JP2023009439A - Light irradiation medical device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、血管や消化管等の体内管腔において、がん細胞等の組織に光を照射するための光照射医療装置に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a light irradiation medical device for irradiating tissues such as cancer cells with light in body lumens such as blood vessels and gastrointestinal tracts.
光線力学的療法(Photodynamic Therapy:PDT)では、光増感剤を静脈注射や腹腔内投与で体内に投与し、がん細胞等の対象組織に光増感剤を集積させ、特定の波長の光を照射することにより光増感剤を励起させる。励起された光増感剤が基底状態に戻るときにエネルギー転換が生じ、活性酸素種を発生させる。活性酸素種が対象組織を攻撃することにより、対象組織を除去することができる。レーザー光を用いたアブレーションでは、対象組織にレーザー光を照射し、焼灼することが行われる。このような光照射を行うための装置が提案されている。 In photodynamic therapy (PDT), a photosensitizer is administered into the body by intravenous injection or intraperitoneal injection, and the photosensitizer is accumulated in target tissues such as cancer cells, and light of a specific wavelength is used. to excite the photosensitizer. An energy transfer occurs when the excited photosensitizer returns to the ground state, generating reactive oxygen species. Target tissue can be removed by attacking the target tissue with reactive oxygen species. In ablation using laser light, a target tissue is irradiated with laser light and cauterized. An apparatus for performing such light irradiation has been proposed.
特許文献1には、光ファイバと、光ファイバの周囲を間隙をもって囲む可撓性のチューブと、光ファイバの出射側の端部をチューブ内でほぼ同軸に保持する保持具とを備えるレーザ治療用光ファイバプローブが開示されている。また、保持部は1本のコイルばねから構成されており、コイルばねの第1円筒コイル部は光ファイバに通され、光ファイバの被覆に対して固着されることが開示されている。
特許文献2には、光ファイバと、光ファイバを覆うカバーチューブとを備える医療ライトガイドが開示されている。光ファイバは、コアと、クラッドと、クラッドを覆う被覆とを有し、光ファイバが延びる長手方向に順に、コア及びクラッドが被覆に覆われた第1の被覆部と、被覆が除去されクラッドが露出した第1のクラッド部と、コア及びクラッドが被覆に覆われた第2の被覆部と、被覆及びクラッドが除去されコアが露出したコア部と、コア及びクラッドが被覆に覆われた第3の被覆部と、被覆が除去されクラッドが露出した第2のクラッド部と、先端部と、を有している。 Patent Literature 2 discloses a medical light guide that includes an optical fiber and a cover tube that covers the optical fiber. An optical fiber has a core, a clad, and a coating covering the clad. The exposed first cladding portion, the second covering portion in which the core and the cladding are covered with the covering, the core portion in which the covering and the cladding are removed and the core is exposed, and the third in which the core and the cladding are covered with the covering , a second cladding portion from which the cladding is removed and the cladding is exposed, and a tip portion.
特許文献1に記載されているような前方照射型の光照射装置は、腫瘍等の対象組織の全体を照射するためには、ある場所で光を射出した後に対象組織に対する発光部位の位置を少しずらして再び光を射出するという操作を複数回行う必要があった。また、腫瘍の発生場所や形状によっては照射が行いにくいこともあった。側方照射型の光照射装置は、周方向の広範囲を一度に照射可能であるというメリットがある。ところが特許文献2に記載されているような装置では、装置の周方向において発光強度分布にムラが生じることがあった。その場合、前方照射型と同様に、側方照射型であっても対象組織の全体を照射するためには光射出と発光部位の位置調整を繰り返し行う必要があり、手技の長時間化や患者および術者の負担を引き起こすおそれがあった。そこで本発明は、手技の効率化に資する光照射医療装置を提供することを目的とする。
In order to irradiate the entire target tissue such as a tumor, the front-illumination type light irradiation device as described in
上記目的を達成し得た本発明の光照射医療装置の一実施態様は、長手軸方向に遠位端と近位端を有し、かつ長手軸方向に延在している内腔を有するシャフトと、シャフトの内腔に配置されている光ファイバーと、シャフトの内腔に配置されており、光ファイバーの遠位部の一部を覆っている筒部材と、を有し、光ファイバーはその遠位部の所定区間に長手軸方向に延在しておりシャフトの径方向の外方に向かって光を射出する光拡散部を有し、筒部材が光拡散部の一部を覆っており、筒部材は遠位端側が閉じられており、近位端側が開口した形状を有し、筒部材の近位部の内周面が光拡散部の外周面に固定されており、筒部材の遠位部の内周面は光拡散部の外周面に固定されていない点に要旨を有する。上記光照射医療装置によれば、光拡散部のうち筒部材に覆われている部分では光拡散部から射出される光が筒部材の内面で反射するため、反射光が光拡散部のうち筒部材で覆われていない部分である露出部から様々な方向に拡散されやすくなる。その結果、シャフトの周方向において露出部の発光強度分布が均一化されやすくなる。これにより、腫瘍等の対象組織への照射回数や対象組織に対する露出部の位置調整の回数を減らすことができるため、手技の効率化が図られる。また、筒部材の近位部の内周面が光拡散部の外周面に固定されていることにより、体内に光照射医療装置を挿入してもシャフトの長手軸方向において筒部材の近位端の位置が光拡散部に対してずれないように固定されるため、照射位置を安定させることができる。さらに、筒部材の遠位部の内周面は光拡散部の外周面に固定されていないことにより、光照射医療装置が体内の屈曲部を通る場合でも、筒部材の遠位端側が突っ張らずにシャフトの湾曲に追従しやすくなり、光ファイバーの破損のリスクも低減することができる。 One embodiment of the light irradiation medical device of the present invention that has achieved the above object is a shaft having a distal end and a proximal end in the longitudinal direction and a lumen extending in the longitudinal direction. an optical fiber disposed within the lumen of the shaft; and a tubular member disposed within the lumen of the shaft and covering a portion of the distal portion of the optical fiber, the optical fiber being located at the distal portion thereof. has a light diffusing portion that extends in the longitudinal direction in a predetermined section of the shaft and emits light outward in the radial direction of the shaft; a cylindrical member covers a part of the light diffusing portion; is closed on the distal end side and open on the proximal end side, the inner peripheral surface of the proximal portion of the tubular member is fixed to the outer peripheral surface of the light diffusion portion, and the distal portion of the tubular member is not fixed to the outer peripheral surface of the light diffusing portion. According to the light irradiation medical device, the portion of the light diffusing portion covered by the cylindrical member reflects the light emitted from the light diffusing portion on the inner surface of the cylindrical member. It becomes easier to diffuse in various directions from the exposed portion, which is the portion not covered with the member. As a result, the emission intensity distribution of the exposed portion tends to be uniform in the circumferential direction of the shaft. As a result, it is possible to reduce the number of times the target tissue such as a tumor is irradiated and the number of times the position of the exposed portion is adjusted with respect to the target tissue, thereby improving the efficiency of the procedure. In addition, since the inner peripheral surface of the proximal portion of the tubular member is fixed to the outer peripheral surface of the light diffusing portion, even if the light irradiation medical device is inserted into the body, the proximal end of the tubular member in the longitudinal axis direction of the shaft will remain unchanged. is fixed so as not to shift with respect to the light diffusing portion, the irradiation position can be stabilized. Furthermore, since the inner peripheral surface of the distal portion of the tubular member is not fixed to the outer peripheral surface of the light diffusing portion, the distal end side of the tubular member does not stiffen even when the light irradiation medical device passes through a bend in the body. In addition, it becomes easier to follow the curvature of the shaft, and the risk of breakage of the optical fiber can be reduced.
上記光照射医療装置において、光拡散部の遠位端面は筒部材に固定されていなくてもよい。筒部材の近位部が光拡散部に接着されていてもよい。筒部材の近位部の平均内径が筒部材の遠位部の平均内径よりも小さくなっていてもよい。筒部材の近位部がかしめられて筒部材が光拡散部に固定されていてもよい。 In the above light irradiation medical device, the distal end face of the light diffusing portion may not be fixed to the tubular member. A proximal portion of the tubular member may be adhered to the light diffusing portion. The average inner diameter of the proximal portion of the tubular member may be smaller than the average inner diameter of the distal portion of the tubular member. A proximal portion of the tubular member may be crimped to secure the tubular member to the light diffusing portion.
