(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】2023-03-15
(54)【発明の名称】カテーテル先端部の中に光ファイバーを組み立てるための方法、デバイス、および支持構造体
(51)【国際特許分類】
A61B 18/24 20060101AFI20230308BHJP
A61B 18/14 20060101ALI20230308BHJP
【FI】
A61B18/24
A61B18/14
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022542645
(86)(22)【出願日】2021-01-13
(85)【翻訳文提出日】2022-09-08
(86)【国際出願番号】 EP2021050604
(87)【国際公開番号】W WO2021144319
(87)【国際公開日】2021-07-22
(32)【優先日】2020-01-13
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(81)【指定国・地域】
【公序良俗違反の表示】
(特許庁注:以下のものは登録商標)
(71)【出願人】
【識別番号】513148565
【氏名又は名称】メドルミクス,エセ.エレ.
【氏名又は名称原語表記】MEDLUMICS,S.L.
(74)【代理人】
【識別番号】100092783
【氏名又は名称】小林 浩
(74)【代理人】
【識別番号】100145791
【氏名又は名称】加藤 志麻子
(74)【代理人】
【識別番号】100147762
【氏名又は名称】藤 拓也
(72)【発明者】
【氏名】サンチョ デュラ,フアン
(72)【発明者】
【氏名】マス ゴメス,サラ
(72)【発明者】
【氏名】ゴンサレス,デイビッド
(72)【発明者】
【氏名】デュペロン,マシュー
(72)【発明者】
【氏名】サンス モレーノ,カルロス
(72)【発明者】
【氏名】ジメネス,ジョージ
(72)【発明者】
【氏名】ロモスカヌ,アレキサンドレ
【テーマコード(参考)】
4C026
4C160
【Fターム(参考)】
4C026AA02
4C026DD03
4C026DD06
4C026FF17
4C026FF23
4C026FF38
4C026HH24
4C160JK03
4C160KK03
4C160KK22
4C160KK37
4C160MM32
4C160MM38
4C160MM43
(57)【要約】
カテーテル先端部の中に光ファイバーを組み立てるための、ならびに、アライメントおよび構造的な支持を促進させるための、方法、デバイス、および支持構造体が、本明細書で説明されている。アブレーションカテーテルのための支持構造体の中に複数の光ファイバーおよびレンズを組み立てるための方法は、近位端部、本体部、および遠位端部を備えた支持構造体を提供するステップであって、遠位端部は、複数のアライメントオリフィスまたはスリットを含む、ステップを含む。複数の光ファイバーは、アライメントオリフィスまたはスリットを通され、それぞれの光ファイバーが、対応するアライメントオリフィスまたはスリットを通されるようになっている。接着剤材料が、光ファイバーを固定するために、それぞれのアライメントオリフィスまたはスリットに適用され、次いで、複数の光ファイバーが、遠位端部において切断され、遠位端部から外へ延在しているファイバーの部分を除去する。最後に、レンズが、複数の光ファイバーの端部のそれぞれに取り付けられる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
アブレーションカテーテルのための支持構造体の中に複数の光ファイバーおよびレンズを組み立てるための方法であって、前記方法は、
近位端部、本体部、および遠位端部を含む支持構造体を提供するステップであって、前記遠位端部は、複数のアライメントオリフィスを含む、ステップと、
前記遠位端部における前記複数のアライメントオリフィスに複数の光ファイバーを通すステップであって、前記複数の光ファイバーのうちのそれぞれの光ファイバーは、前記複数のアライメントオリフィスのうちの対応するアライメントオリフィスに通される、ステップと、
前記複数の光ファイバーにおよび前記遠位端部に接着剤材料を適用するステップであって、前記複数の光ファイバーが、前記支持構造体の中の適切な位置に固定されるようになっている、ステップと、
前記遠位端部において前記複数の光ファイバーを切断し、前記支持構造体の前記遠位端部から外へ延在している前記光ファイバーの部分を除去するステップと、
前記複数の光ファイバーの前記端部のそれぞれにレンズを取り付けるステップであって、前記光ファイバーの前記端部に取り付けられている複数のレンズを結果として生じさせる、ステップと
を含む、方法。
【請求項2】
前記アライメントオリフィスは、前記支持構造体の前記遠位端部において、異なる半径方向の場所に位置付けされている、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記複数の光ファイバーは、ガイド用ツールを使用して前記複数のアライメントオリフィスを通され、それぞれの光ファイバーを対応する光学ポートに位置決めする、請求項1に記載の方法。
【請求項4】
前記支持構造体の前記遠位端部を覆ってキャップを取り付けるステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項5】
前記キャップは、複数の光学ポートを含み、前記複数の光学ポートの場所は、前記遠位端部における前記アライメントオリフィスの中の前記光ファイバーの前記端部に取り付けられている前記複数のレンズの場所と位置合わせされている、請求項4に記載の方法。
【請求項6】
アブレーションカテーテルの遠位セクションの中に前記支持構造体を組み立てるステップであって、前記キャップを備えた前記支持構造体の前記遠位端部は、組織の一部分とインターフェースするように構成されている、ステップをさらに含む、請求項5に記載の方法。
【請求項7】
カテーテルであって、
近位セクションと、
遠位セクションと、
前記近位セクションと前記遠位セクションとの間に連結されているシャフトと、
前記シャフトを通って前記カテーテルの前記遠位セクションへ延在する複数の光ファイバーと
を含み、
前記遠位セクションは、支持構造体を含み、
前記支持構造体は、
近位端部と、
本体部と、
遠位端部と
を含み、
前記遠位端部は、
複数のアライメントオリフィスであって、前記複数の光ファイバーのうちのそれぞれの光ファイバーは、対応するアライメントオリフィスを通されている、複数のアライメントオリフィスと、
複数のレンズであって、それぞれのレンズは、前記複数の光ファイバーのうちの対応する光ファイバーの端部に連結されており、前記対応するアライメントオリフィスに位置付けされている、複数のレンズと、
を含み、
また、前記遠位セクションは、
前記支持構造体の前記遠位端部の一部分を覆って位置決めされているキャップであって、前記キャップは、複数の光学ポートを含み、前記複数の光学ポートの場所は、前記複数のアライメントオリフィスの中の前記複数のレンズの場所と位置合わせされている、キャップ
を含み、
前記支持構造体は、前記複数の光ファイバーを適切な位置に保持し、それぞれの光ファイバーを前記複数のアライメントオリフィスのうちの前記対応するアライメントオリフィスと位置合わせするように構成されている、カテーテル。
【請求項8】
前記光ファイバーは、前記支持構造体の前記遠位端部におけるそれぞれのアライメントオリフィスに適用された接着剤材料によって、適切な位置に固定されている、請求項7に記載のカテーテル。
【請求項9】
前記アライメントオリフィスは、前記支持構造体の前記遠位端部において、異なる半径方向の場所に位置付けされている、請求項7に記載のカテーテル。
【請求項10】
それぞれの光ファイバーは、ガイド用ツールを使用して、前記対応するアライメントオリフィスを通され、それぞれの光ファイバーを前記対応するアライメントオリフィスに位置決めする、請求項7に記載のカテーテル。
【請求項11】
前記複数のアライメントオリフィスおよび前記複数の光学ポートは、それぞれの光ファイバーおよび対応するレンズが異なる方向および/または角度で向かうように構成されている、請求項7に記載のカテーテル。
【請求項12】
前記支持構造体は、ユニボディーである、請求項7に記載のカテーテル。
【請求項13】
前記支持構造体は、一緒に組み立てられた2つのコンポーネントを含む、請求項7に記載のカテーテル。
【請求項14】
前記複数の光ファイバーは、15本の光ファイバーを含み、前記複数のレンズは、15個のレンズを含む、請求項7に記載のカテーテル。
【請求項15】
アブレーションカテーテルのための支持構造体であって、
近位端部と、
本体部と、
複数のアライメントオリフィスを含む遠位端部であって、
複数の光ファイバーのうちのそれぞれの光ファイバーは、前記複数のアライメントオリフィスのうちの対応する光学ポートを通されており、
複数のレンズのうちのそれぞれのレンズは、前記複数の光ファイバーのうちの対応する光ファイバーの端部に連結されており、複数のレンズを結果として生じさせ、それぞれのレンズは、前記対応するアライメントオリフィスに位置付けされている、遠位端部と、
前記支持構造体の前記遠位端部の一部分を覆って位置決めされているキャップであって、
前記キャップは、複数の光学ポートを含み、
前記複数の光学ポートの場所は、前記複数のアライメントオリフィスの中の前記複数のレンズの場所と位置合わせされている、キャップと
を含み、
前記支持構造体は、前記複数の光ファイバーを適切な位置に保持し、それぞれの光ファイバーを前記複数のアライメントオリフィスのうちの前記対応するアライメントオリフィスと位置合わせするように構成されている、支持構造体。
【請求項16】
前記アライメントオリフィスは、前記支持構造体の前記遠位端部において、異なる半径方向の場所に位置付けされている、請求項15に記載の支持構造体。
【請求項17】
前記光ファイバーは、前記支持構造体の前記遠位端部におけるそれぞれのアライメントオリフィスに適用された接着剤材料によって、適切な位置に固定されている、請求項15に記載の支持構造体。
【請求項18】
それぞれの光ファイバーは、ガイド用ツールを使用して、前記対応するアライメントオリフィスを通され、それぞれの光ファイバーを前記対応するアライメントオリフィスに位置決めする、請求項15に記載の支持構造体。
【請求項19】
前記複数のアライメントオリフィスおよび前記複数の光学ポートは、それぞれの光ファイバーおよび対応するレンズが異なる方向および/または角度で向かうように構成されている、請求項15に記載の支持構造体。
【請求項20】
前記複数の光ファイバーは、15本の光ファイバーを含み、前記複数のレンズは、15個のレンズを含む、請求項15に記載の支持構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本出願は、2020年1月13日に出願されたEP出願第20382013.9号の優先権を主張し、その開示は、その全体が参照により本明細書に組み込まれている。
【0002】
本開示は、カテーテル先端部の中に光ファイバーを組み立てるための、ならびに、アライメントおよび構造的な支持を促進させるための、方法、デバイス、および支持構造体に関する。
【背景技術】
【0003】
アブレーション(ablation)は、組織壊死を作り出すための医療技法である。それは、なかでも、癌、バレット食道、または心臓不整脈を含む、さまざまな病態を治療することを助けるために使用される。ラジオ周波数(RF)アブレーションに関して、数百kHzを上回る発振周波数を有する交流電流の印加は、ジュール効果によって熱を送達している間に、興奮性組織の刺激を回避する。組織温度の上昇は、タンパク質(たとえば、コラーゲン、ミオシン、またはエラスチンなど)を含む生体分子の変性を作り出す。従来、RFアブレーションは、患者の身体の上に外部電極を設置すること、および、患者の身体の中の治療されることとなる組織と接触して設置されているカテーテルの先端部に交流電位を印加することによって行われる。
【0004】
いくつかのケースでは、冷凍アブレーションのための極低温冷却、ラジオ周波数、マイクロ波、レーザー、および超音波などを含む、さまざまなエネルギー供給源がアブレーションのために利用され得る。いくつかのケースでは、冷凍アブレーションは、組織をアブレートするために、極めて低い温度を使用することが可能であり、一方では、エレクトロポレーションアブレーションは、心房細動の治療のために特定の組織をアブレートするためにパルス電界を使用することが可能である。
【0005】
アブレーション効果は、印加される電力、電気的接触の品質、局所組織特性、組織表面の近くの血流の存在、および、灌漑の効果を含む、多くの要因に依存する。これらのパラメーターの変動性に起因して、一貫した結果を取得することが困難である場合がある。
【0006】
追加的に、光ファイバーを使用するアブレーションカテーテルは、光ファイバーがカテーテル先端部の中に適正におよび正確に位置合わせされていない場合には、可変のまたは一貫しない結果を提供する可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
