KR101485141B1

KR101485141B1 - 광 전달 시스템

Info

Publication number: KR101485141B1
Application number: KR1020097009638A
Authority: KR
Inventors: 윌리암 루이스 버나드; 제임스 씨. 첸; 데이빗 비. 샤인; 조나단 에스. 댐; 그레고리 엘. 헤콕
Original assignee: 유로-셀티큐 에스.에이.
Priority date: 2006-10-11
Filing date: 2007-10-11
Publication date: 2015-01-22
Also published as: CA2666283C; MX2009003931A; EP2089106B1; CN101541377B; USRE46504E1; EP2089106B9; US20100145415A1; AU2007307604B9; ATE488270T1; JP2010506624A; WO2008046015A1; JP2014039866A; CN101541377A; AU2007307604B2; HK1133609A1; US8685005B2; JP5457187B2; AU2007307604A1; KR20090076968A; AU2007307604C1

Abstract

환자에게 광 요법을 제공하기 위한 광 전달 시스템은 환자 내의 표적 지역을 향해 광을 전달하는 복수의 광원들을 갖는 카테터 조립부를 포함한다. 일 실시예에서, 광 전달 시스템은 카테터 조립부의 디스탈 팁을 통해 적어도 부분적으로 뻗어 있는 탄성의 투명 베이스로 탑재된 복수의 광원들을 갖는다. 광원들은 베이스에 탑재된 플립 칩 배치로 탑재되거나 와이어 본딩된 와이어일 수 있다. 디스탈 팁을 제조하기 위한 일 실시예에서, 광 에너지원들의 배열은 고정 장치의 홀더들의 배열에 의해 고정될 수 있다. 진공은 대응하는 홀더에 각각 광 에너지원을 고정하도록 적용된다. 진공이 적용될 때, 에너지원은 와이어 본딩에 의해 전기적으로 연결된다. 진공은 감소 또는 제거되어, 이에 따라 고정 장치로부터 광 에너지원들의 제거를 허용할 수 있다.

Description

광 전달 시스템{LIGHT DELIVERY SYSTEM}

본원은 35 U.S.C §119(e) 하에서 2006년 10월 11일에 출원된 미국 가 특허 출원 제 60/851,141 호에 기초한 우선권을 주장한다.

본원 발명은 일반적으로 증식성 질환(proliferative disease)의 치료를 위한 광 요법(light therapy)과 같은 의학적 치료를 위해 사용가능한 광 전달 시스템에 관한 것이다.

광 요법은 광 반응제(photo reactive agent), 광 개시제(photo-initiating agent), 또는 광 감각제(photosensitizing agent)의 투여를 통해 특정 파장 또는 파장대(waveband)의 광이 감광성(photosensitive)을 갖는 표적 세포 또는 세포들을 향해 유도되는 프로세스인 광역학 요법(photodynamic therapy; PDT)을 포함한다. 이 광 반응제는 특정 광 흡수 파장대를 갖고, 일반적으로 정맥 주사, 구강 투여, 또는 치료 지역에 대한 국소적 전달에 의해 환자에게 투여된다. 신체의 비정상적 세포들은 특정 광 반응제를 건강한 세포들에 대한 정상치보다 훨씬 크게 선택적으로 흡수할 수 있다. 비정상적 세포들이 광 반응제를 흡수하거나 분자로 결합되면, 비정상적 세포들은 광 반응제의 흡수 파장 또는 파장대에 실질적으로 대응하는 적합한 파장 또는 파장대의 광에 그 세포들을 노출시키는 것으로 치료될 수 있다.

PDT의 목적은 진단 또는 치료일 수 있다. 진단을 위한 응용에서, 광의 파장은 광 반응제가 표적 세포들을 손상시키지 않고 표적 세포들에 대한 정보를 획득하기 위한 수단으로서 형광을 내게 하도록 선택된다. 치료를 위한 응용에서, 광 반응제로 치료되는 표적 세포들에 전달되는 광의 파장은 이 광 반응제가 국소적인 세포의 파괴 또는 괴사를 일으키는 유리기 종(free radical species; 예컨대 일중항 산소(singlet oxygen))을 내기 위해 국소적 표적 세포들에서 산소와 광화학적 반응을 하게 한다.

따라서 PDT는 표적이 되는 독성 세포들을 파괴하기 때문에 종양 치료에 효과적인 것이 증명되어 왔다. 게다가, PDT는 기타 병들에 대한 치료로서 제안되며, 이것의 일부는 출원인의 동시 계속 특허 출원인 미국 특허 공개 제 2005/0228260호('357 특허 출원으로서 본원에서 언급되는 미국 특허 출원 제 10/799,357 호)에 기재되어 있다.

PDT 치료를 위해 사용되는 광 전달 시스템의 일 유형은 특정 광 확산 팁(light-diffusing tip)이 있는 단일 광섬유 전달 시스템을 사용하여, 레이저와 같은 광원에서 표적 세포들로의 광 전달을 포함한다. 이러한 유형의 광 전달 시스템은 단일 광 섬유 원통형 확산기, 구형 확산기, 마이크로 렌즈(micro-lensing) 시스템, 유선 원통형 확산 다중 광 섬유 카테터(over-the-wire cylindrical diffusing multi-optical fiber catheter), 및 광 확산 광 섬유 가이드와이어(light-diffusing optical fiber guidewire)를 더 포함할 수 있다. 이러한 광 전달 시스템은 일반적으로 표적 세포들에 광을 전달하기 위한 광 섬유들에 결합되는 고체 상태 레이저 다이오드 배열(array) 또는 원격으로 배치된 고출력 레이저를 적용한다. 그러나, 레이저 광원의 사용은 상대적으로 높은 자본 비용, 상대적으로 큰 크기의 장비, 복잡한 동작 절차들, 및 고출력 레이저를 가지고 또는 그 근처에서 작업할 때의 안전상의 문제들과 같은 여러 단점들을 갖는다.

'357 특허 출원은 이러한 문제들의 일부를 다루며, 또한 혈관 또는 기타 오리피스(orifice) 내에 고정될 수 있는 광 발생 장치 개발에 대한 요구를 다룬다. 이러한 장치의 고정 방식은 또한 표적 세포와 광 송신기 사이의 광 경로에서 혈액, 조직, 또는 기타 개체와 같은 광 차단 물질 또는 광 흡수 물질을 제거할 수 있다. 예컨대 상기 장치를 혈관 내에 고정하는 것은 밸룬(balloon)이 팽창될 때 혈관의 직경에 맞추어지는 팽창형 밸룬 카테터(inflatable balloon catheter)로 달성될 수 있다.

시스(sheath)를 통해 환자의 신체 내에 기타 장비들의 삽입을 위한 통로를 생성하기 위해 뻗어 있는 관강(lumen)을 갖는 삽입 시스(introducing sheath)는 광 전달 시스템과 함께 사용될 수 있다. 삽입 시스의 일 유형은 출원인의 공동 계속 특허 출원들 중 다른 하나인, PCT 출원 제 PCT/US2005/032851 호에 기재되어 있다. 일반적으로, 이러한 유형의 삽입 시스는 신체에 삽입된 후에 통로로서 시스를 후방에 남겨 두는 관통 장치(penetrating device)를 둘러싼다. 시스를 통해 삽입될 수 있는 하나의 장비는 PDT 치료를 위한 광 카테터이다.

PDT 치료를 위해 사용되는 광 시스템을 위한 광원은 또한 LED(light emitting diode; 발광 다이오드)일 수 있다. 배치된 LED들은 광 시스템을 위한 광 막대(light bar)를 형성하고, 여기서 LED들은 기타 유형의 도전성 기판 상의 반도체 칩을 배치하는데 사용되는 "플립 칩(flip chip)" 기술을 이용하여 전기적으로 결합되거나 와이어 본딩(wire bond)될 수 있다. LED들의 다양한 배치 및 구성은 미국 특허 출원 제6,958,498호, 제6,784,460호, 및 제6,445,011호에 기재되고, 또한 '357 특허 출원에 기재된다.

본원에 기재된 실시예들은 광 요법으로 환자를 치료하기 위해 사용할 수 있는 광 전달 시스템에 관한 것이다. 본원에 사용된 것과 같이, 용어 "광 요법"은 외부적으로 및/또는 내부적으로 적용되는 광으로 환자를 치료하는 방법을 포함하면서 이에 제한되지 않도록 포괄적으로 해석된다. 광 요법은 암을 포함하는 증식성 질환과 같은 다양한 유형의 의학적 상태를 치료하기 위해 사용될 수 있다. 광 전달 시스템은 제조 시간 및 제조 비용을 줄이기 위해 상대적으로 단순한 제조 과정을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 광 전달 시스템은 탑재 베이스를 따라 위치된 일련의 광원들에 의해 형성되는 광 막대(light bar)를 갖는 카테터를 포함한다. 이 광 막대는 효과적으로 표적 조직을 치료하기 위해 충분한 양의 광을 전달할 수 있다. 일 실시예에서, 이 광 막대는 카테터의 디스탈 팁 내에 위치된다.

이 디스탈 팁은 바람직하게는 꼬이거나, 휘거나, 말리거나, 구부러질 수 있도록 탄성을 갖는다. 따라서, 이 디스탈 팁은 카테터의 성능에 악영향을 주지 않고, 환자에게 상처를 입히지 않으면서 치료 동안 다양한 위치를 취할 수 있다. 다른 실시예에서, 이 디스탈 팁은 반-강성, 또는 강성이며, 특히 다소 직선형 전달 경로를 따라 전달하기에 적합하다. 이 반-강성 또는 강성 디스탈 팁은 전체 전달 프로세스를 통해 자신의 형상을 유지할 수 있다.

일부 실시예에서, 환자를 치료하기 위한 광 전달 시스템은 광을 전달할 수 있는 하나 이상의 광원들을 갖는 카테터를 포함한다. 이 광원들은 방사 에너지를 출력하기 위해 제자리에서 전압이 인가될 수 있다. 일부 실시예에서, 이 광원들은 광 막대를 형성하는 LED들이다. 이 LED들은 카테터의 디스탈 단부를 따라 직선형으로 이격된다. 일부 변형예로서, 이 LED들은 적어도 180°, 160°, 140°, 100°, 90°, 80°의 각도, 또는 이러한 각도들을 포함하는 범위들을 통해 휘도록 충분히 탄성이 있는 탑재 부재에 탑재된다. 일부 변형예에서, 이 탑재 부재는 LED들에 의해 방출되는 광을 전달하기 위해 실질적으로 광학적으로 투명하다.

일부 실시예에서, 이 광 전달 시스템은 환자의 원거리 표적 지역(들)을 치료하기 위해 사용되는 낮은 측면의 카테터이다. 이 카테터는 원하는 원거리 표적 지역에서 카테터의 디스탈 단부를 위치시키기 위해 환자를 통해 구불구불한 경로를 따라 전달을 혀용하도록 충분한 탄성을 갖는다.

일부 실시예에서, 의료 치료를 수행하기 위한 장치는 환자를 치료하기 위한 광을 방출할 수 있는 복수의 광원들, 및 디스탈 팁을 포함한다. 이 디스탈 팁은 긴 베이스를 갖고, 환자 내에 배치하기 위한 크기를 갖는다. 이 베이스는 광 투과 조립부 재료를 포함한다. 일부 실시예에서, 이 장치는 탄성, 반-강성, 또는 강성일 수 있다.

다른 실시예에서, 의료 치료를 수행하기 위한 장치가 제공된다. 이 장치는 환자를 치료하기 위해 광을 방출할 수 있는 복수의 광원들을 포함하고, 디스탈 팁은 긴 베이스를 갖고서 환자 내에 배치하기에 충분한 탄성을 가지며, 상기 베이스는 상기 광원들에 전압이 인가될 때 상기 베이스를 향해 오는 복수의 광원들로부터 방출되는 광의 상당 부분이 상기 베이스를 통해 전달되도록 광 투과 조립부 재료를 포함하고, 상기 복수의 광원들은 상기 베이스 상에 탑재된다.

