(57)【要約】【課題】  患者の皮膚を穿孔する際の保健看護従事者や公衆の感染を防止し、また、患者の緊張や不安を軽減する。【解決手段】  この発明は、血液を採取する目的あるいは薬剤を投与する目的で、皮膚に穴をあけるための方法および装置を提供する。装置は、適切な波長で、患者の皮膚を穿孔するために特別に焦点が合わされたレーザビームを創り出すレーザ装置を含んでいる。随意的には、穿孔された組織からの血液を収集するために、容器を装置に組み込むことができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
皮膚に穴をあけるためのレーザ穿孔装置であって、
ａ）  ２ミクロンと７ミクロンの間の波長でビームを発するレーザ発振素子と；ｂ）  電源と；
ｃ）  電源につながれた高電圧パルス生成回路網と；
ｄ）  パルス生成回路網につながれ、レーザ発振素子を励起するための手段と；ｅ）  レーザキャビティと；
ｆ）  上記レーザ発振素子からのビームを、レーザ発振素子から少なくとも１０ｍｍの距離で、ビームの焦点において長円状の少なくとも一つのビームに焦点を合わせる手段と
を含む装置。
【請求項２】
創り出されたレーザ放射エネルギは、皮膚が組織に対して示す吸収係数１０−１０,０００ｃｍ−１の波長のものである、請求項１の装置。
【請求項３】
レーザ発振素子は、Ｅｒ：ＹＡＧ，パルス状にされたＣＯ２，Ｈｏ：ＹＡＧ，Ｅｒ：ＹＡＰ，Ｅｒ／Ｃｒ：ＹＳＧＧ，Ｈｏ：ＹＳＧＧ，Ｅｒ：ＧＧＳＧ，Ｅｒ：ＹＬＦ，Ｔｍ：ＹＡＧ，Ｈｏ：ＹＡＧ，Ｈｏ／Ｎｄ：ＹＡｌＯ３，コバルト：ＭｇＦ２，ＨＦ化学物質，ＤＦ化学物質，炭素一酸化物，ディープＵＶ（ｄｅｅｐ  ＵＶ）レーザ，ダイオードレーザ，および周波数が３倍にされたＮｄ：ＹＡＧから成るグループから選ばれる、請求項１の装置。
【請求項４】
レーザ波長が、２.９ミクロンと３.０ミクロンの間である、請求項１の装置。
【請求項５】
レーザ発振素子が、Ｅｒ：ＹＡＧレーザロッドである、請求項４の装置。
【請求項６】
さらに、高電圧パルス生成回路網と電源との間にインターロックスイッチを備え、レーザは、インターロックが解除されない限り、放出できない、請求項１の装置。
【請求項７】
ビームを完全に取り囲むアプリケータを有し、該アプリケータは、穿孔されるべき皮膚をレーザの焦点に位置させる、請求項１の装置。
【請求項８】
アプリケータは、加熱されたアプリケータである、請求項７の装置。
【請求項９】
加熱されたアプリケータは、熱電ヒータを有する、請求項８の装置。
【請求項１０】
アプリケータは、ビームダンプを備えている、請求項７の装置。
【請求項１１】
アプリケータは、指先の出入り口を備えている、請求項７の装置。
【請求項１２】
さらに、レーザロッドを励起するための手段を電気的に非接続状態にできるインターロックを備えている、請求項７の装置。
【請求項１３】
インターロックは、アプリケータを押し下げることによって作動する、バネで付勢されたインターロックである、請求項１２の装置。
【請求項１４】
穿孔されるべき皮膚は、アプリケータが押し下げられ、バネで付勢されたインターロックを解除したとき、レーザの焦点に位置させられている、請求項１３の装置。
【請求項１５】
電源が、充電式のバッテリパックである、請求項１の装置。
【請求項１６】
レーザ発振材料を励起する手段は、フラッシュランプとダイオードレーザから選定される、請求項１の装置。
【請求項１７】
ダイオードレーザはレーザ発振材料の前方にあり、ダイオードレーザからのレーザビームは、コリメーティングレンズ（ｃｏｌｌｉｍａｔｉｎｇ  ｌｅｎｓ）を通して、レーザ発振材料上に焦点が合わされる、請求項１６の装置。
【請求項１８】
ビームスプリッタは、一組の部分的に銀メッキされたミラー，一組の二色ミラー，および一組のビーム分割プリズムから選ばれる、請求項５９の装置。
【請求項１９】
さらに、穿孔箇所側に位置し、それを通してレーザビームが通過する容器を備えている、請求項１の装置。
【請求項２０】
容器が体液を収集する、請求項１９の装置。
【請求項２１】
容器が、除去された組織を収集する、請求項１９の装置。
【請求項２２】
容器が真空部を含む、請求項２０の装置。
【請求項２３】
容器が、さらに、穿孔箇所の形状に順応し、穿孔箇所に近接したプラグを備えている、請求項１９の装置。
【請求項２４】
プラグが、容器内において真空を維持する、請求項２３の装置。
【請求項２５】
プラグが、ガスを通さない材料で形成されている、請求項２３の装置。
【請求項２６】
プラグがゴムで形成されている、請求項２３の装置。
【請求項２７】
プラグが、プラグ穿孔中心部を含んでいる、請求項２３の装置。
【請求項２８】
プラグ穿孔中心部は、約１００から５００ミクロンの範囲の厚さのゴムで形成されている、請求項２７の装置。
【請求項２９】
容器は、レーザビームの入り口を備えている、請求項１９の装置。
【請求項３０】
レーザビームの入り口は、レーザビームの通り道に位置する窓であり、該窓はレーザビームに対して透過性を有している、請求項２９の装置。
【請求項３１】
窓は、赤外線透過材料を含んでいる、請求項３０の装置。
【請求項３２】
窓は、水晶，岩塩，ゲルマニウム，およびポリエチレンからなるグループから選定された材料で形成されている、請求項２９の装置。
【請求項３３】
レーザビームの入り口は、レーザビームの通り道に位置させられた穴である、請求項２９の装置。
【請求項３４】
容器は、凝固を防止する化学物質で覆われている、請求項１９の装置。
【請求項３５】
凝固を防止する化学物質は、ソディウムヘパリン（ｓｏｄｉｕｍ  ｈｅｐａｒｉｎ）とクエン酸ナトリウムから選ばれる、請求項３４の装置。
【請求項３６】
容器は、防腐剤で覆われている、請求項１９の装置。
【請求項３７】
防腐剤は、エチレンジアミン四酢酸（Ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅｔｅｔｒａａｃｅｔｉｃ  Ａｃｉｄ）と安息香酸ナトリウムから選ばれる、請求項３６の装置。
【請求項３８】
皮膚に穴をあけるためのレーザ穿孔装置であって、
ａ）  ２ミクロンと７ミクロンの間の波長でビームを発するレーザ発振素子と；ｂ）  上記レーザ発振素子からのビームを、患者の組織に、幅が０.０５ｍｍと０.５ｍｍの間で、長さが２.５ｍｍに等しいか又は小さいスリットを創り出すことができる長円状に焦点を合わせる手段と
を含む装置。
【請求項３９】
皮膚に穴をあけるためのレーザ穿孔装置であって、
ａ）  ２ミクロンと７ミクロンの間の波長でビームを発するレーザ発振素子と；ｂ）  装置から発する多重ビームを創り出すために配置されたビームスプリッタと；
ｃ）  各ビームを、レーザ発振素子から少なくとも１０ｍｍの距離で、その閉じられた円錐曲線の一つの軸が各ビームの焦点において１ミリメートル以下である閉じられた円錐曲線状に焦点を合わせる手段と
を含む装置。
【請求項４０】
鋭く尖った物体を用いることなく皮膚を穿孔する方法であって、
ａ）  少なくとも角質層と同程度の深さで、最大でも毛細血管床と同程度の深さの穴をあけるために、皮膚の表面に十分なエネルギ密度をもったレーザビームの焦点を長円状に合わせるステップと；
ｂ）  ０.０５ｍｍと０.５ｍｍの間の幅と、２.５ｍｍに等しいか又は小さい長さを有する、少なくとも一つの穴をあけるステップと
を含む方法。
