JP2013511748A - 実質的に球状形状を有する光ファイバの遠位端部分に関する方法および装置 - Google Patents

実質的に球状形状を有する光ファイバの遠位端部分に関する方法および装置 Download PDF

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Abstract

装置は、近位端から遠位端まで延在する光ファイバを含む。光ファイバは、コア層の周りに円周方向に配置されたクラッド層と、遠位端に実質的に球状に成形された部分とを含んでもよい。装置はまた、クラッド層の第１の長さ上に円周方向に配置される第１のコーティングと、クラッド層の第２の長さ上に円周方向に配置される第２のコーティングとを含んでもよい。第２の長さは、第１のコーティングの遠位端に近接する領域から遠位に延在してもよい。

Description

（関連出願の相互参照）
本願は、米国仮特許出願第６１／２６２，３９５号（２００９年１１月１８日出願）の優先権の利益を主張し、この出願は、その全体が参照することによって本明細書に援用される。
（発明の分野）
実施形態は、概して、医療デバイスに関し、具体的には、実質的に球状の形状を有する光ファイバの遠位端部分に関する。
尿道鏡検査手技の際に、医療施術者は、内視鏡（また、尿道鏡とも称され得る）を、例えば、ガイドワイヤを介して患者の尿路に挿入し、腎臓結石または膀胱結石等の望ましくない物体を特定することができる。結石が特定されると、光ファイバが、内視鏡の作業チャネルに導入され、光ファイバが、結石に接触または近接するまで作業チャネル内を前進させることができる。例えば、ホルミウム（Ｈｏ）レーザからの電磁放射が、光ファイバを通して、結石に向かって配向され、結石を破片に破砕することができる。破片は、作業チャネルを介して、バスケットツールによって除去するか、または通常の泌尿活動を通して洗い流すことができる。低侵襲であり得るこの種類の尿道鏡検査手技は、例えば、全身麻酔下において行うことができる。
尿道鏡検査手技において使用される多くの周知の光ファイバは、比較的に鋭利であり得る縁を有する切断遠位端を有する。周知の光ファイバの遠位端縁は、尿道鏡検査手技の際に、光ファイバが、作業チャネル内を前進することに伴って、内視鏡の作業チャネルの内側表面（例えば、インナーライナー）に引っ掛かるか、および／または食い込む可能性がある。いくつかの事例において、例えば、引っ掛かりは、尿道鏡検査手技の際に、望ましくない遅延をもたらし、および／または内視鏡に損傷（例えば、回復不能の損害）をもたらし得る。周知の光ファイバの遠位端が、内視鏡の作業チャネルに引っ掛かるか、または食い込む可能性は、特に、光ファイバが、尿道鏡検査手技の際に、意図的または偶発的に屈曲する作業チャネルの一部を通して前進する際に高くなる。したがって、これらの問題のうちの少なくともいくつかを解決することができる光ファイバの遠位端部分の必要性が存在する。
一実施形態において、装置が、開示される。装置は、近位端から遠位端に延在する、光ファイバを含んでもよい。光ファイバは、コア層を中心として円周方向に配置されたクラッド層と、遠位端に実質的に球状に成形された部分と、を含んでもよい。装置はまた、クラッド層の第１の長さ上に円周方向に配置される第１のコーティングと、クラッド層の第２の長さ上に円周方向に配置される第２のコーティングとを含んでもよい。第２の長さは、第１のコーティングの遠位端に近接する領域から遠位に延在してもよい。
装置の種々の実施形態はまた、第１の長さの遠位端から、実質的に球状に成形された部分の近位端に延在する、第２の長さと、第１の長さの遠位端の近位の領域から、実質的に球状に成形された部分の近位端の遠位の領域に延在する、第２の長さとを含んでもよく、第２の長さの遠位端は、実質的に球状に成形された部分の遠位端の近位にあってもよく、第１のコーティングの屈折率は、実質的に、第２のコーティングの屈折率と等しくてもよく、第１のコーティングの屈折率は、第２のコーティングの屈折率と異なってもよく、第１のコーティングは、第１の内側コーティングおよび第１の外側コーティングを含んでもよく、第１の内側コーティングは、第１の外側コーティングの半径方向内向き設置され、第２のコーティングは、第２の内側コーティングおよび第２の外側コーティングを含んでもよく、第２の内側コーティングは、第２の外側コーティングの半径方向内向きに設置され、実質的に球状に成形された部分の直径は、クラッド層の直径より大きくてもよく、装置はさらに、第２の長さの遠位端と実質的に球状に成形された部分の近位端との間に設置された陥凹部分を含んでもよく、陥凹部分は、陥凹部分の遠位の部分および陥凹部分の近位の部分の各々の外径より小さい外径を有してもよい。
別の実施形態において、医療デバイスを加工する方法が、開示される。方法は、光ファイバの露出部分が、露出されるように、光ファイバの遠位端部分における第１のコーティングの一部を除去するステップを含んでもよい。方法はまた、露出部分の少なくとも第１の部分を加熱して、第１の部分を露出部分の実質的に球状に成形された部分に変形させるステップと、加熱後、露出部分の少なくとも第２の部分上に第２のコーティングを蒸着するステップとを含んでもよい。
方法の種々の実施形態はまた、第１のコーティングの遠位端と実質的に球状に成形された部分の近位端との間に第２のコーティングを蒸着するステップと、実質的に球状に成形された部分および第１のコーティングの遠位領域が、コーティングされるように、第２のコーティングを適用するステップとを含んでもよく、加熱ステップは、第１の部分を溶融し、表面張力によって、溶融された第１の部分を実質的に球状に成形された部分に変形させるステップを含んでもよく、方法は、光ファイバを通して、レーザを印加し、実質的に球状に成形された部分の遠位端における第２のコーティングの一部を除去するステップをさらに含んでもよい。
別の実施形態において、光ファイバ医療デバイスが開示される。デバイスは、近位端から遠位端に延在するコアと、コアの周りに円周方向に配置され、近位端から遠位端まで延在するクラッド層とを含んでもよい。デバイスはまた、クラッド層の周りに円周方向に配置され、近位端から、遠位端の近位の第１の端部に延在する被覆層と、遠位端に設置されたコアおよびクラッド層と一体的な実質的に球状の光学構成要素とを含んでもよい。デバイスは、第１の端部の近位から光学構成要素に向かって延在する領域の周りに円周方向に配置されるコーティングをさらに含んでもよい。
デバイスの種々の実施形態はまた、被覆の遠位端に重複するコーティングの近位端と、光学構成要素の近位端と遠位端との間に設置されたコーティングの遠位端とを含んでもよく、コーティングは、内側コーティングと、内側コーティングの半径方向外向きに設置された外側コーティングとを含んでもよく、実質的に球状の光学構成要素の直径は、クラッド層の直径よりも大きくてもよい。
一実施形態において、装置は、クラッド層と、遠位端部分とを有する光ファイバを含む。光ファイバの遠位端部分は、実質的に球状の形状を有する。装置はまた、光ファイバのクラッド層の少なくとも一部の上に配置される第１の軸方向コーティングと、クラッド層の少なくとも一部の上であって、第１の軸方向コーティングと遠位端部分との間に配置される第２の軸方向コーティングとを含む。第２の軸方向コーティングは、第１の軸方向コーティングと異なることができる。
いくつかの実施形態において、第１の軸方向コーティングの屈折率は、第２の軸方向コーティングの屈折率と実質的に等しくあることができる。いくつかの実施形態において、第１の軸方向コーティングの屈折率は、第２の軸方向コーティングの屈折率と異なることができる。いくつかの実施形態において、遠位端部分の体積は、光ファイバに沿って、遠位端部分の遠位表面から伝搬されるレーザエネルギーと関連付けられたビームプロファイルが、遠位端部分の遠位表面によって画定される界面において、実質的に不変であり得るように、画定することができる。
いくつかの実施形態において、遠位端部分の直径は、光ファイバのクラッド層の直径より大きくあることができる。いくつかの実施形態において、クラッド層は、フッ素濃度を有することができ、遠位端部分は、あるフッ素濃度を有することができる。
いくつかの実施形態において、方法は、光ファイバの第１の部分および光ファイバの第２の部分が露出されるように、光ファイバの遠位端部分上に配置された第１の軸方向コーティングの一部を除去するステップを含むことができる。少なくとも光ファイバの第１の部分は、遠位端部分の第１の部分が、球状形状を形成するように、加熱することができる。光ファイバの第２の部分上の第２の軸方向コーティングは、加熱後、配置されることができる。光ファイバの第２の部分は、光ファイバの第１の部分から相互に排他的である。
