JPS6395408A

JPS6395408A - レ−ザ励起型放射用制御装置

Info

Publication number: JPS6395408A
Application number: JP16388487A
Authority: JP
Inventors: ナッドハー　ビー．コサ; ジェームス　ブイ．カウプスマン; ブルース　エイチ．ネイルソン
Original assignee: GV Medical Inc
Current assignee: GV Medical Inc
Priority date: 1986-10-06
Filing date: 1987-06-30
Publication date: 1988-04-26
Also published as: AU7245587A; FI872839A0; EP0266858A1; AU588458B2; FI872839A

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）本発明は光フアイバ式レーザエネルギ伝送系統用の制御
システムに関するものである。本発明による制御システ
ムは光フアイバ用のティップ組立体を備えており、その
ティップ組立体は、ビームの収束・拡散制御機能、光フ
ァイバの物理的損傷からの保護機能、関連レーザの監視
・制御ｌ１機構内で利用される条件応答信号源としての
機能など、伝送システムにとって有用な多くの利点を持
つ。

本発明のティップ組立体は、光学ファイバ性能や出力端
汚染など各種状況に依存する温度パラメータ等、種々の
条件に応答する。

本発明のティップ組立体には、所要の物理的、光学的特
性と焦点特性に加えて、レーザシステムの帰還制御部で
利用される信号の発生に役立つ感光、感温蛍光特性を備
えた人工サファイア製終端レンズが使用される。既知の
エネルギ入力レベルでレーデが動作している場合、サフ
ァイアレンズの感光、感温蛍光特性に基づいて、レーザ
エネルギの伝送状態やファイバ先端温度など、光ファイ
バの先端における状況を示す信号が得られる。上記のよ
うに、この改良されたティップ組立体は光ファイバの終
端機能のほかに、レーザシステムの制御・監視部の信号
源としての機能も持っている。

本発明のティップ組立体は特にレーザエンハンスの透明
脈管形成カテーテルへの応用を意図したものであり、光
ファイバの物理的保護機能と、ファイバ先端でのレーザ
エネルギ出力および温度監視に利用される帰還信号の発
生機能を備えているので、レーザ利用の各種システムに
使用可能である。

ティップ組立体と制御部を用いることにより、条件応答
信号手段を備えたレーザ出力監視・制御用開ループが形
成され、その閉ループ構成は所定範囲、設定範囲内の所
望の伝送点に配置される。

脈管形成カテーテルに応用する場合は、本発明のティッ
プ組立体を備えたシステムの末端部は、システム内のそ
の他の部分に対して着脱可能にすることが好ましい。

本発明と組合わせて使用されるティップ組立体には、人
工サファイアやその他の適切な材質のレンズまたはウィ
ンドウ部が含まれ、そのレンズは、被覆された光ファイ
バの最先端近傍でファイバと同軸状態で配置される。人
エサファイア製のレンズまたはウィンドウ部は、レーザ
エネルギによる励起時や加熱時に蛍光エネルギをｔ！ｌ
射する。入射レーザエネルギに基づいてサファイアレン
ズから発生する信号の強度は温度依存性を示すので、フ
ァイバを介してティップに伝送されるレーデエネルギの
レベルとティップの温度は、この信号によって求めるこ
とかできる。ティップのサファイアレンズの温度状態は
、伝送システム全体のインテグリテイを指示すると同時
に、ティップ領域や伝送系統の異常発生を指示する。本
発明のティップ組立体によれば、所望の箇所へレーザエ
ネルギを伝送し、人工サファイアレンズの光学特性によ
って光フアイバ出力の焦点または光学パターンを決定す
る手段が得られると同時に、レーザエネルギ伝送系統の
状態の監視や、熱応答または温度状態で表されるディッ
プ外部周辺状態の監視に役立つ信号の信号源が得られる
。

光フアイバ式伝送系統内外の状態に影響を与える温度や
レーザエネルギレベルに応答し、さらにレーザビーム放
射の放出点近傍の状態にも応答するレンズを利用するこ
とにより、本発明の監視、制御、状態応答特性が得られ
る。付図に示すティップ組立体では、レンズの内側端面
は光ファイバ先端の近傍に固定され、反対側端面はレー
ザビームエネルギ伝送方向側の領域に而している。この
ような（ｉ４成によれば、状態応答レンズは、レーザビ
ームエネルギ受容領域におけるレーザエネルギ伝送系統
のインテグリテイや状態などの開状態に応答するセンサ
として機能するための理想的な配置になる。これら各状
態は、人工サファイアレンズの蛍光性を利用してレンズ
本体の温度を評価することによって求めることができる
。レンズは上記のように、レーザ光インチグリディおよ
びレンズ湿度の関数としての蛍光を放射するが、その他
にも、レーザの動作中には、脈管形成カテーテルの材質
の蛍光性とか、光ケーブル等の材料によるレーザエネル
ギ吸収などに基づく蛍光信号が発生することがある。し
かし、システムの動作中に発生する蛍光信号の中で最も
重要なものは、レンズ本体の蛍光性に基づいて発生する
信号である。レンズから発生する信号はレーザエネルギ
伝送系統の一部を介して帰還され、電気光学的に定めら
れる振幅を持つようにフィルタ処理される。すなわち、
レンズからの蛍光信号の振幅は電気光学的に求められ、
その値はレーザ入力から算定される期待値と比較される
。「ウィンドウ」とは機能許容内の値の範囲である。ウ
ィンドウから最適な信号値または信号値範囲を表す信号
が現れ、この信号に偏差が生じた時に、伝送系統の異常
動作やビームエネルギ受容領域の汚染、損傷累積など一
種類以上の異常が検知される。したがって、動作中に、
ある信号値または信号値範囲からの偏差が検出されると
、通常はレーザ装置からのエネルギ流を阻止または中断
する機能が作動する。一定の出力範囲以下の値になった
場合は、レーザ装胃自体か、中間の伝送系統の故障が指
示され、光ファイバの破損やファイバ先端の損傷などが
考えられる。このような指示は、システム遮所やレーザ
装置からのエネルギ流中断の開催を起動するために利用
される。

ティップ組立体の一部を形成するレンズは蛍光信号発生
以外の機能も持っている。例えば、光フアイバティップ
励起用レーザ放射ビームの収束要素として、このレンズ
を利用することができる。

その場合、レーザからの放射は円錐状になって焦点で収
束する。そして、焦点以遠では、放射は拡散円錐形状に
なって散乱する。また、清浄でない環境や苛酷な環境で
システムを使用する場合に、ティップ組立体はファイバ
ティップを損傷や酸化から保護するための手段として機
能する。ティップ組立体を金属または放射線不透過材料
で製作すれば、脈管形成段階で先端位置確認手段として
も使用可能である。

本発明の一実施例では、人工サファイアレンズ体を備え
たレンズ系を採用している。このレンズはレーザ光源か
らのコーヒレント放射で励起された時に所定波長内の蛍
光を放射するセンサとして機能する。この放射信号の振
幅は温度依存性を示すので、数種の既知のエネルギ入力
レベルに対する所定量とシステムの動作状態および伝送
系統のインテグリテイを対比させることが可能である。

センサから出力される蛍光放射の波長と入射レーザ放射
の波長には検出可能な程度の差がある。所定の動作温度
範囲内の適切な温度で所定量のレーザエネルギの伝送が
行われている状況においては、センサの温度およびレー
ザエネルギを表す振幅、強さまたはレベルの蛍光放射信
号がセンサから出力される。この信号が所定範囲内にあ
る場合、すなわち、予期した通りの温度およびレーザエ
ネルギレベルで稼働中にセンサから得られた許容し得る
既知の信号と比較して決定された所定の上下許容限度内
の信号であれば、システム全体の動作は継続される。こ
の蛍光信号はティップ以外の要素から発生する一連の信
号、例えばカテーテルやファイバの材料から発生する信
号などの総和として検出されるので、最終的に得られる
信号は各種の成分または入力の合計すなわち複合信号で
ある。

したがって、人工サファイア製ティップセンサの温度レ
ベルが期待レベル以上または以下、いずれの場合でも、
ウィンドウ外の蛍光信号（検出可能な振幅差またはレベ
ル差がある）が発生する。すなわち、均一かつ所定量の
レーザエネルギがサファイアティップに伝送されている
限り、蛍光応答は入射レーザエネルギおよびセンサ温度
の関数となる。上記形式のセンサを採用したシステムを
校正すれば、所定出力エネルギレベル、所定ティップ温
度レベルからの逸脱を示す指示を検出することが可能で
ある。その検出指示値をそのまま絶対温度指示表示など
に変換することはできなくても、この指示値によって、
ティップのファイバ側と外部側、双方の適正動作条件を
示すことは可能である。適切なシステム校正が完了すれ
ば、人工サファイアティップの蛍光応答をシステム全体
の適正動作の評価手段として利用することができる。

