(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光走査プローブであって、
光導波路から光ビームを受け取るように構成されたハンドルと、
前記ハンドルの遠位端から延在しているカニューレと、
前記カニューレの遠位端に向かって前記受け取った光ビームを誘導するように構成された、部分的に前記ハンドルの内部にかつ部分的に前記カニューレの内部に配置されたファイバと、
少なくとも部分的に前記カニューレの内部に回転可能に配置され、かつ前記ファイバの近位部を収容するように構成された回転スキャナと、
前記ファイバの遠位部を偏向させるように構成された、前記回転スキャナの遠位端に移動可能に結合された偏向スキャナと、
を具備し、
前記ファイバの前記遠位部が、標的領域において前記誘導光を放出しかつ走査するように構成されている、光走査プローブ。
【請求項２】
前記回転スキャナを回転させるように構成された回転アクチュエータ
を具備し、
前記回転アクチュエータが、モータ、空気圧回転子、機械式回転子、圧電システムおよび電磁式回転子のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の走査プローブ。
【請求項３】
前記偏向スキャナが、横断スキャナ、横方向スキャナ、放射状スキャナおよび角度スキャナのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の走査プローブ。
【請求項４】
前記偏向スキャナが、横軸を中心に回転するように構成されている、請求項１に記載の走査プローブ。
【請求項５】
前記回転スキャナに前記偏向スキャナを移動可能に結合するように構成された結合器であって、ヒンジ、ピボット、可撓性カニューレ、接続カニューレ、継手およびコネクタのうちの少なくとも１つを含む結合器
を具備する、請求項１に記載の走査プローブ。
【請求項６】
前記偏向スキャナを偏向させるように構成された偏向アクチュエータ
を具備し、
前記偏向アクチュエータが、回転モータ、リニアモータ、空気圧アクチュエータ、通電可能電気コイル、圧電アクチュエータ、圧電カンチレバー、微小電気機械システム、静電アクチュエータおよびファイババンドルのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の走査プローブ。
【請求項７】
前記偏向アクチュエータが、前記偏向スキャナに結合された引張ひもを引っ張ることによって前記偏向スキャナを作動させるように構成されている、請求項６に記載の走査プローブ。
【請求項８】
前記偏向アクチュエータが、前記偏向スキャナを作動させるようにプッシュロッドを移動させることにより前記偏向スキャナを作動させるように構成されている、請求項６に記載の走査プローブ。
【請求項９】
前記偏向スキャナおよび前記偏向アクチュエータのうちの少なくとも一方が、リセット機構、戻り機構、ばね式機構、弾性カニューレ、可撓性要素、静電機構および記憶合金のうちの少なくとも１つを含む回復機構を備える、請求項６に記載の走査プローブ。
【請求項１０】
前記偏向スキャナが、前記ファイバの前記遠位部を収容するように構成され、かつ可撓性材料および記憶合金のうちの少なくとも１つを含む、遠位に屈曲したシースを備え、
前記偏向アクチュエータが、前記遠位に屈曲した可撓性シースと拘束構造との相対移動をもたらすように構成されている、請求項６に記載の走査プローブ。
【請求項１１】
前記偏向スキャナが、前記ファイバの前記遠位部を前記カニューレの光軸から最大偏向角度まで偏向させるように構成され、前記最大偏向角度が３０度、４５度、６０度および９０度のうちの１つである、請求項１に記載の走査プローブ。
【請求項１２】
前記ファイバの一部が、前記回転スキャナおよび前記偏向スキャナのうちの少なくとも一方に対して回転することができるように構成されている、請求項１に記載の走査プローブ。
【請求項１３】
前記ファイバの前記近位部が、前記回転スキャナに回転不能に取り付けられていること、および
前記ファイバの前記遠位部が、前記偏向スキャナに回転不能に取り付けられていることのうちの少なくとも一方である、請求項１に記載の走査プローブ。
【請求項１４】
前記ファイバの前記回転不能取付部分と前記光導波路との間に、ロータリジョイントが配置されている、請求項１３に記載の走査プローブ。
【請求項１５】
前記回転スキャナが、単方向および双方向のうちの少なくとも一方で回転するように構成されている、請求項１に記載の走査プローブ。
【請求項１６】
前記カニューレの遠位領域において前記ファイバの前記遠位部に対して遠位に配置された集光素子
を具備する、請求項１に記載の走査プローブ。
【請求項１７】
前記ファイバの前記遠位部が、前記集光素子の近位部に取り付けられている、
請求項１６に記載の走査プローブ。
【請求項１８】
前記プローブが、回転アクチュエータおよび偏向アクチュエータを備え、