일부 실시예에서, 환자를 치료하기 위한 카테터를 제조하기 위한 방법이 제공된다. 상기 방법은 서로 간에 이격되는 복수의 광원(light source)들을 투명한 긴 지지부(support) 상에 결합하는 단계; 전원이 상기 복수의 광원들에 전압을 인가하도록 상기 복수의 광원들을 접합하는 단계; 및 상기 긴 지지부와 상기 긴 지지부 상에 탑재된 복수의 광원들 둘레에 외부 본체(outer body)를 배치하는 단계를 포함하고, 상기 외부 본체는 선택된 치료 위치에서 환자에 대해 위치하도록 구성된 다.

일부 실시예에서, 환자를 치료하기 위한 광 전달 시스템을 형성하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 고정 장치(fixture device)의 홀더(holder)들의 배열(array) 내에 제자리에 전압이 인가될 때 환자를 치료하도록 구성된 광 에너지원(light energy source)들의 배열을 배치하는 단계; 상기 광 에너지원들이 상기 홀더들 내에 보유되는 동시에 상기 광 에너지원들을 일제히 전기적으로 결합하는 단계; 상기 광 에너지원들을 일제히 결합하는 단계 이후에, 상기 고정 장치에서 상기 광 에너지원들을 제거하는 단계; 및 환자 내에 배치하기 위한 크기를 갖는 외부 본체(outer body) 내에 상기 광 에너지원들의 배열을 밀봉하는 단계를 포함한다.

본원에 기재된 광 전달 시스템은 다른 활용을 위해 적합하다. 예를 들면, 광 전달 시스템은 제조 프로세스, 설치 프로세스, 수리 프로세스 등 동안 조명(lighting) 상태를 개선하기 위해 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 광 전달 시스템은 관찰 시스템(viewing system)(예컨대, 카메라, 광섬유 등)으로 결합하여 사용될 수 있다. 관찰 시스템의 동작 동안, 광 전달 시스템은 적합한 관찰을 위해 적장한 발광을 제공한다. 이와 같이, 광 전달 시스템은 우주 산업, 전자 산업, 제조업, 및 기타 산업에서 사용되거나, 예를 들면 제한된 접근을 갖는 원거리 위치나 상대적으로 작은 지역에서 관찰하는 것을 요구할 수 있는 설정에서 사용될 수 있다.

광 전달 시스템은 관심 지역에 접근을 얻도록 탄성을 제공하기 위해 도관(conduit), 배관(piping), 전기적 구성요소, 벽(wall), 관강(lumen), 신체 맥관(예컨대, 맥관 시스템) 등을 통해 꾸불꾸불하게 나아갈 수 있다. 편의를 위해, 광 전달 시스템은 의료적 사용에 관하여 주로 설명될 것이다.

일부 실시예에서, 광 전달 장치는 조직 성장을 촉진하고, 치료율을 증가시키고, 순환을 개선하고, 고통을 경감 또는 최소화하며, 뻣뻣함을 풀어주어, 조직의 표적 지역을 치료하도록 사용될 수 있다. 광 전달 장치는 치료제를 사용하지 않고 근육, 뼈, 연골, 또는 기타 적합한 조직과 같은 여러 유형의 조직을 발광할 수 있다. 광 전달 장치의 하나 이상의 광원들이 근적외선 또는 적외선 파장을 갖는 광을 방출하도록 설정될 수 있다. 이 광 자체는 조직 성장을 일으킬 수 있다. 대안적으로, 광 전달 장치는 성장 촉진제, 성장 인자 등과 결합하여 사용될 수 있다.

광 전달 장치는 또한 세포 파괴를 일으키는 에너지를 방출하는 것에 의해 조직을 파괴하도록 사용될 수 있다. 광 전달 장치의 하나 이상의 에너지 공급원은 세포 파괴를 위해 충분한 열을 생성하도록 활성화될 수 있다. 만일 에너지 공급원이 LED들이면, LED들은 활성화될 때, 조직 손상을 일으키기에 충분한 양의 열을 생성할 수 있다. 다른 실시예에서, 에너지 공급원은 표적 지역을 파괴하는 자외선 광을 방출할 수 있다. 이러한 실시예는 특히 치료제를 사용하지 않고 또는 조직의 기초층의 손상을 주지 않고 조직의 얇은 층을 파괴하기에 적합하다.

도면에서, 동일한 도면 부호는 유사한 요소 또는 동작을 갖는 것으로 동일시 된다. 도면의 요소들의 크기 및 상대적인 위치는 크기에 따라 도시되지 않았다. 예를 들면, 다양한 요소들의 형상들 및 각도들은 크기에 따라 도시되지 않았고, 이들 요소들 중 일부는 임의로 확장되었고 도면 가독성을 높이도록 위치되었을 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른, 카테터 조립부 및 제어 시스템을 갖는 광 전달 시스템의 측면도이다.

도 2a는 도 1의 카테터 조립부의 디스탈 단부의 측면도이며, 여기서 디스탈 단부는 긴 베이스에 탑재되는 광원들의 배열을 포함한다. 내부 요소들은 파선으로 도시된다.

도 2b는 도 1의 카테터 조립부의 디스탈 단부의 평면 개략도이다.

도 3a는 도 2a의 긴 베이스의 측면도이다.

도 3b는 도 3a의 긴 베이스의 평면도이다.

도 3c 내지 3e는 광원들의 배열을 지지하기에 적합한 베이스들의 여러 실시 예들의 축방향 횡단면도이다.

도 4는 도 3a 내지 3b의 베이스에 탑재된 광원들의 배열의 측면도이다.

도 5a 및 5b는 각각 광 전도 시스템의 측면도 및 평면도이고, 여기서 와이어들은 인접한 광원들에 접합한다.

도 6은 일 실시예에 따른, 긴 베이스에 탑재된 플립 칩인 광원들을 갖는 카테터 조립부의 디스탈 단부의 측면 개략도이다.

도 7은 도 6의 평면도이다.

도 8a는 도 7의 베이스 상에 위치된 광원의 측면도이다.

도 8b는 광원이 베이스와 조립된 후에 도 8a의 광원의 측면도이다.

도 9는 베이스의 상부면에 직선형으로 탑재된 광원들의 배열의 평면도이다.

도 10은 일 실시예에 따른, 베이스를 통해 뻗어 있는 구멍 상에 탑재되는 광원의 측면도이다.

도 11은 광원들의 배열이 밀봉제 내에 있는 카테터의 디스탈 단부의 측면 개략도이다.

도 12a는 일 실시예에 따른, 광 전도 시스템의 일 부분의 평면도이다.

도 12b는 선 12B-12B를 따라 취해진 도 12a의 광 전도 시스템의 횡단면도이다.

도 13은 광 전도 시스템이 밀봉제 내에 있는 도 12a의 광 전도 시스템의 축방향 횡단면도이다

도 14a는 베이스에 결합된 트레이스들을 갖는 회로의 평면도이다.

도 14b는 도 14a의 회로의 저면도이다.

도 15a는 다른 실시예에 따른, 베이스에 결합된 트레이스들을 갖는 평면도이다.

도 15b는 도 15a의 회로의 저면도이다.

도 16a는 다른 실시예에 따른, 베이스에 결합된 트레이스들을 갖는 회로의 평면도이다.

도 16b는 도 16a의 회로의 디스탈 부분이다.

도 16c는 도 16a의 회로의 중앙 부분이다.

도 16d는 도 16a의 회로의 인접 부분이다.

도 17은 다층 회로에 탑재되는 한 쌍의 광원들의 횡단면도이다.

도 18a는 광 막대 회로의 일 실시예의 회로도이다.

도 18b는 광 막대 회로의 다른 실시예의 회로도이다.

도 19는 도 11의 광원들을 고정하기 위해 비어 있는 제조 도구의 투시도이다.

도 20은 제조 도구가 와이어들에 의해 접합된 광원들의 배열을 고정하고 있는 도 19의 제조 도구의 투시도이다.

도 21은 도 20에 도시된 제조 도구, 와이어, 및 광원들의 확대된 투시도이다.

도 22는 일 실시예에 따른, 2중 측면 광원 배열을 갖는 디스탈 팁의 측면 개략도이다.

도 23은 다른 실시예에 따른, 2중 측면 광원 배열을 갖는 디스탈 팁의 개략적 횡단면도이다.

도 1은 일 실시예에 따라, 제어 시스템(106), 및 상기 제어 시스템(106)에 결합되고 여기의 말단으로 뻗어 있는 카테터 조립부(110)를 포함하는 광 전달 시스템(100)의 측면도이다. 광 전달 시스템(100)은 다양한 유형의 광 요법을 수행하기 위해 사용될 수 있다. 광 요법은 만일 동일하지 않다면 표적 세포들의 적어도 하나의 여기(excitation) 파장에 대략적으로 근접한 하나 이상의 광의 파장으로 하나 이상의 표적 세포들에 쬐는 것에 의해 하나 이상의 표적 세포들을 광 활성화(photo-activating) 또는 광 여기(photo-exciting)하는 것을 포함하는 것으로 포괄적으로 해석된다. 이러한 광 여기 프로세스는 예컨대 병에 걸렸거나 바람직하지 않거나 악성인 표적 세포들을 치료하기 위해 종양 치료 프로그램 동안 사용될 수 있다. 하나의 세포가 "표적"이 되더라도, 표적 세포의 근처의 다른 세포들이 또한 광에 쬐일 수 있다는 것이 이해된다. 광 전달 시스템(100)은 기타 유형의 비정상적 세포들을 치료하기 위해 사용될 수 있다.

카테터 조립부(110)는 디스탈 팁(distal tip; 114), 및 상기 디스탈 팁(114)과 제어 시스템(106) 사이에서 뻗어 있는 카테터 본체(catheter body; 116)를 포함한다. 디스탈 팁(114)은 환자의 표적 지역을 치료하기에 적합한 방사 에너지(radiant energy)와 같은 에너지를 출력하도록 설정된 전도 시스템(transmission system; 120)(가상선으로 도시됨)을 포함한다. 디스탈 팁(114)이 표적 지역에 위치 되면, 제어 시스템(106)은 디스탈 팁(114)으로부터 출력을 선택적으로 제어하기 위해 이용될 수 있다.

제어 시스템(106)은 전도 시스템(120)과 통신되는 전력 공급기(도 1에 가상선으로 도시됨) 및 제어기(124)를 포함할 수 있다. 제어기(124)는 광 전도 시스템(120)에 의해 방출되는 방사 에너지의 양을 선택하도록 동작될 수 있다.

도시된 내부 전력 공급기(126)는 리튬 배터리와 같은 배터리이다. 다른 실시예에서, 광 전달 시스템(100)은 병원, 의료 기관, 또는 기타 광 요법을 수행하기에 적합한 곳에서 통상 발견되는 전기 콘센트와 같은 AC 전원에 의해 전력이 공급된다. 제어 시스템(106)은 AC 전원에 연결될 수 있는 전력 코드를 포함할 수 있다. 따라서, 다양한 유형의 내부 및/또는 외부 전원들은 광 전달 시스템(100)에 전력을 공급하기 위해 이용될 수 있다.