人工サファイアはレンズの材料として適切なものである
。アルゴンイオンレーザからの出力ビームの波長は通常
、クロム添加の人工サファイアの吸収帯範囲に入る。ク
ロム以外の添加物を含む人工サファイアや、その他サフ
ァイア以外の人工結晶物質にも、本発明のシステムに利
用可能な応答特性を示すものがある。しかし、比較的低
い添加レベル以下、例えば２０　ｐｐｍ程度のクロムイ
オンを添加した人工サファイアを使用すると、アルゴン
レーザから放射されるような高輝度レーザ光に対して、
適切なレベルの蛍光信号が得られる。この信号は、人工
サファイアを透過する際に大幅なエネルギ損失、劣化を
伴わない。正規の添加物であるクロム以外の不純物レベ
ルを最小限に維持することにより、使用レーザの波長範
囲内のレーザ放射に対する吸収率、干渉蛍光応答を最小
限にした人工サファイアが得られる。

本発明のシステムは持続時間の比較的長いレーデビーム
を用いて動作するように設計される。しかし、使用パル
スの持続時間が既知である場合は、蛍光出力の減衰時間
を測定することによってティップ温度指示が得られる。

人工サファイアの出力すなわち応答エネルギレベルはサ
ファイアの温度に反比例する。これはクロム添加入エサ
ファイアの典型的な応答特性である。また、クロムイオ
ンの添加Ｒを一定レベル以上にすると、蛍光反応も大き
くなる。クロムイオンの添加量の比較的小さい、例えば
添加率２０ｐｐｍ程度の人工サファイアを利用すると、
サファイア透過レーザエネルギの損失を最小にする適切
な蛍光応答性を備えたレンズが得られることが知られて
いる。

本川Ｉｌｌにおいて、「蛍光」という言葉が使用されて
いるが、これは説明を分かり易くするためのもので、外
部光の刺激による発光を含めた意味を持っており、セン
サ要素の発光波長は必ずしも可視領域内とは限らない。

発光波長は一般に、刺激光の波長より長い。

本発明によるティップ組立体およびレーザカテーテル監
視・制御装置は、レーザエネルギ利用の各種装置に対す
る汎用性を備えているが、この装置は特に各種医療目的
のためにレーザ装置と併用する構成になっている。この
ような用途の例としては、レーザ利用の透明脈管形成装
置との組合せがある。周知のように、動脈硬化治療など
多くの処置においてレーザ装置は有用である。レーザ利
用の脈管形成カテーテル装置は、血栓など血管梗塞の治
療に効果がある。そのような閉塞物を部分的または完全
除去するために、レーザビームの照射が行われる。この
秤のシステムにおいては通常、レーザエネルギビームの
送受、あるいは、レーザ源から遠隔レンズへレーザエネ
ルギビームを伝送するために光ファイバが使用され、レ
ンズを介して血管内の閉塞物にレーザエネルギが照射さ
れるようになっている。照射伍は、レーザのオン時間や
エネルギレベル、ファイバ末端でのエネルギ分布を調節
することにより制御１能である。しかし、ティップへの
伝送エネルギの異常高低など、出力エネルギ状態や周辺
状態の異常変動を検出し得るように、レーザ装置の動作
を全体的に監視する必要がある。本発明のシステムによ
れば、レーザエネルギ出力と出力端の温度変化を正確に
求めて、レーザビーム発生器および伝送系統の動作状態
、動作環境条件を決定する手段が得られ、それにより、
動作異常υ報も可能になる。例えば、レーザ発生器の駆
動入力が正常範囲から上下に大きくはずれた時には動作
異常が生じ、また、ビーム伝送ファイバの損傷やレンズ
面との不整合によっても動作異常が生じる。

レーザ利用の透明脈管形成カテーテル装置と併用する形
で、本発明の装置をレーザカテーテル監視・制御装置と
して使用し、さらに、ある種のレーザカテーテル制御・
接続装置を組み合わせて使用すると右利である。このレ
ーザカテーテル制御・接続装置の例としては、本発明と
同−継承人に譲渡された１９８４年１２月１０日付は出
願番号第６７９，６３３号および第６７９．９２０号に
記載の装置があり、その内容の一部は本明細書に引用さ
れている。

本発明によるティップ組立体および監視・制御装置の実
施例は、レーザ利用の脈管形成装置内で動作するように
記述されているが、これは本装置の基本的動作特性を説
明するためのもので、用途を限定する意味ではない。

また、本発明はレーザ利用の透明脈管形成カテーテル、
特に、光ファイバをカテーテルに挿入し、光ファイバへ
のレーザエネルギの導入時期を制御するための装置に関
するものである。

脈管形成カテーテル装置が血栓など血管内の閉塞物の処
置に有効なことは従来から知られている。

レーザ利用のカテーテルでは、レーザ発生器からのレー
ザエネルギの伝送手段として光ファイバが利用され、フ
ァイバ末端で処置対象物に対するレーザエネルギ照射が
行われる。その照射レーザエネルギは適切に制御され、
閉塞物の部分切除や縮小、完全除去することにより、血
管の梗塞状態が解除され、正常な血液循環機能が回復す
る。

しかし、この処置が成功するか否かは、カテーテルと光
ファイバを操作する医師の熟練度によって決まる。一般
に、カテーテル末端付近に造影部材を設けた蛍光法がカ
テーテル制御に有効である。

特に光ファイバに関して、カテーテル゛末端からの光フ
ァイバ送り出し量制御の必要性が問題になる。

光ファイバの損傷を防止するため、カテーテル挿入中は
ファイバをカテーテル内に引っ込めておき、その後、カ
テーテル先端から送り出すようにすることが好ましい。

光フアイバ末端がカテーテル先端から外に出るまではフ
ァイバにレーザエネルギが導入されないように注意する
必要がある。さもなければ、ファイバ周囲のカテーテル
内腔に損傷を与えることがある。

本出願人に継承された米国特許出願筒６７９゜６３３号
にレーザカテーテル制御、接続装置の一例が開示されて
いる。この装置には、ファイバ送り用マニホルド１４に
ネジ止めされたゼロ調節用ツマミ６０が含まれており、
光ファイバの後退時にホール効果スイッチがレーザ光源
を自動的に遮断する位置を、ツマミ操作によって調節す
ることができる。この装置は光ファイバへのレーザエネ
ルギ伝送開始が適切な時期より早過ぎないようにする効
果があるが、医師や使用者の細心な注意が必要であると
同時に、その調節に両手操作が要求される。

したがって、本発明は光ファイバへのレーザエネルギ伝
送の選択的開始、停止を容易に調節し得る装置を提供す
ることを目的とする。

本発明はまた、レーザ利用の透明カテーテル用として、
医師等が過度の注意を払うことなく片手で操作し得るゼ
ロ位置調節スイッチを提供することを目的とする。

本発明は更に、ファイバ送りハウジングに取り付けるゼ
ロ位置調節スイッチとして、ファイバ送りハウジングを
片手で保持しながら、その手で操作可能なスイッチを提
供することを目的とする。

（発明の概要） ′　本発明によれば、レーザ利用の透明脈管形成装置や
レーザエネルギ伝送装置内での使用に特に適するように
構成されたティップ組立体および監視・制御装置が得ら
れる。本装置には、レーザビーム発生器と、光フアイバ
利用のレーザビーム伝送装置と、光ビーム収束・拡散用
光学要素を備えた末端ティップ組立体とが含まれ、光学
要素がレーザエネルギ伝送レベルおよび温度に応答して
各種状態の指示信号を出力するように構成される。光学
要素はクロム添加の人工サファイアで形成される。これ
らの装置は特にアルゴンイオンレーデまたはＮｄ−ＹＡ
Ｇレーザの出力によって動作するようになっているが、
その他のレーザも使用可能である。人工サファイアの添
加物の種類はレーザ波長によって異なることもある。こ
れらのレーザと共に使用される光伝送装置には、特に医
′療用の場合、光ファイバと呼ばれる光伝送ファイバが
含まれ、そのファイバはクロム添加入エサファイア製の
レンズまたはティップの表面で終端される。

一般に、光ファイバはレンズ表面に対してほぼ突き合せ
状態で配置される。正常動作中、レンズからは一定波長
の放射が発生し、その放射レベルは、光学要素を介して
伝送されるレーザエネルギのレベルや、レンズの熱的状
態すなわち温度レベルに呼応する。すなわら、放射レベ
ルによって伝送エネルギレベルや温度レベルが表される
。この放射のレベルまたは振幅を検出、縫子化すること
が可能であり、また、正常動作を示す既知レベルと比較
することも可能である。システム内の異常、例えばファ
イバの歪みや破損、ティップ末端の汚染、ファイバコネ
クタの破損や汚染が生じた時には、予想レベルとは異な
る放射レベルが検出される。

換８すれば、クロム添加の人工サファイア製ティップは
保ｒ！！遮蔽機能を持つが、さらに重要な点は、一定帯
域内のレーザビームまたはその他の放射で励起された時
に蛍光放射源として機能することである。このようにし
て得られる蛍光放射と入射レーザエネルギ放射との間に
は検出可能な波長差があり、また、蛍光放射レベルはレ
ンズの実温度に反比例する。

