(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】2023-02-22
(54)【発明の名称】レーザ駆動リソプラスティ装置のためのマルチプレクサ
(51)【国際特許分類】
A61B 18/26 20060101AFI20230215BHJP
A61M 25/10 20130101ALI20230215BHJP
G02B 6/42 20060101ALI20230215BHJP
G02B 6/35 20060101ALI20230215BHJP
G02F 1/33 20060101ALI20230215BHJP
【ＦＩ】
A61B18/26
A61M25/10
G02B6/42
G02B6/35
G02F1/33
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022537300
(86)(22)【出願日】2020-12-14
(85)【翻訳文提出日】2022-08-12
(86)【国際出願番号】 US2020064846
(87)【国際公開番号】W WO2021126762
(87)【国際公開日】2021-06-24
(31)【優先権主張番号】63/013,975
(32)【優先日】2020-04-22
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】17/118,427
(32)【優先日】2020-12-10
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】62/950,014
(32)【優先日】2019-12-18
(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】521549268
【氏名又は名称】ボルト メディカル インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100079108
【弁理士】
【氏名又は名称】稲葉 良幸
(74)【代理人】
【識別番号】100109346
【弁理士】
【氏名又は名称】大貫 敏史
(74)【代理人】
【識別番号】100117189
【弁理士】
【氏名又は名称】江口 昭彦
(74)【代理人】
【識別番号】100134120
【弁理士】
【氏名又は名称】内藤 和彦
(72)【発明者】
【氏名】クック，クリストファー，エー．
(72)【発明者】
【氏名】バチャール，ジェラルド，ディー．
(72)【発明者】
【氏名】シュルタイス，エリック
(72)【発明者】
【氏名】モッサイェビ，ミナ
(72)【発明者】
【氏名】シエ，ウェンジエ
(72)【発明者】
【氏名】リウ，ユ
【テーマコード（参考）】
2H137
2H141
2K102
4C026
4C267
【Ｆターム（参考）】
2H137AB04
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2H137DB08
2H141MB01
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2H141MG10
2K102AA30
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4C267AA09
4C267BB02
4C267BB26
4C267BB27
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(57)【要約】
患者（１０９）の体（１０７）内の血管壁（１０８Ａ）内の又は血管壁（１０８Ａ）に隣接する血管病変（１０６Ａ）を治療するためのカテーテルシステム（１００）は、光エネルギーを発生させる単一の光源（１２４）と、第１の光ガイド（１２２Ａ）及び第２の光ガイド（１２２Ａ）と、マルチプレクサ（１２８）とを含む。第１の光ガイド（１２２Ａ）及び第２の光ガイド（１２２Ａ）はそれぞれ、光源（１２４）からの光エネルギーを選択的に受け取るように構成される。マルチプレクサ（１２８）は、源ビーム（１２４Ａ）の形態で光源（１２４）から光エネルギーを受け取り、光源（１２４）からの光エネルギーを、個々のガイドビーム（１２４Ｂ）の形態で、第１の光ガイド（１２２Ａ）及び第２の光ガイド（１２２Ａ）のそれぞれに選択的に導く。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
患者の体内の血管壁内の又は血管壁に隣接する血管病変を治療するためのカテーテルシステムであって、光エネルギーを発生させる単一の光源を含むカテーテルシステムにおいて、前記光源から光エネルギーを選択的に受け取るようにそれぞれ構成される第１の光ガイド及び第２の光ガイドと、
源ビームの形態で前記光源から前記光エネルギーを受け取り、前記光源からの前記光エネルギーを、個々のガイドビームの形態で、前記第１の光ガイド及び前記第２の光ガイドのそれぞれに選択的に導くマルチプレクサと
を備える、カテーテルシステム。
【請求項2】
前記マルチプレクサが、前記光源から前記光エネルギーを受け取り、前記光源からの前記光エネルギーを、個々のガイドビームの形態で、前記第１の光ガイド及び前記第２の光ガイドのそれぞれに同時に導く、請求項１に記載のカテーテルシステム。
【請求項3】
前記マルチプレクサが、前記光源から前記光エネルギーを受け取り、前記光源からの前記光エネルギーを、個々のガイドビームの形態で、前記第１の光ガイド及び前記第２の光ガイドのそれぞれに順次導く、請求項１に記載のカテーテルシステム。
【請求項4】
前記マルチプレクサが、前記源ビームを第１のガイドビーム及び第２のガイドビームに分割する光学素子を含む、請求項１～３のいずれか一項に記載のカテーテルシステム。
【請求項5】
前記マルチプレクサが、前記第１のガイドビームを前記第１の光ガイド上に、前記第２のガイドビームを前記第２の光ガイド上に集束させるように構成される結合光学部品をさらに含む、請求項４に記載のカテーテルシステム。
【請求項6】
前記第１のガイドビーム及び前記第２のガイドビームが、それらの間にある角度を有して、前記結合光学部品に入射する、請求項５に記載のカテーテルシステム。
【請求項7】
前記光学素子が、前記源ビームを前記第１のガイドビーム及び前記第２のガイドビームに分割するビームスプリッタの形態で設けられる、請求項４～６のいずれか一項に記載のカテーテルシステム。
【請求項8】
前記第１のガイドビームが、前記ビームスプリッタから前記結合光学部品の方へ導かれ、前記第２のガイドビームが、前記ビームスプリッタから、前記第２のガイドビームを前記結合光学部品の方に方向を変えるように位置付けられたリダイレクタの方へ導かれ、前記結合光学部品が、前記第１のガイドビームを前記第１の光ガイド上に集束させて、前記第２のガイドビームを前記第２の光ガイド上に集束させるように構成される、請求項７に記載のカテーテルシステム。
【請求項9】
前記光学素子が、部分的に反射する入力面と、後面と、無反射の出口面とを含み、前記入力面に衝突した源ビームが、前記源ビームを、前記結合光学部品の方へ導かれる第１のガイドビームと、前記入力面を通して前記後面の方へ伝達され、前記後面に反射し、前記出口面を通して前記結合光学部品の方へ導かれる第２のガイドビームとに分割する、請求項５又は６に記載のカテーテルシステム。
【請求項10】
前記光学素子が、不完全な平行四辺形である、請求項９に記載のカテーテルシステム。
【請求項11】
前記光学素子が、前記源ビームを受け取り、前記源ビームを、第１の偏光を有する前記第１のガイドビームと前記第１の偏光とは異なる第２の偏光を有する前記第２のガイドビームとに分割する偏光ビームスプリッタを含む、請求項４～６のいずれか一項に記載のカテーテルシステム。
【請求項12】
前記マルチプレクサが、前記第１のガイドビーム及び前記第２のガイドビームのそれぞれが前記偏光ビームスプリッタの方へ再び導かれる前に、前記第１のガイドビーム及び前記第２のガイドビームのそれぞれの方向を変える複数のリダイレクタをさらに含む、請求項１１に記載のカテーテルシステム。
【請求項13】
前記複数のリダイレクタが、４つのリングミラーを含む、請求項１２に記載のカテーテルシステム。
【請求項14】
前記複数のリダイレクタが、２つのコーナーキューブを含む、請求項１２に記載のカテーテルシステム。
【請求項15】
前記複数のリダイレクタが、第１の反射面と第２の反射面とを含み、前記偏光ビームスプリッタ、前記第１の反射面、及び前記第２の反射面がすべて、単一の光学素子に統合される、請求項１２に記載のカテーテルシステム。
【請求項16】
前記第１のガイドビーム及び前記第２のガイドビームが、（ｉ）前記ガイドビームを再結合して、前記第１の光ガイド及び前記第２の光ガイドの一方に導くことができるように同一直線上で重なり合う、（ｉｉ）前記第１のガイドビームが前記第１の光ガイドの方に導かれ、前記第２のガイドビームが前記第２の光ガイドの方に導かれるように平行で重なり合わない、及び（ｉｉｉ）前記第１のガイドビームが前記第１の光ガイドの方へ結合光学部品で集束させることができ、前記第２のガイドビームが前記第２の光ガイドの方へ結合光学部品で集束させることができるように互いに対して小さい角度で伝播するのうちの１つであるように、前記複数のリダイレクタが、位置付けられて、互いに対して位置合わせされる、請求項１２～１５のいずれか一項に記載のカテーテルシステム。
【請求項17】
第１のガイドビームが前記第１の光ガイドに導かれ、第２のガイドビームが前記第２の光ガイドに導かれるように、前記マルチプレクサの動作を制御するように構成されるプロセッサを含むシステムコントローラをさらに備える、請求項１～１６のいずれか一項に記載のカテーテルシステム。
【請求項18】
前記システムコントローラが、光エネルギーのパルスの形態の単一の源ビームを発生させるために前記光源の動作を制御するようにさらに構成される、請求項１７に記載のカテーテルシステム。
【請求項19】
前記光源、前記システムコントローラ、及び前記マルチプレクサのそれぞれに電力を供給するように構成される電源をさらに備える、請求項１７又は１８に記載のカテーテルシステム。
【請求項20】
前記光源がレーザを含む、請求項１～１９のいずれか一項に記載のカテーテルシステム。
【請求項21】
カテーテルシャフトと、前記カテーテルシャフトに結合されたバルーンとをさらに備え、前記バルーンがバルーン内部を画定するバルーン壁を含み、前記バルーンが前記バルーン内部にバルーン流体を保持するように構成され、前記第１の光ガイド及び前記第２の光ガイドが、前記バルーン内部に少なくとも部分的に位置付けられる、請求項１～２０のいずれか一項に記載のカテーテルシステム。
【請求項22】
前記バルーンが、膨張状態に膨らませるために、前記バルーン流体で選択的に膨張可能であり、前記バルーンが前記膨張状態であるとき、前記バルーン壁が、前記血管病変に略隣接して位置付けられるように構成される、請求項２１に記載のカテーテルシステム。
【請求項23】
前記第１の光ガイド及び前記第２の光ガイドが、前記光源から前記光エネルギーを受け取り、前記バルーン内部の前記バルーン流体にプラズマを発生させるために、前記光源からの前記光エネルギーを前記バルーン内部に案内し、前記プラズマの発生が、急激なバブル形成を引き起こし、前記血管病変に隣接する前記バルーン壁に圧力波を与える、請求項２２に記載のカテーテルシステム。
【請求項24】
前記マルチプレクサを含むシステムコンソールをさらに備え、前記第１の光ガイド及び前記第２の光ガイドが、前記システムコンソールに機械的に結合される、請求項１～２３のいずれか一項に記載のカテーテルシステム。
【請求項25】
ガイド結合ハウジングをさらに備え、前記第１の光ガイド及び前記第２の光ガイドのそれぞれのガイド近位端が、前記ガイド結合ハウジング内に保持される、請求項１～２４のいずれか一項に記載のカテーテルシステム。
【請求項26】
マルチプレクサの方へ前記光源からの前記光エネルギーを導く誘導光学素子をさらに備える、請求項１～２５のいずれか一項に記載のカテーテルシステム。
【請求項27】
前記第１の光ガイド及び前記第２の光ガイドが、前記カテーテルシステムの使用中、前記光源に対して所定の位置に固定される、請求項１～２６のいずれか一項に記載のカテーテルシステム。
【請求項28】
患者の体内の血管壁内の又は血管壁に隣接する血管病変を治療するための方法であって、単一の光源で光エネルギーを発生させるステップと、
源ビームの形態の前記光源からの前記光エネルギーをマルチプレクサで受け取るステップと、
前記マルチプレクサにより、前記光源からの前記光エネルギーを個々のガイドビームの形態で第１の光ガイド及び第２の光ガイドのそれぞれに導くステップと
を含む、方法。
【請求項29】
前記導くステップが、前記マルチプレクサにより、前記光源からの前記光エネルギーを個々のガイドビームの形態で前記第１の光ガイド及び前記第２の光ガイドのそれぞれに同時に導くことを含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項30】
前記導くステップが、前記マルチプレクサにより、前記光源からの前記光エネルギーを個々のガイドビームの形態で前記第１の光ガイド及び前記第２の光ガイドのそれぞれに順次導くことを含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項31】
前記受け取るステップが、前記マルチプレクサが光学素子を含むことを含み、前記源ビームを前記光学素子で第１のガイドビーム及び第２のガイドビームに分割するステップをさらに含む、請求項２８～３０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項32】
前記受け取るステップが、前記マルチプレクサが結合光学部品を含むことを含み、前記結合光学部品で、前記第１の光ガイド上に前記第１のガイドビームを、及び、前記第２の光ガイド上に前記第２のガイドビームを集束させるステップをさらに含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項33】
前記集束させるステップが、前記第１のガイドビーム及び前記第２のガイドビームが、それらの間にある角度を有して、前記結合光学部品上に入射することを含む、請求項３２に記載の方法。
【請求項34】
前記受け取るステップが、前記光学素子が、前記源ビームを前記第１のガイドビーム及び前記第２のガイドビームに分割するビームスプリッタの形態で提供されることを含む、請求項３１～３３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項35】
前記結合光学部品の方へ前記ビームスプリッタから前記第１のガイドビームを導くステップをさらに含み、前記第２のガイドビームを導くことが、前記結合光学部品の方へ前記第２のガイドビームの方向を変えるように位置付けられたリダイレクタの方へ前記ビームスプリッタから導かれ、前記集束させるステップが、前記結合光学部品で前記第１の光ガイド上に前記第１のガイドビームを集束させることと、前記第２の光ガイド上に前記第２のガイドビームを集束させることとを含む、請求項３４に記載の方法。
【請求項36】
前記受け取るステップが、前記光学素子が部分的に反射する入力面と、後面と、無反射の出口面とを含むことを含み、前記入力面に衝突した前記源ビームが、前記源ビームを、前記結合光学部品の方へ導かれる前記第１のガイドビームと、前記入力面を通して前記後面の方へ伝達され、前記後面に反射し、前記出口面を通して前記結合光学部品の方へ導かれる前記第２のガイドビームとに分割する、請求項３２又は３３に記載の方法。
【請求項37】
前記受け取るステップが、前記光学素子が不完全平行四辺形であることを含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項38】
前記受け取るステップが、前記光学素子が、前記源ビームを受け取り、第１の偏光を有する前記第１のガイドビームと、前記第１の偏光とは異なる第２の偏光を有する前記第２のガイドビームとに前記源ビームを分割する偏光ビームスプリッタを含むことを含む、請求項３１～３３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項39】
前記第１のガイドビーム及び前記第２のガイドビームのそれぞれが前記偏光ビームスプリッタの方へ再び導かれる前に、前記マルチプレクサの複数のリダイレクタで前記第１のガイドビーム及び前記第２のガイドビームのそれぞれの方向を変えるステップをさらに含む、請求項３８に記載の方法。
【請求項40】
前記方向を変えるステップが、前記複数のリダイレクタが４つのリングミラーを含むことを含む、請求項３９に記載の方法。
【請求項41】
前記方向を変えるステップが、前記複数のリダイレクタが２つのコーナーキューブを含むことを含む、請求項３９に記載の方法。
【請求項42】
前記方向を変えるステップが、前記複数のリダイレクタが第１の反射面及び第２の反射面を含むことを含み、前記偏光ビームスプリッタ、前記第１の反射面、及び前記第２の反射面がすべて、単一の光学素子に統合される、請求項３９に記載の方法。
【請求項43】
前記方向を変えるステップが、前記第１のガイドビーム及び前記第２のガイドビームが、（ｉ）前記ガイドビームを再結合して、前記第１の光ガイド及び前記第２の光ガイドの一方に導くことができるように同一直線上で重なり合う、（ｉｉ）前記第１のガイドビームが前記第１の光ガイドの方に導かれ、前記第２のガイドビームが前記第２の光ガイドの方に導かれるように平行で重なり合わない、及び（ｉｉｉ）前記第１のガイドビームが前記第１の光ガイドの方へ前記結合光学部品で集束させることができ、前記第２のガイドビームが前記第２の光ガイドの方へ前記結合光学部品で集束させることができるように互いに対して小さい角度で伝播するのうちの１つであるように、前記複数のリダイレクタが、位置付けられて、互いに対して位置合わせされることを含む、請求項３９～４２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項44】
前記第１のガイドビームが前記第１の光ガイドに導かれ、前記第２のガイドビームが前記第２の光ガイドに導かれるように、プロセッサを含むシステムコントローラで前記マルチプレクサの動作を制御するステップをさらに含む、請求項２８～４３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項45】
光エネルギーのパルスの形態で単一の源ビームを発生させるために、前記システムコントローラで前記光源の動作を制御するステップをさらに含む、請求項４４に記載の方法。
【請求項46】
前記光源、前記システムコントローラ、及び前記マルチプレクサのそれぞれに電源により電力を供給するステップをさらに含む、請求項４４又は４５に記載の方法。
【請求項47】
前記発生させるステップが、前記光源がレーザを含むことを含む、請求項２８～４６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項48】
バルーンをカテーテルシャフトに結合するステップであって、前記バルーンがバルーン内部を画定するバルーン壁を含み、前記バルーンが前記バルーン内部にバルーン流体を保持するように構成される、結合するステップと、前記第１の光ガイド及び前記第２の光ガイドを少なくとも部分的に前記バルーン内部内に位置付けるステップとをさらに含む、請求項２８～４７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項49】
膨張状態に膨らませるために、前記バルーン流体で前記バルーンを選択的に膨張させるステップと、前記バルーンが前記膨張状態であるときに、前記バルーン壁を前記血管病変に略隣接して位置付けるステップとをさらに含む、請求項４８に記載の方法。
【請求項50】
前記バルーン内部の前記バルーン流体にプラズマを発生させるために、前記第１の光ガイド及び前記第２の光ガイドで前記バルーン内部に前記光源から前記光エネルギーを導く前記ステップをさらに含み、前記プラズマの発生が、急激なバブル形成を引き起こし、血管病変に隣接するバルーン壁に圧力波を与える、請求項４９に記載の方法。
【請求項51】
前記マルチプレクサを含むシステムコンソールに前記第１の光ガイド及び前記第２の光ガイドを機械的に結合するステップをさらに含む、請求項２８～５０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項52】
ガイド結合ハウジング内に前記第１の光ガイド及び前記第２の光ガイドのそれぞれのガイド近位端を保持するステップをさらに含む、請求項２８～５１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項53】
誘導光学素子で前記マルチプレクサの方へ前記光源から前記光エネルギーを導くステップをさらに含む、請求項２８～５２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項54】
前記光エネルギーを導くステップが、前記第１の光ガイド及び前記第２の光ガイドが、前記カテーテルシステムの使用中、前記光源に対して所定の位置に固定されていることを含む、請求項２８～５３のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願
本出願は、２０１９年１２月１８日に出願された「MULTIPLEXER FOR LASER-DRIVEN LITHOPLASTY DEVICE」と題される米国仮特許出願第６２／９５０，０１４号、２０２０年４月２２日に出願された「MULTIPLEXER FOR LASER-DRIVEN LITHOPLASTY DEVICE」と題される米国仮特許出願第６３／０１３，９７５号、及び、２０２０年１２月１０日に出願された「MULTIPLEXER FOR LASER-DRIVEN LITHOPLASTY DEVICE」と題される米国特許出願第１７／１１８，４２７号の優先権を主張する。許容される限り、米国仮特許出願第６２／９５０，０１４号及び第６３／０１３，９７５号、並びに、米国特許出願第１７／１１８，４２７号の内容は、参照することにより本明細書にその全体が組み込まれる。
本出願は、２０１９年１２月１８日に出願された「MULTIPLEXER FOR LASER-DRIVEN LITHOPLASTY DEVICE」と題される米国仮特許出願第６２／９５０，０１４号、２０２０年４月２２日に出願された「MULTIPLEXER FOR LASER-DRIVEN LITHOPLASTY DEVICE」と題される米国仮特許出願第６３／０１３，９７５号、及び、２０２０年１２月１０日に出願された「MULTIPLEXER FOR LASER-DRIVEN LITHOPLASTY DEVICE」と題される米国特許出願第１７／１１８，４２７号の優先権を主張する。許容される限り、米国仮特許出願第６２／９５０，０１４号及び第６３／０１３，９７５号、並びに、米国特許出願第１７／１１８，４２７号の内容は、参照することにより本明細書にその全体が組み込まれる。
【背景技術】
【0002】
背景
身体の血管内の血管病変は、心筋梗塞、塞栓症、深部静脈血栓症、脳卒中などの主要な有害事象のリスクの増加と関連する可能性がある。重度に石灰化した血管病変などの重度の血管病変は、臨床状況での医師の治療及び開存性の達成が困難である可能性がある。
身体の血管内の血管病変は、心筋梗塞、塞栓症、深部静脈血栓症、脳卒中などの主要な有害事象のリスクの増加と関連する可能性がある。重度に石灰化した血管病変などの重度の血管病変は、臨床状況での医師の治療及び開存性の達成が困難である可能性がある。
【0003】
血管病変は、いくつか例を挙げれば、薬物療法、バルーン血管形成術、アテレクトミー、ステント留置、血管グラフトバイパスなどの処置を使用して治療されてもよい。このような処置は、必ずしも理想的でないことがあり、又は、病変に対処する後治療を必要とすることがある。
【0004】
リソプラスティ（lithoplasty）は、身体の血管内の血管病変を破壊するための、近年使用されある程度の成功を収めてきている１つの方法である。リソプラスティは、流体充填バルーンカテーテルにおいて血管内で発生する圧力波及びバブル動態の組合せを利用する。特に、リソプラスティ治療の間、高エネルギー源は、プラズマ、及び、最終的に、流体充填バルーン内の圧力波並びに急激なバブル膨張を発生させるために使用され、１つ又は複数の血管病変を含む脈管構造内の治療部位における石灰化を粉砕する。プラズマ開始からの関連する急激なバブル形成、及び、結果として得られるバルーン内の局所的な流体速度は、非圧縮性流体を通して力学的エネルギーを伝送し、バルーン壁に対向する血管内カルシウムに破砕力を与える。バルーン壁に衝突するときの流体運動量の急激な変化は、液圧衝撃又は水撃として知られている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
リソプラスティカテーテルシステム内の治療送達パラメータの血管開存性及び最適化を高めることが継続的に望まれている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
概要
