(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-10-17
(54)【発明の名称】横方向位置および強度を変動させるレーザファイバ
(51)【国際特許分類】
A61B 17/22 20060101AFI20221007BHJP
A61B 18/22 20060101ALI20221007BHJP
A61B 1/00 20060101ALI20221007BHJP
【ＦＩ】
A61B17/22
A61B18/22
A61B1/00 621
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022507468
(86)(22)【出願日】2020-08-04
(85)【翻訳文提出日】2022-03-30
(86)【国際出願番号】 US2020044858
(87)【国際公開番号】W WO2021026136
(87)【国際公開日】2021-02-11
(31)【優先権主張番号】62/882,837
(32)【優先日】2019-08-05
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】63/000,570
(32)【優先日】2020-03-27
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】63/027,007
(32)【優先日】2020-05-19
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】500498763
【氏名又は名称】ジャイラス エーシーエムアイ インク ディー／ビー／エー オリンパス サージカル テクノロジーズ アメリカ
(74)【代理人】
【識別番号】110001210
【氏名又は名称】特許業務法人ＹＫＩ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】シェルトン クルト ジー
(72)【発明者】
【氏名】千田 雅泰
(72)【発明者】
【氏名】ブケソヴ セルゲー エイ
(72)【発明者】
【氏名】タルボット ブライアン エム
【テーマコード（参考）】
4C026
4C160
4C161
【Ｆターム（参考）】
4C026AA04
4C026FF17
4C026HH06
4C026HH15
4C026HH30
4C160EE15
4C160MM32
4C161AA06
4C161AA15
4C161BB00
4C161CC06
4C161HH56
(57)【要約】
砕石術または他の医療用レーザ治療システムが、レーザファイバの遠位部分を横方向に変位させるための横方向アクチュエータを含むことができ、レーザファイバの遠位部分は、たとえばワーキングチャネルなどの長手方向通路内でレーザファイバを運搬する内視鏡を横方向に動かす必要なく、空間的または空間時間的なサブ標的パターンを生成するように、走査または他の方法で制御することができる。より高いエネルギー衝撃パルスなどによって断片化する前に、より低いエネルギーパルスを使用することなどによって、標的石をパターンに沿って選択的に弱くすることができる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
内視鏡の横方向の位置を変える必要なく、異なる横方向位置から内視鏡を介してレーザエネルギーを送達することを可能にするレーザ療法システムであって、前記内視鏡の長手方向通路を介して患者に挿入されるように構成された遠位部分を含むレーザファイバを備え、
前記レーザファイバの前記遠位部分が、前記内視鏡の前記長手方向通路内で横方向に変位された複数の利用可能な位置のうちの選択された位置において、前記長手方向通路内で前記長手方向通路に対して調整可能に少なくとも横方向に位置決めされるように作動可能であることを特徴とするレーザ療法システム。
【請求項2】
請求項１に記載のシステムであって、前記レーザファイバの前記遠位部分が屈曲部を含むことを特徴とするシステム。
【請求項3】
請求項２に記載のシステムであって、前記レーザファイバの前記遠位部分が前記長手方向通路の周りを回転可能であることを特徴とするシステム。
【請求項4】
請求項１～３のいずれか１項に記載のシステムであって、前記レーザファイバが、前記レーザファイバを介して第１のレーザパルスおよび第２のレーザパルスを提供するように、コントローラ回路によって制御されるレーザ源に結合されるように構成され、前記第２のレーザパルスが、前記第１のレーザパルスより高いエネルギーを含み、前記内視鏡の横方向の位置を変える必要なく、前記第１のレーザパルスが送出されるときより、前記第２のパルスが横方向に標的の中心の近くに送出されることを特徴とするシステム。
【請求項5】
請求項１～４のいずれか１項に記載のシステムであって、コントローラ回路によって提供される制御信号に従って指定のパターンで、前記レーザファイバの前記遠位部分の横方向変位を作動させるように構成された少なくとも１つのアクチュエータを備えることを特徴とするシステム。
【請求項6】
請求項５に記載のシステムであって、前記レーザファイバの前記遠位部分が、前記少なくとも１つのアクチュエータに対して長手方向に並進可能になるようにさらに作動可能であることを特徴とするシステム。
【請求項7】
請求項５または６に記載のシステムであって、前記少なくとも１つのアクチュエータが、前記レーザファイバの前記遠位部分の横方向変位を作動させるように構成された第１のアクチュエータと、前記レーザファイバの長手方向並進を作動させるように構成された異なる第２のアクチュエータとを備えることを特徴とするシステム。
【請求項8】
請求項５～７のいずれか１項に記載のシステムであって、前記コントローラ回路が、標的の電磁放射に応答してフィードバック信号を使用して、前記少なくとも１つのアクチュエータを作動させるための前記制御信号を生成するように構成されることを特徴とするシステム。
【請求項9】
請求項８に記載のシステムであって、前記フィードバック信号が、撮像データまたは分光データを含むことを特徴とするシステム。
【請求項10】
請求項８または９に記載のシステムであって、前記コントローラ回路が、前記レーザファイバの遠位端と前記標的との間の距離に関する情報を使用して、前記少なくとも１つのアクチュエータを作動させるための前記制御信号を生成するように構成されることを特徴とするシステム。
【請求項11】
請求項１～１０のいずれか１項に記載のシステムであって、前記レーザファイバの前記遠位部分が、コントローラ回路によって提供される制御信号に従って作動させられたとき、前記長手方向通路内で前記長手方向通路に対して横方向に変位されるように、電磁、静電、または圧電のうちの少なくとも１つで作動可能であることを特徴とするシステム。
【請求項12】
請求項１～１１のいずれか１項に記載のシステムであって、前記レーザファイバが、前記内視鏡の横方向の位置を変える必要なく、標的の周辺部に向かってより低いエネルギーレーザパルスの横方向パターンを提供し、前記標的の中心に向かって少なくとも１つのより高いエネルギーレーザパルスを提供するように、コントローラ回路によって制御されるレーザ源に結合されることを特徴とするシステム。
【請求項13】
請求項１２に記載のシステムであって、前記横方向パターンが、螺旋パターン、蛇行パターン、星形パターン、またはジグザグパターンのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とするシステム。
【請求項14】
請求項１～１３のいずれか１項に記載のシステムであって、前記レーザファイバの前記遠位部分が、前記内視鏡の前記長手方向通路内で横方向に変位された複数の利用可能な位置のうちの選択された位置において、前記長手方向通路内で前記長手方向通路の中心長手方向軸に対して調整可能に少なくとも横方向に位置決めされるように作動可能であることを特徴とするシステム。
【請求項15】
請求項１～１４のいずれか１項に記載のシステムであって、前記レーザファイバの前記遠位部分が、前記内視鏡の前記長手方向通路内で横方向に変位された複数の利用可能な位置のうちの選択された位置において、前記長手方向通路内で前記レーザファイバの中心長手方向軸に対して調整可能に少なくとも横方向に位置決めされるように作動可能であることを特徴とするシステム。
【請求項16】
請求項５～１０のいずれか１項に記載のシステムであって、前記少なくとも１つのアクチュエータが、前記内視鏡を横方向に静止した状態で維持しながら、前記内視鏡の前記長手方向通路内で横方向に変位された複数の利用可能な位置のうちの選択された位置において、前記長手方向通路内で前記長手方向通路に対して調整可能に少なくとも横方向に位置決めされるように、前記レーザファイバの前記遠位部分を作動させるように構成されることを特徴とするシステム。
【請求項17】
請求項１６に記載のシステムであって、前記少なくとも１つのアクチュエータが、前記レーザファイバの前記遠位部分に位置することを特徴とするシステム。
【請求項18】
請求項１６に記載のシステムであって、前記少なくとも１つのアクチュエータが、前記レーザファイバの近位部分に位置することを特徴とするシステム。
【請求項19】
内視鏡を動かす必要なく、標的領域に対してレーザビームの少なくとも横方向の向きを変えることを可能にするための内視鏡を介したレーザ療法の方法であって、前記内視鏡の長手方向通路を通って延びるように構成されたレーザファイバを提供することと、