도 1의 카테터 조립부(110)는 환자 내의 경피적(percutaneous) 진행(advancement) 및 항행(navigation)에 적합한 낮은 측면(low profile) 구성을 갖는다. 이러한 구조는 큰 광 막대가 있는 카테터와 달리, 환자 내부의 원거리 위치로 디스탈 팁(114)의 편리한 전달 및 배치를 허용한다. 카테터 조립부(110)는 또한 전달 및 배치를 위한 기타 수단을 위해 특정 크기를 가질 수 있다. 예를 들면, 카테터 조립부(110)는 피부용(external) 광 전달을 위해 설정될 수 있다(예컨대, 경피성(transcutaneous) 또는 피부를 통해(transdermal) 전달). 이러한 피부용 카테터 조립부는 상기 기재된 경피적으로 전달되는 카테터 조립부보다 더 클 수 있다. 이에 따라, 카테터 조립부(110)의 크기(예컨대, 축 길이, 횡단폭(cross-sectional width) 등)는 표적 조직의 접근가능성에 기초하여 선택될 수 있다.

카테터 조립부(110)는 대략 1.25 mm 보다 작은 횡단폭을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 카테터 조립부(110)는 대략 1 mm 보다 작은 횡단폭을 갖는다. 일부 실시예에서, 카테터 조립부(110)는 대략 0.80 mm 보다 작은 횡단폭을 갖는다. 일부 실시예에서, 카테터 조립부(110)는 0.75 mm 보다 작은 횡단폭을 갖는다. 일부 실시예에서, 카테터 조립부(110)는 0.70 mm 보다 작은 횡단복을 갖는다. 디스탈 팁은 대략 10 mm, 5 mm, 1.5 mm, 1.25 mm, 1.0 mm, 0.75 mm, 0.5 mm, 및 이러한 폭을 망라하는 범위보다 작은 횡단폭을 가질 수 있다. 다른 크기가 또한 가능하다.

일부 실시예에서, 광 전달 시스템(100)은 가급적 원하는 표적 지역에 대한 접근을 제공하는 최소 침입(invasive) 절차, 개방(open) 절차, 반-개방(semi-open) 절차, 또는 기타 수술 절차와 같은 다른 의료적 절차 동안 부가물(adjunct)로서 사용될 수 있다. 많은 경우에, 표적 지역에 대한 접근을 제공하기 위해 사용되는 접근 기술 및 절차는 최소 침입 수술을 수행하기 위해 사용되는 로봇 시스템(robotic system)과 같은 로봇 장치 및/또는 외과의에 의해 수행될 수 있다. 당업자는 표적 지역이 접속될 수 있는 여러 다양한 방법들이 있다는 것을 인식한다. 선택적으로, 광 전달 시스템(100)은 가이드와이어, 전달 시스(delivery sheath), 전달 장치(예컨대, 내시경, 기관지경, 광학 장치 등), 삽입기(introducer), 투관침(trocar), 생체 검사 바늘(biopsy needle), 또는 기타 적합한 의료용 장비와 함께 사용된다. 만일 표적 치료 지역이 환자 내의 먼 위치에 있다면, 전달 장치는 환자의 구불구불한 신체의 관강 또는 기타 해부학적 구조를 통해 가까운 항행(navigation)을 위해 사 용되어야 한다. 탄력성 있는 광 전달 시스템(100)은 예컨대 내시경, 기관지경 등과 같은 조종 가능한 장치를 사용하여 환자 내에 쉽게 위치될 수 있다. 반-강성(semi-rigid) 또는 강성 광 전달 시스템(100)은 예컨대 투관침, 접근 포트(access port), 반-개방 절차, 개방 절차를 사용하는 강성 전달 시스(sheath), 또는 다소 직선형 전달 경로를 제공하는 기타 전달 도구/절차를 사용하여 전달될 수 있다. 바람직하게는, 반-강성 또는 강성 시스템(100)은 표적 조직에 용이하게 광 전달을 도울 수 있도록 내부 조직을 대신하여 효율적으로 강성을 가질 수 있다. 환자 내에 삽입될 때, 시스템(100)은 용이하게 회전될 수 있으며, 설정을 유지하는 동안 축 방향으로 용이하게 진행될 수 있다.

도 2a 및 2b는 보호용 외부 본체(protective outer body; 136)에 밀봉된 전도 시스템(120)을 포함하는 디스탈 팁(114)을 도시한다. 전도 시스템(120)이 활성화된(activated) 경우, 방사 에너지는 전도 시스템(120)으로부터 외부 본체(136)를 통해 원하는 표적 지역, 그 중에서도 바람직하게는 외부 본체(136) 부근의 조직으로 전달되고, 이에 따라 방사 에너지의 유효량(effective amount)이 표적 지역에 도달한다.

전도 시스템(120)은 베이스(base; 142) 상에 탑재된 하나 이상의 에너지 공급원(energy source; 138)을 포함한다. 본원에서 사용되는 것과 같이, 용어 "에너지 공급원"은 전자기 에너지와 같은 방사 에너지를 방출할 수 있는 에너지 공급원에 제한되지 않지만 이를 포함하는 포괄적 용어이다. 비제한적인 예시로서, 에너지 공급원은 가시광선 파장, 비(non)-가시광선 파장, 및 이들의 결합된 것을 방출할 수 있는 광원(light source)일 수 있다. 에너지 공급원은 LED(예컨대, 에지 발광 LED, 표면 발광 LED, 초발광(super luminescent) LED), 레이저 다이오드, 또는 기타 적합한 에너지 공급원일 수 있다.

도 2a 및 2b는 디스탈 팁(114)의 길이 방향을 따라 떨어져 이격된 LED들(138)의 직선형 배열을 도시한다. 도시된 실시예에서, LED들(138)은 긴 베이스(142)의 상부면(200)을 길이 방향으로 연장하여 결합된다. 도전성 커넥터(conductive connector; 148)는 LED들 사이에서 전기 에너지를 분배하기 위해 LED들(138)을 상호접속한다. 용어 "도전성 커넥터"는 기판에 적용되는 리드(lead), 와이어(wire)(바람직하게는 탄성이 있는 와이어), 버스 바(bus bar), 도전성 막(conductive film), 또는 잉크, 혹은 기타 LED들(138)을 제어 시스템(106)으로 전기적으로 결합하기에 적합한 전도체(conductor)에 제한되지 않으면서 이들을 포함하는 포괄적 용어이다. 도 2a 및 2b의 도시된 실시예에서, 도전성 커넥터(148)는 LED들(138) 상에 결합되어 뻗어 있는 한 쌍의 와이어(160, 162)에 의해 형성된 복수의 리드들(150)이며, 이에 따라 완성된 회로를 형성한다.

LED들(138)은 병렬, 직렬, 또는 이들의 조합으로 배치될 수 있다. 예를 들면, 일부의 LED들(138)은 직렬로 배치될 수 있는 한편, 다른 LED들은 병렬로 배치될 수 있다. 이와 같이, 다양한 회로 구성이 베이스(142)에 LED들(138)을 탑재할 때 사용될 수 있다. 회로의 예시적인 비제한적인 실시예들은 이하 상세히 기재된다.

도 2b를 계속 살펴보면, 각각의 LED(138)는 각각 와이어(160, 162)에 결합된 전극(170, 172)을 갖는다. 각각의 LED(138)는 또한 도 2a에 도시된 것과 같이, 전극(170, 172)과 기판(182) 사이에 배치된 하나 이상의 층들(예컨대, GaN 층, AlGaN 층, InGaN 층, AlInGap 층, 및/또는 AlInGaN 층)을 포함할 수 있다. 도시된 실시예에서, 기판(182)은 광 투과 조립부(transmissive) 기판이다. 예를 들면, 기판(182)은 상기 기재된 층(들)로부터 방출되는 광에 대해 광학적으로 투명할 수 있다.

도시된 LED들(138)은 치료제를 사용하거나 사용하지 않고 환자 치료에 맞는 적합한 파장 또는 파장대를 방출할 수 있다. 만일 치료제(예컨대, 광 반응제 또는 감광제)가 이용된다면, LED들(138)은 바람직하게는 그 약제(agent)를 여기(excite)시키거나 그렇지 않으면 활성화시키는 파장 또는 파장대에 대응하거나 적어도 거기에 중첩하는 방사 파장 또는 파장대를 방출한다. 감광제는 종종 환자의 표적 조직을 손상시키거나 파괴하거나 그렇지않으면 치료하는 물질을 생성하기 위해 상기 감광제를 여기(excite)시키는 하나 이상의 흡수 파장 또는 파장대를 가질 수 있다. 예를 들면, LED들(138)은 대략 400 나노미터 내지 1000 나노미터 범위의 파장대 또는 파장을 갖는 광을 방출하도록 설정될 수 있다. 일부 실시예에서, LED들(138)은 대략 600 나노미터 내지 800 나노미터 범위의 파장대 또는 파장을 방출한다. 일부 실시예에서, LED들(138)은 대략 600 나노미터 내지 700 나노미터 범위의 파장대 또는 파장을 방출한다. 일 실시예에서, 예를 들면 LED들(138)은 664 나노미터 ± 5 나노미터의 피크 파장을 갖는 방사선(radiation)을 방출한다.

디스탈 팁(114)의 각각의 LED(138)는 동일한 파장 또는 파장대를 방출하도록 설정될 수 있다. 그러나, 다른 파장 또는 파장대를 갖는 LED들은 다양한 출력을 제 공하도록 사용될 수 있다. 이 LED들(138)은 원하는 치료에 맞추어 동시에 또는 다른 시간에 활성화될 수 있다. 다양한 LED들(138)은 또한 펄스 열(pulsed sequence)에서 활성 및 비활성될 수 있다. 예를 들면, LED들(138)은 교대로 켜지고 꺼지는 2등분된 광 배열(light array)을 형성할 수 있다. 대안적으로, 시스템은 광 막대(light bar)의 길이 방향을 따라 LED들(138)의 여러 선택된 세그먼트(segment)들을 선택적으로 활성화 및 비활성화시키도록 프로그램될 수 있다. 이러한 방식에서, 예컨대 LED들이 선택된 시간 기간 동안 특정 전력 수준에서 특정 열(sequence)로 불이 켜지게 하는 치료 프로토콜이 제어 시스템(106)에 프로그램될 수 있다.

디스탈 팁(114)은 임의의 수의 LED들(138)을 가질 수 있다. 도시된 실시예에서, 5개의 LED들은 일반적으로 디스탈 팁(114)의 길이방향 축을 따라 배치된다. 그러나, 더 많거나 더 적은 수의 LED들이 원하는 에너지 출력, 방출되는 파장 및/또는 파장대, 표적 영역의 표면 지역, 원하는 에너지 통과 수준, 및 기타 치료 파라미터에 기초하여 선택될 수 있다. 일부 실시예에서, 예를 들면 대략 60개의 LED들이 1 mm 피치(pitch)로 디스탈 팁(114)을 따라 이격된다. 다른 실시예에서, LED들은 대략 1.5 mm 내지 대략 0.5 mm의 범위의 피치로 있을 수 있다. 일부 실시예에서, 70개 이하의 LED들이 디스탈 팁(114)을 따라 이격된다. 다른 실시예에서, 50개 이하의 LED들이 디스탈 팁(114)을 따라 이격된다. 또 다른 실시예에서, 40개 이하의 LED들이 디스탈 팁(114)을 따라 이격된다. 도시된 LED들(138)은 균등하게 이격되어 단일 행(row)을 형성하지만, 다른 LED들의 배치가 가능하다. 예를 들면, 디스탈 팁(114)은 LED들(138)의 매트릭스(matrix)를 포함할 수 있다.

도 2a 및 2b와 관련하여 상기 기재된 바와 같이, LED들(138)은 베이스(142)의 상부면(200) 상에 탑재된다. 임의의 적합한 탑재 수단이 LED들(138)을 베이스(142) 상에 일시적으로 또는 영구적으로 결합하기 위해 적용될 수 있다. 예를 들면, 접착제, 본딩 재료(bonding material), 파스너(fastener), 솔더(solder), 또는 기타 결합 수단이 LED들(138)을 베이스(142)에 고정적으로 결합할 수 있다. 탑재 수단은 LED들(138)에 의해 생성된 광을 베이스(142)에 송신하여, 결국 환자에게 도달하는 광을 송신하기 위해 광학적으로 투명할 수 있다. 도시된 도 2a 및 2b의 실시예에서, 투명 에폭시(transparent epoxy)는 이격된 LED들(138)을 상부면(200)에 일직선으로 영구적으로 결합한다.