したがって、正確な結果を取得するためにカテーテル先端部の中に光ファイバーを適正に位置合わせするための新しい方法、デバイス、および構造体を提供する必要性が存在している可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本明細書に提示されている実施形態では、組織アブレーション手順において使用するために、カテーテル先端部において適切な位置に光ファイバーを組み立てて位置合わせするための、カテーテル、支持構造体、および方法が説明されている。いくつかの実施形態において、支持構造体の中の光ファイバーおよびレンズは、本明細書で説明されているように、さまざまな方法およびデバイスを使用してカテーテル先端部の中に貼付され得る。
【0009】
ある実施形態において、アブレーションカテーテルのための支持構造体の中に複数の光ファイバーおよびレンズを組み立てるための例示的な方法が説明されている。方法は、近位端部、本体部、および遠位端部を含む支持構造体を提供するステップであって、遠位端部は、複数のアライメントオリフィス(alignment orifice)を含む、ステップと、遠位端部における複数のアライメントオリフィスに複数の光ファイバーを通すステップであって、複数の光ファイバーのうちのそれぞれの光ファイバーは、複数のアライメントオリフィスのうちの対応するアライメントオリフィスに通される、ステップとを含む。方法は、複数の光ファイバーにおよび遠位端部に接着剤材料を適用するステップであって、光ファイバーが、支持構造体の中の適切な位置に固定されるようになっている、ステップと、遠位端部において複数の光ファイバーを切断し、支持構造体の遠位端部から外へ延在している光ファイバーの部分を除去するステップと、複数の光ファイバーの端部のそれぞれにレンズを取り付けるステップであって、遠位端部におけるアライメントオリフィスの中の光ファイバーの端部に取り付けられている複数のレンズを結果として生じさせる、ステップとをさらに含む。いくつかの実施形態において、アライメントオリフィスは、オリフィスおよび/またはスリットを含むことが可能である。
【0010】
別の実施形態では、近位セクションと、遠位セクションと、近位セクションと遠位セクションとの間に連結されているシャフトと、シャフトを通ってカテーテルの遠位セクションへ延在する複数の光ファイバーとを含むカテーテルが説明されている。カテーテルの遠位セクションは、支持構造体を含み、支持構造体は、近位端部と、本体部と、遠位端部とを含む。遠位端部は、複数のアライメントオリフィスおよび複数のレンズを含み、複数の光ファイバーのうちのそれぞれの光ファイバーは、複数のアライメントオリフィスのうちの対応するアライメントオリフィスを通されており、それぞれのレンズは、複数の光ファイバーのうちの対応する光ファイバーの端部に連結されており、対応するアライメントオリフィスに位置付けされている。キャップが、支持構造体の遠位端部の一部分を覆って位置決めされている。キャップは、複数の光学ポートを含み、複数の光学ポートの場所は、複数のアライメントオリフィスの中の複数のレンズの場所と位置合わせされている。支持構造体は、複数の光ファイバーを適切な位置に保持し、それぞれの光ファイバーを複数のアライメントオリフィスのうちの対応するアライメントオリフィス/スリットと位置合わせするように構成されている。
【0011】
別の実施形態では、アブレーションカテーテルのための支持構造体が説明されている。支持構造体は、近位端部と、本体部と、複数のアライメントオリフィスを含む遠位端部とを含む。複数の光ファイバーのうちのそれぞれの光ファイバーは、複数のアライメントオリフィスのうちの対応するアライメントオリフィスを通されている。複数のレンズのうちのそれぞれのレンズは、複数の光ファイバーのうちの対応する光ファイバーの端部に連結されており、複数のレンズを結果として生じさせ、それぞれのレンズは、対応するアライメントオリフィスに位置付けされている。キャップが、支持構造体の遠位端部の一部分を覆って位置決めされており、キャップは、複数の光学ポートを含む。複数の光学ポートの場所は、複数のアライメントオリフィスの中の複数のレンズの場所と位置合わせされている。支持構造体は、複数の光ファイバーを適切な位置に保持し、それぞれの光ファイバーを複数のアライメントオリフィスのうちの対応するアライメントオリフィスと位置合わせするように構成されている。
【0012】
さらなる特徴および利点、ならびに、さまざまな実施形態の構造体および動作は、添付の図面を参照して下記に詳細に説明されている。本明細書で説明されている特定の実施形態は、限定することを意図していないということが留意される。そのような実施形態は、例示目的のみのために本明細書に提示されている。追加的な実施形態は、本明細書に含まれる教示に基づいて、当業者に明らかになることとなる。
【0013】
添付の図面(それは、本明細書に組み込まれており、本明細書の一部を形成している)は、説明とともに本開示の実施形態を図示しており、本開示の原理を説明する役割をさらに果たしており、当業者が本開示を作製および使用することを可能にする役割をさらに果たしている。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【
図1】本開示の実施形態によるカテーテルの例示的なダイアグラムである。
【
図2】本開示の実施形態によるカテーテルの断面を図示する図である。
【
図3】本開示の実施形態による、アブレーションのための例示的なシステムのダイアグラムである。
【
図4A】本開示の実施形態によるカテーテルの例示的な遠位セクションのダイアグラムである。
【
図4B】本開示の実施形態による例示的なカテーテルのダイアグラムである。
【
図5】本開示の実施形態による例示的な支持構造体のダイアグラムである。
【
図6】本開示の実施形態による、ユニボディー(unibldy)を有する例示的な支持構造体のダイアグラムである。
【
図7】本開示の実施形態による、キャップが取り付けられていない状態の例示的な支持構造体のダイアグラムである。
【
図8】本開示の実施形態による例示的な支持構造体のダイアグラムである。
【
図9】本開示の実施形態による支持構造体の例示的な近位端部および本体部のダイアグラムである。
【
図10】本開示の実施形態による支持構造体の例示的な遠位端部のダイアグラムである。
【
図11】本開示の実施形態による例示的な支持構造体のダイアグラムである。
【
図12】本開示の実施形態による、ユニボディーを有する支持構造体のダイアグラムである。
【
図13】本開示の実施形態による、支持構造体の異なるコンポーネントを一緒に連結するかまたは解除するために使用される例示的なツールのダイアグラムである。
【
図14】本開示の実施形態による例示的な支持構造体のダイアグラムである。
【
図15】本開示の実施形態による例示的な支持構造体のダイアグラムである。
【
図16】本開示の実施形態による、ファイバーを方向付けるために使用されている内側支持構造体を備えた例示的な2パーツの支持構造体のダイアグラムである。
【
図17】本開示の実施形態による、ファイバーを方向付けるために使用されている外側支持構造体を備えた2パーツの支持構造体の別の例のダイアグラムである。
【
図18】本開示の実施形態による支持構造体の例示的な遠位端部のダイアグラムである。
【
図19】本開示の実施形態による支持構造体の例示的な近位端部のダイアグラムである。
【
図20】本開示の実施形態による支持構造体の本体部の例示的な上面図を示すダイアグラムである。
【
図21】本開示の実施形態による、支持構造体の本体部および近位端部における光ファイバーの例示的な配向を示すダイアグラムである。
【
図22】本開示の実施形態による、レンズ構成体のためのウエハーベースの設計の例示的な断面図を示すダイアグラムである。
【
図23】本開示の実施形態による、レンズおよび光ファイバー構成体のためのウエハーベースの設計の例示的な断面直交図を示すダイアグラムである。
【
図24】本開示の実施形態による、レンズのウエハーレベルアッセンブリの例示的な断面直交図を示すダイアグラムである。
【
図25】本開示の実施形態による、光のビームを方向転換させるためのミラー表面または反射表面を備えたウエハーベースの設計の例示的な断面図を示すダイアグラムである。
【
図26】本開示の実施形態による、ウエハーベースの設計のための異なる領域の中のレンズの上に追加された例示的なミラー表面または反射表面のダイアグラムである。
【
図27】本開示の実施形態による、ウエハーベースの設計のための異なる領域の中に追加された例示的なミラー表面または反射表面のダイアグラムである。
【
図28】本開示の実施形態による、ファイバー端部に取り付けるための例示的なレンズ構造体のダイアグラムである。
【
図29】本開示の実施形態による、ウエハー設計における追加的なレンズ構造体の例示的な図を示すダイアグラムである。
【
図30】本開示の実施形態による、ウエハー設計における追加的なレンズ構造体の別の例示的な図を示すダイアグラムである。
【
図31】本開示の実施形態による、レンズおよび反射表面を備えた複数のファイバーの例示的な配置を示すダイアグラムである。
【
図32】本開示の実施形態による、レンズおよび反射表面を備えた複数のファイバーの配置におけるファイバーオプティクスのための例示的なオリフィスを示すダイアグラムである。
【
図33】本開示の実施形態による、例示的な複数の多重化光伝送構造体のブロック図である。
【
図34】本開示の実施形態による、光ビームがファイバーまたは導波路の曲げを防止するように方向付けられる例示的な設計のダイアグラムである。
【
図35】スリットおよび/またはオリフィスを備えたインサートならびに外部シースから構成されたカテーテルの例示的なシャフトのダイアグラムである。
【
図36A】本開示の実施形態による、カテーテル先端部のための例示的な支持構造体設計のダイアグラムである。
【
図36B】本開示の実施形態による、
図36Aに示されている支持構造体設計の遠位端部の例示的な断面のダイアグラムである。
【
図36C】本開示の実施形態による、
図36Aに示されている支持構造体設計の遠位端部の例示的な上面図のダイアグラムである。
【
図36D】本開示の実施形態による、
図36Aに示されている支持構造体設計の側面図の例示的な断面のダイアグラムである。
【
図37A】本開示の実施形態による、支持構造体の遠位端部に配置されている例示的なファイバーアライメントツールのダイアグラムである。
【
図37B】本開示の実施形態による、ファイバーアライメントツール組み立てプロセスの一部として使用され得るスリットパターンの断面図の例のダイアグラムである。
【
図37C】本開示の実施形態による、ファイバーアライメントツール組み立てプロセスの一部として使用され得るスリットパターンの断面図の例のダイアグラムである。
【
図37D】本開示の実施形態による、ファイバーアライメントスリットを備えた支持構造体の遠位端部の例示的なダイアグラムを図示するダイアグラムである。
【
図37E】本開示の実施形態による、支持構造体の中の光ファイバーの例示的な配置を示す追加的な例示的なダイアグラムである。
【
図38A】本開示の実施形態による、支持構造体の中の光ファイバーの例示的な配置を示すダイアグラムである。
【
図38B】本開示の実施形態による、支持構造体の遠位端部の例示的な上面図のダイアグラムである。
【
図38C】本開示の実施形態による、支持構造体の中のファイバーの配置、切断、糊付け、および研磨の後の、支持構造体の遠位端部の例示的な側面図のダイアグラムである。
【
図38D】本開示の実施形態による例示的な支持構造体のダイアグラムである。
【
図38E】本開示の実施形態による、レンズが取り付けられた状態の例示的な支持構造体のダイアグラムである。
【
図38F】本開示の実施形態による、レンズが取り付けられた状態の例示的な2パーツの支持構造体を示すダイアグラムである。
【
図39】本開示の実施形態による、アブレーションカテーテルのための支持構造体の中に複数の光ファイバーおよびレンズを組み立てるための例示的な方法を図示する図である。
【
図40】本開示の実施形態による、アブレーションカテーテルのための2パーツ/本体部の支持構造体の中に複数の光ファイバーおよびレンズを組み立てるための別の例示的な方法を図示する図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
本開示の実施形態は、添付の図面を参照して説明されることとなる。
【0016】
特定の構成および配置が議論されているが、これは例示目的のみのために行われているということが理解されるべきである。当業者は、他の構成および配置が本開示の精神および範囲から逸脱することなく使用され得るということを認識することとなる。本開示はさまざまな他の用途においても用いられ得るということが当業者に明らかになることとなる。
【0017】
本明細書における「1つの実施形態」、「ある実施形態」、「例示的な実施形態」などへの言及は、説明されている実施形態が、特定の特徴、構造、または特性を含むことが可能であるが、すべての実施形態が、その特定の特徴、構造、または特性を必ずしも含むとは限らないということを示しているということが留意される。そのうえ、そのような語句は、必ずしも同じ実施形態を指すとは限らない。さらに、特定の特徴、構造、または特性が、実施形態に関連して説明されているときには、明示的に説明されているかどうかにかかわらず、他の実施形態に関連してそのような特徴、構造、または特性を実現することは、当業者の知識の範囲内にあることとなる。
【0018】
