(57)【要約】【課題】本願の課題は、新規のレーザ砕石術のための装置及び方法を提供することである。【解決手段】内視鏡、レーザファイバ、シース及び検出フィードバックシステムを備える、結石を断片化するための装置。内視鏡は、ワーキングチャネルを含む。ワーキングチャネルは、その中に挿通される回収バスケットを有するように構成される。シースは、第１のルーメン及び第２のルーメンを含み得る。ルーメンのうち第１のルーメンは、第１のルーメンを通って延在する内視鏡のシャフトによって内視鏡に接続されている。ルーメンのうち第２のルーメンは、シャフトの外側面に近接するチャネルを備える内視鏡のシャフトから離隔されている。第２のルーメンは、その中に挿通されるレーザファイバを有する。検出フィードバックシステムは、レーザファイバから低エネルギーチェックパルスを送達し、かつ応答を検出するように構成され、また、レーザファイバからの高エネルギーレーザパルスの送達を少なくとも部分的に制御して、結石を断片化するように構成される。【選択図】図２
2020078705.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
結石を断片化するための装置であって、前記装置が、
ワーキングチャネルを含む内視鏡であって、前記ワーキングチャネルが、その中に挿通される回収バスケットを有するように構成される、内視鏡と、
レーザファイバと、
少なくとも２つのルーメンを含むシースであって、前記ルーメンのうち第１のルーメンが、前記第１のルーメンを通って延在する前記内視鏡のシャフトによって前記内視鏡に接続され、前記ルーメンのうち第２のルーメンが、前記シャフトの外側面に近接するチャネルを備える前記内視鏡の前記シャフトから離隔され、前記第２のルーメンがその中に挿通される前記レーザファイバを有する、シースと、
前記レーザファイバから低エネルギーチェックパルスを送達し、かつ前記低エネルギーチェックパルスに基づく応答を検出するように構成され、並びに前記レーザファイバからの高エネルギーレーザパルスの送達を少なくとも部分的に制御して前記結石を断片化するように構成される、検出フィードバックシステムと、
を備える装置。
【請求項２】
前記第１のルーメンが、少なくとも部分的に第１の管によって形成され、
前記第２のルーメンが、少なくとも部分的に前記第１の管に対して潰れるように構成される、可撓性を有する管によって形成される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第２のルーメンが、前記第２のルーメンの近位端に、実質的に硬質の導入口を備える、請求項１〜２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項４】
前記第２のルーメンの近位端が、レーザファイバ導入口と、前記第２のルーメンにつながる別個の液体導入口との両方を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記検出フィードバックシステムが、前記レーザファイバの端と、前記低エネルギーチェックパルスが当たる対象との間の範囲を検出するように構成される範囲検出システムを含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記検出フィードバックシステムが、反射率及び／又は放射率を測定するように構成される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記検出フィードバックシステムが、画像処理を使用するように構成される、請求項１〜６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記検出フィードバックシステムが、
前記回収バスケットの少なくとも一部分の形状、
前記回収バスケットの少なくとも一部分の色、及び
前記回収バスケットの少なくとも一部分の模様、
のうちの少なくとも１つを認識するように構成される、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記検出フィードバックシステムが、前記高エネルギーレーザパルスが前記回収バスケットに当たるであろうことを判定する前記検出フィードバックシステムに基づいて、前記高エネルギーレーザパルスの送達を止めるように構成される、請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
前記検出フィードバックシステムが、前記回収バスケットの一部が前記レーザファイバの前方の経路に位置するかどうかを検出するための手段を含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
方法であって、シースを内視鏡のシャフトに接続することであって、前記シースが少なくとも２つのルーメンを含み、前記ルーメンのうち第１のルーメンが、前記第１のルーメンを通って延在する前記内視鏡の前記シャフトによって前記内視鏡に接続され、前記ルーメンのうち第２のルーメンが、前記シャフトの外側面に近接するチャネルを備える前記内視鏡の前記シャフトから離隔される、ことと、
レーザファイバを前記第２のルーメンに挿入することと、
低エネルギーチェックパルスに基づく応答を検出するための前記レーザファイバからの前記低エネルギーチェックパルス、及び結石を断片化するための前記レーザファイバからの高エネルギーレーザパルスを含む前記レーザファイバからのエネルギーの送達を制御することと、
を含む、方法。
【請求項１２】
前記第２のルーメンに前記レーザファイバを挿入する前に、前記第２のルーメンに流体を入れて、前記第２のルーメンを潰れた形態から拡張形態へと拡張させることを更に含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記レーザファイバの端と、前記低エネルギーチェックパルスが当たる対象との間の範囲を検出する範囲検出システムを使用することを更に含む、請求項１１〜１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
前記低エネルギーチェックパルスに基づいて反射率及び／若しくは放射率を測定し、かつ／又は
