JP2001519184A

JP2001519184A - 組織を切除する方法および装置

Info

Publication number: JP2001519184A
Application number: JP2000515195A
Authority: JP
Inventors: レイモンドエイ．ハートマン，
Original assignee: アキュラスインコーポレイテッド
Priority date: 1997-10-06
Filing date: 1998-10-02
Publication date: 2001-10-23
Also published as: WO1999018460A1; AU9677998A; ATE398293T1; CN1290353A; DE69839610D1; EP1021737A1; CA2305234A1; EP1021737B1

Abstract

(57)【要約】外傷が低減された組織切除のための組織ドリルは、光ファイバと、ハンドピースとを含む。光ファイバは、レーザエネルギー源からレーザエネルギーを受け取るための入口と、レーザエネルギーを放出するための出口とを有する。ハンドピースは、光ファイバを、制御された、移動可能な関係で受け入れるように適合される。使用の際、ハンドピースの遠位端は、切除される組織に接して配置される。光ファイバは、レーザエネルギーを放出しながら、ハンドピースの遠位端を越え、そして組織内に前進される。光ファイバが前進するとき、放出されたレーザエネルギーが組織を切除する。光ファイバは次いで、組織から後退され得、それにより、組織にチャネルが形成される。光ファイバはまた、組織内に前進しながら回転してもよい。これに関して、周囲組織に送られるレーザエネルギーのレベルを低減し、それにより組織への外傷を減らすために、出口は、光ファイバの回転軸からオフセットされてもよい。組織ドリルは、心筋内血管再生術（ＴＭＲ）および同様の処置を実施するために特に適している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】（発明の分野）本発明は、組織を切除する外科手術方法および装置に関する。具体的には、本
発明は、レーザ組織ドリルを使用することにより、レーザエネルギーを用いて、
一貫した正確でプログラム可能な態様で、例えば心臓組織などの組織を血管再生
する外科手術方法および装置に関する。

【０００２】（発明の背景）心筋症（cardiomyopathy）（cardioは「心臓」を意味し、myopathyは「筋疾患
」を意味する）は、心臓壁の筋肉または心筋層に直接損傷を与える障害の群を指
す。これらの障害では、心臓のすべての腔が影響を受ける。ポンプとしての心臓
の機能が乱され、身体の器官および組織への不適切な血流をもたらす。心筋の損
傷または異常の性質と、その結果として起こる心腔の構造変化とに依存して、拡
張型鬱血性、肥大型、または拘束型という３種類の非虚血性（即ち、心臓発作に
よって引き起こされるものではない）心筋疾患の１つが、患者に存在し得る。

【０００３】拡張型鬱血性心筋症は、心筋線維に損傷を与え、心腔の壁を弱くする。それに
より、腔は、力強く収縮してポンプ作用で循環系を通して血液を流す能力の幾ら
かを失う。筋損傷を補うために、心腔が拡大または拡張し、それが心不全を引き
起こす。肥大型心筋症は、心筋線維の無秩序な成長を特徴とし、心腔の壁が肥厚
し、心腔のかさが高くなる。この肥厚は概して、左心室、即ち、大動脈を通して
身体の生命維持に必要な器官および組織にポンプ作用で血液を流す心腔、の壁に
おいて最も著しい。歪んだ左心室は収縮するが、脳およびその他の生命維持に必
要な器官への血液の供給は不適切である可能性がある。なぜなら、収縮中、血液
が心臓内に捕らえられるからである。拘束型心筋症では、異常細胞、タンパク質
、または瘢痕組織が心臓の筋肉および構造に侵入して、腔が硬くなるとともに腔
のかさが高くなる。心臓は、最初は通常に収縮し得るが、硬い腔は、血液が心臓
に戻るのを制限する。

【０００４】大きいまたは多発の心臓発作はまた、心筋への血液供給の妨害の結果、重度の
心臓損傷につながり得る。この損傷の結果、その他の種類の心筋症に見られる機
能障害および構造異常と同様の機能障害および構造異常が起こり得る。冠状動脈
疾患の結果として起こる、この種類の心疾患は、虚血性心筋症と呼ばれる（虚血
性とは、「酸素が足りないこと」を意味する）。

【０００５】大きい心臓発作またはそれよりも小さい多発の心臓発作により引き起こされる
重度の心臓損傷の結果、心臓が膨大し得るとともに、腔壁が薄くなり得る。これ
らは、拡張型心筋症で観察される異常に似た異常である。虚血性心筋症は、典型
的には、糖尿病および高血圧などのその他の状態によって悪化する場合が多い重
度の冠状動脈疾患の患者において現れる虚血性心筋症の心不全の症状は、拡張型心筋症で見られる症状と類似している
が、虚血性疾患は、アンギナ（心筋への酸素供給が減る結果として起こる胸痛）
などの冠状動脈疾患の症状を伴う可能性がより高い。診断は、典型的には、心臓
発作の履歴と、左心室の大部分における機能不良を実証する調査とに基づく。診
断は、冠動脈血管の狭窄および封鎖の領域を現す冠動脈造影によって確認するこ
とができる。

【０００６】虚血性心筋症の患者は、ニトログリセリン、幾つかの種類のカルシウムチャネ
ル遮断薬、およびアンギオテンシン変換酵素（ＡＣＥ）阻害薬などの、心不全の
症状を緩和し、そして疾患のある冠状動脈を通る血流を改善する薬物で治療され
る。心不全および冠状動脈疾患の症状を薬物で制御できない場合、冠動脈血管形
成または外科手術が考えられ得る。血管形成および冠動脈バイパス移植術は、心
臓への血流を増加する助けとなり得、この血流の増加が次に、心筋機能を高める
。

【０００７】心不全の症状が進行し、薬物療法または外科手術によって改善できない場合、
患者は、心臓移植について参照され得る。虚血性心筋症の患者は、すべての心臓
移植受容者の約半分を占める。提供者の心臓の限られた供給と、心臓移植の結果
起こる合併症（臓器拒絶反応など）とのため、外科医は、重度の虚血性心筋症を
治療する別の処置を探し求めてきた。１つのそのような処置は、心筋内血管再生
術である。これは、別の言い方では、もっと簡単に「ＴＭＲ」として知られてい
る。

【０００８】ＴＭＲ処置では、心筋または心筋層において、血管再生を行う。即ち、新しい
血管またはチャネルを形成する。新しく形成された血管は、心外膜（心臓の外側
層）と、心内膜（心臓の内張り）と、その間の心筋層または筋壁とを含む心臓壁
全体を貫通する。虚血性心筋症は、左心室を冒すことが多いため、新しい血管は
、典型的には、この心臓腔の心臓壁に形成される。従って、左心室にあり、ポン
プ作用で大動脈を通って流されるのを待っている肺からの含酸素血液は、新しく
形成された血管に直接流れることができ、心筋に栄養分を与える。

【０００９】先駆的なＴＭＲ実施方法は、心臓壁に物理的に孔をあけるために針の使用を伴
っていた。これらの方法では、血液は一時的にしか心筋層に送達されなかった。
なぜなら、孔はすぐに心内膜で治り、含酸素血液が心筋層に入ることを防いだか
らである。より最近の既存のＴＭＲ実施方法の１つは、レーザの使用によるもの
である。レーザによって心臓壁に形成された新しい血管またはチャネルは、心外
膜で治る傾向があり、これにより、血液の損失を防ぎ、そして心筋層の虚血領域
への血液の潅流を促進することが観察されている。

【００１０】レーザは、近代の医療技術、特に、最小限に侵襲的な外科手術処置において、
幅広く有用で適用可能な道具であることが分かっている。技術的に言えば、レー
ザ（レーザ（laser）という言葉は、「放射の誘導放出による光増幅（light amp
lification by stimulated emission of radiation）」の頭字語である）は、コ
ヒーレントな電磁放射を生成するために、エネルギーレベル間の原子または分子
の固有振動を用いる。レーザは、単一の周波数の高強度で高エネルギーの光を生
成することができる。レーザ光のエネルギーは、ジュール（Ｊ）またはワット秒
（Ｗ−ｓ）で測定され、レーザのパワーは、ワット（Ｗ）で測定される。