人工サファイアは光学レンズとして好適な材料である。

この材料はチョクラルスキ法などの単結晶成長法によっ
て酸化アルミから丸棒状に形成されたもので、容易に入
手可能である。本構成に人工サファイアを使用する利点
は、その物理的、光学的特性にある。その他にも、高温
度に対する安定性、耐久性や、生化学的中立性などの利
点がある。

本発明のファイバ・ティップ監視、保護装置によれば、
光フアイバ式伝送系統のインテグリテイおよび動作状態
の連続監視手段が得られる。それにより、ティップに到
達するレーザエネルギのしベルに対する連続的評価と、
ティップ端における温度状態の連続指示が得られる。さ
らに、本発明の構成によれば、ティップ先端でのレーザ
エネルギが所定限度外になった時、あるいはティップ先
端の温度が所定限度外になった時にティップへのレーザ
エネルギ伝送を中断または停止する手段が得られる。

本発明の第１の目的は改良されたティップ組立体および
レーザ監視制御装置の提供にある。本′装四には遮蔽レ
ンズが含まれ、入射レーザ放射の透過によってレンズが
励起された時にレンズから蛍光放射が発生し、その蛍光
放射波長と入射レーザ放射波長の差が検出可能であり、
また、蛍光放射の出力レベルが入射放射のエネルギレベ
ルおよびレンズ温度に依存する。

本発明の第２の目的はクロムイオン添加入エサファイア
製レンズ要素を用いた光フアイバ式レーザビーム伝送装
置に使用される改良型ティップ組立体の提供にある。こ
の構成においては、クロムイオン添加入エサファイア製
レンズから発生する蛍光放射の検出によってレーザ装置
の動作を制御する手段が設けられており、入射エネルギ
お・よびレンズ温度に応じてレベルの変化する上記蛍光
放射を検出することにより、装置および装置周辺の動作
パラメータに関する指示が得られる。

その他の発明目的については、以下の詳ＩＩ説明、付図
、特許請求の範囲から、当該分野の関係者には明らかで
あろう。

また本発明の概要としては、カテーテル内枠に通された
エネルギ伝送用ファイバを前後送りすると共に、ファイ
バへの選択的エネルギ伝送を行う装置によって、上記の
目的を達成することができる。本装匠は、ファイバ送り
ハウジングと、一つ以上の内腔のあるカテーテルと、第
１開口に対して内腔が開いた状態でカテーテルの根元を
ハウジングに一体固定する手段を備えている。エネルギ
発生源、エネルギ伝送ファイバも設けられる。ファイバ
は部分的に内腔に収容され、ハウジングを通過してエネ
ルギ発生源に光結合される。ハウジングの長手方向に往
復運動するファイバ送り組立体がハウジング上に取り付
けられる。この組立体はファイバに固定され、ハウジン
グおよびカテーテルに対してファイバを前後に送る働き
をする。

ファイバが最も前送りされた状態では、ファイバの末端
がカテーテルの末端から外へ出る。そして、ファイバが
引き戻された状態では、ファイバ末端は完全に内腔の中
に入る。

また、この装置のハウジング内部には、アクチュエータ
部材が取り付けられ、ファイバ送り組立体とは独立して
、ハウジングの長手方向の一定範囲内で滑り移動する。

ハウジングの外部には、ハウジングの長手方向に移動す
る可動部材が設けられ、この可動部材とアクチュエータ
部材を結合手段で連結することにより、可動部材の移動
に伴ってアクチュエータ部材が長手方向に移動するよう
になっている。

可動部材の軌道にはロック手段が設けられる。

このロック手段には、可動部材上に配置される少なくと
も一つの第１ロック面と、ハウジングと一体化され、相
補的に各第１ロック面と対向する第２ロック而と、第１
およびＩＴ２ＣＩツタ而を互い面係合状態に保つバイア
ス手段が含まれる。ファイバ送り組立体がアクチュエー
タ部材に対して所定位置より前方に位置するとき、ハウ
ジング内に設けられたスイッチ手段が閉じる。逆に、フ
ァイバ送り組立体が所定位置より後方に位置するときに
は、このスイッチ手段は開く。

上記スイッチ手段が、ファイバ送り組立体と一体化され
た永久磁石製のホール効果スイッチと、アクチュエータ
部材と一体化されたセンサによって構成され、磁石に対
するセンサの長手方向位置がセンサ自体によって検出さ
れることが好ましい。

結合手段には、可動部材と一体化された複数のピンが含
まれ、各ピンはアクチュエータ部材の開口に通される。

バイアス手段としては、アクチュエータ部材と可動部材
の間で圧縮され、各ピンを包囲する形のコイルスプリン
グが好ましい。

可動部材はバイアス手段によって上方のロック係合位置
に押し上げられ、ファイバ送りハウジングから上方に伸
びる。このような構成にすると、使用者はファイバ送り
ハウジングを握っている手の親指で可動部材を押し下げ
ることによって簡単に可動部材の係合状態を解除するこ
とができる。

そして、親指を前後に動かすだけで可動部材は滑り移動
する。

本構成では、可動部材を片手で：Ｉｗすることができ、
その調節操作時にファイバ送りハウジングを見たり、特
別な注意を払う必要がない。これは注目すべき特長であ
る。これにより、医師はその場の脈管形成処置に集中す
ることができ、緊急の場合は即座にゼロ調第スイッチを
操作することができる。

第１、第２のロック構成の要素として、可動部材の第１
表面に複数の縦向きの歯を設け、第１表面に対向するハ
ウジング内部の第２表面に上記と相補的な複数の歯を設
けることにより、上記特長をさらに拡大することができ
る。このようにすれば、可動部材を適当に押し下げて歯
の係合を半解除状態にすることにより、医師は指の感触
で可動部材の移動度合いを知ることができるので、ファ
イバ送りハウジングの目視操作の必要性が更に軽減され
る。

（実施例）以下、付図にしたがって本発明の特長、利点を詳細に説
明する。

第１図は本発明のティップ組立体を実施したレーザ利用
透明脈管形成カテーテル装置を示している。全体として
参照番号１０で示されるこのシステムには、レーザエネ
ルギ供給手段を備えた透明脈管形成カテーテル構成が含
まれている。レーザエネルギの伝送は光ファイバを介し
て行われ、第１の光フアイバ部１１Ａは制御モニタ１４
へのエネルギ伝送に利用され、第２の光フアイバ部１１
Ｂは制御モニタ１４から出力ティップへのエネルギ伝送
に利用される。本レーザシステムは、Ｘ￥ｆ源１３で駆
動されるレーザヘッド１２を備えている。

制御モニタ１４はレーザ出力検出器１５および帰還信号
検出器１６から入力を受信し、電源１３を制御する。レ
ーザヘッド１２からの出力ビームはヘッドの外側を通過
し、電気機構的シャッタ１８を通ってビームスプリッタ
１９に到達する。電気機構的シャッタ１８は侵述のよう
に、安全対策のために制御装置から操作可能にすること
ができる。

レーザヘッド１２からビームスプリッタ１９への入力放
射は大部分が透過し、その透過放射は収束レンズ２１を
介して、ファイバ部１１Ａ、１１Ｂ内の光ファイバ２０
の根本側端部に入り、最終的にティップ２２に現れる。

第１図の点線内の部材は通常、レーザヘッド位置に取り
付け、または配置された光結合システム収納部に含まれ
る。一般に、ティップ２２の外径はファイバ部１１Ｂの
中空部の外径より小ざいが、作図上の制約から、第１図
では両者の外径はほぼ等しく描かれている。

制御モニタ１４は収束レンズ２１とティップ２２の間に
挿入され、光フアイバ部１１Ａ、１１Ｂは制御モニタ１
４に接続される。光フアイバ部１１Ａ、１１Ｂは従来の
光ファイバ間コネクタを介して制御モニタ１４に接続さ
れる。すなわち、ファイバ間コネクタ２３．２３Ａを利
用することにより、レーザエネルギは収束レンズ２１が
光フアイバ部１１Ａを介して制６ＩｌＴ：ニタ１４へ伝
送され、そこからシステムのカテーテル部、例えば光フ
アイバ部１１Ａに導入される。