前記内視鏡の前記長手方向通路内で横方向に変位された複数の利用可能な位置のうちの選択された位置において、少なくとも横方向に前記内視鏡の前記長手方向通路内で前記レーザファイバの遠位部分の位置決めを作動させるように、制御信号を送出または受信することとを含むことを特徴とする方法。
【請求項20】
請求項１９に記載の方法であって、前記レーザファイバが、前記レーザファイバを介して第１のレーザパルスおよび第２のレーザパルスを提供するように、コントローラによって作動させられ、前記第２のレーザパルスが、前記第１のレーザパルスより高いエネルギーを含むことを特徴とする方法。
【請求項21】
請求項２０に記載の方法であって、前記第２のレーザパルスが、前記内視鏡の横方向の位置を変える必要なく、前記第１のレーザパルスが送出されるときより、前記レーザファイバの前記遠位部分が前記標的領域の中心に比較的近いときに送出されることを特徴とする方法。
【請求項22】
請求項２０に記載の方法であって、前記第２のレーザパルスが、前記第１のレーザパルスが送出されてから指定の時間間隔後に送出され、前記第１のレーザパルスが、第１のレーザパルスエネルギーを標的領域へ一貫して印加するように、繰返し送出されることを特徴とする方法。
【請求項23】
請求項２２に記載の方法であって、前記第１のレーザパルスが、パターン境界に沿って標的領域の横方向周辺部に向けて繰返し送出され、前記第２のレーザパルスが、横方向に前記標的領域の中心のより近くに印加されることを特徴とする方法。
【請求項24】
請求項１９～２３のいずれか１項に記載の方法であって、前記レーザファイバの前記遠位部分が、コントローラによって提供される制御信号に従って螺旋パターンで横方向に変位されることを特徴とする方法。
【請求項25】
請求項１９～２３のいずれか１項に記載の方法であって、前記レーザファイバの前記遠位部分が、コントローラによって提供される制御信号に従って蛇行パターンで横方向に変位されることを特徴とする方法。
【請求項26】
請求項１９～２３のいずれか１項に記載の方法であって、前記レーザファイバの前記遠位部分が、コントローラによって提供される制御信号に従ってジグザグパターンで横方向に変位されることを特徴とする方法。
【請求項27】
請求項１９～２３のいずれか１項に記載の方法であって、前記レーザファイバの前記遠位部分が、コントローラによって提供される制御信号に従って星形パターンで横方向に変位されることを特徴とする方法。
【請求項28】
請求項１９～２７のいずれか１項に記載の方法であって、前記標的領域の少なくとも一部分の形態または組成のうちの少なくとも１つに関する情報を使用して、異なる標的横方向位置を含む標的パターンを選択または制御することをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項29】
請求項１９～２８のいずれか１項に記載の方法であって、前記標的領域の中心のより近くに１つ以上のレーザパルスを送出する前に、標的領域の横方向周辺部に向かって１つ以上のレーザパルスを送出するように、指定のパターンで横方向に変位されるように、前記レーザファイバの前記遠位部分を作動させるように、制御信号を送出または受信することをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項30】
内視鏡を動かす必要なく、標的の方へレーザビームの少なくとも横方向の向きを変えることを可能にするための内視鏡を介したレーザ療法のためのレーザ療法システムであって、前記内視鏡の長手方向通路を通って延びるように構成されたレーザファイバと、
前記内視鏡の前記長手方向通路内で横方向に変位された複数の利用可能な位置のうちの選択された位置において、前記レーザファイバの遠位部分を少なくとも横方向に位置決めするように、制御信号を送出または受信する手段とを備えることを特徴とするシステム。
【請求項31】
請求項３０に記載のシステムであって、前記レーザファイバが、前記レーザファイバを介して第１のレーザパルスおよび第２のレーザパルスを提供するように、コントローラ回路によって制御されるレーザ源に結合され、前記第２のレーザパルスが、前記第１のレーザパルスより高いエネルギーを含み、前記内視鏡の横方向の位置を変える必要なく、前記第１のレーザパルスが送出されるときより、前記第２のパルスが横方向に前記標的の中心の近くに送出されることを特徴とするシステム。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
優先権の主張
本出願は、米国特許法第１１９条（ｅ）に基づいて、全体として本願に引用して援用する、２０１９年８月５日出願の米国仮特許出願第６２／８８２，８３７号、２０２０年３月２７日出願の米国仮特許出願第６３／０００，５７０号、および２０２０年５月１９日出願の米国仮特許出願第６３／０２７，００７号の優先権の利益を主張する。
本出願は、米国特許法第１１９条（ｅ）に基づいて、全体として本願に引用して援用する、２０１９年８月５日出願の米国仮特許出願第６２／８８２，８３７号、２０２０年３月２７日出願の米国仮特許出願第６３／０００，５７０号、および２０２０年５月１９日出願の米国仮特許出願第６３／０２７，００７号の優先権の利益を主張する。
【0002】
本明細書は、一般に、内視鏡レーザシステムに関し、より詳細には、レーザファイバの横方向位置およびレーザパルスの強度を変動させるシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【0003】
レーザ砕石術では、腎臓、胆管、胆嚢、または他の石などの標的へ、レーザファイバを介してレーザエネルギーのパルスを内視鏡下で印加して、石を様々な破片に断片化することなどができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】米国特許出願公開第２００１／０５５４６２号明細書
【特許文献2】米国特許出願公開第２００８／０５８６２９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、結果として生じる様々な破片は、体内に散乱する可能性がある。結果として生じる破片は、溶解しまたは自然に体内を通過するには大きすぎることがあり、吸引デバイス、鉗子、バスケット、または別の回収デバイスなどを使用した医師による回収を必要とする可能性がある。石の断片を回収することは、極めて時間のかかり困難な可能性がある。結果として生じるあらゆる石の断片の存在および性質は、患者にとってさらなる課題をもたらすおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本明細書は、とりわけ、横方向位置の変動およびレーザパルス強度の変動のうちの一方または両方を提供するように構成することができるレーザファイバを含むことができる砕石術システムまたは他の医療用治療システムなどのレーザ療法システムについて説明する。レーザファイバの遠位端は、剛性もしくは可撓性の内視鏡または他の細長い医療機器の作業内腔または他の長手方向通路の中心または他の基準長手方向軸などに対するレーザファイバの横方向位置を変動させるように、走査または他の方法で作動させることができる。このようにして、内視鏡を動かしたり位置を変えたりする必要なく、様々な横方向位置の１つ以上において、レーザファイバの位置を変えることができる。そのような異なる横方向位置において、レーザパルスを放出することができる。そのようなレーザパルスの強度もまた、異なる横方向位置において異なる強度のレーザパルスの放出を可能にするように制御することができる。レーザファイバの横方向の位置決めもしくは位置変え、レーザパルス強度の変動、またはこれらの両方は、腎臓石もしくは他の石または他の標的へレーザエネルギーのシーケンスまたはパターンを送達することなどに有用となり得る。パターンは、石が破壊される方法など、標的が治療される方法の改善または最適化を助けるように選択することができる。これにより、腎臓石もしくは他の石または他の標的が破壊された結果として生じる断片のサイズまたは移動の低減を助けることができる。これにより、医師によるあらゆる断片回収の必要または複雑さの低減または回避を助けることができる。
【0007】
例１は、内視鏡の横方向の位置を変える必要なく、異なる横方向位置から内視鏡を介してレーザエネルギーを送達することを可能にするレーザ療法システムである。レーザ療法システムは、内視鏡の長手方向通路を介して患者に挿入されるように構成された遠位部分を含むレーザファイバを備え、レーザファイバの遠位部分は、内視鏡の長手方向通路内で横方向に変位された複数の利用可能な位置のうちの選択された位置において、長手方向通路内で長手方向通路に対して調整可能に少なくとも横方向に位置決めされるように作動可能である。
【0008】
例２では、例１の主題は、任意選択で、レーザファイバの遠位部分が屈曲部を含むことを含む。
【0009】
例３では、例２の主題は、任意選択で、レーザファイバの遠位部分が長手方向通路の周りを回転可能であることを含む。
【0010】
例４では、例１～３のいずれか１つ以上の主題は、任意選択で、レーザファイバが、レーザファイバを介して第１および第２のレーザパルスを提供するように、コントローラ回路によって制御されるレーザ源に結合されるように構成され、第２のレーザパルスが、第１のレーザパルスより高いエネルギーを含み、内視鏡の横方向の位置を変える必要なく、第１のレーザパルスが送出されるときより、第２のパルスが横方向に標的の中心の近くに送出されることを含む。
【0011】
