JP7102314B2 - 複合レーザビームスプリッタ摘出装置 - Google Patents

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Description

本発明は、医療用装置に関し、より具体的には、複合レーザビームスプリッタ摘出装置に関する。
可撓性尿管鏡レーザ砕石手術では、より外傷を与えずに患者から結石を除去することができるように結石のサイズを縮小する目的のために、直接可視化下でレーザファイバを結石に近接させる。結石の物理的特性及び患者の解剖学的構造における結石の位置に応じた異なるレーザパラメータの設定が、結石を切断するのに最適である。現在市販されているレーザは、パルス当たり０．２ジュール未満のエネルギー又は５ｋＷ未満のパルスピーク電力を送達しない。これらの最低設定であっても、この手術によって、小さな断片が後方突進を受け、レーザファイバがその断片に近すぎる場合、後方突進により組織が著しく損傷され得ることになる。後方突進は、結石を破断するために使用されているエネルギー源から離れて結石が動くことである。
患者に対しては、医師が尿管鏡及びレーザファイバを結石断片の近位に維持するように操作するのにより長い時間がかかる処置に患者が曝され、レーザエネルギーへのそれぞれの不慮の組織曝露が損傷を与えるため、患者がより多くの組織傷害に曝されることになる。
レーザファイバは、通常、内視鏡が腎臓の全領域にアクセスするのに十分に曲がるのを妨げることがないように、適度に可撓性である。またレーザファイバは、通常、はっきりとした視野を保つために必要な潅注を制限する程、内視鏡作業チャネルの大部分を占めない。これらの理由で、可撓性砕石術で使用されるレーザファイバは、通常、２７２μｍ以下であるコアを有し、外径が約４００～５００μｍの範囲である。ファイバの表面では、レーザは、直径約２７２μｍであってよい。
可撓性尿管鏡砕石術によって治療される典型的な結石のサイズは、直径約５～２０ｍｍの範囲であり、球状形をとる。したがって、医師は、結石の表面にわたって０．２７２ｍｍのレーザファイバを移動させるために様々な技法を展開する。より大きな結石の場合、医師がこれを行うのに１５分～１時間以上かかり得る。結石は、石摘出バスケットのような摘出装置によって除去される場合、およそ３ｍｍの断片、又は患者の体内に残され、通常の解剖学的泌尿器系の洗浄プロセスによって流し出される場合、およそ１．５ｍｍ未満に縮小されなければならない。上述のように、結石を許容されるサイズに縮小するためにかかる時間の量は、レーザファイバ及び内視鏡を結石及びそのより大きな断片の近位に維持する医師の技量、特定の石の機械的特性、並びに配備されるレーザパラメータの大きさに基づいて変化する。
結石に対して使用されるエネルギー又はピーク電力が大きければ大きいほど、結石はより容易に砕けて断片になるが、それらの断片が大きくなる可能性がより高くなり、医師がそれらの断片を「追跡する」必要がある相当の後方突進を受け、したがってより時間がかかる。
したがって、改善された信頼できる医療用装置の構成を提供する必要がある。
本発明の一態様に従い、医療用装置が開示されている。医療用装置は、シース、レーザファイバ、バスケット部、及びレーザビームスプリッタを含む。レーザファイバは、シースの端部から延びるように構成されている。バスケット部は、可撓性部材を含む。可撓性部材の少なくとも一部分は、シースとレーザファイバとの間にある。レーザビームスプリッタは、レーザファイバに連結されている。
本発明の別の態様に従い、方法が開示される。シースが設けられている。レーザファイバは、シースの端部から延びている。バスケット部は、シースとレーザファイバとの間に摺動可能に接続されている。バスケット部は、可撓性部材を含む。可撓性部材の少なくとも一部分は、シースとレーザファイバとの間にある。レーザビームスプリッタは、レーザファイバに連結されている。
本発明の前述の態様及び他の特徴は、添付図面に関連し、以降の説明で明白にされる。