本発明は、血管壁を有する血管内に配置するためのカテーテルシステムを対象とする。カテーテルシステムは、患者の体内の血管壁内の又は血管壁に隣接する血管病変を治療するために使用することができる。カテーテルシステムは光エネルギーを発生させる単一の光源を含む。さまざまな実施形態において、カテーテルシステムは、第１の光ガイド及び第２の光ガイドと、マルチプレクサとを含む。第１の光ガイド及び第２の光ガイドはそれぞれ、光源から光エネルギーを選択的に受け取るように構成される。マルチプレクサは、源ビームの形態で光源から光エネルギーを受け取り、光源からの光エネルギーを、個々のガイドビームの形態で、第１の光ガイド及び第２の光ガイドのそれぞれに選択的に導く。
本発明は、血管壁を有する血管内に配置するためのカテーテルシステムを対象とする。カテーテルシステムは、患者の体内の血管壁内の又は血管壁に隣接する血管病変を治療するために使用することができる。カテーテルシステムは光エネルギーを発生させる単一の光源を含む。さまざまな実施形態において、カテーテルシステムは、第１の光ガイド及び第２の光ガイドと、マルチプレクサとを含む。第１の光ガイド及び第２の光ガイドはそれぞれ、光源から光エネルギーを選択的に受け取るように構成される。マルチプレクサは、源ビームの形態で光源から光エネルギーを受け取り、光源からの光エネルギーを、個々のガイドビームの形態で、第１の光ガイド及び第２の光ガイドのそれぞれに選択的に導く。
【0007】
ある実施形態において、カテーテルシステムは、マルチプレクサが、光源から光エネルギーを受け取り、光源からの光エネルギーを、個々のガイドビームの形態で、第１の光ガイド及び第２の光ガイドのそれぞれに同時に導くように構成される。或いは、他の実施形態において、カテーテルシステムは、マルチプレクサが、光源から光エネルギーを受け取り、光源からの光エネルギーを、個々のガイドビームの形態で、第１の光ガイド及び第２の光ガイドのそれぞれに順次導くように構成される。
【0008】
いくつかの実施形態において、カテーテルシステムは、光エネルギーのパルスの形態の単一の源ビームを発生させるために光源の動作を制御するように構成されるプロセッサを含むシステムコントローラをさらに含む。さらに、システムコントローラは、第１のガイドビームが第１の光ガイドに導かれ、第２のガイドビームが第２の光ガイドに導かれるように、マルチプレクサの動作を制御するようにさらに構成することができる。
【0009】
１つの実施形態において、光源はレーザを含む。
【0010】
ある実施形態において、カテーテルシステムは、カテーテルシャフトと、カテーテルシャフトに結合されるバルーンとをさらに含み、バルーンはバルーン内部を画定するバルーン壁を含み、バルーンはバルーン内部にバルーン流体を保持するように構成される。このような実施形態において、第１の光ガイド及び第２の光ガイドは、バルーン内部に少なくとも部分的に位置付けられる。たとえば、第１の光ガイド及び第２の光ガイドのそれぞれは、バルーン内部に位置付けられるガイド遠位端を含むことができる。
【0011】
いくつかの実施形態において、バルーンは、膨張状態に膨らませるために、バルーン流体で選択的に膨張可能であり、バルーンが膨張状態であるとき、バルーン壁は、血管病変に略隣接して位置付けられるように構成される。さらに、あるこのような実施形態において、第１の光ガイド及び第２の光ガイドは、光源から光エネルギーを受け取り、バルーン内部のバルーン流体にプラズマを発生させるために、光源からの光エネルギーをバルーン内部に案内し、プラズマの発生は、急激なバブル形成を引き起こし、血管病変に隣接するバルーン壁に圧力波を与える。
【0012】
ある実施形態において、マルチプレクサは、源ビームを第１のガイドビーム及び第２のガイドビームに分割する光学素子を含む。いくつかのこのような実施形態において、マルチプレクサは、第１のガイドビームを第１の光ガイド上に、第２のガイドビームを第２の光ガイド上に集束させるように構成される結合光学部品をさらに含む。さらに、このような実施形態において、第１のガイドビーム及び第２のガイドビームは、それらの間にある角度を有して、結合光学部品に入射することができる。
【0013】
いくつかの実施形態において、光学素子は、源ビームを第１のガイドビーム及び第２のガイドビームに分割するビームスプリッタの形態で設けられる。このような実施形態において、第１のガイドビームは、ビームスプリッタから結合光学部品の方へ導かれ、第２のガイドビームは、ビームスプリッタから、第２のガイドビームを結合光学部品の方に方向を変えるように位置付けられたリダイレクタの方へ導かれる。さらに、結合光学部品は、第１のガイドビームを第１の光ガイド上に集束させて、第２のガイドビームを第２の光ガイド上に集束させるように構成される。
【0014】
他の実施形態において、光学素子は、部分的に反射する入力面と、後面と、無反射の出口面とを含む。このような実施形態において、入力面に衝突した源ビームは、源ビームを、結合光学部品の方へ導かれる第１のガイドビームと、入力面を通して後面の方へ伝達され、後面に反射し、出口面を通して結合光学部品の方へ導かれる第２のガイドビームとに分割する。１つのこのような実施形態において、光学素子は不完全な平行四辺形である。
【0015】
さらに他の実施形態において、光学素子は、源ビームを受け取り、源ビームを、第１の偏光を有する第１のガイドビームと第１の偏光とは異なる第２の偏光を有する第２のガイドビームとに分割する偏光ビームスプリッタを含む。このような実施形態において、マルチプレクサは、第１のガイドビーム及び第２のガイドビームのそれぞれが偏光ビームスプリッタの方へ再び導かれる前に、第１のガイドビーム及び第２のガイドビームのそれぞれの方向を変える複数のリダイレクタをさらに含むことができる。１つのこのような実施形態において、複数のリダイレクタは、４つのリングミラーを含む。別のこのような実施形態において、複数のリダイレクタは、２つのコーナーキューブを含む。さらに別のこのような実施形態において、複数のリダイレクタは、第１の反射面と第２の反射面とを含み、ビームスプリッタ、第１の反射面、及び第２の反射面はすべて、単一の光学素子に統合することができる。
【0016】
さらに、さまざまなこのような実施形態において、第１のガイドビーム及び第２のガイドビームが、（ｉ）ガイドビームを再結合して、第１の光ガイド及び第２の光ガイドの一方に導くことができるように同一直線上で重なり合う、（ｉｉ）第１のガイドビームが第１の光ガイドの方に導かれ、第２のガイドビームが第２の光ガイドの方に導かれるように平行で重なり合わない、及び（ｉｉｉ）第１のガイドビームが第１の光ガイドの方へ結合光学部品で集束させることができ、第２のガイドビームが第２の光ガイドの方へ結合光学部品で集束させることができるように互いに対して小さい角度で伝播する、のうちの１つのであるように、複数のリダイレクタは、位置付けられて、互いに対して位置合わせされる。
【0017】
本発明はさらに、患者の体内の血管壁内の又は血管壁に隣接する血管病変を治療するための方法を対象とし、当該方法は、単一の光源で光エネルギーを発生させるステップと、源ビームの形態の光源からの光エネルギーをマルチプレクサで受け取るステップと、マルチプレクサにより、光源からの光エネルギーを個々のガイドビームの形態で第１の光ガイド及び第２の光ガイドのそれぞれに導くステップとを含む。
【0018】
本概要は、本出願の教示の一部の概説であり、本主題を排他的又は網羅的に取り扱うことを意図するものではない。さらなる詳細は、詳細な説明及び添付の特許請求の範囲に見出される。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で当業者に明らかになり、詳細な説明及び図面のそれぞれは、限定的な意味で解釈されるべきではない。本明細書の範囲は、添付の特許請求の範囲及びその法的均等物により定義される。
【0019】
図面の簡単な説明
本発明の新規の特徴並びに本発明自体は、その構造とその動作の両方に関して、付随する説明とともに見られる添付図面から最もよく理解されるであろう。図面中、同様の参照文字は同様の部分を表す。
本発明の新規の特徴並びに本発明自体は、その構造とその動作の両方に関して、付随する説明とともに見られる添付図面から最もよく理解されるであろう。図面中、同様の参照文字は同様の部分を表す。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】さまざまな本明細書の実施形態によるカテーテルシステムの実施形態の概略断面図であり、カテーテルシステムは複数の光ガイドとマルチプレクサとを含む。
【図2】マルチプレクサのある実施形態を含むカテーテルシステムのある実施形態の一部の簡略化された概略図である。
【図3】マルチプレクサの別の実施形態を含むカテーテルシステムの別の実施形態の一部の簡略化された概略図である。
【図4】マルチプレクサのさらに別の実施形態を含むカテーテルシステムのさらに別の実施形態の一部の簡略化された概略図である。
【図5】マルチプレクサの別の実施形態を含むカテーテルシステムの別の実施形態の一部の簡略化された概略図である。
【図6】マルチプレクサのさらに別の実施形態を含むカテーテルシステムのさらに別の実施形態の一部の簡略化された概略図である。
【図7】マルチプレクサの別の実施形態を含むカテーテルシステムの別の実施形態の一部の簡略化された概略図である。
【図8】マルチプレクサのさらに別の実施形態を含むカテーテルシステムのさらに別の実施形態の一部の簡略化された概略図である。
【図9】マルチプレクサの別の実施形態を含むカテーテルシステムの別の実施形態の一部の簡略化された概略図である。
【図10】マルチプレクサのさらに別の実施形態を含むカテーテルシステムのさらに別の実施形態の一部の簡略化された概略図である。
【図11】マルチプレクサの別の実施形態を含むカテーテルシステムの別の実施形態の一部の簡略化された概略図である。
【図12】マルチプレクサのさらに別の実施形態を含むカテーテルシステムのさらに別の実施形態の一部の簡略化された概略図である。
【図13】マルチプレクサの別の実施形態を含むカテーテルシステムの別の実施形態の一部の簡略化された概略図である。
【図14】マルチプレクサのさらに別の実施形態を含むカテーテルシステムのさらに別の実施形態の一部の簡略化された概略図である。
【図15A】マルチプレクサの別の実施形態を含むカテーテルシステムの別の実施形態の一部の簡略化された概略図である。
【図15B】マルチプレクサのさらに別の実施形態を含むカテーテルシステムのさらに別の実施形態の一部の簡略化された概略図である。
【図16A】マルチプレクサの別の実施形態を含むカテーテルシステムの別の実施形態の一部の簡略化された概略図である。
【図16B】マルチプレクサのさらに別の実施形態を含むカテーテルシステムのさらに別の実施形態の一部の簡略化された概略図である。
【図17A】マルチプレクサの別の実施形態を含むカテーテルシステムの別の実施形態の一部の簡略化された概略図である。
【図17B】マルチプレクサのさらに別の実施形態を含むカテーテルシステムのさらに別の実施形態の一部の簡略化された概略図である。
【図18A】マルチプレクサの別の実施形態を含むカテーテルシステムの別の実施形態の一部の簡略化された概略上面図である。
【図19A】マルチプレクサのさらに別の実施形態を含むカテーテルシステムのさらに別の実施形態の一部の簡略化された概略上面図である。
【図20】マルチプレクサの別の実施形態を含むカテーテルシステムの別の実施形態の一部の簡略化された概略図である。
【図21】マルチプレクサのさらに別の実施形態を含むカテーテルシステムのさらに別の実施形態の一部の簡略化された概略図である。
【図22】マルチプレクサの別の実施形態を含むカテーテルシステムの別の実施形態の一部の簡略化された概略図である。
【図23】マルチプレクサのさらにまた別の実施形態を含むカテーテルシステムのさらにまた別の実施形態の一部の簡略化された概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
本発明の実施形態は、さまざまな修正形態及び代替形態になりやすいが、その詳細は一例及び図面として示され、本明細書で詳細に説明される。しかしながら、本発明の範囲は、説明される特定の実施形態に限定されないことが理解される。逆に、本発明は、本明細書の趣旨及び範囲内に含まれる修正形態、均等物、並びに代替形態を網羅するものである。
【0022】
説明
血管病変の治療は、罹患した患者の主要有害事象又は死亡を減少させることができる。本明細書で言及されるように、主要有害事象は、血管病変の存在のために体内のどこでも起こる可能性があるものである。主要有害事象は、主要有害心事象、末梢血管系若しくは中央血管系の主要有害事象、脳の主要有害事象、筋系の主要有害事象、又は、いずれかの臓器の主要有害事象を含むことができるが、これらに限定されるものではない。
血管病変の治療は、罹患した患者の主要有害事象又は死亡を減少させることができる。本明細書で言及されるように、主要有害事象は、血管病変の存在のために体内のどこでも起こる可能性があるものである。主要有害事象は、主要有害心事象、末梢血管系若しくは中央血管系の主要有害事象、脳の主要有害事象、筋系の主要有害事象、又は、いずれかの臓器の主要有害事象を含むことができるが、これらに限定されるものではない。
【0023】
動脈内の石灰沈着などの血管病変の治療に関して、カテーテルバルーンの単一の挿入及び位置決めによって、複数の近接離間した領域を治療できることは一般に有益である。光励起システム内、たとえば、レーザ駆動リソプラスティ装置内で、これが生じることを可能とするために、通常、バルーン内で分散させることができる、治療プロセスのための、複数の出力チャネル、たとえば、光ファイバー及び標的を有することが望ましい。高出力レーザ源は、多くの場合、システムで最も大きく、最も高価な構成要素であるので、光ファイバーごとに専用のレーザ源を有することは、実装要件、消費電力、熱的考察、及び経済的側面を含む多くの理由のために実現しそうにない。このような理由のために、治療目的のために、単一のレーザを複数の異なる光ファイバーに同時に及び／又は順次、多重化することは有利である可能性がある。これにより、各ファイバーで単一のレーザからのレーザ出力のすべて又は特定の部分を使用することが可能になる。
【0024】
よって、カテーテルシステム及び関連する方法は、単一の光源を使用して、石灰化した血管病変及び／又は繊維性の血管病変などの血管病変上に圧力を与えて、血管病変に破砕を引き起こすように設計されたレーザ駆動圧力波発生装置の複数の光ファイバーチャネルに電力を供給する手段を提供するように構成される。より詳細には、本発明は、使い捨ての装置において、単一の光源、たとえば、単一のレーザ源を、複数の光ガイド、たとえば、光ファイバーチャネルの１つ又は複数に多重化するマルチプレクサを含む。
【0025】
高エネルギー光パルスを伝送するために光ファイバーを使用することの問題の１つは、物理的損傷の懸念及び誘導ブリルアン散乱（ＳＢＳ）などの非線形プロセスの両方のために、光ファイバーで搬送できるエネルギー量にかなりの制限がある可能性があることである。この理由のため、任意の単一のファイバーを通して過剰なエネルギーを導くことなく、一度に送達できるエネルギー量を増加させるために、複数のファイバー、すなわち、光ガイドに同時にアクセスする選択肢を有することは有利であることがある。本発明はさらに、単一の安定した光源を、可変数の複数の光ガイドを通して順次送ることを可能にする。
【0026】
さまざまな実施形態において、本明細書に開示されるカテーテルシステム及び関連する方法は、患者の体内の血管内に又は血管に隣接して位置する治療部位における、石灰化した血管病変又は線維性の血管病変などの血管病変へ進むように構成されるカテーテルを含むことができる。カテーテルは、カテーテルシャフトと、カテーテルシャフトに結合及び／又は固定される膨張可能バルーンとを含む。バルーンは、バルーン内部を画定するバルーン壁を含むことができる。バルーンは、患者の脈管構造を通してカテーテルを進めるのに好適な収縮状態から、治療部位に対して所定の位置にカテーテルを固定するのに好適な膨張状態まで膨らませるために、バルーン内部にバルーン流体を受けるように構成することができる。
【0027】
カテーテルシステムは、カテーテルシャフトに沿って、バルーンのバルーン内部に配設される複数の光ガイドも含む。各光ガイドは、血管病変を破壊するためにバルーン内で圧力波を発生させるために構成することができる。特に、カテーテルシステムは、治療部位に位置するバルーン内に配設される光ガイドのガイド遠位端における又はその近くにおけるバルーンのバルーン内部のバルーン流体において局所的なプラズマを作るために、光源からの光エネルギーを利用する。よって、光ガイドは、時には「プラズマジェネレータ」と呼ぶことができる、又は、治療部位に位置するバルーンのバルーン内部に位置付けられる光ガイドのガイド遠位端に又はその近くに「プラズマジェネレータ」を組み込むと言うことができる。局所的なプラズマの作成は、圧力波を開始することができ、最大サイズに急速に膨らむことができ、次いで、崩壊時に圧力波を起動することができるキャビテーションイベントを通して散逸することができる１つ又は複数の高エネルギバブルの急速な形成を開始することができる。プラズマ誘起バブルの急速な膨張は、バルーンのバルーン内部に保持されるバルーン流体内に１つ又は複数の圧力波を発生させることができ、それによって、患者の体内の血管壁内の又は血管壁に隣接する治療部位において、血管病変上に圧力波を与えて、血管病変に破砕を引き起こす。複数の光ガイドのそれぞれのガイド遠位端は、治療部位における血管病変を破壊するために圧力波をより効果的に且つ正確に与えるために、バルーンの長さに対して任意の好適な場所に位置付けることができることが理解される。
【0028】
いくつかの実施形態において、光源は、光エネルギーのサブミリ秒のパルスを提供するように構成することができ、バルーン内のバルーン流体においてプラズマ形成を開始し、急激なバブル形成を引き起こし、治療部位においてバルーン壁に圧力波を与える。よって、血管病変上に破砕力を与えるために、圧力波は、機械エネルギーを非圧縮性バルーン流体を通して治療部位に伝送することができる。いかなる特定の理論にも拘束されることは望まないが、病変に破砕を引き起こすために、血管内病変と接触するバルーン壁のバルーン流体運動量の急激な変化が、血管内病変に伝送されると信じられている。
【0029】
重大なことには、上記のように、カテーテルシステム及び関連する方法は、カテーテルバルーンの単一の挿入及び位置決めによって、複数の近接離間した領域の治療を可能にするために、使い捨ての装置において、単一の光源を、光ガイドの１つ又は複数に多重化するマルチプレクサを含む。
【0030】
本明細書で使用される場合、用語「血管内病変」及び「血管病変」は、特に明記しない限り、交換可能に使用される。よって、血管内病変及び／又は血管病変は時には、本明細書では単に「病変」と呼ばれる。
【0031】
当業者は、本発明の以下の詳細説明が単なる例示であり、いかなる意味においても、限定を意図しないことが分かるであろう。本発明の他の実施形態は、本開示の利益を有するそのような当業者にそれらを容易に示唆するであろう。ここで、添付図面で示されるような、本発明の実施態様が詳細に参照される。同一又は類似した名称及び／又は参照インジケータは、同一又は同様の部品を指すために、図面及び以下の詳細説明を通して使用される。
【0032】
明瞭さのために、本明細書で説明される実施態様の一連の特徴のすべてが示されて、説明されることはない。そのような実際の実施態様の開発では、アプリケーション関連及びビジネス関連の制約への準拠などの、開発者の特定の目標を達成するために、数多くの実施態様に特異な決定が行われなければならず、これらの特定の目標は実施態様によって、そして、開発者によって異なることが理解される。さらに、そのような開発努力は複雑で時間がかかるが、それにもかかわらず、本開示の利益を有する当業者にとって、エンジニアリングの日常的な事業であることを理解されたい。
【0033】
本明細書に開示されるカテーテルシステムは、多くの異なる形態を含むことができる。ここで図１を参照すると、さまざまな実施形態によるカテーテルシステム１００の概略断面図が示されている。カテーテルシステム１００は、患者の体内の血管の血管壁内の又は血管壁に隣接する１つ又は複数の血管病変に破砕を引き起こすために、圧力波を与えるのに好適である。図１に示される実施形態において、カテーテルシステム１００は、カテーテル１０２と、１つ又は複数の（好ましくは、複数の）光ガイド１２２Ａを含む光ガイドバンドル１２２と、源マニホールド１３６と、流体ポンプ１３８と、光源１２４、電源１２５、システムコントローラ１２６、グラフィックユーザインターフェース１２７（「ＧＵＩ」）、及びマルチプレクサ１２８のうちの１つ又は複数を含むシステムコンソール１２３と、ハンドル組立体１２９とのうちの１つ又は複数を含むことができる。或いは、カテーテルシステム１００は、図１に関して特に示されて説明されるものよりも多い構成要素又は少ない構成要素を含むことができる。
【0034】
カテーテル１０２は、患者１０９の身体１０７の中の血管１０８の血管壁１０８Ａ内の又は血管壁１０８Ａに隣接する治療部位１０６へ移動するように構成される。治療部位１０６は、たとえば、石灰化した血管病変などの１つ又は複数の血管病変１０６Ａを含むことができる。さらに又は代替的に、治療部位１０６は、線維性の血管病変などの血管病変１０６Ａを含むことができる。
【0035】
カテーテル１０２は、膨張可能バルーン１０４（時には本明細書では単に「バルーン」と呼ばれる）と、カテーテルシャフト１１０と、ガイドワイヤ１１２とを含むことができる。バルーン１０４は、カテーテルシャフト１１０に結合することができる。バルーン１０４は、バルーン近位端１０４Ｐと、バルーン遠位端１０４Ｄとを含むことができる。カテーテルシャフト１１０は、カテーテルシステム１００の近位部１１４からカテーテルシステム１００の遠位部１１６まで延在することができる。カテーテルシャフト１１０は、長手方向軸１４４を含むことができる。カテーテルシャフト１１０は、ガイドワイヤ１１２にわたって移動するように構成されるガイドワイヤ管腔１１８も含むことができる。本明細書で利用されるように、ガイドワイヤ管腔１１８は、ガイドワイヤ１１２が延在する導管を画定する。カテーテルシャフト１１０は、膨張管腔（図示せず）及び／又はさまざまな他の目的のためのさまざまな他の管腔をさらに含むことができる。いくつかの実施形態において、カテーテル１０２は、遠位端開口１２０を有することができ、ガイドワイヤ１１２を収容することができて、カテーテル１０２が移動されて、治療部位１０６に又は治療部位１０６の近くに位置付けられるとき、ガイドワイヤ１１２上を追跡することができる。いくつかの実施形態において、バルーン近位端１０４Ｐは、カテーテルシャフト１１０に結合することができ、バルーン遠位端１０４Ｄは、ガイドワイヤ管腔１１８に結合することができる。
【0036】
バルーン１０４は、バルーン内部１４６を画定するバルーン壁１３０を含む。バルーン１０４は、患者の脈管構造を通してカテーテル１０２を進めるのに好適な収縮状態から、治療部位１０６に対する所定の位置にカテーテル１０２を固定するのに好適な（図１に示されるような）膨張状態に膨らませるために、バルーン流体１３２で選択的に膨張させることができる。別の方法で述べると、バルーン１０４が膨張状態であるとき、バルーン１０４のバルーン壁１３０は、治療部位１０６に、すなわち、治療部位１０６における血管病変１０６Ａに略隣接して位置付けられるように構成される。図１は、膨張状態であるときに、バルーン１０４のバルーン壁１３０が血管１０８の治療部位１０６から離間して示されていることを示しているがこれは単に説明を容易にするために行われていることが理解される。バルーン１０４が膨張状態であるとき、バルーン１０４のバルーン壁１３０は、通常、治療部位１０６に略直接隣接している及び／又は治療部位１０６に当接していることに留意されたい。
【0037】
カテーテルシステム１００での使用に好適であるバルーン１０４は、収縮状態であるときに、患者１０９の脈管構造を通過することができるものを含む。いくつかの実施形態において、バルーン１０４はシリコーンから作られる。他の実施形態において、バルーン１０４は、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、ポリウレタン、PEBAX（商標）材料などのポリマー、ナイロン、又は、任意の他の好適な材料から作ることができる。
【0038】
バルーン１０４は、（膨張状態において）任意の好適な直径を有することができる。さまざまな実施形態において、バルーン１０４は、１ミリメートル（ｍｍ）未満から２５ｍｍまでの範囲の（膨張状態における）直径を有することができる。いくつかの実施形態において、バルーン１０４は、少なくとも１．５ｍｍから１４ｍｍまでの範囲の（膨張状態における）直径を有することができる。いくつかの実施形態において、バルーン１０４は、少なくとも２ｍｍから５ｍｍまでの範囲の（膨張状態における）直径を有することができる。
【0039】
いくつかの実施形態において、バルーン１０４は、少なくとも３ｍｍ～３００ｍｍの範囲の長さを有することができる。より詳細には、いくつかの実施形態において、バルーン１０４は、少なくとも８ｍｍ～２００ｍｍの範囲の長さを有することができる。比較的より長い長さを有するバルーン１０４は、より大きな治療部位１０６に隣接して位置付けられることができ、よって、治療部位１０６の中の正確な場所で、より大きな血管病変１０６Ａ又は複数の血管病変１０６Ａに圧力波を与え、破砕を引き起こすために使用可能であってもよいことが理解される。より長いバルーン１０４は、いずれか１つの所定の時間に、複数の治療部位１０６に隣接して位置付けられることもできることがさらに理解される。
