(57)【要約】  レーザ・ベース・ユニットに接続するレーザ・ハンドピースが説明される。レーザ・ハンドピースは、レーザ・ベース・ユニットに接続するコネクタから、レーザ・エネルギー、及び、補助入力を受け取る。レーザ・ハンドピース上のハンドピース先端部は、レーザ・エネルギーを標的表面に向ける。
2008509756.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁エネルギー・ベース・ユニットに接続する電磁エネルギー・ハンドピースであって、
前記電磁エネルギー・ベース・ユニットに接続可能なコネクタから、集中電磁エネルギー及び付加的な電磁エネルギーを受け取るように結合された細長い部分と、
前記細長い部分の延長部として形成され、電磁エネルギーを標的表面に向けることができる先端部と、
前記ハンドピースと前記細長い部分との間の両側の端部のほぼ近傍に配置され、前記付加的な電磁エネルギーを前記ハンドピース先端部の少なくとも一部により前記標的表面に向けることができる第１のミラーと、
前記第１のミラーに対する付加的な電磁エネルギの伝播方向に関して、前記第１のミラーの少なくとも一部を覆い隠し、前記集中電磁エネルギーを前記ハンドピース先端部の少なくとも一部により前記標的表面に向けることができる第２のミラーと、
を含むことを特徴とする電磁エネルギー・ハンドピース。
【請求項２】
前記第１のミラーが、付加的な電磁エネルギーを１つ又はそれ以上の導管から受け取って、前記付加的な電磁エネルギーを前記標的表面の方に向ける前記ハンドピース先端部の１つ又はそれ以上の先端部導波管に前記付加的な電磁エネルギーを向けることができ、
前記第２のミラーが、集中電磁エネルギーを電磁エネルギー導管から受け取って、前記集中電磁エネルギーを前記標的表面の方に向ける前記ハンドピース先端部のファイバー先端部に前記集中電磁エネルギーを向けることができる、
ことを特徴とする請求項１に記載の電磁エネルギー・ハンドピース。
【請求項３】
前記細長い部分が、前記コネクタからスプレー水を受け取るように結合されており、
前記細長い部分が、前記スプレー水を受け取って、前記スプレー水を、前記細長い部分の少なくとも一部により前記ハンドピース先端部に送るように結合されたスプレー水ラインを含むことを特徴とする請求項１に記載の電磁エネルギー・ハンドピース。
【請求項４】
前記付加的な電磁エネルギーが、共に前記細長い部分の少なくとも一部により前記ハンドピース先端部に送られる照明光及び励起光を含むことを特徴とする請求項１に記載の電磁エネルギー・ハンドピース。
【請求項５】
前記照明光及び前記励起光が、照明ファイバー及び励起ファイバーを経由して、前記細長い部分の少なくとも一部により送られることを特徴とする請求項４に記載の電磁エネルギー・ハンドピース。
【請求項６】
前記細長いハンドピースが、さらに、前記コネクタからスプレー水を受け取ることを特徴とする請求項４に記載の電磁エネルギー・ハンドピース。
【請求項７】
前記細長いハンドピースが、さらに、前記コネクタから空気を受け取ることを特徴とする請求項６に記載の電磁エネルギー・ハンドピース。
【請求項８】
前記空気が、スプレー空気ライン及び冷却空気ラインを経由して前記細長いハンドピースに供給されることを特徴とする請求項７に記載の電磁エネルギー・ハンドピース。
【請求項９】
前記細長い部分が、
前記コネクタから集中電磁エネルギーを受け取ることができる電磁エネルギー・ファイバーと、
前記付加的な電磁エネルギーの一部を照明光として受け取ることができる照明ファイバーと、
前記付加的な電磁エネルギーの別の一部を励起光として受け取ることができる励起ファイバーと、
前記ハンドピース先端部からフィードバック光を受け取ることができるフィードバック・ファイバーと、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の電磁エネルギー・ハンドピース。
【請求項１０】
前記第１のミラーが、前記ハンドピース先端部内に配置されて、前記付加的な光を照明光として複数の先端部導波管に向けることができ、前記第２のミラーが、前記ハンドピース先端部内に配置されて、前記集中電磁エネルギーをファイバー先端部に向けることができ、前記先端部導波管が、前記第１のミラーから照明光及び励起光を受け取って、前記照明光を標的表面に向け、前記標的表面からの反射光を受け取って、前記反射光を前記第１のミラーに向けることができることを特徴とする請求項９に記載の電磁エネルギー・ハンドピース。
【請求項１１】
前記ハンドピース先端部内及び前記細長い部分内に配置された少なくとも１つのフィードバック・ファイバーをさらに含み、前記フィードバック・ファイバーが、前記第１のミラーからの反射光を受け取って、前記フィードバック光を前記コネクタに向けることができることを特徴とする請求項１０に記載の電磁エネルギー・ハンドピース。
【請求項１２】
前記電磁エネルギー・ベース・ユニットが、前記コネクタからの前記フィードバック光を受け取って、前記エネルギー・ハンドピースの光学部品におけるエラー条件及び可能性のあるエラー条件のうちの１つにより、フィードバック表示を提供することができる光検出器を含むことを特徴とする請求項１１に記載の電磁エネルギー・ハンドピース。
【請求項１３】
前記細長い部分内及び前記ハンドピース先端部内に配置された、前記コネクタから空気を受け取ることができる第１のチューブと、
前記細長い部分内及び前記ハンドピース先端部内に配置された、前記コネクタから水を受け取ることができる第２のチューブと、
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の電磁エネルギー・ハンドピース。
【請求項１４】
各々が２つの入力及び１つの流体出力を有する１つ又はそれ以上の混合チャンバであって、前記２つの入力が、
前記第１のチューブから空気を受け取ることができる第１の入力と、
前記第２のチューブから水を受け取ることができる第２の入力と、
を含み、前記空気及び前記水が前記混合チャンバ内で混合され、空気及び水の混合物が前記流体出力から排出されることを特徴とする請求項１３に記載の電磁エネルギー・ハンドピース。
【請求項１５】
前記１つ又はそれ以上の混合チャンバが３つの混合チャンバを含むことを特徴とする請求項１３に記載の電磁エネルギー・ハンドピース。
【請求項１６】
電磁エネルギー装置であって、
電磁エネルギー・ベース・ユニットと、
前記電磁エネルギー・ベース・ユニットに接続するコネクタと、
前記コネクタに接続する導管と、
前記導管に接続する電磁エネルギー・ハンドピースと、
を含み、前記電磁エネルギー・ハンドピースが、電磁エネルギーと、前記電磁エネルギー・ハンドピース内の前記電磁エネルギーの伝搬経路の少なくとも一部を囲む伝搬経路を有する照明光及び励起光の１つ又はそれ以上と、前記電磁エネルギー・ベース・ユニットからの流体と、を受け取ることができることを特徴とする電磁エネルギー装置。
【請求項１７】
前記流体が、スプレー水、スプレー空気、及び冷却空気を含むことを特徴とする請求項１６に記載の電磁エネルギー装置。
【請求項１８】
前記電磁エネルギー・ハンドピースがハンドピース先端部を含み、前記ハンドピース先端部が、
複数のミラーと、
ファイバー先端部と、
電磁エネルギー、照明光、及び励起光の１つ又はそれ以上を受け取って、前記電磁エネルギー、前記照明光、及び前記励起光の１つ又はそれ以上を標的表面に向けることができる複数の先端部導波管と、
を含むことを特徴とする請求項１６に記載の電磁エネルギー装置。
【請求項１９】
前記ハンドピース先端部が、複数の先端部導波管と、ファイバー先端部と、複数の流体出力が配置されたハウジングを含むことを特徴とする請求項１８に記載の電磁エネルギー装置。
【請求項２０】
前記複数の先端部導波管及び前記複数の流体出力が、前記ファイバー先端部の周りに円状に配置されることを特徴とする請求項１９に記載の電磁エネルギー装置。
【請求項２１】
前記複数の先端部導波管が、約４０度だけ離間された９つの先端部導波管を含み、
前記複数の流体出力が、約１２０度だけ離間された３つの流体出力を含む、
ことを特徴とする請求項２０に記載の電磁エネルギー装置。
【請求項２２】
前記９つの先端部導波管が、参照点に対して、ゼロ度、４０度、８０度、１２０度、１６０度、２００度、２４０度、２８０度、及び３２０度の角度で配置され、
前記３つの流体出力が、参照点に対して、１００度、２２０度、及び３４０度の角度で配置されることを特徴とする請求項２１に記載の電磁エネルギー装置。
【請求項２３】
前記ハンドピース先端部が、光を伝送することができる透明材料が配置されたハウジングを含むことを特徴とする請求項１８に記載の電磁エネルギー装置。
【請求項２４】
前記透明材料が、透明なプラスチック、サファイア、及び石英の１つを含むことを特徴とする請求項２３に記載の電磁エネルギー装置。
【請求項２５】
医療用電磁エネルギー・ハンドピースからのフィードバック光を解析して、光学部品の一体性を監視する方法であって、