本発明の特徴を組み込む摘出装置の部分断面図である。 図１に示す摘出装置のシースを通る断面図である。 図１に示す摘出装置のレーザファイバを通る断面図である。 本発明の特徴を組み込む摘出装置の別の実施形態である。 図４に示す摘出装置のビームスプレッダの代替実施例である。 図４に示す摘出装置のビームスプレッダの代替実施例である。 図４に示す摘出装置のビームスプレッダの代替実施例である。 図４に示す摘出装置のビームスプレッダの代替実施例である。 図４のレーザファイバとビームスプレッダとの間の代替連結実施形態である。 図１、図４に示す摘出装置のバスケット部の代替実施形態である。
図１を参照すると、本発明の特徴を組み込む摘出装置１０の部分断面図が示されている。本発明は、図面に示される例示の実施形態の参照によって説明されるが、本発明は、実施形態の多くの代替形態で具体化され得ることを理解されたい。更に、要素又は物質の、任意の好適なサイズ、形状又はタイプを使用することができる。
摘出装置１０は、バスケット部１２、シース１４、及びレーザファイバ１６を備える。バスケット部１２は、摘出装置１０の遠位端から延びるように構成された複数の可撓性部材１８を含む。シース１４及び可撓性部材１８は、バスケット部をシース１４に対して前方位置（バスケット部１２を開くため）と後方位置（バスケット部１２を閉じるため）との間で移動させるように、互いに対して長手方向に移動可能である（矢印２０を参照）。様々な例示の実施形態によれば、バスケット部１２を移動させるための制御ワイヤが、可撓性部材１８の端部に接続され得るが、代替実施形態では、バスケット部を移動させるための任意の適切な構成が提供されてもよい。図１は、バスケット部１２が開き、シース１４の前端開口部２２から外に位置するように、シース１４に対して前方に（前方位置に）移動された可撓性部材１８を示す。後方位置では、バスケット部１２は、バスケット部は、シース１４によってより小さな形状に潰されて（及び閉じられて）シース１４の内側に適合するように、シース１４の内側に位置する。
レーザファイバ１６は、複数の個々のコアファイバ２４を含み、摘出装置１０の遠位端から延びるように構成されている。レーザファイバ１６は、シース１４（及び可撓性部材１８）に対して長手方向に移動可能であり（矢印２６を参照）、それによりレーザファイバ１６は、前方及び後方に摺動することができる。図１は、シース１４の前端開口部２２から外に位置するレーザファイバを示す。個々のコアファイバ２４は、開口部２２から延びる端部においてほつれ、レーザファイバの反対端で融合されてもよい。コアファイバのほつれた端部２８は、レーザビームを複数の方向に向けることを可能にする。更に、レーザファイバ１６は、バスケット部１２の可撓性部材１８の間のチャネル２９内に配設され、ここでレーザファイバは、シース１４と実質的に同心であり、それにより可撓性部材１８は、レーザファイバ１６とシース１４との間にある（図２を参照）。例えば、いくつかの例示の実施形態では、レーザファイバの直径は、約０．５ｍｍであってよく、可撓性部材の各々の直径は、約０．１０４ｍｍであってよく、シースの外径は、約１．９～２．０Ｆｒであってよい（シースは、約１．９～２．０Ｆｒ．カテーテルのサイズ及び形状を含む［すなわち、フレンチスケール又はフレンチゲージシステムで１．９～２．０のサイズを有するカテーテルと同様］）。しかしながら、代替実施形態では、任意の適切なサイズのレーザファイバ、可撓性部材、又はシースが提供され得る。
ここで図３も参照すると、レーザファイバ１６の断面図が示されている。個々のコアファイバ２４は、レーザファイバシース３０内で束ねられ、一般にコア部分３２及びクラッド部分３４を含む。様々な例示の実施形態によれば、コア部分３２の各々の直径は、約０．０８～０．１ｍｍであってもよい。しかしながら、代替実施形態では、任意の適切なサイズのコア部分を設けることができる。
ここで図４も参照すると、摘出装置の別の実施形態が示されている。この実施形態では、摘出装置１００は、図１に示す摘出装置１０と同様に、バスケット部１１２、シース１１４、及びレーザファイバ１１６を備える。しかしながら、この実施形態では、摘出装置１００は、レーザビーム回折スプリッタ１３６を備えている。摘出装置１０と同様に、バスケット部１１２は、摘出装置１０の遠位端から延びるように構成された複数の可撓性部材１１８を含む。シース１１４及び可撓性部材１１８は、互いに対して長手方向に移動可能であり、バスケット部をシース１１４に対して前方位置（バスケット部１１２を開くため）と後方位置（バスケット部１１２を閉じるため）との間で移動させる。