【００１１】ＴＭＲを実施するための従来の外科手術装置の１つは、レーザと、光ファイバ
とからなる。外科医は、光ファイバの端部を心外膜に接するよう配置して、すべ
てのレーザ光が所望の点に集束されることを確実にし、次いでレーザが発射され
る。心臓壁を完全に貫通して腔に入る新しい血管を形成するためには、外科医は
、触感により光ファイバを心外膜、心筋層、および心内膜に入れ、そしてそれら
を通るよう付勢することが必要である。虚血性心筋症の性質のため、疾患のある
心筋層の厚さは不規則であり、通常よりも厚い。従って、外科医は、触感により
各場所で心臓壁を通るよう光ファイバを付勢することが必要である。この処置は
、安全に達成するためにある特定の時間がかかり、外科医側のある特定量の当て
推量を伴う。この処置は、心臓の鼓動により、困難にされる。さらに、外科医が
光ファイバを一定のレートで組織内に付勢しなければ、結果として、不規則な形
状の孔ができる可能性がある。例えば、外科医が特定の場所で速度を落とすかま
たは少しの間止まると、新しい孔内のキャビティが形成される可能性がある。な
ぜなら、ある時間にわたって放出されたレーザエネルギーが増加することにより
、その場所で、より多くの組織が切除されるからである。さらに、放出されたレ
ーザエネルギーの増加は、その場所の周囲組織に過剰な外傷を引き起こし得る。

【００１２】多くの外科手術の応用では、できるだけ大きい孔をあけることが望ましい場合
がある。例えば、虚血心筋層を治療する場合、より大きい径の孔は、より大きい
内表面積を有する。従って、より多くの血液が虚血組織内に潅流することができ
る。レーザ切除で比較的大きい孔（例えば、約１ｍｍ）をあけることの難しさは
、孔の径が増加するに従ってレーザ処理プレナムの面積が指数関数的に増加する
ことである（レーザ処理プレナムは、放出されたレーザエネルギーを受ける孔の
「底部」として規定される）。例えば、０．５ｍｍ径の孔と１ｍｍ径の孔との間
のレーザ処理プレナムの面積比は、４である。従来の慣習は、光ファイバの径を
大きくし、従ってレーザビーム径を大きくして、より大きい孔を形成することで
あった。レーザのパワーもまた、増加されてもよい。しかし、レーザビーム径を
大きくすると、放出されるエネルギー量が増加し、従って、周囲組織の外傷が増
加してしまう。さらに、レーザエネルギーのパワーは、光ファイバの容量を越え
るまでのある特定の点までしか増加させることができない。

【００１３】従って、上記に鑑みて、本発明の目的は、一貫した制御された態様で組織に孔
またはチャネルを形成する方法および関連する装置を提供することである。

【００１４】本発明の別の目的は、レーザ切除を用いる組織ドリルで、組織に孔またはチャ
ネルを形成する外科手術装置を提供することである。

【００１５】本発明の他の目的は、実質的に外傷が低減された態様で組織に孔を形成する外
科手術装置および方法を提供することである。

【００１６】本発明のさらに他の目的は、心筋内血管再生術を行う方法および関連する装置
を提供することである。

【００１７】（発明の要旨）上記およびその他の目的は、レーザ切除により、制御された一貫した態様で組
織に孔またはチャネルを形成するための組織ドリルを提供する本発明の外科手術
装置および関連する方法によって達成される。広い局面では、外傷がより少ない
組織切除（ablation）のための組織ドリルは、光ファイバと、ハンドピースとを
含む。光ファイバは、レーザエネルギー源からレーザエネルギーを受けるための
入口と、レーザエネルギーを放出するための出口と、を有する。ハンドピースは
、光ファイバを、制御された移動可能な関係で受け入れるように適合される。例
示的なハンドピースは、可撓性のあるカテーテル、生物学的適合性の管部材と、
トロカールシース、などを含み得る。使用の際、ハンドピースの遠位端が、切除
される組織付近または組織に接して配置される。光ファイバは、レーザエネルギ
ーを放出しながら、ハンドピースの遠位端を越えて前進されて組織内に入る。光
ファイバが前進すると、放出されたレーザエネルギーが組織を切除する。次いで
、光ファイバは、組織から取り除かれ得、それにより、結果として組織にチャネ
ルが形成される。本発明の組織ドリルは、すべての種類の組織ドリル孔あけを行
うことができるが、心筋内血管再生術（ＴＭＲ）を行うのに特に適している。Ｔ
ＭＲは、心臓壁に、または、心臓壁を貫通してチャネルを形成することである。

【００１８】本発明の組織ドリルは、この組織切除処置を制御する。例えば、光ファイバが
組織内に前進する距離は、予め定められてもよく、そして変えられてもよい。さ
らに、レーザエネルギーの放出は、光ファイバが所定距離だけ前進するとすぐに
終了されてもよい。さらに、光ファイバを組織内に前進させる速度はまた、制御
されてもよく、そして変えられてもよい。組織ドリルのこの制御可能で可変の性
質は、医師が特定の処置および特定の患者に応じて組織ドリルをプログラムする
ことを可能にする。この性質はまた、組織に多数の孔が全く同じに形成されるこ
とを可能にする一貫した処置を提供する。医師がこの態様でドリル孔あけプロセ
スを制御することを可能にすることにより、実質的に手術から当て推量が無くな
る。

【００１９】本発明の別の局面によれば、組織ドリルのハンドピースは、光ファイバを、回
転可能な関係で受け入れるように適合されてもよい。動作中、組織内に前進して
いる間、光ファイバは、レーザエネルギーを放出しながら回転してもよい。これ
に関して、出口は、光ファイバの回転軸に関して偏心的に配置され得る。従って
、出口は、回転軸周りに回転する。この偏心関係により、レーザエネルギーは、
形成されている孔の実質的に中心である回転軸の周りに放出され、そして回転軸
周りに集束され、そして、形成されている孔の周囲の組織に隣接している、回転
する光ファイバの周囲で、より低いレベルで放出される。従って、周囲の組織に
、より低いレベルのレーザエネルギーが入射し、それにより組織への外傷を減ら
す。

【００２０】本発明のハンドピースは、本体部と、光ファイバを、本体部に関して軸方向に
移動可能な制御された関係で受け入れるための結合部と、を含み得る。結合部は
、光ファイバの出口を、ハンドピースの遠位端を越える位置に動かすための駆動
装置を含み得る。駆動装置はまた、出口を、実質的に遠位端の場所または遠位端
付近の場所に移動させ得る。従って、駆動装置は、光ファイバの出口を、これら
の前進位置と後退位置との間で往復運動させ得る。結合部はまた、光ファイバを
、回転可能な関係で受け入れるように適合されてもよい。あるいは、ハンドピー
スは、カテーテルなどの可撓性のある管部材であって、駆動装置および結合部が
近位端または外部機器に配置された管部材であってもよい。これに関して、左心
室の内側から心筋内血管再生術を行うなど、血管内外科手術処置に着手され得る
。

【００２１】本発明の光ファイバは、細長い部分と、出口部分とを含み得る。細長い部分の
コアは、レーザエネルギーを受け取るための入口を有し、出口部分のコアは、レ
ーザエネルギーを放出するための出口を有する。出口部分のコアの軸は、細長い
部分のコアの軸に対して斜めであってもよい。この斜めの関係により、出口が、
上記の光ファイバの回転軸に関して偏心的な位置になる。さらに、出口部分は、
端面を有していてもよく、出口は、この端面からレーザエネルギーを放出する。
光ファイバが回転するときに端面から放出される異なるレベルのレーザエネルギ
ーを提供するためには、出口は、端面の径の少なくとも約２分の１の径を有する
。従って、出口の表面積は、端面の表面積の少なくとも４分の１である。径と表
面積との間のこの関係により、レーザエネルギーは回転軸周りで集束して放出さ
れ、そして、レーザエネルギーは端面の環状領域または周囲で断続的に放出され
る。従って、出口部分が前進するときに端面の周囲に隣接する組織は、比較的低
レベルのレーザエネルギーを受ける。その結果、新しく形成されたチャネルの内
面を規定する組織の外傷がより少なくなる。外傷の少ない組織が、血管組織を再
生する可能性を有することが観察されている。そのような血管再生または新脈管
形成は、虚血組織の治癒を促進する。