上記光照射医療装置において、筒部材の近位端は、光拡散部の長手軸方向の中点よりも遠位側に位置していてもよい。光拡散部の外周面は、シャフトの内周面と離れて配されていてもよい。筒部材の外周面は、シャフトの内周面と接していてもよい。 In the above light irradiation medical device, the proximal end of the cylindrical member may be located on the distal side of the midpoint of the light diffusing portion in the longitudinal direction. The outer peripheral surface of the light diffusing portion may be arranged apart from the inner peripheral surface of the shaft. The outer peripheral surface of the tubular member may be in contact with the inner peripheral surface of the shaft.
上記光照射医療装置において、筒部材は光拡散部を周回するように線材がらせん状に巻回されているコイル部を有していてもよい。コイル部は線材の線径の2倍以下のピッチを有する第1ピッチ部を有していてもよい。 In the above light irradiation medical device, the cylindrical member may have a coil portion in which a wire is spirally wound around the light diffusing portion. The coil portion may have a first pitch portion having a pitch equal to or less than twice the wire diameter of the wire.
上記光照射医療装置において、光ファイバーは、長手軸方向に延在しているコアを有し、光ファイバーは、コアの外周に配されている第1クラッドを有している第1区間を有し、光ファイバーは、光拡散部に、コアの外周に配されており第1クラッドよりも外周面の表面粗さが大きい第2クラッドを有し第1区間よりも遠位側に位置している第2区間を有していてもよい。光ファイバーは、長手軸方向に延在しているコアを有し、光ファイバーは、コアの外周に配されている第1クラッドを有している第1区間を有し、光ファイバーは、光拡散部に、クラッドが存在せず第1区間よりも遠位側に位置している第3区間を有していてもよい。 In the above light irradiation medical device, the optical fiber has a core extending in a longitudinal direction, the optical fiber has a first section having a first clad disposed around the core, The optical fiber has, in the light diffusing portion, a second clad disposed on the outer periphery of the core and having a surface roughness of the outer peripheral surface larger than that of the first clad, and the second clad positioned distally of the first section. It may have intervals. The optical fiber has a core extending longitudinally, the optical fiber has a first section having a first cladding disposed around the core, and the optical fiber has a light diffusing portion. , a third section that is devoid of cladding and located distally of the first section.
上記光照射医療装置によれば、光拡散部のうち筒部材に覆われている部分では光拡散部から射出される光が筒部材の内面で反射するため、反射光が光拡散部のうち筒部材で覆われていない部分である露出部から様々な方向に拡散されやすくなる。その結果、シャフトの周方向において露出部の発光強度分布が均一化されやすくなる。これにより、腫瘍等の対象組織への照射回数や対象組織に対する露出部の位置調整の回数を減らすことができるため、手技の効率化が図られる。また、体内に光照射医療装置を挿入してもシャフトの長手軸方向において筒部材の近位端の位置が光拡散部に対してずれないように固定されるため、照射位置を安定させることができる。さらに、光照射医療装置が体内の屈曲部を通る場合でも、筒部材の遠位端側が突っ張らずにシャフトの湾曲に追従しやすくなり、光ファイバーの破損のリスクを低減することができる。 According to the light irradiation medical device, the portion of the light diffusing portion covered by the cylindrical member reflects the light emitted from the light diffusing portion on the inner surface of the cylindrical member. It becomes easier to diffuse in various directions from the exposed portion, which is the portion not covered with the member. As a result, the emission intensity distribution of the exposed portion tends to be uniform in the circumferential direction of the shaft. As a result, it is possible to reduce the number of times the target tissue such as a tumor is irradiated and the number of times the position of the exposed portion is adjusted with respect to the target tissue, thereby improving the efficiency of the procedure. In addition, even if the light irradiation medical device is inserted into the body, the position of the proximal end of the cylindrical member is fixed so as not to shift with respect to the light diffusing portion in the longitudinal direction of the shaft, so that the irradiation position can be stabilized. can. Furthermore, even when the light irradiation medical device passes through a bend in the body, the distal end side of the tubular member is not stretched and can easily follow the bending of the shaft, thereby reducing the risk of optical fiber breakage.
以下、下記実施の形態に基づき本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施の形態によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。なお、各図面において、便宜上、ハッチングや部材符号等を省略する場合もあるが、かかる場合、明細書や他の図面を参照するものとする。また、図面における種々部材の寸法は、本発明の特徴の理解に資することを優先しているため、実際の寸法とは異なる場合がある。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on the following embodiments, but the present invention is not limited by the following embodiments, and can be modified appropriately within the scope of the above and later descriptions. It is of course possible to carry out in addition, and all of them are included in the technical scope of the present invention. In each drawing, for the sake of convenience, hatching, member numbers, etc. may be omitted. In such cases, the specification and other drawings shall be referred to. In addition, the dimensions of various members in the drawings may differ from the actual dimensions, since priority is given to helping to understand the features of the present invention.
本発明の光照射医療装置の一実施態様は、長手軸方向に遠位端と近位端を有し、かつ長手軸方向に延在している内腔を有するシャフトと、シャフトの内腔に配置されている光ファイバーと、シャフトの内腔に配置されており、光ファイバーの遠位部の一部を覆っている筒部材と、を有し、光ファイバーはその遠位部の所定区間に長手軸方向に延在しておりシャフトの径方向の外方に向かって光を射出する光拡散部を有し、筒部材が光拡散部の一部を覆っており、筒部材は遠位端側が閉じられており、近位端側が開口した形状を有し、筒部材の近位部の内周面が光拡散部の外周面に固定されており、筒部材の遠位部の内周面は光拡散部の外周面に固定されていない点に要旨を有する。上記光照射医療装置によれば、光拡散部のうち筒部材に覆われている部分では光拡散部から射出される光が筒部材の内面で反射するため、反射光が光拡散部のうち筒部材で覆われていない部分である露出部から様々な方向に拡散されやすくなる。その結果、シャフトの周方向において露出部の発光強度分布が均一化されやすくなる。これにより、腫瘍等の対象組織への照射回数や対象組織に対する露出部の位置調整の回数を減らすことができるため、手技の効率化が図られる。また、筒部材の近位部の内周面が光拡散部の外周面に固定されていることにより、体内に光照射医療装置を挿入してもシャフトの長手軸方向において筒部材の近位端の位置が光拡散部に対してずれないように固定されるため、照射位置を安定させることができる。さらに、筒部材の遠位部の内周面は光拡散部の外周面に固定されていないことにより、光照射医療装置が体内の屈曲部を通る場合でも、筒部材の遠位端側が突っ張らずにシャフトの湾曲に追従しやすくなり、光ファイバーの破損のリスクを低減することができる。 One embodiment of the photomedical device of the present invention includes a shaft having longitudinally distal and proximal ends and having a longitudinally extending lumen; and a tubular member disposed within the lumen of the shaft and covering a portion of the distal portion of the optical fiber, the optical fiber extending longitudinally through a predetermined section of the distal portion. and has a light diffusing portion that emits light outward in the radial direction of the shaft, a cylindrical member covers a portion of the light diffusing portion, and the cylindrical member is closed at its distal end The inner peripheral surface of the proximal portion of the tubular member is fixed to the outer peripheral surface of the light diffusing portion, and the inner peripheral surface of the distal portion of the tubular member is the light diffusing portion. The gist is that it is not fixed to the outer peripheral surface of the part. According to the light irradiation medical device, the portion of the light diffusing portion covered by the cylindrical member reflects the light emitted from the light diffusing portion on the inner surface of the cylindrical member. It becomes easier to diffuse in various directions from the exposed portion, which is the portion not covered with the member. As a result, the emission intensity distribution of the exposed portion tends to be uniform in the circumferential direction of the shaft. As a result, it is possible to reduce the number of times the target tissue such as a tumor is irradiated and the number of times the position of the exposed portion is adjusted with respect to the target tissue, thereby improving the efficiency of the procedure. In addition, since the inner peripheral surface of the proximal portion of the tubular member is fixed to the outer peripheral surface of the light diffusing portion, even if the light irradiation medical device is inserted into the body, the proximal end of the tubular member in the longitudinal axis direction of the shaft will remain unchanged. is fixed so as not to shift with respect to the light diffusing portion, the irradiation position can be stabilized. Furthermore, since the inner peripheral surface of the distal portion of the tubular member is not fixed to the outer peripheral surface of the light diffusing portion, the distal end side of the tubular member does not stiffen even when the light irradiation medical device passes through a bend in the body. It becomes easy to follow the curvature of the shaft, and the risk of breakage of the optical fiber can be reduced.