本出願は、具体的に心臓アブレーションに言及している可能性があるが、本明細書で説明されている実施形態は、同様に、アブレーションのための追加的なエネルギー供給源(極低温、ラジオ周波数(RF)、マイクロ波、レーザー、超音波、およびパルス電界を含むがそれに限定されない)とともに、他の病態をターゲットにすることも可能であるということが留意されるべきである。他の病態を治療するためにレーザーエネルギーを使用する原理は同様であり、したがって、レーザーエネルギーを印加するために使用される技法も同様である。
【0019】
融合された光学的な組織評価およびレーザーアブレーションのためのアブレーションカテーテルの実施形態が、本明細書で開示されており、そこでは、アブレーションカテーテルは、ターゲット組織を評価することおよびアブレートすることの両方のために複数の光学ポートを含む。いくつかの実施形態において、カテーテルの複数の光学ポートは、暴露放射線のビームをサンプルに伝送し、サンプルから反射または散乱された1つまたは複数の散乱放射線のビームを受け取り、サンプルの少なくとも一部分がアブレートされるようにレーザーエネルギーを伝送するように構成され得る。光学的な評価信号およびレーザーアブレーション信号の伝送のために同じ光学ポートを利用することによって、アブレーションカテーテルは、両方のモダリティーを可能にする単一の基板においてアブレートされている同じターゲット組織の評価を提供することが可能である。
【0020】
本明細書において、「電磁放射線」、「光」、および「放射線のビーム」という用語は、すべて、さまざまな説明されているエレメントおよびシステムを通って伝播する同じ電磁信号を説明するために使用されている。
【0021】
例示的なカテーテル実施形態
図1は、本開示の実施形態によるカテーテル100を図示している。カテーテル100は、近位セクション102と、遠位セクション104と、近位セクション102と遠位セクション104との間に連結されているシャフト106とを含む。ある実施形態において、シャフト106は、ナビゲーション目的のための1つまたは複数のX線不透過性のマーカーを含む。1つの実施形態では、カテーテル100は、カテーテル100と処理デバイス108との間に通信インターフェース110を含む。通信インターフェース110は、本明細書で説明されているように、処理デバイス108とカテーテル100との間に1つまたは複数の光ファイバーおよびコネクターを含むことが可能である。他の例では、通信インターフェース110は、無線通信(たとえば、Bluetooth、WiFi、およびセルラーなど)を可能にするインターフェースコンポーネントを含み、カテーテルシステムの中のカテーテル100または他の処理コンポーネントと通信することが可能である。
【0022】
ある実施形態において、シャフト106および遠位セクション104は、使い捨てである。そうであるので、近位セクション102は、新しい手順が実施されることとなるたびに、新しいシャフト106および近位セクション104を取り付けることによって再使用され得る。別の実施形態では、近位セクション102も、使い捨てである。
【0023】
近位セクション102は、カテーテル100の動作において使用されるさまざまな電気コンポーネントおよび光学コンポーネントを収容することが可能である。第1の光学的供給源は、近位セクション102の中に含まれ、光学的な評価のための放射線の供給源ビームを発生させることが可能である。第1の光学的供給源は、1つまたは複数のレーザーダイオードまたは発光ダイオード(LED)を含むことが可能である。光学的供給源によって発生させられる放射線のビームは、赤外線範囲の中の波長を有することが可能である。1つの例において、放射線のビームは、1.3μmの中心波長を有している。光学的供給源は、単一の波長のみにおいて放射線のビームを出力するように設計され得、または、それは、掃引供給源(swept source)であることが可能であり、所定の範囲の異なる波長を出力するように設計され得る。発生させられる放射線のビームは、シャフト106の中で近位セクション102と遠位セクション104との間に接続されている光学的伝送媒体を介して、遠位セクション104に向けてガイドされ得る。光学的伝送媒体のいくつかの例は、シングルモード光ファイバーおよび/またはマルチモード光ファイバーを含む。1つの実施形態では、電気的伝送媒体および光学的伝送媒体は、電気信号および光信号の両方の伝播を可能にする同じハイブリッド媒体によって提供される。
【0024】
そのうえ、近位セクション102は、第2の光学的供給源(たとえば、レーザーエネルギー供給源など)を含み、組織アブレーションのために遠位セクション104において印加されるレーザーエネルギーを発生させることが可能である。いくつかの実施形態において、レーザーエネルギー供給源は、980nmの波長においてまたは1060nmの波長において、レーザーエネルギーのアブレーションビームを放出することが可能である。近位セクション102における供給源からのレーザーエネルギーは、シャフト106の中で近位セクション102と遠位セクション104との間に接続されている光学的伝送媒体を介して、カテーテル100を伝播することが可能であり、レーザーエネルギーは、カテーテル100の遠位セクション104からターゲット組織へ出力され得る。たとえば、供給源からのレーザーエネルギーは、20~30秒にわたってターゲット組織に印加される5Wから12Wの光学的パワーを作り出し、心臓組織の中に貫壁性の病変を作り出すことが可能である。別の例では、供給源からのレーザーエネルギーは、60~90秒にわたってターゲット組織に印加される30Wから50Wの光学的パワーを作り出すことが可能である。
【0025】
ある実施形態において、近位セクション102は、第2の光学的供給源から発生させられる光を使用して低コヒーレンス干渉法(LCI)を実施するために、干渉計の1つまたは複数のコンポーネントを含む。干渉計のデータ分析の性質に起因して、ある実施形態において、遠位セクション104へおよび遠位セクション104から光をガイドするために使用される光学的伝送媒体は、光の偏光の状態および程度に影響を与えない。別の実施形態では、光学的伝送媒体は、一定の可逆的な方式で、偏光に影響を与える。いくつかの実施形態において、カテーテル100は、光学的分光法を実行するように構成されている1つまたは複数のエレメントを備えた光学回路を含むことが可能である。そのような実施形態では、光学的経路の少なくとも一部は、マルチモード光学的伝送媒体(たとえば、マルチモード光ファイバー)から構成され得る。
【0026】
近位セクション102は、さらなるインターフェースエレメントを含むことが可能であり、カテーテル100のユーザーは、さらなるインターフェースエレメントによって、カテーテル100の動作を制御することが可能である。たとえば、近位セクション102は、偏向制御メカニズムを含むことが可能であり、偏向制御メカニズムは、遠位セクション104の偏向角度を制御する。偏向制御メカニズムは、近位セクション102の上のエレメントの機械的な移動を含むことが可能であり、または、偏向制御メカニズムは、遠位セクション104の移動を制御するために電気的な接続を使用することが可能である。近位セクション102は、さまざまなボタンまたはスイッチを含むことが可能であり、ボタンまたはスイッチは、遠位セクション104においてレーザーエネルギーが印加されるときに、または、放射線のビームが遠位セクション104から伝送されるときに、ユーザーが制御することを可能にし、光学データの獲得を可能にする。いくつかの実施形態において、近位セクション102は、遠位セクション104に連結されている1つまたは複数のプルワイヤーを制御するための偏向制御メカニズムを含むことが可能である。いくつかの実施形態において、偏向制御メカニズムおよび1つまたは複数のプルワイヤーは、カテーテル100の遠位セクションの操舵を可能にし、アブレーションのために特定の組織領域の中で操縦してターゲットにするようになっている。
【0027】
遠位セクション104は、複数の光学ビューポートを含む。いくつかの実施形態において、複数の光学ビューポートは、本明細書では、カテーテル先端部の中のオリフィスと称され得る。ある実施形態において、光学ビューポートのうちの1つまたは複数は、遠位セクション104の外側本体部の中へ機械加工されている。光学ビューポートは、遠位セクション104の外側にわたって分配されており、複数の個別の視認方向を結果として生じさせる。いくつかの実施形態において、光学ビューポートは、遠位セクション104からさまざまな角度において光(たとえば、光信号)を伝送および収集することが可能である。また、光学ビューポートは、光学ビューポートのうちの1つまたは複数を通してレーザーエネルギーが組織アブレーションのために方向付けられ得る複数の方向(たとえば、ビーム方向)を可能にする。ある実施形態において、複数の視認方向のそれぞれは、実質的に同一平面上にない。また、光学ビューポートは、アブレーションの間に遠位セクション104および周囲組織を冷却するための灌漑機能性を備えて設計され得る。
【0028】
図2Aおよび
図2Bは、本開示の実施形態によるシャフト106の断面図を図示している。シャフト106は、近位セクション102を遠位セクション104と相互接続するエレメントのすべてを含むことが可能である。シャフト106aは、灌漑チャネル202、ケーブル配線チャネル212、および、偏向メカニズムのためのチャネル207を含む、複数のチャネル/ルーメンを収容する実施形態を図示している。これらのチャネル207、212、202を通して、偏向メカニズム206、電気的な接続208、および光学的伝送媒体210、および冷却流体が、少なくとも部分的に収容または輸送され得る。いくつかの構成において、電気的な接続208および光学的伝送媒体210の両方に巻き付けられた保護カバーが使用され得る。他の実施形態において、光学的伝送媒体210およびコンポーネントは、電気的な接続208が収容される保護カバーとは別個の保護カバーの中に位置付けされ得る。電気的な接続208は、遠位セクション104の中に位置付けされている光学的な変調コンポーネントに信号を提供するために使用され得る。1つまたは複数の光学的伝送媒体210は、光学的供給源(暴露光)から発生させられる光を遠位セクション104に向けてガイドし、一方では、光学的伝送媒体210の別のサブセットは、遠位セクション104から戻る光(散乱光または反射光)を近位セクション102にガイドする。別の例では、同じ1つまたは複数の光学的伝送媒体210は、両方の方向に光をガイドする。いくつかの実施形態において、光学的伝送媒体210は、1つまたは複数のシングルモード光ファイバーおよび/またはマルチモード光ファイバーを含む。
【0029】
灌漑チャネル202は、冷却流体を遠位セクション104に向けてガイドするために使用される中空のチューブであることが可能である。灌漑チャネル202は、流体の温度に影響を与えるためにチャネルに沿って配設されている加熱および/または冷却エレメントを含むことが可能である。別の実施形態では、灌漑チャネル202は、遠位セクション104を取り囲む流体を近位セクション102に向けて引き戻すための通路としても使用され得る。
【0030】
偏向メカニズム206は、遠位セクション104の偏向角度を変化させるために、遠位セクション104に信号を提供するように設計されている電気的なまたは機械的なエレメントを含むことが可能である。偏向システムは、実施形態によれば、近位セクション102の中に設置されている機械的な制御を作動させることによって、遠位セクション104の案内を可能にする。このシステムは、近位セクション102における偏向メカニズム制御を遠位セクション104におけるカテーテル先端部と接続するワイヤーと組み合わせた、遠位セクション104の一方向の偏向を提供することを目的としたシャフト106の中の一連の位置合わせされて均一に間隔を置いて配置されたカットアウトに基づくことが可能である。このように、近位セクションの特定の移動は、遠位セクションに投影され得る。カテーテル先端部に取り付けられているいくつかの制御ワイヤーの組み合わせを含む他の実施形態は、異なる方向に沿ったカテーテル先端部の偏向を可能にすることができる。
【0031】
図2Bは、シャフト106bの断面を図示している。シャフト106bは、電気的な接続208が存在していないことを除いて、
図2Aからのシャフト106aと同じエレメントのほとんどを有する実施形態を示している。シャフト106bは、発生させられた放射線のビームの変調(たとえば、多重化)が近位セクション102において実施される状況において使用され得る。
【0032】
例示的なカテーテルシステムおよびコンソールの実施形態
いくつかの実施形態において、本明細書で説明されているアブレーションカテーテルおよびコンソールシステムは、光コヒーレンス断層撮影法(OCT)および/または光コヒーレンス反射率測定法(OCR)、屈折率測定法、または、他の方法を使用し、組織アブレーションを実施し、リアルタイムで瘢痕形成を追跡し、組織の中の瘢痕パターンを直接的に観察することによって病変幾何学形状および隔離をモニタリング/検証する。
図3は、本開示の実施形態によるアブレーションを実施するための例示的なシステム300のダイアグラムを図示している。システム300は、カテーテル302、コンソール310、信号発生器320、ディスプレイ325、および灌漑ポンプ330を含む。カテーテル302、コンソール310、信号発生器320、ディスプレイ325、および灌漑ポンプ330は、有線接続および/または無線接続を介して、一緒に通信可能に連結され得る。いくつかの実施形態において、カテーテル302は、
図1に示されているカテーテル100の例示的な実施形態を表すことが可能である。いくつかの実施形態において、患者304は、例示目的のために