図４は、摘出装置１００が閉じられている（その中に石がない）場合の、レーザビームスプリッタ（又はビームスプレッダ）１３６を有する複合ニチノール摘出装置及びレーザファイバの一実施形態を示す。この実施形態では、ビームスプリッタ／スプレッダ１３６は、矩形輪郭を有する。摘出装置１００が開いているか、又は石を含む場合、バスケット部分１１８が水平方向に延び、それによりビームスプリッタ／スプレッダ１３６の端部と摘出装置の遠位部分との間の空間（寸法Ｘを参照）が、石断片を捕捉するように大きくなる。
この実施形態では、レーザファイバ１１６は、レーザファイバシース１３０内に単一のコアファイバ１２４（例えば、このコアファイバ１２４は、約０．３ｍｍの直径を有し得る）を含み、摘出装置１０の遠位端から延びるように構成されている（しかしながら、代替実施形態では、レーザファイバ１１６は、コアファイバの束を含み得る）。レーザファイバ１１６は、バスケット部１１２の可撓性部材１１８の間のチャネル１２９内に配設され、ここでレーザファイバは、シース１１４と実質的に同心であり、それにより可撓性部材１１８は、レーザファイバ１１６とシース１１４との間にある。レーザファイバ１１６は、シース１１４（及び可撓性部材１１８）に対して長手方向に移動可能であり、それによりレーザファイバ１１６は、前方及び後方に摺動することができる。また、いくつかの実施形態によれば、レーザビーム回折スプリッタ１３６は、約１．２ｍｍの長手方向寸法及び約１．５ｍｍの垂直方向寸法を有してよい。しかしながら、代替実施形態では、任意の適切な寸法が提供されてもよい。更に、この実施形態では、レーザビーム回折スプリッタ１３６は、レーザファイバ１１６に連結されている。
上記実施形態は、矩形輪郭を有するビームスプリッタ／スプレッダ１３６に関して説明されてきたが、当業者であれば、様々な実施形態が、必ずしもそのように制限される必要はなく、代替実施形態では、他の適切な輪郭形状が提供され得ることを理解するであろうことに留意されたい。例えば、図４Ａは、ビームスプリッタ／スプレッダ２３６が、丸い端部を有する円錐断面を含む、別の実施形態を示す。この構成は、捕捉される摘出装置の異なる形状を収容することができる。図４Ｂは、ビームスプレッダ３３６が、レーザファイバを溶融するか、又はハーフボールレンズをレーザファイバ１２４に接合することによって、レーザファイバ１２４の端部に丸い膨隆を作成することによって形成される、別の実施形態を示す。球形状により、レーザ光は、直線ファイバよりも大きな表面積にわたって広がる。更に、図４Ｃ及び図４Ｄは、ビームスプレッダ３３６と同様のビームスプレッダ４３６及び５３６を示すが、これらの実施形態では、ビームスプレッダは、レーザファイバの端部において円錐形状（図４Ｃを参照）又はレーザファイバの端部において丸い／フレア形状（図４Ｄを参照）のいずれかを含む。更に、他の代替実施形態では、任意の適切な形状が、レーザファイバ１２４の端部に提供されてもよい。
上述のように、レーザビーム回折スプリッタ１３６は、レーザファイバ１１６に連結される。ビームスプリッタ／スプレッダ１３６は、検討中の波長に対して光透過性を有する接着剤、又はガラス融接、又は接合部にわたる熱勾配を最小限に抑えるように接合部を通る光最小化透過損失を最小限に抑える他のガラス対ガラス接着技術を含む様々な方法を使用して、レーザファイバコア及び／又はクラッドに取り付けられ得ることに留意されたい。図４に示す実施形態では、レーザビーム回折スプリッタ１３６は、融接部１３８によってレーザファイバ１１６に連結されている。
上記実施形態は、レーザファイバをレーザビーム回折スプリッタに連結するための融接に関して説明されてきたが、当業者であれば、様々な実施形態が、必ずしもそのように制限される必要はなく、代替実施形態では、レーザファイバをレーザビーム回折スプリッタに連結する他の適切な方法が提供され得ることを理解するであろうことに留意されたい。例えば、図５は、金属化接着剤２４０が、レーザファイバとレーザビーム回折スプリッタ１３６との間に提供される、代替実施形態を示す。更に、レーザ波長（約１９４０ｎｍ又は約２１００ｎｍ）に対する真空又は他の低吸収媒体が、レーザファイバとレーザビーム回折スプリッタ１３６との間に設けられてもよい。
