JP2018501867A - 二波長手術レーザシステム - Google Patents

Abstract

手術レーザシステムは、作動波長内のポンプエネルギを生成するように構成されたポンプモジュールと、ポンプエネルギを第１のレーザエネルギに変換するように構成された利得媒体と、第１のレーザエネルギの一部分を第１のレーザエネルギの調波である第２のレーザエネルギに変換するように構成された非線形結晶（ＮＬＣ）と、出力と、第１及び第２の作動モードを有する第１の経路迂回アセンブリとを含む。第１の経路迂回アセンブリが第１の作動モードにある時に、第１のレーザエネルギは、出力経路に沿って出力に向けられ、第２のレーザエネルギは、出力経路及び出力から迂回される。第１の経路迂回アセンブリが第２の作動モードにある時に、第２のレーザエネルギは、出力経路に沿って出力に向けられ、第１のレーザエネルギは、出力経路及び出力から迂回される。【選択図】図１

Description

レーザエネルギは、波長特異である様々な有益な用途に加えることができる。すなわち、１つの目標を達成するために又は１つのタイプの医療手順を行うために、第１の波長で出力を与えるレーザシステムが必要である。別の目標を達成するために又は別のタイプの医療手順を行うために、第２の波長で出力を与えるレーザシステムが必要である。

レーザシステムの１つのそのような用途は、医療状況において生じる。例えば、一部の手術手順では、Ｎｄ：ＹＡＧレーザを１０６４ｎｍの出力波長で使用して、手術又は治療結果を達成する。同じく、そのようなレーザシステムは、周波数を倍加し、５３２ｎｍ波長出力レーザエネルギを与えて他の手術又は治療結果を達成することができる。

例えば、５３２ｎｍ光は、血中ヘモグロビンによって強く吸収され、血管組織を切断及び蒸発させる際にそれを非常に有効にする。１０６４ｎｍ光は、ほとんどの組織に強く吸収されず、かつ組織の中に深く浸透する。１０６４ｎｍで十分な電力（約２０〜８０ワット）を使用すると、これにより組織の十分な加熱が血液を凝固し、従って、１０６４ｎｍレーザは、手術手順中に出血を減少又は止めるために凝固を行う際に有効である。レーザ−組織相互作用のこれらの特性は、複合５３２ｎｍレーザ及び１０６４ｎｍレーザを手術用途に非常に有用にする。

本発明の開示の実施形態は、患者に対して異なるレーザ治療を行うために異なる波長のレーザエネルギを放出することができる選択可能な作動モードを有する手術レーザシステムに関する。一部の実施形態において、手術レーザシステムは、ポンプモジュール、利得媒体、非線形結晶（ＮＬＣ）、出力、及び第１の経路迂回アセンブリを含む。ポンプモジュールは、作動波長内のポンプエネルギを生成するように構成される。利得媒体は、ポンプエネルギを第１のレーザエネルギに変換するように構成される。ＮＬＣは、第１のレーザエネルギの一部分を第１のレーザエネルギの調波である第２のレーザエネルギに変換するように構成される。第１の経路迂回アセンブリは、第１及び第２の作動モードを有する。第１の経路迂回アセンブリが第１の作動モードにある時に、第１のレーザエネルギが、出力経路に沿って出力に向けられ、第２のレーザエネルギは、出力経路及び出力から迂回される。第１の経路迂回アセンブリが第２の作動モードにある時に、第２のレーザエネルギが、出力経路に沿って出力に向けられ、第１のレーザエネルギは、出力経路及び出力から迂回される。

この「発明の概要」は、「発明を実施するための形態」で以下に更に説明する概念の選択を簡素化した形態で導入するように提供したものである。この「発明の概要」は、主張する主題の重要な特徴又は本質的な特徴を識別するように意図しておらず、主張する主題の範囲を決定するのを助けるために使用されるように意図してもいない。主張する主題は、「背景技術」に示したいずれかの又は全ての欠点を解決する実施に限定されない。

本発明の実施形態による蒸発モードで作動する例示的手術レーザシステムの概略図である。 本発明の実施形態による凝固モードで作動する例示的手術レーザシステムの概略図である。 本発明の実施形態による蒸発モードでの例示的手術レーザシステムの概略図である。 本発明の実施形態による凝固モードでの例示的手術レーザシステムの概略図である。 本発明の実施形態による蒸発モードでの例示的手術システムの概略図である。 本発明の実施形態による凝固モードでの例示的手術システムの概略図である。 本発明の実施形態による蒸発モードでの例示的手術レーザシステムの概略図である。 本発明の実施形態による凝固モードでの例示的手術レーザシステムの概略図である。

本発明の実施形態は、以後添付の図面を参照してより完全に説明される。同じ又は類似の参照文字を使用して識別された要素は、同じ又は類似の要素を指す。しかし、本発明の様々な実施形態は、多くの異なる形態に具現化することができ、本明細書に説明する実施形態に限定されると解釈すべきではない。そうではなく、それらの実施形態は、本発明の開示が徹底かつ完全であるように提供され、本発明の範囲を完全に当業者に伝えることになる。

具体的詳細を以下の説明に示して実施形態の徹底的な理解を提供する。しかし、それらの具体的詳細なしに実施形態を実施することができることは当業者によって理解される。例えば、回路、システム、ネットワーク、処理、フレーム、サポート、コネクタ、モータ、プロセッサ、及び他の構成要素は、不要な詳細で実施形態を曖昧にしないために示さないか又はブロック図の形態に示す場合がある。