【0040】
バルーン１０４は、約１気圧（ａｔｍ）～７０気圧の膨張圧力まで膨張させることができる。いくつかの実施形態において、バルーン１０４は、少なくとも２０ａｔｍ～６０ａｔｍの膨張圧力まで膨張させることができる。他の実施形態において、バルーン１０４は、少なくとも６ａｔｍ～２０ａｔｍの膨張圧力まで膨張させることができる。さらに他の実施形態において、バルーン１０４は、少なくとも３ａｔｍ～２０ａｔｍの膨張圧力まで膨張させることができる。さらに他の実施形態において、バルーン１０４は、少なくとも２ａｔｍ～１０ａｔｍの膨張圧力まで膨張させることができる。
【0041】
バルーン１０４は、円錐形状、正方形状、長方形状、球面形状、円錐／正方形状、円錐／球面形状、引き延ばされた球面形状、楕円形状、先細形状、骨形状、段差径形状、オフセット形状、又は円錐状オフセット形状を含むが、これらに限定されない、さまざまな形状を有することができる。いくつかの実施形態において、バルーン１０４は、薬剤溶出コーティング又は薬剤溶出ステント構造を含むことができる。薬剤溶出コーティング又は薬剤溶出ステントは、抗炎症薬、抗悪性腫瘍薬、抗血管新生薬などを含む１つ又は複数の治療薬を含むことができる。
【0042】
バルーン流体１３２は、液体又はガスとすることができる。使用に好適なバルーン流体１３２のいくつかの例は、水、生理食塩水、造影剤、フルオロカーボン、パーフルオロカーボン、二酸化炭素などのガス、又は任意の他の好適なバルーン流体１３２のうちの１つ又は複数を含むことができるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態において、バルーン流体１３２が、ベース膨張流体として使用することができる。いくつかの実施形態において、バルーン流体１３２は、約５０：５０の体積比の、生理食塩水と造影剤との混合物を含むことができる。他の実施形態において、バルーン流体１３２は、約２５：７５の体積比の、生理食塩水と造影剤との混合物を含むことができる。さらに他の実施形態において、バルーン流体１３２は、約７５：２５の体積比の、生理食塩水と造影剤との混合物を含むことができる。しかしながら、生理食塩水と造影剤との任意の好適な比率を使用することができることが理解される。バルーン流体１３２は、圧力波の移動速度が適切に操作されるように、組成物、粘度などに基づいて調整することができる。ある実施形態において、本明細書での使用に好適なバルーン流体１３２は生体適合性である。バルーン流体１３２の体積は、選択された光源１２４及び使用されるバルーン流体１３２の種類によって調整することができる。
【0043】
いくつかの実施形態において、造影剤で使用されるコントラスト剤は、イオン性又は非イオン性ヨウ素系コントラスト剤などのヨウ素系コントラスト剤を含むことができるが、これらに限定されるものではない。イオン性ヨウ素系コントラスト剤のいくつかの非限定的な例は、ジアトリゾ酸、メトリゾ酸、イオタラム酸、及びイオキサグル酸を含む。非イオン性ヨウ素系コントラスト剤のいくつかの非限定的な例は、イオパミドール、イオヘキソール、イオキシラン、イオプロミド、イオジキサノール、及びイオベルソールを含む。他の実施形態において、非ヨウ素系コントラスト剤を使用することができる。好適なヨウ素を含有しないコントラスト剤は、ガドリニウム（ＩＩＩ）系コントラスト剤を含むことができる。好適なフルオロカーボン及びパーフルオロカーボン薬剤は、パーフルオロカーボンドデカフルオロペンタン（ＤＤＦＰ、Ｃ５Ｆ１２）などの薬剤を含むことができるが、これらに限定されるものではない。
【0044】
バルーン流体１３２は、電磁スペクトルの紫外領域（たとえば、少なくとも１０ナノメートル（ｎｍ）～４００ｎｍ）、可視領域（たとえば、少なくとも４００ｎｍ～７８０ｎｍ）、又は近赤外領域（たとえば、少なくとも７８０ｎｍ～２．５μｍ）の光を選択的に吸収することができる吸収剤を含むものを含むことができる。好適な吸収剤は、少なくとも１０ｎｍ～２．５μｍのスペクトルに沿った吸収極大を有するものを含むことができる。或いは、バルーン流体１３２は、電磁スペクトルの中赤外領域（たとえば、少なくとも２．５μｍ～１５μｍ）又は遠赤外領域（たとえば、少なくとも１５μｍ～１ｍｍ）の光を選択的に吸収することができる吸収剤を含むことができる。さまざまな実施形態において、吸収剤は、カテーテルシステム１００で使用されるレーザの発光極大と適合する吸収極大を有するものとすることができる。非限定的な例として、本明細書に記載されるさまざまなレーザは、ネオジム：イットリウムアルミニウムガーネット（Ｎｄ：ＹＡＧ、発光極大＝１０６４ｎｍ）レーザ、ホルミウム：ＹＡＧ（Ｈｏ：ＹＡＧ、発光極大＝２．１μｍ）レーザ、又は、エルビウム：ＹＡＧ（Ｅｒ：ＹＡＧ、発光極大＝２．９４μｍ）レーザを含むことができる。いくつかの実施形態において、吸収剤は水溶性とすることができる。他の実施形態において、吸収剤は水溶性ではない。いくつかの実施形態において、バルーン流体１３２で使用される吸収剤は、光源１２４のピーク発光に適合するように調整することができる。少なくとも１０ナノメートル～１ミリメートルの発光波長を有するさまざまな光源１２４が、本明細書の他の場所で論じられる。
【0045】
カテーテル１０２のカテーテルシャフト１１０は、光源１２４と光連通する光ガイドバンドル１２２の１つ又は複数の光ガイド１２２Ａに結合することができる。光ガイド１２２Ａは、カテーテルシャフト１１０に沿って、バルーン１０４内に配設することができる。光ガイド１２２Ａのそれぞれは、バルーン１０４の長さに対して任意の好適な長手方向の位置にあるガイド遠位端１２２Ｄを有することができる。いくつかの実施形態において、各光ガイド１２２Ａは光ファイバーとすることができ、光源１２４はレーザとすることができる。光源１２４は、カテーテルシステム１００の近位部１１４で、光ガイド１２２Ａと光連通することができる。より詳細には、本明細書で詳細に説明されるように、光源１２４は、マルチプレクサ１２８の存在及び動作のために、選択的に、同時に、順次、及び／又は代替的に、任意の望ましい組合せ、順序、及び／又はパターンで光ガイド１２２Ａのそれぞれと光連通することができる。
【0046】
いくつかの実施形態において、カテーテルシャフト１１０は、第１の光ガイド、第２の光ガイド、第３の光ガイドなどの複数の光ガイド１２２Ａに結合することができ、それは、ガイドワイヤ管腔１１８及び／又はカテーテルシャフト１１０のまわりの任意の好適な位置に配設することができる。たとえば、ある非排他的な実施形態において、２つの光ガイド１２２Ａは、ガイドワイヤ管腔１１８及び／又はカテーテルシャフト１１０の周囲で、約１８０度離間させることができる。３つの光ガイド１２２Ａは、ガイドワイヤ管腔１１８及び／又はカテーテルシャフト１１０の周囲で、約１２０度離間させることができる。又は、４つの光ガイド１２２Ａは、ガイドワイヤ管腔１１８及び／又はカテーテルシャフト１１０の周囲で、約９０度離間させることができる。さらに代替的に、複数の光ガイド１２２Ａは、ガイドワイヤ管腔１１８及び／又はカテーテルシャフト１１０の周囲で、互いから均等に離間させる必要はない。より詳細には、光ガイド１２２Ａは、望ましい場所での望ましい効果を実現するために、ガイドワイヤ管腔１１８及び／又はカテーテルシャフト１１０の周囲で均等又は不均等のいずれでも配設することができる。
【0047】
カテーテルシステム１００及び／又は光ガイドバンドル１２２は、近位部１１４で光源１２４と光連通し、遠位部１１６のバルーン１０４のバルーン内部１４６のバルーン流体１３２と光連通する任意の数の光ガイド１２２Ａを含むことができる。たとえば、いくつかの実施形態において、カテーテルシステム１００及び／又は光ガイドバンドル１２２は、１～５個の光ガイド１２２Ａを含むことができる。他の実施形態において、カテーテルシステム１００及び／又は光ガイドバンドル１２２は、５～１５個の光ガイド１２２Ａを含むことができる。さらに他の実施形態において、カテーテルシステム１００及び／又は光ガイドバンドル１２２は、１０～３０個の光ガイド１２２Ａを含むことができる。或いは、さらに他の実施形態において、カテーテルシステム１００及び／又は光ガイドバンドル１２２は、３０個より多い光ガイド１２２Ａを含むことができる。
【0048】
光ガイド１２２Ａは、バルーン内部１４６のバルーン流体１３２においてプラズマ及び／又は圧力波を発生させるために、任意の好適な設計を有することができる。ある実施形態において、光ガイド１２２Ａは、光ファイバー又は可撓性ライトパイプを含むことができる。光ガイド１２２Ａは、薄く、可撓性とすることができ、強度のごくわずかな損失で光信号を送信することができる可能性がある。光ガイド１２２Ａは、その周囲をクラッドによって囲まれるコアを含むことができる。いくつかの実施形態において、コアは、円筒形のコア又は部分的に円筒形のコアとすることができる。光ガイド１２２Ａのコア及びクラッドは、１つ又は複数の種類のガラス、シリカ、又は１つ又は複数のポリマーを含むがこれらに限定されない１つ又は複数の材料から形成することができる。光ガイド１２２Ａは、ポリマーなどの保護被膜も含んでもよい。コアの屈折率はクラッドの屈折率より大きいであろうことが理解される。
【0049】
各光ガイド１２２Ａは、ガイド近位端１２２Ｐから、バルーン内部１４６に位置付けられる少なくとも１つの光窓（図示せず）を有するガイド遠位端１２２Ｄまで、その長さに沿って光エネルギーを案内することができる。
【0050】
光ガイド１２２Ａは、カテーテル１０２のカテーテルシャフト１１０のまわりに及び／又はそれに対して多くの構成を考えることができる。いくつかの実施形態において、光ガイド１２２Ａは、カテーテルシャフト１１０の長手方向軸１４４と平行に走ることができる。いくつかの実施形態において、光ガイド１２２Ａは、カテーテルシャフト１１０に物理的に結合することができる。他の実施形態において、光ガイド１２２Ａは、カテーテルシャフト１１０の外径の長さに沿って配設することができる。さらに他の実施形態において、光ガイド１２２Ａは、カテーテルシャフト１１０の中の１つ又は複数の光ガイド管腔内に配設することができる。
【0051】
光ガイド１２２Ａは、ガイドワイヤ管腔１１８及び／又はカテーテルシャフト１１０の周囲の任意の好適な位置にも配設することができ、光ガイド１２２Ａのそれぞれのガイド遠位端１２２Ｄは、治療部位１０６における血管病変１０６Ａを破壊するために圧力波をより効果的に且つ正確に与えるために、バルーン１０４の長さに対して及び／又はガイドワイヤ管腔１１８の長さに対して、任意の好適な長手方向の位置に配設することができる。
【0052】
ある実施形態において、光ガイド１２２Ａは、１つ又は複数の光音響トランスデューサ１５４を含むことができ、ここで、各光音響トランスデューサ１５４は、それが配設される光ガイド１２２Ａと光連通することができる。いくつかの実施形態において、光音響トランスデューサ１５４は、光ガイド１２２Ａのガイド遠位端１２２Ｄと光連通することができる。さらに、このような実施形態において、光音響トランスデューサ１５４は、光ガイド１２２Ａのガイド遠位端１２２Ｄと対応する及び／又はそれに一致する形状を有することができる。
【0053】
光音響トランスデューサ１５４は、光ガイド１２２Ａのガイド遠位端１２２Ｄで又はその近くで、光エネルギーを音波に変換するように構成される。音波の方向は、光ガイド１２２Ａのガイド遠位端１２２Ｄの角度を変えることによって調整することができる。
【0054】
ある実施形態において、光ガイド１２２Ａのガイド遠位端１２２Ｄに配設される光音響トランスデューサ１５４は、光ガイド１２２Ａのガイド遠位端１２２Ｄと同じ形状を考えることができる。たとえば、ある非排他的な実施形態において、光音響トランスデューサ１５４及び／又はガイド遠位端１２２Ｄは、円錐形状、凸形状、凹形状、球根状形状、正方形状、階段状形状、半円形状、卵形形状などを有することができる。光ガイド１２２Ａは、光ガイド１２２Ａの長さの１つ又は複数の側面に沿って配設される追加の光音響トランスデューサ１５４をさらに含むことができる。
【0055】
いくつかの実施形態において、光ガイド１２２Ａは、光ガイド１２２Ａのガイド遠位端１２２Ｄで又はその近くに位置することができる側面の方へ、及び、バルーン壁１３０の方へ、光ガイド１２２Ａを出るために光エネルギーを導くように構成される光ガイド１２２Ａ内に１つ又は複数のダイバーティング特徴部、すなわち「ダイバータ」（図１に示されない）をさらに含むことができる。ダイバーティング特徴部は、光ガイド１２２Ａから、その軸方向経路から離れて、光ガイド１２２Ａの側面の方へ光エネルギーの向きを変えるシステムの任意の特徴部を含むことができる。さらに、光ガイド１２２Ａはそれぞれ、各光ガイド１２２Ａの長手方向又は周囲の表面に沿って配設され、ダイバーティング特徴部と光連通する１つ又は複数の光窓を含むことができる。別の方法で述べると、ダイバーティング特徴部は、ガイド遠位端１２２Ｄに又はその近くにある側面の方へ光ガイド１２２Ａの光エネルギーを導くように構成することができ、ここで、側面は光窓と光連通する。光窓は、光ガイド１２２Ａの上又はそのまわりの被覆材がない光ガイド１２２Ａの部分などの、光エネルギーが光ガイド１２２Ａ内から光ガイド１２２Ａを出ることを可能にする光ガイド１２２Ａの部分を含むことができる。
【0056】
使用に好適なダイバーティング特徴部の例は、反射素子、屈折素子、及びファイバーディフューザを含む。光ガイド１２２Ａの先端から離れる光エネルギーを集束させるために好適であるダイバーティング特徴部は、凸面、屈折率分布（ＧＲＩＮ）レンズ、及び鏡像焦点レンズを有するものを含むことができるが、これらに限定されるものではない。ダイバーティング特徴部との接触時、光エネルギーは、光ガイド１２２Ａの側面と光連通するプラズマジェネレータ１３３及び光音響トランスデューサ１５４のうちの１つ又は複数へと、光ガイド１２２Ａ内で向きを変えられる。記載したように、次いで、光音響トランスデューサ１５４は、光エネルギーを、光ガイド１２２Ａの側面から離れて広がる音波に変換する。
【0057】
源マニホールド１３６は、カテーテルシステム１００の近位部１１４に又はその近くに位置付けることができる。源マニホールド１３６は、光ガイドバンドル１２２の１つ若しくは複数の光ガイド１２２Ａ、ガイドワイヤ１１２、及び／又は、流体ポンプ１３８と流体連通して結合される膨張導管１４０を受けることができる１つ又は複数の近位端開口を含むことができる。カテーテルシステム１００は、必要に応じて、バルーン流体１３２で、すなわち、膨張導管１４０を介して、バルーン１０４を膨張するように構成される流体ポンプ１３８も含むことができる。
【0058】
上記のように、図１に示される実施形態において、システムコンソール１２３は、光源１２４、電源１２５、システムコントローラ１２６、ＧＵＩ１２７、及びマルチプレクサ１２８のうちの１つ又は複数を含む。或いは、システムコンソール１２３は、特に図１に示されるものより多い構成要素又は少ない構成要素を含むことができる。たとえば、ある非排他的な代替の実施形態において、システムコンソール１２３は、ＧＵＩ１２７なしで設計することができる。さらに代替的に、光源１２４、電源１２５、システムコントローラ１２６、ＧＵＩ１２７、及びマルチプレクサ１２８のうちの１つ又は複数は、システムコンソール１２３の特定の必要性なしに、カテーテルシステム１００内に設けることができる。
【0059】
示されるように、システムコンソール１２３及びそれとともに含まれる構成要素は、カテーテルシステム１００のカテーテル１０２、光ガイドバンドル１２２、及び残りの部分に動作可能に結合される。たとえば、いくつかの実施形態において、図１に示されるように、システムコンソール１２３は、光ガイドバンドル１２２がシステムコンソール１２３に機械的に結合されるコンソール接続開口部１４８（時には概して「ソケット」とも呼ばれる）を含むことができる。このような実施形態において、光ガイドバンドル１２２は、光ガイド１２２Ａのそれぞれの部分、たとえば、ガイド近位端１２２Ｐを収容するガイド結合ハウジング１５０（時には概して「フェルール」とも呼ばれる）を含むことができる。ガイド結合ハウジング１５０は、光ガイドバンドル１２２とシステムコンソール１２３との間の機械的結合を提供するために、コンソール接続開口部１４８内に嵌合して、選択的に保持されるように構成される。
【0060】
光ガイドバンドル１２２は、光ガイド１２２Ａ及び／又は光ガイドバンドル１２２をカテーテルシステム１００の使用中にカテーテル１０２とともに血管１０８に延在するときによりコンパクトな形態とすることができるように、個々の光ガイド１２２Ａのそれぞれをより近くにまとめるガイドバンドラ１５２（又は、「シェル」）も含むことができる。
【0061】
光源１２４は、光ガイドバンドル１２２の光ガイド１２２Ａのそれぞれ、すなわち、光ガイド１２２Ａのそれぞれのガイド近位端１２２Ｐと光連通して、選択的に及び／又は代替的に結合することができる。特に、光源１２４は、任意の望ましい組合せ、順番、順序、及び／又はパターンで、光ガイドバンドル１２２の光ガイド１２２Ａのそれぞれに選択的に及び／又は代替的に導き、それで受けることができるパルス源ビームなどの源ビーム１２４Ａの形態で光エネルギーを発生させるように構成される。より詳細には、本明細書の以下でより詳細に説明されるように、光源１２４からの源ビーム１２４Ａは、マルチプレクサ１２８を通して導かれ、個々のガイドビーム１２４Ｂ（すなわち、「多重ビーム」）は、光ガイドバンドル１２２の光ガイド１２２Ａのそれぞれに選択的に及び／又は代替的に導き、それで受けることができる。特に、光源１２４の各パルス、すなわち、源ビーム１２４Ａの各パルスは、光ガイドバンドル１２２の光ガイド１２２Ａの１つ又は複数に選択的に及び／又は代替的に導かれる１つ又は複数の別個のガイドビーム１２４Ｂ（図１に１つのみ示されている）を発生させるために、マルチプレクサ１２８を通して導くことができる。
【0062】
光源１２４は、任意の好適な設計を有することができる。ある実施形態において、光源１２４は、光ガイド１２２Ａのガイド近位端１２２Ｐに結合するために、小さい点に集束する光源１２４から光エネルギーのサブミリ秒のパルスを提供するように構成することができる。次いで、エネルギーのそのようなパルスは、光ガイド１２２Ａに沿って、バルーン１０４のバルーン内部１４６の場所に導かれ及び／又は案内され、それによって、バルーン１０４のバルーン内部１４６のバルーン流体１３２において、たとえば、光ガイド１２２Ａのガイド遠位端１２２Ｄに位置することができるプラズマジェネレータ１３３を介して、プラズマ形成を引き起こす。特に、光ガイド１２２Ａのガイド遠位端１２２Ｄで放出される光は、バルーン内部１４６のバルーン流体１３２内でプラズマを形成するために、プラズマジェネレータ１３３にエネルギーを与える。プラズマ形成は、急激なバブル形成を引き起こし、治療部位１０６に圧力波を与える。例示的なプラズマ誘起バブル１３４は、図１に示される。
【0063】
さまざまな非排他的な代替の実施形態において、光源１２４からの光エネルギーのサブミリ秒のパルスは、約１ヘルツ（Ｈｚ）～５０００Ｈｚ、約３０Ｈｚ～１０００Ｈｚ、約１０Ｈｚ～１００Ｈｚ、又は、約１Ｈｚ～３０Ｈｚの周波数で、治療部位１０６に送達することができる。或いは、光エネルギーのサブミリ秒のパルスは、５０００Ｈｚより大きい若しくは１Ｈｚ未満より小さくすることができる周波数で、又は、任意の他の好適な範囲の周波数で、治療部位１０６に送達することができる。
【0064】
通常は、光源１２４が光エネルギーのパルスを提供するために利用されるが、光源１２４は、単一の源ビーム１２４Ａ、すなわち、単一のパルス源ビームを提供するとしてさらに記載することができることが理解される。
【0065】
本明細書での使用に好適な光源１２４は、レーザ及びランプを含むさまざまな光源を含むことができる。好適なレーザは、サブミリ秒のタイムスケールのショートパルスレーザを含むことができる。いくつかの実施形態において、光源１２４は、ナノ秒（ｎｓ）のタイムスケールのレーザを含むことができる。レーザは、ピコ秒（ｐｓ）、フェムト秒（ｆｓ）、及びマイクロ秒（μｓ）のタイムスケールのショートパルスレーザも含むことができる。カテーテル１０２のバルーン流体１３２内のプラズマを実現するために採用することができるレーザ波長、パルス幅、及びエネルギーレベルの多くの組合せがあることが理解される。さまざまな非排他的な代替の実施形態において、パルス幅は、少なくとも１０ｎｓ～３０００ｎｓ、少なくとも２０ｎｓ～１００ｎｓ、又は、少なくとも１ｎｓ～５００ｎｓを含む範囲内にあるものを含むことができる。或いは、任意の他の好適なパルス幅範囲を使用することができる。
【0066】
例示的なナノ秒レーザは、ＵＶ～ＩＲスペクトル内のものを含むことができ、約１０ナノメートル（ｎｍ）～１ミリメートル（ｍｍ）の波長にわたる。いくつかの実施形態において、カテーテルシステム１００での使用に好適な光源１２４は、少なくとも７５０ｎｍ～２０００ｎｍの波長で光を発することが可能なものを含むことができる。他の実施形態において、光源１２４は、少なくとも７００ｎｍ～３０００ｎｍの波長で光を発することが可能なものを含むことができる。さらに他の実施形態において、光源１２４は、少なくとも１００ｎｍ～１０マイクロメートル（μｍ）の波長で光を発することが可能なものを含むことができる。ナノ秒レーザは、最大２００ｋＨｚの繰り返し数を有するものを含むことができる。いくつかの実施形態において、レーザは、Ｑスイッチツリウム：イットリウムアルミニウムガーネット（Ｔｍ：ＹＡＧ）レーザを含むことができる。他の実施形態において、レーザは、ネオジム：イットリウムアルミニウムガーネット（Ｎｄ：ＹＡＧ）レーザ、ホルミウム：イットリウムアルミニウムガーネット（Ｈｏ：ＹＡＧ）レーザ、エルビウム：イットリウムアルミニウムガーネット（Ｅｒ：ＹＡＧ）レーザ、エキシマレーザ、ヘリウムネオンレーザ、二酸化炭素レーザ、並びに、ドープされたパルスファイバーレーザを含むことができる。
【0067】
カテーテルシステム１００は、少なくとも１メガパスカル（ＭＰａ）～１００ＭＰａの範囲の最大圧力を有する圧力波を発生させることができる。特定のカテーテルシステム１００によって発生する最大圧力は、光源１２４、吸収材料、バブル膨張、伝播媒体、バルーン材料、及び他の要因に依存する。さまざまな非排他的な代替の実施形態において、カテーテルシステム１００は、少なくとも約２ＭＰａ～５０ＭＰａ、少なくとも約２ＭＰａ～３０ＭＰａ、又は、少なくとも約１５ＭＰａ～２５ＭＰａの範囲の最大圧力を有する圧力波を発生させることができる。
【0068】
圧力波は、カテーテル１０２が治療部位１０６に置かれたときに、エネルギーガイド１２２Ａから半径方向に伸びる少なくとも約０．１ミリメートル（ｍｍ）から約２５ｍｍを超える範囲内の距離から治療部位１０６に与えることができる。さまざまな非排他的な代替の実施形態において、圧力波は、カテーテル１０２が治療部位１０６に置かれたときに、エネルギーガイド１２２Ａから半径方向に伸びる少なくとも約１０ｍｍ～２０ｍｍ、少なくとも約１ｍｍ～１０ｍｍ、少なくとも約１．５ｍｍ～４ｍｍ、又は、少なくとも約０．１ｍｍ～１０ｍｍの範囲内の距離から治療部位１０６に与えられることができる。他の実施形態において、圧力波は、前述の範囲とは異なる別の好適な距離から治療部位１０６に与えることができる。いくつかの実施形態において、圧力波は、少なくとも約０．１ｍｍ～１０ｍｍの距離で、少なくとも約２ＭＰａ～３０ＭＰａの範囲内で、治療部位１０６に与えることができる。いくつかの実施形態において、圧力波は、少なくとも約０．１ｍｍ～１０ｍｍの距離で、少なくとも約２ＭＰａ～２５ＭＰａの範囲から、治療部位１０６に与えることができる。さらに代替的に、他の好適な圧力範囲及び距離を使用することができる。
【0069】
電源１２５は、光源１２４、システムコントローラ１２６、ＧＵＩ１２７、マルチプレクサ１２８、及びハンドル組立体１２９のそれぞれに電気的に結合されて、必要な電力を供給するように構成される。電源１２５は、そのような目的のための任意の好適な設計を有することができる。
【0070】
システムコントローラ１２６は、電源１２５に電気的に結合されて、電源１２５から電力を受け取る。さらに、システムコントローラ１２６は、光源１２４、ＧＵＩ１２７、及びマルチプレクサ１２８のそれぞれに結合され、それぞれの動作を制御するように構成される。システムコントローラ１２６は、少なくとも、光源１２４、ＧＵＩ１２７、及びマルチプレクサ１２８の動作を制御することのために、１つ又は複数のプロセッサ又は回路を含むことができる。たとえば、システムコントローラ１２６は、要望通り、及び／又は、任意の望ましい発射レートで光エネルギーのパルスを発生させるために、光源１２４を制御することができる。その後、次いで、システムコントローラ１２６は、マルチプレクサ１２８を制御することができ、光源１２４、すなわち、源ビーム１２４Ａからの光エネルギーは、望ましい方法で個々のガイドビーム１２４Ｂの形態で光ガイド１２２Ａのそれぞれに選択的に及び／又は代替的に導かれるように、効果的に且つ正確に多重化することができる。