画像処理によって前記低エネルギーチェックパルスの経路の前方の対象を識別するように構成される検出フィードバックシステムを使用することを更に含む、請求項１１〜１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
動作を実施するための機器によって実行可能な命令のプログラムを明確に体現する機器によって読み取り可能な、非一過性のプログラム記憶デバイスであって、前記動作が、
レーザファイバから低エネルギーチェックパルスを送達することと、
前記低エネルギーチェックパルスに基づく応答を検出することと、
検出された前記応答に少なくとも部分的に基づいて、
前記レーザファイバから高エネルギーレーザパルスを送達して結石を断片化するか、又は
前記レーザファイバから異なる低エネルギーチェックパルスを送達するかを判定することと、
を含む非一過性のプログラム記憶デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
例示的及び非限定的な実施形態は、一般に、レーザ砕石術、より詳細には、レーザ砕石術のための装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、レーザ砕石術のためのエイミングビーム検出について記載している。特許文献２は、コンピュータ支援型画像ベースの砕石術について記載している。特許文献３は、低エネルギーレーザパルス及び増幅レーザパルスについて記載している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第９，２８２，９８５号
【特許文献２】米国特許第９，２５９，２３１号
【特許文献３】米国特許公報第２００６／０２１７６８８号（Ａ１）号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
以下の概要は、単に例示を意図しているに過ぎない。この概要は、特許請求の範囲を限定することを意図するものではない。
【０００５】
一態様に従って、結石を断片化するための装置において例示的実施形態が提供され、この装置は、ワーキングチャネルを含む内視鏡であって、ワーキングチャネルが、その中に挿通される回収バスケットを有するように構成される内視鏡と、レーザファイバと、少なくとも２つのルーメンを含むシースであって、ルーメンのうち第１のルーメンが、第１のルーメンを通って延在する内視鏡のシャフトによって内視鏡に接続され、ルーメンのうち第２のルーメンが、シャフトの外側面に近接するチャネルを備える内視鏡のシャフトから離隔され、第２のルーメンがその中に挿通されるレーザファイバを有するシースと、レーザファイバから低エネルギーチェックパルスを送達し、かつ低エネルギーチェックパルスに基づく応答を検出するように構成され、並びにレーザファイバからの高エネルギーレーザパルスの送達を少なくとも部分的に制御して結石を断片化するように構成される検出フィードバックシステムと、を備える。
【０００６】
別の態様に従うと、例示的方法は、シースを内視鏡のシャフトに接続することであって、シースが少なくとも２つのルーメンを含み、ルーメンのうち第１のルーメンが、第１のルーメンを通って延在する内視鏡のシャフトによって内視鏡に接続され、ルーメンのうち第２のルーメンが、シャフトの外側面に近接するチャネルを備える内視鏡のシャフトから離隔される、ことと、レーザファイバを第２のルーメンに挿入することと、低エネルギーチェックパルスに基づく応答を検出するためのレーザファイバからの低エネルギーパルス、及び結石を断片化するためのレーザファイバからの高エネルギーレーザパルスを含むレーザファイバからのエネルギーの送達を制御することと、を含む。
【０００７】
別の態様に従うと、例示的実施形態が、動作を実施するための機器によって実行可能な命令のプログラムを明確に体現する機器によって読み取り可能な、非一過性のプログラム記憶デバイスにおいて提供され、動作が、レーザファイバから低エネルギーパルスを送達することと、低エネルギーチェックパルスに基づく応答を検出することと、検出された応答に少なくとも部分的に基づいて、レーザファイバから高エネルギーレーザパルスを送達して結石を断片化するか、又はレーザファイバから異なる低エネルギーチェックパルスを送達するかを判定することと、を含む。
【０００８】
前述の態様及び別の特徴を、以下の説明において、添付図面と連携して採用し、説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】例示的実施形態を示すブロック図である。
【図２】図１に示される内視鏡の近位端を示す部分斜視図である。
【図３】図２に示される内視鏡に取り付けられるシースを示す断面図である。
【図４】拡張形態における、潰れた管を示す図３に類似した断面図である。
【図５】図２〜図４に示される押潰可能な管の近位端を示す断面図である。
【図６】代替的な例示的実施形態の斜視図である。
【図７】図１に示されるコントローラの一部の構成要素を示すブロック図である。
【図８】図７に示される検出システムの一部の構成要素を示すブロック図である。
【図９】例示的方法の特徴を示す図である。
【図１０】レーザパルスの経路における結石とバスケットアームの一部を示す概略図である。
【図１１】例示的方法を示す図である。
【図１２】バスケットアームに施された画像認識パターンを示す図である。
【図１３Ａ】本明細書に記載されるような特徴を有する内視鏡の模式的な例が示される。
【図１３Ｂ】本明細書に記載されるような特徴を有する内視鏡の模式的な例が示される。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１を参照すると、例示的実施形態の特徴を組み込んだ、装置１０のブロック図が示されている。本特徴は図面に示された例示的実施形態の参照によって説明されるが、本特徴は、実施形態の多くの代替形態で具体化され得ることを理解されたい。更に、要素又は材料の、任意の好適なサイズ、形状又はタイプを使用することができる。
【００１１】
