JPH02140156A - 外科装置 - Google Patents

外科装置

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JPH02140156A
JPH02140156A JP63250997A JP25099788A JPH02140156A JP H02140156 A JPH02140156 A JP H02140156A JP 63250997 A JP63250997 A JP 63250997A JP 25099788 A JP25099788 A JP 25099788A JP H02140156 A JPH02140156 A JP H02140156A
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JP
Japan
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surgical device
end piece
fiber
optical waveguide
wire
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JP63250997A
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English (en)
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Jonathan A Michaels
ジョナサン　エー．マイケルズ
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University College London
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    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2350/00—Acoustic or vibration damping material

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は外科装置に関する。
〔従来の技術〕
レーザエネルギを、オプティカルファイバ若しくは類似
の光学波ガイド装置を介して、軟弱組織若しくは器官に
伝達し、治療若しくは診断を行うことが必要な場合に利
用される医療装置がある。
この種の治療若しくは診断とは腫瘍や粥腫（ａｔｈｅｒ
ｏｍａ）等の組織の除去、胆管、膀胱若しくは腎臓にお
ける結石の破壊、出血する血管の凝固のための加熱、更
には光力学的な治療による腫瘍や他の病巣の処理をいう
ものである。ここに使用されるレーザは紫外線から遠赤
外線までの範囲の波長のパルス性若しくは連続的な光線
を発生することができる。
オプティカルファイバを使用する場合、屈折率がある値
（第１の値）を持った透明な芯材（コア）に、屈折率が
もっと大きい材料からなる外被（タラッディング）が設
けられる。通常、芯材及び外被はシリカガラスが適当に
添加されである。これに加えて、殆どのオプティカルフ
ァイバは外層を持っており、これにより繊維に強度が付
与されかつ表面の保護を図ることができる。この外層は
バッファと称される。ある場合は、外部の保護鞘（シー
ス）が付加され、この保護鞘は通常は螺旋状の若しくは
組み上げられた（ｂｒａｉｄ）ステンレス鋼製のワイヤ
により形成される。ガラスは、−船釣にいって、遠赤外
線領域では透明ではなく、この領域の使用できるように
筒状の光学波ガイドがいま開発中なのである。
〔発明が解決しようとする課題〕
血管形成（ａｎｇｉｏｐｌａｓｔｙ）のためには、広い
範囲の波長において使用さる、ガラス製のオプティカル
ファイバが適切である。ファイバの直径の選択は、必要
とされる箇所にそれを挿入せしめるのに必要な屈曲性と
、機械的強度及び安全性及び処理可能出力との調和によ
って決定さるべきものである。採用されるファイバの直
径が６００μｍより大きい場合は太い血管に対して経皮
的な導入を行うほどには十分にフレキシブルではない。
そして、径の小さな末端の、脚の血管や冠状血管のため