例示の実施形態のうちのいずれか１つ以上の技術的効果は、石摘出装置にレーザファイバ及びレーザビーム回折スプリッタ１３６用のチャネルを提供することによって、従来の構成を越える顕著な利点を提供する。この構成は、ファイバから離れるレーザエネルギーが、結石に穴を開けるか、又はそれを２つ以上の小片に断片化するまで、捕捉した結石９０を（図１に示すように）支持する。結石は、摘出装置によって固定化されるため、後方突進の危険性が著しく低減又は排除されるはずである。しかしながら、上述のように、２７２μｍ以下のレーザファイバは、通常、結石の表面上を移動して、それを切断する。この構成において、レーザファイバ及び結石の相対位置は、摘出装置によって維持される。
レーザビーム回折スプリッタ（又は回折ビームスプリットレンズ）１３６は、ファイバよりもほんのわずかに大きい直径の単一穴が、捕捉された結石９０の中心に形成される起こり得る影響に対処するために、レーザファイバ１１６の端部（又は摘出装置から突出する管の端部上）に設けられる。様々な例示の実施形態によれば、ビーム回折スプリッタ１３６は、１つのレーザビームから離散レーザビームのｎ×ｎアレイを作成する。各離散ビームの角度は、レンズの回折特性及びその厚さによって調整可能である。この例では、１０×１０アレイは、１つのレーザビームを１００本の個々のビームに分割し、各々が同じ空間電力密度を石９０に送達する。各パルスの持続時間は、同じままであるが、１００本のビームの各々のピーク電力は、その表面積に比例して一次ビームよりも少ない。このため、一次ビームが、例えば、１パルス当たり４ジュールを送達した場合、１００本のビームの各々は、１パルス当たり０．０４ジュールを送達することができ、各々が同じパルス持続期間であるが、より低いピーク電力レベルを有し、一次レーザに等しいスポットサイズの１００本のレーザを生成するために、標的結石がレンズ１３６から十分に離れていたと想定する。
およそ０．０２５ジュールより上のエネルギーは、ヒトの結石を切断するために十分であるという証拠と共に、例示の実施形態のうちのいずれか１つ以上の追加の技術的効果が提供される。上記のビーム分割手法は、作用される表面積を著しく増加させ、結石の表面上で小さなレーザファイバを移動させる必要性を低減することができる。更に、１０×１０アレイは、単なる一例であり、アレイサイズは、レンズ表面と結石との間の媒体における吸収に起因するエネルギー損失に対応するが、依然として切断を引き起こすために十分な強度を送達するように調整され得る。
例示の実施形態のうちのいずれかつ１つ以上の更なる技術的効果は、ファイバのバーンバックに良好に対応することができ、かつ改善された耐移行性砕石装置を提供することができる構成を提供する。
バスケット部の様々な例示の実施形態は、Ｃｏｏｋ Ｍｅｄｉｃａｌによって製造されたＮＧａｇｅ（登録商標）又はＢｏｓｔｏｎ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃによって製造されたＤａｋｏｔａ（商標）、又はスネアのような石の周囲全体に延在しない他の摘出装置設計と同様の開口構成を含み得ることに留意されたい。例えば、図６に示すように、摘出装置２００は、摘出装置１０、１００（図１、４に示す）と同様であり、同様に、バスケット部２１２、シース２１４、及びレーザファイバ２１６を備える。しかしながら、図６は、上述の開口構成を示し、ここで可撓性部材２１８は、石９０の周囲全体に延在しておらず、代わりに石と係合するための開口バスケットを提供する。図６は、コアファイバの束を有するレーザファイバ２１６を示しているが（図１と同様）、代替実施形態は、レーザビーム回折スプリッタ（図４と同様）に接続された単一コアファイバを有し得ることにも留意されたい。更に、任意の他の適切なレーザファイバ構成が提供されてもよい。