ビームスプリッタ１９として二色性ビームスプリッタを
使用することが可能である。このビームスプリッタは通
常、入射ビーム軸に対して約４５度の角度で表面固定さ
れ、それにより、レーザ源の連続サンプリングが可能に
なり、レーザエネルギの大部分がビームスプリッタを透
過する。ビームスプリッタ１９は入射放射の部分的に反
射させる機能と、蛍光サファイア２２から特徴的な波長
で入射する帰還信号を反射させる機能を備えている。こ
のように、ビームスプリッタ１９はレーザからの抽出エ
ネルギをレーザ出力検出器へ伝送すると同時に、蛍光ｌ
Ｌｉ１還信号を蛍光サファイア２２から帰還信号検出器
へ伝送する。この構成では、蛍光信号はレーザカテーテ
ルファイバ１１Ｂ１結合ファイバ１１Ａ、収束レンズ２
１を介してビームスプリッタ１９に入射する。光ファイ
バ２０はファイバ間コネクタ２３．２３Ａに通され、テ
ィツブ２２において通常、突き合せ結合することにより
、結合ファイバ１１Δとカテーテルファイバ１１Ｂの間
の光学的結合が形成される。制御モニタ１４とティップ
２２の間に配置される光フアイバ部１１Ｂは通常、使い
捨てカテーテルであって前記の特許出願番号第６７９．
６３３号、第６７９．９２０号に示されているような風
船形カテーテルが代表的な例である。このように、光フ
アイバ部１１Ａは制御モニタ１４と、破線内の構成部材
をレーザヘッド付近で収容する光カブラ１０との間の恒
久的結合ファイバとして機能する。

ビームスプリッタ１９への入射レーザビームエネルギの
一部は、そこで偏向された後、アッテネータ２４、フィ
ルタ２５、レンズ２６を通過してレーザ出力検出器１５
に達する。レーザ出力検出器１５は典型的な電気光学的
検出器であって、ビームの偏向部分の強さが通常の動作
パラメータ範囲内に属しているか否かを判定する比較器
を備えている。そして、システムの動作を継続するか、
あるいは中断するかを決定するために、レーザ出力検出
器１５から電気信号が発生し、その信号は導電系を介し
て制御モニタに供給される。なお、レーザ出力検出器１
５など、本システムに使用される検出器類は市販されて
いるので容易に入手可能である。システムの動作中にお
いて、ビームスプリッタ１９からの偏向信号強度が所定
の値からはずれた時には、ビームスプリッタの電気回路
の動きによってシャッタ１８が構成され、システムの出
力動作が中断または停止される。

第１図および第２図において、ティップ組立体２２は、
放射線不透過性金属スリーブ要素３１の内部に保持され
た球体レンズ３０を備えており、スリーブ要素３１が光
ファイバ２ｏを外側から包囲する状態になっている。こ
の金属スリーブはまた、蛍光透視検査時にファイバ先端
の識別手段としても機能する。レンズ３０は光ファイバ
の末端における窓として開面し、さらに、レーザの放）
１エネルギによって励起された時に異なる波長の光信号
の発光源としても機能する。金属スリーブ３１は微細な
金属管形状が好ましいが、セラミックまたはガラスで形
成することも可能である。この金属スリーブの一端には
研磨された光ファイバの最先端が収納さ・れ、外端には
蛍光発生光学要素が収納される。光ファイバ２０は強靭
な緩衝スリーブと生理的に無害な保護緩衝スリーブで被
覆されている。この強靭な緩衝スリーブとしては、ポリ
アミド製の袋状のものが使用可能であるが、高温特性が
良ければ、その他の合成樹脂も同様に使用可能である。

付図では、従来のファイバ被覆用フィルム３３が光ファ
イバ２０の芯を包囲する形で示されている。管３１と被
覆３２を確実に固着するために、管３１の下側には接着
剤（エポキシ系接着剤が好ましい）が充填される。この
ようにして、金属スリーブ３１と生理的に無害な従来の
被覆３６の間に適切な結合が形成される。被覆３６の材
料としては種々のものがあるが、「テフゼル」（Ｔｅ４
ｚｅｌ　）の商標で販売されている生理的に無害な被覆
材料も使用可能である。ティップ組立体２２の領域をハ
ーメチックシールするため、高品質のセラミック対金属
封止材料を用いたセラミック対金属封止ｆ［３７が設け
られている。ある種の金属を利用してセラミック対金属
封止を行うことが可能であるが、一般的には共融金属封
止を施すのが好ましい。一般的に「セラミック対金属」
封止材と呼ばれるこの種の接着剤が好ましいが、ある種
のガラス接着剤をセラミック対金属封止材として使用す
ることも可能である。

第１図において、人工サファイア製球状レンズ３ｏは入
射レーザエネルギに反応して蛍光信号を出す。このレン
ズはアルゴンイオンレーザの波長領域内の放射に対して
反応すると共に、レンズ自体の温度条件にも反応する。

レンズ３ｏから発生した信号は光ファイバ２０にそって
ビームスプリッタ１９へ伝送され、ビームスプリッタ１
９の末端面３８で偏向され、フィルタ４０、レンズ４１
を通って最終的に帰還信号検出器１６に到達する。

フィルタ４０は狭帯域干渉フィルタであって、帰還信号
波長のみを通すようにレンズ４１と帰還信号検出器の手
前に位置することが好ましい。帰還信号検出器１６は従
来の電気光学的装置であり、そこから発生する信号は線
４２を介して１１１６Ｄモニタ１４に入力される。制御
モニタ１４の機能は、検出器や電気的駆動装置、機械的
駆動装置から入力される全てのデータの収集、監視、比
較、処理であり、データ表示を行うこともある。通常動
作中の任意の時点で誤動作状態が検出された場合にシス
テム内のレーザエネルギの流れを中断し得るように、制
御モニタ１４は電気機械的シャッタ１８を操作する手段
を備えている。信号検出器から発生する信号レベルは当
然、球状レンズ３０に吸収されたレーザ出力エネルギを
表しており、そのレベル変動はレンズの相対温度変化を
表す。その信号のレベルまたは振幅によって、システム
が所望の出力エネルギおよび温度範囲内で動作している
か否かを知ることもできる。

透明脈管形成カテーテルと、金属管すなわちスリーブ３
１を併用することにより、通常のレーザ脈管形成過程で
有用な放射線不透過部材が得られる。装置の先端近傍で
このような部材が使用可能であるということは、通常の
脈管形成過程において有用であり、利点であるに違いな
い。また、レーザエネルギ伝送上、対称出力放射パター
ンが得られるように、光ファイバ、球状ティップ３０、
スリーブ３１は同軸形状にする必要がある。

クロム添加の人エサファイア球３０は、ファイバ先端の
レーザビームエネルギをレンズ表面近傍に収束させる正
レンズとして機能する。焦点以遠では、エネルギは円錐
状に分散する。レーザ光の゛　伝送を意図した球状レン
ズ３０の表面の研磨仕上げは、所要寸法公差内で超高精
度に行う必要があり、散乱損失を最小限にするために、
表面欠陥の限度は引っかき傷の個数で１０−５以内であ
る。

引っかき傷指数は１９６３年９月１１日付けの米国軍用
規格Ｍ　Ｉ　Ｌ−０−１３８３０Ａ＆！載の手順にした
がってｎ出できる。

ティップ組立体は前述のように光ファイバ２０の末端で
ハーメチックシールされる。光ファイバ２０の末端は研
磨仕上げされており、球状レンズ３０にほぼ突き当たる
位置までスリーブ３１に挿入される。その結果、スリー
ブ３１およびエポキシ接着部３１によって、これらシス
テムも１成要素がほぼ完璧に一体化される。エポキシ接
着部３１は、テフゼル被覆剤３６を用いてファイバの外
側緩衝スリーブとスリーブ３１の間にできる空間内に適
量充填して、ギャップが埋まる程度にすることが好まし
い。これにより、ティップ組立体の外径表面が滑らかに
なる。なお、第１図では、ティップ組立体２２の先端部
の直径が光ファイバ２０の直径より大きく示されている
が、これは作図上の制約によって、僅かに太き（描かれ
たものである。

以上のように、ティップ組立体２２はファイバ先端を外
部環境から実質的に隔離することができる。湿度が高い
とか、清潔でないとか、化学物質による汚染がある厳し
い環境などでシステムを使用する場合に起こり得る光フ
ァイバ２０の先端の破損や酸化の問題は、上記のような
ファイバ先端の隔離によって解消される。

ティップ組立体２２は、有害化学物質や湿度、温度の高
低、傷、機械的応力に対する抵抗力が強い部品、電磁界
に対する予知可能な応答性を持つ部品で構成される。こ
のように構成されたティップ組立体を用いれば、システ
ム全体の耐久度が贈すとともに、光フアイバ自体に期待
される以上の信頼性が得られる。また、ティップ組立体
に耐久性の高い部品を使用することにより、医療施設で
行われるような種々の消毒、殺菌法を適用しても、シス
テムの性能に悪影響を与えることはない。

金属製スリーブを使用しているため、見通しの利かない
環境、例えば人体内などで、光フアイバ先端の所在およ
びカテーテルシステムに対する位置関係がＸ線蛍光透視
法で容易に確認できる。このような応用面では、ティッ
プ組立体が小型であると云うことは、その用途が光フア
イバ単独の応用範囲にまで広がることを意味し、構成部
材の耐久性の良さを考慮すれば、更に用途が拡大される
。