도 2a 및 2b를 계속 살펴보면, 베이스(142)는 디스탈 팁(114)을 따라 길이 방향으로 뻗어 있는 긴 부재(member)이며, LED들(138)의 배치의 편의를 위해 상부면(200) 상의 상대적으로 큰 탑재 영역을 제공한다. 베이스는 임의의 수의 LED들을 고정하기 위한 크기의 지지 기판(support substrate)일 수 있다.

베이스(142)는 바람직하게는 구불구불한 경로를 따라 전달하기 위해 디스탈 팁(114)이 충분히 구부러지도록 허용하기 위해 충분하게 탄성을 갖는다. 베이스(142)는 바람직하게는 베이스(142) 또는 베이스(142)에 탑재된 LED들(138)에 어떠한 감지가능한 손상도 일으키지 않고 꼬이거나, 휘거나, 말리거나, 구부러질 수 있다. 일부 실시예에서, 베이스(142)는 220°, 180°, 150°, 130°, 90°, 70°, 50°의 각도 및 이러한 각도를 포괄하는 범위를 통해 이동될 수 있다.

일부 실시예에서, 베이스(142)는 탄성 있는 재료의 얇고 편평한 긴 조각이 다. 얇은 베이스(142)는 광 전도 시스템(120)의 옆면을 감소시키는데 도움을 주고, 결과적으로 디스탈 팁(114)의 전체적 횡단폭을 감소시키는데 도움을 준다. 게다가, 베이스(142)는 환자 내부의 구불구불한 경로를 따라 항행을 허용하도록 쉽게 휘거나 꼬일 수 있으며, 이에 따라 치료 프로토콜을 선택함에 있어 유연함을 허용한다.

베이스(142)는 다각형의 축을 갖는 횡단면(예컨대, 직사각형 횡단면), 타원형 횡단면, 또는 기타 적합한 축을 갖는 횡단명을 가질 수 있다. 도 3c 내지 3e는 베이스(142)의 다양한 축을 갖는 횡단면을 도시한다.

다양한 재료들이 베이스(142)를 생성하기 위해 사용될 수 있다. 탄성 있거나, 반-강성(semi-rigid)이거나, 강성의 베이스(142)들은 고무, 합성물질(composite material), 열가소성 물질(thermoplastic), 폴리머(polymer)(예컨대, 폴리에스테르(polyester), 폴리에틸렌 테레프탈염산(polyethylene terephthalate; PET), 폴리프로필렌 나프탈레이트(polypropylene naphthalate; PEN), 및 이들의 결합)로 제조될 수 있다. 일 실시예에서, 베이스(142)는 다소 투명한 물질, 바람직하게는 광학적으로 투명한 폴리에스테르를 포함한다. LED에 의해 방출되는 광의 파장 중 적어도 하나가 이하 더 상세히 기재되는 것과 같이 베이스(142)를 통과할 수 있다.

베이스(142)를 형성하는 물질(들)은 원하는 구조적 특성, 열적 특성, 전기적 특성, 광학적 특성, 및 내구성을 달성하도록 선택될 수 있다. 예를 들면, LED들(138)에 의해 발생하는 열을 방산하기 위해, 베이스(142)는 적합한 동작 온도에서 광 전도 시스템(120)을 유지하도록 LED들로부터 떨어진 곳으로 열을 전도하기 위한 열 싱크(heat sink)로서 동작할 수 있는 열 전도성 물질을 포함할 수 있다. 부가적으로, 하나 이상의 리브(rib), 보강제(stiffener), 조인트(joint), 강화 부재(reinforcement member), 스트레인 완화 요소(strain relief element), 또는 기타 구조적 요소들이 원하는 특성을 달성하기 위해 베이스(142)에 부가될 수 있다. 상기 언급된 것과 같이, 베이스(142)는 일부 의학적 응용을 위해 다소 강성(rigid)일 수 있다. 예를 들면, 환자에게 외부적으로 광을 인가하기 위한 디스탈 팁(114)의 베이스(142)는 금속, 강성 플라스틱, 또는 기타 적절하게 딱딱한 재료로 이루어진 강성 부재일 수 있다.

상기 언급된 바와 같이, 베이스(142)는 LED들로부터 방출된 광이 통과하도록 허용하기 위한 광 투과 조립부 물질(transmissive material)을 포함할 수 있다. 이에 따라, 베이스(142)는 유리하게는 LED들(138)을 지지하는 한편, 광 요법의 효율을 향상시키고 전력 소비를 감소시키기 위해 광의 통과를 허용한다. 또한, 베이스(142)는 표적 조직에 도달하는 광의 양을 많이 감소시키지 않으면서 확대된 LED 탑재 구역에 대하 상대적으로 클 수 있다. 이러한 것은 LED 배치를 용이하게 한다.

적합한 광 투과 조립부 물질은 폴리에스테르, PET, 폴리프로필렌, 이들의 결합 등과 같은 폴리머에 제한되지 않으면서 이들을 포함할 수 있다. 하나 이상의 물질의 층들이 베이스(142)를 형성할 수 있다. 바람직하게는, LED(138)로부터 베이스(142)를 향해 향해지는 상당한 양의 광이 베이스(142)를 통해 전달된다. 일부 실시예에서, 베이스(142)를 향해 방출된 광의 적어도 40%가 베이스를 통해 전달된다. 일부 실시예에서, 베이스(142)를 향해 방출된 광의 적어도 50%가 베이스를 통해 전달된다. 일부 실시예에서, 베이스(142)를 향해 방출된 광의 적어도 60%가 베이스를 통해 전달된다. 일부 실시예에서, 베이스(142)를 향해 방출된 광의 적어도 70%가 베이스를 통해 전달된다. 일부 실시예에서, 베이스(142)를 향해 방출된 광의 적어도 80%가 베이스를 통해 전달된다. 일부 실시예에서, 베이스(142)를 향해 방출된 광의 적어도 90%가 베이스를 통해 전달된다. 부가적으로, 하나 이상의 광 통로(light passageway), 관통홀(through-hole), 창(window), 또는 기타 구조체가 베이스(142)를 통한 광 통과의 양을 증가시키기 위해 베이스(142)에서 형성될 수 있다.

베이스(142)는 선택적으로 베이스를 통과하는 하나 이상의 파장 또는 파장대를 억제하거나 막을 수 있는 하나 이상의 불투명 물질을 포함할 수 있다. 불투명화제(opacification agent), 첨가제(additive), 코팅(coating), 또는 이들의 조합이 베이스(142)(또는 베이스의 일부분)를 다소 불투명하게 하기 위해 이용될 수 있다. 일부 실시예에서, 불투명화제는 염료(dye), 안료(pigment), 금속 미립자(particulate) 또는 파우더(powder), 또는 기타 베이스(142)에 코딩되거나, 분배되거나, 그렇지 않으면 배치될 수 있는 물질에 제한되지 않으면서 이들을 포함한다. 원한다면, 베이스(142)는 하나 이상의 파장 또는 파장대가 환자의 조직에 도달하는 것을 억제하거나 막기 위해 필터로서 기능할 수 있다.

일부 실시예에서, 베이스(142)는 카테터 본체(116)의 전체 길이 방향을 따라 디스탈 팁(114)으로부터 인접부로 뻗어 있다. 다른 실시예에서, 베이스(142)의 인접 단부(end)는 카테터 어셈블리(110)의 인접 단부의 말단에 위치된다. 예를 들면, 베이스(142)의 인접 단부는 카테터 본체(116)를 따라, 또는 디스탈 팁(114) 내의 일부 지점에 위치될 수 있다.

도 2a 및 2b에 도시된 것과 같이, 광 전도 시스템(120)은 상기와 같이 외부 본체(136) 내에 내장된다. 외부 본체(136)는 바람직하게는 광 전도 시스템(120)으로부터 방출된 방사선을 전달하기 위해 광 투과 조립부된다. 예를 들면, 외부 본체(136)는 베이스(132)를 형성하는 동일한 재료(들)로 형성될 수 있다. 환자의 신체를 통과하는 진행, 및 표적 지역에 배치하는 동안, 외부적인 힘이 디스탈 팁(114)에 인가될 수 있다. 이에 따라, 외부 본체(136)는 광 전도 시스템(120)에 대한 원하지 않는 손상을 제한하거나 방지하기에 적합한 재료로 형성될 수 있다.

외부 본체(136)는 광 전도 시스템(120)을 수용하기 위한 크기의 챔버(chamber; 206)를 한정할 수 있다. 일부 실시예에서, 밀봉제(encapsulate)(예컨대, 폴리머)는 외부 본체(136)에 대한 광 전도 시스템(120)의 이동을 최소화하거나 방지하기 위해 챔버(206)를 채우도록 사용될 수 있다. 대안적으로, 외부 본체(136)는 디스탈 팁(114)의 전체적인 탄성을 증가시킬 수 있는 속이 빈 챔버를 한정할 수 있다. 선택적으로, 외부 본체(136)는 본원에 전체가 참조로서 통합되는 '357 특허 출원에 기재된 것과 같은 연장가능한 부재일 수 있다. 챔버(206)는 외부 본체(136)를 팽창시키기 위해 팽창 유체(inflation fluid)로 채워질 수 있다. 다른 실시예에서, 외부 본체(136)는 광 전도 시스템 상에 몰딩(mold)되는 부재와 같은 모놀리식 보호용 외부 부재(monolithic protective outer member)이다. 따라서, 외부 본체(136)는 한 조각 또는 여러 조각의 구성을 가질 수 있다.

도 3a, 3b, 및 4-5b는 와이어 본딩(wire bonding) 기술을 사용하여 디스탈 팁(114)을 생성하기 위한 프로세스의 일 실시예를 도시한다. 도 3a 내지 3e는 디스탈 팁(114)을 형성하기 위한 출발 재료(starting material)인 베이스(142)를 도시한다. LED들(138)은 도 4에 도시된 것과 같이 베이스(142)의 상부면(200)에 부착된다. 베이스(142)는 와이어 본드(wire bond)(150)가 형성되는 동안 탑재된 LED들(138) 사이에서 원하는 간격을 유지한다. 이러한 방식에서, 베이스(142)는 LED들이 차후의 프로세싱을 필요로 할 수 있더라도, LED들 사이의 허용 오차(tolerance)를 향상시키는데 도움을 준다. 예를 들면 도 5의 도시된 실시예에서, 한 쌍의 와이어들(160, 162)은 솔더로 각각 전극(170, 172)에 결합되는 한편, LED들(138)은 베이스(142)에 고정되어 탑재된 채 유지된다. 이에 따라, 베이스(142)는 LED 고정부(holder)로서 기능할 수 있고, 따라서 제조 시간을 감소시키며 허용 오차를 향상시킨다. 부가적으로, 베이스(142)는 최종적으로는 디스탈 팁 어셈블리(114)로 통합되는 낮은 비용의 재료(예컨대, 폴리에스테르)로 제조될 수 있고, 이에 따라 재료 낭비와 비용을 줄인다.

전도 시스템(120)(도 5a 및 5b에 도시됨)을 조립한 후에, 외부 본체(136)는 다양한 몰딩(molding) 기술에 의해 형성될 수 있다. 예를 들면, 외부 본체(136)는 몰딩 프로세스(예컨대, 사출성형(injection molding) 프로세스, 압축성형(compression molding process) 등), 열성형(thermoforming), 기계 가공(machining) 프로세스 또는 이들의 조합을 통해 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 광 전도 시스템(120)은 외부 본체(136)의 원하는 형상에 일치하는 몰드 공동(mold cavity)에 위치될 수 있다. 광 전도 시스템(120)을 오버몰드(overmold)하 기 위해 용해된 폴리머가 몰드 공동에 주입될 수 있다. 대안적으로, 외부 본체(136)는 사전에 형성된 속이 빈 부재일 수 있다. 광 전도 시스템(120)은 디스탈 팁(114)이 충분히 조립될 때까지 상기 속이 빈 부재 내에 주입될 수 있다.