【0071】
システムコントローラ１２６はさらに、治療部位１０６に隣接するカテーテル１０２の位置決め、バルーン流体１３２によるバルーン１０４の膨張などの、カテーテルシステム１００の他の構成要素の動作を制御するように構成することができる。さらに又は代替的に、カテーテルシステム１００は、カテーテルシステム１００のさまざまな動作を制御するために、任意の好適な方法で位置付けることができる１つ又は複数の追加のコントローラを含むことができる。たとえば、ある実施形態において、追加のコントローラ及び／又はシステムコントローラ１２６の一部は、ハンドル組立体１２９内に位置付けることができる、及び／又は、組み込むことができる。
【0072】
ＧＵＩ１２７は、カテーテルシステム１００のユーザ又は操作者がアクセス可能である。さらに、ＧＵＩ１２７は、システムコントローラ１２６に電気的に接続される。そのような設計により、ＧＵＩ１２７は、カテーテルシステム１００が治療部位１０６の血管病変１０６Ａに圧力を与えて破砕を引き起こすために効果的に利用されることを確実にするために、ユーザ又は操作者が使用することができる。ＧＵＩ１２７は、ユーザ又は操作者に、カテーテルシステム１００の使用前、使用中、及び使用後に使用することができる情報を提供することができる。１つの実施形態において、ＧＵＩ１２７は、静的な視覚データ及び／又は情報をユーザ又は操作者に提供することができる。加えて又は代替的に、ＧＵＩ１２７は、カテーテルシステム１００の使用中、時間が経つにつれて変わるビデオデータ又は任意の他のデータなどの動的な視覚データ及び／又は情報を、ユーザ又は操作者に提供することができる。さまざまな実施形態において、ＧＵＩ１２７は、ユーザ又は操作者への警報の働きをしてもよい、１つ又は複数の色、異なる寸法、変化する明度などを含むことができる。さらに又は代替的に、ＧＵＩ１２７は、オーディオデータ又は情報をユーザ又は操作者に提供することができる。ＧＵＩ１２７の詳細は、カテーテルシステム１００の設計要求、すなわち、特定ニーズ、仕様、及び／又はユーザ若しくは操作者の要望に応じて変えることができる。
【0073】
本明細書で提供されるように、マルチプレクサ１２８は、光源１２４からの光エネルギーを光ガイドバンドル１２２の光ガイド１２２Ａのそれぞれに選択的に及び／又は代替的に導くように構成される。より詳細には、マルチプレクサ１２８は、単一の光源１２４からの光エネルギー、たとえば、単一のレーザ源からの単一の源ビーム１２４Ａを受け取り、個々のガイドビーム１２４Ｂの形態のそのような光エネルギーを、任意の望ましい組合せ（すなわち、複数の光ガイド１２２Ａを通して光エネルギーを同時に導く）、順序、順番、及び／又はパターンで、光ガイドバンドル１２２の光ガイド１２２Ａのそれぞれに選択的に及び／又は代替的に導くように構成される。よって、マルチプレクサ１２８は、単一の光源１２４を、複数の光ガイド１２２Ａを通して同時に及び／又は順次、送ることを可能にし、それにより、カテーテルシステム１００は、望ましい方法で、血管１０８の血管壁１０８Ａ内の又は血管壁１０８Ａに隣接する治療部位１０６における血管病変に圧力を与えて、血管病変に破砕を引き起こすことができる。さらに、示されるように、カテーテルシステム１００は、源ビーム１２４Ａの形態の光エネルギーを、光源１２４からマルチプレクサ１２８まで導くために、１つ又は複数の光学素子１４７を含むことができる。
【0074】
マルチプレクサ１２８は、光エネルギーを、光源１２４から光ガイドバンドル１２２の光ガイド１２２Ａのそれぞれまで選択的に及び／又は代替的に導くために、任意の好適な設計を有することができる。マルチプレクサ１２８のさまざまな非排他的な代替の実施形態は、図２～２３に関して以下で、本明細書で詳細に説明される。
【0075】
図１に示されるように、ハンドル組立体１２９は、カテーテルシステム１００の近位部１１４に若しくはその近くに、及び／又は、源マニホールド１３６の近くに位置付けることができる。本実施形態において、ハンドル組立体１２９は、バルーン１０４に結合され、バルーン１０４から離間して位置付けられる。或いは、ハンドル組立体１２９は、別の好適な場所に位置付けることができる。
【0076】
ハンドル組立体１２９が、カテーテル１０２の作動、位置決め、及び制御を行うために、ユーザ又は操作者によって取り扱われて、使用される。ハンドル組立体１２９の設計及び特定の特徴は、カテーテルシステム１００の設計要求に適合するように変えることができる。図１に示される実施形態において、ハンドル組立体１２９は、システムコントローラ１２６、光源１２４、流体ポンプ１３８、ＧＵＩ１２７、及びマルチプレクサ１２８のうちの１つ又は複数から離れているが、電気及び／又は流体連通している。いくつかの実施形態において、ハンドル組立体１２９は、システムコントローラ１２６の少なくとも一部をハンドル組立体１２９の内部に一体化できる、及び／又は、含むことができる。たとえば、示されるように、あるこのような実施形態において、ハンドル組立体１２９は、システムコントローラ１２６の少なくとも一部を形成することができる回路１５６を含むことができる。１つの実施形態において、回路１５５は、１つ又は複数の集積回路又は任意の他の好適な回路を有するプリント回路基板を含むことができる。代替的な実施形態において、回路１５５は、省略することができる、又は、さまざまな実施形態において、ハンドル組立体１２９の外側に、たとえば、システムコンソール１２３内に位置付けることができるシステムコントローラ１２６内に含めることができる。ハンドル組立体１２９は、特に示されて、本明細書に記載されたものより少ない構成要素、又は、追加の構成要素を含むことができることが理解される。
【0077】
図２は、マルチプレクサ２２８のある実施形態を含むカテーテルシステム２００のある実施形態の一部の簡略化された概略図である。特に、図２は、複数の光ガイド２２２Ａを含む光ガイドバンドル２２２と、（図１に示される）光源１２４から、源ビーム２２４Ａ、さまざまな実施形態ではパルス源ビーム２２４Ａの形態の光エネルギーを受け取り、個々のガイドビーム２２４Ｂの形態の光エネルギーを、複数の光ガイド２２２Ａのうちの少なくとも２つに同時に及び／又は順次、導くマルチプレクサ２２８とを示す。より詳細には、マルチプレクサ２２８は、複数の光ガイド２２２Ａのうちの少なくとも２つのガイド近位端２２２Ｐ上に、個々のガイドビーム２２４Ｂの形態の光エネルギーを導くように構成される。よって、図２に示されるように、マルチプレクサ２２８は、光ガイドバンドル２２２に及び／又は複数の光ガイド２２２Ａに光連通して、動作可能に及び／又は光学的に結合される。
【0078】
光ガイドバンドル２２２は、任意の好適な数の光ガイド２２２Ａを含むことができ、それらは、マルチプレクサ２２８に対して複数の光ガイド２２２Ａを最もよく位置合わせする任意の好適な方法で、互いに対して位置付ける及び／又は方向付けることができることが理解される。たとえば、図２に示される実施形態において、光ガイドバンドル２２２は、互いに対して直線配置で位置合わせされる４つの光ガイド２２２Ａを含む。光ガイドバンドル２２２及び／又は光ガイド２２２Ａは、本明細書において上で詳細に説明された設計及び機能に略類似している。したがって、このような構成要素は、図２に示される実施形態に関して詳細には説明されない。
【0079】
マルチプレクサ２２８の設計は、カテーテルシステム２００の要件、光ガイド２２２Ａの相対位置に応じて、及び／又は、カテーテルシステム２００のユーザ又は操作者の要求を満たすために、変えることができる。図２に示される実施形態において、マルチプレクサ２２８は、多面プリズム２５６及び結合光学部品２５８のうちの１つ又は複数を含む。或いは、マルチプレクサ２２８は、特に図２に示されるものより多い構成要素又は少ない構成要素を含むことができる。
【0080】
多面プリズム２５６は、特定の角度で複数のファセットを有する、研磨されたガラス板からなる。多面プリズム２５６は、源ビーム２２４Ａを、それぞれが光ガイドバンドル２２２の複数の光ガイド２２２Ａのうちの１つに結合することができる複数の個々のガイドビーム２２４Ｂに分割することができる。より詳細には、源ビーム２２４Ａが多面プリズム２５６の頂点２５６Ｖに集中するように、多面プリズムが源ビーム２２４Ａに対して位置付けられる場合、多面プリズム２５６は、平行源ビーム２２４Ａを複数の個々のガイドビーム２２４Ｂに等分に分割することができる。このような設計によって、平行源ビーム２２４Ａが多面プリズム２５６を通過するとき、多面プリズム２５６は、源ビーム２２４Ａを、伝播方向の軸のまわりで異なる角度を有する、略等しいエネルギーの複数のガイドビーム２２４Ｂに分割する。これにより、単一の光源１２４からの光エネルギーを、同じ平面に位置するガイド近位端２２２Ｐを有する、平行な光ガイド２２２Ａのアレイに結合させることができる。
【0081】
源ビーム２２４Ａは、多面プリズム２５６内に含まれるファセットの数に応じて、２つ以上の個々のガイドビーム２２４Ｂに分割されることが理解される。たとえば、図２に示される実施形態において、多面プリズム２５６は、源ビーム２２４Ａが２つの個々のガイドビーム２２４Ｂに分割されるような２つのファセットを含む。特に、本実施形態において、源ビーム２２４Ａは、プリズム面上での屈折によって定義される角度で交差する２つの「半円」ガイドビーム２２４Ｂへと２つに分割される。或いは、多面プリズム２５６は、源ビーム２２４Ａが２つより多いガイドビーム２２４Ｂに分割されるように、２つより多いファセットを含むことができる。
【0082】
その後、個々のガイドビーム２２４Ｂは、結合光学部品２５８に導かれる。結合光学部品２５８は、個々のガイドビーム２２４Ｂを光ガイド２２２Ａのうちの少なくとも２つに集束させるために、任意の好適な設計を有することができる。１つの実施形態において、結合光学部品２５８は、要望通り、個々のガイドビーム２２４Ｂを集束させるように特に構成された単一の集束レンズを含む。２つの同一平面上の非平行ガイドビーム２２４Ｂが単レンズに入射する場合、単レンズの形態の結合光学部品２５８の焦点における結果は、ガイドビーム２２４Ｂとレンズの焦点距離との間の角度に関連するオフセットを有する２つの焦点スポットであろう。より詳細には、個々のガイドビーム２２４Ｂが結合光学部品２５８の単一の集束レンズを通過するとき、結合光学部品２５８は、焦点面で円形の複数の点にガイドビームを集束させる。よって、光ガイド２２２Ａが焦点面の焦点スポットと位置合わせされると、光は、複数の光ガイド２２２Ａに結合する。したがって、角度及びレンズは、２つのガイドビーム２２４Ｂが平行な光ガイド２２２Ａの任意の組に効果的に結合されることを可能にするように選択することができることが理解される。或いは、結合光学部品２５８は、別の好適な設計を有することができる。
【0083】
この方法の利点は、源ビーム２２４Ａを分割することに関する公差が主に、多面プリズム２５６及び結合光学部品２５８の光学製作によって制御されることである。しかしながら、主な例外は、源ビーム２２４Ａの光エネルギーの等しい分割を保証するために、源ビーム２２４Ａに対して多面プリズム２５６を正確に位置付ける必要性である。
【0084】
図３は、マルチプレクサ３２８の別の実施形態を含むカテーテルシステム３００の別の実施形態の一部の簡略化された概略図である。特に、図３は、複数の光ガイド３２２Ａを含む光ガイドバンドル３２２と、（図１に示される）光源１２４から、源ビーム３２４Ａ、さまざまな実施形態ではパルス源ビーム３２４Ａの形態の光エネルギーを受け取り、個々のガイドビーム３２４Ｂの形態の光エネルギーを、複数の光ガイド３２２Ａのうちの少なくとも２つのガイド近位端３２２Ｐ上に同時に及び／又は順次、導くマルチプレクサ３２８とを示す。よって、図３に示されるように、マルチプレクサ３２８は、光ガイドバンドル３２２に及び／又は複数の光ガイド３２２Ａに光連通して、動作可能に及び／又は光学的に結合される。
【0085】
光ガイドバンドル３２２は、任意の好適な数の光ガイド３２２Ａを含むことができ、それらは、マルチプレクサ３２８に対して複数の光ガイド３２２Ａを最もよく位置合わせする任意の好適な方法で、互いに対して位置付ける及び／又は方向付けることができることが理解される。たとえば、図３に示される実施形態において、光ガイドバンドル３２２は、互いに対して略円形の配置で位置合わせされる８つの光ガイド３２２Ａを含む。光ガイドバンドル３２２及び／又は光ガイド３２２Ａは、本明細書において上で詳細に説明された設計及び機能に略類似している。したがって、このような構成要素は、図３に示される実施形態に関して詳細には説明されない。
【0086】
本実施形態において、マルチプレクサ３２８は、図２に関して示されて説明された実施形態といくらか類似している。特に、マルチプレクサ３２８も、第１の多面プリズム３５６Ａと、結合光学部品３５８とを含む。しかしながら、本実施形態において、マルチプレクサ３２８は、第１の多面プリズム３５６Ａと結合光学部品３５８との間のビーム経路に位置付けられる第２の多面プリズム３５６Ｂをさらに含む。
【0087】
前述の実施形態と同様に、源ビーム３２４Ａが第１の多面プリズム３５６Ａの頂点３５６Ｖに集中するとき、第１の多面プリズム３５６Ａは、源ビーム３２４Ａを２つの等しい個々のビームに分割する２面プリズムとすることができる。その後、２つの個々のビームは、第２の多面プリズム３５６Ｂを通して導かれる。本実施形態において、第２の多面プリズム３５６Ｂも２面プリズムであり、第１の多面プリズム３５６Ａからの２つの個々のビームはそれぞれ、源ビーム３２４Ａが４つの個々のガイドビーム３２４Ｂを提供するようにここで２回分割されるように分割される。１つの実施形態において、第２の多面プリズム３５６Ｂは、第１の多面プリズム３５６Ａに対して、たとえば、約９０度回転させることができ、４つの個々のガイドビーム３２４Ｂは、結合光学部品３５８によって集束させられるとき、互いに対して略四角いパターンで配置される。このような設計によって、４つの個々のガイドビーム３２４Ｂは、光ガイドバンドル３２２内に含まれる８つの光ガイド３２２Ａのうちの４つのガイド近位端３２２Ｐ上に効果的に導くことができる。或いは、個々のガイドビーム３２４Ｂを光ガイドバンドル３２２内の光ガイドの異なる対向する組の方へ導くために、第２の多面プリズム３５６Ｂは、第１の多面プリズム３５６Ａに対して異なる量だけ、すなわち、約９０度より大きく又は小さく回転させることができることが理解される。さらに代替的に、第１の多面プリズム３５６Ａ及び第２の多面プリズム３５６Ｂのそれぞれは、源ビーム３２４Ａを４つより多い個々のガイドビーム３２４Ｂに分割することができるように、２つより多いファセットを有することができる。
【0088】
前述の実施形態と同様に、結合光学部品３５８は、４つの個々のガイドビーム３２４Ｂを、光ガイド３２２Ａのうちの４つに集束させるために、任意の好適な設計を有することができる。１つの実施形態において、結合光学部品３５８も、要望通り、個々のガイドビーム３２４Ｂを集束させるように特に構成される単一の集束レンズを含むことができる。或いは、結合光学部品３５８は、別の好適な設計を有することができる。
【0089】
図４は、マルチプレクサ４２８のさらに別の実施形態を含むカテーテルシステム４００のさらに別の実施形態の一部の簡略化された概略図である。特に、図４は、複数の光ガイド４２２Ａを含む光ガイドバンドル４２２と、（図１に示される）光源１２４から、源ビーム４２４Ａ、さまざまな実施形態ではパルス源ビーム４２４Ａの形態の光エネルギーを受け取り、個々のガイドビーム４２４Ｂの形態の光エネルギーを、複数の光ガイド４２２Ａのうちの少なくとも２つのガイド近位端４２２Ｐ上に同時に及び／又は順次、導くマルチプレクサ４２８とを示す。よって、図４に示されるように、マルチプレクサ４２８は、光ガイドバンドル４２２に及び／又は複数の光ガイド４２２Ａに光連通して、動作可能に及び／又は光学的に結合される。
【0090】
光ガイドバンドル４２２は、任意の好適な数の光ガイド４２２Ａを含むことができ、それらは、マルチプレクサ４２８に対して複数の光ガイド４２２Ａを最もよく位置合わせする任意の好適な方法で、互いに対して位置付ける及び／又は方向付けることができることが理解される。たとえば、図４に示される実施形態において、光ガイドバンドル４２２も、互いに対して略円形の配置で位置合わせされる８つの光ガイド４２２Ａを含む。光ガイドバンドル４２２及び／又は光ガイド４２２Ａは、本明細書において上で詳細に説明された設計及び機能に略類似している。したがって、このような構成要素は、図４に示される実施形態に関して詳細には説明されない。
【0091】
本実施形態において、マルチプレクサ４２８は、図２に関して示されて説明された実施形態といくらか類似している。特に、マルチプレクサ４２８も、多面プリズム４５６と、結合光学部品４５８とを含む。しかしながら、本実施形態において、多面プリズム４５６は４面プリズムである。よって、源ビーム４２４Ａが多面プリズム４５６の頂点４５６Ｖに集中するとき、多面プリズム４５６は、伝播軸のまわりのさまざま角度で、平行源ビーム４２４Ａを４つの個々のガイドビーム４２４Ｂに等分に分割することができる。
【0092】
その後、４つの個々のガイドビーム４２４Ｂは、結合光学部品４５８に導かれる。前述の実施形態と同様に、結合光学部品４５８も、個々のガイドビーム４２４Ｂを集束させて、互いに対して略四角いパターンで配置させるように構成される単一の集束レンズを含むことができる。このような設計によって、４つの個々のガイドビーム４２４Ｂは、光ガイドバンドル４２２内に含まれる８つの光ガイド４２２Ａのうちの４つのガイド近位端４２２Ｐ上に効果的に導くことができる。
【0093】
図５は、マルチプレクサ５２８の別の実施形態を含むカテーテルシステム５００の別の実施形態の一部の簡略化された概略図である。特に、図５は、複数の光ガイド５２２Ａを含む光ガイドバンドル５２２と、（図１に示される）光源１２４から、源ビーム５２４Ａ、さまざまな実施形態ではパルス源ビーム５２４Ａの形態の光エネルギーを受け取り、個々のガイドビーム５２４Ｂの形態の光エネルギーを、複数の光ガイド５２２Ａのうちの少なくとも２つのガイド近位端５２２Ｐ上に同時に及び／又は順次、導くマルチプレクサ５２８とを示す。よって、図５に示されるように、マルチプレクサ５２８は、光ガイドバンドル５２２に及び／又は複数の光ガイド５２２Ａに光連通して、動作可能に及び／又は光学的に結合される。
【0094】
光ガイドバンドル５２２は、任意の好適な数の光ガイド５２２Ａを含むことができ、それらは、マルチプレクサ５２８に対して複数の光ガイド５２２Ａを最もよく位置合わせする任意の好適な方法で、互いに対して位置付ける及び／又は方向付けることができることが理解される。たとえば、図５に示される実施形態において、光ガイドバンドル５２２も、互いに対して略円形の配置で位置合わせされる８つの光ガイド５２２Ａを含む。光ガイドバンドル５２２及び／又は光ガイド５２２Ａは、本明細書において上で詳細に説明された設計及び機能に略類似している。したがって、このような構成要素は、図５に示される実施形態に関して詳細には説明されない。
【0095】
本実施形態において、マルチプレクサ５２８も、上で示されて説明された前述の実施形態といくらか類似している。特に、マルチプレクサ５２８も、多面プリズム５５６と、結合光学部品５５８とを含む。しかしながら、本実施形態において、多面プリズム５５６は８面プリズムである。よって、源ビーム５２４Ａが多面プリズム５５６の頂点５５６Ｖに集中するとき、多面プリズム５５６は、伝播軸のまわりのさまざまな角度で、平行源ビーム５２４Ａを８つの個々のガイドビーム５２４Ｂに等分に分割することができる。
【0096】
その後、８つの個々のガイドビーム５２４Ｂは、結合光学部品５５８に導かれる。前述の実施形態と同様に、結合光学部品５５８も、個々のガイドビーム５２４Ｂを集束させて、互いに対して略円形のパターンで配置させるように構成される単一の集束レンズを含むことができる。このような設計によって、８つの個々のガイドビーム５２４Ｂは、光ガイドバンドル５２２内に含まれる８つの光ガイド５２２Ａのそれぞれのガイド近位端５２２Ｐ上に効果的に導くことができる。
【0097】
多面プリズム５５６のファセットの数の増加により、通常、製作の難しさも増加し、より少ないファセットを有する多面プリズムに対して、必要とされる位置合わせ公差が厳しくなることが理解される。
【0098】
図６は、マルチプレクサ６２８のさらに別の実施形態を含むカテーテルシステム６００のさらに別の実施形態の一部の簡略化された概略図である。特に、図６は、複数の光ガイド６２２Ａを含む光ガイドバンドル６２２と、（図１に示される）光源１２４から、源ビーム６２４Ａ、さまざまな実施形態ではパルス源ビーム６２４Ａの形態の光エネルギーを受け取り、個々のガイドビーム６２４Ｂの形態の光エネルギーを、複数の光ガイド６２２Ａのうちの２つのガイド近位端６２２Ｐ上に同時に及び／又は順次、導くマルチプレクサ６２８とを示す。
【0099】
光ガイドバンドル６２２は、任意の好適な数の光ガイド６２２Ａを含むことができ、それらは、マルチプレクサ６２８に対して複数の光ガイド６２２Ａを最もよく位置合わせする任意の好適な方法で、互いに対して位置付ける及び／又は方向付けることができることが理解される。たとえば、図６に示される実施形態において、光ガイドバンドル６２２は、互いに対して直線配置で位置合わせされる４つの光ガイド６２２Ａを含む。光ガイドバンドル６２２及び／又は光ガイド６２２Ａは、本明細書において上で詳細に説明された設計及び機能に略類似している。したがって、このような構成要素は、図６に示される実施形態に関して詳細には説明されない。
【0100】
しかしながら、図６に示されるように、マルチプレクサ６２８は、前述の実施形態におけるものとは異なる設計を有する。より詳細には、本実施形態において示されるように、マルチプレクサ６２８は、ビームスプリッタ６６０の形態で提供される及び／又はビームスプリッタ６６０として機能する光学素子（このように、時には単に「光学素子」とも呼ばれる）と、リダイレクタ６６２と、結合光学部品６５８とを含む。或いは、マルチプレクサ６２８は、特に図６に示されるものより多い構成要素又は少ない構成要素を含むことができる。
【0101】
最初、示されるように、源ビーム６２４Ａは、部分反射鏡（たとえば、等強度のガイドビーム６２４Ｂを提供するために５０％）又は他の好適な光学素子の形態をとることができるビームスプリッタ６６０に入射し、それは、源ビーム６２４Ａを、第１のガイドビーム６２４Ｂ１及び第２のガイドビーム６２４Ｂ２に分割する。特に、第１のガイドビーム６２４Ｂ１は、ビームスプリッタ６６０を通って、結合光学部品６５８の方へ導かれ、一方、第２のガイドビーム６２４Ｂ２は、ビームスプリッタ６６０に反射される。示されるように、第２のガイドビーム６２４Ｂ２は、ビームスプリッタ６６０に反射し、１つの実施形態では鏡とすることができるリダイレクタ６６２の方へ方向を変えられる。次いで、第２のガイドビーム６２４Ｂ２は、リダイレクタ６６２によって方向を変えられ、及び／又は、反射し、同様に結合光学部品６５８の方へ導かれる。
【0102】
前述の実施形態と同様に、示されるように、結合光学部品６５８は、光ガイドバンドル６２２の異なる光ガイド６２２Ａのガイド近位端６２２Ｐ上に第１のガイドビーム６２４Ｂ１及び第２のガイドビーム６２４Ｂ２のそれぞれを集束させるように構成される単一の集束レンズを含むことができる。
【0103】
２つのガイドビーム６２４Ｂ１、６２４Ｂ２が、結合光学部品６５８、すなわち、集束レンズに導入されるとき、互いに平行に伝播している場合、両方のガイドビーム６２４Ｂ１、６２４Ｂ２は、それらの間の初期間隔及び結合光学部品６５８の焦点距離によって決定されるそれらの間の角度を有して同じ点で集束することが理解される。しかしながら、ガイドビーム６２４Ｂ１、６２４Ｂ２が、（ガイドビーム６２４Ｂ１、６２４Ｂ２が正確に互いに平行ではないように）それらの間にある角度を有して、結合光学部品６５８に入射する場合、ガイドビーム６２４Ｂ１、６２４Ｂ２のそれぞれの焦点は、初期角度差に比例するそれらの間の間隔距離を有して焦点面に生じる。たとえば、ガイドビーム６２４Ｂ１、６２４Ｂ２の直径が３ｍｍであり、結合光学部品６５８が１００ｍｍの焦点及び２５．４ｍｍの直径を有する１つの非排他的な代替の実施形態において、ガイドビーム６２４Ｂ１と６２４Ｂ２との間の初期角度が０．１４度である場合、焦点面におけるガイドビーム６２４Ｂ１と６２４Ｂ２との間の間隔は０．２５１ｍｍであり、それは、２つの別個の光ガイド６２２Ａに対応することができる。
【0104】
ガイドビーム６２４Ｂ１と６２４Ｂ２との間の初期角度を制御することによって、焦点間の間隔は、任意の望ましい方法で複数の光ガイド６２２Ａを対象とすることを可能にするために制御及び調整することができる。より詳細には、リダイレクタ６６２の角度を制御することにより、マルチプレクサ６２８が、要望通り、第２のガイドビーム６２４Ｂ２で異なる光ガイド６２２Ａに効果的にアクセスすることが可能になる。
【0105】
図７は、マルチプレクサ７２８の別の実施形態を含むカテーテルシステム７００の別の実施形態の一部の簡略化された概略図である。特に、図７は、複数の光ガイド７２２Ａを含む光ガイドバンドル７２２と、（図１に示される）光源１２４から、源ビーム７２４Ａ、さまざまな実施形態ではパルス源ビーム７２４Ａの形態の光エネルギーを受け取り、個々のガイドビーム７２４Ｂの形態の光エネルギーを、複数の光ガイド７２２Ａのうちの２つのガイド近位端７２２Ｐ上に同時に及び／又は順次、導くマルチプレクサ７２８とを示す。