例５では、例１～４のいずれか１つ以上の主題は、任意選択で、コントローラ回路によって提供される制御信号に従って指定のパターンで、レーザファイバの遠位部分の横方向変位を作動させるように構成された少なくとも１つのアクチュエータを含む。
【0012】
例６では、例５の主題は、任意選択で、レーザファイバの遠位部分が、少なくとも１つのアクチュエータに対して長手方向に並進可能になるようにさらに作動可能であることを含む。
【0013】
例７では、例５～６のいずれか１つ以上の主題は、任意選択で、少なくとも１つのアクチュエータが、レーザファイバの遠位部分の横方向変位を作動させるように構成された第１のアクチュエータと、レーザファイバの長手方向並進を作動させるように構成された異なる第２のアクチュエータとを備えることを含む。
【0014】
例８では、例５～７のいずれか１つ以上の主題は、任意選択で、コントローラ回路が、標的の電磁放射に応答してフィードバック信号を使用して、少なくとも１つのアクチュエータを作動させるための制御信号を生成するように構成されることを含む。
【0015】
例９では、例８の主題は、任意選択で、フィードバック信号が、撮像データまたは分光データを含むことを含む。
【0016】
例１０では、例８～９のいずれか１つ以上の主題は、任意選択で、コントローラ回路が、レーザファイバの遠位端と標的との間の距離に関する情報を使用して、少なくとも１つのアクチュエータを作動させるための制御信号を生成するように構成されることを含む。
【0017】
例１１では、例１～１０のいずれか１つ以上の主題は、任意選択で、レーザファイバの遠位部分が、コントローラ回路によって提供される制御信号に従って作動させられたとき、長手方向通路内で長手方向通路に対して横方向に変位されるように、電磁、静電、または圧電のうちの少なくとも１つで作動可能であることを含む。
【0018】
例１２では、例１～１１のいずれか１つ以上の主題は、任意選択で、レーザファイバが、内視鏡の横方向の位置を変える必要なく、標的の周辺部に向かってより低いエネルギーレーザパルスの横方向パターンを提供し、標的の中心に向かって少なくとも１つのより高いエネルギーレーザパルスを提供するように、コントローラ回路によって制御されるレーザ源に結合されることを含む。
【0019】
例１３では、例１２の主題は、任意選択で、横方向パターンが、螺旋パターン、蛇行パターン、星形パターン、またはジグザグパターンのうちの少なくとも１つを含むことを含む。
【0020】
例１４では、例１～１３のいずれか１つ以上の主題は、任意選択で、レーザファイバの遠位部分が、内視鏡の長手方向通路内で横方向に変位された複数の利用可能な位置のうちの選択された位置において、長手方向通路内で長手方向通路の中心長手方向軸に対して調整可能に少なくとも横方向に位置決めされるように作動可能であることを含む。
【0021】
例１５では、例１～１４のいずれか１つ以上の主題は、任意選択で、レーザファイバの遠位部分が、内視鏡の長手方向通路内で横方向に変位された複数の利用可能な位置のうちの選択された位置において、長手方向通路内でレーザファイバの中心長手方向軸に対して調整可能に少なくとも横方向に位置決めされるように作動可能であることを含む。
【0022】
例１６では、例５～１０のいずれか１つ以上の主題は、任意選択で、少なくとも１つのアクチュエータが、内視鏡を横方向に静止した状態で維持しながら、内視鏡の長手方向通路内で横方向に変位された複数の利用可能な位置のうちの選択された位置において、長手方向通路内で長手方向通路に対して調整可能に少なくとも横方向に位置決めされるように、レーザファイバの遠位部分を作動させるように構成されることを含む。
【0023】
例１７では、例１６の主題は、任意選択で、少なくとも１つのアクチュエータが、レーザファイバの遠位部分に位置することを含む。
【0024】
例１８では、例１６～１７のいずれか１つ以上の主題は、任意選択で、少なくとも１つのアクチュエータが、レーザファイバの近位部分に位置することを含む。
【0025】
例１９は、内視鏡を動かす必要なく、標的領域に対してレーザビームの少なくとも横方向の向きを変えることを可能にするための内視鏡を介したレーザ療法の方法である。この方法は、内視鏡の長手方向通路を通って延びるように構成されたレーザファイバを提供することと、内視鏡の長手方向通路内で横方向に変位された複数の利用可能な位置のうちの選択された位置において、少なくとも横方向に内視鏡の長手方向通路内でレーザファイバの遠位部分の位置決めを作動させるように、制御信号を送出または受信することとを含む。
【0026】
例２０では、例１９の主題は、任意選択で、レーザファイバが、レーザファイバを介して第１および第２のレーザパルスを提供するように、コントローラによって作動させられ、第２のレーザパルスが、第１のレーザパルスより高いエネルギーを含むことを含む。
【0027】
例２１では、例２０の主題は、任意選択で、第２のレーザパルスが、内視鏡の横方向の位置を変える必要なく、第１のレーザパルスが送出されるときより、レーザファイバの遠位部分が標的領域の中心に比較的近いときに送出されることを含む。
【0028】
例２２では、例２０～２１のいずれか１つ以上の主題は、任意選択で、第２のレーザパルスが、第１のレーザパルスが送出されてから指定の時間間隔後に送出され、第１のレーザパルスが、第１のレーザパルスエネルギーを標的領域へ一貫して印加するように、繰返し送出されることを含む。
【0029】
例２３では、例２２の主題は、任意選択で、第１のレーザパルスが、パターン境界に沿って標的領域の横方向周辺部に向けて繰返し送出され、第２のレーザパルスが、横方向に標的領域の中心のより近くに印加されることを含む。
【0030】
例２４では、例１９～２３のいずれか１つ以上の主題は、任意選択で、レーザファイバの遠位部分が、コントローラによって提供される制御信号に従って螺旋パターンで横方向に変位されることを含む。
【0031】
例２５では、例１９～２３のいずれか１つ以上の主題は、任意選択で、レーザファイバの遠位部分が、コントローラによって提供される制御信号に従って蛇行パターンで横方向に変位されることを含む。
【0032】
例２６では、例１９～２３のいずれか１つ以上の主題は、任意選択で、レーザファイバの遠位部分が、コントローラによって提供される制御信号に従ってジグザグパターンで横方向に変位されることを含む。
【0033】
例２７では、例１９～２３のいずれか１つ以上の主題は、任意選択で、レーザファイバの遠位部分が、コントローラによって提供される制御信号に従って星形パターンで横方向に変位されることを含む。
【0034】
例２８では、例１９～２７のいずれか１つ以上の主題は、任意選択で、標的領域の少なくとも一部分の形態または組成のうちの少なくとも１つに関する情報を使用して、異なる標的横方向位置を含む標的パターンを選択または制御することを含む。
【0035】
例２９では、例１９～２８のいずれか１つ以上の主題は、任意選択で、標的領域の中心のより近くに１つ以上のレーザパルスを送出する前に、標的領域の横方向周辺部に向かって１つ以上のレーザパルスを送出するように、指定のパターンで横方向に変位されるようにレーザファイバの遠位部分を作動させるように、制御信号を送出または受信することを含む。
【0036】
例３０は、内視鏡を動かす必要なく、標的の方へレーザビームの少なくとも横方向の向きを変えることを可能にするための内視鏡を介したレーザ療法のためのレーザ療法システムであり、システムは、内視鏡の長手方向通路を通って延びるように構成されたレーザファイバと、内視鏡の長手方向通路内で横方向に変位された複数の利用可能な位置のうちの選択された位置において、レーザファイバの遠位部分を少なくとも横方向に位置決めするように、制御信号を送出または受信する手段とを備える。
【0037】
例３１では、例３０の主題は、任意選択で、レーザファイバが、レーザファイバを介して第１および第２のレーザパルスを提供するように、コントローラ回路によって制御されるレーザ源に結合され、第２のレーザパルスが、第１のレーザパルスより高いエネルギーを含み、内視鏡の横方向の位置を変える必要なく、第１のレーザパルスが送出されるときより、第２のパルスが横方向に標的の中心の近くに送出されることを含む。
【0038】
この概要は、本出願の教示のいくつかの概説であり、本主題の排他的または網羅的な取扱いであることを意図したものではない。本主題に関するさらなる詳細は、詳細な説明および添付の特許請求の範囲に見られる。本開示の他の態様は、以下の詳細な説明を読んで理解し、その一部を形成する図面を見ることによって、当業者には明らかであり、詳細な説明および図面は各々、限定的に解釈されるべきではない。本開示の範囲は、添付の特許請求の範囲およびその法的均等物によって定義される。
【0039】
図面では、必ずしも原寸に比例して描かれておらず、異なる図において、同様の番号は類似の構成要素を説明することができる。異なる文字の添え字を有する同様の番号は、類似している異なる事例を表すことができる。
【図面の簡単な説明】
【0040】
【図1A】内視鏡システムの部分の側面断面図である。
【図1B】横方向アクチュエータおよびレーザファイバの端面図である。
【図1C】スタビライザを含む横方向アクチュエータおよびレーザファイバの端面図である。
【図1D】内視鏡システムの部分の側面断面図である。
【図1E】内視鏡システムの部分の側面断面図の様々な例を示す図である。
【図1F】内視鏡システムの部分の側面断面図の様々な例を示す図である。
【図1G】内視鏡システムの部分の側面断面図の様々な例を示す図である。
【図1H】標的から反射されたフィードバック信号を使用して内視鏡の遠位端に対するレーザファイバの位置を制御および調整するシステムの例を示す図である。
