがって、光ファイバコネクタ８１４の光ポート８３０への事前挿入及び挿入は、光ファイバコネクタ８１４の任意の角度で且つユーザ又は光ポート８３０の構成要素によるその外部回転なしに可能であり、これは、バレル部材８４０及びフェルール本体８５０が光ファイバコネクタ８１４内で自由に内部回転し得るためであり、それにより挿入プロセスが単純化される。
【0073】
フェルール本体８５０及びバレル部材８４０の自由回転を考慮するために、したがって光ファイバコネクタ８１４を任意の角度で光ポート８３０に挿入する可能性を考慮するために、ポートアダプタ８２５のバレル８１０は、図９に示すように、実質的に螺旋状のテーパ状前縁８１２を含む。テーパ状前縁８１２は、バレル８１０の遠位先端８１６から始まり、軸方向スロット８１５に移行するまで近位方向に螺旋状に先細り又は湾曲している。軸方向スロット５１５と同様に、軸方向スロット８１５は、フェルール本体８５０の所望の最終クロッキング角度に対応し、したがって、フェルール３１５は、フェルール本体８５０と角度的に整列されて固定される。挿入中、テーパ状前縁８１２は、フェルール本体８５０上に形成されたファイバキー８３８（図８Ａ～８Ｂ及び図１０Ａに示す）と機械的に係合するように構成され、光ファイバコネクタ８１４が光ポート８３０に挿入されるにつれて、フェルール本体８５０を任意の開始回転（例えば、角度）方向から徐々に回転させる。ファイバキーは、光ファイバ３１０の正しいクロッキング角度に正確に対応する軸方向スロット８１５に到達して係合するまで、テーパ状前縁８１２によって回転案内される。
【0074】
図１０Ｂに示すように、光ファイバコネクタ８１４は把持本体８２０を含み、この把持本体８２０は、把持本体６２０のブロック状の形状とは対照的に、実質的に丸い形態を有し得る。この丸い形態は、フェルール本体８５０、バレル部材８４０及びそこから遠位側に延びるケーブル３１２の自由回転を促し得る。特定の実施形態では、把持本体６２０と同様に、把持本体８２０は、ユーザによる人間工学的な把持を促すために、延長部８２１など、その上に形成された１つ又は複数の把持特徴部を有し得る。把持本体８２０は、近位側に滅菌フランジ８２２の中に移行し、この滅菌フランジ８２２は、例えば、滅菌されていない手術用レーザシステム及び／又は手術用コンソールとユーザの手術用手袋との接触を防ぐ。フェルール本体８５０、したがってフェルール３１５は、光ファイバコネクタ８１４内で自由に回転可能であるため、把持本体８２０も滅菌フランジ８２２も、光ファイバ３１０のゼロクロッキング角度を示すための視覚的及び／又は触覚的マーカを含まない。
【0075】
光ファイバコネクタ３１４と同様に、ＲＦＩＤ装置８２３は、光ポート８３０の対応するＲＦＩＤ装置、例えばＲＦＩＤ装置４４６との無線相互作用のために光ファイバコネクタ８１４と一体化される。例えば、特定の実施形態では、ＲＦＩＤ装置８２３は、滅菌フランジ８２２に一体化される。
【0076】
特定の他の実施形態では、図８Ａ～８Ｂに示すように、ＲＦＩＤ装置８２３は、把持本体８２０と自由に回転可能なバレル部材８４０との間に配置される。ＲＦＩＤ装置８２３は、アクティブ型ＲＦＩＤ装置又は例えばＲＦＩＤ装置４４６に近づけられると作動するパッシブ型ＲＦＩＤ装置であり得る。
【0077】
要約すると、本明細書に開示される実施形態は、光ファイバをレーザ手術システムに結合するためのシステム及び装置を提供する。特に、特定の態様は、光ファイバをレーザ手術システムのポートに結合するためのコネクタ及びアダプタを提供する。コネクタ及びアダプタは、ポート内への挿入中に光ファイバの機械的な横方向及び回転案内を促して、光ファイバのコアと、レーザ手術システムによって伝播されるレーザビームパターンとの適切な整列（例えば、クロッキング）を確実にする。したがって、コネクタ及びアダプタは、レーザビームパターンと、光ファイバの１つ又は複数のコアとの間の向上した結合効率及びしたがってコアを通して伝送される複数のレーザビーム間の向上した出力均一性を可能にする。
【0078】
本明細書で使用される場合、項目のリスト「～の少なくとも１つ」を指す語句は、単一の要素を含む、それらの項目の任意の組み合わせを指す。例として、「ａ、ｂ又はｃの少なくとも１つ」は、ａ、ｂ、ｃ、ａ－ｂ、ａ－ｃ、ｂ－ｃ及びａ－ｂ－ｃ並びに複数の同じ要素の任意の組み合わせ（例えば、ａ－ａ、ａ－ａ－ａ、ａ－ａ－ｂ、ａ－ａ－ｃ、ａ－ｂ－ｂ、ａ－ｃ－ｃ、ｂ－ｂ、ｂ－ｂ－ｂ、ｂ－ｂ－ｃ、ｃ－ｃ並びにｃ－ｃ－ｃ又はａ、ｂ及びｃの他の任意の順序）を網羅することを意図される。
【0079】
上記の説明は、当業者が、本明細書に記述する様々な実施形態を実施できるようにするために与えられている。これらの実施形態に対する様々な変更形態は、当業者に直ちに明らかになり、本明細書で定義する一般的な原理を他の実施形態に適用することができる。したがって、請求項は、本明細書に示す実施形態への限定を意図されず、請求項の文言と整合する全範囲を対象とする。請求項内で要素を単数形で言及していても、特に明記しない限り、「１つ且つ唯一」ではなく、「１つ又は複数」を意味することを意図する。別途明記しない限り、用語「いくつか」は、１つ又は複数を指す。本開示を通して記述された、当業者に公知であるか又は後に公知になる様々な態様の要素のすべての構造的及び機能的均等物が引用により本明細書に明示的に組み込まれ、請求項に含まれることを意図する。さらに、本明細書に開示するいかなるものも、そのような開示が請求項内で明示的に記載されるか否かを問わず、公開することを意図しない。請求項のいかなる要素も、要素が語句「～のための手段」を用いて明示的に記載されない限り又は方法クレームの場合には要素が語句「～のためのステップ」を用いて記載されない限り、米国特許法第１１２条（ｆ）の規定に基づいて解釈されない。本明細書では、用語「例示的」は、「例、実例又は図示の役割を果たす」意味で使用される。本明細書で「例示的」と記述されるいかなる態様も、必ずしも他の態様より好適又は有利であると解釈すべきではない。
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図6D】
【図6E】
【図6F】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図7D】
【図7E】
【図7F】
【図7G】
【図7H】
【図8A】
【図8B】
【図9】
【図10A】
【図10B】
【国際調査報告】