JP2007537776A - 照射装置およびそれに関連する方法 - Google Patents

Abstract

医療処置用および歯科処置用の照射装置を開示する。照射装置は、その細長い本体部が２本以上の光ファイバーを包含して出力源から標的表面に向けて電磁エネルギーを伝達するように構成される。照射装置の遠位端は単体構造体として例示され、近位端は多数の近位端部材を備えるように例示される。照射装置は、エネルギーを遠位端に向けて伝達する２本以上の光ファイバーと、装置の遠位端から近位端に向けてエネルギーを伝達する少なくとも１本の光ファイバーとを備える。
【選択図】図１

Description

＜関連出願についての相互参照＞
本願は、2004年1月8日出願の、「照射装置およびそれに関連する方法（Illumination Device and Related Methods）」という名称の米国仮出願第60/535,183号の優先権を主張するものであり、該仮出願の内容は、特に本願に援用されるものとする。

本発明は照射装置に関するものであり、特に、医療設定および歯科設定と関連して使用される照射装置に関するものである。より詳細に述べると、本発明は、光などの電磁エネルギーを伝達し、標的面に向けて発射する複数のファイバーを設けた照射装置に関するものである。かかる装置のファイバーは切除用エネルギー、手術領域を照射する光、標的表面を励振させる光、および／または、標的表面に硬化エネルギーを搬送し、また、標的表面からの光を逆方向に１個以上の分析装置に伝達するような構成になっている。

光切断具は医療設定、歯科設定、および、産業設定で周知である。一般に、光切断具は、レーザー源のような電磁エネルギー源と光ファイバーシステムを採用しており、このシステムはレーザー源に接続されて、１本以上の光ファイバーを介してレーザーを切断するべき表面に当てる構成になっている。光ファイバーシステムは光ファイバー管に１本以上の光ファイバーが包含されている。光ファイバー管は一端（遠位端）に切断するべき表面へのレーザー搬送を制御する装置を備えることもある。光ファイバー管の他方端（近位端）はレーザー源に接続され、または、連結されている。

米国特許第5,741,247号 米国特許第5,785,521号 米国特許第5,968,037号 米国特許第6,086,367号 米国特許第6,231,567号 米国特許第6,254,597号 米国特許第6,288,499号 米国特許第6,350,123号 米国特許第6,389,193号 米国特許第6,544,256号

本明細書に開示されている発明は、医療処置および歯科処置を目的として標的表面に向けて電磁エネルギーを伝達する複数の光ファイバーを設けた照射装置に関するものである。本明細書に開示されている発明による照射装置は、遠位端および近位端と中空の内部とを有する細長い本体部を備えている。この細長い本体部の中空の内部には、２本以上の光ファイバー、または、それ以外の光伝達装置が配置されている。

一実施形態では、照射装置は細長い本体部に少なくとも２個の近位端部材を備えており、近位端部材は各々の中空の内部の寸法が少なくとも１個の光伝達装置を収納できるように設定されているとともに、細長い本体部の中空の内部と連絡状態にあって、該少なくとも１個の光伝達装置が細長い本体部の近位端から遠位端まで延びるようになっている。この例示の実施形態では、照射装置は４個の近位端部材を備えている。これら近位端部材のうちの３つは内径の寸法が同じであり、残る第４の近位端部材の直径は前述の３個の部材の直径よりも短い。

また別な実施形態では、照射装置は遠位部と近位部を備えている。細長い本体部の遠位部には単体の遠位部管材が設けられており、該管材の中を管腔が延びている。近位部には複数の近位部管材が設けられており、近位部管材は各々の管腔が細長い本体部の遠位部の管腔と連絡状態にある。例示の実施形態では、細長い本体部の遠位部と近位部は一体成形される。照射装置は４個の近位部管材が設けられているものとして例示されているが、この場合、４個の近位部管材のうちの３個が同じ直径である。

前述の装置の或る実施形態では、第１近位部管材と第２近位部管材と第３近位部管材はそれぞれの管腔内に、各々、３本の光ファイバーが配置されており、第４近位部管材はその管腔内に１本の光ファイバーを含んでいる。光ファイバーは互いに溶着されているか、または、互いから離隔されている。細長い本体部の少なくとも一部が可撓性であり、その部分は例えば、細長い本体部の主要部である。或る実施形態では、細長い本体部の遠位部は、剛性に富む直状の、細長い本体部の近位部に対して軸線方向に対称的な領域を備えている。

