JP2023519214A - 血管内砕石術デバイスのための光学的アナライザーアッセンブリおよび方法 - Google Patents

Abstract

血管壁（１０８）または心臓弁の中のまたはそれに隣接する治療部位（１０６）を治療するためのカテーテルシステム（１００）は、光供給源（１２４）と、膨張可能なバルーン（１０４）と、光ガイド（１２２Ａ）と、光学的アナライザーアッセンブリ（１４２）とを含む。光供給源（１２４）は、光エネルギーを発生させる。膨張可能なバルーン（１０４）は、治療部位（１０６）に実質的に隣接して位置決め可能である。膨張可能なバルーン（１０４）は、バルーン内部（１４６）を画定するバルーン壁（１３０）を有しており、バルーン内部（１４６）は、バルーン流体（１３２）を受け入れる。光ガイド（１２２Ａ）は、ガイド近位端部（１２２Ｐ）において光供給源（１２４）から光エネルギーを受け入れ、ガイド遠位端部（１２２Ｄ）に向けてバルーン内部（１４６）の中へ光エネルギーを第１の方向（１２１Ｆ）にガイドする。光学的アナライザーアッセンブリ（１４２）は、ガイド遠位端部（１２２Ｄ）から光ガイド（１２２Ａ）のガイド近位端部（１２２Ｐ）に向けて第２の方向（１２１Ｓ）に光ガイド（１２２Ａ）から放出された光エネルギーを光学的に分析するように構成されている。

Description

関連出願
本出願は、２０２０年３月１８日に出願された米国仮出願第６２／９９１，３９４号、および、２０２１年２月１０日に出願された米国特許出願第１７／１７２，９８０号に対する優先権を主張する。許可される限り、米国仮出願第６２／９９１，３９４号および米国特許出願第１７／１７２，９８０号の内容は、その全体が参照により本明細書に組み込まれている。

体内の血管の中の血管病変は、主要な有害事象（たとえば、心筋梗塞、塞栓症、深部静脈血栓症、および脳卒中など）に対するリスクの増加に関連付けられ得る。重度の血管病変は、臨床の場において医師が治療して開存を実現することが困難である可能性がある。

血管病変は、いくつか例を挙げると、たとえば、薬物療法、バルーン血管形成術、アテレクトミー、ステント設置、血管グラフトバイパスなどの介入を使用して治療され得る。そのような介入は、常に理想的であるとは限らない可能性があり、または、病変に対処するためにその後の治療を必要とする可能性がある。

本発明は、血管壁または心臓弁の中のまたはそれに隣接する治療部位を治療するためのカテーテルシステムに関する。さまざまな実施形態において、カテーテルシステムは、光供給源と、バルーンと、光ガイドと、光学的アナライザーアッセンブリとを含む。光供給源は、光エネルギーを発生させる。バルーンは、治療部位に実質的に隣接して位置決め可能である。バルーンは、バルーン内部を画定するバルーン壁を有しており、バルーン内部は、バルーン流体を受け入れる。光ガイドは、ガイド近位端部において光エネルギーを受け入れるように構成されており、また、ガイド近位端部から、バルーン内部の中に位置決めされているガイド遠位端部に向けて、光エネルギーを第１の方向にガイドするように構成されている。光学的アナライザーアッセンブリは、第１の方向とは反対の第２の方向に移動する、光ガイドからの光エネルギーを光学的に分析するように構成されている。

いくつかの実施形態において、バルーン流体が、バルーン内部に提供され、バルーンが折り畳まれた構成から拡張された構成へ拡張するようになっている。

追加的に、特定の実施形態において、光供給源は、光エネルギーのパルスを発生させ、光エネルギーのパルスは、光ガイドに沿ってバルーン内部の中へガイドされ、バルーン内部の中のバルーン流体の中にプラズマ発生を誘導する。いくつかのそのような実施形態において、カテーテルシステムは、プラズマ発生器をさらに含み、プラズマ発生器は、光ガイドのガイド遠位端部に位置決めされており、プラズマ発生器は、バルーン内部の中のバルーン流体の中にプラズマを発生させるように構成されている。さらに、そのような実施形態では、プラズマ発生は、急速な気泡形成を引き起こし、血管病変に隣接するバルーン壁の上に圧力波を付与することが可能である。

そのような実施形態では、光学的アナライザーアッセンブリは、プラズマ発生がバルーン内部の中のバルーン流体の中に起こったかどうかを光学的に検出するように構成され得る。追加的に、光学的アナライザーアッセンブリは、プラズマ発生の欠如がバルーン内部の中のバルーン流体の中に起こったかどうかを光学的に検出するようにさらに構成され得る。さらに、光学的アナライザーアッセンブリは、ガイド近位端部からガイド遠位端部への光ガイドの長さに沿った任意のポイントにおいて、光ガイドの故障を光学的に検出するようにも構成され得る。特定のそのような実施形態では、光学的アナライザーアッセンブリは、ガイド近位端部からガイド遠位端部への光ガイドの長さに沿った任意のポイントにおいて、光ガイドに対する潜在的な損傷を光学的に検出するようにも構成され得る。そのうえ、いくつかのそのような実施形態において、光学的アナライザーアッセンブリは、光ガイドに対する潜在的な損傷を光学的に検出するとき、カテーテルシステムの動作を自動的にシャットダウンするように構成されている。

いくつかの実施形態において、ガイド遠位端部は、遠位光レシーバーを含み、遠位光レシーバーは、戻りエネルギービームとしてガイド遠位端部からガイド近位端部へ光ガイドを通る光エネルギーを受け入れる。特定のそのような実施形態では、ガイド遠位端部からガイド近位端部へ光ガイドによって受け入れられる光エネルギーは、バルーン内部の中のバルーン流体の中に発生させられるプラズマから放出される。さらに、いくつかのそのような実施形態において、遠位光レシーバーを介してガイド遠位端部からガイド近位端部へ光ガイドによって受け入れられる光エネルギーは、光学的アナライザーアッセンブリによって光学的に分析される。

特定の実施形態において、カテーテルシステムは、光供給源に連結されているパルス発生器をさらに含む。パルス発生器は、パルス発生器は、光供給源をトリガーし、光エネルギーのパルスを放出するように構成されており、光エネルギーのパルスは、ガイド近位端部からガイド遠位端部へ光ガイドに沿ってガイドされる。そのような実施形態では、光エネルギーのパルスは、光ガイドのガイド遠位端部に位置決めされているプラズマ発生器を励起することが可能であり、プラズマ発生器は、バルーン内部の中のバルーン流体の中にプラズマを発生させるように構成されている。追加的に、特定のそのような実施形態では、光エネルギーは、戻りエネルギービームとして光ガイドを通してガイド近位端部へガイドされて戻る。そのような実施形態では、光学的アナライザーアッセンブリは、戻りエネルギービームを光学的に分析し、プラズマ発生がバルーン内部の中のバルーン流体の中に起こったかどうかを決定するように構成されている。

いくつかの実施形態において、光学的アナライザーアッセンブリは、ビームスプリッターおよび光検出器を含む。ビームスプリッターは、戻りエネルギービームを受け入れ、戻りエネルギービームの少なくとも一部分を光検出器の上に方向付けるように構成されている。追加的に、特定の実施形態において、カテーテルシステムは、ビームスプリッターと光検出器との間にビーム経路に沿って位置決めされている光学エレメントをさらに含み、光学エレメントは、戻りエネルギービームの少なくとも一部分を光検出器の上に連結するように構成されている。さらに、いくつかの実施形態において、光検出器は、戻りエネルギービームの少なくとも一部分に含まれる可視光に少なくとも部分的に基づいて信号を発生させる。追加的に、光検出器からの信号は、増幅器によって増幅され、増幅された信号を提供することが可能であり、増幅された信号は、制御電子機器に方向付けられ、バルーン内部の中のバルーン流体の中のプラズマ発生の強度を決定することが可能である。さらに、いくつかの実施形態において、増幅された信号は、ディスクリミネーター回路を使用してゲート処理される。そのような実施形態では、制御電子機器は、パルス発生器によってトリガーされるような、光供給源からのエネルギーのパルスのタイミングを、光検出器からの増幅された信号のタイミングと比較し、プラズマ発生がバルーン内部の中のバルーン流体の中でいつ起こったかを決定する。

追加的に、他の実施形態において、カテーテルシステムは、尋問ビームとして光エネルギーを発生させる第２の光供給源をさらに含む。そのような実施形態では、光ガイドは、ガイド近位端部において第２の光供給源から尋問ビームを受け入れ、尋問ビームを第２の光供給源からガイド遠位端部に向けてガイドするように構成されている。いくつかのそのような実施形態において、カテーテルシステムは、第２の光供給源に連結されているパルス発生器をさらに含み、パルス発生器は、第２の光供給源をトリガーし、尋問ビームとして光エネルギーのパルスを放出するように構成されており、尋問ビームは、光ガイドに沿ってガイド近位端部からガイド遠位端部へガイドされる。追加的に、特定のそのような実施形態では、第２の光供給源は、可視光供給源である。

さらに、特定の実施形態において、カテーテルシステムは、光ガイドのガイド遠位端部に位置決めされているプラズマ発生器をさらに含む。そのような実施形態では、尋問ビームは、プラズマ発生器によって散乱される、および、プラズマ発生器によって反射される、のうちの一方であり、戻された尋問ビームとして光ガイドに沿ってガイド遠位端部からガイド近位端部へ方向付けられる。特定の実施形態において、戻された尋問ビームは、光ガイドのガイド近位端部から放出されるときに、光学的アナライザーアッセンブリによって光学的に分析される。追加的に、いくつかの実施形態において、光学的アナライザーアッセンブリは、ビームスプリッターおよび光検出器を含み、ビームスプリッターは、戻された尋問ビームを受け入れ、戻された尋問ビームの少なくとも一部分を光検出器の上に方向付けるように構成されている。さらに、特定のそのような実施形態では、光検出器は、戻された尋問ビームの少なくとも一部分に少なくとも部分的に基づいて信号を発生させる。追加的に、光検出器からの信号は、増幅器によって増幅され、増幅された信号を提供することが可能であり、増幅された信号は、制御電子機器に方向付けられ、プラズマ発生がバルーン内部の中のバルーン流体の中でいつ起こったかを決定することが可能である。さらに、増幅された信号は、ディスクリミネーター回路を使用してゲート処理され得る。そのような実施形態では、制御電子機器は、パルス発生器によってトリガーされるような、第２の光供給源からの光エネルギーのパルスのタイミングを、光検出器からの増幅された信号のタイミングと比較し、プラズマ発生がバルーン内部の中のバルーン流体の中でいつ起こったかを決定することが可能である。

いくつかの実施形態において、光供給源は、レーザーを含む。

追加的に、特定の実施形態において、光供給源は、赤外光のパルスの形態の光エネルギーを放出する赤外線レーザーを含む。

さらに、いくつかの実施形態において、光ガイドは、光ファイバーを含む。

また、本発明は、血管壁または心臓弁の中のまたはそれに隣接する治療部位を治療するための方法に関する。特定の実施形態において、方法は、 光供給源によって光エネルギーを発生させるステップと；治療部位に実質的に隣接してバルーンを位置決めするステップであって、バルーンは、バルーン内部を画定するバルーン壁を有しており、バルーン内部は、バルーン流体を受け入れる、ステップと；ガイド近位端部において光ガイドによって光供給源からの光エネルギーを受け入れるステップと；ガイド近位端部から、バルーン内部の中に位置決めされているガイド遠位端部に向けて、光ガイドによって光エネルギーを第１の方向にガイドするステップと；光学的アナライザーアッセンブリによって光ガイドからの光エネルギーを光学的に分析するステップであって、分析される光エネルギーは、反対側に第１の方向の反対の第２の方向に移動する、ステップとを含む。

本概要は、本出願の教示のうちのいくつかの概観であり、本主題の排他的なまたは網羅的な処理であることを意図していない。さらなる詳細は、詳細な説明および添付の特許請求の範囲の中に見出される。他の態様は、以下の詳細な説明を読んで理解すると、および、その一部を形成する図面を見ると、当業者に明らかになることとなり、それらのそれぞれは、限定的な意味で解釈されるべきではない。本明細書における範囲は、添付の特許請求の範囲およびその法的な均等物によって定義される。

本発明の新規な特徴およびその本発明自身は、その構造およびその動作の両方に関して、添付の説明とともに解釈されて、添付の図面から最良に理解されることとなり、図面において、同様の参照文字は、同様のパーツを指す。

本明細書におけるさまざまな実施形態によるカテーテルシステムの実施形態の概略断面図であり、カテーテルシステムは、本発明の特徴を有する光学的アナライザーアッセンブリを含む、図である。 光学的アナライザーアッセンブリの実施形態を含むカテーテルシステムの実施形態の一部分の簡略図である。 光学的アナライザーアッセンブリの別の実施形態を含むカテーテルシステムの別の実施形態の一部分の簡略図である。

本発明の実施形態は、さまざまな修正および代替的な形態の影響を受けやすいが、その詳細は、例および図面によって示されており、本明細書で詳細に説明されている。しかし、本明細書における範囲は、説明されている特定の実施形態に限定されないということが理解される。それどころか、その意図は、本明細書における精神および範囲の中に入る修正例、均等物、および代替例をカバーすることである。

血管病変（本明細書では「治療部位」とも称される場合がある）の治療は、罹患した被検者における主要な有害事象または死亡を低減させることが可能である。本明細書において言及されているように、主要な有害事象は、血管病変の存在に起因して体内のどこかで発生し得るものである。主要な有害事象は、心臓の主要な有害事象、末梢血管系もしくは中枢血管系における主要な有害事象、脳における主要な有害事象、筋骨格における主要な有害事象、または、内蔵のいずれかにおける主要な有害事象を含むことが可能であるが、それに限定されない。