前記プローブが、前記回転アクチュエータが作動させる回転と前記偏向アクチュエータが作動させる偏向とが意図された関係で同期するように構成されている、請求項１に記載の走査プローブ。
【請求項１９】
前記意図された関係が、
前記回転の周期が前記偏向の周期より低速であること、および
前記回転の周期が前記偏向の周期より高速であること
のうちの一方である、請求項１８に記載の走査プローブ。
【請求項２０】
前記回転の周期および前記偏向の周期のうちの少なくとも一方が、０Ｈｚ〜１０Ｈｚ、０Ｈｚ〜１００Ｈｚ、０ｋＨｚ〜１ｋＨｚ、０ｋＨｚ〜１０ｋＨｚおよび０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの範囲のうちの少なくとも１つにある、請求項１に記載の走査プローブ。
【請求項２１】
前記回転スキャナおよび前記偏向スキャナのうちの一方が、他方のスキャナが作動していないときに作動させることができる、請求項１に記載の走査プローブ。
【請求項２２】
前記プローブが、撮像標的から戻る戻り放出光を受け取るように、かつ
前記受け取った光をイメージングシステムに仕向けるように構成されている、請求項１に記載の走査プローブ。
【請求項２３】
前記走査プローブが、光コヒーレンストモグラフィシステム、外科用器具、二光子イメージングシステム、多光子イメージングシステム、蛍光イメージングシステム、走査汎網膜光凝固システムおよびビームデリバリシステムのうちの少なくとも１つの一部である、請求項１に記載の走査プローブ。
【請求項２４】
走査プローブの作動方法であって、
走査プローブが、
少なくとも部分的に、ハンドルの近位端から延在するカニューレの内部に回転可能に配置され、かつファイバの近位部を収容するように構成された回転スキャナであって、前記ファイバが、光導波路から光を受け取り、それを前記ファイバの遠位端に誘導するように構成されている、回転スキャナと、
前記回転スキャナの遠位端に移動可能に結合され、前記ファイバの遠位部を偏向させるように構成された偏向スキャナと、
を有し、
前記走査プローブが、
前記回転スキャナと前記偏向スキャナとを作動させて、前記ファイバの遠位部が直線状にまたは偏向パターンで走査されることをもたらす、
走査プローブの作動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本特許明細書は、走査プローブに関する。より正確には、本特許明細書は、２次元で走査することができる前方走査プローブに関する。
【背景技術】
【０００２】
前方走査光プローブは、撮像デバイス、診断デバイスおよび外科用デバイスを含むさまざまな用途で使用される。前方走査光プローブ、略して走査プローブは、走査プローブの遠位端で光を放出し、放出する光を、標的領域を横切って走査する。撮像用途では、これらの走査プローブはまた、標的領域から反射された光を収集し、収集した光を撮像システムに送達する。
【０００３】
走査プローブは走査機構を利用し、その例として、微小電気機械スキャナおよび圧電スキャナが挙げられる。しかしながら、直径が１ｍｍ未満の医療用エンドプローブのカニューレ内等、医療用途の走査プローブの狭い境界内でこれらの走査機構を実施することは、特に難題であることが分かった。
【０００４】
走査は、１次元（１Ｄ）ラインに沿って、または２次元（２Ｄ）パターンに沿って行うことができる。２Ｄ走査機能を達成する１つの設計としては、「対の角度の回転走査（ｐａｉｒｅｄ  ａｎｇｌｅ  ｒｏｔａｔｉｏｎ  ｓｃａｎｎｉｎｇ）」（「ＰＡＲＳ」）プローブが挙げられる。こうしたＰＡＲＳプローブは、たとえば、光コヒーレンストモグラフィ（ＯＣＴ）撮像用途に対して提案された。ＰＡＲＳプローブは、一対のアングルカットＧＲＩＮレンズを利用し、一方は外側カニューレによって回転し、他方は、外側カニューレ内に収容された内側カニューレによって反対方向に逆回転する。２つのＧＲＩＮレンズの同期した逆回転により、プローブチップの進行方向、すなわち前方で標的領域において種々の２Ｄ走査パターンに沿って、ＯＣＴプローブビームを偏向させ走査することができる。外径が１．６５ｍｍであるＰＡＲＳプローブを設計することが可能であることが分かった。しかしながら、ＰＡＲＳ設計には、以下のようにそれら自体の限界がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
１．ＰＡＲＳプローブの２つの逆回転カニューレには、困難なほどに高精度の製造が必要である。
【０００６】
２．広く使用されている走査パターンのうちのいくつかを実施することは、別の難題でもあり得る。たとえば、１Ｄ直線走査を達成するために、２つのカニューレを、反対方向に正確に同じ角速度で逆回転させなければならない。角速度のわずかな相違または不整合によって、不都合なことに、非直線走査パターンがもたらされ、通常は閉ループにもならない。
【０００７】