いくつかの実施形態において、配置ステップは、第１の軸方向コーティングと遠位端部分との間に、第２の軸方向コーティングを配置するステップを含むことができる。いくつかの実施形態において、配置ステップは、第１の軸方向コーティングと遠位端部分との間に、光ファイバのクラッド層の一部を配置するステップを含むことができる。いくつかの実施形態において、加熱ステップは、遠位端部分の直径が、第２の軸方向コーティングの直径より大きくなるように、加熱するステップを含むことができる。
いくつかの実施形態において、第１の軸方向コーティングは、光ファイバのクラッド層から除去することができる。第１の軸方向コーティングは、クラッド層の屈折率未満の屈折率を有することができる。いくつかの実施形態において、第２の軸方向コーティングは、光ファイバのクラッド層の屈折率未満の屈折率を有することができる。いくつかの実施形態において、第１の軸方向コーティングは、アクリレートコーティングであることができる。第２の軸方向コーティングは、アクリレートコーティングであることができる。
別の実施形態において、方法は、第１の時間において、実質的に球状の部分が、光ファイバの遠位端部分から形成され得るように、加熱要素と関連付けられた加熱ゾーン内で光ファイバの遠位端部分を加熱するステップを含むことができる。遠位端部分は、第２の時間において、光ファイバの長手軸に沿って移動することができる。第３の時間において、光ファイバの遠位端部分は、第３の時間における部分の体積が、第１の時間における球状部分の体積よりも大きくなるように、加熱することができる。
いくつかの実施形態において、移動ステップは、遠位方向に移動するステップを含むことができる。いくつかの実施形態において、加熱要素は、溶融接続機と関連付けられた電極であることができる。いくつかの実施形態において、球状部分の少なくとも一部は、光ファイバの遠位端部分と関連付けられたクラッド層から形成されることができる。
いくつかの実施形態において、方法はまた、第１の時間において、加熱前に、光ファイバの遠位端部分のコア部分の外側に配置された光ファイバの遠位端部分の少なくとも１つの層を除去するステップを含むことができる。いくつかの実施形態において、方法はまた、第３の時間において、加熱後、光ファイバのクラッド層上に光学層を配置するステップを含むことができる。光学層は、光ファイバのコア部分と関連付けられた屈折率未満の屈折率を有することができる。
いくつかの実施形態において、方法はまた、第２の時間において、加熱後、光ファイバのクラッド層上に光学層を配置するステップを含むことができ、光学層は、球状部分の近位側壁と接触することができる。いくつかの実施形態において、方法はまた、第１の時間において、加熱前に、光ファイバの遠位端から第１の層を除去するステップを含むことができる。第１の層は、光ファイバと関連付けられた屈折率未満の屈折率を有することができる。光ファイバ上の第２の層は、第２の時間において、加熱後に配置されることができる。第２の層は、第１の層の屈折率と実質的に等しい屈折率を有することができる。
別の実施形態において、装置である光ファイバは、内視鏡と関連付けることができる。装置はまた、光ファイバの遠位部分に連結された実質的に球状の形状を有し得る光学構成要素を含むことができる。光学構成要素の体積は、光ファイバおよび光学構成要素と関連付けられたビームプロファイルの第１の部分が、遠位端部分の遠位および外側のビームプロファイルの第２の部分の焦点距離と実質的に同一の焦点距離を有し得るように画定されることができる。ビームプロファイルの第１の部分は、ビームプロファイルの第２の部分のビーム幅と実質的に等しいビーム幅を有することができる。
いくつかの実施形態において、ビームプロファイルの第１の部分のビーム幅は、光ファイバのコアの直径と実質的に等しくあることができる。いくつかの実施形態において、ビームプロファイルは、実質的に均一であることができる。いくつかの実施形態において、光ファイバの近位端から伝送されるレーザは、ビームプロファイルを画定することができる。遠位端部分の体積は、レーザエネルギーの円周部分が、遠位端部分の遠位表面によって画定される界面において、実質的に屈折されないように画定されることができる。
いくつかの実施形態において、遠位端部分の直径は、光ファイバの直径よりも大きくあることができる。いくつかの実施形態において、光ファイバは、光ファイバのコア部分の外側に配置されるフッ素化されたクラッド層を有することができる。いくつかの実施形態において、遠位端部分は、あるフッ素濃度を有することができる。いくつかの実施形態において、光ファイバは、シリカコアを有することができる。
別の実施形態において、装置は、遠位端部分と、第１の軸方向部分と、第１の軸方向部分と遠位端部分との間に配置される第２の軸方向部分とを有する光ファイバを含むことができる。遠位端部分は、実質的に球状の形状を有することができる。装置はまた、光ファイバの第１の軸方向部分のコアの外径未満かつ遠位端部分の外径未満である外径を有する第２の軸方向部分のコアを含むことができる。
いくつかの実施形態において、遠位端部分の外径は、光ファイバの第１の軸方向部分のコア部分の外径よりも大きくあることができる。特許請求の範囲の装置はまた、光ファイバの第１の軸方向部分上に配置されたクラッド層を含むことができる。いくつかの実施形態において、装置はまた、光ファイバの第１の軸方向部分上に配置されたクラッド層を含むことができる。光ファイバ部材の第２の軸方向部分は、クラッド層の遠位端と遠位端部分の近位表面との間に配置される陥凹を画定されることができる。
いくつかの実施形態において、第２の軸方向部分は、凹面部分を有することができる。いくつかの実施形態において、装置はまた、第２の軸方向部分の凹面部分上に配置されたクラッド層を含むことができる。いくつかの実施形態において、光ファイバは、内視鏡と関連付けられたシリカ系光ファイバであることができる。いくつかの実施形態において、遠位端部分は、光ファイバの遠位端部分から形成されることができる。
図１は、ある実施形態による、内視鏡チューブによって画定された内腔内に配置された光ファイバの遠位端部分の側面図を例示する概略図である。 図２Ａは、ある実施形態による、熱源の加熱ゾーン内に配置された光ファイバの遠位端部分の斜視図を例示する概略図である。図２Ｂは、ある実施形態による、第１の加熱サイクルの間に加熱された後の、光ファイバの遠位端部分の斜視図を例示する概略図である。図２Ｃは、ある実施形態による、遠位端部分の少なくとも一部が、加熱ゾーン内で遠位に移動された後の、光ファイバの遠位端部分の斜視図を例示する概略図である。 図２Ｄは、ある実施形態による、第２の加熱サイクルの間に加熱された後の、光ファイバの遠位端部分の斜視図を例示する概略図である。図２Ｅは、ある実施形態による、球状形状が、光ファイバの遠位端部分に形成された後の、光ファイバの遠位端部分の斜視図を例示する概略図である。 図３は、ある実施形態による、実質的に球状の形状を有する光ファイバの遠位端部分を生成するための方法を例示する流れ図である。 図４は、ある実施形態による、実質的に球状の形状を有する光学構成要素を有する、光ファイバの斜視図の概略図である。 図５は、ある実施形態による、実質的に球状の形状を有する光学構成要素を有する光ファイバの側面断面図の概略図である。 図６は、ある実施形態による、実質的に球状の形状を有する光学構成要素を有する、光ファイバの側面断面図の概略図である。 図７は、ある実施形態による、実質的に球状の形状を有する光学構成要素を有する光ファイバの側面断面図の概略図である。 図８は、ある実施形態による、実質的に球状の形状を有する光学構成要素を有する、光ファイバの側面断面図の概略図である。
本明細書に説明されるデバイスおよび方法は、概して、患者の体内の標的領域を治療するように構成される光ファイバに関する。具体的には、光ファイバの内視鏡内に配置されると、光ファイバは、レーザエネルギーを、レーザ源から標的治療領域に伝達するために使用することができる。光ファイバの一端である近位端部分は、レーザ源に結合されることができる一方、光ファイバの他端である遠位端部分は、患者の体内に挿入されてレーザ治療を提供することができる。光ファイバは、例えば、ファイバコアと、ファイバコアの周りに配置される１つ以上のクラッド層と、クラッド層（単数または複数）の周りに配置されるバッファ層と、外被層（バッファ層の周りに配置される）とを含むことができる。いくつかの実施形態において、バッファ層は、クラッド層と称され得る。外被層はまた、外被または外被コーティングと称され得、バッファ層は、バッファコーティングと称され得る。