【請求項４１】
レーザビームは、２−７ミクロンの波長を有している、請求項４０の方法。
【請求項４２】
レーザビームは、Ｅｒ：ＹＡＧ，パルス状にされたＣＯ２，Ｈｏ：ＹＡＧ，Ｅｒ：ＹＡＰ，Ｅｒ／Ｃｒ：ＹＳＧＧ，Ｈｏ：ＹＳＧＧ，Ｅｒ：ＧＧＳＧ，Ｅｒ：ＹＬＦ，Ｔｍ：ＹＡＧ，Ｈｏ：ＹＡＧ，Ｈｏ／Ｎｄ：ＹＡｌＯ３，コバルト：ＭｇＦ２，ＨＦ化学物質，ＤＦ化学物質，炭素一酸化物，ディープＵＶ（ｄｅｅｐ  ＵＶ）レーザ，ダイオードレーザおよび周波数が３倍にされたＮｄ：ＹＡＧレーザから成るグループから選ばれたレーザによって放出される、請求項４１の方法。
【請求項４３】
レーザビームは、２.９４ミクロンの波長を有している、請求項４１の方法。
【請求項４４】
レーザビームは、Ｅｒ：ＹＡＧレーザにより放出される、請求項４１の方法。
【請求項４５】
皮膚上でのレーザビームのエネルギ密度が、１０−１００,０００Ｊ／ｃｍ２である、請求項４０の方法。
【請求項４６】
血液を採取するために、鋭く尖った物体を用いることなく皮膚を穿孔する方法であって、
ａ）  少なくとも毛細血管床と同程度の深さの穴をあけるために、皮膚の表面に十分なエネルギフルーエンスをもったレーザビームの焦点を合わせるステップと；
ｂ）  長円状で０.０５ｍｍと０.５ｍｍの間の幅と、２.５ｍｍに等しいか又は小さい長さを有する、少なくとも一つの穴をあけるステップと
を含む方法。
【請求項４７】
血液は、穿孔箇所に近接して配置され、それを通してレーザビームが通過する容器内に収集される、請求項４６の方法。
【請求項４８】
皮膚を通して薬剤を送出する目的のために、鋭く尖った物体を用いることなく皮膚を穿孔する方法であって、
ａ）  少なくとも角質層と同程度の深さであるが毛細血管床ほど深くない穴をあけるために、皮膚の表面に十分なエネルギフルーエンスをもったレーザビームの焦点を合わせるステップと；
ｂ）  一つ以上の穴を同時にあけるステップと
を含む方法。
【請求項４９】
薬剤は、麻酔剤，免疫抗原およびアレルゲン（ａｌｌｅｒｇｅｎ）から選ばれる、請求項４８の方法。
【請求項５０】
薬剤は、病気の治療のためのものである、請求項４８の方法。
【請求項５１】
薬剤は、穴の上に貼られる絆創膏で適用される、請求項４８の方法。
【請求項５２】
多数の穴は、皮膚上に同時に焦点を合わせる多重ビームを創り出すビームスプリッタを用いてあけられる、請求項４８の方法。
【請求項５３】
多数の穴は、皮膚の表面上の異なる位置で連続してビームの焦点を合わせるために、ビームの角度を変化させるアコースト−オプティックモジュレータ（ａｃｏｕｓｔｏ−ｏｐｔｉｃ  ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）を用いてあけられる、請求項４８の方法。
【請求項５４】
レンズの組み合わせの焦点において、ビームの一方の軸は０.０５ｍｍと０.５ｍｍの間にあり、ビームの他方の軸は２.５ｍｍよりも小さいか又は等しい、請求項１の装置。
【請求項５５】
ビームの一方の軸は約０.２ｍｍあり、ビームの他方の軸は約１.０ｍｍある、請求項５４の装置。
【請求項５６】
各穴は、直径が０．１−１．０ｍｍの円形である、請求項４８の方法。
【請求項５７】
各穴は、一方の軸が０．０５−０．５ｍｍあり、他方の軸が２．５ｍｍよりも小さいか又は等しい長円形である請求項４８の方法。
【請求項５８】
薬剤は、病気の診断のためのものである、請求項４８の方法。
【請求項５９】
皮膚に穴をあけるためのレーザ穿孔装置であって、
ａ）  ２ミクロンと７ミクロンの間の波長でビームを発するレーザ発振素子と；ｂ）  電源と；
ｃ）  電源につながれた高電圧パルス生成回路網と；
ｄ）  パルス生成回路網につながれ、レーザ発振素子を励起するための手段と；
ｅ）  レーザキャビティと；
ｆ）  装置から同時に発する多重ビームを創り出すために配置されたビームスプリッタと；
ｇ）  各ビームを、レーザ発振素子から少なくとも１０ｍｍの距離で、その閉じられた円錐曲線の一つの軸が各ビームの焦点において１ミリメートル以下である閉じられた円錐曲線状の少なくとも一つのビームに焦点を合わせる手段と
を含む装置。
【請求項６０】
皮膚に穴をあけるためのレーザ穿孔装置であって、
ａ）  ２ミクロンと７ミクロンの間の波長でビームを発するレーザ発振素子と；ｂ）  電源と；
ｃ）  電源につながれた高電圧パルス生成回路網と；
ｄ）  パルス生成回路網につながれ、レーザ発振素子を励起するための手段と；
ｅ）  レーザキャビティと；
ｆ）  レーザキャビティの外側に位置し、皮膚上に異なる穿孔箇所を創り出すために、ビームを異なる角度で連続して屈折させるアコースト−オプティックモジュレータ（ａｃｏｕｓｔｏ−ｏｐｔｉｃ  ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）と
を含む装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、レーザ医療機器の分野におけるもので、特に、レーザ穿孔装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この出願は、１９９２年１０月２８日に手続された、米国出願番号０７／９６８，８６２号の一部継続出願である。
患者から少量の血液を採取するための伝統的な方法は、金属製のランセット（ｌａｎｃｅｔ）や針のような鋭く尖った器具を用いての皮膚の機械的な穿孔を利用している。
【０００３】
ところで、レーザは、近年、さまざまの手術方法における非常に能率的で精密な道具として使用されてきた。可能性のある新しいレーザ放射源の中で、医療用には希土類元素が重要である。これらの中で、最も期待できるのは、エルビウム(erbium)(Ｅr)イオンでドープ(ｄｏｐｅ)処理されたＹＡＧ(イットリウム(yttrium),アルミニウム(aluminum),ガーネット(garnet)）結晶体である。この結晶体を用いれば、水分によって強く吸収される波長(２.９４ミクロン)で、電磁エネルギを放出するように構成されたエルビウム−ＹＡＧ(Ｅr:ＹＡＧ)レーザ光を形成することが可能である。大部分が水分で構成された組織が、この波長もしくはこれに近い波長で、放射線で照射されると、組織は急速に加熱される。もし、放射線の強さが十分であれば、加熱は、組織の蒸発を生じさせるに十分なほど急激になる。Ｅr：ＹＡＧレーザの幾つかの医療的な利用は、歯科，婦人科および眼科の保健看護学科で示されてきた。例えば、非特許文献１及び非特許文献２を参照されたい。
【非特許文献１】ボグダサロフ（Ｂｏｇｄａｓａｒｏｖ），Ｂ．Ｖ，等、「固い組織および柔らかい組織に対するＹＡＧ：Ｅｒレーザの効果」１９８７年，モスクワ（Ｍｏｓｃｏｗ），一般物理学学会，予稿２６６
【非特許文献２】ボルシャコフ（Ｂｏｌ’ｓｈａｋｏｖ），Ｅ．Ｎ．等、「ＹＡＧ：Ｅｒレーザの歯科への適用に対する実験的背景」、レーザと医学（１９８９年），ＳＰＩＥ １３５３：１６０−１６９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述のように、患者から少量の血液を採取するための伝統的な方法は、金属製のランセットや針のような鋭く尖った器具を用いての皮膚の機械的な穿孔を利用しているが、この手法は多くの欠点を有しており、そのうちの二つは、皮膚を穿孔するのに用いられた器具での保健看護従事者や公衆の広範な感染と、生物学的に危険な廃棄物の高くつく取り扱いと処理である。