第２図に示すような球状のティップ要素３０はレーザエ
ネルギを収徴円錐状に絞りながら一定の焦点に収束する
ための手段を形成しており、焦点以遠では、レーザエネ
ルギはファイバ励起ビームより広い角度で広がる。光フ
アイバ単独では、このような収束特性は得られない。ま
た、球状ティップは光フアイバ先端周囲の光放射を収集
する光学的礪能を持っており、この様能は、遠隔点の状
態を監視する目的でシステムを使用する時に有用である
。更に、本システムはファイバ先端近傍に光学要素を備
えているので、ファイバ利用の画像表ににも使用可能で
ある。

上記使用法以外にも、人工サファイア球状レンズ３０の
ような光学要素は、ファイバ先端に伝送されるレーザ出
力エネルギや、サファイアレンズ要素の温度、レンズ要
素周辺温度に関する帰還信号を得るために使用すること
ができる。帰還信号のレベルは、ファイバ先端の状態、
特に、球状レンズの温度と、システムから球状レンズへ
伝送されるレーザエネルギのレベルを表す。この帰還信
号から判明する状態によって、光フアイバ伝送系統の状
況、例えばファイバ欠損や先端破損、先端汚染等の有無
が確認できる。帰還系統から得られる信号を利用すれば
、本構成全体を温度変化や周辺圧力などの環境パラメー
タを検出するセンサとして使用することが可能である。

最終的な温度限度が判明している場合は、従来の方法で
システムを校正することにより、指示された状態と応答
の相関関係を得ることが可能である。

第３図にはティップ組立体の変形が示されている。この
ティップ組立体４０は両面半球形の光学要素または末端
要素４１を備えている。要素４１は環状のセラミック対
金属封止物４２によってスリーブ３１に固定される。要
素４１の材料は勿論、要素３０と同じであって、それ以
外のティップ組立体４０の構成要素は第２図の構造と関
連したものである。両面半球形のレンズすなわち光学要
素４１は球状要素、棒状要素のいずれからも製作可能で
ある。

第４図は、もう一つの変形ティップ組立体４５を示して
おり、この構成では片面半球形光学レンズ４６がファイ
バ末端に設けられている。レンズ４６はセラミック対金
几封ＩＥ物４７によって金属スリーブ内に保持される。

この封止物は共融金属製のもので、一般に市販されてい
る。その他のティップ組立体４５の構成要素や部材は第
２図に詳しく記載されているものと同じである。

第５図に示すティップ組立体５０は、その末端に変形光
学レンズ５１を備えている。この光学レンズ５０はセラ
ミック対金属封止物５３によって金属スリーブ部材５２
に取り付けられる。この封止物５３も共融金属からなり
、一般市場で入手可能である。第５図のティップ組立体
５１の形状は球に円錐形凹所を施した形をしている。

第６図は、もう一つの変形ティップ組立体５５を示して
おり、この組立体には光学レンズ５６と金属スリーブ５
７が含まれる。光学レンズ５６はセラミック対金属封止
物５８によってスリーブと共に所定の位置に保持される
。封止物５８は第２図−第５図に示される封止物と同様
な方法で形成される。この場合、光学レンズ５６は球状
であるが、その表面に中心方向を向いた凹所が施されて
いる。これは円筒状の人工サファイアから形成すること
が可能である。

第７図には、更に別の変形ティップ組立体６０が示され
ており、光学要素は半球を反転配置した形になっている
。このティップ組立体６０には、光学レンズ６１と金属
スリーブ６２が含まれる。

光学レンズ６１はセラミック対金属封止物６３によって
スリーブ６２内の所定位置に保持される。

封止物６３は第２図−第６図に示す封止物と同様な方法
で形成される。この構成では、光学レンズ６１は、内側
端面を部分球面とする円筒形状に形成される。光学レン
ズ６１の材料は前記と同様に人工サファイアが好ましい
。

第８図に、もう一つ別の変形ティップ組立体を示す。こ
のティップ組立体６５には、光学レンズ６６と金属スリ
ーブ６７が含まれる。光学レンズ６６はセラミック対金
属封止物６８によってスリーブ６７内の所定位置に保持
される。封止物６８は第２図−第７図に示すものと同様
な方法で形成される。この場合、光学レンズ６６は内側
端面を凹球面とする円筒形の負レンズとして形成される
。

レンズ６６の材質は上記と同様に人工サファイアが好ま
しい。この構成により、拡散ビームが増強され光学要素
への高レーザエネルギに起因する応力を最小にすること
ができる。

本発明のシステムの動作原理は、光伝送用の光ファイバ
の最先端で発生する再放射エネルギまたは蛍光エネルギ
の利用に基づいている。再放射エネルギを放出する光学
要素は基本的には、前記システム内で光源によって励起
された時に蛍光を放射する要素であり、その蛍光出力は
光学要素の構成本体の温度に反比例する一方、入射レー
ザ放射には比例する。この再放射エネルギまたは蛍光エ
ネルギは光フアイバ伝送系統にそって制御装置に帰還さ
れる。目標方向への光源エネルギ伝送中は、再放射信号
の監視が継続される。しきい値検出器１５と放射信号検
出器１６の出力は、それぞれ線２７．４２を介して制御
モニタ１４に入力され、レーザ出力エネルギの変動に起
因するトラブル発生を軽減するために必要な誤差信号ま
たはしきい値の生成に利用される。

上記以外にも本発明の範囲内で各種変形を考案すること
が当該分野の関係者には可能であろう。

以下、付図にしたがって本発明の別実施例を詳細に述べ
る。

第９図は脈管形成カテーテル組立体を示している。この
組立体にはカテーテルマニホルド１６′と脈管形成カテ
ーテル１８′が含まれており、脈管形成カテーテルはマ
ニホルドの前端から前方へ伸び、その末端は風船形状２
０′になっている。

カテーテル１８′の内部には光ファイバ２２′が通され
ており、その先端がカテーテルの末端から僅かに前方の
動作位置に示されている。光ファイバはカテーテルから
後方のカテーテルマニホルドを介してファイバ送りハウ
ジング２４′まで通される。このハウジング内において
、カテーテルの中を通る光ファイバの前後送り操作が行
われるが、これについては後述する。光ファイバ２２′
はハウジング２４′からざらにレーザ光源２６′まで伸
びている。レーザ光源２６′は第１の電気経路３０′を
介して電源２８′によって駆動される。ファイバ送りハ
６ジング２４′と電源２８′の間は第２の電気経路３２
′で接続されており、この電気経路を介してハウジング
内の制御スイッチによって電源２８′の選択的付勢を行
うことにより、光ファイバへのレーザエネルギ伝送を制
御することができる。必要に応じて、カテーテル末端３
４’、３６’の近傍に造影マーカを設けることにより、
医師が血管挿入中のカテーテル位置を確認することがで
きる。

第１０図に示すように、ファイバ送りハウジング２４′
とカテーテルマニホルド１６′は相互に分離可能であり
、マニホルドからカテーテル１８′への光ファイバ２２
′の挿入制御が可能になっている。ハウジング２４′の
上部にはレーザ作動スイッチ３８′が取り付けられてい
る。このスイッチは電源２８′と電気的に接続されてお
り、レーザエネルギを光ファイバ２２′へ伝送する際に
使用される。スイッチ３８′の反対側には、ハウジング
の長手方向に動く可動部材を備えたぜ口調整用のスライ
ド部材が配置されている。また、ハウジング内部にはフ
ァイバ送り用の滑り部材４２′が設けられている。

ファイバ送りハウジング２４′の後面から電気ケーブル
４４′が引き出されており、このケーブルにより、レー
ザ作動スイッチ３８′およびゼロ調整スライド部材４０
′が電源２８′と電気的に接続される。電気ケーブル４
４′と隣接状態で光フアイバケーブル４６′が設けられ
、この光フアイバケーブルに光ファイバ２２′の一部が
収容される。これらのケーブルはフレキシブルスリーブ
４７′で保護される。電気ケーブル４４′の端部の電気
コネクタ４８′は電源接続用、そして、光フアイバケー
ブルの端部の光コネクタ５０′は、光ファイバ２２′と
レーザ光源２６′の間の光結合用である。

ファイバ送りハウジング２４′とカテーテルマニホルド
１６′の間の光フアイバ管５２′はファイバ送りハウジ
ングの前端面から入り、下側へ引き出されてブルリング
５４′に接続される。この光フアイバ管の他端は管コネ
クタ５６′を介してマニホルド１６′の後側端面のマニ
ホルドコネクタ５７′に接続される。ファイバ送りハ「
クジングの前側端面に取り付けられたハウジングコネク
タラッチ５８′は、ファイバ送りハウジングとカテーテ
ルマニホルド１６′を直結したい場合に、マニホルドコ
ネクタ５７′とロック結合される。

カテーテルマニホルドは第１延長部６２′、第２延長部
６４′、第３延長部６６′を備えており、ｌＬ’Ｂハｍ
　１　ＪＬ／７　（ＬＵＥＲ）　６８　’　、第２ルア
７０′、第３ルア７２′にそれぞれ接続される。

第１ルア６８′は風船に流体を注入して伸縮させる働き
をする。第２０）第３のルア７０’、７２’は必要な時
にカテーテル１８′の中心内腔に処置液を注入するため
に利用される。カテーテル１８′の根元部は、折れ曲が
らないようにマニホルドの前側端部付近で円錐形部材７
４′によって保持される。