【００２２】本発明のその他の局面、特徴および利点は、添付の図面とともに考慮される以
下の説明から、本発明が関連する分野の当業者に明らかになる。

【００２３】

【発明の実施の形態】

（例示的な実施形態の詳細な説明）図面をより詳細に参照して、図１には、本発明の組織ドリル５０の例示的な実
施形態が、レーザエネルギー源５２とともに示されている。例示的な組織ドリル
５０は、レーザ切除により、制御可能でプログラム可能な一貫した態様で組織に
孔またはチャネルを形成する。切除は、長い分子を砕いて短い気体分子にするプ
ロセスである。ヒトの身体を含む生体の組織のほとんどは、主として水（例えば
、約７５％）で構成され、有機材料が、残りの部分を構成している。有機材料の
分子は、共有結合により互いにくっついた炭素、窒素、酸素、および水素の原子
からなる。切除は、これらの共有結合を壊すプロセスである。組織ドリル５０は
、切除プロセスを用いて組織の分子を引き離し、それにより、組織内に孔または
チャネルを形成する。切除プロセスは、以下に、より詳細に説明される。

【００２４】例示的な組織ドリル５０は、ユーザによって操作されるハンドピース５４と、
レーザエネルギー源５２からレーザエネルギーを伝送するための光ファイバ５６
と、を含む。光ファイバ５６は、図１Ａに示される。光ファイバ５６は、レーザ
エネルギーを放出するための出口部分５８を有する。出口部分５８は、実質的に
ドリルビットとして機能する。動作中、出口部分５８は、レーザエネルギーを放
出しながら、後退位置（実線で示される）から前進位置（想像線で示される）に
動かされる。矢印Ａは、前進位置に移動する出口部分５８を表し、矢印Ｌは、出
口部分５８から放出されたレーザエネルギーを表す。出口部分５８を前進させる
と、組織がレーザエネルギーによって切除され、それにより、組織に孔またはチ
ャネルを形成する。例示的な組織ドリル５０はまた、出口部分５８を前進位置に
動かしながら回転させてもよい。これは、矢印Ｒで示される。前進位置に到達し
た後、出口部分５８は、後退位置に引っ込められてもよい。これは、矢印Ｂで表
される。出口部分５８の前進および後退は、好ましくは、光ファイバ５６の中心
軸に沿って行われる。出口部分５８のいかなる回転も、好ましくは、光ファイバ
５６の中心軸周りに行われる。出口部分５８の軸方向および回転移動は、以下に
、より詳細に説明される。

【００２５】光ファイバ５６の例示的な出口部分５８は、出口６２を有する端面６０を有し
、この出口６２からレーザエネルギーが放出される。出口６２は、好ましくは、
出口部分５８の中心軸からオフセットされるか、または出口部分５８の中心軸に
対して偏心的にされ、そのため、出口部分５８が回転すると、出口６２が中心軸
周りに回転する。従って、出口部分５８が回転するときに出口６２から放出され
るレーザエネルギーは、単一の点に集束されず、中心軸の周りに分布される。言
い換えると、出口部分５８の中心軸に対する出口６２の偏心関係は、好ましくは
、出口部分５８が軸方向に前進するときにレーザエネルギーの勾配を作り出し、
最も高いレベルのレーザエネルギーが中心軸にあり、このエネルギーは、周縁部
に向かうにつれて減少する。出口部分５８の偏心もまた、以下に、より詳細に説
明される。

【００２６】ハンドピース５４は、様々な構成に従って実現され得る。例えば、ハンドピー
ス５４は、血管内処置でカメラとともに使用される可撓性のあるカテーテルであ
ってもよい。これについて、出口部分５８は、カテーテルの遠位端を越えて前進
し、心臓の左心室内部の組織、などの組織を血管新生し得る。あるいは、ハンド
ピース５４は、トロカールシースとして形成され、肋間（即ち、肋骨の間）に配
置されて組織にアクセスしてもよい。ハンドピース５４はまた、特定の形状にな
るよう曲げられてその形状を維持し得る複数の関節式ジョイントを有するグース
ネック状の構成に形成されてもよい。さらに、ハンドピース５４は、可撓性のあ
るケーブルシースを有する導管であってもよい。従って、一般的な意味では、ハ
ンドピース５４は、出口部分５８を目標部位に送達するための「ユーザインタフ
ェース」を提供する。この送達は、外科医による直接の物理的操作によって達成
されても、プログラムされた機械的制御によって達成されてもよい。

【００２７】本発明の例示的なハンドピースが、図２Ａおよび図２Ｂに示される。例示的な
ハンドピース５４は、本体部６４と、結合部６６とを含み得る。例示的な本体部
６４は、遠位端６８を有する。例示的な結合部６６は、光ファイバ５６を、制御
され且つ軸方向に移動可能な関係で受け入れるように適合または構成され、その
ため、出口部分５８は、本体部６４の遠位端６８を越えて前進され得る。さらに
、部６６は、光ファイバ５６を回転可能な関係で受け入れるように適合されても
よく、そのため、光ファイバ５６の少なくとも出口部分５８が回転し得る。ハン
ドピース５４がカテーテルまたは同様の可撓性のある管部材として構成される場
合、管部材の内面は、光ファイバ５６を、制御された、軸方向に移動可能な、お
よび／または、回転可能な関係で受け入れることにより、結合部としての役割を
果たす。

【００２８】図２Ａに示されるような出口部分５８の後退位置は、端面６０が実質的に本体
部６４の遠位端６８に、または、遠位端６８付近に配置される位置として規定さ
れ得る。従って、端面６０は、遠位端６８をわずかに越えて突出していてもよく
、あるいは、遠位端６８に近接していても、遠位端６８と実質的に整列されてい
ても（または同一平面上にあっても）よい。図２Ｂに示されるような出口部分５
８の前進位置は、出口６２を有する端面６０が本体部６４の遠位端６８を距離ｄ
だけ越えて突出する位置として規定され得る。以下により詳細に説明されるよう
に、端面６０が遠位端６８を越えて突出する距離ｄは、好ましくは、予め定めら
れ、調整可能で、および／または、プログラム可能である。

【００２９】図３Ａおよび図３Ｂをさらに参照して、例示的な結合部６６は、管部材７０と
、カラー７２とから構成される駆動装置を含み得る。管部材７２は、光ファイバ
５６を受け入れ、そして、管部材に光ファイバ５６を保持するためのチャック７
４を有していてもよい。管部材７２はまた、管部材の長さに沿って形成される環
状のねじ山７６を有していてもよい。カラー７２は、本体部６４内に配置され、
相補的な雌ねじ７８を有する。図３Ｂに示されるように、例示的な管部材７２は
、本体部６４内に摺動可能で且つ回転可能に受け入れ可能であり、環状のねじ山
７６が、カラー７２の雌ねじ７８を係合する。従って、管部材７０の回転により
、管部材７０が軸方向に移動する。光ファイバ５６がチャック７４により保持さ
れるため、出口部分５８を有する光ファイバ５６は、管部材７０とともに軸方向
に移動する。カテーテルなど、ハンドピース５４の別の実施形態では、結合部６
６および駆動装置をハンドピース５４上に配置するのではなく、これらのエレメ
ントは、レーザ装置５２などの近位位置に設けられてもよい。これに関して、カ
テーテルとして構成されたハンドピース５４は、光ファイバ５６を本体部内に保
持する。この本体部は、座屈を防ぐとともに、出口部分５８を目標部位に送達す
るが、この本体部には、結合および駆動装置が実質的に無い。