この例示的実施形態の装置１０は、レーザ砕石術用に使用されるように適合されている。装置１０は、内視鏡１２、主ユニット１４、及びユーザコントロール１６を備える。ユーザコントロール１６は、例えば、フットペダルであってもよい。ユーザコントロール１６は、例えば、レーザ２０からのレーザパルスの送達を制御するためにユーザによって使用されてもよい。主ユニット１４は、複数のデバイスを備え得るが、場合により別ユニットとして提供される。主ユニットは、コントローラ１８及びレーザ２０を含む。レーザ２０は、２つ以上のレーザを含み得る。図２も参照すると、内視鏡１２は、光イメージファイバ又はバンドル２４用対物ヘッドを有するシャフト２２、及びワーキングチャネル２６を備える。シャフト２２の遠位端は、内視鏡の近位端のユーザによって制御可能に偏向させることができる。
【００１２】
図２は、ワーキングチャネル２６の遠位端の外に伸長するツール２８を示す。ツール２８は、外科医が制御するバスケット型デバイス（ＳＣＢＤ）であり得る。ツール２８は、内視鏡１２の近位端でワーキングチャネル２６に着脱可能に挿入され、通常、バスケットデバイス３０及びシース３２を含む。バスケットデバイス３０は、シース３２を通って伸長する細長いシャフト及び前端バスケット３４を備える。バスケット３４はアーム３６を含む。バスケット３４は、シース３２内部の第１の位置及びシース３２の前端から伸長した第２の位置を有する。第１の位置では、アーム３６は、シース３２内部で弾性的に互いに詰め込まれている。図２は、アーム３６がシース３２によってもはや制限されないときに弾性的に拡張された第２の位置を示す。第２の位置では、バスケット３４が結石を捉えるために、バスケット３４を結石上で動かし、続いて畳み込むことができる（バスケットデバイス３０及びシース３２を相互に動かすことによって）。代替例では、例えばゲルなどの、外科医が制御するバスケット型デバイス（ＳＣＢＤ）以外の手段が使用されて、砕石術のために一時的に結石を固定することができる。
【００１３】
図２は、内視鏡１２のシャフト２２に取り付けられる補助デバイス３８を示す。この例における補助デバイス３８は、内視鏡のシャフト２２に対してレーザファイバ４０を支持するように構成されるシースである。レーザファイバ４０がレーザ２０に接続されて、レーザパルスがレーザファイバ４０を介して内視鏡の遠位端近傍部位に送達されることが可能になる。図３〜４も参照すると、シース３８は、一般に、例えばポリマー材料等の柔軟で弾力性のある材料で構成されている。シース３８は、シャフト２２上を摺動するように構成され、使用後に廃棄のために取り去ることができる。シース３８は、一般に、第１の管４２及び一体として形成される第２の管４４を含む。第２の管４４は第１の管４２よりも小さく、通常は第１の管４２の外側面に沿って並行して延びている。
【００１４】
図３は、自然なホーム位置の形態にある第２の管４４を示す。この第１の形態では、第２の管４４は、第１の管４２の外側面に対して潰れた状態を有する。第２の管４４は、その自然な潰れた状態から図４に示されるような拡張形態に弾性的に拡張可能である。第２の管４４の近位端に導入される流体を第２の管４４を拡張するために使用することができる。したがって、拡張される第２の管４４とともに、シース３８は、内視鏡のシャフト２２のための第１のルーメン４６及びレーザファイバ４０の挿入のための第２のルーメン４８を構成して、レーザファイバをシャフト２２の遠位端近傍部位に導く。図５も参照すると、第２の管４４の近位端の一例の断面図が示されている。この例では、第２の管４４の近位端は、レーザファイバ導入口５０と、第２のルーメン４８につながる別個の液体導入口５２を含む。この例では、レーザファイバ導入口５０は実質的に硬質であり、第２のルーメン４８への導入部として一般的なテーパ形状又は漏斗形状を有する。この例における液体導入口５２は、灌注液体などの液体源に接続されるように構成されるポスト５４を含む。しかし、代替例では、異なるタイプの構造が第２の管４４の近位端に与えられる可能性がある。
【００１５】
図６も参照すると、シース３８’の代替例が示される。この例では、シース３８’が、展開したバスケットデバイス３０及び図２に示されるものと実質的に同一に配置されたレーザファイバ４０を備える内視鏡１２に取り付けられて示される。しかし、シース３８’は、第２の管４４を内視鏡１２に取り付けるクリップ４２’を備える。これは、２つ以上の方法が提供されてレーザファイバシースを内視鏡に着脱可能に接続できることを示す。別の代替例では、レーザファイバシースは、ワーキングチャネル２６内に位置する押潰可能な管４４を有してもよい。したがって、チャネル４４がワーキングチャネル２６内に位置する場合の例では、管４４が潰れている間、レーザファイバ４０のために必要なワーキングチャネル２６の部分が、他の目的（例えば灌注など）のための使用に対して実質的に開放され得る。この代替例では、第１の管４２は第２の管４４を備えていても、又は備えていなくてもよい。第１の管４２が備わっている場合、それを使用して例えば医療用ツールを通してもよく、又は例えば別の灌注用流路（入／出）を分離してもよい。
【００１６】
あるいは、ワーキングチャネル２６の外部の追加のチャネルが、レーザの着脱可能な経路又は固定のレーザファイバのいずれかのために内視鏡自体に組み込まれてもよい。これについての一例は図１３Ａに示され、中心から外れたチャネル４４’’が、別のチャネル４５内部の着脱可能な経路又は固定のレーザチャネルのいずれかとして、内視鏡それ自体の中に備えられている。これについての別の例は図１３Ｂに示され、内視鏡は、イメージ及び照明用バンドル２５、２７から隔てられ、中心から外れた固定のレーザファイバ４０を有する。
【００１７】
一例において、ホルミウム：ＹＡＧ（Ｈｏ：ＹＡＧ）レーザ砕石術は、波長２１７０ｎｍのレーザ光線を用いて、光熱効果によって様々な組成の腎臓結石を破砕して小片にすることができる。この過程の間、固定位置で結石を標的化し、結石が小さいサイズへと縮小される前に結石を少数の塊へと細分化すること（早発の細分化）を回避することが望ましい。施術中、腎臓結石を安定させるために、バスケットで結石を保持し、バスケットを回転させながら結石の辺縁を効果的に削り取る医師もいる。これは、バスケットとレーザファイバの並行した配置である。現在の可撓性を有する内視鏡を用いたこのような手技の適用において、バスケットとレーザファイバは同一の、典型的には直径１．２ｍｍ（３．６Ｆｒ）のワーキングチャネルを挿通する。これらの２つの器具は共に、ワーキングチャンネルのルーメンの大部分を占める。このため、これらの器具は、当該処置によって必要に応じて独立して操作することが難しくなる。可撓性を有する内視鏡のワーキングチャネルは一般に、内視鏡本体に沿って中心に位置する。