本明細書に使用する専門用語は、特定の実施形態のみを説明する目的のためであり、本発明を限定するように考えられているものではない。本明細書に使用される場合に、単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、それ以外の異なる指示がない限り、複数形も含むように考えられている。本明細書に使用する時に、用語「含む」及び／又は「含んでいる」は、規定された特徴、整数、段階、作動、要素、及び／又は構成要素の存在を識別するが、１又は２以上の他の特徴、整数、段階、作動、要素、構成要素、及び／又はそれらの群の存在又は追加を排除しないことは更に理解されるであろう。

要素が別の要素に「接続」又は「結合」されていることを指す時に、それは、他の要素に直接に接続又は結合することができ、又は介在する要素が存在する場合があることは更に理解されるであろう。対照的に、要素が別の要素に「直接に接続」又は「直接に結合」されていることを指す場合に、介在する要素は存在しない。

用語第１、第２などは、本明細書では様々な要素を説明するのに使用することができるが、それらの用語によってそれらの要素を制限すべきではないことは理解される。それらの用語は、単に１つの要素を別の要素と区別するのに使用される。従って、第１の要素は、本発明の教示から逸脱することなく第２の要素と呼ぶことができる。

別途定めない限り、本明細書に使用する全ての用語（技術的及び科学的用語を含む）は、本発明が属する当業者が一般的に理解するものと同じ意味を有する。一般的に使用する辞書で定義されるような用語は、関連の技術分野との関連でそれらの意味と一致する意味を有すると解釈すべきであり、本明細書でそのように明示的に定義されない限り、理想的な又は過度に正式に解釈されないことは更に理解されるであろう。

本発明の実施形態はまた、流れ図及びブロック図を使用して説明することができる。流れ図は、順次処理として作動を説明することができるが、作動の多くは、並行して又は同時に実施することができる。更に、作動の順序を再配置することができる。処理は、作動を完了する時に終端するが、図に含まれず又は本明細書に説明されていない追加の段階を有することができる。

ブロックの（流れ図及びブロック図の）うちの１又は２以上は、コンピュータプログラム命令によって実施することができることは理解される。それらのプログラム命令は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、又は他のプロセッサのようなプロセッサ回路又はコントローラに提供することができ、これは、命令を実行してプロセッサ及び対応するハードウエア構成要素によって実施すべき一連の作動段階を通して１又は複数のブロックで識別された機能を実施する。

本発明の実施形態は、２つの異なる波長でレーザエネルギを出力するように構成された手術レーザシステムに関する。一部の実施形態において、システムによって出力されたレーザエネルギの波長は、互いに調波である。一部の実施形態において、システムは、組織蒸発、融除、及び切断作動に有用な蒸発波長（例えば、５３２ｎｍ）と、凝固作動を実行する際に有用な凝固波長（例えば、１０６４ｎｍ）とを有するレーザエネルギを出力するように構成される。従って、外科医は、本明細書に説明する１又は２以上の実施形態によって形成されるシステムを使用して、蒸発波長を有するレーザエネルギを放出するようにシステムを構成することによって患者組織に対して蒸発作動を行い、凝固波長を有するレーザエネルギを放出するようにシステムを構成することによって組織に対して凝固作動を実行することができる。一部の実施形態において、蒸発波長は、約４００〜６００ｎｍの範囲にあり、凝固波長は、７８０ｎｍ〜３．０μｍの範囲にある。本明細書に説明する手術レーザシステムの実施形態はまた、他の波長でレーザエネルギを放出するための構成を含む。

図１〜８は、本発明の実施形態による例示的手術レーザシステム１００の概略図である。一部の実施形態において、システム１００は、利得媒体１０２、ポンプモジュール１０４、及びレーザ共振器１０６を含む。一部の実施形態において、利得媒体１０２は、利得媒体１０２の作動波長（すなわち、吸収スペクトル）内にある波長を有するポンプモジュール１０４によって発生するポンプエネルギ１０８を吸収するように構成されたドープ結晶質ホストである。一部の実施形態において、利得媒体１０２は、ポンプエネルギ１０８の波長で透過性である折り返しミラー１１０を通して透過されたポンプエネルギ１０８によって端面励起される。利得媒体１０２は、ポンプエネルギ１０８を吸収して１次波長でレーザエネルギ１１２を出力する。一部の実施形態において、１次波長は、望ましい凝固波長範囲にある。

利得媒体１０２は、その側部に沿って例示的実施形態において水で冷却される。一部の実施形態において、利得媒体１０２は、利得媒体１０２の第１の端部１１６上に結合された非ドープ末端キャップ１１４及び／又は利得媒体１０２の第２の端部１１９上に結合された非ドープ末端キャップ１１８を含む。一部の実施形態において、端部１１９は、それがポンプエネルギ波長で反射性であるが、システム１００の共振モードにおいて透過性であるように被覆される。このようにして、第２の端部１１９で吸収されないポンプエネルギは、吸収されるように利得媒体１０２を通って戻るように向け直される。

ポンプモジュール１０４は、利得媒体１０２の作動波長範囲内のポンプエネルギ１０８を生成する。利得媒体１０２は、一部の実施形態において凝固波長範囲にあるレーザエネルギ１１２にポンプエネルギ１０８を変換する。レーザ共振器１０６は、利得媒体１０２から出力されたレーザエネルギ１１２の調波であるレーザエネルギ１２０を発生させるように構成される。一部の実施形態において、レーザエネルギ１２０は、蒸発波長範囲にある。その結果、システム１００は、レーザエネルギ１２０（蒸発レーザエネルギ）を放出する蒸発モード、及びレーザエネルギ１１２（凝固レーザエネルギ）を放出する凝固モードで作動させることができる。一部の実施形態において、ポンプモジュール１０４は、システム１００が蒸発モードにある時に高電力レベル（例えば、８０Ｗよりも大きい）で作動し、システム１００が凝固モードにある時に低電力レベル（例えば、３０Ｗ〜８０Ｗ）で作動する。

