JP2013523403A - レーザ・アブレーションにより組織を変化させるもしくは平滑化するまたはその両方を行うシステムおよび方法 - Google Patents

レーザ・アブレーションにより組織を変化させるもしくは平滑化するまたはその両方を行うシステムおよび方法 Download PDF

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Abstract

【課題】レーザ・アブレーションにより組織を変化させるもしくは平滑化するまたはその両方を行うシステムおよび方法を提供する。
【解決手段】レーザ・アブレーションを用いて組織を効率的に除去する改良されたシステムおよび方法を開示する。第１のレーザは組織を焼灼するのに十分な可変性の第１の総フルエンスを有する第１のレーザ・ビームを放射する。第１のレーザ・ビームは、組織の１つまたは複数の表面の上を移動可能に位置され、第１の総フルエンスは位置と共に様々なレベルに変化するため、様々な表面位置で様々な厚さの組織を焼灼して組織の表面の輪郭を変化させる。変化には、組織の平滑化、除去、フェザーリング、境界の明瞭化、および粗化が挙げられる。好ましい一実施形態では、組織は、除去され、生組織が露出される焼痂である。代替の好ましい実施形態では、異なる波長を有し、組織を焼灼するのに十分な総フルエンスを有する１つまたは複数の別のレーザ・ビームを組織の表面の上を、第２の焼灼が第２の自己終端点に達するまで移動させる。第２の自己終端点は、たとえば、第２のレーザ・ビームを吸収して焼灼を続けるのに必要な温度上昇を引き起こさない、終了点の下の化学物質の作用により決定される。
【選択図】図１

Description

本出願は、２０１０年４月１３日に出願された「レーザ・アブレーションにより組織を変化させるもしくは平滑化するまたはその両方を行うシステムおよび方法（Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ／ｏｒ Ｓｍｏｏｔｈｉｎｇ ｏｆ Ｔｉｓｓｕｅ ｗｉｔｈ Ｌａｓｅｒ Ａｂｌａｔｉｏｎ）」を発明の名称とする米国特許仮出願第６１／３２３，５９０号に対する優先権を主張する。本出願は、その全体を本明細書に援用する。
本発明は、レーザ・アブレーションを用いてヒトまたは動物組織の表面を変化させる分野に関する。さらに詳しくは、本発明は、熱傷痂皮、褥瘡性潰瘍および鬱滞性潰瘍のような壊死組織を変化させる、平滑化する、もしくは除去するまたはその全部を行う、さらに組織から異物を除去する、あるいはその全部を行うだけでなく、焼灼される組織から感染性因子を根絶するためのレーザ・アブレーションの使用に関する。
重度の第３度熱傷では、熱傷痂皮（黒焦げになった組織）が形成される。熱傷痂皮は、下にある生組織を露出させるため創傷清拭（除去）を行わなければならない。組織の治癒もしくは皮膚移植を受ける準備またはその両方を促進するには、この除去が必要とされる。典型的には、重度の熱傷痂皮は、機械的方法、たとえば、小刀による除去、剥離法等を用いて除去しているのが現状である。これらの方法は、遅くて面倒であるうえ外傷性であり、焼痂の除去が不完全であることが多い。
同様に、皮膚の創傷において形成される褥瘡性、鬱滞性および神経障害性潰瘍も治癒を促進するため創傷清拭を行い、下にある生組織を露出させなければならない。こうした壊死組織もやはり、機械的方法を用いて除去されているのが現状であり、下にある生組織への付随する損傷が不可避である。さらに、こうした機械的方法では、組織が感染症による影響を非常に受けやすくなり、下にある生組織が過剰に失われ、ほとんどの場合、過剰瘢痕が形成されることが避けられない。
組織のレーザ・アブレーションは、レーザ光線が組織表面の約１０ｕｍ未満の層に吸収されるプロセスである。こうした強い吸収に好ましい波長は、電磁スペクトルの紫外領域の波長である。この吸収により、組織の長鎖タンパク質分子が、表面から放出されるより小型で不安定なフラグメントに変換され、分子レベルの微小な組織フラグメントのほか、水蒸気および他のガスからなる蒸散煙中に蓄積したレーザ・エネルギのほぼすべてが運び去られる。こうした焼灼は、下にある組織に熱的損傷をほとんど与えずに組織の除去を行う一方、残っている任意の感染性因子を破壊し、感染源を除去する。これらの研究結果については、刊行物（非特許文献１）に記載されている。エキシマ・レーザ手術の発明は、１９８８年１１月１５日に発行された特許文献１に記載されている。これらの参考文献についてはその全体を援用する。
米国特許第４，７８４，１３５号
Ｌａｎｅ ｅｔ ａｌ．，「Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ−Ｌａｓｅｒ Ａｂｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｋｉｎ」Ａｒｃｈｉｖｅｓ ｏｆ Ｄｅｒｍａｔｏｌｏｇｙ，Ｖｏｌ １２１，ｐｐ．６０９−６１７，Ｍａｙ １９８５
機械的な組織除去法は不正確かつ外傷性であり、創傷領域に感染経路を形成する。
現在のレーザ組織除去システムでは、除去される組織の周囲またはその下の生組織に対して付随する損傷のリスクを伴わずに大きい幅の組織を迅速に除去することができない。組織の除去に使用される赤外および可視レーザでは、生組織に対して付随する損傷（焼灼または過剰な加熱）が生じる。
従来技術は、皮膚の全厚さを貫通しない熱傷および壊死病変の除去には対応しない。
特に、１０．６マイクロメートルの赤外線を放射する二酸化炭素レーザは組織を焼灼できるとはいえ、こうした照射は、除去されない場合、最終的に壊死する約１００マイクロメートル厚の付随する損傷の層を残す。
組織の創傷清拭に使用される化学薬品は作用が遅く非効率的であり、周囲組織に望ましくない反応を引き起こす可能性がある。
本発明の態様は、レーザ・アブレーションを用いて組織を除去する改良されたシステムおよび方法である。
本発明の態様は、レーザ・アブレーションを用いて制御的かつ無菌的に組織を除去する改良されたシステムおよび方法である。
本発明の態様は、正確に終点で終了するレーザ・アブレーションを用いて組織を除去する改良されたシステムおよび方法である。
本発明の態様は、正確な自己終端的な終点を有するレーザ・アブレーションを用いて組織を除去する改良されたシステムおよび方法である。
本発明の態様は、正確に終点で終了するため、特に熱傷痂皮の下の生組織に対して付随する損傷をほとんどあるいはまったく伴わないレーザ・アブレーションを用いて熱傷痂皮を除去する改良されたシステムおよび方法である。
本発明の態様は、レーザ・アブレーションを用いて組織を平滑化する改良されたシステムおよび方法である。
本発明の態様は、レーザ・アブレーションを用いて組織を「フェザーリングする」、すなわち、異常組織と正常組織との境界を明確なものから徐々に曖昧になるものへと変化させる改良されたシステムおよび方法である。
本発明の態様は、レーザ・アブレーションを用いて組織、たとえば、平滑な瘢痕組織を粗化する改良されたシステムおよび方法である。
本発明の態様は、レーザ・アブレーションを用いて組織を除去する改良されたシステムおよび方法であって、除去される組織は、感染源、表在性皮膚悪性腫瘍、不活性または壊死組織（たとえば、褥瘡性、鬱滞性、もしくは神経障害性またはその全部の潰瘍）、良性新生物、皮膚の皺、過剰な瘢痕組織もしくは皮膚の変色領域またはその全部である方法である。
本発明の態様は、乾癬プラークおよび白斑を処置する改良されたシステムおよび方法である。
本発明の態様は、レーザ・アブレーションを用いて材料を除去する改良されたシステムおよび方法であって、除去される材料が、生組織に留まる有機体である方法である。
本発明は、第１のレーザ・ビームを、表面照射点の１つまたは複数で組織の１つまたは複数の表面の上を移動可能に位置させることにより好ましくない組織を焼灼して望ましくない組織を除去するシステムおよび方法である。望ましくない組織は、生組織と近接している。第１の焼灼は、生組織が第１のレーザにより損傷されることがないように望ましくない組織の薄層が残っている第１の終了点に達したら停止する。