別の例は、たとえば新たな走査を開始するために、走査ビームを所定の点まで移動させることである。そうするには、２つのＧＲＩＮレンズが反対方向に同じ角度、同時に回転することも必要である。２つのＧＲＩＮレンズの回転が十分な高精度で同期せず、走査ビームをシフトした位置まで移動させることになる場合、その所定の点の座標のシフトを、イメージングシステムの校正のシフトによって補償する必要がある。
【０００８】
いくつかのシステムは、逆回転の精度を向上させようとしているが、それらのシステムは、通常、プローブのすでに密な空間内に追加の複雑性を持ち込む。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記難題に対処するために、この特許明細書に記載されている実施形態は、光走査プローブであって、光導波路から光ビームを受け取るように構成されたハンドルと、ハンドルの遠位端から延在しているカニューレと、カニューレの遠位端に向かって受け取った光ビームを誘導するように構成された、部分的にハンドルの内部にかつ部分的にカニューレの内部に配置されたファイバと、少なくとも部分的にカニューレの内部に回転可能に配置され、かつファイバの近位部分を収容するように構成された回転スキャナと、ファイバの遠位部を偏向させるように構成された、回転スキャナの遠位端に移動可能に結合された偏向スキャナとを備え、ファイバの遠位部が、標的領域において誘導光を放出しかつ走査するように構成されている、光走査プローブに関する。
【００１０】
別の実施形態では、走査プローブを用いる走査方法は、少なくとも部分的に、ハンドルの近位端から延在するカニューレの内部に回転可能に配置され、かつファイバの近位部を収容するように構成された回転スキャナであって、ファイバが、光導波路から光を受け取り、それをファイバの遠位端に誘導するように構成されている、回転スキャナを作動させるステップと、少なくとも部分的にカニューレ内部に移動可能に配置されかつ回転スキャナの遠位端に移動可能に結合され、ファイバの遠位部を偏向させるように構成された偏向スキャナを動作させるステップとを含み、ファイバの遠位部は、誘導光を標的領域に向かって放出するように構成され、回転スキャナおよび偏向スキャナを動作させるステップは、標的領域を横切って放出光を走査する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】眼の中に挿入されたプローブを示す。
【図２】走査プローブの実施形態を示す。
【図３】走査プローブの別の実施形態を示す。
【図４Ａ】走査プローブのいくつかのタイプの走査作動を示す。
【図４Ｂ】走査プローブのいくつかのタイプの走査作動を示す。
【図４Ｃ】走査プローブのいくつかのタイプの走査作動を示す。
【図４Ｄ】走査プローブのいくつかのタイプの走査作動を示す。
【図５Ａ−５Ｂ】走査パターンを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本明細書は、以下のように上述した問題のうちのいくつかを対処する走査プローブの実施形態について記載する。
【００１３】
１．本明細書に記載する走査プローブのいくつかの実施形態は、２つの逆回転カニューレなしに２次元走査機能を提供する。こうした実施形態は、２つの回転カニューレがあるプローブより低い精度で製造することができる。言い換えれば、記載する実施形態は、プローブを作製するための公差が低くなる。
【００１４】
２．いくつかの実施形態は、より高精度かつ信頼性の高い２Ｄ走査動作を提供する。特に、いくつかの実施形態は、２つの逆回転運動の代わりに、回転走査および直線走査から２Ｄ走査動作をもたらすことができる。したがって、これらの実施形態の動作は、２つのタイプの走査のわずかな不整合に対して影響を受けにくい。
【００１５】
３．これらの実施形態のうちのいくつかでは、１Ｄ走査モードへの切替は、自然でありかつ容易である。記載する実施形態では、回転走査を不可にすることにより、２つの逆回転走査運動を同期させる必要なしに直線走査動作が即座にもたらされる。
【００１６】
４．実施形態は、外側カニューレおよび内側カニューレの収容を必要としないため、実施形態は、より小さく、より小型のフォームファクタまたはより小さい直径で製造することができる。
【００１７】
本開示と一貫する実施形態のいくつかの態様は、２０１１年３月２２日に出願されたＭｉｃｈａｅｌ  Ｊ．  Ｐａｐａｃ、Ｍｉｃｈａｅｌ  ＹａｄｌｏｗｓｋｙおよびＪｏｈｎ  Ｈｕｃｕｌａｋによる「Ｐｎｅｕｍａｔｉｃａｌｌｙ  Ｄｒｉｖｅｎ  Ｏｐｈｔｈａｌｍｉｃ  Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｎｄｏｐｒｏｂｅ」と題する米国仮特許出願第６１／４６６，３６４号明細書に、２０１１年１月２１日に出願された、Ｍｉｃｈａｅｌ  Ｙａｄｌｏｗｓｋｙ、Ｍｉｃｈａｅｌ  Ｊ．  