JP2011514211A - 流体流れ内を伝達される光学エネルギーによる組織切除および焼灼 - Google Patents

Abstract

組織を修正するための方法およびシステムは、干渉性光を伝達する加圧流体流れを使用する。これらの方法およびシステムは、軟質または硬質の生物組織を切除および減量するために使用され得る。干渉性光は、治療される組織にエネルギーを送達するために流体流れ内に集束させられる。本発明に従う方法は、組織を修正する方法であって、光伝送液体媒体の流れを生成することと、該光が全反射によって該流れを介して伝送されるように、干渉性光の供給源を該光伝送液体媒体に接続することと、該流れを組織に向けることとを含む、方法である。

Description

（１．発明の分野）
本発明は、概して、医療の方法および装置に関する。具体的には、本発明は、軟質または硬質の組織を剥離、切断、穿孔または別様に修正するためのエネルギー適用のための方法および装置に関する。

ウォータージェット技術およびレーザー技術の両方は、様々な組織の切断および修正プロトコールのために提案されてきた。これらのアプローチの各々は、商業的な成功を収めてきたが、どちらも全ての組織修正プロトコールに対して適しているわけではない。例えば、ウォータージェットまたは流れ切断だけでは組織を焼灼せず、従って、過度な出血を防止できない。さらに、それは、制御が困難な超高圧水供給システムを必要とし得る。同様に、組織修正のためのレーザーの使用は、超高エネルギーを必要とし得、これは、大規模な高出力および高価なレーザー装置によって生成され得るに過ぎない。レーザー技術が、組織を焼灼して出血を止めるために効果的に適用され得る一方で、広範囲な組織区域の熱損傷は避けられない。浮腫の形成と処理組織の腫脹という結果に至る。前立腺組織に関して、例えば、組織浮腫および膨張は、カテーテル法を必要とする尿閉に患者を至らしめる。従って、組織の剥離、切断、穿孔、および別様の修正のための、改良されたエネルギーベースの方法および装置が望ましい。

いくつかの医学状態が、痛み、排尿困難、膨張前立腺、血尿、背中の痛み等を含む様々な徴候を引き起こしている男性の尿道に影響を及ぼす。これらの状態（例えば前立腺炎）の一部は、抗生物質と他剤によって処置できる細菌感染症である。しかしながら、前立腺肥大症（ＢＰＨ）および前立腺癌のような他の状態は、前立腺拡大と尿道閉塞症を生じさせ、そして、時には、膀胱機能の完全な損失に至る。

ＢＰＨと前立腺癌との両方は、尿道を囲んでいる前立腺の組織を除去するか、切除するか、縮小させる処置を必要とする。一般の処置は、切除用内視鏡が尿道に置かれて、過剰な前立腺組織を取り出すために用いられる、前立腺の経尿道的切除術（ＴＵＲＰ）を含む。別の処置は、前立腺の経尿道切開（ＴＵＩＰ）と称され、排尿の困難を楽にするために開いている膀胱をリラックスさせるように前立腺に隣接する筋を切ることによる。最近では、経尿道ニードル剥離（ＴＵＮＡ）と称される処置が導入されてきており、その処置においては、前立腺の大きさを縮小し、再び尿道への圧力を軽減するために、ニードルが尿道を通して前立腺まで前進させられ、マイクロ波、無線周波数、または超音波等のエネルギーの送達に使用される。経尿道の光ファイバーを使用するレーザー切除または剥離がまた使用される。

一つの最小侵襲性レーザー切除プロトコールは、前立腺の光選択性蒸気療法（ＰＶＰ）であって、この療法においては、６０Ｗからの１２０Ｗまでの出力電力範囲を有するレーザー光線が、蒸発閾値と称される特定の容積測定出力密度を越え、蒸発よりもむしろ凝固が生じる出力密度を下回る放射照度（出力密度）を達成するために、前立腺組織に対して尿道から向けられる。放射照度レベルが蒸発閾値以上に増加すると、組織蒸発は増加し、凝固は減少する。レーザーは、それらが可能なビームの最高の品質を有していても、発散ビームを生じる。従って、レーザスポットサイズは、組織からのプローブ距離を増加させることによって拡大し、出力密度は減少し、蒸発の速度を減少させる。それゆえに、組織蒸発の速度を最大にし、それによって処置後に残される組織凝固によって特徴付けられる熱損傷区域の範囲を制限するために、医師は常に組織から一定の距離（例えば、１ｍｍ−２ｍｍ）離れてファイバーを保持し、距離を変えることなく標的組織の上をゆっくりとビームをスキャンしなければならない。この処置の効果および持続期間は、治療する医師の技術と高出力レーザーの使用に大きく依存している。

これらの方法は、概して成功するが、全ての患者と全ての状態を治療するには十分でない。特に、ＢＰＨから生じる尿道管腔の中への厳しい組織貫入または前立腺癌を有している患者は、切除よりむしろ組織収縮に頼る最少侵襲性プロトコールによって治療することが困難である。さらに、しばしば組織を切除するそれらの処置は、止血が困難であり得る相当な出血を引き起こす。このように、これらの患者の多くは、結局、出血を止めるために、従来の外科切除または継続処置を必要とする。