フィードバック光を前記医療用電磁エネルギー・ハンドピースに受け取り、
前記フィードバック光により、電気信号を生成し、
前記電気信号が所定の閾値を超えたときにエラー指示を提供する、
ことを含むことを特徴とする方法。
【請求項２６】
前記エラー指示を提供することが、電磁エネルギー・ベース・ユニットのモニタ上に表示を生成することを含むことを特徴とする請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
近位端及び遠位端を有するレーザ・ハンドピースであって、
前記近位端から前記遠位端に延びるパワー・ファイバーと、
前記パワー・ファイバーの周りに同心に配置され、前記近位端から前記遠位端に延び、前記近位端から第１の種類の電磁エネルギーを受け取って、前記遠位端において前記第１の種類の電磁エネルギーを出力することができる複数の第１の光ファイバーと、
前記パワー・ファイバーの周りに同心に配置され、前記近位端から前記遠位端に延び、前記遠位端から第２の種類の電磁エネルギーを受け取って、前記第２の種類の電磁エネルギーを前記近位端に向けることができる複数の第２の光ファイバーと、
を含むことを特徴とするレーザ・ハンドピース。
【請求項２８】
前記近位端から前記遠位端に延び、前記遠位端から第３の種類の電磁エネルギーを受け取って、前記第３の種類の電磁エネルギーを前記近位端に向けることができる複数の第３の光ファイバーと、
前記複数の第３の光ファイバーの少なくとも一部から前記第３の種類の電磁エネルギーを受け取るように結合されたカメラと、
をさらに含むことを特徴とする請求項２７に記載のレーザ・ハンドピース。
【請求項２９】
前記第２の種類の電磁エネルギーが、前記第３の種類の電磁エネルギーと実質的に同じであることを特徴とする請求項２８に記載のレーザ・ハンドピース。
【請求項３０】
前記複数の第２の光ファイバーの少なくとも一部から電磁エネルギーを受け取るように結合された電磁エネルギー・センサをさらに含むことを特徴とする請求項２７に記載のレーザ・ハンドピース。
【請求項３１】
前記電磁エネルギー・センサが、前記複数の第２の光ファイバーの少なくとも一部から電磁エネルギーを受け取るように結合されたカメラを含むことを特徴とする請求項３０に記載のレーザ・ハンドピース。
【請求項３２】
前記電磁エネルギー・センサが、前記複数の第２の光ファイバーの少なくとも一部から前記第２の種類の電磁エネルギーを受け取るように結合されており、
前記レーザ・ハンドピースが、前記複数の第２の光ファイバーの少なくとも一部から前記第２の種類の電磁エネルギーを受け取るように結合されたカメラをさらに含む、
ことを特徴とする請求項３０に記載のレーザ・ハンドピース。
【請求項３３】
前記複数の第１の光ファイバーが、可視光、赤外線、青色光、及びレーザ光の１つ又はそれ以上を含む電磁エネルギーを受け取ることができることを特徴とする請求項２７に記載のレーザ・ハンドピース。
【請求項３４】
前記複数の第２の光ファイバーから電磁エネルギーを受け取るように結合された電磁エネルギー・センサをさらに含むことを特徴とする請求項２７に記載のレーザ・ハンドピース。
【請求項３５】
前記電磁エネルギー・センサが、前記複数の第２の光ファイバーの少なくとも一部から前記第２の種類の電磁エネルギーを受け取るように結合されたことを特徴とする請求項３４に記載のレーザ・ハンドピース。
【請求項３６】
前記レーザ・ハンドピースが、前記複数の第１の光ファイバーによる電磁エネルギーの伝送に影響を与えることができる少なくとも１つの光変換要素を含むことを特徴とする請求項３４に記載のレーザ・ハンドピース。
【請求項３７】
前記少なくとも１つの光変換要素が、少なくとも１つの光フィルタを含むことを特徴とする請求項３６に記載のレーザ・ハンドピース。
【請求項３８】
前記少なくとも１つの光フィルタが、青色光を白色光に変換するように構築されることを特徴とする請求項３７に記載のレーザ・ハンドピース。
【請求項３９】
（ａ）前記複数の第１の光ファイバーの少なくとも一部、及び（ｂ）前記複数第２の光ファイバーの少なくとも一部、の１つ又はそれ以上に結合されたビーム・スプリッタをさらに含むことを特徴とする請求項２７に記載のレーザ・ハンドピース。
【請求項４０】
前記複数の第２の光ファイバーの少なくとも一部から電磁エネルギーを受け取るように結合された電磁エネルギー・センサをさらに含むことを特徴とする請求項３９に記載のレーザ・ハンドピース。
【請求項４１】
前記複数の第２の光ファイバーの少なくとも一部から電磁エネルギーを受け取るように結合されたカメラをさらに含むことを特徴とする請求項３９に記載のレーザ・ハンドピース。
【請求項４２】
前記複数の第２の光ファイバーの少なくとも一部から電磁エネルギーを受け取るように結合された電磁エネルギー・センサをさらに含むことを特徴とする請求項４１に記載のレーザ・ハンドピース。
【請求項４３】
前記電磁エネルギー・センサが、前記複数の第２の光ファイバーの少なくとも一部から前記第２の種類の電磁エネルギーを受け取るように結合されており、
前記カメラが、前記複数の第２の光ファイバーの少なくとも一部から前記第２の種類の電磁エネルギーを受け取るように結合されている、
ことを特徴とする請求項４２に記載のレーザ・ハンドピース。
【請求項４４】
前記近位端から前記遠位端に延び、前記遠位端から第３の種類の電磁エネルギーを受け取って、前記第３の種類の電磁エネルギーを前記近位端に向けることができる複数の第３の光ファイバーと、
前記複数の第３の光ファイバーの少なくとも一部から前記第３の種類の電磁エネルギーを受け取るように結合されたカメラと、
をさらに含むことを特徴とする請求項３９に記載のレーザ・ハンドピース。
【請求項４５】
近位端及び遠位端を有するレーザ・ハンドピース、
を含み、前記レーザ・ハンドピースが、集中赤外線電磁エネルギー及び相対的に集中度の低い可視電磁エネルギーを前記近位端から前記遠位端に伝送して、前記比較的集中度の低い可視電磁エネルギーを、前記集中赤外線電磁エネルギーの周りに同心に配置することができ、
前記レーザ・ハンドピースの前記遠位端に配置されたハンドピース先端部、
を含み、前記ハンドピース先端部が、前記レーザ・ハンドピースの前記遠位端から、前記集中赤外線電磁エネルギー及び前記集中度の低い可視電磁エネルギーを受け取って、前記電磁エネルギーを標的に向けることができる、
ことを特徴とする装置。
【請求項４６】
前記ハンドピース先端部が、
前記レーザ・ハンドピース縦方向軸に対する或る角度で接続され配置された処置端部と、
前記処置端部に挿入可能で、遠位端を含む先端部フェルールと、
前記先端部フェルールに挿入可能で、前記レーザ・ハンドピースの前記遠位端から電磁エネルギーを受け取ることができるファイバー先端部と、
を含むことを特徴とする請求項４５に記載の装置。
【請求項４７】
前記レーザ・ハンドピースが、
前記集中赤外線電磁エネルギー及び相対的に集中度の低い可視電磁エネルギーを近位端において受け取って、受け取った前記電磁エネルギーを前記ハンドピース先端部に向けることができる第１の複数の光ファイバーと、
標的から前記装置に戻るように反射される集中度の低い可視電磁エネルギーを、前記ハンドピース先端部から受け取って、受け取った前記集中度の低い電磁エネルギーを前記レーザ・ハンドピースの前記近位端に向けることができる第２の複数の光ファイバーと、
を含むことを特徴とする請求項４５に記載の装置。
【請求項４８】
作動中、前記ハンドピース先端部が、前記レーザ・ハンドピースの軸の周りを回転することができることを特徴とする請求項４５に記載の装置。
【請求項４９】
前記ハンドピース先端部が、前記ハンドピース先端部の回転角度とは独立して、前記レーザ・ハンドピースの遠位端から標的に電磁エネルギーを向けることができる複数の反射器を含むことを特徴とする請求項４８に記載の装置。
【請求項５０】
遠位端及び近位端を有する細長い本体と、
パワー光伝送器と、
前記細長い本体内の前記パワー光伝送器の周りに配置され、前記近位端から前記遠位端に電磁エネルギーを伝送するように構成された第１の複数の光伝送器と、
前記細長い本体内の前記パワー光伝送器の周りに配置され、前記遠位端から前記近位端に電磁エネルギーを伝送するように構成された第２の複数の光伝送器と、
前記近位端において前記第２の複数の光伝送器から光を受け取るように結合された光センサと、
を含むことを特徴とするレーザ・ハンドピース。
【請求項５１】
前記第２の複数の光伝送器が、さらに、前記遠位端から前記近位端に光を伝送するように構成されることを特徴とする請求項５０に記載のレーザ・ハンドピース。
【請求項５２】
前記第２の複数の光伝送器の少なくとも一部に結合されたビーム・スプリッタをさらに含むことを特徴とする請求項５１に記載のレーザ・ハンドピース。
【請求項５３】
前記光センサに結合されて、前記近位端において前記第２の複数の光伝送器から受け取った前記光を解釈するマイクロプロセッサをさらに含むことを特徴とする請求項５０に記載のレーザ・ハンドピース。