ＰａｐａｃおよびＪｏｈｎ  Ｈｕｃｕｌａｋｅによる、「Ｃｏｕｎｔｅｒ−ｒｏｔａｔｉｎｇ  Ｏｐｈｔｈａｌｍｉｃ  Ｓｃａｎｎｅｒ  Ｄｒｉｖｅ  Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ」と題する米国仮特許出願第６１／４３４，９４２号明細書に、２０１１年１２月１９日に出願された、Ｍｉｃｈａｅｌ  Ｙａｄｌｏｗｓｋｙ、Ｍｉｃｈａｅｌ  Ｊ．  ＰａｐａｃおよびＪｏｈｎ  Ｃ．  Ｈｕｃｕｌａｋによる「Ｒｅｃｉｐｒｏｃａｔｉｎｇ  Ｄｒｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｃａｎｎｅｒ  ｆｏｒ  Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｅｎｄｏｐｒｏｂｅｓ」と題する米国仮特許出願第６１／５７７，３７１号明細書に、かつ２０１１年１２月１９日に出願された、Ｍｉｃｈａｅｌ  Ｐａｐａｃ、Ｊｏｈｎ  ＨｕｃｕｌａｋおよびＭｉｃｈａｅｌ  Ｙａｄｌｏｗｓｋｉによる「Ｃｏｎｃｅｎｔｒｉｃ  Ｄｒｉｖｅ  Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｐｒｏｂｅ」と題する米国仮特許出願第６１／５７７，３７９号明細書に開示されている。引用した４つの特許出願のすべてが、全体として参照により本明細書に組み込まれる。
【００１８】
図１は、眼１００およびいくつかの実施形態による光走査プローブ２００の概略配置を示す。眼１００は、通常、強膜１０２、角膜１０４、前房１０６、後房１０８、および前房１０６と後房１０８との間の水晶体１１０を含む。眼１００の遠位内面は、網膜１１２を支持している。走査プローブ２００は、図示するように、強膜１０２等を通して、側部に形成された、眼１００の主光軸から離れたアクセス孔を通して挿入されることが多い。
【００１９】
プローブ２００は、外科医等の術者が把持するように形成されたハンドル２１０を含むことができる。イメージングシステム２３０からの光を誘導するように構成されている光導波路２２０に、ハンドル２１０の近位端を結合することができる。ハンドル２１０は、光導波路２２０から光ビームを受け取るように構成することができる。いくつかのハンドル２１０では、光は、ファイバ２４０によって受け取られる。ファイバ２４０は、シングルモード光ファイバでもマルチモード光ファイバでもあり得る。
【００２０】
いくつかの設計では、ハンドル２１０の遠位端からカニューレ２５０が突出することができる。ファイバ２４０を、部分的にハンドル２１０内部に、かつ部分的にカニューレ２５０内部に配置することができる。ファイバ２４０は、光導波路２２０から受け取った光ビームをカニューレ２５０の遠位端に向かって誘導することができる。
【００２１】
いくつかの走査プローブ２００は、カニューレ２５０の遠位端に集光素子２６０を含む。さらに、上述したように、イメージングシステム２３０にいくつかの走査プローブを結合することができる。イメージングシステム２３０のいくつかの実施形態は、光コヒーレンストモグラフィ（ＯＣＴ）システムを含むことができる。イメージングシステム２３０のＯＣＴ実施形態は、光源２３２によって生成された光を撮像ビームと参照ビームとに分割する。撮像ビームを、光導波路２２０およびファイバ２４０によって標的領域に誘導することができる。走査プローブ２００は、標的領域から戻る撮像光を収集することができる。戻り撮像光が、ＯＣＴイメージングシステム２３０に戻るように誘導されると、ＯＣＴプロセッサ２３４は、参照ビームと戻り撮像ビームとの間の干渉を生成し、その干渉を検出することができる。そして、ＯＣＴプロセッサ２３４は、検出した干渉に基づいて、標的領域の奥行画像を生成することができる。この奥行画像すなわちＯＣＴ画像は、撮像ビームが向けられるすべての点に対してさまざまな範囲の奥行における標的領域の画像を提供する。網膜１１２の表面等、標的領域の表面の単一点に対応するＯＣＴ画像は、Ａ−スキャンと呼ばれる。一組の標的点を通して撮像ビームを走査するイメージングシステムでは、ＯＣＴ画像は、通常Ｂ−スキャンと呼ばれる、Ａ−スキャンの組または集まりとなる。Ｂ−スキャンは、通常ＸＺ平面またはＹＺ平面において方向付けられる、標的領域の断面画像として現れ、Ｘ方向およびＹ方向は、プローブ２００の光軸に対して横切り、Ｚ軸は、プローブ２００の光軸に対して平行である。
【００２２】
これらの動作は、コントローラ２３６の制御下で行うことができ、ＯＣＴ画像を含む結果は、ユーザインタフェース２３８を通して表示することができる。
【００２３】
撮像ビームを走査しない場合、ＯＣＴイメージングシステム２３０は、Ａ−スキャンを生成するように構成される。撮像ビームを走査する場合、ＯＣＴイメージングシステムは、Ｂ−スキャンを生成することができる。走査は、外科医が手動で行うことができるが、この場合、画像の校正および画像点の実際の座標の確定に精度が不十分となる可能性がある。はるかに高い精度および校正でＯＣＴ画像を走査することは、撮像ビームを１Ｄでまたはさらには２Ｄで走査することができる走査プローブ２００によってもたらすことができる。