これらの理由から、選択肢を提供することは、望ましくて、一つ以上の供給源からの組織へのエネルギーの適用に依存する、代替または改良された組織修正システムを提供することが望ましい。特に、尿道を囲んでいる組織の管腔領域および／または容積測定切除を拡大するために提供する最少侵襲性の方法とデバイスを提供することが望ましい。圧力を軽減するために、除去または破壊生成物が管腔から取り除かれることができるか、組織の大きな量が取り除かれている尿道を囲んでいるそのような組織の急速な除去または破壊に対してそのような方法とデバイスが経尿道的に導入され、用意されるならば、それは特に望ましいだろう。装置および方法が、非常に浅い深度から数ミリメートル以上の深さまで制御可能な組織切除および／または剥離を可能にするならば、それは特に望ましいだろう。剥離が、同時に出血を制限するために処置された組織を焼灼することができるならば、それもまた有利であろう。組織剥離後に残っている残りの凝固された組織の深さが最小化または完全に制限されるならば、それも望ましいであろう。高出力レーザーの使用が必要なければ、さらに有利であろう。治療する医師の技術に依存することがより少ない急速かつ制御する組織剥離および切除を可能にする方法および装置であれば、特に有益であろう。その様なプロトコールを実行するための方法および装置は、患者に最少のリスクを提示し、治療する医師によって実行されることが比較的容易で、ひどい病気の患者においてさえ最小の合併症と副作用を伴って徴候の緩和を可能にするはずである。これらの目的の少なくとも一部は、以下に述べられる発明によって対処されるであろう。

（２．背景技術の記述）
切断または他の製造活動のためにレーザー光線を運ぶための導波管としての水または他の流体のジェットの使用が、特許文献１に記述され、カナダ国出願公報第２，３３０４３６Ａｌ号、特許文献２、特許文献３、特許文献４、および特許文献５に記載されている。特許文献６は、手の殺菌のためのレーザー流体ジェットの使用について記載している。生物組織を切断するためのレーザーの使用が、特許文献７に、前立腺組織の切除のためのレーザー使用が、特許文献８、特許文献９および特許文献１０に記載されている。二極の高周波前立腺蒸発のための経尿道内視鏡の使用は、非特許文献１に記載されている。外科の切開をもたらすための圧力水流が、米国特許第７，１２２，０１７号と同第５，６２０，４１４号に記載され、そして、歯の穿孔のための圧力水流が、米国特許第７，３２６，０５４号に記載されている。米国特許第５，７８５，５２１号および同第６，６０７，５２４号は、硬い生体物質の熱弾性破損および破砕を引き起こすためのレーザーエネルギーの使用を記載し、それは、処置部位からすでに分裂した物質を冷却または除去（またはさらに破砕）する水／空気技術と組み合わされている。組織除去のプラズマを生じさせる食塩水内の高周波放電が、非特許文献２および非特許文献３に記載されている。組織切除のための空気／ウォータージェットが、非特許文献４に記載されている。米国特許出願公開第２００５／０２８８６３９号は、膀胱内のバルーンによって尿道に固着され得るカテーテルベースのシステムの上の針注射器を記載している。米国特許第６，８９０，３３２号、同第６，８２１，２７５号、および同第６，４１３，２５６号は、組織剥離のためにＲＦプラズマを発生させるためのカテーテルを各々が記載している。重要な他の特許または出願公開は、７，０１５，２５３、６，９５３，４６１、６，８９０，３３２、６，８２１，２７５、６，４５１，０１７、６，４１３，２５６、６，３７８，５２５、６，２９６，６３９、６，２３１，５９１、６，２１７，８６０、６，２００，５７３、６，１７９，８３１、６，１４２，９９１、６，０２２，８６０、５，９９４，３６２、５，８７２，１５０、５，８６１，００２、５，８１７，６４９、５，７７０，６０３、５，７５３，６４１、５，６７２，１７１、５，６３０，７９４、５，５６２，７０３、５，３２２，５０３、５，１１６，６１５、４，７６０，０７１、４，６３６，５０５、４，４６１，２８３、４，３８６，０８０、４，３７７，５８４、４，２３９，７７６、４，２２０，７３５、４，０９７，５７８、３，８７５，２２９、３，８４７，９８８、ＵＳ２００２／００４０２２０、ＵＳ２００１／００４８９４２、ＷＯ９３／１５６６４、およびＷＯ９２／１０１４２を含んでいる。

米国特許出願公開第２００７／０２７８１９５号明細書 国際公開第９９／５６９０７号 米国特許第７，１６３，８７５号明細書 米国特許第５，９０２，４９９号明細書 米国特許第５，７７３，７９１号明細書 米国特許出願公開第２００７／００２５８７４号明細書 米国特許出願公開第２００２／０１２８６３７号明細書 米国特許第５，２５７，９９１号明細書 米国特許第５，５１４，６６９号明細書 米国特許第６，９８６，７６４号明細書

Ｂｏｆｆｏら、Ｊ．Ｅｎｄｏｕｒｏｌ．１５：３１３−３１６、（２００１） Ｗｏｌｏｓｚｋｏら、ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｐｌａｓｍａ Ｓｃｉ．３０：１３７６−１３８３、（２００２） Ｓｔａｌｄｅｒら、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７９：４５０３−４５０５、（２００１） ＪｉａｎおよびＪｉａｊｕｎ、Ｔｒａｎｓ．ＡＳＭＥ２４６−２４８、（２００１）