도 6은 도 1의 광 전달 시스템(100)으로 통합될 수 있는 디스탈 팁의 다른 실시예를 도시한다. 도 6의 디스탈 팁(300)은 이하 더 기재하는 것을 제외하고는 도 1에 도시된 디스탈 팁(114)과 일반적으로 유사할 수 있다.

도 6의 디스탈 팁(300)은 플립 칩(flip chip) 배치 내에 탑재된 LED들(304)의 배열(array)을 갖는다. 플립 칩은 칩들(예컨대, 도 1-5b와 관련하여 상기 기재된 칩 탑재 배치) 사이에 와이어 본딩(wire bonding)을 요구하지 않는 IC(집적 회로) 탑재 배치의 한 유형이다. 따라서, 접합 요소를 갖는 칩/기판을 통상 접합하는 와이어, 또는 리드는 디스탈 팁의 옆면을 더 감소시키기 위해 제거될 수 있다. 즉, 디스탈 팁(300)은 디스탈 팁(114)보다 더 낮은 옆면을 가질 수 있고, 좁은 통로를 따라 전달하기에 적합하다. 예를 들면, 도 1의 디스탈 팁(114)은 대략 1.5 mm 내지 대략 1.2 mm의 범위의 직경을 가질 수 있고, 다른 직경이 또한 가능하다. 도 6의 플립 칩 탑재 디스탈 팁(300)은 대략 0.8 mm 내지 대략 0.7 mm 의 범위의 직경을 갖는다. 일부 실시예에서, 디스탈 팁(300)은 대략 0.74 mm의 직경을 갖는다. 따라서, 디스탈 팁(300)은 상대적으로 좁은 전달 경로를 따라 전달될 수 있는 한편, 와이어 본딩된 디스탈 팁(114)과 동일한 출력을 제공한다.

도 7 내지 10은 플립 칩 탑재 LED를 갖는 도 6의 디스탈 팁(300)을 생성하는 프로세스의 일 실시예이다. 일반적으로, 상기 기재된 와이어 본딩 대신에, 솔더 비 드(solder bead), 또는 기타 요소들은 칩이 기판 내에 또는 위에 위/아래에 탑재될 때 전기적 접합이 기판의 전도성 트레이스(conductive trace)와 칩 사이에 개설되도록 하기 위해 칩 패드(chip pad) 상에 위치되거나 증착(deposite)될 수 있다.

도 7은 베이스(310), 및 플립 칩 탑재에 적합한 전극들(314, 316) 또는 전도성 트레이스들의 배열(array)을 포함하는 회로(309)를 도시한다. 도 8a에 도시된 것과 같이, LED(304)는 한 쌍의 트레이스들(314, 316) 상에 위치될 수 있다. 솔더 비드들(320)은 LED(304)가 회로(309)에 더 낮게 있을 때 사전에 준비된 솔더 비드들이 베이스(310)의 트레이스들(314, 316)에 LED를 전기적으로 및 기계적으로 접합할 수 있도록 LED(304)의 전극들(324) 상에 형성된다. 하나 이상의 LED(304)가 베이스(310) 상에 위치된 후에, 솔더 비드(320)는 솔더가 도 8b에 도시된 베이스(310)에 LED들(304)을 고정적으로 결합할 때까지 가열되거나 열처리될 수 있다. LED들(304)이 베이스(310) 상에 탑재된 후에, 외부 본체(330)는 상기 기재된 방식으로 형성될 수 있다.

도 7의 베이스(310)는 도 2a 및 2b의 베이스(142)와 동일한 재료를 포함할 수 있다. 그러나, 베이스(310)는 또한 다른 재료로 형성될 수 있다. 예를 들면, 베이스(310)는 특별히 플립 칩 탑재 배치에 적합한 폴리아미드(polyamide) 물질(예를 들면, 폴리이미드 플렉스(polyimide flex))로 형성될 수 있다. 베이스(310)를 통과하는 광의 양을 증가시키기 위해, 하나 이상의 광 통로가 베이스(310) 내에 형성될 수 있다. 광 통로는 관통홀, 창, 광 투과 조립부 물질, 또는 기타 베이스(310)를 통해 이동하는 광의 양을 증가시키기에 적합한 요소일 수 있다. 광 통로의 수 및/또는 크기는 전달되는 광의 양을 각각 증가시키거나 감소시키기 위해 증가되거나 감소될 수 있다.

도 10은 베이스(310)의 관통홀의 모양으로 광 통로(334; 가상선으로 도시됨)를 도시한다. 이와 같이, LED(304)로부터 방출된 광은 광 통로(334)를 거쳐 베이스(310) 통해 용이하게 통과할 수 있다. 광 통로(334)는 LED(304)가 베이스(310)에 탑재되기 전, 동안, 또는 후에 형성될 수 있다. 바람직하게는, 광 통로(334)는 광을 LED로부터 베이스(310)를 통해 효과적으로 전달하도록 위치된다.

도 11은 도 1의 광 전달 시스템(100)으로 통합될 수 있다. 디스탈 팁(400)은 하기 더 기재되는 것을 제외하고는, 일반적으로 도 1에 도시된 디스탈 팁(114)과 유사할 수 있다.

도 11의 디스탈 팁(400)은 리드(lead)의 형태로 복수의 전도성 요소들(412)에 의해 서로간에 와이어 본딩되는 복수의 광원(410)을 포함하는 광 전도 시스템을 갖는다. 바람직하게는, 디스탈 팁(400)은 상기 기재된 것과 같이 지지 베이스(support base)를 이용하지 않고 형성될 수 있다. 광 전도 시스템은 팁을 형성하는 구성요소들의 수를 감소시키기 위해 외부 본체(406)에 직접 탑재될 수 있다. 부가적으로, 상기 기재된 지지 베이스는 광의 통과를 억제하여 이에 따라 조직의 조명(illumination)을 제한할 수 있다. 따라서, 디스탈 팁(400)은 증가된 양의 광을 전달하도록 사용될 수 있다.

도 11의 리드들(412) 상의 스트레스(stress)는 도 2a 및 도 2b의 리드들(150)에 의해 경험되는 스트레스보다 작을 수 있으며, 그 이유는 도 2a의 베이 스(142)는 디스탈 팁(114)의 굴절 축(bend axis)을 한정하는 것을 도울 수 있기 때문이다. 이와 같이, 베이스(142)는 굴절 축이 디스탈 팁(114)이 굴절될 때 리드에 증가된 축 방향 스트레스를 결과하는 리드에서 원하지 않는 간격이 이격되게 야기할 수 있다. 그러나 도 11에서, 지지 베이스는 굴절 축을 리드들(412)에서 떨어지게 이동하지 않는다. 이에 따라, 리드들(412)은 디스탈 팁(400)의 중립축(neutral axis)에 또는 그 근처에 위치될 수 있고, 이에 따라 리드들 상의 축 방향 스트레스를 감소시키거나 제거할 수 있다. 일부 실시예에서, 원한다면 리드들(412)은 디스탈 팁(400)의 굴절 축을 한정하는 피봇 지점(pivot point)으로서 동작할 수 있다.

도 12a 및 12b는 회로(353)에 결합된 복수의 플립 칩 탑재 광원들(352a, 352b)을 갖는 광 전도 시스템(340)을 도시한다. 회로(353)의 베이스(354)는 밀봉제와 광 전도 시스템(340) 사이의 결합을 강화하기 위해 하나 이상의 잠금 구조체(locking structure)를 규정한다. 도 13에 도시된 것과 같이, 밀봉제(362)는 광 전도 시스템(340)을 둘러쌀 수 있고, 밀봉제(362)의 부분(363)은 베이스(354)를 통해 뻗어 있는 잠금 구조체(360)를 통과할 수 있다. 이와 같이, 잠금 구조체(360)는 광 전도 시스템(340)과 밀봉제(362) 사이의 이동을 최소화하거나, 제한하거나, 막을 수 있다. 부가적으로, 잠금 구조체(360)는 바람직하게는 베이스(354)에서 밀봉제(362)의 박리(delamination)를 억제하거나 막을 수 있다.

도 12a 내지 13에 도시된 잠금 구조체(360)는 긴 축의 횡단면을 갖는 관통홀이다. 일부 비제한적인 예시적인 실시예에서, 잠금 구조체(360)는 대략 0.005 인치(0.127 mm)의 폭과, 0.011 인치(0.28 mm)의 길이를 갖고, 2개의 광원들(352a, 352b) 사이에 위치하고, 이 광원들 각각은 대략 0.014 인치(0.356 mm)의 길이와 폭을 갖는다. 잠금 구조체(360)의 크기는 베이스(354)를 통해 뻗어 있는 밀봉제(363)의 양을 각각 증가 또는 감소시키기 위해 증가 또는 감소될 수 있다. 다른 실시예에서, 잠금 구조체(360)는 다각형(둥글게 한 다각형을 포함), 타원, 원, 또는 임의의 기타 적합한 횡단면을 가질 수 있다. 드릴링(drilling) 프로세스, 기계 가공(machining) 프로세스, 또는 기타 적합한 프로세스가 구조체(360)를 형성하기 위해 사용될 수 있다.

도 12a를 다시 살펴보면, 광 전도 시스템(340)은 광원들(352a, 352b)과 베이스(354) 사이에 삽입된 일반적으로 한 쌍의 길이방향으로 뻗어 있는 형태의 트레이스들(364, 366)을 포함한다. 트레이스들(364, 366)은 광원들(352a, 352b)의 인접한 쌍들과 상호접속한다. 확대된 잠금 구조체(360)를 수용하기 위해, 트레이스들(364, 366)의 부분들 사이의 거리는 도 12a에 도시된 바와 같이 증가될 수 있다. 도 12a에 도시된 실시예에서. 트레이스들(364, 366) 사이의 거리 D1은 광원들(352a, 352b)에 인접하거나 바로 밑의 트레이스들(364, 366)의 부분들 사이의 거리 D2보다 크다. 트레이스들(364, 366) 사이의 간격(spacing)은 잠금 구조체(360)의 크기, 위치, 및/또는 구성에 기초하여 선택될 수 있다.

본원에 기재된 기타 광 전도 시스템은 또한 하나 이상의 잠금 구조체를 포함할 수 있다. 예를 들면, 도 2a의 베이스(142)는 와이어 본딩된 LED들의 인접한 쌍들 사이에 삽입된 하나 이상의 잠금 구조체들을 포함할 수 있다. 따라서, 잠금 구조체들은 와이어 본딩된 LED들, 플립 칩 LED들, 및 기타 칩 탑재 배치를 가지고 사 용될 수 있다.

도 12a 및 12b를 계속 살펴보면, 트레이스들(364, 366)은 광원들(352a, 352b)을 접합하는 전달 트레이스(delivery trace)들이다. 베이스(354)는 전달 트레이스들(364, 366)과 리턴 트레이스(return trace)들(368, 370) 사이에 삽입된다. 커버레이(coverlay; 361)(도 12a에는 제거된 것으로 도시됨)는 도 12b에 도시된 것과 같이, 베이스(354)와 트레이스들(364, 366, 368, 370) 모두의 적어도 한 부분에서 중첩할 수 있다.