【請求項５４】
前記第１の複数の光伝送器が、可視光、赤外線光、青色光、及びレーザ光の少なくとも１つを含む光を伝送することができることを特徴とする請求項５０に記載のレーザ・ハンドピース。
【請求項５５】
前記細長い本体が、
剛性部分と、
少なくとも１つの実質的に可撓性がある部分と、
を含むことを特徴とする請求項５４に記載のレーザ・ハンドピース。
【請求項５６】
前記少なくとも１つの実質的に可撓性がある部分が、接合部分を含むことを特徴とする請求項５５に記載のレーザ・ハンドピース。
【請求項５７】
前記接合部分が、中立位置において、前記細長い本体の前記剛性部分の軸に対して、約１５度から約２０度までの角度をとることを特徴とする請求項５６に記載のレーザ・ハンドピース。
【請求項５８】
前記第１の複数の光伝送器が第１の複数の光ファイバーを含み、前記第２の複数の光伝送器が第２の複数の光ファイバーを含むことを特徴とする請求項５０に記載のレーザ・ハンドピース。
【請求項５９】
前記第１の複数の光伝送器が、前記遠位端に伝送される光に影響を与えることができる少なくとも１つの光変換要素を含むことを特徴とする請求項５８に記載のレーザ・ハンドピース。
【請求項６０】
前記少なくとも１つの光変換要素が少なくとも１つの光ファイバーを含むことを特徴とする請求項５９に記載のレーザ・ハンドピース。
【請求項６１】
前記近位端から前記遠位端に延び、前記遠位端から光を受け取って、前記光を近位端に向けるように構成された第３の複数の光伝送器と、
前記第３の複数の光伝送器の少なくとも一部から光を受け取るように結合されたカメラと、
をさらに含むことを特徴とする請求項５０に記載のレーザ・ハンドピース。
【請求項６２】
前記第２の複数の光伝送器によって前記遠位端から前記近位端に伝送される前記光が、前記第３の複数の光伝送器により受け取られて前記近位端に向けられる光と実質的に同じであることを特徴とする請求項６１に記載のレーザ・ハンドピース。
【請求項６３】
前記光センサが、前記第２の複数の光伝送器の少なくとも一部から光を受け取るように結合されたカメラを含むことを特徴とする請求項５０に記載のレーザ・ハンドピース。
【請求項６４】
前記レーザ・ハンドピースが、前記第２の複数の光伝送器から光を受け取るように結合されたカメラをさらに含むことを特徴とする請求項５０に記載のレーザ・ハンドピース。
【請求項６５】
（ａ）前記第１の複数の光伝送器の少なくとも一部、及び（ｂ）前記第２の複数の光伝送器の少なくとも一部、の１つ又はそれ以上に結合されたビーム・スプリッタをさらに含むことを特徴とする請求項５０に記載のレーザ・ハンドピース。
【請求項６６】
前記光センサが、前記第２の複数の光伝送器の一部から光を受け取るように結合されたことを特徴とする請求項６５に記載のレーザ・ハンドピース。
【請求項６７】
前記第２の複数の光伝送器の少なくとも一部から光を受け取るように結合されたカメラをさらに含むことを特徴とする請求項６５に記載のレーザ・ハンドピース。
【請求項６８】
前記近位端から遠位端に延び、前記遠位端から光を受け取って、前記光を前記近位端に向けることができる第３の複数の光伝送器と、
前記第３の複数の光伝送器の少なくとも一部から光を受け取るように結合されたカメラと、
をさらに含むことを特徴とする請求項６５に記載のレーザ・ハンドピース。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、一般に、電磁エネルギー装置に関し、より具体的には、標的表面に電磁エネルギーを伝送する、切断用、処置用、及び照明用の装置に関する。
【０００２】
（関連技術への相互参照）
本出願は、共に引用によりその内容全体をここに組み入れる、ＬＡＳＥＲ  ＨＡＮＤＰＩＥＣＥ  ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤと題する、２００４年８月１２日付で出願された、米国仮特許出願番号第６０／６０１，４１６号、ＬＡＳＥＲ  ＨＡＮＤＰＩＥＣＥ  ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤと題する、２００４年９月１７日付で出願された、米国仮特許出願番号第６０／６１０，７６０号に基づく利益を主張する。本出願は、引用によりその内容全体をここに組み入れる、ＣＯＮＴＲＡ−ＡＮＧＬＥ  ＲＯＴＡＴＩＮＧ  ＨＡＮＤＰＩＥＣＥ  ＨＡＶＩＮＧ  ＴＡＣＴＩＬＥ−ＦＥＥＤＢＡＣＫ  ＴＩＰ  ＦＥＲＲＵＬＥと題する、２００５年７月２０日付で出願された米国特許出願第１１／１８６，４０９号（代理人整理番号第ＢＩ９７９８ＣＩＰ号）の一部継続出願である。
【背景技術】
【０００３】
電磁エネルギー装置は種々の用途において用いられる。例えば、単純な白熱光を用いて、或る面積を可視光の形態を取った電磁エネルギーで照明することができる。レーザ・ビームのような電磁エネルギーの別の形態は、ある面積を照明する、標的を識別する、又は集中エネルギーを標的へ伝えて、溶融する、切断するといった種々の手順を行うために用いることができる。
特定の医療用装置は、例えば目などの標的表面に電磁エネルギーを伝えて、視力不足を矯正することができる。他の医療用装置は、電磁エネルギーを歯の表面の方に向けて、例えば、切断手術を行うことができる。内視ミラー装置を用いて、病変組織を検出するため及び／又は除去するために、例えば、人体の内部の可視化を改善することが可能である。こうした装置の構成は様々であろうが、例えば、使用者の届きやすさ又は見やすさを遮ることのない最適な照明の供給により効率的な作動を提供すること、及び／又は、再生産性と好ましい手順結果とを保証するための信頼性のある作動を提供することを含む根本的な機能性又は目的は、しばしば共通である。
【０００４】
従来技術においては、例えば、標的表面の可視化及び処理を強化するために、種々の種類の電磁エネルギーを、標的表面との間で、効率的に且つ信頼性をもって伝送する必要性が存在する。
【発明の開示】
【０００５】
本発明は、電磁エネルギー・ベース・ユニット（例えば、レーザ・ベース・ユニット）に接続するレーザ・ハンドピースを提供することによって、こうした必要性に対処する。ここで開示される本発明は、例示的な実施形態によれば、レーザ・エネルギー、照明光、励起光、スプレー水、スプレー空気、及び冷却空気を、レーザ・ベース・ユニットに接続するコネクタから受け取る細長い部分を有するレーザ・ハンドピースを含む。ハンドピースは、さらに、細長い部分の延長部として形成された、レーザ・エネルギーを標的表面に向けることができるハンドピース先端部を含む。細長い部分の実施形態は、複数の光ファイバーを含む。
【０００６】
ここで用いられる「光ファイバー」という用語は、ファイバーの一端からファイバーの別の一端に光を伝送できるいずれかの電磁エネルギー（例えば光）伝送媒体（例えばファイバー）を指す。光の伝送は、受動的なものであってもよいし、又は、光ファイバーから放出される光の方法に影響を与える１つ又はそれ以上の光変換要素を含んでいてもよい。光ファイバーを用いて、可視光、赤外線、青色光、レーザ光などを含むいかなる種類の光も伝送することが可能である。光ファイバーは、中空であってよいし又は中実であってもよく、ファイバーの本体内に、光ファイバーからの光の伝送及び放出を制御するための１つ又はそれ以上の反射器を含んでもよい。
【０００７】
本発明の別の実施形態は、レーザ・ベース・ユニットと、レーザ・ベース・ユニットに接続するコネクタと、コネクタに接続する導管とを含むレーザ装置を含む。さらに、レーザ・ハンドピースは導管に接続し、レーザ・ハンドピースは、レーザ・ベース・ユニットからレーザ・エネルギー、照明光、励起光、スプレー水、スプレー空気、及び冷却空気を受け取ることができる。
【０００８】
本発明の態様による照明装置は、一体的な遠位端（出力部分）と分割された近位端（入力部分）とを含む。ここで用いられる「遠位端」という用語は、標的表面に最も近い照明装置の端部を指し、「近位端」という用語は、出力源又は他の電磁エネルギーの源に最も近い照明装置の端部を指す。照明装置は、その照明装置が使われる特定の用途により、複数の寸法の異なる光ファイバーを含むことが可能である。ここで開示される例示的な実施形態においては、照明装置の近位端は、３組の光ファイバーを収容するように構成された３つの近位端部材を含む。
【０００９】
本発明の付加的な態様による別の照明装置は、照明装置の遠位端から標的表面の方に電磁エネルギーを放出するように構成された複数の組の光ファイバーを含む。本装置は、さらに、標的表面から電磁エネルギーを受け取って、そのエネルギーを照明装置の近位端に伝送するように構成された少なくとも１つの光ファイバーを含むことができる。照明装置の近位端に伝送された電磁エネルギーは、さらなる解析のための信号として用いることが可能である。
【００１０】