光照射医療装置は、PDTや光アブレーションにおいて血管や消化管等の体内管腔で、がん細胞等の対象組織である処置部に対して特定の波長の光を照射するために用いられる。光照射医療装置は、単独で処置部まで送達されるものであってもよく、送達用のカテーテルや内視鏡と共に用いられてもよい。内視鏡を用いた治療では、内視鏡の鉗子チャンネルを通じて光照射医療装置が体内に配置され、処置部まで送達される。 A photoirradiation medical device is used in PDT or photoablation to irradiate a target tissue, such as cancer cells, with light of a specific wavelength in a body lumen such as a blood vessel or digestive tract. The light irradiation medical device may be delivered to the treatment site alone, or may be used together with a delivery catheter or endoscope. In treatment using an endoscope, a light irradiation medical device is placed inside the body through a forceps channel of the endoscope and delivered to a treatment site.
図1~図12を参照しながら、装置の基本構成について説明する。図1は本発明の一実施形態に係る光照射医療装置の断面図(一部側面図)である。図2は図1に示した光照射医療装置の遠位側を拡大した断面図(一部側面図)である。図3は図2に示した光照射医療装置のIII-III線における切断部端面図である。図4は図2に示した筒部材の切断部端面図である。図5~図7、図9は図2に示した光照射医療装置の変形例を示す断面図(一部側面図)である。図8は図7に示した筒部材の切断部端面図である。図10は図2に示した光ファイバーの遠位側を拡大した断面図である。図11~図12は図10に示した光ファイバーの変形例を示す断面図である。光照射医療装置1は、シャフト10と光ファイバー20と筒部材40を有している。以下では光照射医療装置を単に装置と称することがある。光ファイバー20と筒部材40の位置関係を理解しやすくするために、図10~図12ではシャフト10を省略している。
The basic configuration of the apparatus will be described with reference to FIGS. 1 to 12. FIG. FIG. 1 is a sectional view (partial side view) of a light irradiation medical device according to one embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view (partial side view) enlarging the distal side of the light irradiation medical device shown in FIG. FIG. 3 is an end view of the light irradiation medical device shown in FIG. 2 taken along line III-III. 4 is a cut end view of the cylindrical member shown in FIG. 2. FIG. 5 to 7 and 9 are cross-sectional views (partial side views) showing modifications of the light irradiation medical device shown in FIG. 8 is a cut end view of the cylindrical member shown in FIG. 7. FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view of the distal side of the optical fiber shown in FIG. 11 and 12 are sectional views showing modifications of the optical fiber shown in FIG. The light irradiation
本明細書において、装置1の遠位側とは、シャフト10の長手軸方向xの遠位端側であって処置対象側を指す。装置1の近位側とは、シャフト10の長手軸方向xの近位端側であって使用者の手元側を指す。各部材をシャフト10の長手軸方向xにおいて二等分割したときの近位側を近位部、遠位側を遠位部と称することがある。装置1の径方向において、内方はシャフト10の長手軸方向xに延びる中心軸cに向かう方向を指し、外方は内方とは反対の放射方向を指す。
In this specification, the distal side of the
シャフト10は長手軸方向xと径方向と周方向pを有している。図1に示すようにシャフト10は、長手軸方向xに遠位端と近位端を有しており、長手軸方向xに延在している内腔11を有している。シャフト10は、内腔11を1つのみ有していてもよく、複数有していてもよい。シャフト10はその内腔11に光ファイバー20および筒部材40を配置するために筒形状を有している。シャフト10は、内腔11を1つのみ有する筒形状を有していることが好ましい。シャフト10は体内に挿入されるため、好ましくは可撓性を有している。シャフト10は内周面12と外周面13を有している。
The
シャフト10は、一または複数の線材を所定のパターンで配置することで形成された中空体;上記中空体の内側表面または外側表面の少なくともいずれか一方に樹脂をコーティングしたもの;樹脂チューブ;またはこれらを組み合わせたもの、例えばこれらを長手軸方向に接続したものが挙げられる。線材が所定のパターンで配置された中空体としては、線材が単に交差される、または編み込まれることによって網目構造を有する筒状体や、線材が巻回されたコイルが示される。線材は、一または複数の単線であってもよく、一または複数の撚線であってもよい。樹脂チューブは、例えば押出成形によって製造することができる。シャフト10が樹脂チューブである場合、シャフト10は単層または複数層から構成することができる。シャフト10は長手軸方向xまたは周方向pの一部が単層から構成されており、他部が複数層から構成されていてもよい。
The
シャフト10は、例えば、ポリオレフィン樹脂(例えば、ポリエチレンやポリプロピレン)、ポリアミド樹脂(例えば、ナイロン)、ポリエステル樹脂(例えば、PET)、芳香族ポリエーテルケトン樹脂(例えば、PEEK)、ポリエーテルポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂(例えば、PTFE、PFA、ETFE)等の合成樹脂や、ステンレス鋼、炭素鋼、ニッケルチタン合金等の金属から構成することができる。これらは一種のみを単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。シャフト10のうち少なくとも光拡散部21と重なる部分は、光透過性を有する樹脂から構成されていることが好ましい。シャフト10のうち少なくとも光拡散部21と重なる部分は、透明樹脂から構成されていてもよい。
The
図1に示すようにシャフト10の遠位端には先端チップ15が取り付けられていてもよい。シャフト10の遠位端部による生体組織の損傷を回避することができる。先端チップ15の形状としては、例えば円柱形状、長円柱形状、半球形状、長円球形状、角錐台形状、円錐台形状、長円錐台形状、角丸錐台形状、またはこれらの組み合わせを挙げることができる。
A
図1では、シャフト10の近位部にハンドル60が接続されている。術者がハンドル60を把持することで、装置1の操作が行いやすくなる。ハンドル60は、例えば長手軸方向xに延在している。ハンドル60は、一または複数の部材から構成することができる。図1では、ハンドル60は長手軸方向xに延在している中空部を有している。ハンドル60は例えば筒形状を有していてもよい。図1ではハンドル60の中空部にシャフト10と光ファイバー20が挿通されている。
In FIG. 1, a
ハンドル60の構成材料は特に限定されないが、例えばポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)等のポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)等のポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ABS樹脂、ポリウレタン樹脂等の合成樹脂を用いることができる。
Although the material of the
光ファイバー20は対象組織まで光信号を送信する伝送路である。図1~図2に示すように光ファイバー20は、シャフト10の内腔11に配置されている。光ファイバー20はその遠位部の所定区間に長手軸方向xに延在しておりシャフト10の径方向の外方に向かって光を射出する光拡散部21を有している。光拡散部21は発光エリアとして機能する。光拡散部21は、シャフト10の長手軸方向xおよび周方向pに延在するように配されている。光拡散部21は外周面23を有している。光拡散部21の外周面23はシャフト10の内周面12側に面している。図1では光ファイバー20の近位端部はハンドル60から近位側に向かって延出している。光ファイバー20の近位端部は半導体レーザー等の光源に接続される。
The
内視鏡を通じて、装置1を体腔内の対象組織がある位置まで挿入する。このとき、対象組織がシャフト10の外周面13よりも径方向の外方に位置するように配される。光拡散部21から射出された光がシャフト10のうち少なくとも光拡散部21と重なる部分を透過することで、装置1の周りにある対象組織に光が到達する。
The
光拡散部21からは、少なくともシャフト10の径方向の外方に向かって光が射出されればよく、光拡散部21からは、シャフト10の周方向pの全体に亘ってシャフト10の径方向の外方に向かって光が射出されることが好ましい。光拡散部21からは、さらにシャフト10の遠位方向、すなわち前方に向かって光が射出されてもよい。ただし、装置1には光拡散部21からシャフト10の遠位方向のみに光が射出されるものは含まれないことが好ましい。
From the
図1~図2に示すように光拡散部21の一部が筒部材40に覆われている。本明細書では、筒部材40を光ファイバー20から取り外したときに少なくとも径方向の外方に光が射出される部分を光拡散部21と称している。筒部材40が光拡散部21の一部を覆っている状態では、光拡散部21の遠位端と近位端の少なくともいずれかが筒部材40に隠れて視認できないことがあり、光拡散部21の遠位端と近位端の位置を把握することが困難な場合がある。このため、光拡散部21の遠位端と近位端の位置の特定は、筒部材40を光ファイバー20から取り外した状態で行うものとする。
As shown in FIGS. 1 and 2, part of the
本明細書では、光拡散部21のうち、筒部材40に覆われておらずシャフト10側に露出している部分を露出部22と称している。シャフト10の径方向において、露出部22とシャフト10の間には別の部材が存在しないことが好ましいが、露出部22から射出される光を遮らない部材であれば配されていてもよい。
In this specification, the portion of the
光拡散部21は、光ファイバー20とは別個の拡散部材(例えば拡散板やプリズム)ではなく、光ファイバー20の一部を構成する部分である。光ファイバー20はコアとクラッドを有している。クラッドはコアの外周に配されて、コアの径方向の外方の一部を覆っている。光拡散部21は(i)コアのみ配されている態様、(ii)コアおよびクラッドが配されている態様、または(iii)一部がコアのみが配されており、他部がコアおよびクラッドが配されている態様のいずれかから構成されていることが好ましい。クラッドの径方向の外方には保護用の被覆材が配されていてもよいが、光拡散部21ではコアおよびクラッド以外の部材は配されていないことが好ましい。
The
コアおよびクラッドを構成する材料は特に限定されず、プラスチック、石英ガラス、フッ化物ガラス等のガラスを用いることができる。 The material constituting the core and clad is not particularly limited, and glass such as plastic, quartz glass, and fluoride glass can be used.