【００１８】
結石を保持するためにバスケットを使用することにより、結石の逆流及び流動効果が低減するため、破砕時間効率の上昇が期待されるであろう。しかし、結石の捕捉により破砕時間効率が低くなる場合があることが見出された。結石の捕捉によって破砕時間効率が向上しないのは、捕捉デバイスと共有されたワーキングチャネルを通るレーザファイバを、効果的に操作することができないためであり得る。これは、レーザを結石の中心を介してのみ放射することが可能なレーザバスケットに認められるものと類似の制約であろう。本明細書に記載されるような特徴を使用して、レーザファイバと捕捉された結石との間のカップリングを最適化することができ、これにより破砕処置中の時間効率が上昇する。
【００１９】
同一の内視鏡ワーキングチャネルにおけるバスケットデバイス及びレーザファイバの従来の配置に伴う別の問題は、ワーキングチャネルが灌注流体（視野の清浄化及び尿管又は腎臓からレーザ光の熱を取り去るための）用チャネルと同一であるということである。そのため、ワーキングチャネル内の流体流が減少し、不十分になる場合がある。可撓性を有する内視鏡のワーキングチャネルの寸法は、スコープシャフトの直径及び内視鏡シャフト内部の機構によって占有される空間により制限される。また、シャフト直径は、スコープが用いられる体腔によって制限される。特に尿管鏡の観点では、一般の尿管アクセスシース（ＵＡＳ）は、予めステント留置されていない尿管用で１２〜１４Ｆｒである。内視鏡は内径（ＩＤ）４ｍｍのアクセスシースを挿通する。スコープがＵＡＳに容易に入ることができるように、ＵＡＳのＩＤとスコープシャフトとの間に空間が残されている必要があり、同一の空間が灌注水のための流出経路である。例として、ＧＹＲＵＳ ＡＣＭＩ ＤＵＲ−８ Ｕｌｔｒａは、２．９ｍｍのシャフト外径（ＯＤ）を有し、ＯＬＹＭＰＵＳ ＵＲＦ−Ｐ５は、２．６ｍｍのシャフトＯＤを有する。１２〜１４ＦｒのＵＡＳ内部でこれらの内視鏡と並行する第２の円形のルーメンを配置することによって、第２のルーメンは、ＤＵＲ−８ Ｕｌｔｒａ用に１．１ｍｍのＯＤ、又はＵＲＦ−Ｐ５用に１．４ｍｍのＯＤを有することができる。
【００２０】
２つの器具、すなわち、挿通するバスケットデバイスとレーザファイバに対してただ１つのワーキングチャネルによって生じる上記の問題を解決するために、本明細書に記載の特徴を使用して、可撓性を有する内視鏡のシャフトに取り付けられる、押潰可能で外部にある可撓性のトンネルを設計することができる。薄い可撓性ポリマー材料で作られるこのトンネルは、内視鏡が尿管に挿入されるか、又はＵＡＳを通って尿管に挿入されるとき、その全長の大部分にわたって完全に潰れることができる（場合によりその近位端では潰れていない）。潰れた状態では、このトンネルは、片側面において最小の厚みをスコープＯＤに加え、そのため、挿入に不都合ではなく、挿入を阻害しない。内視鏡が展開され、レーザが、例えば尿管などの患者の体腔に導入される準備ができると、外部のトンネルは、水の注入によって膨張することができる。そして、レーザファイバを開口したトンネルに挿通することができる。挿入の最後に、レーザファイバの先端が、内視鏡の遠位端でスコープシャフトの側面に現れる。
【００２１】
典型的な内視鏡は、２つの反対方向に偏向することができる先端及びシャフトの遠位端におけるセグメントを有する。説明を目的として、これらの２方向を「上」及び「下」と称する。先端がこのように偏向されるとき、シャフトに沿って左及び右にある中心線はシャフトの湾曲を基準にすると中立である。中立面で外部の長手方向に取り付けられた管はシャフトの湾曲に影響を及ぼさないか、又は影響は最小限であろうから、また、中立線は湾曲によって長さが変わらない線であり、そのためシャフトの湾曲を妨げないため、左側若しくは右側又は両側は、トンネルを取り付けるのに理想的な位置である。レーザが外部に取り付けられたトンネルを通るとき、常用のワーキングチャネルはバスケットデバイス及び灌注流体のために確保されている。したがって、バスケット及びレーザファイバを、相互に干渉することなく操作することができる。バスケットがスコープのワーキングチャネルを通り、レーザファイバが取り付けられたトンネルを通るとき、これらの２つの器具は、外科医がそれらを互いに独立して操作する際に相互に干渉しない。追加のトンネル４４は内視鏡の近位端までずっと延在し得る。スコープの近位端で、追加のトンネル４４は、スコープのハンドルに取り付けられる追加のヘッドブロックで終端し得る。この追加のトンネル４４では、レーザが追加のヘッドブロックにあるポートを介してトンネルに進入する。
【００２２】
図７も参照すると、コントローラ１８は通常、プロセッサ５６及びメモリ５８を含む。コントローラは、様々な異なる特徴を提供するように構成されてもよく、例えば、レーザ２０からレーザファイバ４０へのレーザパルスの送達を少なくとも部分的に制御することを含む。この例では、コントローラは検出システム６０を含む。検出システム６０は、プロセッサ５６及びソフトウェアコードを有するメモリ５８の少なくとも一部の使用を含むことが好ましい。検出システム６０は、イメージバンドル２４に入力する光学情報を使用して、内視鏡の対物ヘッドの前方の１つ以上の状態又は状況を検出する。記載される例では、コントローラ１８は検出システムを使用して、レーザ２０及びレーザファイバ４０がレーザパルスを送達するのに使用されるべきかどうか及び／又はどのように使用されるべきかを判定するように構成される。検出システム６０はまた、コントローラ１８に対する入力としても使用されて、少なくとも１つの他の所定の機能又は動作を制御し得る。
【００２３】
図８も参照すると、この例における検出システム６０は、範囲判定機能６２、反射率及び／又は放射率判定機能６４、並びに画像処理機能６６を提供するように構成される。しかし、代替例では、より多くの又はより少ない機能が検出システム６０によって提供されてもよい。例えば、反射率及び／又は放射率判定機能６４を有するが、画像処理機能６６を有さないシステムが提供され得る。あるいは、画像処理機能６６を有するが、反射率／放射率判定機能６４を有さないシステムが提供され得る。
【００２４】