好ましい一実施形態では、第１の終了点に達したら好ましくない組織の上を第２のレーザ・ビームを移動させる。第２のレーザ・ビームは、露出した組織が生組織である第２の終了点に達するまで望ましくない組織の薄層を焼灼する。
本発明は、除去、平滑化、粗化、境界の明瞭化およびフェザーリングなど様々な方法で組織の表面を変化させることができる。
本発明を実施するのに好ましい１つのシステムのブロック図である。 本発明により実施されるステップを開示するフロー・チャートである。 レーザ・アブレーションのプロセスのフロー・チャートである。
本発明は、レーザ・アブレーションを用いて組織を除去する改良されたシステムおよび方法である。本システムは、第１の波長範囲内の第１の波長を有する第１のレーザ・ビームを放射することができる第１のレーザ・ビーム源、組織を焼灼するのに十分な可変性の第１の総フルエンス、およびパルス（連続的）出力部を含む。本システムは、第１の総フルエンスを調整するための第１の調整器をさらに含む。第１のレーザ・ポジショナは、２つ以上の表面照射点で組織の１つまたは複数の表面の上で第１のレーザ・ビームを移動可能に位置させるように操作し、表面照射点での第１の総フルエンスは第１のレーザ・ビームの位置が変化すると変化して、第１の総フルエンス・レベルの第１のレーザ・ビームは、１つまたは複数の第１の表面照射点で組織の１つまたは複数の第１の層を焼灼し、第１の総フルエンス調整器は、これらの組織表面の輪郭を変化させるため第１の総フルエンスを、第２の表面照射点の１つまたは複数で組織の１つまたは複数の第２の層を焼灼する１つまたは複数の第２の総フルエンスに変化させる。本発明好ましい一実施形態では、組織は熱傷痂皮である。
「総フルエンス」という用語は、表面照射点に送出される単位面積当たりの総エネルギと定義される。好ましい実施形態では、レーザ出力はパルス出力であり、総フルエンスは、フルエンス／パルス（エネルギ／単位面積／パルス）にパルス繰り返し数（Ｈｚ）を乗じ、その値にレーザ・ビームを新しい表面照射点に移動する前の滞留時間（秒）を乗じた値である。総フルエンスは、フルエンス／パルス、パルス繰り返し数もしくは滞留時間の任意の組み合わせ、またはその全部を変化させることにより調整することができる。
代替の好ましい実施形態では、システムは、第２の波長範囲内にある第２の波長を有する第２のパルス・レーザ・ビームを放射することができる１つまたは複数の第２のレーザ・ビーム源、および第２の組織を焼灼するのに適切な可変性の総フルエンスをさらに含む。第１のレーザ・ビームが組織焼灼の第１の終了点に達したら、第２のレーザ・ビームをレーザ・ポジショナ（第１のレーザ・ポジショナまたは別のレーザ・ポジショナのいずれか）により移動して、この第２の焼灼が第２の終了点に達するまで組織をさらに焼灼する。別の好ましい実施形態では、第２の終了点は、自己終端的な点であり、自己終端は、第２のレーザ・ビームを吸収するものの、焼灼を続けるのに必要な熱を発生しない終了点の下の化学物質の作用により決定される。
本発明は、周囲または下にある生組織に対して付随する損傷をほとんどあるいはまったく伴わずに組織全体を迅速に除去するレーザ・アブレーションを使用するシステムおよび方法を開示する。本発明を用いれば、組織表面を無菌的に正確かつ迅速に変化させることができる。変化させることには、組織の除去、平滑化、境界の明瞭化、粗化、およびフェザーリングが含まれる。好ましい実施形態では、熱傷痂皮または他の壊死組織全体の迅速な除去もしくは改変またはその両方のため、本発明を使用する。
代替の実施形態では、このプロセスに引き続き、２００ｎｍ未満の放射線、たとえば、ＡｒＦエキシマ・レーザから１９３ｎｍの放射線でレーザ照射して、薄くなった残りの組織の層を正確かつ自己終端的に除去する。この第２のレーザを焼灼に使用することにより、熱傷痂皮または他の壊死組織をほぼすべて除去し、それにより、下にある治癒しやすい未損傷の滅菌生組織を露出させ、医学的に適切であれば、いつでも皮膚移植することが可能になる。
複数レーザの実施形態は、波長が異なる２つの焼灼レーザを連続して使用する。たとえば波長３０８ｎｍの第１のレーザは、組織（たとえば、熱傷痂皮、褥瘡性、鬱滞性および神経障害性潰瘍、壊死領域を伴う他の病変）のデブリードマン／焼灼の促進に使用し、続いてたとえば、波長１９３ｎｍの第２のレーザは、よく制御された非常に正確なデブリードマン／焼灼に使用し、極薄層の物質を各パルスで焼灼する。
比較的薄い組織を除去する場合、デブリードマンのプロセスは、最初のデブリードマン／焼灼を大幅に促進する３０８ｎｍのＸｅＣｌエキシマ・レーザなど波長がより長いレーザから始める。熱傷痂皮または他の壊死組織と生組織との界面に非常に近接した創傷清拭を行う場合、全体的なデブリードマンの速度に迅速性が必要とされないため、１９３ｎｍのＡｒＦレーザなど波長がより短い第２のレーザの使用が非常に望ましい。
波長が長い方のレーザからより短い波長の（１９３ｎｍのＡｒＦエキシマ）レーザに切り換えるタイミングの判断は、第１のレーザ・アブレーションの終了点で決定される。この判断は、ヒトの判断により行われてもよい。しかしながら、好ましい実施形態では、第１のレーザ・アブレーションの終了点は、自動的に判定される。第１のレーザ・アブレーションの終了点を決定するのに好ましい方法は、薄くなった組織（熱傷痂皮）の光学的特徴（たとえば、暗さ、色／色相、表面の荒れ）の測定によるものである。たとえば、ＣＣＤカラー・カメラを用いれば、モニタ上に画像が表示される、もしくはそのシグナルが画像処理ソフトウェア・アプリケーションを内蔵した装置に送られる、またはその両方が行われる。
熱傷痂皮の例では、熱傷被害者から熱傷痂皮の大きな領域を除去する場合、熱傷被害者は危機的状況にあるため、熱傷痂皮の除去手順の時間を最小限に抑えることが重要である。したがって、焼灼レーザで照射されている領域の焼痂がすべて焼灼された時間を自動的に検出し、焼灼レーザ・ビーム（単数または複数）を移動させて焼痂に隣接する領域を照射する方法が必要とされる。
次に、本発明の一実施形態のブロック図である図１について言及する。
システム１００は、レーザ・ビーム１０６を放射する第１のレーザ１０５、および任意にレーザ・ビーム１１１を放射する第２のレーザ１１０を含む。レーザ・ビームの総フルエンスは、レーザ源および制御システム１１５により制御される。レーザ・システム１１５はさらに、プロセス・コントローラ２００（図２に好ましい一実施形態に示す）を利用してレーザ各々のビーム（１０６、１１１）の位置調整および光学パラメータも制御する。
いくつかの好ましい実施形態では、システム１００は、レーザ・ビーム・セレクタ１２０を使用して第１のレーザ１０５から第２のレーザ１１０に切り換える能力を有する。レーザ・ビーム・セレクタは、鏡のセットでもよい。鏡の１つは、最初に第１のレーザ１０５の出力ビーム１０６をレーザ・ビーム調整装置モジュール１３０に誘導する選択鏡であってもよい。選択鏡の位置が変わると、第２のレーザ１１０の出力ビーム１１１は、レーザ・ビーム調整装置モジュール１３０に誘導される。このような光スイッチ機構は、よく知られている。
レーザを選択するには別の方法もある。両方のレーザをレーザ・ビーム調整装置モジュールに通過させてもよいが、レーザ出力段階に達しているレーザをオンにし、他方のレーザをオフにすることが考えられる。あるいは、各レーザ・ビーム（１０６、１１１）は、レーザ・ビーム調整装置モジュール１３０の異なるマニピュレータで制御してもよい。この実施形態では、レーザ・ビーム調整装置モジュール１３０により、レーザ切り換えモジュール１２０で選択されたレーザ・ビームを組織１５０の表面を照射するように誘導することになる。
好ましい実施形態では、組織を照射するレーザ・ビームの移動時間または切り換え時間は、焼灼の終点により決定される。