シャフト10のうち少なくとも光拡散部21と重なる部分では、シャフト10を構成する樹脂に酸化チタン、硫酸バリウム、炭酸カルシウム等の無機系粒子、架橋アクリル系粒子、架橋スチレン系粒子等の有機系粒子の光拡散性の材料を添加することができる。光拡散部21から射出される光がシャフト10によって一層拡散されやすくなる。
At least in the portion of the
光拡散部21は、光ファイバー20の最も遠位側に配されていることが好ましい。これにより光拡散部21の形成が行いやすくなり、光ファイバー20の遠位端部での柔軟性も高めることができる。
The
長手軸方向xにおいて光拡散部21の長さは光ファイバー20の全長の50分の1以上、45分の1以上、30分の1以上の長さに設定されてもよい。このような長さに設定することで一度の照射で対象組織全体を照射しやすくなる。また、長手軸方向xにおいて光拡散部21の長さは光ファイバー20の全長の20分の1以下、25分の1以下、30分の1以下の長さに設定されてもよい。このような長さに設定することで対象外の組織への照射を防ぐことができる。
The length of the
光拡散部21は、シャフト10の周方向pの一部のみに配されていてもよいが、図3に示すように、光拡散部21は、シャフト10の周方向pの全体に配されていることが好ましい。周方向pの広範囲を一度に照射することができるため、手技の効率化が図られる。
The
図10~図12を参照しながら光ファイバー20の構成例を説明する。図10~図12では、光ファイバー20は、長手軸方向xに延在しているコア25を有し、光ファイバー20は、コア25の外周に配されている第1クラッド26を有している第1区間31を有している。第1区間31では、コア25と第1クラッド26の境界で光が全反射しやすくなるため、第1区間31では、光がコア25内に閉じ込められながら光ファイバー20の遠位側に伝搬される。
A configuration example of the
第1区間31では、1つの第1クラッド26の中に1つのコア25が配されていることが好ましい。第1区間31では光ファイバーはシングルコア光ファイバーと言い換えることができる。
Preferably, one
光ファイバー20のプロファイルの増加を防ぐために、第1区間31では第1クラッド26が光ファイバー20の径方向の最も外側に位置していてもよい。すなわち、第1区間31には被覆材などの他の部材が配されなくてもよい。
In order to prevent the profile of the
図示していないが、光ファイバー20の第1区間31には、第1クラッド26の外周に被覆材が配されていてもよい。第1区間31の外側を保護することが可能となり、第1区間31において外への光漏れや射出を抑制することもできる。被覆材は、第1クラッド26の外周面上に配される被覆層であってもよく、第1クラッド26を内包するシースであってもよい。被覆材は、紫外線硬化樹脂等の樹脂から構成することができる。
Although not shown, the
図10では、光ファイバー20は、光拡散部21に、コア25の外周に配されており第1クラッド26よりも外周面の表面粗さが大きい第2クラッド27を有し第1区間31よりも遠位側に位置している第2区間32を有している。第1区間31よりも第2区間32でクラッドの表面粗さを大きくすることで、光の一部はコア25内に閉じ込められながら光ファイバー20の遠位側に伝搬され、残りの光は第2クラッド27から外に漏れて径方向の外方に射出される。なお、第1区間31では光が径方向の外方に射出されないか、または第2区間32よりも光の漏れ量が小さいことが好ましい。
In FIG. 10 , the
第1区間31と同様に、第2区間32では、1つの第2クラッド27の中に1つのコア25が配されていることが好ましい。第1区間31の第1クラッド26と第2区間32の第2クラッド27は一体成形されていてもよく、第1区間31用の光ファイバーと第2区間32用の光ファイバーが長手軸方向xに接合されていてもよい。
As in the
第2区間32では、第2クラッド27が光ファイバー20の径方向の最も外側に位置していることが好ましい。すなわち、第2区間32では、コア25と第2クラッド27以外の部材(例えば被覆材)が配されていないことが好ましい。この構成により、第2区間32からシャフト10の径方向の外方に向かって光を射出することができる。
In the
第2区間32の第2クラッド27の外周面の表面粗さは、第1区間31の第1クラッド26の外周面の表面粗さよりも大きい。ここで、表面粗さは、光ファイバー20の外周面の長手軸方向における粗さ曲線の基準長さ間での算術平均粗さRaである。基準長さは、使用するレーザー顕微鏡の拡大率に応じて設定すればよいが、例えば200μmである。上記算術平均粗さRaは、JIS B 0601(2001)に規定される算術平均粗さRaに相当し、JIS B 0633(2001)に準じて測定される。測定には、JIS B 0651(2001)に規定される測定機(例えば、キーエンス社製レーザー顕微鏡 VK-X3000)を用いる。
The surface roughness of the outer peripheral surface of the second clad 27 in the
第2区間32の第2クラッド27の外周面の表面粗さの平均値が、第1区間31の第1クラッド26の外周面の表面粗さの平均値よりも大きいことが好ましい。第1区間31ではコア25内に光が閉じ込められやすくなり、第2区間32では第2クラッド27から光が径方向の外方に射出されやすくなる。その結果、長手軸方向xにおいて光拡散部21の発光強度分布が均一化されやすくなる。表面粗さの平均値とは、測定対象となる区間(例えば第1区間31)において、長手軸方向xに並ぶように設定された10点以上の測定点の表面粗さ値の平均値である。
The average value of the surface roughness of the outer peripheral surface of the second clad 27 in the
図10に示すように、長手軸方向xにおいて第2区間32を遠位部323と近位部324に二等分割したときに、近位部324における第2クラッド27の外周面の表面粗さの平均値が、遠位部323における第2クラッド27の外周面の表面粗さの平均値よりも小さいことが好ましい。この構成により、近位部324では遠位部323よりもコア25内に光を閉じ込める効果を高めつつ、遠位部323では第2クラッド27から径方向の外方に向かって光が射出されやすくなるため、長手軸方向xにおいて第2区間32の発光強度分布が均一化されやすくなる。
As shown in FIG. 10, when the
図1および図10から理解できるように長手軸方向xにおいて第1区間31よりも第2区間32の方が短いことが好ましい。光拡散部21を形成しやすくなり、光ファイバー20の遠位端部での柔軟性も高めることができる。長手軸方向xにおいて第2区間32の長さは、第1区間31の長さの20分の1以下、25分の1以下、30分の1以下の長さに設定することができる。また、長手軸方向xにおいて第2区間32の長さは、第1区間31の長さの50分の1以上、45分の1以上、あるいは30分の1以上の長さに設定されてもよい。
As can be seen from FIGS. 1 and 10, the
図10から理解できるように第2区間32の第2クラッド27の平均厚みは、第1区間31の第1クラッド26の平均厚みよりも小さいことが好ましい。このようにクラッドの厚みを調整することで、第1区間31ではコア25内に光が閉じ込められやすくなり、第2区間32では第2クラッド27から光が径方向の外方に射出されやすくなる。ここでクラッドの厚みは、キーエンス社製レーザー顕微鏡 VK-X3000を用いて測定することができる。
As can be understood from FIG. 10 , the average thickness of the second clad 27 in the
図11~図12に示すように、光ファイバー20が第1区間31を有している場合、光ファイバー20は、光拡散部21に、クラッドが存在せず第1区間31よりも遠位側に位置している第3区間33を有していてもよい。第3区間33ではクラッドが存在しないことにより、コア25からの光が径方向の外方に射出される。
As shown in FIGS. 11 and 12, when the
第3区間33では、コア25の周方向の少なくとも一部でクラッドが存在していないことが好ましく、コア25の周方向の全体でクラッドが存在していないことがより好ましい。
In the
第3区間33では、光ファイバー20の中ではコア25が径方向の最も外側に位置していることが好ましい。但し、第3区間33の少なくとも一部が筒部材40により覆われていることが好ましい。すなわち、第3区間33では、クラッドだけでなく、コア25と筒部材40以外のあらゆる部材(例えば被覆材)が配されていないことが好ましい。
In the
長手軸方向xにおいて、第3区間33のコア25の外径は一定の値であってもよく、長手軸方向xの位置によってコア25の外径が異なる値であってもよい。
In the longitudinal axis direction x, the outer diameter of the core 25 in the
図11~図12に示すように、長手軸方向xにおいて、第3区間33の遠位端は、コア25の遠位端と同じ位置にあることが好ましい。第3区間33を形成しやすくなり、光ファイバー20の遠位端部での柔軟性も高めることができる。