本明細書に説明する実施形態は、凝固レーザエネルギ１１２又は蒸発レーザエネルギ１２０を指すが、一部の実施形態は、凝固波長範囲外にある凝固レーザエネルギ１１２と蒸発波長範囲外にある蒸発レーザエネルギ１２０とを含むことは理解される。レーザエネルギ１１２及び１２０のそれらの代替実施形態を使用して、凝固及び蒸発手順以外のレーザ手術手順を行うことができる。

一部の例示的実施形態において、利得媒体１０２は、イットリウム−アルミニウム−ガーネット結晶（ＹＡＧ）ロッドを含み、ネオジウム原子がＹＡＧロッド中に分散されてＮｄ：ＹＡＧ利得媒体１０２を形成する。Ｎｄ：ＹＡＧ利得媒体１０２は、ポンプエネルギ１０８を１０６４ｎｍの１次波長を有する凝固レーザエネルギ１１２に変換する。

一部の例示的実施形態において、レーザ共振器１０６は、５３２ｎｍの波長を有する利得媒体１０２によって放出されるレーザエネルギ１１２の第２の調波である蒸発レーザエネルギ１２０を発生させるための三ホウ酸リチウム（ＬＢＯ）結晶又はチタンリン酸カリウム結晶（ＫＴＰ）のような非線形結晶（ＮＬＣ）１２２を含む。

一部の実施形態において、レーザ共振器１０６は、高ピーク電力を有する短いパルス列にレーザエネルギ１１２を変化させて第２の調波レーザビームの変換効率を増大させるように作動するＱ−スイッチ１２４を含む。一部の実施形態において、レーザ共振器１０６は、反射ミラー１２６、１２８、及び１３０（例えば、ミラー１３０は選択モードに使用することができる）、折り返しミラー１１０、及び出力カプラ１３２を含む。ミラー１１０、１２６、１２８、及び１３０、及び出力カプラ１３２は、１次波長（例えば、１０６４ｎｍ）で高反射性である。出力カプラ１３２は、第２の調波出力波長（例えば、５３２ｎｍ）で高透過性である。従って、蒸発モードでは、共振器１０６の内側の１次波長レーザエネルギ１１２（例えば、１０６４ｎｍ）は、ミラー１２８及び１３０の間の経路に沿って前後に跳ね返り、第２の調波出力波長（例えば、５３２ｎｍ）レーザエネルギ１２０まで周波数が倍になるように利得媒体１０２及び非線形結晶１２２を通過し、これは、出力カプラ１３２を通して放出される。Ｎｄ：ＹＡＧ利得媒体１０２及びＬＢＯ非線形結晶１２２を使用するこの構成は、上述のように５３２ｎｍの波長を有する周波数変換出力レーザエネルギ１２０を生成する。

システム１００は、レーザエネルギ１１２及び１２０を出力経路１３４に沿って出力１３５まで選択的に放出する。一部の実施形態において、出力１３５は、図１及び２に示すように、レーザエネルギ１１２又は１２０を光又はレーザファイバ１４２のような導波路に光学的に結合する光カプラ１３６を含む。一部の実施形態において、システム１００は、レーザエネルギ１１２又は１２０をターゲット組織に放出するように構成されたレーザ送出デバイス１４４を含む。一部の実施形態において、デバイス１４４は、従来の技術に従って、横方向に、すなわち、側部発射（実線矢印）又はデバイス１４４の縦軸線に沿って、すなわち、端部発射（破線矢印）のいずれかでレーザエネルギ１１２又は１２０を放出するように構成される。一部の実施形態において、内視鏡又は他の従来の手術ツール内にデバイス１４４を支持することができる。

一部の実施形態において、手術レーザシステム１００は、１又は２以上のプロセッサを表すコントローラ１４５を含む。コントローラ１４５は、システムのユーザからのプログラム命令及び／又は処理入力を実行して（例えば、制御モジュール、足踏みペダル、その他）、例えば、システムのミラーを移動するための動作台の起動又は制御を含む蒸発及び凝固モード間のシステムの切換えのような本明細書に説明する１又は２以上の機能を実施するためにシステムの構成要素を制御し、かつシステムを通して蒸発及び凝固レーザエネルギの経路を調節するように構成される。

図１及び２は、本発明の実施形態によるそれぞれ蒸発及び凝固モードにあるシステム１００を示している。一部の実施形態において、システム１００は、図１に示すように、蒸発レーザエネルギ１２０が、出力経路１３４に沿って出力１３５に向けられ、凝固レーザエネルギ１１２が、出力１３５から迂回される作動モード又は位置１４８Ａを有する経路迂回アセンブリ１４６を含む。従って、一部の実施形態において、経路迂回アセンブリ１４６の作動モード１４８Ａは、システム１００の蒸発レーザモードを容易にする。

一部の実施形態において、経路迂回アセンブリ１４６は、凝固レーザエネルギ１１２が、図２に示すように、出力経路１３４に沿って出力１３５に向けられ、蒸発レーザエネルギ１２０が、出力から迂回される作動モード又は位置１４８Ｂを含む。従って、一部の実施形態において、経路迂回アセンブリ１４６の作動モード１４８Ｂは、システム１００の凝固レーザモードを容易にする。