本発明の照射装置は光放射出力端を備えており、また、少なくとも１個のミラーまたはそれ以外の反射装置が光放射出力端より遠位に配置されている。或る実施形態では、照射装置は２個のミラーが出力端付近に設けられて、その一方のミラーはエルビウム切断レーザーによって供与される電磁エネルギーを反射するような構成になっており、第２のミラーは可視光を反射するような構成になっている。照射装置には、使用者の手で把持できる寸法のハンドピースが設けられている。ハンドピースは、通例は、照射装置の細長い本体部の遠位端に連結されており、本明細書で論じているように、複数の反射装置が設けられていてもよい。

本明細書に記載されているどの１つの特徴、または、複数の特徴の組み合わせも、かかる組み合わせのどのようなものに含まれる特長であれ、文脈、本明細書、当業者の知識から明瞭となるように相互に調和しているのであれば、本発明の範囲に入る。本発明の上記以外の利点および局面は、後段の詳細な説明および特許請求の範囲で明らかとなる。

本明細書に開示されている発明は、標的表面に向けて電磁エネルギーを伝達するために光ファイバーを利用する照射装置に関するものである。本明細書で使用されているように、「光ファイバー」という語はファイバーの一方端から別な端部まで光を伝達することができる光伝達用ファイバーのことを意味する。光伝達は能動的な場合もあれば、１個以上の光変換素子を設けて、光ファイバーから光が放射される方向に影響を及ぼす場合もある。光ファイバーは、可視光、赤外線光、青色光、レーザー光など、どのような種類の光を伝達するのにも利用することができる。光ファイバーは中空または中実のいずれでもよく、ファイバー本体内に１個以上の反射装置を備えていて、光ファイバーからの光の伝達と放射を制御するようにしてもよい。

本発明による照射装置は、単体遠位端（出力端）と分岐式近位端（入力端）を備えている。本明細書で使用されているように、「遠位端」という語は、標的表面に最も近い照射装置の端部を意味し、「近位端」という語は、出力源またはそれ以外の電磁エネルギー源に最も近い照射装置の端部を意味する。照射装置は、照射装置を利用する特定の応用例次第で、互いに異なる寸法の複数の光ファイバーを備えていてもよい。例示の実施形態では、本明細書中にも開示されているが、照射装置の近位端には４個の近位端部材が４組の光ファイバーを収容するように形成されている。

本発明によるまた別な照射装置には、照射装置の遠位端から電磁エネルギーを標的表面に向けて放射するような構成の複数の光ファイバーが設けられているとともに、標的表面から電磁エネルギーを受けてそれを照射装置の近位端に伝達するような構成の少なくとも１本の光ファイバーが設けられている。照射装置の近位端に伝達される電磁エネルギーは、更なる解析を目的とした信号として使用することができる。

本発明のまた別な実施形態では、照射装置は反射装置を設けたハンドピースを備えている。反射装置は、エルビウムレーザーによって供与される光のようなレーザーエネルギーと、青色光のような可視光の両方を標的表面に向けて反射するような構造になっている。該反射装置はまた、標的表面からの光を照射装置の近位端に向けて反射する。例示の実施形態では、本明細書にも開示されているように、反射装置には複数のミラーが設けられており、光ファイバーから標的表面に向かう電磁エネルギー放射と反射による戻り放射をよりよく制御することができる。

ここで、本発明の目下好ましい実施形態について詳細に言及してゆくが、その具体例は添付の図面に例示されている。可能ならばどこででも、同じ部分または同様の構成要素を参照する場合には、同じ参照番号または類似した参照番号を図面と説明中で使用している。添付の図面は簡略化された形式で示されており、厳密に等尺ではないことに注意するべきである。本明細書の開示内容を参照すると、便宜上と明瞭にするという目的のみで、頂面、底面、左右、上下、越えて上、上位、下位、離れた下、背面、正面、遠位、近位などの方向を示す語が添付の図面と関連づけて使用される。このような方向を示す語は、どのような態様であれ、本発明の範囲を制限するものと解釈されるべきではない。

本明細書の開示内容は或る例示の実施形態に言及しているが、このような実施形態は具体例として提示されているのであって、制限するために提示されているのではないものと理解するべきである。後段の詳細な説明の意図するところは、具体的な実施形態を説明してはいるが、添付の特許請求の範囲の各請求項によって限定されるような発明の精神と範囲に入るような実施形態の修正例、変更例、均等例の全てを網羅するものと解釈されるべきである。本発明は、当該技術で従来から使用されている多様な医療処置および／または歯科処置に関連して利用することができる。

