KR20200136017A - 홀렙(HoLEP)을 이용한 양성전립선비대증(BPH) 치료의 최적화 - Google Patents

홀렙(HoLEP)을 이용한 양성전립선비대증(BPH) 치료의 최적화 Download PDF

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Abstract

레이저 빔으로 표적 조직을 치료하는 장치로서, 상기 표적 조직은 신체 내강(lumen) 내의 액체 매질에 침지된다. 레이저 장치는 섬유의 원위 전달 단부에서 액체 매질에 하나 이상의 증기 버블을 형성하기에 충분한 에너지를 갖도록 컨트롤러에 의해 구성된 하나 이상의 레이저 펄스를 제공하도록 구성된다. 하나 이상의 펄스는 컨트롤러에 의해 다음과 같이 구성된다: 첫째, 증기 버블이 내시경의 원위 단부 부분의 말단 및 광섬유의 원위 전달 단부 주위에 형성되도록 하고; 둘째, 제2 기포가 제1 기포의 원위에 형성되게 하고; 그리고, 셋째, 섬유의 원위 전달 단부와 표적 조직 사이의 공간으로부터 액체 매질의 상당 부분을 변위 시키기에 충분한 양을 팽창시키기 위해 제1 기포가 붕괴되기 시작함에 따라 제2 기포를 팽창시킨다.

Description

홀렙(HoLEP)을 이용한 양성전립선비대증(BPH) 치료의 최적화
본 발명은 양성전립선비대증(BPH)의 치료에 유용한 레이저 장치, 특히 예를 들어 전립선 레이저 적출(LEP)을 수행하는데 유용한 장치에 관한 것으로, 홀뮴(Holmium) 레이저 장치를 사용하여 수행될 때 HoLEP으로 축약되고 툴륨(Thulium) 레이저 장치를 사용하여 수행될 때 ThuLEP으로 축약된다. 본 발명은 또한 홀뮴(Holmium) 레이저를 사용하여 수행될 때 HoLAP으로 알려진 전립선 레이저 절제(LAP)를 수행하는데 유용할 수 있다.
본 발명은 레이저 광 에너지원 및 레이저 쇄석술(laser lithotripsy)에서 액체 환경을 통해 표적 조직으로 이동하는 레이저 빔의 감쇠를 감소시키기 위한 방법 및 장치, 광섬유 번백(burnback) 및 표적 조직 역류(retropulsion) 감소, LEP 및 액체 환경에서 레이저가 사용되는 기타 관련 분야와 관련이 있다.
양성전립선비대증(BPH)은 잘 알려진 레이저 적출 절차, 즉, 캡슐 자체를 손상시키지 않고 전립선을 절단함으로써, 성장한 전립선 조직(전립선 선종)이 주변의 전립선 캡슐 및 요도둔덕(seminal colliculus)과 기타 지표와 같은 다른 장기(organs)로부터 분리되는 절차(업계는 "LEP"로 알려짐)를 사용하여 성공적으로 치료되었다. 일반적으로 여러 조각으로 절단된 분리된 조직은 방광으로 밀어 넣어진다. 그런 다음, 조각들은 신체에서 제거될 수 있는 크기로 조각들을 갈기 위한 기계적인 세절 장치를 사용하여 세절될 수 있다. 2017년 9월 20일에 출원되어 계류중인 미국 특허 출원 제15/710,316호, "조직의 세절을 위한 시스템 및 방법"이라는 명칭의 장치(이 출원은 전체가 본원에 참조로 포함됨)가 이 조직 제거 작업을 수행하는 데 적합할 수 있다. 또한, 레이저 기반 세절 장치가 사용될 수 있다. 전체 절차는 자연적인 신체 구멍을 통해 내시경 기술을 사용하여 수행된다.
LEP 절차는 다른 유형의 절차(예: TURP)와 달리 모든 전립선 조직이 제거되어 전립선 재성장이 없어 일반적으로 재수술 비율이 매우 낮기 때문에 환자에게 매우 유익한 것으로 밝혀졌다. 합병증 발생률이 매우 낮기 때문에 환자의 회복이 다른 시술보다 빠르고 덜 고통스럽다.
일반적인 LEP 절차의 첫 번째 단계에서는 캡슐에 도달하기 위해 전립선 조직을 통해 절개를 할 수 있다. 이것은 일반적으로 의사의 방향을 돕기 위해 미리 정해진 위치에서 수행된다(예: "1시", "11시" 위치). 일부 의사들은 “5시”와 “7시”, “12시” 등과 같은 다른 컷을 연습하고 있다. 전립선-캡슐 경계에 도달한 후 외과의는 전립선 물질과 캡슐의 해부학적 경계를 따라 레이저를 발사하여 둘 사이에 분리면을 만들 수 있다.
LEP 절차 중에 광섬유는 관개 및 시각화 시스템뿐만 아니라 요관경의 작업 채널을 통해 삽입된다. 따라서 광섬유의 끝에서 대상 조직을 향해 방출되는 레이저 방사선의 작업 환경은 액체 환경이다. 액체 환경은 광학 에너지를 흡수하는 경향이 있으므로 인접한 액체 환경 자체뿐만 아니라 대상 조직에 도달할 때 방출되는 레이저 빔의 특성 모두에 영향을 미칠 수 있다. 앞서 언급한 미국 특허 출원 제16/177,800호 및 그에 포함된 참고 문헌에서 언급했듯이, 작업 환경 내에서 레이저 빔과 주변 액체의 상호 작용은 물론, 쇄석술에서 광학 에너지의 효능을 높이는 방법과 결석 역류의 감소에 대해 많은 주의를 기울이고 있다.
보다 구체적으로, 포함된 참고 문헌의 일부 측면은 광학 에너지 흡수 특성으로 인한 액체 작업 환경 내에서 쇄석술 동안 증기 기포의 생성 및 제어를 개시한다. MOSES™ 효과는 이 문서에서 설명되고 최적화되어 있으며, 제어된 에너지의 양이 증기 거품을 만들어 환경 내의 액체를 증발시킨 다음 남은 에너지가 증기 거품을 통해 표적 결석으로 전달된다. 기계적 조직 분리를 개선하는 기포를 생성하기 위해 상이한 레이저 및 빔 특성을 제어함으로써 LEP 절차 동안 이 레이저-액체 상호 작용을 사용하고 최적화하는 것이 본 발명의 한 측면이다.
레이저가 발사되면, 앞서 언급한 미국 특허 출원 제16/177,800호에 설명된 바와 같이, 레이저가 섬유 팁 앞에 증기 거품을 생성할 수 있으며, 이 거품은 현장에 존재하는 액체 물질을 레이저 기화시켜 발생한다. 전술한 미국 특허 출원 제16/177,800호에 기술된 쇄석술 절차에서, 레이저 장치에 의해 생성된 하나 이상의 증기 거품은, 이러한 절차에서, 예를 들어 신장 결석 또는 요로, 신장 또는 방광에 "떠다니는" 존재할 수 있는 기타 비정상적인 성장을 분해 또는 분해를 위한 "경로"를 생성하는 데 사용된다. 예를 들어 홀뮴(Holmium) 레이저 또는 툴륨(Thulium) 레이저 또는 어븀(Erbium) 레이저에서 표적 결석으로 레이저 에너지를 전달하는 레이저 섬유 팁과 표적 대상물 사이의 액체 물질을 기화시킴으로써, "경로"에 액체가 없기 때문에 보다 효율적인 치료가 이루어질 수 있다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 외과의는 LEP 절차 동안 액체 작업 환경에서 레이저로 하나 이상의 기포를 생성하고 레이저 펄스에 의해 생성된 증기 기포를 사용하여 캡슐이나 다른 장기로부터 전립선을 기계적으로 절단하거나 분리할 수 있다. 또한 표적 조직으로의 하나 이상의 기포 경로는 레이저 절단면의 시각적 추적을 더 쉽게 할 수 있다.