図3に示されている。本明細書で説明されている実施形態は、生体内でおよび/または生体外で使用され得るということが理解される。
【0033】
いくつかの実施形態において、カテーテル302は、信号発生器320によって発生させられるエネルギーを使用して、アブレーションの対象となる組織の一部分に位置決めされ得る。いくつかの実施形態において、信号発生器320は、アブレーションのためのラジオ周波数(RF)、極低温、またはエレクトロポレーション(たとえば、パルス電界)信号を発生させるように構成された電子デバイスであることが可能である。信号発生器320は、直接的にまたはコンソール310を介して、カテーテル302に連結され得、カテーテル302にエネルギーを送り、選択された組織部位において、組織の一部分をアブレートすることが可能である。いくつかの実施形態において、組織の一部分は、心筋組織、心臓筋肉組織、または骨格組織などを含むことが可能である。エネルギーは、カテーテル302の遠位セクションの中の光学ビューポートを通して、組織の一部分に印加され得る。エネルギーを印加した後に、組織の中の構造的な変化が、カテーテル302の1つまたは複数の光学ビューポートを介して光信号を獲得することによって観察され得る。
【0034】
コンソール310は、コンピューティングデバイスを含むことが可能であり、コンピューティングデバイスは、カテーテル302から光信号を獲得するように構成されており、光信号を分析し、組織の光学的特性の変化を検出するように構成されている。いくつかの実施形態において、コンソール310は、ハードウェア(たとえば、回路)、ファームウェア、ソフトウェア、または、それらの任意の組み合わせを含み、光信号を処理し、さらなる分析を実施することが可能である。いくつかの実施形態において、コンソール310は、それ自体の中のおよびカテーテル302の中の光学回路を通して組織の中へ光を送り、瘢痕の進行、組織とカテーテル302との間の接触、および、組織の他の特性をモニタリングすることが可能である。いくつかの実施形態において、コンソール310は、本明細書では、制御コンソール、処理デバイス、および/またはコントローラーと称され得る。コンソール310は、ディスプレイ325に連結され得、ディスプレイ325は、光信号分析からの結果を提示することが可能であり、カテーテル302、コンソール310、信号発生器320、および/または灌漑ポンプ330の動作に関係するパラメーターを、ユーザーが選択すること/見ること、修正すること、および/または制御することを可能にすることができる。
【0035】
いくつかの実施形態において、灌漑ポンプ330は、チュービングを介してカテーテル302に連結され得る。いくつかの実施形態において、灌漑ポンプ330は、流体がチュービングを通してポンプ送りされること、および、カテーテル302を通して(たとえば、光学ビューポートを通して、または、カテーテル302の遠位セクションにおける別個の灌漑スリットを通して)組織部位においてリリースされることを可能にすることができる。灌漑ポンプ330からの流体は、アブレーションの間にカテーテル302の遠位セクションおよび周囲組織を冷却することが可能であり、また、アブレーションの間および/または後に任意のデブリを洗い流すことが可能である。
【0036】
いくつかの実施形態において、カテーテル302は、1つまたは複数の光学的な接続312および1つまたは複数の電気的な接続314を介して、コンソール310に連結され得る。光学的な接続312は、さらなる分析のためにカテーテル302およびコンソール310からの光信号の獲得および/またはそれへの光信号の伝送を可能にするシングルモード光ファイバーおよび/またはマルチモード光ファイバーを含むことが可能である。電気的な接続314は、アブレーションのために信号発生器320からカテーテル302へ電力およびエネルギーを供給するために使用される配線、ピン、および/またはコンポーネントを含むことが可能である。
【0037】
いくつかの実施形態において、光学的な接続312および電気的な接続314は、通信インターフェース316を介してコンソール310に接続され得る。通信インターフェース316は、カテーテル302とコンソール310との間でのさまざまな信号(たとえば、光学信号および電気信号)の伝送を可能にすることができる。いくつかの実施形態において、通信インターフェース316は、カテーテル302とコンソール310との間での光ファイバーの適正なアライメントを促進させるコネクターを含むことが可能である。
【0038】
例示的なカテーテル先端部、支持構造体、および光ファイバーアライメントの実施形態
カテーテルの遠位セクションにおける光ファイバーのアライメントのための支持構造体およびコンポーネントを含む、アブレーションカテーテルの実施形態が、本明細書で開示されている。そのような支持構造体を提供することによって、光ファイバーおよびレンズは、カテーテル先端部の中に適正に位置合わせされて固定され、アブレーションの間および後に行われた測定の効率的な光学データを提供することが可能である。
【0039】
図4Aは、本開示の実施形態によるカテーテル400の例示的な遠位セクションのダイアグラムを図示している。いくつかの実施形態において、
図4Aのカテーテル400の遠位セクションは、
図1に示されているカテーテル100の遠位セクション104の例示的な実施形態を表すことが可能である。カテーテル400の遠位セクションは、複数の電極402、アブレーションキャップ403、複数の光学ポート405、1つまたは複数のプルワイヤーコンポーネント408、および灌漑チュービング410を含む。いくつかの実施形態において、アブレーションキャップ403は、また、電極であることが可能であり、金属製であることが可能である。いくつかの実施形態において、アブレーションキャップ403は、遠位キャップと称され得る。いくつかの実施形態において、複数の光学ポート405は、本明細書では、複数の光学ビューポートと称され得る。いくつかの実施形態において、プルワイヤーコンポーネント408は、カテーテル400の遠位セクションの操舵を可能にするためのアンカーおよび/または他のコンポーネントを含むことが可能であり、アブレーションのために特定の組織領域の中で操縦してターゲットにするようになっている。いくつかの実施形態において、灌漑チュービング410は、流体がカテーテル先端部に沿ってガイドされることを可能にし、組織を冷却することが可能である。
【0040】
図4Bは、本開示の実施形態による例示的なカテーテル420のダイアグラムを図示している。いくつかの実施形態において、
図4Bのカテーテル420は、
図1に示されているカテーテル100および
図4Aに示されているカテーテルの例示的な実施形態を表すことが可能である。カテーテル420は、ハンドルアッセンブリ422、シャフト424、先端部426、エクステンションライン430、灌漑ポート432、コネクター434、およびコネクター436を含む。いくつかの実施形態において、コネクター434は、電子デバイス(たとえば、アブレーションのためのエネルギー(たとえば、RF、極低温、またはエレクトロポレーション(たとえば、パルス電界)信号)を発生させるための信号発生器など)をカテーテル420に接続するために使用され得る。いくつかの実施形態において、コネクター436は、コンソール(たとえば、コンソール310)からの複数の光ファイバーがカテーテル420に連結されることを可能にするマルチファイバーコネクターであることが可能である。
【0041】
いくつかの実施形態において、
図4Aおよび
図4Bのカテーテルは、単一方向または多方向の操舵性を有することが可能である。操舵性を可能にするために、プルワイヤー(たとえば、プルワイヤーコンポーネント408)は、カテーテルの遠位セクション(たとえば、カテーテル400の遠位セクション)に接続され、カテーテルのハンドル(たとえば、ハンドル422)によって制御され得る。いくつかの実施形態において、熱電対、電極(たとえば、電極402)、RFワイヤー、およびアブレーションキャップ(たとえば、アブレーションキャップ403)は、カテーテルの先端部(たとえば、先端部426)に接続され得る。いくつかの実施形態において、アブレーションキャップ403は、複数の光学ポート405を含むことが可能であり、複数の光学ポート405は、灌漑のためのオリフィスとしての役割を果たし、また、カテーテルの中の複数の光ファイバーからの光ビームのための光学ウィンドウまたはビューポートとしての役割を果たすことが可能である。
【0042】
いくつかの実施形態において、光ファイバーは、カテーテルシャフトを通してカテーテルの遠位セクションの上のレンズに方向付けられ得る。いくつかの実施形態において、光ファイバーは、カテーテル先端部における光学コンポーネントを規定するウエハーベースの導波路回路によって、レンズに接続され得る。他の実施形態において、カテーテル先端部の中の光ファイバーは、直接的にレンズに接続することが可能であり、レンズは、複数の光学ポート405を通して組織の中へ光を集束させる。いくつかの実施形態において、レンズは、シリコンであることが可能であり、または、別の光学的に透明な材料から形成され得る。いくつかの実施形態において、レンズは、また、インターフェースにおける反射を低減させるために、または、周囲組織、血液、もしくは流体媒体との光学指数の違いを許容するためにコーティングされ得る。
【0043】
いくつかの実施形態において、カテーテル先端部は、カテーテル自体の中に機械的なスイッチングまたはスキャニングデバイスを備えることなく、受動的で固定されたオプティクスコンポーネント(たとえば、15個のレンズが取り付けられた状態の15本のファイバー)を含むことが可能である。いくつかの実施形態において、光学エレメントの移動または回転は、組織の中の異なる方向へのスキャニングを可能にすることができる。いくつかの実施形態において、カテーテルの中の複数の光学ポートまたはビューポートは、カテーテル先端部においてさまざまな配向を有することが可能であり、カテーテルの中のそれぞれのビューポートから方向付けられるそれぞれの出力ビームは、異なる方向に面することが可能である。たとえば、1つの出力ビームが前方に方向付けられ得、7つの出力ビームが、組織に対して45°に方向付けられ得、7つの出力ビームが、組織に対して90°に方向付けられ得る。いくつかの実施形態において、カテーテル先端部の中に任意の数のビーム、ビューポート、ビューポートの配向が存在していることが可能である。
【0044】
光ファイバーとカテーテル先端部の中のビューポートとの精密なアライメントを提供するために、カテーテル先端部の中の複数のビューポートの中の適正な場所において、ファイバーおよびレンズを適切な位置に保持するための装置、デバイス、および支持構造体の実施形態が、本明細書で開示されている。いくつかの実施形態において、支持構造体は、カテーテル先端部の中に提供され、光ファイバーおよび対応するレンズを適正な場所に保持し、光ファイバーを退出するビームを適当な方向に方向付けることが可能である。いくつかの実施形態において、支持構造体は、また、カテーテル先端部においてキャップ(たとえば、アブレーションキャップ403)を適切な位置に固定し、カテーテルの中の灌漑フローを方向付けることを助けることが可能である。追加的に、支持構造体は、いくつかの実施形態において、発生器ワイヤー(たとえば、信号発生器からアブレーションのためのエネルギーを発生させるためのコネクター434を通して連結されている)からカテーテル先端部のキャップへのエネルギーの電気的伝導を促進させることが可能である。いくつかの実施形態において、支持構造体は、レンズを適切な位置に保持するためのオリフィス(アライメントオリフィスとしても知られる)を含むことが可能であり、アライメントオリフィスとレンズとの間の測定された公差は、正しい位置決めを保証することが可能である。いくつかの実施形態において、支持構造体は、摩擦を低減させるために電解研磨または表面処理され、組み立ての間にアライメントオリフィスを通して光ファイバーをより容易に通すことを可能にすることができる。
【0045】
いくつかの実施形態において、支持構造体は、組み立てを促進させるために、単一のコンポーネントまたは複数のコンポーネントから構築され得る。いくつかの実施形態において、支持構造体の側部にあるスリットは、レンズを方向付けるファイバーの曲げ曲率を増加させるために使用され得、したがって、ファイバー自体への応力、および、曲げトルクから結果として生じるレンズ-ファイバーインターフェースにおける応力を低減させる。追加的に、いくつかの実施形態において、1つまたは複数の機械的な特徴が、異なる支持構造体コンポーネント、ファイバー、レンズ、およびキャップを分解するために使用され得る。いくつかの実施形態において、レンズは、キャップによって適切な位置に保持され、キャップの中の光学ポートにおけるアライメントを確実にすることが可能である。いくつかの実施形態において、2つのコンポーネントから構築された支持構造体は、レンズ自体を使用して(たとえば、支持構造体/先端部アッセンブリの上側コンポーネントと下側コンポーネントとの間の歯を介して)位置合わせされ得る。
【0046】
カテーテル先端部の中の適正な場所においてファイバーおよびレンズを適切な位置に保持するためのさまざまな支持構造体実施形態が、
図5~
図17の例示的なダイアグラムに示されている。
【0047】