本発明の別の実施形態においては、照明装置は、反射器を有するハンドピースを含む。反射器は、エルビウム・レーザによって提供される光のようなレーザ・エネルギーと、青色光のような可視光の両方を、標的表面の方に反射するように構築される。ここに開示される図示された実施形態においては、反射器は、光ファイバーから標的表面の方に放出される電磁エネルギーの放出、及び、標的表面から反対方向において照明装置を通って戻るように反射される電磁エネルギーの伝送の制御の改善を提供するための複数のミラーを含む。
【００１１】
本発明のさらに別の態様は、光学部品の一体性を監視するためにハンドピースからのフィードバック光を解析するための方法を含むことが可能である。本方法の１つの実施形態は、フィードバック光を受け取って、そのフィードバック光によって電気信号を生成することを含む。本実施形態は、さらに、電気信号が所定の閾値を超えたときに、エラー指示を提供することが可能である。本発明の装置及び方法は、機能の解説と共に文法上の流動性のために説明され、又は説明されることになるが、３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．１１２の下で明確に記述されない限り、請求項は、「手段」又は「ステップ」の制限の構成によって多少なりとも必ずしも制限されるように構成されるものではなく、均等物の司法的原則の下で請求項によって与えられる定義の意味及び均等物の全ての範囲に一致するものであり、請求項が３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．１１２の下で明確に記述される場合には、３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．１１２の下で全ての法的均等物に一致するものであると明確に理解される。
【００１２】
ここで説明されるいずれかの特徴又は特徴の組み合わせは、こうしたいずれかの組み合わせに含まれる特徴が、文脈、本明細書、及び当業者の知識から明らかとなるものと互いに矛盾していなければ、本発明の範囲内に含まれる。本発明を要約するために、本発明の特定の態様、利点及び新規な特徴がここで説明される。もちろん、必ずしも全てのこうした態様、利点又は特徴が本発明のいずれかの特定の実施形態において具体化されるわけではないと理解されたい。本発明のさらなる利点及び態様は、以下の詳細な説明及び特許請求の範囲の請求項において明らかとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
ここで、それらの例が添付の図面に示されている、本発明の現在好ましい実施形態について詳細に言及する。可能な限りどんな場合でも、同じ又は同様の部品について言及するために図面及び説明において同じ又は類似した参照番号が用いられる。図面は、簡単化された形態であり、正確な尺度ではない。ここでの開示を参照すると、添付の図面に関して、頂部、底部、左、右、上、下、上方、〜より上、〜より下、〜の下、後及び前といった方向用語は、便宜のため及び明瞭にするためにのみ用いられる。こうした方向用語は、いかなる方法によっても本発明の範囲を制限するように構成されるものではない。
【００１４】
ここでの開示は、特定の図示された実施形態について言及するが、これらの実施形態は、単なる例として与えられたものであって、制限する目的で与えられたものではないことを理解されたい。しかし、例示的な実施形態を論じる以下の詳細な説明の意図は、実施形態の全ての修正、変形及び均等物を、添付の請求項によって定義される本発明の精神及び範囲内に入るものとして包含するように構成されることである。ここで説明される方法ステップ及び構造は、レーザ装置の作動のための完全なプロセスフローを包含するものではない。本発明は、従来技術において慣習的に用いられる種々の技術と組み合わせて実施することができ、限られた量の一般的に実施されるプロセス・ステップが、本発明の理解を与えるのに必要なものとしてここに含められる。本発明は、一般に、レーザ装置の分野での適用可能性を有する。しかしながら、説明の目的のために、以下の記述は、医療用レーザ装置と、外科機能を実施するための医療用レーザ装置の作動方法に関する。
【００１５】
図面をより具体的に参照すると、図１は処置部位にレーザ・エネルギーを伝達することができる供給システムの絵画図である。図示された実施形態は、リンク要素２５を用いてレーザ・ベース・ユニット３０のような電磁エネルギー・ベース・ユニットに接続されたレーザ・ハンドピース２０を含む。リンク要素２５は、１つ又はそれ以上の光ファイバー、空気管、水管などを含むことができる導管３５を含むことができる。リンク要素２５は、さらに、導管３５をレーザ・ベース・ユニット３０に接合するコネクタ４０を含むことができる。コネクタ４０は、引用によりその内容全体をここに組み入れる、ＩＤＥＮＴＩＦＩＣＡＴＩＯＮ  ＣＯＮＮＥＣＴＯＲ  ＦＯＲ  Ａ  ＭＥＤＩＣＡＬ  ＬＡＳＥＲ  ＨＡＮＤＰＩＥＣＥと題する、２００５年７月２７日付で出願された、米国特許出願第１１／１９２，３３４号において一層十分に説明されるような識別コネクタとすることができる。レーザ・ハンドピース２０は、細長い部分２２と、この細長い部分２２の延長部として形成されたハンドピース先端部４５を含むことができる。細長い部分２２には、複数の光ファイバーが配置されており、これは導管３５に収容される光ファイバーに接続してもよいし、又はそれらと同じものであってもよい。近位（すなわち、レーザ・ベース・ユニット３０に比較的近い）部分２１はレーザ・ハンドピース２０の近位端に配置することができ、遠位（すなわち、レーザ・ベース・ユニット３０から比較的遠い）部分５０はレーザ・ハンドピース２０の遠位端に配置することができる。遠位部分５０は、突出するファイバー先端部５５を有することができ、図８を参照しながら一層詳細に後述される。図示のように、リンク要素２４は、第１端２６と第２端２７とを有する。第１端２６はレーザ・ベース・ユニット３０のレセプタクル３２に結合し、第２端２７はレーザ・ハンドピース２０の近位部分２１に結合する。コネクタ４０は、レーザ・ベース・ユニット３０の一部を成すレセプタクル３２へのネジ付き接続を用いて、レーザ・ベース・ユニット３０に機械的に接続することができる。
【００１６】
コネクタ４０の１つの実施形態が図２により詳細に図示される。図示された実施形態は、例えばレーザ・ハンドピース２０（図１）にレーザ・エネルギーを伝送することができる処置光ファイバー６５を含むことができる、レーザ・ビーム供給ガイド接続部６０を含む。図示された実施形態は、さらに、この実施例においては、レーザ・ベース・ユニット３０（図１）に接続することができるフィードバック接続部１１５、照明光接続部１００、スプレー空気接続部９５、及び、スプレー水接続部９０を含む複数の補助接続部を含む。複数の補助接続部は、さらに、励起光接続部及び冷却空気接続部といった図２では見られない接続部を含むことができる。
【００１７】
図２に図示されるコネクタ４０の実施形態は、さらに、レーザ・ベース・ユニット３０（図１）上のレセプタクル３２と嵌合して、そのことにより、レセプタクル３２との接続部を提供することができる、ネジ付き部分７０を含む。
【００１８】
図３は、レーザ・ベース・ユニット３０（図１）に接続してその一部を成すことができ、さらにコネクタ４０（図２）を受容することができるモジュールの１つの実施形態の斜視図である。図示される実施形態は、例えば、穴７６に挿入されるネジのような手段によりレーザ・ベース・ユニット３０に締結することができるプレート７５を含む。モジュールは、内側表面８０にネジ止めして、コネクタ４０（図２）のネジ山７０に嵌合することができるレセプタクル３２を含む。（ネジ山は図３では図示されない。）本モジュールの実施形態は、さらに、レーザ・ビーム供給ガイド接続部６０（図２）に嵌合され、レーザ・エネルギーを供給システムに与えることができるレーザ・エネルギー結合部６１を含む。本実施形態は、さらに、スプレー空気結合部９６、スプレー水結合部９１、冷却空気結合部１１１、及び励起光結合部１０６を含む複数の補助結合部を含む。本実施形態は、さらにまた、図では見えないフィードバック結合部、及び、照明光結合部を含む。コネクタ４０が正しい方向でレセプタクル３２に接続することを保証するために、１つ又はそれ以上のキースロット８５を含むことができる。
【００１９】