【図1I】標的から反射されたフィードバック信号を使用して内視鏡の遠位端に対するレーザファイバの位置を制御および調整するシステムの例を示す図である。
【図2】内視鏡システムの部分の側面断面図である。
【図3】異なるレーザエネルギーの使用のグラフである。
【図4A】たとえば内視鏡を動かす必要なく横方向に作動させることができるレーザビームの変動する空間的または空間時間的な軌跡の様々な例を示す図である。
【図4B】たとえば内視鏡を動かす必要なく横方向に作動させることができるレーザビームの変動する空間的または空間時間的な軌跡の様々な例を示す図である。
【図4C】たとえば内視鏡を動かす必要なく横方向に作動させることができるレーザビームの変動する空間的または空間時間的な軌跡の様々な例を示す図である。
【図4D】たとえば内視鏡を動かす必要なく横方向に作動させることができるレーザビームの変動する空間的または空間時間的な軌跡の様々な例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0041】
本明細書は、砕石術または他のレーザ手術もしくは治療中に石の断片化を制御するという問題に対処するのを助けることができる手法の例について説明しており、この手法は、たとえば内視鏡または他の機器を動かす、または位置を変えることなどの必要なく、内視鏡または他の機器のワーキングチャネルまたは他の長手方向通路の任意の基準長手方向軸などに対して、横方向に位置を決めまたは位置を変えるように作動させることができるレーザファイバを使用することを含むことができる。これにより、複数のパルスまたは複数のパルスのパターンによって、まず異なる標的場所、強度、または両方などで標的石に亀裂を入れまたは他の方法で標的石を準備し、次いで後に送達されるレーザパルスによって所望の場所および強度で石を断片化することを可能にすることができる。これにより、石が体から自然に出るのに十分に小さい破片に砕け、それによって断片除去のための医師による介入の必要を低減、最小化、または回避することを可能にするのを助けることができる。
【0042】
図１Ａは、内視鏡レーザ砕石術システム１００などの内視鏡または類似の医療用治療システムの部分の一例を示す。図１Ａの例では、砕石術システム１００は、少なくとも１つのレーザ源１３０を含むことができ、または少なくとも１つのレーザ源１３０に結合することができる。レーザ源１３０は、レーザファイバ１４０に機械的および光学的に接続することができ、レーザファイバ１４０は、単一の光ファイバまたは光ファイバの束を含むことができる。レーザファイバ１４０は、近位アクセスポート１４２を介して導入されて、内視鏡１１０または類似の機器のワーキングチャネルもしくは他の長手方向通路１４５または内腔内に延びることができる。内視鏡１１０は、近位ハンドル部分１１２および細長い遠位部分１１３を含むことができ、遠位部分１１３は、開口部または切開部などを介して患者に挿入されるように構成することができる。内視鏡１１０は、軟（たとえば、非石灰化）組織または硬（たとえば、石灰化）組織の視覚検査または治療を提供し、ならびに腎臓石もしくは他の石または他の標的を視覚化もしくは破壊または他の方法で治療するのに有用となり得る。
【0043】
図１Ａで、レーザ源１３０は、１つ以上のレーザ源を含むことができ、１つ以上のレーザ源は、たとえばダイオードもしくはダイオード励起ツリウムファイバレーザ、ホルミウムレーザ、緑色光レーザ、ＹＡＧレーザ、または他のタイプのレーザを含むことができる。レーザ源１３０は、可変エネルギー強度のレーザ出力を提供するように構成することができる。たとえば、「照準」ビームの提供または軟（たとえば、非石灰化）組織の治療などのためには、より低いエネルギー強度を使用することができ、硬（たとえば、石灰化）組織または石などのための「治療」ビームを提供するためには、１つ以上のより高いエネルギー強度を使用することができる。所望の治療パルスエネルギー強度を指定のレベルに確立、調整、または調節することなどのために、たとえばパルスごとに、または標的場所に依存して、複数のより高いエネルギー強度の治療ビームレベルを提供することができる。
【0044】
図１Ａで、内視鏡１１０は、視覚化および照射光学系を含むことができ、またはそれらを提供することができ、そのような光学系は、たとえば視覚化光路１６０および照射光路１５０を含むことができ、視覚化光路１６０および照射光路１５０の各々は、内視鏡１１０の近位ハンドル部分１１２から内視鏡１１０の遠位端部などへ、内視鏡１１０の細長い本体１１３に沿って長手方向に延びることができる。内視鏡１１０の近位ハンドル部分１１２またはその近くなどの視覚化光路１６０に、接眼レンズまたはカメラまたは撮像ディスプレイ１１５を提供または結合することができ、そのような接眼レンズまたはカメラまたは撮像ディスプレイ１１５は、たとえば内視鏡１１０の遠位端またはその近くで標的領域１１７のユーザまたは機械による視覚化を可能にすることができる。そのような標的領域１１７は、光１７０によって照射することができ、光１７０は、たとえば照射光路１５０の近位端で照射光源１１８によって提供することができ、照射光路１５０の遠位端から放出することができ、またはたとえば、電力を提供するように長手方向に延びる電気導体などによって、内視鏡の遠位端もしくはその近くに位置することができるＬＥＤもしくは他の照射源から放出することができる。
【0045】
図１Ａで、内視鏡１１０は、長さを有する細長い遠位本体部分１１３を含むことができる。内視鏡１１０は、その長さに沿って延びるワーキングチャネルもしくは長手方向通路１４５または他の内腔を含むことができる。内視鏡１１０は、剛性（たとえば、組織を有する領域に挿入されるとき、長い管状の解剖学的組織への挿入に十分な円柱強度を有する剛性の内視鏡であるときなどは剛性）、または可撓性（たとえば、尿管または胆管区域などの曲がりくねった解剖学的領域の輪郭をたどるときなどは可撓性）を有することができる。ワーキングチャネルもしくは長手方向通路１４５または他の内腔は、ワーキングチャネルもしくは長手方向通路１４５または他の内腔を通って延びる中心長手方向軸などの基準長手方向軸を画定することができ、その軸は、内視鏡１１０の遠位部分１１３がまっすぐであるときはまっすぐであり、内視鏡１１０の遠位部分１１３が屈曲しているとき（たとえば、内視鏡が可撓性を有する実装）は屈曲している。内視鏡１１０の遠位部分１１３では、中心長手方向軸は、ワーキングチャネルもしくは長手方向通路１４５または他の内腔を通って長手方向に延びるように画定することができる。
【0046】
本手法は、長手方向通路１４５に対して、たとえばレーザファイバ１４０が延びる内視鏡１１０のワーキングチャネルもしくは長手方向通路１４５または他の内腔の中心長手方向軸などの基準長手方向軸に対して、少なくとも横方向にレーザファイバ１４０の遠位部分の位置を決めまたは位置を変える能力を提供することを含むことができる。これにより、ユーザが、標的石を視野に入れ、レーザファイバ１４０の標的とした状態で、視覚化光路１６０を介して標的領域を観察し、長手方向通路１４５内の内視鏡１１０の遠位部分を位置決めすることを可能にすることができる。次いで、レーザファイバ１４０が延びる内視鏡１１０のワーキングチャネルもしくは長手方向通路１４５または他の内腔内の横方向に異なる場所において、レーザファイバ１４０の遠位部分の位置を決めまたは位置を変えることなどによって、石の異なる横方向場所を標的とすることができる。たとえば、これにより、内視鏡１１０の遠位部分１１３の長手方向通路１４５の中心長手方向軸に直交して延びるものとして画定することができるＸＹ平面上の格子などの所望の位置において、レーザファイバ１４０の遠位部分を選択的に位置決めすることを可能にすることができる。
【0047】
たとえば内視鏡１１０の遠位部分１１３の長手方向通路１４５内で長手方向通路１４５に対して、レーザファイバ１４０の遠位部分の横方向の位置決めまたは位置変えを作動させるために、アクチュエータ１８５を含むことができ、アクチュエータ１８５は、たとえば内視鏡の遠位端またはその近くに位置することができる。これにより、内視鏡１１０を曲げたりまたは横方向に動かしたりする必要なく、レーザファイバ１４０の標的の走査または他の横方向の調整を可能にすることができる。コントローラ回路１２０は、レーザファイバ１４０の横方向位置を確立するようにアクチュエータ１８５を遠隔で制御するために、電気通信バス１２７などを介して、アクチュエータ１８５と電気通信することができる。電気通信バス１２７は、アクチュエータ１８５と接続するように、またはアクチュエータ１８５への電気コンタクトと接続するように、レーザファイバ１４０に沿って延びる電気接続、または内視鏡１１０の本体の遠位部分１１３内に延びる電気接続を含むことができる。
【0048】
アクチュエータ１８５は、内視鏡１１０の横方向の位置を変える必要なく、異なる横方向位置から内視鏡１１０を介してレーザエネルギーを送達することを可能にするために、内視鏡１１０の遠位部分１１３の長手方向通路１４５内でレーザファイバ１４０の遠位部分の位置を決めまたは位置を変えるように制御することができる。本明細書では、レーザファイバ１４０の遠位部分のそのような位置決めまたは位置変えについて、例示および説明の概念を明確にするために、中心長手方向軸または他の基準長手方向軸などの長手方向の基準軸に関して説明する。しかし、アクチュエータ１８５によるレーザファイバ１４０の遠位部分のそのような横方向の位置決めまたは位置変えは、長手方向通路１４５自体の内径（ＩＤ）などの横方向内寸を含む、別の好適な固定の基準場所に対して行うこともできる。
