(57)【要約】  レーザーツール用のコンポーネントであって、コンポーネントは、内部チャネル及び孔を備えた管状本体と、孔を横切って設けられていると共に孔の周りで管状本体に結合された窓とを有し、窓は、ダイヤモンドであり、管状本体は、２０℃での線熱膨張率αが１４×１０-6Ｋ-1以下且つ２０℃での熱伝導率が６０Ｗｍ-1Ｋ-1以上の材料から成る、コンポーネント。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザーツール用のコンポーネントであって、前記コンポーネントは、
内部チャネル及び孔を備えた管状本体と、
前記孔を横切って設けられていると共に前記孔の周りで前記管状本体に結合された窓とを有し、
前記窓は、ダイヤモンドであり、
前記管状本体は、２０℃での線熱膨張率αが１４×１０-6Ｋ-1以下且つ２０℃での熱伝導率が６０Ｗｍ-1Ｋ-1以上の材料から成る、コンポーネント。
【請求項２】
αは、１２×１０-6Ｋ-1以下、１０×１０-6Ｋ-1以下、８×１０-6Ｋ-1以下、６×１０-6Ｋ-1以下及び４×１０-6Ｋ-1以下のうちの１つである、請求項１記載のコンポーネント。
【請求項３】
前記熱伝導率は、６０Ｗｍ-1Ｋ-1以上、８０Ｗｍ-1Ｋ-1以上、１００Ｗｍ-1Ｋ-1以上、１２０Ｗｍ-1Ｋ-1以上及び１４０Ｗｍ-1Ｋ-1以上のうちの１つである、請求項１又は２記載のコンポーネント。
【請求項４】
前記管状本体は、少なくとも５０％の前記材料、少なくとも７０％の前記材料、少なくとも８０％の前記材料、少なくとも９０％の前記材料又は少なくとも９５％の前記材料で作られている、請求項１〜３のうちいずれか一に記載のコンポーネント。
【請求項５】
前記材料は、金属、合金、セラミック又は複合材料である、請求項１〜４のうちいずれか一に記載のコンポーネント。
【請求項６】
前記材料は、モリブデン、クロム、タングステン、ニッケル、ロジウム、ルテニウム、ダイヤモンド、炭化珪素（ＳｉＣ）、炭化タングステン（ＷＣ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、チタン・ジルコニウム・モリブデン（ＴＺＭ）、タングステン・ニッケル・鉄（ＷＮｉＦｅ）及びタングステン・ニッケル・銅（ＷＮｉＣｕ）のうちの１つ又は２つ以上から成る、請求項１〜５のうちいずれか一に記載のコンポーネント。
【請求項７】
前記管状本体は、モリブデンで作られている、請求項１〜６のうちいずれか一に記載のコンポーネント。
【請求項８】
前記管状本体は、生体適合性材料で被覆されている、請求項１〜７のうちいずれか一に記載のコンポーネント。
【請求項９】
前記生体適合性材料は、金である、請求項８記載のコンポーネント。
【請求項１０】
前記ダイヤモンドは、多結晶ダイヤモンド材料又は単結晶ダイヤモンド材料である、請求項１〜９のうちいずれか一に記載のコンポーネント。
【請求項１１】
前記ダイヤモンドは、ＣＶＤダイヤモンド材料、ＨＰＨＴダイヤモンド材料又は天然ダイヤモンド材料である、請求項１〜１０のうちいずれか一に記載のコンポーネント。
【請求項１２】
前記ダイヤモンドは、前記レーザーツールの動作波長において吸収係数βが０．１ｃｍ-1又は０．０５ｃｍ-1以下のダイヤモンド材料である、請求項１〜１１のうちいずれか一に記載のコンポーネント。
【請求項１３】
前記ダイヤモンドは、５３２ｎｍの動作波長において吸収係数βが０．１ｃｍ-1又は０．０５ｃｍ-1以下のダイヤモンド材料である、請求項１２記載のコンポーネント。
【請求項１４】
前記ダイヤモンド窓には、前記孔を横切る領域に関して反射防止膜が設けられていない、請求項１〜１３のうちいずれか一に記載のコンポーネント。
【請求項１５】
前記ダイヤモンド窓は、前記孔の周りの領域に関して内面に被着された金属化被膜を備えている、請求項１〜１４のうちいずれか一に記載のコンポーネント。
【請求項１６】
前記金属化被膜は、前記ダイヤモンド窓に結合された炭化物形成材料の層、不活性バリヤ層及び前記管状本体にはんだ付け又はろう付けされた金属層から成る、請求項１５記載のコンポーネント。
【請求項１７】
前記炭化物形成材料は、チタンであり、前記不活性バリヤ層は、白金であり、前記金属層は、金である、請求項１６記載のコンポーネント。
【請求項１８】
前記ダイヤモンド窓を前記管状本体に結合するろう付け接合部が前記金属化被膜と前記管状本体との間に設けられている、請求項１５〜１７のうちいずれか一に記載のコンポーネント。