【０００５】
皮膚が金属製のランセットや針のような鋭く尖った器具で穿孔されたとき、患者の血液および／または生体組織で汚染した"鋭く尖った物"という形で、生物学的な廃棄物が作り出される。もし、患者が、例えば、後天性免疫不全症候群(ＡＩＤＳ)を引き起こす人免疫不全ヴィルス(ＨＩＶ)，肝炎ヴィルス，あるいは他の病気の病因学的な物質など、ブラッドボーン（ｂｌｏｏｄ−ｂｏｒｎ）物質に少しでも感染している場合には、汚染した鋭く尖った物は、それに接触するかもしれない他人に対して深刻な脅威をもたらし得る。汚染された鋭く尖った物で偶発的に突き刺された医療従事者のＨＩＶ感染については、文書で報告された多くの例がある。
【０００６】
鋭く尖った物の処理もまた大きな問題である。汚染物質の処理は、医療施設のような最終需要家に、論理面と財務面の両方の負担をもたらしている。１９８０年代には、不適切に処理された生物学的な廃棄物が公共の海岸に打ち上げられる、非常に数多くの事例が発生した。静脈内注射の薬の使用者のような他人が、不適切に処理された針を手に入れる可能性もまた問題である。
【０００７】
血液を採取する目的で、鋭く尖った器具によって突き刺される伝統的な方法には、更なる欠点が存在する。十分な血液が得られるまでには、突き刺す行為が繰り返されなければならないことが、しばしばある。このことは、患者に著しい緊張と不安を引き起こし得る。
血液採取のために皮膚に穴をあける現在の方法は、明らかに、重大で本来的な諸問題を有している。これらの問題は、手順の中で鋭く尖った器具が用いられることに起因している。このように、鋭く尖った器具を用いないで皮膚に穴をあける技術に対する必要性が存在している。この方法は、汚染された器具の処理を不要にし、そして、交差感染の危険を減少させるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、患者の皮膚に孔をあけるのにレーザビームを利用している。穿孔は、レーザにより放出された電磁エネルギの焦点を合わせたパルスで皮膚の表面を照射することによって引き起こされる。以下の照射パラメータ：波長，エネルギフルエンス（ｆｌｕｅｎｃｅ）（パルスのエネルギを照射される面積で割ることにより決定される），パルス時間幅および照射部分の大きさ、を思慮深く選択することにより、健全な近位の組織に対して臨床的に問題となる損傷を引き起こすことなく、皮膚に、非常に精密に選択可能な深さまで孔をあけることが可能である。
【０００９】
組織に孔をあける目的のために小さい部分に焦点が合わされた、パルス状のレーザビームを放出する装置が提供される。レーザの出力を調節することにより、穿孔の深さ，幅および長さが、その穿孔が要求される目的に適合するように制御され得る。この方法は、毛細血管床に入り込み、従って、種々の目的のために血液の採取を許容する、小さくて比較的浅い穴を皮膚に作り出すのに用いることができる。レーザ穿孔に先立って血流を増加させるために、随意的に、組織予熱装置が付け加えられる。危険な操作や偶発的なレーザ照射を防止するために、安全のためのインターロック（ｉｎｔｅｒｌｏｃｋ）が装置内に有益に組み込まれている。
【００１０】
この装置は、更に、一つの容器を含むように部分的に変更され得る。かかる容器は、（１）血液と血清を収集する際の効率を高めるため、（２）レーザビームが患者の組織を穿孔するときに生じる騒音を低減するため、そして、（３）除去された組織を収集するために、付加され得る。上記容器は、血液と血清の収集を促進するために、随意的に、吸引される。ある一つの実施例においては、上記容器は、除去された組織のみを収集する。レーザビームの患者の皮膚との相互作用から生じる騒音は、患者に不安を覚えさせるかもしれない。上記の随意的な容器は騒音の大きさを減少させ、従って、患者の不安と緊張を緩和する。上記容器は、また、交差汚染の危険を最小限に止め、そして、収集された試料の無菌状態を保証する。この発明の装置における容器の配置は、容器が、穴をあけられつつある組織をレーザビームによる穴あけの時点で覆い、そして、それ故、穴あけが起こっているときに、血液試料および／または除去された組織を収集することができる点において、他に例のないものである。
【００１１】
この発明は、また、出血に至ることのないように患者の皮膚に穴をあける手段を提供する。創り出された穴は、角質層、あるいは、角質層と表皮の両方を貫通する。このことは、皮膚を通しての薬の投与を許容する。こういうやり方で薬剤を投与することには、幾つかの利点があり、例えば：外来患者に対して、薬剤は長期間に渡って投与され続けることができ、そして、皮膚への侵入が遅いか又はできない薬剤にとっては、薬剤の送出の速度および／または効率が高められる。その上、この送出方法は、そうでなければ注射されることが必要とされると思われる薬剤に対して、代わりの送出ルートを与える。
【００１２】
この発明は、鋭く尖った物の使用を回避している。汚染された鋭く尖った物が無いことは、保健看護従事者，患者，および、偶然によってであれ必然的にであれ、鋭く尖った物に接触するかも知れない者であれば誰にとっても、偶発的なけがの危険およびそれに付随する危険を排除するであろう。
鋭く尖った物が無いことは、また、生物学的に危険な廃棄物の処理に対する要求を排除する。このように、この発明は、環境学的に健全な皮膚の穿孔方法を提供する。
【００１３】
この発明に係る装置は、使用するのに何等特別な技量は必要でない。それは、小型で軽量で、そして、充電可能な電池で使用することができる。この携帯性と使い易さは、例えば、病室，診療所，あるいは家庭など、様々の環境における装置の実用を可能にしている。
この装置に組み込まれた安全面での特徴は、装置のオペレータ，患者，あるいは、誰であれ、装置が使用されているときにその周辺いる他の者により、何等かの特別な安全用のアイウエアー（ｅｙｅｗｅａｒ）が装着されることを必要としない。このことは、かかる特別な保護を必要とする従来のレーザ装置に対して、著しい改善点である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
この発明は、添付図面を参照することによって、当業者により、より十分に理解され、そして、その利点が認識され得る。
この発明は、血液のサンプリングか薬剤の投与のために皮膚に穿孔する方法および装置を提供する。上記装置は、患者の皮膚に小さな穴をあけるために、はっきり限定して焦点を合わせた、そして、適切な波長、好ましくは、２から７ミクロン（ｍｉｃｒｏｎｓ）の波長でレーザ光を発するレーザビームを用いている。上記レーザビームは、直径が約０.１−１ミリメートル（ｍｍ）で、１０−１００,０００ジュール（Ｊ）／ｃｍ２の範囲のエネルギフルエンス（ｅｎｅｒｇｙ  ｆｌｕｅｎｃｅ）を有する照射部分を皮膚に創り出すために、レンズで焦点が合わされている。上記部分は、随意的に、０.０５−０.５ミリメートルの幅と２.5ミリメートルまでの長さを有するスリット(ｓｌｉｔ)状に形成され得る。
【００１５】
［装置］