位置および光学パラメータ・コントローラ１６０は、照射される組織表面１５０の部分に対する、レーザ（１０５、１１０）のどちらかのビーム出力（１０６、１１１）の位置調整を制御する。位置および光学パラメータ・コントローラ１６０は、レーザ源および制御システム１１５からタイミングおよび位置調整の情報を受け取ることで、所定の１パルス当たりのフルエンス、およびパルス繰り返し数で領域を照射する時間（滞留時間）と、組織の表面上の照射される領域とを制御する。また、組織を保持するテーブル１４０を移動させることにより組織をビームに対して位置調整してもよい。テーブルの位置は、位置および光学パラメータ・コントローラ１６０を独立に使用して制御しても、あるいは位置および光学パラメータ・コントローラ１６０をレーザのビームの位置調整と併用して制御してもよい。また、レーザ（１０５、１１０）、さらにはレーザ源および制御システム１１５は、メカニカル・アーム、ナビゲータもしくはロボットまたはその全部のような機械的装置により移動させ、位置調整してもよい。
位置および光学パラメータ・コントローラ１６０はよく知られている。たとえば、医療分野では、メカニカル・アーム、ナビゲータおよび手術用ロボットが長年使用されてきた。その全体を援用する、Ｉｍａｇｅ−ｄｉｒｅｃｔｅｄ ｒｏｂｏｔｉｃ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｐｒｅｃｉｓｅ ｒｏｂｏｔｉｃ ｓｕｒｇｅｒｙ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｒｅｄｕｎｄａｎｔ ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙ ｃｈｅｃｋｉｎｇを発明の名称とする、Ｇｌａｓｓｍａｎらの米国特許第５，０８６，４０１号；Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ａｕｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｕｒｇｅｒｙを発明の名称とする、Ｔａｙｌｏｒらの米国特許第５，４０２，８０１号；および、Ｒｏｂｏｔｉｃ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ａ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｒｅｌａｔｉｖｅ ｔｏ ａ Ｐａｔｉｅｎｔ’ｓ Ｂｏｄｙを発明の名称とする、Ｆｕｎｄａらの米国特許第５，５７２，９９９号を参照されたい。種々の実施形態では、これらの参考文献の手術器具は組織の表面に入射するレーザでも、またはレーザ・ビームでもよい。また、インテューイティブ・サージカル・コーポレーション（Ｉｎｔｕｉｔｉｖｅ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から販売され、同社の商標である手術用ロボットの製品ライン、たとえば、ｄａ Ｖｉｎｃｉ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ−ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉｎｔｕｉｔｉｖｅｓｕｒｇｉｃａｌ．ｃｏｍ／ｉｎｄｅｘ．ａｓｐｘも参照されたい。
システム１００は、表面照射点の組織の表面で起こる焼灼の１つまたは複数の状況を測定する検出器１７０をさらに含む。レーザ源および制御システム１１５はこの情報を使用して、（ｉ）レーザ・ビームの１パルス当たりのフルエンスを変更したり、（ｉｉ）パルス繰り返し数を変更したり、（ｉｉｉ）パルス幅を変更したり、（ｉｖ）組織を照射するのに好適な滞留時間後にレーザ・ビームを別の場所に移動させたり、または（ｖ）別のレーザ・ビームに切り換えたり、あるいはその全部を行ったりする。これらの変更もしくは他の変更またはその両方が、組織表面上の所定の点を照射する総フルエンスに影響を与える。
好ましい実施形態では、第１のレーザ１０５は２００ナノメートル（ｎｍ）から１１マイクロメートル（ｍｍ）の波長（第１の波長）を有する。好ましい第１の波長は３０８ｎｍである。第１のレーザ１０５の作動距離、すなわち、レーザ調整装置モジュール１３０の出力部と組織１５０の表面との間の距離は１センチメートル（ｃｍ）から２０ｃｍである。
好ましい実施形態では、第１のレーザ・ビーム１０６の総フルエンスは１０ミリジュール／ｃｍ２より大きい。好ましい実施形態では、レーザ・ビームの１パルス当たりのフルエンス、パルス繰り返し数、滞留時間もしくはパルス幅またはその全部を、公知のシステムおよび方法を用いてレーザ源および制御システム１１５により調整する。
第１のレーザのビームは連続でも、またはパルスでもよい。好ましい実施形態では、ビームはパルスであり、パルスの持続時間は５ナノ秒（ｎｓ）〜５０ｎｓの範囲である。
好ましい実施形態では、第１のレーザ１０５のビーム１０６は、第１の終了点に達するまで第１のレベルの総フルエンスを使用して、組織１５０の所定の表面照射点で組織の１つまたは複数の層を焼灼する。好ましい実施形態では、検出器１７０、この場合は光学検出器１７０で表面照射点の光学的特徴を測定することにより第１の終了点を決定する。一般に、光学的特徴は、第１のレーザ１０５のビーム１０６による焼灼の過程で組織１５０から散乱または反射する光である。光学的特徴の例として、暗さの程度、色の変化、反射光の量の変化、散乱光の量の変化、および表面の荒れの変化が挙げられる。検出器１７０の１つ例は、光学的特徴を検出する画像処理機能を有するカメラ・システムであろう。この検出器は、レーザ源および制御システム１１５に送られるそれぞれの光学的特徴に対して出力シグナルを生成する。
好ましい実施形態では、第１の終了点は、焼灼される組織１５０が生組織の上方に厚さ１００ｎｍ〜１ミリメートル（ｍｍ）の壊死組織を保持する点である。より好ましい実施形態では、生組織の上方の壊死組織１５０の厚さが２５０ｎｍであり、一層好ましくは、壊死組織が平滑表面を有するとき、第１の終了点に達する。ある好ましい実施形態では、好ましくない組織の大部分が除去された後に所望の終了点に達するが、下方にある（もしくは隣接するまたはその両方の）生組織を保護するのに十分な好ましくない組織がなお残っているため、生組織に損傷を引き起こすリスクがほとんどないか、またはまったくない。
ある好ましい実施形態では、本発明のシステムおよび方法を使用して組織の表面の輪郭を、たとえば、平滑化、粗化またはフェザーリングにより変化させる。たとえば瘢痕組織の美容上の改善を得るため、焼灼組織の表面輪郭を意図的に粗くする。他の実施形態では、焼灼組織の表面輪郭を「フェザーリングする」。この場合、組織は、ある場所で厚くなっているが、最も厚い場所から徐々に離れていくと次第に薄くなる。形成手術および再建手術のある手順では、フェザーリングを行うと外観が改善する。
焼灼後の表面輪郭の厚さの変化（平滑化、粗化またはフェザーリング）は、表面に対してビームを移動させながら、第１のレーザ１０５のビーム１０６の総フルエンスを変化させることにより達成される。表面を平滑にするには、照射表面が隆起している場合に総フルエンスを大きくし、照射表面が相対的に凹んでいる場合に総フルエンスを小さくする。
検出器１７０は、表面のどの領域が相対的に隆起しているか、または凹んでいるかを判定する。
好ましい実施形態では、ビームが小さな（すなわち、表面トポグラフィの特徴に比較して小さい）スポット・サイズを有する、ピコ秒またはフェムト秒レーザから超短光パルス（パルス幅）で表面を照射することにより、熱傷痂皮、または変化または除去の対象となる他の組織（壊死組織など）の表面のトポグラフィまたは荒れを測定する。ビームを組織の表面に走査させると、既知の速度の光と共に、後方散乱光が検出器に到達するのに要する時間がデータとなり、これを表面トポグラフィの３Ｄマップに変換することができる。外科開業医は、この自動表面トポグラフィ技術を適宜無効にすることができる。照射点の表面のトポグラフィは、レーザ制御システムにフィードバックされ、次いで第１のレーザ１０５のビーム１０６の総フルエンス・レベルが、隆起表面が凹んだ表面より多く焼灼されるように調整される。この方法では、組織の表面全体が平滑になる。