【請求項１９】
前記ろう付け接合部は、金又は銅及び銀から成る、請求項１８記載のコンポーネント。
【請求項２０】
前記管状本体は、円形又は長円形の断面を有する、請求項１〜１９のうちいずれか一に記載のコンポーネント。
【請求項２１】
前記管状本体の最大外径は、１０ｍｍ以下、７ｍｍ以下、５ｍｍ以下、３．５ｍｍ以下、３．０ｍｍ以下又は２．６ｍｍ以下である、請求項１〜２０のうちいずれか一に記載のコンポーネント。
【請求項２２】
前記管状本体の全厚は、０．５ｍｍ〜２．５ｍｍ、０．５ｍｍ〜２．０ｍｍ、０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ、０．７ｍｍ〜１．２ｍｍ又は０．８ｍｍ〜１．０ｍｍである、請求項１〜２１のうちいずれか一に記載のコンポーネント。
【請求項２３】
前記管状本体の内径は、０．２ｍｍ〜８ｍｍ、０．３ｍｍ〜６ｍｍ、０．３５ｍｍ〜４ｍｍ、０．４ｍｍ〜２．０ｍｍ、０．４ｍｍ〜１．０ｍｍ又は０．５ｍｍ〜０．８ｍｍである、請求項１〜２２のうちいずれか一に記載のコンポーネント。
【請求項２４】
前記ダイヤモンド窓の厚さは、０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ、０．１ｍｍ〜０．３ｍｍ、０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ又は０．１ｍｍ〜０．２ｍｍである、請求項１〜２３のうちいずれか一に記載のコンポーネント。
【請求項２５】
前記孔は、前記管状本体の側壁に設けられている、請求項１〜２４のうちいずれか一に記載のコンポーネント。
【請求項２６】
前記管状本体は、閉鎖端部を有する、請求項２５記載のコンポーネント。
【請求項２７】
前記孔は、細長く、前記管状本体の長さに沿って延びる最大寸法を有する、請求項２５又は２６記載のコンポーネント。
【請求項２８】
前記孔は、１ｍｍ〜３ｍｍの長さ及び０．５ｍｍ〜２ｍｍの幅を有する、請求項２５〜２７のうちいずれか一に記載のコンポーネント。
【請求項２９】
前記ダイヤモンド窓は、２．５ｍｍ〜３．５ｍｍの長さ及び１．５ｍｍ〜２．５ｍｍの幅を有する、請求項２５〜２８のうちいずれか一に記載のコンポーネント。
【請求項３０】
前記孔は、前記側壁の凹部に設けられ、前記ダイヤモンド窓は、前記孔を横切って前記凹部に設けられ、前記ダイヤモンド窓は、前記凹部の幅よりも小さく且つ前記孔の幅よりも大きい幅を有する、請求項２５〜２９のうちいずれか一に記載のコンポーネント。
【請求項３１】
前記ダイヤモンド窓の１つ又は２つ以上の縁部は、該縁部が前記管状本体の壁と面一をなすよう面取りされている、請求項１〜３０のうちいずれか一に記載のコンポーネント。
【請求項３２】
前記ダイヤモンド窓は、前記孔の周り全体にシールを形成するよう前記孔の周りで前記管状本体に結合されている、請求項１〜３１のうちいずれか一に記載のコンポーネント。
【請求項３３】
前記管状本体の一端部は、レーザービームを伝送する光ファイバに結合されるよう構成されている、請求項１〜３２のうちいずれか一に記載のコンポーネント。
【請求項３４】
レーザーツールであって、
レーザービームを伝送する光ファイバと、
前記光ファイバの端部に取り付けられた請求項１〜３３のうちいずれか一に記載のコンポーネントとを有する、レーザーツール。
【請求項３５】
請求項３４記載のレーザーツールを有するカテーテル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザーツール用のダイヤモンド窓コンポーネントに関する。或る特定の実施形態は、レーザー医用プローブに関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザーツールにおいて窓材料としてのダイヤモンドを用いることが知られている。ダイヤモンドは、これが高出力レーザービームを伝送するために赤外線波長に関して低い吸収率を有するので窓材料として有用である。
【０００３】