【００２４】
図２は、２次元（２Ｄ）で撮像ビームを走査するように構成されている走査プローブ２００の実施形態を示す。走査プローブ２００は、回転スキャナ３１０を含むことができ、それは、少なくとも部分的にカニューレ２５０内部に回転可能に配置され、ファイバ２４０のファイバ近位部３２２を収容するように構成されている。走査プローブ２００はまた、偏向スキャナ３２０も含むことができ、それは、少なくとも部分的にカニューレ２５０内部に移動可能に配置され、回転スキャナ３１０の遠位端に移動可能に結合され、ファイバ遠位部３２４を偏向させるように構成されている。ファイバ遠位部３２４は、光導波路２２０からファイバ２４０によって誘導される撮像ビームを放出するように形成されている。放出される撮像ビームは、集光素子２６０によって集束ビーム２６２に集束させることができる。
【００２５】
偏向スキャナ３２０は、ファイバ遠位部３２４を偏向させることができ、それにより、誘導された撮像光を標的領域で走査する。詳細には、偏向スキャナ３２０は、横軸を中心に回転することができ、それにより、ファイバ遠位部３２４を、横断方向または横方向に曲げるかまたは偏向させる。回転スキャナ３１０は、この横軸を回転させることができる。したがって、回転スキャナ３１０および偏向スキャナ３２０の同期した動作は、図２に示すように、回転走査および直線走査を結合することができ、したがって、標的領域において２Ｄ走査パターンに沿って撮像光を走査する。
【００２６】
いくつかの走査プローブ２００は、回転スキャナ３１０を回転させるように構成された回転アクチュエータ３３０を含むことができる。回転アクチュエータ３３０は、回転スキャナ３１０に対して回転運動すなわち回転走査を与えることができる。回転アクチュエータ３３０は、モータ、空気圧回転子、機械式回転子、圧電システムまたは電磁式回転子を含むことができる。回転アクチュエータ３３０は、たとえば、回転スキャナ１３０のカニューレを回転させる、歯車アセンブリまたはトルクケーブルによって、回転走査を与えることができる。回転スキャナ３１０の回転走査は、任意選択的な玉継手３１２によって補助することができる。
【００２７】
いくつかの走査プローブ２００では、偏向スキャナ３２０は、横断（ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ）スキャナ、横方向（ｌａｔｅｒａｌ）スキャナ、放射状（ｒａｄｉａｌ）スキャナ、角度（ａｎｇｕｌａｒ）スキャナを含むことができる。偏向スキャナ３２０は、ヒンジ、ピボット、可撓性カニューレ、接続カニューレ、継手またはコネクタを含むことができる結合器３４０によって、回転スキャナ３１０に移動可能に結合することができる。
【００２８】
走査プローブ２００は、偏向スキャナ３２０を偏向させる偏向アクチュエータ３５０を含むことができる。偏向アクチュエータ３５０は、偏向スキャナ３２０に、直線運動、直線走査または偏向走査を与えることができる。偏向アクチュエータ３５０は、回転モータ、リニアモータ、空気圧アクチュエータ、通電可能電気コイル、圧電アクチュエータ、圧電カンチレバー、微小電気機械（ＭＥＭＳ）システム、静電アクチュエータまたはファイババンドルを含むことができる。
【００２９】
図示する実施形態では、偏向アクチュエータ３５０は、偏向スキャナ３２０に対して偏向走査を与え、言い換えれば、偏向スキャナに結合された引張ひも（ｐｕｌｌ−ｌｉｎｅ）３２６を引っ張ることにより、偏向スキャナ３２０を作動させる。
【００３０】
他の実施形態では、偏向アクチュエータ３５０は、偏向スキャナを作動させるようにプッシュロッドを移動させることによって、偏向スキャナ３２０に直線運動を与えることができる。
【００３１】
いくつかの走査プローブ２００では、偏向スキャナ３２０、偏向アクチュエータ３５０または両方は、リセット機構、戻り機構、ばね式機構、弾性カニューレ、可撓性要素、静電機構または記憶合金等、回復機構３６０を備えることができる。回復機構３６０は、走査プローブ２００の光軸２０２と位置合せされている等の平衡位置または中立位置に偏向アクチュエータ３２０を回復させることにより、引張ひも３２６の作動を抑制することができる。
【００３２】
図３は、走査プローブ２００のいくつかの実施形態において、偏向スキャナ３２０が、ファイバ遠位部３２４を収容するように構成された遠位に屈曲したシースを備えていることを示す。シース３２０は、可撓性材料または記憶合金を含むことができる。これらの実施形態では、偏向アクチュエータ３５０は、偏向スキャナ／シース３２０を直線状に前後に移動させることができる。場合によっては、これは、回転スキャナ／カニューレ３１０および偏向スキャナ／シース３２０からアセンブリを形成し、このアセンブリを直線状に移動させることによって、達成することができる。これにより、カニューレ２５０等、拘束構造に対して、遠位に屈曲した可撓性シース３２０を移動させることができる。図３に示すように、前後運動が、可撓性シース３２０を強制的に上下に屈曲させ、したがって、ファイバ遠位部３２４を直線状にまたは偏向パターンで走査する。