レーザ・ビームは、様々なやり方で組織表面を走査させることができる。一実施形態では、表面が粗い場合、第１のレーザ・ビームの断面は、総フルエンスのより大きな２つ以上の部位と総フルエンスのより小さな部位とに分かれた非連続的な断面であり、ビーム断面を通過する１パルス当たりのフルエンスが、照射されている表面領域のトポグラフィのマップに合わせて調整されるため、より高い総フルエンスが組織の隆起領域をより多く照射し、より低い総フルエンスが組織の凹んだ領域をより多く照射する。
別の実施形態では、第１のレーザのビームは、１パルス当たり均一なフルエンスを有する連続的な断面を有し、壊死組織の条件、たとえば、走査されている組織の場所の除去条件または他の変化条件に基づき、このビームを（壊死）組織に連続的であるが、可変性の走査速度（総フルエンスを変化させるため）で走査させる。好ましい一実施形態では、これにより、組織の所定の領域を照射する総フルエンスを、除去対象の壊死組織の厚さに合わせることが可能になる。
なお別の実施形態では、第１のレーザのビームを非連続的に走査させ、走査表面の総フルエンスを変化させて、焼灼される予定の（壊死）組織の領域に隣接する健康な生組織の領域または部位への照射を回避する。
別の実施形態では、焼灼対象の（壊死）組織の領域がレーザ・ビーム断面よりかなり大きい場合、焼灼モードを「ステップ・アンド・リピート」にしてもよい。すなわち、ビーム断面と同じ大きさの組織領域を所定の総フルエンスで照射し、その後ビームをほとんど重ならないように組織の隣接領域に移動する。適切な総フルエンスでこのプロセスを繰り返し、特定の組織をすべて所望の深さまで焼灼するまでこのプロセスを継続する。
好ましい実施形態では、焼灼される組織１５０は熱傷痂皮である。本発明は、第１の終了点に達した時点で終了するより高速の焼灼を最初に行うため、熱傷痂皮を除去するのに新規で効率的な方法を提供する。この方法では壊死組織の大部分が迅速に除去される一方で、たとえば、除去される組織の下にあるまたは隣接する生組織は損傷しない。加えて、第１のレーザ１０５による焼灼は、組織１５０の厚さを減らすもしくは表面輪郭を変化させる（ｍｏｄｉ）またはその両方を行うことで、１つまたは複数の第２のレーザ１１０のビーム１１１により、より正確な除去が実施できるように組織１５０を準備することもできる。この実施形態は、焼灼を自動的に終了する一方、熱傷痂皮を除去し、生組織が露出したとき（好ましい実施形態では第２のレーザ１１０による）、付随する損傷が生組織に起こらないだけでなく、生組織が無菌状態のままであり、その後すぐに医学的／外科的処置、たとえば、皮膚移植ができる他の例のない能力を与える。
代替の実施形態では、第１のレーザ１０５に続き第２のレーザ１１０（あるいはさらに別の複数の第２のレーザ）が、以下の種類の組織１５０のいずれかを適宜除去することができる。
ｉ）不活性な壊死組織、たとえば鬱滞性潰瘍、膿瘡性病変、壊死性筋膜炎、糖尿病性神経障害性潰瘍および褥瘡；
ｉｉ）表在性皮膚悪性腫瘍、たとえば基底細胞癌、ボーエン病、悪性黒子、扁平上皮癌；
ｉｉｉ）限局性感染性病変、たとえば疣贅、伝染性軟属腫、表在性白色爪および他の種類の爪真菌症、単純ヘルペスおよび帯状疱疹；
ｉｖ）良性病変、たとえば黒子、脂漏性角化症、汗管腫、黄色板腫、皮膚ポリープ、日光角化症、汗嚢腫、脂腺過形成。
また、組織１５０は、ウニの棘、ヤマアラシの棘、細片、昆虫の体の一部、マダニ、またはマダニの体の一部などの有機体（組織）が突き刺さっていてもよい。有機体は、第１のレーザ１０５のビーム１０６を小さなスポットに絞り、ビームを異物（組織）の周辺に走査させ、異物を引き抜きやすいように最小量の組織を焼灼しながら異物を引き離すことにより、除去することができる。異物（組織）が比較的低濃度の塩化物イオンを含む乾燥組織に突き刺さっている場合、第２のレーザ１１０のビーム１１１を使用してそうした組織を焼灼してもよい。
さらに、この好ましい実施形態により変化させてもよい他の組織１５０の異常として、表面の皺、過剰な瘢痕組織、および皮膚の変色を挙げることができる。
代替の好ましい実施形態では、組織の表面領域を変化させ、第１のレーザ１０５のビーム１０６が表面上のすべて照射点で第１の終了点に到達した後、レーザ選択／切り換えモジュール１２０で第２のレーザ１１０のビーム１１１を選択する。
好ましい実施形態では、第２のレーザ１１０は、組織１５０のより精細な焼灼を行う。たとえば、第１のレーザ１０５の焼灼により、熱傷痂皮または他の壊死組織の平滑な表面がほぼ２５０ｎｍ厚になった後、第２のレーザ１１０により、熱傷痂皮または壊死組織のこの薄くなった層を総フルエンスをほとんど変化させずに焼灼し、第１のレーザ１０５により焼灼できるより非常に少ない組織を各パルスで除去してもよい。この方法では、生組織に近い組織の除去を正確に制御することができ、第２の終了点を見逃したとしても、生組織への損傷は、組織表面の熱傷痂皮が完全に除去された後も、最小限に抑えられると考えられる。
好ましい実施形態では、第２のレーザ１１０は、１８０ナノメートル（ｎｍ）から１０．６マイクロメートル（ｍｍ）の波長（第１の波長）を有する。特に、好ましい第２の波長は１９３ｎｍである。第２のレーザ１１０の作動距離、すなわち、レーザ調整装置モジュール１３０の出力部と組織１５０の表面との間の距離は、１センチメートル（ｃｍ）から２０ｃｍである。
好ましい実施形態では、組織１５０表面における第２のレーザ１１０のビーム１１１の総フルエンスは１０ミリジュール／ｃｍ２より大きい。
好ましい実施形態では、よく知られたシステムおよび方法を用いてレーザ源および制御システム１１５により各レーザの総フルエンスを調整する。
第１のレーザのビームは連続でも、またはパルスでもよい。ビームがパルスである場合、パルスの持続時間は、好ましくは５ナノ秒（ｎｓ）〜５０ｎｓの範囲であり、組織１５０の表面のフルエンス／パルスは１０ミリジュール／ｃｍ２より大きい。
好ましい実施形態では、第２のレーザ１１０のビーム１１１は、組織１５０の所定の表面照射点から第２の終了点に達するまで組織の１つまたは複数の層を焼灼する。
好ましい実施形態では、第２のレーザ１１０の波長の選択と生組織１５０の化学的特徴とにより第２の終了点に自動的に達する。好ましい実施形態では、生組織１５０もしくは異質なものまたはその両方を覆う壊死組織を、生組織を未焼灼の状態のまま、付随する損傷を引き起こさずにすべて除去することが目的である。生組織の化学的および物理的特徴と１９３ｎｍまたはそれに近い第２のレーザ１１０の第２の波長とにより、本発明は、この目的を見事に達成する。
好ましい実施形態では、第２のレーザは、遠紫外（ｆａｒ−ＵＶ）の１９３ｎｍの波長を持つビームを有し、好ましくはフッ化アルゴン（ＡｒＦ）パルス・エキシマ・レーザである。この波長を使用すると、生組織が露出する際に自己終端的である予想外の新規な結果が得られる。したがって、第２のレーザ・アブレーションの終了点は、検出システムを必要とせずに自動的に生じる。この方法では、第２の焼灼レーザが生組織と接触すると、焼灼プロセスが終了するため、付随する損傷を隣接または下にある生組織にほとんどあるいはまったく与えずに熱傷痂皮または他の壊死組織をすべて除去することができる。
生組織は、非常に重要な点で熱傷痂皮または他の壊死組織と異なる。すなわち、生組織の水溶性塩化物イオンは波長２００ｎｍ未満の紫外線の強力な吸収体であり、吸収極大は１９０ｎｍである。したがって、生組織の主要成分であるその「塩水」は、入射紫外線を「遮断し」、焼灼プロセスを完全に停止させる。
生理食塩水溶液の光吸収スペクトルは、１９３ｎｍで非常に強い吸収を示す。この吸収のメカニズムは、塩化物イオンからの電子の光脱離であり、水性媒体に溶解した塩素原子および溶媒和電子を残す。各レーザ・パルス後、焼灼および熱拡散時間と比較して非常に長い時間スケールで、電子は中性塩素原子と接触し、再結合して塩化物イオンを形成し、光脱離エネルギを熱に変えるが、熱は周囲組織に熱的に拡散するため、温度上昇は最小限となり、下にある組織の生存率または形態への影響はない。この現象については、刊行物（非特許文献１）に詳細に記載されている。