かかる一使用は、レーザービームを外科手技が行われる体内の箇所まで伝送する光ファイバを備えた医用レーザープローブにおいてである。例えば、日本国特開平０９‐０２８７１５号公報、同０５‐０９５９６２号公報、米国特許第４，１７０，９９７号明細書及び同第６，１０４，８５３号明細書は、医用レーザービームの端部に設けられる窓材料としてダイヤモンドの使用を開示している。医用レーザープローブは、例えば組織の切断及び／又は剥離を含む外科手技を実施するために使用される場合がある。標準型切断ツールではなくレーザーを用いることが有利であると言え、その理由は、組織を焼灼して血液の損失が減少すると共に治癒速度が増大するからである。かかる使用に関し、ダイヤモンドは、他の考えられる窓材料と比較して、ダイヤモンドが機械的に強固であり、不活性であり且つ生体適合性であるという追加の利点を有している。
【０００４】
多くのレーザーツールは、これらの意図した用途のためにはサイズが比較的小さくなければならない。例えば、医用装置の術野では、レーザーツールの一使用は、前立腺の治療、特に良性前立腺肥大症（ＢＰＨ）の治療のための使用である。ＢＰＨは、前立腺が加齢により肥大状態になり、それにより前立腺尿道が閉じるようになる状態を含む良く見受けられる病態である。この病態を治療するため、側方発射式レーザーツールを前立腺尿道内に配置してレーザービームを前立腺の壁に当てて妨げとなっている前立腺組織を除去する場合がある。かかるツールの例が米国特許第５，３２２，５０７号明細書、米国特許出願公開第２００９／０２８７１９７号明細書及び同第２００９／０２８７１９９号明細書に記載されている。これら特許文献の各々は、レーザービームを伝送する光ファイバと管状本体の形態をした端部コンポーネントとを有するレーザービームを開示しており、この管状本体は、内部チャネル及びレーザービームが管状本体から出て治療と必要とする部位に至ることができるようにする孔を備えている。これら特許文献のうちでダイヤモンド窓を開示しているものは存在しない。
【０００５】
本発明者は、米国特許第５，３２２，５０７号明細書、米国特許出願公開第２００９／０２８７１９７号明細書及び同第２００９／０２８７１９９号明細書に記載された装置と構造が類似した装置にダイヤモンド窓を用いることを計画した。しかしながら、ダイヤモンド窓は、装置から剥離又は離脱する傾向を有することが判明した。同様な問題は、ダイヤモンド窓が管状本体の側部ではなく管状本体の端部に配置されている日本国特開平０９‐０２８７１５号公報、同０５‐０９５９６２号公報、米国特許第４，１７０，９９７号明細書及び同第６，０１４、８５３号明細書に記載されている形式の装置にも生じる場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】日本国特開平０９‐０２８７１５号公報
【特許文献２】日本国特開平０５‐０９５９６２号公報
【特許文献３】米国特許第４，１７０，９９７号明細書
【特許文献４】米国特許第６，１０４，８５３号明細書
【特許文献５】米国特許第５，３２２，５０７号明細書
【特許文献６】米国特許出願公開第２００９／０２８７１９７号明細書
【特許文献７】米国特許出願公開第２００９／０２８７１９９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
これは、医用装置が用いられているときに剥離／離層が生じた場合、特に危険であると言える。というのは、ダイヤモンド窓は、本来的に極めて硬質であり、周りの組織を裂傷させ又は切り裂く場合があるからである。この場合、ダイヤモンド窓を除去してダイヤモンド窓により生じた損傷を修復するためにはより侵襲的な手術が必要になる場合がある。
【０００８】
本発明の或る特定の実施形態の目的は、上述の問題を解決することにある。具体的に言えば、本発明の或る特定の実施形態は、安定性があって信頼性があり、長い寿命を有し、しかもサイズを小型に作ることができるレーザーツールを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、ダイヤモンド窓の剥離の問題の原因がダイヤモンド窓とこれが結合されている管状本体との間の熱的不整合にあることを突き止めた。レーザーツールの小さな端先端部が手術中、極めて高温になることが判明した。約２００℃の温度が観察された。この加熱効果は、端先端部のサイズが小さいので温度を急上昇させるのに比較的僅かなエネルギーしか必要としないということによって悪化する。温度の上昇により、ダイヤモンド窓及び管状本体は、互いに異なる速度で膨張し、それによりダイヤモンド窓と管状本体との間の接合部のところに応力が生じる。これは、ダイヤモンドが管状本体を形成するために用いられる標準材料、例えばステンレス鋼と比較して熱膨張率が極めて小さいからである。応力が大きすぎるようになった場合、接合部が破損し、窓が管状本体から剥離する。使用の際の加熱と冷却の繰り返しにより、この問題が悪化する場合がある。さらに、使用相互間で装置を滅菌する場合に装置をオートクレーブ処理することによっても、この問題が悪化する場合がある。