光ファイバの遠位端部分は、実質的に球状の形状を有することができる。いくつかの実施形態において、光ファイバの遠位端部分における実質的に球状の形状はまた、光学構成要素と称され得る。いくつかの実施形態において、光ファイバの遠位端部分は、望ましい実質的に球状の形状が形成されるまで、加熱源（例えば、溶融接続機）を使用して加熱することができる。いくつかの実施形態において、光ファイバの遠位端部分の外径は、光ファイバの別の部分（例えば、光ファイバのクラッド層）の外径よりも大きくあることができる。
いくつかの実施形態において、光ファイバは、光ファイバのクラッド層の少なくとも一部の上に配置される第１の軸方向コーティングと、クラッド層の少なくとも一部の上に配置される第２の軸方向コーティングとを含むことができる。軸方向コーティングは、光ファイバの少なくとも一部の周りにおける円周方向コーティングであることができる。第２の軸方向コーティングは、遠位端部分が、実質的に球状の形状に形成された後に、第１の軸方向コーティングと遠位端部分との間に配置されることができる。いくつかの実施形態において、第２の軸方向コーティングは、第１の軸方向コーティングと実質的に同一の特性または異なる特性を有することができる。いくつかの実施形態において、遠位端部分の体積は、光ファイバに沿って、遠位端部分の遠位表面から伝搬されるレーザエネルギーと関連付けられた光学路が、光ファイバの遠位端部分の遠位表面によって画定される界面において、実質的に屈折し得ないように画定されることができる。
いくつかの実施形態において、本明細書に説明されるデバイスおよび方法は、例えば、腎臓結石および／または良性前立腺過形成（ＢＰＨ）として周知の病態である、前立腺肥大症に関連する症状を治療する際に使用されることができる。具体的には、ホルミウム：ＹＡＧ（Ｈｏ：ＹＡＧ）レーザからのレーザエネルギーが、光ファイバを通して伝搬され、腎臓結石および／または閉塞前立腺組織を除去することができる。Ｈｏ：ＹＡＧ外科手術用レーザは、約２１００ナノメートル（ｎｍ）の波長において光を放出する固体パルスレーザである。この光の波長は、水によって強力に吸収されるので、例えば、組織の焼灼のために特に有用である。Ｈｏ：ＹＡＧレーザの利点は、組織の切除および凝固の両方のために使用することができることである。
本記載される説明および添付の請求項において使用されるように、単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈によって、別様に指示されない限り、複数参照を含むことに留意されたい。したがって、例えば、用語「波長」は、単一波長または波長の組み合わせを意味するように意図される。さらに、単語「近位」および「遠位」は、それぞれ、医療デバイスを患者内に挿入する、オペレータ（例えば、医療施術者、看護士、技術者等）により近いおよび離れた方向を指す。したがって、例えば、患者の体内に挿入される光ファイバ端部は、光ファイバの遠位端となり、患者の体外にある光ファイバ端部は、光ファイバの近位端となるであろう。
図１は、ある実施形態による、内視鏡チューブ１４０によって画定される内腔１４４内に配置された光ファイバ１００の遠位端部分１１０の側面図を例示する概略図である。内視鏡チューブ１４０内の切り欠きを通して、図１に示されるように、光ファイバ１００の遠位端部分１１０は、実質的に球状の形状を有する。光ファイバ１００の遠位端部分１１０は、実質的に球状の形状を有するので、光ファイバ１００の遠位端部分１１０は、例えば、内視鏡チューブ１４０の内腔１４４を画定する内側表面１４６に引っ掛かることなく、内腔１４４内の遠位方向Ｂに移動（例えば、前進）することができる。具体的には、遠位端部分１１０の平滑な遠位端表面は、光ファイバ１００の遠位端部分１１０が移動すると、内視鏡チューブ１４０の内側表面１４６に沿って摺動することができる。いくつかの実施形態において、内側表面は、一体化されたインナーライナーまたは別個のインナーライナーと関連付けられることができる。
光ファイバ１００は、球状形状の遠位端部分１００を含む光ファイバ１００の全長内かつそれに実質的に沿って配置されるファイバコアを有する。光ファイバ１００の遠位端部分１１０の近位に、光ファイバ１００は、ファイバコアの外側に配置された外側層１７０を有し、例えば、１つ以上の外被層、１つ以上のバッファ層（クラッド層または唯一のクラッド層として機能することができる）、および／または１つ以上のクラッド層（図１に図示せず）を含むことができる。いくつかの実施形態において、外被層（例えば、ポリマー系層）、クラッド層、および／またはバッファ層はまた、光ファイバ１００の遠位端部分１１０の少なくとも一部の周りに配置される。いくつかの実施形態において、球状形状の遠位端部分１１０は、ファイバコア、またはファイバコアおよび１つ以上のクラッド層と関連付けられた材料から作成されることができる。言い換えると、球状形状の遠位端部分１００は、ファイバコアの一部、またはファイバコアの一部と１つ以上のクラッド層の一部との混合物から作成されることができる。
いくつかの実施形態において、光ファイバ１００は、シリカ系光ファイバであることができる。例えば、ファイバコアは、純シリカファイバであることができ、ファイバコアの周りに配置されるクラッド層は、ドープされたシリカクラッド層であることができる。いくつかの実施形態において、光ファイバ１００のクラッド層は、ドーパント（例えば、フッ素ドーパント、塩素ドーパント、希土類ドーパント、ゲルマニウムドーパント、アルカリ金属ドーパント、アルカリ金属酸化物ドーパント等）によって、ドープされることができる。クラッド層は、硬質ポリマーまたはシリカから作成され得る単一クラッドまたは二重クラッドであることができる。バッファ層（クラッド層として機能することができる）は、例えば、硬質ポリマーまたはアクリレートから作成されることができる。光ファイバ１００の外側層１７０が外被層を含む場合、外被層は、例えば、Ｔｅｆｚｅｌ（登録商標）から作成されることができるか、または他のポリマー系物質から作成されることができる。
いくつかの実施形態において、ファイバコアは、レーザ源（図示せず）からのレーザエネルギーの伝達のために好適な材料から作成されることができる。いくつかの実施形態において、例えば、ファイバコアは、低ヒドロキシル（ＯＨ−）イオン残渣濃度を有するシリカから作成されることができる。約５００ｎｍから約２１００ｎｍの範囲のレーザエネルギー波長は、外科手術手技の際、光ファイバ１００のファイバコア内を伝搬させられることができる。医療デバイス内で使用される低ヒドロキシル（低−ＯＨ）ファイバの実施例は、Ｋｕｍｅの米国特許第７，１６９，１４０号に説明されており、その開示は、参照することによって全体として本明細書に組み込まれる。ファイバコアは、マルチモードファイバコアであることができ、ステップまたはグレーデッドインデックス型を有することができる。ファイバコアはまた、ドーパント（例えば、増幅ドーパント）によってドープされることができる。いくつかの実施形態において、レーザエネルギーは、２００８年１２月１９日出願の米国特許出願第１２／３４０，３５０号「Ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ Ｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ ａ Ｌａｕｎｃｈ Ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ Ｐｏｒｔｉｏｎ ｏｆ ａ Ｕｒｅｔｅｒｏｓｃｏｐｅ Ｌａｓｅｒ−Ｅｎｅｒｇｙ−Ｄｅｌｉｖｅｒｙ Ｄｅｖｉｃｅ」に説明され、参照することによって全体として本明細書に組み込まれるもの等、コネクタ（例えば、発射コネクタ）を介して、レーザ源からファイバコア内を伝達（例えば、発射）することができる。