より詳細には、ＡｒＦレーザが発生する１９３ｎｍの放射線は、効率的に熱傷痂皮または他の壊死組織を焼灼する。（好ましい実施形態では、第１の焼灼レーザにより、熱傷痂皮または他の壊死組織のより厚い層を迅速に除去する）。焼痂または他の壊死組織がレーザ・ビームの場ですべて焼灼され、水性環境（たとえば、血液、血漿、リンパ液、湿性の生組織）に溶解した塩化物イオンを含む露出した生組織は、焼灼または熱的損傷を受けずに１９３ｎｍの放射線を強く吸収する。塩化物イオンによる吸収メカニズムは、水和した塩化物イオンからの電子の光脱離によるものである。基本的に、１９３ｎｍの放射線のエネルギは、塩化物イオンから電子を剥ぎ取り、水和塩素原子および水和電子を生成する。１９３ｎｍの放射線は、このプロセスによりかなり減弱するため、生組織を照射して生組織を焼灼するまたは他の方法で損傷するにはフルエンスが不十分である。
代替の実施形態では、特に塩素原子の検出のために選択された波長を有する追加の光源を本システムに導入してもよい。その選択性は、特定の光波長でのみ励起する塩素原子の電子遷移が十分に解明されていることによる。このため、この追加の光源からの後方散乱の急増を観察することにより、あるいは、追加の光源の２光子吸収によるレーザ誘起蛍光により塩素原子の存在を検出することができる。塩素原子の検出は、熱傷痂皮または他の壊死組織を含まない組織領域の照射を終了するシグナルとなる。終了については、１９３ｎｍの焼灼レーザ・ビームを停止するか、またはレーザ・アブレーションにより除去される予定の未焼灼の熱傷痂皮または他の壊死組織の領域を照射するため１９３ｎｍの焼灼レーザ・ビームを異なる場所に移動することにより達成することができる。塩素原子の濃度を検出するこうした追加の光源を使用することで、塩素原子の濃度の検出に基づく制御シグナルを与える追加の光源を用いたシステムにおいて、異なる波長の焼灼レーザを使用し、制御することができる。塩素原子の１光子電子遷移は十分に解明されており、赤外波長８３８ｎｍおよび８５９ｎｍの光で励起される。これらの波長に好適な光源はよく知られている。特に、チタン−サファイア・レーザはこれら２つの波長のどちらにも同調することができるし、あるいは、熱同調ダイオード・レーザは、塩素原子のこれらの電子遷移と正確に共鳴する８３８ｎｍまたは８５９ｎｍで発光するように同調することができる。十分に解明された塩素原子の２光子電子遷移は、紫外波長２３３ｎｍの光で励起される。この波長に好適な光源は、よく知られている。特に９３２ｎｍで発光するチタン−サファイア・レーザまたは熱同調ダイオード・レーザの４倍波（２３３ｎｍ）は、塩素原子に特徴的な波長の２光子レーザ誘起蛍光を励起する。こうした光は、公知の手段により容易に検出することができ、他のすべての光源とスペクトル的に分離し、生組織の露出の指標である塩素原子の初期の出現を非常に感度よく検出することを可能にする。
第２のレーザ・アブレーションの自動的な自己終端の促進に使用される本発明の他の実施形態がある。
一実施形態では、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）の水溶液、またはその誘導体、たとえば生理食塩水溶液に塩化物イオン（Ｃｌ−）を注入する。こうした溶液で洗浄すると、熱傷痂皮または他の壊死組織の下に強いバリアが形成され、レーザ照射が下にある任意の生組織を損傷しないようになる。好ましい実施形態では、易感染性組織と健常組織との間の部位の損傷組織の下の皮下に食塩水溶液を導入する。この溶液は、血液中のＮａＣｌの濃度と同様に約１％ＮａＣｌの好ましい濃度を有する。
重度の熱傷患者のショックを防止するもう１つの代替方法は、最初の２４時間以内に急速静注により高張塩溶液を導入することである。この手順は、患者を水和させ、熱傷下で健常組織のＣｌ−の濃度を上昇させる。
こうした方法を組み合わせると、レーザによる熱傷痂皮または他の壊死組織のデブリードマンが行いやすくなる。こうした改善が、下にある生組織を焼灼またはその他の方法で損傷させることなく損傷組織を除去するのに役立つことになる。
また、この技術は、外来の有機材料を生組織から除去する場合に自己終端的である。異物を除去し、下にある生組織が露出すると、焼灼が終了するためである。この技術は、波長２００ｎｍ未満のレーザ光で照射すると極めて効果的であり、生組織を塩化物イオンの灌流により保護しながら、異質なものを高速で焼灼する。
本発明には、熱傷痂皮のデブリードマン以外の他の使用および用途もある。たとえば、１９３ｎｍのＡｒＦエキシマ・レーザまたは波長がより長いレーザを用いて創傷、感染組織、壊死組織および有機異物を正確に除去することができる。
糖尿病などの疾患、および過剰な限局性の圧力（たとえば、長時間動かずにベッドに横たわっていること）による血行不良により、褥瘡性潰瘍および表在性創傷が発生する。従来の医療法によりこれらの潰瘍および創傷を治癒することは容易ではない。従来の方法、たとえば、「メス」によるデブリードマンにより、治癒を阻害する付随する損傷を引き起こさずに壊死組織を除去することが非常に難しいためである。こうした潰瘍および創傷を１９３ｎｍのＡｒＦエキシマ・レーザ光で照射すると、前述のすべての利点と共に無菌のまま、外来の感染性微生物を混入させることなく、これらの病変が付随する損傷を与えずに高い精度で根絶される。
１９３ｎｍのＡｒＦエキシマ・レーザは、ウイルス感染症、たとえば眼表面の単純ヘルペスおよび帯状疱疹を有する組織を十分に制御しながら焼灼し、付随する損傷を起こさずにこうした感染症の患者を治癒する。
１９３ｎｍのＡｒＦエキシマ・レーザを波長がより長いレーザと組み合わせて、レーザ・ビームを異物の直径と同等またはそれより小さい直径まで絞り、絞った照射のスポットを異物の周囲に走査させ、隣接組織に対して付随する損傷を最小限に抑えることにより、ウニの棘、ヤマアラシの棘、サボテンの棘、および細片が除去される。従来の機械的方法では、これらの異物の多くは隣接組織に横方向に突き刺さる逆棘で形成されているため、隣接組織を過剰に除去せざるを得ない。
ある種の攻撃的な生物は皮膚を攻撃し、壊死を引き起こす。１９３ｎｍのＡｒＦエキシマは、十分に深度を制御し、付随する損傷を最小限に抑えつつこうした生物を迅速に除去し、破壊することができる。
乾癬プラークおよび白斑を処置するのに３０８ｎｍの光を使用することは周知の事実である。こうした光の好ましい光源に３０８ｎｍのＸｅＣｌレーザがある。こうした乾癬プラークに焼灼閾値を超えるレーザの総フルエンスを照射することにより、肥厚した乾癬プラークを除去し、下にある感染性紅斑を露出させることができる。紅斑は、焼灼より小さいフルエンスで３０８ｎｍの光により処置することができる。
