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JP5685352B2 - モジュール式外科用レーザーシステム - Google Patents

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Description

本出願は、２００７年２月２１日付で出願された先願の米国特許仮出願第６０／８９１，０３７号に基づく優先権を主張するものであり、この引用により当該出願の全文が組み込まれるものである。
【０００２】
本発明は、外科および治療用装置の分野に関し、特に、レーザー外科および治療装置の分野に関する。
半導体レーザーを光源として用いる外科および治療レーザーは、医学、歯科、およびその他の分野で広く用いられてきた。開業医の利用を増やすためには、レーザーシステムの機能の改善が必要とされている。ファイバー管理システムおよび使い捨て先端チップを有する外科用レーザーが親出願に記載されている。本発明は、親発明を改善したものとして、ワイヤレス制御、タッチスクリーン・プログラム、取外し可能ファイバーケーブル、高圧滅菌可能ハンドピース、および多様な外科用先端チップを有するモジュール式システムを用いる。
この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、以下のものがある（国際出願日以降国際段階で引用された文献及び他国に国内移行した際に引用された文献を含む）。
【先行技術文献】
【特許文献】
米国特許第４６０８９８０号明細書 米国特許第５９５１５４４号明細書 米国特許第４６３２５０５号明細書 米国特許出願公開第２００４／０１１４８７９号明細書 米国特許出願公開第２００６／００６４０８０号明細書
公知の種類のレーザーシステムに固有である前述の欠点を鑑み、本発明は、複数の波長を提供することができるレーザーモジュール、ワイヤレス遠隔制御、レーザー伝送のための改善された光ファイバー・カップリングシステム、高圧滅菌可能ハンドピース、および交換可能な先端チップを有する改善されたレーザーシステムを提供する。このように、本発明の基本的な目的は、使用が効果的であり、また、その使用が簡単で直観的である新規で改善されたレーザーシステムを提供することである。
これらの目的を実現するために、本発明によるレーザーシステムは２つの実施形態により実施し、その両方とも、制御モジュールおよび遠隔操作フットペダル・コントローラーを有する。第１の実施形態では、制御モジュールは電池で作動する遠隔操作モジュールであり、望ましい位置へ簡単に動かすことができる。第２の実施形態では、制御モジュールは比較的固定されたコンソールであり、その代わり、別個のハンドピースが電池で作動し移動可能である。両実施形態とも、複数の波長を発射する能力を有するレーザーモジュール、タッチスクリーン・コンソール、新規のファイバー・カップリングシステム、および交換可能な治療・外科用先端チップを特徴とする。
本発明の重要な特徴の概要を説明してきた。以下のより詳細な説明を読めばさらに良く理解でき、本発明による技術上の貢献をさらに良く認知できるであろう。本発明のさらなる特徴を以下に説明し、後続の特許請求の範囲の内容を構成する。
本発明の様々な内容は以下の説明および添付の特許請求の範囲に出ており、本明細書の一部を成す添付図面に言及がなされているが、そこでは同一の参照符号は複数の図の中で対応する部分を示す。
本発明の少なくとも１実施形態を詳細に説明する前に、本発明はその応用において、以下の説明に記載された、または図面に示した構造の詳細および部品の配置に限定されないことを理解されたい。本発明は、他の実施形態も可能であり、様々な様式で実施することができる。また、本明細書で用いた言葉遣いや用語は説明を目的とするものであり、限定するものとは見なしてはならないことを理解されたい。
従って、本発明の基となっている概念は、本発明の複数の目的を実施するために他の構造、方法、およびシステムの設計の基本として容易に用いることができることを当業者は理解するであろう。従って、特許請求の範囲は、本発明の趣旨と範囲を逸脱しない限りにおいて、均等な構造を含むものと見なすことが重要である。
図１は、本発明による外科用レーザーシステムの第１実施形態の平面図である。 図２は、本発明の第２実施形態の平面図であり、ワイヤレス・ハンドピースを使用している。 図３は、図１に示したモジュール式レーザーシステムの電子的構造を示す図である。 図４は、図２に示したモジュール式レーザーシステムの電子的構造を示す図である。 図５は、レーザーシステムのために複数の波長を提供するレーザーモジュールを示す概略図である。 図６（ａ）は、レーザーシステムのために設計されたレーザー光線伝送機構の１つを示す概略図である。 図６（ｂ）は、カップラー・ハウジングを示す図である。 図６（ｃ）は、図６ａのレーザー光線伝送機構を組立てたものを示す図である。 