本発明に従う方法、装置およびシステムは、組織を剥離、切除、穿孔、切断、または別様に修正するために、干渉性光および流体エネルギーの送達を提供する。治療される組織は、筋肉、器官組織、神経組織、大脳の組織、皮膚組織、腺の組織等の軟組織、または歯、骨、軟骨等の硬組織であり得る。特定の処置は、組織の体積または領域が、蒸発、収縮、壊死等される容積測定組織剥離等の剥離を含む。組織修正は、また、組織が切除面に沿って断片または領域に切られる切断、または、例えば歯への穿孔等、穴が組織の中に形成される穿孔であり得る。

本発明は、特に、硬軟の生物組織を治療／修正することを意図している。選択される出力レベル、治療時間、および治療パターンに依存して、本発明は、例えば、組織線に沿う切断、組織容積低減、組織表面修正等の組織切除を提供し得る。本発明の特定の利点は、加圧液体媒体の形式の流体エネルギー（一定または拍動性）および干渉性光エネルギーの両方の同時送達から生じ、干渉性光エネルギーは、全反射によって流体媒体を通って一定出力で伝播され、それによってレーザー焦点距離制御の必要性を排除する。加圧流体媒体が、主に切断または組織剥離に依存している場合、干渉性光は、焼灼、すなわちさもなければ組織切除または剥離の結果として起こる出血の止血を提供するために選択されるエネルギーレベルにおいて送達され得る。あるいは、より高い干渉性光のエネルギーレベルを用いることによって、干渉性光は加圧流体流れと一体的に作用することにより、前立腺の光選択蒸発（ＰＶＰ）のような現在の治療法と比較して、有意に減少されたレーザー出力条件によって、より速く、より深く、もしくは別様に改善された切断、組織容積低減、または他の組織修正を達成し得る。

本発明に従う特定の前立腺治療は、尿道内に干渉性光と流体エネルギー供給源を設置することと、前立腺内の尿道壁に向かってエネルギー供給源から放射方向外側にエネルギーを伝達する流体流れを向けることを含む。流体流れは、通常、部分的にまたは完全に圧縮および閉塞を軽減するために、尿道管腔を囲んでいる前立腺組織の所定の容積を取り除くように尿道に対して動かされる。別の実施態様において、本発明の治療は、外部Ｘ線および別の放射線源による治療ならびに治療用放射性同位元素を含んでいる放射性医薬品の管理と同様に、化学療法および別の形式の薬剤送達と組み合わされ得る。例えば、一つ以上の薬が、送達される食塩水または他の流体と組み合わされ得る。組み合わせ液体/干渉性光送達は、内部前立腺の血管、被覆、および括約筋を損傷しない状態のままにしながら、組織を切除、組織を洗浄の両方に使用され得る。

高圧液体／光エネルギー供給源の利点は、焼灼に対する必要性が低減されるか全くなくなること、および括約筋の被覆に穿孔するか、損傷を与える危険性を低減することによって、出血を低減または全くなくすことを含む。あるいは、液体／光エネルギー供給源を設置することに用いられる装置は、本発明に従うエネルギー治療の前、間、後のいずれにおいても所望の化学療法薬または他の薬剤（今まさに述べられるように）別個に送達するために使用され得る。本発明が前立腺の経尿道治療に特に向けられる一方で、本発明の特定の局面は、また、例えば、輸尿管、結腸、食道、肺通過、骨髄および血管等の他の身体管腔、器官、通路、組織等の治療において用途を見つけ得る。

従って、本発明の第１の局面において、組織を修正するための方法は、例えば、食塩水、水、アルコール、液化ＣＯ_２および他の液化ガス（使用の圧力および温度において液体であるガス）のような光伝送流体媒体、血管収縮薬剤（出血を減らすための）および／または麻酔薬（痛みを和らげるための）および／または抗炎症薬のような薬化合物、抗生物質（感染を減らすための）等を含む流体の流れを生成することを含む。レーザーのような干渉性光の供給源は、導波管または他の光学カプラを介して光伝送媒体に連結されることにより、光は全反射によって前記流れを通して伝送される。干渉性光を伝達する流体流れは、その後、前立腺内等の標的組織に向けられる。

本発明の特定の利点は、加圧流体流れと、レーザーまたは他の光学エネルギーとの同時送達である一方において、一部の例においては、流体流れまたは光学エネルギーが、単独で送達されることであり得る。例えば、従来のウォータージェット切除または容量低減を実行するためには、光学エネルギーを伴わない流体流れを送達することが望ましくあり得る。そのようなウォータージェット治療の後に、より高い総エネルギーで焼灼させ、および／または処置を実行するために、光学エネルギーが加えられ得る。任意に、圧力、容積、流れ速度、温度または流体流れの他の特性が、光学エネルギーが存在するかどうか、すなわち、焼灼が組織切除よりも低い圧力で実行され得るかどうかに依存して、変更され得る。全ての場合において、除去された組織および／または残存している組織は、組織学的な評価または他の診断処置のために使われ得る。取り出された組織が、ＰＶＰによる程度および以降の分析が損なわれる程度にまで、蒸発または別様に損傷されていないことは特別の利点である。