図面を参照し、特に図１を参照すると、照射装置１０が例示されている。照射装置１０は、その細長い本体部１２が略管状構造体からなり、この管状構造体は光ファイバーなどの複数の光伝達装置を含む構成になっており、これら光伝達装置を使ってハンドピースへ、または、ハンドピースから光を伝達する。例示の実施形態では、照射装置１０の細長い本体部１２が中空内部１４を包囲している（図１Ｂを参照のこと）。照射装置１０には遠位端Ｄと近位端Ｐが設けられており、遠位端は使用者によって把持される端部に最も近い端部である。例示の実施形態を参照すると、照射装置１０の遠位部２４には遠位端Ｄが設けられており、近位部２６には近位端Ｐが設けられている。細長い本体部１２は、可撓性に富む部分と実質的に可撓性の無い部分とを有する中空構造体である。図１の装置を参照すると、遠位部２４の一部は実質的に可撓性が無く、すなわち、概ね剛性で直状であり、細長い本体部は、近位部２６が設けられており、可撓性に富んでいる。また別な実施形態では、遠位部２４と近位部２６の両方が可撓性に富んでいる。細長い本体部１２は、ステンレス鋼、金属コイル、または、可塑材のような好適な単一素材または複数の素材から作成することができる。更に、装置１０は略円筒状断面を有しているものとして例示されているが、これはまた、楕円、矩形、三角形などの、互いに異なる断面形状を有する１個以上の部分から構成することもできる。

照射装置１０は、複数の近位部材２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄを有しているものと例示されている。近位部材２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄは各々の中空内部が１個以上の光伝達装置またはそれ以外の管状構造体もしくは細長い構造体を収容するような構成になっており、光伝達装置またはそれ以外の構造体の断面積は中空内部の断面積よりも小さい。近位部材２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄは、その各々の中空内部が細長い本体部１２の中空内部１４と連絡状態になるように配置される。この配置は、光伝達装置のための実質的に切れ目無く続く経路が細長い本体部１２の近位端Ｐから遠位端Ｄまで延びるようにするためである。例示の実施形態には４個の近位部材が設けられているが、また別な実施形態には２個以上、または、３個以上の近位部材が設けられるが、これは、装置に使用される光伝達装置の個数などで決まる。更に、照射装置１０の例示の実施形態には２個の実質的に直径が互いに等しい近位部材２２Ａ、２２Ｂと、これら２個の近位部材のいずれとも直径が異なる近位部材２２Ｃが設けられている。４個の近位部材のうち直径分布が上述のものと異なるものも修正例の実施形態で実現することができる。図１に例示の具体的実施形態によれば、近位部材２２Ｄは切断用レーザーエネルギーを伝達するためのファイバー２０を備えている。

照射装置１０は使用者が把持するような構成になっているものとして例示されている。好ましい実施形態では、照射装置１０はハンドピースからの電磁エネルギーを差し向け、かつ／または、ハンドピースより近位で生成されたエネルギーを受けるような構成になっている。照射装置は医療応用例、産業応用例、歯科応用例、それ以外の応用例などで利用することができる。一実施形態では、照射装置は歯科応用例で電磁エネルギーを放射する装置である。電磁エネルギーとしては、可視光やーザー光などの光などが好ましい。装置は歯科衛生処置で利用することもできる。

照射装置１０は、通例は、レーザー、発光ダイオード（ＬＥＤ）、および／または、ランプなどの、少なくとも１個の外部電磁エネルギー源に接続されており、エネルギー源によって生成された電磁エネルギーは照射装置１０を介して伝達され、ハンドピースから方向づけられるようになっている。修正実施例では、電磁エネルギー源および／またはエネルギー搬送システムは、互換可能な限りは、米国特許第5,741,247号（特許文献１）に記載されているものの一部または実質的に全部を含み、それ以外の実施形態では、特許文献の例に挙げた特許に記載された構造は、装置１０と両用できるように修正することができる。

本発明のまた別な実施形態では、図１に例示されているように、照射装置には遠位部２４および近位部２６を有する細長い本体部１２が設けられている。遠位部２４は内側管腔を設けた単体構造であり、遠位部管材を形成しているものとして例示されており、近位部２６は複数の近位部管材２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄからなり、その各々の管腔が遠位部２４の管腔１４と連絡状態にある。