には、２００−３００μｍより太くないファイバが必要
となる。外被を通してのレーザの出力損失はファイバを
曲げることができる最小半径に対する限界を構成してお
り、これもファイバの直径に依存する。
裸のオプティカルファイバは以上の寸法を持っていのが
、その端部は器官壁面を貫通するに十分に微細かつ鋭利
であって、しかもその内腔には到達することがないよう
しなければならない。この問題を解決するため色々の方
法がこれまで提案されてきている。
その一つの方法として、ファイバの先端に、金属の端部
キャップを嵌合することが提案されている。エネルギは
完全に熱に変換され、この加熱した端部との接触により
切除が行われる。この装置では短いパルスは使用するこ
とができない。それの理由は、第１に、非常な高温が金
属とファイバとの接合箇所で瞬間的に発生されるからで
あり、第２に、金属は高い熱伝導性を持ち、金属先端の
全体が加熱され、血管壁若しくは血液の成分の破壊を引
き起こすからである。
他の方法ではサファイヤチップが使用されている。良く
磨かれたサファイヤの表面は接着が困難であり、オプテ
ィカルファイバとサファイヤとの間の強固な連結はなか
なか得られない。この理由で、サファイヤはカテーテル
に固定される金属製コネクタ上に取付られ、カテーテル
を介してファイバが挿通される。この種の装置は径が大
きく、フレキシビリティが欠如しており、微小な血管の
場合やバルーンカテーテルを通すのが要求される場合に
使用するには適さない。更に、サファイヤに対するファ
イバの位置を維持するのが困難であり、接合部は炭化し
た血液で汚染される。サファイヤの屈折率はファイバの
それより大きいから、界面において熱の損失があり、金
属チップが加熱され、上記のような不利益を伴うことに
なる。
ボール状若しくはレンズ状の先端を具備した装置がこれ
まで提案されており、これはシリカ硝子製のオプティカ
ルファイバの先端を溶融させることだけで容易に形成す
ることができる。しかしながら、この種のチップは、そ
の機械的強度及び安全性に問題があり、この問題は、医
療目的の使用の際の熱や、レーザ光や、機械的応力を受
けた後においては、大きくなる。金属カラー等の支持構
造物を設けることができるが、カラーは使用によって加
熱を受け、上述のような問題がまたでてくる。
この発明の目的は、以上述べた欠点を可及的に解消する
ことができる改良された装置を提供することにある。
導管組織がネオジウムＹＡＧレーザからの赤外線に晒さ
れた場合、入射光の３０％から４０％は照射される表面
から後方に散乱される。この後方散乱光は、前述の通り
、組織若しくは装置自体に損傷を与えるる恐れがある。
この発明の発明者による、サーマルカメラを使用した理
論モデルでは、後方散乱光は変形ファイバチップの加熱
の原因となる。
〔課題を解決するための手段〕
この発明によれば、この後方散乱放射が使用されている
。端部キャップを使用する代わりに、光学波ガイドにビ
ードの形態をなした端部ピースが設けられる。光学波ガ
イドは端部ピースを介して通され、端部ピースの末端部
で終端しており、その結果、被治療組織の近くに位置す
るか又は同組織と実際の接触状態にある。レーザ光が消
散される、チップ内の境界面が存在しないため、この発
明のように配置されるオプティカルファイバは生のオプ
ティカルファイバと同じエネルギの伝達を行うことがで
きる。ファイバの端部ピースの先端と面一である必要が
あり、もし突出部があると組織が損傷され、逆に短いと
すると炭化したフィブリン（ｆｉｂｒｉｎ）若しくは血
液細胞が蓄積する凹所が形成されることになる。
血管形成の場合は、この発明の装置はパルスレーザと共
に使用するのが好ましい。照射される組織の熱緩和時間
と比較して短いパルスを使用することにより、組織の微
小領域の蒸散を、その周囲の組織に熱を伝達させること
なく、行うことができる。このような切除に応用する場
合、端部ピースの材質としては、研磨金属のように反射
性能が高い材料が最も適合しており、後方散乱光を被処
理領域に直接に再度反射することができる。ステンレス
鋼が適切な金属である。
止血（ｈａｅｍｏｓｔａｓｉｓ）のように幾分の熱が必
要な応用分野の場合には、組織に深く貫入する、赤領域