図６（ｄ）は、図６（ａ）に記載のレーザー光線伝送機構のための光学ビーム・トレース機構を示す図である。 図６（ｅ）は、設計されたレーザーシステムのための別のレーザー光線伝送機構を示す図である。 図６（ｆ）は、図６ｅのレーザー光線伝送機構を組立てたものを示す図である。 図６（ｇ）は、図６ｅに記載のレーザー光線伝送機構のための光学ビーム・トレース機構を示す図である。 図６（ｈ）は、別のレーザー光線伝送システムを示す図である。 図６（ｉ）は、図６ｈに記載のレーザー光線伝送機構を組立てたものを示す図である。 図６（ｊ）は、図６ｈに記載のレーザー光線伝送機構のための光学ビーム・トレース機構を示す図である。 図７（ａ）および図７（ｂ）は、本発明の別のレーザー先端チップを示す概略図である。 図７（ａ）および図７（ｂ）は、本発明の別のレーザー先端チップを示す概略図である。 図８（ａ）〜８（ｅ）は、図７ｂに示した設計の、様々な角度で設定したサンプル先端チップを示す図である。
次に、図面を参照しながら、改善されたプロフィーカップの最良の実施形態を以下に説明する。本明細書で用いる冠詞"ａ"、"ａｎ"、および"ｔｈｅ"は、特段に内容について明確に指示されていない限り、複数の対象物も含むことに留意されたい。
図１は、主コンソールおよびワイヤレス・フットスイッチを有するモジュール式システムレーザーを示す図であり、制御コンソール１００はタッチスクリーン１０１と、主電気スイッチ１０２と、ハンドピース・ホルダー１０３と、非常停止ボタン１０４と、ユニットを電池で作動できるようにするバッテリーパック１０５と、システム作動用ソフトウェアを更新するためのＵＳＢポート１０６と、必要に応じてレーザー発射を遠隔操作で制御する遠隔操作ポート１０７と、制御コンソール１００から延長するファイバーケーブル１０８と、コンソール１００とは基本的に反対側に来るようにファイバーケーブル１０８に接続されたハンドピース１０９と、ハンドピース１０９に接続された使い捨て先端チップとを有する。システム全体としての最適の形態は、同様に、制御コンソール１００を収納するクレードル（受け台）１１１を有する。クレードル１１１は、コンソール１００が着座できるように開放スロット１１２を有する。接続ピン１１３がスロット１１２内に配設され、クレードル１１１から制御コンソール１００まで電力を通じさせるようになっている。コンソール１００がクレードル内に着座している時にコンソール１００内のファイバーケーブルがクレードル１１１を通ることができるようにする２次スロット１１４がある。電気コード１１５が、妥当な電源１１６と共に、クレードル１１１に接続され、動作可能に接続ピン１１３に接続されている。電源１１６および１１５は、クレードルなしで直接コンソール１００に接続することもできる。システムの最適の形態はまた、レーザー発射を制御するワイヤス・フットスイッチ１１７を有する。ワイヤス・フットスイッチは、フットスイッチ１１８と、電池および信号の状態のための複数色ＬＥＤインジケーター１１９と、リセットボタン１２０とを含む。
図２において、レーザーシステムは、使い捨て先端チップ２０２を有するワイヤレス・レーザーハンドピース２０１を有する。ハンドピース２０１は電池で作動する。ハンドピース２０１はまた、非常停止ボタン２３０およびレーザー発射インジケーター２０４を特徴とする。レーザーハンドピース２０１上にはまた、レーザー強度調節コントローラー２０５がある。先の実施形態と同様に、本システムは、タッチスクリーン２０７と、主電源スイッチ２０８と、プログラム更新のためのＵＳＢポート２０９と、非常停止ボタン２１０と、バッテリーパック２１１と、遠隔制御スイッチ２１２とを有する制御コンソール２０６を含む。本実施形態において、コンソール２０６はまた、ハンドピース・ホルダー２１３と、ハンドピースが着座できるようにする２１３内の開放スロット２１４と、充電のために制御コンソール２０６に接続された取外し可能な電気ケーブル２１５（ハンドピース２０１を充電するためのケーブル２１５と開放スロット２１４との間の実際の接続手段は図示せず）と、電力を供給するスイッチ電源２１６とを有する。このシステムはまた、主フットスイッチ２１８と、電池および信号の状態のための複数色ＬＥＤインジケーター２１９と、リセットボタン２２０とを含むワイヤレス・フットスイッチ２１７を有する。
図３は、第１実施形態の電気構造を示す図であり、ブロック（ａ）はワイヤレス・フットスイッチの電気設計を含む。フットスイッチは電池で作動し、電子信号エミッターおよびレシーバー（図ではＥＳレシーバーおよびＥＳエミッターとして表記する）のために信号を処理する制御論理回路により動作する。本明細書で用いたように、用語「電気信号」は、レーザー、ＩＲ、ＲＦ、およびＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）通信を含む（これに限定されるものではないが）、現在公知の、または後に開発されるワイヤレス通信の全ての手段を含むことに留意されたい。ブロック（ｂ）は、主制御装置の構造設計を示す図である。ユニットは電池で作動するため、電池充電部がある。信号は、制御論理回路を介して処理される。情報は、グラフィック・ユーザー・インターフェースを介してタッチスクリーンにより入力される。フットスイッチからの信号は、電子信号をシステム全体に送信することによりレーザー発射を制御する。制御プログラムは、ＵＳＢポートを介して更新することができる。