図１の細長い本体部１２を参照すると、近位部材２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃは細長い本体部の遠位部２４と一体成形されており、近位部材２２Ｄは細長い本体部１２に接続されている別個の素子であり、近位部材管腔は遠位部２４の中空内部すなわち管腔１４と連絡状態にある。更に別な実施形態では、細長い本体部１２に接合または接続される別個の素子はもっと少数（例えば、１個もない）であってもよいし、或いは、もっと多数であってもよい。

細長い本体部１２の例示の実施形態では、遠位端Ｄは電磁エネルギー放射出力端を備えており、近位端Ｐは電磁エネルギー入力端を備えている。図１の近位部材２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄを参照すると、近位部材は各々の管腔の寸法が、１個以上の光伝達装置またはそれ以外の管状構造体またはファイバー状構造体を収納するように設定されている。例示の実施形態では、近位部材２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃは各々が光ファイバーのような３本のエネルギー放射ファイバーを含んでおり、近位部材２２Ｄは光ファイバーのような１本のエネルギー放射ファイバーを含んでいる。変形例では、近位部材２２Ｃは、例えば、近位部材２２Ａ、２２Ｂのうちの一方または両方に対して異なる断面積を有していてもよい。図１の線１Ａ−１Ａに沿って破断された断面図である図１Ａの例示の実施形態に図示されているように、３本の光ファイバー１６は、近位部材２２Ａ、２２Ｂの各々に含まれているが、一緒に束にされている。他の実施形態では、１個以上の近位部材の内部に配置された３本の光ファイバー１６は、他の手段によって実質的に一緒に溶着または接合されて、単体光放射組立体または単体光導波路を定めるようにしてもよい。

例示の具体例では、近位部材２２Ｃはまた、３本のファイバー１８を含んでおり、これらは、細長い本体部１２の遠位端Ｄ付近の線１Ｂ−１Ｂに沿って破断された図１Ｂの断面図に描出されている。ファイバー１８は、図１Ａにファイバー１６と同じ形状で同じ配向を有しているものとして括弧内に番号表示されているが、例示の実施形態では、互いから等距離だけ離隔されている。他の実施形態では、２本以上のファイバー１８が非対称的に設置され、かつ／または、溶着され、或いは、それ以外の方法で一緒に接合される。１本以上のファイバー１８はまた、例えば、１本以上のファイバー１６とは異なる直径であってもよい。ファイバー１６、１８は、押出し成形などのような従来技術を利用して、可塑材から製造することができる。

光ファイバー２０は近位部材２２Ｄの一部として例示されているが、近位部材２２Ｄは細長い本体部１２の入力端付近の近位部材２２Ａと２２Ｂの間を通過し、かつ、（図１Ｂに例示されているように）細長い本体部１２の出力端付近のファイバー１６、１８に対して中央に配置されている。光ファイバー２０は細長い本体部１２の内側に嵌合するような構造の出力エルビウムファイバーとして例示されているが、変形例では、それ以外の構成になっていてもよい。出力端では、ファイバー１６、１８は平面に配置されている。各ファイバーは同一平面になるように切断されて研磨され、また、各ファイバーは他のファイバーおよびハンドピースに対して実質的に定位置に維持されるように配置されているのが好ましい。ファイバー２０は別々に研磨されて挿入されてもよいが、前と同様に、定位置に搭載される。例えば、金属チューブのような管材を細長い本体部１２の内側と外側の両方に使って、ファイバー１６、１８、２０の一部を（全部であるのが好ましいが）固定した直状位置に保持することができる。