若しくは赤外領域の放射が好ましい。また、端部ピース
をレーザ光の波長において放射を吸収する材料によって
作るが好ましい。被処理組織から後方散乱される放射は
、同被処理組織と接触下にある端部ピースの前面に入射
される。セラミック材料のような熱伝導率の良くない材
料により端部ピースを製造し、低レベルの出力若しくは
端部ピース内の熱伝導に必要な時間より短い期間にも係
わらず、光学波ガイドチップ及び端部ピースの前面の周
囲領域を高温度とすることができ、しかも金属の端部キ
ャップでは避は得なかった、側面及び背面での過熱も発
生することがない。
端部ピースは出力、温度、圧力等を計測する検出装置を
組み込むことができる。この装置は、また、端部ピース
での放射強度の監視及び治療過程の制御を行わしめるオ
プティカルファイバを具備することができる。検出装置
は診断のための情報を提供するもので、レーザ出力を制
御するフィードバックループの一部を構成することがで
きる。
ある応用分野では、端部ピースへの取付部材の機械強度
が主な関心事項で、この分野とは、例えば砕石術で、チ
ップと接触する結石を粉砕するのに応用されるものであ
る。この場合、使用されるファイバは螺旋の若しくは組
み上げられたワイヤ（例えばステンレス鋼）で被覆（鞘
）され、端部ピースは鞘に取付けられる金属よりなるも
のである。
オプティカルファイバと端部ピースとから成る単一の装
置は、ファイバは広範囲の波長及びパルスエネルギの伝
達能力を具備すべきであることから、異なった目的に使
用することができる。例えば、高パルスエネルギで遅い
繰り返し速度のパルスレーザを切除若しくは除去に使用
し、次いで連続波若しくは低エネルギ急速パルス出力に
切替え凝固に使用することができる。このような配置は
外科の多くの分野で応用がある。
〔実施例〕
この発明を、以下、添付図面を参照しながらさらに説明
する。
第１図を参照にすると、装置はコネクタ２によって波動
ガイド３に連結されるレーザｌを具備する。光学波ガイ
ド３は以下説明する実施例ではシリカを含有した硝子被
覆（タラッディング）と生物学的に不活性のプラスティ
ック鞘とを具備したシリカ硝子繊維である。ファイバは
その端部に端部ピース４を具備しており、これについて
は第２図との関連において詳細に説明されよう。
バルーンカテーテル５がファイバ３にこれに沿って自由
に摺動するように取り付けられている。
カテーテル５は膨張可能なバルーン６を有しており、一
対のチャンネル７．８を具備しており、これは膨張を行
わせるとともに潅流食塩水を導入するためのものである
。第２図はファイバ先端及びバルーンカテーテルの部分
の拡大断面図である。
ファイバ３は外部バッファ１０を供え、その外部バッフ
ァ上に組み上げらたステンレス鋼ワイヤ製鞘１１が配置
される。ファイバの一端は丸いビードの形態をなす金属
製端部ピース４に挿通され、かつ１３で示すように端部
ピースの端部と面一になっている。ビードは、人体組織
に対して刺激性を持たない組成の接着剤若しくは半田に
よって鞘１１に固定される。バルーンカテーテルは、そ
のバルーン部分６が図には概略的に示されるが、ファイ
バ及びその鞘１１の上を摺動する。
この発明の装置を、例えば、血管形成術に使用する場合
には、装置は動脈に挿入され、治療が必要なアテローム
性の障害部に到達するまで前進される。この作業は、フ
ァイバ端部を包囲する金属ビードが形成する丸みのある
先端部により、動脈壁に損傷を与える恐れなしに実行す
ることができる。レーザからの短時間の、好ましくは１
ミリ秒より短い継続時間の、パルスエネルギがファイバ
に導入され、これがファイバ端部１３より放出され、フ
ァイバ端部と接触する組織の切除が行われる。エネルギ
の多くの部分は後方反射され、ファイバ先端の直近を包
囲する領域１４においてビード表面に当たる。端部ピー
スは金属製であり、レーザ波長で強い反射を行うもので
あるから、このエネルギの殆どの部分は反射されて、フ
ァイバ先端を包囲する直近領域において、切除すべき組
織に再度照射され、端部ピースの加熱によるエネルギの
損失が殆どなくなる。
血管形成術は波長が１０６４ナノメートルのネオジウム
ＹＡＧレーザを使用し、１０Ｈｚの周波数で１００マイ
クロ秒の継続時間のパルスを使用して実施された。適切