図４は、図３に図示されたモジュールの実施形態の正面図である。図４の図は、プレート７５と、プレート・モジュールを図１に図示されたレーザ・ベース・ユニット３０のようなレーザ・ベース・ユニットに固定するのに用いることができる穴７６を図示する。さらに、レーザ・エネルギー結合部６１、フィードバック結合部１１６、照明光結合部１０１、スプレー空気結合部９６、スプレー水結合部９１、冷却空気結合部１１１、及び、励起光結合部１０６が図示される。作動中、スプレー水結合部９１は、コネクタ４０（図２）のスプレー水接続部９０と嵌合して、これにスプレー水を供給することができる。同様に、スプレー空気結合部９６は、コネクタ４０のスプレー空気接続部９５と嵌合して、これにスプレー空気を供給することができる。付加的に、照明光結合部１０１はコネクタ４０の照明光接続部１００と嵌合して、これに照明光を供給することができ、励起光結合部１０６はコネクタ４０の励起光結合器（図示せず）と嵌合して、これに励起光を供給することができ、冷却空気結合部１１１はコネクタ４０の冷却空気接続部（図示せず）と嵌合して、これに冷却空気を供給することができる。さらに、フィードバック結合部１１６は、コネクタ４０のフィードバック接続部１１５と嵌合して、そこからフィードバックを受け取ることができる。例示的な実施形態においては、照明光結合部１０１は発光ダイオード（ＬＥＤ）又はレーザ光源からの光を照明光接続部１００に結合し、励起光結合部１０６は励起光接続部（図示せず）に結合する。１つの実施形態は、照明光の光源として２つの白色ＬＥＤを用いる。図４には、また、コネクタ４０が間違った方向でレセプタクル３２に接続されることを防止することができるキースロット８５が図示される。
【００２０】
図５は、図３及び図４に図示されたモジュールの断面図である。断面は、図４の線５−５’に沿って取られ、線５−５’は、レーザ・エネルギー結合部６１、フィードバック結合部１１６、及びスプレー水結合部９１の断面を示す。水源１２０は、スプレー水結合部９１に水を供給することができる。
【００２１】
図６は、図３及び図４に図示されたモジュールの別の断面図である。図６の断面は、図４の線６−６’に沿って取られる。図は、例えば、照明光結合部１０１（図４）及び励起光結合部１０６の一方又は両方に光を供給することができる光源（例えばＬＥＤ１４０）の断面を示す。油圧式シャッタ１２５は、レーザ・ベース・ユニット３０に配置された放射線フィルタ１３０の位置を制御して、そのことにより、光源（例えばＬＥＤ１４０）から発する光の経路にフィルタが挿入されるか又はそこから取り除かれるようにすることができる。例えば、励起及び可視化を改善するために照明光結合部１０１及び励起光結合部１０６に結合される青色光と白色光との間の切り替えを可能にする、例えば１つ又はそれ以上の油圧式シャッタ・フィルタを提供することができる。
【００２２】
図７は、図１に示される導管３５の１つの実施形態の絵画図である。図示された導管３５の実施形態は、例えば、第１の近位部材３６、第２の近位部材３７、第３の近位部材３８、及び第４の近位部材３９を含む４つの近位部材のような複数の近位部材を含む。第１の近位部材３６、第２の近位部材３７、及び第３の近位部材３８は、導管３５の中空内部の断面積より小さい断面積を有する１つ又はそれ以上の光伝送器、或いは他の管状構造体又は細長い構造体を収容するように構成された、中空内部を有することができる。１つの実施形態によれば、第１の近位部材３６は照明ファイバーを含み、第２の近位部材３７は励起ファイバーを含み、第３の近位部材３８はフィードバック・ファイバーを含む。第１の近位部材３６、第２の近位部材３７、及び第３の近位部材３８は、各々の近位部材の中空内部が、細長い本体２２（図１）の中空内部と連通状態になるように配置することができる（図１）。この配置は、光伝送器に、レーザ・ハンドピース２０の近位部分２１から遠位部分５０に延びる、実質的に連続した経路を提供する。以下でより具体的に説明されるように、第３の近位部材３８は、レーザ・ハンドピース２０からのフィードバック（例えば、反射光又は散乱光）を受け取ることができ、そのフィードバックをレーザ・ベース・ユニット３０に伝送することができる。
【００２３】
第４の近位部材３９は、レーザ・ベース・ユニット３０（図１）に配置されているエルビウム、クロミウム、イットリウム、スカンジウム、ガリウム、ガーネット（Ｅｒ，Ｃｒ：ＹＳＧＧ）固体レーザから派生するレーザ・エネルギーを受け取る、レーザ・エネルギー・ファイバーを含むことができる。レーザは、約６Ｗの平均出力でほぼ２．７８ミクロンの波長、約２０Ｈｚの繰り返し率、及び、約１５０マイクロ秒のパルス幅を有するレーザ・エネルギーを生成することができる。加えて、レーザ・エネルギーは、約６５５ｎｍの波長、及び、連続波（ＣＷ）方式で伝送される約１ｍＷの平均出力を有する光といった、照準光をさらに含むことができる。第４の近位部材３９は、レーザ・エネルギー結合部６１（図４）からレーザ・エネルギーを受け取る処置光ファイバー６５（図２）に結合してもよいし、又はこれを含んでもよい。第４の近位部材３９は、さらに、レーザ・ベース・ユニット３０から受け取ったレーザ・エネルギーを、レーザ・ハンドピース２０の遠位部分５０（図１）に伝送することができる。
【００２４】
図示された実施形態には４つの近位部材が与えられているが、付加的な実施形態では、例えばレーザ・ベース・ユニット３０により提供される光伝送器の数に応じて、より多くの又はより少ない数の近位部材を提供することができる。さらに、図示された実施形態は、実質的に等しい直径を有する第１の近位部材３６及び第２の近位部材３７と、第１の近位部材３６及び第２の近位部材３７のいずれかの直径より小さい直径を有する第３の近位部材３８とを含む。他の直径構成もまた、本発明により考慮されている。１つの例示的な実施形態では、近位部材は、図２に図示されるコネクタ４０の接続部と接続する。例えば、第１の近位部材３６は照明光接続部１００と接続することができ、第２の近位部材３６は励起光接続部（図示せず）と接続することができる。第３の近位部材３８はフィードバック接続部１１５と接続することができ、第４の近位部材３９はレーザ・ビーム供給ガイド接続部６０及び処置光ファイバー６５と接続することができる。接続部への近位部材３６ないし３９の取り付けは、本開示を考慮して、当業者に知られる方法によりコネクタ４０の内部に行うことができ、図２及び図７には図示されていない。
【００２５】
図８は、レーザ・ハンドピース２０のリンク要素２５及び細長い部分２２によってレーザ・ベース・ユニット３０と結合する、ハンドピース先端部４５（図１を参照）の部分切取図である。外面４６によって囲まれる図示された実施形態は、レーザ・ベース・ユニット３０から、電磁（例えばレーザ）エネルギー、照明光、励起光などを受け取ることができる。典型的には、レーザ・エネルギー及び光は、上述されたように、近位部材３６ないし３９（図７）によって受け取られ、図１０を参照して以下で説明されるように、細長い部分２２及びハンドピース先端部４５に配置されるファイバー４０５のような導波管により伝送される。例えば、照明光（図示せず）は、近位部材３６及び３７（図７）などからハンドピース先端部４５により受け取られ、ファイバー４０５（図１０、図８には図示せず）により送られ、レーザ・ハンドピース２０の遠位部分５０内に配置された第１のミラー４２５の方に向けることができる。図示される実施形態での第１のミラー４２５は、図１２を参照して以下でより具体的に説明されるように、照明光を、複数の先端部導波管４３０の方に向ける。先端部導波管４３０を出た照明光は、標的領域を照明することができる。
【００２６】
１つの実施形態によれば、レーザ・エネルギー４０１のような集中電磁エネルギーを（例えば第４の近位部材３９（図７）により）受け取って、処置光ファイバー４００のような内部導波管により送ることができる。レーザ・エネルギー４０１は、同様にレーザ・ハンドピース２０の遠位部分５０に配置され、少なくとも第１のミラー４２５の一部を、第１のミラー４２５への照明光の伝搬方向に関して覆い隠すことができる第２のミラー４２０の方に向けることができる。第２のミラー４２０は、レーザ・エネルギー４０１を反射させて、それにより、ファイバー先端部５５の方に向けることができる。照明光、及び／又は以下で説明されるように励起光は、例えば集中電磁エネルギーが向けられる標表面部分を取り囲むことができる標的表面部分を照明するように向けられる、比較的低い出力レベルを呈する電磁エネルギーを含み得ることから、照明光は、集中電磁エネルギー（例えばレーザ・エネルギー４０１）に対して、付加的な電磁エネルギーの一例を含むことができ、そのように説明される。集中電磁エネルギー（例えばレーザ・エネルギー４０１）は、ファイバー先端部５５により、標的表面の方に向けることができる。
【００２７】
幾つかの実施形態では、第１のミラー４２５と第２のミラー４２０のそれぞれは、パラボラ状、トロイダル状、及び／又は平面状の表面を含むことができる。図８はまた、冷却空気結合部１１１（図４）から冷却空気を受け取ることができるハンドピースの冷却空気ライン（図示せず）から受け取られる冷却空気の経路４４５の簡略化された図を図示する。
【００２８】
図８に図示されるファイバー先端部５５は、遠位端を有する先端部フェルール１０５に収めることができる。先端部フェルール１０５は、ファイバー先端部５５と共に、互いに矛盾しない程度まで引用することによりここにその内容全体を組み入れる、ＯＵＴＰＵＴ  ＡＴＴＡＣＨＭＥＮＴＳ  ＣＯＤＥＤ  ＦＯＲ  ＵＳＥ  ＷＩＴＨ  ＥＬＥＣＴＲＯＭＡＧＮＥＴＩＣ−ＥＮＥＲＧＹ  ＰＲＯＣＥＤＵＲＡＬ  ＤＥＶＩＣＥと題する、２００４年９月１７日付で出願された、米国仮特許出願第６０／６１０，７５７号により十分に記載される、取外し可能で交換可能なユニットを形成することができる。