【００３０】図４を参照して、例示的な光ファイバ５６は、出口部分５８の他に、細長い部
分８０を有する。コア８２およびクラッド８４は、光ファイバ５６を規定し、細
長い部分８０および出口部分５８に沿って延びる。コア８２は、レーザエネルギ
ーを受け取るための入口８６と、レーザエネルギーを放出するための出口６２（
図１も参照）とを有する。コア８２およびクラッド８４は、高純度のシリカガラ
スまたはサファイアからなっていてもよく、コア８２は、クラッド８４の屈折率
よりも高い屈折率を有し、そのため、レーザエネルギーの変調パルスは、クラッ
ド８４に侵入せずにコア８２に沿って移動する。光ファイバ５６は、いかなる寸
法に従って構成されてもよいが、多くの応用の場合、細長い部分８０の長さｌ_e は、外科医に十分な操作性を提供するために、約０．５メートル（ｍ）から２ｍ
よりも多い値までの範囲にわたり得、出口部分５８の長さｌ_oは、異なる長さの孔が組織に形成され得るように、約５０ミリメートル（ｍｍ）までの範囲であり
得る。医療以外の応用の場合、光ファイバ５６は、特定の応用を達成するために
それに応じた寸法にされ得る。

【００３１】光ファイバ５６のコア８２は、細長い部分８０に沿った軸Ｅと、出口６２での
軸Ｏとを有する。さらに図５を参照して、出口部分５８に沿ったコア８２は、細
長い部分８０に沿ったコア８２から離れるように曲がり、細長い部分８０に沿っ
たコア８２に対して斜めになっている。端面６０では、出口６２のコア８２の軸
Ｏは、細長い部分８０のコア８２の軸Ｅから、距離δだけオフセットされる、ま
たは、偏心する。従って、光ファイバ５６が回転軸Ｅに沿って回転するとき、出
口６２から放出されるレーザエネルギーは、軸Ｅの周りに分布される。さらに、
光ファイバ５６が完全に一回転すると、レーザエネルギーの分布は、端面６０の
表面積全体にわたる。端面６０で、出口６２は、コア８２の軸Ｏが軸Ｅに対して
斜めになるか、または、示されるように軸Ｅに平行になるように構成され得る。

【００３２】光ファイバ５６の別の例示的な実施形態が、図６および図７に示される。例示
的な光ファイバ５６は、コア８２およびクラッド８４の他に、出口部分５８の周
りに配置される補助クラッド８８を含んでいてもよい。図４に示される実施形態
と同様に、出口６２の軸Ｏを回転軸Ｅから距離δだけオフセットするために、出
口部分５８のコア８２は、細長い部分８０のコア８２に対して斜めになっている
。補助クラッド８８は、細長い部分８０のコア８２（およびクラッド８４）に対
する出口部分５８のコア８２（およびクラッド８４）の斜めの関係を補償する。
従って、補助クラッド８８は、出口部分５８の好適な円筒形構成を提供し、その
ため、細長い部分８０が軸Ｅ周りに回転すると、出口部分５８が軸Ｅ周りに回転
する。さらに、出口６２での軸Ｏが軸Ｅに対して偏心的であることに加えて、コ
ア８２の軸Ｏは、図４に示されるような平行な関係ではなく、出口６２で軸Ｅに
対して斜めになっていてもよい。

【００３３】図６および図７に示されるように、端面６０（出口６２を含む）は、例示的な
光ファイバ５６の軸Ｅに実質的に垂直である。垂直な関係を形成するために、コ
ア８２およびクラッド８４は、軸Ｏに対して斜めの角度で研削または研磨され、
それにより、想像線Ｐで示されるコア８２およびクラッド８４の部分が除去され
る。従って、例示的な端面６０は、実質的に平面である。あるいは、端面６０は
、出口部分５８の特定の実現に依存して、凸状であっても、凹状であっても、そ
の他の構成であってもよい。

【００３４】特に図７を参照して、例示的な光ファイバ５６の端面６０は、外縁部９０に沿
って規定される円周Ｃ_esを有し、コア８２の出口６２は、外縁部９２に沿って規
定される円周Ｃ_oを有する。円周Ｃ_esおよび円周Ｃ_oは、外縁部９０および９２の
弧の長さαに沿って同一に延びる。この関係は、レーザエネルギーが、端面６０
の外縁部９０で出口６２から放出されることを可能にする。出口部分５８が回転
すると、レーザエネルギーは、回転する端面６０の円周Ｃ_esに沿って放出される
。弧の長さαは、望みに応じて、単一の接点から数秒、数分または数度の範囲に
わたり得る。

【００３５】出口６２の径ｄ_oは、好ましくは、端面６０の径ｄ_esの約２分の１よりも大きい。従って、出口６２は、端面６０の表面積の少なくとも４分の１の表面積を有
する。この表面積の関係は、レーザエネルギーが端面６０のかなりのパーセンテ
ージから放出されることを可能にする。さらに、レーザエネルギーは、端面６０
全体から同時に放出されず、出口部分５８が軸Ｅ周りに一回転するのにかかる時
間にわたって放出される。心筋内血管再生術で使用される光ファイバ５６の例示
的な商業的実施形態は、約１ｍｍの端面６０（および出口部分５８の径ｄ_esと、
約０．６ｍｍの出口６２の径ｄ_oとを必要とする。概して、出口部分５８の寸法は、行われる処置の種類と、孔の所望のサイズとによって決められ、出口６２の
径ｄ_oは、端面６０の径ｄ_esの少なくとも２分の１である。例えば、１．５ｍｍ径の孔が望まれる場合、端面６０（および出口部分５８）の径ｄ_esは、約１．５
ｍｍであるべきであり、従って、出口６２の径ｄ_oは、約０．７５ｍｍから１．５ｍｍよりもわずかに小さい値までの範囲であり得るが、好ましくは、約０．８
ｍｍである。多くの医療の応用では、端面６０の径ｄ_esが、約０．２ｍｍから２
．５ｍｍよりも大きい値までの範囲であり得、出口６２の径ｄ_oが、約０．１ｍｍ未満から約２ｍｍまたはそれ以上の範囲であることが企図される。心筋内血管
再生術（以下に説明される）などの特定の医療の応用では、端面６０の径ｄ_esは
、約０．６ｍｍから約２ｍｍの範囲であり得、出口６２の径ｄ_oは、約０．３ｍｍから約１ｍｍの範囲にわたる。

【００３６】さらに図８を参照して、回転中の端面６０が概略的に示されており、軸Ｅ周り
に回転している間の進行している瞬間ｔ₁、ｔ₂、ｔ₃およびｔ₄の出口６２が示さ
れている。端面６０と出口６２との間の表面積の関係のため、レーザエネルギー
は、端面６０の領域９４から連続的に放出される。即ち、領域９４は、軸Ｅ周り
に回転している間のすべての瞬間の出口６２の位置が交わる部分を表す。従って
、レーザエネルギーは、端面６０のその他の領域では、特定の瞬間の出口６２の
位置に依存して、間をおいて放出される。

【００３７】軸Ｅ周りの出口６２の一回転あたりに例示的な端面６０から放出されるレーザ
エネルギーと、軸Ｅからの距離との関係が、図８にグラフで示される。出口部分
５８の一回転あたりの放出レーザエネルギーは、領域９４の一定レベルから、端
面６０の外縁部９０でのより低いレベルに減少する。グラフでは、外縁部９０は
、端面６０の半径ｒ_esに実質的に等しい、軸Ｅからの距離である。例示的な端面
６０および出口６２の特定の構成に依存して、位置に関するレーザエネルギーま
たは束の減少は、示されるように一次関数であってもよく、非一次関数であって
もよい。また、端面６０の周囲でのエネルギーレベルは、特定の外科手術処置に
応じて変わり得るため、領域９４と半径ｒ_esとでの一回転あたりの相対エネルギ
ーレベルは、例示にすぎない。例えば、半径ｒ_esでのエネルギー束は、領域９４
での一定レベルと比べると、比較的低いレベルであり得る。