なパルスエネルギ範囲は０．３−〇、７ジユール／パル
スである。血管形成術のために最も有効なファイバは直
径が２００−６００マイクロメートルで、端部ピースの
直径が１２閣であった。当然のことであるが、寸法が大
きいものは大腿若しくは腸骨の動脈に適しており、小さ
い寸法のものは冠状動脈若しくは膝下の脚部の動脈に適
している。
砕石術のためには、可視領域で作動するパルス式のダイ
（ｄｙｅ）レーザが使用され、約１マイクロ秒のパルス
が使用される。
以上説明した装置ではファイバは端部ピースに接合して
もよいし、フリーであってもよい。もしフリーの場合に
は、端部ピース及び鞘から取り外し自在であり、これに
より細いガイドワイヤや他の装置に取り替えることがで
き、異なったサイズのバルーンカテーテル若しくは拡張
器（ｄｉｌａｔｏｒ）等がガイドワイヤに沿って挿入す
ることが可能である。
止血若しくは腫瘍の高温治療等の目的の場合には、この
発明の装置の構造及び形状は内視鏡若しくはカニユーレ
を通して容易に挿入できるように決められる。
この装置の変形として、組上鞘を使用せずに、端部ピー
スはファイバに直接接合され、バルーンカテーテルを使
用する場合はこれをファイバ鞘を直接に摺動可能に構成
する。これにより、−層フレキシブルな構造が実現され
、もっと太い繊維を使用するのが可能になる。
切除と違って低温が必要となる熱凝固等に応用する場合
は、少なくとも先端領域１４は、レーザエネルギを反射
することなく吸収する材料とすることができる。この手
段によって、先端領域自体が加熱され、これは凝固を行
わせるのに有効である。この場合、端部ピースは熱伝導
性を不良なものとし、これによりチップを包囲する直近
領域で加熱を集中的に行うことができ、好ましくない影
響がある、端部ピースの後部の過熱の防止を実現するこ
とができる。この場合、急速繰り返しパルスレーザ若し
くは連続波レーザを使用するのが好ましい。
端部ピースはファイバ先端に印加されるエネルギを検出
若しくは発生している変化の進行具合を観察する手段を
具備することができる。この手段により操作者は装置が
適正に作動しているか否か確認することができ、供給さ
れるエネルギの制御のためのフィードバック通路が構成
される。この手段は熱電対若しくは他の計測手段である
か、又は端部が主フィードバツクに並列位置される第２
のオプティカルファイバより構成される。この第２のオ
プティカルファイバは、発生中の変化を直接に監視せし
める光学手段、又はエネルギを被検査組織に供給せしめ
る検出器若しくは計測装置に連結することができる。検
出器はレーザの作動を制御るフィードバック回路の一部
を構成することができる。
第３図は、第１図と全体として類似しているものの、検
出ファイバが設けられる点相違する端部ピースの断面を
示す。この図において、切除のためレーザからのエネル
ギを伝達する主ファイバ３は、その脇に位置しかつ先端
１３に近接して終端する第２のファイバ１５を有する。
このファイバは検出目的のもので、支持器具（図示しな
い）に至る。装置の使用時、その装置による読取値が欠
如している、又は通常に読取されていたとした場合と得
られる値が違っているということがあった場合、これは
操作者に装置の調整が必要になったことを警告するもの
である。
図示しない別の実施例では湾曲したフレキシブルな先端
を持つ案内ワイヤがファイバに沿ってカテーテルを挿通
され、ビードに穿設されたチャンネルを挿通される。ガ
イドワイヤはビード及びファイバを公知のように導管（
ｖｅｓｓｅｌ）を通して案内するのに使用するものであ
り、ファイバが正しく装着された後は抜去される。
第４ａ図及び第４ｂ図はガイドワイヤ１７が、ファイバ
に沿って一連のガイド１８を通して、次いでビードに穿
設されるチャンネルを通して通過される配置を示してい
る。ワイヤの端部は番号２０で示すように拡大されてお
り、ビード４はここを通過することができない。ワイヤ
に加わる張力を変更しかつ装置を回転することにより、
Ｘ線透視下で装置は案内され、血管の曲率に追従させ又
はファイバ先端を血管の所望のブランチに沿って指向さ
せることができる。ワイヤは、その拡大ビードと組み合
わせることにより、ファイバチップが偶然によって外れ
ることを防止する付加的な安全機構として役立つ。