본원에 기재된 광 전달 시스템은 다양한 구성을 갖는 회로를 가질 수 있다. 회로의 구성은 각각의 광원으로부터 원하는 출력을 달성하도록 선택될 수 있다. 도 14a 내지 16d는 본원에 기재된 광 전달 시스템에서 사용될 수 있는 회로를 도시한다. 도 14a는 베이스(375)에 결합된 복수의 트레이스들(372, 373, 374)을 갖는 트레이스 시스템(369)을 포함하는 회로(371)를 도시한다. 본딩 패드(bonding pad)(376)는 광원들(377)(가상선으로 도시됨)을 수용하도록 위치된다.

트레이스들(372, 373, 374) 중 적어도 하나는 크로스오버 트레이스(cross-ver trace)일 수 있다. 도 14a의 도시된 실시예에서, 트레이스(374)는 크로스오버 트레이스이고, 마주보는 길이방향으로 뻗어 있는 측면 부분들(374a, 374b)의 쌍, 및 측면 부분들(374a, 374b) 사이에서 옆으로 뻗어 있는 크로스오버 트레이스(374c)를 포함한다. 이러한 방식에서, 트레이스(374)는 인접한 광원(377)의 커넥터(connector)들을 마주하여 접합할 수 있다. 회로(371)는 원하는 임의의 수의 트레이스들을 가질 수 있다.

도 14b의 한 쌍의 리턴 트레이스들(378, 379)은 베이스(375)의 바닥면에 결합되고, 광원(377)으로부터 방출된 광의 실질적인 양을 차단하지 않고 광 전달 시스템의 현재의 전달 능력을 증가시킬 수 있다. 리턴 트레이스들(378, 379)은 트레이스들(378, 379)이 차단된 광의 양을 증가시키기 않도록, 트레이스들(372, 373, 374)의 부분들을 직접 마주하여 위치될 수 있다. 일부 실시예에서, 트레이스들(378, 379)의 폭은 일반적으로 대응하는 트레이스들(372, 373, 374)의 마주하는 부분들의 폭과 같거나 작을 수 있다.

도 15a 및 15b는 광 전달 시스템을 위한 다른 회로를 도시한다. 트레이스 시스템(380)은 광원들 중 하나 이상의 그룹의 독립적 활성화(activation)를 제공하는 세그먼트를 갖는다. 도시된 트레이스 시스템(380)은 베이스(382)에 탑재된 복수의 트레이스들(381a-d)을 포함한다. 전류를 선택적으로 제어하기 위한 스위치(384) 또는 제어기는 트레이스들(381b, 381c) 사이에 위치된다. 따라서 제어기(384)는 디스탈 광원(도시되지 않음)으로의 전류를 판단할 수 있다. 도시된 트레이스 시스템(380)은 단일 제어기(384)를 갖지만, 임의의 수의 제어기들이 하나 이상의 광원들을 분리하기 위해 사용될 수 있다.

도 16a 내지 16d는 일 실시예에 따른 광 전도 시스템을 도시한다. 도 16a의 도시된 광 전도 시스템(385)은 디스탈 부분(386)(도 16b), 인접 부분(387)(도 16d), 및 이들 사이에서 뻗어 있는 중앙 부분(388)(도 16c)을 갖는다. 한 쌍의 트레이스들(389a, 389b)은 전도 시스템(385)의 길이를 따라 뻗어 있다. 베이스(413)는 트레이스들(389a, 389b) 사이에 위치된다. 도 16b 내지 16d에 도시된 것과 같 이, 광원들(415)(가상선으로 도시됨)은 광 전도 시스템(385)을 따라 서로 이격될 수 있다. 트레이스들(389a, 389b)은 베이스를 통하는 향상된 전도를 위해 광원들(415)로부터 바람직하게는 옆으로 이격된다. 일 실시예에서, 베이스(413)는 투명하다.

도시된 광 전도 시스템(385)은 단일 또는 이중 측면 탑재 배치를 가질 수 있다. 베이스(413)의 재료는 베이스(413)의 광학적 특성들을 향상시키기 위해 제거될 수 있다. 레이저 및/또는 기계적 라우팅(mechanical routing) 기술은 복수의 광원들(415) 바로 밑의 또는 인접하여 위치된 베이스(413)의 재료 부분(예컨대, 상당한(substantial) 부분)을 제거하도록 사용될 수 있다. 에칭과 같은 기타 유형의 재료 제거 기술들이 또한 사용될 수 있다.

도 14a 내지 16d의 회로들은 단일 측면 또는 2중 측면 플립 칩 탑재 배치를 위해 사용될 수 있다. 도 17은 다층 보드(multilayer board)(391)의 반대쪽 면에 탑재된 광원들(390a, 390b)을 갖는 2중 측면 배치를 도시한다. 보드(391)는 솔더(394)를 통해 트레이스들(392, 393)에 탑재된 광원(390a)을 포함한다. 트레이스들(392, 393)은 상부 베이스(395)의 상부면에 탑재된다. 리턴 트레이스(396)는 상부 베이스(395)와 하부 베이스(397) 사이에 삽입된다. 광원(390b)은 솔더(400)를 통해 트레이스들(398, 399)에 탑재된다. 상부 및 하부 커버레이들(401a, 401b)은 각각 트레이스들(392, 393) 및 트레이스들(398, 399)을 덮고 보호할 수 있다. 물론 보드(391)는 보드(391)를 통한 광의 통과를 허용하도록 투명할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본원에 기재된 광 전도 시스템들은 다양한 유형의 회로 배치를 가질 수 있다. 도 18a는 광원들(40a-d)을 도시하는 회로도(403)이다. 광원들(404a, 404b)은 병렬 배치로 있다. 광원들(404c, 404d)은 역시 병렬 배치로 있다. 임의의 원하는 수의 광원들이 병렬 배치로 배치될 수 있다. 광원들(404a, 404b) 및 광원들(404c, 404d)은 각각 일렬로 배치되는 그룹들(405, 406)을 형성한다. 임의의 수의 광원 그룹들은 일렬로 배치될 수 있다. 도 18b는 일렬로 배치된 복수의 광원들(407a-c)을 도시한다.

도 19 내지 23은 광 전달 시스템을 위한 디스탈 팁을 생성하는 방법을 도시한다. 도 19 내지 21은 이하 상술되는 도 11의 디스탈 팁(400)과 같은 디스탈 팁을 생성하기 위한 프로세스의 일 실시예를 도시한다.

도 19는 조립하는 동안 LED들(410)을 수용하고 고정하도록 구성된 고정 장치(440)를 도시한다. 도시된 고정 장치(440)는 홀더(holder)들(442)의 배열, 및 고정 장치(440)의 일 측면에서 내부로 뻗어 있는 한 쌍의 긴 슬롯들(448)을 포함한다. 홀더들(442)은 LED들(410)의 적어도 한 부분을 수용하기 위한 크기를 갖고 구성된다. 홀더들(442)의 형상은 LED들의 원하는 형상에 대응한다. 각각의 홀더(442)는 탑재 부분(444)과 관통홀(446)을 포함한다. 탑재 부분(444)은 LED들의 적어도 한 부분에서 수용하도록 구성된 오목부(recess)일 수 있다. 대안적으로, 탑재 부분들(444)은 하나 이상의 돌출부(protrusion), 키잉 구조(keying structure), 또는 LED를 채우고 고정하기 위한 기타 적합한 구조일 수 있다.

도시된 실시예에서, LED들(410)을 대응하는 홀더(442)에 위치시키기 위해, 각각의 LED(410)의 바닥 부분은 대응하는 탑재 부분(444) 내에 위치되고, 이에 따 라 LED의 전극들은 도 20에 도시된 것과 같이 외부로 향한다. LED들이 대응하는 홀더들(442) 내에 적절히 보유되도록 보장하기 위해, 진공(vacuum)이 관통홀(446)을 통해 적용될 수 있다. 선택적으로, 탑재 부분(444)은 LED들과 홀더들(442) 사이에 밀봉(seal)을 형성하기 위해 밀봉 부재(sealing member)(예컨대, 고무 삽입물(rubber insert), 적응형 플랜지(compliant flange) 등)를 가질 수 있다. 바람직하게는, 진공은 지속적으로 적용되는 한편, 와이어 리드(wire lead)들은 LED들의 전극들에 부착된다.

도 20에 도시된 것과 같이, 최외각(outermost) LED로부터 뻗어 있는 와이어들은 와이어 홀더(wire holder)로서 기능하는 슬롯들(448)을 통과할 수 있다. 이러한 방식에서, 고정 장치(440)는 적합한 위치 및 정렬을 보장하기 위해 원하는 위치에 LED들 및 와이어들을 효과적으로 고정할 수 있다. 광 전도 시스템(450)이 조립되면(도 20에 도시된 바와 같음), 광 전도 시스템(450)은 차후의 처리를 위해 고정 장치(440)에서 제거될 수 있다. 만일 진공이 조립 동안 적용된다면, 진공은 고정 장치(440)에서 LED들을 용이하게 제거하는 것을 허용하기 위해 감소되거나 없앨 수 있다. 일부 실시예에서, 양성 압력(positive pressure)은 상기 장치에서 LED들을 방출하기 위해 적용된다. 조립된 LED들은 도 23과 관련하여 기재되는 것과 같이 주형(mold) 에 위치될 수 있고, 원하는 최종 크기에 대한 재료로 밀봉된다.

상술된 디스탈 팁들은 임의의 수의 방향들에 직면하는 광원들을 갖도록 수정될 수 있다. 도 22는 2중 측면 광 전도 시스템(510)을 갖는 디스탈 팁(500)을 도시한다. 광 전도 시스템(510)은 광원들(524)의 제 1 배열, 및 광원들(528)의 제 2 배 열 사이에 삽입된다. 도시된 실시예에서, 와이어 본딩된 광원들(524, 528)은 각각 베이스(510)의 상부면(532) 및 하부면(536)에 탑재된다. 광원들(524, 528)은 바람직하게는 다른 방향으로, 바람직하게는 실질적으로 반대 방향으로 직접 발광할 수 있다. 도시된 광원들(524, 528)은 도 3a 내지 5b에 도시된 프로세스를 사용하여 베이스(510)에 적용될 수 있다. 다른 실시예에서, 2중 측면 광 전도 시스템은 베이스의 상부면 및 하부면에 탑재된 플립 칩 광원들을 포함하고, 바람직하게는 도 7 내지 9에 도시된 프로세스에 의해 형성된다. 따라서, 광원들은 탑재 기판의 임의의 수의 면들에 적용될 수 있다.

도 23은 2중 측면 칩 탑재 배치를 갖는 광 전도 시스템(600)의 디스탈 부분을 도시한다. 광원들(602, 604)은 내부 부분(606)에 밀봉된다. 외부 부분(608)은 내부 부분(606) 상에 배치된다.

내부 부분(606)은 사출 성형(injection molding) 프로세스와 같은 캐스팅(casting) 또는 몰딩(molding) 프로세스를 통해 형성될 수 있다. 내부 부분(606) 및 광원들(602,604)은 외부 부분(608)으로 삽입될 수 있다. 일 실시예에서, 외부 부분(608)은 튜브(tube)의 형태로 있다. 외부 부분(608)은 내부 부분(606)에 외부 부분(608)을 본딩, 부착, 또는 그렇지 않으면 결합하도록 처리될 수 있다. 일부 실시예에서, 외부 부분(608)은 내부 부분(606)을 수용하는 열가소성 플라스틱 엘라스토머 튜브(thermalplastic elastomer tube)(예컨대, 폴리에테르 블록 아미드 튜브(polyether block amide tube), PEBAX 튜브 등)이다. 내부 부분(606) 및 외부 부분(608)을 조립한 후에, 조립부는 내부 부분(606) 및 외부 부분(608) 중 적어도 하 나가 흘러서 내부 부분(606)과 외부 부분(608)을 결합하기 위해 리플로우 온도(reflow temperature)로 가열된다. 이러한 리플로우 밀봉(reflow encapsulation) 프로세스는 내부 부분(606)과 외부 부분(608) 사이에 강력한 결합이 형성되게 한다.