流体流れは、典型的には、圧力の下でノズルを通して送達されるような、様々な方法で発生させられ得、この場合、ノズルは、典型的には０．０００５ｍｍ^２から５ｍｍ^２までの範囲の面積であって、一般的には０．０２ｍｍ^２から０．２ｍｍ^２までであり、圧力は、１０ｐｓｉから１０００ｐｓｉまでの範囲であって、典型的には５０ｐｓｉから５００ｐｓｉまでである。光伝送流体に連結される光は、一般的に１０ｍＷから４０Ｗまでの範囲の出力レベルを有し、典型的には１００ｍＷから１０Ｗまでの範囲の出力レベルを有している。好適なレーザー供給源は、固体レーザーを含む。前立腺組織を治療するために、流れは、前立腺内の尿道の場所から放射方向外側に向けられる。

典型的には、前立腺治療は、プローブを尿道内に設置すること、プローブから尿道を囲む前立腺組織まで放射方向外側に光伝送液体媒体を向けることを含む。干渉性光は、流れが前立腺組織に向けられると、液体媒体の流れの中に集束される。この様にして、前立腺の組織容積低減は、能率的に実行され得るが、一方、干渉性光は、最小のレーザー出力光による焼灼を提供することにより、治療に関連する出血を低減する。

本発明の第２の局面において、レーザーまたは他の干渉性光エネルギーを組織に送達するためのシステムは、組織プローブ、プローブ上の流体ノズル、およびプローブ内に配置される導波管を備えている。組織プローブは、中実組織、組織管腔、体腔等の中に導入することに適している。例示的な実施形態において、組織プローブは、前立腺の中への経尿道的な導入に適していることにより、プローブの遠位端は前立腺内に設置される。ノズルは、光伝送流体の流れを噴出するために提供され、導波管は、干渉性光を流体の中に伝送することにより、流体は干渉性光を治療のための組織にさらに向けるためのガイドとして機能する。一般に、組織プローブは、尿道を通して前進させられるように適合されるが、多種多様な他の特定の設計が、また、中実組織、身体管腔または体腔の中への送達に利用可能である。本発明のプローブは、典型的には、ノズルへの光伝送流体の送達のために、少なくとも１つの中央軸方向通路を有しており、ノズルは、典型的には、流体を圧力下で放射方向外側（横方向）に送達するためにプローブ上に設置される。

例示的な実施形態において、プローブは、軸方向管腔を有する外側チューブと、軸方向管腔内に往復運動可能に据え付けられた内側流体送達チューブとを備えている。中央軸方向通路は、内側流体送達チューブ内に配置され、導波管は中央軸方向通路内に配置される。この様にして、光伝送流体は、中央軸方向通路を通して送達され得、ノズルを通して外側に進路を変更させられ得る。導波管は、中央軸方向通路を通して干渉性光を送達し、反射するか、さもなければ放射方向に光の進路を変更するように配置されており、それにより、光は、ノズルを通して送達されている光伝送流体内に集束させられる。エネルギーが、組織プローブから発散しているようにエネルギーを集束させることによって、光は、伝播を支援するために流体流れを通して送達される。

特定の実施形態において、内側流体送達チューブの遠位端は、外側チューブ内の窓に隣接して配置される。内側チューブは、その後、外側チューブに対して往復運動させられるか、および／または回転させられ得ることにより、流体流れと内側流体送達チューブとは、窓を通して、外側チューブに隣接するか、または外側チューブを囲む組織に送達し得る。

図１は、内部尿道前立腺の組織減量を実行するための、本発明の原理に従う好適な装置の概略図である。 図２は、図１の装置で使用される加圧流体/干渉性光送達メカニズムの詳細図である。 図２Ａおよび２Ｂは、導波管からの干渉性光を図２の機構内の加圧流体流れの中に集束させるための２つの代替の構成を示す。 図２Ａおよび２Ｂは、導波管からの干渉性光を図２の機構内の加圧流体流れの中に集束させるための２つの代替の構成を示す。 図３Ａ−３Ｃは、前立腺の組織減量の実行における図１の装置の使用を示す。 図３Ａ−３Ｃは、前立腺の組織減量の実行における図１の装置の使用を示す。 図３Ａ−３Ｃは、前立腺の組織減量の実行における図１の装置の使用を示す。 図４Ａ−４Ｅは、本発明の組織減量装置のための代替設計を示し、バルーンを膨張させ、流体および光送達機構を回転、往復運動させる等のための特定の構成要素と特徴を示している。 図４Ａ−４Ｅは、本発明の組織減量装置のための代替設計を示し、バルーンを膨張させ、流体および光送達機構を回転、往復運動させる等のための特定の構成要素と特徴を示している。 図４Ａ−４Ｅは、本発明の組織減量装置のための代替設計を示し、バルーンを膨張させ、流体および光送達機構を回転、往復運動させる等のための特定の構成要素と特徴を示している。 図４Ａ−４Ｅは、本発明の組織減量装置のための代替設計を示し、バルーンを膨張させ、流体および光送達機構を回転、往復運動させる等のための特定の構成要素と特徴を示している。 図４Ａ−４Ｅは、本発明の組織減量装置のための代替設計を示し、バルーンを膨張させ、流体および光送達機構を回転、往復運動させる等のための特定の構成要素と特徴を示している。 図５は、図４Ａ−４Ｅの回転および往復運動の流体および光送達機構の一部についての詳細断面図である。 図６は、組織減量における図４Ａ−４Ｅの装置の使用を示す。 図７は、本発明に従って作成される組織切断または他の処置に好適な装置の概略図であって、このとき、軸方向の加圧流体流れは装置の遠位の先端から送達され、導波管からの集束された干渉性光を伝達する。 図８は、本発明の原理に従って作成される別の携帯装置を示し、このとき、干渉性光を伝達している加圧流体流れは、装置のシャフトから横方向に向けられている。 図９は、ロボット的に配備された加圧流体/干渉性光送達機構を示している。 図１０は、組織切断用のメスとしての図７の装置の使用を示している。 図１１は、歯を穿孔するための図８の装置の使用を示している。 図１２は、図４Ａ−４Ｅに示されるものと同様の組織減量装置１０を配備するための、組織安定化シースを含むシステムを図示しており、本発明の原理に従う異なる駆動機構を概略的に示している。