【００１０】
同様な問題は、熱処理ステップを利用する場合、コンポーネントの製造中にも生じる場合がある。例えば、ダイヤモンド窓が管状本体に溶接され又はろう付けされる場合、熱膨張率の不整合に起因してコンポーネントの冷却中に生じる歪によりダイヤモンド窓が剥離する場合がある。
【００１１】
上述の問題のうちの幾つかを軽減する一方法は、端先端部があまりに迅速に加熱し又はあまりに高温状態になるのを阻止するための効率的な冷却システムを提供することである。しかしながら、効率的な冷却システムを組み込むと、サイズが大きくなると共に装置が複雑になる場合があり、これは、望ましくない。
【００１２】
別の手段は、ダイヤモンド窓と管状本体との間に可撓性接合部を設けることである。しかしながら、可撓性接合部、例えばポリマー接着剤は、使用中に溶融及び焼けを生じやすく且つ／或いはオートクレーブ処理には適していない。
【００１３】
上述の問題を解決する別の手段は、熱膨張率が標準医用ステンレス鋼よりもダイヤモンドの熱膨張率に近い材料で管状本体を作ることである。この点に関し、２０℃におけるステンレス鋼の線熱膨張率αは、約１７×１０-6Ｋ-1である（この値は、ステンレス鋼の特定の配合に応じて様々である）。２０℃におけるダイヤモンドの線熱膨張率αは、１．１×１０-6Ｋ-1である。したがって、管状本体を例えばチタン（２０℃におけるチタンの線熱膨張率αは、８．６×１０-6Ｋ-1である）のような材料で作ることは、ダイヤモンド窓の離層の問題を軽減することが見込まれる。しかしながら、実際には、これが問題を解決していないことが判明した。
【００１４】
本発明者は、チタンによる管状本体の構成に関する問題の原因がチタンの比較的低い熱伝導率にあることを突き止めた。２０℃におけるチタンの熱膨張率は、約２１Ｗｍ-1Ｋ-1である。ダイヤモンド窓の周りのレーザーツールの先端部のところの熱の蓄積は、熱をダイヤモンド窓から運び去ることができない場合には悪化する。したがって、チタンの熱膨張率とダイヤモンドの熱膨張率が良好に整合している場合であっても、チタンの低い熱伝導率に起因して使用中に温度が大幅に且つ迅速に上昇することによりこの利点が相殺される。
【００１５】
上述の問題を解決する考えられる一方法は、熱伝導率が極めて高い材料、例えば銀（１０℃における銀の膨張率は、４２９Ｗｍ-1Ｋ-1である）又は銅（２０℃における銅の熱伝導率は、３９３Ｗｍ-1Ｋ-1である）を管状本体に用いることである。しかしながら、ダイヤモンド窓の周りにおける局所的な熱の蓄積をかかる材料の使用により減少させることができる場合であっても、これら材料の熱膨張率が高すぎる（銀については２０℃において１９．５×１０-6Ｋ-1、銅については２０℃について１６．６×１０-6Ｋ-1）ことが判明した。したがって、温度の僅かで且つゆっくりとした上昇は、ダイヤモンド窓が管状本体から離層するのに足るほどの応力を生じさせるのに依然として十分である。
【００１６】
上述のことに照らして、本発明者は、ダイヤモンド窓の離層の問題を解決するため、ダイヤモンド窓が結合されている管状本体を熱膨張率が比較的小さく且つ熱伝導率が比較的高い材料で作らなければならないということを発見した。
【００１７】
したがって、本発明は、第１の観点によれば、レーザーツール用のコンポーネントであって、コンポーネントは、
内部チャネル及び孔を備えた管状本体と、
孔を横切って設けられていると共に孔の周りで管状本体に結合された窓とを有し、
窓は、ダイヤモンドであり、
管状本体は、２０℃での線熱膨張率αが１４×１０-6Ｋ-1以下且つ２０℃での熱伝導率が６０Ｗｍ-1Ｋ-1以上の材料から成ることを特徴とするコンポーネントを提供する。
【００１８】
本発明の第２の観点によれば、コンポーネントは、レーザービームを伝送する光ファイバの端部に取り付けられる。かかるツールを医療用途、例えば前立腺のレーザー治療のためにカテーテル中に組み込むのが良い。
【００１９】
線熱膨張率αは、有利には、１２×１０-6Ｋ-1以下、１０×１０-6Ｋ-1以下、８×１０-6Ｋ-1以下、６×１０-6Ｋ-1以下及び４×１０-6Ｋ-1以下のうちの１つである。
【００２０】