一部の実施形態において、経路迂回アセンブリ１４６は、ミラー１３０、ミラー１５０、及び精密動作台１５１を含む。アセンブリ１４６がモード１４８Ａ（図１）である時に、ミラー１３０は、精密動作台１５１を使用してレーザエネルギ１１２の経路に移される。一部の実施形態において、ミラー１３０は、凝固レーザエネルギ１１２を高度に反射する面コーティングを含む。上で考察したように、ミラー１３０は、凝固レーザエネルギ１１２に対して高反射性であるので、共振器１０６の内側のレーザエネルギ１１２は、ミラー１２８及び１３０間の経路に沿って前後に跳ね返り、利得媒体１０２及び非線形結晶１２２を通過し、これは、周波数を倍にしてレーザエネルギ１１２を第２の調波出力波長又は蒸発レーザエネルギ１２０にする。一部の実施形態において、蒸発レーザエネルギ１２０は、図１に示すように、アセンブリ１１２がモード１４８Ａにある時に、出力カプラ１３２を通して透過され、送出デバイス１４４を通して患者のターゲット組織に送出するために出力経路１３４及び出力１３５に向けられる。凝固レーザエネルギ１１２は、図１に示すように、アセンブリ１４６がモード１４８Ａにある時に、出力経路１３４から迂回されて実質的に共振器１０６内に閉じ込められる。

経路迂回アセンブリ１４６は、モード１４８Ｂに置かれてシステム１００を図２に示す凝固モードに置くことができ、そこでは凝固レーザエネルギ１１２は、出力経路１３４に沿って出力１３５を通るように向けられる。一部の実施形態において、経路迂回アセンブリ１４６は、動作台１５１を使用してミラー１３０をミラー１５０に切換えることによってモード１４８Ａからモード１４８Ｂに移行される。一部の実施形態において、ミラー１５０は、凝固レーザエネルギ１１２に対して高度に透過性であって蒸発レーザエネルギ１２０を高度に反射するコーティングを含む。従って、蒸発レーザエネルギ１２０は、ミラー１５０によって反射されてミラー１１０に戻り、出力カプラ１３２を通して共振器１０６から放出される。一部の実施形態において、レーザエネルギ１２０は、以下で考察するように、出力経路１３４及び出力１３５から離れてエネルギダンプ１６０などに迂回される。

一部の実施形態において、ミラー１５０を通して透過された凝固レーザエネルギ１１２は、図２に示すように、経路迂回アセンブリ１４６がモード１４８Ｂにある時に、経路指定ミラー１５３及び１５４を通して出力経路１３４及び出力１３５に向けられる。一部の実施形態において、ミラー１５３の位置は固定され、ミラー１５３の面１５５の曲率を最適化してファイバ結合効率を最大にすることが好ましい。一例示的実施形態において、面１５５に対するコーティングパラメータは、例えば、凝固レーザエネルギを高度に反射する（例えば、９９．９％）ように選択される。次に、凝固レーザエネルギ１１２は、送出デバイス１４４を通して患者のターゲット組織又は物体に送出することができる。

一部の実施形態において、システム１００は、図１に示すように、蒸発レーザエネルギ１２０は出力経路１３４を通して出力１３５に向けられるが、凝固レーザエネルギは出力経路１３４から迂回される作動モード又は位置１５７Ａを有する経路迂回アセンブリ１５６を含む。従って、一部の実施形態において、経路迂回アセンブリ１５６の作動モード１５７Ａは、システム１００の蒸発レーザモードを容易にする。一部の実施形態において、アセンブリ１５６は、図２に示すように、凝固レーザエネルギは出力経路１３４を通して出力１３５に向けられるが、蒸発レーザエネルギ１２０は出力経路から迂回される作動モード又は位置１５７Ｂを有する。従って、一部の実施形態において、経路迂回アセンブリ１５６の作動モード１５７Ｂは、システム１００の凝固レーザモードを容易にする。

一部の実施形態において、経路迂回アセンブリ１５６は、出力ミラー１５４及び精密動作台１５８を含む。作動モード１５７Ａにある時に、ミラー１５４は、図１に示すように、動作台１５８を使用して蒸発レーザエネルギ１２０の経路から外へ移動される。これは、蒸発レーザエネルギ１２０がミラー１５４から干渉されないで出力経路１３４に沿って出力１３５に移動することを可能にする。

一部の実施形態において、経路迂回アセンブリ１５６がモード１５７Ｂにある時に、出力ミラー１５４は、図２に示すように、凝固レーザエネルギ１１２及び蒸発レーザエネルギ１２０の経路に移される。一部の実施形態において、凝固レーザエネルギ１１２は、ミラー１５４により出力経路に沿って出力１３５に向けられ、蒸発レーザエネルギ１２０は、ミラー１５４によって出力経路１３４から迂回される。一部の実施形態において、蒸発レーザエネルギ１２０は、ミラー１５４によって蒸発レーザエネルギ１２０を吸収してそれをレーザシステム１００に閉じ込めるエネルギダンプ１６０に迂回される。これは、例えば、（ａ）凝固レーザエネルギ１１２を高度に反射するコーティングをミラー１５４の面１６２上に含み、（ｂ）蒸発エネルギ１２０を高度に反射するコーティングをミラー１５４の面１６４上に含むことによって達成することができる。

従って、蒸発モード（図１）の一部の実施形態において、経路迂回アセンブリ１４６は、動作台１５１を使用して凝固エネルギ１１２の経路の中にミラー１３０を位置決めし、経路迂回アセンブリ１５６は、動作台１５８を使用して蒸発エネルギ１２０の経路から外にミラー１５４を移動する。その結果、蒸発レーザエネルギ１２０は、出力経路１３４に沿って出力１３５に向けられる。出力１３５内のレーザエネルギ１２０は、送出デバイス１４４に結合して必要に応じて放出され、患者に外科的レーザ治療を行うことができる。更に、凝固レーザエネルギ１１２は、利得媒体１０２を通して反射して戻され、上述のような共振空洞１０６は、１次レーザエネルギ１１２を第２の調波出力波長まで周波数を倍加させ、それによって出力経路１３４に沿ってレーザシステムから出力１３５を通して放出される蒸発レーザエネルギ１２０を発生させる。従って、凝固レーザエネルギ１１２は、出力経路１３４及び出力１３５から迂回される。