本明細書で開示されているカテーテルシステムおよび関連の方法は、血管内砕石術（ＩＶＬ）カテーテルの性能、信頼性および安全をモニタリングするように構成されている。さまざまな実施形態において、本発明のカテーテルシステムは、エネルギー供給源（たとえば、レーザー供給源などのような光供給源または別の適切なエネルギー供給源）を利用し、エネルギー供給源は、エネルギーガイド（たとえば、光ガイド）によってガイドされるエネルギーを提供し、カテーテルの膨張可能なバルーンのバルーン内部の中のバルーン流体の中に局所化されたプラズマを生成させる。そうであるので、エネルギーガイドは、バルーン内部の中に位置決めされているエネルギーガイドのガイド遠位端部にまたはその近くに「プラズマ発生器」を組み込んでいると本明細書で称される場合があり、または、そのように言うことが可能である。この局所化されたプラズマは、圧力波を誘導し、圧力波は、患者の身体の中の血管壁の中のまたはそれに隣接する治療部位の上に圧力を付与し、その治療部位の中に破砕を誘導する。本明細書で使用されているように、治療部位は、典型的に血管および／または心臓弁の中に見出される血管病変（たとえば、石灰化された血管病変または線維性血管病変など）を含むことが可能である。

とりわけ、さまざまな実施形態において、カテーテルシステムは、患者の身体の中の血管または心臓弁の中のまたはそれに隣接する治療部位に前進するように構成されているカテーテルを含むことが可能である。カテーテルは、カテーテルシャフトと、カテーテルシャフトに連結および／または固定されているバルーンとを含む。本明細書におけるバルーンは、バルーン内部を画定するバルーン壁を含むことが可能であり、また、バルーン内部の中にバルーン流体を受け入れ、患者の血管系を通してカテーテルを前進させるのに適切な折り畳まれた構成から、治療部位に対して適切な位置にカテーテルをアンカー固定するのに適切な拡張された構成へ、拡張するように構成され得る。また、カテーテルシステムは、カテーテルシャフトに沿ってバルーンの中に配設されている１つまたは複数のエネルギーガイド（たとえば、光ガイド）を含む。それぞれのエネルギーガイドは、血管病変を破壊するためにバルーンの中に圧力波を発生させるように構成され得る。カテーテルシステムは、エネルギー供給源からのエネルギー（たとえば、光供給源からの光エネルギー）を利用し、治療部位に位置付けされているバルーンの中に配設されているエネルギーガイドのガイド遠位端部においてまたはその近くにおいて、バルーン流体の中にプラズマを（すなわち、プラズマ発生器を介して）発生させる。プラズマ形成は、１つまたは複数の圧力波を開始させることが可能であり、１つまたは複数の気泡の急速な形成を開始させることが可能であり、気泡は、最大サイズまで急速に膨張し、次いで、キャビテーション事象を通して消散することが可能であり、キャビテーション事象は、崩壊するときに圧力波を発射する可能性がある。プラズマ誘導された気泡の急速な膨張は、バルーンの中に保持されているバルーン流体の中に１つまたは複数の圧力波を発生させ、それによって、治療部位に圧力波を付与することが可能である。いくつかの実施形態において、エネルギー供給源は、エネルギー供給源からエネルギー（たとえば、光エネルギー）のサブミリ秒パルスを提供し、バルーンの中のバルーン流体の中のプラズマ形成を開始させ、急速な気泡形成を引き起こし、治療部位におけるバルーン壁に圧力波を付与するように構成され得る。したがって、圧力波は、非圧縮性のバルーン流体を通して治療部位に機械的なエネルギーを伝達し、治療部位に破砕力を付与することが可能である。

重要なことには、本明細書において詳細に説明されているように、本発明のカテーテルシステムは、光学的アナライザーアッセンブリを含み、光学的アナライザーアッセンブリは、光ガイドからバルーン内部の中へ放出される光のリアルタイムの連続的なモニタリングを提供するように構成されており、それは、プラズマ事象が起こったことを検出するために使用され得り、また、カテーテルシステムの公称動作のためのモニタとしても使用され得る。追加的に、光学的アナライザーアッセンブリは、また、光ガイドの一部として組み込まれるプラズマ発生器のエネルギー出力の正確な測定を提供するために、光ガイドから放出される光エネルギーの強度を測定するために利用され得る。より具体的には、プラズマ発生器のエネルギー出力の測定は、エネルギー供給源からの既知のエネルギー入力とともに使用され、変換効率を決定することが可能である。また、そのようなメトリックは、プラズマ発生器および光ガイドの条件をアセスし、カテーテルシステムが正常に機能しているかどうか、および、残っている動作サイクルの数を決定するために使用され得る。

より具体的には、さまざまな実施形態において、本明細書において詳細に説明されているように、本発明は、プラズマ発生器からおよび／またはバルーン内部から光ガイドを通して戻された光をサンプリングする手段を含む。光エネルギーは、光ガイドの長さに沿って両方に（対向する方向に）トラベルすることが可能であるということが認識される。したがって、光ガイドのガイド遠位端部に生じるか、または、光ガイドの長さに沿った任意の他の位置に生じる光を、光ガイドのガイド近位端部において検出することが可能である。したがって、光ガイドを通して送信して戻されるそのような光エネルギーは、光学的アナライザーアッセンブリを介して分離および検出され、ならびに／または分析され、本明細書において詳細に説明されているように、カテーテルシステムの性能、信頼性、および安全を効果的にモニタリングすることとなる。

本明細書において詳細に説明されているように、本発明の使用を通して、プラズマ発生器から放出される光エネルギーの連続的なモニタリング、および、放出された光エネルギーの強度を測定することは、ＩＶＬカテーテル（とりわけ、局所化されたプラズマ（そして、それは、バルーンカテーテルの内側に高エネルギー気泡を作り出す）を生成させるためにエネルギー供給源を利用するもの）の性能、信頼性、および安全に伴う複数の潜在的な問題に対処するということが認識される。本発明が対処する特定の問題は、１）バルーン内部の中にプラズマを発生させるためのエネルギー供給源（たとえば、レーザー供給源）の成功的な発射の光学的な検出、２）プラズマ発生器のエネルギー出力の正確な決定、３）バルーン内部の中に所望のプラズマを発生させるためのカテーテルシステムの故障の光学的な検出、および、４）光ガイドの長さに沿った任意のポイントにおける光ガイドの故障の光学的な検出を含む。

本明細書で使用されているように、「血管内病変」、「血管病変」、および「治療部位」という用語は、別段の記述がない限り、相互交換可能に使用される。そうであるので、血管内病変および／または血管病変は、本明細書では単に「病変」と称される場合がある。

以下の本発明の詳細な説明は、単に例示目的のものに過ぎず、決して限定的であることを意図していないということを当業者は認識することとなる。
本発明の他の実施形態は、本開示の利益を有するそのような当業者に容易に思い付くこととなる。ここで、添付の図面に図示されているような本発明の実装形態が詳細に参照されることとなる。

明確性のために、本明細書で説明されている実装形態のルーチン特徴のすべてが示されて説明されているわけではない。当然のことながら、任意のそのような実際の実装形態の開発において、開発者の特定の目標（たとえば、アプリケーション関連の制約およびビジネス関連の制約への準拠など）を実現するために、多数の実装形態に特有の決定が行われなければならないということ、ならびに、これらの特定の目標は、実装形態ごとにおよび開発者ごとに変化することとなるということが認識されることとなる。そのうえ、そのような開発努力は、複雑で時間がかかる可能性があるが、それにもかかわらず、本開示の利益を有する当業者にとってエンジニアリングの日常的な仕事であることとなるということが認識される。

本明細書で開示されているカテーテルシステムは、多くの異なる形態を含むことが可能であるということが認識される。ここで図１を参照すると、本明細書におけるさまざまな実施形態によるカテーテルシステム１００の概略断面図が示されている。本明細書で説明されているように、カテーテルシステム１００は、血管の血管壁の中のもしくはそれに隣接する、または、患者の身体の中の心臓弁の上のもしくはそれに隣接する、１つまたは複数の血管病変の中に破砕を誘導するための圧力を付与するのに適切である。図１に図示されている実施形態では、カテーテルシステム１００は、カテーテル１０２、１つまたは複数の光ガイド１２２Ａを含む光ガイドバンドル１２２、供給源マニホールド１３６、流体ポンプ１３８、システムコンソール１２３、ハンドルアッセンブリ１２８、および、光学的アナライザーアッセンブリ１４２のうちの１つまたは複数を含むことが可能であり、システムコンソール１２３は、光供給源１２４、電力供給源１２５、システムコントローラー１２６、およびグラフィックユーザーインターフェース１２７（「ＧＵＩ」）のうちの１つまたは複数を含む。

カテーテル１０２は、患者１０９の身体１０７の中の血管１０８の中のまたはそれに隣接する治療部位１０６まで移動するように構成されている。治療部位１０６は、１つまたは複数の血管病変（たとえば、石灰化された血管病変など）を含むことが可能である。追加的に、または、代替例では、治療部位１０６は、血管病変（たとえば、線維性血管病変など）を含むことが可能である。

カテーテル１０２は、膨張可能なバルーン１０４（本明細書では単に「バルーン」と称される場合がある）、カテーテルシャフト１１０、およびガイドワイヤー１１２を含むことが可能である。バルーン１０４は、カテーテルシャフト１１０に連結され得る。バルーン１０４は、バルーン近位端部１０４Ｐおよびバルーン遠位端部１０４Ｄを含むことが可能である。カテーテルシャフト１１０は、カテーテルシステム１００の近位部分１１４からカテーテルシステム１００の遠位部分１１６へ延在することが可能である。カテーテルシャフト１１０は、長手方向軸線１４４を含むことが可能である。また、カテーテルシャフト１１０は、ガイドワイヤールーメン１１８を含むことが可能であり、ガイドワイヤールーメン１１８は、ガイドワイヤー１１２の上を移動するように構成されている。カテーテルシャフト１１０は、膨張ルーメン（図示せず）をさらに含むことが可能である。いくつかの実施形態において、カテーテル１０２は、遠位端部開口部１２０を有することが可能であり、また、カテーテル１０２が治療部位１０６にまたはその近くに移動されて位置決めされるときに、ガイドワイヤー１１２を収容し、ガイドワイヤー１１２の上を追跡され得る。

カテーテル１０２のカテーテルシャフト１１０は、光供給源１２４と光学的に通信している光ガイドバンドル１２２の１つまたは複数の光ガイド１２２Ａに連結され得る。光ガイド１２２Ａは、カテーテルシャフト１１０に沿ってバルーン１０４の中に配設され得る。いくつかの実施形態において、それぞれの光ガイド１２２Ａは、光ファイバーであることが可能であり、光供給源１２４は、レーザーであることが可能である。光供給源１２４は、カテーテルシステム１００の近位部分１１４において、光ガイド１２２Ａと光学的に通信していることが可能である。

いくつかの実施形態において、カテーテルシャフト１１０は、複数の光ガイド１２２Ａ（たとえば、第１の光ガイド、第２の光ガイド、第３の光ガイドなど）に連結され得り、複数の光ガイド１２２Ａは、ガイドワイヤールーメン１１８および／またはカテーテルシャフト１１０の周りの任意の適切な位置に配設され得る。たとえば、特定の非排他的な実施形態において、２つの光ガイド１２２Ａが、ガイドワイヤールーメン１１８および／またはカテーテルシャフト１１０の周囲部の周りに、おおよそ１８０度だけ間隔を離して配置され得る；３つの光ガイド１２２Ａが、ガイドワイヤールーメン１１８および／またはカテーテルシャフト１１０の周囲部の周りに、おおよそ１２０度だけ間隔を離して配置され得る；または、４つの光ガイド１２２Ａが、ガイドワイヤールーメン１１８および／またはカテーテルシャフト１１０の周囲部の周りに、おおよそ９０度だけ間隔を離して配置され得る。さらに代替的に、複数の光ガイド１２２Ａは、ガイドワイヤールーメン１１８および／またはカテーテルシャフト１１０の周囲部の周りにおいて、互いから均一に間隔を離して配置される必要はない。より具体的には、本明細書で説明されている光ガイド１２２Ａは、所望の場所において所望の効果を実現するために、ガイドワイヤールーメン１１８および／またはカテーテルシャフト１１０の周りに均一にまたは不均に配設され得るということがさらに認識される。

バルーン１０４は、バルーン内部１４６を画定するバルーン壁１３０を含むことが可能であり、また、バルーン流体１３２によって膨張され、患者の血管系を通してカテーテル１０２を前進させるのに適切な折り畳まれた構成から、治療部位１０６に対して適切な位置にカテーテル１０２をアンカー固定するのに適切な拡張された構成へ、拡張することが可能である。別の様式で述べると、バルーン１０４が拡張された構成にあるときに、バルーン１０４のバルーン壁１３０は、治療部位１０６に（すなわち、血管病変）に実質的に隣接して位置決めされるように構成されている。いくつかの実施形態において、カテーテルシステム１００の光供給源１２４は、光供給源１２４から、光ガイド１２２Ａに沿って、バルーン１０４のバルーン内部１４６の中の場所へ、光のサブミリ秒パルスを提供し、それによって、バルーン１０４のバルーン内部１４６の中のバルーン流体１３２の中にプラズマ形成を誘導するように構成され得る。プラズマ形成は、急速な気泡形成を引き起こし、治療部位１０６の上に圧力波を付与する。例示的なプラズマ誘導された気泡が、図１において気泡１３４として示されている。

本明細書で図示されているカテーテルシステム１００は、一般的に、光供給源１２４および１つまたは複数の光ガイド１２２Ａを含むものとして説明されているが、カテーテルシステム１００は、代替的に、バルーン内部１４６の中のバルーン流体１３２の中に所望のプラズマを発生させる目的のために、任意の適切なエネルギー供給源およびエネルギーガイドを含むことが可能であるということが認識される。