図１を参照すると、本発明の原理に従って構成される例示的な前立腺組織デバルク装置１０は、概して、遠心端１４と近位端１６とを有するシャフト１２を含むカテーテルアセンブリを備えている。シャフト１２は、一般的に、１つ、２つ、３つ、４つまたはそれ以上の軸方向の管腔を含むポリマの押出成形であり、軸方向の管腔は近位端１６のハブ１８から遠位端１４近傍の場所まで延びている。シャフト１２は、概して、１５cmから２５cm間での範囲の長さと、１ｍｍから１０ｍｍまでの範囲、通常は４ｍｍから８ｍｍまでの範囲の直径とを有する。シャフトは、十分な柱強度を有しており、それにより、以下でさらに詳述されるように、男性尿道を通して上方に誘導され得る。

シャフトは、シャフト１２の遠位端１４の付近に設置される流体/干渉性光エネルギー供給源２０を含む。供給源２０は、次に、外部の光源２２および光伝送流体源２８に接続している。エネルギー供給源２０の遠位に、膨張性固着バルーン２４が、シャフトの遠位端１４に、またはそれの非常に近くに設置される。バルーンが、軸方向の管腔のうちの１つを介して、ハブ１８を介して接続されているバルーン膨張源２６に接続される。光源２２、流体ポンプ２８およびバルーン膨張供給源２６に加えて、ハブが、吸引（真空）供給源３０および／または通気（加圧されたＣＯ_２または他のガス）供給源３２に対する接続を選択的に含む。例示的な実施形態において、流体ポンプ２８は、内側流体送達チューブ３５の上の一つ以上ポート３４に軸方向の管腔（図示せず）を介して接続され得る。吸引供給源３０が、通常エネルギー供給源２０の近位に設置される窓または開口部３８に接続され得るが、一方、通気供給源３２が、シャフト１２の壁内に形成されたポート３６に接続され得る。以下でさらに詳述されるように、エネルギーは窓３８を通して誘導される。

ここで図２を参照すると、流体／干渉性光エネルギー供給源２０は、シャフト１２の壁内の窓３８によって画定される。内側流体送達チューブ３５は、往復運動可能に、回転可能にシャフト１２の中央管腔内に据え付けられ、その結果、ポート３４は、シャフトに対して窓内において回転させられ得、軸方向に前進後退させられ得る。内側流体送達チューブ３５は、ハブ１８を介して伝送流体ポンプ２８に取り付け可能である中央通路４０を有することにより、圧力の下で伝送流体を運び、横方向にポート３４を介して流体またはジェット流を噴出する。光導波管４２が、また、内側流体送達チューブ３５の中央通路４０内に設置される。

図２Ａおよび２Ｂに示されるように、光伝送ファイバー４２は、ファイバーを介して伝送される光を横断的にまたは横方向に反射するための要素４４（図２Ａ）または要素４６（図２Ｂ）を含むことにより、光はポート３４を通して、それを通過する流動流体流れ内にに噴出させられ得る。光導波管４２から放出される光が、流動流体流れ内において一点Ｆに集中させられることにより、光が、その後、全反射によって流れを介して伝送、伝播させられ得ることが望ましい。反射要素４４は、所望の集束をもたらすための放物線状、または他の形状の表面を有し得る。対照的に、反射要素４６は、図２Ｂに示すように、集束レンズ４８通して光を通過させる平坦な非集束面を有し得る。

ここで図３Ａ−３Ｃを参照すると、前立腺組織減量装置１０が、男性の尿道Ｕを通して、膀胱Ｂの遠位近くに位置する前立腺Ｐに導入されている。解剖図が図３Ａに示されている。一旦、固着バルーン２４が膀胱頸ＢＮ（図３Ｂ）のちょうど遠位に位置するようにカテーテル１０が設置される、バルーンは、好ましくは膨張させられて、図３Ｃに示すように、膀胱の内部全体を実質的に占有する。一旦、固着バルーン２４が膨張させられると、エネルギー供給源２０が前立腺Ｐ内に設置されるように、前立腺組織減量装置１０の位置は固定されて、尿道Ｕ内で安定化させられる。エネルギー供給源２０の適切な設置は、膀胱内での固着バルーン２４の膨張だけに依存することが理解されるであろう。バルーンの近位端に非常に近いエネルギー送達部位の遠位端と間隔をあけることによって、前立腺は膀胱頸ＢＮの極近くに位置するので、典型的には０ｍｍから５ｍｍまで範囲の距離で、望ましくは、１ｍｍから３ｍｍまでの範囲の膀胱頸からの距離で、送達領域は適切に位置することができる。固着バルーン２４が膨張させられた後、光および高流体エネルギーは、図２において矢印で示されるように減量のために前立腺の中に送達され得、一方で、同時に、図３Ｃの矢印４９で示されるように、典型的には窓の両端において、吸引によって減量させられた／破壊された組織および残存の流体を除去する。あるいは、前立腺（尿道）は、組織および破片の収集を改善するために、吸引（排気）システムの圧力よりも大きい圧力で、吸入または洗浄され得る。一旦、エネルギーがある時間の間、所望の表面領域上に送達されてしまうと、エネルギー領域は停止され得る。