【0106】
光ガイドバンドル７２２は、任意の好適な数の光ガイド７２２Ａを含むことができ、それらは、マルチプレクサ７２８に対して複数の光ガイド７２２Ａを最もよく位置合わせする任意の好適な方法で、互いに対して位置付ける及び／又は方向付けることができることが理解される。たとえば、図７に示される実施形態において、光ガイドバンドル７２２は、互いに対して直線配置で位置合わせされる４つの光ガイド７２２Ａを含む。光ガイドバンドル７２２及び／又は光ガイド７２２Ａは、本明細書において上で詳細に説明された設計及び機能に略類似している。したがって、このような構成要素は、図７に示される実施形態に関して詳細には説明されない。
【0107】
図７に示されるように、マルチプレクサ７２８は、図６に関して示されて説明されたマルチプレクサ６２８に全体的な設計及び機能がいくらか類似している。しかし、本実施形態において、マルチプレクサ７２８は、結合光学部品７５８に加えて、（図６に示されるビームスプリッタ６６０及びリダイレクタ６６２の代わりに）独自に構成された単一の光学素子７６４のみ含む。図７に示されるように、光学素子７６４は略平行四辺形であり、入力面７６４Ａと、後面７６４Ｂと、出口面７６４Ｃとを含む。１つの代表的な実施形態において、光学素子７６４は、入力面７６４Ａ上の５０％の反射コーティングと、後面７６４Ｂ上の１００％の反射コーティングと、出口面７６４Ｃ上の反射防止コーティングとを含む。このような設計によって、入力面７６４Ａに衝突した源ビーム７２４Ａは、源ビーム７２４Ａを、結合光学部品７５８の方へ方向を変えられる第１のガイドビーム７２４Ｂ１と、結合光学部品７５８の方へ導かれる前に、入力面７６４Ａを通して伝達され、後面に衝突し、出口面７６４Ｃの方へ後面７６４Ｂによって方向を変えられる第２のガイドビーム７２４Ｂ２とに分割する。
【0108】
本実施形態において、ガイドビーム７２４Ｂ１と７２４Ｂ２との間の角度は、完全平行四辺形ではない（すなわち、不完全平行四辺形である）が、むしろ、後面７６４Ｂ、出口面７６４Ｃ、又はその両方に小さい不完全部又は他のわずかな変形を含むように、光学素子７６４を形成することによって制御される。このような実施形態において、システム全体の位置合わせは簡略化することができ、空間要件及び部品数は、光学製作におけるさらなる複雑さという代償を払って、減少させることができる。
【0109】
前述のように、第１のガイドビーム７２４Ｂ１が入力面７６４Ａに反射し、第２のガイドビーム７２４Ｂ２が出口面７６４Ｃを通って光学素子７６４を出た後、ガイドビーム７２４Ｂ１、７２４Ｂ２は、ガイドビーム７２４Ｂ１、７２４Ｂ２のそれぞれが、光ガイドバンドル７２２内の異なる光ガイド７２２Ａのガイド近位端７２２Ｐ上に集束する前に、単一の集束レンズの形態で設けることができる結合光学部品７５８の方へ導かれる。前述の実施形態と同様に、結合光学部品７５８の方へ導かれるときに、ガイドビーム７２４Ｂ１と７２４Ｂ２との間の角度を制御することによって、焦点間の間隔は、任意の望ましい方法で複数の光ガイド７２２Ａを対象とすることを可能にするために制御及び調整することができる。
【0110】
図８は、マルチプレクサ８２８のさらに別の実施形態を含むカテーテルシステム８００のさらに別の実施形態の一部の簡略化された概略図である。特に、図８は、（図１に示される）光源１２４から、源ビーム８２４Ａ、さまざまな実施形態ではパルス源ビーム８２４Ａを受け取り、（図１に示される）光ガイドバンドル１２２の（図１に示される）２つの個々の光ガイド１２２Ａの方に導き、略同時に集束させることができる２つの離間した平行な個々のガイドビーム８２４Ｂを発生させるために、源ビーム８２４Ａを分割するマルチプレクサ８２８の実施形態を示す。
【0111】
図８に示されるように、マルチプレクサ８２８の設計は、前述の実施形態におけるものとは異なる。より詳細には、本実施形態において、マルチプレクサ８２８は、源ビーム８２４Ａのビーム経路に位置付けられるエタロン８６６を含む。エタロンは、２つの非常に平坦で平行な表面を有するガラス片を作ることによって製造される一般的な光学素子である。別の方法で述べると、そのようなエタロン８６６は、第１のエタロン表面８６６Ａと、平行で離間した第２のエタロン表面８６６Ｂとを含むように構成される。示されるように、エタロン８６６は、単一の視準された源ビーム８２４Ａを、ガイドビーム８２４Ｂの間の正確な距離を有する２つ以上の平行なガイドビーム８２４Ｂに分割することを可能にする。
【0112】
図８に示されるように、マルチプレクサ８２８の使用中、源ビーム８２４Ａは、入射角Θ０で、マルチプレクサ８２８、すなわち、エタロン８６６に導かれる。２つの等強度のガイドビーム８２４Ｂを発生させるために、第１のエタロン表面８６６Ａの第１の領域８６６Ａ１、たとえば、第１の半分は、適切な波長及び角度で５０パーセント（５０％）のリフレクタでコーティングすることができ、一方、第１のエタロン表面８６６Ａの第２の領域８６６Ａ２、たとえば、第２の半分は、反射防止（ＡＲ）コーティングを有することができる。さらに、第２のエタロン表面８６６Ｂは、高反射コーティングを有することができる。このような実施形態において、マルチプレクサ８２８の使用中、第１のエタロン表面８６６Ａの第１の領域８６６Ａ１に衝突した源ビーム８２４Ａは、第１のエタロン表面８６６Ａによって反射された、元の源ビーム８２４Ａの強度の約５０パーセントを有する第１のガイドビーム８２４Ｂを作成する。次いで、元の源ビーム８２４Ａの強度の残りの５０パーセントは、エタロン８６６を通って進むことができ、第２のエタロン表面８６６Ｂ上の高反射コーティングで反射することができる。次いで、元の源ビーム８２４Ａの強度の残りの５０パーセントは、元の源ビーム８２４Ａの強度の約５０パーセントを有する第２のガイドビーム８２４Ｂを作成するために、第１のエタロン表面８６６Ａの第２の領域８６６Ａ２を通って伝達される。
【0113】
よって、説明されたように、第１のエタロン表面８６６Ａ及び第２のエタロン表面８６６Ｂを選択的にコーティングすることによって、エタロン８６６は、入射角Θ０及びエタロン８６６の厚さｔによって設定されるそれらの間の間隔ｓを有する２つの平行なガイドビーム８２４Ｂを発生させるために使用することができる。実際には、個々のガイドビーム８２４Ｂが空間的に重ならないように、ガイドビーム８２４Ｂ間のオフセット又は間隔ｓがビーム直径より大きいことを保証する必要があることが理解される。等しくない強度、すなわち、１：１以外のビーム強度の比率を有するガイドビーム８２４Ｂ発生させることが望まれる場合、第１のエタロン表面８６６Ａの第１の半分の反射率は、要望通り変えることができることがさらに理解される。
【0114】
このような実施形態において、マルチプレクサ８２８によって作成されるガイドビーム８２４Ｂ間の間隔ｓは、以下のように決定することができる。
Θｉ＝ｓｉｎ－１（ｓｉｎΘ０／ｎ）
Δ＝２ｔｓｉｎΘｉ
ｓ＝ΔｃｏｓΘ０
ｓ＝２ｔｓｉｎΘｉｃｏｓΘ０、
ここで、
ｎ＝エタロンの屈折率
ｔ＝エタロンの厚さ
Δ＝（Δはこれらの式で何を意味するのか？）
Θ０＝エタロンへの源ビームの入射角
Θｉ＝エタロン内でのビームの角度
Θｉ＝ｓｉｎ－１（ｓｉｎΘ０／ｎ）
Δ＝２ｔｓｉｎΘｉ
ｓ＝ΔｃｏｓΘ０
ｓ＝２ｔｓｉｎΘｉｃｏｓΘ０、
ここで、
ｎ＝エタロンの屈折率
ｔ＝エタロンの厚さ
Δ＝（Δはこれらの式で何を意味するのか？）
Θ０＝エタロンへの源ビームの入射角
Θｉ＝エタロン内でのビームの角度
【0115】
さらに又は代替的に、図８に示されるエタロン８６６の形態のマルチプレクサ８２８は、光ガイド１２２Ａのアレイなどの一度に２つの標的のアレイに対処するために、直線走査鏡（図示せず）とともに使用することもできることが理解される。光ガイド１２２Ａが一次元のアレイで配置される場合、正確な平面内にエタロン８６６を方向付けることによって、適切なオフセット又は間隔を有する光ガイド１２２Ａの任意の組は、直線鏡を正確に位置付けることで、同時にアクセスされる可能性がある。或いは、エタロン８６６は、直線鏡が、光ガイド１２２Ａの直線アレイの平行な組に対処することを可能にするために方向付けることができる。
【0116】
マルチプレクサとしてのエタロンの使用は、エタロン内の光路の複数のはね返りを可能にするために、第１のエタロン表面上のコーティングのより複雑なパターンを利用することによって、図８に示される実施形態から改良して、３つ以上の個々のガイドビームを作成することができることがさらに理解される。より詳細には、エタロンは、エタロン内のさらなるはね返りの生成を可能にするために、第１のエタロン表面上でコーティングを連続的により多くの領域に慎重に区画することによって、３つ以上の個々のガイドビームを作成するために使用することができる。たとえば、図９は、マルチプレクサ９２８の別の実施形態を含むカテーテルシステム９００の別の実施形態の一部の簡略化された概略図である。特に、図９は、（図１に示される）光源１２４から、源ビーム９２４Ａ、さまざまな実施形態ではパルス源ビーム９２４Ａを受け取り、（図１に示される）光ガイドバンドル１２２の（図１に示される）３つの個々の光ガイド１２２Ａの方に導き、略同時に集束させることができる３つの離間した平行な個々のガイドビーム９２４Ｂを発生させるために、源ビーム９２４Ａを分割するマルチプレクサ９２８の実施形態を示す。
【0117】
図９に示される実施形態に示されるように、マルチプレクサ９２８も、第１のエタロン表面９６６Ａと、離間した平行な第２のエタロン表面９６６Ｂとを含むエタロン９６６を含むことができる。しかしながら、本実施形態において、第１のエタロン表面９６６Ａは、約３３パーセント（３３％）の反射コーティングを含む第１の領域９６６Ａ１と、５０パーセント（５０％）の反射コーティングを含む第２の領域９６６Ａ２と、反射防止コーティングを含む第３の領域９６６Ａ３とを含むことができる。このような設計によって、第１の領域９６６Ａ１に反射する源ビーム９２４Ａの一部は、元の源ビーム９２４Ａの強度の約３３パーセントを有する第１のガイドビーム９２４Ｂを作成することができる。次いで、元の源ビーム９２４Ａの強度の残りの約６７パーセントは、エタロン９６６を通って進むことができ、第２のエタロン表面９６６Ｂ上の高反射コーティングで反射することができる。次いで、元の源ビーム９２４Ａの強度の残りの約６７パーセントは、第１のエタロン表面９６６Ａの第２の領域９６６Ａ２に衝突し、元の源ビーム９２４Ａの強度の約３３パーセントを有する第２のガイドビーム９２４Ｂを作成するために、半分が第１のエタロン表面９６６Ａの第２の領域９６６Ａ２を通って進み、一方、元の源ビーム９２４Ａの強度の残りの約３３パーセントは、再び、第２のエタロン表面９６６Ｂの方へ導かれる。元の源ビーム９２４Ａの強度の残りの約３３パーセントは、第１のエタロン表面９６６Ａの第３の領域９６６Ａ３を通って伝達される前に、再び、第２のエタロン表面９６６Ｂで反射し、元の源ビーム９２４Ａの強度の約３３パーセントを有する第３のガイドビーム９２４Ｂを作成する。よって、エタロン９６６は、それらの間の固定された間隔距離を有する３つの平行な等強度のガイドビーム９２４Ｂを発生させることができる。
【0118】
図１０は、マルチプレクサ１０２８のさらに別の実施形態を含むカテーテルシステム１０００のさらに別の実施形態の一部の簡略化された概略図である。特に、図１０は、（図１に示される）光源１２４から、源ビーム１０２４Ａ、さまざまな実施形態ではパルス源ビーム１０２４Ａを受け取り、（図１に示される）光ガイドバンドル１２２の（図１に示される）４つの個々の光ガイド１２２Ａの方に導き、略同時に集束させることができる４つの離間した平行な個々のガイドビーム１０２４Ｂを発生させるために、源ビーム１０２４Ａを分割するマルチプレクサ１０２８の実施形態を示す。
【0119】
図１０に示されるように、マルチプレクサ１０２８は、エタロンを使用して複数のガイドビーム１０２４Ｂを作成するための代替的な方法を提供する。より詳細には、図１０に示される実施形態において、マルチプレクサ１０２８は、第１のエタロンの第１の表面１０６６Ａ及び離間した第１のエタロンの第２の表面１０６６Ｂを有する第１のエタロン１０６６と、第２のエタロンの第１の表面１０６８Ａ及び離間した第２のエタロンの第２の表面１０６８Ｂを有する第２のエタロン１０６８と、第３のエタロンの第１の表面１０７０Ａ及び離間した第３のエタロンの第２の表面１０７０Ｂを有する第３のエタロン１０７０とを含み、３つのエタロン１０６６、１０６８、１０７０は、それらの間に適切なコーティングを有して互いに隣接して積み重ねられている。
【0120】
反射コーティングで部分的に覆われ、反射防止コーティングで部分的に覆われた、結合された複数のエタロン１０６６、１０６８、１０７０を使用して、源ビーム１０２４Ａは、複数のガイドビーム１０２４Ｂに分割することができる。ガイドビーム１０２４Ｂの強度は、各エタロン１０６６、１０６８、１０７０の表面の反射率、及び、源ビーム１０２４Ａの強度に依存する。さらに、ガイドビーム１０２４Ｂの間隔は、エタロン１０６６、１０６８、１０７０の厚さ、源ビーム１０２４Ａの入射角、及びエタロン１０６６、１０６８、１０７０の反射率に依存する。
【0121】
１つの非排他的な実施形態において、ガイドビーム１０２４Ｂのそれぞれが略等しい強度を有することが望まれるとき、（ｉ）第１のエタロンの第１の表面１０６６Ａの第１の領域１０６６Ａ１は、２５パーセント（２５％）の反射コーティングを有することができ、第１のエタロンの第１の表面１０６６Ａの第２の領域１０６６Ａ２は、反射防止コーティングを有することができる、（ｉｉ）第２のエタロンの第１の表面１０６８Ａ（又は、第１のエタロンの第２の表面１０６６Ｂ）の第１の領域１０６８Ａ１は、約３３パーセント（３３％）の反射コーティングを有することができ、第２のエタロンの第１の表面１０６８Ａ（又は、第１のエタロンの第２の表面１０６６Ｂ）の第２の領域１０６８Ａ２は、反射防止コーティングを有することができる、（ｉｉｉ）第３のエタロンの第１の表面１０７０Ａ（又は、第２のエタロンの第２の表面１０６８Ｂ）の第１の領域１０７０Ａ１は、５０パーセント（５０％）の反射コーティングを有することができ、第３のエタロンの第１の表面１０７０Ａ（又は、第２のエタロンの第２の表面１０６８Ｂ）の第２の領域１０７０Ａ２は、反射防止コーティングを有することができる、及び（ｉｖ）第３のエタロンの第２の表面１０７０Ｂは、高反射コーティングを有することができる。
【0122】
このような設計によって、第１のエタロンの第１の表面１０６６Ａの第１の領域１０６６Ａ１で反射する源ビーム１０２４Ａの一部は、元の源ビーム１０２４Ａの強度の約２５パーセントを有する第１のガイドビーム１０２４Ｂを作成することができる。次いで、元の源ビーム１０２４Ａの強度の残りの７５パーセントは、第１のエタロン１０６６を通って進むことができ、次いで、第２のエタロンの第１の表面１０６８Ａの第１の領域１０６８Ａ１で反射する源ビーム１０２４Ａの一部は、第１のエタロンの第１の表面１０６６の第２の領域１０６６Ａ２を通って進むことができ、元の源ビーム１０２４Ａの強度の約２５パーセントを有する第２のガイドビーム１０２４Ｂを作成する。次いで、元の源ビーム１０２４Ａの強度の残りの５０パーセントは、第２のエタロン１０６８を通って進むことができ、次いで、第３のエタロンの第１の表面１０７０Ａの第１の領域１０７０Ａ１で反射する源ビーム１０２４Ａの一部は、第２のエタロンの第１の表面１０６８の第２の領域１０６８Ａ２を通って、そして、第１のエタロンの第１の表面１０６６の第２の領域１０６６Ａ２を通って進むことができ、元の源ビーム１０２４Ａの強度の約２５パーセントを有する第３のガイドビーム１０２４Ｂを作成する。次いで、元の源ビーム１０２４Ａの強度の残りの２５パーセントは、第３のエタロン１０７０を通って進むことができ、第３のエタロンの第２の表面１０７０Ｂで反射し、次いで、第３のエタロンの第１の表面１０７０の第２の領域１０７０Ａ２を通って、第２のエタロンの第１の表面１０６８の第２の領域１０６８Ａ２を通って、そして、第１のエタロンの第１の表面１０６６の第２の領域１０６６Ａ２を通って進み、元の源ビーム１０２４Ａの強度の約２５パーセントを有する第４のガイドビーム１０２４Ｂを作成する。よって、互いに関連して使用されるエタロン１０６６、１０６８、１０７０は、それらの間の固定された間隔距離を有する４つの平行な等強度のガイドビーム１０２４Ｂを発生させることができる。
【0123】
本実施形態において、ガイドビーム１０２４Ｂの間の間隔距離がガイドビーム１０２４Ｂの直径より大きいことを確認することは重要である。
【0124】
さらに、この概念は、任意の望ましい数のガイドビームを作るために拡張することができ、さらに、追加のエタロンを加えて、ビーム角度、各エタロンの厚さ、及び表面の反射率を変えることによって、一様でないビーム間隔及び強度を作ることが理解される。
【0125】
図１１は、マルチプレクサ１１２８の別の実施形態を含むカテーテルシステム１１００の別の実施形態の一部の簡略化された概略図である。特に、図１１は、複数の光ガイド１１２２Ａを含む光ガイドバンドル１１２２と、（図１に示される）光源１２４から、源ビーム１１２４Ａ、さまざまな実施形態ではパルス源ビーム１１２４Ａの形態の光エネルギーを受け取り、個々のガイドビーム１１２４Ｂの形態の光エネルギーを、複数の光ガイド１１２２Ａのうちの２つのガイド近位端１１２２Ｐ上に同時に及び／又は順次、導くマルチプレクサ１１２８とを示す。
【0126】
光ガイドバンドル１１２２は、任意の好適な数の光ガイド１１２２Ａを含むことができ、それらは、マルチプレクサ１１２８に対して複数の光ガイド１１２２Ａを最もよく位置合わせする任意の好適な方法で、互いに対して位置付ける及び／又は方向付けることができることが理解される。たとえば、図１１に示される実施形態において、光ガイドバンドル１１２２は、互いに対して直線配置で位置合わせされる４つの光ガイド１１２２Ａを含む。光ガイドバンドル１１２２及び／又は光ガイド１１２２Ａは、本明細書において上で詳細に説明された設計及び機能に略類似している。したがって、このような構成要素は、図１１に示される実施形態に関して詳細には説明されない。
【0127】
図１１に示されるように、マルチプレクサ１１２８は、図８に関して示されて説明されたマルチプレクサ８２８に全体的な設計及び機能がいくらか類似している。しかしながら、本実施形態において、マルチプレクサ１１２８は、源ビーム１１２４Ａのビーム経路に位置付けられる楔形エタロン１１６６を含む。さらに、エタロン１１６６は、第１の領域１１６６Ａ１及び第２の領域１１６６Ａ２を有する第１のエタロン表面１０６６Ａと、第２のエタロン表面１０６６Ｂとを含むことができる。１つの非排他的な実施形態において、第１のエタロン表面１１６６Ａの第１の領域１１６６Ａ１は、適切な波長及び角度で５０パーセント（５０％）のリフレクタでコーティングすることができ、一方、第１のエタロン表面１１６６Ａの第２の領域１１６６Ａ２は、反射防止（ＡＲ）コーティングを有することができる。さらに、第２のエタロン表面１１６６Ｂは、高反射コーティングを有することができる。このような実施形態において、マルチプレクサ１１２８の使用中、第１のエタロン表面１１６６Ａの第１の領域１１６６Ａ１に衝突した源ビーム１１２４Ａは、第１のエタロン表面１１６６Ａの第１の領域１１６６Ａ１から反射された、元の源ビーム１１２４Ａの強度の約５０パーセントを有する第１のガイドビーム１１２４Ｂを作成する。次いで、元の源ビーム１１２４Ａの強度の残りの５０パーセントは、エタロン１１６６を通って進むことができ、第２のエタロン表面１１６６Ｂ上の高反射コーティングで反射することができる。次いで、元の源ビーム１１２４Ａの強度の残りの５０パーセントは、元の源ビーム１１２４Ａの強度の約５０パーセントを有する第２のガイドビーム１１２４Ｂを作成するために、第１のエタロン表面１１６６Ａの第２の領域１１６６Ａ２を通って伝達される。
【0128】
よって、マルチプレクサ１１２８は、源ビーム１１２４Ａを等強度の２つのガイドビーム１１２４Ｂに分割することができる。しかしながら、本実施形態において、エタロン１１６６が楔形であるので、２つのガイドビーム１１２４Ｂは、それらの間の相対角度を有して出てくる。その後、２つのガイドビーム１１２４Ｂは、結合光学部品１１５８、たとえば、１つの実施形態では単一の集束レンズによって、２つの離間した光ガイド１１２２Ａ上に、それらが結合光学部品１１５８によって集束される前に２つのガイドビーム１１２４Ｂの間の相対角度によって設定されるそれらの間の距離を有して集束させることができる。
【0129】
図１２は、マルチプレクサ１２２８のさらに別の実施形態を含むカテーテルシステム１２００のさらに別の実施形態の一部の簡略化された概略図である。特に、図１２は、（図１に示される）光源１２４から、源ビーム１２２４Ａ、さまざまな実施形態ではパルス源ビーム１２２４Ａを受け取り、（図１に示される）光ガイドバンドル１２２の（図１に示される）１つ又は複数の個々の光ガイド１２２Ａの方に導き、略同時に集束させることができる２つの個々のガイドビーム１２２４Ｂを発生させるために、源ビーム１２２４Ａを分割するマルチプレクサ１２２８の実施形態を示す。
【0130】
図１２に示されるように、マルチプレクサ１２２８の設計は、前述の実施形態におけるものとは異なる。より詳細には、本実施形態において、マルチプレクサ１２２８は、偏光ビームスプリッタ１２７２の形態で提供される及び／又は偏光ビームスプリッタ１２７２として機能する光学素子（このように、時には単に「光学素子」とも呼ばれる）と、複数のリダイレクタ１２７４とを含む。ある実施形態において、複数のリダイレクタ１２７４は、リングミラーの形態で設けることができる。特に、本実施形態において、マルチプレクサ１２２８は、偏光ビームスプリッタ１２７２のまわりに位置付けられる４つのリダイレクタ１２７４、すなわち、第１のリダイレクタ１２７４Ａ、第２のリダイレクタ１２７４Ｂ、第３のリダイレクタ１２７４Ｃ、及び第４のリダイレクタ１２７４Ｄを含む。或いは、マルチプレクサ１２２８は、異なる設計を有することができる、及び／又は、異なる数のリダイレクタ１２７４を含むことができる。
【0131】
示されるように、源ビーム１２２４Ａは最初に、偏光ビームスプリッタ１２７２の方へ導かれ、ここで、源ビーム１２２４Ａは、それぞれ異なる偏光を有する一対のガイドビーム１２２４Ｂ、すなわち、第１のガイドビーム１２２４Ｂ１及び第２のガイドビーム１２２４Ｂ２に分割される。また、ある実施形態において、光学素子（たとえば、二分の一波長板（図示せず））は、ガイドビーム１２２４Ｂ１、１２２４Ｂ２のうちの１つの経路に挿入し、その偏光を回転させて、偏光ビームスプリッタ１２７２に戻して結合を変えることができる。その後、第１の偏光を有する第１のガイドビーム１２２４Ｂ１は、偏光ビームスプリッタ１２７２に戻るように導かれる前に、偏光ビームスプリッタ１２７２から、第１のリダイレクタ１２７４Ａ、次いで、第２のリダイレクタ１２７４Ｂ、次いで、第３のリダイレクタ１２７４Ｃ、次いで、第４のリダイレクタ１２７４Ｄに方向を変えられる。同時に、第２の偏光を有する第２のガイドビーム１２２４Ｂ２は、偏光ビームスプリッタ１２７２に戻るように導かれる前に、偏光ビームスプリッタ１２７２から、第４のリダイレクタ１２７４Ｄ、次いで、第３のリダイレクタ１２７４Ｃ、次いで、第２のリダイレクタ１２７４Ｂ、次いで、第１のリダイレクタ１２７４Ａに方向を変えられる。
【0132】
代替的な実施形態において、リダイレクタ１２７４Ａ～１２７４Ｄの位置合わせ及び／又は位置決めを変えることによって、ガイドビーム１２２４Ｂ１、１２２４Ｂ２は、以下のうちの１つであるように位置合わせすることができる。（ｉ）ガイドビーム１２２４Ｂ１、１２２４Ｂ２が再結合されて、単一の光ガイド１２２Ａに導くことができるように同一直線上で重なり合う、（ｉｉ）ガイドビーム１２２４Ｂ１、１２２４Ｂ２が２つの離間した個々の光ガイド１２２Ａに導くことができるように平行で重なり合わない、及び（ｉｉｉ）ガイドビーム１２２４Ｂ１、１２２４Ｂ２が集束レンズなどの結合光学部品で２つの離間した個々の光ガイド１２２Ａ上に集束させることができるように互いに対して小さい角度で伝播する。
【0133】
よって、偏光ビームスプリッタ１２７２は、２つの離間した光ガイド１２２Ａにアクセスするために、元の源ビーム１２２４Ａから２つのガイドビーム１２２４Ｂ１、１２２４Ｂ２を発生させるために使用することができることが理解される。さらに、（おそらく、二分の一波長板で設定される）入力偏光の適切な選択によって、２つのガイドビーム１２２４Ｂ１、１２２４Ｂ２の間の強度の比率を制御することができる。或いは、二分の一波長板をその経路に挿入することで、１つのガイドビーム１２２４Ｂ１、１２２４Ｂ２の偏光を変えることによって、固定された入力偏光に対して同じ効果を実現することができる。また、ある実施態様において、関係する光の偏光性のために、ガイドビーム１２２４Ｂ１、１２２４Ｂ２は、著しい電力損失なしに、分割及び再結合することができる。
【0134】