内視鏡チューブ１４０の内腔１４４はまた、例えば、潅注および／または吸引デバイス、鉗子、ドリル、スネア、針等、種々の医療デバイスあるいはツールを受容するように構成することができる。いくつかの実施形態において、内視鏡チューブ１４０は、内腔１４４に加えて、自身を通して１つ以上の医療デバイスを受容し得る１つ以上の内腔を画定することができる。多重内腔を有するそのような内視鏡チューブ１４０の実施例は、Ｄａｎｉｅｌｓらの米国特許第６，２９６，６０８号に説明されており、その開示は、参照することによって全体として本明細書に組み込まれる。いくつかの実施形態において、流体チャネル（図示せず）は、内視鏡１４０によって画定され、流体源（図示せず）の近位端に結合されることができる。流体チャネルは、レーザ系外科手術手技の際に、患者の体内を灌注するために使用されることができる。いくつかの実施形態において、接眼レンズ（図示せず）が内視鏡チューブ１４０の近位端部分に結合されことができ、例えば、内視鏡チューブ１４０の内腔（例えば、内腔１４４）内に配置され得る光ファイバ（図示せず）の近位端部分に結合されることができる。そのような実施形態は、医療施術者が接眼レンズを通して患者の体内を視認することを可能にすることができる。
図２Ａ〜２Ｅは、ある実施形態による、実質的に球状の形状を有する遠位端部分２１０を生成するための方法を例示する概略図である。遠位端部分２１０は、遠位端部分２１０が、軟化（例えば、流動）し、実質的に球状の形状が形成されるまで、加熱源２８を使用して加熱される。実質的に球状の形状は、遠位端部分２１０の軟化された材料と関連した表面張力によって画定されることができる。加熱源２８は、例えば、二酸化炭素（ＣＯ２）レーザ源、電気アーク源、および／またはガス加熱源であることができる。加熱源２８は、例えば、溶融接続機内に含むことができる。加熱源２８は、遠位端部分２１０の異なる側の周りに配置され（すなわち、遠位端部分２１０の周縁の周りの少なくとも２つの異なる場所に配置され）得る１つ以上の要素（例えば、アーク要素、電気加熱要素）を有することができる。
図２Ａは、ある実施形態による、熱源２８の加熱ゾーン２９内に配置された光ファイバ２００の遠位端部分２１０の斜視図を例示する概略図である。具体的には、遠位端部分２１０の切断遠位端２１２は、加熱源２８と関連付けられた加熱ゾーン２９内に配置される。切断遠位端２１２は、例えば、スコアリングならびに裂断方法および／または切断器具を使用して画定されることができる。いくつかの実施形態において、切断遠位端２１２は、実質的に平坦であるか、および／または研磨されていることができる。光ファイバ２００の遠位端部分２１０は、光ファイバ２００の遠位端部分２１０の外側に配置される光ファイバ２００の他の部分から相互に独立していることができる。
図２Ａに示されるように、光ファイバは、ファイバコア２５４（例えば、実質的に、純シリカファイバコア）と、ファイバコア２５４の周りに円周方向に配置されるクラッド層２５２（例えば、フッ素でドープされたクラッド層）とを有する。遠位端部分２１０の切断遠位端２１２の近位に、バッファ層２７４（例えば、アクリレート層）および外被層２７２（例えば、ポリマー系材料から作成される外被層）が、クラッド層２５２の周りに配置される。バッファ層２７４および外被層２７２の一部が、遠位端部分２１０から剥離されると、光ファイバ１００の遠位端部分２１０のクラッド層２５２（図２Ａに示されるように）を露出させる。いくつかの実施形態において、クラッド層２５２は、化学的および／または機械的に剥離されて、ファイバコア２５４の少なくとも一部を露出することができる。
遠位端部分２１０の切断遠位端２１２が、加熱され（例えば、加熱サイクルの間に加熱され）、実質的に球状の形状に変化することにつれて、遠位端部分２１０の長さは減少し得る。具体的には、遠位端部分２１０の材料は、円筒形形状から実質的に球状の形状まで変化する。遠位端部分２１０の切断遠位端２１２は、図２Ａに示されるように、遠位端部分２１０の少なくとも一部が加熱源２８内において加熱される持続時間が、遠位端部分２１０の短縮にも関わらず増加し得るように、加熱ゾーン２９の遠位部分内に留置されることができる。
図２Ｂは、ある実施形態による、図２Ａに関連して論じられる第１の加熱サイクルの際に加熱された後の、光ファイバ２００の遠位端部分２１０の斜視図を例示する概略図である。図２Ｂに示されるように、光ファイバ２００の遠位端部分２１０は、加熱源２８によって印加される熱に応答して円形形状２５６に形成されている。また、図２Ｂに示されるように、光ファイバ２００の遠位端部分２１０は、長さが減少している（図２Ａに示されるものと比較して）。
いくつかの実施形態において、光ファイバ２００の遠位端部分２１０は、遠位端部分２１０が、規定の形状および／または規定の長さを有するまで、第１の加熱サイクル（例えば、単一加熱サイクル）の間、加熱されることができる。いくつかの実施形態において、第１の加熱サイクルは、例えば、理論的データおよび／または経験的データに基づいて規定される温度および／または持続時間等の１つ以上のパラメータ値に基づいて規定されることができる。いくつかの実施形態において、理論的データおよび／または経験的データは、光ファイバサイズ、光ファイバ熱特性、光ファイバ材料特性等のファイバ特徴に関連することができる。
図２Ｃは、ある実施形態による、遠位端部分２１０の少なくとも一部が、加熱ゾーン２９内で遠位に（方向Ｐとして示される）移動させられた後の、光ファイバ２００の遠位端部分２１０の斜視図を例示する概略図である。光ファイバ２００の遠位端部分２１０は、図２Ｂに関連して論じられた第１の加熱サイクルが完了した後に、移動させられることができる。
図２Ｄは、ある実施形態による、第２の加熱サイクルの間に加熱された後の、光ファイバ２００の遠位端部分２１０の斜視図を例示する概略図である。第２の加熱サイクルは、光ファイバ２００の遠位端部分２１０が、図２Ｃに関連して論じられたように、遠位に移動させられた後に実行されることができる。図２Ｄに示されるように、光ファイバ２００の遠位端部分２１０は、第２の加熱サイクルの間に形成された実質的に球状の形状部分２５８を有する。任意のサイズの球状部分が形成されてもよいが、いくつかの実施形態において、実質的に球状の形状部分２５８は、約３００ミクロンから約６００ミクロンの直径を有してもよい。図２Ｄに示されるように、光ファイバ２００のクラッド層２５２の部分Ｑは、実質的に球状の形状部分２５８が形成された後（および、第２の加熱サイクル後）において、露出されたままである。部分Ｑは、残りの露出部分Ｑと称され得る。いくつかの実施形態において、クラッド層２５２が前もって剥離されている場合、残りの露出部分Ｑは、ファイバコア２５４の外側表面であり得る。
実質的に球状の形状部分２５８は、実質的に、光ファイバ２００の遠位端部分２１０（例えば、ファイバコア２５２、クラッド層２５４）の材料から作成される材料の体積を有する。いくつかの実施形態において、遠位端部分２１０の比較的に少量の材料が、第１の加熱サイクルおよび／または第２の加熱サイクルの間に除去（例えば、燃焼、昇華）される。
第１の加熱サイクルと同様に、光ファイバ２００の遠位端部分２１０は、遠位端部分２１０が、規定の形状（例えば、規定の体積の実質的に球状の形状部分２５８）および／または規定の長さを有するまで、第２の加熱サイクルの間、加熱されることができる。いくつかの実施形態において、第２の加熱サイクルは、例えば、理論的データおよび／または経験的データに基づいて規定される温度（例えば、１３００°Ｆを超える温度）および／または持続時間（例えば、１秒より短い時間期間、１秒より長い時間期間、数分継続する時間期間）等の１つ以上のパラメータ値に基づいて規定されることができる。いくつかの実施形態において、温度は、加熱源２８の電力設定（例えば、ワット数設定、電力約２０ミリアンペアの電力設定）に基づいて決定されることができる。いくつかの実施形態において、理論的データおよび／または経験的データは、光ファイバサイズ、光ファイバ熱特性、光ファイバ材料特性等のファイバ特徴に関連し得る。いくつかの実施形態において、第２の加熱を規定するために使用され得るパラメータ値は、第１の加熱サイクルを規定するために使用されるパラメータ値と異なり得る。いくつかの実施形態において、遠位端部分２１０が、第１の加熱サイクルおよび／または第２の加熱サイクルの間、加熱ゾーン２９内において加熱源２８によって加熱されている間、光ファイバ２００の遠位端部分２１０は、光ファイバ２００の遠位端部分２１０の長手軸Ｄ（または、中心線）の回りで回転されることができる。