【００２９】
図９は、図７の線９−９’に沿って取られた第１の近位部材３６の断面図であり、第１の近位部材３６（並びに、随意的には、第２の近位部材３７）が、実質的に互いに定着された３つの光ファイバー４５を含んで、単一の発光組立体すなわち導波管を定めることができることを示す。修正された実施形態においては、３つの光ファイバー４０５は、他の手段によって接合してもよいし、又は接合しなくてもよい。他の実施形態によれば、第２の近位部材３７のような１つ又はそれ以上の近位部材は、異なる数の光ファイバー４０５を含むことが可能である。図示された実施形態では、第２の近位部材３７は分離を始めて、最終的には、図８の線１０−１０’に沿って取られた図１０の断面図に図示のように、（例えば図８の線１０−１０’において）ハンドピース先端部４５の処置光ファイバー４００のようなレーザ・エネルギー導波管を取り囲む６つの光ファイバー４０５（図９）を含むことが可能である。別の例示的な実施形態においては、第２の近位部材３７は３つの光ファイバー４０５（図９）を含むことが可能であり、第１の近位部材３６は３つの光ファイバー４０５（図９）を含むことが可能であり、６つの光ファイバーの全ては分離を始めて、最終的には（例えば図８の線１０−１０’において）、ハンドピース先端部４５の処置光ファイバー４００のようなレーザ・エネルギー導波管を取り囲む。
【００３０】
図１０の断面図に同様に示されるように、第３の近位部材３８は、６つの相対的により小型のファイバー４１０を含むことができる。付加的なファイバー４１０などの付加的な導波管は、外面４６内に配置することができ、さらに、標的表面からフィードバックを受け取るように構成することができる。例えば、フィードバックは、以下でより具体的に説明される方法でファイバー先端部５５から受け取られる、散乱光４３５（図８）を含むことができる。散乱光４３５（すなわちフィードバック光）は、第３の近位部材３８（図７）によって、レーザ・ベース・ユニット３０（図１）に伝送することができる。図１０では、ファイバー４１０は互いに別個のものとして図示されるが、付加的な実施形態では、ファイバー４１０の２つ又はそれ以上は、定着するか或いは他の形で互いに接合することが可能である。ファイバー４０５及びファイバー４１０は、押し出し成形などの従来の技術を用いて、プラスチックから製造することが可能である。
【００３１】
図１１は、図８の線１０−１０’に沿って取られた、ハンドピース先端部４５の別の実施形態の断面図である。図１１は、ファイバー４０５のような照明導波管、及びファイバー４１０のようなフィードバック導波管により取り囲まれた、処置光ファイバー４００のようなレーザ・エネルギー導波管を示し、全ての導波管は外面４６内に配置される。図１０を参照して上述されたものと同様の形で、ファイバー４０５などの照明導波管は、レーザ・ベース・ユニット３０（図１）から、照明光結合部１０１（図４）、照明光接続部１００（図２）、及び、例えば近位部材３６及び／又は３７（図７）により、光エネルギーを受け取ることができ、ファイバー４５は、その光を、レーザ・ハンドピース２０の遠位部分５０（図８）に向けることができる。
【００３２】
例えば、引用によりその内容全体をここに組み入れる、ＣＡＲＩＥＳ  ＤＥＴＥＣＴＩＯＮ  ＵＳＩＮＧ  ＴＩＭＩＮＧ  ＤＥＦＦＥＲＥＮＴＡＩＬＳ  ＢＥＴＷＥＥＮ  ＥＸＣＩＴＡＴＩＯＮ  ＡＮＤ  ＲＥＴＵＲＮ  ＰＵＬＳＥＳと題する、２００５年８月１２日付で出願された米国特許出願第＿＿＿号に開示されるように、齲蝕検出に関わる特定の実施形態においては、ファイバー４０５は、さらに、照明導波管及び励起導波管の両方として機能することができる。ファイバー４１０のようなフィードバック導波管は、ファイバー先端部５５（図８）からフィードバック光を受け取って、フィードバック接続部１１５に結合するか又はこれを含む第３の近位部材３８に伝送することができる。フィードバック光はフィードバック結合部１１６によって受け取ることができ、フィードバック結合部はその光を、レーザ・ベース・ユニット３０（図１）に配置されるフィードバック検出器１４５（図５）に伝送する。上述された、ＩＤＥＮＴＩＦＩＣＡＴＩＯＮ  ＣＯＮＮＥＣＴＯＲ  ＦＯＲ  Ａ  ＭＥＤＩＣＡＬ  ＬＡＳＥＲ  ＨＡＮＤＰＩＥＣＥと題する、米国特許出願第１１／１９２，３３４号において一層十分に記載されるもののような他の実施形態においては、レーザ・ベース・ユニット３０は、付加的に、レーザ・ハンドピース２０に、スプレー空気、スプレー水、及び冷却空気を供給することができる。
【００３３】
図１２は、図８の線１２−１２’に沿って取られた、レーザ・ハンドピース先端部４５の別の実施形態の断面図である。この実施形態は、先端部フェルール又はスリーブ１０５、及び、随意的には、ファイバー先端部５５の周囲のキャビティ１３０を充填してファイバー先端部５５を正しい位置に保持する接着剤によって取り囲まれる、ファイバー先端部５５を図示する。先端部導波管４３０は、第２のミラー４２５（図８）から照明光を受け取って、この照明光を標的に向けることができる。幾つかの実施形態においては、ハンドピース先端部４５に配置される流体出力４１５は、例えば、空気及び水を運ぶことができる。より具体的には、照明ファイバー４０５（図１１を参照されたい）から出た照明光は、第２のミラー（図８）によって、先端部導波管４３０（図８及び図１２）の中に反射される。この照明光の一部は、さらに、第２のミラー４２５（図８）によって、ファイバー先端部５５の中へも反射されるが、ファイバー先端部５５は、主として、処置光ファイバー４００（図１１を参照されたい）からの比較的高レベルのレーザ・エネルギー４０１を受け取り、このレーザ・エネルギーは、現行の実施形態では、切断ビームと照準ビームの両方を含む放射線を含む。代表的な実施形態においては、先端部導波管４３０を出る照明ファイバー４０５からの照明光は、歯のような標的表面の個々の場所の視認及び接近試験を容易にするために、可変輝度をもった（例えば使用者が調節できる）白色光である。例えば、虫歯は、複数の先端部導波管４３０からの光の補助により、接近して試験し、処置することができる。
【００３４】
スプレー空気とスプレー水を混合するためのハンドピース先端部４５のチャンバの１つの実施形態の詳細な図が図８ａに示される。図示のように、混合チャンバは、例えば、コネクタ４０（図２）のスプレー空気接続部９５に接続し、そこから空気を受け取るチューブ（例えばスプレー空気ライン。図示せず）に接続された空気取り入れ口４１３を含む。同様に、水取り入れ口４１４は、コネクタ４０（図２）のスプレー水接続部９０に接続し、そこから水を受け取るチューブ（同じく図示せず）に接続することができる。直径約２５０μｍの円形の断面を有することができる空気取り入れ口４１３及び水取り入れ口４１４は、典型的な実施形態においては、ほぼ１１０°とすることができる角度４１２で接合する。混合は、空気取り入れ口４１３と水取り入れ口４１４が接合する近辺で起こることができ、水と空気とのスプレー（例えば霧化された）混合物４１６は、流体出力４１５を通して排出することができる。図１２に図示される実施形態は、３つの流体出力４１５を示す。これらの流体出力は、例えば、互いに矛盾しない程度まで引用することによりここにその内容全体を組み入れる、ＥＬＥＣＴＲＯＭＡＧＮＥＴＩＣＡＬＬＹ  ＩＮＤＵＣＥＤ  ＴＲＥＡＴＭＥＮＴ  ＤＥＶＩＣＥＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳと題する、２００５年１月２４日付で出願された、米国特許出願第１１／０４２，８２４号に記載されるいずれかの流体出力に対応するか、その一部を含むか、又は実質的にその全てを含むことができ、又は他の実施形態において、参照された仮特許出願に記載される構造体を、本発明と両立するように修正することができる。流体出力４１５は、図８及び図１２に図示のように、直径約３５０μｍと測定される円形の断面を有することができる。
【００３５】
図７を参照して上述された光の散乱を検出し、解析して、種々の状態を監視することが可能である。例えば、照準ビームの散乱を検出し、解析して、例えば切断ビーム及び照準ビームを伝送する光学部品の一体性を監視することが可能である。照準ビームの典型的な実施形態では、フィードバック・ファイバー４１０に戻る反射を殆ど或いは全く生じさせない。しかし、いずれかの部品（例えば第２のミラー４２０、又はファイバー先端部５５）が損傷している場合には、照準ビーム光（例示的な実施形態では赤色とすることができる）の散乱が起こりうる。散乱光４３５（図８）は、第２のミラー４２５によって、フィードバック・ファイバー４１５の中に向けることができ、フィードバック・ファイバーは、この散乱光をレーザ・ベース・ユニット３０（図１）に運ぶことができる。
【００３６】