第１１図では、管コネクタ５６′はマニホルド１６′か
ら分離された状態で図示されており、そこに示される中
空ファイバガイド６０′は後述のように、カテーテルマ
ニホルドおよびカテーテルに光ファイバ２２′を挿入す
る際に利用される。

レーザ作動スイッチ３８′と一体化された第１電気接点
、ハウジングと一体化された第２電気接点を示すため、
ファイバ送りハウジング２４′の外壁の前面部を除去し
た状態が示されている。レーザ光源を投入する際にレー
ザ作動スイッチを押し下げて後方すなわち図の右方向へ
動かすことにより、電気接点が係合し、開回路が形成さ
れる。スイッチ３８′の後方に発光ダイオード（ＬＥＤ
）７９′が設けられ、スイッチ３８′によるレーザ光ａ
２６′の投入が可能な状況でＬＥＤが点灯するようにな
っている。電気ケーブル４４′との電気接続には、ハウ
ジング背面の印刷回路カード８　。

１′が使用される。

ハウジングの背面を取り外した状態で見ると、ゼロ調節
用スライド部材４０′はゼロ調節アクチュエータ８０’
と共に長手方向移動するように取り付けられており、両
者はハウジングに対して長手方向に滑り移動する。アク
チュエータ８０’には２列平行のセレーションが一体形
成されており、その一方が参照番号８２′で図示されて
いる。その両セパレーション間の長手方向ギャップに、
調節ストッパ８４′の垂下部が収容される。調節ストッ
パ８４′はファイバ送りハウジング２４′に形成された
上部レールに乗って、ゼロ調節スライド部材４０′およ
びアクチュエータ８０′と共にハウジングに対して滑り
移動可能になっている。

調節ストッパ８４′はまた、セレーションから取り外し
て、アクチュエータの長手方向の別の位置に移すことも
可能である。調節ストッパ８４′の前方でアクチュエー
タ８０′に固定されたバー８８′がセレーション間ギャ
ップに橋渡しされ、このバーは第２のストッパの働きを
する。

ファイバ送り組立体９０′に含まれるファイバ送り用ス
ライド部材４２′は、ハウジングに形成された下側のフ
ァイバ送りレール９４′上を滑り移動する。このスライ
ド部材の前方からファイバ送り管９６′が伸びている。

スライド部材４２′から上方に伸びる脚部９８′は隣接
セレーション間ギャップ内を移動してファイバ送り組立
体を長手方向に前後送りするために配置されている。脚
部９８′が調節ストッパ８４′またはバー８８′の位置
まで達すると、そこでファイバ送り組立体９０′の前進
が阻止される。脚部９８′の上部には希土類系永久磁石
１００′が取り付けられており、アクチュエータ８０’
に取り付けられたセンサと磁石１００′によってホール
効果スイッチが形成されるが、これについては後述する
。

光ファイバ２２′は光コネクタ５０′から中空ファイバ
ガイド６０’まで連続的につながっており、根元側端部
が光ケーブル４６′内に収容され、中間部がファイバ送
りスライド９２′と接続状態でファイバ送りハウジング
２４′内を通り、末端部が管５２′および中空ガイド６
０’内に収容されていると考えて良い。

第１２図に示すように、第１ルア６８′、第２ルア７０
′、第３ルア７２′の各上側部分１０２’、１０４’、
１０６’は長手方向接続部になっており、それらは熱収
縮管の第１部分１０８’、第２部分１１０′を挟んで互
いに接続される。第１の上側部分に形成された長手方向
中央通路の直径はカテーテル１８′の中央内腔１１２′
の直径に等しい。第２０）第３の上側部分１０４’、１
０６’には太目の長手方向通路が設けられているため、
カテーテルマニホルド１６′内には、拡大口径部１１６
′と熱収縮管長１０８′にそって口径縮小された小口径
末端部１１８′からなる単一通路１１４′が形成される
。第１ルア６８′の中央通路１２０′は末端通路に向か
って開き、第２ルア７ｏ′、第３ルア７２′の中央通路
１２２’、１２４’は拡大通路１１６に向かって開いて
いる。ルアを経て通路に導入された流体の逆流を防止す
るための封止材１３０′は、封止材保持キャップ１２６
′とマニホルドコネクタ５７′の間に封入される。

管コネクタ５６′とマニホルドコネクタ５７′の接合に
より、中空ファイバガイド６０’は拡大通路部分１１６
′のｆｔｌ端部近傍まで完全に挿入される。この状態の
大口径端部において、ガイド６０′と通路壁の間の環状
通路に流体を通すことができる。

第１３図に示すように、ゼロ調節スライド部材４０′は
、使用者が指で操作する上部１３２′と、反対側の底部
１３４′、中央の垂直部１３６′からなり、断面はほぼ
Ｉ形である。スライド部材４０′の付近で、ファイバ送
りハウジング２４′の上部は内向き対向する第１フラン
ジ１３８′と第２フランジ１４０′を備えており、それ
らフランジを利用してスライド部材４０′がファイバ送
りハウジングに取り付けられる。垂直部１３６′は７ラ
ンジ１３８’、１４０’間の長手ギャップ内でハウジン
グに対して長手方向、上下方向に移動可能になっている
。

ゼロ調節アクチュエータ８０’の上部から上方へ伸びる
一対のピン（その内の一方が参照番号１４２′で示され
る）は、その先端がスライド部材底部１３４′に入って
いる。ピン１４２′の周囲のコイルスプリング１４４′
はスライド部材底部１３４′とアクチュエータ８０′上
部の間で圧縮状態になっており、それにより、スライド
部材底部１３４′はフランジ１３８’、１４０’に対し
て押し上げられる。もう一方のピンの周囲にも上記と同
様の状態でコイルスプリングが設けられている。したが
って、スライド部材４０′がハウジングに対して長手方
向に移動すると、それに伴ってアクチュエータ８０′も
同じ方向へ動く。第１、第２の相補的上部レール部１４
６’、１４８’からなる上部レール８６′と、第１、第
２の相補的下部レール部１５０’、１５２’からなる下
部レール９４′によって、アクチュエータはハウジング
に対して滑り移動する。

スライド部材底部１３４′の上側面は、第１および第２
のフランジ１３８’、１４０’の下側面に突接する。コ
イルスプリングの弾力が掛かったとき、これら上下の押
圧面は、その形状から互いに相補的な第１、第２のロッ
ク面を形成する。第１４図に示すように、スライド部材
４０′はスプリングの弾力に逆らって下に押し下げるこ
とができ、それにより、ロック面が解除されてスライド
の長手方向移動が可能になる。

第１５図はスライド底部１３４′の上側面の一方に形成
されたスライド歯列１５４を示しており、この歯列に対
して相補関係にあるハウジング歯列１５６′が第２フラ
ンジ１４０′の上側面に形成されている。スライド部材
４０′の反対側面と第１フランジ１３８′にも上記と同
様の歯列が形成されている。各歯には、はぼ垂直なエツ
ジと付図の左−Ｆ方向へ傾斜したエツジが形成される。

したがって、ハウジングにロック係合された状態では、
スライド部材４０′は、特に前方向の移動が十分に抑止
され、また、後方向の移動も抑止される。

第１のピン１４２′の後側でアクチュエータ８０′から
上方に伸びる第２のピン１５６′は、スライド部材４０
′とアクチュエータ８０′の間で圧縮される第２のコイ
ルスプリング１６０′の中に通されている。

アクチュエータ８０′に取り付けられたセンサ１６２′
は磁石１００′に対する長手方向の自己位置を検出する
。脚部９８′がアクチュエータ８０′の真下を通過する
時、このセンサと磁石は互いに近接する。センサ１６２
′と磁石１００′によってホール効果スイッチが形成さ
れ、このスイッチの開閉条件は、磁石１００’がセンサ
１６２′の前に位置する時が閉、磁石１００′がセンサ
１６２′の後に位置する時が開である。さらに詳しく云
えば、磁石ｉｏｏ’はＮ極がＳ極の前方に位置する状態
で脚部９８′上に配置される。ホール効果スイッチはＳ
極の作用によって閉じ、Ｎ極の作用によって開く。ホー
ル効果スイッチが命じると、レーザ作動スイッチ３８′
によってレーザ光源２６′が作動する。しかし、ホール
効果スイッチが閉じている時にはレーザ光源２６′は作
動しない。

ホール効果スイッチの使用目的は、光ファイバ２２′の
先端がカテーテル１８′内に引っ込んでいる時に光ファ
イバへのレーザエネルギ伝送を停止することにより、カ
テーテルの破損を防止することである。光ファイバ２２
′の「ゼロ点」（その点より内側ではレーザが作動しな
い）は光ファイバ２２′の末端がカテーテル１８′の末
端まで達する点またはカテーテル末端から所定長だけ先
の点でなければならない。十分に注意して光ファイバ２
２′およびカテーテル１８′の長さを決定すれば所望の
結果を得ることは可能であるが、製作上の許容公差が相
当厳しくなる。