いくつかの実施形態において、光ファイバ２００の遠位端部分２１０は、遠位端部分２１０が、望ましい球状（または、実質的に球状）形状を有するまで、１つ以上の加熱サイクルの前、後、および／または間、１回以上、移動（例えば、回転、近位方向に移動、遠位方向に移動）させられることができる。移動は、連続的、周期的、無作為であることができる。例えば、光ファイバの遠位端部分は、望ましい球状（または、実質的に球状）形状が形成されるまで、加熱ゾーン内を継続的に遠位方向に移動（例えば、徐々に移動）および／または回転させられることができる。いくつかの実施形態において、例えば、光ファイバの遠位端部分は、２つの加熱サイクルの間においてのみ移動させられることができ、２つの加熱サイクルの間、移動させられることができない。加熱サイクル間の時間期間は、規定の持続時間（例えば、１秒より短い時間期間、１秒より長い時間期間、数分継続する時間期間）であることができる。
２つの加熱サイクルが、実質的に球状に成形された部分２５８を形成するために使用されるように説明されるが、いくつかの実施形態において、異なる数の加熱サイクルが使用されてもよい。例えば、１つのみの加熱サイクルを使用する実施形態においては、実質的に球状に成形された部分２５８は、例えば、約５秒等の所定の量の時間の間、１つの加熱サイクルにおいて遠位端部分２１０を加熱することによって、形成されてもよい。いくつかの実施形態において、加熱サイクル（単数または複数）のうちの１つ以上（例えば、第１の加熱サイクル、第２の加熱サイクル）は、例えば、フィードバック制御ループおよび／またはフィードフォーワード制御ループを使用して、動的に修正されることができる。例えば、第１の加熱サイクル内の温度は、光ファイバ２００の遠位端部分２１０の形状に基づいて、第１の加熱サイクルの間、修正（例えば、徐々に上昇）されることができる。いくつかの実施形態において、加熱サイクル（単数または複数）および／または移動（単数または複数）は、例えば、光ファイバ２００の遠位端部分２１０の特性（例えば、サイズ、材料タイプ、電気特性）に基づいて規定されることができる。いくつかの実施形態において、光ファイバ２００の遠位端部分２１０において、実質的に球状の形状を生成するための方法は、例えば、第１の加熱サイクル後、例えば、光ファイバ２００の遠位端部分２１０を塑性的に硬化させるための冷却サイクルを含むことができる。
図２Ｅは、ある実施形態による、実質的に球状の形状部分２５８が、光ファイバ２００の遠位端部分２１０に形成された後の、光ファイバ２００の遠位端部分２１０の斜視図を例示する概略図である。図２Ｅに示されるように、バッファ層２８４が、バッファ層２７４と光ファイバ２００の遠位端部分２１０における実質的に球状の形状部分２５８との間に配置される。また、外被層２８２は、外被層２７４（破線で示される）と光ファイバ２００の遠位端部分２１０における実質的に球状の形状部分２５８との間に配置される。バッファ層２８４および外被層２８２は、光ファイバ２００の遠位端部分２１０の長手軸Ｄ（または、中心線）の周りに円周方向に配置されることにより、例えば、保護され得るように、例えば、残りの露出部分Ｑを被覆する。バッファ層２８４および外被層２８２は、光ファイバ２００の遠位端部分２１０の長手軸Ｄ（または、中心線）の周りに円周方向に配置され、例えば、光ファイバ２００を通って伝搬するレーザエネルギーが、光ファイバ２００のクラッド層２５２（例えば、残りの露出部分Ｑ）から外へ伝達されることを防止することができる。
いくつかの代替実施形態において、バッファ層２８４のみ、または外被層２８２のみが、実質的に球状の形状部分２５８が形成された後に、光ファイバ２００の残りの露出部分Ｑの周りに配置される。バッファ層２８４および／または外被層２８２は、蒸着プロセスを使用して、光ファイバ２００の残りの露出部分Ｑの周りに配置されることができる。いくつかの実施形態において、バッファ層２８４は、バッファ層２７４と異なる屈折率および／または厚さを有することができる。いくつかの実施形態において、バッファ層２８４は、バッファ層２７４と異なる材料から作成されることができる。いくつかの実施形態において、外被層２８２は、外被層２７２と異なる屈折率および／または厚さを有することができる。いくつかの実施形態において、外被層２８２は、外被層２７２と異なる材料から作成されることができる。
いくつかの実施形態において、１つ以上のバッファ層および／または１つ以上の外被層は、実質的に球状の形状部分２５８が形成された後に、少なくとも部分的に、光ファイバ２００の残りの露出部分Ｑの周りに配置されることができる。いくつかの実施形態において、外被層２８２および／またはバッファ層２８４は、集合的に、外被層２７２および／またはバッファ層２７４と関連付けられたコーティング区画（例えば、第２のコーティング区画）と異なるコーティング区画（例えば、第１のコーティング区画）と称され得る。
図３は、ある実施形態による、実質的に球状の形状を有する光ファイバの遠位端部分を生成するための方法を例示する流れ図である。切断遠位端を有する光ファイバが、３００において、受容される。光ファイバは、例えば、ファイバコア、ファイバコアの周りに配置される１つ以上のクラッド層、クラッド層の周りに配置される１つ以上のバッファ層（単数または複数）、および／または１つ以上の外被層（単数または複数）（バッファ層（単数または複数）の周りに配置される）を含むことができる。
少なくとも１つの層（例えば、外被層）が、３１０において、光ファイバの遠位端部分の一部（例えば、クラッド層）が露出されるように、光ファイバの遠位端部分から除去（例えば、剥離）される。光ファイバの遠位端部分から除去された層（単数または複数）は、除去層（単数または複数）と称され得る。いくつかの実施形態において、遠位端は、コーティングが除去された後に、切断されることができる。
光ファイバの遠位端部分の露出部分は、３２０において、加熱源と関連付けられた加熱ゾーン内に留置される。加熱ゾーンは、溶融接続機内の加熱ゾーンであることができる。光ファイバの遠位端部分の露出部分は、３３０において、実質的に球状の形状の少なくとも一部が形成されるように、加熱サイクルに基づいて加熱される。
実質的に球状の形状の一部は、３４０において、実質的に球状の形状の標的体積が達成されるまで、加熱サイクルの間、加熱ゾーン内を移動させられる。標的体積が達成されたかどうかの決定は、例えば、光ファイバの遠位端部分における実質的に球状の形状と関連付けられた光学特徴の目視検査を使用して行われることができる。光ファイバの遠位端部分の光学特徴に関連するさらなる詳細は、図４〜７と関連して説明される。いくつかの実施形態において、加熱サイクルおよび実質的に球状の形状部分の移動は、実質的に球状の形状の標的体積が達成されるように規定されることができる。
実質的に球状の形状部分の標的体積が達成された後に、少なくとも１つのコーティングを、３５０において、光ファイバの露出部分の少なくとも一部の上に配置することができる。光ファイバの露出部分上に配置された層（単数または複数）は、配置層（単数または複数）と称され得る。配置層（単数または複数）は、除去層（単数または複数）と異なることができる。配置層は、例えば、除去層と異なる特性（例えば、光学特性）および／または特徴（例えば、厚さ）を有することができる。
図４は、ある実施形態による、実質的に球状の形状を有する光学構成要素４５８を有する光ファイバ４００の斜視図の概略図である。光学構成要素４５８は、光ファイバ４００の遠位端部分４１０にある。図４に示されるように、光ファイバ４００は、コーティングの第１の区画４８０と、コーティングの第２の区画４８２とを有する。コーティングの第２の区画４８２は、コーティングの第１の区画４８０の遠位に配置されることができ、光学構成要素４５８が形成された後に配置されることができる。
図４に示されるように、光ファイバ４００は、光学構成要素４５８内の幅Ｙおよび光学構成要素４５８の外側の幅Ｘを有するビームプロファイルＺと関連付けられる。ビームプロファイルＺはまた、光学路の集合または束によって画定されることができる。ビームプロファイルＺは、平行線によって示されているが、ビームプロファイルＺは、遠位方向に、若干、発散または収束し得ることを理解されたい。例えば、レーザエネルギー源から放出されるレーザエネルギーは、光ファイバ４００内およびビームプロファイルＺに沿って伝搬されることができる。図４に示されるように、幅Ｙと幅Ｘとは、実質的に等しい。言い換えると、遠位表面４５９は、ビームプロファイルＺに対して、比較的に平坦であり得るので、ビームプロファイルＺの幅は、光学構成要素４５８の遠位表面４５９と光学構成要素４５８の外側の媒体（例えば、空気、水）とによって画定される界面Ｗによって、実質的に不変であることができる。