本明細書で詳細に説明されているカテーテルシステム１００の中で使用するのに適切なバルーン１０４は、折り畳まれた構成にあるときに患者の血管系を通過させられ得るものを含む。いくつかの実施形態において、本明細書におけるバルーン１０４は、シリコーンから作製されている。他の実施形態において、本明細書におけるバルーン１０４は、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、ポリウレタン、ポリマー（たとえば、Ｋｉｎｇ ｏｆ Ｐｒｕｓｓｉａ，Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ，ＵＳＡに所在地を有するＡｒｋｅｍａから入手可能なＰＥＢＡＸ（商標）材料など）、およびナイロンなどから作製されている。いくつかの実施形態において、バルーン１０４は、直径に関して、１ミリメートル（ｍｍ）から２５ｍｍの範囲にある直径を有するものを含むことが可能である。いくつかの実施形態において、バルーン１０４は、直径に関して、少なくとも１．５ｍｍから１２ｍｍの範囲にある直径を有するものを含むことが可能である。いくつかの実施形態において、バルーン１０４は、直径に関して、少なくとも１ｍｍから５ｍｍの範囲にある直径を有するものを含むことが可能である。

追加的に、いくつかの実施形態において、本明細書におけるバルーン１０４は、少なくとも５ｍｍから３００ｍｍの範囲にある長さを有するものを含むことが可能である。より具体的には、いくつかの実施形態において、本明細書におけるバルーン１０４は、少なくとも８ｍｍから２００ｍｍの範囲にある長さを有するものを含むことが可能である。より大きな長さのバルーン１０４が、より大きな治療部位１０６に隣接して位置決めされ得り、したがって、治療部位１０６の中の正確な場所において、より大きな血管病変または複数の血管病変の上に圧力を付与し、その中に破砕を誘導するために使用可能であり得るということが認識される。

さらに、本明細書におけるバルーン１０４は、おおよそ１気圧（ａｔｍ）から７０ａｔｍの間の膨張圧力まで膨張され得る。いくつかの実施形態において、本明細書におけるバルーン１０４は、少なくとも２０ａｔｍから７０ａｔｍの膨張圧力まで膨張され得る。他の実施形態において、本明細書におけるバルーン１０４は、少なくとも６ａｔｍから２０ａｔｍの膨張圧力まで膨張され得る。さらなる他の実施形態において、本明細書におけるバルーン１０４は、少なくとも３ａｔｍから２０ａｔｍの膨張圧力まで膨張され得る。さらに他の実施形態において、本明細書におけるバルーン１０４は、少なくとも２ａｔｍから１０ａｔｍの膨張圧力まで膨張され得る。

さらに、本明細書におけるバルーン１０４は、さまざまな形状を有するものを含むことが可能であり、それは、円錐状の形状、正方形の形状、長方形の形状、球形の形状、円錐状の／正方形の形状、円錐状の／球形の形状、延長された球形の形状、楕円形の形状、テーパー付きの形状、骨の形状、段差付きの直径の形状、オフセット形状、または、円錐状のオフセット形状を含むが、それに限定されない。いくつかの実施形態において、本明細書におけるバルーン１０４は、薬物溶出コーティングまたは薬物溶出ステント構造体を含むことが可能である。薬物溶出コーティングまたは薬物溶出ステントは、抗炎症剤、抗腫瘍剤、および抗血管新生剤を含む、１つまたは複数の治療剤を含むことが可能である。

バルーン流体１３２は、液体またはガスであることが可能である。本明細書において使用するのに適切な例示的なバルーン流体１３２は、それに限定されないが、水、生理食塩水、造影媒体、フルオロカーボン、パーフルオロカーボン、およびガス（たとえば、二酸化炭素など）などのうちの１つまたは複数を含むことが可能である。いくつかの実施形態において、説明されているバルーン流体１３２は、ベース膨張流体として使用され得る。いくつかの実施形態において、バルーン流体１３２は、５０：５０の体積比の生理食塩水と造影媒体との混合物を含む。他の実施形態において、バルーン流体１３２は、２５：７５の体積比の生理食塩水と造影媒体との混合物を含む。さらなる他の実施形態において、バルーン流体１３２は、７５：２５の体積比の生理食塩水と造影媒体との混合物を含む。追加的に、本明細書において使用するのに適切なバルーン流体１３２は、その中での圧力波のトラベルのレートを操作するために、組成および粘度などに基づいて調整され得る。特定の実施形態において、本明細書において使用するのに適切なバルーン流体１３２は、生体適合性である。バルーン流体１３２の体積は、選ばれた光供給源１２４および使用されるバルーン流体１３２のタイプによって調整され得る。

いくつかの実施形態において、本明細書における造影媒体において使用される造影剤は、ヨウ素ベースの造影剤（たとえば、イオン性のまたは非イオン性のヨウ素ベースの造影剤など）を含むことが可能であるが、それに限定されない。イオン性のヨウ素ベースの造影剤のいくつかの非限定的な例は、ジアトリゾエート、メトリゾエート、イオサラメート、およびイオキサグレートを含む。非イオン性のヨウ素ベースの造影剤のいくつかの非限定的な例は、イオパミドール、イオヘキソール、イオキシラン、イオプロミド、イオジキサノール、およびイオバーソルを含む。他の実施形態において、非ヨウ素ベースの造影剤が使用され得る。適切な非ヨウ素含有造影剤は、ガドリニウム（ＩＩＩ）ベースの造影剤を含むことが可能である。適切なフルオロカーボン剤およびパーフルオロカーボン剤は、パーフルオロカーボンドデカフルオロペンタン（ＤＤＦＰ、Ｃ５Ｆ１２）などのような薬剤を含むことが可能であるが、それに限定されない。

追加的に、本明細書におけるバルーン流体１３２は、電磁スペクトルの紫外線領域（たとえば、少なくとも１０ナノメートル（ｎｍ）から４００ｎｍ）、可視領域（たとえば、少なくとも４００ｎｍから７８０ｎｍ）、または近赤外線領域（たとえば、少なくとも７８０ｎｍから２．５μｍ）にある光を選択的に吸収することができる吸収剤を含むものを含むことが可能である。適切な吸収剤は、少なくとも１０ｎｍから２．５μｍのスペクトルに沿って吸収極大を有するものを含むことが可能である。代替的に、バルーン流体１３２は、電磁スペクトルの中赤外線領域（たとえば、少なくとも２．５μｍから１５μｍ）または遠赤外線領域（たとえば、少なくとも１５μｍから１ｍｍ）にある光を選択的に吸収することができる吸収剤を含むものを含むことが可能である。さまざまな実施形態において、吸収剤は、カテーテルシステムにおいて使用されるレーザーの放出最大とマッチされる吸収極大を有するものであることが可能である。非限定的な例として、本明細書で説明されているさまざまなレーザーは、ネオジム：イットリウム－アルミニウム－ガーネット（Ｎｄ：ＹＡＧ － 放出最大＝１０６４ｎｍ）レーザー、ホルミウム：ＹＡＧ（Ｈｏ：ＹＡＧ － 放出最大＝２．１μｍ）レーザー、またはエルビウム：ＹＡＧ（Ｅｒ：ＹＡＧ － 放出最大＝２．９４μｍ）レーザーを含むことが可能である。いくつかの実施形態において、本明細書において使用される吸収剤は、水溶性であることが可能である。他の実施形態において、本明細書において使用される吸収剤は、水溶性ではない。いくつかの実施形態において、本明細書におけるバルーン流体１３２において使用される吸収剤は、光供給源１２４のピーク放出にマッチするように調整され得る。少なくとも１０ナノメートルから１ミリメートルの放出波長を有するさまざまな光供給源１２４は、本明細書の他のどこかで議論されている。

本明細書で開示されているカテーテルシステム１００および／または光ガイドバンドル１２２は、任意の数の光ガイド１２２Ａを含むことが可能であり、任意の数の光ガイド１２２Ａは、近位部分１１４において光供給源１２４と光学的に通信しており、遠位部分１１６においてバルーン１０４のバルーン内部１４６の中のバルーン流体１３２と光学的に通信しているということが認識される。たとえば、いくつかの実施形態において、カテーテルシステム１００および／または光ガイドバンドル１２２は、１つの光ガイド１２２Ａから５つの光ガイド１２２Ａを含むことが可能である。他の実施形態において、カテーテルシステム１００および／または光ガイドバンドル１２２は、５つの光ガイド１２２Ａから１５個の光ガイド１２２Ａを含むことが可能である。さらに他の実施形態において、カテーテルシステム１００および／または光ガイドバンドル１２２は、１０個の光ガイド１２２Ａから３０個の光ガイド１２２Ａを含むことが可能である。代替的に、さらなる他の実施形態において、カテーテルシステム１００および／または光ガイドバンドル１２２は、３０個よりも多い光ガイド１２２Ａを含むことが可能である。

本明細書における光ガイド１２２Ａは、光ファイバーまたは可撓性の光パイプを含むことが可能である。本明細書における光ガイド１２２Ａは、薄くて可撓性であることが可能であり、強度をほとんど損なうことなく光信号が送られることを可能にすることができる。本明細書における光ガイド１２２Ａは、コアを含むことが可能であり、コアは、その周囲部の周りのクラッディングによって取り囲まれている。いくつかの実施形態において、コアは、円筒形状のコアまたは部分的に円筒形状のコアであることが可能である。光ガイド１２２Ａのコアおよびクラッディングは、それに限定されないが、１つまたは複数のタイプのガラス、シリカ、または、１つまたは複数のポリマーを含む、１つまたは複数の材料から形成され得る。また、光ガイド１２２Ａは、保護コーティング（たとえば、ポリマーなど）を含むことが可能である。コアの屈折率は、クラッディングの屈折率よりも大きくなることとなるということが認識される。

それぞれの光ガイド１２２Ａは、近位部分（すなわち、ガイド近位端部１２２Ｐ）から遠位部分（すなわち、ガイド遠位端部１２２Ｄ）へその長さに沿って光をガイドすることが可能であり、遠位部分は、バルーン内部１４６の中に位置決めされている少なくとも１つの光学的ウィンドウ（図示せず）を有している。光ガイド１２２Ａは、光供給源１２４を含む光学ネットワークの一部分として光経路を生成させることが可能である。光学ネットワークの中の光経路は、光がネットワークの１つのパーツから別のパーツへトラベルすることを可能にする。光ファイバーおよび可撓性の光パイプの両方は、本明細書における光学ネットワークの中の光経路を提供することが可能である。

本明細書において提供されているように、ガイド遠位端部１２２Ｄは、遠位光レシーバー１２２Ｒをさらに含み、および／または、それを組み込むことが可能であり、遠位光レシーバー１２２Ｒは、光エネルギーが光ガイド１２２Ａの中へ、および、光ガイド１２２Ａを通してガイド遠位端部１２２Ｄからガイド近位端部１２２Ｐへ移動されて戻されることを可能にする。別の言い方をすると、光エネルギーは、光ガイド１２２Ａに沿って第１の方向１２１Ｆに移動することが可能であり、それは、一般的に、光ガイド１２２Ａのガイド近位端部１２２Ｐからガイド遠位端部１２２Ｄに向かう方向である。また、光エネルギーの少なくとも一部分は、光ガイド１２２Ａに沿って第２の方向１２１Ｓに移動することが可能であり、それは、第１の方向１２１Ｆの実質的に反対であり、すなわち、光ガイド１２２Ａのガイド遠位端部１２２Ｄからガイド近位端部１２２Ｐに向かう方向である。そのうえ、本明細書においてより詳細に下記に説明されているように、光ガイド１２２Ａを通して（第２の方向１２１Ｓに）移動されて戻された後にガイド近位端部１２２Ｐから放出される光エネルギーは、分離され、次いで、光学的アナライザーアッセンブリ１４２の使用を通して、光学的に検出され、尋問され、および／または分析され得る。

さらに、本明細書における光ガイド１２２Ａは、本明細書で説明されているカテーテル１０２のカテーテルシャフト１１０の周りにおよび／またはそれに対して、多くの構成をとることが可能である。いくつかの実施形態において、光ガイド１２２Ａは、カテーテルシャフト１１０の長手方向軸線１４４に対して平行に走ることが可能である。いくつかの実施形態において、光ガイド１２２Ａは、カテーテルシャフト１１０に物理的に連結され得る。他の実施形態において、光ガイド１２２Ａは、カテーテルシャフト１１０の外径の長さに沿って配設され得る。さらに他の実施形態において、本明細書における光ガイド１２２Ａは、カテーテルシャフト１１０の中の１つまたは複数の光ガイドルーメンの中に配設され得る。

追加的に、光ガイド１２２Ａは、ガイドワイヤールーメン１１８および／またはカテーテルシャフト１１０の周囲部の周りの任意の適切な位置に配設され得り、光ガイド１２２Ａのそれぞれのガイド遠位端部１２２Ｄは、バルーン１０４の長さに対して、および／または、ガイドワイヤールーメン１１８の長さに対して、任意の適切な長手方向位置に配設され得るということがさらに認識される。

さらに、本明細書における光ガイド１２２Ａは、１つまたは複数の光音響トランスデューサー１５４を含むことが可能であり、ここで、それぞれの光音響トランスデューサー１５４は、光ガイド１２２Ａと光学的に通信することが可能であり、光ガイド１２２Ａの中に、それぞれの光音響トランスデューサー１５４が配設されている。いくつかの実施形態において、光音響トランスデューサー１５４は、光ガイド１２２Ａのガイド遠位端部１２２Ｄと光学的に通信することが可能である。追加的に、そのような実施形態では、光音響トランスデューサー１５４は、光ガイド１２２Ａのガイド遠位端部１２２Ｄに対応するおよび／またはそれに適合する形状を有することが可能である。

光音響トランスデューサー１５４は、光ガイド１２２Ａのガイド遠位端部１２２Ｄにおいてまたはその近くにおいて、光エネルギーを音波に変換するように構成されている。音波の方向は、光ガイド１２２Ａのガイド遠位端部１２２Ｄの角度を変化させることによって調整され得るということが認識される。