各図に示されるように、上記装置は、随意的に、安全のための電力インターロックスイッチ（ｉｎｔｅｒｌｏｃｋ  ｓｗｉｔｃｈ）１４を有する、標準的な電力供給源１０か、あるいは、随意的に充電式のバッテリパック（ｂａｔｔｅｒｙ  ｐａｃｋ）１２であり得る電力接続部と；高電圧パルス生成回路網１６と；レーザロッド２０、好ましくは、Ｅｒ：ＹＡＧを包含したレーザポンプキャビティ（ｌａｓｅｒ  ｐｕｍｐ−ｃａｖｉｔｙ）１８と；上記レーザロッドを励起する手段、好ましくは、上記レーザポンプキャビティ内に支持されたフラッシュランプ（ｆｌｕｓｈｌａｍｐ）２２と；レーザロッドの後方に位置する高反射率のミラー（ｍｉｒｒｏｒ）２４とレーザ棒の前方に位置する出力側カップリングミラー（ｃｏｕｐｌｉｎｇ  ｍｉｒｒｏｒ）２６とで成る光学共振装置と；出力側カップリングミラーの向こうに位置する光透過焦点レンズ２８と；随意的には、出力側カップリングミラーとトランスミッティング焦点レンズの間に位置する２番目の焦点円柱レンズと；随意的に例えば熱電ヒータ３２で加熱され、レーザハウジング３４に取り付けられて問題の皮膚をレーザビームの焦点の位置に位置させるためのアプリケータ（ａｐｐｌｉｃａｔｏｒ）３０と；上記アプリケータと電力供給源との間に位置するインターロック３６と；そして、随意的には、指先の出入り口４０を有するアプリケータに取り付けられたビームダンプ（ｂｅａｍ  ｄｕｍｐ）３８とを備えている。
【００１６】
図１−２は、本発明に係る装置の好ましい実施例についての線図的な表示である。上記装置は、好ましくは、整流され、そして、高電圧パルス生成回路網１６内に含まれるコンデンサのバンクに充電するのに用いられる、標準的な１１０Ｖあるいは２２０Ｖライン（単相，５０あるいは６０Ｈｚ）から電力を引き出す。随意的には、充電式のバッテリパック１２が、代わりに用いられ得る。コンデンサのバンクは、高出力フラッシュランプ２２に高い直流（ＤＣ）電圧をかける。偶発的なコンデンサの充電、従って、偶発的なレーザの励起を防止する、キースイッチ（ｋｅｙｓｗｉｔｃｈ）のような電力インターロック１４が備えられる。装置には、バネで付勢されたインターロック３６のような、もう一つのインターロックがアプリケータに付け加えられ、その結果、コンデンサの放電は両方のインターロックが可能にされることを必要とする。
【００１７】
スイッチを押し下げると、電圧パルスが、フラッシュランプに導通を生じさせるためにフラッシュランプにかかる既に存在している電圧に重ね合わされ、そして、その結果として、閃光を生じさせ得る。フラッシュランプからの光は、ほとんどの光が、光を吸収し、そして、逆励起のすぐ後でレーザ光を発する、レーザロッド２０を効率良く指向するような形状を有するレーザキャビティ（ｌａｓｅｒ  ｃａｖｉｔｙ）１８内に位置している。レーザキャビティの低い反射率の鏡２６と高い反射率の鏡２４は、レーザ棒の長手軸と同一直線上に位置しており、レーザビームの増幅および整列の役割を果たす。
【００１８】
随意的には、図３に示されるように、結晶体を励起するのに、フラッシュランプの代わりに、レーザ結晶体の長手軸と同一直線上にあるポンプビーム（ｐｕｍｐ−ｂｅａｍ）を創り出すダイオードレーザ（ｄｉｏｄｅ  ｌａｓｅｒ）が用いられ得る。このレーザのポンプビームは、コリメーティングレンズ（ｃｏｌｌｉｍａｔｉｎｇ  ｌｅｎｓ）４４で平行にされ、高反射率の赤外線ミラー４５を介して、第１のレーザロッドに伝えられる。この高反射率のミラーは、第１のレーザからの赤外線を反射している間、ダイオードレーザポンプレーザビームが伝達されることを許容する。
Ｅｒ：ＹＡＧレーザ発振材料は、このレーザにより放出される電磁エネルギの波長が２.９４ミクロン（ｍｉｃｒｏｎｓ）で、水の極大の吸収波長の一つ（約３ミクロン）に非常に近いので、レーザロッドに好ましい材料である。従って、この波長は、水分によって強く吸収される。水分の急速な加熱は、皮膚に穴をあけさせる。
【００１９】
他の有用なレーザ発振材料は、レーザ光を発するように誘導されたときに、例えば、水分や核酸や蛋白質による吸収を通じて、生体組織によって強く吸収される波長を放出し、そして、その結果として、皮膚に必要な穿孔を生じさせる、何等かの材料である。レーザは、組織が１０−１０,０００ ｃｍ−１の吸収係数を示すときに、所望の穴をあけるために組織を効果的に切ることができる。有用なレーザ発振素子の例としては、パルス状にされたＣＯ２レーザ、Ｈｏ：ＹＡＧ（ホルミウム（ｈｏｌｍｉｕｍ）：ＹＡＧ）、Ｅｒ：ＹＡＰ、Ｅｒ／Ｃｒ：ＹＳＧＧ（エルビウム（ｅｒｂｉｕｍ）／クロミウム（ｃｈｒｏｍｉｕｍ）：イットリウム（ｙｔｔｒｉｕｍ），スカンジウム（ｓｃａｎｄｉｕｍ），ガリウム（ｇａｌｌｉｕｍ），ガーネット（ｇａｒｎｅｔ）；２.７９６ミクロン）、Ｈｏ：ＹＳＧＧ（ホルミウム：ＹＳＧＧ；２.０８８ミクロン）、Ｅｒ：ＧＧＳＧ（エルビウム（ｅｒｂｉｕｍ）：ガドリニウム（ｇａｄｏｌｉｎｉｕｍ），ガリウム（ｇａｌｌｉｕｍ），スカンジウム（ｓｃａｎｄｉｕｍ），ガーネット（ｇａｒｎｅｔ））、Ｅｒ：ＹＬＦ（エルビウム（ｅｒｂｉｕｍ）：イットリウム（ｙｔｔｒｉｕｍ），リチウム（ｌｉｔｈｉｕｍ），フッ化物；２.８ミクロン）、Ｔｍ：ＹＡＧ（ツリウム（ｔｈｕｌｉｕｍ）：ＹＡＧ；２.０１ミクロン）、Ｈｏ：ＹＡＧ（ホルミウム（ｈｏｌｍｉｕｍ）：ＹＡＧ；２.１２７ミクロン）、Ｈｏ／Ｎｄ：ＹＡｌＯ３（ホルミウム（ｈｏｌｍｉｕｍ）／ネオジム（ｎｅｏｄｙｍｉｕｍ）：イットリウム（ｙｔｔｒｉｕｍ），アルミン酸塩（ａｌｕｍｉｎａｔｅ）；２.８５−２.９２ミクロン）、コバルト（ｃｏｂａｌｔ）／ＭｇＦ２（コバルト：マグネシウム（ｍａｇｎｅｓｉｕｍ）フッ化物；１.７５−２.５ミクロン）、ＨＦ化学物質（水素フッ化物；２.６−３ミクロン）、ＤＦ化学物質（デュウテリウム（ｄｅｏｕｔｅｒｉｕｍ）フッ化物；３.６−４ミクロン）、炭素一酸化物（５−６ミクロン）、ディープＵＶ（ｄｅｅｐ  ＵＶ）レーザ、および周波数を３倍にしたＮｄ：ＹＡＧ（ネオジム（ｎｅｏｄｙｍｉｕｍ）：ＹＡＧ，ここでは、レーザビームは、周波数を３倍にさせる結晶体を通過させられる）が、挙げられる。
最新の技術を用いれば、これらのレーザ材料の幾つかは、小型という付加的な利点をもたらし、レーザ穿孔装置を小型で持ち運びできるようにする。Ｅｒ：ＹＡＧに加えて、Ｈｏ：ＹＡＧレーザがこの利益を与える。
【００２０】
放出されたレーザビームは、焦点レンズ２８を用いて１ミリメータあるいはサブミリメータの大きさのスポットまで焦点が合わされる。レーザの安全問題についての配慮は、エネルギフローエンス率（Ｗ／ｃｍ２）が、穿孔されるべき組織が位置させられるレンズ焦点以外では低いことを保証するために、焦点距離が短い焦点レンズが用いられることを示唆している。その結果、レーザビームの危険性は最小になる。
ビームは、円柱焦点レンズ２７の使用を通じてスリット状の穴をあけるために、ビームが他の軸にくらべて一つの軸に沿ってより狭くなるように焦点を合わせられ得る。一つの軸に沿ってビームの焦点を合わせるこのレンズは、光透過焦点レンズ２８と直列に配置される。穴がスリット状であれば、穿孔に伴う痛みはかなり減少させられる。
【００２１】
随意的には、ビームは、焦点レンズ２８を通して焦点を合わす前に、例えば、光を末広がりにする凹レンズの使用により、広げられ得る。このビームの拡大は、レーザビームにより低いエネルギフローエンス率でも焦点を越える短い距離をもたらし、その結果、危険水準を低下せしめる。更に、この光学的な配置は、処理位置でのレーザスポットにおける光学的な収差を減少させ、その結果、より精密な穿孔をもたらす。
【００２２】