LEP 절차에서 다음과 같은 세 가지 용어가 이 수술 절차와 관련될 수 있다: 1. MOSES™ 효과 및 그 최적화와 관련된 위에서 언급하고 통합된 기술; 2. 광-기계적 효과(photo-mechanical effect) - 이는 본 발명에 따라 LEP 절차에서 위에서 논의된 바와 같이 조직의 팽창 동안 또는 붕괴 중에 조직의 공동화를 통해 조직을 기계적으로 분리하는 데 사용되는 레이저 에너지가 증기 기포를 생성하는 광-기계적 효과(표적 조직에 대한 쇄석술에서 MOSES™ 광-기계적 효과와 대조적으로); 및, 3. 광-열 효과(photo-thermal effect) - 레이저 에너지가 조직에 직접 전달되어 열 손상을 일으켜 절개, 또는 절제 또는 응고 효과를 발생시키는 광-열 효과(다시, 표적 조직에 대한 쇄석술에서 MOSES™ 광-열 효과와 대조적으로).
현재의 쇄석술 절차에서 일반적인 장비 셋업은 도 1에 설명되어 있다. 장비(100)는 그 근위 단부(104)에서 레이저 소스(106)에 연결된 광학 레이저 섬유 또는 광 가이드(102)를 포함하며, 이는 홀뮴(Holmium), 툴륩(Thulium), 어븀(Erbium) 등과 같은 레이저 소스일 수 있다. 레이저 섬유 또는 광 가이드(102)는 내시경(108)을 통과하고 그것의 원위 단부 또는 팁(110)은 내시경의 원위 단부(112)로부터 연장된다. 정규 모드 펄스는 섬유 원위 단부(110)로부터 섬유를 둘러싸는 액체 환경으로 그리고 섬유와 표적 조직(114) 사이에서 연속적인 양의 에너지를 발사한다. 이 발사는 성장하는 기포의 팽창에 이어 거품의 붕괴를 초래하며, 일반적으로 대칭적인 거품(116)이 팽창되고, 그 중심은 섬유 팁(110) 주위에 위치한다.
도 1의 이러한 종래 기술 셋업과 관련된 한 가지 문제는 거품(들)이 섬유 팁과 내시경의 원위 단부 모두에 부정적인 영향을 끼칠 수 있다는 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이 증기 거품(116)은 표적 조직뿐만 아니라 후방으로도 팽창되며, 에너지가 포함된 이 거품은 내시경의 말단부에 영향을 미칠 수 있으며 붕괴하는 동안 섬유 또는 심지어 요관경 자체에 영향을 미쳐서 이른바 "번백(burnback)" 또는 섬유 열화(degradation of the fiber)를 일으킬 수 있다. 섬유 번백은 섬유 팁이 방해를 받거나 최소한 치료 파라미터를 덜 효율적으로 만들 수 있는 정도로 저하시킬 수 있는 알려진 조건이다. 또한, 기포의 후방 발달은 액체에 의해 흡수되었지만 MOSES™ 효과를 개선하지 않은 광학 에너지 손실을 나타내며, 따라서, 예를 들어 전립선 또는 요로 결석과 같은, 표적 조직의 치료에 영향을 주는 데 사용할 수 있는 에너지를 줄임으로써 조직 치료의 효율성을 감소시킨다.
따라서, 내시경에 대한 마모를 감소시키고 표적 조직에 전달되는 더 많은 광학 에너지를 제공하는 수반되는 효과가 있는 섬유 번백이 제거되거나 감소되는 장치 및 방법을 제공하고 MOSE™ 효과를 활용하여 거품을 만들고 제어하여 절제 및 응고를 강화하는 것이 바람직할 것이다. 본 발명이 적어도 부분적으로 지향되는 것은 이러한 목적에 있다.
또한, 전술한 미국 특허 출원 제16/177,800호에는 도 3b와 관련하여 사용자가 "펄스 페어(pair of pulses)" 반복률(repetition rate)를 선택할 수 있는 단계(400)가 설명되어 있다. 명세서는 이 단계(400)를 펄스 페어 사이의 반복률로서 추가로 설명하는데, 그 중 하나는 버블 개시 펄스이고 두 번째는 치료 펄스일 수 있다. 펄스 페어의 타이밍을 조작함으로써 더 나은 치료 매개 변수를 가질 수 있다는 것이 밝혀졌다. 본 발명이 또한 지향하는 것은 이 목표에 더 가깝다.
또한, 전술한 미국 특허 출원 제16/177,800호는 일반적으로 섬유 팁을 설명하지만 기포 형성 및 형상을 제어하는 추가 메커니즘을 제공하지 않는다. 본 발명이 지향하는 것은 기포 형성 및 형상을 제어하는 메커니즘이다.
일 측면에서, 레이저 빔으로 표적 조직을 치료하는 방법으로서, 표적 조직은 체강 내의 액체 매질에 침지되며, 상기 방법은: 레이저 빔을 생성하기 위한 레이저 장치를 제공하는 단계; 신체 내강 내로 도입되도록 구성되고, 원위 단부를 갖는 내시경을 제공하는 단계; 내시경에 포함되도록 구성되고 레이저 빔을 표적 조직으로 안내하기 위한 원위 전달 단부를 갖고, 상기 원위 전달 단부는 내시경의 상기 원위 단부로부터 일정 거리만큼 돌출되는, 광섬유(optical fiber) 또는 광 가이드(light guide)를 제공하는 단계; 및 레이저 장치가 실질적으로 동일한 종축을 따라 하나 이상의 레이저 펄스를 생성하도록 하는 컨트롤러를 제공하는 단계를 포함한다. LAP 절차(전립선 레이저 절제)에서 측면 발사 섬유(side firing fiber) 또는 도파관(wave guide)이 사용될 수 있다. 상기 컨트롤러는 레이저 장치가 하나 이상의 레이저 펄스를 제공하도록 하고, 하나 이상의 레이저 펄스는 광섬유의 원위 전달 단부에서 액체 매질에 하나 이상의 증기 버블을 형성하기에 충분한 에너지를 갖도록 컨트롤러에 의해 구성되고; 하나 이상의 펄스가 상기 컨트롤러에 의해 다음과 같이 구성된다: 첫째, 증기 버블이 내시경의 원위 단부 말단 및 광섬유 또는 광 가이드의 원위 전달 단부 주위에 형성되게 하는 단계; 둘째, 제2 증기 버블이 제1 버블의 원위에 형성되도록 하고, 제2 증기 버블은 내시경의 원위 단부 및 광섬유의 원위 전달 단부 모두의 원위에 있는 단계; 셋째, 제1 버블이 붕괴되기 시작함에 따라 제2 버블을 부풀게 하여 광섬유의 원위 전달 단부와 표적 조직 사이의 공간으로부터 액체 매질의 상당 부분을 변위 시키기에 충분한 양을 팽창시키고, 하나 이상의 펄스는 팽창된 제2 버블을 통해 표적 조직으로 전달되는 단계; 및, 제2 버블이 내시경의 원위 단부 및 광섬유의 원위 전달 단부로부터 멀어지는 변위는 내시경 및 광섬유 중 하나 이상에 대한 마모 및/또는 부상을 감소시키는, 레이저 빔으로 표적 조직을 치료하는 방법.