同様に、図２のシステムの構造である図４において、ブロック（ａ）は、ワイヤレス・フットスイッチの電気設計を示している。フットスイッチは電池で作動し、電子信号エミッターおよびレシーバーのために信号を処理する制御論理回路を動作させる。ブロック（ｂ）は、主制御装置の構造設計を示す図である。制御コンソールおよびハンドピースは電池で作動するため、電池充電部がある。信号は、制御論理回路を介して処理される。情報は、グラフィック・ユーザー・インターフェースを介してタッチスクリーンにより入力される。制御プログラムは、ＵＳＢポートを介して更新することができる。ブロック（ｃ）は、電池で作動するレーザーハンドピースの構造設計を示す図である。主制御ユニットからの、および制御ユニットへの信号を送受信する電子信号エミッターおよびレシーバーがハンドピース内にある。レーザー発射を制御するために、情報は制御論理回路により処理される。レーザー発射は、フットスイッチからのワイヤレス信号により制御される。
両実施形態とも、レーザーモジュールを用いて、１本のファイバーにより発射するための複数波長のレーザー光線を発生する。前記レーザーモジュールは、第１実施形態（図３）ではコンソール内に位置し、第２実施形態（図４）ではハンドピース内に位置することに留意されたい。図５は、両実施形態で用いるレーザーモジュールを示す図である。図５に示したレーザーモジュールは、単一の波長を発射することができるレーザーモジュールか、複数の波長を発射することができるレーザーモジュールのいずれでも良く、これはモジュール内で用いるレーザーチップの種類次第である。レーザーモジュールは、金属製ハウジング５０１内に収納されている。ハウジング５０１内では、ヒートシンク５０２がレーザーチップ５０３および検出チップ５０４を担持している。検出チップ５０４は、レーザーパワーの発射を制御できるよう、レーザー信号を検出する。レーザーチップ５０３および検出チップ５０４は、伝導ワイヤー（各々５０５、５０６、５０７）によりハウジング５０１上の電極（各々５０５ａ、５０６ａ、５０７）に接着されている。レーザーチップ５０４の前には、発射されたレーザー光線を送光するために平行ビーム５０９にする光学レンズ５０８がある。
別のヒートシンク５１０がレーザーチップ５１１および検出チップ５１２を担持している。レーザーチップおよび検出チップは、各々伝導ワイヤー５１３、５１４、５１５により、電極５１３ａ、５１４ａ、５１５に接着されている。発射されたレーザー光線を平行ビーム５１７にするための光学レンズ５１６がある。ビーム５０９および５１７の両方とも、フィルター／反射器５１８に当たるが、前記フィルター／反射器は、ビーム５０９に対しては１００％透過性があり、ビーム５１７に対しては１００％反射性があり、ビーム５１７を反射してビーム５１７ａを生成する。このフィルター／反射器５１８に反射性および透過性があるのは、フィルター／反射器５１８の一方の側がレーザー光の全ての、または少なくともほとんどの波長に対して透過性がある一方で、反対側はレーザー光の全ての、または少なくともほとんどの波長に対して反射性があるからである。
さらに別のヒートシンク５１９がレーザーチップ５２０および検出チップ５２１を担持している。レーザーチップおよび検出チップは、各々伝導ワイヤー５２２、５２３、５２４により、電極５２２ａ、５２３ａ、５２４ａに接着されている。発射されたレーザー光線を平行ビーム５２６にするための光学レンズ５２５がある。ビーム５２６、５０９および５１７ａはフィルター／反射器５２７に当たるが、前記フィルター／反射器は、５０９および５１７ａに対しては１００％透過性があり、ビーム５２６に対しては１００％反射性があり、ビーム５２６を反射してビーム５２６ａを生成する。３本のビーム５０９、５１７ａ、５２６ａは全て、ホルダー５２９に収納された光学レンズ５２８に到達する。光学レンズ５２８は、３本のビーム全てを１本のファイバー５３０に収束させる。従って、発生した３本のレーザー光線が１本のビームに併合されているので、ファイバーは、３つの異なる波長を有する１本のレーザー光線を発射することができる。さらなるレーザー源を用いて、さらなる数の波長を最終的に発射されるビームに加えることも考えられる。
外科手術を行う表面にレーザー光線を送光することが、レーザーシステムの主要ポイントである。いくつかのレーザー光線伝送機構を以下に開示する。