図１３は、光学部品の一体性を監視するためにフィードバック光などの光を解析する方法の実施形態を説明する流れ図である。本方法のこの実施形態は、ステップ５００において、フィードバック光（例えば散乱光）を受け取る。例えば、ステップ５０５においてフィードバック光から電気信号を形成する光検出器１４５（図５）のような光判別装置で、フィードバック光を受け取ることができる。所定の閾値を上回る輝度を有する散乱された照準ビーム光の検出は、レーザ・ベース・ユニット３０又は他の機械をトリガして、エラー又は可能性のあるエラーの指示を提供することが可能である。図１３に図示された方法の実施形態によれば、ステップ５１０において、電気信号の大きさは、所定の閾値と比較される。ステップ５１５において、電気信号が所定の閾値を超えた場合には、エラー指示が提供される。すなわち、フィードバック・ファイバー４１０からの検出された散乱光の大きさ４３５、及び／又は種々のフィードバック・ファイバー４１０の中の検出された散乱光の相対的な大きさを自動的に解析して、所定の光学部品不良基準と比較して、使用者に、可能性がある光学部品問題の種類、位置、及び／又は厳しさに関する付加的な情報を使用者に提供することが可能である。レーザ・ベース・ユニット３０のモニタ上にフィードバックディスプレイ（例えば青色）を与えて、上述された指示又はパラメータの１つ又はそれ以上を示すことが可能である。
【００３７】
本発明は、例えば、ＥＬＥＣＴＲＯＭＡＧＮＥＴＩＣ  ＲＡＤＩＡＴＩＯＮ  ＥＭＩＴＴＩＮＧ  ＴＯＯＴＨＢＲＵＳＨ  ＡＮＤ  ＤＥＮＴＩＦＲＩＳＥ  ＳＹＳＴＥＭと題する、２００５年６月６日付で出願された、米国仮特許出願第６０／６８８，１０９号、ＭＥＴＨＯＤＳ  ＦＯＲ  ＴＲＥＡＴＩＮＧ  ＥＹＥ  ＣＯＮＤＩＴＩＯＮＳと題する、２００５年６月６日付で出願された、米国仮特許出願第６０／６８７，９９１号に記載されるような視覚フィードバック実施形態（例えばカメラ）を、電磁エネルギー出力装置（例えばレーザ及び歯科用レーザ）の上に（例えば取り付けて）、又はその近傍に（例えば出力端部の上に又はその近辺に、取り付けた状態又は取り付けない状態で）、構築すること及び使用することを考慮し、ここでそのような出力装置、構築、及び使用は、全体的に又は部分的に、引用によりその内容全体をここに組み入れる、ＥＬＥＣＴＲＯＭＡＧＮＥＴＩＣ  ＥＮＥＲＧＹ  ＤＩＳＴＲＩＢＵＴＩＯＮＳ  ＦＯＲ  ＥＬＥＣＴＲＯＭＡＧＮＥＴＩＣＡＬＬＹ  ＩＮＤＵＣＥＤ  ＤＩＳＲＵＰＴＩＶＥ  ＣＵＴＴＩＮＧと題する、２００５年１月１０日付で出願された、米国特許出願第１１／０３３，０３２号、ＴＩＳＳＵＥ  ＲＥＭＯＶＥＲ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤと題する、２００５年１月１０日付で出願された、米国特許出願第１１／０３３，０４３号、ＤＵＡＬ  ＰＵＬＳＥ−ＷＩＤＴＨ  ＭＥＤＩＣＡＬ  ＬＡＳＥＲ  ＷＩＴＨ  ＰＲＥＳＥＴＳと題する、２００４年８月１２日付で出願された、米国仮特許出願第６０／６０１，４１５号、ＬＡＳＥＲ  ＨＡＮＤＰＩＥＣＥ  ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳと題する、２００４年９月１７日付で出願された、米国仮特許出願第６０／６１０，７６０号、及び、ＤＥＲＭＡＴＯＬＯＧＩＣＡＬ  ＣＵＴＴＩＮＧ  ＡＮＤ  ＡＢＬＡＴＩＮＧ  ＤＥＶＩＣＥと題する、２００１年５月２日付で出願された、米国特許出願第０９／８４８，０１０号に記載されるような、ここに記載されるか或るいは説明される、又は、互いに矛盾しない程度まで引用することによりここにその内容全体を組み入れる、当業者により記載されるか或いは説明されるものを考慮して、含まれる又は含まれ得ると認識できるいずれかの構築又は使用の関連する方法、修正、組み合わせ、置換、及び変更を含むことができる。幾つかの実施形態においては、センサは、１つ又はそれ以上の視覚フィードバック実施形態を含むことができる。視覚フィードバック実施形態は、例えば、（ａ）ハンドピース又は電磁エネルギー出力装置の出力端部に統合された形態で、（ｂ）ハンドピース又は電磁エネルギー出力装置に取り付けられた形態で、又は（ｃ）ハンドピース又は電磁エネルギー出力装置と併せた形態（例えば、取り付けない状態）で、用いることが可能であり、ここでそのようなハンドピース及び装置は、切断すること、除去すること、処置することなどを容易にすることができる。処置することは、共に引用によりその内容全体を明示的にここに組み入れる、前述された、ＭＥＴＨＯＤＳ  ＦＯＲ  ＴＲＥＡＴＩＮＧ  ＥＹＥ  ＣＯＮＤＩＴＩＯＮＳと題する、２００５年６月６日付で出願された、米国仮特許出願第６０／６８７，９９１号、及び、ＴＩＳＳＵＥ  ��ＲＥＡＴＭＥＮＴ  ＤＥＶＩＣＥ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤと題する、２００５年６月３日付で出願された、米国仮特許出願第６０／６８７，２５６号に記載されるもののような低レベルの光処置を含むことができる。
【００３８】
例えば、１つの実施形態は、特に、レーザ・ハンドピースのような電磁エネルギー放出装置の切断効果を最適化すること、監視すること、又は最大化することに役立つとすることができる。レーザ出力は、例えば、ハンドピースから標的表面の上に放出される流体（例えば、空気及び／又は水のスプレー、又は、ハンドピースの出力端部近くの水接続部及び／又はスプレー接続部からの流体粒子の霧化された分布）に向けることができる。電磁エネルギーを、標的表面上の流体粒子の霧化された分布に向けるための対応する構造体を含む装置は、例えば、前述の米国特許第５，５７４，２４７号に開示される。例えば大量のレーザ・エネルギーを、水を含むことができる流体（例えば霧化された流体粒子）に与えて、それにより流体（例えば流体粒子）を膨張させ、標的表面に分裂（例えば機械的）切断力を適用することができる。届きやすさ及び見やすさが制限される口腔治療などの治療中、（ａ）電磁エネルギーと（例えば標的表面の上の）流体との間の相互作用、及び／又は（ｂ）切断、除去、処置又は他の分裂表面の標的表面への付与の、視覚フィードバックの実施による注意深い接近した監視は、治療の質を向上させることができる。
【００３９】
特定の実施形態においては、視覚フィードバックの実施により、遠位部分又はその近傍において取得される画像（例えば作業表面画像）を送るために、遠位部分５０から近位部分２１に光を伝送するように構成された可視化光ファイバー（例えばコヒーレント・ファイバー束）を提供することが可能である。幾つかの実施形態によれば、視覚フィードバック実施形態は、遠位部分からの画像を得るか又は処理するための画像取得装置（例えばＣＣＤカメラ又はＣＭＯＳカメラ）を含むことが可能である。視覚フィードバック実施形態は、内蔵式であってもよいし、又はハンドピースに取り付けられていてもよいし（例えば取外し可能に取り付ける）、さらに、近位部分と遠位部分との間又は近位部分に対して近位に、ハンドピース上の種々の位置の上に配置してもよいし、又はこれに関連させて配置してもよい。この実施形態又はここで説明される他の実施形態のいずれかによれば、ここで説明される光ファイバーの１つ又はそれ以上、及び視覚化光ファイバーは、例えば、ハンドピース・エンベロープの外側に配列することが可能である。ここで説明される視覚フィードバック実施形態のための幾つかの用途には、歯周ポケット（例えば、診察及び処置）、歯内処置（例えば、管の視覚化）、マイクロ歯科、トンネル準備、齲蝕検出及び処置、バクテリア視覚化及び処置、一般歯科、及び、前述の米国仮特許出願第６０／６８８，１０９号に記載される空中浮遊剤及びガスの検出用途を含むことができる。
【００４０】
本発明の別の実施形態によれば、電磁放射線（例えば、青色光、白色光、赤外線、レーザ・ビーム、反射／散乱光、蛍光などの１つ又はそれ以上のいずれかの組み合わせ）は、いずれかの組み合わせにおいて、ここで説明されるファイバー（例えばフィードバック、照明、励起、処置）の１つ又はそれ以上により一方又は両方の方向に伝送することができる。出入する電磁放射ビームは、例えば１つ又はそれ以上の特徴により、近位部分又はレーザ・ベース・ユニットにおいて、波長選択式ビーム・スプリッタ（図示せず）などのビーム・スプリッタを用いて、当業者には公知の方法により分離する、すなわち分けることが可能である。
【００４１】