다른 측면에서, 레이저 빔으로 표적 조직을 치료하는 장치로서, 상기 표적 조직은 신체 내강(lumen) 내의 액체 매질에 침지되며, 상기 장치는: 레이저 빔을 생성하기 위한 레이저 장치; 신체 내강 내로 도입되도록 구성되고, 원위 단부를 갖는 내시경; 내시경에 포함되도록 구성되고 레이저 빔을 표적 조직으로 안내하기 위한 원위 전달 단부를 갖고, 상기 원위 전달 단부는 내시경의 상기 원위 단부로부터 일정 거리만큼 돌출되는, 광섬유 또는 광 가이드; 레이저 장치가 실질적으로 동일한 종축을 따라 하나 이상의 레이저 펄스를 생성하게 하는 컨트롤러를 포함한다. 레이저 장치는 하나 이상의 레이저 펄스를 제공하도록 구성되고, 하나 이상의 레이저 펄스는 섬유의 원위 전달 단부에서 액체 매질에 하나 이상의 증기 버블을 형성하기에 충분한 에너지를 갖도록 컨트롤러에 의해 구성된다. 하나 이상의 펄스가 상기 컨트롤러에 의해 다음과 같이 구성된다: 첫째, 증기 버블이 내시경의 원위 단부 말단 및 광섬유의 원위 전달 단부 주위에 형성되게 한다; 둘째, 제2 증기 버블이 제1 버블의 원위에 형성되도록 하고, 제2 증기 버블은 내시경의 원위 단부 및 광섬유의 원위 전달 단부 모두의 원위에 있다; 셋째, 제1 버블이 붕괴되기 시작함에 따라 제2 버블을 부풀게 하여 광섬유의 원위 전달 단부와 표적 조직 사이의 공간으로부터 액체 매질의 상당 부분을 변위 시키기에 충분한 양을 팽창시키고, 하나 이상의 펄스는 팽창된 제2 버블을 통해 표적 조직으로 전달된다. 제2 버블이 내시경의 원위 단부 및 광섬유의 원위 전달 단부로부터 멀어지는 변위는 내시경 및 광섬유 중 하나 이상에 대한 마모 및/또는 부상을 감소시킨다.
다른 측면에서, 하나 이상의 레이저 펄스는 하나 이상의 펄스 열(train of pulses)이고, 상기 방법은 상기 컨트롤러가 상기 하나 이상의 레이저 펄스의 전달을 위한 반복률(repetition rate)을 선택하는 단계를 더 포함한다. 상기 방법은 상기 컨트롤러를 통해 다음의 파라미터 중 적어도 하나를 선택하는 단계를 더 포함할 수 있다: 표적 조직으로 전달되는 하나 이상의 펄스의 총 에너지를 선택하는 단계, 표적 조직으로 전달되는 하나 이상의 펄스의 펄스 길이를 선택하는 단계, 펄스 에너지를 선택하는 단계, 하나 이상의 펄스의 연속적인 트레인 사이의 시간 지연을 선택하는 단계, 하나 이상의 펄스에 사용할 레이저(파장)를 선택하는 단계, 섬유 크기를 선택하는 단계, 필요한 임상 결과를 선택하는 단계, 그리고 전달 단부에서 표적 조직까지의 거리를 선택하는 단계.
또 다른 측면에서, 상기 방법은 상기 레이저 장치에 의해 조사된 실제 에너지를 측정하는 단계; 실제 측정된 에너지를 컨트롤러에 의해 선택된 총 에너지와 비교하는 단계; 및 비교가 선택된 총 에너지로부터 실제 측정된 에너지의 분산을 입증하는 경우, 컨트롤러는 표적 조직에 전달되는 선택된 에너지를 달성하기 위해 임의의 후속 펄스에 대한 에너지를 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 표적 조직은 인체 내의 조직, 장기 또는 형성된 결석일 수 있다.
일 측면에서, 상기 방법은 또한 표적 조직을 조사하는데 사용되는 광섬유 또는 광 가이드 유형을 레이저 장치에 선택하여 장착하는 단계를 포함할 수 있다. 광섬유 유형은 섬유 직경, 섬유 재료, 섬유 개구 수 및 원위 전달 단부의 형상 파라미터 중 적어도 하나를 포함한다. 전달 단부에서 표적 조직까지의 거리를 선택하는 단계는 거리를 측정하고 측정된 거리를 선택하는 추가 단계를 포함할 수 있다. 상기 레이저에 의해 전달된 실제 에너지를 측정하는 단계는 레이저 방사선의 광 경로에서 광 검출기(photodetector)에 의해 수행된다.
다른 측면에서, 상기 컨트롤러가 에너지를 조정하는 단계는 상기 컨트롤러에 작동 가능하게 연결되는 폐쇄 루프 피드백 회로(closed loop feedback circuit)에 의해 달성된다. 상기 컨트롤러는 레이저 장치에 장착된 섬유 유형과 관련된 파라미터를 간헐적으로 인식할 수 있다. 자동으로 인식하는 단계는 상기 배송 장치 및 상기 도파관 또는 광섬유에 장착된 RFID 식별 태그에 의해 수행된다. 상기 컨트롤러는 상기 광섬유 유형이 선택된 치료와 호환되는지 여부를 상기 컨트롤러와 연관된 사용자 인터페이스 상에 표시할 수 있다.