図６（ａ）は、レーザー光線伝送機構の１つを示す図である。レーザーモジュール６００１が図５で説明したものであるとして、次に、図６（ａ）に示したように、レーザーモジュール６００１をセンターピースとして、本発明によるシステムを組立てる。ファイバー６００２はモジュール６００１を出て、他の部品に接続される。フェルール（口金）６００３がファイバー６００２に設けられ、ファイバー６００２を次のステージに接続している。フェルール６００３につながったナット６００４は、フェルール６００３と他の接続部との接続を容易化している。ファイバー６００２は、フェルール６００３の端部で、標準的なファイバー終端処理法で終端処理してある。次に、近位端に開口２００８を有し、遠位端に別の開口２００９を有するハウジング２００７がある。ハウジング２００７内の光学レンズ２０１２の両端に、精密スペーサー２０１０および２０１１がある。ハウジング６００７の詳細を図６（ｂ）で説明する。さらに送光するため、カップラー６０１３が設けられている。前記カップラー６０１３は、近位端の開口６０１４と、遠位端の開口６０１５とを有し、ストップポイント６０１６はハウジング２００７を中に保持する。次に、フェルール６０１７は、別のファイバー６０１８を中に保持する。接続のために、ナット６０１９は６０１７につながっている。ファイバー６０１８は、端部６０１７で、標準的な終端処理６０２０がされている。ファイバー６０１８のもう１つの端部にフェルール６０２１があり、ファイバーを次のステージに接続している。ナット６０２２が、フェルール６０２１およびフェルール６０２０の端部のファイバー終端処理面６０２３に取付けられている。近位端に開口６０２５を有し、遠位端に開口６０２６を有する別のハウジング６０２４は、光学レンズ６０２８の両端で各々、精密スペーサー６０２７、６０２８を収納している。カップラー６０３０は、近位端の開口６０３１と、遠位端の開口６０３２と、６０２４を収納するためのストップポイント６０３３を有する。ファイバー終端処理６０３６がなされたファイバー６０３５を中に保持する、別のフェルール６０３４を、カップラー６０３０にはめることができる。
図６（b）は、ハウジング６００７および６０２４の詳細を示す図である。円筒形のハウジング６１０１は、弾性のある金属またはプラスチックで作ることができ、近位端の開口６１０２と、遠位端の開口６１０３と、近位端から遠位端までの開放スロット６１０４とを有する。重要な特徴は、開放スロット６１０４は、６１０１の内径よりも寸法が大きい全てのフェルールを両端から入らせ、自動的にフェルールを整合させることである。これは、フェルールの差異に対応する上で重要である。互いに対しても精密な関係にあるからである。
図６（ｃ）は、図６（ａ）で配置したファイバー伝導機構を組立てたものを示している。レーザーモジュール６２０１からのレーザー光線は、ファイバーケーブル６２０２を介して接続ポイント６２０３に送られるが、前記接続ポイントは、カップラーと、レンズ１枚およびスペーサーを有するハウジングと、別のファイバー６２０４のためのフェルールとを収納している。接続ポイント６２０３を用いて、レーザー光線は１本のファイバーからもう１本のファイバーにつながれる。カップラー、スペーサー、およびレンズの機構により、１本のファイバーからもう１本のファイバーへのカップリングの効率が最適となる。接続部６２０３は、図１および図２に示したレーザーシステムの内側からレーザーシステムの外側へレーザーを送光する送光地点となることができる。 次に、レーザー光線は、もう１つの接続ポイント６２０５に送られ、前記接続ポイントは、カップラーと、レンズ１枚およびスペーサーを有するハウジングと、別のファイバー６２０６のためのフェルールとを収納しており、前記ファイバーは、外科手術を行う表面にレーザー光線を送光することができる。接続ポイント６２０５は、図１および図２に示したレーザーシステムのハンドピースから交換可能先端チップへの送光地点となることができる。
図６（ｄ）は、図６（ａ）で説明したレーザー送光のための光学系を示す図である。レーザー光線６３０１はファイバー６３０２に入力されてから、ファイバー６３０２から出、次にレンズ６３０３で別のファイバー６３０４に収束してから、ファイバー６３０４から出、次にレンズ６３０５で別のファイバー６３０６に収束してから、最後に６３０６の端部でビーム６３０７として適用面へ出る。
図６（ｄ）に示したレーザー光線伝送機構は、出力範囲１〜１０ワットのレーザーシステムで用いることができる。