다른 실시예에서, 광 전도 시스템(600)은 외부 부분(608)으로 삽입된다. 재료는 내부 부분(606)을 생성하기 위해 외부 부분(608)의 관강(lumen; 613)으로 주입된다. 일부 실시예에서, 용해된 폴리머는 관강(613)으로 주입되어, 외부 부분(608)과 광 전도 시스템(600) 사이에서 흐른다. 폴리머는 바람직하게는 관강(613)으로 공간을 채운다.

외부 부분(608)의 두께 T는 카테터의 원하는 전체 축방향 폭에 기초하여 선택될 수 있다. 도 23의 도시된 실시예에서, 내부 부분(606)은 대략 0.015 인치(0.381 mm) 내지 대략 0.025 인치(0.635 mm)의 범위의 직경을 갖는다. 일부 실시예에서, 내부 부분(606)의 직경은 대략 0.020 인치(0.508 mm)이다. 외부 부분(608)의 두께 T는 대략 0.002 인치(0.051 mm) 내지 대략 0.007 인치(0.178 mm)의 범위에 있을 것이다. 일부 실시예에서, 두께 T는 대략 0.005 인치(0.127 mm)이다.

일반적으로, 광 전달 시스템은 표적 지역에 대해 위치될 수 있고, 표적 지역으로 광을 전달하도록 활성화될 수 있다. 광 전달 시스템은 장기(organ), 맥관 구조(vasculature), 조직(예컨대, 상피 조직(epithelial tissue), 결합 조직(connective tissue), 근육 조직, 및 신경 조직), 및 장기 시스템, 순환 시스템, 및 기타 환자에 적합한 시스템을 포함하면서 이들에 제한되지 않는 다양한 시스템 들을 치료하기 위해 사용될 수 있다.

일부 실시예에서, 광 전달 시스템은 내부 장기에 근접하여 위치한 피부 또는 지방 조직(예컨대, 내장 지방 또는 복부내 지방) 바로 밑에 직접 위치된 피하 지방 조직과 같은 지방 조직을 치료하기 위해 사용된다. 치료제를 투여한 이후에, 광 전달 시스템은 이 유형들의 지방 조직을 제거하거나 변형하기 위해 사용될 수 있다. 본원에 전체가 참조로서 통합되는 미국 특허 공개 제 2005-0085455 호는 내장 지방을 치료하기 위해 본원에 기재된 광 전달 시스템과 결합하여 사용될 수 있는 다양한 방법, 치료제 등을 개시한다.

지방층 조직(panniculus adipose tissue)과 같은 내장 지방은 유형 Ⅱ의 당뇨병과 같은 의학적 상태에서 도움이 되는 역할을 가질 수 있다. 이 내장 지방의 감소는 환자의 상태를 개선시킬 수 있다. 예를 들어 만일 한 사람이 유형 Ⅱ의 당뇨병으로 고통받고 있다면, 내장 지방의 감소는 인슐린 저항력(insulin resistance), 당뇨병 증후군(syndrom), 및/또는 대사 증후군(metabolic syndrome)을 되돌리거나 개선시킬 수 있다. 이는 당뇨병과 연관된 의료 비용의 감소를 이끌 수 있다. 당뇨병의 합병증(예컨대, 심장병, 신부전증(renal failure), 족부 궤양(foot ulcer), 및 당뇨망막병증(diabetic retinopathy) 등)의 빈도 및 가능성이 또한 감소되거나 사라질 수 있다.

일부 실시예에서, 도 1의 광 전달 시스템(100)은 환자 내부로 및 환자를 통해 삽입(예컨대, 경피적 전달(percutaneous delivery))하기 위한 크기의 카테터 조립부(110)를 갖는다. 디스탈 팁(114)은 환자의 내장 지방과의 효과적인 접촉을 갖 도록 이동될 수 있다. 한번 위치되면, 디스탈 팁(114)은 원하는 시간 기간 동안 내장 지방에 발광할 수 있다. 예를 들면 일부 비제한적인 실시예에서, 카테터 조립부(110)는 환자 내부의 편리한 배치를 위해 대략 1mm보다 작은 외부 직경을 갖는다.

다양한 전달 기술들은 내장 지방으로의 접근을 제공할 수 있다. 삽입기(introducer) 또는 생체 검사 바늘(biopsy needle)과 같은 전달 장치는 내장 지방에 접근하기 위해 사용될 수 있다. 광 전달 시스템(100)은 적합하게 위치하기 위해 시각화 기술(예컨대, 초음파, 형광 투시법(fluoroscopy), CT, 및 MRI)을 이용하는 동안 위치될 수 있다. 하나 이상의 시각화 보조 기구들은 제자리에 용이한 시각화를 허용하기 위해 시스템(100) 상에 제공될 수 있다.

타라포르핀 나트륨(talaporfin sodium)과 같은 치료제는 적합한 전달 수단에 의해 환자에게 투여될 수 있다. 약제의 치료 유효량을 전달하기 위해, 약제는 정맥 주사로 또는 기타 임의의 적합한 수단에 의해 투여될 수 있다. 약제가 표적 지역에 적당하게 분산된 후에, 전도 시스템(120)은 표적 지역을 발광하도록 활성화된다. 예를 들면, 전도 시스템(120)은 대략 1 시간 동안 활성화된 후에, 환자로부터 제거될 수 있다. 전도 시스템(120)은 자동적으로 또는 사용자 입력에 의해 중지될 수 있다.

치료된 지방 세포들은 (예컨대, 즉시로, 또는 점차적으로 연장된 시간 기간 상에서) 파괴될 수 있고, 차후에 환자의 신체에 흡수된다. 이러한 방식에서, 내장 지방의 양은 제어기 방식에서 감소될 수 있다. 이 절차는 지방의 원하는 양이 제거 될 때까지 임의의 횟수로 다양한 위치들에서 수행될 수 있다. 예를 들면, 내장 지방은 인슐린 저항의 주목할 만한 개선을 달성할 때까지 제거될 수 있다. 물론, 다른 표적 지역들에서의 지방이 또한 유사한 방식으로 치료될 수 있다. 이에 따라, 지방 축적(fat deposit)은 건강 또는 미용의 이유로 정밀하게 파괴되거나 제거될 수 있다. 게다가, 시스템(100)은 낮은 측면을 갖기 때문에, 디스탈 팁(114)은 최소한의 침투 기술을 사용하여 원거리 위치에 전달될 수 있다.

광 전달 시스템은 또한 예를 들면 정맥이나 동맥의 관강내와 같은 맥관 구조, 또는 기타 호흡기 시스템의 해부학 상의 관강들 내에 맞도록 크기를 가질 수 있다. 광 전달 시스템의 크기는 표적 치료 지역 및 치료 지역에 대한 전달 경로에 기초하여 선택될 수 있다.

미국 특허 제 6,958,498호, 제6,784,460호, 제6,661,167호, 및 6,445,011호; 미국 공개 제2005/0228260호; 국제 특허 출원 제PCT/US2005/032851호, 및 PCT/US01/44046호; 및 미국 가 특허 출원 제60/640,382호를 포함하는 상기의 미국 특허들, 미국 특허 출원 공개들, 미국 특허 출원들, 외국 특허들, 외국 특허 출원 및 이 명세서 및/또는 출원 데이터 표지에 목록된 인용되는 비-특허 공개물들 모두는 본원에 전체가 참조로서 통합된다. 본원에 기재된 것을 제외하고, 본원에 기재된 실시예, 형태, 시스템, 장치, 재료, 방법, 및 기술은 일부 실시예에서 통합된 참조로서 기재된 실시예, 형태, 시스템, 장치, 물질, 방법, 및 기술 중 임의의 하나 이상과 유사할 수 있다. 게다가, 본원에 기재된 형태, 시스템, 장치, 재료, 방법, 및 기술들은 특정 실시예에서 상기 언급된 통합된 참조 문헌들에 기재된 실시 예, 형태, 시스템, 장치, 재료, 방법, 및 기술 중 임의의 하나 이상과 관련하여 적용되거나 사용될 수 있다.

상기 기재된 다양한 방법들 및 기술들은 본원 발명을 수행하기 위한 다수의 방법을 제공한다. 물론, 기재된 목적 및 장점들이 불필요하게 본원에 기재된 임의의 특정 실시예들에 따라 달성될 수 있다는 것이 이해가능하다. 따라서, 예를 들면 당업자들은 상기 방법들이 본원에 기재되거나 제안된 것과 같은 기타 목적 및 장점을 필수적으로 달성하지 않고 본원에 기재된 장점 또는 장점의 집합을 달성하거나 최적화하는 방식으로 수행될 수 있다는 것을 인식할 것이다.

게다가, 당업자는 본원에 기재된 여러 실시예들에서 다양한 형태들의 교환가능성을 인식할 것이다. 유사하게, 상기 기재된 다양한 형태들 및 단계들뿐만 아니라, 각각의 형태 또는 단계의 공지된 등가물들이 본원에 기재된 원리들에 따라 방법들을 수행하기 위해 당업자에 의해 혼합되거나 조화될 수 있다. 부가적으로, 본원에 기재되고 설명된 방법들은 기재된 동작들의 똑같은 순서에 제한되지 않으며 기재한 모든 동작들의 실시에 반드시 제한되지는 않는다. 다른 이벤트(event) 또는 동작의 순서, 또는 모든 이벤트들보다 적은 이벤트들, 또는 이벤트들의 동시 발생이 본원 발명의 실시예를 실시함에 있어 이용될 수 있다.

본원 발명이 특정 실시예 및 예시의 배경 하에서 기재된다고 할지라도, 본원 발명은 구체적으로 개시된 실시예들을 다른 대안적인 실시예들로 확장하고, 이들의 명백한 수정 및 등가물을 사용한다는 것은 당업자에 의해 이해될 것이다. 본원에 기재된 재료, 방법, 범위, 및 실시예는 임의의 방법으로 본원의 사상을 제한하도록 의도되지 않으며 단지 예시의 한 방법으로서 주어지는 것이다. 따라서, 본원 발명은 본원에 개시된 선호되는 실시예들의 특정 기재에 의해 제한되는 것으로 의도되지 않는다.