일 측면에서, 레이저 빔으로 표적 조직을 치료하는 방법으로서, 상기 표적 조직은 신체 내강(lumen) 내의 액체 매질에 침지되며, 상기 방법은:
레이저 빔을 생성하기 위한 레이저 장치를 제공하는 단계; 레이저 빔을 표적 조직으로 안내하기 위한 원위 전달 단부를 갖는 광섬유 또는 광 가이드를 제공하는 단계; 레이저 장치가 실질적으로 동일한 종축을 따라 하나 이상의 레이저 펄스를 생성하게 하는 컨트롤러를 제공하는 단계를 포함하고, 상기 레이저 장치는 복수의 레이저 펄스를 제공하도록 하고, 복수의 레이저 펄스는 광섬유의 원위 전달 단부에서 액체 매질에 하나 이상의 증기 버블을 형성하기에 충분한 에너지를 갖도록 컨트롤러에 의해 구성되고; 복수의 레이저 펄스는 하나 이상의 증기 버블이 섬유의 전달 단부와 표적 조직 사이의 공간으로부터 액체 매질의 실질적인 부분을 변위 시키기에 충분한 양으로 팽창할 수 있도록 컨트롤러에 의해 선택되고, 복수의 펄스는 하나 이상의 증기 버블을 통해 표적 조직으로 전달되고, 복수의 펄스의 인접한 펄스 사이의 시간 간격은 불균일하다. 상기 치료가 전립선 적출일 수 있고, 하나 이상의 펄스는 먼저 기계적 조직 분리를 위해 구성되고, 이어서 기계적으로 분리된 조직을 절개하도록 구성된 하나 이상의 펄스가 뒤따를 수 있다. 상기 치료가 신장 결석을 감소시키기 위한 결석 쇄석술일 수 있고, 하나 이상의 펄스는 먼저 레이저 섬유 앞에 결석을 가져오기 위해 캐비테이션(cavitation)을 유발하도록 구성되고, 이어서 신장 결석을 감소시키기 위해 결석 가루에 영향을 미치는 일련의 저 에너지, 고 반복률 펄스가 뒤따를 수 있다. 상기 치료가 전립선 적출 또는 기화일 수 있고, 하나 이상의 펄스는 먼저 표적 조직의 절개 또는 절제 중 하나 이상으로 구성되고, 이어서 절개 또는 절제된 조직 중 하나 이상을 응고 시키도록 구성된 하나 이상의 펄스가 뒤따를 수 있다.
또 다른 측면에서, 레이저 빔으로 표적 조직을 치료하는 장치로서, 상기 표적 조직은 신체 내강(lumen) 내의 액체 매질에 침지될 수 있거나 레이저 빔이 이동 중에 액체 매질을 통과해야 하고, 상기 장치는: 레이저 빔을 생성하기 위한 레이저 장치; 레이저 빔을 표적 조직으로 안내하기 위한 원위 전달 단부를 갖는 광섬유 또는 광 가이드; 레이저 장치가 실질적으로 동일한 종축을 따라 하나 이상의 레이저 펄스를 생성하게 하는 컨트롤러를 포함하고, 상기 레이저 장치는 복수의 레이저 펄스를 제공하도록 하고, 복수의 레이저 펄스는 광섬유의 원위 전달 단부에서 액체 매질에 하나 이상의 증기 버블을 형성하기에 충분한 에너지를 갖도록 컨트롤러에 의해 구성되고; 복수의 레이저 펄스는 하나 이상의 증기 버블이 섬유의 전달 단부와 표적 조직 사이의 공간으로부터 액체 매질의 실질적인 부분을 변위 시키기에 충분한 양으로 팽창할 수 있도록 컨트롤러에 의해 선택되고, 복수의 펄스는 하나 이상의 증기 버블을 통해 표적 조직으로 전달되고, 복수의 펄스의 인접한 펄스 사이의 시간 간격은 불균일하다.
또 다른 측면에서, 상기 치료가 전립선 적출일 수 있고, 하나 이상의 펄스는 먼저 기계적 조직 분리를 위해 구성되고, 이어서 기계적으로 분리된 조직을 절개하도록 구성된 하나 이상의 펄스가 뒤따를 수 있다. 상기 치료가 신장 결석을 감소시키기 위한 결석 쇄석술일 수 있고, 하나 이상의 펄스는 먼저 레이저 섬유 앞에 결석을 가져오기 위해 캐비테이션(cavitation)을 유발하도록 구성되고, 이어서 신장 결석을 감소시키기 위해 결석 가루에 영향을 미치는 일련의 저 에너지, 고 반복률 펄스가 뒤따를 수 있다. 상기 치료가 전립선 적출 또는 기화일 수 있고, 하나 이상의 펄스는 먼저 표적 조직의 절개 또는 절제 중 하나 이상으로 구성되고, 이어서 절개 또는 절제된 조직 중 하나 이상을 응고 시키도록 구성된 하나 이상의 펄스가 뒤따를 수 있다.
또 다른 측면에서, 레이저 빔으로 표적 조직을 치료하는 장치로서, 상기 표적 조직은 신체 내강(lumen) 내의 액체 매질에 침지되거나 레이저 빔이 액체 매질을 통과해야 하고, 상기 장치는: 레이저 빔을 생성하기 위한 레이저 장치; 신체 내강 내로 도입되도록 구성되고, 원위 단부를 갖는 내시경; 내시경에 포함되도록 구성되고 레이저 빔을 표적 조직으로 안내하기 위한 원위 전달 단부를 갖고, 상기 원위 전달 단부는 내시경의 상기 원위 단부로부터 일정 거리만큼 돌출되는, 광섬유; 광섬유의 원위 전달 단부 또는 내시경의 원위 단부 부분 중 하나에 장착되도록 구성되는 관형 중공 초크(choke)를 포함하고, 상기 초크는 레이저 장치가 레이저 빔을 생성할 때 내시경의 원위 단부 또는 광섬유의 원위 단부 중 하나의 원위에 형성된 증기 버블을 형성하도록 구성될 수 있다. 관형 중공 초크는 원통(cylindrical) 또는 테이퍼링 절두 원추(tapering frustoconical) 형상 중 하나일 수 있다. 또한, 테이퍼링은 절두 원추형 중공 초크의 근위 단부로부터 원위 단부로 분기되거나 수렴되기 위해 테이퍼될 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 장치를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 버블 형성 양상을 나타낸다.
도 3A 내지 3C는 본 발명과 관련된 버블 형성 순서를 나타낸다.
도 3D는 본 발명에서 버블 형성 그래프를 나타낸다.
도 4A 내지 4D는 본 발명에서 펄스 형성 타이밍 양상을 나타낸다.
도 5A 내지 5D는 광섬유 또는 내시경의 원위 단부에서 사용될 수 있는 다양한 초크를 나타낸다.
섬유 팁 번백 및 내시경 손상을 줄이기 위한 버블 조작 (BUBBLE MANIPULATION TO REDUCE FIBER TIP BURNBACK AND ENDOSCOPE DAMAGE)
전술한 바와 같이, 번백(burnback), 내시경 마모를 줄이고 위에서 설명한 광-역학적(photo-mechanical) 효과를 보다 효율적으로 사용하기 위해 레이저 장치의 발사에 의해 야기된 버블 형성을 조작하여 섬유 앞의 "전방"(또는 그렇지 않으면 섬유 팁으로부터 멀어지는) 형성된 버블(들)의 "이동"을 야기할 수 있도록 하는 것이 바람직할 수 있다. 앞서 언급한 특허 출원에 개시된 기술 중 하나는 업계에서 MOSES™ 기술로 알려져 있으며, 첫번째는 존재하는 유체를 기화할 수 있고 두번째는 표적 조직에 치료를 제공할 수 있는, 일반적으로 두 개 이상의 기포를 생성하는 것을 포함한다. 그러나, 제공된 설명은 어떠한 방식으로든 제한적인 공개가 아니며 앞서 언급한 특허 출원에 대한 철저한 검토 및 이해를 대체하지 않음을 이해해야 한다.
이제 도 2를 참조하면, 이 도면은 증기 버블이 도 1에서와 같이 섬유 팁과 내시경 모두에 충돌하는 위치에서 버블(202)이 내시경(200) 팁 및 섬유 팁(204)으로부터 떨어져 있고 표적 조직(206)에 더 가까운 도 2에 도시된 위치로 이동한 본 발명의 일 실시예를 설명한다.