図３Ｃに示されるように、前立腺Ｐ内の尿道の内部上の流体／干渉性光流れ４７を取り除くために、内側流体送達チューブ３５は軸方向に並進させられ、および／また回転させられる。流体／干渉性光流れによって伝達されるエネルギーは両方とも、前立腺の組織を剥離し、減量後の出血を制限するために組織を焼灼する。一旦、組織の十分な量が除去されてしまうと、流体流れおよび光供給源は切られ、バルーン２４がしぼまされ、カテーテル１０が尿道から取り外される。

ここで図４Ａ−４Ｅを参照すると、本発明の原理に従って構成される装置６０は、遠位端近傍に窓６４を有する中央シャフト６２を備えている。ハイポチューブ６６が近位ブッシング６８（図４Ａ）内に担持され、ハイポチューブ６６のネジ付き領域７０はブッシング６８の内側ネジ内に受け取られる。こうして、ハイポチューブの回転は、ブッシングおよび中央シャフト６２に対してハイポチューブを軸方向に前進または後退させ得る。典型的には、ブッシング６８および中央シャフト６２に対するハイポチューブ６６の回転および軸方向の運動は、ハイポチューブの軸方向および回転の運動を別個に制御することによって達成され、それによって、雌ネジの必要を不要にし、窓６４内での運動のより多くの融通性を可能にする。
ハイポチューブ６６は、以下でさらに詳述されるように、レーザーファイバー７２を担持し、水または他の流体ジェットを受け取ることと送達することとが可能である管腔７４を含む。中央のシャフト６２は、剥離された組織の吸込除去のために、バルーン膨張管腔７６と管腔７８とをさらに備えている。

尿道を通して導入されるとき、装置６０は、図４Ｄで例示されるように（一部のシース８０だけが図４Ａに示されている）、典型的にはシース８０によって被覆される。完全にシース８０によって被覆されているとき、装置が前進させられるときに尿道を擦過し、損傷することを低減するように、窓６６が保護される。

図４Ｅに示されるように、一旦、適所に配置されると、シース８０は後退させられ、窓を露出させる。光学エネルギーを伝達する流体流れＦＳが送達口８２を通して送達されることができるように、ハイポチューブ６６はその後、回転させられ、前進させられ、および／または後退させられ得る。さらに、前述のように、バルーン８４は、装置６０を膀胱内に固着するために、膨張させられ得る。

図５に最もよく見られるように、ファイバー光学導波管７２は、ハイポチューブ６６の管腔８６内に設置される。流体は、レーザーファイバー７２を囲む管腔を通して送達され得、吐出口８２を通して横方向に放出される。ファイバー７２を通して送達される光学エネルギーは、また、横方向に反射され、光学レンズ８８によって集束させられ、その結果、前述のように、光は内面反射によって流体によって伝達される。使用中、図６に示されるように、ハイポチューブ６６は、窓６４内を軸方向に並進させられる。尿道Ｕの例として、光学エネルギーを伝達する流体流れＦＳが、このようにして放射方向外側に、身体管腔の壁表面に対して向けられる。エネルギーを与えられた流体流れＦＳは、組織Ｔの所望の深さを剥離することができ、その深さは、送達されるエネルギー量および滞留時間または組織に対する流体流れＦＳの走査時間によって制御され得る。

図７に示されるように、携帯装置１００は、軸方向流れまたはウォータージェットＦＳ内に加圧流体を送達するように配向されるノズル１０４を伴う遠位端を有するシャフト１０２を備え得る。レーザーファイバー１０６は、シャフト１０２内で軸方向に配置され、軸方向のウォータージェットＦＳの中に光を集束させるレンズ１０８で終わる。水または他の流体が、レーザーファイバー１０６を囲み、シャフトの外側周辺部によって閉鎖されるシャフト１０２の環状領域１１０内を圧力下で送達される。携帯装置１００は、軸方向のウォータージェットまたは他の加圧流体流れを送達することができ、図１０に示すように、組織または骨の手動の切断に役立つ。典型的に、携帯装置１００は、接続コード１２６によって、加圧流体供給源１２０と、光源１２２と、制御回路１２４とに接続されている。使用者は、このようにして、制御回路を用いて、軸方向および回転方向の運動パラメータに加えて、流体圧、流体流れに導入されている光エネルギーの量、ノズルの運動（速度、方向、限度、その他）、および治療プロトコールの他の局面を制御することができる。選択的に、例示されないが、ノズル１０４は処置にさらなる柔軟性を可能にするために、流体流れＦＳの幅と焦点とを調節するために調節可能である。組織を切断するために使われるとき、それはメスとして操作され得る。