【００３８】本発明のこの一回転あたりのエネルギー分布に従えば、組織を切除して孔を形
成している間、周りまたは周囲の組織へのレーザエネルギーの移動は、形成され
ている孔の中心よりも少ない。このレーザエネルギー分布は、孔またはチャネル
が形成される組織への外傷を制限し得る。具体的には、出口部分５８が回転して
レーザエネルギーを放出しながら組織を通って移動するとき、端面６０の外縁部
９０は、形成されている孔を規定する周囲組織に隣接し、そして接する。外縁部
９０での放出レーザエネルギーレベルが、軸Ｅ（本質的に、形成されている孔の
中心を規定する）を中心とする放出レーザエネルギーレベルよりも低いため、周
囲組織への損傷は低減され、その結果、組織への外傷がより少なくなる。比較的
低いレベルの外傷を有する組織は、組織において新脈管形成または新しい血管の
形成を経験する可能性があると考えられる。本発明のこの低減された外傷の特徴
は、以下に、より詳細に説明される。

【００３９】上記のような偏心出口部分５８を形成する例示的なプロセスは、光ファイバ５
６の遠位端をＴｅｆｌｏｎ^?管内に角度をつけて配置し、クラッド８４が管の内面に１点で接する状態にすることを含む。次いで、管にエポキシが充填される。
エポキシは、クラッド８４が管に接している点を除いて、光ファイバ５６の遠位
端を囲む。エポキシが硬化して硬くなると、管を取り除き、そしてエポキシおよ
び光ファイバ５６の遠位面を研磨して、クラッド８４が出口部分５８の環状縁部
を規定する点で、端面６０を規定する。特定の態様でレーザエネルギーの放出を
制御するために、端面６０はまた、レンズを用いて形成されてもよい。出口部分
５８を形成するための管の内径が、出口部分５８の径（即ち、端面６０の径ｄ_es ）を本質的に決定する。このプロセスに従えば、異なる径の出口部分５８を有す
る光ファイバ５６が形成され得、外科医が様々な径の孔を形成することを可能に
する。さらに、各々が異なる径を有する複数の出口部分５８であって、各々が光
ファイバに結合されることができる複数の出口部分５８が形成され得、そのため
、特定の処置の間、交換可能な「ドリルビット」の組が外科医の自由になる。出
口部分５８およびハンドピース５４と同様に、光ファイバ５６は、再使用可能で
あっても使い捨てであってもよい。

【００４０】さらに図１および図３Ａを参照して、例示的なハンドピース５４は、首部９８
により本体部６４の遠位端に連結可能な頭部９６を含み得る。従って、本体部６
４の遠位端６８は、頭部９６の組織端１００によって規定される。組織端１００
が本体部６４よりも大きい径を有するよう、例示的な頭部９６は、円錐形であっ
てもよい。組織端１００は、組織内にドリルでチャネルが形成される外科手術部
位の上および外科手術部位に接してハンドピース５４を配置するための作業表面
または組織係合表面を提供する。例示的な頭部９６はまた、頭部９６に形成され
る開口部１０２を有していてもよい。開口部１０２は、組織端１００が組織に接
して配置されるときに外科手術部位を見るための窓として機能し得る。開口部１
０２はまた、レーザエネルギーで組織を切除することによって生成され得るガス
を排出するためのベントして機能し得る。図１に示されるように、例示的な首部
９８は、組織に接する頭部９６の配置を向上するために、角度がつけられてもよ
い。これに関して、首部９８は、所望の形状になりその形状を維持するための関
節式ジョイントを有するグースネックとして構成されてもよい。例示的な頭部９
６および首部９８は、好ましくは管状であり、それにより、光ファイバ５６を受
け入れることができる本体部６４との内部連続体を提供する。

【００４１】特定の処置では、組織にドリルで孔があけられた場所を知ることが好ましい場
合がある。しかし、組織の性質または孔のサイズのため、孔が既に形成されてい
るかどうかを外科医が判断することは困難である可能性がある。従って、組織に
ドリルで新しく形成された孔に、印がつけられてもよい。これに関して、頭部９
６は、組織にドリルで孔があけられた場所に印をつけるための装置を含んでいて
もよい。例えば、組織端１００は、孔が形成された場所で組織上に生物学的適合
性のインクまたは染料を分配するインク装置を有していてもよい。インクは、組
織端１００との直接接触により組織に付与されてもよく、例えばスプレーにより
付与されてもよい。例示的なハンドピース５４は、着色された液体または特定の
固体を貯蔵して組織に分配するためのリザーバを有していてもよい。視覚化を高
めるために、蛍光材料が使用されてもよい。目標部位で、ハンドピース５４また
は頭部９６によって、組織にその他の印が付与されてもよい。例えば、英数字の
印は、特定の孔を形成するために出口６２から放出されたレーザエネルギーのパ
ラメータを示し得る。

【００４２】さらに図２Ａ〜図３Ｂを参照して、例示的な結合部６６は、カラー７２の遠位
端に形成されるシート１０６に接して受け入れ可能なばね１０４と、管部材７０
の遠位部に配置されるストップ１０８とを含み得る。ばね１０４およびストップ
１０８は、本体部６４内の管部材７０の位置を制御するための機構を規定し、そ
して、管部材７０の前進および後退を容易にするように構成され得る。

【００４３】例示的なレーザエネルギー源５２が、図９に示される。レーザエネルギー源５
２は、レーザエネルギーＬを生成するためのレーザ１１０を含む。例示的なレー
ザエネルギー源５２は、ハンドピース５４および光ファイバ５６と作動的に関連
する駆動アセンブリ１１２を含んでいてもよく、ユーザインタフェース１１６を
有する制御ユニット１１４もまた含んでいてもよい。例示的な駆動アセンブリ１
１２は、光ファイバ５６と連結するためのカプラ１１８と、レーザエネルギーＬ
を望み通りに改変するための光学１２０と、駆動装置／モータ１２２とを含んで
いてもよい。例示的なカプラ１１８は、レーザ１１０からのレーザエネルギーＬ
を光ファイバ５６の入口に移動させるための光学１２０に関連する。例示的なカ
プラ１１８はまた、光ファイバ５６を回転させるための駆動装置／モータ１２０
に関連する。

【００４４】図２Ａおよび図２Ｂを参照して上で説明されたように、ハンドピース５４の例
示的な結合部６６は、光ファイバ５６の回転移動を軸方向の移動に変えて、出口
部分５８を前進および後退させる。例示的な駆動アセンブリ１１２は、好ましく
は、光ファイバ５６を回転させる。例えば、カプラ１１８は、光ファイバ５６の
近位端を固定および保持してもよく、モータ／駆動装置１２２は、カプラ１１８
を回転させ、カプラ１１８はまた、光ファイバ５６を回転させる。駆動アセンブ
リ１１２は、例えば図２Ａに矢印Ｒ₁で示されるように光ファイバ５６を第１の方向に回転させて、光ファイバ５６を矢印Ａで示されるように軸方向に前進させ
てもよい。出口部分５８が所望の前進位置に達すると、駆動アセンブリ１１２は
次いで、図２Ｂに矢印Ｒ₂で示されるように光ファイバ５６を反対の第２の方向に回転させて、光ファイバ５６を矢印Ｂで示されるように軸方向に後退させても
よい。例示的な駆動アセンブリ１１２は、出口部分５８が後退位置と前進位置と
の間で往復運動するよう、光ファイバ５６を揺動させてもよい（即ち、光ファイ
バ５６を矢印Ｒ₁およびＲ₂で示されるように時計回りおよび反時計回りに回転さ
せてもよい）。

【００４５】例示的なレーザエネルギー源５２は、好ましくは、いつ光ファイバ５６の出口
部分５８からレーザエネルギーＬが放出されるかを制御する。例えば、レーザ１
１０および駆動アセンブリ１１２に関連する制御ユニット１１４は、レーザエネ
ルギーＬの放出を、出口部分５８が前進位置に移動するときだけに制限してもよ
い。レーザエネルギーＬは次いで、出口部分５８の後退中に終了されてもよい。
あるいは、駆動アセンブリ１１２が出口部分５８を往復運動させていれば、レー
ザエネルギーＬは、出口部分５８の前進ストローク中だけ伝送されてもよい。レ
ーザエネルギーＬの放出は次いで、前進ストロークの終わりで終了されてもよい
。前進位置に到達したときのレーザエネルギーＬの終了は、好ましくは自動的で
あり、レーザエネルギー源５２によって制御される。あるいは、レーザエネルギ
ーＬは、出口部分５８の遠位端が、例えば心臓壁などの組織の部分を完全に貫通
して前進したときを判定する圧力センサなどの装置によって終了されてもよい。
このレーザエネルギーＬの制御は、以下により詳細に説明される、組織ドリル５
０の特定の適用中に好ましい。