図６（ｅ）は、レーザー光線伝送機構の別のものを示す図である。レーザーモジュール６４０１が前述したものであるとして、次に、図６（ｅ）に示したように、レーザーモジュール６４０１をセンターピースとして、本発明によるシステムを組立てる。ファイバー６４０２はモジュール６４０１を出て、他の部品に接続される。フェルール６４０３がファイバー６４０２に設けられ、ファイバー６４０２を次のステージに接続している。フェルール６４０３につながったナット６４０４は、フェルール６４０３と他の接続部との接続を容易化している。ファイバー６４０２は、フェルール６４０５の端部で終端処理されている。次に、近位端に開口２４０７を有し、遠位端に別の開口２４０８を有するハウジング２４０６がある。ハウジング２４０６内には、精密スペーサー２４０９、光学レンズ２４１０、および別の精密スペーサー２４０６がある。前記ハウジング６４０６は、図６（ｂ）に記載したハウジング６００７と同一である。さらに送光するため、カップラー６４１３が設けられている。カップラー６４１３は、近位端に開口６４１２を有し、遠位端に開口６４１４を有する。ハウジング６４０６を近位端６４１２でカップラー６４１３内に挿入する一方で、同一のハウジング６４１５を同様にカップラーの遠位端６４１４に挿入する。ハウジング６４１５内の構造は、ハウジング６４１５内に精密スペーサー２４１８、光学レンズ２４１９、および別の精密スペーサー２４２０を収納しているという点で、ハウジング６４０６内の構造を反映している。ハウジング６４１５も、近位の開口６４１６と、遠位の開口６４１７とを有する。遠位の開口６４１７は、ファイバー６４２１を中に保持するフェルール６４２２を受け、前記ファイバーは、フェルール６４２４の端部で終端処理されている。フェルール６４２２も、同様にナット６４２３につながり、接続を容易化している。これが接続ファイバー６４２１の第１の部分であり、もう１つの端部においても同一の構造を有する。特に、ファイバーを次のステージに接続するフェルール６４２５がある。ナット６４２６は、フェルール６４２５およびフェルール６４２５端部のファイバー終端処理面６４２７に取付けられている。近位端に開口６４２９を有し、遠位端に開口６４３０を有する別のハウジング６４２８は、精密スペーサー６４３１、レンズ６４３２、および精密スペーサー６４３３を収納している。カップラー６４３４は、近位端の開口６４３５と、遠位端の開口６４３６と、６４２８を収納するためのストップポイント６４３７とを有する。ファイバー終端処理６４４０がなされたファイバー６４３８を中に保持する、別のフェルール６４３９をカップラー６４３４にはめることができる。この構造は、図６（ａ）で説明した第１実施形態と比べて収束レンズを1枚余分に用いるので、さらなる実用性があった。
図６（ｆ）は、図６（ｅ）で配置したファイバー伝導機構を組立てたものを示している。レーザーモジュール６５０１からのレーザー光線は、ファイバーケーブル６５０２を介して接続ポイント６５０３に送られるが、前記接続ポイントは、カップラーと、レンズ２枚を有するハウジングと、別のファイバー６５０４のためのフェルールとを収納している。接続ポイント６５０３はまた、図１および図２に示したレーザーシステムの内側からレーザーシステムの外側へレーザーを送光する送光地点となることができる。次に、レーザー光線は、もう１つの接続ポイント６５０５に送られ、前記接続ポイントは、カップラーと、レンズ１枚を有するハウジングと、別のファイバー６５０６のためのフェルールとを収納しており、前記ファイバーは、外科手術を行う表面にレーザー光線を送光することができる。接続ポイント６５０６は、図１および図２に示したレーザーシステムのハンドピースから交換可能先端チップへの送光地点となることができる。
図６（ｇ）は、図６（ｅ）で説明したレーザー送光のための光学系を示す図である。レーザー光線６６０１はファイバー６６０２に入力されてから、ファイバー６６０２から出、次にレンズ６６０３および６６０４で別のファイバー６６０５に収束してから、ファイバー６６０５から出、次にレンズ６６０６で別のファイバー６６０７に収束してから、最後に６６０７の端部でビーム６６０８として適用面へ出る。
図６（ｇ）に示したレーザー光線伝送機構は、中程度の出力を行うレーザーシステム、例えば、最終出力範囲１〜１５ワットのレーザーシステムで用いることができる。
図６（ｈ）は、レーザー光線伝送機構の別のものを示す図である。レーザーモジュール６７０１が前述したものであるとして、次に、図６（ｈ）に示したように、レーザーモジュール６７０１をセンターピースとして、本発明によるシステムを組立てる。ファイバー６７０２はモジュール６７０１を出て、他の部品に接続される。フェルール６７０３がファイバー６７０２に設けられ、ファイバー６７０２を次のステージに接続している。フェルール６７０３につながったナット６７０４は、フェルール６７０３と他の接続部との接続を容易化している。ファイバー６７０２は、フェルール６７０５の端部で終端処理されている。次に、近位端に開口２７０７を有し、遠位端に別の開口２７０８を有するハウジング２７０６がある。ハウジング２７０６内には、精密スペーサー２７０９、光学レンズ２７１０、および別の精密スペーサー２７１１がある。前記ハウジング６７０６は、図６（ｂ）に記載したハウジング６００７と同一である。さらに送光するため、カップラー６７１３が設けられている。カップラー６７１３は、近位端に開口６７１２を有し、遠位端に開口６７１４を有する。ハウジング６７０６を近位端６７１２でカップラー６７１３内に挿入する一方で、ハウジング６７１５を同様にカップラーの遠位端６７１４に挿入する。