以下に、様々な非限定的な例示の実施形態の更なる説明を提供する。後述の例示の実施形態は、１つ以上の他の態様若しくは例示の実施形態と共に実行され得る。つまり、直下に記載されているとおり、本発明の例示の実施形態は、任意の組み合わせ（例えば、好適、実際的、及び／又は実行可能である任意の組み合わせ）で実装、実行、又は使用され得るが、本明細書に記載されている、及び／又は添付の特許請求の範囲に包含されている組み合わせのみに限定されない。
例示の一実施形態では、医療用装置が開示されている。医療用装置は、シースと、シースの端部から延びるように構成されたレーザファイバと、可撓性部材を含むバスケット部であって、可撓性部材の少なくとも一部分が、シースとレーザファイバとの間にあるバスケット部と、レーザファイバに連結されたレーザビームスプリッタと、を備える。
上記の医療用装置では、レーザファイバが、シースに対して長手方向に移動可能である。
上記の医療用装置では、レーザファイバが、シースと実質的に同心である。
上記の医療用装置では、可撓性部材が、シースに対して移動可能である。
上記の医療用装置では、可撓性部材が前方位置に動かされるとき、バスケット部が開放構成にある。
上記の医療用装置では、可撓性部材が後方位置に動かされるとき、バスケット部は潰れた構成にある。
レーザファイバと可撓性部材との間にチャネルを更に備える上記の医療用装置では、レーザファイバが、チャネル内を移動可能である。
上記の医療用装置では、レーザビームスプリッタが、融接によってレーザファイバに連結される。
上記の医療用装置では、レーザビームスプリッタが、接着剤によってレーザファイバに連結される。
上記の医療用装置では、レーザファイバ及びレーザビームスプリッタが、バスケット装置の可撓性部材に対して移動可能である。
別の例示の実施形態では、方法が開示されている。この方法は、シースを提供することと、レーザファイバを、シースの端部から延ばすことと、バスケット部をシースとレーザファイバとの間に摺動可能に接続することであって、バスケット部が可撓性部材を含み、可撓性部材の少なくとも一部分がシースとレーザファイバとの間にある、接続することと、レーザビームスプリッタをレーザファイバに連結することと、を含む。
上記の方法では、レーザファイバが、シースに対して長手方向に移動可能である。
上記の方法では、レーザファイバが、シースと実質的に同心である。
上記の方法では、可撓性部材が、シースに対して移動可能である。
上記の方法では、可撓性部材が前方位置に動かされるとき、バスケット部は開放構成にある。
上記の方法では、可撓性部材が後方位置に動かされるとき、バスケット部が潰れた構成にある。
レーザファイバと可撓性部材との間にチャネルを更に備える上記の方法では、レーザファイバが、チャネル内を移動可能である。
上記の方法では、レーザビームスプリッタが、融接によってレーザファイバに連結される。
上記の方法では、レーザビームスプリッタが、接着剤によってレーザファイバに連結される。
上記の方法では、レーザファイバ及びレーザビームスプリッタが、バスケット装置の可撓性部材に対して移動可能である。
本発明の構成部品は、操作上で連結又は接続され得ることと、任意の数又は任意の組み合わせの介在要素が存在し得ること（介在要素なしを含む）と、を理解されたい。接続は直接的又は間接的であってよく、更に、構成部品間には単なる機能上の関係が存在するにすぎない場合もある。
前述の説明は、あくまでも本発明の例示であることを理解されたい。本発明を逸脱することなく、様々な代替物及び改良例が当業者によって考案され得る。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲の範囲内にある、かかるすべての代替物、改良例、及び変形形態を包含することを意図している。
１０ 摘出装置
１２ バスケット部
１４ シース
１６ レーザファイバ
１８ 可撓性部材
２０ 矢印
２２ 開口部
２４ コアファイバ
２６ 矢印
２８ 端部
２９ チャネル
３０ レーザファイバシース
３２ コア部分
３４ クラッド部分
９０ 結石、石
１００ 摘出装置
１１２ バスケット部
１１４ シース
１１６ レーザファイバ
１１８ 可撓性部材
１２４ レーザファイバ
１２９ チャネル
１３０ レーザファイバシース
１３６ レーザビーム回折スプリッタ、レーザビームスプリッタ、ビームスプレッダ
１３８ 融接部
２００ 摘出装置
２１２ バスケット部
２１４ シース
２１６ レーザファイバ