また、随意的には、同時もしくはほぼ同時に数箇所で穿孔することができる多重ビームを創り出すために、ビームは、ビームスプリッタ（ｂｅａｍ−ｓｐｌｉｔｔｅｒ）を用いて分割され得る。図５Ａおよび５Ｂは、有用なビームスプリッタの二つの変形例を与えている。図５Ａでは、部分的に銀メッキしたミラー，二色ミラー、あるいは、ビーム分割プリズムのような多重ビームスプリッタ４８が、ビームが焦点を合わされた後に、設けられ得る。代わりに、図５Ｂに示されるように、アコースト−オプティックモジュレータ（ａｃｏｕｓｔｏ−ｏｐｔｉｃ  ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）５２が、モジュレータ５２を駆動し、ビームを曲げるための調整された高電圧を供給され得る。このモジュレータはレーザキャビテイの外側にある。それは、レーザビームを様々の角度で逐次そして急激に屈折させることにより、多重ビームを創り出す擬装を行う役割を果たす。
【００２３】
熱電ヒータ３２のような小型のヒータが、随意的に、穿孔箇所に近い側のアプリケータの端末に位置している。上記ヒータは、レーザの照射に先立って、穿孔されるべき組織における皮膚と毛細血管の温度を上昇させる。このことは、装置が上記目的のために使用されるときに収集される血液の量を増加させる血流を増加させる。血液の化学的性質を変えることなく、血管拡張を生じさせて血流の増加をもたらす温度であれば、どんな温度でも適切であるが、皮膚の温度に対して提案されている範囲は、３６℃と４５℃の間である。
【００２４】
容器６８が随意的にレーザハウジングに組付けられ、そして、穿孔箇所に近接して配置されている。上記容器は、レーザビームが患者の組織を穿孔する際に生じる音の強さを低減し、血液の収集効率を高め、そして、除去された組織を収集する。容器は、レーザハウジング内への容易な挿入を許容し、そして、レーザハウジング内で摩擦嵌合を与えるような形状をしている。図８は、レーザハウジング内へ挿入され、そして、穿孔箇所上に置かれた容器を示している。
容器の形状及び大きさは、アプリケータ内への挿入を許容し、また、血液サンプルおよび／または除去された組織の収集を許容するようなものである。好ましくは、容器は、約１.５ミリリットル（ｍｉｌｌｉｌｉｔｅｒｓ）の容積をもった弾丸状である。
【００２５】
好ましい実施例においては、容器は、ガラスあるいはプラスチックで作られている。ある一つの実施例においては、容器は吸引されている。容器内の随意的な真空は、穿孔箇所に負圧を及ぼし、それにより、血液収集における効率を高める。容器は、随意的には、凝固を防止する、および／または腐敗を防止する化学物質で表面が覆われる。防腐剤の例は、エチレンジアミン四酢酸（Ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅｔｅｔｒａａｃｅｔｉｃ  Ａｃｉｄ）（ＥＤＴＡ）あるいは安息香酸ナトリウムを含んでいる。凝固を防止する化学物質の例は、ソディウムヘパリン（ｓｏｄｉｕｍ  ｈｅｐａｒｉｎ）およびクエン酸ナトリウムである。
容器の穿孔箇所に近い端末は、随意的には、プラグ７０で気密にシールされる。プラグは、穿孔箇所（例えば指）の輪郭に適応するために適切な柔軟性を有する材料で作られる。所望の穿孔箇所は、プラグに対してしっかりと押圧される。プラグの材料はガスは通さない。更に、プラグの材料は、レーザにより、皮膚の穿孔と同様に材料の穿孔を許容するに十分なほど薄い。好ましい実施例においては、プラグはゴムで作られている。
【００２６】
図９に示すように、プラグの穿孔中心部７４は、好ましくは、薄いゴム材料で作られている。プラグの厚さは、プラグが穿孔に先立って真空を維持し、そして、レーザがプラグと該プラグに隣接する組織の両方を穿孔し得る程度である。Ｅｒ：ＹＡＧレーザでの使用のためには、プラグは、約１００から５００ミクロンの範囲の厚さで、最大でも１ミリメートルの厚さでなければならない。
プラグの穿孔中心部７４は、穿孔箇所を覆うに十分に広い。随意的には、穿孔箇所は、約０.１−１ｍｍの範囲の直径を有する丸い穴、あるいは、約０.０５−０.５ｍｍの幅と約２.５ｍｍまでの長さを有するスリット状である。従って、プラグの穿孔中心部は、これらの大きさの穿孔箇所を覆うに十分に広い。
【００２７】
穿孔箇所は、ゴム材料に対してしっかりと押圧される。随意的には、穿孔箇所と容器の間に気密性を付与するために、粘着性のある環状のリングが、ゴム製プラグの上に配置され得る。好ましくは、プラグ上の穿孔箇所は、組織がプラグに対して押圧されたときに引き伸ばされる。このプラグ材料の延伸は、プラグに形成された穴を、組織に形成された穴の大きさを越えて広げせしめる。その結果、血液および／または血清は、妨げられずに容器内に流れ込む。
容器は、赤外線透過材料で形成され、そして、容器のビーム側の端末で、レーザビームの通り道に配置された窓７２を有している。レーザビームは、上記窓を介して容器を透過し、プラグの穿孔中心部を穿孔し、そして、患者の組織を穿孔する。好ましい実施例においては、赤外線透過材料は水晶であるが、適切な赤外線材料の他の例は、岩塩，ゲルマニウム及びポリエチレンを含んでいる。
【００２８】
容器の第２の実施例においては、図１０に示されるように、容器６８は、レーザ光が通過する穴７６を有している。この第２の実施例においては、容器は単独で除去された組織を収集する。第１の実施例における場合と同様に、穿孔箇所は、容器に対してしっかりと押圧される。容器は、随意的には、穿孔箇所側のプラグを有し得るが、それは、第２の実施例においては真空を維持する必要がないので、必須ではない。容器の両実施例は、共に、レーザビームと患者の組織との相互作用によって生じる騒音を低減し、そして、それ故に、患者の不安と緊張を緩和する。
【００２９】
随意的には、容器は使い捨てにでき、その結果、使用後に容器とプラグは廃棄できる。付け加うるに、容器は、収集された血液に対して行われる種々の試験のための試薬を収納できる。かかる試薬の例としては、ソディウムヘパリン（ｓｏｄｉｕｍ  ｈｅｐａｒｉｎ）および標準的な血液の化学試験に用いられる、その技術分野において知られた他の試薬が挙げられる。例えば、１９９３年に、ノーウォーク，シーティ（Ｎｏｒｗａｌｋ，ＣＴ）のアプレトン  アンド  ラング（Ａｐｐｌｅｔｏｎ  ａｎｄ  Ｌａｎｇ）出版社から出版され、引用することにより、この明細書に組み込まれる、ガーザ，デー（Ｇａｒｚａ，Ｄ）その他の「静脈切開術ハンドブック」（第３版）を参照されたい。試薬は、レーザ光の通り道に位置することがないように配置される。試薬は、好ましくは、容器の内壁を覆う乾いた形で存在し、そして、それ故に、血液サンプルが収集されるとき、その血液サンプルとの相互作用のために、いつでも利用できる。
【００３０】
試薬を収納する場合の容器の好ましい形態が、図１１に示されている。この形態においては、容器は、それが垂直に保持されても水平に保持されても、容器内にある液状の試薬がレーザビームの閃光中に落ち込むことがないように、基端部に切れ込み７８を有している。切れ込み部分の頂部８０は、水晶のような、赤外線透過度の大きい物質で作られている。
血液の収集に先立って容器内に試薬があるときは、内部に収納された試薬について、あるいは、それらの試薬を用いてサンプルに対して実施される試験について、何らかの方法で容器に標識を付して明示することは有益である。かかる標識を付すための好ましい方法は、色で分類されたプラグの使用による。例えば、青色のプラグは試薬Ａの存在を示し、一方、赤色のプラグは試薬Ｂに加えて試薬Ｃが容器内に存在することを示すことができる。