熱伝導率は、有利には、６０Ｗｍ-1Ｋ-1以上、８０Ｗｍ-1Ｋ-1以上、１００Ｗｍ-1Ｋ-1以上、１２０Ｗｍ-1Ｋ-1以上及び１４０Ｗｍ-1Ｋ-1以上のうちの１つである。
【００２１】
管状本体は、少なくとも５０％の材料で作られるのが良い。より好ましくは、管状本体は、少なくとも７０％の材料、少なくとも８０％の材料、少なくとも９０％の材料又は少なくとも９５％の材料で作られる。材料は、金属、合金、セラミック又は複合材料であるのが良い。かかる材料の例としては、モリブデン、クロム、タングステン、ニッケル、ロジウム、ルテニウム、ダイヤモンド、炭化珪素（ＳｉＣ）、炭化タングステン（ＷＣ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、チタン・ジルコニウム・モリブデン（ＴＺＭ）、タングステン・ニッケル・鉄（ＷＮｉＦｅ）及びタングステン・ニッケル・銅（ＷＮｉＣｕ）のうちの１つ又は２つ以上が挙げられる。別の手段は、管状本体をダイヤモンド材料、例えば多結晶ＣＶＤダイヤモンドで作ることである。
【００２２】
モリブデンは、これを管状本体の状態に容易に作ることができ、モリブデンの５×１０-6Ｋ-1の低い熱膨張率を有すると共に１４４Ｗｍ-1Ｋ-1の比較的高い熱伝導率を有するので、特に有用であることが判明した。医療用途に関し、管状本体を生体適合性材料で被覆するのが良い。適当な生体適合性材料は、金である。
【００２３】
ダイヤモンドは、多結晶ダイヤモンド材料又は単結晶ダイヤモンド材料であるのが良い。さらに、ダイヤモンドは、ＣＶＤダイヤモンド材料、ＨＰＨＴダイヤモンド材料又は天然ダイヤモンド材料であるのが良い。ダイヤモンドは、光学等級のものであるのが良く、ダイヤモンドは、レーザーツールの動作波長において吸収係数βが０．１ｃｍ-1又は０．０５ｃｍ-1以下のダイヤモンド材料であるのが良い。例示の動作波長は、５３２ｎｍである。しかしながら、スペクトルの赤外線及び可視領域全体にわたってダイヤモンドの吸収率が低いので、他の動作波長を利用することができる。例えば、ＣＯ2レーザーを１０．６μｍで利用することができる。
【００２４】
ダイヤモンド窓が管状本体から剥離するという問題に加えて、本発明者は、レーザーツールにおいてダイヤモンド窓の過度の加熱と関連した別の問題を確認した。米国特許第４，１７０，９９７号明細書に記載されているように、ダイヤモンドは、高い屈折率を有する。したがって、米国特許第４，１７０，９９７号明細書の教示によれば、反射防止膜をダイヤモンド窓に被着させて光透過率を最大にすることが有利である。これは、ダイヤモンド窓の片面又は両面に被着されるのが良い。確かに、他の光学用途においてダイヤモンドを窓材料として用いる場合、かかる反射防止膜を使用することが周知である。しかしながら、例えば医用プローブのような小型装置に用いる場合、本発明者は、動作中の加熱により反射防止膜の離層が生じることを発見した。反射防止膜の離層により、窓材料にホットスポットが生じる場合があり、場合によっては窓が破損することがある。したがって、小型装置の場合、反射防止膜なしでダイヤモンド窓を用いることが有利である。
【００２５】
ダイヤモンド窓は、有利には、孔の周りの領域に関して内面に被着された金属化被膜を備える。かかる被膜は、ダイヤモンド窓と管状本体との結合を助ける。好ましい金属化被膜は、ダイヤモンド窓に結合された炭化物形成材料、例えばチタンの層、不活性バリヤ層、例えば白金及び管状本体にはんだ付け又はろう付けされた金属層、例えば金から成る。チタンは、ダイヤモンドと良好な結合を行い、それによりダイヤモンドとのインターフェースのところに炭化チタンが生じる。金は、管状本体に対して良好な結合部となる。白金は、金とチタンとの間の不活性遮蔽体として機能する。
【００２６】
ダイヤモンド窓を管状本体に結合するろう付け接合部が金属化被膜と管状本体との間に設けられるのが良い。ろう付け接合部は、金又は銅及び銀から成るのが良い。銅と銀のろうは、これがダイヤモンド窓と管状本体との間の極めて良好な熱的接触関係を提供するので特に有利であることが判明した。
【００２７】