範囲判定機能６２は、レーザファイバ４０の近位端とレーザファイバ４０の前方のレーザ経路における結石若しくはバスケット３４のアーム３６のうちの１つの一部などの対象との間の範囲又は距離を判定するように構成される。レーザファイバ４０は低エネルギーレーザパルスを送達することができ、この低エネルギーレーザパルスからの、例えば、イメージバンドル２４への入力として感知された又はレーザファイバ４０を通って戻ってきた応答に基づいて、検出システムは、レーザファイバ４０の近位端とレーザファイバ４０の前方のレーザ経路における対象との間の範囲又は距離を判定することができてもよい。これは、例えば、レーザパルスの点火に対する応答のタイミングに基づいてもよく、かつ／又は画像処理の使用とともにあってもよい。
【００２５】
反射率及び／又は放射率判定機能６４は、コントローラ１８によって使用されて、レーザファイバ４０を通るレーザ２０からのレーザパルスの送達を調整又は制御することができる。一例では、反射率及び／又は放射率判定機能６４を使用して、所定の条件に基づいて、使用されている高エネルギーレーザパルスを止めることができる。
【００２６】
従来の処置では、レーザエネルギーは通常、第１のステップとして適用され、結石を破砕した後に、バスケットが挿入されて破片を捕捉する。しかし、しばしば、強力なレーザエネルギーパルスの後などに、結石の破片が腎臓の別の領域へと飛び散る逆流がある。その際、外科医は結石を追跡して、より高いエネルギーをかけるか、又は結石の破片を捕捉及び除去する必要があるであろう。本明細書に記載の特徴が用いられることにより、結石にレーザエネルギーを発射することが安全かどうかを判定するための低エネルギーのチェックパルスを有することの利点が提供され得る。これを上記の側方照射レーザ及びバスケットのコンビネーションと組み合わせてもよい。
【００２７】
バスケット−検出レーザ機能は、レーザ機器用の反射率測定法を用いて、バスケットワイヤ３６が検出されるときにレーザの自動停止を行うことができる。あるいは、又は加えて、この機能は、画像処理によってレーザをインターロックする画像処理検出機能でもあり得る。レーザ反射率検出は、血液、砕石術中の気泡、画像におけるレーザの閃光などの画像のわずかな変化に影響されにくくなり得るため、好ましい場合がある。
【００２８】
２つの異なるエネルギーレーザパルスを用いることによって、レーザパルスが、レーザ機器の内部で、１つのタイプのパルスを使用する対象の検出／判定用、及び別の異なるタイプのパルスを使用する結石破砕のためのレーザ照射用に多重化され得る。バスケット−検出レーザ機能はまた、自動的に結石を回収するために電動のバスケット回転とともに機能し得る。レーザ設定は、各レーザパルスが結石においてどのような効果があるかを評価するためのレーザ距離計を利用することによる有効性に基づいて調整され得る。１つの例示的方法として、結石を、レーザ経路に対してｘ−ｙ平面で移動させてもよく、バスケットワイヤを回転させて結石とバスケットのコンビネーションの位置を変えてもよく、かつパルスレーザによって再確認してもよい。
【００２９】
図９を参照すると、ブロック６８に示されるように、まず低エネルギーパルスが送達される例が示される。図１０も参照すると、続いて検出システム６０を用いて、アーム３６などのバスケットの一部が、結石７２の前方に位置するレーザパルスの経路７０内にあるかを判定することができる。ブロック７４に示されるように、バスケットが検出されない場合、このシステムは、ブロック７６に示されるように高エネルギーパルスが送達されることを可能にし得る。しかし、バスケットが検出される場合、このシステムは、送達されている高エネルギーパルスを止めることができる。これにより、低エネルギーチェックパルスを使用して、高エネルギーレーザパルスを発射することが安全かどうかを判定することができる。７４においてインターロック信号が生成されて、高エネルギーパルスを発射させるかどうかが制御され得る。このことが、高エネルギーパルスによるバスケットアーム３６の損傷を防ぐ。
【００３０】
バスケット３４はレーザファイバ４０に対して回転され得るので、バスケットアーム３６はレーザパルス７０の経路に入り得るというリスクがある。バスケットアーム３６がレーザパルスによって損傷された場合、損傷したバスケットは、患者から取り除くのが困難になるか、又は他の問題を引き起こす可能性がある。したがって、バスケットアーム３６がレーザパルスによって損傷されることを防ぐことによって、バスケットの損傷に基づく潜在的な問題を低減する。本明細書に記載の特徴が用いられることにより、バスケットが経路７０において検出される場合に、バスケットの損傷を防ぐ自動停止が提供され得る。
【００３１】
図１１も参照すると、本明細書に記載の特徴は、ブロック７８によって示されるようなイメージバンドルからの入力を、ブロック８０に示されるように解析される入力として使用することができる。この入力の解析に基づいて、システムは、８２に示されるようなレーザを制御すること、８４に示されるようなレーザパルスの送達を制御すること、自動バスケット制御機８６を使用して自動的にバスケットアーム３６をレーザパルスの経路７０から外すこと、及び／又は８８に示されるようないくつかの他の動作を含む１つ以上の動作を実施するように構成され得る。バスケット制御機は、バスケット３４を回転させて、それによりレーザパルスの経路７０に対して（バスケット内に位置する）結石を回転させることができる。反射率／放射率は、例えば１：１又は１０：１などの任意の所望の比率で低エネルギーパルス及び高エネルギーパルスを多重化することによって測定され得る。レーザのコントロール８２は、例えば、様々な電力設定、周波数、又は波長の使用を変更することを含み得る。
【００３２】
１つのタイプの例では、画像処理６６は、色を用いてバスケットアーム３６を識別することができる。例えば、バスケットアーム３６は、メタリックグレー若しくは濃緑色、又は山吹色若しくは赤褐色を有し得るが、結石は白色又は淡黄色を有し得る。バスケットアームの色は、例えば、パターン（模様）を有する多色であり得る。別の例では、バスケットアーム３６は、より速い又はより正確な画像認識のために、しるし又は図１２の例によって示されるような光学パターン９０とともに提供されてもよい。画像処理は、これに加えて又はこれに代えて、例えば、図１０に示されるように、結石７２とバスケットアーム３６との間の、形状認識、境界認識、又は色の区別を使用してもよい。範囲検出機能は、形状の計算及び／又はレーザパルスに用いる電力の判定を支援するために使用され得る。検出システム６０はまた、結石７２（及び破片）及び／又はバスケット３４の動きを、個別に、あるいは、例えば相互に、検出するように構成され得る。