凝固モード（図２）の一部の実施形態において、経路迂回アセンブリ１４６は、動作台１５１を使用して凝固レーザエネルギ１１２の経路の中にミラー１５０を移動し、経路迂回アセンブリ１５６は、動作台１５８を使用して凝固レーザエネルギ１１２及び蒸発レーザエネルギ１２０の両方の経路の中にミラー１５４を移動する。その結果、凝固レーザエネルギ１１２は、出力経路１３４に沿って出力１３５に向けられる。レーザエネルギ１１２は、送出デバイス１４４に結合されて必要に応じて放出され、患者に外科的レーザ治療を行うことができる。更に、蒸発レーザエネルギ１２０は、出力経路１３４及び出力１３５から、例えば、エネルギダンプ１６０などに迂回される。

経路迂回アセンブリ１４６の精密動作台１５１及び経路迂回アセンブリ１５６の精密動作台１５８を使用して、ミラー１３０及び１５０をモード１４８Ａ及び１４８Ｂに、かつミラー１５４をモード１５７Ａ及び１５７Ｂに選択的に位置決めする。一部の実施形態において、精密動作台１５１、１５８は電動式であり、かつあらゆる適切な形態を取ることができる。一部の実施形態において、精密動作台１５１及び／又は１５８は、対応するミラー１３０、１５０及び１５４が軸の回りを回転してそれらをそれらの作動モードに置く回転台の形態である。一部の実施形態において、精密動作台１５１及び／又は１５８は、ミラー１３０、１５０及び１５４が横方向に移動又はピボット回転してそれらをそれらの作動モードに置くステップ台である。当業者が容易に理解するように、他の適切な動作台１５１、１５８を使用することもできる。

一部の実施形態において、システム１００は、経路迂回アセンブリ１５６を利用しない。これに代えて、ミラー１５４は、図１に仮想線で表すように、蒸発レーザエネルギ１２０の放出経路と一線に並ぶ固定位置を有する。この実施形態において、ミラー１５４は、蒸発レーザエネルギ１２０に対して高透過性であって凝固レーザエネルギ１１２を高度に反射する面１６２を含む。

図３及び４は、本発明の実施形態によるそれぞれ蒸発及び凝固モードでの例示的手術レーザシステム２００の概略図である。システム２００は、システム２００を蒸発モード（図３）から凝固モード（図４）に切換える方式を除いて、図１及び２のシステム１００と同様に作動する。類似の方式で作動するか又は図１及び２に関連して説明するものと類似の機能を行う要素は、図１及び２を説明するのに使用するものと同じ要素番号を使用する。一部の実施形態において、システム２００が蒸発モードにある時に蒸発レーザエネルギ１２０を出力する役割を担うミラー１３０及び他の構成要素の各々は、固定位置を有する。その結果、蒸発レーザエネルギの経路を制御する構成要素間の位置合わせを正確に維持することができる。

一部の実施形態において、システム２００は、システム２００の蒸発モードに対応する作動モード又は位置２０４Ａ（図３）と、システム２００の凝固モードに対応する作動モード又は位置２０４Ｂ（図４）とを有する経路迂回アセンブリ２０２を含む。経路迂回アセンブリ２０２がモード２０４Ａにある時に、蒸発レーザエネルギ１２０が、例えば、レーザファイバ１４２に取りつけられた送出デバイス１４４（図１及び２）を使用して外科的レーザ治療を実施するのに使用するために出力経路１３４にかつ出力１３５に向けられる。凝固レーザエネルギ１１２は、図３に示すように、例えば、ミラー１２８及び１３０によってレーザ共振器１０６内にレーザエネルギ１１２を保持することによって出力経路１３４から迂回される。

一部の実施形態において、システム２００は、図３に示すように、経路迂回アセンブリ２０２がモード２０４Ａにある時に、レーザエネルギ１１２の経路の外側に位置決めされたミラー２０８及び２１０を収容するアセンブリ２０６を含む。一部の実施形態において、ミラー２０８は、凝固レーザエネルギ１１２に対して高透過性であって蒸発レーザエネルギ１２０に対して高反射性のコーティングを面２１２上に含む。一部の実施形態において、経路迂回アセンブリ２０２は、モード又は位置２０４Ａ及び２０４Ｂ間でアセンブリ２０６を移動するように構成された精密動作台２１４を含む。動作台２１４の実施形態は、動作台１５１及び１５８に関連して上で考察したものを含む。

経路迂回アセンブリ２０２が凝固モードに対応する作動モード２０４Ｂ（図４）にある時に、アセンブリ２０６は、動作台２１４を使用してレーザエネルギ１１２の経路に移される。凝固レーザエネルギ１１２の少なくとも一部分は、ミラー２０８通して透過され、ミラー２１０を使用して出力経路１３４にかつ出力１３５に向けられる。１又は２以上の経路指定ミラーを使用して、凝固レーザエネルギ１１２を出力経路１３４に送出することができる。例えば、経路指定ミラー２１６を使用して、ミラーから反射した凝固レーザエネルギ１１２をミラー１５３及びミラー１５４に向け、凝固レーザエネルギ１１２を出力経路１３４に送出する。システム１００のように、ミラー１５４は、固定位置を有することができ、又は上で考察したように好ましい精密動作台１５８を使用して移動することができる。次に、凝固レーザエネルギ１１２は、例えば、送出デバイス１４４（図１及び２）を使用して外科的レーザ治療を行う際に使用することができる。蒸発レーザエネルギ１２０は、図４に示すように、出力経路１３４からレーザエネルギ１２０を迂回し、かつレーザ共振器１０６内にレーザエネルギ１２０を保持するためにミラー２１０によって反射される。