【００３３】
図２および図３の実施形態における等、走査プローブ２００のさまざまな実施形態では、偏向スキャナ３２０は、ファイバ遠位部３２４を、カニューレ２５０の光軸２０２から最大偏向角度まで偏向させるように構成することができる。最大偏向角度は、３０度、４５度、６０度または９０度であり得る。
【００３４】
走査プローブ２００のいくつかの実施形態では、ファイバ近位部３２２またはファイバ遠位部３２４は、回転スキャナ３１０および偏向スキャナ３２０のうちの少なくとも一方に対して回転することができる。こうした実施形態により、走査中のファイバ２４０のねじれ変形を低減させるかまたは完全に回避することができる。
【００３５】
走査プローブ２００のいくつかの実施形態では、回転スキャナ３１０にファイバ近位部３２２を回転不能に取り付けることができ、または偏向スキャナ３２０にファイバ遠位部３２４を回転不能に取り付けることができる。これらの回転不能接続により、ファイバ遠位部３２４を、集光素子２６０と規定されるように位置合せした状態で維持することができ、したがって、走査プローブ２００の光学性能が向上する。同時に、ファイバ部が回転スキャナ３１０または偏向スキャナ３２０に回転不能に取り付けられるこれらの実施形態では、回転走査はファイバ２４０にトルクを与える可能性があり、それは、回転不能に取り付けられたファイバ部が、実際には、回転走査中、光導波路２２０に対して回転しているためである。このトルクを低減させるかまたはなくすため、いくつかの走査プローブ２００は、図２に示すように、回転不能に取り付けられたファイバ部と光導波路２２０との間に配置されたロータリジョイント３３２を含むことができる。
【００３６】
走査プローブ２００のいくつかの実施形態では、回転スキャナ３１０は、単方向にまたは双方向に回転することができる。双方向（前後）の回転での走査により、ファイバ２４０に対するトルクを低減させることができ、それは、ファイバ部がスキャナに回転不能に取り付けられる実施形態では有用であり得る。
【００３７】
走査プローブ２００のいくつかの実施形態では、カニューレ２５０の遠位領域のファイバ遠位部３２４に対して遠位側に配置された集光素子２６０は、屈折率分布（Ｇｒａｄｉｅｎｔ  Ｉｎｄｅｘ  ｏｆ  ｒｅｆｒａｃｔｉｏｎ）すなわちＧＲＩＮレンズを含むことができる。いくつかの実施形態では、集光素子２６０の近位部にファイバ遠位部３２４を取り付けることができる。場合によっては、これは、融着接続によって達成される。最後に、いくつかの設計では、ファイバ遠位部３２４は、集光素子２６０に取り付けられるガラススペーサまたは間隔あけ要素３２８に結合される。
【００３８】
図４Ａ〜図４Ｄは、意図された関係で、回転アクチュエータ３３０が作動させる回転または回転式走査と、偏向アクチュエータ３５０が作動させる偏向走査とを同期させることにより、走査プローブ２００が２Ｄパターン２６４に沿ってビーム２６２を走査することができることを示す。
【００３９】
図４Ａは、偏向アクチュエータ３５０が、直線走査または偏向走査を作動させず、そのため、唯一の作動が回転アクチュエータ３３０のものであり、それにより、円形走査パターン２６４に沿って集束ビーム２６２を走査する回転走査がもたらされる場合を示す。
【００４０】
図４Ｂは、回転アクチュエータ３３０が回転走査を作動させず、そのため、唯一の作動が偏向アクチュエータ３５０のものであり、それにより、線形走査パターン２６４に沿って集束ビーム２６２を走査する偏向走査がもたらされる、相補的な場合を示す。
【００４１】
図４Ｃは、最後に、回転アクチュエータ３３０が作動させる回転走査が、偏向アクチュエータ３５０が作動させる直線または偏向走査と同期する場合、ビーム２６２によって、図示するらせん状走査パターン２６４等、多種多様な２Ｄ走査パターン２６４を走査することができることを示す。
【００４２】
最後に、図４Ｄは、図４Ａ〜図４Ｃの実施形態では、偏向スキャナ３２０を部分的にカニューレ２５０の内部に配置することができるが、他の実施形態では、偏向スキャナ３２０を完全に遠位にかつカニューレ２５０の外部に配置することができることを示す。
【００４３】
図５Ａおよび図５Ｂは、２つの走査作動の間の他の形態の同期を示し、異なる走査パターン２６４がもたらされている。
【００４４】
図５Ａは、意図された関係が、回転の周期が偏向の周期より高速であるようなものである場合を示す。走査周期のこの関係により、上述したらせん状走査パターン２６４に沿ってビーム２６２が走査される。
【００４５】
図５Ｂは、意図された関係が、回転の周期が偏向の周期より低速であるようなものである場合を示す。走査周期のこの関係により、星状走査パターン２６４に沿って集束ビーム２６２が走査される。図５Ａおよび図５Ｂの上記実施形態のいずれにおいても、回転の周期および偏向の周期のうちの少なくとも一方は、０Ｈｚ〜１０Ｈｚ、０Ｈｚ〜１００Ｈｚ、０ｋＨｚ〜１ｋＨｚ、０ｋＨｚ〜１０ｋＨｚおよび０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの範囲のうちの少なくとも１つであり得る。