入力端すなわち近位端Ｐでは、図１に例示されているように、近位部材２２Ａ、２２Ｂのファイバー１６は、例えば、レーザー、発光ダイオード（ＬＥＤ）、ランプなどからの光を受光して伝達するような構成になっている。本件で具体化されているように、例えば、１個以上の白色ＬＥＤによって生成される白色光７０が入力される。例示の実施形態では、２個の超高輝度白色ＬＥＤがファイバー１６を介して伝達される照射光源として使用され、ＬＥＤは各々が、約200 mWの出力レベルの電磁エネルギーなどを、連続波（ＣＷ）またはパルスモードのいずれかで生成する。他の実施形態では、白色ＬＥＤの一方または両方を、色が異なる（例えば、青色など）といったような異なる特性の別なＬＥＤと置換してもよい。青色光は、装置が歯科治療や衛生措置のために使用される場合、とりわけ、歯科用混合物の硬化、歯の美白治療、齲食看破に特に有用となる。この場合、近位部材２２Ａ、２２Ｂは各々に光遮断機構すなわちフィルター（図示せず）が設けられており、ＬＥＤ由来の青色光の伝達に影響を及ぼすようにしてもよい。遮断機構すなわちフィルターは青色光を白色光または他のどのような可視光に変換するような構造であってもよい。これは、近位部材２２Ａ、２２Ｂの各々の正面で燐を含むフィルターを使用し、或いは、その正面に設置することで、達成することができる。

近位部材２２Ｃは、上述のように、３本のファイバー１８を収納するように構成されている。例示の実施形態では、光ファイバー１８は装置１０の出力端からの反射散乱光を集光または受光して、その光を入力端に向かって逆方向に案内するような構成になっている。反射光および／または散乱光をフィードバック信号として利用することができるが、このような光信号は、図１に参照番号６６で示されているように、センサーまたは他の好適な解析用装置に転送することができる。フィードバック信号が検出し得る対象として、とりわけ、光学表面の損傷（例えば、照準赤色光ビームは散乱や逆反射を生じる）、歯科材料の蛍光発光（例えば、齲食、バクテリア、無機質脱落など）などがある。参照番号２０で示された、エルビウム放射を目的とした光ファイバー（約３ミクロン波長範囲で）、または、それ以外の放射線伝達用のファイバーを細長い本体部１２に挿入して、ファイバー２０の遠位端が装置１０の遠位端Ｄで他のファイバー１６、１８と平行になるようにしてもよい。例示の実施形態では、ファイバー２０は、図１Ｂに例示されているように、細長い本体部１２の中央長軸線に沿って中心に配置されている。例示の実施形態では、ファイバー１６、１８は、装置１０の少なくとも遠位端Ｄにおいて、外辺沿いにファイバー１２を中心として配置されている。ファイバー１６、１８、２０の同心配置は細長い本体部１２のどのような所望の距離に亘って維持されてもよいが、例示の実施形態では、同心配置は、近位部材２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃが細長い本体部１２から分岐する領域まで維持される。

細長い本体部１２の出力端では、光は照射装置１０から放射されて、同照射装置に集光される。例示の実施形態では、光またはそれ以外の電磁放射はファイバー１６から発射され、光は透明先端部またはそれ以外の導波路３８によって集光される。更に、レーザー、発光ダイオード、または、ランプからの光またはそれ以外の電磁放射はファイバー２０から発射されるようにしてもよい。

例示の実施形態では、電磁放射６８はエルビウム・クロミニウム・イットリウム・スカンジウム・ガリリウム・ガーネット（Er, Cr:YSGG）の固相レーザーから得られるもので、これらは、波長が約2.78ミクロンで平均出力が8ワットまで、反復率が約10 Hzから50 Hz、パルス幅が約150マイクロ秒から700マイクロ秒である電磁エネルギーを生成する。更に、電磁放射６８は照準ビームも含んでおり、照準ビームの具体例として、波長が約655 nmで平均出力が約１mW（ＣＷまたはパルスモード）の光がある。一実施形態では、青色光または／および白色光が１本以上のファイバー１６から発射され、反射光または誘導蛍光がファイバー１８によって集光され、エルビウムレーザー光がファイバー２０から発射される。放射光は、組織面などの作業面に向けて当てられるが、具体例として、歯の表面などがあり、１種類以上の感光処置を実施する。