管状本体は、その意図した使用に従って種々の考えられる形状を有するよう選択可能である。多くの用途に関し、円形又は長円形の断面形状が適しているであろう。上述したように、本発明は、小型コンポーネントに特に有用である。したがって、管状本体の最大外径は、１０ｍｍ以下、７ｍｍ以下、５ｍｍ以下、３．５ｍｍ以下、３．０ｍｍ以下又は２．６ｍｍ以下であるのが良い。「最大外径」という用語は、単に、管状本体が円形断面を有する場合の直径である。管状本体が非円形断面、例えば長円形断面を有する場合、最大外径は、管状本体の長手方向軸線に垂直な方向における断面さしわたしの又はこれを横切る最大距離を意味している。また、注目できるように、本発明との関連において、管状本体は、管状本体に関して従来通りであるようにその外径よりも大きな長さを有する。
【００２８】
管状本体の全厚は、０．５ｍｍ〜２．５ｍｍ、０．５ｍｍ〜２．０ｍｍ、０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ、０．７ｍｍ〜１．２ｍｍ又は０．８ｍｍ〜１．０ｍｍであるのが良い。さらに、管状本体の内径は、０．２ｍｍ〜８ｍｍ、０．３ｍｍ〜６ｍｍ、０．３５ｍｍ〜４ｍｍ、０．４ｍｍ〜２．０ｍｍ、０．４ｍｍ〜１．０ｍｍ又は０．５ｍｍ〜０．８ｍｍであるのが良い。ダイヤモンド窓の剥離は、本発明の材料で構成されなければ、かかる小さな管状本体にとって問題であることが判明した。
【００２９】
同じことは、ダイヤモンド窓に関しても言える。即ち、本発明は、加熱の影響を受けやすい小さなダイヤモンド窓に利用される場合に特に有用である。したがって、ダイヤモンド窓の厚さは、０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ、０．１ｍｍ〜０．３ｍｍ、０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ又は０．１ｍｍ〜０．２ｍｍであるのが良い。さらに、ダイヤモンド窓は、１．０ｍｍ〜１０．０ｍｍ、１．０ｍｍ〜８．０ｍｍ、１．５ｍｍ〜５．０ｍｍ又は２．５ｍｍ〜３．５ｍｍの最大寸法を有するのが良い。さらに又、ダイヤモンド窓は、１．０ｍｍ〜５．０ｍｍ、１．０ｍｍ〜３ｍｍ又は１．５ｍｍ〜２．５ｍｍの幅を有するのが良い。
【００３０】
管状本体の孔は、管状本体の端部又は側壁に設けられるのが良い。側壁の孔は、前立腺肥大症を治療するために用いられる側方発射式レーザー装置を必要とする用途にとって有用である。かかる側方発射式装置では、管状本体は、閉鎖端部を有するのが良い。本体内へのこの装置の挿入を助けるために医療用途の場合、滑らかな端キャップを設けるのが良い。側方発射式装置は、レーザー光を側方にそらす内部反射器を有するのが良い。変形例として、側方発射式光ファイバを用いても良い。
【００３１】
孔は、有利には、細長く、管状本体の長さに沿って延びる最大寸法を有する。これにより、管状本体内に納められる光ファイバの長手方向位置の僅かなばらつきが許容できる。細長いダイヤモンド窓がかかる細長い孔を覆うために設けられるのが良い。したがって、光ファイバへのコンポーネントの取り付けの僅かなばらつきが許容される。例えば、孔は、１．０ｍｍ〜８．０ｍｍ、１．０ｍｍ〜５．０ｍｍ又は１．０ｍｍ〜３ｍｍの長さを有するのが良い。さらに、孔は、０．５ｍｍ〜５．０ｍｍ、０．５ｍｍ〜３．０ｍｍ又は０．５ｍｍ〜２．０ｍｍの幅を有するのが良い。
【００３２】
孔の周りにおけるダイヤモンド窓と管状本体の側壁とのオーバーラップは、０．２ｍｍ〜１．０ｍｍ、０．３ｍｍ〜０．８ｍｍ、０．３５ｍｍ〜０．６ｍｍ又はより好ましくは０．４ｍｍ〜０．５ｍｍであるのが良い。ダイヤモンド窓及び孔の相対サイズは、孔の周りにおけるダイヤモンド窓と管状本体の信頼性のある結合を達成すると共にダイヤモンド窓と管状本体との最適な熱的接触を可能にするよう選択される。
【００３３】
本発明者が確認した更に別の１つの問題は、ダイヤモンド窓が極めて鋭利なエッジを有する場合があり、それにより医療的利用中に裂傷が生じることである。したがって、孔を管状本体の側壁に設けた凹部内に位置決めすると共にダイヤモンド窓を孔を横切って凹部内に配置することが有利であることが判明しており、ダイヤモンド窓は、凹部の面積よりも小さく且つ孔の面積よりも大きな面積を有する。この構成により、ダイヤモンド窓は、凹部内に全体として収納された状態で孔全体を横切って延び、その結果、管状本体から突き出る鋭利なエッジが存在しないようになる。ダイヤモンドエッジが患者の体内中に切り込む恐れを一段となくすため、ダイヤモンド窓の１つ又は２つ以上の縁部は、かかる縁部が管状本体の壁と面一をなすよう面取りされるのが良い。
【００３４】
ダイヤモンド窓は、好ましくは、孔の周り全体にシールを形成するよう孔の周りで管状本体に結合される。これにより、流体又は他のデブリが管状部材に入って光ファイバを汚すのが阻止される。