本明細書における光ガイド１２２Ａのガイド遠位端部１２２Ｄに配設されている光音響トランスデューサー１５４は、光ガイド１２２Ａのガイド遠位端部１２２Ｄと同じ形状をとることが可能であるということがさらに認識される。たとえば、特定の非排他的な実施形態において、光音響トランスデューサー１５４および／またはガイド遠位端部１２２Ｄは、円錐状の形状、凸形の形状、凹形の形状、球根形状、正方形の形状、段差付きの形状、半円形の形状、および卵形の形状などを有することが可能である。また、光ガイド１２２Ａは、光ガイド１２２Ａの長さの１つまたは複数の側部表面に沿って配設されている追加的な光音響トランスデューサー１５４をさらに含むことが可能であるということが認識される。

本明細書で説明されている光ガイド１２２Ａは、光ガイド１２２Ａの中に１つまたは複数の転向特徴または「ダイバーター」（図１には示されていない）をさらに含むことが可能であり、それらは、たとえば、光ガイド１２２Ａのガイド遠位端部１２２Ｄにおいてまたはその近くにおいて、側部表面に向けて、および、バルーン壁１３０に向けて、光ガイド１２２Ａを退出するように光を方向付けるように構成されている。転向特徴は、光を光ガイド１２２Ａからその軸線方向経路から離れるように光ガイド１２２Ａの側部表面に向けて転向させる、本明細書におけるシステムの任意の特徴を含むことが可能である。追加的に、光ガイド１２２Ａは、１つまたは複数の光ウィンドウをそれぞれ含むことが可能であり、１つまたは複数の光ウィンドウは、それぞれの光ガイド１２２Ａの長手方向表面または軸線方向表面に沿って配設されており、転向特徴と光学的に通信している。別の様式で述べると、本明細書における転向特徴は、光ガイド１２２Ａの中の光を、たとえば、ガイド遠位端部１２２Ｄにおけるまたはその近くにおける側部表面に向けて方向付けるように構成され得り、ここで、側部表面は、光ウィンドウと光学的に通信している。光ウィンドウは、光が光ガイド１２２Ａの中から光ガイド１２２Ａを退出することを可能にする光ガイド１２２Ａの一部分（たとえば、光ガイド１２２Ａの上のまたはその周りのクラッディング材料を欠いている光ガイド１２２Ａの一部分など）を含むことが可能である。

本明細書において使用するのに適切な転向特徴の例は、反射エレメント、屈折エレメント、およびファイバーディフューザーを含む。追加的に、本明細書における光ガイド１２２Ａの先端部から離れるように光を集束させるのに適切な転向特徴は、凸形表面を有するもの、屈折率分布型（ＧＲＩＮ）レンズ、およびミラーフォーカスレンズを含むことが可能であるが、それに限定されるべきではない。転向特徴と接触すると、光は、光ガイド１２２Ａの中で光音響トランスデューサー１５４へ転向され、光音響トランスデューサー１５４へは、光ガイド１２２Ａの側部表面と光学的に通信している。述べられているように、光音響トランスデューサー１５４は、次いで、光エネルギーを音波に変換し、音波は、光ガイド１２２Ａの側部表面から離れるように延在する。

供給源マニホールド１３６は、カテーテルシステム１００の近位部分１１４にまたはその近くに位置決めされ得る。供給源マニホールド１３６は、１つまたは複数の近位端部開口部を含むことが可能であり、１つまたは複数の近位端部開口部は、光ガイドバンドル１２２の複数の光ガイド１２２Ａ、ガイドワイヤー１１２、および／または、膨張導管１４０を受け入れることが可能であり、膨張導管１４０は、流体ポンプ１３８と流体連通して連結されている。また、カテーテルシステム１００は、流体ポンプ１３８を含むことが可能であり、流体ポンプ１３８は、必要に応じてバルーン流体１３２によってバルーン１０４を膨張させるように構成されている。

前述のように、図１に図示されている実施形態では、システムコンソール１２３は、光供給源１２４、電力供給源１２５、システムコントローラー１２６、およびＧＵＩ１２７のうちの１つまたは複数を含む。代替的に、システムコンソール１２３は、図１に具体的に図示されているものよりも多いコンポーネントまたはそれよりも少ないコンポーネントを含むことが可能である。たとえば、特定の非排他的な代替的な実施形態において、システムコンソール１２３は、ＧＵＩ１２７なしに設計され得る。さらに代替的に、光供給源１２４、電力供給源１２５、システムコントローラー１２６、およびＧＵＩ１２７のうちの１つまたは複数は、システムコンソール１２３に対する特定の必要性なしに、カテーテルシステム１００の中に提供され得る。

さらに、図１に図示されているように、特定の実施形態において、光学的アナライザーアッセンブリ１４２の少なくとも一部分も、実質的にシステムコンソール１２３の中に位置決めされ得る。代替的に、光学的アナライザーアッセンブリ１４２のコンポーネントは、図１に具体的に示されているものとは異なる様式で位置決めされ得る。

追加的に、示されているように、システムコンソール１２３、および、それに含まれるコンポーネントは、カテーテル１０２、光ガイドバンドル１２２、および、カテーテルシステム１００の残りの部分に動作可能に連結されている。たとえば、いくつかの実施形態において、図１に図示されているように、システムコンソール１２３は、コンソール接続アパーチャー１４８（一般的に「ソケット」と称されることもある）を含むことが可能であり、光ガイドバンドル１２２は、コンソール接続アパーチャー１４８によってシステムコンソール１２３に機械的に連結されている。そのような実施形態では、光ガイドバンドル１２２は、ガイドカップリングハウジング１５０（一般的に「フェルール」と称されることもある）を含むことが可能であり、ガイドカップリングハウジング１５０は、光ガイド１２２Ａのそれぞれの一部分（たとえば、ガイド近位端部１２２Ｐ）を収容している。ガイドカップリングハウジング１５０は、コンソール接続アパーチャー１４８にフィットし、コンソール接続アパーチャー１４８の中に選択的に保持され、光ガイドバンドル１２２とシステムコンソール１２３との間に所望の機械的なカップリングを提供するように構成されている。

さらに、光ガイドバンドル１２２は、ガイドバンドラー１５２（または、「シェル」）を含むことも可能であり、ガイドバンドラー１５２は、個々の光ガイド１２２Ａのそれぞれをより近付け、光ガイド１２２Ａおよび／または光ガイドバンドル１２２が、カテーテルシステム１００の使用の間にカテーテル１０２とともに血管１０８の中へ延在するときに、よりコンパクトな形態になることができるようになっている。

本明細書において提供されているように、光供給源１２４は、光ガイドバンドル１２２において、光ガイド１２２Ａのそれぞれと光学的に通信して、すなわち、光ガイド１２２Ａのそれぞれのガイド近位端部１２２Ｐに選択的におよび／または代替的に連結され得る。とりわけ、光供給源１２４は、供給源ビーム１２４Ａ（たとえば、パルス状の供給源ビーム）の形態の光エネルギーを発生させるように構成されており、それは、個々のガイドビーム１２４Ｂとして光ガイドバンドル１２２の中の光ガイド１２２Ａのそれぞれに選択的におよび／または代替的に方向付けられ、それによって受け取られ得る。代替的に、カテーテルシステム１００は、２つ以上の光供給源１２４を含むことが可能である。たとえば、１つの非排他的な代替的な実施形態において、カテーテルシステム１００は、光ガイドバンドル１２２の中の光ガイド１２２Ａのそれぞれに対して別個の光供給源１２４を含むことが可能である。

光供給源１２４は、任意の適切な設計を有することが可能である。特定の実施形態において、前述のように、光供給源１２４は、光供給源１２４から光のサブミリ秒パルスを提供するように構成され得り、それは、小さなスポットの上に収束され、それを光ガイド１２２Ａのガイド近位端部１２２Ｐの中へ連結するようになっている。光エネルギーのそのようなパルスは、次いで、光ガイド１２２Ａに沿って、バルーン１０４の中の場所に方向付けられ、それによって、バルーン１０４のバルーン内部１４６の中のバルーン流体１３２の中にプラズマ形成を誘導する。とりわけ、光ガイド１２２Ａのガイド遠位端部１２２Ｄにおいて放出される光エネルギーは、プラズマ発生器を励起し、バルーン内部１４６の中のバルーン流体１３２の中にプラズマを形成する。プラズマ形成は、急速な気泡形成を引き起こし、治療部位１０６の上に圧力波を付与する。そのような実施形態では、光供給源１２４からの光のサブミリ秒パルスは、おおよそ１ヘルツ（Ｈｚ）から５０００Ｈｚの間の周波数において、治療部位１０６に送達され得る。いくつかの実施形態において、光供給源１２４からの光のサブミリ秒パルスは、おおよそ３０Ｈｚから１０００Ｈｚの間の周波数において、治療部位１０６に送達され得る。他の実施形態において、光供給源１２４からの光のサブミリ秒パルスは、おおよそ１０Ｈｚから１００Ｈｚの間の周波数において、治療部位１０６に送達され得る。さらに他の実施形態において、光供給源１２４からの光のサブミリ秒パルスは、おおよそ１Ｈｚから３０Ｈｚの間の周波数において、治療部位１０６に送達され得る。代替的に、光のサブミリ秒パルスは、５０００Ｈｚよりも大きくなり得る周波数において、治療部位１０６に送達され得る。

光供給源１２４は、典型的に、光エネルギーのパルスを提供するために利用されるが、光供給源１２４は、依然として、単一の供給源ビーム１２４Ａ（すなわち、単一のパルス状の供給源ビーム）を提供するものとして説明され得るということが認識される。

本明細書において使用するのに適切な光供給源１２４は、レーザーおよびランプを含むさまざまなタイプの光供給源を含むことが可能である。たとえば、特定の非排他的な実施形態において、光供給源１２４は、赤外光のパルスの形態で光エネルギーを放出する赤外線レーザーであることが可能である。代替的に、前述のように、光供給源１２４は、本明細書において言及されているように、任意の適切なタイプのエネルギー供給源を含むことが可能である。

適切なレーザーは、サブミリ秒タイムスケールでの短パルスレーザーを含むことが可能である。いくつかの実施形態において、光供給源１２４は、ナノ秒（ｎｓ）タイムスケールでのレーザーを含むことが可能である。また、レーザーは、ピコ秒（ｐｓ）、フェムト秒（ｆｓ）、およびマイクロ秒（ｕｓ）タイムスケールでの短パルスレーザーを含むことが可能である。本明細書で説明されているカテーテル１０２のバルーン流体１３２の中にプラズマを実現するために用いられ得る、レーザー波長、パルス幅、およびエネルギーレベルの多くの組み合わせが存在しているということが認識される。さまざまな実施形態において、パルス幅は、少なくとも１０ｎｓから２００ｎｓまでを含む範囲の中に入るものを含むことが可能である。いくつかの実施形態において、パルス幅は、少なくとも２０ｎｓから１００ｎｓまでを含む範囲の中に入るものを含むことが可能である。他の実施形態において、パルス幅は、少なくとも１ｎｓから５００ｎｓまでを含む範囲の中に入るものを含むことが可能である。

追加的に、例示的なナノ秒レーザーは、約１０ナノメートル（ｎｍ）から１ミリメートル（ｍｍ）の波長にわたる、ＵＶからＩＲのスペクトルの中のものを含むことが可能である。いくつかの実施形態において、本明細書におけるカテーテルシステム１００における使用に適切な光供給源１２４は、少なくとも７５０ｎｍから２０００ｎｍの波長において光を作り出すことができるものを含むことが可能である。他の実施形態において、光供給源１２４は、少なくとも７００ｎｍから３０００ｎｍの波長において光を作り出すことができるものを含むことが可能である。さらなる他の実施形態において、光供給源１２４は、少なくとも１００ｎｍから１０マイクロメートル（μｍ）の波長において光を作り出すことができるものを含むことが可能である。ナノ秒レーザーは、最大で２００ｋＨｚまでの繰り返しレートを有するものを含むことが可能である。いくつかの実施形態において、レーザーは、Ｑスイッチ式のツリウム：イットリウム－アルミニウム－ガーネット（Ｔｍ：ＹＡＧ）レーザーを含むことが可能である。他の実施形態において、レーザーは、ネオジム：イットリウム－アルミニウム－ガーネット（Ｎｄ：ＹＡＧ）レーザー、ホルミウム：イットリウム－アルミニウム－ガーネット（Ｈｏ：ＹＡＧ）レーザー、エルビウム：イットリウム－アルミニウム－ガーネット（Ｅｒ：ＹＡＧ）レーザー、エキシマーレーザー、ヘリウム－ネオンレーザー、二酸化炭素レーザー、および、ドープされたパルス状のファイバーレーザーを含むことが可能である。

本明細書で開示されているカテーテルシステム１００は、少なくとも１メガパスカル（ＭＰａ）から１００ＭＰａの範囲にある最大圧力を有する圧力波を発生させることが可能である。特定のカテーテルシステム１００によって発生させられる最大圧力は、光供給源１２４、吸収材料、気泡の膨張、伝播媒体、バルーン材料、および、他の要因に依存することとなる。いくつかの実施形態において、本明細書におけるカテーテルシステム１００は、少なくとも２ＭＰａから５０ＭＰａの範囲にある最大圧力を有する圧力波を発生させることが可能である。他の実施形態において、本明細書におけるカテーテルシステム１００は、少なくとも２ＭＰａから３０ＭＰａの範囲にある最大圧力を有する圧力波を発生させることが可能である。さらに他の実施形態において、本明細書におけるカテーテルシステム１００は、少なくとも１５ＭＰａから２５ＭＰａの範囲にある最大圧力を有する圧力波を発生させることが可能である。