図１３は、マルチプレクサ１３２８の別の実施形態を含むカテーテルシステム１３００の別の実施形態の一部の簡略化された概略図である。特に、図１３は、（図１に示される）光源１２４から、源ビーム１３２４Ａ、さまざまな実施形態ではパルス源ビーム１３２４Ａを受け取り、（図１に示される）光ガイドバンドル１２２の（図１に示される）１つ又は複数の個々の光ガイド１２２Ａの方に導き、略同時に集束させることができる２つの個々のガイドビーム１３２４Ｂを発生させるために、源ビーム１３２４Ａを分割するマルチプレクサ１３２８の実施形態を示す。
【0135】
図１３に示されるように、マルチプレクサ１３２８の設計は、図１２に関して示されて説明された実施形態といくらか類似している。より詳細には、本実施形態において、マルチプレクサ１３２８は、偏光ビームスプリッタ１３７２の形態で提供される及び／又は偏光ビームスプリッタ１３７２として機能する光学素子（このように、時には単に「光学素子」とも呼ばれる）と、複数のリダイレクタ１３７６とを含む。しかしながら、本実施形態において、マルチプレクサ１３２８は、偏光ビームスプリッタ１２７２のまわりに位置付けられるコーナーキューブの形態の２つのリダイレクタ１３７６、すなわち、第１のリダイレクタ１３７６Ａ及び第２のリダイレクタ１３７６Ｂを含む。
【0136】
示されるように、源ビーム１３２４Ａは最初に、偏光ビームスプリッタ１３７２の方へ導かれ、ここで、源ビーム１３２４Ａは、それぞれ異なる偏光を有する一対のガイドビーム１３２４Ｂ、すなわち、第１のガイドビーム１３２４Ｂ１及び第２のガイドビーム１３２４Ｂ２に分割される。その後、第１の偏光を有する第１のガイドビーム１３２４Ｂ１は、偏光ビームスプリッタ１３７２に戻るように導かれる前に、偏光ビームスプリッタ１３７２から、第１のリダイレクタ１３７６Ａ、次いで、第２のリダイレクタ１３７４Ｂに方向を変えられる。同時に、第２の偏光を有する第２のガイドビーム１３２４Ｂ２は、偏光ビームスプリッタ１３７２に戻るように導かれる前に、偏光ビームスプリッタ１３７２から、第２のリダイレクタ１３７６Ｂ、次いで、第１のリダイレクタ１３７６Ａに方向を変えられる。
【0137】
図１２に示される実施形態と同様に、リダイレクタ１３７６Ａ、１３７６Ｂの位置合わせ及び／又は位置決めを変えることによって、ガイドビーム１３２４Ｂ１、１３２４Ｂ２は、以下のうちの１つであるように位置合わせすることができる。（ｉ）ガイドビーム１３２４Ｂ１、１３２４Ｂ２が再結合されて、単一の光ガイド１２２Ａに導くことができるように同一直線上で重なり合う、（ｉｉ）ガイドビーム１３２４Ｂ１、１３２４Ｂ２が２つの離間した個々の光ガイド１２２Ａに導くことができるように平行で重なり合わない、及び（ｉｉｉ）ガイドビーム１３２４Ｂ１、１３２４Ｂ２が集束レンズなどの結合光学部品で２つの離間した個々の光ガイド１２２Ａ上に集束させることができるように互いに対して小さい角度で伝播する。
【0138】
ミラーの組がコーナーキューブと置き換えられたこのような設計によって、マルチプレクサ１３２８の全体的な製作及び位置合わせを簡略化することができ、同時に、上記の３つの代替的なシナリオも可能になる。さらに、リダイレクタ１３７６Ａ、１３７６Ｂ、すなわち、コーナーキューブは、ガイドビームのループが源ビーム１３２４Ａと異なる平面にあるように、約９０度回転させることができることがさらに理解される。これは、実装を改善することがあり、又は、リダイレクタ１３７６Ａ、１３３７６Ｂ上の反射コーティングの性能を改善することがある。
【0139】
図１４は、マルチプレクサ１４２８のさらに別の実施形態を含むカテーテルシステム１４００のさらに別の実施形態の一部の簡略化された概略図である。特に、図１４は、（図１に示される）光源１２４から、源ビーム１４２４Ａ、さまざまな実施形態ではパルス源ビーム１４２４Ａを受け取り、（図１に示される）光ガイドバンドル１２２の（図１に示される）１つ又は複数の個々の光ガイド１２２Ａの方に導き、略同時に集束させることができる２つの個々のガイドビーム１４２４Ｂを発生させるために、源ビーム１４２４Ａを分割するマルチプレクサ１４２８の実施形態を示す。
【0140】
図１４に示されるように、マルチプレクサ１４２８の設計は、図１２及び１３に関して示されて説明された実施形態といくらか類似している。しかしながら、本実施形態において、偏光ビームスプリッタ及びリダイレクタは、偏光ビームスプリッタ反射キューブの形態の単一の光学素子１４７８と置き換えられた。
【0141】
示されるように、源ビーム１４２４Ａは最初に、光学素子１４７８の偏光ビームスプリッタ部１４７８Ａの方へ導かれ、ここで、源ビーム１４２４Ａは、それぞれ異なる偏光を有する一対のガイドビーム１４２４Ｂ、すなわち、第１のガイドビーム１４２４Ｂ１及び第２のガイドビーム１４２４Ｂ２に分割される。その後、第１の偏光を有する第１のガイドビーム１４２４Ｂ１は、光学素子１４７８の偏光ビームスプリッタ部１４７８Ａに戻るように導かれる前に、光学素子１４７８の偏光ビームスプリッタ部１４７８Ａから光学素子１４７８の第１の反射面１４７８Ｂに方向を変えられる。同時に、第２の偏光を有する第２のガイドビーム１４２４Ｂ２は、光学素子１４７８の偏光ビームスプリッタ部１４７８Ａに戻るように導かれる前に、光学素子１４７８の偏光ビームスプリッタ部１４７８Ａから光学素子１４７８の第２の反射面１４７８Ｃに方向を変えられる（又は、光学素子１４７８の偏光ビームスプリッタ部１４７８Ａを通して光学素子１４７８の第２の反射面１４７８Ｃに伝達される）。
【0142】
図１２及び１３に示される実施形態と同様に、光学素子１４７８の反射面１４７８Ｂ、１４７８Ｃの位置合わせ及び／又は位置決めを変えることによって、ガイドビーム１４２４Ｂ１、１４２４Ｂ２は、以下のうちの１つであるように位置合わせすることができる。（ｉ）ガイドビーム１４２４Ｂ１、１４２４Ｂ２が再結合されて、単一の光ガイド１２２Ａに導くことができるように同一直線上で重なり合う、（ｉｉ）ガイドビーム１４２４Ｂ１、１４２４Ｂ２が２つの離間した個々の光ガイド１２２Ａに導くことができるように平行で重なり合わない、及び（ｉｉｉ）ガイドビーム１４２４Ｂ１、１４２４Ｂ２が集束レンズなどの結合光学部品で２つの離間した個々の光ガイド１２２Ａ上に集束させることができるように互いに対して小さい角度で伝播する。
【0143】
この実施形態によって、公差のすべて及び出口上の相対ビーム位置が光学素子１４７８の製作によって制御されるので、マルチプレクサ１４２８の全体的な位置合わせを簡略化することができることが理解される。
【0144】
カテーテルシステムの有用性のためのさらなる要件は、カテーテルシステム内での治療部位における正確な領域への治療的な光放射の制御された適用を可能にするために、複数の光ガイドのうちの１つ又は複数に選択的に及び特別にアクセスする必要性であることがさらに理解される。原則、これは、望ましい光ガイドに特別にアクセスするためにガイドビームを移動させることによって、又は、光ガイド自体を移動させることによって、行うことができる。少なくとも図１５Ａ～１７Ｂに示される実施形態は、そのような任務を成し遂げるための代替的な方法を提供する。
【0145】
図１５Ａは、マルチプレクサ１５２８Ａの別の実施形態を含むカテーテルシステム１５００Ａの別の実施形態の一部の簡略化された概略図である。特に、図１５Ａは、複数の光ガイド１５２２Ａを含む光ガイドバンドル１５２２と、（図１に示される）光源１２４から、源ビーム１５２４Ａ、さまざまな実施形態ではパルス源ビーム１５２４Ａの形態の光エネルギーを受け取り、個々のガイドビーム１５２４Ｂの形態の光エネルギーを、複数の光ガイド１５２２Ａのうちの１つ又は複数のガイド近位端１５２２Ｐ上に導くマルチプレクサ１５２８Ａとを示す。いくつかのこのような実施形態において、マルチプレクサ１５２８Ａは、複数の光ガイド１５２２Ａのうちの１つ又は複数のガイド近位端１５２２Ｐ上に、個々のガイドビーム１５２４Ｂの形態の光エネルギーを順次導くように構成される。
【0146】
光ガイドバンドル１５２２は、任意の好適な数の光ガイド１５２２Ａを含むことができ、それらは、マルチプレクサ１５２８Ａに対して複数の光ガイド１５２２Ａを最もよく位置合わせする任意の好適な方法で、互いに対して位置付ける及び／又は方向付けることができることが理解される。たとえば、図１５Ａに示される実施形態において、光ガイドバンドル１５２２は、互いに対して直線配置で位置合わせされる８つの光ガイド１５２２Ａを含む。光ガイドバンドル１５２２及び／又は光ガイド１５２２Ａは、本明細書において上で詳細に説明された設計及び機能に略類似している。したがって、このような構成要素は、図１５Ａに示される実施形態に関して詳細に説明されない。
【0147】
図１５Ａに示される実施形態において、マルチプレクサ１５２８Ａは、ガイドビーム１５２４Ｂを、光ガイド１５２２Ａのうちの１つ又は複数に、選択的に及び順次、結合するように特に構成される。より詳細には、示されるように、マルチプレクサ１５２８Ａは、リダイレクタ１５８０と結合光学部品１５５８とを含む。１つの実施形態において、示されるように、リダイレクタ１５８０は、ムーバ１５８２を使用して軸１５８０Ａを中心に回転するミラー（又は、他の反射面）を含む、ガルバノミラースキャナなどの検流計の形態で提供される。ムーバ１５８２は、ガイドビーム１５２４Ｂを望ましい入射角で結合光学部品１５５８に導くために、リダイレクタ１５８０のミラーを回転させるために利用され、ガイドビーム１５２４Ｂは、光ガイドバンドル１５２２内の任意の光ガイド１５２２Ａ上に、結合光学部品１５５８によって選択的に集束させることができる。特に、リダイレクタ１５８０が回転するので、リダイレクタ１５８０は、異なる角度でガイドビーム１５２４Ｂを結合光学部品１５５８に導く。これにより、ガイドビーム１５２４Ｂが直線的に走査され、固定された光ガイドバンドル１５２２内に取り付けられる異なる光ガイド１５２２Ａに焦点を並進させる。よって、リダイレクタ１５８０の角度を変更することによって、ガイドビーム１５２４Ｂは、光ガイドバンドル１５２２の任意の光ガイド１５２２Ａのガイド近位端１５２２Ｐ上に選択的に導くことができる。
【0148】
固定されたガイドビーム１５２４Ｂに対して光ガイドバンドル１５２２をその代わりに移動させる比較可能なシステムと比較すると、この方法の利点は、光ガイドバンドル１５２２を移動させるステージと比較した場合の、リダイレクタ１５８０の速度並びに非常に高い精度及び繰り返し性である。
【0149】
図１５Ｂは、マルチプレクサ１５２８Ｂのさらに別の実施形態を含むカテーテルシステム１５００Ｂのさらに別の実施形態の一部の簡略化された概略図である。示されるように、カテーテルシステム１５００Ｂ及びマルチプレクサ１５２８Ｂは、図１５Ａに関して示されて説明されたカテーテルシステム１５００Ａ及びマルチプレクサ１５２８Ａと略類似している。たとえば、カテーテルシステム１５００Ｂも、複数の光ガイド１５２２Ａを含む光ガイドバンドル１５２２と、（図１に示される）光源１２４から、源ビーム１５２４Ａ、さまざまな実施形態ではパルス源ビーム１５２４Ａの形態の光エネルギーを受け取り、個々のガイドビーム１５２４Ｂの形態の光エネルギーを、複数の光ガイド１５２２Ａのうちの１つ又は複数のガイド近位端１５２２Ｐ上に導くマルチプレクサ１５２８Ｂとを含む。さらに、マルチプレクサ１５２８Ｂも、光ガイドバンドル１５２２に対して直線的にガイドビーム１５２４Ｂを走査するために、ムーバ１５８２によって軸１５８０Ａを中心に移動するリダイレクタ１５８０を含み、結合光学部品１５５８を通して望ましい入射角でガイドビーム１５２４Ｂを導く。
【0150】
しかしながら、本実施形態において、マルチプレクサ１５２８Ｂは、ガイドビーム１５２４Ｂ及び／又は源ビーム１５２４Ａを複数のガイドビーム１５２４Ｂ、たとえば、図１５Ｂに示される第１のガイドビーム１５２４Ｂ１及び第２のガイドビーム１５２４Ｂ２に分割するために使用することができるビームマルチプライヤ１５８４をさらに含む。ビームマルチプライヤ１５８４は、任意の好適な設計を有することができる。たとえば、ある実施形態において、ビームマルチプライヤ１５８４は、図２～１４のいずれかのマルチプレクサに対して本明細書で上に示されて説明された設計を有することができる。
【0151】
このような設計によって、ガイドビーム１５２４Ｂ１、１５２４Ｂ２は、任意の望ましい方法で、複数の光ガイド１５２２Ａ上に同時に結合することができる。
【0152】
図１６Ａは、マルチプレクサ１６２８Ａの別の実施形態を含むカテーテルシステム１６００Ａの別の実施形態の一部の簡略化された概略図である。特に、図１６Ａは、複数の光ガイド１６２２Ａを含む光ガイドバンドル１６２２と、（図１に示される）光源１２４から、源ビーム１６２４Ａ、さまざまな実施形態ではパルス源ビーム１６２４Ａの形態の光エネルギーを受け取り、個々のガイドビーム１６２４Ｂの形態の光エネルギーを、複数の光ガイド１６２２Ａのうちの１つ又は複数のガイド近位端１６２２Ｐ上に導くマルチプレクサ１６２８Ａとを示す。いくつかのこのような実施形態において、マルチプレクサ１６２８Ａは、複数の光ガイド１６２２Ａのうちの１つ又は複数のガイド近位端１６２２Ｐ上に、個々のガイドビーム１６２４Ｂの形態の光エネルギーを順次、導くように構成される。
【0153】
光ガイドバンドル１６２２は、任意の好適な数の光ガイド１６２２Ａを含むことができ、それらは、マルチプレクサ１６２８Ａに対して複数の光ガイド１６２２Ａを最もよく位置合わせする任意の好適な方法で、互いに対して位置付ける及び／又は方向付けることができることが理解される。たとえば、図１６Ａに示される実施形態において、光ガイドバンドル１６２２は、互いに対して直線配置で位置合わせされる８つの光ガイド１６２２Ａを含む。光ガイドバンドル１６２２及び／又は光ガイド１６２２Ａは、本明細書において上で詳細に説明された設計及び機能に略類似している。したがって、このような構成要素は、図１６Ａに示される実施形態に関して詳細に説明されない。
【0154】
図１６Ａに示される実施形態において、マルチプレクサ１６２８Ａも、ガイドビーム１６２４Ｂを、光ガイド１６２２Ａのうちの１つ又は複数に、選択的に及び順次、結合するように特に構成される。より詳細には、示されるように、マルチプレクサ１６２８Ａは、リダイレクタ１６８６と結合光学部品１６５８とを含む。しかしながら、本実施形態において、リダイレクタ１６８６は、上記の実施形態とは異なる設計を有する。特に、示されるように、リダイレクタ１６８６は、ムーバ１６８８で軸１６８６Ａを中心に回転する回転多面ミラーの形態で提供される。いくつかの実施形態において、リダイレクタ１６８６は、８面回転ミラーとすることができる。或いは、リダイレクタ１６８６は、異なる数の面を有することができる。
【0155】
源ビーム１６２４Ａが、望ましい入射角で結合光学部品１６５８に導かれるガイドビーム１６２４Ｂを提供するために、リダイレクタ１６８６の面１６８６Ｓで反射するように、ムーバ１６８８はリダイレクタ１６８６の多面ミラーを回転させるために利用され、ガイドビーム１６２４Ｂは、光ガイドバンドル１６２２内の任意の光ガイド１６２２Ａ上に、結合光学部品１６５８によって選択的に集束させることができる。リダイレクタ１６８６が連続的に回転するので、リダイレクタ１６８６の面１６８６Ｓは、異なる角度でガイドビーム１６２４Ｂを結合光学部品１６５８に導く。これにより、ガイドビーム１６２４Ｂが直線的に走査され、固定された光ガイドバンドル１６２２内に取り付けられる異なる光ガイド１６２２Ａに焦点を並進させる。よって、リダイレクタ１６８６の角度を変更することによって、ガイドビーム１６２４Ｂは、光ガイドバンドル１６２２の任意の光ガイド１６２２Ａのガイド近位端１６２２Ｐ上に選択的に導くことができる。
【0156】
図１６Ａに示されるリダイレクタ１６８６の設計によって、リダイレクタ１６８６の面１６８６Ｓのそれぞれが源ビーム１６２４Ａのビーム経路に移動すると、リダイレクタ１６８６は自身を自動的にリセットすることが理解される。これは、（上述のリダイレクタ１５８０に必要とされる繰り返される加速とは対照的に）リダイレクタ１６８６が一定の速度で移動することを可能にする。さらに、望ましい速度は、光源１２４のパルス繰り返し率とともに選択することができ、リダイレクタ１６８６がガイドビーム１６２４Ｂからの光エネルギーを適切な光ガイド１６２２Ａのガイド近位端１６２２Ｐ上に配置するように位置合わせされたときのみ、光源１２４は放射する。リダイレクタ１６８６の回転速度は、光ガイドバンドル１６２２内の光ガイド１６２２Ａの間の距離と同期するように選択しなければならないことがさらに理解される。
【0157】
図１６Ｂは、マルチプレクサ１６２８Ｂのさらに別の実施形態を含むカテーテルシステム１６００Ｂのさらに別の実施形態の一部の簡略化された概略図である。示されるように、カテーテルシステム１６００Ｂ及びマルチプレクサ１６２８Ｂは、図１６Ａに関して示されて説明されたカテーテルシステム１６００Ａ及びマルチプレクサ１６２８Ａと略類似している。たとえば、カテーテルシステム１６００Ｂも、複数の光ガイド１６２２Ａを含む光ガイドバンドル１６２２と、（図１に示される）光源１２４から、源ビーム１６２４Ａ、さまざまな実施形態ではパルス源ビーム１６２４Ａの形態の光エネルギーを受け取り、個々のガイドビーム１６２４Ｂの形態の光エネルギーを、複数の光ガイド１６２２Ａのうちの１つ又は複数のガイド近位端１６２２Ｐ上に導くマルチプレクサ１６２８Ｂとを含む。さらに、マルチプレクサ１６２８Ｂも、光ガイドバンドル１６２２に対して直線的にガイドビーム１６２４Ｂを走査するために、ムーバ１６８８によって軸１６８６Ａを中心に移動するリダイレクタ１６８６を含み、リダイレクタ１６８６の面１６８６Ｓは、結合光学部品１６５８を通して望ましい入射角でガイドビーム１６２４Ｂを導く。
【0158】
しかしながら、本実施形態において、マルチプレクサ１６２８Ｂは、ガイドビーム１６２４Ｂ及び／又は源ビーム１６２４Ａを複数のガイドビーム１６２４Ｂ、たとえば、図１６Ｂに示されるような第１のガイドビーム１６２４Ｂ１及び第２のガイドビーム１６２４Ｂ２に分割するために使用することができるビームマルチプライヤ１６８４をさらに含む。ビームマルチプライヤ１６８４は、任意の好適な設計を有することができる。たとえば、ある実施形態において、ビームマルチプライヤ１６８４は、図２～１４のいずれかのマルチプレクサに対して本明細書で上に示されて説明された設計を有することができる。
【0159】
このような設計によって、ガイドビーム１６２４Ｂ１、１６２４Ｂ２は、任意の望ましい方法で、複数の光ガイド１６２２Ａ上に同時に結合することができる。
【0160】
図１７Ａは、マルチプレクサ１７２８Ａの別の実施形態を含むカテーテルシステム１７００Ａの別の実施形態の一部の簡略化された概略図である。特に、図１７Ａは、複数の光ガイド１７２２Ａを含む光ガイドバンドル１７２２と、（図１に示される）光源１２４から、源ビーム１７２４Ａ、さまざまな実施形態ではパルス源ビーム１７２４Ａの形態の光エネルギーを受け取り、個々のガイドビーム１７２４Ｂの形態の光エネルギーを、複数の光ガイド１７２２Ａのうちの１つ又は複数のガイド近位端１７２２Ｐ上に導くマルチプレクサ１７２８Ａとを示す。いくつかのこのような実施形態において、マルチプレクサ１７２８Ａは、個々のガイドビーム１７２４Ｂの形態の光エネルギーを、複数の光ガイド１７２２Ａのうちの１つ又は複数のガイド近位端１７２２Ｐ上に順次、導くように構成される。
【0161】
光ガイドバンドル１７２２は、任意の好適な数の光ガイド１７２２Ａを含むことができ、それらは、マルチプレクサ１７２８Ａに対して複数の光ガイド１７２２Ａを最もよく位置合わせする任意の好適な方法で、互いに対して位置付ける及び／又は方向付けることができることが理解される。たとえば、図１７Ａに示される実施形態において、光ガイドバンドル１７２２は、互いに対して円弧状配置で位置合わせされる８つの光ガイド１７２２Ａを含む。光ガイドバンドル１７２２及び／又は光ガイド１７２２Ａは、本明細書において上で詳細に説明された設計及び機能に略類似している。したがって、このような構成要素は、図１７Ａに示される実施形態に関して詳細に説明されない。
【0162】
図１７Ａに示される実施形態において、マルチプレクサ１７２８Ａは、ガイドビーム１７２４Ｂを光ガイド１７２２Ａの方へ集束させる結合光学部品１７５８を含み、一方、光ガイドバンドル１７２２は、バンドルムーバ１７９０でバンドル軸１７２２Ｘを中心に回転する。カテーテルシステム１７００Ａの使用中、バンドルムーバ１７９０は、結合光学部品１７５８がガイドビーム１７２４Ｂを光ガイドバンドル１７２２の方へ集束させるときに、望ましい光ガイド１７２２Ａがガイドビーム１７２４Ｂのビーム経路に位置付けられるように、バンドル軸１７２２Ｘを中心に光ガイドバンドル１７２２を回転させるように構成される。
【0163】
このような実施形態において、光ガイドバンドル１７２２は、一方向のみの回転では光ガイドが「回って」最終的に止まるので、望ましい光ガイド１７２２Ａを選択するために左右に往復する必要があることが理解される。しかしながら、そのような利点は、コンパクトさ及び光ガイド１７２２Ａの間の切替速度における利点が移動ステージ上に取り付けられる光ガイドの直線アレイとの比較であることを提供することがさらに理解される。
【0164】
図１７Ｂは、マルチプレクサ１７２８Ｂのさらにまた別の実施形態を含むカテーテルシステム１７００Ｂのさらに別の実施形態の一部の簡略化された概略図である。示されるように、カテーテルシステム１７００Ｂ及びマルチプレクサ１７２８Ｂは、図１７Ａに関して示されて説明されたカテーテルシステム１７００Ａ及びマルチプレクサ１７２８Ａと略類似している。たとえば、カテーテルシステム１７００Ｂも、複数の光ガイド１７２２Ａを含む光ガイドバンドル１７２２と、（図１に示される）光源１２４から、源ビーム１７２４Ａ、さまざまな実施形態ではパルス源ビーム１７２４Ａの形態の光エネルギーを受け取り、個々のガイドビーム１７２４Ｂの形態の光エネルギーを、複数の光ガイド１７２２Ａのうちの１つ又は複数のガイド近位端１７２２Ｐ上に導くマルチプレクサ１７２８Ｂとを含む。さらに、マルチプレクサ１７２８Ｂも、光ガイドバンドル１７２２がバンドルムーバ１７９０によってバンドル軸１７２２Ｘを中心に回転するとき、ガイドビームを望ましい光ガイド１７２２Ａ上に集束させる結合光学部品１７５８を含む。
【0165】
しかしながら、本実施形態において、マルチプレクサ１７２８Ｂは、ガイドビーム１７２４Ｂ及び／又は源ビーム１７２４Ａを複数のガイドビーム１７２４Ｂ、たとえば、図１７Ｂに示されるような第１のガイドビーム１７２４Ｂ１及び第２のガイドビーム１７２４Ｂ２に分割するために使用することができるビームマルチプライヤ１７８４をさらに含む。ビームマルチプライヤ１７８４は、任意の好適な設計を有することができる。たとえば、ある実施形態において、ビームマルチプライヤ１７８４は、図２～１４のいずれかのマルチプレクサに対して本明細書で上に示されて説明された設計を有することができる。
【0166】
このような設計によって、ガイドビーム１７２４Ｂ１、１７２４Ｂ２は、任意の望ましい方法で、複数の光ガイド１７２２Ａ上に同時に結合することができる。
【0167】
図１８Ａは、マルチプレクサ１８２８の別の実施形態を含むカテーテルシステム１８００の別の実施形態の一部の簡略化された概略上面図である。より詳細には、図１８Ａは、複数の光ガイド、たとえば、第１の光ガイド１８２２Ａ、第２の光ガイド１８２２Ｂ、第３の光ガイド１８２２Ｃ、第４の光ガイド１８２２Ｄ、及び第５の光ガイド１８２２Ｅを含む光ガイドバンドル１８２２と、光源１８２４と、システムコントローラ１８２６と、光源１８２４から、源ビーム１８２４Ａ、さまざまな実施形態ではパルス源ビーム１８２４Ａの形態の光エネルギーを受け取り、個々のガイドビーム１８２４Ｂの形態の光エネルギーを、光ガイド１８２２Ａ～１８２２Ｅのそれぞれに選択的に及び／又は代替的に導くマルチプレクサ１８２８の別の実施形態とを示す。光ガイドバンドル１８２２、光ガイド１８２２Ａ～１８２２Ｅ、光源１８２４、及びシステムコントローラ１８２６は、本明細書において上で詳細に説明された設計及び機能に略類似している。したがって、このような構成要素は、図１８Ａに示される実施形態に関して詳細に説明されない。図１に関して上で示されて説明された、電源１２５及びＧＵＩ１２７などの、システムコンソール１２３の特定の構成要素は、説明を簡単且つ容易にするために、図１８Ａには示されていないが、通常、多くの実施形態に含まれることがさらに理解される。
【0168】
光ガイドバンドル１８２２は、任意の好適な数の光ガイドを含むことができ、それらは、マルチプレクサ１８２８に対して複数の光ガイドを最もよく位置合わせする任意の好適な方法で、互いに対して位置付ける及び／又は方向付けることができることが理解される。たとえば、図１８Ａに示される実施形態において、光ガイドバンドル１８２２は、互いに対して直線配置で位置合わせされる第１の光ガイド１８２２Ａ、第２の光ガイド１８２２Ｂ、第３の光ガイド１８２２Ｃ、第４の光ガイド１８２２Ｄ、及び第５の光ガイド１８２２Ｅを含む。或いは、光ガイドバンドル１８２２は、５つより多い又は５つより少ない光ガイドを含むことができる。
【0169】
マルチプレクサ１８２８も、光源１８２４から源ビーム１８２４Ａの形態の光エネルギーを受け取り、個々のガイドビーム１８２４Ｂの形態の光エネルギーを光ガイド１８２２Ａ～１８２２Ｅのそれぞれに選択的に及び／又は代替的に導くように構成される。よって、図１８Ａに示されるように、マルチプレクサ１８２８は、光ガイドバンドル１８２２に及び／又は複数の光ガイド１８２２Ａ～１８２２Ｅに、光連通して、動作可能に及び／又は光学的に結合される。