【0049】
アクチュエータ１８５は、複数の利用可能な横方向位置のうちの選択された横方向位置にレーザファイバ１４０の遠位部分を配置するように、レーザファイバ１４０の遠位部分の位置決めまたは動きを作動させるように動作することができる。レーザファイバ１４０の遠位部分の動きは、内視鏡１１０またはレーザ源１３０を動かす必要なく作動および案内することができる。ユーザが静止した視覚化経路１６０を介して内視鏡１１０の所与の位置または場所において標的領域１１７の視覚化を維持することを可能にすることによって、レーザファイバ１４０の遠位部分によって（レーザファイバ１４０の遠位部分を長手方向通路１４５内で長手方向通路１４５に対して横方向に動かすことなどによって）、ユーザが位置を決めることおよび標的を決めることを容易にするとともに、精密に標的を決めること、標的を変えること、または両方を実現することができる。
【0050】
アクチュエータ１８５は、長手方向通路１４５内または内視鏡１１０に対するレーザファイバ１４０の遠位部分の横方向の位置決めを作動させるように、レーザファイバ１４０および内視鏡１１０の一方または両方に接続または他の方法で動作可能に結合することができる。たとえば、アクチュエータ１８５は、内視鏡１１０のワーキングチャネルもしくは他の長手方向通路１４５、または内視鏡１１０が基準枠として働くことができる別の基準場所に対して、レーザファイバ１４０の横方向の位置決めを作動または他の方法で可能にするために、電磁要素、静電要素、圧電要素、または他の作動要素のうちの１つ以上を含むことができる。
【0051】
たとえば、図１Ｂは、アクチュエータ１８５の一部分の一例の端面図を示し、アクチュエータ１８５は、たとえば長手方向通路１４５内に位置することができ、たとえば円形の周辺内径を有することができる。図１Ｂに示すように、アクチュエータ１８５は、少なくとも１つの永久磁石または電磁石１９０を含むことができ、少なくとも１つの永久磁石または電磁石１９０は、たとえばレーザファイバ１４０の遠位部分に取り付けることができる。１つ以上の永久磁石または電磁石１９０は、アクチュエータ１８５によって生成される磁場または電磁場の影響を受けることができる。そのような磁場または電磁場は、横方向に変位された複数の場所（図１Ｂに点状のＸ－Ｙ格子によって概念的に示す）のうちの１つにおいて、レーザファイバ１４０の遠位部分の横方向の位置決めまたは位置変えを作動させるように生成することができる。そのような磁場または電磁場は、少なくとも１つの永久磁石または電磁石１９１を介して生成することができ、少なくとも１つの永久磁石または電磁石１９１は、たとえば長手方向通路１４５内または内視鏡１１０の本体内で長手方向通路１４５の周辺内径またはその近くなど、長手方向通路１４５に対して所望の場所に取り付けることができる。そのような磁場または電磁場の影響を使用して、内視鏡１１０の長手方向通路１４５などの内視鏡１１０の固定の基準枠に対して、レーザファイバ１４０の遠位部分を指定の横方向位置へ横方向に動かすことができる。
【0052】
図１Ｃは、アクチュエータ１８５の一部分の一例を示し、任意選択で、横方向の動きまたは位置決めのそのような電磁作動を、機械的スタビライザまたは位置決めステージ１９２と組み合わせて、それによって支援することができ、機械的スタビライザまたは位置決めステージ１９２は、たとえば溝または凹部を含むことができ、そのような溝または凹部は、たとえば明確に画定された複数の安定した横方向の場所を提供するのを助けることができ、レーザファイバ１４０は、アクチュエータ１８５によって電磁的に位置を決めまたは位置を変えられていないとき、それらの場所に「静止」することができる。たとえば、明確に画定された指定の距離だけ分離されている半円形の円板状のスタビライザステージ１９２内の一連の線形の溝が、一連の利用可能な横方向位置を画定することができ、それらの横方向位置にレーザファイバ１４０（または２次係合機構）を機械的に安定させることができ、それらの横方向位置から、サブ標的レーザパルスを標的物体に向かって放出することができる。そのような線形の並進は、永久磁石または電磁石１９１Ａ－Ｂの線形作動による永久磁石または電磁石１９０（レーザファイバ１４０に取り付けられる）に対する影響を制御することによって作動させることができ、永久磁石または電磁石１９１Ａ－Ｂは、たとえばステージ１９２において、利用可能な横方向位置の線形の配置の端部に向かって位置することができる。長手方向通路１４５の周辺部の周りに分散するように取り付けることができる１つ以上の永久磁石または電磁石１９４によるステージ１９２に取り付けられた１つ以上の永久磁石または電磁石１９３に対する影響を制御することによって、機械的スタビライザステージ１９２を回転方向に作動させることで、内視鏡１１０の横方向の位置を変える必要なく、回転平面の横方向の位置決めをさらに提供することができ、極座標におけるレーザファイバ１４０によるサブ標的を可能にすることができる。明確に画定された指定の距離だけ分離されたスタビライザ内の溝のＸ－Ｙ配置は、デカルト座標における平面の横方向の位置決めおよびサブ標的のために利用可能な横方向位置の平面行列も同様に画定することができる。２次係合機構または機械的スタビライザもしくは位置決めステージ１９２の実例は、とりわけ爪またはラックアンドピニオン配置を含むことができる。
【0053】
アクチュエータ１８５は、追加または別法として、レーザファイバ１４０の遠位部分と内視鏡１１０によって提供される固定の基準枠との間で引力もしくは反発静電力または両方を使用して、そのような固定の基準枠に対するレーザファイバ１４０の遠位部分の横方向の位置を決めまたは位置を変えることができる。任意選択で、本明細書に記載するように、横方向の動きのそのような静電作動を、機械的スタビライザまたは位置決めステージ１９２と組み合わせて、それによって支援することができる。
【0054】
アクチュエータ１８５は、追加または別法として、圧電または強誘電性材料を使用して、レーザファイバ１４０の遠位部分と内視鏡１１０によって提供される固定の基準枠との間に力を与えて、そのような固定の基準枠に対するレーザファイバ１４０の遠位部分の横方向の位置を決めまたは位置を変えることができる。任意選択で、本明細書に記載するように、横方向の動きのそのような圧電または強誘電作動を、機械的スタビライザまたは位置決めステージ１９２と組み合わせて、それによって支援することができる。機械的スタビライザまたは位置決めステージ１９２は、任意選択で、腎臓石もしくは他の石または他の標的物体へ超音波または他の機械的衝撃エネルギーを送達するために内視鏡１１０に含みまたは導入することができる機械的砕石術デバイスの一部とすることができる。これにより、ユーザが標的物体の低減または除去または整形に関する特定のタスクまたは目標を実現するためのさらなる柔軟性を提供することができる追加の砕石療法を提供することができる。
【0055】
概して、レーザファイバ１４０の遠位部分と内視鏡１１０によって提供される固定の基準枠との間に力を与えることが可能な任意のアクチュエータ１８５が、単独で、または任意選択で機械的スタビライザもしくは位置決めステージと組み合わせて企図される。制御回路１２０などを介して遠隔で制御されるようにアクチュエータ１８５を構成することによって、レーザファイバ１４０の遠位部分のそのような横方向の位置決めまたは位置変えにより、そのような内視鏡１１０または他の機器の位置を変える必要なく、内視鏡１１０または他の機器の遠位端近くに位置する標的物体上の複数の場所のサブ標的を可能にすることができる。これは、ユーザにとって有用であり、ユーザは、１つ以上の個々のレーザパルスのエネルギーレベルを調節することを含めて、標的物体の様々な所望の場所において所望の空間時間的な一連のレーザパルスまたはレーザパルスシーケンスを送達するためにそのようなサブ標的を使用しながら、標的物体を視野内で維持することができる。これにより、ユーザが、所望の空間的または空間時間的シーケンスで所望のエネルギーを所望の場所へ送達することを可能にすることができ、それにより、標的物体が最終的にどれだけ断片化されるかを判定するのを助けることができる。そうすることによって、１つ以上の所望の断片化特性を促進または取得することができる。これにより、断片化後のタスクまたは合併症を軽減することができる。
【0056】
アクチュエータ１８５は、入力電圧または他の制御信号に従った角度または方向にレーザファイバ１４０の前縁を向けるように、スキャナとして動作させることができる。アクチュエータ１８５は、（内視鏡１１０を動かす必要なく）指定の空間的または空間時間的パターンに沿ってレーザビームパルスを放出するようにレーザファイバ１４０の前縁１４１を向けるように制御することができ、たとえば空間的または空間時間的パターン内のそのようなサブ標的場所のうちの１つ以上において、たとえばパルスごとにレーザパルスエネルギー強度を調整する能力を含むことができる。一例では、そのような利用可能なサブ標的場所間の距離は、レーザファイバ１４０の直径以上とすることができる。別の例では、そのようなサブ標的場所間の距離は、レーザファイバ１４０の直径より小さくすることができ、たとえば複数の利用可能なサブ標的場所の中で隣接するサブ標的場所から送達されるパルスの重複を可能にすることができる。
【0057】