ハウジング６７１５内の構造は、ハウジング６７１５内に精密スペーサー２７１８、光学レンズ２４１９、および別の精密スペーサー２７２０を収納しているという点で、ハウジング６７０６内の構造を反映している。ハウジング６７１５も、近位の開口６７１６と、遠位の開口６７１７とを有する。遠位の開口６７１７は、ファイバー６７２１を中に保持するフェルール６７２２を受け、前記ファイバーは、フェルール６４２４の端部で終端処理されている。フェルール６７２２も、同様にナット６７２３につながり、接続を容易化している。これが接続ファイバー６７２１の第１の部分であり、もう１つの端部においても同一の構造を有する。特に、ファイバーを次のステージに接続するフェルール６７２５がある。ナット６７２６が、フェルール６７２５およびフェルール６７２５の端部のファイバー終端処理面６７２７に取付けられている。近位端に開口６７２９を有し、遠位端に開口６７３３を有する別のハウジング６７２８は、精密スペーサー６４３０、レンズ６４３１、および精密スペーサー６４３２を収納している。さらに送光するため、カップラー６７３４が設けられている。カップラー６７３４は、近位端に開口６７３５を有し、遠位端に開口６７３６を有する。ハウジング６７２８を近位端６７３５でカップラー６７３４内に挿入する一方で、同一のハウジング６７３７を同様にカップラーの遠位端６７３６に挿入する。ハウジング６７３７内の構造は、ハウジング６７３７内に精密スペーサー２７３８、光学レンズ２７４０、および別の精密スペーサー２７４１を収納しているという点で、ハウジング６７２８内の構造を反映している。ハウジング６７３７も、近位の開口６７３８と、遠位の開口６７４２とを有する。遠位の開口６７４２は、ファイバー６７４４を中に保持するフェルール６７４３を受け、前記ファイバーは、フェルール６７４５の端部で終端処理されている。この構造は、図６（ａ）で説明した第１実施形態と比べて収束レンズを２枚余分に用いるので、さらなる実用性があった。
図６（ｉ）は、図６（ｈ）で配置したファイバー伝導機構を組立てたものを示している。レーザーモジュール６８０１からのレーザー光線は、ファイバーケーブル６８０２を介して接続ポイント６８０３に送られるが、前記接続ポイントは、カップラーと、ハウジングであって、レンズ２枚と、レンズとファイバー終端処理部との間にスペーサーとを有する前記ハウジングと、別のファイバー６８０４のためのフェルールとを収納している。次に、レーザー光線は、もう１つの接続ポイント６５０５に送られ、前記接続ポイントは、カップラーと、レンズ２枚を有するハウジングと、別のファイバー６８０６のためのフェルールとを収納している。
図６（ｊ）は、図６（ｈ）で説明したレーザー送光のための光学系を示す図である。レーザー光線６９０１はファイバー６９０２に入力されてから、ファイバー６９０２から出、次にレンズ６９０３および６９０４で別のファイバー６９０５に収束してから、ファイバー６９０５から出、次にレンズ６９０６および６９０７で別のファイバー６６０８に収束してから、最後に６６０８の端部でビーム６６０９として適用面へ出る。図６（ｊ）で設計した機構は、高出力のレーザー送光に有用であろう。
図６（ａ）〜６（ｊ）のカップリング設計により、外科用のファイバー先端チップは、いつでも交換することができる。先端チップの設計を、ハウジングおよび光学レンズと共に図７ａに示す。先端チップはケーシング７０１を有し、ケーシングからカニューレ状先端チップ７０２が延長している。カニューレ状先端チップ７０２内には、ファイバー７０８を導くチャネル７０３がある。円筒形ハウジング７０６は、光学レンズ７０５と、スペーサー７０４と、ファイバー７０８の一端を取り囲むファイバーコネクター７０７とを中に保持している。ファイバー７０８は、チャネル７０３の形状に従って曲げられるが、これは一直線であっても、任意の角度であっても良い。示したハンドピースに先端チップがはまるようにする空きスペース７０９がある。
図７ｂに示した先端チップは、光学レンズがない先端チップである。先端チップはケーシング７１０を有し、ケーシングからカニューレ状先端チップ７１１が延長している。カニューレ状先端チップ７１１内には、ファイバー７１４を導くチャネル７１２がある。先端チップケーシング７１０内には、ファイバー７１４を取り囲むコネクター７１３がある。カニューレ状先端チップ７１１は任意の角度にすることができ、これは、ファイバーが先端チップの軸に関して任意の角度となるようにケーシングを設計することにより実施される。
ハンドピースに先端チップがはまるようにするスペース７１５がある。いずれの先端チップの実施形態においても、先端チップ内のファイバーは多様であり、先端チップの端部のみで、または全方向で、を含め、当業者にとって公知のように、また、後に発見されるように、先端チップの物理的構造により、様々なパターンで発光することができる。先端チップの構造は、ファイバー７０８、７１４が先端チップ内に固定されるように収納される構造とするが、これは、捨てる材料ができる限り少なくなるような形で使い捨て式にする意図による。先端チップ内に固定して使い捨てにすることにより、従来のファイバーのような応力がかからず、ファイバーを他のカニューレシステムに何度も挿脱することによる応力やひずみをほとんど心配することなく、組立て時に任意の角度に緩やかに曲げることができる。