【0170】
示されるように、複数の光ガイド１８２２Ａ～１８２２Ｅのそれぞれのガイド近位端１８２２Ｐは、ガイド結合ハウジング１８５０内に、すなわち、ガイド結合ハウジング１８５０に形成されたガイド結合スロット１８５７内に保持される。さまざまな実施形態において、ガイド結合ハウジング１８５０は、ガイド結合スロット１８５７、したがって、光ガイド１８２２Ａ～１８２２Ｅが、カテーテルシステム１８００の使用中、マルチプレクサ１８２８に対して望ましい固定位置に維持されるように、（図１に示される）システムコンソール１２３に選択的に結合されるように構成される。いくつかの実施形態において、ガイド結合スロット１８５７は、Ｖ溝の形態、たとえば、マルチチャネル光ファイバー通信システムで一般に使用されるＶ溝フェルールブロックで設けられる。或いは、ガイド結合スロット１８５７は、別の好適な設計を有することができる。
【0171】
ガイド結合ハウジング１８５０は、任意の好適な数のガイド結合スロット１８５７を有することができ、それらは、マルチプレクサ１８２８に対してガイド結合スロット１８５７、したがって光ガイド１８２２Ａ～１８２２Ｅを最もよく位置合わせする任意の好適な方法で、互いに対して位置付ける及び／又は方向付けることができることが理解される。図１８Ａに示される実施形態において、ガイド結合ハウジング１８５０は、互いに対して直線配置で離間している７つのガイド結合スロット１８５７を含み、隣接するガイド結合スロット１８５７の間に正確な間隔を有する。よって、このような実施形態において、ガイド結合ハウジング１８５０は、最大７つの光ガイドのガイド近位端１８２２Ｐを保持することが可能である（しかし、図１８Ａには５つの光ガイド１８２２Ａ～１８２２Ｅのみが特に示されている）。或いは、ガイド結合ハウジング１８５０は、７つより多い又は７つより少ないガイド結合スロット１８５７を有することができ、及び／又はガイド結合スロット１８５７は、互いに対して異なる方法で配置させることができる。
【0172】
マルチプレクサ１８２８の設計は、カテーテルシステム１８００の要件、光ガイド１８２２Ａ～１８２２Ｅの相対位置に応じて、及び／又は、カテーテルシステム１８００のユーザ又は操作者の要求を満たすために、変えることができる。図１８Ａに示される実施形態において、マルチプレクサ１８２８は、マルチプレクサベース１８５９、マルチプレクサステージ１８６１、ステージムーバ１８６３（仮想線で示されている）、リダイレクタ１８６５、及び結合光学部品１８５８のうちの１つ又は複数を含む。或いは、マルチプレクサ１８２８は、図１８Ａに特に示されるものよりも多くの構成要素又は少ない構成要素を含むことができる。
【0173】
カテーテルシステム１８００の使用中、マルチプレクサベース１８５９は、光源１８２４及び光ガイド１８２２Ａ～１８２２Ｅに対して所定の位置に固定される。さらに、本実施形態において、マルチプレクサステージ１８６１は、マルチプレクサベース１８５９上に移動可能に支持される。より詳細には、ステージムーバ１８６３は、マルチプレクサステージ１８６１をマルチプレクサベース１８５９に対して移動するように構成される。図１８Ａに示されるように、リダイレクタ１８６５及び結合光学部品１８５８は、マルチプレクサステージ１８６１上に取り付けられる及び／又はマルチプレクサステージ１８６１によって保持される。よって、マルチプレクサベース１８５９に対するマルチプレクサステージ１８６１の移動により、固定されたマルチプレクサベース１８５９に対するリダイレクタ１８６５及び結合光学部品１８５８の対応する移動がもたらされる。光ガイド１８２２Ａ～１８２２Ｅがマルチプレクサベース１８５９に対して所定の位置に固定されているので、マルチプレクサステージ１８６１の移動は、光ガイド１８２２Ａ～１８２２Ｅに対するリダイレクタ１８６５及び結合光学部品１８５８の対応する移動となる。
【0174】
さまざまな実施形態において、マルチプレクサ１８２８は、結合光学部品１８５８を光ガイド１８２２Ａ～１８２２Ｅのそれぞれと正確に位置合わせするように構成され、それにより、光源１８２４によって発生された源ビーム１８２４Ａが、対応するガイドビーム１８２４Ｂとして、マルチプレクサ１８２８によって光ガイド１８２２Ａ～１８２２Ｅのそれぞれに正確に導かれ、集束させることができる。その最も単純な形態において、図１８Ａに示されるように、マルチプレクサ１８２８は、直線経路に沿って結合光学部品１８５８を並進移動させるために、ステージムーバ１８６３などの精密機構を使用する。このアプローチは、単一の自由度を必要とする。ある実施形態において、ステージムーバ１８６３及び／又はマルチプレクサステージ１８６１の形態の直線並進機構は、結合光学部品１８５８が光ガイド１８２２Ａ～１８２２Ｅのそれぞれの位置と正確に位置合わせできるように、機械的止め部を備えることができる。或いは、ステージムーバ１８６３は、ガイドビーム１８２４Ｂのビーム経路を、ガイド結合ハウジング１８５０内に部分的に保持された個々の光ガイド１８２２Ａ～１８２２Ｅと順次、揃えるように電子制御することができる。
【0175】
マルチプレクサステージ１８６２は、リダイレクタ１８６５及び結合光学部品１８５８などの必要な光学部品を支持するように構成され、光源１８２４によって発生された光エネルギーを、最適な結合のために各光ガイド１８２２Ａ～１８２２Ｅに導いて、集束させる。このような設計によって、並進移動するマルチプレクサステージ１８６１の運動の短い距離にわたってのガイドビーム１８２４Ａの逸脱は小さく、光ガイド１８２２Ａ～１８２２Ｅへの結合効率に対する影響は最小限である。
【0176】
動作中、ステージムーバ１８６３は、ガイドビーム１８２４Ｂのビーム経路を選択された光ガイド１８２２Ａ～１８２２Ｅと位置合わせするために、マルチプレクサステージ１８６１を駆動し、次いで、システムコントローラ１８２６は、パルス又は半ＣＷモードで、光源１８２４を放射する。次いで、ステージムーバ１８６３は、マルチプレクサステージ１８６１を、次の停止位置に、すなわち、次の光ガイド１８２２Ａ～１８２２Ｅに進め、システムコントローラ１８２６は再び、光源１８２４を放射する。このプロセスは、ガイドビーム１８２４Ｂの形態の光エネルギーが望ましいパターンで光ガイド１８２２Ａ～１８２２Ｅのそれぞれに導かれるように、要望通り繰り返される。ステージムーバ１８６３は、マルチプレクサステージ１８６１が光ガイド１８２２Ａ～１８２２Ｅのいずれかと位置合わせされ、次いで、システムコントローラ１８２６が光源１８２４を放射するように、マルチプレクサステージ１８６１を移動することができることが理解される。このようにして、マルチプレクサ１８２８は、光ガイド１８２２Ａ～１８２２Ｅを通しての連続放射を実現することができる、又は、光ガイド１８２２Ａ～１８２２Ｅに対して任意の望ましいパターンで放射することができる。
【0177】
本実施形態において、ステージムーバ１８６３は、マルチプレクサベース１８５９に対して直線的にマルチプレクサステージ１８６１を移動させるための任意の好適な設計を有することができる。より詳細には、ステージムーバ１８６３は、任意の好適な種類の直線並進機構とすることができる。
【0178】
図１８Ａに示されるように、カテーテルシステム１８００は、源ビーム１８２４Ａがマルチプレクサ１８２８の方に導かれるように光源１８２４からの源ビーム１８２４Ａを反射する光学素子１８４７、たとえば、ミラーなどの反射又は方向転換素子をさらに含むことができる。１つの実施形態において、示されるように、光学素子１８４７は、源ビーム１８２４Ａがマルチプレクサ１８２８の方に導かれるように、約９０度、源ビーム１８２４Ａの方向を変えるために、ビーム経路に沿って位置付けることができる。或いは、光学素子１８４７は、９０度より大きく又は９０度より小さく、源ビーム１８２４Ａの方向を変えることができる。さらに代替的に、カテーテルシステム１８００は、光学素子１８４７なしで設計することができ、光源１８２４は、源ビーム１８２４Ａをマルチプレクサ１８２８の方へ直接、導くことができる。
【0179】
さらに、本実施形態において、マルチプレクサ１８２８の方に導かれている源ビーム１８２４Ａは、最初に、源ビーム１８２４Ａを結合光学部品１８５８の方へ方向を変えるように構成されるリダイレクタ１８６５に衝突する。いくつかの実施形態において、リダイレクタ１８６５は、源ビーム１８２４Ａを結合光学部品１８５８の方へ約９０度方向を変える。或いは、リダイレクタ１８６５は、源ビーム１８２４Ａを結合光学部品１８５８の方へ９０度より大きく又は９０度より小さく方向を変えることができる。よって、マルチプレクサステージ１８６１上に取り付けられたリダイレクタ１８６５は、個々のガイドビーム１８２４Ｂがガイド結合ハウジング１８５０の個々の光ガイド１８２２Ａ～１８２２Ｅに集束されるように、結合光学部品１８５８を通して源ビーム１８２４Ａを導くように構成される。
【0180】
結合光学部品１８５８は、個々のガイドビーム１８２４Ｂを光ガイド１８２２Ａ～１８２２Ｅのそれぞれに集束させるために、任意の好適な設計を有することができる。１つの実施形態において、結合光学部品１８５８は、要望通り、個々のガイドビーム１８２４Ｂを集束させるように特に構成される２つのレンズを含む。或いは、結合光学部品１８５８は、別の好適な設計を有することができる。
【0181】
ある非排他的な代替の実施形態において、源ビーム１８２４Ａが光ガイド１８２２Ａ～１８２２Ｅのそれぞれに適切に導かれて集束されるように源ビーム１８２４Ａを導くことは、光学機械式スキャナ、Ｘ－Ｙ検流計、又は他の多軸ビームステアリング装置に取り付けられたミラーを使用して実現することができる。
【0182】
さらに代替的に、図１８Ａは、光ガイド１８２２Ａ～１８２２Ｅがマルチプレクサベース１８５９に対して所定の位置に固定されることを示すが、いくつかの実施形態において、光ガイド１８２２Ａ～１８２２Ｅは、所定の位置に固定された結合光学部品１８５８に対して移動するように構成することができることが理解される。このような実施形態では、ガイド結合ハウジング１８５０自体が移動する、たとえば、ガイド結合ハウジング１８５０は、直線並進ステージによって支持することができ、システムコントローラ１８２６は、光ガイド１８２２Ａ～１８２２Ｅがそれぞれ、望ましいパターンで、結合光学部品１８５８及びガイドビーム１８２４Ｂと位置合わせされるように階段状に移動するために、直線並進ステージを制御することができる。そのような実施形態を有効とすることができるが、ガイド結合ハウジング１８５０が、使用中、マルチプレクサ１８２８の結合光学部品１８５８に対して移動するので、追加の保護及び制御が、安全で信頼性があるようにするために必要とされることがさらに理解される。
【0183】
図１８Ｂは、図１８Ａに示されるカテーテルシステム１８００及びマルチプレクサ１８２８の一部の簡略化された概略斜視図である。特に、図１８Ｂは、光ガイド１８２２Ａ～１８２２Ｅのそれぞれの一部を保持するように構成される、ガイド結合スロット１８５７を有するガイド結合ハウジング１８５０と、（図１８Ａに示される）光源１８２４からの源ビーム１８２４Ａをマルチプレクサ１８２８の方へ最初に方向を変える光学素子１８４７と、マルチプレクサベース１８５９、マルチプレクサステージ１８６１、リダイレクタ１８６５、及び結合光学部品１８５８を含み、源ビーム１８２４Ａを受け取り、次いで、個々のガイドビーム１８２４Ｂを、光ガイド１８２２Ａ～１８２２Ｅのそれぞれの方へ導いて集束させるマルチプレクサ１８２８との別の図を示す。説明を簡単且つ容易にするために、ステージムーバ１８６３は図１８Ｂに示されていないことが理解される。
【0184】
図１９Ａは、マルチプレクサ１９２８の別の実施形態を含むカテーテルシステム１９００の実施形態の一部の簡略化された概略上面図である。より詳細には、図１９Ａは、複数の光ガイド、たとえば、第１の光ガイド１９２２Ａ、第２の光ガイド１９２２Ｂ、及び第３の光ガイド１９２２Ｃを含む光ガイドバンドル１９２２と、光源１９２４と、システムコントローラ１９２６と、光源１９２４から、源ビーム１９２４Ａ、さまざまな実施形態ではパルス源ビーム１８２４Ａの形態の光エネルギーを受け取り、個々のガイドビーム１９２４Ｂの形態の光エネルギーを、光ガイド１９２２Ａ～１９２２Ｃのそれぞれに選択的に及び／又は代替的に導くマルチプレクサ１９２８とを示す。光ガイドバンドル１９２２、光ガイド１９２２Ａ～１９２２Ｃ、光源１９２４、及びシステムコントローラ１９２６は、本明細書において上で詳細に説明された設計及び機能に略類似している。したがって、このような構成要素は、図１９Ａに示される実施形態に関して詳細に説明されない。図１に関して上で示されて説明された、電源１２５及びＧＵＩ１２７などの、システムコンソール１２３の特定の構成要素は、説明を簡単且つ容易にするために、図１９Ａには示されていないが、通常、多くの実施形態に含まれることがさらに理解される。
【0185】
光ガイドバンドル１９２２は、任意の好適な数の光ガイドを含むことができ、それらは、マルチプレクサ１９２８に対して複数の光ガイドを最もよく位置合わせする任意の好適な方法で、互いに対して位置付ける及び／又は方向付けることができることが理解される。たとえば、図１８Ａに示される実施形態において、光ガイドバンドル１９２２は、互いに対して直線配置で位置合わせされる第１の光ガイド１９２２Ａ、第２の光ガイド１９２２Ｂ、及び第３の光ガイド１９２２Ｃを含む。或いは、光ガイドバンドル１９２２は、３つより多い又は３つより少ない光ガイドを含むことができる。
【0186】
前述の実施形態と同様に、マルチプレクサ１９２８は、光源１９２４から源ビーム１９２４Ａの形態の光エネルギーを受け取り、個々のガイドビーム１９２４Ｂの形態の光エネルギーを光ガイド１９２２Ａ～１９２２Ｃのそれぞれに選択的に及び／又は代替的に導くように構成される。よって、図１９Ａに示されるように、マルチプレクサ１９２８は、光ガイドバンドル１９２２に及び／又は複数の光ガイド１９２２Ａ～１９２２Ｃに、光連通して、動作可能に及び／又は光学的に結合される。
【0187】
示されるように、複数の光ガイド１９２２Ａ～１９２２Ｃのそれぞれのガイド近位端１９２２Ｐは、ガイド結合ハウジング１９５０内に、すなわち、ガイド結合ハウジング１９５０に形成されたガイド結合スロット１９５７内に保持される。さまざまな実施形態において、ガイド結合ハウジング１９５０は、ガイド結合スロット１９５７、したがって、光ガイド１９２２Ａ～１９２２Ｃが、カテーテルシステム１９００の使用中、マルチプレクサ１９２８に対して望ましい固定位置に維持されるように、（図１に示される）システムコンソール１２３に選択的に結合されるように構成される。
【0188】
ここで図１９Ｂを参照すると、図１９Ｂは、図１９Ａに示されるカテーテルシステム１９００及びマルチプレクサ１９２８の一部の簡略化された概略斜視図である。図１９Ｂに示されるように、ガイド結合ハウジング１９５０は、略円筒形状とすることができる。ガイド結合ハウジング１９５０は、任意の好適な数のガイド結合スロット１９５７を有することができ、それらは、マルチプレクサ１９２８に対してガイド結合スロット１９５７、したがって、光ガイドバンドル１９２２の光ガイド１９２２Ａ～１９２２Ｃを最もよく位置合わせする任意の好適な方法で、互いに対して位置付ける及び／又は方向付けることができることが理解される。図１９Ｂに示される実施形態において、ガイド結合ハウジング１９５０は、円形及び／又は六角形の詰まったパターンで配置される７つのガイド結合スロット１９５７を含む。よって、このような実施形態において、ガイド結合ハウジング１９５０は、最大７つの光ガイドのガイド近位端を保持することが可能である。或いは、ガイド結合ハウジング１９５０は、７つより多い又は７つより少ないガイド結合スロット１９５７を有することができ、及び／又は、ガイド結合スロット１９５７は、互いに対して異なる方法で、たとえば、別の好適な円形周期パターンで配置させることができる。
【0189】
図１９Ａに戻ると、本実施形態において、マルチプレクサ１９２８は、マルチプレクサステージ１９６１、ステージムーバ１９６３、リダイレクタ１９６５、及び結合光学部品１９５８のうちの１つ又は複数を含む。或いは、マルチプレクサ１９２８は、図１９Ａに特に示されるものよりも多くの構成要素又は少ない構成要素を含むことができる。
【0190】
図１９Ａに示される実施形態に示されるように、ステージムーバ１９６３は、マルチプレクサステージ１９６１を回転方式で移動するように構成される。より詳細には、本実施形態において、マルチプレクサステージ１９６１及び／又はステージムーバ１９６３は、単一の回転自由度を必要とする。さらに、示されるように、マルチプレクサステージ１９６１及びガイド結合ハウジング１９５０は、光源１９２４の中心軸１９２４Ｘ上に位置合わせされる。よって、マルチプレクサステージ１９６１は、ステージムーバ１９６３によって中心軸１９２４Ｘを中心に回転するように構成される。
【0191】
リダイレクタ１９６５及び結合光学部品１９５８は、マルチプレクサステージ１９６１上に取り付けられる及び／又はマルチプレクサステージ１９６１によって保持される。カテーテルシステム１９００の使用中、源ビーム１９２４Ａは最初、光源１９２４の中心軸１９２４Ｘに沿って、マルチプレクサステージ１９６１の方に導かれる。その後、リダイレクタ１９６５は、源ビーム１９２４Ａを、光源１９２４の中心軸１９２４Ｘから横方向に固定された距離だけ逸脱させるように構成され、それにより、源ビーム１９２４Ａは、中心軸１９２４Ｘと略平行で、中心軸１９２４Ｘから離間した方向に導かれる。より詳細には、リダイレクタ１９６５は、ガイド結合ハウジング１９５０の光ガイド１９２２Ａ～１９２２Ｃの円形パターンの半径と一致させるために、源ビーム１９２４Ａを逸脱させる。マルチプレクサステージ１９６１が回転すると、リダイレクタ１９６５を通して導かれる源ビーム１９２４Ａは、円形経路をなぞる。
【0192】
リダイレクタ１９６５は、任意の好適な設計を有することができることが理解される。たとえば、ある非排他的な代替の実施形態において、リダイレクタ１９６５は、アナモルフィックプリズム対、一対のウェッジプリズム、又は、一対の近接離間直角ミラー若しくはプリズムの形態で提供することができる。或いは、リダイレクタ１９６５は、所望された横方向ビームオフセットを実現するために、光学部品の別の好適な構成を含むことができる。
【0193】
さらに、前述のように、結合光学部品１９５８も、マルチプレクサステージ１９６１上に取り付けられる及び／又はマルチプレクサステージ１９６１によって保持される。前述の実施形態と同様に、結合光学部品１９５８は、最適な結合のためにガイド結合ハウジング１９５０内に部分的に保持される光ガイドバンドル１９２２の光ガイド１９２２Ａ～１９２２Ｃのそれぞれに、個々のガイドビーム１９２４Ｂを集束させるように構成される。
【0194】
マルチプレクサ１９２８も、結合光学部品１９５８を光ガイド１９２２Ａ～１９２２Ｃのそれぞれと正確に位置合わせするように構成され、それにより、光源１９２４によって発生された源ビーム１９２４Ａが、対応するガイドビーム１９２４Ｂとして、マルチプレクサ１９２８によって光ガイド１９２２Ａ～１９２２Ｃのそれぞれに正確に導かれ、集束させることができる。ある実施形態において、ステージムーバ１９６３及び／又はマルチプレクサステージ１９６１は、結合光学部品１９５８が光ガイド１９２２Ａ～１９２２Ｃのそれぞれの位置と正確に位置合わせできるように、機械的止め部を備えることができる。或いは、ステージムーバ１９６３は、ガイドビーム１９２４Ｂのビーム経路を、ガイド結合ハウジング１９５０内に部分的に保持された個々の光ガイド１９２２Ａ～１９２２Ｃと順次、揃えるように、たとえば、ステッピングモータ又は圧電作動回転ステージを使用して、電子制御することができる。
【0195】
カテーテルシステム１９００の使用中、ステージムーバ１９６３は、ガイドビーム１９２４Ｂを選択された光ガイド１９２２Ａ～１９２２Ｃと結合させるために、マルチプレクサステージ１９６１を駆動し、次いで、システムコントローラ１９２６は、パルス又は半ＣＷモードで、光源１９２４を放射する。次いで、ステージムーバ１９６３は、マルチプレクサステージ１９６１を、次の停止位置に、すなわち、次の光ガイド１９２２Ａ～１９２２Ｃに斜めに進め、システムコントローラ１９２６は再び、光源１９２４を放射する。このプロセスは、ガイドビーム１９２４Ｂの形態の光エネルギーが望ましいパターンで光ガイド１９２２Ａ～１９２２Ｃのそれぞれに導かれるように、要望通り繰り返される。ステージムーバ１９６３は、マルチプレクサステージ１９６１が光ガイド１９２２Ａ～１９２２Ｃのいずれかと位置合わせされ、次いで、システムコントローラ１９２６が光源１９２４を放射するように、マルチプレクサステージ１９６１を移動することができることが理解される。このようにして、マルチプレクサ１９２８は、光ガイド１９２２Ａ～１９２２Ｃを通しての連続放射を実現することができる、又は、光ガイド１９２２Ａ～１９２２Ｃに対して任意の望ましいパターンで放射することができる。
【0196】
本実施形態において、ステージムーバ１９６３は、中心軸１９２４Ｘを中心とした回転方式でマルチプレクサステージ１９６１を移動させるための任意の好適な設計を有することができる。より詳細には、ステージムーバ１９６３は、任意の好適な種類の回転機構とすることができる。
【0197】
或いは、図１９Ａは、光ガイド１９２２Ａ～１９２２Ｃがマルチプレクサステージ１９６１に対して所定の位置に固定されることを示すが、いくつかの実施形態において、光ガイド１９２２Ａ～１９２２Ｃは、所定の位置に固定された結合光学部品１９５８に対して移動及び／又は回転するように構成することができることが理解される。このような実施形態では、ガイド結合ハウジング１９５０自体が移動して、ガイド結合ハウジング１９５０は中心軸１９２４Ｘを中心に回転し、システムコントローラ１９２６は、光ガイド１９２２Ａ～１９２２Ｃがそれぞれ、望ましいパターンで、結合光学部品１９５８及びガイドビーム１９２４Ｂと位置合わせされるように階段状に移動するために、回転ステージを制御することができる。このような実施形態では、ガイド結合ハウジング１９５０は、連続的には回転しないが、固定された角度だけ回転し、次いで、光ガイド１９２２Ａ～１９２２Ｃの巻き付きを避けるために、逆回転する。
【0198】
再び図１９Ｂに戻ると、図１９Ｂは、ガイド結合スロット１９５７を有し、光ガイドのそれぞれの一部を保持するように構成されたガイド結合ハウジング１９５０と、マルチプレクサステージ１９６１、リダイレクタ１９６５、及び結合光学部品１９５８を含み、源ビーム１９２４Ａを受け取り、次いで、個々のガイドビーム１９２４Ｂを、光ガイドのそれぞれの方へ導いて集束させるマルチプレクサ１９２８との別の図を示す。説明を簡単且つ容易にするために、ステージムーバ１９６３は図１９Ｂに示されていないことが理解される。
【0199】
図２０は、カテーテルシステム２０００及びマルチプレクサ２０２８のさらに別の実施形態の一部の簡略化された概略上面図である。より詳細には、図２０は、複数の光ガイド、たとえば、第１の光ガイド２０２２Ａ、第２の光ガイド２０２２Ｂ、第３の光ガイド２０２２Ｃ、第４の光ガイド２０２２Ｄ、及び第５の光ガイド２０２２Ｅを含む光ガイドバンドル２０２２と、光源２０２４と、システムコントローラ２０２６と、光源２０２４から、源ビーム２０２４Ａ、さまざまな実施形態ではパルス源ビーム２０２４Ａの形態の光エネルギーを受け取り、個々のガイドビーム２０２４Ｂの形態の光エネルギーを、光ガイド２０２２Ａ～２０２２Ｅのそれぞれに選択的に及び／又は代替的に導くマルチプレクサ２０２８とを示す。光ガイドバンドル２０２２、光ガイド２０２２Ａ～２０２２Ｅ、光源２０２４、及びシステムコントローラ２０２６は、本明細書において上で詳細に説明された設計及び機能に略類似している。したがって、このような構成要素は、図２０に示される実施形態に関して詳細には説明されない。図１に関して上で示されて説明された、電源１２５及びＧＵＩ１２７などの、システムコンソール１２３の特定の構成要素は、説明を簡単且つ容易にするために、図２０には示されていないが、通常、多くの実施形態に含まれることがさらに理解される。
【0200】
光ガイドバンドル２０２２は、任意の好適な数の光ガイドを含むことができ、それらは、マルチプレクサ２０２８に対して複数の光ガイドを最もよく位置合わせする任意の好適な方法で、互いに対して位置付ける及び／又は方向付けることができることが理解される。たとえば、図２０に示される実施形態において、光ガイドバンドル２０２２は、互いに対して直線配置で位置合わせされる第１の光ガイド２０２２Ａ、第２の光ガイド２０２２Ｂ、第３の光ガイド２０２２Ｃ、第４の光ガイド２０２２Ｄ、及び第５の光ガイド２０２２Ｅを含む。或いは、光ガイドバンドル２０２２は、５つより多い又は５つより少ない光ガイドを含むことができる。
【0201】
マルチプレクサ２０２８も、光源２０２４から源ビーム２０２４Ａの形態の光エネルギーを受け取り、個々のガイドビーム２０２４Ｂの形態の光エネルギーを光ガイド２０２２Ａ～２０２２Ｅのそれぞれに選択的に及び／又は代替的に導くように構成される。よって、図２０に示されるように、マルチプレクサ２０２８は、光ガイドバンドル２０２２に及び／又は複数の光ガイド２０２２Ａ～２０２２Ｅに、光連通して、動作可能に及び／又は光学的に結合される。
【0202】