いくつかの実施形態において、光学構成要素４５８の表面４５９の曲率半径は、界面Ｗに近位のビームプロファイルＺの第１の部分Ｌと関連付けられた焦点距離が、界面Ｗに遠位のビームプロファイルＺの第２の部分Ｍと関連付けられた焦点距離と実質的に同一であるように画定される。いくつかの実施形態において、界面Ｗに近位のビームプロファイルＺの第１の部分Ｌと関連付けられた焦点距離は、界面Ｗに遠位のビームプロファイルＺの第２の部分Ｍと関連付けられた第２の焦点距離と異なることができる。第１の焦点距離と第２の焦点距離とは、例えば、特定の距離だけ分離されることができる。いくつかの実施形態において、第１の焦点距離と第２の焦点距離との間の差異は、望ましい動作距離と比較して、比較的に小さい。動作距離は、光ファイバ４００が、医療手技の際に使用されるときの、光学構成要素４５８の遠位表面４５９と標的物体（図示せず）との間の距離であることができる。いくつかの実施形態において、望ましい動作距離は、１ｃｍ未満であることができる。いくつかの実施形態において、ビームプロファイルＺの第２の部分Ｍの焦点距離は、望ましい動作距離と比較して、比較的に長くあることができる（例えば、望ましい動作距離の１００倍を超える）。いくつかの実施形態において、光学構成要素４５８の表面４５９の曲率半径は、ビームプロファイルＺの第２の部分Ｍが、実質的に一直線となるように画定されることができる。
いくつかの実施形態において、光学構成要素４５８のサイズ（および、光学構成要素４５８の表面４５９の曲率半径）は、ビームプロファイルＺが、実質的に一定幅または特定の量を変化させる幅を有するように画定されることができる。例えば、光学構成要素４５８の体積は、遠位表面４５９が、比較的に平坦であって、ビームプロファイルＺが、特定の距離にわたって幅Ｚと実質的に等しい幅Ｙを有し得るように画定されることができる。いくつかの実施形態において、光学構成要素４５８の遠位表面４５９は、実質的に平坦であるように研磨されることができる。
図５は、ある実施形態による、実質的に球状の形状を有する光学構成要素５５８を有する光ファイバ５００の側面断面図の概略図である。光ファイバ５００は、ファイバコア５７６と、ファイバコア５７６の周りに円周方向に配置される２つのコーティング区画（コーティング区画５１４およびコーティング区画５１６）とを有する。コーティング区画５１６の少なくとも一部は、コーティング区画５１４（コーティング区画５１４に遠位）と光学構成要素５５８との間に配置される。図５に示されるように、コーティング区画５１６の少なくとも一部は、光学構成要素５５８の遠位端に近位である。いくつかの実施形態において、コーティング区画５１６の一部は、光学構成要素５５８の少なくとも一部と接触することができる。いくつかの実施形態において、コーティング区画５１６は、光学構成要素５５８が形成された後に、ファイバコア５７６の周りに配置されることができる。
コーティング区画５１４は、クラッド層５７４と、バッファ層５７２と、外被層５７０とを含み、コーティング区画５１６は同様に、クラッド層５８４と、バッファ層５８２と、外被層５８０とを含む。コーティング区画５１４の１つ以上の部分は、コーティング区画５１６の１つ以上の部分と異なる特性を有することができる。例えば、いくつかの実施形態において、コーティング区画５１４（例えば、クラッド層５７４）と関連付けられた層のうちの少なくとも１つの屈折率および／または厚さは、コーティング区画５１６（例えば、クラッド層５８４）と関連付けられた層のうちの少なくとも１つの屈折率および／または厚さと実質的に同一または異なることができる。いくつかの実施形態において、光学構成要素と第２のコーティング区画との間に配置される第１のコーティング区画は、第２のコーティング区画と関連付けられたいくつかの層と異なるいくつかの層を有することができる。
図５に示されるように、レーザエネルギーＲの一部は、ファイバコア５７６に沿って、界面Ｉに向かって伝搬され、レーザエネルギーＲの少なくとも一部は、光学構成要素５５８の遠位表面５５９と光学構成要素５５８の外側の媒体（例えば、空気）とによって画定される界面Ｉにおいて、後方反射される。後方反射されたレーザエネルギーは、レーザエネルギーＳとして示され、後方反射レーザエネルギーＳと称され得る。いくつかの実施形態において、レーザエネルギーＳは、フレネル反射に従って後方反射されたレーザエネルギーであることができる。図５に示されるように、後方反射レーザエネルギーＳは、コーティング区画５１６の任意の部分に衝突せずに（例えば、部分５１８）、光学構成要素５５８から外へ伝搬される。いくつかの実施形態において、レーザエネルギーは、コーティング区画５１６の任意の部分に衝突することなく、光学構成要素５５８から後方反射され、それから外へ伝搬されるので、後方反射レーザエネルギーＳは、後方反射／流出レーザエネルギーと称され得る。いくつかの実施形態において、レーザエネルギーＲのうちのある割合（例えば、１０％未満、１０％超）は、レーザエネルギーＳとして後方反射され得る。
いくつかの実施形態において、光学構成要素５５８の体積は、レーザエネルギーの望ましい後方反射（例えば、後方反射の望ましいレベル、後方反射の望ましい角度）に基づいて画定されることができる。例えば、光学構成要素５５８の体積は、界面Ｉの特定の領域に入射する一部のレーザエネルギー（レーザエネルギーＲ等）が、コーティング区画５１６の任意の部分に衝突することなく、光学構成要素５５８から後方反射され、それから外へ伝搬される（レーザエネルギーＳ等）ように画定されることができる。コーティング区画５１６の一部に衝突するレーザエネルギーは、コーティング区画５１６の一部が、電力密度レベルが閾値レベルを超える場合に、例えば、燃焼するようにさせ得る。光学構成要素５５８の体積は、界面Ｉの特定の領域に入射するレーザエネルギー（レーザエネルギーＴ等）が、光学構成要素５５８から外へ伝搬されることなく（および／またはコーティング区画５１６と関連付けられた層のうちの１つ以上の中へ伝搬することなく）、後方反射される（レーザエネルギーＵとして示される）ように画定されることができる。いくつかの実施形態において、光学構成要素５５８の体積は、光ファイバ５００内で遠位方向に伝搬されるレーザエネルギーの特定の部分（例えば、特定の割合）が、光学構成要素５５８から外へ伝搬されることなく（および／または、コーティング区画５１６と関連付けられた層のうちの１つ以上の中へ伝搬することなく）、（界面Ｉにおいて）後方反射されるように画定されることができる。
ファイバコア５７６の長手軸とレーザエネルギーが界面Ｉに向かって伝搬する方向との間の角度は、臨界角と称され得る。レーザエネルギーＴの臨界角は、図５に示され、ファイバコア５７６の長手軸と後方反射レーザエネルギーの方向との間の臨界角であるＡｃ−Ａｎの角度は反射角と称され得る。レーザエネルギーＵの反射角は、図５において、反射角ＡＲとして示されている。図示されないが、いくつかの実施形態において、レーザエネルギーが入射する界面Ｉに垂直な軸と、そのレーザエネルギーが界面Ｉに向かって伝搬する方向との間の角度は、入射角と称され得る。いくつかの実施形態において、光学構成要素５５８の体積は、界面Ｉに向かって伝搬し、特定の範囲の臨界角（例えば、２０°から５０°の臨界角の範囲）を有するすべての（または、規定の部分）レーザエネルギーが、後方反射／流出レーザエネルギーとなるか、および／または望ましくない態様で区画５１６に衝突する（および／または、それを燃焼する）ことなく、ファイバコア５７６の中に後方反射されたレーザエネルギーとなるように画定されることができる。いくつかの実施形態において、光学構成要素５５８の体積は、特定の範囲の反射角（例えば、２０°から５０°の臨界角の範囲）を有するすべての（または、規定の部分）後方反射レーザエネルギー（レーザエネルギーＵ等）が、望ましくない態様で区画５１６に衝突しない（および／または、それを燃焼しない）ように画定されることができる。