【００３１】
穿孔前に、皮膚の消毒のために、消毒用のアルコールをしみ込ませた紙製の絆創膏状の小片あるいは他の薄い材料でなる小片が、随意的に、穿孔されるべき箇所の上に置かれ得る。この材料は、また、穿孔によって解放されたプルーム（ｐｌｕｍｅ）における感染した組織が吹き飛ばされることを防止できる。材料は、レーザビームに対して透過性がなければならない。かかる材料の例としては、水晶，マイカ（ｍｉｃａ）あるいはサファイア（ｓａｐｐｈｉｒｅ）の薄い層が挙げられる。代わりに、ポリ塩化ビニル樹脂のフィルムのようなプラスチックの薄い層が、皮膚の上に置かれ得る。レーザビームはプラスチックを穿孔するけれども、プラスチックは、ほとんどのプルームが飛散しないようにし、その結果、感染した組織からの汚染の危険を低減する。付け加うるに、ワセリン（ｖａｓｅｌｉｎｅ）のような粘性の高い無菌の物質の層が、材料あるいはプラスチックの粘着性を増し、更に、プルーム汚染を低減させるために、透明な材料あるいはプラスチックフィルムに付加され得る。付け加うるに、かかる絆創膏状の小片は、以下に述べるように、アレルゲン（ａｌｌｅｒｇｅｎｓ），局部麻酔剤あるいは他の薬剤を投与するのに用いることができる。
【００３２】
このような絆創膏の例が図６および図７に与えられている。図６においては、アルコールをしみ込ませた紙５４は、一時目的の粘着性のある細片５８によって取り囲まれている。二つの代替の絆創膏の側面図が図７Ａと７Ｂに示されており、そこでは、消毒用のアルコール，抗生物質の軟膏，アレルゲン（ａｌｌｅｒｇｅｎｓ），あるいは薬剤は、絆創膏６０の中央の領域に存在する。この材料は、随意的には、絆創膏の中央部でレーザビームを透過させるマイカ，水晶あるいはサファイアのようなレーザ透過材料６４（図７Ｂに示される）を有する、紙あるいはプラスチックの層６２によって、その位置が保持される。絆創膏は、粘着剤６６を用いて皮膚上に配置される。
【００３３】
レーザビームをはっきり明示するに際して考慮すべき要素は、波長，エネルギフルーエンス（ｅｎｅｒｇｙ  ｆｌｕｅｎｃｅ），パルス時間幅および照射スポットの大きさである。波長は、Ｅｒ：ＹＡＧのような、装置に用いられるレーザ材料によって定められる。パルス時間幅は、コンデンサのバンク（ｂａｎｋ），フラッシュランプ及びレーザ棒の材料によって創り出されたパルス幅の結果である。パルス幅は、望ましくは、１から１,０００マイクロセカンド（ｍｉｃｒｏｓｅｃｏｎｄｓ）の間である。レーザビームは、皮膚に０.１−１ｍｍの範囲のビーム径、あるいは、随意的には、幅が０.０５から０.５ｍｍの範囲，長さが２.５ｍｍまでのスリット状のビームを創り出しながら、皮膚上で精密に焦点が合わされる。レーザエネルギ出力（ジュールの単位で）と焦点でのビームの大きさ（ｃｍ２）の関数であるエネルギ密度は、１０−１００,０００Ｊ／ｃｍ２の範囲内にあるべきである。レンズの焦点距離は、どんな長さでも良いが、装置のある一つの実施例では３０ｍｍである。エネルギフルーエンス率は、好ましくは、１.３×１０４から６.４×１０１０ワット（Ｗａｔｔｓ）／ｃｍ２の範囲であり、そして、共存的に、エネルギフルーエンス率は、好ましくは、１.３×１０１から６.４×１０７ワット（Ｗａｔｔｓ）／ｃｍ２の範囲である。
【００３４】
装置は以下のように作動する：電力インターロックスイッチが駆動され、従って、コンデンサの充電が始まる。装置は、患者の皮膚のある部分が、アプリケータ内でレーザの焦点の部分に位置させられるように操作される。血液収集のためには、穿孔の位置は、血流が高い箇所が最も望ましい。かかる皮膚の領域の例は、指先あるいは足のかかと上である。麻酔剤や薬剤を投与するため、あるいは免疫処置のための穿孔のためには、固い物体あるいは汚染源との接触がより少ない皮膚領域が好ましい。例としては、腕，脚，腹部あるいは背中の皮膚が挙げられる。随意的には、今度は皮膚を加熱する素子が活性化される。
【００３５】
好ましくは、ホルダーには光学系の焦点面と符号する穴が設けられる。随意的には、バネで付勢されたインターロック３６が、ホルダーに取り付けられ、その結果、患者がインターロックに小さな圧力を加え、それを焦点に向かってへこませると、スイッチが閉じられてレーザがパルスの照射を開始する。この配置においては、ビームの焦点は、ホルダーの端部が押し下げられるまでは、このホルダーの端部と同一直線上には並ばない。レーザアプリケータの端部での組織の適切な位置決めの前に、レーザの偶発的な放電という、めったに起こりそうもない出来事において、光学的な配置は、著しく低い、従って、意図しない目標に無視できる程度の影響を生じさせるエネルギフルーエンス率をもたらす。
ある目的のために、同時に、あるいは素早く連続して、皮膚に数多くの穴をあけることが有用である。これを遂行するために、ビームスプリッタ（ｂｅａｍ−ｓｐｌｉｔｔｅｒ）が随意的に装置に付設される。
【００３６】
［血液あるいは血清の採取］
装置は、血液の収集を許容するために、毛細血管層まで皮膚を穿孔するのに使用することができる。血液は、血液の化学的性質（血糖，シービーシー（ＣＢＣ），尿素，電解質，クレアチニン（ｃｒｅａｔｉｎｉｎｅ），コレステロール（ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｏｌ），等）を測定するような幅広い種々の試験のために用いることができ、および／または、赤血球数の決定のような種々の目的のために、血清や細胞のような各成分に分溜することができる。血液は、また、遺伝についてのカウンセリングのための遺伝因子の解析のような目的のために用いることができる。
他のパラメータが設定されると、レーザ励起光源の強さがレーザパルスの強さを決定付け、順に、このレーザパルスが、結果として生じる穴の深さを決定付けるであろう。従って、異なる厚さの皮膚への貫通を許容するために、装置についての様々の設定が与えられ得る。
【００３７】
上述のように、毛細血管を拡張し、そして、血流を増加させるために、皮膚は、穿孔前に予熱され得る。この増加した血流は、収集される血液をより多量にし、そして、数多くの穿孔を不要にする。予熱は、上述のように、予熱ヒータを付設することにより、あるいは、装置のレーザアプリケータ（ｌａｓｅｒ  ａｐｐｌｉｃａｔｏｒ）部分に皮膚を位置決めするに先立って皮膚を予熱する他の手段により行われる。
随意的には、ビームダンプ（ｂｅａｍ−ｄｕｍｐ）が、指先の穴あけのためのレーザの使用を妨げることがないようにして、配置される。上記ビームダンプは、組織に吸収されることなくビームからわきにそれたいかなる電磁放射線をも吸収し、従って、散乱線が被害を引き起こすことを防止するであろう。ビームダンプは、その存在が身体の部分のアプリケータ上への配置を妨げる状況では、容易に取り外すことができる。
【００３８】
この血液採取の方法は、組織が蒸発する非常に小さい領域を創り出し、そして、熱的な壊死の領域は極めて僅かである。実用的な丸い穴は、直径で０.１−１ｍｍの範囲を取り得る一方、スリット状の穴は、幅が約０.０５−０.５ｍｍで長さが約２.５ｍｍまでの範囲を取り得る。結果として、治癒は、鋭く尖った用具での皮膚に穴をあけた後の治癒よりも早いか、あるいは同じぐらい早い。