カテーテル／ファイバ送り組立体を用いたゼロ点決定法
は次の通りである。まず、ファイバ送りハウジング２４
′からカテーテルマニホルド１６′を分離し、処置対象
の血管にカテーテル１８′を挿入する。典型的なカテー
テル挿入法では、ガイド線チューブを用いてマニホルド
およびカテーテル内に挿入されたガイド線が利用される
。このガイド線は図示されていないが、中空ファイバガ
イド６０’に似た構造と考えてよい。カテーテルを所望
の位置まで押入した後、ガイド線は引き扱かれる。この
段階で、カテーテルマニホルド内に中空ガイド６０′が
挿入することにより、マニホルドコネクタ５７′と管コ
ネクタ５６′が対面接合され、ガイド６０’の先端は通
路１１４′の拡大部の先端付近まで達する。

このとき、ブルリング５４′を引いて管５２′をハウジ
ングに引き込むと、結果的にハウジング２４′を管にそ
ってカテーテルマニホルド方向へ進めることになり、そ
れと同時に、光ファイバ２２′がカテーテル１８′に送
り込まれる。管にそってスリットが設けられているため
、管が後方へ移動すると、ハウジング内に光ファイバと
管は分離される。

管５２′が十分に後方へ引かれてハウジング２４′の前
縁がマニホルドコネクタ５７′に重なると、コネクタラ
ッチ５８′によってマニホルドコネクタがラッチされて
、マニホルドとハウジングが一体化され、光ファイバ２
２′の先端はカテーテル１８′の先端の僅かに手前に位
置する。

この状態で、ファイバ送りスライド４２′はハウジング
に対して最後方に位置しているはずである。医師がファ
イバ送りスライドを操作して、カテーテルに対して所定
の方向へ進むまで光ファイバ２２′を前進させる。その
方向は造影剤使用など周知の方法で決めることができる
。次に、ゼロ調節スライド４０′を最前位置にして下に
押すと、歯列１５４’、１５６’の係合が解除される。

そして、ＬＥＤ７９　’が点灯する位置までスライド部
材４０’を後方へ動かす。ＬＥＤの点灯は作動スイッチ
３８′によるレーザ光源２６′の駆動が可能なことを示
す。この位置がゼロ点である。この位置より先へファイ
バ送り組立体９０′を移動させた時のみ、レーザ光源２
６′の駆動が可能になる。ファイバ送り組立体９０’を
ゼロ点より後に戻すとレーザ光源は自動的に停止する。

脈管形成過程で医師がゼロ点のリセットを望むことがあ
る。スライド部材４０′を押し下げて希望の設定点まで
移動させることによって１ｍ単にゼロ点変更が可能であ
る。一般に新しい設定点を元のゼロ点より前方に置くこ
とが多い。歯列１５４’、１５６’は、スライド部材を
前進させる時に歯列の保合解除を必要としない形状にな
っているので、スライド部材の前進操作時に歯列の感触
が指に伝わる。また、誤操作でスライド部材を後方に移
動させた時にレーナ光源２６′の駆動が早過ぎてカテー
テルの損傷が生じる場合があるので、これを防止するた
めに、完全係合解除しない状態ではスライドの後方移動
が阻止されるような歯列形状になっている。