As shown in FIGS. 11-12, the distal end of the
第3区間33のコア25の外周面の表面粗さは、第1区間31の第1クラッド26の外周面の表面粗さよりも大きいことが好ましい。第1区間31ではコア25内に光が閉じ込められやすくなり、第3区間33ではコア25から光が径方向の外方に射出されやすくなる。
The surface roughness of the outer peripheral surface of the core 25 in the
光拡散部21には第2区間32と第3区間33の少なくともいずれか一方が配されていることが好ましく、第2区間32と第3区間33の両方が配されていてもよい。図11に示すように、光拡散部21には、その近位側から遠位側に向かって順に第2区間32、第3区間33が配されていることが好ましい。この構成により、長手軸方向xにおいて光拡散部21の発光強度分布が均一化されやすくなる。この効果を高めるためには、長手軸方向xにおいて第1区間31と第2区間32と第3区間33は隣接していることが好ましい。
At least one of the
光ファイバー20が第2区間32と第3区間33を有している場合、図11に示すように長手軸方向xにおいて第2区間32よりも第3区間33の方が短いことが好ましい。この構成により、長手軸方向xにおける露出部22の全体の発光強度分布を均一化させやすくなる。なお、長手軸方向xにおいて第3区間33よりも第2区間32の方が短い態様も許容される。
If the
長手軸方向xにおいて第3区間33の長さは、第2区間32および第3区間33の合計長さの20%以下の大きさであることが好ましく、18%以下の大きさであることがより好ましく、15%以下の大きさであることがさらに好ましい。また、長手軸方向xにおいて第3区間33の長さは、第2区間32および第3区間33の合計長さの5%以上、8%以上、あるいは10%以上の大きさであってもよい。この構成により、長手軸方向xにおける露出部22の発光強度分布を均一化させやすくなる。
The length of the
第2区間32の第2クラッド27の外周面の表面粗さの平均値は、第3区間33のコア25の外周面の表面粗さの平均値よりも小さいことが好ましい。この構成により、第2区間32と第3区間33のそれぞれで、長手軸方向xにおける発光強度分布を均一化させやすくなる。
The average value of the surface roughness of the outer peripheral surface of the second clad 27 in the
図10に示すように、光ファイバー20は、光拡散部21に第2区間32のみを有していてもよい。すなわち、光ファイバー20は、光拡散部21に第3区間33を有していなくてもよい。第2区間32のみを有する構成であっても、長手軸方向xにおける露出部22の発光強度分布を均一化させることができる。コア25が露出していないため、手技中の装置1の曲げに伴う光ファイバー20の損傷を防ぐ効果も有する。
As shown in FIG. 10, the
光ファイバー20が、光拡散部21に第2区間32のみを有している場合、長手軸方向xにおいて、第2区間32の遠位端がコア25の遠位端と同じ位置にあることが好ましい。
When the
図12に示すように、光ファイバー20は、光拡散部21に第3区間33のみを有していてもよい。すなわち、光ファイバー20は、光拡散部21に第2区間32を有していなくてもよい。第3区間33のみを有する構成であっても、長手軸方向xにおける露出部22の発光強度分布を均一化させることができる。
As shown in FIG. 12, the
第2区間32および第3区間33は、エッチングや研磨によりクラッドを剥離させることで形成することができる。第2区間32や第3区間33の表面粗さを調整するために、第2クラッド27の外周面や第3区間33のコア25の外周面に凹凸が配されていてもよい。凹凸は、機械的または化学的に第2クラッド27または第3区間33のコア25の表面を荒らすことで形成可能である。表面を荒らす方法としては、エッチング加工、ブラスト加工、けがき針、ワイヤブラシ、またはサンドペーパーを用いる方法が挙げられる。
The
光拡散部21からは治療用の第1光線が射出されればよい。第1光線は、体内組織を照射し、PDTやPITといった光治療に適した波長のレーザー光であることが好ましい。第1光線のほか、標的化用の第2光線が射出されてもよい。第2光線は、第1光線の射出前に治療部位を把握するために射出される光線であり、第1光線よりも放射エネルギーが低いことが好ましい。
It is sufficient that the
図1~図2に示すように筒部材40は、シャフト10の内腔11に配置されており、光ファイバー20の遠位部の一部を覆っている。詳細には、筒部材40が光拡散部21の一部を覆っている。図4からも理解できるように筒部材40は遠位端401側が閉じられており、近位端402側が開口した形状を有し、筒部材40の近位部404の内周面が光拡散部21の外周面23に固定されており、筒部材40の遠位部403の内周面は光拡散部21の外周面23に固定されていない。上記光照射医療装置1によれば、光拡散部21のうち筒部材40に覆われている部分では光拡散部21から射出される光が筒部材40の内面で反射するため、反射光が光拡散部21のうち筒部材40で覆われていない部分である露出部22から様々な方向に拡散されやすくなる。その結果、シャフト10の周方向pにおいて露出部22の発光強度分布が均一化されやすくなる。これにより、腫瘍等の対象組織への照射回数や対象組織に対する露出部22の位置調整の回数を減らすことができるため、手技の効率化が図られる。また、筒部材40の近位部404の内周面が光拡散部21の外周面23に固定されていることにより、体内に光照射医療装置1を挿入してもシャフト10の長手軸方向xにおいて筒部材40の近位端402の位置が光拡散部21に対してずれないように固定されるため、照射位置を安定させることができる。さらに、筒部材40の遠位部403の内周面は光拡散部21の外周面に固定されていないことにより、光照射医療装置1が体内の屈曲部を通る場合でも、筒部材40の遠位端401側が突っ張らずにシャフト10の湾曲に追従しやすくなる。その結果、光ファイバーの破損のリスクを低減することができ、シャフト10の周方向pにおいて露出部22の発光強度分布も均一化されやすくなる。なお、図2には、近位側から遠位側に向かって進んだ光が、露出部22から直接射出される様子と、筒部材40で反射した後、露出部22から射出される様子の一例を太い矢印で示した。
As shown in FIGS. 1-2,
筒部材40は光拡散部21の一部のみを覆うものであり、光拡散部21の全部を覆うものではない。すなわち、光拡散部21には必ず露出部22が形成される。
The
筒部材40は、シャフト10の長手軸方向xに延在するように形成される。筒部材40は、遠位端401側が閉じられており、近位端402側が開口した形状を有している。この形状は、遠位端401側の閉じられている部分を筒底とした有底筒形状と言い換えることもできる。筒部材40のうち、シャフト10の長手軸方向xに平行な方向を筒部材40の軸方向と称する。図4に示すように、筒部材40は、内周面43と外周面44と遠位端401側の外側端面45と遠位端401側の内側端面46を有している。内周面43は、シャフト10の周方向pに延在しており光ファイバー20の外周面23側に面している。外周面44は、シャフト10の周方向pに延在しておりシャフト10の内周面12側に面している。遠位端401側の外側端面45は、筒部材40を遠位側から近位側に向かって見たときに視認可能な面である。遠位端401側の内側端面46は、有底筒形状の内底面に相当する。
The
図2、図4~図9に示すように、筒部材40は、遠位端401側が閉じられており、近位端402側が開口した形状を有しているため、光拡散部21から射出される光は筒部材40の内周面43と内側端面46で反射されることが好ましい。内周面43は曲面部のみから構成されていてもよく、平面部のみから構成されていてもよく、曲面部と平面部の組み合わせから構成されていてもよい。内周面43で反射された光を多方向に拡散しやすくするためには、内周面43は曲面部を有していることが好ましい。また、内側端面46は平面部のみから構成されていてもよく、曲面部のみから構成されていてもよく、曲面部と平面部の組み合わせから構成されていてもよい。
As shown in FIGS. 2 and 4 to 9, the
筒部材40は、1つの内腔を有していることが好ましい。筒部材40の形状は特に限定されないが、円筒形状、長円筒形状、または多角筒形状であってもよい。筒部材40の軸方向の長さは筒部材40の最大外径より大きくても小さくてもよい。
The
図2、図4~図5に示すように筒部材40は、光拡散部21を周回するように線材42がらせん状に巻回されているコイル部41を有していることが好ましい。光拡散部21のうちコイル部41に覆われている部分では光拡散部21から射出される光がコイル部41の内面で反射するため、反射光が光拡散部21のうちコイル部41で覆われていない露出部22から様々な方向に拡散されやすくなる。コイル部41の構成については後述する。
As shown in FIGS. 2 and 4 to 5, the
筒部材40は線材42が巻回されたコイル形状でなくてもよく、図6~図8に示すように樹脂チューブや金属パイプ等の筒状体であってもよい。
The
筒部材40の内周面43によって光を反射する効果を高めるため、光拡散部21から射出される光はシャフト10の径方向の外方に向かって筒部材40を透過しないことが好ましい。