代表的な実施形態においては、流体出力４１５（図１２）は、ゼロ度（第１の参照点）、１２０度、及び２４０度において離間される。別の実施形態においては、６つの照明／励起ファイバー４０５と、３つのフィードバック・ファイバー４１０（図１１）とが、随意的に、９つの先端部導波管４３０（図８及び図１２）と、例えば一対一で位置合わせされ、第２のミラー４２５によりこれに結合される。例えば、９つの要素（例えば６つの照明／励起ファイバー４０５、及び３つのフィードバック・ファイバー４１０）は、ゼロ度（第１の参照点と同じであってもよいし又は異なってもよい第２の参照点）、４０度、８０度、１２０度、１６０度、２００度、２４０度、２８０度、及び３２０度において等しく離間されて配置され、次いで、９つの先端部導波管４３０が、同様に、ゼロ度、４０度、８０度、１２０度、１６０度、２００度、２４０度、２８０度、及び３２０度において等しく離間されて配置される。例えば先端部導波管４３０が、各々が２つの流体出力の間に配置される比較的密接に離間された３つの群で配列される別の実施形態においては、先端部導波管４３０は、例えば、約ゼロ度、約３５度、約７０度、約１２０度、約１５５度、約１９０度、約２４０度、約２７５度、及び約３１０度において配置することができる。１つのそのような実施形態においては、先端部導波管４３０は、同様に、約ゼロ度、約３５度、約７０度、約１２０度、約１５５度、約１９０度、約２４０度、約２７５度、及び約３１０度において配置することができる。さらに、そのような実施形態においては、流体出力は、先端部導波管の群の間の、約９５度、約２１５度、及び約３３５度において配置することができる。
【００４２】
図１０及び図１１の断面図は、代替的に（又は付加的に）、変更されることなく、放射線を第１のミラー４２５及び第２のミラー４２０へ遠位側に出力する対応する構造体を明瞭にするために、より第１のミラー４２５及び第２のミラー４２０に接近して（又は隣接して）取った、図８の断面線１０−１０’に対応することができる。照明／励起ファイバー４０５及びフィードバック・ファイバー４１０の直径は、図１０に図示されるものと異なってもよいし、又は、図１１に示されるものと同じであるか又は実質的に同じであってもよい。１つの例示的な実施形態においては、図１１の照明／励起ファイバー４０５及びフィードバック・ファイバー４１０は約１ｍｍの直径をもったプラスチックの構成物を含み、図８及び図１２の先端部導波管４３０は約０．９ｍｍの直径をもったサファイア構成物を含む。
【００４３】
ここでの開示を通じて、電磁エネルギーを用いて標的表面に影響を及ぼすハンドピースが説明された。レーザ・エネルギーを用いる歯科治療の場合には、ハンドピースは、歯などの歯の構造を処置する（例えば除去する）ためのレーザ・エネルギーを標的表面に伝送する光ファイバーと、歯の照明、硬化、美白、及び／又は診察のための光（例えば青色光）を伝送する複数の光ファイバーと、標的表面の照明を提供するための光（例えば白色光）を歯に伝送する複数の光ファイバーと、標的表面からの光を解析のためにセンサに戻すように伝送する複数の光ファイバーとを含むことが可能である。図示された実施形態においては、青色光を伝送する光ファイバーは、白色光も伝送する。ここに開示される発明の１つの態様によれば、ハンドピースは、フィードバック信号端部を有する照明管、及び、二重のミラーハンドピースを含む。
【００４４】
特定の実施形態においては、上記の実施形態の装置及び方法は、両立する程度及び／又は互いに矛盾しない程度で、上述の装置及び装置のいずれかを含む既存の技術と併せて用いるように構成し、実施することができる。本発明の譲受人に譲渡され、引用によりその内容全体をここに組み入れる、ＢｉｏＬａｓｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，  Ｉｎｃ．に譲渡された、米国特許第５，７４１，２４７号、米国特許第５，７８５，５２１号、米国特許第５，９６８，０３７号、米国特許第６，０８６，３６７号、米国特許第６，２３１，５６７号、米国特許第６，２５４，５９７号、米国特許第６，２８８，４９９号、米国特許第６，３５０，１２３号、米国特許第６，３８９，１９３号、米国特許第６，５４４，２５６号、米国特許第６，５６１，８０３号、米国特許第６，５６７，５８２号、米国特許第６，６１０，０５３号、米国特許第６，６１６，４４７号、米国特許第６，６１６，４５１号、米国特許第６，６６９，６８５号、及び米国特許第６，７４４，７９０号に記載される対応する又は関連する構造及び方法は、引用によりその全てがここに組み入れられ、こうした組み込みは、この開示に係る本発明、こうした特許、並びに、当業者の知識及び判断（ｉ）と共に作動可能、（ｉｉ）と共に作動可能になるように当業者によって修正され、及び／又は、（ｉｉｉ）のいずれかの部分と共に実施され／使用され又は組み合わされることが可能な上記の特許における対応する又は関連する構造体（及びその修正）を含む。
【００４５】
１つの実施形態は、レーザの効果（例えば切断又は除去）を調整すること、最適化すること、又は最大化することに役立つとすることができる。（例えばパワー・ファイバーからの）レーザ出力を、例えば、ハンドピースの流体出力から標的表面（例えば歯、骨、軟骨、及び軟組織）の上に放出される流体（例えば、空気及び／又は水のスプレー、又は、ハンドピースの出力端部近くの水接続部及び／又はスプレー接続部からの霧化された流体粒子の散布物）に向けることが可能である。流体出力は、例えば、米国特許出願第１１／０４２，８２４号、及び米国仮特許出願第６０／６０１，４１５号に説明されるような、パワー・ファイバーの周りに同心に配列される複数の流体出力を含むことができる。パワー・ファイバーは、例えば、処置光ファイバーを含むことができ、種々の実施形態においては、約２．６９ミクロンから約２．８０ミクロンまでの範囲内の波長、及び、約２．９４ミクロンの波長の１つ又はそれ以上を含む、電磁エネルギー源に結合することができる。特定の実施形態においては、パワー・ファイバーは、Ｅｒ：ＹＡＧレーザ、Ｅｒ：ＹＳＧＧレーザ、Ｅｒ，Ｃｒ：ＹＳＧＧレーザ、及び、ＣＴＥ：ＹＡＧレーザの１つ又はそれ以上に結合することができ、特定の場合においては、約２．７８９ミクロンの波長を有するＥｒ，Ｃｒ：ＹＳＧＧ固体レーザ、及び約２．９４０ミクロンの波長を有するＥｒ：ＹＡＧ固体レーザの一方に結合することができる。電磁エネルギーを、標的表面上の霧化流体粒子の分布に向けるための対応する構造を含む装置は、レーザ・エネルギーを流体粒子に付与して、それにより、分裂力を標的表面に適用することを説明する前述の米国特許第５，５７４，２４７号に開示される。
【００４６】
本発明は、種々の具体的な実施例及び実施形態に関して説明されたが、本発明はそれに限定されるものではなく、様々な形で実行できることを理解されたい。上記の説明を考慮した上で、当業者であれば、互いに矛盾しない程度で、開示された実施形態に対する多数の変形及び修正に気づくであろう。さらに、他の組み合わせ、省略、置換及び修正が、ここでの開示に照らせば当業者には明らかであろう。従って、本発明は、開示された実施形態によって限定されるのではなく、特許請求の範囲の請求項を参照することによって定義されることを意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の１つの例による電磁エネルギーを処置部位に伝達することができる供給システムの絵画図である。
【図２】本発明の１つの例によるコネクタの詳細を示す実施形態の絵画図である。
【図３】レーザ・ベース・ユニットに接続することができ、図２に図示されたコネクタを受容することができるモジュールの１つの実施形態の斜視図である。
【図４】図３に図示されたモジュールの実施形態の正面図である。
【図５】図４の線５−５’に沿って取られた、図４に図示されたモジュールの断面図である。
【図６】図４の線６−６’に沿って取られた、図４に図示されたモジュールの別の断面図である。
【図７】図１に示された導管の１つの実施形態の絵画図である。
【図８】本発明の例によるハンドピース先端部の部分切取図である。
【図８ａ】スプレー空気及びスプレー水のための混合チャンバを図示する、図８のハンドピース先端部の詳細絵画図である。
【図９】図７の線９−９’に沿って取られた、図７の近位端部材の断面図である。
【図１０】図８の線１０−１０’に沿って取られた、ハンドピース先端部の断面図である。
【図１１】図８の線１０−１０’に沿って取られた、ハンドピース先端部の別の実施形態の断面図である。
【図１２】図８の線１２−１２’に沿って取られた、レーザ・ハンドピース先端部の別の実施形態の断面図である。
【図１３】フィードバック光を解析して光学部品の一体性を監視する方法の実施形態を説明する流れ図である。
【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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【図７】
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【図８】
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【図８ａ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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