ゼロ調節スライド部材４０′はハウジングと確実にイン
ターロックされると同時に、ハウジングに対して滑り移
動さる時には能単に解除することができるので、医師は
ファイバ送りハウジングを扱っている同じ手でゼロ点の
設定および調節を行うことが可能になり、片方の手は記
録その他の作業のために自由に使うことができる。さら
に、スライド部材の調節には必要以上の注意を払うこと
がないので、医師はその場の外科処置に注意を集中する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はレーザ利用の透明脈管形成カテーテル装置内に
本発明のティップ組立体および監視、制御装置を実施し
たときの回路構成図、第２図は装置の出力端に配置され
た固体サファイア製レンズの溝成を示す、本発明のティ
ップ組立体および監視、制御装置の縦断面図、第３図は
丸棒または球体から製作された両面半球形光学要素を備
えた実施例に関する、第２図相当の断面図、第４図は片
面上球形光学要素を備えた実施例に関する、第２図相当
の断面図、第５図は円錐形凹所を論した光学要素を備え
た実施例に関する、第２図相当の断面図、第６図は中心
方向に向いた凹所を施した球形光学要素を備えた実施例
に関する、第２図相当′　の断面図、第７図は片面逆手
球形光学要素を備えた実施例に関する、第２図相当の断
面図、第８図は凹レンズ形光学要素を備えた実施例に関
する、第２図相当の断面図、第９図はレーザ利用の透明
脈管形成カテーテルの動作説明図、第１０図は本発明に
よるファイバ送りハウジングおよびカテーテルマニホル
ドの透視図、第１１図は第１０図のファイバ送りハウジ
ングの分解側面図、第１２図は第１０図のカテーテルマ
ニホルドの部分側面図、第１３図は本発明によるゼロ調
節スライド部材を示すために第１１図の８５−５にそっ
て切断した拡大断面図、第１４図は第１３図と同様な断
面図であって、ハウジングから分離された状態のスライ
ド部材を示す図、および第１５図は第１４図の線７−７
にそって切断した断面図であって、ファイバ送りスライ
ドの側面を部分的に示す図である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）一対の対向面を持つレーザエネルギ透過レンズ体
を含むレンズ手段と、レーザ発生器と、レーザ発生器か
らレンズへレーザエネルギ放射を伝送するための光ファ
イバとを組合わせ、隣接光ファイバの先端から前記レン
ズ対向面の一方へレーザ放射が入射してレンズ体を透過
するように構成したレーザ励起型放射システムに使用さ
れる制御装置において、（イ）第１の所定波長のレーザエネルギビームを第１の
所定出力エネルギレベル範囲内で発生、出力するレーザ
発生器と、（ロ）前記第１の所定出力レベル範囲内で一方のレンズ
表面に入射するレーザ放射ビームを透過させて他方のレ
ンズ表面から前記ビームを放出するレンズ体と、（ハ）前記レーザ発生器からの放射をファイバ根元側端
部で受容し、その受容放射を前記レンズ体の一端近傍に
位置するファイバ末端部までの全長にわたつて伝送する
光伝送ファイバと、（ニ）前記レーザビームが照射され
た時に、前記第１所定波長とは明確に異なる第２所定波
長範囲の蛍光を放射するレンズ手段、（ホ）前記レンズ体から発生する蛍光放射を検出するた
めのセンサ手段、を有することを特徴とする制御装置。
（２）特許請求の範囲第１項において、前記レンズ体が
実質的に人工サファイアで形成されることを特徴とする
制御装置。
（３）特許請求の範囲第２項において、前記人工サファ
イアにクロムイオンが添加されていることを特徴とする
制御装置。
（４）特許請求の範囲第３項において、前記サファイア
のクロムイオン含有率が約２０ｐｐｍであることを特徴
とする制御装置。
（５）特許請求の範囲第１項において、前記レンズ体の
周縁に固着された放射線不透過性のレンズ体保持スリー
ブによつて前記レンズ体が包囲され、前記放射入射面を
包囲する領域の内側で前記レンズ体とスリーブの間にハ
ーメチックシールが形成されることを特徴とする制御装
置。
（６）特許請求の範囲第１項において、前記レンズ手段
から発生する放射が前記光伝送ファイバの外側端に入射
し、前記検知手段へ伝送されることを特徴とする制御装
置。
（７）特許請求の範囲第６項において、レーザビームエ
ネルギ伝送を中断する手段が前記検知手段に含まれ、そ
の中断手段が前記光伝送ファイバ上に配置されることを
特徴とする制御装置。
（８）一対の対向面を持つレンズ体を備えたレンズ手段
を含むレンズ組立体と、レーザ発生器と、レーザ発生器
からレンズへ放射を伝送するための光ファイバとを組合
わせ、隣接光ファイバの先端から前記レンズ対向面の一
方へ入射したレーザ放射がレンズ体を透過するように構
成したレーザ励起型放射システムに使用される制御装置
において、（イ）第１の所定波長のレーザ放射ビームを
第１の所定出力エネルギレベル範囲内で出力するレーザ
発生器と、（ロ）前記第１の所定出力レベル範囲内で一方のレンズ
端部に入射するレーザ放射ビームを透過させて他方のレ
ンズ端部から前記ビームを放出するように前記レンズ組
立体内に配置された人工サファイア製レンズ体と、（ハ）レーザ励起放射をファイバ根元部で受容し、その
受容放射を前記レンズ体の前記放射受容面近傍に位置す
るファイバ末端部までの全長にわたつて伝送する光伝送
ファイバと、（ニ）前記レンズの放射受容面から所定距離の位置で前
記光ファイバの末端部を保持するために前記レンズ組立
体内に配置され、前記光伝送ファイバを末端部で受容、
保持するレンズ体保持スリーブと、（ホ）前記レーザ発生器から出力される前記第１所定出
力レベル内の放射によつて照射された時に、前記第１所
定波長とは明確に判別可能な所定波長の蛍光を放射する
レンズ体、（ヘ）前記レンズ体から発生する所定波長の蛍光放射を
検出するために前記光伝送ファイバに動作接続された検
出手段、を有し、前記レンズ体への入射レーザビームエネルギ強
度と前記レンズ体の温度が前記蛍光放射強度によつて表
されることを特徴とする装置。
（９）特許請求の範囲第８項において、添加物としての
クロムの含有率が２０ｐｐｍ以下であることを特徴とす
る前記制御装置。
（１０）特許請求の範囲第８項において、前記レンズ体
保持スリーブが前記レンズ体を包囲する環状スリーブ形
状であることを特徴とする制御装置。
（１１）特許請求の範囲第８項において、前記光伝送フ
ァイバ上でレーザビームエネルギの伝送を中断する手段
が前記センサ手段に含まれることを特徴とする制御装置
。
（１２）一対の対向表面を持つ放射エネルギ透過ウィン
ドウを含む放射エネルギ放出組立体とレーザ発生器を互
いに離して配置し、前記レーザ発生器から前記放射エネ
ルギ放出組立体への放射伝送を行うために前記のレーザ
発生器および放射エネルギ放出組立体の近傍に光ファイ
バを配置して、前記光ファイバの末端から前記一対のウ
ィンドウ表面の一方に入射するレーザ放射ビームが前記
放射エネルギ透過ウィンドウを透過するように構成され
たシステムに利用される制御装置において、（イ）第１
の所定波長のレーザ放射ビームを第１の所定出力エネル
ギレベル範囲内で出力するレーザ発生器と、（ロ）前記第１の所定出力レベル範囲内の入射レーザ放
射ビームに対して透過性の基体を備え、その全長にわた
つてレーザ放射を透過させるように配置された放射エネ
ルギ透過ウィンドウと、（ハ）レーザ励起放射をファイバ根元側端部で受容し、
その受容放射を前記放射エネルギ透過ウィンドウの片面
近傍に位置するファイバ末端部までの全長にわたつて前
記放射エネルギ透過ウィンドウまで伝送する光伝送ファ
イバと、（ニ）前記放射エネルギ透過ウィンドウの表面
から所定距離の位置に前記ファイバの末端部を保持する
ために前記放射エネルギ放出組立体内に配置され、前記
光伝送ファイバを末端部で受容、保持する放射エネルギ
透過ウィンドウ保持スリーブと、（ホ）前記レーザ発生器からの放射によつて照射された
時に、入射レーザビームエネルギ強度を少なくとも部分
的に表わすと共に前記第１所定波長とは明確に判別可能
な第２所定波長の蛍光を放射する放射エネルギ透過ウィ
ンドウ、および（ヘ）前記放射エネルギ透過ウィンドウから発生する前
記第２所定波長の蛍光放射を検出するために前記光伝送
ファイバに動作接続された検出手段、とを具備することを特徴とする前記制御装置。
（１３）特許請求の範囲第１２項において、前記蛍光放
射の強度が、前記入射レーザビームエネルギの強度レベ
ルと前記放射エネルギ透過ウィンドウの温度の関数とし
て表されることを特徴とする前記制御装置。
（１４）特許請求の範囲第１項において、前記蛍光放射
の強度が、前記レーザエネルギビームの電力レベルと前
記レンズ手段の温度の関数として表されることを特徴と
する前記制御装置。
（１５）カテーテル内腔内のエネルギ伝送ファイバを前
後送りすると共に、そのファイバへの選択的エネルギ伝
送を行うための装置において、（イ）ファイバ送りハウジング、一つ以上の内腔のある
カテーテル、第１開口に対して内腔が開いた状態でカテ
ーテルの根元をハウジングに一体固定する手段、エネル
ギ発生源、（ロ）部分的に前記内腔に収容され、前記ハウジングを
通過して前記エネルギ発生源に光結合されるエネルギ伝
送ファイバ、（ハ）前記ハウジングおよび前記カテーテルに対して前
記ファイバを前後に送り、ファイバを最も前送りした時
にファイバの末端が前記カテーテルの末端から外に現れ
、ファイバを引き戻した時にはファイバ末端が完全に前
記内腔の中に入るようにするため、前記ファイバに固定
された状態で前記ハウジングの長手方向に往復運動する
ように前記ハウジング上に取り付けられたファイバ送り
組立体、（ニ）前記ファイバ送り組立体とは独立して前記ハウジ
ングの長手方向の一定範囲内で滑り移動するように前記
ハウジング内部に取り付けられたアクチュエータ部材、（ホ）前記ハウジングの長手方向に移動するように前記
ハウジングの外部に設けられた可動部材、（ヘ）前記可動部材の移動に伴つて前記アクチュエータ
部材が長手方向に移動するように両部材を連結する結合
手段、（ト）前記可動部材の軌道上で、前記可動部材上に配置
される少なくとも一つの第１ロック面と、前記各第１ロ
ック面と相補的に対向する状態で前記ハウジングと一体
化された第２ロック面と、前記第１および第２ロック面
を互いに係合状態に保つバイアス手段とを含むロック手
段、および（チ）前記ファイバ送り組立体がアクチュエータ部材に
対して所定位置より前方に位置するときに閉成、逆に、
前記ファイバ送り組立体が前記所定位置より後方に位置
するときには構成するように、前記ハウジングに設けら
れたスイッチ手段、を設けたことを特徴とする前記装置。
（１６）特許請求の範囲第１５項において、永久磁石お
よびセンサで構成されるホール効果スイッチが前記スイ
ッチ手段に含まれ、前記永久磁石が前記ファイバ送り組
立体と一体化され、前記センサが前記アクチュエータ部
材と一体化され、前記磁石に対する前記センサの相対位
置が前記センサによつて検出されることを特徴とする前
記装置。
（１７）特許請求の範囲第１６項において、前記カテー
テルの根元を前記ハウジングに一体的に固定する前記手
段が、前記カテーテルの根元を片側端に取り付けたカテ
ーテルマニホルドと、前記マニホルドの他端を実質的に
前記ハウジングに固定するための手段を含むことを特徴
とする前記装置。
（１８）特許請求の範囲第１６項において、前記エネル
ギとしてレーザエネルギが利用され、前記伝送ファイバ
として光ファイバが利用されることを特徴とする前記装
置。
（１９）特許請求の範囲第１６項において、ファイバを
最も後退させた状態の時、前記カテーテルの末端が前記
ファイバの末端より先に出ることを特徴とする前記装置
。
（２０）特許請求の範囲第１６項において、前記ファイ
バ送り組立体が前記アクチュエータ部材に対する第２所
定位置を越えないようにする第１ストップ手段を設けた
ことを特徴とする前記装置。
（２１）特許請求の範囲第２０項において、前記ストッ
パ手段に棒部材および脚部材が含まれ、棒部材が前記ア
クチュエータ部材と一体化され、脚部材が前記ファイバ
送り組立体から伸びた状態で構成され、ファイバ送り組
立体が第２の選択位置に達した時に前記の棒部材と脚部
材が接触することを特徴とする前記装置。
（２２）特許請求の範囲第２１項において、前記アクチ
ュエータ部材に対して滑り移動可能状態で取り付けられ
た調節ストッパと前記脚部材を含む第２ストッパ手段を
設けることにより、前記ファイバ送り組立体が前記アク
チュエータ部材に対する第３の調節選択位置を越えない
ようにし、さらに、前記アクチュエータ部材に対して複
数位置で係合解除可能状態で前記ストッパを固定するた
めに相互結合手段を設けたことを特徴とする前記装置。
（２３）特許請求の範囲第２１項において、前記永久磁
石が前記脚部材に取り付けられることを特徴とする前記
装置。
（２４）特許請求の範囲第１６項において、前記アクチ
ュエータ部材が前記ハウジング内に設けられた第１レー
ル上を滑り移動することを特徴とする前記装置。
（２５）特許請求の範囲第２４項において、前記アクチ
ュエータ部材と一体化され、可動部材の開口内に伸びる
複数のピンが前記結合手段に含まれることを特徴とする
前記装置。
（２６）特許請求の範囲第２５項において、各ピンを包
囲する状態で前記アクチュエータ部材と前記可動部材の
間で圧縮されるコイルスプリングが前記バイアス手段に
含まれることを特徴とする前記装置。
（２７）特許請求の範囲第２６項において、前記第１ロ
ック面に複数の歯が含まれ、それらが第１可動部材の第
１表面に形成され、また、前記第２ロック面に相補的な
複数の歯が含まれ、それらが、ハウジング内で前記第１
表面に対向する第２表面に形成されることを特徴とする
前記装置。
（２８）特許請求の範囲第２７項において、前記両側の
複数の歯の係合時に前記可動部材の特に後方移動が防止
されるような指向形状で歯が形成されることを特徴とす
る前記装置。