先端チップは、先端チップ内のファイバーコネクターにより画定される軸から任意の角度でオフセットすることができる。図８ａ〜８ｅは、オフセットが各々０°、３０°、４５°、６０°、および９０°の場合の図７の先端チップ設計を示している。これらの角度はもちろん例であり、任意の角度を用いることができる。各先端チップのケーシングがファイバーを支持しており、ファイバーは、カニューレまたはその他のガイドに挿脱する時に様々な角度に何度も曲げても応力を受けないからである。各先端チップは、カニューレ状先端チップ（８０２ａ、８０２ｂなど）が延長するケーシング（８０１ａ、８０１ｂなど）を有する。円筒形のコネクター（８０４ａ、８０４ｂなど）は、ファイバー（８０５ａ、８０５ｂなど）の一端を取り囲み、ハウジング（８０１ａ、８０１ｂなど）内のカニューレ状先端チップ（８０２ａ、８０２ｂなど）とは反対側に位置している。これは、ハンドピースに接続できるよう、周りにスペース（８０６ａ、８０６ｂなど）がある。円筒形のコネクター（８０４ａ、８０４ｂなど）はまた、軸を画定している。各カニューレ状先端チップ（８０２ａ、８０２ｂなど）は、チャネル（８０３ａ、８０３ｂなど）を中に有し、軸に関してある角度に曲げられる（中にあるチャネル８０３ａ、８０３ｂなども曲げられる）。ファイバー（８０５ａ、８０５ｂなど）は、チャネル（８０３ａ、８０３ｂなど）を経由して円筒形のコネクター（８０４ａ、８０４ｂなど）から延長し、その遠位端は、カニューレ状先端チップ（８０２ａ、８０２ｂなど）から、先端チップの曲がり具合に従って延長しているので、接続されたハンドピースから受けたレーザーの向きを変えることができる。
最良の実施形態に関して本発明を説明したが、多数の改変や変形が可能であり、そのような改変や変形を行って本発明の範囲内の結果を得ることもできる。本明細書で開示した具体的な実施形態に関する限定は意図しておらず、限定されると考えてはならない。
本発明は、本体と、導光用の光ファイバーおよびレンズ部品との両方について、簡単な成形プラスチック、またはその他の適切な材料による部品で構成することができる。ガラスおよびその他の導光材料を導光用部品に用いても良い。本発明は、レーザーを利用する全ての産業で利用することができ、特に、先端チップを交換することにより衛生上のサービス環境が向上する医療およびその他の分野で利用することができる。

Claims (16)

  1. レーザーシステムに用いる使い捨てレーザー送光先端チップであって、
    ａ．先端チップ本体であって、遠位端およびその反対側の接続端の両方と、前記接続端から前記遠位端まで延長するチャネルとを有するものである、前記先端チップ本体と、
    ｂ．前記チャネル内部に備わった先端チップファイバーであって、第１および第２の端部を有し、前記チャネル内部に配置され、前記第２の端部は前記遠位端から延長しているものである前記先端チップファイバーと、
    ｃ．前記先端チップファイバーの前記第１の端部を同軸的に取り囲むファイバーコネクターであって、少なくとも部分的に前記接続端に固定して位置付けされているものである前記ファイバーコネクターと
    を有し、
    前記先端チップ本体の前記接続端は取り外し可能にハンドピースに取り付けられ、
    前記先端チップ本体の前記接続端がハンドピースに取り付けられたとき、前記ファイバーコネクターが前記先端チップファイバーを整列させ、それによりレーザーエネルギーをハンドピース内に設置されたハンドピースファイバーから前記先端チップファイバーへ伝送可能にする、
    使い捨てレーザー送光先端チップ。
  2. 請求項１記載の使い捨てレーザー送光先端チップにおいて、この使い捨てレーザー送光先端チップは、さらに、
    前記ファイバーコネクターに近接して位置する光学レンズと、
    前記ファイバーコネクターと前記光学レンズの間のスペーシング構造と、
    少なくとも部分的に前記接続端内に配置されるハウジングであって、前記光学レンズ、前記スペーシング構造、および前記ファイバーコネクターを同軸的に取り囲むハウジングとを有する、
    使い捨てレーザー送光先端チップ。
  3. 請求項２記載の使い捨てレーザー送光先端チップにおいて、この使い捨てレーザー送光先端チップは、さらに、
    一以上の方向にレーザー光を発射する形状を有する前記先端チップファイバーの第２の端部を有するものである、
    使い捨てレーザー送光先端チップ。
  4. 請求項２記載の使い捨てレーザー送光先端チップにおいて、この使い捨てレーザー送光先端チップは、さらに、
    前記第２の端部でレーザー光を一様な方向に発射する形状を有する前記先端チップファイバーの第２の端部を有するものである、
    使い捨てレーザ送光先端チップ。