In order to enhance the effect of reflecting light by the inner
長手軸方向xにおいて、筒部材40の遠位端401は、光拡散部21の遠位端と同じ位置か、光拡散部21の遠位端よりも遠位側に位置していることが好ましい。
In the longitudinal direction x, the
光拡散部21は長手軸方向を有しており、光拡散部21の長手軸方向はシャフト10の長手軸方向xと平行になっている。図2に示すように、筒部材40の近位端402は、光拡散部21の長手軸方向の中点211よりも遠位側に位置していることが好ましい。光拡散部21の長手軸方向において露出部22を長く形成することができるため、長手軸方向の広範囲を一度に照射することができる。
The
筒部材40は、光拡散部21の遠位端を含む位置に配されていることが好ましい。筒部材40は、光拡散部21の長手軸方向の中点211よりも近位側には位置していないことが好ましい。
It is preferable that the
長手軸方向xにおいて筒部材40の全体が、シャフト10の内腔11に配置されていることが好ましい。
It is preferable that the entire
長手軸方向xにおいて、筒部材40の長さは露出部22の長さの2分の1以下、3分の1以下、4分の1以下の長さに設定することができる。また、長手軸方向xにおいて、筒部材40の長さは露出部22の長さの20分の1以上、18分の1以上、15分の1以上の長さに設定されてもよい。
In the longitudinal axis direction x, the length of the
筒部材40は、シャフト10よりも反射率が高い材料から構成されていることが好ましい。この構成により、筒部材40の内面で反射光が拡散されやすくなる。ここで、反射率は光拡散部21から射出される光の反射率を指し、単位は%である。反射率は、オーシャンフォトニクス社製 反射率測定システム OP-RF-VIS-GT50を用いて測定することができる。
The
筒部材40は金属から構成されていることが好ましく、例えば、金、銀、白金、パラジウム、タングステン、タンタル、イリジウムおよびそれらの合金等の放射線不透過性金属でもよく、ステンレス鋼、Ni-Ti合金等の超弾性合金でもよい。
The
筒部材40が、筒部材本体と、筒部材本体の内面に配されている反射層とを有していてもよい。筒部材本体の材料によらず、反射層によって光拡散部21からの光を反射させることができる。例えば樹脂線材が巻回されたコイル体または樹脂チューブが筒部材本体であってもよい。反射層は、筒部材本体の内面に反射材料を含むコート剤が塗布されることで配されてもよく、蒸着、スパッタリング、電気メッキ、化学メッキ等の方法で筒部材本体の内面に反射材料を付着させることにより配されてもよい。なお、反射層は金属薄膜であってもよい。反射材料としては、例えば、アルミニウム、金、銀、銅、スズ、二酸化チタン、五酸化タンタル、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、フッ化マグネシウムまたはこれらの組み合わせが挙げられる。筒部材40が反射層を有する場合、筒部材本体にはシャフト10の構成材料として挙げた材料のいずれかを用いることができる。
The
筒部材40の遠位端401側を加熱して変形させることによって、図4のような遠位端401側が閉じられた筒部材40を得ることができる。また、1つの内腔を有する筒状コイルと、筒状コイルとは別の金属部材を準備し、金属部材を加熱して筒状コイルの遠位側の開口を塞ぐように溶着することで遠位端401側が閉じられた筒部材40を得ることもできる。
By heating and deforming the
光拡散部21が光ファイバー20の最遠位に配される場合、図2に示すように光拡散部21は遠位端面212を有する。その場合、光拡散部21の遠位端面212は筒部材40に固定されていないことが好ましい。このように遠位端面212を非固定にすることで、装置1が体内の屈曲部を通る場合でも、筒部材40の遠位端401側が突っ張らずにシャフト10の湾曲に追従しやすくなる。その結果、光ファイバー20の破損のリスクを低減することができ、シャフト10の周方向において露出部22の発光強度分布も均一化されやすくなる。なお、光拡散部21の遠位端面212は筒部材40に対して動かないように固定されていなければよく、図2に示すように光拡散部21の遠位端面212が筒部材40に接していることは許容される。
When the
光拡散部21の遠位端面212は、図2に示すように光ファイバー20の長手軸方向に対して垂直な平面形状を有していることが好ましいが、光ファイバー20の長手軸方向に対して傾斜している平面形状を有していてもよく、曲面形状を有していてもよい。
The
筒部材40と光拡散部21との固定は、筒部材40と光拡散部21を接着する、筒部材40をかしめることで光拡散部21に筒部材40を固定する等の方法が挙げられる。
The fixing between the
図2、図6~図7に示すように、筒部材40の近位部404が光拡散部21に接着されていることが好ましい。これにより、光ファイバー20の損傷を回避しながら、光拡散部21に対して筒部材40がずれないように固定することができる。図2、図6~図7では、筒部材40と光拡散部21が接着剤層38によって接合されている。
As shown in FIGS. 2 and 6-7, the
筒部材40の近位部404の一部のみが光拡散部21に接着されていてもよく、近位部404の全体が光拡散部21に接着されていてもよい。筒部材40の近位部404の周方向の一部のみが光拡散部21に接着されていてもよく、近位部404の周方向の全体が光拡散部21に接着されていてもよい。接着剤層38は、筒部材40の近位部404の軸方向において連続的に配されていてもよく、断続的に配されていてもよい。接着剤層38は、筒部材40の近位部404の周方向において連続的に配されていてもよく、断続的に配されていてもよい。
Only a portion of the
筒部材40と光拡散部21の接着には、ポリウレタン系、エポキシ系、シアノ系、またはシリコーン系の接着剤を用いることができる。例えば、光拡散部21の外周面に接着剤を塗布した後、筒部材40の内腔に光拡散部21を挿入することで、筒部材40と光拡散部21を固定することができる。
A polyurethane-based, epoxy-based, cyano-based, or silicone-based adhesive can be used for bonding the
シャフト10の長手軸方向xにおいて筒部材40の外径は一定であってもよく、長手軸方向xの位置によって筒部材40の外径が異なっていてもよい。例えば、図5に示すように筒部材40の近位部404の平均内径が筒部材40の遠位部403の平均内径よりも小さくなっていることが好ましい。近位部404を光拡散部21に密着させやすくなり、光ファイバー20から筒部材40が外れにくくなる。
The outer diameter of the
図5に示すように筒部材40の近位部404がかしめられて筒部材40が光拡散部21に固定されていることが好ましい。筒部材40の近位部404が径方向の内方に押圧されて塑性変形することで、筒部材40を光拡散部21に圧着させることができる。筒部材40が取り付けられた光ファイバー20のプロファイルの増加を防ぎながら、光拡散部21に対して筒部材40がずれないように固定することができる。
Preferably, the
シャフト10の長手軸方向xにおいて、筒部材40の近位部404の一部のみがかしめられていてもよく、近位部404の全体がかしめられていてもよい。
Only a portion of the
光拡散部21のうち筒部材40の近位部404によって覆われている部分は、筒部材40によって締め付けられて縮径していてもよい。筒部材40の近位部404の平均内径は、光拡散部20の露出部22の平均外径よりも小さくてもよい。筒部材40の近位部404を光拡散部20の外面に食い込むように取り付けることができるため、光ファイバー20から筒部材40が外れにくくなる。
A portion of the
図示していないかしめ用工具を用いて、筒部材40のかしめ加工を行うことができる。
The
筒部材40の近位部404が光拡散部21に接着されており、かつ筒部材40の近位部404がかしめられて筒部材40が光拡散部21に固定されていてもよい。このように接着とかしめ加工の両方の方法を用いることで、筒部材40を光拡散部21にずれないように強固に固定することができる。
The
筒部材40の内周面43に凹凸が配されていてもよい。内周面43の表面を粗面化させて、マイクロメートルオーダーまたはナノメートルオーダーの微細な凹凸を形成することにより、反射光が多方向に拡散されやすくなる。
Concavities and convexities may be arranged on the inner
筒部材40の内周面43の凹凸構造は、筒部材40の内周面43をエッチング加工、ブラスト加工、けがき針、ワイヤブラシ、またはサンドペーパーを用いて荒らすことによって形成されてもよい。
The concave-convex structure of the inner
シャフト10の長手軸方向xにおいて、凹凸は、筒部材40の一部のみに配されていてもよく、凹凸は、筒部材40の全体に配されていてもよい。また、シャフト10の周方向において、凹凸は、筒部材40の一部のみに配されていてもよく、凹凸は、筒部材40の全体に配されていてもよい。
In the longitudinal axis direction x of the