本明細書で説明されている圧力波は、カテーテル１０２が治療部位１０６に設置されているときに、光ガイド１２２Ａから半径方向に延在する少なくとも０．１ミリメートル（ｍｍ）から２５ｍｍの範囲内の距離から、治療部位１０６の上に付与され得る。いくつかの実施形態において、圧力波は、カテーテル１０２が治療部位１０６に設置されているときに、光ガイド１２２Ａから半径方向に延在する少なくとも１０ｍｍから２０ｍｍの範囲内の距離から、治療部位１０６の上に付与され得る。他の実施形態において、圧力波は、カテーテル１０２が治療部位１０６に設置されているときに、光ガイド１２２Ａから半径方向に延在する少なくとも１ｍｍから１０ｍｍの範囲内の距離から、治療部位１０６の上に付与され得る。さらに他の実施形態において、圧力波は、カテーテル１０２が治療部位１０６に設置されているときに、光ガイド１２２Ａから半径方向に延在する少なくとも１．５ｍｍから４ｍｍの範囲内の距離から、治療部位１０６の上に付与され得る。いくつかの実施形態において、圧力波は、０．１ｍｍから１０ｍｍの距離において、少なくとも２ＭＰａから３０ＭＰａの範囲から、治療部位１０６の上に付与され得る。いくつかの実施形態において、圧力波は、０．１ｍｍから１０ｍｍの距離において、少なくとも２ＭＰａから２５ＭＰａの範囲から、治療部位１０６の上に付与され得る。

電力供給源１２５は、光供給源１２４、システムコントローラー１２６、ＧＵＩ１２７、ハンドルアッセンブリ１２８、および光学的アナライザーアッセンブリ１４２のそれぞれに電気的に連結されており、必要な電力を提供するように構成されている。電力供給源１２５は、そのような目的のための任意の適切な設計を有することが可能である。

述べられているように、システムコントローラー１２６は、電力供給源１２５に電気的に連結されており、電力供給源１２５から電力を受け取る。追加的に、システムコントローラー１２６は、光供給源１２４、ＧＵＩ１２７、および光学的アナライザーアッセンブリ１４２のそれぞれに連結されており、その動作を制御するように構成されている。システムコントローラー１２６は、少なくとも光供給源１２４、ＧＵＩ１２７、および光学的アナライザーアッセンブリ１４２の動作を制御する目的のために、１つまたは複数のプロセッサーまたは回路を含むことが可能である。たとえば、システムコントローラー１２６は、たとえば、任意の所望の発射レートで、所望の通りに光エネルギーのパルスを発生させるために光供給源１２４を制御することが可能である。追加的に、システムコントローラー１２６は、ｃａｎ制御ｔｏｌｙカテーテルシステム１００の性能、信頼性、および安全のリアルタイムの連続的なモニタリングを効果的に提供するために、光学的アナライザーアッセンブリ１４２を制御することが可能であり、および／または、光学的アナライザーアッセンブリ１４２と連動して動作することが可能である。

追加的に、システムコントローラー１２６は、カテーテルシステム１００の他のコンポーネントの動作を制御するようにさらに構成され得る（たとえば、治療部位１０６に隣接してカテーテル１０２を位置決めすること、バルーン流体１３２の中のバルーン１０４の膨張など）。さらに、または代替例では、カテーテルシステム１００は、１つまたは複数の追加的なコントローラーを含むことが可能であり、１つまたは複数の追加的なコントローラーは、カテーテルシステム１００のさまざまな動作を制御する目的のために任意の適切な様式で位置決めされ得る。たとえば、特定の実施形態において、追加的なコントローラーおよび／またはシステムコントローラー１２６の一部分は、ハンドルアッセンブリ１２８の中に位置決めされ、および／または、組み込まれ得る。

ＧＵＩ１２７は、カテーテルシステム１００のユーザーまたはオペレーターによってアクセス可能である。追加的に、ＧＵＩ１２７は、システムコントローラー１２６に電気的に接続されている。そのような設計によって、ＧＵＩ１２７は、ユーザーまたはオペレーターによって使用され、治療部位１０６において血管病変の上に圧力を付与するために、および、血管病変の中へ破砕を誘導するために、カテーテルシステム１００が所望の通りに用いられることを保証することが可能である。追加的に、ＧＵＩ１２７は、カテーテルシステム１００の使用の前に、使用の間に、および、使用の後に使用され得る情報を、ユーザーまたはオペレーターに提供することが可能である。１つの実施形態では、ＧＵＩ１２７は、静的な視覚的データおよび／または情報をユーザーまたはオペレーターに提供することが可能である。加えて、または、代替例では、ＧＵＩ１２７は、動的な視覚的データおよび／または情報をユーザーまたはオペレーターに提供することが可能である（たとえば、カテーテルシステム１００の使用の間に、時間の経過とともに変化するビデオデータまたは任意の他のデータなど）。さらに、さまざまな実施形態において、ＧＵＩ１２７は、１つまたは複数の色、異なるサイズ、変化する輝度などを含むことが可能であり、それは、ユーザーまたはオペレーターに対する警告として作用することが可能である。追加的に、または、代替例では、ＧＵＩ１２７は、音声データまたは情報をユーザーまたはオペレーターに提供することが可能である。ＧＵＩ１２７の仕様は、カテーテルシステム１００の設計要件、または、ユーザーもしくはオペレーターの特定の必要性、仕様、および／または要望に応じて変化することが可能であるということが認識される。

図１に示されているように、ハンドルアッセンブリ１２８は、カテーテルシステム１００の近位部分１１４にもしくはその近くに、および／または、供給源マニホールド１３６の近くに位置決めされ得る。追加的に、この実施形態では、ハンドルアッセンブリ１２８は、バルーン１０４に連結されており、バルーン１０４から間隔を離して位置決めされている。代替的に、ハンドルアッセンブリ１２８は、別の適切な場所に位置決めされ得る。

ハンドルアッセンブリ１２８は、ユーザーまたはオペレーターによってハンドリングおよび使用され、カテーテル１０２を動作させ、位置決めし、および制御する。ハンドルアッセンブリ１２８の設計および特定の特徴は、カテーテルシステム１００の設計要件に適するように変化することが可能である。図１に図示されている実施形態では、ハンドルアッセンブリ１２８は、システムコントローラー１２６、光供給源１２４、流体ポンプ１３８、ＧＵＩ１２７、および光学的アナライザーアッセンブリ１４２のうちの１つまたは複数とは別個になっているが、それと電気的におよび／または流体的に連通している。いくつかの実施形態において、ハンドルアッセンブリ１２８は、ハンドルアッセンブリ１２８の内部の中にシステムコントローラー１２６の少なくとも一部分を一体化および／または含むことが可能である。たとえば、示されているように、特定のそのような実施形態では、ハンドルアッセンブリ１２８は、回路１５６を含むことが可能であり、回路１５６は、システムコントローラー１２６の少なくとも一部分を形成することが可能である。追加的に、いくつかの実施形態において、回路１５６は、光学的アナライザーアッセンブリ１４２から電気信号またはデータを受け取ることが可能である。さらに、または、代替例では、回路１５６は、そのような電気信号を送信するか、または、そうでなければ、システムコントローラー１２６にデータを提供することが可能である。

１つの実施形態では、回路１５６は、１つまたは複数の集積回路、または、任意の他の適切な回路を有するプリント回路基板を含むことが可能である。代替的な実施形態において、回路１５６は省略され得り、または、システムコントローラー１２６の中に含まれ得り、それは、さまざまな実施形態において、ハンドルアッセンブリ１２８の外側に（たとえば、システムコンソール１２３の中に）位置決めされ得る。ハンドルアッセンブリ１２８は、本明細書で具体的に図示および説明されているものよりも少ないまたは追加的なコンポーネントを含むことが可能であるということが理解される。

概要として、および、本明細書でより詳細に提供されるように、光学的アナライザーアッセンブリ１４２は、カテーテルシステム１００の性能、信頼性、および安全を効果的にモニタリングするように構成されている。カテーテルシステム１００の使用の間に、プラズマが最初にバルーン内部の中のバルーン流体１３２の中に形成するときに、プラズマは、広域スペクトル電磁放射線を放出する。追加的に、前述のように、放出される光エネルギーの少なくとも一部分は、光ガイド１２２Ａのガイド遠位端部１２２Ｄの近くにおいて遠位光レシーバー１２２Ｒから反射することが可能であり、または、その他の方法で遠位光レシーバー１２２Ｒによって受け取られ得る。したがって、光エネルギーのそのような部分は、光ガイド１２２Ａを通って第２の方向１２１Ｓにガイド近位端部１２２Ｐへトラベルして戻ることが可能であり、ガイド近位端部１２２Ｐにおいて、それは、分離および検出され得る。光供給源１２４からのプラズマ発生パルスに対する可視光パルスの強度およびタイミングは、プラズマ発生器が機能したというインディケーション、そのエネルギー出力、および、その機能的な条件を提供する。光ガイド１２２Ａが損傷または破損される場合には、可視光フラッシュが、光ガイド１２２Ａの長さに沿って他の場所において起こる可能性があるということが認識される。また、そのような追加的な光フラッシュは、光ガイド１２２Ａの中へ連結され、第２の方向１２１Ｓにガイド近位端部１２２Ｐへ運搬されて戻ることとなる。これらの追加的な光パルスの強度およびタイミングは、損傷された光ガイド１２２Ａまたはプラズマ発生器を示すことが可能である。

エネルギー駆動型プラズマ発生器または関連の光ガイド１２２Ａの故障は（たとえば、光ガイド１２２Ａが、カテーテルシステム１００の使用の間に破損するかまたは損傷される場合には）、漏出したエネルギーから結果として生じる患者またはオペレーターの損害につながる可能性があるということが認識される。潜在的な損害は、組織の火傷および網膜損傷を含む。前述のように、いくつかの実施形態において、エネルギー供給源１２４は、不可視の赤外光を放出するレーザーであり、オペレーターによる可視検出を不可能にする。したがって、光学的アナライザーアッセンブリ１４２が、任意のそのような故障が起こったということを示す場合には、処置およびエネルギー送達（たとえば、レーザーエネルギー送達）は、患者およびオペレーターに対する関連のリスクを軽減するために、即座に停止されなければならない。別の様式で述べると、本明細書で説明されている光学的アナライザーアッセンブリ１４２の設計によって、本発明は、カテーテルシステム１００の中の任意の上述の故障（たとえば、光ガイド１２２Ａおよび／に対してプラズマ発生器の破損（損傷）または光ガイド１２２Ａおよび／もしくはプラズマ発生器の故障）を検出し、システムコントローラー１２６がエネルギー供給源１２４をロックアウトするために使用され得るというインジケーターまたは信号を提供する。これは、エネルギー供給源１２４が望ましくない方式で漏出する可能性がある潜在的に危険な条件に対して、必要な安全インターロックを提供する。そのうえ、システムコントローラー１２６は、処置を停止して治療中の患者１０９からカテーテル１０２を除去するように、（たとえば、ＧＵＩ１２７を介して）外科医に指示するために使用され得る。

追加的に、光学的アナライザーアッセンブリ１４２は、カテーテルシステム１００の性能、信頼性、および安全を効果的にモニタリングする目的のために、任意の適切な設計を有することが可能であるということがさらに認識される。光学的アナライザーアッセンブリ１４２に関する潜在的な設計の特定の非排他的な例が、本明細書において下記に詳細に説明されている。

図２は、光学的アナライザーアッセンブリ２４２の実施形態を含むｏカテーテルシステム２００の実施形態の一部分の簡略図である。カテーテルシステム２００の設計は、本明細書で上記に図示および説明されている実施形態と実質的に同様である。カテーテルシステム２００のさまざまなコンポーネント（たとえば、図１に示されているようなものなど）は、明確性および図示のしやすさの目的のために、図２に図示されていないということが認識される。しかし、カテーテルシステム２００は、そのようなコンポーネントの（すべてではないにしても）ほとんどを含む可能性が高くなることとなるということが認識される。

図２に示されているように、カテーテルシステム２００は、繰り返しになるが、エネルギー供給源２２４を含み、エネルギー供給源２２４は、供給源ビーム２２４Ａ（たとえば、パルス状の供給源ビーム）の形態の光エネルギーを発生させるように構成されており、それは、個々のガイドビーム２２４Ｂとして、それぞれの光ガイド２２２Ａ（１つの光ガイドのみが、図２に図示されている）に選択的におよび／または代替的に方向付けられ、それぞれの光ガイド２２２Ａによって受け取られ得る。１つの非排他的な実施形態において、エネルギー供給源２２４は、赤外線レーザー供給源であり、光ガイド２２２Ａは、小さい直径のマルチモード光ファイバーである。図２に図示されている実施形態では、パルス発生器２６０が、エネルギー供給源２２４に連結されている。パルス発生器２６０は、エネルギー供給源２２４をトリガーするように構成されており、エネルギー供給源２２４は、したがって、供給源ビーム２２４Ａとしてエネルギーパルスを放出する。特定の実施形態において、エネルギー供給源２２４からの供給源ビーム２２４Ａは、光学エレメント２６２（たとえば、集束レンズ）を通過し、光学エレメント２６２は、供給源ビーム２２４Ａを個々のガイドビーム２２４Ｂとして光ガイド２２２Ａのガイド近位端部２２２Ｐの上に集束させ、それによって、赤外線エネルギーのパルス（すなわち、個々のガイドビーム２２４Ｂ）を光ガイド２２２Ａの中へ連結するように構成されている。

その後に、赤外線エネルギーのパルス（すなわち、個々のガイドビーム２２４Ｂ）は、光ガイド２２２Ａに沿っておよび／または光ガイド２２２Ａを通ってトラベルし、プラズマ発生器２６４を励起し、プラズマ発生器２６４は、光ガイド２２２Ａのガイド遠位端部２２２Ｄにまたはその近くに位置決めされ、および／または、組み込まれている。プラズマ発生器２６４は、赤外線エネルギーのパルスを利用し、バルーン１０４（図１に図示されている）のバルーン内部１４６（図１に図示されている）の中のバルーン流体１３２（図１に図示されている）の中に、局所化されたプラズマを生成させる。