レーザ源１３０は、レーザファイバ１４０を介して標的物体に向かって、変動するレーザ出力を提供するように構成することができ、そのようなレーザ出力は、たとえば、標的のための低いエネルギーの連続波レーザ出力、または調整可能に可変のより高いエネルギーでのパルスレーザ出力を含むことができる。一例では、レーザ源１３０を使用した内視鏡１１０の最初の位置および標的は、単独で、または他の情報とともに使用することができる。たとえば、そのような他の情報は、標的石または物体の１つ以上のサブ標的場所の空間的または空間時間的パターンの１つ以上の特性を確立するために、ユーザインターフェースを介してユーザによって提供することができる。たとえば、レーザ源１３０によって提供される標的または照準レーザビームを使用することによって、ユーザは、標的石または物体の中心を選択することができる。そのような標的位置情報は、制御回路１２０によって記録することができ、標的石または物体の１つ以上のサブ標的場所の適当な空間的または空間時間的パターンを開始するために使用することができ、これはたとえば、少なくとも部分的に、標的石または物体の中心へのユーザによる最初の標的に基づくことができる。同様に、ユーザは、レーザ源１３０によって提供される標的レーザビームを使用して、標的中心および標的石または物体の周辺部の１つ以上の場所を選択することができ、制御回路１２０は、そのような情報を記録し、そのような情報を使用して、標的石または物体の１つ以上のサブ標的場所の適当な空間的または空間時間的パターンを確立することができ、これはたとえば、少なくとも部分的に、標的石または物体の中心および周辺部へのそのようなユーザによる最初の標的に基づくことができる。１つ以上のユーザインターフェースデバイスまたはセンサなどを介して、他のユーザ入力情報または手術前もしくは手術間の撮像情報を制御回路１２０へ提供することができ、たとえば標的石もしくは物体またはその環境の１つ以上の特性に関する情報を提供することができる。そのような情報は、そのような単次元または多次元の情報に基づいてサブ標的の適当な空間的または空間時間的パターンを選択するために、制御回路１２０によって使用することができる。そのような選択は、本質的にアルゴリズムによることができ、たとえば、加重もしくは混合情報を含むことができ、または機械学習もしくは人工知能技法を使用して、１つ以上の類似の特性を明らかにする他の標的石もしくは物体もしくは標的環境を含む訓練データに基づいて、サブ標的の適当な空間的もしくは空間時間的パターンを選択することができる。
【0058】
図１Ｄは、システム１００が光ファイバ１４０を含むことができる一例を示し、光ファイバ１４０は、たとえば内視鏡１１０の中心または他の長手方向軸から斜めに向けることができる弓状部分または他の軸外屈曲部１４３もしくは湾曲部を含むことができる遠位部分を含むことができる。屈曲部１４３は、レーザファイバ１４０が延びる内視鏡１１０のワーキングチャネルもしくは他の長手方向通路１４５または他の内腔の内径（ＩＤ）によって画定される範囲内、またはさらにはその外側において、１つ以上の場所をサブ標的とするために、単独で、またはアクチュエータ１８５によって提供される横方向の位置決めとともに使用することができる。追加または別法として、アクチュエータ１８５は、任意選択で、サブ標的のためにレーザファイバ１４０の屈曲遠位部分を回転させるための回転作動能力を含むことができる。アクチュエータ１８５は、完全に内視鏡１１０の遠位部分に位置する必要はない。代わりに、アクチュエータ１８５の一部分は、レーザファイバ１４０の屈曲したまたはまっすぐな遠位部分の所望の向きを取得するように、レーザファイバ１４０を回転または振動させるために、近位ハンドル１１２に位置することができる。追加または別法として、アクチュエータ１８５は、任意選択で、本明細書に説明するように、電磁、静電、圧電などによって、サブ標的のためのレーザファイバ１４０の遠位部分の屈曲を調整するために、屈曲作動能力を含むことができる。追加または別法として、そのような回転作動、屈曲作動、または横方向作動のうちの１つ以上によって、サブ標的場所、サブ標的周辺境界、または両方を制御することができる。そのような様々な作動は、本明細書に説明するように、レーザ標的（たとえば、連続する波）またはレーザ治療（たとえば、パルス）中に有用であり、内視鏡１１０またはレーザ源１３０を動かす必要はない。
【0059】
図１Ｅから図１Ｇは、レーザファイバ１４０を内視鏡１１０の遠位端に対して様々な位置へ長手方向に軸方向に並進させることができるシステム１００の一例を示す。図１Ｅおよび図１Ｆに示すように、レーザファイバ１４０のそのような軸方向並進は、アクチュエータ１８５に対する長手方向の軸方向並進（たとえば、摺動）を含むことができる。これにより、アクチュエータ１８５が内視鏡１１０内に留まることを可能にし、レーザファイバ１４０の横方向の位置決めまたは位置変えを提供しながら、それでもなお軸方向にレーザファイバ１４０の位置を変える自由を可能にすることができ、これはたとえば、内視鏡１１０のワーキングチャネルまたは他の内腔の遠位端から外方へ突出することを含むことができ、またはたとえば、内視鏡１１０のワーキングチャネルもしくは他の長手方向通路１４５もしくは内腔と同一平面になるように、もしくは内視鏡１１０のワーキングチャネルもしくは他の長手方向通路１４５もしくは内腔内でわずかに引き込まれるように、後退させることを含むことができる。レーザファイバ１４０の遠位面１４１の軸方向並進位置にかかわらず、レーザファイバ１４０はそれでもなお、内視鏡１１０の長手方向通路１４５または他の固定の基準枠に対して横方向に調整可能に位置決めすることができる。レーザファイバ１４０の遠位部分の横方向の位置決めは、複数の利用可能な横方向位置（たとえば、図１Ｂの点状の格子によって示すものなど）から選択することができる。レーザファイバ１４０の横方向の動きは、内視鏡１１０またはレーザ源１３０を動かすことなく案内することができる。図１Ｅは、内視鏡１１０から体内へ延びるように、たとえば所望の治療部位へのレーザファイバ１４０の位置決めを実現するように、レーザファイバ１４０の遠位面１４１を長手方向に並進および位置決めすることができる一例である。
【0060】
いくつかの例では、レーザファイバ１４０の異なる運動をそれぞれ作動および制御するために、２つ以上のアクチュエータを使用することができる。図１Ｇは、内視鏡内に２つの別個のアクチュエータを備えるシステム１００の一例を示す。図１Ｇに示す例では、第１のアクチュエータ１８５Ａが、レーザファイバ１４０の長手方向の軸方向並進を制御することができ、異なる第２のアクチュエータ１８５Ｂが、レーザファイバ１４０の横方向の位置決めを制御することができる。
【0061】
図１Ｈおよび図１Ｉは、標的から反射されたフィードバック信号を使用して、内視鏡１１０の遠位端に対するレーザファイバ１４０の位置を制御および調整するシステム１００の例を示す。フィードバック信号は、標的（たとえば、光１７０）の電磁放射に応答して生じさせることができる。図１Ｈで、標的は、光路１６０を通した内視鏡カメラまたは撮像デバイス１２５の視野内に位置する。標的の電磁放射に応答して、標的から反射された信号を、内視鏡カメラまたは撮像デバイス１２５によって収集することができる。標的の撮像データは、光路１６０を通ってフィードバックアナライザ１８２へ伝送することができる。フィードバックアナライザ１８２は、撮像データから１つ以上の分光特性を生成するように構成された分光計を含むことができる。コントローラ回路１２０は、１つ以上の分光特性を使用して、レーザ源１３０のレーザ設定を調整することができる。フィードバックアナライザ１８２は、レーザファイバ１４０の遠位端と標的との間の距離をさらに計算することができる。コントローラ回路１２０は、レーザファイバ１４０の遠位端と標的との間の計算された距離に基づいて、ファイバ遠位端の位置を調整するように、アクチュエータ１８５を制御することができる。たとえば、計算された距離が所望のレーザ発射範囲（指定のマージン内）を超過する場合、コントローラ回路１２０は、ファイバ遠位端が標的に対してレーザ発射範囲内に到達するまで、レーザファイバ１４０を標的に向かって摺動させるようにアクチュエータ１８５を制御するための制御信号を生成することができる。いくつかの例では、フィードバックアナライザ１８２からの標的の分光情報は、アクチュエータ１８５を介したレーザファイバ１４０の動きおよび位置を判定するために、コントローラ回路１２０によって使用することができる。
【0062】
光路１６０から撮像信号を伝送することに加えて、またはその代わりに、いくつかの例では、標的から反射された信号は、別個の光路を通って収集および伝送することができる。図１Ｉで、レーザファイバ１４０を使用して、レーザビームを標的へ送達し、標的の分光データを再びフィードバックアナライザ１８２へ伝送することができる。光スプリッタ１８３が、反射されたフィードバック信号をフィードバックアナライザ１８２へ向けることができる。フィードバックアナライザ１８２は、１つ以上の分光特性を分光信号から生成することができ、コントローラ回路１２０は、１つ以上の分光特性を使用して、レーザ源１３０のレーザ設定を調整することができる。図１Ｈを参照した上記の議論と同様に、フィードバックアナライザ１８２は、レーザファイバ１４０の遠位端と標的との間の距離をさらに計算することができる。コントローラ回路１２０は、計算された距離に基づいて、任意選択でフィードバックアナライザ１８２からの標的の分光情報とともに、ファイバ遠位端の位置を調整するように、アクチュエータ１８５を制御することができる。
【0063】