本発明の或る実施形態では、装置１０は光を標的表面に向けて当てるように人の手に載せて使える、或いは、それ以外の好適な把持装置に載せて使えるが、例示の実施形態では、照射装置１０はハンドピース１００に連結されるような構成になっている（図２を参照のこと）。ハンドピース１００は使用者の手で把持されるような構造である。ハンドピース１００はコントラアングルデザイン構成のものであると例示されており、そのハンドピース出力端１０２は照射装置１０の出力端に対して或る角度で配向されている。例示の実施形態では、ハンドピース出力端１０２は、照射装置１０の出力端に対して約90度の角度に配向されている。ファイバー１６、２０からの放射光をハンドピース出力端１０２に向けて当てるために、反射装置３０にはハンドピース１００が設けられている。反射装置３０は、複数のミラー３２、３４を備えているものとして例示されている。また別な実施形態では、設けるミラーの数はより少なくてもよいし、より多くてもよい。ミラー３２は、ファイバー２０から放射された光を変えるような構成になっているものとして例示されている。換言すると、ミラー３２は、エルビウムレーザー源により生成されたビームなどを、照射装置１０の出力端からハンドピース出力端１０２に方向づけるような構成になっている。ミラー３４は、１本以上のファイバー１６から放射された光の経路を変えるような構成になっているものとして例示されている。換言すると、ミラー３４は、青色光または白色光などの光の１本以上のビームを照射装置１０の出力端からハンドピース出力端１０２へ方向づけるような構成になっている。更に、ミラー３４は、標的表面から反射した光６４をファイバー１８へと逆方向に向かわせるような構成になっており、上述のように、解析を目的として使用される信号を供与するよう図っている。

ハンドピース１００はまた、参照番号６２と示されているような標的表面に向けて、ファイバー２０から放射された光を方向づける先端部４０が設けられているものとして例示されている。更に、スリーブ３８には、実質的に先端部４０を取り巻いているハンドピース１００が設けられていてもよい。スリーブ３８は、ファイバー１６から放射された白色光のような、参照番号６０と示されている光を、標的表面に向けて方向付けることができるように、実質的に透明である素材から作成されているものとして例示されている。先端スリーブ３８は、図２に例示されているように、フェルーレ３９内に取り付けられ、このフェルーレは光導波路が光６０を伝達するための多数の開口部を備えている。それ以外の実施形態では、先端スリーブ３８は、サファイアまたはクリアプラスチックのような透明素材で構成される。光６０は、例えば、標的表面を照射するために使用される。標的表面の照射は、実施されている処置の間、連続的に行うことができるが、照射は途中中断することもできる。更に、照射は自動制御でもよいし、手動制御でもよい。ミラー３２、３４はまた、１本以上の光ビームを先端部４０に集束させるように構成される。例示の実施形態では、ミラー３２は、ファイバー２０から放射されたエルビウムレーザービームを先端部４０へ集束させるような構造になっており、ミラー３４は、青色光、白色光、または、それ以外の光など、ファイバー１６から放射された光をフェルーレ３９またはスリーブ３８に集束させるような構成になっている。

ハンドピース１００は、図１に例示されているように、硬化用先端部のような、また別な先端部構造体３６を備えているようにしてもよい。先端部構造体３６は先端部４０の代用とされてもよいし、先端部４０と合同で用いられてもよい。先端部構造体３６が硬化用先端部である場合、硬化用先端部はハンドピース１００に設置され、ファイバー１６から放射された青色光を受光または集光して標的表面に向けて青色光を当てるような構成にされて、歯科用複合物の硬化といったような所望の効果を得る。先端部構造体３６によって集光される青色光の量を増大させるために、先端部構造体３６の直径を選択して、青色光の集光量を最大限にすることができる。先端部４０および先端部構造体３６はサファイアまたはプラスチック材を含むガラス素材で作成されており、光を効果的に透過させて標的表面に届くようにすることができる程度に光学的に透明な素材であるのが好ましい。

本発明の或る特定の、発明を限定するものではない実施例が図３および図４に例示されている。図３および図４に示された実施形態では、同一構成要素は同一参照番号で投影されており、図１および図２の実施形態で同定される構成要素に類似している構成要素は、参照番号の後にアポストロフィ（「'」）を付記して識別される。図３および図４の実施形態では、照射装置１０'の全長は約１メートルから約２メートルの間である。或る実施形態では、照射装置１０'は約1.6メートルの長さである。近位部材２２Ａ'、２２Ｂ'は各々が約2 mmと約3 mmの間の直径を有しており、この直径は約2.5 mmであるのが好ましい。近位部材２２Ａ'、２２Ｂ'、２２Ｃ'は、外径が約3 mmと約5 mmの間で、例えば、約4 mmである単体の管状構造体の外郭を定めるように合流する。近位部材２２Ａ'、２２Ｂ'、２２Ｃ'は、それぞれに包含されるファイバーが中央管腔の外郭を定め、その直径範囲が約1 mmから約2 mm、例えば、約1.5 mm（または、約1/16インチ)となるような配置になっている。この中央管腔は、上述のファイバー２０に類似しているファイバー２０'のような出力エルビウムレーザーファイバーを収容するような構造になっている。図３に例示されている実施形態では、近位部材２２Ａ'、２２Ｂ'、２２Ｃ'は一緒に合流して、細長い本体部１２'の近位端から約5 cmの距離に単体構造体を形成している。図３Ｂに例示されているように、出力エルビウムファイバー２０'の直径は約0.5 mmであり、ファイバー１６'の直径は約1 mm、ファイバー１８'の直径も約1 mmである。照射装置１０'の出力端には、長さが約2 cmである、実質的に剛性の直状部が設けられている。照射装置１０'は６本の径が大きい方のファイバー１６'が中央管腔を中心として同心に配置され、３本のファイバー１８'が中央管腔を中心として細長い本体部１２'から等距離に離隔されて同心配置されるが、これは、図３Ｂに例示されているとおりである。ファイバー１６'と１８'の開口数は約0.51である。