２１８ 可撓性部材
２３６ スプレッダ
２４０ 金属化接着剤
３３６ ビームスプレッダ
４３６ ビームスプレッダ
５３６ ビームスプレッダ

Claims (18)

  1. 医療用装置であって、
    シースと、
    前記シースの端部から延びるように構成されたレーザファイバと、
    可撓性部材を含むバスケット部であって、前記可撓性部材の少なくとも一部分が、前記シースと前記レーザファイバとの間にある、バスケット部と、
    前記レーザファイバに連結されたレーザビームスプリッタであって、前記レーザビームスプリッタが、前記レーザファイバによって供給されたレーザビームから離散レーザビームのアレイを作成するように構成された、レーザビームスプリッタと、
    を備え、
    前記シース及び前記可撓性部材は、前記レーザビームスプリッタの端部と前記可撓性部材との間の空間に石断片を捕捉するように互いに対して長手方向に移動可能である医療用装置。
  2. 前記レーザファイバが、前記シースに対して長手方向に移動可能である、請求項１に記載の医療用装置。
  3. 前記レーザファイバが、前記シースと実質的に同心である、請求項１に記載の医療用装置。
  4. 前記可撓性部材が前方位置に動かされるとき、前記バスケット部は開放構成にある、請求項１に記載の医療用装置。
  5. 前記可撓性部材が後方位置に動かされるとき、前記バスケット部は潰れた構成にある、請求項１に記載の医療用装置。
  6. 前記レーザファイバと前記可撓性部材との間にチャネルを更に備え、かつ前記レーザファイバが、前記可撓性部材に対して長手方向に移動可能である、請求項１に記載の医療用装置。
  7. 前記レーザビームスプリッタが、融接によって前記レーザファイバに連結されている、請求項１に記載の医療用装置。
  8. 前記レーザビームスプリッタが、接着剤によって前記レーザファイバに連結されている、請求項１に記載の医療用装置。
  9. 前記レーザファイバ及び前記レーザビームスプリッタが、前記バスケット部の前記可撓性部材に対して移動可能である、請求項１に記載の医療用装置。
  10. 方法であって、
    シースを提供することと、
    前記シースの端部からレーザファイバを延ばすことと、
    バスケット部を前記シースと前記レーザファイバとの間に摺動可能に接続することであって、前記バスケット部が可撓性部材を含み、かつ前記可撓性部材の少なくとも一部分が、前記シースと前記レーザファイバとの間にある、接続することと、
    レーザビームスプリッタを前記レーザファイバに連結することと、
    を含み、
    前記シース及び前記可撓性部材は、前記レーザビームスプリッタの端部と前記可撓性部材との間の空間に石断片を捕捉するように互いに対して長手方向に移動可能であり、
    前記レーザビームスプリッタが、前記レーザファイバによって供給されたレーザビームから離散レーザビームのアレイを作成するように構成されている、方法。
  11. 前記レーザファイバが、前記シースに対して長手方向に移動可能である、請求項１０に記載の方法。
  12. 前記レーザファイバが、前記シースと実質的に同心である、請求項１０に記載の方法。
  13. 前記可撓性部材が前方位置に動かされるとき、前記バスケット部は開放構成にある、請求項１０に記載の方法。
  14. 前記可撓性部材が後方位置に動かされるとき、前記バスケット部は潰れた構成にある、請求項１０に記載の方法。
  15. 前記レーザファイバと前記可撓性部材との間にチャネルを更に備え、かつ前記レーザファイバが、前記可撓性部材に対して長手方向に移動可能である、請求項１０に記載の方法。
  16. 前記レーザビームスプリッタが、融接によって前記レーザファイバに連結されている、請求項１０に記載の方法。
  17. 前記レーザビームスプリッタが、接着剤によって前記レーザファイバに連結されている、請求項１０に記載の方法。
  18. 前記レーザファイバ及び前記レーザビームスプリッタが、前記バスケット部の前記可撓性部材に対して移動可能である、請求項１０に記載の方法。
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