【００４６】
これらの範囲の各々には、さまざまな用途に対してそれ自体の利点があり得る。これらの用途としては、走査プローブ２００が、光コヒーレンストモグラフィイメージングシステム、外科器具、二光子イメージングシステム、多光子イメージングシステム、蛍光イメージングシステム、走査汎網膜光凝固システムまたはビームデリバリシステムの一部であることを含む。
【００４７】
いくつかの実施形態では、走査プローブ２００が、ＯＣＴイメージングシステム２３０の一部であるかまたはそれに結合されている場合、走査プローブ２００は、撮像標的領域から戻る、戻り放出光を受け取り、受け取った光をＯＣＴイメージングシステム２３０に仕向けることができる。
【００４８】
いくつかの実施形態では、走査プローブを用いる走査方法は、（ａ）少なくとも部分的に、ハンドルの近位端から延在するカニューレの内部に回転可能に配置され、かつファイバの近位部を収容するように構成された回転スキャナであって、ファイバが、光導波路から光を受け取り、それをファイバの遠位端に誘導するように構成されている、回転スキャナを作動させるステップと、（ｂ）回転スキャナの遠位端に移動可能に結合され、ファイバの遠位部を偏向させるように構成された偏向スキャナを動作させるステップとを含むことができる。ここで、ファイバの遠位部は、誘導光を標的領域に向かって放出するように構成することができ、回転スキャナおよび偏向スキャナを動作させるステップは、標的領域を横切って放出光を走査する。
【００４９】
本明細書は多くの詳細を含むが、これらは、本発明のすなわち請求することができるものの範囲に対する限定として解釈されるべきではなく、本発明の特定の実施形態に対して具体的な特徴の記述として解釈されるべきである。別個の実施形態に関して本明細書に記載されるいくつかの特徴はまた、単一の実施形態において組み合わせて実施することも可能である。逆に、単一の実施形態に関して記載されるさまざまな特徴はまた、複数の実施形態で別個に、または任意の好適なサブコンビネーションで実施することも可能である。さらに、特徴をいくつかの実施形態において作用するように上述しており、さらにはそのように最初に請求している場合があるが、請求される組合せからの１つまたは複数の特徴を、場合によっては、その組合せから削除することができ、請求される組合せは、サブコンビネーションまたはサブコンビネーションの変形を対象とすることができる。
本明細書に開示される発明は以下の態様を含む。
〔態様１〕
光走査プローブであって、
光導波路から光ビームを受け取るように構成されたハンドルと、
前記ハンドルの遠位端から延在しているカニューレと、
前記カニューレの遠位端に向かって前記受け取った光ビームを誘導するように構成された、部分的に前記ハンドルの内部にかつ部分的に前記カニューレの内部に配置されたファイバと、
少なくとも部分的に前記カニューレの内部に回転可能に配置され、かつ前記ファイバの近位部分を収容するように構成された回転スキャナと、
前記ファイバの遠位部を偏向させるように構成された、前記回転スキャナの遠位端に移動可能に結合された偏向スキャナと、
を具備し、
前記ファイバの前記遠位部が、標的領域において前記誘導光を放出しかつ走査するように構成されている、光走査プローブ。
〔態様２〕
前記回転スキャナを回転させるように構成された回転アクチュエータ
を具備し、
前記回転アクチュエータが、モータ、空気圧回転子、機械式回転子、圧電システムおよび電磁式回転子のうちの少なくとも１つを含む、態様１に記載の走査プローブ。
〔態様３〕
前記偏向スキャナが、横断スキャナ、横方向スキャナ、放射状スキャナおよび角度スキャナのうちの少なくとも１つを含む、態様１に記載の走査プローブ。
〔態様４〕
前記偏向スキャナが、横軸を中心に回転するように構成されている、態様１に記載の走査プローブ。
〔態様５〕
前記回転スキャナに前記偏向スキャナを移動可能に結合するように構成された結合器であって、ヒンジ、ピボット、可撓性カニューレ、接続カニューレ、継手およびコネクタのうちの少なくとも１つを含む結合器
を具備する、態様１に記載の走査プローブ。
〔態様６〕
前記偏向スキャナを偏向させるように構成された偏向アクチュエータ
を具備し、
前記偏向アクチュエータが、回転モータ、リニアモータ、空気圧アクチュエータ、通電可能電気コイル、圧電アクチュエータ、圧電カンチレバー、微小電気機械システム、静電アクチュエータおよびファイババンドルのうちの少なくとも１つを含む、態様１に記載の走査プローブ。
〔態様７〕
前記偏向アクチュエータが、前記偏向スキャナに結合された引張ひもを引っ張ることによって前記偏向スキャナを作動させるように構成されている、態様６に記載の走査プローブ。