図5は、本開示の実施形態による例示的な支持構造体500のダイアグラムを図示している。支持構造体500は、遠位端部502、本体部504、および近位端部506を含む。遠位端部502は、複数のオリフィス510を含み、それぞれのオリフィスは、複数の光ファイバー512のうちの対応する光ファイバー512を含む。いくつかの実施形態において、複数のオリフィス510は、本明細書では、アライメントオリフィスまたはスリットと称され得る。いくつかの実施形態において、複数の光ファイバー512は、光ファイバーの端部を表すことが可能である。いくつかの実施形態において、光ファイバー522は、光ファイバーの束を表すことが可能であり、光ファイバーの束から、光ファイバー端部512は、それぞれのオリフィス510に通されている。いくつかの実施形態において、光ファイバー端部512は、それぞれのファイバー端部512の上に複数のレンズ514の中の対応するレンズを設置する前に、切断および研磨され得る。いくつかの実施形態において、複数のレンズ514は、接着剤材料(たとえば、グルーまたはエポキシなど)を使用して、それぞれの光ファイバー端部512に貼付され得る。
【0048】
いくつかの実施形態において、キャップ520は、支持構造体500の遠位端部502を覆って取り付けられ得る。キャップ520は、複数の追加的なオリフィス525を含むことが可能である。いくつかの実施形態において、追加的なオリフィス525の場所は、遠位端部502におけるオリフィス510の中の光ファイバー512の端部に取り付けられている複数のレンズ514の場所と位置合わせされ得る。いくつかの実施形態において、オリフィスのアライメントは、支持構造体コンポーネント/材料からの干渉なしに、組織へのおよび組織からの光ファイバー512およびレンズ514を通る光信号の伝送を可能にすることができる。
【0049】
支持構造体500は、本明細書で説明されているように、異なる方法を使用して組み立てられ得る。いくつかの実施形態において、第1の方法において、支持構造体500は、最初に光ファイバー512の端部にレンズ514を取り付けることによって組み立てられ得る。次いで、取り付けられたレンズ514を備えた光ファイバー512は、近位端部において貼付され、次いで、支持構造体500の本体部504および遠位端部506の中へガイドされ得る。いくつかの実施形態において、近位端部506および本体部504は、遠位端部502とは別個のコンポーネントであることが可能であり、支持構造体500の組み立ての間に位置合わせされて一緒に連結され得る。
【0050】
いくつかの実施形態において、第2の方法において、支持構造体500は、最初に支持構造体500を遠位端部502における複数のオリフィス510に複数の光ファイバー512を通すことによって組み立てられ得る。いくつかの実施形態において、光ファイバー512は、遠位端部502から本体部504を通して支持構造体500の近位端部506の中へ通され得、それぞれの光ファイバー512は、複数のオリフィス510の中の対応するオリフィスを通され得る。接着剤材料が、遠位端部502の中のそれぞれのオリフィス510において少なくとも部分的に適用され得、光ファイバー512が支持構造体500の中の適切な位置に固定されるようになっている。複数の光ファイバー512は、遠位端部502において切断され(たとえば、機械的な切断、レーザー切断、化学的な切断)、光ファイバー512の一部分を除去することが可能である。複数の光ファイバー512の端部が、遠位端部502において研磨され得る。例示的な実施形態において、光ファイバー512の遠位端部がレーザーを使用して切断されるときに、光ファイバー512のそのような遠位端部は、研磨ステップを必要としない場合がある。最後に、レンズ514が、複数の光ファイバー512の端部のそれぞれに取り付けられ得、遠位端部502におけるオリフィス510の中の光ファイバー512の端部に取り付けられている複数のレンズ514を結果として生じさせる。
【0051】
いくつかの実施形態において、インターフェースを安定化させるために、2ステップのファイバー-レンズ糊付けプロセスは、フェルールの使用を回避することが可能であり、フェルールは、研磨プロセスにとって高価で時間がかかる可能性がある。いくつかの実施形態において、第1のグルーセクションは、所望の反射率/透過率パラメーターを取得するために、紫外線(UV)グルーを使用することが可能である。いくつかの実施形態において、第2のグルーセクションは、機械的な安定性のために赤外線(IR)硬化を含むことが可能である。いくつかの実施形態において、硬化ランプのパワー、距離、および持続期間によって、形状が適正に制御され得、組み立てプロセスの間のレンズの衝突を回避するようになっている。いくつかの実施形態において、2ステップのアプローチは、UVグルーを使用することによって糊付け接続の光学的特性が強化されるということ、および、ファイバーからレンズへの(および、その逆も同様)光伝送が可能な限り効率的であるということを保証することが可能である。
【0052】
図6は、本開示の実施形態による、ユニボディーを有する例示的な支持構造体600のダイアグラムを図示している。いくつかの実施形態において、
図6に示されている支持構造体600は、単一のユニボディーコンポーネントとして製造され得る。いくつかの実施形態において、
図6は、例示目的のために、光ファイバーまたはレンズが取り付けられていない状態の支持構造体600を図示している。支持構造体600は、遠位端部602、本体部604、および近位端部606を含むことが可能である。遠位端部602は、複数のオリフィス610を含むことが可能である。例示目的のために、3つのオリフィス610のみがラベル付けされているが、支持構造体600の遠位端部602の中に任意の数のオリフィス610が存在していることが可能であるということが理解される。
【0053】
図7は、本開示の実施形態による、例示的な支持構造体700のダイアグラムを図示している。支持構造体700は、遠位端部702、本体部704、および近位端部706を含む。遠位端部702は、複数のオリフィス710を含み、それぞれのオリフィスは、複数の光ファイバー712のうちの対応する光ファイバー712と、それぞれのファイバー端部に貼付されている複数のレンズ714のうちのレンズとを含む。いくつかの実施形態において、光ファイバー722は、光ファイバーの束を表すことが可能であり、光ファイバーの束から、光ファイバー端部712は、それぞれのオリフィス710に通されている。
【0054】
図8は、本開示の実施形態による例示的な支持構造体800のダイアグラムを図示している。支持構造体800は、遠位端部802、本体部804、および近位端部806を含む。遠位端部802は、複数のオリフィス810を含み、それぞれのオリフィスは、複数の光ファイバー812のうちの対応する光ファイバー812と、それぞれのファイバー端部に貼付されている複数のレンズ814のうちのレンズとを含む。いくつかの実施形態において、光ファイバー822は、光ファイバーの束を表すことが可能であり、光ファイバーの束から、光ファイバー端部812は、それぞれのオリフィス810に通されている。いくつかの実施形態において、
図8は、また、支持構造体800の遠位端部802を覆って設置されているキャップ820を図示しており、キャップは、追加的なオリフィス825を含む。
【0055】
図9は、本開示の実施形態による、支持構造体の例示的な近位端部および本体部のダイアグラムを図示している。いくつかの実施形態において、支持構造体の近位端部および本体部は、支持構造体の遠位端部とは別個のコンポーネントとして製造され得る。
図10は、本開示の実施形態による、支持構造体の遠位端部の例示的なダイアグラムを図示している。いくつかの実施形態において、
図9の支持構造体の近位端部および本体部は、
図10の支持構造体の遠位端部と位置合わせされて連結され得る。
【0056】
図11は、本開示の実施形態による、例示的な支持構造体1100のダイアグラムを図示している。支持構造体1100は、遠位端部1102、本体部1104、および近位端部1106を含む。遠位端部1102は、複数のオリフィス1110を含み、それぞれのオリフィスは、複数の光ファイバー1112のうちの対応する光ファイバー1112と、それぞれのファイバー端部に貼付されている複数のレンズ1114のうちのレンズとを含む。いくつかの実施形態において、光ファイバー1122は、光ファイバーの束を表すことが可能であり、光ファイバーの束から、光ファイバー端部1112は、それぞれのオリフィス1110に通されている。いくつかの実施形態において、
図11は、また、支持構造体1100の遠位端部1102を覆って設置されているキャップ1120を図示しており、キャップは、追加的なオリフィス1125を含む。
【0057】
いくつかの実施形態において、
図7、
図8、および
図11のそれぞれの支持構造体700、800、および1100は、
図5に示されている支持構造体500の例示的な実施形態を表すことが可能である。いくつかの実施形態において、
図5、
図7、
図8、および
図11は、同じ支持構造体設計の異なる図および例を図示している。いくつかの実施形態において、
図7は、キャップなしの例示的な支持構造体を図示しており、一方では、
図5、
図8、および
図11は、支持構造体に貼付されたキャップを図示している。
【0058】
図12は、本開示の実施形態による、ユニボディーを有する例示的な支持構造体1200のダイアグラムを図示している。いくつかの実施形態において、
図12に示されている支持構造体は、ショルダー部1212を備えた複数のオリフィス1210を有しており、レンズを適切な位置に保持することに対処することが可能である。
図12に示されている構成では、支持構造体は、複数の灌漑スリット1204を有している。
【0059】
図13は、本開示の実施形態による、支持構造体の異なるコンポーネントを一緒に連結するかまたは解除するために使用される例示的なツール1310のダイアグラムを図示している。いくつかの実施形態において、ツール1310は、支持構造体の遠位端部および本体部を一緒に組み立てるおよび/または分解するために使用され得る。いくつかの実施形態において、ツール1310は、支持構造体の遠位端部においてキャップを取り付けるまたは取り外すために使用され得る。
【0060】
図14は、本開示の実施形態による例示的な支持構造体1400のダイアグラムを図示している。支持構造体1400は、遠位端部1402、本体部1404、近位端部1406、および、遠位端部1402の中の複数の凹形オリフィス1410を含み、ファイバー-レンズ構造体を適切な位置に位置合わせして保持することを助ける。また、
図15は、本開示の実施形態による支持構造体1500の例示的なダイアグラムを図示している。支持構造体1500は、窪んだ表面1502を備えた遠位端部、本体部1504、近位端部1506、および、遠位端部の中の複数のオリフィス1510を含む。窪んだ表面1502は、組み立ての間に使用されることとなる保持ツールを係合させるための部位として使用され得る。
図6、
図12、および
図14に示されている実施形態と同様に、
図15は、また、光ファイバーまたはレンズが支持構造体の中に組み立てられていない状態の支持構造体を図示している。
【0061】
図16および
図17は、2パーツの支持構造体の例のダイアグラムを図示しており、そこでは、内側支持構造体1630が、光ファイバー512を容易に方向付けるために使用され得る。いくつかの実施形態において、内側支持構造体1630は、複数の光ファイバー512の案内および糊付け、ならびに、(
図11に示されているように)キャップ1120のアライメントを促進させるために使用され得る。例示的な実施形態において、外側支持構造体1730は、内側支持構造体1630に接着されているファイバーを、キャップ1120の中の複数のオリフィス510または光学ポートのうちの1つの方向に方向付けるために使用され得る。
【0062】
図18~
図21は、本開示の実施形態による、組み立てプロセスの間の例示的な支持構造体のダイアグラムを図示している。
図18は、支持構造体の遠位端部のダイアグラムを図示している。
図19は、支持構造体の例示的な近位端部のダイアグラムを図示しており、そこでは、支持構造体の遠位端部および近位端部は、対応するオリフィス1810および1910をそれぞれ有しており、そのような対応するオリフィスの中に設置されているレンズを共同で受け入れ、組み立ての間に支持構造体の遠位端部および近位端部をまとめるときに、1つまたは複数のレンズがアライメント表面としての役割を果たすことができるようになっている。
【0063】
図20は、組み立て後の支持構造体の本体部および光ファイバー522の曲げの例示的な上面図を示すダイアグラムを図示している。
図20に示されているように、ファイバー522は、支持体の中央において合流する傾向を有しており、ファイバーノット2000を発生させることが可能であり、ファイバーノット2000は、高応力エリアである可能性がある。
図21は、支持構造体の本体部および近位端部における光ファイバーの例示的な配向を示すダイアグラムを図示しており、そこでは、支持構造体は、リリーフスリット2110を有しており、ファイバーが支持本体部の外側におよびその中に延在することを可能にするようになっており、ファイバー故障または破損を防止するために、ファイバーのベンドのより大きい曲率半径を可能にするようになっている。
【0064】
いくつかの実施形態において、支持構造体の遠位端部と本体部および近位端部とのアライメントは、+/-20um公差によって実現可能であり得る。
図18~