次に、図２は、本発明のプロセス・コントローラ２００の一実施形態のブロック図である。プロセス・コントローラ２００は、ステップ２１０を含むものであり、たとえば、適切な「検出器」（たとえば、光検出器、カメラ、センサ）もしくはヒトの判断またはその両方で（壊死）組織の高さおよび位置により決定される、レーザ・アブレーションのフルエンス／パルス閾値の最初のベースラインが測定される。これらの２１０の測定値は、システム全体のベースラインの設定値を初期化するステップ２１５を実施する際に使用される。次いでステップ２２０では、継続的な測定に基づき特定の波長、フルエンス／パルス、滞留時間もしくはパルス数またはその全部でレーザ・システムにより焼灼を行う。こうしてそれぞれの組織に対する特定の焼灼速度について、組織の種類ごとに所望の総フルエンスを決定することができる。ステップ２３０では、「検出器１７０」もしくはヒトの判断またはその両方を用いて（壊死）組織の高さおよび位置の変化を反復測定して、除去される組織の速度および量を決定する。ステップ２４０では、（壊死）組織が十分に焼灼されたかどうかについてプロセス・コントローラ２００もしくはヒトの判断またはその両方により評価を行う。評価が肯定、すなわち、Ｙｅｓであれば、位置および光学パラメータ・コントローラ１６０でレーザ・ビームを組織の未処置の隣接領域に移動させ、ステップ２２０と同様に焼灼を開始する。評価が否定、すなわち、Ｎｏである場合、ステップ２７０、２８０または２９０に進むかどうかの判定を行った後、位置および光学パラメータ・コントローラ１６０は２６０、総フルエンスを調整する。ステップ２７０では、総フルエンスを減少させてステップ２２０と同様に焼灼を継続するが、低い速度で行う。また、ステップ２７０はレーザ・アブレーションを終了すべきかどうかも判定する。ステップ２８０では、総フルエンスを増加させてステップ２２０と同様に焼灼を継続するが、高い速度で行う。ステップ２９０では、総フルエンス・パラメータを変化させずに同じ速度でステップ２２０と同様に焼灼を継続する。このプロセスの流れは、プロセス・コントローラ２００の制御下で自動的に、またはヒトの判断の裁量により所望の量の（壊死）組織が焼灼されるまで継続する。
図３は、レーザ・アブレーションのプロセス３００のフロー・チャートである。
ステップ３１０では、システム１００により第１のレーザ・ビーム１０６を移動可能に位置させ、組織表面の１つまたは複数の領域を照射する。第１のレーザ・ビームは、第１の終了点に達するまで、生組織と近接する好ましくない組織を焼灼する。上記のように好ましい実施形態では、第１の終了点は、生組織が第１のレーザ・ビーム１０６により損傷されることがないように望ましくない組織の薄層が残っている点である。たとえば、非壊死組織が除去される他の好ましい実施形態では、組織除去の深さにより第１の終了点を決定してもよい。
上記のような、多くの好ましい実施形態では、第１のレーザ・ビームを、ビームを移動させながら調整する。ステップ３２０では、表面照射点の１つまたは複数に対する第１のレーザの影響を変化させるため、第１のレーザ・ビームの総フルエンスを、ビームを移動させながら変化させる。また、第１のレーザ・ビーム１０６が組織を焼灼する速度に影響を与えるために使用し得る他の任意の要素を変化させてもよい。
ステップ３２０のいくつかの好ましい実施形態では、第１のレーザ・ビームが移動すると第１のレーザ・ビームが表面照射点で変化する。この場合、第１のレーザ・ビームは、より高い隆起を有する表面照射点の１つまたは複数で組織の１つまたは複数の層をより高い焼灼速度で最初に焼灼し、その後第１のレーザ・ビームは、凹んだ隆起を有する表面照射点の１つまたは複数をより低い焼灼速度で焼灼するように変化するため、組織の表面はより平滑になる。
ステップ３３０では、第１のレーザ・ビーム１０６の終了点に達すると、第１のレーザ・ビームの適用が上記のように終了する。
いくつかの好ましい実施形態では、任意のステップ３４０を実施する。ステップ３４０では、第１の終了点に達して望ましくない組織が薄層になった後、システム１００により第２のレーザを適用する。システム１００は、第２のレーザ・ビームが、残りの望ましくない組織の薄層を焼灼するように第２のレーザ・ビーム１１１を移動させる。望ましくない組織のこの第２の焼灼は、露出した組織が生組織である第２の終了点に到達するまで継続される。この時点（ステップ３５０）で第２の焼灼は終了する。いくつかの実施形態では、終了は上記のように自動的に行われる。第２の終了点で生組織が露出されるが、第１あるいは第２のレーザ・ビーム（１０６、１１１）により引き起こされる損傷はほとんどないか、またはまったくない。
当業者であれば、本開示に照らして本発明の異なる代替の実施形態を想定することができるであろう。そうした実施形態は本発明の範囲内と見なされると考えられる。非限定的な例として、本発明は、組織の表面上の様々な場所で複数の第２のレーザを使用してもよいし、あるいは、焼灼速度もしくは最終終了点またはその両方を変化させるため複数の第２のレーザを使用してもよい。

Claims (90)

  1. 不均一な表面を有する望ましくない組織を焼灼するシステムであって、
    第１の波長範囲内の第１の波長、および望ましくない組織を焼灼するのに十分な可変性の第１の総フルエンスを有する第１のレーザ・ビームを放射することができる第１のレーザ・ビーム源と
    前記第１の総フルエンスを調整する第１の総フルエンス調整器と
    前記第１のレーザ・ビームを１つまたは複数の表面照射点で前記望ましくない組織の１つまたは複数の表面の上に移動可能に位置させ、前記第１のレーザ・ビームの位置が変化すると前記表面照射点で前記第１の総フルエンスが変化するように前記第１のレーザ・ビームを操作する第１のレーザ・ポジショナとを含み、前記第１のレーザ・ビームは、前記第１の表面照射点の１つまたは複数で前記望ましくない組織の１つまたは複数の第１の層を第１のレベルで焼灼し、前記第１のフルエンスの調整器は、前記望ましくない組織の表面の輪郭を変化させるため、前記第１の総フルエンスを、１つまたは複数の第２の表面照射点で前記望ましくない組織の１つまたは複数の第２の層を焼灼する１つまたは複数の第２のレベルに変化させる
    システム。
  2. さらに前記望ましくない組織と前記第１のレーザ・ビーム源の出力部との間の第１の作動距離を１ｃｍ〜２０ｃｍ有する、請求項１に記載のシステム。
  3. 前記第１の総フルエンスは１０ミリジュール／ｃｍ２より大きい、請求項１に記載のシステム。
  4. 前記望ましくない組織は熱傷痂皮である、請求項１に記載のシステム。
  5. 焼灼される前記望ましくない組織の厚さは厚さ１００ｎｍ〜１センチメートルである、請求項１に記載のシステム。
  6. 前記第１のレーザ・ビームの断面領域は非連続的であり、総フルエンスのより大きい２つ以上の部位とフルエンスのより小さい部位とに分かれている、請求項１に記載のシステム。
  7. 第１のレーザ・ビームの前記移動は連続的である、請求項１に記載のシステム。
  8. 第１のレーザ・ビームの前記移動は非連続的である、請求項１に記載のシステム。
  9. 第１のレーザ・ビームの前記非連続的な移動はステップ・アンド・リピートである、請求項８に記載のシステム。
  10. 前記望ましくない組織は以下のクラス、
    ｉ）不活性な壊死組織、たとえば鬱滞性潰瘍、膿瘡性病変、壊死性筋膜炎、糖尿病性神経障害性潰瘍および褥瘡、
    ｉｉ）表在性皮膚悪性腫瘍、たとえば基底細胞癌、ボーエン病、悪性黒子、扁平上皮癌、
    ｉｉｉ）感染性病変、たとえば疣贅、伝染性軟属腫、表在性白色爪および他の種類の爪真菌症、単純ヘルペスおよび帯状疱疹、ならびに
    ｉｖ）良性病変、たとえば黒子、脂漏性角化症、汗管腫、黄色板腫、皮膚ポリープ、日光角化症、汗嚢腫、脂腺過形成
    のいずれか１つである、請求項１に記載のシステム。
  11. 前記望ましくない組織は留まっている有機異物である、請求項１に記載のシステム。
  12. 前記異物はウニの棘、ヤマアラシの棘、細片、昆虫の体の一部、マダニ、およびマダニの体の一部の任意の１つまたは複数である、請求項１１に記載のシステム。
  13. 前記望ましくない組織は瘢痕組織であり、前記輪郭の前記変化は粗化である、請求項１に記載のシステム。
  14. 前記輪郭の前記変化はフェザーリングであり、前記望ましくない組織は瘢痕組織である、請求項１に記載のシステム。
  15. 前記望ましくない組織は表面の皺、過剰な瘢痕組織、および皮膚の変色の１つまたは複数を含む、請求項１に記載のシステム。
  16. 前記望ましくない組織の表面輪郭は平滑化により変化される、請求項１に記載のシステム。
  17. 前記第１の波長範囲は２００ナノメートルから１１マイクロメートルである、請求項１に記載のシステム。
  18. 前記第１の波長は３０８ｎｍである、請求項１に記載のシステム。
  19. 前記望ましくない組織は乾癬プラークである、請求項１８に記載のシステム。
  20. 前記望ましくない組織から反射または散乱する光の光学的特徴を測定する光学検出器をさらに含む、請求項１に記載のシステム。