이러한 방식으로, 버블(202)은 내시경과 섬유 모두로부터 원위쪽으로 멀리 형성되도록 위치된다. 도 1과 관련하여 위에서 언급했듯이, 버블은 중앙의 섬유 팁 주위에 발생하는 경향이 있다. 레이저에 의해 생성된 버블도 캐비테이션(cavitation)을 통해 중앙으로 붕괴되는 경향이 있기 때문에 섬유의 팁이나 내시경의 인접한 팁을 손상시킬 수 있다. 버블이 클수록 손상 가능성이 커진다. 버블 형성 위치를 원위로 이동하는 이점은 버블이 붕괴될 때 섬유 또는 내시경의 팁에서 붕괴되지 않고 표적 조직에 더 강력한 광-역학적 효과를 유발할 수 있다는 것이다. 또 다른 이점은 버블이 내시경(200)에 영향을 주지 않거나 섬유 팁(204)의 번백을 유발하지 않아 손상 및 마모 가능성을 감소시킨다는 것이다. 또한 버블이 섬유 팁에서 멀리 떨어진 중심으로 붕괴됨에 따라 버블 붕괴 충격파로 인한 섬유 팁 번백 및 성능 저하가 감소한다.
도 2에 도시된 바와 같이 위의 목적을 달성하기 위해, 다음 논의가 바람직한 절차가 될 수 있다. 도 3a에서 볼 수 있는 바와 같이, 제1 레이저 펄스가 섬유(300)를 통해 개시되어 섬유(300)의 팁(304) 주위에 작은 버블(302)을 생성한다. 시간 지연 후, 도 3b에 도시된 바와 같이, 제1 버블(302)의 원위를 형성하는 제2 버블(306)을 생성하기 위해 제2 레이저 펄스가 개시된다. 다음으로, 제1 버블(302)이 붕괴됨에 따라, 제2 버블(306)은 치수가 커진다. 첫번째 근위 버블보다 더 큰 두 번째 원위 버블은 내시경의 팁과 섬유에서 손상을 입히는 힘을 밀어내는 데 선호되는 결과이다. 도 3c에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 버블(306)은 그 문제에 대해 섬유 팁(304) 또는 내시경 팁 주위에 접촉하거나 중심에 있지 않는다.
이제 도 3d를 참조하면, 시간에 따른 전형적인 버블 역학(dynamic)이 나타난다. 발달된 버블 내부의 압력은 선 a'로 정성적으로 표시되고 버블 직경은 선 b'로 정성적으로 표시된다. 버블이 시작될 때 버블의 직경이 커짐에 따라 감소하는 버블 내부에 고압이 있음을 알 수 있다. 주변 압력과 평형을 이루는 어느 시점에서 버블이 성장을 멈추고 내부의 증기가 냉각되기 시작한다. 이것은 결국 직경이 감소하기 시작하고 내부 압력이 다시 증가하기 시작하는 반대 역학(dynamic)으로 이어진다. 이 과정은 캐비테이션으로 끝난다. 본질적으로 첫번째 버블은 섬유 팁 부분에 집중되어 있으며 버블이 클수록 캐비테이션 에너지가 더 강하기 때문에, 첫번째, 더 작은 버블 및 두번째 더 큰 "메인" 버블을 개시하는 것이 본 발명의 한 측면이다. 두번째로 형성된 버블 내부의 압력은 선 a”로 정성적으로 표시되고 기포 직경은 선 b”로 정성적으로 표시된다. 따라서, 본 발명의 일 측면에 따르면, 제1 버블이 생성되고, 이후 특정 시간 창에서 일정 시간 지연 후 제2 버블이 생성되며, 첫번째 버블의 붕괴 동안 첫번째 버블의 증가된 압력이 두번째 버블의 팽창을 촉진하게 된다.
위의 논의와 도면은 두 개의 펄스를 설명하지만, 체제(regime)는 순차적으로 세 개의 펄스일 수 있음을 이해해야 한다. 제1 및 제2 펄스는 버블을 형성하고 유지하기 위해 이용될 수 있고, 치료 펄스로서 제3 펄스가 이용될 수 있다. 그러나, 본 발명은 3개의 펄스로 제한되지 않고 치료 유형, 각 펄스의 에너지, 액체 환경, 섬유 팁에서 표적 조직까지의 거리 등과 같은 요인에 의해 결정되는 임의의 수(any number)일 수 있다. 따라서, 알 수 있듯이, 조직 분리를 위해 광-역학적(photo-mechanically)으로 또는 조직 절제 또는 응고를 위해 광-열(photo-thermally)로 버블 형성 기술을 조작하여 섬유 팁과 내시경의 원위 팁의 성능 저하를 줄이면서 표적 조직과 레이저 상호 작용의 효율성을 높이는 버블을 생성한다.
레이저 펄스 반복률의 인터리빙 (INTERLEAVING OF LASER PULSE REPETITION RATES)
본 발명의 양수인에 의해 구현된 현재의 MOSES™ 시스템에서, 레이저는 도 4a에 도시된 바와 같이 각 펄스에 대해 동일한 설정을 사용할 수 있고 일정한 반복률을 사용할 수 있는 일련의 레이저 펄스를 발사할 수 있다. 여기서 부호 T(400)는 연속적인 펄스 쌍(402a, 402b, 402n) 사이의 시간주기를 나타낸다. 따라서, 전술한 파라미터 하에서 동일한 펄스의 트레인이 시간상 균등한 간격으로 생성된다. 따라서 각 펄스는 동일한 에너지 설정, 동일한 피크 전력(또는 펄스 지속 시간)을 사용하여 시작될 수 있으며, MOSES™ 모드가 사용되는 경우 동일한 MOSES™ 모드 파라미터를 사용한다.
그러나, 도 4a에서와 같이 동일한 타이밍의 펄스를 사용하여 구현하는 대신에, 패킷의 각 펄스가 다른 파라미터를 가질 수 있는 펄스 패킷의 주기적 트레인을 생성하기 위해 펄스 체제가 생성될 수 있고, 그리고 패킷 내의 펄스의 간격은 도 4b에 그래픽으로 도시된 바와 같이 변경될 수 있다. 도 4b에 표시된 펄스 MOSES™ 1, 2, k로 지정된 각 펄스는 서브 펄스 사이의 시간 간격뿐만 아니라 서브 펄스의 수(일반적으로 MOSES™은 2개의 하위 펄스 영역에서 구현됨), 총 에너지, 서브 펄스 사이의 분포에 따라 다른 펄스와 다를 수 있다.
도 4b와 관련하여 설명된 인터리빙은 동일한 펄스의 인터리브 되지 않은 진행으로 가능한 것에 비교하여 개선된 조직 효과를 달성하기 위해, 조직 기계적 분리, 조직 열 절제 또는 조직 열 응고와 같은, 상이한 펄스 모드의 특성의 최적화된 조합을 가능하게 한다.