〔態様８〕
前記偏向アクチュエータが、前記偏向スキャナを作動させるようにプッシュロッドを移動させることにより前記偏向スキャナを作動させるように構成されている、態様６に記載の走査プローブ。
〔態様９〕
前記偏向スキャナおよび前記偏向アクチュエータのうちの少なくとも一方が、リセット機構、戻り機構、ばね式機構、弾性カニューレ、可撓性要素、静電機構および記憶合金のうちの少なくとも１つを含む回復機構を備える、態様６に記載の走査プローブ。
〔態様１０〕
前記偏向スキャナが、前記ファイバの前記遠位部分を収容するように構成され、かつ可撓性材料および記憶合金のうちの少なくとも１つを含む、遠位に屈曲したシースを備え、
前記偏向アクチュエータが、前記遠位に屈曲した可撓性シースと拘束構造との相対移動をもたらすように構成されている、態様６に記載の走査プローブ。
〔態様１１〕
前記偏向スキャナが、前記ファイバの前記遠位部を前記カニューレの光軸から最大偏向角度まで偏向させるように構成され、前記最大偏向角度が３０度、４５度、６０度および９０度のうちの１つである、態様１に記載の走査プローブ。
〔態様１２〕
前記ファイバの一部が、前記回転スキャナおよび前記偏向スキャナのうちの少なくとも一方に対して回転することができるように構成されている、態様１に記載の走査プローブ。
〔態様１３〕
前記ファイバの前記近位部が、前記回転スキャナに回転不能に取り付けられていること、および
前記ファイバの前記遠位部が、前記偏向スキャナに回転不能に取り付けられていることのうちの少なくとも一方である、態様１に記載の走査プローブ。
〔態様１４〕
前記ファイバの前記回転不能取付部分と前記光導波路との間に、ロータリジョイントが配置されている、態様１３に記載の走査プローブ。
〔態様１５〕
前記回転スキャナが、単方向および双方向のうちの少なくとも一方で回転するように構成されている、態様１に記載の走査プローブ。
〔態様１６〕
前記カニューレの遠位領域において前記ファイバの前記遠位部に対して遠位に配置された集光素子
を具備する、態様１に記載の走査プローブ。
〔態様１７〕
前記ファイバの前記遠位部が、前記集光素子の近位部に取り付けられている、
態様１６に記載の走査プローブ。
〔態様１８〕
前記プローブが、回転アクチュエータおよび偏向アクチュエータを備え、
前記プローブが、前記回転アクチュエータが作動させる回転と前記偏向アクチュエータが作動させる偏向とが意図された関係で同期するように構成されている、態様１に記載の走査プローブ。
〔態様１９〕
前記意図された関係が、
前記回転の周期が前記偏向の周期より低速であること、および
前記回転の周期が前記偏向の周期より高速であること
のうちの一方である、態様１８に記載の走査プローブ。
〔態様２０〕
前記回転の周期および前記偏向の周期のうちの少なくとも一方が、０Ｈｚ〜１０Ｈｚ、０Ｈｚ〜１００Ｈｚ、０ｋＨｚ〜１ｋＨｚ、０ｋＨｚ〜１０ｋＨｚおよび０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの範囲のうちの少なくとも１つにある、態様１に記載の走査プローブ。
〔態様２１〕
前記回転スキャナおよび前記偏向スキャナのうちの一方が、他方のスキャナが作動していないときに作動させることができる、態様１に記載の走査プローブ。
〔態様２２〕
前記プローブが２つの逆回転スキャナを含まない、態様１に記載の走査プローブ。
〔態様２３〕
前記プローブが、撮像標的から戻る戻り放出光を受け取るように、かつ
前記戻り光をイメージングシステムに仕向けるように構成されている、態様１に記載の走査プローブ。
〔態様２４〕
前記走査プローブが、光コヒーレンストモグラフィシステム、外科用器具、二光子イメージングシステム、多光子イメージングシステム、蛍光イメージングシステム、走査汎網膜光凝固システムおよびビームデリバリシステムのうちの少なくとも１つの一部である、態様１に記載の走査プローブ。
〔態様２５〕
走査プローブで走査する方法であって、
少なくとも部分的に、ハンドルの近位端から延在するカニューレの内部に回転可能に配置され、かつファイバの近位部を収容するように構成された回転スキャナであって、前記ファイバが、光導波路から光を受け取り、それを前記ファイバの遠位端に誘導するように構成されている、回転スキャナを作動させるステップと、
前記回転スキャナの遠位端に移動可能に結合され、前記ファイバの遠位部を偏向させるように構成された偏向スキャナを動作させるステップであって、前記ファイバの前記遠位部が前記誘導光を標的領域に向かって放出するように構成される、ステップと、
を含み、
前記回転スキャナおよび前記偏向スキャナを動作させるステップが、前記標的領域を横切って前記放出光を走査する、方法。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５Ａ−５Ｂ】
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