図9に示すように、筒部材40の遠位端401側には光拡散部21からの光を反射する反射材17が配されていることが好ましい。反射材17とは、例えば反射面が近位側を向くように配されたミラーである。この構成により、筒部材40の内周面だけでなく反射材17によっても光を反射することができるため、反射光が露出部22から様々な方向に拡散されやすくなる。
As shown in FIG. 9 , it is preferable that a
反射材17の表面は、アルミニウム、金、銀、銅、スズ、二酸化チタン、五酸化タンタル、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、またはフッ化マグネシウムから構成されていることが好ましい。
The surface of
図9に示すように、コイル部材40の内腔の最も遠位側に反射材17が配されていてもよい。その場合、コイル部材40の内側端面46と反射材17の遠位端面が接していてもよい。
As shown in FIG. 9, the
光ファイバー20が第2区間32を有している場合、図10に示すように筒部材40は第2区間32の一部を覆っていることが好ましく、第2区間32の遠位部の一部を覆っていることがより好ましい。光拡散部21から径方向の外方に射出された光を第2区間32のうち筒部材40に覆われた部分で反射させることができる。なお、筒部材40は、第2区間32の全部を覆っていないことが好ましい。
If the
図11~図12に示すように、光ファイバー20が第3区間33を有している場合、筒部材40が第3区間33の少なくとも一部を覆っていることが好ましい。長手軸方向xにおいて、筒部材40は第3区間33の少なくとも一部を覆っていることがより好ましい。光拡散部21から径方向の外方に射出された光を第3区間33のうち筒部材40に覆われた部分で反射させることができる。長手軸方向xにおいて、図12に示すように筒部材40は第3区間33の一部のみを覆っていてもよい。その場合、筒部材40は第3区間33の遠位部の一部を覆っていることが好ましい。また、長手軸方向xにおいて、図11に示すように筒部材40が第3区間33の全体を覆っていてもよい。
As shown in FIGS. 11 and 12, when the
光ファイバー20が第2区間32と第3区間33を有している場合、筒部材40の近位端402は、第2区間32の遠位端よりも遠位側に位置していてもよい。このように筒部材40が第3区間33のみに配され、第2区間32に配されていなくてもよい。
If the
光ファイバー20が第2区間32と第3区間33を有している場合、筒部材40の近位端402が第2区間32の遠位端よりも近位側に位置していてもよい。このように筒部材40が第2区間32の一部と第3区間33の少なくとも一部に配されていてもよい。
When the
筒部材40が第2区間32の一部を覆っている場合、筒部材40は第2区間32の第2クラッド27の外周面に接していることが好ましい。また、筒部材40が第3区間33の少なくとも一部を覆っている場合、筒部材40は第3区間33のコア25の外周面に接していることが好ましい。
When the
図2に示すように、光拡散部21の外周面23は、シャフト10の内周面12と離れて配されていることが好ましい。露出部22において、光拡散部21の外周面23が、シャフト10の内周面12と離れて配されていることがより好ましい。また、長手軸方向xの全体にわたって、光拡散部21の外周面23が、シャフト10の内周面12と離れて配されていることがさらに好ましい。このようにシャフト10の内腔11に光拡散部21を配することで、光拡散部21でのシャフト10の柔軟性を維持することができる。
As shown in FIG. 2 , it is preferable that the outer
シャフト10の周方向pの全体において、光拡散部21の外周面23がシャフト10の内周面12と離れて配されていることが好ましい。また、シャフト10の径方向における光拡散部21の外周面23とシャフト10の内周面12との距離が、シャフト10の周方向pのいずれの位置でも均一であることが好ましい。これにより、周方向pにおいて露出部22の発光強度分布が均一化されやすくなる。
It is preferable that the outer
図2に示すように、筒部材40の外周面44は、シャフト10の内周面12と接していることが好ましい。この構成により、シャフト10に対する筒部材40の位置がずれにくくなり露出部22の位置が固定されるため、照射位置を安定させることができる。筒部材40はシャフト10の内腔11に挿入されていればよく、筒部材40の外周面44は、シャフト10の内周面12に対して固着されていなくてもよい。
As shown in FIG. 2 , the outer
以下では、筒部材40が好ましく有するコイル部41と、コイル部41を構成する線材42について説明する。
Below, the
線材42はその長手軸方向に先端と基端を有している。線材42は先端から基端まで単一の線状部材から構成されていてもよく、線材42はその長手軸方向において互いに連結された複数の線状部材から構成されてもよい。
The
線材42の長手軸方向に垂直な断面の形状は、円形状、長円形状、多角形状、またはこれらの組み合わせであってもよい。長円形状には楕円形状、卵形状、角丸長方形状が含まれるものとする。本明細書の他の説明においても同様である。
The cross-sectional shape of the
コイル部41を構成する線材42の線径(太さ)や、線材42の巻き数は特に限定されない。コイル部41の軸方向の長さはコイル部41の最大外径より大きくても小さくてもよい。
The wire diameter (thickness) of the
コイル部41は、単層巻きコイルであってもよく、多層巻きコイルであってもよい。図1ではコイル部41は単層巻きコイルのみから構成されている例を示している。コイル部41は、単層巻きされている第1コイル部と、多層巻きされている第2コイル部を有していてもよい。
The
コイル部41のピッチPは特に限定されず、軸方向において一定であってもよく、軸方向の位置によって異なっていてもよい。ピッチPとは、図1に示すように軸方向においてコイル部41を形成する隣り合う2つの線材42の中心軸の間隔である。
The pitch P of the
コイル部41は、軸方向において隣り合う線材42同士の間に隙間が形成されていてもよいが、隣り合う線材42同士の隙間は大きすぎないことが好ましい。隣り合う線材42の隙間から光が漏れ過ぎると露出部22での発光強度が小さくなることがあるためである。したがって、図1に示すようにコイル部41は線材42の線径の2倍以下のピッチを有する第1ピッチ部48を有していることが好ましい。
Although the
図1に示すように、第1ピッチ部48において、コイル部41は線材42の線径と同じピッチを有していてもよい。このようなコイルは、一般に密着巻きコイルと称される。密着巻きコイルでは、隣り合う2つの線材42の間に隙間がなく、コイル部41から光が漏れにくいため好ましい。
As shown in FIG. 1 , in the
線材42の線径が、その長手軸方向で変化している場合(例えば、太径部と、太径部よりも線径が細い細径部がある場合)には、第1ピッチ部48において、コイル部41は線材42の線径よりも小さいピッチを有していてもよい。
When the wire diameter of the
第1ピッチ部48において、コイル部41は線材42の1.1倍以上のピッチを有していてもよく、1.2倍以上のピッチを有していてもよい。また、第1ピッチ部48において、コイル部41は線材42の線径の1.9倍以下のピッチを有していてもよく、1.8倍以下のピッチを有していてもよい。このようにピッチを設定することで、コイル部41からの光の漏れを抑えることができるため好ましい。
In the
第1ピッチ部48がコイル部41の軸方向の一部のみを構成していてもよい。また、第1ピッチ部48がコイル部41の軸方向の全体を構成していてもよい。
The
コイル部41が、筒部材40の軸方向の一部のみを構成していることが好ましい。例えば、筒部材40が、シャフト10の周方向に延びた形状を有する胴部と、胴部よりも遠位側に位置する底部を有している場合、胴部がコイル部41であることが好ましい。
It is preferable that the
筒部材40がコイル部41を有している場合、図2および図5に示すように近位側から数えて、コイル部41の少なくとも1ピッチ目が光拡散部21に固定されていることが好ましく、コイル部41の少なくとも1から2ピッチ目までが光拡散部21に固定されていることがより好ましく、コイル部41の少なくとも1から3ピッチ目までが光拡散部21に固定されていることがさらに好ましい。なお、遠位側から数えて、コイル部41の少なくとも1ピッチ目は光拡散部21に固定されていないことが好ましく、コイル部41の少なくとも1から2ピッチ目までが光拡散部21に固定されていないことがより好ましく、コイル部41の少なくとも1から3ピッチ目までが光拡散部21に固定されていないことがさらに好ましい。
When the
筒部材40がコイル部41を有している場合、図2に示すように近位側から数えて、コイル部41の少なくとも1ピッチ目が光拡散部21の外周面に接着されていることが好ましく、コイル部41の少なくとも1から2ピッチ目までが光拡散部21の外周面に接着されていることがより好ましく、コイル部41の少なくとも1から3ピッチ目までが光拡散部21の外周面に接着されていることがさらに好ましい。
When the