いくつかの実施形態において、光学構成要素５５８の体積は、後方反射／流出されるレーザエネルギー（後方反射レーザエネルギーＳ等）と、ファイバコア５７６（後方反射レーザエネルギーＵ等）の中に後方反射されるレーザエネルギーとの比率が、（例えば、およそ）特定の値であるか、それを上回るか、または下回るように画定されることができる。いくつかの実施形態において、光学構成要素５５８の体積は、後方反射／流出されるレーザエネルギー（後方反射レーザエネルギーＳ等）と、望ましくない態様で後方反射され、区画５１６の一部に衝突するレーザエネルギーとの比率が、（例えば、およそ）規定の値であるか、それを上回るか、または下回るように画定されることができる。いくつかの実施形態において、光学構成要素５５８の体積は、ファイバコア５７６の中に後方反射されるレーザエネルギー（後方反射レーザエネルギーＵ等）と、望ましくない態様で後方反射され、区画５１６の一部に衝突するレーザエネルギーとの比率が、（例えば、およそ）特定の値であるか、それを上回るか、または下回るように画定されることができる。
いくつかの実施形態において、光学構成要素５５８の体積は、界面Ｉのうちの１つ以上の特徴が、光ファイバ（図示せず）のストレートカットの（例えば、切断された）端と実質的に同一であるように画定されることができる。具体的には、光学構成要素５５８の体積は、界面Ｉで後方反射されたレーザエネルギーが、例えば、直線切断ファイバのファイバ−空気界面から後方反射されたレーザエネルギーに実質的に類似する態様で反射されるように（例えば、角度、後方反射開口数）画定されることができる。
いくつかの実施形態において、光学構成要素５５８の体積は、光ファイバ５００を通して光ファイバ５００の光学構成要素５５８から伝搬されるレーザエネルギーのビームプロファイルＦが、実質的に、図５に示されるように、界面Ｉの近位（光ファイバ５００内）と界面Ｉの遠位（光ファイバ５００の外側）とにおいて不変であるように画定されることができる。言い換えると、ビームプロファイルＦは、界面Ｉの遠位と界面Ｉの近位とにおいて実質的に同一である幅Ｊを有することができる。いくつかの実施形態において、光学構成要素の体積は、光学構成要素の外径が、光ファイバの周りの１つ以上のコーティング区画の外径よりも大きくなるように画定されることができる。
図６は、ある実施形態による、実質的に球状の形状を有する光学構成要素６５８を有する光ファイバ６００の側面断面図の概略図である。光ファイバ６００は、外被層６８０と、バッファ層６８２と、クラッド層６８４と、ファイバコア６８６とを有する。図６に示されるように、レーザエネルギーＧ１は、ファイバコア６８６に沿って伝搬され、光学構成要素６５８の遠位表面と光学構成要素６５８の外側の媒体（例えば、空気）とによって画定される界面Ｐにおいて後方反射される。後方反射レーザエネルギーは、レーザエネルギーＧ２（後方反射レーザエネルギーＧ２と称され得る）として示されている。
ファイバコア６８６は、ファイバコア６８６の軸方向部分６２０（また、直線軸方向部分６２０と称され得る）と光学構成要素６５８との間に配置される陥凹軸方向部分６２２を有する。ファイバコア６８６の陥凹軸方向部分６２２は、ファイバコア６８６の陥凹軸方向部分６２２の近位にあるファイバコア６８６の軸方向部分６２０の外径未満の外径Ｎを有する。具体的には、ファイバコア６８６の陥凹軸方向部分６２２は、レーザエネルギーＧ２が、レーザエネルギーＧ３として反射される界面Ｏの一部を画定する湾曲した凹面形状を有する。陥凹軸方向部分６２２は、レーザエネルギーＧ２が、ファイバコア６８６から伝搬し得ないように、および／または、例えば、外被層６８０、バッファ層６８２、および／またはクラッド層６８４に衝突し得ないように、レーザエネルギーＧ３として、レーザエネルギーＧ２を再配向するように画定される。
いくつかの実施形態において、ファイバコア６８６の陥凹軸方向部分６２２は、図６に示されるものと異なる形状を有することができる。例えば、ファイバコア６８６の陥凹軸方向部分６２２は、１つ以上の平坦部分（例えば、平坦側壁）および／または１つ以上の凸面部分（例えば、１つ以上の突起）を有することができる。いくつかの実施形態において、光ファイバのファイバコアは、（陥凹ではなく）ファイバコアから突出する軸方向部分を有することができる。軸方向部分は、光学構成要素の遠位端における界面において後方反射されるレーザエネルギーを再配向するように構成することができる。
いくつかの実施形態において、ファイバコア６８６の陥凹軸方向部分６２２は、機械加工および／または化学エッチングプロセスを使用して形成されることができる。例えば、ファイバコア６８６は、ファイバコア６８６の陥凹軸方向部分６２２が形成されるまで、研磨されることができる。いくつかの実施形態において、陥凹軸方向部分６２２は、加熱および引張プロセスを使用して形成されることができる。例えば、光学構成要素６５８に近位のファイバコア６８６の一部は、加熱要素を使用して加熱されることができ、光学構成要素６５８は、ファイバコア６８６の陥凹軸方向部分６２２が形成されるまで遠位方向に引張されることができる。
図示されないが、いくつかの実施形態において、ファイバコア６８６の陥凹軸方向部分６２２は、外被層、バッファ層、および／またはクラッド層を有することができる。外被層、バッファ層、および／またはクラッド層は、ファイバコア６８６の陥凹軸方向部分６２２が形成された後に、陥凹軸方向部分６２２上に配置されることができる。いくつかの実施形態において、陥凹軸方向部分は、光ファイバのファイバコアの少なくとも一部、および／または、例えば、光ファイバのクラッド層等の光ファイバ異なる部分から形成されることができる。そのような実施形態において、陥凹軸方向部分は、ファイバコアとクラッド層との混合物である組成物を有することができる。
図７は、別の実施形態による、実質的に球状の形状を有する光学構成要素７５８を有する光ファイバ７００の側面断面図の概略図である。前述の実施形態のうちのいくつかにおけるように、光ファイバ７００は、ファイバコア７８６の周りに円周方向に配置されるクラッド層７８４を露出させるように切断された外被層７８０およびバッファ層７８２を含む。実質的に球状の形状の光学構成要素７５８は、光ファイバ７００の遠位部分において、クラッド層７８４およびファイバコア７８６を溶融することによって、切断光ファイバ７００の遠位端に形成され得る。光学構成要素７５８は、光ファイバ７００の一部を溶融し、表面張力が溶融された材料を実質的に球状の形状に引張することを可能にすることによって、形成され得る。図２Ａ−２Ｅを参照して説明されたプロセス、または異なるプロセスを使用して、光学構成要素７５８を形成してもよい。いくつかの実施形態において、側面外被７８０の外側の光ファイバ７００の露出部分７１０は、約３ｍｍから約７ｍｍの長さＬを有してもよい。いくつかの実施形態において、１つ以上のコーティングが、露出部分７１０に適用されてもよい。これらのコーティングは、光ファイバ７００を、光ファイバ７００の脆化を生じさせ得る湿度から保護してもよい。
いくつかの実施形態において、２つのコーティングが、露出部分７１０の表面に適用されてもよい。これらの２つのコーティングは、第１のコーティング７６２および第２のコーティング７６４を含んでもよい。これらのコーティングは、ポリマーまたはアクリル材料から作成されてもよい。いくつかの実施形態において、ＥＦＩＲＯＮ（登録商標）ポリマーラクッド樹脂（例えば、ＥＦＩＲＯＮ（登録商標）ＰＣ−３７０）およびＫｌｅａｒ ｓｈｉｅｌｄ ２−２００２等の材料が、コーティング材料として使用されてもよい。いくつかの実施形態において、ＥＦＩＲＯＮ（登録商標）ＰＣ−３７０は、内側コーティングとして使用されてもよく、Ｋｌｅａｒ ｓｈｉｅｌｄ材料は、外側コーティングとして使用されてもよい一方、他の実施形態においては、その順番が反転されてもよい。いくつかの実施形態において、他のポリマー材料がコーティング材料として使用されてもよい。
第１のコーティング７６２および第２のコーティング７６４は、光学構成要素７５８を含む露出部分７１０の表面の実質的に全体を被覆してもよい。いくつかの実施形態において、これらのコーティングは、外被層７８０の切断遠位部分と重複し、重複領域７６８を形成してもよい。この重複領域７６８は、一般に、任意の長さを有してもよいが、いくつかの実施形態において、重複領域の長さは、約１ｍｍから約５ｍｍであってもよい。２つのコーティングを有する光ファイバ７００が、図７に図示されているが、これは、例示に過ぎず他の実施形態は、異なる数のコーティングを有してもよい。例えば、いくつかの実施形態において、１つのコーティングのみ（例えば、第１のコーティング７６２または第２のコーティング７６４のうちの１つ等）が存在してもよい一方、他の実施形態においては、３つ以上のコーティングが存在してもよい。