또한, 도 4c에 도시된 바와 같이, 각 펄스가 고유한 파라미터를 가질 수 있고 펄스의 간격도 변경될 수 있는 비 주기적 레이저 활성화 프로세스를 제공하는 것이 유용할 수 있다. 이 가변성은 원하는 치료 유형에 따라 유용할 수 있습니다. MOSES™ 펄스는 절제, 응고 또는 표적 조직에서 광학-기계적 효과를 생성하기 위해 표적 조직 또는 액체 매질에 전달되는 광학 에너지의 양을 최적화하는 데 사용될 수 있다. 일련의 펄스는 광섬유의 팁을 중심으로 한 첫번째 버블을 생성하도록 구성된 첫번째 하나 이상의 하위 펄스로 구성될 수 있으며 그 뒤에 두번째 버블을 생성하도록 구성된 두번째 하나 이상의 하위 펄스가 이어질 수 있다. 제1 버블은 제2 버블과 간격을 두고 제2 버블의 중심이 광섬유의 팁으로부터 길이 방향으로 변위 된다. 따라서 두번째 버블의 붕괴는 섬유의 번백을 줄이고 표적 조직의 기계적 분리를 증가시킬 수 있다. 하나 이상의 제1 펄스는 제1 파장을 갖는 레이저로 생성될 수 있고, 하나 이상의 제2 펄스 중 하나는 제2 파장을 갖는 레이저에 의해 생성 될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 레이저 파장 및 제2 레이저 파장은 동일하며, 예를 들어 홀뮴(Holmium), 툴륨(Thulium) 또는 어븀(Erbium)과 같은 동일한 유형의 레이저에 의해 생성될 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 제1 레이저 파장과 제2 레이저 파장은 상이하다. 예를 들어, 제1 레이저 파장은 툴륨 레이저 파장이고, 제2 레이저 파장은 홀뮴 레이저 파장일 수 있다.
예를 들어, 이 기술의 일부 가능한 사용은 다음과 같다.
1. 결석 쇄석술(Stone lithotripsy) - 팝콘 모드. 이 모드에서 유체의 대류는 섬유 앞쪽으로 결석을 가져오는 데 사용되며 레이저 펄스에 의해 파괴된다. 대류는 레이저 펄스로 인해 발생하며 이 경우에는 큰 버블이 있어야 한다. 결석 브레이킹은 충분한 대류를 유발하지 않는 MOSES™ 모드 펄스, 예를 들어 낮은 에너지 높은 반복률 "분진 모드" 설정으로 가장 잘 수행된다. 결석 더스팅에 최적화된 펄스로 캐비테이션을 유발하도록 최적화된 인터리빙 펄스는 팝-코닝(pop-corning) 또는 팝-더스팅(pop-dusting) 절차를 크게 개선할 수 있다.
2. 전립선 적출(Prostate enucleation) - 개선된 조직 분리. 이 모드에서는 여러 펄스가 패킷 내에서 서로 가깝게 배치될 수 있다. 일부 펄스는 최상의 기계적 조직 분리(광-역학적 효과)를 제공하도록 최적화될 수 있으며, 다음 펄스는 최상의 조직 절단(광-열 효과)을 위해 최적화될 수 있다. 이런 방식으로 첫번째 펄스는 조직을 "늘리게(stretch)" 하여 다음 펄스를 준비하며 절개를 보다 효과적으로 수행한다.
3. 전립선 적출 또는 절제(Prostate enucleation or ablation) - 지혈(hemostasis)을 개선한다. 이 조합은 혈관 전립선 치료에 사용될 수 있다. 패킷의 일부 펄스는 최상의 조직 치료(절개 또는 절제)를 위해 최적화되고 다음 최상의 응고 특성을 위해 최적화된다.
4. 결석 치료(Stones treatment) - (접촉/거리/파편/분진)과 같은 펄스 최적화에서의 동적 변화.
버블 형성 요소(A BUBBLE SHAPING ELEMENT)
지금까지, 하나 또는 다른 목적에 적합한 버블(들) 형성을 제어하고 맞춤화 하는 다수의 기술이 설명되었다. 이는 주로 레이저 개시 타이밍 등의 조작을 포함하는 비 물리적 수정에 의해 달성되었다. 그러나 레이저 장치, 특히 내시경의 원위 부분을 물리적으로 수정하면 거품 모양, 크기 등을 조절할 수 있는 능력이 생길 수 있다.
도 5a 내지 5d에는 내시경의 원위 단부 또는 섬유 자체의 원위 단부에 부착될 수 있는 다양한 유형의 "초크"가 도시되어 있다. 버블 형성 요소는 액체 환경에서 레이저 처리 동안 광섬유의 팁에서 생성된 하나 이상의 버블을 형성하도록 구성될 수 있다. 버블 형성 요소(502, 510, 512 및 514)와 같은 버블 형성 요소는 내시경(500) 또는 섬유(508)의 원위 부분에 장착 또는 부착될 수 있으며, 광섬유(508)의 원위 단부 또는 내시경(500)의 원위 단부에 인접한 영역과 연결되거나 결합되도록 구성된 근위 단부(504)를 갖는다. 섬유 형성 요소의 원위 단부는 버블 형성 요소의 내부 공동과 치료 주변 사이의 유체 연통(fluid communication)을 허용하도록 구성된다.
레이저 치료 중에 광섬유의 말단에서 발생하는 버블은 특정 치수로 팽창하고 다른 치수에서는 자유롭게 팽창하도록 제한된다. 본 발명의 실시예에 따르면 도 5a 내지 5d에서, 버블 형성 요소(502, 510, 512 및 514)는 광섬유의 종축(516)에 대략 수직인 축을 따라 하나 이상의 기포가 팽창하는 것을 제한하고 버블(600)이 광섬유의 종축(516)을 따라 성장할 수 있게 한다. 버블 형성 요소는 버블 크기 및 포메이션을 제어하기 위한 발산 형상(502), 수렴 형상(510), 직선 형상(512), 좁은 단면(514), 또는 절두 원뿔 형상 또는 기타 형상일 수 있다.
도면 도 5a 내지 5d에 나타난 버블 형성 요소는 버블(600)이 광섬유의 원위 단부와 표적 조직을 연결하는 축을 따라 더 성장하게 하고 이 축에 대략 수직인 축을 따라 버블(600)의 성장을 제한한다. 액체 환경의 버블은 주변 액체 환경보다 흡수율이 낮기 때문에 표적 조직에 광학 에너지를 전달하는 데 더 효과적인 채널이므로, 버블 형성 요소는 버블을 생성하는 데 필요한 에너지 양과 기포의 세로 크기 사이의 비율을 개선할 수 있다. 이 경우 최적화는 필요한 MOSES™ 또는 기타 원하는 효과를 생성하기 위해 버블을 개발하고 표적 조직에 도달할 때까지 버블을 성장시키는 데 더 적은 에너지가 "낭비" 됨을 의미한다. 그런 다음 원하는 치료 효과를 얻기 위해 버블을 통해 표적 조직으로 더 많은 에너지를 전달할 수 있다.
4가지 다른 유형의 초크가 도 5a 내지 5d에 나타나 있고, 다른 많은 종류가 가능하다는 것이 제출되었다. 또한, 조정 가능한 초크는 샷건에 사용되는 조정 가능한 초크와 거의 동일하게 구현될 수 있으며, 이에 의해 메커니즘은 특정 치료 파라미터에 맞게 초크의 형상을 변경하도록 조정된다.