図21に示されているように、その設計は、2つのコンポーネントで構築され得、組み立てプロセスを容易にし、そのプロセスの間の光ファイバーの摩擦を減少させるようになっている。いくつかの実施形態において、その設計は、支持構造体の本体部および/または近位端部の周りにスリット2110を含むことが可能であり、90度の光ファイバーがファイバーの曲げの間に曲率半径を増加させ、応力を最小化するようにするようになっている。いくつかの実施形態において、ファイバーは、ファイバーの最終的な引っ張りの間にストレインリリーフとして作用することができるドーム状の形状で設置および配向され得る。いくつかの実施形態において、このメカニズムは、支持構造体の近位セクションおよび遠位セクションの両方において実装され得る。いくつかの実施形態において、支持構造体の中のスリット2110は、最終的にファイバーアレイ設置を促進させることが可能である。
【0065】
いくつかの実施形態において、異なるレンズ設計または概念が、組み立てプロセスを促進させるために使用され得る。いくつかの実施形態において、ウエハーまたはMEMSベースの設計が、レンズとファイバーとの間の機械的な強度を増加させるために利用され得る。
図22は、本開示の実施形態による、レンズ構成体のためのウエハーベースの設計の例示的な断面図を示すダイアグラムを図示している。
図23および
図24は、レンズ514および光ファイバー構成体522のためのウエハーベースの設計の例示的な断面直交図を示すダイアグラムを図示しており、レンズ514は、取り付け補強セクション2310、安定化エリア2320、および集束エリア2330を組み込んでいる。この例示的な実施形態では、補強セクション2310は、組み立ての間に光学的なワイヤーをガイドし、光ファイバー522とレンズ514との間の接着のための表面積を増大させ(たとえば、結合の強度を増加させる)、ファイバー-レンズアッセンブリが曲げまたは捩じり負荷を受けるときに接着剤結合を安定化させるために使用されている。安定化エリア2320は、支持構造体500の中にレンズ514を適切な位置に安定化または保持するための役割を果たし、一方では、集束エリア2320は、光学的なビームを集束させるために使用される。
図24は、本開示の実施形態による、レンズのウエハーレベルアッセンブリの例示的な断面図を示すダイアグラムを図示している。いくつかの実施形態において、
図24は、ウエハーがカットされ得るダイシング場所も図示している。
【0066】
いくつかの実施形態において、ミラー表面または反射表面が、ウエハーベースのレンズ設計の中に追加され得る。
図25は、本開示の実施形態による、ファイバー522からの光のビームを方向転換させるためのミラー表面または反射表面2510を備えたウエハーベースの設計の例示的な断面図を示すダイアグラムを図示している。そのような反射表面2510は、シリコン表面をエッチングすることによって、および、反射コーティングを追加することによって製造され得る。また、
図26および
図27は、本開示の実施形態による、ウエハーベースの設計のための異なる領域の中に追加されたレンズの上の例示的なミラー表面または反射表面2510のダイアグラムを図示している。いくつかの実施形態において、ミラー表面または反射表面2510は、異なる方向に光ファイバー522の遠位端部に直接的に追加され、どのように光がファイバーの中をトラベルするかから、いつ光がファイバーの長さを離れるかまで、光の経路の配向を変化させることが可能である。いくつかの実施形態において、光の配向を変化させることは、ファイバーを曲げるための必要性を最小化することが可能である。シリコンウエハーにおけるエッチングの角度を変化させることによって、90度、45度、および前向きの方向が、同じファイバー配向の中に実現され得る。いくつかの実施形態において、この概念は、カテーテル先端部に沿って任意の形状および/または配向を実現するために再現され得る。
【0067】
いくつかの実施形態において、本明細書で説明されている支持構造体の実施形態は、また、レンズ-ファイバーアッセンブリを容易にするために支持構造体の中に上手くフィットするように構築された幾何学形状(たとえば、スリット、レッジ、およびリップ)を有するシリコンレンズの設計を含むことが可能である。
図28A~
図28Dは、本開示の実施形態による、ファイバー端部に取り付けるための例示的なレンズ構造体のダイアグラムを図示している。例示的な実施形態において、レンズ設計の中のスリット/チャネルは、接着剤オーバーフロー2810として使用され得、余分な接着剤が接着剤結合エリアの外側に容易に流れることを可能にするようになっている。いくつかの実施形態において、ファイバーは、レンズ構造体の中へフィットするように平坦に事前に研磨され得る。いくつかの実施形態において、レッジ、ショルダー部、チャネル、または、他の幾何学的な特徴が、光学的な分離表面2820として使用され、接着の前に、接着の間に、または、接着の後に、光ファイバーの端部とレンズとの間の制御された距離を可能にすることができる。これは、ファイバーとレンズ構造体の底部表面の間の特定の分離を実現し、結合および再現性の制御された光学的な特性を可能にすることができる。いくつかの実施形態において、光学的な分離表面2820は、光学指数整合樹脂によって充填され得、樹脂ポケット(たとえば、高さに関して約10ミクロン)を含むことが可能である。いくつかの実施形態において、レンズ構造体は、シリコンから構築され、サイズに関して約500umであることが可能である。いくつかの実施形態において、反射防止(AR:anti-reflective)コーティングが、レンズ表面の上に使用され得、それは、ファイバーにおよびレンズ湾曲自体に光学的に連結され得、周囲組織または流体からの反射を最小化するようになっている。
【0068】
図29および
図30は、本開示の実施形態による、ウエハー設計における追加的なレンズ構造体の例示的な図を示すダイアグラムを図示している。いくつかの実施形態において、弱いポイントまたは他の迅速なリリース特徴2910が、ウエハー設計の中に含まれており、ウエハー設計からの独立したレンズの迅速なリリースを可能にすることができる。
【0069】
図31は、本開示の実施形態による、レンズおよび反射表面を備えた複数のファイバーの例示的な配置を示すダイアグラムを図示している。
図32は、本開示の実施形態による、レンズおよび反射表面を備えた複数のファイバーの配置におけるファイバーオプティクスのための例示的なオリフィスを示すダイアグラムを図示している。いくつかの実施形態において、シリコーン、ガラス、または、他の光学的にクリアな材料の構造体は、ファイバーの遠位先端部を交換するために、エッチングされるか、成長されるか、プリントされるか、機械加工されるか、または製造され得、曲げ(または、過剰なファイバー曲げ)が必要とされないようになっている。いくつかの実施形態において、
図31および
図32に示されているように、反射表面は、光を方向転換させるために追加され得、ARコーティングは、レンズの屈折率および焦点を制御するために、レンズに追加され得る。いくつかの実施形態において、シングルコアファイバーまたはマルチコアファイバーが、それらの間のフリップチップボンディングを使用して、マルチレンズシステムに接続され得る。
【0070】
図33は、例示的な複数の多重化光伝送構造体のブロック図を図示している。いくつかの実施形態において、光学回路は、ウエハーエッチングされたレンズ3310の中へ光を方向付けるために使用され得、いくつかのマルチプレクサー3320またはビームスプリッターは、可撓性のウエハーベースの導波路回路3330が使用されるいくつかの実施形態において、カテーテルシャフトを通過するファイバーの数を低減させるために使用され得る。
【0071】
図34は、本開示の実施形態による、光ビームがファイバーまたは導波路の曲げを防止するように方向付けられる例示的な設計のダイアグラムを図示している。
図34に示されているように、支持構造体は、曲げられたファイバーまたは導波路の必要性なしに、自由空間オプティクスおよび反射表面が光のビームを方向付けるために使用される、設計を含むことが可能である。
【0072】
いくつかの実施形態において、本明細書で説明されている実施形態のうちのいくつかの製造およびスケーリングは、反射を最小化することを目的とし、焦点距離の仕様を維持するアライメントによって、ファイバー-レンズアッセンブリを最初に生成させることに基づくことが可能である。いくつかの実施形態において、ファイバー-レンズアッセンブリを生成させることは、レンズを位置合わせするためにファイバーを通過する光を使用するアクティブアライメントによって、または、対応するファイバーを受動的に位置合わせするために、レンズ自体に機械的な特徴を追加することによって達成され得る。次いで、ファイバー-レンズアッセンブリは、カテーテル先端部、シャフト、またはハンドルを通過させられ得る。他の例示的な実施形態において、光ファイバーは、ファイバー-レンズアッセンブリの生成の前に、先端部、シャフト、およびハンドルを通過させられ得る。これらの組み立てプロセスオプションのいずれかまたは両方の間に、ファイバーまたはファイバー-レンズアッセンブリをシャフト106の一方の端部から別の端部へ軸線方向チャネルを完全に通過させることは、ファイバーまたはファイバー-レンズアッセンブリの損傷/破壊につながる可能性がある。いくつかの実施形態において、組み立ての間にシャフトの少なくとも1つのセクションを通して、ファイバー、ファイバー-レンズアッセンブリ、ワイヤー、ケーブル、ロッド、または、任意の他のエレメントの通過を促進させるために、2パーツの(たとえば、インサート、シース)シャフト設計が、マルチチャネルカテーテル押出成形品を交換するために使用され得る。
図35は、外部シース3510および横方向スリット3530を備えた内部インサート3520から構成される2パーツのシャフト構造体の例を示すダイアグラムを図示している。横方向スリット3530は、軸線方向チャネルを通して引っ張るかまたは押す必要性なしに、1つまたは複数の光ファイバー、ファイバー-レンズアッセンブリ、または、1つもしくは複数の任意の他の細長いエレメントを側部から(たとえば、
図35に示されているように半径方向に)挿入するために使用され得る。エレメントがそのようなスリットの中に位置合わせされた後に、シース3510は、スリット3530の中のインサート3520および位置合わせされたエレメントの上を軸線方向に通され(たとえば、「レールロードオーバー(rail-road over)」)、所望のエレメントをすでに装填されたチャネル/スリットを備えたシャフトを生成させることが可能である。いくつかの例示的な実施形態において、インサート3520は、また、特徴のための半径方向のチャネル(たとえば、冷却チャネルなど)を有することが可能である。
【0073】
カテーテル組み立てプロセスの追加的な実施形態において、ファイバーは、最初に、シャフトおよび先端部支持構造体を通過させられ、次いで、適当な方向に固定され得る。次いで、このシャフトアッセンブリは、完全に自動化されたまたは部分的に自動化されたシステムの上に装着され得る。いくつかの実施形態において、ファイバーの遠位端部は、機械的に(または、レーザーを使用することによって)切断され、必要とされるときには研磨され得る(たとえば、レーザー切断では、研磨は必要とされない可能性がある)。次いで、ファイバーの近位端部は、光供給源に接続され得、レンズのアクティブアライメントを可能にする。レンズは、完全にまたは部分的に自動化され得る多関節アームを使用して支持構造体の上に移動および位置付けされ得る。次いで、接着剤材料(たとえば、グルーまたはエポキシなど)が適用され得、レンズが、アクティブアライメントが確認された後に取り付けられ得る。
【0074】
いくつかの実施形態において、追加的な支持構造体設計が利用され得る(たとえば、
図36A~
図36Dに示されている設計など)。
図36Aは、本開示の実施形態による、カテーテル先端部のための例示的な支持構造体設計のダイアグラムを図示している。
図36Bは、本開示の実施形態による、
図36Aに示されている支持構造体設計の遠位端部の例示的な断面のダイアグラムを図示している。
図36Cは、本開示の実施形態による、
図36Aに示されている支持構造体設計の遠位端部の例示的な上面図のダイアグラムを図示している。
図36Dは、本開示の実施形態による、
図36Aに示されている支持構造体設計の例示的な側面図の断面のダイアグラムを図示している。
図36Aの例示的な実施形態において、支持構造体は、通過する光ファイバーにきつくフィットするように設計されている精密なオリフィス3610を有することが可能である。いくつかの実施形態において、そのようなオリフィス3610の製造公差は、所望の公称直径の+/-10ミクロン以内であることが可能である。
【0075】
いくつかの実施形態において、
図36A~
図36Dは、構築された支持構造体の例を図示することが可能であり、それは、生体適合性金属(たとえば、ステンレス鋼、チタン合金、ニッケル合金、プラチナ、プラチナ合金など)、ガラス、または、生体適合性ポリマーもしくはセラミックから作製され得る。例示的な実施形態において、支持構造体は、使用される材料とは無関係に、滑らかな表面仕上げを実現するために、および、鋭い縁部を除去するために、最初の製造の後に処理される。いくつかの実施形態において、電解研磨された表面仕上げを備えた支持構造体を製造するために、ステンレス鋼が使用され得る。電解研磨は、精密なオリフィス3610を通ってきつくフィットする光ファイバーの通過を簡単化するために、および、縁部から鋭利さを除去し、そのようなファイバーの破砕のリスクを低減させるために使用され得る。