第１のコーティング７６２および第２のコーティング７６４は、連続的に、光ファイバ７００の遠位部分をコーティング材料中に浸漬し、次いで、コーティングされた光ファイバを硬化させることによって、光ファイバ７００上に形成されてもよい。第１のコーティング７６２を形成するために、いくつかの実施形態において、コーティング材料（例えば、Ｅｆｉｒｏｎ ｐｏｌｙｍｅｒ ｃｌａｄＰＣ−３７０等）は、約５０℃から６０℃まで加熱されてもよい。光ファイバ７００の遠位部分は、例えば、約０．２５インチ／秒の速さでコーティング材料中に浸漬されてもよい。次いで、コーティングされた光ファイバ７００は、例えば、約０．２５インチ／秒の速さで、コーティング材料から引抜されてもよい。コーティングされた光ファイバ７００はさらに、コーティングを固化するために硬化されてもよい。コーティングは、紫外線光（例えば、約２５０ｎｍ以下の波長を有する）を使用することによって、または任意の他の周知の技法によって、硬化されてもよい。第１のコーティング７６２上に第２のコーティング７６４を形成するために、類似または異なるプロセスが、使用されてもよい。コーティングを形成する説明された方法は、例示に過ぎず、いくつかの実施形態において、異なるプロセスがその後に続けられてもよいことが強調されるべきである。
図８は、別の実施形態による、実質的に球状の形状を有する光学構成要素８５８を有する光ファイバ８００の側面断面図の概略図である。図８の光ファイバ８００は、図７の光ファイバ７００に類似してもよく、遠位端に、実質的に球状の光学構成要素８５８を含んでもよい。光ファイバ８００はまた、ファイバコア８８６の周りに配置されるクラッド層８８４とともに、露出部分８１０を露出するように切断された外被層８８０およびバッファ層８８２を含んでもよい。図７の実施形態におけるように、図８の光学構成要素８５８はまた、遠位端において、クラッド層８８４およびファイバコア８８６の一部を溶融することによって形成されてもよい。図８の光ファイバ８００はまた、光ファイバ８００の露出部分８１０の領域上にコーティングされる第１のコーティング８６２および第２のコーティング８６４を含み、外被層８８０の遠位端に、重複領域８６８を形成してもよい。例えば、光学構成要素８５８の遠位先端部分８６６等の外部表面の一部は、第１のコーティング８６２および第２のコーティング８６４を介して露出されてもよい。いくつかの実施形態において、この遠位先端部分８６６は、実質的に円形形状を有してもよい。いくつかの実施形態において、実質的に円形の先端部分８６６は、実質的に、ファイバコア８８６と実質的に同一の直径（または、クラッド層８８４とファイバコア８８６との組み合わされた直径）を有してもよい。遠位先端部分８６６は、任意の方法で形成されてもよいが、いくつかの実施形態において、第１のコーティング８６２および第２のコーティング８６４が形成された後に、レーザが、光ファイバ８００を通して発射され、遠位先端部分８６６においてコーティングを焼失させてもよい。
種々の実施形態が前述されたが、限定においてなく、一例として提示されるに過ぎないことを理解されたい。例えば、本明細書に説明される光ファイバは、説明される異なる実施形態の構成要素および／または特徴の種々の組み合わせおよび／または部分的組み合わせを含むことができる。腎臓結石および／またはＢＰＨ関連症状の治療のための使用を参照して説明されたが、光ファイバならびに光ファイバを使用する方法は、他の医療病態の治療において使用することができることを理解されたい。本発明の他の実施形態は、明細書および本明細書に開示される本発明の実践を検討することによって、当業者には明白となるであろう。明細書および実施例は、単なる例示として見なされることが意図され、本発明の真の範囲は、以下の請求項によって示される。

Claims (19)

  1. 近位端から遠位端まで延在する光ファイバであって、該光ファイバは、コア層の周りに円周方向に配置されるクラッド層を含み、該光ファイバは、該遠位端に実質的に球状に成形された部分をさらに含む、光ファイバと、
    該クラッド層の第１の長さ上に円周方向に配置される第１のコーティングと、
    該クラッド層の第２の長さ上に円周方向に配置される第２のコーティングと
    を備え、該第２の長さは、該第１のコーティングの遠位端に近接する領域から遠位に延在する、装置。
  2. 前記第２の長さは、前記第１の長さの遠位端から、前記実質的に球状に成形された部分の近位端まで延在する、請求項１に記載の装置。
  3. 前記第２の長さは、前記第１の長さの遠位端の近位の領域から、前記実質的に球状に成形された部分の近位端の遠位の領域まで延在する、請求項１に記載の装置。
  4. 前記第２の長さの遠位端は、前記実質的に球状に成形された部分の遠位端の近位にある、請求項１に記載の装置。
  5. 前記第１のコーティングの屈折率は、前記第２のコーティングの屈折率に実質的に等しい、請求項１に記載の装置。
  6. 前記第１のコーティングの屈折率は、前記第２のコーティングの屈折率とは異なる、請求項１に記載の装置。
  7. 前記第１のコーティングは、第１の内側コーティングと、第１の外側コーティングとを含み、該第１の内側コーティングは、該第１の外側コーティングの半径方向内向きに設置される、請求項１に記載の装置。
  8. 前記第２のコーティングは、第２の内側コーティングと、第２の外側コーティングとを含み、該第２の内側コーティングは、該第２の外側コーティングの半径方向内向きに設置される、請求項１に記載の装置。
  9. 前記実質的に球状に成形された部分の直径は、前記クラッド層の直径よりも大きい、請求項１に記載の装置。
  10. 前記第２の長さの遠位端と前記実質的に球状に成形された部分の近位端との間に設置された陥凹部分をさらに含み、該陥凹部分は、該陥凹部分の遠位の部分および該陥凹部分の近位の部分の各々の外径よりも小さい外径を有する、請求項１に記載の装置。
  11. 医療デバイスを加工する方法であって、
    光ファイバの露出部分が露出されるように、該光ファイバの遠位端部分における第１のコーティングの一部を除去することと、
    該第１の部分を該露出部分の実質的に球状に成形された部分に変形させるために、該露出部分の少なくとも第１の部分を加熱することと、
    該加熱することの後に、該露出部分の少なくとも第２の部分の上に第２のコーティングを蒸着することと
    を含む、方法。
  12. 前記第２のコーティングを蒸着することは、前記第１のコーティングの遠位端と前記実質的に球状に成形された部分の近位端との間に該第２のコーティングを蒸着することを含む、請求項１１に記載の方法。
  13. 前記第２のコーティングを蒸着することは、前記実質的に球状に成形された部分および前記第１のコーティングの遠位領域がコーティングされるように、該第２のコーティングを適用することを含む、請求項１１に記載の方法。
  14. 前記加熱することは、前記第１の部分を溶融することと、表面張力が該溶融された第１の部分を前記実質的に球状に成形された部分に変形させることを可能にすることとを含む、請求項１１に記載の方法。
  15. 前記実質的に球状に成形された部分の遠位端における前記第２のコーティングの一部を除去するために、前記光ファイバを通してレーザを印加することをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
  16. 光ファイバ医療デバイスであって、
    近位端から遠位端まで延在するコアと、
    該コアの周りに円周方向に配置され、該近位端から該遠位端まで延在するクラッド層と、
    該クラッド層の周りに円周方向に配置され、該近位端から該遠位端の近位の第１の端部まで延在する被覆層と、
    該遠位端に設置された該コアおよび該クラッド層と一体的な実質的に球状の光学構成要素と、
    該第１の端部の近位から該光学構成要素に向かって延在する領域の周りに円周方向に配置されたコーティングと
    を備える、デバイス。
  17. 前記コーティングの近位端は、被覆の遠位端と重複し、該コーティングの遠位端は、前記光学構成要素の近位端と遠位端との間に設置される、請求項１６に記載のデバイス。
  18. 前記コーティングは、内側コーティングと、該内側コーティングの半径方向外向きに設置された外側コーティングとを含む、請求項１６に記載のデバイス。
  19. 前記実質的に球状の光学構成要素の直径は、前記クラッド層の直径よりも大きい、請求項１６に記載のデバイス。
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