【００３３】
側方照射レーザファイバの位置を、結石の中心から外れた位置で結石を打つように用いて、結石の端を削り取って小さな破片にすることができる。しかし、必要であれば、レーザファイバ４０（又は追加のレーザファイバ）をワーキングチャネル２６に挿入して、結石の中心領域での発射を行ってもよい。このように、本明細書に記載の特徴により、内視鏡に対して複数の異なるレーザファイバの設置位置が可能になる。これは、以前は利用できなかった、内視鏡／レーザファイバ構成の融通性を提供する。また、特徴により、２つ以上のレーザファイバを内視鏡と同時に展開することが可能になり、場合により、例えば、同時に発射する。
【００３４】
結石を断片化するための例示的装置が提供され得、この装置は、ワーキングチャネルを含む内視鏡であって、ワーキングチャネルが、その中に挿通される回収バスケットを有するように構成される内視鏡と、レーザファイバと、少なくとも２つのルーメンを含むシースであって、ルーメンのうち第１のルーメンが、第１のルーメンを通って延在する内視鏡のシャフトによって内視鏡に接続され、ルーメンのうち第２のルーメンが、シャフトの外側面に近接するチャネルを備える内視鏡のシャフトから離隔され、第２のルーメンがその中に挿通されるレーザファイバを有するシースと、レーザファイバから低エネルギーチェックパルスを送達し、かつ低エネルギーチェックパルスに基づく応答を検出するように構成され、並びにレーザファイバからの高エネルギーレーザパルスの送達を少なくとも部分的に制御して結石を断片化するように構成される検出フィードバックシステムと、を備える。
【００３５】
第１のルーメンは、少なくとも部分的に、第１の管によって形成され得、第２のルーメンは、少なくとも部分的に、第１の管に対して潰れるように構成される、可撓性を有する管によって形成され得る。第２のルーメンは、第２のルーメンの近位端に、実質的に硬質の導入口を備え得る。第２のルーメンの近位端は、レーザファイバ導入口と、第２のルーメンにつながる別個の液体導入口の両方を含み得る。検出フィードバックシステムは、レーザファイバの端と、低エネルギーチェックパルスが当たる対象との間の範囲を検出するように構成される範囲検出システムを含み得る。検出フィードバックシステムは、反射率及び／又は放射率を測定するように構成され得る。検出フィードバックシステムは、画像処理を使用するように構成され得る。検出フィードバックシステムは、回収バスケットの少なくとも一部分の形状、回収バスケットの少なくとも一部分の色、及び回収バスケットの少なくとも一部分のパターン、のうちの少なくとも１つを認識するように構成され得る。検出フィードバックシステムは、高エネルギーレーザパルスが回収バスケットに当たるであろうことを判定する検出フィードバックシステムに基づいて、高エネルギーレーザパルスの送達を止めるように構成され得る。検出フィードバックシステムは、回収バスケットの一部がレーザファイバの前方の経路に位置するかどうかを検出するための手段を含み得る。
【００３６】
例示的方法は、シースを内視鏡のシャフトに接続することであって、シースが少なくとも２つのルーメンを含み、ルーメンのうち第１のルーメンが、第１のルーメンを通って延在する内視鏡のシャフトによって内視鏡に接続され、ルーメンのうち第２のルーメンが、シャフトの外側面に近接するチャネルを備える内視鏡のシャフトから離隔される、ことと、レーザファイバを第２のルーメンに挿入することと、低エネルギーチェックパルスに基づく応答を検出するためのレーザファイバからの低エネルギーパルス、及び結石を断片化するためのレーザファイバからの高エネルギーレーザパルスを含むレーザファイバからのエネルギーの送達を制御することと、を含む。
【００３７】
この方法は、第２のルーメンにレーザファイバを挿入する前に、第２のルーメンに流体を入れて、第２のルーメンを潰れた形態から拡張形態へと拡張させることを更に含み得る。この方法は、レーザファイバの端と、低エネルギーチェックパルスが当たる対象との間の範囲を検出する範囲検出システムを使用することを更に含み得る。この方法は、低エネルギーチェックパルスに基づいて反射率及び／若しくは放射率を測定し、かつ／又は画像処理によって低エネルギーチェックパルスの経路の前方の対象を識別するように構成される検出フィードバックシステムを使用することを更に含み得る。
【００３８】
例示的実施形態が、動作を実施するための機器によって実行可能な命令のプログラムを明確に体現する機器によって読み取り可能な、例えば、メモリ５８などの非一過性のプログラム記憶デバイス、において提供され得、動作が、レーザファイバから低エネルギーパルスを送達することと、低エネルギーチェックパルスに基づく応答を検出することと、検出された応答に少なくとも部分的に基づいて、レーザファイバから高エネルギーレーザパルスを送達して結石を断片化するか、又はレーザファイバから異なる低エネルギーチェックパルスを送達するかを判定することと、を含む。
【００３９】
例示的実施形態が、内視鏡のシャフトに着脱可能に接続されるように構成されるシースにおいて提供され得る。シースは、第１のルーメンを形成する第１の管と、第１の管の外側面に沿う第２のルーメンを形成する一体として形成される第２の管と、を含み得る。第２の管は、第１の管に対して第１の潰れた形態を含む、自然なホーム位置の状態を有し得る。第２の管は、第１の潰れた形態から液体によって第２の拡張形態へと弾性的に拡張可能であり得、ここで、第２の管がその第２の拡張形態にあるとき、レーザファイバを第２のルーメンに挿入することができる。シースは、第２のルーメンの近位端に、実質的に硬質の導入口を備え得る。導入口は、一般的な漏斗形状を有し得る。第２のルーメンの近位端は、第２のルーメンにつながる分離した液体導入口を含み得る。
【００４０】
代替的な例示的実施形態では、シースは、内視鏡のワーキングチャネルを介して挿入可能であってもよく、廃棄のために着脱可能であってもよい。このような代替例では、シースは２つよりも少ないルーメンを含み得る。レーザファイバは、その前方面に、レーザファイバがシースを損傷することを防ぐクラッドを含み得る。別の代替的な例示的実施形態は、第１の管に加えて、又は第１の管の代替的なものとして、内視鏡のシャフトにシースを取り付けるための少なくとも１つのクリップを含み得る。