Claims (25)

  1. 레이저 빔으로 표적 조직을 치료하는 방법으로서, 상기 표적 조직은 신체 내강(lumen) 내의 액체 매질에 침지되며, 상기 방법은:
    레이저 빔을 생성하기 위한 레이저 장치를 제공하는 단계;
    신체 내강 내로 도입되도록 구성되고, 원위 단부를 갖는 내시경을 제공하는 단계;
    내시경에 포함되도록 구성되고 레이저 빔을 표적 조직으로 안내하기 위한 원위 전달 단부를 갖고, 상기 원위 전달 단부는 내시경의 상기 원위 단부로부터 일정 거리만큼 돌출되는, 광섬유를 제공하는 단계;
    레이저 장치가 실질적으로 동일한 종축을 따라 하나 이상의 레이저 펄스를 생성하게 하는 컨트롤러를 제공하는 단계를 포함하고,
    상기 컨트롤러는 레이저 장치가 하나 이상의 레이저 펄스를 제공하도록 하고, 하나 이상의 레이저 펄스는 광섬유의 원위 전달 단부에서 액체 매질에 하나 이상의 증기 버블을 형성하기에 충분한 에너지를 갖도록 컨트롤러에 의해 구성되고;
    하나 이상의 펄스가 상기 컨트롤러에 의해 다음과 같이 선택된다:
    첫째, 증기 버블이 내시경의 원위 단부 말단 및 광섬유의 원위 전달 단부 주위에 형성되게 하는 단계;
    둘째, 제2 증기 버블이 제1 버블의 원위에 형성되도록 하고, 제2 증기 버블은 내시경의 원위 단부 및 광섬유의 원위 전달 단부 모두의 원위에 있는 단계;
    셋째, 제1 버블이 붕괴되기 시작함에 따라 제2 버블을 부풀게 하여 광섬유의 원위 전달 단부와 표적 조직 사이의 공간으로부터 액체 매질의 상당 부분을 변위 시키기에 충분한 양을 팽창시키고, 하나 이상의 펄스는 팽창된 제2 버블을 통해 표적 조직으로 전달되는 단계; 및,
    제2 버블이 내시경의 원위 단부 및 광섬유의 원위 전달 단부로부터 멀어지는 변위는 내시경 및 광섬유 중 하나 이상에 대한 마모 및/또는 부상을 감소시키는, 레이저 빔으로 표적 조직을 치료하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 레이저 펄스는 하나 이상의 펄스 열(train of pulses)이고, 상기 컨트롤러는 상기 하나 이상의 레이저 펄스의 전달을 위한 반복률(repetition rate)을 선택하는 단계를 더 포함하는, 레이저 빔으로 표적 조직을 치료하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러를 통해 적어도 다음의 파라미터를 선택하는 단계로서, 표적 조직으로 전달될 하나 이상의 펄스의 총 에너지를 선택하는 단계, 그리고 전달 단부에서 표적 조직까지의 거리를 선택하는 단계를 더 포함하는, 레이저 빔으로 표적 조직을 치료하는 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 레이저 장치에 의해 조사된 실제 에너지를 측정하는 단계; 실제 측정된 에너지를 컨트롤러에 의해 선택된 총 에너지와 비교하는 단계; 및 비교가 선택된 총 에너지로부터 실제 측정된 에너지의 분산을 입증하는 경우, 컨트롤러는 표적 조직에 전달되는 선택된 에너지를 달성하기 위해 임의의 후속 펄스에 대한 에너지를 조절하는 단계를 더 포함하는, 레이저 빔으로 표적 조직을 치료하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 표적 조직은 인체 내의 조직, 장기 또는 형성된 결석인, 레이저 빔으로 표적 조직을 치료하는 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    표적 조직을 조사하는데 사용되는 광섬유 유형을 레이저 장치에 선택하여 장착하는 단계를 더 포함하는, 레이저 빔으로 표적 조직을 치료하는 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    광섬유 유형은 섬유 직경, 섬유 재료, 섬유 개구 수 및 원위 전달 단부의 형상 파라미터 중 적어도 하나를 포함하는, 레이저 빔으로 표적 조직을 치료하는 방법.
  8. 제3항에 있어서,
    전달 단부에서 표적 조직까지의 거리를 선택하는 단계는 거리를 측정하고 측정된 거리를 선택하는 추가 단계를 포함하는, 레이저 빔으로 표적 조직을 치료하는 방법.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 레이저에 의해 전달된 실제 에너지를 측정하는 단계는 레이저 방사선의 광 경로에서 광 검출기(photodetector)에 의해 수행되는, 레이저 빔으로 표적 조직을 치료하는 방법.
  10. 제4항에 있어서,
    상기 컨트롤러가 에너지를 조정하는 단계는 상기 컨트롤러에 작동 가능하게 연결되는 폐쇄 루프 피드백 회로(closed loop feedback circuit)에 의해 달성되는, 레이저 빔으로 표적 조직을 치료하는 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 레이저 장치에 장착된 섬유 유형과 관련된 파라미터를 간헐적으로 인식하는, 레이저 빔으로 표적 조직을 치료하는 방법.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 자동으로 인식하는 단계는 상기 배송 장치 및 상기 도파관 또는 광섬유에 장착된 RFID 식별 태그에 의해 수행되는, 레이저 빔으로 표적 조직을 치료하는 방법.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 광섬유 유형이 선택된 치료와 호환되는지 여부를 상기 컨트롤러와 연관된 사용자 인터페이스 상에 표시하는, 레이저 빔으로 표적 조직을 치료하는 방법.
  14. 레이저 빔으로 표적 조직을 치료하는 장치로서, 상기 표적 조직은 신체 내강(lumen) 내의 액체 매질에 침지되며, 상기 장치는:
    레이저 빔을 생성하기 위한 레이저 장치;
    신체 내강 내로 도입되도록 구성되고, 원위 단부를 갖는 내시경;
    내시경에 포함되도록 구성되고 레이저 빔을 표적 조직으로 안내하기 위한 원위 전달 단부를 갖고, 상기 원위 전달 단부는 내시경의 상기 원위 단부로부터 일정 거리만큼 돌출되는, 광섬유;
    레이저 장치가 실질적으로 동일한 종축을 따라 하나 이상의 레이저 펄스를 생성하게 하는 컨트롤러를 포함하고,
    상기 레이저 장치는 하나 이상의 레이저 펄스를 제공하도록 하고, 하나 이상의 레이저 펄스는 광섬유의 원위 전달 단부에서 액체 매질에 하나 이상의 증기 버블을 형성하기에 충분한 에너지를 갖도록 컨트롤러에 의해 구성되고;
    하나 이상의 펄스가 상기 컨트롤러에 의해 다음과 같이 구성된다:
    첫째, 증기 버블이 내시경의 원위 단부 말단 및 광섬유의 원위 전달 단부 주위에 형성되게 하고;
    둘째, 제2 증기 버블이 제1 버블의 원위에 형성되도록 하고, 제2 증기 버블은 내시경의 원위 단부 및 광섬유의 원위 전달 단부 모두의 원위에 있고;
    셋째, 제1 버블이 붕괴되기 시작함에 따라 제2 버블을 부풀게 하여 광섬유의 원위 전달 단부와 표적 조직 사이의 공간으로부터 액체 매질의 상당 부분을 변위 시키기에 충분한 양을 팽창시키고, 하나 이상의 펄스는 팽창된 제2 버블을 통해 표적 조직으로 전달되고; 및,
    제2 버블이 내시경의 원위 단부 및 광섬유의 원위 전달 단부로부터 멀어지는 변위는 내시경 및 광섬유 중 하나 이상에 대한 마모 및/또는 부상을 감소시키는, 레이저 빔으로 표적 조직을 치료하는 장치.