  5. 請求項２記載の使い捨てレーザー送光先端チップにおいて、この使い捨てレーザー送光先端チップは、さらに、
    前記先端チップ本体の前記遠位端が、前記ファイバーコネクターおよび前記先端チップファイバーの第１の端部により画定される長軸からのオフセット角で曲げられている、
    使い捨てレーザ送光先端チップ。
  6. 請求項５記載の使い捨てレーザー送光先端チップにおいて、この使い捨てレーザー送光先端チップは、さらに、
    一以上のレーザー光を発射する形状を有する前記先端チップファイバーの第２の端部を有するものである、
    使い捨てレーザ送光先端チップ。
  7. 請求項５記載の使い捨てレーザー送光先端チップにおいて、この使い捨てレーザー送光先端チップは、さらに、
    前記第２の端部でレーザー光を一様な方向に発射する形状を有する前記先端チップファイバーの第２の端部を有するものである、
    使い捨てレーザ送光先端チップ。
  8. 請求項１記載の使い捨てレーザー送光先端チップにおいて、この使い捨てレーザー送光先端チップは、さらに、
    前記先端チップ本体の前記遠位端が、前記ファイバーコネクターおよび前記先端チップファイバーの第１の端部により画定される長軸からのオフセット角で曲げられている、
    使い捨てレーザ送光先端チップ。
  9. 請求項８記載の使い捨てレーザー送光先端チップにおいて、この使い捨てレーザー送光先端チップは、さらに、
    一以上の方向にレーザー光を発射する形状を有する前記先端チップファイバーの第２の端部を有するものである、
    使い捨てレーザ送光先端チップ。
  10. 請求項８記載の使い捨てレーザー送光先端チップにおいて、この使い捨てレーザー送光先端チップは、さらに、
    前記第２の端部でレーザー光を一様な方向に発射する形状を有する前記先端チップファイバーの第２の端部を有するものである、
    使い捨てレーザ送光先端チップ。
  11. 請求項１記載の使い捨てレーザー送光先端チップにおいて、この使い捨てレーザー送光先端チップは、さらに、
    一以上の方向にレーザー光を発射する形状を有する前記先端チップファイバーの第２の端部を有するものである、
    使い捨てレーザ送光先端チップ。
  12. 請求項１記載の使い捨てレーザー送光先端チップにおいて、この使い捨てレーザー送光先端チップは、さらに、
    前記第２の端部でレーザー光を一様な方向に発射する形状を有する前記先端チップファイバーの第２の端部を有するものである、
    使い捨てレーザ送光先端チップ。
  13. レーザーシステムで使用するハンドツールであって、
    ハンドピースであって、
    第１の端部およびその反対側のハンドピース接続端を有するハンドピース本体と、
    第１の端部から前記ハンドピース接続端に延長するハンドピース本体内のハンドピースチャネルと、
    前記ハンドピースチャネルを通って延長するハンドピースファイバーと、
    前記ハンドピース接続端に近接して前記ハンドピースファイバを取り囲むハンドピースファイバコネクターと、
    を備えた前記ハンドピースと、
    使い捨て可能な先端チップであって、
    先端チップ接続端およびその反対側の第２の端部を有する先端チップ本体と、
    前記先端チップ本体内にあり、前記先端チップチャネルから前記第２の端部に延長する先端チップチャネルと、
    前記先端チップチャネルを通って延長する先端チップファイバーと、
    前記先端チップ接続端に近接して前記先端チップを取り囲む先端チップファイバーコネクターと、
    を備えた前記先端チップとを有し、
    前記ハンドピース接続端および前記先端チップ接続端は、取り外し可能に接続されるように構成され、
    前記先端チップ本体の前記接続端がハンドピースに取り付けられたとき、前記ファイバーコネクターが前記先端チップファイバーを整列させ、それによりレーザーエネルギーをハンドピース内に設置されたハンドピースファイバーから前記先端チップファイバーへ伝送可能にする、
    ハンドツール。
  14. 請求項１３記載のハンドツールにおいて、前記先端チップ本体は曲り部を有し、当該曲り部により前記先端チップ本体の前記第２の端部が角度オフセットを有する、
    ハンドツール。
  15. 請求項１３記載のハンドツールにおいて、前記先端チップ本体に曲り部が設けられ、前記先端チップ本体の前記第２の端部が０度から９０度の間の範囲で前記先端チップファイバーコネクターからオフセット角を有する、
    ハンドツール。
  16. 請求項１３記載のハンドツールにおいて、前記先端チップ本体に曲り部が設けられ、前記先端チップ本体の前記第２の端部が３０度から６０度の範囲で前記先端チップファイバーコネクターからオフセット角を有する、
    ハンドツール。
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