図５及び６は、本発明の実施形態によるそれぞれ蒸発及び凝固モードでの例示的手術システム３００の概略図である。システム３００は、システム３００を蒸発モード（図５）から凝固モード（図６）に切換える方式を除いて上述のシステム１００及び２００と同様に作動する。図１〜４を参照して上述したものと同じか又は類似の要素であるか又は同じか又は類似の機能を実行する要素は、同じか又は類似の参照番号を使用してラベル付けされる。

一部の実施形態において、システム３００は、蒸発モードに対応する作動モード又は位置３０４Ａ（図５）と、凝固モードに対応する作動モード又は位置３０４Ｂ（図６）とを有する経路迂回アセンブリ３０２を含む。一部の実施形態において、経路迂回アセンブリ３０２は、経路指定ミラー２１０を含み、かつミラー２０８が固定位置に留まりながらモード３０４Ａ及び３０４Ｂに対応する２つの位置の間でミラー２１０を移動してそれぞれ蒸発及び凝固モード間でシステム３００を移行させるように構成される。一部の実施形態において、経路迂回アセンブリ３０２は、上述の精密動作台１５１及び１５８に従って形成することができる精密動作台３０６を使用してモード３０４Ａ及び３０４Ｂの位置間でミラー２１０を移動する。

経路迂回アセンブリ３０２がモード３０４Ａにある時に、ミラー２１０は、凝固レーザエネルギ１１２の経路から外に位置決めされる。その結果、凝固レーザエネルギ１１２は、図５に示すように、出力経路１３４への移動から迂回され、例えば、ミラー１２８及び１３０によってレーザ共振器１０６内に保持される。凝固レーザエネルギ１１２は、図５に示すように、本発明明細書に説明する実施形態により、レーザ共振器１０６内で蒸発レーザエネルギ１２０に変換され、出力経路１３４にかつ出力１３５に向けられる。蒸発レーザエネルギ１２０は、送出デバイス１４４（図１及び２）に結合され、例えば、患者に対してレーザ治療を行いたい時に放出することができる。

経路迂回アセンブリ３０２がモード３０４Ｂにある時に、ミラー２１０は、図６に示すように、動作台３０６を使用して凝固レーザエネルギ１１２の経路に移される。レーザエネルギ１１２は、ミラー２１０から固定ミラー２０８に向けて反射される。ミラー２０８は、少なくとも部分的にレーザエネルギ１１２の波長を透過し、従って、ミラー２０８を通過するレーザエネルギ１１２の少なくとも一部分は、出力経路１３４及び出力１３５に経路指定される。例えば、凝固レーザエネルギ１１２は、本明細書に説明する実施形態により、出力経路１３４及び出力１３５へのミラー２１６、１５３、及び１５４によって出力経路に経路指定される。システム１００のように、ミラー１５４は、固定位置を有するか又は上で考察したように好ましい精密動作台１５８を使用して移動することができる。次に、凝固レーザエネルギ１１２は、例えば、送出デバイス１４４（図１及び２）を使用して外科的レーザ治療を行う際に使用することができる。ミラー２０８を通過しない凝固レーザエネルギ１１２の一部は、ミラー２１０に向けて反射して戻り、レーザ共振器１０６内に保持される。

図７及び８は、本発明の実施形態によるそれぞれ蒸発及び凝固モードでの例示的手術レーザシステム４００の概略図である。この実施形態において、システム４００は、図７に示すように、蒸発モードにある時に蒸発レーザエネルギ１２０を放出するように構成されたレーザ空洞４０２を含む。一部の実施形態において、レーザ空洞４０２の構成要素は固定され、システム２００の蒸発モードと類似の作動をもたらす。

一部の実施形態において、システム４００は、図８に示すように、システム４００が凝固モードにある時に望ましい凝固レーザエネルギ４１２を放出するように構成された凝固レーザ源４０４を含む。一部の実施形態において、凝固レーザ源４０４は、適切な光ファイバ４１４を通してレーザ空洞４０２に結合された１又は２以上のレーザダイオードを含む。凝固レーザエネルギ４１２は、例えば、２０Ｗ〜５０Ｗに及ぶ電力のような蒸発レーザエネルギ１２０に対する低電力を有することができる。平行化レンズ４１６を使用して、凝固レーザエネルギ４１２を平行化することができる。

一部の実施形態において、システム４００は、凝固レーザ源４０４を起動することによって蒸発モードから凝固モードに移行される。凝固レーザエネルギ４１２は、ミラー１５４から反射され、例えば、患者にレーザ治療を行うために送出デバイス１４４（図１及び２）を通してシステム４００から放出するために、凝固レーザエネルギ４１２を出力経路１３４及び出力１３５に向ける。

一部の実施形態において、ミラー１５４は、図７の仮想線ボックスに示すように固定位置を有し、図１を参照して上述したように、蒸発レーザエネルギ１２０に対して高透過性及び凝固レーザエネルギ４１２には高反射性である。一部の実施形態において、システム４００は、ポンプモジュール１０４を停止し、又は利得媒体１０２へのポンプエネルギ１０８の送出を遮断し、かつ凝固レーザ源４０４を起動することによって蒸発モードから凝固モードに移行する。