【００３５】
本発明の良好な理解を得ると共に本発明をどのように実施すれば良いかを示すために、以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態について説明するが、これは例示に過ぎない。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施形態としてのレーザーツール用のダイヤモンド窓コンポーネントの斜視図である。
【図２】本発明の実施形態としてのレーザーツール用のダイヤモンド窓コンポーネントの正面図である。
【図３】本発明の実施形態としてのレーザーツール用のダイヤモンド窓コンポーネントの側面図である。
【図４】本発明の実施形態としてのレーザーツール用のダイヤモンド窓コンポーネントの側面断面図である。
【図５】本発明の実施形態としてのレーザーツール用のダイヤモンド窓コンポーネントの端面断面図である。
【図６】ダイヤモンド窓と管状本体との間の結合構造を示すレーザーツール用のダイヤモンド窓コンポーネントの一部分を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
図１〜図６は、レーザーツール、例えば前立腺肥大症の治療のための医療プローブ用のダイヤモンド窓のコンポーネントの種々の図である。コンポーネントは、管状本体２及びダイヤモンド窓４を有する。管状本体４は、細長い中空管６及び端キャップ８を有する。ダイヤモンド窓４は、細長い中空管６の側壁に設けられた凹部１０内に配置されている。孔１２がダイヤモンド窓４の下で細長い中空管６の側壁に設けられており、この孔は、レーザー光を細長い中空管６内の内部チャネル１４からダイヤモンド窓４を通って外に放出することができる。
【００３８】
端キャップ８と反対側の管状本体２の端部は、レーザー光を内部チャネル１４に沿ってこれを下って伝送する光ファイバの端部に取り付け可能に構成されている。図示の実施形態では、光ファイバを内部チャネル１４中に挿入して図３及び図４に示されているようにねじ１６で固定することができる。光ファイバは、側部発射式のものであるのが良い。変形例として、端部発射式光ファイバを利用する場合、レーザー光をダイヤモンド窓４を通って光ファイバの端部からさしむけるよう孔１２と反対側で内部チャネル１４内に斜めの反射器（図示せず）を設けても良い。
【００３９】
管状窓４は、凹部１０内で管状本体２に結合され、その結果、ダイヤモンド窓４は、孔１２の周りにシールを形成するようになっている。結合を助けるために金属化被膜１８がダイヤモンド窓の内面に被着されている。金属化被膜は、チタン、白金及び金から成り、この金属化被膜は、孔１２の周りに額縁構造を形成する。金属化被膜１８は、例えば銅及び銀の銅又ははんだ２０を介して凹部１０内で管状本体２に結合されている。
【００４０】
管状本体２は、１５ｍｍの長さ、２．５ｍｍの直径及び０．９ｍｍの全厚を有する。ダイヤモンド窓４は、３ｍｍの長さ、１．８ｍｍの窓及び０．１５ｍｍの厚さを有する。凹部１２は、３．２ｍｍの長さ、２．０ｍｍの幅及び０．５５ｍｍの深さを有する。孔１２は、２．０ｍｍの長さ、１．０ｍｍの幅及び０．４ｍｍの深さを有する。内部チャネル１４は、０．６ｍｍの直径を有する。
【００４１】
使用にあたり、コンポーネントを光ファイバの端部に取り付けて医用レーザープローブを形成する。プローブのサイズが小さいので、細い通路、例えば前立腺尿道中へのその挿入が可能である。ダイヤモンド及びモリブデンの高い熱伝導率により、熱をダイヤモンド窓から運び去ることができる。銅と銀のろうの高い熱伝導率は又、使用の際に熱をダイヤモンド窓から運び去るためにダイヤモンド窓と管状本体の良好な熱的接触をもたらすのを助ける。
【００４２】
ダイヤモンド窓とモリブデンの管状本体との間の熱膨張率の比較的僅かな差は、使用の際の熱膨張の差を減少させるのに役立つ。管状本体とダイヤモンド窓との接合部のところの応力は、先行技術の構成と比較した場合に減少し、ダイヤモンド窓と管状本体との間の接合部の破損が阻止される。チタン、白金及び金の金属化被膜を設けることも又、使用の際の管状本体からのダイヤモンド窓の離層を阻止するのを助ける。
【００４３】
ダイヤモンド窓を管状本体の側壁の凹部内に収納することにより、ダイヤモンド窓のエッジが使用の際に組織を損傷するのが阻止される。さらに、ダイヤモンド窓及び孔の相対サイズは、孔の周りにおけるダイヤモンド窓と管状本体との信頼性のある結合を達成すると共にダイヤモンド窓と管状本体との最適熱接触を提供するよう選択される。