さまざまな実施形態において、バルーン内部１４６の中のバルーン流体１３２の中にプラズマを生成させると、プラズマから放出される広域スペクトル光エネルギーのパルスは、光ガイド２２２Ａのガイド遠位端部２２２Ｄの中へ連結されて戻される。次いで、広域スペクトル光エネルギーのそのようなパルスは、光ガイド２２２Ａに沿っておよび／または光ガイド２２２Ａを通ってトラベルして戻り、それは、光ガイド２２２Ａから、光ガイド２２２Ａのガイド近位端部２２２Ｐから（すなわち、戻りエネルギービーム２２４Ｃとして）放出される。

本明細書において詳細に説明されているように、光学的アナライザーアッセンブリ２４２は、光ガイド２２２Ａのガイド近位端部２２２Ｐから放出される光エネルギー（たとえば、戻りエネルギービーム２２４Ｃ）を光学的に分析することによって、カテーテルシステム２００の性能、信頼性、および安全を効果的にモニタリングするように構成されている。光学的アナライザーアッセンブリ２４２の設計は、カテーテルシステム２００の特定の要件に適するように変化され得る。とりわけ、図２に示されている実施形態では、光学的アナライザーアッセンブリ２４２は、ビームスプリッター２６６、光学エレメント２６８（たとえば、カップリングレンズ）、光検出器２７０、ならびに、信号調整および処理システム２７２のうちの１つまたは複数を含む。追加的に、示されているように、信号調整および処理システム２７２は、増幅器２７４、ディスクリミネーター２７６、および制御電子機器２７８のうちの１つまたは複数を含むことが可能であり、制御電子機器２７８は、１つまたは複数のプロセッサーまたは回路を含むことが可能である。代替的に、他の実施形態において、光学的アナライザーアッセンブリ２４２、ならびに／または、信号調整および処理システム２７２は、本明細書で具体的に図示および説明されているものよりも多いコンポーネントまたは少ないコンポーネントを含むことが可能である。

示されているように、ビームスプリッター２６６（たとえば、ダイクロイックビームスプリッター）は、エネルギー供給源２２４および光ガイド２２２Ａのガイド近位端部２２２Ｐの光学経路の中に位置決めされている。特定の実施形態において、ビームスプリッター２６６は、光検出器２７０にとって見ることができるものよりも長い波長に関して、光を通すように構成されている。これは、カットオフ波長と称され得る。ビームスプリッター２６６は、さらに、カットオフ波長よりも短い波長を有するすべての光を反射するように構成されている。図２に図示されているように、光ガイド２２２Ａのガイド近位端部２２２Ｐから放出される戻りエネルギービーム２２４Ｃは、ビームスプリッター２６６から反射され、光学エレメント２６８を使用して光検出器２７０の中へ連結される。より具体的には、光学エレメント２６８（たとえば、カップリングレンズ）は、戻りエネルギービーム２２４Ｃがビームスプリッター２６６から反射された後に、ビームスプリッター２６６と光検出器２７０との間において、戻りエネルギービーム２２４Ｃの光学経路の中に位置決めされている。光学エレメント２６８は、光ガイドのガイド近位端部２２２Ｐを光検出器２７０の上に効果的にイメージングし、それによって、光ガイド２２２Ａのガイド近位端部２２２Ｐから放出される（すなわち、戻りエネルギービーム２２４Ｃの形態の）光エネルギーを光検出器２７０の上に連結する。そのような設計によって、光ガイド２２２Ａのガイド遠位端部２２２Ｄに形成されるプラズマから放出される可視光は、光検出器２７０によって収集される。

追加的に、いくつかの実施形態において、光検出器２７０は、信号を発生させ、信号は、光検出器２７０によって収集された、光ガイド２２２Ａのガイド遠位端部２２２Ｄに形成されるプラズマから放出される可視光に基づいている。図２に示されているように、光検出器２７０からの信号は、次いで、信号調整および処理システム２７２に方向付けられ、そこで、プラズマ事象の検出および強度評価が決定される。とりわけ、特定の実施形態において、光検出器２７０からの信号は、増幅器２７４に向けて方向付けられ、そこで、光検出器２７０からの信号が増幅される。したがって、増幅された信号は、バルーン内部１４６の中のバルーン流体１３２の中で起こったプラズマ事象の強度を決定するために（たとえば、制御電子機器２７８の中で）利用される。

さらに、特定の実施形態において、増幅された光検出器信号からのパルスは、ディスクリミネーター２７６（たとえば、ディスクリミネーター回路）を使用してゲート処理され、ディスクリミネーター２７６は、パルス発生器２６０からのパルスによってトリガーされる。次いで、この情報は、プラズマ事象がバルーン内部１４６の中のバルーン流体１３２の中でいつ起こったかを決定するために（たとえば、制御電子機器２７８の中で）使用され得る。より具体的には、制御電子機器２７８は、（パルス発生器２６０によってトリガーされるような）エネルギー供給源２２４からのエネルギーのオリジナルのパルスのタイミングを、（ディスクリミネーター２７６を使用してゲート処理されるような）増幅された光検出器信号のタイミングと比較し、プラズマ事象がバルーン内部１４６の中のバルーン流体１３２の中でいつ起こったかを決定することが可能である。

いくつかの実施形態において、信号調整および処理システム２７２の制御電子機器２７８は、システムコントローラー１２６（図１に図示されている）の一部として含まれ得る。代替的に、信号調整および処理システム２７２の制御電子機器２７８は、システムコントローラー１２６から独立して提供され得り、システムコントローラー１２６と電気的に通信することが可能である。

光ガイド２２２Ａから戻る光パルス（すなわち、戻りエネルギービーム２２４Ｃ）を検出および分析するために必要とされる光検出器２７０ならびに信号調整および処理システム２７２に関する多数の他の構成が存在しているということが認識される。たとえば、別の実施形態では、光検出器２７０は、戻りエネルギービーム２２４Ｃについての強度および波長情報を提供するスペクトロメーターであることが可能である。そのような実施形態では、この情報は、スペクトルシグネチャーを発生させ、光ガイド２２２Ａおよび／またはプラズマ発生器２６４の中の特定の条件または事象をさらに識別するために使用され得る。より具体的には、プラズマ発生器２６４を構成する少量の材料は、その通常の動作の間に気化されることとなる。これらは、スペクトル線を作り出すこととなり、スペクトル線は、明瞭になることとなる。このアプローチは、機能しているプラズマ発生器２６４と破損されたまたは損傷された光ガイド２２２Ａとの間を区別するためにさらに使用され得るということがさらに認識される。

本明細書において詳細に説明されているように、本発明に関する主要なメカニズムは、バルーン内部１４６の中のバルーン流体１３２の中のプラズマ事象によって生成される光パルスの直接的な検出である。信号調整および処理システム２７８は、光パルスの強度、そのスペクトル、および、エネルギー供給源２２４からの入力パルスに対してそれがいつ起こるかということを示すために利用され得る。これは、以下の通りに解釈され得る。
１） 光パルスは、光ガイド２２２Ａの長さおよびエネルギー供給源２２４からの入力エネルギーパルスの持続期間によって決定される時間間隔の後に起こらなければならない。検出される光パルスが、正しい強度を有しており、特定の時間ウィンドウの中で起こる場合には、それは、プラズマ発生器２６４が正しく機能したということのインディケーションである。
２） 光パルスが全く検出されない場合には、それは、デバイス故障のインディケーションである。
３） エネルギー供給源２２４からのエネルギーパルスに対して起こるのが早過ぎるより小さな光パルスが検出される場合には、これは、光ガイド２２２Ａの故障のインディケーションであることとなる。
４） 光パルスが異なるスペクトルを有するものとしてまたはスペクトル線もしくはスペクトルシグネチャーを欠くものとして検出される場合には、これは、デバイス故障を示すために使用され得る。

図３は、光学的アナライザーアッセンブリ３４２の別の実施形態を含むカテーテルシステム３００の別の実施形態の一部分の簡略図である。カテーテルシステム３００の設計は、本明細書で上記に図示および説明されている実施形態と実質的に同様である。カテーテルシステム３００のさまざまなコンポーネント（たとえば、図１に示されているものなど）は、明確性および図示のしやすさの目的のために、図３に図示されていないということが認識される。しかし、カテーテルシステム３００は、そのようなコンポーネントのほとんど（すべてではないとしても）を含む可能性が高いこととなるということが認識される。

図３に示されているように、カテーテルシステム３００は、繰り返しになるが、エネルギー供給源３２４を含み、エネルギー供給源３２４は、供給源ビーム３２４Ａ（たとえば、パルス状の供給源ビーム）の形態の光エネルギーを発生させるように構成されており、それは、個々のガイドビーム３２４Ｂとして、それぞれの光ガイド３２２Ａ（１つの光ガイドのみが、図３に図示されている）に選択的におよび／または代替的に方向付けられ、それぞれの光ガイド３２２Ａによって受け取られ得る。１つの非排他的な実施形態において、エネルギー供給源３２４は、赤外線レーザー供給源であり、光ガイド３２２Ａは、小さい直径のマルチモード光ファイバーである。特定の実施形態において、エネルギー供給源３２４は、繰り返しになるが、供給源ビーム３２４Ａとして、エネルギーのサブミリ秒パルスを提供するように構成され得り、それは、次いで、たとえば、光学エレメント３６２によって、小さなスポットの上に集束され、それを個々のガイドビーム３２４Ｂとして光ガイド３２２Ａのガイド近位端部３２２Ｐの中へ連結するようになっている。

その後に、個々のガイドビーム３２４Ｂは、光ガイド３２２Ａに沿っておよび／または光ガイド３２２Ａを通ってトラベルし、プラズマ発生器３６４を励起し、プラズマ発生器３６４は、光ガイド３２２Ａのガイド遠位端部３２２Ｄにまたはその近くに位置決めされ、および／または、組み込まれている。プラズマ発生器３６４は、赤外線エネルギーのパルスを利用し、バルーン１０４（図１に図示されている）のバルーン内部１４６（図１に図示されている）の中のバルーン流体１３２（図１に図示されている）の中に、局所化されたプラズマを生成させる。

本明細書において詳細に説明されているように、光学的アナライザーアッセンブリ３４２は、繰り返しになるが、光ガイド３２２Ａのガイド近位端部３２２Ｐから放出される光エネルギーの光学的な分析を通して、カテーテルシステム３００（たとえば、光ガイド３２２Ａおよびプラズマ発生器３６４）の性能、信頼性、および安全を効果的にモニタリングするように構成されている。しかし、図３に図示されている実施形態では、光学的アナライザーアッセンブリ３４２は、以前の実施形態のときとは異なる設計を有している。より具体的には、この実施形態では、戻りエネルギービーム２２４Ｃ（図２に図示されている）としてプラズマまたは光ガイドの破損されたセクションから放出される光パルスを検出および分析するのではなく、別個の第２のエネルギー供給源３８０（たとえば、第２の光供給源）が、光ガイド３２２Ａを尋問するために使用される。このアプローチは、長い光ファイバー伝送ラインにおける故障を検出するために使用されるＯｐｔｉｃａｌ Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｒｙ（ＯＴＤＲ）と類似点がある。

とりわけ、図３に示されている実施形態では、光学的アナライザーアッセンブリ３４２は、第２のエネルギー供給源３８０、パルス発生器３８２、ビームスプリッター３６６、光学エレメント３６８（たとえば、カップリングレンズ）、第２のビームスプリッター３８４、光検出器３７０、ならびに、信号調整および処理システム３７２のうちの１つまたは複数を含む。追加的に、示されているように、信号調整および処理システム３７２は、増幅器３７４、ディスクリミネーター３７６、および制御電子機器３７８のうちの１つまたは複数を含むことが可能であり、制御電子機器３７８は、１つまたは複数のプロセッサーまたは回路を含むことが可能である。代替的に、他の実施形態において、光学的アナライザーアッセンブリ３４２、ならびに／または、信号調整および処理システム３７２は、本明細書で具体的に図示および説明されているものよりも多いコンポーネントまたは少ないコンポーネントを含むことが可能である。

図３に図示されている実施形態に示されているように、パルス発生器３８２は、第２のエネルギー供給源３８０に連結されており、パルス発生器３８２は、第２のエネルギー供給源３８０をトリガーするように構成されており、したがって、第２のエネルギー供給源３８０は、尋問ビーム３８０Ａとしてエネルギーパルスを放出する。１つの非排他的な実施形態において、第２のエネルギー供給源３８０は、高強度の可視波長レーザーであり、パルス発生器３８２は、第２のエネルギー供給源３８０から短い高強度のパルスを生成させるために使用される。尋問ビーム３８０Ａが、最初に、第２のビームスプリッター３８４に向けて方向付けられ、第２のビームスプリッター３８４は、本明細書で説明されているように、第２のエネルギー供給源３８０のための別個の供給源および戻り経路を生成させるために使用され得る。１つの実施形態では、第２のビームスプリッター３８４は、高い反射対透過比率（ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ－ｔｏ－ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｒａｔｉｏ）を有する通常のビームスプリッターである。これは、小さいが十分な量の光エネルギーが光ガイド３２２Ａの中へ連結されることを可能にする。

追加的に、特定の実施形態において、第２のエネルギー供給源３８０からの尋問ビーム３８０Ａは、次いで、光学エレメント３６８を通過し、ビームスプリッター３６６（たとえば、ダイクロイックビームスプリッター）によって、光ガイド３２２Ａのガイド近位端部３２２Ｐの上に方向転換される。次いで、尋問ビーム３８０Ａは、光ガイド３２２Ａの長さに沿っておよび／またはそれを通ってトラベルする。尋問ビーム３８０Ａは、光ガイド３２２Ａのガイド遠位端部３２２Ｄにおいてまたはその近くにおいて、プラズマ発生器３６４によって散乱または反射され、ガイド近位端部３２２Ｐに戻ることとなる。次いで、同じ光学経路が、戻された光パルス（すなわち、戻された尋問ビーム３８０Ｂ）を収集および検出するために使用される。