図１および図２に例示されている実施形態と同様に、２個の高出力白色ＬＥＤによって供与された光が図３の近位部材２２Ａ'、２２Ｂ'に向かわせられる。白色光は手術領域を照射するために使用することができる。白色ＬＥＤは各々の出力が約1/2ワットである。高出力白色ＬＥＤの１つの好適な具体例はルクシオンエミッタ（Luxeon Emitter）、出力5 W（モデル番号 LXHL-PW03）である。エルビウム・レーザー・ファイバーは、上述のように、近位部材２２Ａ'、２２Ｂ'、２２Ｃ'内のファイバーによって設けられた中央管腔の内側に設置される。

本明細書中に開示することで、電磁エネルギーを使って標的表面に影響を及ぼす照射装置を記載してきた。歯科処置の場合、融除するといったような治療目的で歯のような歯科構造体などの標的表面にレーザーエネルギーを伝達する１本の光ファイバーと、歯に白色光などを伝達して標的表面を照射する複数の光ファイバーと、青色光を伝達して歯科材料の照射硬化、歯の照射美白、および／または、歯の診断をする複数の光ファイバーとを照射装置が備えている。例示の実施形態では、白色光を伝達する光ファイバーは、青色光を伝達することもできる。本明細書中に開示されている本発明の一観点によると、照射装置は、その照射管にフィードバック信号端と二重ミラーハンドピースが設けられている。

或る実施形態では、上述の実施形態の方法および装置は、互換性があり、かつ／または、相互に容認可能である限り、上述の装置および方法のいずれかである既存の技術と併用するような構成と実装にすることができるが、既存の装置方法の具体例としては、米国特許第5,741,247号（特許文献１）、米国特許第5,785,521号（特許文献２）、米国特許第5,968,037号（特許文献３）、米国特許第6,086,367号（特許文献４）、米国特許第6,231,567号（特許文献５）、米国特許第6,254,597号（特許文献６）、米国特許第6,288,499号（特許文献７）、米国特許第6,350,123号（特許文献８）、米国特許第6,389,193号（特許文献９）、米国特許第6,544,256号（特許文献１０）のいずれかに開示されているものが挙げられるが、これら特許はいずれも同一の譲受人に譲受されており、それぞれの全内容は、ここに援用することにより、本明細書の一部をなすものとする。

本発明は多様な特殊例と実施形態に関して説明されてきたが、本発明はそれらに限定されるものと理解してはならず、むしろ、添付の特許請求の範囲の各請求項の範囲内で変更自在に実施することができるものと解釈するべきである。前述の説明を考慮した際に、当業者には、開示の実施形態に対する多数の変形例と修正例が相互に容認できる程度に想起される。更に、上記以外の組み合わせ、省略、代用、修正も、本明細書の開示内容に照らして、当業者には明らかである。従って、本発明は開示の実施形態によって制限されるように意図されたものではなく、添付の特許請求の範囲を照合することにより限定されるべきである。

本発明の照射装置の側面立面図である。 図１の線１Ａ−１Ａに沿って破断された断面図である。 図１の線１Ｂ−１Ｂに沿って破断された断面図である。 図１の線１Ｃ−１Ｃに沿って破断された断面図である。 図１の照射装置の断面図である。 図１の照射装置に類似している照射装置の側面立面図である。 図３の線３Ａ−３Ａに沿って破断された断面図である。 図３の線３Ｂ−３Ｂに沿って破断された断面図である。 図３の照射装置の断面図である。

Claims (21)