  21. 前記第１の焼灼は前記光学的特徴により決定される第１の終了点で終了する、請求項２０に記載のシステム。
  22. 前記光学的特徴は暗さの程度、色の変化、反射光の量の変化、散乱光の量の変化、および表面の荒れの変化の１つまたは複数である、請求項２０に記載のシステム。
  23. 前記第１の焼灼は壊死組織を除去し、下に生組織が存在する、少なくとも厚さ２５０ｎｍの保護厚みの組織を残す保護終点で終了する、請求項１に記載のシステム。
  24. 前記保護厚みは２５０ｎｍ〜１ｍｍである、請求項２３に記載のシステム。
  25. 前記レーザはパルスであり、前記パルスのパルス繰り返し数は可変性である、請求項１に記載のシステム。
  26. 前記レーザはパルスであり、前記パルスの前記パルス幅は可変性である、請求項１に記載のシステム。
  27. 前記第１のレーザ・ビームの前記パルス幅は５ナノ秒から５０ナノ秒である、請求項２６に記載のシステム。
  28. 前記表面照射点の１つまたは複数を照射する前記レーザの滞留時間は変化する、請求項１に記載のシステム。
  29. 前記第１のレーザの１パルス当たりのフルエンスは変化する、請求項１に記載のシステム。
  30. 望ましくない組織を除去する方法であって、
    第１のレーザ・ビームを１つまたは複数の表面照射点で前記望ましくない組織の１つまたは複数の表面の上を移動させるステップと、
    前記表面照射点の１つまたは複数で前記望ましくない組織の前記表面の高さを検出するステップと、
    前記第１のレーザ・ビームの第１の総フルエンスを大きくして、より高い隆起を有する前記表面照射点の１つまたは複数で前記望ましくない組織の１つまたは複数の層における前記第１の焼灼を促進するステップと、
    前記第１の総フルエンスを小さくして、凹んだ隆起を有する前記表面照射点の１つまたは複数で前記第１の焼灼を抑制して前記焼灼表面が最初の不均一な表面より平滑になるステップと
    を含む方法。
  31. 第１のレーザ・ビームの前記移動は連続的である、請求項３０に記載の方法。
  32. 第１のレーザ・ビームの前記移動は非連続的である、請求項２８に記載の方法。
  33. 第１のレーザ・ビームの前記非連続的な移動はステップ・アンド・リピートである、請求項３０に記載の方法。
  34. 前記望ましくない組織は、前記レーザ・ビームの前記総フルエンスを変化させることでより平滑にされるのではなくより粗くされる瘢痕組織である、請求項３０に記載の方法。
  35. 前記望ましくない組織は、前記レーザ・ビームの前記総フルエンスの１つまたは複数を変化させることでより平滑されるのではなくフェザーリングされる瘢痕組織である、請求項３０に記載の方法。
  36. 前記望ましくない組織は表面の皺、過剰な瘢痕組織、および皮膚の変色の１つまたは複数を含む、請求項３０に記載の方法。
  37. 不均一な表面を有する望ましくない組織を焼灼するシステムであって、
    第１の波長範囲内の第１の波長、および組織を焼灼するのに十分な可変性の第１の総フルエンスを有する第１のレーザ・ビームを放射することができる第１のレーザ・ビーム源と、
    第２の波長範囲内の第２の波長および望ましくない組織を焼灼するのに十分な可変性の第２の総フルエンスを有する第２のレーザ・ビームを放射することができる第２のレーザ・ビーム源と、
    前記第１の総フルエンスおよび前記第２の総フルエンスを調整する１つまたは複数の調整器と、
    第１の終了点に達するまで前記第１のレーザ・ビームを１つまたは複数の表面照射点で前記望ましくない組織の１つまたは複数の表面の上を移動可能に位置されるように前記第１のレーザ・ビームを操作し、続いて第１の終了点に達した後、前記第２のレーザ・ビームが、前記望ましくない組織の保護厚みを、露出した組織が生組織である第２の終了点に到達するまで焼灼するように前記第２のレーザ・ビームをさらに位置させる、１つまたは複数のレーザ・ポジショナ
    を含むシステム。
  38. 前記レーザはパルスであり、前記パルスのパルス繰り返し数は可変性である、請求項３７に記載のシステム。
  39. 前記レーザはパルスであり、前記パルスのパルス幅は可変性である、請求項３７に記載のシステム。
  40. 第１の表面照射点の１つまたは複数における前記第１のレーザ・ビームの総フルエンスは前記第１のレーザ・ビームの位置が変化すると変化し、前記第１のレーザ・ビームはより高い隆起を有する前記表面照射点の１つまたは複数で前記望ましくない組織の１つまたは複数の層を最初に焼灼し、前記第１のレーザ・ビームの総フルエンスは、より低い隆起を有する第２の表面照射点の１つまたは複数で前記第１の焼灼を抑制するように変化するため、前記第１の焼灼される表面が前記最初の不均一な表面より平坦になる、請求項３７に記載のシステム。
  41. 前記第１のレーザ・ビームの総フルエンスは照射点での前記第１のレーザのフルエンス／パルス、前記第１のレーザのパルス幅、前記第１のレーザのパルス繰り返し数、および前記第１のレーザ・ビームの滞留時間の１つまたは複数により変化する、請求項４０に記載のシステム。
  42. さらに前記望ましくない組織と前記レーザ・ビーム源の出力部との間の作動距離を１ｃｍ〜２０ｃｍ有する、請求項３７に記載のシステム。
  43. 前記第１の総フルエンスは１０ミリジュール／ｃｍ２より大きい、請求項３７に記載のシステム。
  44. 前記第２の終了点は、前記生組織に対する付随する損傷を防止するのに十分な前記第２のレーザ・ビームのエネルギを吸収する吸収剤により自動的に決定される、請求項３７に記載のシステム。
  45. 前記吸収剤は溶解塩である、請求項４４に記載のシステム。
  46. 前記吸収剤は溶解イオンである、請求項４４に記載のシステム。
  47. 前記第２のレーザ・ビームのエネルギは前記溶解イオンの電子の光脱離により吸収される、請求項４４に記載のシステム。
  48. 前記吸収剤は溶解ハロゲン化物塩である、請求項４４に記載のシステム。
  49. 前記吸収剤は懸濁液中の物質である、請求項４４に記載のシステム。
  50. 前記吸収剤は塩化物イオンであり、前記第２の波長は１９３ｎｍである、請求項４４に記載のシステム。
  51. 前記吸収剤は焼灼される前記望ましくない組織層の下の生組織層で自然に発生する１種または複数種のイオンである、請求項４４に記載のシステム。
  52. 前記吸収剤は焼灼される前記望ましくない組織層の下に注入される食塩水溶液である、請求項４４に記載のシステム。
  53. 前記吸収剤は皮下投与される食塩水溶液である、請求項４４に記載のシステム。
  54. 前記吸収剤は生理的食塩水溶液である、請求項４４に記載のシステム。
  55. 前記吸収剤は水１リットル当たりＮａＣｌ３〜２５グラムの濃度範囲のＮａＣｌ水溶液である、請求項４４に記載のシステム。
  56. 前記吸収剤は点滴静注により導入される食塩水溶液である、請求項４４に記載のシステム。
  57. 前記第２のレーザは５ナノ秒から５０ナノ秒のパルス幅を有するパルスである、請求項３７に記載のシステム。
  58. 前記第２のレーザ・ビームの断面は非連続的であり、総フルエンスのより大きな２つ以上の部位と総フルエンスのより小さい部位とに分かれている、請求項３７に記載のシステム。
  59. 前記表面に対する第２のレーザ・ビームの前記移動は連続的である、請求項３７に記載のシステム。
  60. 前記表面に対する第２のレーザ・ビームの前記移動は非連続的である、請求項３７に記載のシステム。
  61. 第２のレーザ・ビームの前記非連続的移動はステップ・アンド・リピートである、請求項５７に記載のシステム。
  62. 前記望ましくない組織は以下のクラス、
    ｉ）不活性な壊死組織、たとえば鬱滞性潰瘍、膿瘡性病変、壊死性筋膜炎、糖尿病性神経障害性潰瘍および褥瘡、
    ｉｉ）表在性皮膚悪性腫瘍、たとえば基底細胞癌、ボーエン病、悪性黒子、扁平上皮癌、