図８は、別の携帯装置１４０を例示しており、これにおいて、図７の装置との原理の相違は、ウォータージェットまたは他の加圧流体流れＦＳが、シャフト１４２の軸に対して直角であるとして示されているように、シャフト１４２から横方向に向けられるということである。光が、レーザーファイバー１４４を通して送達され、典型的に、エアミラー１４６または側面発射光ファイバーによって、シャフト１４２の末端部１４８の近くで横方向に反射され、その結果、光は、前記のように、横方向のウォータージェットまたは他の加圧流体流れＦＳに入る。加圧流体流れＦＳは、シャフト１４２の側面上に固定されているか調節可能であるノズル１５０を通して生成され、この場合、流体は、管腔またはシャフト１４２内に形成された他の導管１５２を通して圧力下で送達される。
前述の実施形態と同様に、集束レンズ１５４は、レーザーファイバー１４４からウォータージェットまたは他の加圧流体流れＦＳの中に干渉性光を送達するために任意に提供される。図８の装置は、図１１に示されるような歯穿孔等の様々な処置に使用され得る。横方向流れの携帯装置１４０は、従来の歯のドリルと類似の方法で、歯科医によって保持され、操作され得る。シャフトの遠位端１４８は、流れＦＳが治療される歯の表面に向けられるように、口内に保持される。シャフト１４２、レーザーファイバー１４４および流れ管腔１５２は、接続ケーブル１６６によって、水または他の流体供給源１６０、適切なレーザー光源１６２、および制御回路１６４に接続される。

図９に例示されているように、メス型装置１８０がプログラム可能な機械アーム１８２に取り付けられることにより、システムは、ロボットであるか他の自動的なプログラム可能なシステムにおいて使用され得る。プログラム可能な機械アーム１８２は、治療される組織Ｔの上に懸架され得、干渉性光を伝達しているウォータージェットまたは他の加圧流体流れＦＳは、例示されるように、組織を切断するか、切開するために用いられる。プログラム可能な機械アームは、Ｘ、Ｙおよび／またはＺ方向の任意の方向に動かされ得、この場合、制御は、コンピュータによって、または例えば、ジョイスティックまたは他のマニュピレータによって誘導される手動制御方式によって提供される。

図４Ａ−４Ｅの光流体送達装置６０の自動配備のためのシステム２００が、図１２に示されている。中央シャフト６２、ハイポチューブ６６および装置のシース８０が、制御シャフト２０２に接続され、制御シャフトは、次に、シャフト、ハイポチューブおよびシースの相対的な運動を制御するためにモーターおよび制御回路（図示せず）を含む基本ユニット２０４に接続される。基本ユニット２０４は、次に加圧流体供給源２１０、レーザーまたは他の光学エネルギー供給源２１２、および装置６０をプログラムおよび／または操作するためのインターフェイスを提供する外部のコンソールまたはコントローラー２１４に接続される。装置６０に加えて、システム２００は、装置６０上を自動的に（または、手動で）前進させられ、同軸的に後退させられ得る外側のアンカーフレーム２３０を含み得る。装置が導入され、バルーンが、装置が引かれることを可能にするために拡大された後において、アンカーフレーム２３０は、典型的に、組織に対してシステムを係合し、定着させるための非外傷性輪２３２を含む。

本発明の装置およびシステムは、いくつかの他の任意選択の特徴を含み得る。例えば、組織および他の組織片が吸引/排出および除去されるときにこれらを浸軟するために、刃または他の切断要素が、装置６０の単数または複数の廃棄物管腔７８内で含まれ得る。本発明の装置６０または任意の他の構成は、処置の間の視覚モニタリングを提供するために、撮像と照明のファイバー、カメラ等が、任意に提供され得る。光ファイバーまたはカメラが、装置上の任意の場所に設置され得、前述のように選択的に処置窓内に装置に設置され得る。良好な画像が獲得され得るように、カメラ、ファイバー、レンズ等を清浄な状態に維持する手段が提供され得る。上記の実施形態の全てにおいて、鏡を使用する代わりに、光は、光ファイバーを曲げることによって流体流れの中に向けられ得る。さらに、光ファイバーの大きさと流体ノズルの近さに依存して、集束レンズが必要であり得るか、必要でなくなり得る。

上記内容は、本発明の好ましい実施形態についての完全な記述であるが、様々な代替物、修正物および均等物が使用され得る。従って、上記記述は、添付のクレームによって規定される本発明の範囲を限定するものと解してはならない。

Claims (30)