Claims

객체상에 광 요법(light therapy)을 수행하기 위한 카테터 조립부(catheter assembly)에 있어서,

사용자에 의해 동작되도록 개조된 제어 시스템;

상기 객체 내에 배치하기 위한 크기를 갖고, 상기 제어 시스템으로부터 뻗어 있는 카테터 본체(catheter body); 및

상기 카테터 본체의 단부(end)에 있는 디스탈 팁(distal tip)으로서,

복수의 잠금 형체(locking feature)들을 가지며 그리고 투명 재료(transparent material)를 포함하는 평평한 스트립(flat strip)인 투명 베이스(transparent base), 상기 제어 시스템에 의해 제어되고 광 방출을 위하여 상기 베이스에 탑재되어 이격된 광원들(light source)의 배열(array), 및 상기 베이스와 상기 광원들을 밀봉하는 탄성의 외부 부재(outer member)로서, 상기 탄성의 외부 부재의 부분들이 상기 잠금 형체들을 통과하여 기판에 상기 탄성의 외부 부재를 고정시키는, 상기 탄성의 외부 부재를 포함하는, 상기 디스탈 팁;을 포함하고,

상기 평평한 스트립은 상기 광원들의 배열에 전력을 제공하도록 개조된 도전성 커넥터(conductive connector)를 수용하고, 상기 객체 내 치료제의 치료상의 유효량을 활성화시키기 위해 소정 양의 광이 상기 베이스 및 상기 외부 부재를 통과하여 투과되도록 상기 광원들의 배열로부터 방출된 광을 상기 베이스를 향해 투과시키는, 카테터 조립부.
청구항 1에 있어서,

상기 외부 부재는 1.25 mm 보다 작은 횡단폭(cross-sectional width)을 갖는 것을 특징으로 하는 카테터 조립부.
의료 치료를 수행하기 위한 장치에 있어서,

환자를 치료하기 위해 광을 방출할 수 있는 복수의 광원(light source)들;

환자 내에 배치하기 위한 크기이며 평평한 스트립(strip)를 갖는 디스탈 팁(distal tip)으로서, 상기 광원들은 상기 평평한 스트립의 섹션에 결합되고, 상기 광원들에 전압이 인가될 때 상기 복수의 광원들은 상기 평평한 스트립에 결합되며, 상기 평평한 스트립쪽으로 향하는 상기 복수의 광원들로부터 방출된 광 부분들이 상기 스트립을 통과하여 투과되도록 상기 섹션의 전부가 투과 재료(transmissive material)를 포함하는,상기 디스탈 팁; 및

상기 스트립 및 상기 복수의 광원들을 에워싸고 밀봉하는 외부 부재;를 포함하는, 의료 치료를 수행하기 위한 장치.
청구항 3에 있어서,

상기 복수의 광원들은 상기 스트립의 평평한 표면(flat surface)에 결합된 것을 특징으로 하는 의료 치료를 수행하기 위한 장치.
청구항 3에 있어서,

상기 외부 부재는 상기 환자 내의 표적 지역에 대한 경피적 전달(percutaneous delivery)을 위한 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 의료 치료를 수행하기 위한 장치.
청구항 3에 있어서,

상기 외부 부재는 플라스틱으로 제조되고, 상기 스트립과 상기 복수의 광원들을 밀봉하는 것을 특징으로 하는 의료 치료를 수행하기 위한 장치.
청구항 3에 있어서,

상기 외부 부재는 1.25 mm 보다 작은 횡단폭(cross-sectional width)을 갖는 것을 특징으로 하는 의료 치료를 수행하기 위한 장치.
청구항 3에 있어서,

상기 외부 부재는 1 mm 보다 작은 횡단폭을 갖는 것을 특징으로 하는 의료 치료를 수행하기 위한 장치.
청구항 3에 있어서,

상기 외부 부재는 0.75 mm 보다 작은 횡단폭을 갖는 것을 특징으로 하는 의료 치료를 수행하기 위한 장치.
청구항 3에 있어서,

한 쌍의 리드(lead)들은 각각 인접한 쌍의 광원들을 전기적으로 연결하는 것을 특징으로 하는 의료 치료를 수행하기 위한 장치.
청구항 3에 있어서,

상기 복수의 광원들은 플립 칩 배치(flip chip arrangement)로 상기 스트립에 탑재되는 LED들인 것을 특징으로 하는 의료 치료를 수행하기 위한 장치.
청구항 3에 있어서,

상기 스트립은 복수의 잠금 구조체(locking structure)들을 포함하고, 상기 잠금 구조체들 중 적어도 하나는 각각 인접한 쌍의 광원들 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는 의료 치료를 수행하기 위한 장치.
청구항 12에 있어서,

상기 외부 부재는 상기 스트립 및 광원들을 둘러싸는 밀봉제(encapsulant)이며, 각각의 잠금 구조체는 상기 밀봉제의 일 부분을 수취하는 관통홀(through hole)인 것을 특징으로 하는 의료 치료를 수행하기 위한 장치.
청구항 3에 있어서,

상기 복수의 광원들을 전기적으로 연결하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 의료 치료를 수행하기 위한 장치.
청구항 14에 있어서,

상기 복수의 광원들을 전기적으로 연결하는 수단은 상기 광원들과 통신되는 트레이스(trace)들을 포함하고, 상기 트레이스들은 상기 광원들 중 선택된 수의 활성화(activation)를 제공하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 의료 치료를 수행하기 위한 장치.
환자를 치료하기 위한 카테터(catheter)를 제조하기 위한 방법에 있어서,

복수의 광원(light source)들을 평평한 스트립상에 결합하는 단계로서, 상기 광원들은 투명 재료의 상기 평평한 스트립의 길이 방향에 대하여 서로 간에 이격되며 상기 평평한 스트립의 길이 섹션 위에 탑재되고, 상기 광원들로부터의 광이 상기 평평한 스트립을 통과하도록 상기 평평한 스트립의 길이 섹션의 전부는 투명 재료를 포함하는, 상기 결합하는 단계;

상기 복수의 광원들에 전압을 인가하기 위해 상기 복수의 광원들을 전원(power source)에 연결하는 단계; 및

상기 스트립 및 상기 스트립에 결합된 상기 복수의 광원들 둘레에 외부 본체(outer body)를 배치하는 단계로서, 상기 외부 본체는 선택된 치료 위치에서 환자와 위치하도록 구성되는, 방법.
청구항 16에 있어서,

상기 복수의 광원들을 결합하는 단계는 본딩 재료(bonding material)로 상기 평평한 스트립 상에 일련의(series) LED들을 탑재하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 카테터를 제조하기 위한 방법.
청구항 16에 있어서,

상기 복수의 광원들을 연결하는 단계는 한 쌍의 리드(lead)들로 인접한 광원들을 연결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 카테터를 제조하기 위한 방법.
청구항 18에 있어서,

각각의 광원은 제 1 측면, 및 그 반대쪽의 제 2 측면을 갖고, 상기 제 1 측면은 상기 평평한 스트립에 탑재되며, 상기 리드들은 상기 제 2 측면에 연결되는 것을 특징으로 하는 카테터를 제조하기 위한 방법.
청구항 16에 있어서,

상기 복수의 광원들을 상기 평평한 스트립에 결합하는 단계는, 상기 평평한 스트립 상의 대응하는 쌍의 탑재 패드(mounting pad)들에 각각의 광원의 전극들의 쌍을 결합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 카테터를 제조하기 위한 방법.
환자를 치료하기 위한 광 전달 시스템을 형성하는 방법에 있어서,

고정 장치(fixture device)의 홀더(holder)들의 배열(array) 내에 광 에너지원(light energy source)들의 배열을 배치하는 단계로서, 상기 광 에너지 원들은 전압이 인가될 때 제자리에서 환자를 치료하도록 구성되는, 상기 광 에너지원(light energy source)들의 배열을 배치하는 단계;

상기 광 에너지원들이 상기 홀더들 내에 유지되는 동시에 상기 광 에너지원들을 함께 전기적으로 결합하는 단계;

상기 광 에너지원들을 함께 결합한 이후에, 상기 고정 장치에서 상기 광 에너지원들을 제거하는 단계; 및

외부 본체(outer body) 내에 상기 광 에너지원들의 배열을 밀봉하는 단계로서, 상기 외부 본체는 환자 내에 배치하기 위한 크기를 갖는, 상기 밀봉하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 전달 시스템을 형성하는 방법.
청구항 21에 있어서,

상기 광 에너지원들이 대응하는 홀더들로 끌어 당겨지도록 진공(vacuum)을 적용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 전달 시스템을 형성하는 방법.
청구항 3의 장치를 제조하는 방법에 있어서, 상기 방법은,

광 투과 조립부(light transmission assembly)를 외부 부재(outer member)의 관강(lumen)에 배치하는 단계로서, 상기 광 투과 조립부는 상기 외부 부재내에 위치된 평평한 스트립의 투명하고 평평한 섹센에 결합되는 복수개의 광원들을 포함하고, 상기 광원들은 상기 평평한 스트립의 상기 투명하고 평평한 섹션을 통과하여 이동하는 광을 출력하도록 위치되는, 상기 배치하는 단계; 및

상기 광 투과 조립부가 상기 외부 부재 내에 배치된 후에, 상기 외부 부재 내에 광 투과 조립부를 열적으로 밀봉하는 단계를 포함하는, 카테터를 제조하는 방법.
청구항 23에 있어서,

상기 광 투과 조립부를 열적으로 밀봉하는 단계는, 상기 광 투과 조립부로 상기 외부 부재를 용해하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 카테터를 제조하는 방법.
청구항 23에 있어서,

상기 광 투과 조립부를 열적으로 밀봉하는 단계는,

상기 광 투과 조립부와 상기 외부 부재 사이에서 상기 외부 부재의 관강으로 유동성 재료를 배치하는 단계, 및

상기 외부 부재의 관강 내로 상기 유동성 재료를 배치하는 단계 이후에 상기 유동성 재료와 상기 외부 부재 중 적어도 하나를 리플로우하는(reflowing) 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 카테터를 제조하는 방법.
삭제
청구항 23에 있어서,

상기 평평한 스트립은 상기 광원들 바로 밑에 위치하는 창(window)들을 포함하는 것을 특징으로 하는 카테터를 제조하는 방법.
내장 지방 조직(visceral adipose tissue)을 치료하기 위한 카테터(catheter)에 있어서, 상기 카테터는

환자를 통해 전달하기 위한 크기를 갖는 디스탈 팁(distal tip)으로서, 상기 디스탈 팁이 상기 지방 조직에 근접한 치료 위치에 있을 때 상기 내장 지방 조직의 치료제를 활성화하기 위해 소정 양의 광을 방출하도록 개조되고, 상기 디스탈 팁은 커버, 도전성 커넥터(conductive connector)를 수용하는 평평하고 투명한 스트립, 상기 도전성 커넥터가 복수의 광원(light source)들에 전력을 전달하기 위해 상기 투명한 스트립에 결합된 상기 복수의 광원들을 포함하고, 상기 커버는 상기 평평한 스트립의 투명한 섹션 및 상기 광원들을 에워싸고, 상기 투명한 스트립의 상기 투명한 섹션의 전부는 투명한 재료를 포함하는,상기 디스탈 팁; 및

상기 디스탈 팁으로부터 뻗어 있는 메인 본체(main body)로서, 상기 메인 본체는 상기 치료 위치로 상기 디스탈 팁의 경피적 전달(percutaneous delivery)을 위한 크기를 갖는, 상기 메인 본체를 포함하는, 카테터.
청구항 28에 있어서,

전압이 인가되는 상기 디스탈 팁은, 상기 디스탈 팁에 의해 조명된 상기 내장 지방 조직을 파괴하기 위해 상기 내장 지방 조직의 치료제를 활성화하기 위한 소정 양의 광을 방출하는 것을 특징으로 하는 카테터.
환자를 치료하기 위한 카테터(catheter)를 제조하는 방법에 있어서,

평평한 투명 스트립(strip) 부분에 복수의 광원(light source)들을 결합하는 단계로서, 상기 광원들을 수용하는 상기 스트립의 전체 부분은 투과 재료를 포함하는, 상기 결합하는 단계;

전기 에너지가 상기 광원들 사이의 도전성 커넥터(conductive connector)에 의해 분배될 수 있도록 상기 평평한 스트립 부분에 결합된 상기 도전성 커넥터를 이용하여 상기 복수의 광원들을 함께 전기적으로 결합하는 단계; 및

상기 평평한 스트립 부재, 및 상기 평평한 스트립 부재에 결합된 복수의 광원들 주변에 외부 본체(outer body)를 형성하는 단계로서, 상기 투과 재료의 상기 평평한 스트립은 상기 복수의 광원들 사이에서 그리고 상기 외부 본체를 따라 길이 방향으로 연장되고, 상기 외부 본체는 환자 내에 배치를 위한 크기를 갖는, 상기 외부 본체를 형성하는 단계를 포함하는, 카테터를 제조하는 방법.
청구항 30에 있어서,

상기 복수의 광원들을 함께 전기적으로 결합하는 단계는, 상기 도전성 커넥터의 한 쌍의 리드(lead)들로 인접한 광원들을 연결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 카테터를 제조하는 방법.
청구항 30에 있어서,

상기 복수의 광원들에 전원을 결합하는 단계를 더 포함하고,

상기 전원은 소정 수의 상기 광원들에 전압을 동시에 인가할 수 있는 것을 특징으로 하는 카테터를 제조하는 방법.
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