【００４４】
本発明を医用プローブとして開発したが、本発明は、他の技術分野におけるレーザープローブに利用できることが想定される。例えば、本明細書において説明したレーザー光ファイバ及び端部コンポーネントを用いたプローブは、金属管をその内側で切断し又は溶接するために使用できる。したがって、本発明を好ましい実施形態に関して具体的に図示すると共に説明したが、当業者には理解されるように、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲から逸脱せずに形態及び細部の種々の変更が行うことができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年3月25日(2013.3.25)
【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】
レーザーツール用のコンポーネントであって、前記コンポーネントは、
内部チャネル及び孔を備えた管状本体と、
前記孔を横切って設けられていると共に前記孔の周りで前記管状本体に結合された窓とを有し、
前記窓は、ダイヤモンドであり、
前記管状本体は、２０℃での線熱膨張率αが１２×１０-6Ｋ-1以下且つ２０℃での熱伝導率が８０Ｗｍ-1Ｋ-1以上の材料から成る、コンポーネント。
【請求項２】
αは、１０×１０-6Ｋ-1以下、８×１０-6Ｋ-1以下、６×１０-6Ｋ-1以下及び４×１０-6Ｋ-1以下のうちの１つである、請求項１記載のコンポーネント。
【請求項３】
前記熱伝導率は、１００Ｗｍ-1Ｋ-1以上、１２０Ｗｍ-1Ｋ-1以上及び１４０Ｗｍ-1Ｋ-1以上のうちの１つである、請求項１又は２記載のコンポーネント。
【請求項４】
前記管状本体は、少なくとも５０％の前記材料、少なくとも７０％の前記材料、少なくとも８０％の前記材料、少なくとも９０％の前記材料又は少なくとも９５％の前記材料で作られている、請求項１〜３のうちいずれか一に記載のコンポーネント。
【請求項５】
前記材料は、金属、合金、セラミック又は複合材料である、請求項１〜４のうちいずれか一に記載のコンポーネント。
【請求項６】
前記材料は、モリブデン、クロム、タングステン、ロジウム、ルテニウム、ダイヤモンド、炭化珪素（ＳｉＣ）、炭化タングステン（ＷＣ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、チタン・ジルコニウム・モリブデン（ＴＺＭ）、タングステン・ニッケル・鉄（ＷＮｉＦｅ）及びタングステン・ニッケル・銅（ＷＮｉＣｕ）のうちの１つ又は２つ以上から成る、請求項１〜５のうちいずれか一に記載のコンポーネント。
【請求項７】
前記管状本体は、モリブデンで作られている、請求項１〜６のうちいずれか一に記載のコンポーネント。
【請求項８】
前記管状本体は、生体適合性材料で被覆されている、請求項１〜７のうちいずれか一に記載のコンポーネント。
【請求項９】
前記ダイヤモンド窓には、前記孔を横切る領域に関して反射防止膜が設けられていない、請求項１〜８のうちいずれか一に記載のコンポーネント。
【請求項１０】
前記ダイヤモンド窓は、前記孔の周りの領域に関して内面に被着された金属化被膜を備えている、請求項１〜９のうちいずれか一に記載のコンポーネント。
【請求項１１】
前記金属化被膜は、前記ダイヤモンド窓に結合された炭化物形成材料の層、不活性バリヤ層及び前記管状本体にはんだ付け又はろう付けされた金属層から成る、請求項１０記載のコンポーネント。
【請求項１２】
前記炭化物形成材料は、チタンであり、前記不活性バリヤ層は、白金であり、前記金属層は、金である、請求項１１記載のコンポーネント。
【請求項１３】
前記ダイヤモンド窓を前記管状本体に結合するろう付け接合部が前記金属化被膜と前記管状本体との間に設けられている、請求項１０〜１２のうちいずれか一に記載のコンポーネント。
【請求項１４】
前記ろう付け接合部は、金又は銅及び銀から成る、請求項１３記載のコンポーネント。
【請求項１５】
前記孔は、前記管状本体の側壁に設けられている、請求項１〜１４のうちいずれか一に記載のコンポーネント。
【国際調査報告】
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2013533049.tif 000010