血管内の障害物を通して通路が形成され、装置の先端が
それを越えて進んだとき、ビード及び第ブティカルファ
イバは引き抜かれ、ワイヤはその侭に残される。それか
ら、バルーンカテーテルは案内ワイヤ上に挿入され、通
常のようにバルーン血管形成が行われる。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の装置を概略的に示す図。 第２図は、オプティカルファイバの先端及びその端部ピ
ースを、バルーンカテーテルをファイバに位置させた状
態で示す拡大断面図。 第３図は変形されたオプティカルファイバ先端の拡大断
面図。 第４（ａ）図及び第４（ｂ）図はファイバを血管の所定
位置に案内するためのワイヤの使用の仕方を示す図。 ■　・　・　・ ３　・　・　・ ５　・　・　・ ６　・　・　・ ｌ　Ｏ・　・　・ レーザ、２・・・コネクタ 光学波ガイド、４・・・端部ピース バルーンカテーテル バルーン、７，８・・・チャンネル バッファ、　　１１・・・鋼ワイヤ １３・・・ファイバ端部、１４・ １５・・・第２のファイバ １７・・・案内ワイヤ、１８・・ ・先端領域 ・ガイド

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、レーザ（１）及び放射のためレーザ（１）に連結さ
    れる光学波ガイド（３）を具備し、該光学波ガイドは器
    官に経皮挿入されるものであり、更に、前記光学波ガイ
    ド端部を包囲する端部ピース（４）を具備した外科装置
    において、光学波ガイドは端部ピースを介して延びてお
    り、端部ピースの端面と面一となるように終端している
    外科装置。 ２、請求項１に記載の外科装置において、光学波ガイド
    （１３）を包囲する端部ピース（４）の少なくとも先端
    は、レーザ波長において強い反射性をもつ材料より構成
    される装置。 ３、請求項１に記載の外科装置において、レーザは継続
    時間が１ミリ秒より短いパルスとしてエネルギを伝達し
    、各パルスは光学波ガイド先端の組織を除去するに十分
    なエネルギのものである外科装置。 ４、請求項１若しくは請求項２に記載の外科装置におい
    て、光学波ガイド端部を包囲する端部ピースの少なくと
    も先端はレーザ波長で強力な吸収性を具備しており、端
    部ピースは熱伝導性が不良な材質にて作られている外科
    装置。 ５、請求項１から請求項４のいずれかに記載の外科装置
    において、光学波ガイドはオプティカルファイバよりな
    る外科装置。 ６、請求項５に記載の外科装置において、オプティカル
    ファイバは螺旋若しくは組上ワイヤ鞘（１１）によって
    保護されており、端部ピースがワイヤに取付られる外科
    装置。 ７、請求項６に記載の外科装置において、オプティカル
    ファイバは鞘及び端部ピースから取り外し可能であって
    、かつオプティカルファイバはガイドワイヤに交換可能
    である外科装置。 ８、請求項１から請求項７のいずれかに記載の外科装置
    において、端部ピースは、外科装置の作動側端部に伝達
    されるエネルギ量を検出する検出手段（１５）を有した
    外科装置。 ９、請求項１から請求項８のいずれかに記載の外科装置
    において、形状及び寸法が装置をして内視鏡若しくはカ
    ニュールを通して挿入可能に選定されている外科装置。 １０、請求項１から請求項１０のいずれかに記載の外科
    装置において、光学波ガイドは、該ガイドに沿って自由
    に摺動自在にバルーンカテーテル（５）を担持する外科
    装置。 １１、請求項１から請求項６のいずれかに記載の外科装
    置において、光学波ガイドはワイヤ（１７）を担持し、
    該ワイヤ（１７）は波動ガイド（１９）に沿ってそのガ
    イド内にに保持され、ワイヤは端部ピースに形成される
    チャンネルを挿通され、かつワイヤ（１７）の端部にワ
    イヤがチャンネルを介して抜去されるのを防止する手段
    が具備される外科装置。
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