血液は、小さな試験管あるいは毛管のような適切な入れ物、もしくは、上述のようにレーザと組織の間に配置された容器内に収集され得る。この発明に係るレーザ装置は、皮膚の貫通において血液を凝固させることがないので、血液の収集に特に適している。更に、工程は非接触的であり、従って、患者も、採取されるべき血液も、あるいは穴をあける器具も汚染されることはない。
【００３９】
［薬剤の送出］
レーザビームのパワーレベルおよび／またはスポットサイズの適当な変更により、上に述べたほど深く皮膚を貫通しない穴をあけることができる。これらの穴は、角質層あるいは角質層と表皮の両方のような外表面のみを貫通して作ることができる。随意的には、単一の穴か所望の領域内に数多くの穴が設けられるように、光学的なビームスプリッタ（ｂｅａｍ−ｓｐｌｉｔｔｅｒ）が採用され得る。穿孔後、薬剤を、クリーム，ローションあるいは絆創膏の形で、皮膚に適用することができる。
【００４０】
［免疫処置］
薬剤の送出については、免疫処置の目的で皮膚を通してアンチゲン（ａｎｔｉｇｅｎｓ）を投与され得る。穴は、単一であろうと多数であろうと、皮膚の外層を貫通して形成され、そして、免疫抗原は、適当な形態で与えられる。一定期間以上の送出が免疫反応を高めるブースタ（ｂｏｏｓｔｅｒ）免疫処置のために、免疫抗原は、穴を通じてゆっくりと、しかし、穴があけられていない皮膚を通じて可能な浸透よりは早い速度で浸透する形態で与えられる。
【００４１】
［麻酔の送出］
この発明に係る方法および装置を用いて、局部的な麻酔剤を送出することができる。局部的に適用された麻酔剤は、効果的であるためには、角質層に浸透しなければならない。今日では、医薬品のキャリヤー（ｃａｒｒｉｅｒｓ）として働く化合物が、医薬品の皮膚を通しての拡散を促進するために用いられる。これらのキャリヤーは、ときどき医薬品の作用を変えてしまい、あるいは、それら自身が有害となる。装置のエネルギレベルは、毛細血管層を貫通することなく、角質層を貫通するために、適切に設定され得る。麻酔剤は、それから、例えば軟膏をしみ込ませた絆創膏の形で穴に適用される。
【００４２】
［アレルゲン（ａｌｌｅｒｇｅｎｓ）の送出］
この装置および方法は、また、例えばアレルギー試験のためのアレルゲン（ａｌｌｅｒｇｅｎｓ）の送出に適用することができる。多くの穴が皮膚の外層を貫通して形成され得るが、毛細血管の深さレベルまでは貫通しない。様々のアレルゲンが、スキンパッチ（ｓｋｉｎ  ｐａｔｃｈ）試験の場合のように、皮膚に適用され得る。
以下の具体例は、この発明に係る装置の血液採取の目的での使用についての説明である。これらの具体例は、発明の範囲を限定することを意味するものではなく、単に一つの実施態様である。
【００４３】
［具体例１］
赤外線レーザ放射線パルスが、二つの共振ミラー，活性媒体としてのＥｒ：ＹＡＧ結晶体，電源，およびレーザビームの焦点を合わせる手段で構成される、固体状態の、パルスを生成した、多重モードＥｒ：ＹＡＧレーザを用いて形成された。レーザビームの波長は、２.９４ミクロンであった。パルスの期間は、約１００マイクロセカンドであった。長円形のスポットサイズは、短軸が約０.２−０.３ｍｍ，長軸が約１−２ｍｍであった。用いられた衝撃エネルギは、薄い皮膚から厚い皮膚にかけて、それぞれ、０.７，０.９あるいは２.０Ｊであった。単一パルスが用いられたが、一つの試験においては、１分間当たり６パルスが使用され、各々分離した別の組織を照射した。
【００４４】
操作パラメータは以下の通りであった：焦点でのサイズが０.２ｍｍのビームを用いて、パルス当たりのエネルギは２ジュールであり、１０３Ｊ／ｃｍ２のエネルギフルーエンスを創り出した。パルス時間幅は１００マイクロセカンドであり、１×１０７ワット／ｃｍ２のエネルギフルーエンス率を創り出した。
【００４５】
各患者の指先は、穿孔に先立って、バクテリア（ｂａｃｔｅｒｉａ）を除去するために、９６％のエチルアルコールで処理された。指は、レーザの焦点に位置させられ、そして、レーザが放電された。血液が、ガラス製の試験管を用いて、穴から採取された。血液の採取量（指を何等圧搾することなく）は、０.５−１.０ミリリットル（ｍｌ）であった。この血液は、コントロール試験の間にランセット（ｌａｎｃｅｔ）での穴あけによって得られた比較サンプルと、化学的性質が異なることはなかった。レーザ穿孔によって引き出された痛みは、ランセット（ｌａｎｃｅｔ）の突き刺した穴あけによって引き出された痛みと同じか小さいと評価された。
皮膚の組織についてのレーザ穿孔の効果の形態学的な解析は、何らの炭化の兆候もなしに、熱的破壊のごく小さい領域（形成された穴の端を越えて２０−４０ミクロン以下）を示した。傷は円錐状であった。傷の深さおよび幅は、エネルギフルーエンスに比例し、レーザパルスのインバース（ｉｎｖｅｒｓｅ）期間におおむね関係することが見出された。
【００４６】
［具体例２］
レーザ穿孔は、フラッシュランプ（ニューヨーク州（ＮＹ），ウェブスター（Ｗｅｂｓｔｅｒ）のＰＳＣランプ（ＰＳＣ  Ｌａｍｐｓ）社製），Ｅｒ：ＹＡＧ結晶体（ワシントン州（ＷＡ），ワッシャゴウル（Ｗａｓｈａｇｏｕｌ）のユニオンカーバイドクリスタルプロダクツ（Ｕｎｉｏｎ  Ｃａｒｂｉｄｅ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ）社製），光学共振ミラー（ニューメキシコ州（ＮＭ），アルバクェーク（Ａｌｂｕｑｕｅｒｑｕｅ）のＣＶＩレーザ社製），赤外線透過レンズ（ニュージャージ州（ＮＪ），オークリッジ（Ｏａｋ  Ｒｉｄｇｅ）のエスコプロダクツ（Ｅｓｃｏ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ）社製），アーカンソー州（ＡＲ），リトルロック（Ｌｉｔｔｌｅ  Ｒｏｃｋ）のニューワークエレクトロニクス（Ｎｅｗａｒｋ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ）社のような、いかなる電子部品供給会社からでも購入できる、コンデンサ，抵抗器，誘導子，トランジスタ，ダイオード，シリコン制御の整流器，ヒューズ及びスイッチのような、非常に数多くの標準的な電子部品を同様に備えている。
【００４７】
［具体例３］
赤外線レーザ放射線パルスが、二つの共振ミラー，活性媒体としてのＥｒ：ＹＡＧ結晶体，電源，およびレーザビームの焦点を合わせる手段で構成される、固体状態の、パルスを生成した、多重モードＥｒ：ＹＡＧレーザを用いて形成された。レーザビームの波長は、２.９４ミクロンであった。パルスの期間は、約１００マイクロセカンドであった。長円形のスポットサイズは、短軸が約０.２−０.３ｍｍ，長軸が約１−２ｍｍであった。用いられた衝撃エネルギは、薄い皮膚から厚い皮膚にかけて、それぞれ、０.７，０.９あるいは２.０Ｊであった。単一パルスが用いられたが、一つの試験においては、１分間当たり６パルスが使用され、各々分離した組織を照射した。
操作パラメータは以下の通りであった：焦点でのサイズが、幅０.２ｍｍ，長さ１ｍｍのビームを用いて、パルス当たりのエネルギは２ジュールであり、１０３Ｊ／ｃｍ２のエネルギフルーエンスを創り出した。パルス時間幅は１００マイクロセカンドであり、１×１０７ワット／ｃｍ２のエネルギフルーエンス率を創り出した。
【００４８】