【００４１】
例示的な実施形態は、イメージファイバ、内視鏡に接続されたレーザファイバ、及びレーザファイバからのレーザエネルギーの送達を制御するように構成されるコントローラを備える内視鏡を含む装置において提供され得る。コントロ−ラは、内視鏡の遠位端におけるイメージファイバへの入力に少なくとも部分的に基づいて、レーザファイバからのレーザエネルギーの送達を制御するように構成される。コントローラは、レーザファイバからの低エネルギーチェックパルスの送達を可能にし、内視鏡の遠位端におけるイメージファイバへの入力に少なくとも部分的に基づいて、レーザファイバからの高エネルギーレーザパルスの送達を制御して結石を断片化するように構成され得る。コントローラはまた、レーザファイバの端と、低エネルギーチェックパルスが当たる対象との間の範囲を判定するように構成され得る。コントローラは、低エネルギーチェックパルスからの反射率及び／又は放射率を用いて、高エネルギーレーザパルスをレーザファイバから放射するかどうかを制御するように構成され得る。コントローラは、画像処理を用いて、高エネルギーレーザパルスをレーザファイバから放射するかどうかを制御するように構成され得る。画像処理は、回収バスケットの少なくとも一部分の形状、回収バスケットの少なくとも一部分の色、及び回収バスケットの少なくとも一部分のパターン、のうちの少なくとも１つを認識するように構成され得る。コントローラは、高エネルギーレーザパルスが内視鏡の遠位端の外に伸長している回収バスケットに当たるであろうという判定に基づいて、レーザファイバによって送達されている高エネルギーレーザパルスを止めるように構成され得る。画像処理は、バスケットデバイスの少なくとも一部及び／又は結石の少なくとも一部を検出するように構成され得る。コントローラは、レーザファイバに対する結石の方向及び速度などの、判定された結石の動態に基づいて、例えば、周波数及び波長などの、レーザファイバによって放出されるレーザエネルギーを変更するように構成され得る。装置は、イメージファイバへの入力に基づいて、バスケットを自動的に、回転させるなど動かすように構成され得る。コントローラは、結石の動態／位置及び／若しくはレーザファイバの遠位端に対するバスケットデバイスの位置に基づいて、レーザエネルギーの送達を調整し、かつ／又はバスケットデバイスを動かすように構成され得る。レーザファイバは、場合によりそれぞれ異なるエネルギーパルスを送達するように構成される、２つ以上のレーザファイバを含み得る。
【００４２】
前述の説明は、例示に過ぎないことを理解すべきである。様々な代替及び改変が、当業者によって工夫され得る。例えば、様々な従属請求項に列挙されている特徴は、互いに、任意の適切な組み合わせで、一緒にすることができる。更に、上記の様々な実施形態に由来する特徴は、新規な実施形態に選択的に組み合わせることができる。したがって、本説明は、添付の特許請求の範囲内に収まる、このような代替、改変及び変形のすべてを包含することが意図されている。
【符号の説明】
【００４３】
１０ 装置
１２ 内視鏡
１４ 主ユニット
１６ ユーザコントロール
１８ コントローラ
２０ レーザ
２２ シャフト
２４ イメージバンドル
２５ 照明用バンドル
２６ ワーキングチャネル
２７ 照明用バンドル
２８ ツール
３０ バスケットデバイス
３２ シース
３４ バスケット
３６ バスケットアーム
３８ 補助デバイス、シース
４０ レーザファイバ
４２ 第１の管
４４ 第２の管
４５ チャネル
４６ 第１のルーメン
４８ 第２のルーメン
５０ レーザファイバ導入口
５２ 液体導入口
５４ ポスト
５６ プロセッサ
５８ メモリ
６０ 検出システム
６２ 範囲判定機能
６４ 放射率判定機能
６６ 画像処理機能
６８ ブロック
７０ 経路
７２ 結石
８６ 自動バスケット制御機
９０ 光学パターン
【図１】
2020078705.tif 000003
【図２】
2020078705.tif 000004
【図３】
2020078705.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2020078705.tif 000009
【図８】
2020078705.tif 000010
【図９】
2020078705.tif 000011
【図１０】
2020078705.tif 000012
【図１１】
2020078705.tif 000013
【図１２】
2020078705.tif 000014
【図１３Ａ】
2020078705.tif 000015
【図１３Ｂ】
2020078705.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】令和2年3月9日(2020.3.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置であって、
少なくとも１つのプロセッサと、
コンピュータプログラムコードを含む少なくとも１つの非一過性のメモリと、
を備え、前記少なくとも１つのメモリ及び前記コンピュータプログラムコードは、前記少なくとも１つのプロセッサによって前記装置に、
前記装置からの低エネルギーチェックパルスの送達を制御させ、
前記低エネルギーチェックパルスに基づく応答を検出させ、且つ
前記装置からの高エネルギーレーザパルスの送達を制御させるように構成され、
前記装置からの前記高エネルギーレーザパルスの前記送達の制御は、
前記高エネルギーレーザパルスが第１の所定の対象に当たるであろうとの判定に基づいて、前記高エネルギーレーザパルスが前記装置から送達されるのを可能にすること、及び
前記高エネルギーレーザパルスが第２の所定の対象に当たるであろうとの判定に基づいて、前記高エネルギーレーザパルスが前記装置から送達されるのを防ぐこと