一部の実施形態において、ミラー１５４は、例えば、経路迂回アセンブリ１５６の動作台１５８を使用して、蒸発モードに対応する作動モード又は位置１５７Ａ（図７）と凝固モードに対応する作動モード又は位置１５７Ｂ（図８）との間で移動可能である。システム４００が蒸発モードにある時に、ミラー１５４は、図７の実線ボックスに示すように位置又はモード１５７Ａに移動する。システム４００は、図８に示すように、精密動作台１５８を使用してモード１５７Ｂに対応する位置にミラー１５４を移動し、かつレーザ源４０４を起動することによって凝固モードに移行される。

一部の実施形態において、ミラー１５４は、蒸発レーザエネルギ１２０を高度に反射する面１６４を有する。一部の実施形態において、ポンプモジュール１０４は、システム４００が凝固モードにある時に起動状態に維持され、蒸発レーザエネルギ１２０は、図８に示すように、ミラー１５４からビームダンプに反射される。

本発明の一部の実施形態は、システム１００、２００、３００、及び４００を使用して医療レーザ治療を行う方法に関する。一部の実施形態において、医師は、システムを蒸発モードに置いて蒸発レーザエネルギ１２０を放出し、蒸発レーザエネルギ１２０を使用して患者のターゲット組織に対して切断、蒸発、融除、又は他のレーザ治療を行う。レーザ治療が行われた後に、ターゲット組織に対して凝固作動を実行することが望ましい場合がある。一部の実施形態において、医師は、システムを蒸発モードから凝固モードに切換えて凝固レーザエネルギ（１１２、４１２）を放出し、凝固レーザエネルギをターゲット組織に送出して凝固作動を実行する。

一部の実施形態において、蒸発モードと凝固モードの間の本明細書に説明するシステムの切換えは、足踏みペダルのような入力デバイス又は他の適切な入力デバイスを通して行うことができる。一部の実施形態において、コントローラ１４５は、入力デバイスから入力を受信し、相応にシステムを望ましいモードに設定する。一部の実施形態において、コントローラ１４５は、１又は２以上のモータを制御して異なる動作台（例えば、１５１、１５８、２１４、及び３０６）を駆動して様々なモード間で構成要素を移動し、構成要素（例えば、ポンプモジュール１０４、レーザ源４０４）を起動又は停止し、及び／又は他の自動機能を実施する。一部の実施形態において、それらの蒸発及び凝固モード間のシステムの移行は、動作台のうちの１又は２以上をオペレータが物理的に移動することを要求する。

本発明は、好ましい実施形態を参照して説明したが、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく形態及び詳細に変更を行うことができることを当業者は認識するであろう。

１００ 手術レーザシステム
１０２ 利得媒体
１０６ レーザ共振器
１４６、１５６ 経路迂回アセンブリ
１５１、１５８ 動作台

Claims (20)