示されるように、複数の光ガイド２０２２Ａ～２０２２Ｅのそれぞれのガイド近位端２０２２Ｐは、ガイド結合ハウジング２０５０内に、すなわち、ガイド結合ハウジング２０５０に形成されたガイド結合スロット２０５７内に保持される。さまざまな実施形態において、ガイド結合ハウジング２０５０は、ガイド結合スロット２０５７、したがって、光ガイド２０２２Ａ～２０２２Ｅが、カテーテルシステム２０００の使用中、マルチプレクサ２０２８に対して望ましい固定位置に維持されるように、（図１に示される）システムコンソール１２３に選択的に結合されるように構成される。ガイド結合ハウジング２０５０は、任意の好適な数のガイド結合スロット２０５７を有することができることが理解される。図２０に示される実施形態では、５つのガイド結合スロット２０５７が、ガイド結合ハウジング２０５０の中に見える。よって、このような実施形態において、ガイド結合ハウジング２０５０は、最大５つの光ガイドのガイド近位端２０２２Ｐを保持することが可能である。或いは、ガイド結合ハウジング２０５０は、５つより多い又は５つより少ないガイド結合スロット２０５７を有することができる。
【0203】
図２０に示される実施形態において、マルチプレクサ２０２８は、マルチプレクサステージ２０６１、ステージムーバ２０６３、１つ又は複数の回折光学素子２０６７（又は、「ＤＯＥ」）、及び結合光学部品２０５８のうちの１つ又は複数を含む。或いは、マルチプレクサ２０２８は、特に図２０に示されるものより多い構成要素又は少ない構成要素を含むことができる。
【0204】
示されるように、回折光学素子２０６７は、マルチプレクサステージ２０６１上に取り付けられる及び／又はマルチプレクサステージ２０６１によって保持される。さらに、ステージムーバ２０６３は、マルチプレクサステージ２０６１を移動させるように構成され、それにより、１つ又は複数の回折光学素子２０６７のそれぞれは、光源２０２４からの源ビーム２０２４Ａのビーム経路に、選択的に及び／又は代替的に位置付けられる。１つのこのような実施形態において、ステージムーバ２０６３は、マルチプレクサステージ２０６１を並進的に移動させ、それにより、１つ又は複数の回折光学素子２０６７のそれぞれは、光源２０２４からの源ビーム２０２４Ａのビーム経路に、選択的に及び／又は代替的に位置付けられる。
【0205】
カテーテルシステム２０００の使用中、１つ又は複数の回折光学素子２０６７のそれぞれは、源ビーム２０２４Ａを１つ、２つ、３つ、又はそれ以上の個々のガイドビーム２０２４Ｂに分けるように構成される。回折光学素子２０６７は、任意の好適な設計を有することができることが理解される。たとえば、ある非排他的な実施形態において、回折光学素子２０６７は、マイクロプリズム、マイクロレンズ、又は他のパターンの回折素子のアレイを使用して作ることができる。
【0206】
このアプローチを使用して、ガイド結合ハウジング２０５０の光ガイド２０２２Ａ～２０２２Ｅを構成する多くの可能なパターンがあることが理解される。ガイド結合ハウジング２０５０内の光ガイド２０２２Ａ～２０２２Ｅのための最も単純なパターンは、図１９Ａ及び１９Ｂに示されたものと同様の、六角形の密集したパターンであろう。或いは、ガイド結合ハウジング２０５０内の光ガイド２０２２Ａ～２０２２Ｅも、四角、直線状、円形、又は他の好適なパターンで配置される可能性がある。
【0207】
図２０に示されるように、ガイド結合ハウジング２０５０は、光源２０２４の中心軸２０２４Ｘ上に位置合わせすることができ、マルチプレクサステージ２０６１上に取り付けられた回折光学素子２０６７は、光源２０２４とガイド結合ハウジング２０５０との間のビーム経路に沿って挿入されている。さらに、示されるように、結合光学部品２０５８も、光源２０２４の中心軸２０２４Ｘに沿って位置付けられ、結合光学部品２０５８は、回折光学素子２０６７とガイド結合ハウジング２０５０との間に位置付けられる。
【0208】
動作中、複数の回折光学素子２０６７のうちの１つに衝突した源ビーム２０２４Ａは、源ビーム２０２４Ａを、２つ以上の逸脱したビーム、すなわち、２つ以上のガイドビーム２０２４Ｂに分割する。次に、これらのガイドビーム２０２４Ｂは、ガイド結合ハウジング２０５０に保持された個々の光ガイド２０２２Ａ～２０２２Ｅ上に、結合光学部品２０５８によって導かれて、集束される。１つの構成において、回折光学素子２０６７は、使い捨ての装置の中で存在するのと同じくらい多くの光ガイドに、源ビーム２０２４Ａを分割するであろう。そのような構成において、各ガイドビーム２０２４Ｂのパワーは、散乱損失及び吸収損失なしで単一の源ビーム２０２４Ａから発生するガイドビーム２０２４Ｂの数に基づく。或いは、回折光学素子２０６７は、ガイドビーム２０２４Ｂが任意の単一の光ガイド又は任意の選択された複数の光ガイドに導かれるように、源ビーム２０２４Ａを分割するように構成することができる。よって、マルチプレクサステージ２０６１は、単一のプレート上にエッチングされた複数の回折光学素子パターンによる、複数の回折光学素子２０６７を保持するように構成することができ、望ましい数及びパターンの光ガイドにガイドビーム２０２４Ｂを結合するために、ユーザ又は操作者に選択肢を提供する。このような実施形態において、パターン選択は、望ましい回折光学素子２０６７が光源２０２４と結合光学部品２０５８との間の源ビーム２０２４Ａのビーム経路に位置付けられるように、ステージムーバ２０６３でマルチプレクサステージ２０６１を並進的に移動することによって実現することができる。
【0209】
前述の実施形態と同様に、結合光学部品２０５８は、個々のガイドビーム２０２４Ｂ又は複数のガイドビーム２０２４Ｂを所望された光ガイド２０２２Ａ～２０２２Ｅに同時に集束させるために、任意の好適な設計を有することができる。
【0210】
図２１は、カテーテルシステム２１００及びマルチプレクサ２１２８のさらに別の実施形態の一部の簡略化された概略上面図である。より詳細には、図２１は、複数の光ガイド、たとえば、第１の光ガイド２１２２Ａ、第２の光ガイド２１２２Ｂ、及び第３の光ガイド２１２２Ｃと、光源２１２４と、システムコントローラ２１２６と、光源２１２４から、源ビーム２１２４Ａ、さまざまな実施形態ではパルス源ビーム１８２４Ａの形態の光エネルギーを受け取り、個々のガイドビーム２１２４Ｂの形態の光エネルギーを、光ガイド２１２２Ａ～２１２２Ｃのそれぞれに選択的に及び／又は代替的に導くマルチプレクサ２１２８とを示す。光ガイド２１２２Ａ～２１２２Ｃ、光源２１２４、及びシステムコントローラ２１２６は、本明細書において上で詳細に説明された設計及び機能に略類似している。したがって、このような構成要素は、図２１に示される実施形態に関して詳細には説明されない。図１に関して上で示されて説明された、電源１２５及びＧＵＩ１２７などの、システムコンソール１２３の特定の構成要素は、説明を簡単且つ容易にするために、図２１には示されていないが、通常、多くの実施形態に含まれることがさらに理解される。
【0211】
カテーテルシステム２１００は、任意の好適な数の光ガイドを含むことができ、それらは、マルチプレクサ２１２８に対して複数の光ガイドを最もよく位置合わせする任意の好適な方法で、互いに対して位置付ける及び／又は方向付けることができることが理解される。たとえば、図２１に示される実施形態において、カテーテルシステム２１００は、第１の光ガイド２１２２Ａ、第２の光ガイド２１２２Ｂ、及び第３の光ガイド２１２２Ｃを含む。或いは、カテーテルシステム２１００は、３つより多い又は３つより少ない光ガイドを含むことができる。
【0212】
マルチプレクサ２１２８も、光源２１２４から源ビーム２１２４Ａの形態の光エネルギーを受け取り、個々のガイドビーム２１２４Ｂの形態の光エネルギーを光ガイド２１２２Ａ～２１２２Ｃのそれぞれに選択的に及び／又は代替的に導くように構成される。よって、図２１に示されるように、マルチプレクサ２１２８は、複数の光ガイド２１２２Ａ～２１２２Ｃに光連通して、動作可能に及び／又は光学的に結合される。
【0213】
しかしながら、図２１に示されるように、マルチプレクサ２１２８は、前述の実施形態のいずれとも異なる設計を有する。いくつかの実施形態において、単一の光源２１２４から源ビーム２１２４Ａを受け取り、簡単に再構成可能であり、可動部分を含まない方法で、個々のガイドビーム２１２４Ｂの形態の光エネルギーを光ガイド２１２２Ａ～２１２２Ｃのそれぞれに選択的に及び／又は代替的に導くことは、マルチプレクサ２１２８を設計するのに望ましいことがある。たとえば、マルチプレクサ２１２８として音響光学偏向器（ＡＯＤ）を使用すると、単一のレーザなどの単一の光源２１２４の出力全体を複数の個々の光ガイド２１２２Ａ～２１２２Ｃに導くことを可能にすることができる。ガイドビーム２１２４Ｂは、単にマルチプレクサ２１２８（ＡＯＤ）への駆動周波数入力を変えるだけで、マイクロ秒内で異なる光ガイド２１２２Ａ～２１２２Ｃに目標を変えることができ、Ｎｄ：ＹＡＧなどのパルスレーザで、この切替はパルス間で簡単に起こすことができる。このような実施形態において、マルチプレクサ２１２８の偏角（Θ）は、以下のように定義することができる。
偏角（Θ）＝Λｆ／ｖ
ここで、
Λ＝光波長
ｆ＝音響駆動周波数
ｖ＝モジュレータの音の速さ
偏角（Θ）＝Λｆ／ｖ
ここで、
Λ＝光波長
ｆ＝音響駆動周波数
ｖ＝モジュレータの音の速さ
【0214】
図２１に示されるように、源ビーム２１２４Ａは、光源２１２４からマルチプレクサ２１２８の方へ導かれ、その後、生じた偏角のために、光ガイド２１２２Ａ～２１２２Ｃのそれぞれへの望ましいガイドビーム２１２４Ｂとして方向を変えられる。より詳細には、示されるように、マルチプレクサ２１２８が源ビーム２１２４Ａに第１の偏角を生じさせると、第１のガイドビーム２１２４Ｂ１は第１の光ガイド２１２２Ａに導かれ、マルチプレクサ２１２８が源ビーム２１２４Ａに第２の偏角を生じさせると、第２のガイドビーム２１２４Ｂ２は第２の光ガイド２１２２Ｂに導かれ、マルチプレクサ２１２８が源ビーム２１２４Ａに第３の偏角を生じさせると、第３のガイドビーム２１２４Ｂ３は第３の光ガイド２１２２Ｃに導かれる。示されるように、任意の望ましい偏角は、事実上まったく偏っていない角度を含むことができる、すなわち、ガイドビーム２１２４Ｂは、源ビーム２１２４Ａと同じ軸方向ビーム経路に沿って進むように導くことができることが理解される。
【0215】
本実施形態において、マルチプレクサ２１２８（ＡＯＤ）は、源ビーム２１２４Ａが、望ましいガイドビーム２１２４Ｂとして、望ましい光ガイド２１２２Ａ～２１２２Ｃの方へ方向を変えられるように、次に、望ましい偏角を生じさせることができる望ましい駆動周波数を生成するために協働する、トランスデューサ２１６９及びアブソーバ２１７１を含む。より詳細には、マルチプレクサ２１２８は、源ビーム２１２４Ａを空間的に制御するように構成される。マルチプレクサ２１２８の動作において、音響トランスデューサ２１６９を駆動する電力は一定のレベルで維持され、一方、音響周波数は、ガイドビーム２１２４Ｂ１～２１２４Ｂ３を画定する異なる角度位置に源ビーム２１２４Ａを偏らせるために変化する。よって、マルチプレクサ２１２８は、上記のような音響周波数依存性の回折角を利用する。
【0216】
図２２は、マルチプレクサ２２２８のカテーテルシステム２２００及びさらに別の実施形態の一部の簡略化された概略上面図である。より詳細には、図２２は、複数の光ガイド、たとえば、第１の光ガイド２２２２Ａ、第２の光ガイド２２２２Ｂ、及び第３の光ガイド２２２２Ｃを含む光ガイドバンドル２２２２と、光源２２２４と、システムコントローラ２２２６と、光源２２２４から、源ビーム２２２４Ａ、さまざまな実施形態ではパルス源ビーム２２２４Ａの形態の光エネルギーを受け取り、個々のガイドビーム２２２４Ｂの形態の光エネルギーを、光ガイド２２２２Ａ～２２２２Ｃのそれぞれに選択的に及び／又は代替的に導くマルチプレクサ２２２８とを示す。光ガイドバンドル２２２２、光ガイド２２２２Ａ～２２２２Ｃ、光源２２２４、及びシステムコントローラ２２２６は、本明細書において上で詳細に説明された設計及び機能に略類似している。したがって、このような構成要素は、図２２に示される実施形態に関して詳細には説明されない。図１に関して上で示されて説明された、電源１２５及びＧＵＩ１２７などの、システムコンソール１２３の特定の構成要素は、説明を簡単且つ容易にするために、図２２には示されていないが、通常、多くの実施形態に含まれることがさらに理解される。
【0217】
光ガイドバンドル２２２２は、任意の好適な数の光ガイドを含むことができ、それらは、マルチプレクサ２２２８に対して複数の光ガイドを最もよく位置合わせする任意の好適な方法で、互いに対して位置付ける及び／又は方向付けることができることが理解される。たとえば、図２２に示される実施形態において、光ガイドバンドル２２２２は、互いに対して直線配置で位置合わせされる第１の光ガイド２２２２Ａ、第２の光ガイド２２２２Ｂ、及び第３の光ガイド２２２２Ｃを含む。或いは、光ガイドバンドル２２２２は、３つより多い又は３つより少ない光ガイドを含むことができる。
【0218】
図２２に示されるマルチプレクサ２２２８は、図２１に関して示されて説明されたマルチプレクサ２１２８と略類似している。たとえば、図２２に示されるように、マルチプレクサ２２２８も、源ビーム２２２４Ａが、望ましいガイドビーム２２２４Ｂとして、望ましい光ガイド２２２２Ａ～２２２２Ｃの方へ方向を変えられるように、次に、望ましい偏角を生じさせることができる望ましい駆動周波数を生成するために協働するトランスデューサ２２６９及びアブソーバ２２７１を含む。しかしながら、本実施形態において、マルチプレクサ２２２８は、ガイドビーム２２２４Ｂ間のある角をなす間隔を直線状オフセットに変換するために使用可能である光学素子２２７３をさらに含む。
【0219】
いくつかの実施形態において、角度分解能及びカテーテルシステム２２００の効率を改善するために、入力レーザ２２２４は、マルチプレクサ２２２８（ＡＯＤ）の開口部をほぼ占める直径と平行にしなければならない。入力の逸脱が小さいほど、より多くの数の離散的な出力を発生させることができる。そのような装置の角度分解能は非常に良好であるが、合計角度偏向は制限される。十分な数の有限サイズの光ガイド２２２２Ａ～２２２２Ｃが、単一の光源２２２４及び単一の源ビーム２２２４Ａによってアクセスされることを可能にするために、異なる出力の間隔を改善する複数の手段が存在する。たとえば、図２２に示されるように、個々のガイドビーム２２２４Ｂが分離した後、レンズなどの光学素子２２７３は、ガイドビーム２２２４Ｂの間のある角をなす間隔を直線状オフセットに変換するために使用することができ、たとえば、光ガイド２２２２Ａ～２２２２Ｃがガイド結合ハウジング２２５０内で互いに隣接して保持されるときに、ガイドビーム２２２４Ｂを近接離間した光ガイド２２２２Ａ～２２２２Ｃに導くために使用することができる。さらに、折りたたみミラーは、制限された容積内でガイドビーム２２２４Ｂの異なるビーム経路を分離する適切な伝播距離を可能にするために使用することができる。
【0220】
図２３は、マルチプレクサ２３２８のカテーテルシステム２３００及びさらにまた別の実施形態の一部の簡略化された概略上面図である。より詳細には、図２３は、複数の光ガイド、たとえば、第１の光ガイド２３２２Ａ、第２の光ガイド２３２２Ｂ、第３の光ガイド２３２２Ｃ、第４の光ガイド２３２２Ｄ、及び第５の光ガイド２３２２Ｅと、光源２３２４と、システムコントローラ２３２６と、光源２３２４から、源ビーム２３２４Ａ、さまざまな実施形態ではパルス源ビーム２３２４Ａの形態の光エネルギーを受け取り、個々のガイドビーム２３２４Ｂの形態の光エネルギーを、光ガイド２３２２Ａ～２３２２Ｅのそれぞれに選択的に及び／又は代替的に導くマルチプレクサ２３２８とを示す。光ガイド２３２２Ａ～２３２２Ｅ、光源２３２４、及びシステムコントローラ２３２６は、本明細書において上で詳細に説明された設計及び機能に略類似している。したがって、このような構成要素は、図２３に示される実施形態に関して詳細には説明されない。図１に関して上で示されて説明された、電源１２５及びＧＵＩ１２７などの、システムコンソール１２３の特定の構成要素は、説明を簡単且つ容易にするために、図２３には示されていないが、通常、多くの実施形態に含まれることがさらに理解される。
【0221】
カテーテルシステム２３００は、任意の好適な数の光ガイドを含むことができ、それらは、マルチプレクサ２３２８に対して複数の光ガイドを最もよく位置合わせする任意の好適な方法で、互いに対して位置付ける及び／又は方向付けることができることが理解される。たとえば、図２３に示される実施形態において、カテーテルシステム２３００は、第１の光ガイド２３２２Ａ、第２の光ガイド２３２２Ｂ、第３の光ガイド２３２２Ｃ、第４の光ガイド２３２２Ｄ、及び第５の光ガイド２３２２Ｅを含む。或いは、カテーテルシステム２１００は、５つより多い又は５つより少ない光ガイドを含むことができる。
【0222】
源ビーム２３２４Ａを図２３に示される複数のガイドビーム２３２４Ｂに多重化するための方法は、図２１に関して示されて説明されたように源ビーム２１２４Ａが複数のガイドビーム２１２４Ｂに多重化された方法にいくらか類似している。しかしながら、本実施形態において、マルチプレクサ２３２８は、互いに直列に位置付けられる一対の音響光学偏向器（ＡＯＤ）、すなわち、第１の音響光学偏向器２３２８Ａ及び第２の音響光学偏向器２３２８Ｂを含む。このような設計によって、マルチプレクサ２３２８は、さらなる光ガイドにアクセスすることができてもよい。さらに、マルチプレクサ２３２８は、必要に応じて、さらにより多くの光ガイドへのアクセスを可能とするために、２つより多い音響光学偏向器を含むことができることがさらに理解される。
【0223】
図２３に示される実施形態において、源ビーム２３２４Ａは最初に、第１のＡＯＤ２３２８Ａの方へ導かれる。第１のＡＯＤ２３２８Ａは、源ビーム２３２４Ａを偏らせるために利用されて、第１の光ガイド２３２２Ａの方へ導かれる第１のガイドビーム２３２４Ｂ１、及び、第２の光ガイド２３２２Ｂ２の方へ導かれる第２のガイドビーム２３２４Ｂ２を発生させる。さらに、第１のＡＯＤ２３２８Ａは、偏りのないビームが、第２のＡＯＤ２３２８Ｂの方へ導かれる透過ビーム２３２４Ｃとして、第１のＡＯＤ２３２８Ａを通って伝達されることも可能にする。その後、第２のＡＯＤ２３２８Ｂは、透過ビーム２３２４Ｃを偏らせるために利用されて、要望通り、第３の光ガイド２３２２Ｃの方へ導かれる第３のガイドビーム２３２４Ｂ３、第４の光ガイド２３２２Ｄの方へ導かれる第４のガイドビーム２３２４Ｂ４、及び第５の光ガイド２３２２Ｅの方へ導かれる第５のガイドビーム２３２４Ｂ５を発生させる。
【0224】
さらに、各ＡＯＤ２３２８Ａ、２３２８Ｂは、より詳細に上で説明されたものと類似の方法で設計することができる。たとえば、第１のＡＯＤ２３２８Ａは、源ビーム２３２４Ａが要望通り方向を変えられるように、次に、望ましい偏角を生じさせることができる望ましい駆動周波数を生成するために協働する、第１のトランスデューサ２３６９Ａ及び第１のアブソーバ２３７１Ａを含むことができ、第２のＡＯＤ２３２８Ｂは、透過ビーム２３２４Ｃが要望通り方向を変えられるように、次に、望ましい偏角を生じさせることができる望ましい駆動周波数を生成するために協働する、第２のトランスデューサ２３６９Ｂ及び第２のアブソーバ２３７１Ｂを含むことができる。或いは、第１のＡＯＤ２３２８Ａ及び／又は第２のＡＯＤ２３２８Ｂは、別の好適な設計を有することができる。
【0225】
本明細書で詳細に説明されるように、さまざまな実施形態において、マルチプレクサは、より伝統的なカテーテルシステムの中に存在する多くの問題を解決するために利用することができる。たとえば、
１）本明細書に記載されたマルチプレクサを使用することで、１つの光源、たとえば、レーザ源の使用により、使い捨ての装置における複数の光ファイバーチャネルに電力を供給することが可能になる。より伝統的なカテーテルシステムでは、多チャネル装置のすべてのチャネルに同時に電力を供給するために、強力で潜在的に大きなレーザを必要とする。逆に、本明細書で詳細に説明されたアプローチでは、高い繰り返し率のより小さい低パワーレーザの使用により、低繰り返し率で動作する非常に大きいなレーザと類似した臨床有効性を実現することができる。
２）本明細書に記載されたマルチプレクサの使用は、単一のコンソールを有する複数の使い捨て装置の構成を支援する。使い捨て装置のチャネルの数はプログラムされる可能性があり、異なる臨床適用のために変化した構成を可能にする。さらに、チャネル、たとえば、光ガイドは、望ましい場所で望ましい治療を提供するために、互いに対して、並びに／又は、カテーテルシャフト、ガイドワイヤ管腔、及び／若しくはバルーンに対して、任意の好適な方法で位置付けられることができる。重要なことには、さらに、すべての装置は、単一のレーザコンソール又はシステムによって、動作させられる可能性がある。
１）本明細書に記載されたマルチプレクサを使用することで、１つの光源、たとえば、レーザ源の使用により、使い捨ての装置における複数の光ファイバーチャネルに電力を供給することが可能になる。より伝統的なカテーテルシステムでは、多チャネル装置のすべてのチャネルに同時に電力を供給するために、強力で潜在的に大きなレーザを必要とする。逆に、本明細書で詳細に説明されたアプローチでは、高い繰り返し率のより小さい低パワーレーザの使用により、低繰り返し率で動作する非常に大きいなレーザと類似した臨床有効性を実現することができる。
２）本明細書に記載されたマルチプレクサの使用は、単一のコンソールを有する複数の使い捨て装置の構成を支援する。使い捨て装置のチャネルの数はプログラムされる可能性があり、異なる臨床適用のために変化した構成を可能にする。さらに、チャネル、たとえば、光ガイドは、望ましい場所で望ましい治療を提供するために、互いに対して、並びに／又は、カテーテルシャフト、ガイドワイヤ管腔、及び／若しくはバルーンに対して、任意の好適な方法で位置付けられることができる。重要なことには、さらに、すべての装置は、単一のレーザコンソール又はシステムによって、動作させられる可能性がある。
【0226】
本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用される場合、単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、及び「その（ｔｈｅ）」は、内容及び／又は文脈で明らかにそうでないことが示されていない限り、複数の場合も含めて意味することに注目すべきである。用語「又は（ｏｒ）」は、内容又は文脈が明確に別途指示されていない限り、「及び／又は（ａｎｄ／ｏｒ）」を含む意味において一般に使用されることにも留意すべきである。
【0227】
本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用される場合、語句「構成される」は、特定の任務を実行する、又は、特定の構成を採用するように構築又は構成される、システム、装置、又は他の構造を説明することにも留意すべきである。語句「構成される」は、配置及び構成される、構築及び配置される、構築される、製造及び配置されるなどの他の同様の語句と交換可能に使用することができる。
【0228】
本明細書で使用される見出しは、米国特許規則１．７７項に基づく提言に適合するために、又はそうでなければ、編成上の手掛かりを提供するために設けられている。これらの見出しは、本開示から作成されることがあるいずれかの請求項に記載される本発明を限定又は特徴づけるものとはみなされないものとする。一例として、「背景」における技術の説明は、技術が本開示におけるいずれかの発明の先行技術であることを認めるものではない。「概要」又は「要約」はいずれも、作成された請求項に記載される本発明の特徴とはみなされない。
【0229】
本明細書で説明する実施形態は、網羅的であること又は以下の詳細な説明に開示される厳密な形態に本発明を限定することを意図するものではない。むしろ、実施形態は、当業者が原理及び実践を評価し理解できるように選択され説明されている。よって、態様について種々の具体的並びに好ましい実施形態及び技術を参照して説明してきた。しかしながら、本明細書の趣旨及び範囲内から逸脱することなく、多くの変形及び修正がなされてもよいことを理解すべきである。
【0230】
カテーテルシステムの複数の異なる実施形態が本明細書に図示及び記載されてきたが、任意の１つの実施形態の１つ又は複数の特徴を、他の１つ又は複数の実施形態の１つ又は複数の特徴と組み合わせることができ、それは、そのような組合せが本発明の目的を満たす場合であることが理解される。
【0231】
カテーテルシステムの複数の例示的な態様及び実施形態が上で論じられてきたが、当業者は、それらの特定の修正、置換、追加、及び下位の組合せを認識するであろう。したがって、以下で紹介される以下の添付の特許請求の範囲は、それらの真の趣旨及び範囲内であるすべてのそのような修正、置換、追加、及び下位の組合せを含むと解釈され、本明細書に示される構造又は設計の詳細の限定を意図しないことが意図されている。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15A】
【図15B】
【図16A】
【図16B】
【図17A】
【図17B】
【図18A】
【図18B】
【図19A】
【図19B】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【国際調査報告】