  15. 레이저 빔으로 표적 조직을 치료하는 방법으로서, 상기 표적 조직은 신체 내강(lumen) 내의 액체 매질에 침지되며, 상기 방법은:
    레이저 빔을 생성하기 위한 레이저 장치를 제공하는 단계;
    레이저 빔을 표적 조직으로 안내하기 위한 원위 전달 단부를 갖는 광섬유를 제공하는 단계;
    레이저 장치가 실질적으로 동일한 종축을 따라 하나 이상의 레이저 펄스를 생성하게 하는 컨트롤러를 제공하는 단계를 포함하고,
    상기 컨트롤러는 레이저 장치가 복수의 레이저 펄스를 제공하도록 하고, 복수의 레이저 펄스는 광섬유의 원위 전달 단부에서 액체 매질에 하나 이상의 증기 버블을 형성하기에 충분한 에너지를 갖도록 컨트롤러에 의해 구성되고;
    복수의 레이저 펄스는 하나 이상의 증기 버블이 섬유의 전달 단부와 표적 조직 사이의 공간으로부터 액체 매질의 실질적인 부분을 변위 시키기에 충분한 양으로 팽창할 수 있도록 컨트롤러에 의해 선택되고, 복수의 펄스는 하나 이상의 증기 버블을 통해 표적 조직으로 전달되고, 복수의 펄스의 인접한 펄스 사이의 시간 간격은 불균일한, 레이저 빔으로 표적 조직을 치료하는 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 치료가 전립선 적출이고, 하나 이상의 펄스는 먼저 기계적 조직 분리를 위해 구성되고, 이어서 기계적으로 분리된 조직을 절개하도록 구성된 하나 이상의 펄스가 뒤따르는, 레이저 빔으로 표적 조직을 치료하는 방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 치료가 신장 결석을 감소시키기 위한 결석 쇄석술이고, 하나 이상의 펄스는 먼저 레이저 섬유 앞에 결석을 가져오기 위해 캐비테이션(cavitation)을 유발하도록 구성되고, 이어서 신장 결석을 감소시키기 위해 결석 가루에 영향을 미치는 일련의 저 에너지, 고 반복률 펄스가 뒤따르는, 레이저 빔으로 표적 조직을 치료하는 방법.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 치료가 전립선 적출이고, 하나 이상의 펄스는 먼저 표적 조직의 절개 또는 절제 중 하나 이상으로 구성되고, 이어서 절개 또는 절제된 조직 중 하나 이상을 응고 시키도록 구성된 하나 이상의 펄스가 뒤따르는, 레이저 빔으로 표적 조직을 치료하는 방법.
  19. 레이저 빔으로 표적 조직을 치료하는 장치로서, 상기 표적 조직은 신체 내강(lumen) 내의 액체 매질에 침지되며, 상기 장치는:
    레이저 빔을 생성하기 위한 레이저 장치;
    레이저 빔을 표적 조직으로 안내하기 위한 원위 전달 단부를 갖는 광섬유;
    레이저 장치가 실질적으로 동일한 종축을 따라 하나 이상의 레이저 펄스를 생성하게 하는 컨트롤러를 포함하고,
    상기 컨트롤러는 레이저 장치가 복수의 레이저 펄스를 제공하도록 하고, 복수의 레이저 펄스는 광섬유의 원위 전달 단부에서 액체 매질에 하나 이상의 증기 버블을 형성하기에 충분한 에너지를 갖도록 컨트롤러에 의해 구성되고;
    복수의 레이저 펄스는 하나 이상의 증기 버블이 섬유의 전달 단부와 표적 조직 사이의 공간으로부터 액체 매질의 실질적인 부분을 변위 시키기에 충분한 양으로 팽창할 수 있도록 컨트롤러에 의해 선택되고, 복수의 펄스는 하나 이상의 증기 버블을 통해 표적 조직으로 전달되고, 복수의 펄스의 인접한 펄스 사이의 시간 간격은 불균일한, 레이저 빔으로 표적 조직을 치료하는 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 치료가 전립선 적출이고, 하나 이상의 펄스는 먼저 기계적 조직 분리를 위해 구성되고, 이어서 기계적으로 분리된 조직을 절개하도록 구성된 하나 이상의 펄스가 뒤따르는, 레이저 빔으로 표적 조직을 치료하는 장치.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 치료가 신장 결석을 감소시키기 위한 결석 쇄석술이고, 하나 이상의 펄스는 먼저 레이저 섬유 앞에 결석을 가져오기 위해 캐비테이션(cavitation)을 유발하도록 구성되고, 이어서 신장 결석을 감소시키기 위해 결석 가루에 영향을 미치는 일련의 저 에너지, 고 반복률 펄스가 뒤따르는, 레이저 빔으로 표적 조직을 치료하는 장치.
  22. 제19항에 있어서,
    상기 치료가 전립선 적출이고, 하나 이상의 펄스는 먼저 표적 조직의 절개 또는 절제 중 하나 이상으로 구성되고, 이어서 절개 또는 절제된 조직 중 하나 이상을 응고 시키도록 구성된 하나 이상의 펄스가 뒤따르는, 레이저 빔으로 표적 조직을 치료하는 장치.
  23. 레이저 빔으로 표적 조직을 치료하는 장치로서, 상기 표적 조직은 신체 내강(lumen) 내의 액체 매질에 침지되며, 상기 장치는:
    레이저 빔을 생성하기 위한 레이저 장치;
    신체 내강 내로 도입되도록 구성되고, 원위 단부를 갖는 내시경;
    내시경에 포함되도록 구성되고 레이저 빔을 표적 조직으로 안내하기 위한 원위 전달 단부를 갖고, 상기 원위 전달 단부는 내시경의 상기 원위 단부로부터 일정 거리만큼 돌출되는, 광섬유;
    광섬유의 원위 전달 단부 또는 내시경의 원위 단부 부분 중 하나에 장착되도록 구성되는 관형 중공 초크(choke)를 포함하고,
    상기 초크는 레이저 장치가 레이저 빔을 생성할 때 내시경의 원위 단부 또는 광섬유의 원위 단부 중 하나의 원위에 형성된 증기 버블을 형성하도록 구성되는, 레이저 빔으로 표적 조직을 치료하는 장치.
  24. 제23항에 있어서,
    관형 중공 초크는 원통(cylindrical) 또는 테이퍼링 절두 원추(tapering frustoconical) 형상 중 하나인, 레이저 빔으로 표적 조직을 치료하는 장치.
  25. 제24항에 있어서,
    테이퍼링은 절두 원추형 중공 초크의 근위 단부로부터 원위 단부로 확산되거나 수렴되기 위해 테이퍼되는, 레이저 빔으로 표적 조직을 치료하는 장치.
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