1. 細長い本体部に遠位端と近位端と複数の光伝達装置を収容する寸法の中空内部とを設けた照射装置であって、細長い本体部の近位端には少なくとも２個の近位部材が設けられており、近位部材は各々の中空内部が少なくとも１個の光伝達装置を収容するとともに細長い本体部の中空内部と連絡状態になっており、少なくとも１個の該光伝達装置は細長い本体部の近位端から遠位端まで延びていることを特徴とする照射装置。
2. 少なくとも２個の前記近位部材は３本の光ファイバーを備えることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 遠位端では、少なくとも２個の前記近位部材は中空内部が少なくとも１本の光ファイバーを収容するような寸法に設定されていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
4. 少なくとも２個の前記近位部材は第１の近位部材と、第２の近位部材と、第３の近位部材とを備えており、
   第１の近位部材、第２の近位部材、および、第３の近位部材は各々の内径が同一であり、
   前記細長い本体部の近位端には第４の近位部材が更に設けられており、該第４の近位部材はその内径が第１の近位部材および第２の近位部材の内径よりも短い、
   ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
5. 細長い本体部に遠位部と近位部とを設けた照射装置であって、遠位部は管腔を設けた単体の遠位部管材を備えており、近位部は複数の近位部管材を備えており、近位部管材は各々の管腔が細長い本体部の遠位部管材の管腔と連絡状態にあることを特徴とする照射装置。
6. 前記細長い本体部の前記遠位部と前記近位部は一体成形されることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
7. 第１の近位部管材、第２の近位部管材、第３の近位部管材、および、第４の近位部管材を更に備えることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
8. 前記４本の近位部管材のうちの３本は直径が同じであることを特徴とする、請求項７に記載の装置。
9. 前記第１の近位部管材、前記第２の近位部管材、および、前記第３の近位部管材はそれぞれの管腔内に、各々、３本の光ファイバーが配置されており、前記第４の近位部管材はその管腔内に１本の光ファイバーが配置されることを特徴とする、請求項７に記載の装置。
10. 前記第１の近位部管材と前記第２の近位部管材は各々の複数の光ファイバーが一緒に溶着されることを特徴とする、請求項９に記載の装置。
11. 前記細長い本体部は長さが約1.5メートルであり、細長い本体部の前記近位部は長さが約5センチメートルであることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
12. 前記遠位部と前記近位部は可撓性の素材で作成されることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
13. 前記細長い本体部の前記遠位部は前記近位部に比べて剛性に富んでいるとともに、直状である領域を有していることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
14. 前記遠位部には光放射出力端が設けられ、前記装置には少なくとも１個のミラーが該光放射出力端より遠位に配置されることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
15. エルビウムレーザーによって供与される電磁エネルギーを反射するように構成された第１のミラーと、可視光を反射するような構成にされた第２のミラーとを備えることを特徴とする、請求項１４に記載の装置。
16. 使用者の手で把持するような寸法に設定されたハンドピースを更に備えており、該ハンドピースは前記細長い本体部の前記遠位端に接続されて、該ハンドピースからの電磁エネルギーを方向付けて当てるようにしたことを特徴とする、請求項１４に記載の装置。
17. 電磁エネルギーが前記ハンドピースから当てられると、前記装置は標的表面に流体を向かわせるための流体出力端を更に備えることを特徴とする、請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載の装置。
18. 前記装置はレーザービームを生成して出力し、
    前記流体としては、標的表面の上方の前記流体出力端から発射される霧化された流体粒子があり、使用時に、霧化された流体粒子の各部が標的表面の上方でレーザービームと交差するようにしたことを特徴とする、請求項１７に記載の装置。
19. 前記標的表面としては、骨、歯、軟骨組織、および、柔組織のうちの１つがあり、霧化された流体粒子としては水が挙げられることを特徴とする、請求項１８に記載の装置。
20. 前記レーザービームは、前記標的表面の上方の容積内で比較的大量のエネルギーを霧化された流体粒子に付与することにより、霧化された流体粒子を膨張させるとともに標的表面の上に破壊力を供与するような構成になっていることを特徴とする、請求項１８に記載の装置。
21. 前記流体出力端は上記容積中に水を投与するような構成になっており、
    前記装置は Er:YAGレーザー、Er:YSGGレーザー、Er,Cr:YSGGレーザー、および、CTE:YAGレーザーのうちの１つであることを特徴とする、請求項２０に記載の装置。

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