筒部材40がコイル部41を有している場合、図5に示すように近位側から数えて、コイル部41の少なくとも1ピッチ目がかしめられて光拡散部21の外周面に固定されていることが好ましく、コイル部41の少なくとも1から2ピッチ目までがかしめられていることがより好ましく、コイル部41の少なくとも1から3ピッチ目までがかしめられていることがさらに好ましい。
When the
図2および図4、または図7~図8に示すように筒部材40の内周面43には複数の凸部491が配されていてもよい。その結果、2つの凸部491の間には凹部492が配されることが好ましい。内周面43の凸部491と凹部492により、反射光は多方向に拡散されやすくなる。
A plurality of
筒部材40の内周面43にはそれぞれ長手軸方向xに複数の凸部491が並ぶように配されることが好ましい。その結果、2つの凸部491の間には凹部492が配されることが好ましい。内周面43の凸部491と凹部492により、反射光は多方向に拡散されやすくなる。
It is preferable that a plurality of
筒部材40の内周面43には凸部491と凹部492が周期的に配されていてもよく、凸部491と凹部492がランダムに配されていてもよい。
The
図4および図8に示すように、シャフト10の長手軸方向xに沿った断面において、筒部材40の内周面において、凸部491と凹部492がシャフト10の長手軸方向xに交互に並んでいてもよい。図示していないが、シャフト10の長手軸方向xに垂直な断面において、筒部材40の内周面43において、凸部491と凹部492がシャフト10の周方向pに交互に並んでいてもよい。
As shown in FIGS. 4 and 8 , in the cross section along the longitudinal axis direction x of the
筒部材40の近位部404の内周面は、筒部材40の遠位部403の内周面よりも表面粗さが大きくてもよい。なお、筒部材40の近位部404の内周面と筒部材40の遠位部403の内周面は表面粗さの大きさが同じであってもよい。
The inner peripheral surface of the
筒部材40がコイル部41を有する場合、線材42が巻回される結果、図4に示すようにシャフト10の長手軸方向xに沿った断面において、内周面43に長手軸方向xに複数の凸部491が並ぶように配されていてもよい。線材42によって凸部491を形成するためには、線材42の長手軸方向に垂直な断面の形状は、円形状または長円形状であることが好ましい。
When the
図8に示すように、凸部491は、筒部材40の内周面43に配され、筒部材40の軸方向の中心に向かって突出している突起であってもよい。このような突起を設けることによっても反射光が多方向に拡散されやすくなる。
As shown in FIG. 8 , the
1:光照射医療装置
10:シャフト
20:光ファイバー
21:光拡散部
22:露出部
25:コア
26:第1クラッド
27:第2クラッド
31:第1区間
32:第2区間
33:第3区間
40:筒部材
41:コイル部
60:ハンドル
x:長手軸方向
p:周方向
1: Light irradiation medical device 10: Shaft 20: Optical fiber 21: Light diffusion part 22: Exposed part 25: Core 26: First clad 27: Second clad 31: First section 32: Second section 33: Third section 40 : Cylindrical member 41: Coil portion 60: Handle x: Longitudinal axis direction p: Circumferential direction
Claims (12)
前記シャフトの前記内腔に配置されている光ファイバーと、
前記シャフトの前記内腔に配置されており、前記光ファイバーの遠位部の一部を覆っている筒部材と、を有し、
前記光ファイバーはその遠位部の所定区間に前記長手軸方向に延在しており前記シャフトの径方向の外方に向かって光を射出する光拡散部を有し、
前記筒部材が前記光拡散部の一部を覆っており、
前記筒部材は遠位端側が閉じられており、近位端側が開口した形状を有し、
前記筒部材の近位部の内周面が前記光拡散部の外周面に固定されており、
前記筒部材の遠位部の内周面は前記光拡散部の外周面に固定されていない光照射医療装置。 a shaft having longitudinal distal and proximal ends and having a lumen extending longitudinally;
an optical fiber disposed in the lumen of the shaft;
a tubular member disposed in the lumen of the shaft and covering a portion of the distal portion of the optical fiber;
The optical fiber has a light diffusing portion extending in the longitudinal direction in a predetermined section of the distal portion thereof and emitting light outward in the radial direction of the shaft,
The cylindrical member covers a part of the light diffusing section,
The cylindrical member has a shape with a distal end side closed and a proximal end side open,
The inner peripheral surface of the proximal portion of the cylindrical member is fixed to the outer peripheral surface of the light diffusion portion,
The light irradiation medical device, wherein the inner peripheral surface of the distal portion of the tubular member is not fixed to the outer peripheral surface of the light diffusing portion.
前記光ファイバーは、前記コアの外周に配されている第1クラッドを有している第1区間を有し、
前記光ファイバーは、前記光拡散部に、前記コアの外周に配されており前記第1クラッドよりも外周面の表面粗さが大きい第2クラッドを有し前記第1区間よりも遠位側に位置している第2区間を有している請求項1~10のいずれか一項に記載の光照射医療装置。 The optical fiber has a core extending along the longitudinal axis,
The optical fiber has a first section having a first clad disposed around the core,
The optical fiber has, in the light diffusing portion, a second clad disposed on the outer periphery of the core and having a surface roughness of an outer peripheral surface larger than that of the first clad, and located on the distal side of the first section. The light irradiation medical device according to any one of claims 1 to 10, which has a second section that
前記光ファイバーは、前記コアの外周に配されている第1クラッドを有している第1区間を有し、
前記光ファイバーは、前記光拡散部に、前記クラッドが存在せず前記第1区間よりも遠位側に位置している第3区間を有している請求項1~11のいずれか一項に記載の光照射医療装置。 The optical fiber has a core extending along the longitudinal axis,
The optical fiber has a first section having a first clad disposed around the core,
12. The optical fiber according to any one of claims 1 to 11, wherein the light diffusing portion has a third section in which the clad does not exist and which is located on the distal side of the first section. light irradiation medical device.
Priority Applications (1)
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