図36Dは、完全な支持構造体設計の断面をさらに図示している。いくつかの実施形態において、支持構造体は、本明細書で説明されている他の支持構造体実施形態に図示されているように、遠位端部、本体部、および近位端部を含むことが可能である。いくつかの実施形態において、
図36Aに示されている支持構造体は、ユニボディー設計であることが可能である。
図36Bでは、遠位端部の断面は、複数の精密なオリフィス3610を示しており、光ファイバーは、精密なオリフィス3610を通され得る。そのうえ、
図36Cに示されている支持構造体設計は、上面図からの複数の精密なオリフィス3610を図示している。また、
図36A~
図36Dに図示されている支持構造体は、接着剤チャネル3620と、光学的なアクセスとを有するように構成され得、接着剤チャネル3620は、構造体の表面から凹まされており、固定を改善するために、接着剤がそのようなチャネル3620を少なくとも部分的に充填することを可能にし、光ファイバーのコアの上に配設されている金属粒子からの干渉なしにより良好な研磨を可能にし、光学的なアクセスは、ファイバーの接着の前のレーザー切断のためのものであり、または、光学的なアクセスは、レンズをファイバーに取り付けるときに光硬化性接着剤を使用するためのものである。
【0076】
図37Aは、支持構造体3700の遠位端部に配置されている例示的なファイバーアライメントツール3730のダイアグラムを図示しており、そこでは、ファイバーを適切な位置に保持するために、精密なオリフィス3610の代わりに、光ファイバーアライメントスリット3710が使用されている。精密なオリフィス3610の代わりにファイバーアライメントスリット3710を使用することは、それぞれのファイバーをより容易におよびより速く通すことを可能にすることができ、それは、次いで、スリットの中の適切な位置において曲げられ、接着剤を使用して、または、支持構造体の遠位端部からスリットの中へ持ち込まれる別のエレメントからの機械的な干渉を使用して、正しい場所において固定され得る。いくつかの実施形態において、ファイバーアライメントツール3730は、支持構造体3700の遠位端部の中に挿入され、遠位端部における複数の光ファイバーの案内および糊付けを促進させることが可能である。
【0077】
図37B~
図37Cは、組み立てプロセスの間にファイバーを整理し、方向付け、適切な位置に保持するために、ファイバーアライメントツール3730の一部として使用され得るスリットパターンの断面図のダイアグラムを図示している。いくつかの実施形態において、ツール3730は、支持構造体の遠位端部におけるオリフィスまたはスリットに対応する適正な場所において、それぞれのファイバーをアライメント状態にガイドすることが可能である。
【0078】
いくつかの実施形態において、光ファイバーは、支持構造体の近位端部から支持構造体の遠位端部へ通され得、次いで、その後に、支持構造体の遠位端部のオリフィスまたはスリットにおいて糊付けされ得る。いくつかの実施形態において、光ファイバーは、支持構造体の遠位端部から支持構造体の近位端部へ通され得、次いで、その後に、支持構造体の遠位端部のオリフィスまたはスリットにおいて糊付けされ得る。
図37Dは、ファイバーアライメントスリット3710を備えた支持構造体の遠位端部のダイアグラムを図示しており、ファイバーアライメントスリット3710は、遠位から近位へ、および、近位から遠位へ、両方の方向に光ファイバー522を通すことを可能にする。
【0079】
図37Eは、本開示の実施形態による、支持構造体3700の中の光ファイバー3712の例示的な配置を示す追加的なダイアグラムを図示している。いくつかの実施形態において、複数の光ファイバー3712は、支持構造体3700の側部にあるスリットを通して配向され、支持構造体3700の遠位端部における複数の精密なオリフィス3610を通され得、そこでは、より細いセクション3713が、精密なオリフィスの配向および遠位セクションの幾何学形状に起因して、光ファイバー3712が容易に外部に出されることを可能にする。オリフィスの外部にある光ファイバーは、より高い曲げ半径を有することが可能であり、より低い応力およびより少ない故障のリスクを結果として生じさせる。追加的に、より細いセクション3713および精密なオリフィス3610の方向は、支持構造体の近位端部から遠位端部へ、または、支持構造体の遠位端部から近位端部へのいずれかに、ファイバー3712が精密なオリフィス3610を容易に通されることを可能にすることができる。
【0080】
図38Aは、本開示の実施形態による、支持構造体3800の中の光ファイバー3812の例示的な配置を示すダイアグラムを図示している。いくつかの実施形態において、複数の光ファイバー3812は、支持構造体3800の本体部を通され、支持構造体3800の遠位端部における複数のオリフィス3810から外へ通され得る。
【0081】
いくつかの実施形態において、支持構造体3800は、1つまたは複数のスリット/オリフィス3835を含むことが可能であり、ファイバーは、1つまたは複数のスリット/オリフィス3835を通して配置され得る。いくつかの実施形態において、1つまたは複数のスリット3835は、光ファイバー3812を通すことを促進させ、および、それらの曲げ曲率を低減させることが可能であり、一方では、また、灌漑および冷却流体のための経路としての役割を果たす。いくつかの実施形態において、接着剤チャネル3620は、エポキシまたはグルーによって充填され得、粒子または金属がファイバー3812と干渉することを防止するようになっている。いくつかの実施形態において、1つまたは複数の接着剤チャネル3620は、接着剤によって充填される前に、レーザーによるファイバー3812の切断を促進させることも可能である。たとえば、ファイバー3812は、自動化されたレーザーを使用することによって切断され得、レーザービームは、1つまたは複数の接着剤チャネル3620を通過し、ファイバー3812を横方向に切断することが可能である。いくつかの実施形態において、1つまたは複数のスリット3835は、支持構造体3800の遠位端部の側部においてオフセットされ、内側へのファイバーの設置を促進させ、ファイバーが互いに衝突することおよびファイバー経路と干渉することを防止することが可能である。
【0082】
図38Bは、本開示の実施形態による、支持構造体の遠位端部の例示的な上面図のダイアグラムを図示している。
図38Bのダイアグラムは、複数のオリフィス3810を示しており、複数の光ファイバーが、複数のオリフィス3810を通され得る。いくつかの実施形態において、オリフィス3810を通された後に、光ファイバーの端部は、レンズを取り付ける前に、切断され、糊付けされ、および研磨され得る。
【0083】
図38Cは、本開示の実施形態による、支持構造体の中のファイバーの配置、切断、糊付け、および研磨の後の、支持構造体の遠位端部の例示的な側面図のダイアグラムを図示している。例示的な実施形態において、精密なオリフィス3610またはファイバーアライメントスリット3710は、互いに対して、半径方向「R」におよび/または軸線方向「A」にオフセットされ得る。精密なオリフィス3610またはファイバーアライメントスリット3710の位置は、支持本体部の中のレンズ3870および光ファイバー3812の位置を決定するので、そのようなオフセットは、ファイバーをより容易に通すことを可能にする。その理由は、ファイバー端部が同じ中心に方向付けられることとならず、したがって、より小さいファイバーノット2000を発生させてもよくまたは発生させなくてもよいからである。
図38Dは、例示的な支持構造体のダイアグラムを図示しており、そこでは、精密なオリフィス3610が角度付け/位置合わせされており、光ファイバー3812が、支持構造体の中に通されるときに、共通の中心に方向付けられないようになっており、ファイバーノット2000のサイズの確率を低減させる。
【0084】
図38Eは、本開示の実施形態による、レンズが取り付けられた状態の例示的な支持構造体のダイアグラムを図示している。いくつかの実施形態において、複数のレンズは、ファイバーの切断、糊付け、および研磨の後に、支持構造体の表面の上のそれぞれの光ファイバー端部において貼付され得る。いくつかの実施形態において、複数のレンズは、接着剤材料(たとえば、グルーまたはエポキシなど)を使用して、それぞれの光ファイバー端部において貼付され得る。
図38Eに図示されている例では、45度遠位レンズ3814に取り付けられているファイバーのための精密なオリフィス3610またはアライメントスリット3710は、45度レンズレベルにおいてファイバーノット2000を引き起こさないように、互いに対してオフセットされるかまたは異なって角度付けされている。
【0085】
図38Fは、本開示の実施形態による、レンズが取り付けられた状態の例示的な2パーツの支持構造体を示すダイアグラムを図示している。
図38Fは、支持構造体の遠位本体部3820の中のそれぞれの光ファイバー端部における複数のレンズ3814を示しており、また、支持構造体の遠位本体部3820と近位本体部3826との間のインターフェースにおける複数のレンズを示している。このハイブリッドの2パーツの実施形態では、遠位本体部3820の上の45度レンズ3814、および、遠位本体部と近位本体部との間のインターフェースにおけるレンズは、糊付けスリット3824を使用して適切な位置に糊付けされている。中央レンズ3880が、自由空間の中に位置合わせされ、次いで、樹脂または接着剤の滴下を使用して適切な位置に糊付けされる。
【0086】
例示的な方法の実施形態
いくつかの実施形態において、本明細書で説明されているカテーテル、支持構造体、およびコンポーネントは、組織アブレーション手順において使用するために、カテーテル先端部において光ファイバーを適切な位置に位置合わせおよび固定するように製造および組み立てられ得る。いくつかの実施形態において、支持構造体の中の光ファイバーおよびレンズは、本明細書で説明されているように、さまざまな方法を使用してカテーテル先端部の中に貼付され得る。
【0087】
図39は、本開示の実施形態による、アブレーションカテーテルのための支持構造体の中に複数の光ファイバーおよびレンズを組み立てるための例示的な方法3900を図示している。いくつかの実施形態において、方法3900は、本明細書で説明されているように、さまざまな支持構造体の実施形態を組み立てるために実施され得る。
【0088】
ブロック3902において、光ファイバーアライメントのためのガイド用オリフィスまたはスリットを含むユニボディー支持構造体が提供される。いくつかの実施形態において、オリフィスまたはスリットは、遠位端部における光ファイバーおよび/またはレンズの位置決めを決定することが可能である。
【0089】
ブロック3904において、複数の光ファイバーが、支持構造体の遠位端部において複数のオリフィスまたはスリットを通され得る。いくつかの実施形態において、光ファイバーは、遠位端部から本体部を通して支持構造体の近位端部の中へ通され得る。いくつかの実施形態において、光ファイバーは、オリフィスまたはスリットを通して、近位端部から本体部を通して支持構造体の遠位端部へ通され得る。
【0090】
ブロック3906において、光ファイバーのすべてが支持構造体の中の適切な位置に固定されるように、接着剤材料が適用され得る。いくつかの実施形態において、接着剤材料は、グルーまたはエポキシなどであることが可能である。いくつかの実施形態において、接着剤材料は、支持構造体の中の光ファイバーを安定化させ、ファイバーの移動を防止することを助けることが可能である。
【0091】
ブロック3908において、複数の光ファイバーが、遠位端部において切断され、支持構造体の遠位端部から外へ延在している光ファイバーの部分を除去することが可能である。
【0092】
ブロック3910において、複数の光ファイバーの端部が、遠位端部において研磨され得る。いくつかの実施形態において、ファイバー端部は、遠位端部表面において研磨され、遠位端部においてファイバー端部表面の上に残っている任意の過剰なグルーを除去することが可能である。レーザーまたは他の精密な機械的な手段を使用してファイバーが切断されるいくつかの実施形態では、ファイバー表面の研磨ステップは含まれない可能性がある。
【0093】
ブロック3912において、レンズが、複数の光ファイバーの端部のそれぞれに取り付けられ得、光ファイバーの端部に取り付けられたおよび支持構造体に固定された複数のレンズを結果として生じさせる。いくつかの実施形態において、複数のレンズは、支持構造体に恒久的に固定され得る。
【0094】
ブロック3914において、一連の光学ポートを含むキャップが、支持構造体に取り付けられ得、キャップの中の光学ポートが、支持構造体に取り付けられているレンズに光学的に位置合わせされることを可能にする。いくつかの例示的な実施形態において、キャップは含まれない可能性があり、または、支持構造体およびキャップは、同じものであることが可能である(たとえば、直接的なレンズ-組織接触が必要な可能性があるので)。そのような実施形態では、ブロック3914における製造方法ステップは含まれない可能性がある。
【0095】
図40は、本開示の実施形態による、アブレーションカテーテルのための2パーツ/本体部の支持構造体の中に複数の光ファイバーおよびレンズを組み立てるために、追加的なステップが実装され得る、方法3900において説明されているもの以外の追加的なステップを図示している。いくつかの実施形態において、方法4000における追加的なステップは、本明細書で説明されているようなさまざまな支持構造体の実施形態を組み立てるために実施され得る。