のうち少なくとも１つを備える、装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つのメモリ及び前記コンピュータプログラムコードは、前記少なくとも１つのプロセッサによって前記装置に、前記装置のレーザーファイバの端部と前記第１の所定の対象との間の範囲を検出させるように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記少なくとも１つのメモリ及び前記コンピュータプログラムコードは、前記少なくとも１つのプロセッサによって前記装置に、反射率及び／又は放射率を測定させるように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記装置は、前記第１の所定の対象及び／又は前記第２の所定の対象を判定するために画像処理を使用するように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記装置は、前記第２の所定の対象の少なくとも一部を回収バスケットとして認識するように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記装置は、前記第１の所定の対象を結石として認識するように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
装置から低エネルギーチェックパルスを送達することと、
前記低エネルギーチェックパルスに基づく応答を検出することと、
前記装置からの高エネルギーレーザパルスの送達を制御することと、
を備え、
前記装置からの前記高エネルギーレーザパルスの送達を制御することは、前記高エネルギーレーザパルスが回収バスケットに当たるであろうとの判定に基づいて、前記高エネルギーレーザパルスが前記装置から送達されるのを防ぐ、方法。
【請求項８】
前記高エネルギーレーザパルスが前記回収バスケットに当たるであろうとの判定は、
前記回収バスケットの少なくとも一部分の形状、
前記回収バスケットの少なくとも一部分の色、及び
前記回収バスケットの少なくとも一部分の模様、
のうちの少なくとも１つを認識することを備える、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記装置のレーザーファイバの端部と前記低エネルギーチェックパルスが当たる位置との間の範囲を検出することをさらに備える、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記低エネルギーチェックパルスに対する応答において反射率及び／又は放射率を測定することをさらに備える、請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
前記高エネルギーレーザパルスが前記回収バスケットに当たるであろうことを判定するために画像処理を使用することをさらに備える、請求項７に記載の方法。
【請求項１２】
装置から低エネルギーチェックパルスを送達することと、
前記低エネルギーチェックパルスに基づく応答を検出することと、
検出された前記応答に少なくとも部分的に基づいて、前記装置からの高エネルギーレーザパルスの送達を制御することと、
を備え、
前記装置からの前記高エネルギーレーザパルスの送達を制御することは、回収バスケットの一部が前記高エネルギーレーザパルスの経路内に位置するかどうかを判定することを備える、方法。
【請求項１３】
前記回収バスケットの一部が前記高エネルギーレーザパルスの経路内に位置するかどうかを判定することは、
前記回収バスケットの少なくとも一部分の形状、
前記回収バスケットの少なくとも一部分の色、及び
前記回収バスケットの少なくとも一部分の模様、
のうちの少なくとも１つを認識することを備える、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記装置のレーザーファイバの端部と前記低エネルギーチェックパルスが当たる位置との間の範囲を検出することをさらに備える、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記低エネルギーチェックパルスに対する応答において反射率及び／又は放射率を測定することをさらに備える、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記高エネルギーレーザパルスが回収バスケットに当たるであろうことを判定するために画像処理を使用することをさらに備える、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
結石を断片化するために構成されたレーザー装置においてエネルギー送達を制御するための方法であって、
レーザーファイバ（４０）から低エネルギーチェックパルスを放射することと、
前記低エネルギーチェックパルスに基づく応答を検出することと、
検出された前記応答に少なくとも部分的に基づいて、
前記レーザーファイバ（４０）から高エネルギーレーザパルスを送達して結石を断片化するか、又は
前記レーザーファイバ（４０）から異なる低エネルギーチェックパルスを送達するかを判定することと、
を備える、方法。
【請求項１８】
前記レーザーファイバ（４０）の端部と前記低エネルギーチェックパルスが当たる対象との間の範囲を検出するために範囲検出システムをさらに備える、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記低エネルギーチェックパルスに基づいて反射率及び／若しくは放射率を測定するように、且つ／又は
画像処理によって前記低エネルギーチェックパルスの経路の前方の対象を識別するように構成された検出フィードバックシステムを使用することを更に備える、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
結石を断片化するために構成されたレーザー装置においてエネルギー送達を制御するための方法であって、
低エネルギーチェックパルスを送達することと、
検出システムによって、バスケットの一部が前記低エネルギーチェックパルスの経路内に存在する場合に、
前記バスケットが検出された場合に高エネルギーパルスの送達を防ぐか、又は、
前記バスケットが検出されていない場合に前記高エネルギーパルスの送達を可能にするか
を判定すること
備える、方法。
【請求項２１】
前記高エネルギーパルスが発射することを可能にするかどうかを制御するためインターロック信号の生成をさらに備える、請求項２０に記載の方法。
【外国語明細書】
2020078705000001.pdf