図３に示されているように、戻された尋問ビーム３８０Ｂは、光学的アナライザーアッセンブリ３４２を使用して光学的に分析される。より具体的には、示されているように、ビームスプリッター３６６および光学エレメント３６８は、繰り返しになるが、光ガイド３２２Ａのガイド近位端部３２２Ｐから放出されることとなる、光ガイド３２２Ａを通って戻る光エネルギー（すなわち、戻された尋問ビーム３８０Ｂ）を分離するために使用される。その後に、戻された尋問ビーム３８０Ｂは、第２のビームスプリッター３８４に向けて方向付けられる。前述のように、第２のビームスプリッター３８４は、高い反射対透過比率を有することが可能であり、それは、戻された尋問ビーム３８０Ｂの形態の光ガイド３２２Ａからの弱い反射パルスの収集および検出を可能にする。したがって、第２のビームスプリッター３８４によって反射される戻された尋問ビーム３８０Ｂの部分が、光検出器３７０の中へ収集および連結され得る。そのような設計によって、光学エレメント３６８は、光ガイドのガイド近位端部３２２Ｐを光検出器３７０の上に効果的にイメージングし、それによって、光ガイド３２２Ａのガイド近位端部３２２Ｐから放出される（すなわち、戻された尋問ビーム３８０Ｂの形態の）光エネルギーを光検出器３７０の上に連結する。

追加的に、いくつかの実施形態において、光検出器３７０は、信号を発生させ、信号は、光検出器３７０によって収集された、戻された尋問ビーム３８０Ｂの部分に基づいている。図３に示されているように、光検出器３７０からの信号は、次いで、信号調整および処理システム３７２に方向付けられ、そこで、プラズマ事象の検出が決定される。特定の実施形態において、光検出器３７０からの信号は、増幅器３７４に向けて方向付けられ、そこで、光検出器３７０からの信号が増幅される。さらに、いくつかの実施形態において、増幅された光検出器信号からのパルスは、ディスクリミネーター２７６（たとえば、ディスクリミネーター回路）を使用してゲート処理され、ディスクリミネーター２７６は、パルス発生器３８２からのパルスによってトリガーされる。次いで、この情報は、プラズマ事象がバルーン内部１４６の中のバルーン流体１３２の中でいつ起こったかおよび起こったかどうかを決定するために（たとえば、制御電子機器３７８の中で）使用され得る。より具体的には、制御電子機器３７８は、（パルス発生器３８２によってトリガーされるような）第２のエネルギー供給源３８０からのエネルギーのオリジナルのパルスのタイミングを、（ディスクリミネーター３７６を使用してゲート処理されるような）増幅された光検出器信号のタイミングと比較し、光ガイド３２２Ａに沿って尋問パルスがどこに戻されたか（すなわち、戻された尋問ビーム３８０Ｂとして）を示すことが可能である。これは、戻された尋問ビーム３８０Ｂがプラズマ発生器３６４からのものであるかどうかを決定するために条件付けられ得り、それは、トリガーパルスと戻りパルスとの間の最大時間差であることとなる。逆に、トリガーパルスと戻りパルスとの間のより短い時間間隔は、戻りが光ガイド３２２Ａのガイド近位端部３２２Ｐのより近くにあったということを示すこととなり、それは、光ガイドの故障または破損を示すこととなる。

いくつかの実施形態において、信号調整および処理システム３７２の制御電子機器３７８は、システムコントローラー１２６（図１に図示されている）の一部として含まれ得る。代替的に、信号調整および処理システム３７２の制御電子機器３７８は、システムコントローラー１２６から独立して提供され得り、システムコントローラー１２６と電気的に通信することが可能である。

前述のように、本発明の光学的アナライザーアッセンブリは、ＩＶＬカテーテル（とりわけ、局所化されたプラズマ（そして、それは、バルーンのバルーン内部の中のバルーン流体の中に高エネルギー気泡を誘導する）を生成させるためにエネルギー供給源（たとえば、レーザー供給源などのような光供給源）を利用するもの）の性能、信頼性、および安全に伴う複数の潜在的な問題に対処する。たとえば、前述のように、本発明によって対処される問題は、それに限定されないが、（１）バルーン内部の中にプラズマを発生させるためのエネルギー供給源および／またはプラズマ発生器の成功的な発射の光学的な検出、（２）プラズマ発生器のエネルギー出力の正確な決定、（３）バルーン内部の中に所望のプラズマを発生させるためのカテーテルシステム（たとえば、プラズマ発生器）の故障の光学的な検出、および、（４）プラズマ発生器の中の、バルーンの中の、または、カテーテルシャフトの任意のセクションに沿った光ガイドの故障の光学的な検出を含む。

本明細書および添付の特許請求の範囲において使用されているように、単数形の「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、内容および／または文脈がそうでないことを明確に指示していない限り、複数の指示対象を含むということが留意されるべきである。また、「または」という用語は、一般的に、内容または文脈がそうでないことを明確に指示していない限り、「および／または」を含む意味で用いられているということも留意されるべきである。

また、本明細書および添付の特許請求の範囲において使用されているように、「構成されている」という語句は、特定のタスクを実施するように、または、特定の構成を採用するように構築または構成されているシステム、装置、または、他の構造体を説明しているということも留意されるべきである。「構成されている」という語句は、「配置および構成されている」、「構築および配置されている」、「構築されている」、「製造されている」、および「配置されている」などのような、他の同様の語句と相互交換可能に使用され得る。

本明細書において使用されている見出しは、３７ ＣＦＲ １．７７の下での提案との一貫性のために、または、そうでなければ、組織的な合図を提供するために提供されている。これらの見出しは、本開示から生じる可能性のある任意の請求項に記載されている本発明を限定するかまたは特徴付けるものとして見られるべきではない。例として、「背景技術」における技術の説明は、その技術が本開示における任意の発明に対する先行技術であるという自白ではない。「発明の概要」または「要約」のいずれも、発行された特許請求の範囲に記載されている本発明の特徴付けとして考慮されるべきではない。

本明細書で説明されている実施形態は、網羅的であるということを意図しておらず、または、本明細書に提供される詳細な説明に開示されている正確な形態に本発明を限定することを意図していない。むしろ、実施形態は、当業者が原理および実践を認識および理解することができるように選ばれて説明されている。そうであるので、態様は、さまざまな特定のおよび好適な実施形態および技法を参照して説明されてきた。しかし、本明細書における精神および範囲の中に留まりながら、多くの変形および修正が行われ得るということが理解されるべきである。

カテーテルシステムの複数の異なる実施形態が本明細書で図示および説明されてきたが、任意の１つの実施形態の１つまたは複数の特徴は、他の実施形態のうちの１つまたは複数の１つまたは複数の特徴と組み合わせられ得る（そのような組み合わせが本発明の意図を満たすという条件で）ということが理解される。

カテーテルシステムの複数の例示的な態様および実施形態が上記に議論されてきたが、当業者は、その特定の修正、順列、追加、およびサブコンビネーションを認識することとなる。したがって、以下の添付の特許請求の範囲および以降に導入される特許請求の範囲は、それらの真の精神および範囲の中にあるような、すべてのそのような修正、順列、追加、およびサブコンビネーションを含むように解釈され、本明細書において示されている構築または設計の詳細に対する限定は意図されていないということが意図されている。

Claims (66)