【００４６】図１Ａをさらに参照して、光ファイバ５６は、好ましくは、ハウジング１２４
内に受け入れられる。例示的なハウジング１２４は、光ファイバ５６を保護する
ことに加えて、駆動アセンブリ１１２の回転の結果として起こり得る光ファイバ
５６のいかなるねじれた曲げまたは屈曲をも制約する。例示的な光ファイバ５６
は、レーザエネルギー源５２のカプラ１１８と連結するための相補的なカプラ１
２６を含み得る。相補的なカプラ１２６は、好ましくは、カプラ１１８との解放
可能な関連を提供し、そのため、本発明によるその他の光ファイバが、レーザエ
ネルギー源５２に連結され得る。例示的なハウジング１２４は、好ましくは、カ
プラ１２６と結合部６６のチャック７４との間に延び、レーザエネルギー源５２
とハンドピース５４との間での光ファイバ５６の一体保護を提供する。

【００４７】例示的なレーザエネルギー源５２は、出口部分５６が前進する距離ｄ、出口部
分５６が前進する速度、および出口６２からレーザエネルギーが放出されるレベ
ルなどの、組織ドリル５０の多数のパラメータを制御し得る。ユーザインタフェ
ース１１６に関連する制御ユニット１１４は、好ましくは、特定の組織ドリル孔
あけの応用に依存して、これらのパラメータの各々を制御、プログラム、モニタ
、および／または調節する。例えば、組織ドリル５０の多数の応用の１つは、心
臓壁内または心臓壁を通って孔またはチャネルをドリルで形成するものである。
この処置は、心筋内血管再生術として、あるいはもっと簡単にＴＭＲとして知ら
れている。図１０Ａ〜図１０Ｄは、本発明の組織ドリル５０を実現する例示的な
ＴＭＲ処置を概略的に示す。

【００４８】心臓壁１３０は、図１０Ａに示されており、外側漿液層または心外膜１３４と
内膜または心内膜１３６との間に配置された心筋層または心筋１３２を含む。重
度の虚血性心筋症を患っている患者の心筋層の血管再生を行うことが医療上有益
であることが分かっている。心筋層１３２の血管再生は、組織に新しいチャネル
を形成することを含む。本発明の例示的な組織ドリル５０を実現することにより
、制御された一貫したプログラム可能な態様で、心筋層に新しいチャネルが形成
され得る。

【００４９】ＴＭＲ処置の前に、レーザ１１０がレーザエネルギーＬを生成するレベルと、
レーザエネルギーＬがパルス化される周波数とが決められてもよい。さらに、出
口部分５８が遠位端６８を越えて前進する距離ｄと、出口部分５８が回転する速
度とが決められてもよい。これらのパラメータは、制御ユニット１１４に格納さ
れてもよく、そして、ユーザインタフェース１１６を介して変えられてもプログ
ラムされてもよい。

【００５０】ＴＭＲ処置の間、患者の胸腔へのアクセスは、好ましくは、トロカールシース
を用いた肋間切開などの、最小限に侵襲的な処置により提供される。次いで、患
者の心臓へのアクセスは、例えば心膜を切開することにより提供される。出口部
分５８が後退位置にある状態で、外科医は次いで、図１０Ａに示されるように、
ハンドピース５４の頭部９６を操作して、胸腔内に入れ、そして組織面１００を
心外膜１３４に接して配置し得る。上記のように、出口部分５８は、後退位置に
あるとき、遠位端６８（即ち、組織端１００）をわずかに越えて突出して、外科
医に、心外膜１３４上の端面６０の位置の触感を提供してもよい。

【００５１】心外膜１３４上の所望の位置にあるとき、組織ドリル５０が活性化され得る。
この活性化は、ユーザインタフェース１１６を介して助手により手動で達成され
てもよく、外科医により足または手によるトリガで達成されてもよい。あるいは
、組織ドリル５０の活性化は、心電図（ＥＫＧ）機を使用することにより、心臓
の電気的活動と同期されてもよい。組織ドリル５０の活性化により、レーザエネ
ルギー源５２は、レーザエネルギーを生成して光ファイバ５６に伝送する。また
、活性化により、図１０Ｂに示されるように、光ファイバ５６が回転し、そして
出口部分５８が心外膜１３４を通って前進し、心臓壁１３０の心筋層１３２内に
入る。

【００５２】出口部分５８は、心筋層１３２を通り、そして心内膜１３６を通って前進し続
ける。図１０Ｃに示されるように、出口部分５８の端面６０が心内膜１３６を通
って前進し、そして患者の心臓の左心室内に配置されると、レーザエネルギーの
放出は、好ましくは終了され、そして出口部分５８が後退される。この処置の結
果、図１０Ｄに示されるように、心臓壁１３０を通る新しいチャネル１３８が得
られる。左心室からの含酸素血液は、心内膜１３６を通る新しいチャネル１３８
に入り得、そして新しいチャネル１３８を囲む心筋層１３２の組織に潅流し得る
。ハンドピース５４がカテーテルとして構成される場合、出口部分５８は、心内
膜１３６を通って前進し、そして次いで心筋層１３２に入る。出口部分５８が、
所定の距離だけ前進するようにプログラムされ得るため、出口部分５８は、心外
膜１３４を完全に貫通して前進し続けてもよく、または、心筋層１３２内で所定
の距離だけ後退し始め、それにより、心臓壁１３０を通るチャネルではなく、心
臓壁１３０に孔を形成してもよい。

【００５３】上記のように、新しいチャネル１３８を囲む心筋層１３４へのより少ない外傷
は、出口６２と回転軸Ｅとの間の偏心関係の結果として得られる。このより少な
い外傷は、周囲組織が、新しいチャネル１３８から心筋層１３４内に血管組織を
再生すること、または、新脈管形成を経験することを可能にし得る。周囲組織に
与えられる外傷のレベルは、出口部分５８の偏心に加えて、次に説明される、出
口６２から放出されるレーザエネルギーのレベルにより調停される。

【００５４】図９を参照して、レーザエネルギーＬが生成されそして光ファイバ５６に伝送
されるエネルギーレベルは、組織ドリル孔あけの各応用に従って、変えられ、プ
ログラムされ、そして制御され得る。例えば、組織ドリル５０は、すべての種類
の動物組織および植物組織と、その他の物質にドリルで孔をあけるために構成さ
れ得る。レーザ切除の特徴を規定するパラメータは、周波数、チャネルあたりの
エネルギー、パルス幅、およびパルスレートを含む。以前に述べたように、切除
は、分子にエネルギーを加えることにより分子の原子間の結合を壊すプロセスで
ある。ＴＭＲの応用のレーザエネルギーＬの１つの好適なレベルは、パルスあた
りのエネルギーを、平方ミリメートル面積あたり約１００ミリジュール（ｍＪ／
ｍｍ²）未満に制限するものである。より好ましくは、パルスあたりのエネルギーが約３０ｍＪ／ｍｍ²であれば、実質的に低減された外傷レベルで心臓組織を切除することが分かっている。レーザ１１０のパルスあたりのエネルギーは、特
定の組織ドリル孔あけ処置に従って変えられてもよい。