    ｉｉｉ）感染性病変、たとえば疣贅、伝染性軟属腫、表在性白色爪および他の種類の爪真菌症、単純ヘルペスおよび帯状疱疹、ならびに
    ｉｖ）良性病変、たとえば黒子、脂漏性角化症、汗管腫、黄色板腫、皮膚ポリープ、日光角化症、汗嚢腫、脂腺過形成
    のいずれか１つである、請求項３７に記載のシステム。
  63. 前記第１の波長は３０８ｎｍであり、前記望ましくない組織は乾癬プラークである、請求項３７に記載のシステム。
  64. 前記望ましくない組織または前記露出した生組織から反射または散乱する光の光学的特徴を測定する光学検出器をさらに含む、請求項３７に記載のシステム。
  65. 前記第２の焼灼は光学的特徴により決定される第２の終了点で終了する、請求項６４に記載のシステム。
  66. 前記光学的特徴は焼灼される前記領域を照射する入射光からの散乱光の量の変化、反射光の量の変化、前記散乱／反射光のスペクトル分布の変化の１つまたは複数である、請求項６４に記載のシステム。
  67. 前記光学的特徴は、第２の波長を有する前記第２のレーザが前記露出した生組織を照射したときに、前記第２のレーザにより生成される新しい原子種が出現することで増加する散乱光である、請求項６５に記載のシステム。
  68. 前記新しい原子種は水性環境に溶解した塩素原子であり、前記第２の波長は１９３ｎｍであり、前記照射表面は１光子励起または多光子励起による前記塩素原子の電子遷移と共鳴する波長を有する光源でさらに照射される、請求項６７に記載のシステム。
  69. 前記照射光源は塩素原子の強い１光子電子遷移に対応する８３８ｎｍもしくは８５９ｎｍまたはそれに近い赤外波長を有する、請求項６８に記載のシステム。
  70. 前記照射光源は塩素原子の強い２光子電子遷移に対応する２３３ｎｍまたはそれに近い紫外波長を有する、請求項６８に記載のシステム。
  71. 残っている望ましくない組織の領域の前記照射は、前記光学検出器が、第２の波長を有する前記第２のレーザが生組織を露出させたことを知らせる光学的特徴を受け取ったときに停止され、前記レーザ光線は、前記生組織がレーザ照射により除去される予定の望ましくない組織によりなお覆われている新しい領域に再誘導される、請求項６４に記載のシステム。
  72. 望ましくない組織を焼灼する方法であって、
    １つまたは複数の表面照射点で前記望ましくない組織の１つまたは複数の表面の上を第１のレーザ・ビームを移動可能に位置させて、望ましくない組織の薄層が残っている第１の終了点に達するまで、生組織と近接する前記望ましくない組織を前記生組織が前記レーザにより損傷されることがないように除去するステップ
    を含む方法。
  73. 前記終了点での前記望ましくない組織の厚さは２５０ナノメートル以下である、請求項７２に記載の方法。
  74. 前記第１のレーザ・ビームは移動すると変化して、前記表面照射点の１つまたは複数に対する前記第１のレーザの作用を変化させる、請求項７２に記載の方法。
  75. 前記第１のレーザ・ビームは、照射点でのフルエンス／パルスの変化、パルス繰り返し数の変化、パルス幅の変化、および滞留時間のうち１つまたは複数が変化する第１のレーザ・ビームの総フルエンスを含む、請求項７２に記載の方法。
  76. 前記第１のレーザ・ビームの総フルエンスは、前記第１のレーザ・ビームが移動すると前記表面照射点で変化し、前記第１のレーザ・ビームの総フルエンスはより高い隆起を有する前記表面照射点の１つまたは複数で前記望ましくない組織の１つまたは複数の層をより高い焼灼速度で最初に焼灼し、前記第１のレーザ・ビームの総フルエンスは、凹んだ隆起を有する前記表面照射点の１つまたは複数をより低い焼灼速度で焼灼するように変化するため前記望ましくない組織の前記表面がより平滑になる、請求項７５に記載の方法。
  77. 第１の終了点に到達後、第２のレーザ・ビームを移動して、前記第２のレーザ・ビームが前記望ましくない組織の薄層を、露出した組織が生組織である第２の終了点に到達するまで焼灼するステップ
    をさらに含む、請求項７２に記載の方法。
  78. 第２のレーザ・ビームの前記移動は連続的である、請求項７７に記載の方法。
  79. 第２のレーザ・ビームの前記移動は非連続的である、請求項７７に記載の方法。
  80. 第２のレーザ・ビームの前記非連続的移動はステップ・アンド・リピートである、請求項７７に記載の方法。
  81. 望ましくない組織の領域の前記照射は、第２の波長を有する前記第２のレーザが前記露出した生組織を照射したときに前記第２のレーザにより新しい原子種が出現することで散乱または放射光が増加すると停止され、前記レーザ光線は、前記生組織が、レーザ照射により除去される予定の壊死組織によりなお覆われている新しい領域に再誘導される、請求項７７に記載の方法。
  82. 前記散乱光は、水性環境に溶解した塩素原子の強い電子遷移に対応する８３８ｎｍもしくは８５９ｎｍまたはそれに近い第３の赤外波長を有する第３の光源からの照射による散乱光である、請求項８１に記載の方法。
  83. 前記放射光は、水性環境に溶解した塩素原子の強い２光子電子遷移に対応する２３３ｎｍまたはそれに近い第３の紫外波長を有する第３のレーザ光源から誘導されるレーザ誘起蛍光による、請求項８１に記載の方法。
  84. 第１のレーザ・ビームを移動して第１の終了点に達するまで１つまたは複数の表面照射点で前記望ましくない組織の１つまたは複数の表面の上に位置させ、前記第１の終了点に到達後第２のレーザ・ビームを移動して、前記第２のレーザ・ビームが、露出した組織が生組織である第２の終了点に到達するまで前記望ましくない組織の保護厚みを焼灼する手段
    を含む望ましくない組織を焼灼するシステム。
  85. 第１のレーザ・ビームを変化させる手段をさらに含み、前記第１のレーザ・ビームの総フルエンスはより高い隆起を有する前記表面照射点の１つまたは複数で前記望ましくない組織の１つまたは複数の層をより高い焼灼速度で最初に焼灼し、次いで前記総フルエンスは、凹んだ隆起を有する前記表面照射点の１つまたは複数を低い焼灼速度で焼灼するように変化するため前記表面がより平滑になる
    請求項８４に記載のシステム。
  86. １つまたは複数の表面照射点で前記望ましくない組織の１つまたは複数の表面の上を第１のレーザ・ビームを移動可能に位置させて、望ましくない組織の薄層が残っている第１の終了点に達するまで、生組織と近接する望ましくない組織を前記生組織が前記レーザにより損傷されることがないように除去する手段
    を含む、望ましくない組織を焼灼するシステム。
  87. 第１の終了点に到達後第２のレーザ・ビームを移動する手段であって、前記第２のレーザ・ビームは前記望ましくない組織の薄層を、露出した組織が生組織である第２の終了点に到達するまで焼灼する手段
    をさらに含む、請求項８６に記載のシステム。
  88. 望ましくない組織を焼灼する手術用ロボット・システムであって、
    １つまたは複数の表面照射点で前記望ましくない組織の１つまたは複数の表面の上を第１のレーザ・ビームを移動可能に位置させて、望ましくない組織の薄層が残っている第１の終了点に達するまで、生組織と近接する望ましくない組織を前記生組織が前記レーザにより損傷されることがないように除去する第１のアクチュエータ
    を含む、手術用ロボット・システム。
  89. 第１の終了点に到達後第２のレーザ・ビームを移動して、前記第２のレーザ・ビームは露出した組織が生組織である第２の終了点に到達するまで前記望ましくない組織の薄層を焼灼する第２のアクチュエータ
    をさらに含む、請求項８８に記載の手術用ロボット・システム。
  90. 前記第１および第２のアクチュエータは、前記第１のレーザ・ビームを発生する第１の手術用レーザ機器を前記第２のレーザ・ビームを発生する第２の手術用レーザ機器と置き換えた以外は同じである、請求項８９に記載の手術用ロボット・システム。
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