図２は、システム１００に類似したシステム２００の部分の一例を示し、レーザ源１３０は、２つのレーザ源の組合せを含むことができ、たとえば治療レーザビーム（たとえば、パルス化されたより高いエネルギー）を提供することができる治療レーザ源２１０と、照準ビーム（たとえば、連続波のより低いエネルギー）を提供することができる照準レーザ源２２０とを含むことができる。治療ビーム２１０は、調整可能または可変エネルギーのレーザパルスを含むことができる。たとえば、より低いエネルギーパルスを使用して、所望または指定の空間的または空間時間的パターンなどに従って、まず石または他の標的の標的表面に亀裂を形成することができる。次いで、１つ以上のより高いエネルギーパルスを使用して、石または他の標的を断片化することができ、たとえば前に確立された亀裂に沿って断片化する傾向をもつように付勢することができる。そうすることによって、結果として生じる断片の形態をより良好に制御することができる。
【0064】
一例では、治療ビームは、調整可能または可変エネルギーのレーザパルスを送達する代わりに、またはそれに加えて、可変のピークパワーで送達することができるレーザエネルギーを含むことができる。たとえば、特定のパルス幅および一定の振幅でレーザエネルギーを送達する代わりに、ある係数だけパルス幅を増大させ、振幅を同じ係数だけ減少させることができ、その結果、同じ量のレーザエネルギーを異なるパワーレベルで送達することができる。レーザパルスのシーケンスにおいて、可変エネルギーおよび可変パワーをともにまたは別個に使用することができ、たとえば所望の空間時間的パターンに従って標的領域へ送達することができる。たとえば、長いパルス幅を有する低いピークパワーは、標的石の熱的劣化の加速を助けるために、標的石内の有機または無機物質を蒸発させるのを助けることができる（たとえば、シュウ酸カルシウム一水和物の結晶の場合、より低い温度でレーザエネルギーを送達することで、エネルギーがより大きい深さまで貫入するのを助けることができる）。より低いピークパワーのレーザエネルギー（たとえば、長いパルス幅を有する）の送達後、所望される場合、標的石内に熱勾配を生じさせるように、レーザエネルギーをより高いピークパワーのより短いパルス幅で送達することができる。
【0065】
図３は、たとえばより低いエネルギーパルス３１０およびより高いエネルギーのレーザパルス３２０を含むことができる、異なるパルスエネルギーまたはパワーレベルを有するレーザパルスの空間時間的シーケンスの使用の空間時間的グラフ３００を示す。図３で、シーケンスは、グラフのＸ方向に時間を表すが、石または他の標的上の場所「Ａ」および「Ｂ」によって注釈が付けられている。この例では、場所「Ａ」は、石または他の標的の中心またはその近くにあり、場所「Ｂ」は、石または他の標的の周辺部またはその近くにある。場所「Ａ」と場所「Ｂ」との間に送出されるレーザパルスは、アクチュエータ１８５を使用することを含むことができるなど、レーザファイバ１４０が場所「Ａ」から場所「Ｂ」へ並進させられているとき、またはレーザファイバ１４０が場所「Ｂ」から場所「Ａ」へ並進させられているときに送出されるパルスを示す。より低いエネルギーパルス３１０は、標的石を断片化することなく、標的石に亀裂を引き起こすように選択することができる。したがって、図３で、そのようなより低いエネルギーパルス３１０を送出することができ、場所「Ａ」から始まり、石の中心に向かって、次いで石の周辺部に向かって場所「Ｂ」へ進み、次いで石の中心の場所「Ａ」へ戻り、その時点で、標的石の断片化の最初の試行において、より高いエネルギーパルス３２０を送達することができる。より高いエネルギーパルス３２０によるそのような断片化が成功しなかった場合、さらなるより低いエネルギーパルス３１０を送達することができ、石の中心に向かう場所から石の周辺部に向かって場所「Ｂ」へ進み、次いで石の中心の場所「Ａ」へ戻り、その時点で、標的石の断片化の第２の試行において、別のより高いエネルギーパルス３２０を送達することができる。さらなる反復も可能である。石の周辺部に向かう同じまたは異なる場所「Ｂ」は、様々な反復に対して使用することができ、異なる反復における異なる場所「Ｂ」が、場所「Ａ」からそのような異なる周辺の場所「Ｂ」へのそのような経路に沿って、複数の亀裂を生じさせる。近隣組織に対するより高いエネルギーパルス３２０の影響を最小にすることなどのために、石の中心に向かうときのみ、より高いエネルギーパルス３２０を使用することが好ましいことがある。図３に示す空間時間的パターンは、上記で説明したように、制御回路１２０を使用して遠隔制御することなどができるアクチュエータ１８５などを使用して取得することができる１つのそのようなパターンの実例である。
【0066】
図４Ａ～図４Ｄは、ユーザによって内視鏡１１０の位置を変える必要なく、制御回路１２０を使用して遠隔で制御することなどができる、アクチュエータ１８５を使用して取得することができる空間的または空間時間的パターンの例を示す。本明細書に説明したように、レーザファイバ１４０のそのような横方向の位置決め作動は、極座標などに従ってサブ標的を提供するために、回転方向の位置決め作動に付随して行うことができる。
【0067】
図４Ａで、標的石の周辺部の周辺場所「Ｂ」から始めて、より低いエネルギーレーザパルスを送出することができ、そのようなパルスは、中心の場所「Ａ」に向かって螺旋経路４１０に沿って印加することができ、より低いエネルギーパルスによるその処置後、事前に亀裂を入れたまたは事前に弱くした標的石を断片化するために、中心の場所「Ａ」においてより高いエネルギーパルスを送出することができる。本明細書に説明したように、複数の反復が可能であり、たとえば任意選択で、エネルギーまたはパワーレベルのうちの１つ以上を変動させることもできる。
【0068】
図４Ｂで、周辺の場所「Ｂ」から始めて、より低いエネルギーレーザパルスを送出することができ、蛇行経路４２０に沿って引き続き送出することができる。最初の経路上で、または蛇行経路の完了後に、標的石の中心の場所「Ａ」またはその近くで、より高いエネルギーレーザパルス「Ａ」を印加することができる。本明細書に説明したように、さらなる反復も可能であり、たとえば同じまたは異なる周辺の場所「Ｂ」またはその近くで始めることができ、たとえば任意選択で、エネルギーまたはパワーレベルのうちの１つ以上を変動させることもできる。
【0069】
図４Ｃで、周辺の場所「Ｂ」から始めて、より低いエネルギーレーザパルスを送出することができ、線形セグメントの「星形」経路に沿って引き続き送出することができ、たとえば周辺の場所「Ｂ」から周辺の場所「Ｃ」、周辺の場所「Ｄ」、周辺の場所「Ｅ」、周辺の場所「Ｆ」、周辺の場所「Ｂ」へ進むことができる。次いで、より高いエネルギーレーザパルスを、中心の場所「Ａ」へ向けて送出することができる。
【0070】
図４Ｄで、周辺の場所「Ｂ」から始めて、より低いエネルギーレーザパルスを送出することができ、標的石を横切ってジグザグパターン４４０に沿って進むことができる。次いで、より高いエネルギーレーザパルスを、中心の場所「Ａ」へ向けて送出することができる。本明細書に説明したように、さらなる反復も可能であり、たとえば同じまたは異なる周辺の場所「Ｂ」またはその近くで始めることができ、たとえば任意選択で、エネルギーまたはパワーレベルのうちの１つ以上を変動させることもできる。
【0071】
上記の説明は、内視鏡機器を介した砕石術を伴う使用事例を強調している。しかし、本技法は、他の低侵襲機器（たとえば、腹腔鏡、関節鏡など）を使用して、またはさらには開腹手術中のガイドを使用して適用することもできる。ガイドデバイスを動かす必要のない本レーザサブ標的は、砕石術以外の医療用治療技法、またはレーザ手術もしくはレーザエネルギーの標的送達を伴う他の用途にも使用することができる。標的は、腎臓石、胆管石、胆嚢石、または他の石だけではなく、骨もしくは軟骨または他の硬組織もしくは軟組織も含むことができる。
【0072】
標的が標的石ではなく切除または凝固されるべき組織を含む組織切除の例では、切断もしくは凝固のうちの１つ以上を促進するために、またはこれらの２つまたは他の物体間を均衡もしく他の形で調整するために、所望の空間時間的パターンで、パルス、連続波などの１つ以上のレーザ源から、固定もしくは可変のエネルギー、固定もしくは可変のパワー、または固定もしくは可変の波長レーザエネルギーを提供することを含むことができる。
【0073】
上記の詳細な説明は、詳細な説明の一部を形成する添付の図面への参照を含む。図面は、例示を目的として、本発明を実施することができる特有の実施形態を示す。本明細書では、これらの実施形態を「例」とも呼ぶ。そのような例は、図示または記載の要素以外の要素を含むことができる。しかし、本発明者らは、図示または記載の要素のみが提供される例も企図する。さらに、本発明者らは、特定の例（またはその１つ以上の態様）に対して、または本明細書に図示もしくは記載の他の例（またはその１つ以上の態様）に対して、図示または記載の要素の任意の組合せまたは並べ替えを使用する例（またはその１つ以上の態様）も企図する。
【0074】
本明細書と引用して組み入れる何らかの文献との間で使用が一貫しない場合、本明細書の使用が優先する。
【0075】