【００５５】さらに図３Ａおよび図３Ｂを参照して、駆動装置は、出口部分５８が前進およ
び後退するレートを制御するように構成され得る。前進レートは、光ファイバ５
６が回転する速度と、カラー７２および管部材７８の相補的なねじ切りのピッチ
とによって制御される。円滑で連続した動作のためには、光ファイバ５６および
従って出口部分５８が約５，０００回転／分（ＲＰＭ）よりも低い速度で回転し
なければならないと判断されている。組織ドリル５０のＴＭＲの応用の場合、約
１，０００ＲＰＭから約２，０００ＲＰＭの範囲の回転速度が好ましい。これに
関して、組織ドリル５０の特定のＴＭＲ構成は、以下の通りになり得る。光ファ
イバ５６は、約１，３４０ＲＰＭで回転し得る。ねじ切り７６および７８のピッ
チは、出口部分５８が約１５．５ミリメートル／秒（ｍｍ／ｓ）のレートで前進
するように構成され得る。１，３４０ＲＰＭの回転速度では、出口部分５８が一
回転し終わるのに約４６ミリ秒（ｍｓ）かかる。ＴＭＲの応用の場合、レーザ１
１０は、各パルスの間隔が約４ｍｓずつあけられた、約２０ナノ秒（ｎｓ）の持
続時間のレーザエネルギーＬのパルスを放出し得る。パルスレートは、一回転あ
たり（もしくは、約３６°の回転ごとに）約１０パルス、または、約２４０パル
ス／秒であり得る。

【００５６】出口部分５８を上記のように一定レートで前進および後退させるのではなく、
組織ドリル５０は、出口部分５８が後退位置と前進位置との間で変化する速度レ
ートで移動するように構成されてもよい。出口部分５８がレーザエネルギーＬを
放出しながら前進（または後退）する速度が遅いほど、より多くの組織が切除さ
れる。なぜなら、組織は、経時的により多くのレーザエネルギーを受けるからで
ある。従って、レーザエネルギーＬがより多くの組織を切除することを可能にす
る速度で出口部分５８を前進させることにより、端面６０（および出口部分５８
）の径ｄ_esよりも大きい径を有する孔が形成され得る。あるいは、組織がより多
いまたはより少ないレーザエネルギーＬを受けるよう、レーザエネルギーＬのパ
ワーは、出口部分５８の前進中に変えられてもよい。概して、外科医は、変化す
る単位時間あたりのエネルギーレベルで組織を切除し、様々な所望の径または構
成の孔を形成するよう、組織ドリル５０をプログラムし得る。単位時間あたりの
エネルギーは、出口部分５８が前進する速度（組織がレーザエネルギーを受ける
時間を変える）、またはレーザエネルギーのレベル、またはその両方のいずれか
を変えることにより調節され得る。

【００５７】図１０Ｄに示される実質的に円筒形の孔１３８を形成するために、組織ドリル
５０は、出口部分５８を実質的に一定の速度で前進させ、そしてレーザエネルギ
ー源５２は、実質的に一定のレベルでレーザエネルギーを放出した。しかし、図
１１に示されるような円錐形の孔１４０であって、孔１４０の頂点が心外膜１３
４に配置され且つ孔１４０の基部が心内膜１３６に配置される孔１４０が望まし
い場合、組織ドリル５０は、出口部分５８が心臓壁１３０を通って心外膜１３４
から心内膜１３６に前進している間、出口部分５８を減少するレートで前進させ
る（即ち、ますます遅くなる速度で移動する）ように構成され得る。従って、出
口部分５８がより遅い速度で前進するため、より多くの量の組織が切除される。
結果として得られる孔１４０は、心外膜１３４で出口部分５８の径ｄ_esに実質的
に等しい径を有し、そして心内膜１３６で径ｄ_esよりも大きい径を有する。心内
膜１３６で比較的大きい径を有する孔１４０を形成することにより、孔の開存性
を向上し、従って、心筋層１３２への血液の潅流を向上する。さらに、心外膜１
３４でできるだけ小さい径を有する孔を形成することにより、出血および外傷が
最小限に抑えられる。

【００５８】図１２を参照して、別の非円筒形の孔１４２が示される。図１１に示されるよ
うに出口部分５８を心外膜１３４から心内膜１３６に前進させることによって孔
１４２を形成するのではなく、孔１４２は、血管内で形成され、出口部分５８は
、心内膜１３６から前進し、そして所定の距離ｄだけ心筋層１３２内に入る。上
記のように、血管内に孔を形成するために、ハンドピース５４は、カテーテルと
して構成されてもよく、心臓の左心室へのアクセスは、例えば大腿動脈および大
動脈を通して提供される。心内膜１３６で端面６０の径ｄ_esよりも大きい径を有
する孔１４２を形成するために、組織ドリル５０は、心外膜１３６で、または、
心外膜１３６付近で、出口部分５８を比較的ゆっくりと前進させ、そして次いで
、速度を増加させるように構成される。この結果、心内膜１３６で、または、心
内膜１３６付近で、心筋層１３２内の孔１４２の「底部」よりも多くの組織が切
除される。心内膜１３６に向かって、より多くの組織を切除するために、レーザ
エネルギーはまた、出口部分５８が後退している間に放出されてもよい。前進速
度は、出口部分５８が回転する１秒あたりの回転数、または、ねじ切り７６およ
び／もしくは７８のピッチ、またはその両方のいずれかを変えることによって変
えられ得る。上記のように、出口部分５８が前進する速度を変えるのではなく、
放出されたレーザエネルギーＬのレベルが変えられてもよい。これに関して、孔
１４２を形成するために、組織ドリル５０は、出口部分５８が前進し始めるとき
にレーザエネルギーＬを比較的高いレベルで放出し、そして次いで、出口部分５
８が距離ｄだけ前進するに従ってレベルを減少させるように構成され得る。

【００５９】あるいは、速度またはエネルギーレベルを調節するのではなく、出口部分５８
が、深さを増加しながらまたは深さを減少しながら多数回往復運動してもよい。
例えば、図１２を参照して、形成される孔の所望の深さが距離ｄ（即ち、端面６
０がハンドピース５４の遠位端を越えて前進する距離）であれば、組織ドリル５
０は、出口部分５８を、第１のストロークで距離ｄだけ前進させ、そして次いで
、出口部分５８を、所定のストローク数のその後の各ストロークで漸増的に減少
する距離だけ前進させるように構成され得る。従って、出口部分５８が前進する
速度と、レーザエネルギーＬが放出されるレベルとに拘わらず、心内膜１３６で
比較的大きい径を有し、心外膜１３４に向かってテーパ状にされる孔１４２が形
成され得る。なぜなら、心外膜１３４に向かう組織は、出口部分５８の多数のス
トロークとともに、繰り返しレーザエネルギーを受けるからである。従って、単
位時間あたりに受け取られるエネルギーのレベルが増えるため、この組織のより
多くの部分が切除される。あるいは、ストロークの距離を減らすのではなく、多
数のストロークの各ストロークの距離を漸増的に増加して、図１１の孔１４０を
形成してもよい。さらに、比較的大きい径の内腔を有する孔を形成することが望
ましい場合、組織ドリル５０は、出口部分５８を、所定の距離で所定の時間だけ
一時停止させてレーザエネルギーを１つの場所に集中させ、その場所で組織の比
較的大きい部分を切除してもよい。

【００６０】当業者は、上記の本発明の実施形態が本発明を例示しているのであって、本発
明の範囲を、これらの具体的に示され説明された実施形態に限定するわけではな
いことを理解する。本発明の範囲は、説明された実施例によってではなく、添付
の請求の範囲およびその法律上の等価物の条件によって決定される。さらに、例
示的な実施形態は、基礎を提供するものであって、この基礎から、多数の代替お
よび改変がなされ得る。これらの代替および改変もまた、添付の請求の範囲で規
定される本発明の範囲内にある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の組織ドリルの例示的な実施形態の斜視図である。