【0096】
ブロック4002において、1つまたは複数のレンズ-ファイバーアッセンブリが、2パーツの支持構造体の近位本体部または遠位本体部におけるそれらの対応する位置のそれぞれに取り付けられる。
【0097】
ブロック4004において、支持構造体の2つのパーツのそれぞれの上にレンズを位置決めすることは、2つのパーツの本体部を位置合わせするために使用される。いくつかの実施形態において、支持本体部の2つのパーツは移動させられ、それらが、アライメントを維持しながら、互いに直接的に接触しているようになっている。
【0098】
ブロック4006において、支持構造体の遠位本体部および近位本体部が、一緒に結合または溶接される。いくつかの実施形態において、結合は、接着剤材料(たとえば、グルー、エポキシ、または樹脂など)を適用することであることが可能である。いくつかの実施形態において、溶接は、レーザー、タングステン不活性ガス(TIG)溶接システム、もしくは金属不活性ガス(MIG)溶接システム、または、他の方法を通して達成され得る。
【0099】
詳細な説明のセクション(および、発明の概要および要約のセクションではない)は、特許請求の範囲を解釈するために使用されることが意図されているということが認識されるべきである。発明の概要および要約のセクションは、本発明者によって企図されているような本開示の1つまたは複数の(しかし、すべてではない)例示的な実施形態を記載する可能性があり、したがって、本開示および添付の特許請求の範囲を決して限定すること意図していない。
【0100】
本開示の実施形態は、その特定の機能および関係の実装を図示する機能的なビルディングブロックの補助によって上記に説明されてきた。これらの機能的なビルディングブロックの境界は、説明の便宜のために、本明細書において任意に定義されている。その特定の機能および関係が適当に実施される限りにおいて、代替的な境界が定義され得る。
【0101】
特定の実施形態の先述の説明は、本開示の一般的な性質を十分に完全に明らかにすることとなるので、他の人は、当技術分野の技能の中の知識を適用することによって、過度の実験なしに、本開示の一般的な概念から逸脱することなく、そのような特定の実施形態をさまざまな用途に関して容易に修正および/または適合させることが可能である。したがって、そのような適合例および修正例は、本明細書に提示されている教示および指針に基づいて、開示されている実施形態の意味および均等物の範囲の中にあるということが意図される。本明細書における言い回しまたは専門用語は、説明の目的のためのものであり、限定のためのものではなく、本明細書の専門用語または言い回しが教示および指針に照らして当業者によって解釈されるべきであるようになっているということが理解されるべきである。
【0102】
本開示の広さおよび範囲は、上記に説明されている例示的な実施形態のいずれかによって限定されるべきではなく、以下の特許請求の範囲およびそれらの均等物のみに従って定義されるべきである。
【0103】
そのうえ、以下の態様が明示的に開示されている:
【0104】
1. アブレーションカテーテルのための支持構造体の中に複数の光ファイバーおよびレンズを組み立てるための方法であって、方法は、
近位端部、本体部、および遠位端部を含む支持構造体を提供するステップであって、遠位端部は、複数のアライメントオリフィスを含む、ステップと、
遠位端部における複数のアライメントオリフィスに複数の光ファイバーを通すステップであって、複数の光ファイバーのうちのそれぞれの光ファイバーは、複数のアライメントオリフィスのうちの対応するアライメントオリフィスに通される、ステップと、
複数の光ファイバーにおよび遠位端部に接着剤材料を適用するステップであって、複数の光ファイバーが、支持構造体の中の適切な位置に固定されるようになっている、ステップと、
遠位端部において複数の光ファイバーを切断し、支持構造体の遠位端部から外へ延在している光ファイバーの部分を除去するステップと、
複数の光ファイバーの端部のそれぞれにレンズを取り付けるステップであって、光ファイバーの端部に取り付けられている複数のレンズを結果として生じさせる、ステップと
を含む、方法。
【0105】
2. アライメントオリフィスは、支持構造体の遠位端部において、異なる半径方向の場所に位置付けされている、態様1に記載の方法。
【0106】
3. 複数の光ファイバーは、ガイド用ツールを使用して複数のアライメントオリフィスを通され、それぞれの光ファイバーを対応する光学ポートに位置決めする、態様1または態様2に記載の方法。
【0107】
4. 支持構造体の遠位端部を覆ってキャップを取り付けるステップをさらに含む、態様1から3のいずれか1つに記載の方法。
【0108】
5. キャップは、複数の光学ポートを含み、複数の光学ポートの場所は、遠位端部におけるアライメントオリフィスの中の光ファイバーの端部に取り付けられている複数のレンズの場所と位置合わせされている、態様4に記載の方法。
【0109】
6. アブレーションカテーテルの遠位セクションの中に支持構造体を組み立てるステップであって、キャップを備えた支持構造体の遠位端部は、組織の一部分とインターフェースするように構成されている、ステップをさらに含む、態様5に記載の方法。
【0110】
7. カテーテルであって、
近位セクションと、
遠位セクションと、
近位セクションと遠位セクションとの間に連結されているシャフトと、
シャフトを通ってカテーテルの遠位セクションへ延在する複数の光ファイバーと
を含み、
遠位セクションは、支持構造体を含み、
支持構造体は、
近位端部と、
本体部と、
遠位端部と
を含み、
遠位端部は、
複数のアライメントオリフィスであって、複数の光ファイバーのうちのそれぞれの光ファイバーは、対応するアライメントオリフィスを通されている、複数のアライメントオリフィスと、
複数のレンズであって、それぞれのレンズは、複数の光ファイバーのうちの対応する光ファイバーの端部に連結されており、対応するアライメントオリフィスに位置付けされている、複数のレンズと、
を含み、
また、遠位セクションは、
支持構造体の遠位端部の一部分を覆って位置決めされているキャップであって、キャップは、複数の光学ポートを含み、複数の光学ポートの場所は、複数のアライメントオリフィスの中の複数のレンズの場所と位置合わせされている、キャップ
を含み、
支持構造体は、複数の光ファイバーを適切な位置に保持し、それぞれの光ファイバーを複数のアライメントオリフィスのうちの対応するアライメントオリフィスと位置合わせするように構成されている、カテーテル。
【0111】
8. 光ファイバーは、支持構造体の遠位端部におけるそれぞれのアライメントオリフィスに適用された接着剤材料によって、適切な位置に固定されている、態様7に記載のカテーテル。
【0112】
9. アライメントオリフィスは、支持構造体の遠位端部において、異なる半径方向の場所に位置付けされている、態様7または態様8に記載のカテーテル。
【0113】
10. それぞれの光ファイバーは、ガイド用ツールを使用して、対応するアライメントオリフィスを通され、それぞれの光ファイバーを対応するアライメントオリフィスに位置決めする、態様7から9のいずれか1つに記載のカテーテル。
【0114】
11. 複数のアライメントオリフィスおよび複数の光学ポートは、それぞれの光ファイバーおよび対応するレンズが異なる方向および/または角度で向かうように構成されている、態様7から10のいずれか1つに記載のカテーテル。
【0115】
12. 支持構造体は、ユニボディーである、態様7から11のいずれか1つに記載のカテーテル。
【0116】
13. 支持構造体は、一緒に組み立てられた2つのコンポーネントを含む、態様7から12のいずれか1つに記載のカテーテル。
【0117】
14. 複数の光ファイバーは、15本の光ファイバーを含み、複数のレンズは、15個のレンズを含む、態様7から13のいずれか1つに記載のカテーテル。
【0118】
15. アブレーションカテーテルのための支持構造体であって、
近位端部と、
本体部と、
複数のアライメントオリフィスを含む遠位端部であって、
複数の光ファイバーのうちのそれぞれの光ファイバーは、複数のアライメントオリフィスのうちの対応する光学ポートを通されており、
複数のレンズのうちのそれぞれのレンズは、複数の光ファイバーのうちの対応する光ファイバーの端部に連結されており、複数のレンズを結果として生じさせ、それぞれのレンズは、対応するアライメントオリフィスに位置付けされている、遠位端部と、
支持構造体の遠位端部の一部分を覆って位置決めされているキャップであって、
キャップは、複数の光学ポートを含み、
複数の光学ポートの場所は、複数のアライメントオリフィスの中の複数のレンズの場所と位置合わせされている、キャップと
を含み、
支持構造体は、複数の光ファイバーを適切な位置に保持し、それぞれの光ファイバーを複数のアライメントオリフィスのうちの対応するアライメントオリフィスと位置合わせするように構成されている、支持構造体。
【0119】
16. アライメントオリフィスは、支持構造体の遠位端部において、異なる半径方向の場所に位置付けされている、態様15に記載の支持構造体。
【0120】
17. 光ファイバーは、支持構造体の遠位端部におけるそれぞれのアライメントオリフィスに適用された接着剤材料によって、適切な位置に固定されている、態様15または態様16に記載の支持構造体。
【0121】
18. それぞれの光ファイバーは、ガイド用ツールを使用して、対応するアライメントオリフィスを通され、それぞれの光ファイバーを対応するアライメントオリフィスに位置決めする、態様15から17のいずれか1つに記載の支持構造体。
【0122】
19. 複数のアライメントオリフィスおよび複数の光学ポートは、それぞれの光ファイバーおよび対応するレンズが異なる方向および/または角度で向かうように構成されている、態様15から18のいずれか1つに記載の支持構造体。
【0123】
20. 複数の光ファイバーは、15本の光ファイバーを含み、複数のレンズは、15個のレンズを含む、態様15から19のいずれか1つに記載の支持構造体。
【符号の説明】
【0124】
100 カテーテル
102 近位セクション
104 遠位セクション
106 シャフト
106a シャフト
106b シャフト
108 処理デバイス
110 通信インターフェース
202 灌漑チャネル
206 偏向メカニズム
207 偏向メカニズムのためのチャネル
208 電気的な接続
210 光学的伝送媒体
212 ケーブル配線チャネル
300 システム
302 カテーテル
304 患者
310 コンソール
312 光学的な接続
314 電気的な接続
316 通信インターフェース
320 信号発生器
325 ディスプレイ
330 灌漑ポンプ
400 カテーテル
402 電極
403 アブレーションキャップ
405 光学ポート
408 プルワイヤーコンポーネント
410 灌漑チュービング
420 カテーテル
422 ハンドルアッセンブリ
424 シャフト
426 先端部
430 エクステンションライン
432 灌漑ポート
434 コネクター
436 コネクター
500 支持構造体
502 遠位端部
504 本体部
506 近位端部
510 オリフィス
512 光ファイバー
514 レンズ
520 キャップ
522 光ファイバー
525 追加的なオリフィス
600 支持構造体
602 遠位端部
604 本体部
606 近位端部
610 オリフィス
700 支持構造体
702 遠位端部
704 本体部
706 近位端部
710 オリフィス
712 光ファイバー
714 レンズ
722 光ファイバー
800 支持構造体
802 遠位端部
804 本体部
806 近位端部
810 オリフィス
812 光ファイバー
814 レンズ
820 キャップ
822 光ファイバー
825 追加的なオリフィス
1100 支持構造体
1102 遠位端部
1104 本体部
1106 近位端部
1110 オリフィス
1112 光ファイバー
1114 レンズ
1120 キャップ
1122 光ファイバー
1125 追加的なオリフィス
1200 支持構造体
1204 灌漑スリット
1210 オリフィス
1212 ショルダー部
1310 ツール
1400 支持構造体
1402 遠位端部
1404 本体部
1406 近位端部
1410 凹形オリフィス
1500 支持構造体
1502 窪んだ表面
1504 本体部
1506 近位端部
1510 オリフィス
1630 内側支持構造体
1730 外側支持構造体
1810 オリフィス
1910 オリフィス
2000 ファイバーノット
2110 リリーフスリット
2310 取り付け補強セクション
2320 安定化エリア
2330 集束エリア
2510 ミラー表面、反射表面
2810 接着剤オーバーフロー
2820 光学的な分離表面
2910 リリース特徴
3310 レンズ
3320 マルチプレクサー
3330 導波路回路
3510 外部シース
3520 内部インサート
3530 横方向スリット
3610 オリフィス
3620 接着剤チャネル
3700 支持構造体
3710 ファイバーアライメントスリット
3712 光ファイバー
3713 より細いセクション
3730 ファイバーアライメントツール
3800 支持構造体
3810 オリフィス
3812 光ファイバー
3814 45度レンズ
3820 遠位本体部
3824 糊付けスリット
3826 近位本体部
3835 スリット/オリフィス
3870 レンズ
3880 中央レンズ
【国際調査報告】