1. 作動波長内のポンプエネルギを生成するように構成されたポンプモジュールと、
   前記ポンプエネルギを第１のレーザエネルギに変換するように構成された利得媒体と、
   前記第１のレーザエネルギの一部分を該第１のレーザエネルギの調波である第２のレーザエネルギに変換するように構成された非線形結晶（ＮＬＣ）と、
   出力と、
   前記第１のレーザエネルギが出力経路に沿って前記出力に向けられ、かつ前記第２のレーザエネルギが該出力経路及び該出力から迂回される第１の作動モードと、前記第２のレーザエネルギが該出力経路に沿って該出力に向けられ、かつ該第１のレーザエネルギが該出力経路及び該出力から迂回される第２の作動モードとを有する経路迂回アセンブリと、
   を含むことを特徴とする手術レーザシステム。
2. 前記出力に光学的に結合された導波路と、
   前記導波路の遠位端にあり、かつ前記第１又は第２のレーザエネルギを患者のターゲット組織に放出するように構成された送出デバイスと、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の手術レーザシステム。
3. 前記第１のレーザエネルギは、凝固作動を実行するように構成され、前記第２のレーザエネルギは、蒸発作動を実行するように構成されることを特徴とする請求項２に記載の手術レーザシステム。
4. 前記第１のレーザエネルギは、７８０ｎｍ乃至３．０μｍの波長を有し、前記第２のレーザエネルギは、４００乃至６００ｎｍの波長を有することを特徴とする請求項３に記載の手術レーザシステム。
5. 前記経路迂回アセンブリは、出力ミラーと、該出力ミラーを前記第１の作動モードにある時に第１の位置にかつ前記第２の作動モードにある時に第２の位置に移動するように構成された動作台とを含むことを特徴とする請求項２に記載の手術レーザシステム。
6. 前記出力ミラーは、前記第２の位置にある時に前記第２のレーザエネルギを反射しないことを特徴とする請求項５に記載の手術レーザシステム。
7. 前記出力ミラーは、前記第１の位置にある時に前記第２のレーザエネルギを反射することを特徴とする請求項５に記載の手術レーザシステム。
8. 前記出力ミラーが前記第１の位置にある時に、前記第１のレーザエネルギは、該出力ミラーの第１の側部から反射され、前記第２のレーザエネルギは、該第１の側部の反対側である該出力ミラーの第２の側部から反射されることを特徴とする請求項５に記載の手術レーザシステム。
9. 前記利得媒体と前記ＮＬＣとを通って延びる共振器経路を含み、
   前記第１及び第２のレーザエネルギは、前記経路迂回アセンブリが前記第２の作動モードにある時に前記共振器経路に沿って向けられる、
   ことを特徴とする請求項２に記載の手術レーザシステム。
10. 前記経路迂回アセンブリは、
    第１及び第２のミラーと、
    前記第１及び第２のミラーを
    前記第１及び第２のレーザエネルギが前記第１のミラーを使用して前記共振器経路に沿って向けられる第１の位置、及び
    前記第１のレーザエネルギが、前記第２のミラーを通って前記出力経路及び前記出力まで透過され、かつ前記第２のレーザエネルギが、該第２のミラーを使用して前記共振器経路に沿って向けられる第２の位置、
    まで移動するように構成された動作台と、
    を含み、
    前記動作台の前記第１及び第２の位置は、前記経路迂回アセンブリの前記第１及び第２の作動モードにそれぞれ対応する、
    ことを特徴とする請求項９に記載の手術レーザシステム。
11. 前記経路迂回アセンブリは、
    第１及び第２のミラーと、
    前記第１及び第２のミラーを
    前記第１及び第２のミラーが前記共振器経路の外側である前記第１の作動モードに対応する第１の位置、及び
    前記第１のレーザエネルギが、前記第２のミラーを使用して前記出力経路及び前記出力に向けられ、かつ前記第２のレーザエネルギが、前記第１のミラーを使用して前記共振器経路に沿って向けられる前記第２の作動モードに対応する第２の位置、
    まで移動するように構成された動作台と、
    を含む、
    ことを特徴とする請求項９に記載の手術レーザシステム。
12. 前記経路迂回アセンブリが前記第２の作動モードにあり、かつ前記第１及び第２のミラーが前記第２の位置にある時に、前記第１のレーザエネルギは、該第１のミラーを通して透過されることを特徴とする請求項１１に記載の手術レーザシステム。
13. ４００乃至６００ｎｍの波長を有する蒸発レーザエネルギと７８０ｎｍ乃至３．０μｍの波長を有する凝固レーザエネルギとを発生させるように構成された少なくとも１つのレーザ源と、
    出力と、
    前記蒸発レーザエネルギが、出力経路に沿って前記出力に向けられ、かつ前記凝固レーザエネルギが、該出力経路及び該出力から迂回される蒸発モードと、該凝固レーザエネルギが、該出力経路に沿って該出力に向けられ、かつ該蒸発レーザエネルギが、該出力経路及び該出力から迂回される凝固モードとを有する経路迂回アセンブリと、
    前記出力に光学的に結合された導波路と、
    前記蒸発又は凝固レーザエネルギを患者のターゲット組織に放出するように構成された前記導波路の遠位端の送出デバイスと、
    を含むことを特徴とする手術レーザシステム。
14. 前記少なくとも１つのレーザ源は、
    作動波長内のポンプエネルギを生成するように構成されたポンプモジュールと、
    前記ポンプエネルギを前記凝固レーザエネルギに変換するように構成された利得媒体と、
    前記凝固レーザエネルギの一部分を前記蒸発レーザエネルギに変換するように構成された非線形結晶（ＮＬＣ）と、
    を含み、
    前記経路迂回アセンブリは、出力ミラーと、該出力ミラーを前記蒸発モードにある時に第１の位置にかつ前記凝固モードにある時に第２の位置に移動するように構成された動作台とを含む、
    ことを特徴とする請求項１３に記載の手術レーザシステム。
15. 前記出力ミラーは、前記第１の位置にある時に前記蒸発レーザエネルギを反射せず、
    前記出力ミラーは、前記第２の位置にある時に前記蒸発レーザエネルギを反射する、
    ことを特徴とする請求項１４に記載の手術レーザシステム。
16. 前記出力ミラーが前記第２の位置にある時に、前記凝固レーザエネルギは、該出力ミラーの第１の側部から反射され、前記蒸発レーザエネルギは、該第１の側部の反対側である該出力ミラーの第２の側部から反射されることを特徴とする請求項１５に記載の手術レーザシステム。
17. 前記利得媒体と前記ＮＬＣとを通って延びる共振器経路を含み、
    前記第１及び第２のレーザエネルギは、前記経路迂回アセンブリが前記蒸発モードにある時に前記共振器経路に沿って向けられる、
    ことを特徴とする請求項１４に記載の手術レーザシステム。
18. 前記経路迂回アセンブリは、
    第１及び第２のミラーと、
    前記第１及び第２のミラーを
    前記凝固及び蒸発レーザエネルギが、前記第１のミラーを使用して前記共振器経路に沿って向けられる第１の位置、及び
    前記凝固レーザエネルギが前記第２のミラーを通って放出経路に沿って前記第１の経路迂回アセンブリまで透過され、かつ前記蒸発レーザエネルギが、該第２のミラーを使用して前記共振器経路に沿って向けられる第２の位置、
    まで移動するように構成された動作台と、
    を含み、
    前記動作台の前記第１及び第２の位置は、前記経路迂回アセンブリの前記蒸発及び凝固モードにそれぞれ対応する、
    ことを特徴とする請求項１７に記載の手術レーザシステム。
19. 前記経路迂回アセンブリは、
    第１及び第２のミラーと、
    前記第１及び第２のミラーを
    前記第１及び第２のミラーが前記共振器経路の外側である前記蒸発モードに対応する第１の位置、及び
    前記凝固レーザエネルギが、前記第２のミラーを使用して前記出力経路及び前記出力に向けられ、かつ前記蒸発レーザエネルギが、前記第１のミラーを使用して前記共振器経路に沿って向けられる前記凝固モードに対応する第２の位置、
    まで移動するように構成された動作台と、
    を含む、
    ことを特徴とする請求項１７に記載の手術レーザシステム。
20. 前記少なくとも１つのレーザ源は、
    前記蒸発レーザエネルギを発生させるように構成された蒸発レーザ源と、
    前記凝固レーザエネルギを発生させるように構成された凝固レーザ源と、
    を含む、
    ことを特徴とする請求項１３に記載の手術レーザシステム。

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