【図１Ａ】図１の線１Ａに沿った、本発明の例示的な光ファイバの断面図である。

【図２Ａ】本発明の例示的な組織ドリルの概略図であり、後退位置の光ファイバを受け入
れるハンドピースを示す。

【図２Ｂ】図２Ａの概略図と同様の概略図であり、前進位置の光ファイバを示す。

【図３Ａ】本発明の組織ドリルの例示的なハンドピースの概略図であり、ハンドピースを
分解した状態を示す。

【図３Ｂ】図３Ａの概略図と同様の概略図であり、ハンドピースを組み立てた状態を示す
。

【図４】本発明の例示的な光ファイバの模式図であり、光ファイバの出口部分の偏心構
成を特に示す。

【図５】図４に示される光ファイバの端面の模式図である。

【図６】本発明の別の例示的な光ファイバの模式図である。

【図７】図６に示される光ファイバの端面の模式図である。

【図８】本発明の光ファイバの例示的な端面の概略図であり、放出されるレーザエネル
ギーと端面の位置と間の関係を特に示す。

【図９】本発明の例示的なレーザエネルギー源の模式図である。

【図１０Ａ】本発明の例示的な組織ドリルの模式図であり、組織ドリルを実現する好適な組
織ドリル孔あけ処置の工程を特に示す。

【図１０Ｂ】図１０Ａの図と同様の図であり、組織ドリル孔あけ処置のその後の工程を示す
。

【図１０Ｃ】図１０Ｂの図と同様の図であり、組織ドリル孔あけ処置の別のその後の工程を
示す。

【図１０Ｄ】図１０Ｃの図と同様の図であり、組織ドリル孔あけ処置のさらに別のその後の
工程を示す。

【図１１】本発明の例示的な方法に従ってドリルで孔があけられた組織の模式図である。

【図１２】本発明の別の例示的な方法に従ってドリルで孔があけられた組織の模式図であ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外傷が低減された組織切除のための組織ドリルであって、該
組織ドリルは、レーザ入口端とレーザ出口端とを有する光ファイバと、該光ファイバを、制御された、往復運動する関係で受け入れるように適合され
るハンドピースと、光を伝導する関係で、該レーザ入口端に結合されるレーザと、を含む、組織ド
リル。
【請求項２】前記ハンドピースが遠位端を有し、前記光ファイバの前記レーザ出口端が該遠位端から往復運動する、請求項１に
記載の組織ドリル。
【請求項３】前記レーザ出口端が、前記遠位端から、所定位置間で往復運
動する、請求項２に記載の組織ドリル。
【請求項４】前記所定位置がプログラム可能である、請求項３に記載の組
織ドリル。
【請求項５】前記ハンドピースが、前記光ファイバを、制御された、回転
可能な関係で受け入れるように適合される、請求項３に記載の組織ドリル。
【請求項６】前記光ファイバの前記レーザ出口端が、前記所定位置間で往
復運動しながら回転可能である、請求項５に記載の組織ドリル。
【請求項７】前記レーザ出口端が偏心的である、請求項６に記載の組織ド
リル。
【請求項８】前記所定位置が、前記レーザ出口端が前記遠位端に近接した
位置を含む、請求項３に記載の組織ドリル。
【請求項９】前記組織ドリルが、心臓組織を切除するように適合される、
請求項１に記載の組織ドリル。
【請求項１０】前記心臓組織が心筋層である、請求項９に記載の組織ドリ
ル。
【請求項１１】外傷が低減された組織切除のためのレーザ組織ドリルにお
いて使用されるハンドピースであって、遠位端を有する本体部と、光ファイバを、該本体部に関して、制御された、軸方向に移動可能な関係で受
け入れるための結合部と、を含む、ハンドピース。
【請求項１２】前記結合部が、前記光ファイバの出口を、前記遠位端を越
える位置に動かすための駆動装置を含む、請求項１１に記載のハンドピース。
【請求項１３】前記駆動装置が、前記光ファイバの前記出口を、実質的に
前記遠位端の位置、または、該遠位端付近の位置に動かす、請求項１２に記載の
ハンドピース。
【請求項１４】前記駆動装置が、前記光ファイバの前記出口を前記位置間
で往復運動させる、請求項１２に記載のハンドピース。
【請求項１５】前記結合部が、前記位置を変えるためにプログラム可能で
ある、請求項１２に記載のハンドピース。
【請求項１６】前記結合部が、前記光ファイバを、制御された、回転可能
な関係で受け入れるように適合される、請求項１１に記載のハンドピース。
【請求項１７】前記結合部が、前記光ファイバの出口を、前記遠位端を越
える前進位置に動かすための駆動装置を含み、該結合部が、該出口を該前進位置に動かしながら該出口を回転させるように適
合される、請求項１６に記載のハンドピース。
【請求項１８】前記駆動装置が、前記光ファイバの前記出口を、実質的に
前記遠位端にある後退位置または該遠位端付近の後退位置に動かし、前記結合部が、該出口を前記前進位置から該後退位置に動かしながら該出口を
回転させるように適合される、請求項１７に記載のハンドピース。
【請求項１９】前記駆動装置が、前記光ファイバの前記出口を、前記前進
位置と前記後退位置との間で往復運動させるために適合される、請求項１８に記
載のハンドピース。
【請求項２０】前記結合部が、前記前進位置を変えるためにプログラム可
能である、請求項１７に記載のハンドピース。
【請求項２１】前記本体部がカテーテルである、請求項１１に記載のハン
ドピース。
【請求項２２】外傷が低減された組織切除のためのレーザ組織ドリルにお
いて使用される光ファイバであって、レーザエネルギーを受け取るための入口を有するコアを有する細長い部分を含
み、該コアは軸を有し、該光ファイバは、レーザエネルギーを放出するための出口を有するコアを有する出口部分をさら
に含み、該コアは、該出口で、該細長い部分の該コアの軸に対して偏心的な軸を
有する、光ファイバ。
【請求項２３】前記出口部分が、約０．３ミリメートル（ｍｍ）から約１
ｍｍの範囲の径を有する、請求項２２に記載の光ファイバ。
【請求項２４】前記出口部分が、約５０ｍｍの長さを有する、請求項２２
に記載の光ファイバ。
【請求項２５】前記細長い部分が、約２メートルの長さを有する、請求項
２２に記載の光ファイバ。
【請求項２６】前記出口部分が、前記細長い部分の前記コアの軸と実質的
に同心の軸を有する補助クラッドを含む、請求項２２に記載の光ファイバ。
【請求項２７】前記出口部分が端面を有し、前記出口は、該端面からレー
ザエネルギーを放出し、該出口は、該端面の径の少なくとも約２分の１の径を有する、請求項２２に記
載の光ファイバ。
【請求項２８】前記端面の径が、約１ｍｍであり、前記出口の径が、約０
．６ｍｍである、請求項２７に記載の光ファイバ。
【請求項２９】外傷が低減された組織切除を行う方法であって、レーザエネルギーを生成するためのレーザエネルギー源を提供する工程と、遠位端を有するハンドピースと、該レーザエネルギー源からレーザエネルギー
を受け取るための入口とレーザエネルギーを放出するための出口とを有する光フ
ァイバと、を含む組織ドリルを提供する工程と、を包含し、該ハンドピースは、
該光ファイバを移動可能な関係で受け入れ、そのため、該出口は、該遠位端を越
えて前進可能であり、該ハンドピースの該遠位端を、切除される組織付近に、または該組織に接して
配置する工程と、該出口からレーザエネルギーを放出しながら、該光ファイバを該組織内に前進
させる工程と、をさらに包含する、方法。
【請求項３０】前記光ファイバを前記組織から後退させる工程をさらに包
含する、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】前記後退させる工程が、前記出口からのレーザエネルギーの放出を終了しながら、前記光ファイバを後
退させる工程を包含する、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】前記前進させる工程が、前記出口を回転させながら、前記
光ファイバを前記組織内に前進させる工程を包含する、請求項２９に記載の方法
。
【請求項３３】前記提供する工程が、前記出口を有する前記光ファイバを
備える前記組織ドリルを提供する工程を包含し、該出口が、該光ファイバの回転
軸に対して偏心的な軸を有する、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】前記前進させる工程が、前記光ファイバを、変化する速度
レートで前記組織内に前進させる工程を包含する、請求項２９に記載の方法。
【請求項３５】前記前進させる工程が、変化するレベルでレーザエネルギ
ーを放出しながら前記光ファイバを前記組織内に前進させる工程を包含する、請
求項２９に記載の方法。
【請求項３６】前記組織ドリルを提供する工程が、カテーテルとして構成
されるハンドピースを含む組織ドリルを提供する工程を包含し、前記配置する工程が、該ハンドピースの前記遠位端を血管内に配置する工程を
包含する、請求項２９に記載の方法。