本明細書では、「ａ」または「ａｎ」という用語は、特許文献でよく見られるように、「少なくとも１つ」または「１つ以上」といういかなる他の事例または使用にも依存することなく、１つまたは１つ以上を含むために使用される。本明細書では、「または（ｏｒ）」という用語は、非排他的な「ｏｒ」を指すために使用され、したがって「ＡまたはＢ」は、別途指示されない限り、「ＢではなくＡ」、「ＡではなくＢ」、および「ＡおよびＢ」を含む。本明細書では、「含む」および「ｉｎ ｗｈｉｃｈ」という用語は、「備える」および「ｗｈｅｒｅｉｎ」というそれぞれの用語の平易な英語の均等物として使用される。また、以下の特許請求の範囲では、「含む」および「備える」という用語はオープンエンドであり、すなわち、ある請求項でそのような用語の後に列挙される要素以外の要素を含むシステム、デバイス、物品、組成物、構成、またはプロセスも、その請求項の範囲内に入ると見なされる。さらに、以下の特許請求の範囲では、「第１」、「第２」、および「第３」などの用語は、ラベルとしてのみ使用され、それらの対象に数値要件を課すことを意図したものではない。
【0076】
上記の説明は、制限ではなく例示を意図したものである。たとえば、上述した例（またはその１つ以上の態様）は、互いに組み合わせて使用することができる。当業者などであれば、上記の説明を検討することで、他の実施形態を使用することもできる。要約書は、読者が技術的開示の本質を迅速に確かめることを可能にするために提供される。要約書は、特許請求の範囲の範囲または意味を解釈または限定するために使用されるものではないことを理解した上で提出される。また、上記の詳細な説明では、本開示を簡素化するために、様々な特徴がグループ化されていることがある。これは、特許請求されていない開示の特徴がいずれかの請求項にとって不可欠であることを意図すると解釈されるべきではない。逆に、本発明の主題は、特定の開示する実施形態のすべての特徴より小さい範囲にあることもある。したがって、以下の特許請求の範囲は、本明細書によって、例または実施形態として詳細な説明に組み込まれており、各請求項は、別個の実施形態として単独で成立しており、そのような実施形態は、様々な組合せまたは並べ替えで互いに組み合わせることができることが企図される。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲を参照して、そのような特許請求の範囲が与えられる均等物の完全な範囲とともに決定されるべきである。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図1D】
【図1E】
【図1F】
【図1G】
【図1H】
【図1I】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【手続補正書】
【提出日】2022-05-17
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
内視鏡の横方向の位置を変える必要なく、異なる横方向位置から内視鏡を介してレーザエネルギーを送達することを可能にするレーザ療法システムであって、前記内視鏡の長手方向通路を介して患者に挿入されるように構成された遠位部分を含むレーザファイバを備え、
前記レーザファイバの前記遠位部分が、前記内視鏡の前記長手方向通路内で横方向に変位された複数の利用可能な位置のうちの選択された位置において、前記長手方向通路内で前記長手方向通路に対して調整可能に少なくとも横方向に位置決めされるように作動可能であることを特徴とするレーザ療法システム。
【請求項2】
請求項１に記載のシステムであって、前記レーザファイバの前記遠位部分が屈曲部を含むことを特徴とするシステム。
【請求項3】
請求項２に記載のシステムであって、前記レーザファイバの前記遠位部分が前記長手方向通路の周りを回転可能であることを特徴とするシステム。
【請求項4】
請求項１～３のいずれか１項に記載のシステムであって、前記レーザファイバが、前記レーザファイバを介して第１のレーザパルスおよび第２のレーザパルスを提供するように、コントローラ回路によって制御されるレーザ源に結合されるように構成され、前記第２のレーザパルスが、前記第１のレーザパルスより高いエネルギーを含み、前記内視鏡の横方向の位置を変える必要なく、前記第１のレーザパルスが送出されるときより、前記第２のパルスが横方向に標的の中心の近くに送出されることを特徴とするシステム。
【請求項5】
請求項１～４のいずれか１項に記載のシステムであって、コントローラ回路によって提供される制御信号に従って指定のパターンで、前記レーザファイバの前記遠位部分の横方向変位を作動させるように構成された少なくとも１つのアクチュエータを備えることを特徴とするシステム。
【請求項6】
請求項５に記載のシステムであって、前記レーザファイバの前記遠位部分が、前記少なくとも１つのアクチュエータに対して長手方向に並進可能になるようにさらに作動可能であることを特徴とするシステム。
【請求項7】
請求項５または６に記載のシステムであって、前記少なくとも１つのアクチュエータが、前記レーザファイバの前記遠位部分の横方向変位を作動させるように構成された第１のアクチュエータと、前記レーザファイバの長手方向並進を作動させるように構成された異なる第２のアクチュエータとを備えることを特徴とするシステム。
【請求項8】
請求項５～７のいずれか１項に記載のシステムであって、前記コントローラ回路が、標的の電磁放射に応答してフィードバック信号を使用して、前記少なくとも１つのアクチュエータを作動させるための前記制御信号を生成するように構成されることを特徴とするシステム。
【請求項9】
請求項８に記載のシステムであって、前記フィードバック信号が、撮像データまたは分光データを含むことを特徴とするシステム。
【請求項10】
請求項８または９に記載のシステムであって、前記コントローラ回路が、前記レーザファイバの遠位端と前記標的との間の距離に関する情報を使用して、前記少なくとも１つのアクチュエータを作動させるための前記制御信号を生成するように構成されることを特徴とするシステム。
【請求項11】
請求項１～１０のいずれか１項に記載のシステムであって、前記レーザファイバの前記遠位部分が、コントローラ回路によって提供される制御信号に従って作動させられたとき、前記長手方向通路内で前記長手方向通路に対して横方向に変位されるように、電磁、静電、または圧電のうちの少なくとも１つで作動可能であることを特徴とするシステム。
【請求項12】
請求項１～１１のいずれか１項に記載のシステムであって、前記レーザファイバが、前記内視鏡の横方向の位置を変える必要なく、標的の周辺部に向かってより低いエネルギーレーザパルスの横方向パターンを提供し、前記標的の中心に向かって少なくとも１つのより高いエネルギーレーザパルスを提供するように、コントローラ回路によって制御されるレーザ源に結合されることを特徴とするシステム。
【請求項13】
請求項１２に記載のシステムであって、前記横方向パターンが、螺旋パターン、蛇行パターン、星形パターン、またはジグザグパターンのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とするシステム。
【請求項14】
請求項１～１３のいずれか１項に記載のシステムであって、前記レーザファイバの前記遠位部分が、前記内視鏡の前記長手方向通路内で横方向に変位された複数の利用可能な位置のうちの選択された位置において、前記長手方向通路内で前記長手方向通路の中心長手方向軸に対して調整可能に少なくとも横方向に位置決めされるように作動可能であることを特徴とするシステム。
【請求項15】
請求項１～１４のいずれか１項に記載のシステムであって、前記レーザファイバの前記遠位部分が、前記内視鏡の前記長手方向通路内で横方向に変位された複数の利用可能な位置のうちの選択された位置において、前記長手方向通路内で前記レーザファイバの中心長手方向軸に対して調整可能に少なくとも横方向に位置決めされるように作動可能であることを特徴とするシステム。
【請求項16】
請求項５～１０のいずれか１項に記載のシステムであって、前記少なくとも１つのアクチュエータが、前記内視鏡を横方向に静止した状態で維持しながら、前記内視鏡の前記長手方向通路内で横方向に変位された複数の利用可能な位置のうちの選択された位置において、前記長手方向通路内で前記長手方向通路に対して調整可能に少なくとも横方向に位置決めされるように、前記レーザファイバの前記遠位部分を作動させるように構成されることを特徴とするシステム。
【請求項17】
請求項１６に記載のシステムであって、前記少なくとも１つのアクチュエータが、前記レーザファイバの前記遠位部分に位置することを特徴とするシステム。
【請求項18】
請求項１６に記載のシステムであって、前記少なくとも１つのアクチュエータが、前記レーザファイバの近位部分に位置することを特徴とするシステム。
【請求項19】
内視鏡を動かす必要なく、標的の方へレーザビームの少なくとも横方向の向きを変えることを可能にするための内視鏡を介したレーザ療法のためのレーザ療法システムであって、
前記内視鏡の長手方向通路を通って延びるように構成されたレーザファイバと、
前記内視鏡の前記長手方向通路内で横方向に変位された複数の利用可能な位置のうちの選択された位置において、前記レーザファイバの遠位部分を少なくとも横方向に位置決めするように、制御信号を送出または受信する手段とを備えることを特徴とするシステム。
【請求項20】
請求項１９に記載のシステムであって、前記レーザファイバが、前記レーザファイバを介して第１のレーザパルスおよび第２のレーザパルスを提供するように、コントローラ回路によって制御されるレーザ源に結合され、前記第２のレーザパルスが、前記第１のレーザパルスより高いエネルギーを含み、前記内視鏡の横方向の位置を変える必要なく、前記第１のレーザパルスが送出されるときより、前記第２のパルスが横方向に前記標的の中心の近くに送出されることを特徴とするシステム。
【国際調査報告】