1. 組織を修正する方法であって、該方法は、
   光伝送液体媒体の流れを生成することと、
   該光が全反射によって該流れを介して伝送されるように、干渉性光の供給源を該光伝送液体媒体に連結することと、
   該流れを組織に向けることと
   を含む、方法。
2. 前記液体流れは、前記液体媒体を圧力下において０．０１ｍｍから１ｍｍまでの範囲にある直径を有するノズルを通過させることによって生成される、請求項１に記載の方法。
3. 前記圧力は、１ｐｓｉから１０００ｐｓｉまでの範囲にある、請求項２に記載の方法。
4. 前記干渉性光は、１０ｍＷから４０Ｗの範囲にある出力レベルを有している、請求項３に記載の方法。
5. 前記組織は、発光組織であり、前記流れは、管腔から放射方向外側に向けられる、請求項１に記載の方法。
6. 前記管腔内にプローブを設置することと、前記光伝送液体媒体の加圧された流れを該プローブから放射方向外側に向けることと、該流れが該組織に向けられたときに該干渉性光を該液体媒体内に集束させることとをさらに含む、請求項５に記載の方法。
7. 前記ノズルは、０．０１ｍｍから１ｍｍの範囲にある直径を有し、前記圧力は、１ｐｓｉから１０００ｐｓｉまでの範囲にあり、前記干渉性光は、１０ｍＷから４０Ｗまでの出力を有している、請求項６に記載の方法。
8. 前記組織は、軟組織であり、前記流れは、該組織を切断するために１つの直線に向けられる、請求項１に記載の方法。
9. 前記ノズルは、０．０１ｍｍから１ｍｍの範囲にある直径を有し、前記圧力は、１ｐｓｉから１０００ｐｓｉまでの範囲にあり、前記干渉性光は、１０ｍＷから４０Ｗまでの出力を有している、請求項８に記載の方法。
10. 前記組織は、歯または骨を含み、前記流れは、歯を穿孔するか、または骨および軟骨を切り通すように向けられる、請求項１に記載の方法。
11. 前記ノズルは、０．０１ｍｍから１ｍｍの範囲の領域を有し、前記圧力は、１ｐｓｉから１０００ｐｓｉまでの範囲にあり、前記干渉性光は、１０ｍＷから４０Ｗの出力を有している、請求項１０に記載の方法。
12. 組織にレーザーエネルギーを送達するシステムであって、該システムは、
    プローブと、
    光伝送流体の流れを噴出するノズルと、
    干渉性光を伝送するための導波管と
    を備えており、
    該導波管および該ノズルは、該導波管からの干渉性光が、全反射によって該光伝送流体の流れの中に集束させられ、該光伝送流体の流れを通して伝送されるように、構成されている、システム。
13. 前記光伝送流体を前記ノズルまで１ｐｓｉから１０００ｐｓｉまでの圧力において送達するためのポンプをさらに備えている、請求項１２に記載のシステム。
14. 前記ノズルは、０．０１ｍｍから１ｍｍまでの範囲にある直径を有している、請求項１３に記載のシステム。
15. 干渉光を前記導波管まで１０ｍＷから４０Ｗまでの範囲にある出力レベルで送達するためのレーザー供給源をさらに備えている、請求項１２に記載のシステム。
16. 前記プローブは、管腔の表面または管腔を通して前進させられるように適合されている、請求項１２に記載のシステム。
17. 前記プローブは、前記光伝送流体を前記ノズルまで送達するための少なくとも１つの中央軸方向通路を有している、請求項１３に記載のシステム。
18. 前記プローブは、軸方向管腔を有する外側チューブと、該軸方向管腔内に往復運動可能に据え付けられた内側流体送達チューブとを備えており、前記中央軸方向通路は、該内側流体送達チューブ内に配置され、前記導波管は、該中央軸方向通路内に配置されている、請求項１４に記載のシステム。
19. 前記ノズルは、前記外側チューブ内の窓を通して横方向に前記光伝送流体の流れを噴出するように配置されている、請求項１５に記載のシステム。
20. 前記ノズルは、前記光伝送流体の流れを１ｐｓｉから１０００ｐｓｉまでの範囲の圧力および０．０１ｍｍから１ｍｍまでの流れの直径で噴出し、前記干渉光は、１０ｍＷから４０Ｗまでの範囲にある出力レベルで送達される、請求項１６に記載のシステム。
21. 前記プローブは、手で持たれ、軟組織を切断するためのエネルギーを送達するように適合されている、請求項１２に記載のシステム
22. 前記プローブは、軸を有するシャフトを備えている、請求項２１に記載のシステム。
23. 前記ノズルは、前記シャフトに対して軸方向に前記流れを送達するように配向されている、請求項２２に記載のシステム。
24. 前記ノズルは、前記シャフトに対して横方向に前記流れを送達するように配向されている、請求項２２に記載のシステム。
25. 前記ノズルは、前記光伝送流体の流れを１ｐｓｉから１０００ｐｓｉまでの範囲の圧力、および０．０１ｍｍから１ｍｍまでの流れの直径で噴出し、前記干渉光は、１０ｍＷから４０Ｗまでの範囲にある出力レベルで送達される、請求項２１に記載のシステム。
26. 前記プローブは、手で持たれ、歯を穿孔するか、または骨および軟骨を切り通すためのエネルギーを送達するように適合されている、請求項１２に記載のシステム。
27. 前記プローブは、軸を有するシャフトを備えている、請求項２６に記載のシステム。
28. 前記ノズルは、前記シャフトに対して横方向に前記流れを送達するように配向されている、請求項２７に記載のシステム。
29. 前記ノズルは、前記光伝送流体の流れを１ｐｓｉから１０００ｐｓｉまでの範囲の圧力、および０．０１ｍｍから１ｍｍまでの流れの直径で噴出し、前記干渉光は、１０ｍＷから４０Ｗまでの範囲にある出力レベルで送達される、請求項２６に記載のシステム。
30. 前記プローブの上に同軸に配置されたアンカーフレームをさらに備えており、該アンカーフレームは、該プローブが身体管腔の中に導入されるときに組織表面を係合するように適合されている遠位端を有している、請求項１２に記載のシステム。

Images