1. 血管壁または心臓弁の中のまたはそれに隣接する治療部位を治療するためのカテーテルシステムであって、前記カテーテルシステムは、
   光エネルギーを発生させる光供給源と；
   前記治療部位に実質的に隣接して位置決め可能なバルーンであって、前記バルーンは、バルーン内部を画定するバルーン壁を有しており、前記バルーン内部は、バルーン流体を受け入れる、バルーンと；
   光ガイドであって、前記光ガイドは、ガイド近位端部において前記光エネルギーを受け入れるように構成されており、また、前記ガイド近位端部から、前記バルーン内部の中に位置決めされているガイド遠位端部に向けて、前記光エネルギーを第１の方向にガイドするように構成されている、光ガイドと；
   前記第１の方向の反対の第２の方向に移動する、前記光ガイドからの光エネルギーを光学的に分析するように構成されている光学的アナライザーアッセンブリと
   を含む、カテーテルシステム。
2. 前記バルーン流体が、前記バルーン内部に提供され、前記バルーンが折り畳まれた構成から拡張された構成へ拡張するようになっている、請求項１に記載のカテーテルシステム。
3. 前記光供給源は、光エネルギーのパルスを発生させ、前記光エネルギーのパルスは、前記光ガイドに沿って前記バルーン内部の中へガイドされ、前記バルーン内部の中の前記バルーン流体の中にプラズマ発生を誘導する、請求項１または２に記載のカテーテルシステム。
4. 前記カテーテルシステムは、プラズマ発生器をさらに含み、前記プラズマ発生器は、前記光ガイドの前記ガイド遠位端部に位置決めされており、前記プラズマ発生器は、前記バルーン内部の中の前記バルーン流体の中にプラズマを発生させるように構成されている、請求項１から３のいずれか一項に記載のカテーテルシステム。
5. 前記プラズマ発生は、急速な気泡形成を引き起こし、前記治療部位に隣接する前記バルーン壁の上に圧力波を付与する、請求項３または４に記載のカテーテルシステム。
6. 前記光学的アナライザーアッセンブリは、プラズマ発生が前記バルーン内部の中の前記バルーン流体の中に起こったかどうかを光学的に検出するように構成されている、請求項３から５のいずれか一項に記載のカテーテルシステム。
7. 前記光学的アナライザーアッセンブリは、プラズマ発生の欠如が前記バルーン内部の中の前記バルーン流体の中に起こったかどうかを光学的に検出するように構成されている、請求項３から６のいずれか一項に記載のカテーテルシステム。
8. 前記光学的アナライザーアッセンブリは、前記ガイド近位端部から前記ガイド遠位端部への前記光ガイドの長さに沿った任意のポイントにおいて、前記光ガイドの故障を光学的に検出するように構成されている、請求項３から７のいずれか一項に記載のカテーテルシステム。
9. 前記光学的アナライザーアッセンブリは、前記ガイド近位端部から前記ガイド遠位端部への前記光ガイドの長さに沿った任意のポイントにおいて、前記光ガイドに対する潜在的な損傷を光学的に検出するように構成されている、請求項３から８のいずれか一項に記載のカテーテルシステム。
10. 前記光学的アナライザーアッセンブリは、前記光ガイドに対する潜在的な損傷を光学的に検出するとき、前記カテーテルシステムの動作を自動的にシャットダウンするように構成されている、請求項９に記載のカテーテルシステム。
11. 前記ガイド遠位端部は、遠位光レシーバーを含み、前記遠位光レシーバーは、戻りエネルギービームとして前記ガイド遠位端部から前記ガイド近位端部へ前記光ガイドを通る光エネルギーを受け入れる、請求項１から１０のいずれか一項に記載のカテーテルシステム。
12. 前記ガイド遠位端部から前記ガイド近位端部へ前記光ガイドによって受け入れられる前記光エネルギーは、前記バルーン内部の中の前記バルーン流体の中に発生させられるプラズマから放出される、請求項１１に記載のカテーテルシステム。
13. 前記遠位光レシーバーを介して前記ガイド遠位端部から前記ガイド近位端部へ前記光ガイドによって受け入れられる前記光エネルギーは、前記光学的アナライザーアッセンブリによって光学的に分析される、請求項１１または１２に記載のカテーテルシステム。
14. 前記カテーテルシステムは、前記光供給源に連結されているパルス発生器をさらに含み、前記パルス発生器は、前記光供給源をトリガーし、光エネルギーのパルスを放出するように構成されており、前記光エネルギーのパルスは、前記ガイド近位端部から前記ガイド遠位端部へ前記光ガイドに沿ってガイドされる、請求項１から１３のいずれか一項に記載のカテーテルシステム。
15. 前記光エネルギーのパルスは、前記光ガイドの前記ガイド遠位端部に位置決めされているプラズマ発生器を励起し、前記プラズマ発生器は、前記バルーン内部の中の前記バルーン流体の中にプラズマを発生させるように構成されている、請求項１４に記載のカテーテルシステム。
16. 光エネルギーが、戻りエネルギービームとして前記光ガイドを通して前記第２の方向にガイドされて戻り、前記光学的アナライザーアッセンブリは、前記戻りエネルギービームを光学的に分析し、プラズマ発生が前記バルーン内部の中の前記バルーン流体の中に起こったかどうかを決定するように構成されている、請求項１４または１５に記載のカテーテルシステム。
17. 前記光学的アナライザーアッセンブリは、ビームスプリッターおよび光検出器を含み、前記ビームスプリッターは、前記戻りエネルギービームを受け入れ、前記戻りエネルギービームの少なくとも一部分を前記光検出器の上に方向付けるように構成されている、請求項１６に記載のカテーテルシステム。
18. 前記カテーテルシステムは、前記ビームスプリッターと前記光検出器との間にビーム経路に沿って位置決めされている光学エレメントをさらに含み、前記光学エレメントは、前記戻りエネルギービームの前記少なくとも一部分を前記光検出器の上に連結するように構成されている、請求項１７に記載のカテーテルシステム。
19. 前記光検出器は、前記戻りエネルギービームの前記少なくとも一部分に含まれる可視光に少なくとも部分的に基づいて信号を発生させる、請求項１７または１８に記載のカテーテルシステム。
20. 前記光検出器からの前記信号は、増幅器によって増幅され、増幅された信号を提供し、前記増幅された信号は、制御電子機器に方向付けられ、前記バルーン内部の中の前記バルーン流体の中の前記プラズマ発生の強度を決定する、請求項１９に記載のカテーテルシステム。
21. 前記増幅された信号は、ディスクリミネーター回路を使用してゲート処理され、前記制御電子機器は、前記パルス発生器によってトリガーされるような、前記光供給源からの前記光エネルギーのパルスのタイミングを、前記光検出器からの前記増幅された信号のタイミングと比較し、プラズマ発生が前記バルーン内部の中の前記バルーン流体の中でいつ起こったかを決定する、請求項２０に記載のカテーテルシステム。
22. 前記カテーテルシステムは、尋問ビームとして光エネルギーを発生させる第２の光供給源をさらに含み、前記光ガイドは、前記ガイド近位端部において前記第２の光供給源から前記尋問ビームを受け入れ、前記尋問ビームを前記第２の光供給源から前記ガイド遠位端部に向けてガイドするように構成されている、請求項１から１３のいずれか一項に記載のカテーテルシステム。
23. 前記カテーテルシステムは、前記第２の光供給源に連結されているパルス発生器をさらに含み、前記パルス発生器は、前記第２の光供給源をトリガーし、尋問ビームとして光エネルギーのパルスを放出するように構成されており、前記尋問ビームは、前記光ガイドに沿って前記ガイド近位端部から前記ガイド遠位端部へガイドされる、請求項２２に記載のカテーテルシステム。
24. 前記第２の光供給源は、可視光供給源である、請求項２２または２３に記載のカテーテルシステム。
25. 前記カテーテルシステムは、前記光ガイドの前記ガイド遠位端部に位置決めされているプラズマ発生器をさらに含み、前記尋問ビームは、（ｉ）前記プラズマ発生器によって散乱される、および、（ｉｉ）前記プラズマ発生器によって反射される、のうちの一方であり、前記尋問ビームは、戻された尋問ビームとして前記光ガイドに沿って前記第２の方向に方向付けられる、請求項２２から２４のいずれか一項に記載のカテーテルシステム。
26. 前記戻された尋問ビームは、前記光ガイドの前記ガイド近位端部から放出されるときに、前記光学的アナライザーアッセンブリによって光学的に分析される、請求項２５に記載のカテーテルシステム。
27. 前記光学的アナライザーアッセンブリは、ビームスプリッターおよび光検出器を含み、前記ビームスプリッターは、前記戻された尋問ビームを受け入れ、前記戻された尋問ビームの少なくとも一部分を前記光検出器の上に方向付けるように構成されている、請求項２５または２６に記載のカテーテルシステム。
28. 前記光検出器は、前記戻された尋問ビームの前記少なくとも一部分に少なくとも部分的に基づいて信号を発生させる、請求項２７に記載のカテーテルシステム。
29. 前記光検出器からの前記信号は、増幅器によって増幅され、増幅された信号を提供し、前記増幅された信号は、制御電子機器に方向付けられ、プラズマ発生が前記バルーン内部の中の前記バルーン流体の中でいつ起こったかを決定する、請求項２８に記載のカテーテルシステム。
30. 前記増幅された信号は、ディスクリミネーター回路を使用してゲート処理され、前記制御電子機器は、前記パルス発生器によってトリガーされるような、前記第２の光供給源からの前記光エネルギーのパルスのタイミングを、前記光検出器からの前記増幅された信号のタイミングと比較し、プラズマ発生が前記バルーン内部の中の前記バルーン流体の中でいつ起こったかを決定する、請求項２９に記載のカテーテルシステム。
31. 前記光供給源は、レーザーを含む、請求項１から３０のいずれか一項に記載のカテーテルシステム。
32. 前記光供給源は、赤外光のパルスの形態の光エネルギーを放出する赤外線レーザーを含む、請求項１から３１のいずれか一項に記載のカテーテルシステム。
33. 前記光ガイドは、光ファイバーを含む、請求項１から３２のいずれか一項に記載のカテーテルシステム。
34. 血管壁または心臓弁の中のまたはそれに隣接する治療部位を治療するための方法であって、前記方法は、
    光供給源によって光エネルギーを発生させるステップと；
    前記治療部位に実質的に隣接してバルーンを位置決めするステップであって、前記バルーンは、バルーン内部を画定するバルーン壁を有しており、前記バルーン内部は、バルーン流体を受け入れる、ステップと；
    ガイド近位端部において光ガイドによって前記光供給源からの前記光エネルギーを受け入れるステップと；
    前記ガイド近位端部から、前記バルーン内部の中に位置決めされているガイド遠位端部に向けて、前記光ガイドによって前記光エネルギーを第１の方向にガイドするステップと；
    光学的アナライザーアッセンブリによって前記光ガイドからの光エネルギーを光学的に分析するステップであって、分析される前記光エネルギーは、反対側に前記第１の方向の反対の第２の方向に移動する、ステップと
    を含む、方法。
35. 位置決めする前記ステップは、前記バルーンが折り畳まれた構成から拡張された構成へ拡張するように、前記バルーン流体を前記バルーン内部に提供するステップを含む、請求項３４に記載の方法。
36. 発生させる前記ステップは、前記光供給源によって光エネルギーのパルスを発生させるステップを含み、ガイドする前記ステップは、前記光ガイドに沿って前記バルーン内部の中へ前記光エネルギーのパルスをガイドし、前記バルーン内部の中の前記バルーン流体の中にプラズマ発生を誘導するステップを含む、請求項３４または３５に記載の方法。
37. 前記方法は、前記光ガイドの前記ガイド遠位端部にプラズマ発生器を位置決めするステップと、前記プラズマ発生器によって前記バルーン内部の中の前記バルーン流体の中にプラズマを発生させるステップとをさらに含む、請求項３４から３６のいずれか一項に記載の方法。
38. ガイドする前記ステップは、前記プラズマ発生が急速な気泡形成を引き起こすステップと、前記治療部位に隣接する前記バルーン壁の上に圧力波を付与するステップとを含む、請求項３６または３７に記載の方法。
39. 光学的に分析する前記ステップは、前記光学的アナライザーアッセンブリによって、プラズマ発生が前記バルーン内部の中の前記バルーン流体の中に起こったかどうかを光学的に検出するステップを含む、請求項３６から３８のいずれか一項に記載の方法。
40. 光学的に分析する前記ステップは、前記光学的アナライザーアッセンブリによって、プラズマ発生の欠如が前記バルーン内部の中の前記バルーン流体の中に起こったかどうかを光学的に検出するステップを含む、請求項３６から３９のいずれか一項に記載の方法。
41. 光学的に分析する前記ステップは、前記光学的アナライザーアッセンブリによって、前記ガイド近位端部から前記ガイド遠位端部への前記光ガイドの長さに沿った任意のポイントにおいて、前記光ガイドの故障を光学的に検出するステップを含む、請求項３６から４０のいずれか一項に記載の方法。
42. 光学的に分析する前記ステップは、前記光学的アナライザーアッセンブリによって、前記ガイド近位端部から前記ガイド遠位端部への前記光ガイドの長さに沿った任意のポイントにおいて、前記光ガイドに対する潜在的な損傷を光学的に検出するステップを含む、請求項３６から４１のいずれか一項に記載の方法。
43. 前記方法は、前記光ガイドに対する潜在的な損傷を光学的に検出するとき、前記光学的アナライザーアッセンブリによって、前記カテーテルシステムの動作を自動的にシャットダウンするステップをさらに含む、請求項４２に記載の方法。
44. 前記方法は、前記ガイド遠位端部における遠位光レシーバーによって、戻りエネルギービームとして前記ガイド遠位端部から前記ガイド近位端部へ前記光ガイドを通る光エネルギーを受け入れるステップをさらに含む、請求項３４から４３のいずれか一項に記載の方法。
45. 前記ガイド遠位端部から前記光ガイドを通る光エネルギーを受け入れる前記ステップは、前記ガイド遠位端部から前記ガイド近位端部へ前記光ガイドを通して受け入れられる前記光エネルギーが、前記バルーン内部の中の前記バルーン流体の中に発生させられるプラズマから放出されることを含む、請求項４４に記載の方法。
46. 光学的に分析する前記ステップは、前記光学的アナライザーアッセンブリによって、前記ガイド遠位端部から前記ガイド近位端部へ前記光ガイドを通して受け入れられる前記光エネルギーを光学的に分析するステップを含む、請求項４４または４５に記載の方法。
47. 前記方法は、パルス発生器を前記光供給源に連結するステップと、前記パルス発生器によって前記光供給源をトリガーし、前記ガイド近位端部から前記ガイド遠位端部へ前記光ガイドに沿ってガイドされる光エネルギーのパルスを放出するステップとをさらに含む、請求項３４から４６のいずれか一項に記載の方法。
48. 前記方法は、前記光エネルギーのパルスによって、前記光ガイドの前記ガイド遠位端部に位置決めされているプラズマ発生器を励起するステップと、前記プラズマ発生器によって、前記バルーン内部の中の前記バルーン流体の中にプラズマを発生させるステップとをさらに含む、請求項４７に記載の方法。
49. 前記方法は、戻りエネルギービームとして前記光ガイドを通して前記ガイド近位端部へ光エネルギーをガイドして戻すステップと、前記光学的アナライザーアッセンブリによって前記戻りエネルギービームを光学的に分析し、プラズマ発生が前記バルーン内部の中の前記バルーン流体の中に起こったかどうかを決定するステップとをさらに含む、請求項４７または４８に記載の方法。
50. 前記戻りエネルギービームを光学的に分析する前記ステップは、ビームスプリッターによって前記戻りエネルギービームを受け入れるステップと、前記ビームスプリッターによって前記戻りエネルギービームの少なくとも一部分を前記光検出器の上に方向付けるステップとを含む、請求項４９に記載の方法。
51. 前記方法は、前記ビームスプリッターと前記光検出器との間にビーム経路に沿って光学エレメントを位置決めするステップと、前記光学エレメントによってカップリング前記戻りエネルギービームの前記少なくとも一部分を前記光検出器の上に連結するステップとをさらに含む、請求項５０に記載の方法。
52. 前記方法は、前記光検出器によって、前記戻りエネルギービームの前記少なくとも一部分に含まれる可視光に少なくとも部分的に基づいて信号を発生させるステップをさらに含む、請求項５０または５１に記載の方法。
53. 前記方法は、増幅器によって前記光検出器からの前記信号を増幅し、増幅された信号を提供するステップと、前記増幅された信号を制御電子機器に方向付け、前記バルーン内部の中の前記バルーン流体の中の前記プラズマ発生の強度を決定するステップとをさらに含む、請求項５２に記載の方法。
54. 前記方法は、ディスクリミネーター回路を使用して、前記増幅された信号をゲート処理するステップと、前記制御電子機器によって、前記パルス発生器によってトリガーされるような、前記光供給源からの前記光エネルギーのパルスのタイミングを、前記光検出器からの前記増幅された信号のタイミングと比較し、プラズマ発生が前記バルーン内部の中の前記バルーン流体の中でいつ起こったかを決定するステップとをさらに含む、請求項５３に記載の方法。
55. 前記方法は、第２の光供給源によって尋問ビームとして光エネルギーを発生させるステップと、前記光ガイドの前記ガイド近位端部において前記第２の光供給源から前記尋問ビームを受け入れるステップと、前記光ガイドによって前記第２の光供給源から前記ガイド遠位端部に向けて前記尋問ビームをガイドするステップとをさらに含む、請求項３４から４６のいずれか一項に記載の方法。
56. 前記方法は、パルス発生器を前記第２の光供給源に連結するステップと、前記パルス発生器によって前記第２の光供給源をトリガーし、前記光ガイドに沿って前記ガイド近位端部から前記ガイド遠位端部へガイドされる尋問ビームとして、光エネルギーのパルスを放出するステップとをさらに含む、請求項５５に記載の方法。
57. 尋問ビームとして光エネルギーを発生させる前記ステップは、前記第２の光供給源が可視光供給源であることを含む、請求項５５または５６に記載の方法。
58. 前記方法は、前記光ガイドの前記ガイド遠位端部にプラズマ発生器を位置決めするステップと、前記プラズマ発生器によって前記尋問ビームを散乱させるステップおよび反射するステップのうちの１つと、前記光ガイドによって、散乱されたおよび反射された尋問ビームのうちの一方を、戻された尋問ビームとして前記光ガイドに沿って前記第２の方向に方向付けるステップとをさらに含む、請求項５５から５７のいずれか一項に記載の方法。
59. 前記方法は、前記光学的アナライザーアッセンブリによって、前記光ガイドの前記ガイド近位端部から放出されるときに、前記戻された尋問ビームを光学的に分析するステップをさらに含む、請求項５８に記載の方法。
60. 前記方法は、ビームスプリッターによって、前記戻された尋問ビームを受け入れるステップと、前記ビームスプリッターによって、前記戻された尋問ビームの少なくとも一部分を前記光検出器の上に方向付けるステップとをさらに含む、請求項５８または５９に記載の方法。
61. 前記方法は、前記光検出器によって、前記戻された尋問ビームの前記少なくとも一部分に少なくとも部分的に基づいて信号を発生させるステップをさらに含む、請求項６０に記載の方法。
62. 前記方法は、増幅器によって前記光検出器からの前記信号を増幅させ、増幅された信号を提供するステップと、前記増幅された信号を制御電子機器に方向付け、プラズマ発生が前記バルーン内部の中の前記バルーン流体の中でいつ起こったかを決定するステップとをさらに含む、請求項６１に記載の方法。
63. 前記方法は、ディスクリミネーター回路を使用して、前記増幅された信号をゲート処理するステップと、前記制御電子機器によって、前記パルス発生器によってトリガーされるような、前記第２の光供給源からの前記光エネルギーのパルスのタイミングを、前記光検出器からの前記増幅された信号のタイミングと比較し、プラズマ発生が前記バルーン内部の中の前記バルーン流体の中でいつ起こったかを決定するステップとをさらに含む、請求項６２に記載の方法。
64. 発生させる前記ステップは、前記光供給源がレーザーであることを含む、請求項３４から６３のいずれか一項に記載の方法。
65. 発生させる前記ステップは、前記光供給源が赤外光のパルスの形態の光エネルギーを放出する赤外線レーザーであることを含む、請求項３４から６４のいずれか一項に記載の方法。
66. 受け入れる前記ステップは、前記光ガイドが光ファイバーを含むことを含む、請求項３４から６５のいずれか一項に記載の方法。

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