各患者の指先は、穿孔に先立って、バクテリア（ｂａｃｔｅｒｉａ）を除去するために、９６％のエチルアルコールで処理された。指は、レーザの焦点に位置させられ、そして、レーザが放電された。血液が、ガラス製の試験管を用いて、穴から採取された。血液の採取量（指を何等圧搾することなく）は、０.５−１.０ミリリットル（ｍｌ）であった。この血液は、コントロール試験の間にランセット（ｌａｎｃｅｔ）での穴あけによって得られた比較サンプルと、化学的性質が異なることはなかった。レーザ穿孔によって引き出された痛みは、ランセット（ｌａｎｃｅｔ）の突き刺した穴あけによって引き出された痛みよりも小さいと評価された。
皮膚の組織についてのレーザ穿孔の効果の形態学的な解析は、何らの炭化の兆候もなしに、熱的破壊のごく小さい領域（形成された穴の端を越えて２０−４０ミクロン以下）を示した。傷はスリット状であった。傷の深さおよび幅は、エネルギフルーエンスに比例し、レーザパルスのインバース（ｉｎｖｅｒｓｅ）期間におおむね関係することが見出された。
【００４９】
［具体例４］
穿孔は、装置が、レーザ装置の前部とレーザの焦点との間にしっかりと取り付けられ、その中をレーザビームが通過する血液収集管を含むように変更されることを除いては、具体例１あるいは３と同様に行われる。管は、長さが２.０ｃｍ、直径が１.０ｃｍで、底部に、該底部を管の中央側へ１.０ｃｍ押し込むくぼみを有している。結果として、管が垂直に保持されても水平に保持されても、凝固防止剤ソディウムヘパリン（ｓｏｄｉｕｍ  ｈｅｐａｒｉｎ）のような、いかなる液体あるいは結晶化した添加剤も、レーザビームの閃光中に落ち込むことはないであろう。切れ込み領域の頂部は、レーザビームを透過させる水晶の円盤で作られている。
【００５０】
管の末端は、ゴム製のプラグで覆われている。プラグは、該プラグの穿孔されるべき皮膚に対する粘着性を生じさせるために、外側が粘着剤で覆われている。管自体は、穿孔に先立って、その内部が真空に維持されている。管は、さらに、得られたサンプルに対してブラッドカウント（ｂｌｏｏｄ  ｃｏｕｎｔ）を行う目的のために、凝固防止剤として作用するためのソディウムヘパリン（ｓｏｄｉｕｍ  ｈｅｐａｒｉｎ）で、内部が覆われている。
それから、レーザが発光し、レーザビームに管を通過させ、皮膚と同様に管の端末（プラグ）のみを穿孔する。約１ｃｃの血液の試料が管内に流れ込み、ソディウムヘパリン（ｓｏｄｉｕｍ  ｈｅｐａｒｉｎ）と混ざるであろう。破裂した／除去された組織と同様に、全ての血液試料が、このようにして管内に収納され、汚染と病気の広がりを防止する。
【００５１】
この発明の実施態様と適用が示され、説明されたが、発明の概念から逸脱することなしに、多くのより以上の変更が可能であることは、当業者にとって明白であろう。従って、本発明は、添付したクレームの精神を除いては、制限されるものではない。
すなわち、本発明は、上記実施態様に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々の変更や改良等が可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】レーザ装置を、その電源，高圧パルス生成回路網，フラッシュランプ（ｆｌａｓｈｌａｍｐ），レーザ発振ロッド（ｌａｓｉｎｇ  ｒｏｄ），反射鏡，ハウジング（ｈｏｕｓｉｎｇ）及び焦点レンズと共に示す説明図である。
【図２】ばねで付勢された随意的なインターロックと随意的に加熱されたアプリケータ（ａｐｐｌｉｃａｔｏｒ）を示す説明図である。
【図３】レーザロッド（ｌａｓｅｒ  ｒｏｄ）をダイオードレーザを用いて励起する、代わりの手段を示す説明図である。
【図４】代わりの焦点機構を示す説明図である。
【図５Ａ】部分的に銀メッキされた鏡，二色ミラー，あるいはビーム分割プリズム（ｐｒｉｓｍ）のような、同時に数多くの穴をあけるための随意的な多重ビームスプリッタ（ｂｅａｍ  ｓｐｌｉｔｔｅｒ）を示す説明図である。
【図５Ｂ】同時に数多くの穴をあけるために、モジュレータを駆動しビームを曲げるための調整された高電圧を備えたアコースト−オプティックモジュレータ（ａｃｏｕｓｔｏ−ｏｐｔｉｃ  ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）を示す説明図である。
【図６】穿孔部分を消毒するのに用いられ得る絆創膏を示す説明図である。
【図７Ａ】消毒および／または薬剤の投与のための絆創膏を示す説明図である。
【図７Ｂ】マイカ（ｍｉｃａ），水晶あるいはサファイア（ｓａｐｐｈｉｒｅ）のような随意的なレーザ光透過材料を備え、中央部分でレーザビームに対して透過性を有する絆創膏を示す説明図である。
【図８】血液および除去された生体組織の収集のための、そしてレーザと患者の組織との間の相互作用に起因する騒音を低減するための随意的な容器を示している。
【図９】プラグ（ｐｌｕｇ）およびプラグの穿孔中心部を示す説明図である。
【図１０】除去された生体組織の収集およびレーザと患者の組織との間の相互作用に起因する騒音を低減するための随意的な容器を示す説明図である。
【図１１】容器がサンプルと混ざり合う試薬を包含するときに特に有用な収集用容器の随意的な変形例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０  電力供給源
１２  バッテリパック
１４  電力インターロックスイッチ
１６  高電圧パルス生成回路網
１８  レーザキャビティ
２０  レーザロッド
２４，２６  ミラー
２７，２８  焦点レンズ
３０  アプリケータ
３２熱電ヒータ
３４  レーザハウジング
３６  インターロック
３８  ビームダンプ
４４  コリメーティングレンズ
４８  多重スプリッタ
５２  モジュレータ
６０  絆創膏
６８  容器
７０  プラグ
【図１】
2004195245.tif 000003
【図２】
2004195245.tif 000004
【図３】
2004195245.tif 000005
【図４】
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【図５Ａ】
2004195245.tif 000007
【図５Ｂ】
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【図６】
2004195245.tif 000009
【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
2004195245.tif 000012
【図９】
2004195245.tif 000013
【図１０】
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【図１１】
2004195245.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成16年3月15日(2004.3.15)
【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】
レーザ皮膚穿孔装置において用いる容器であって、
穿孔箇所を覆うのに適合し、上記レーザ装置の稼動時にレーザビームが通る経路に配置されることを特徴とする容器。
【請求項２】
上記レーザビームに対し少なくとも部分的に透過性の材料でなる窓部を備えていることを特徴とする請求項１記載の容器。
【請求項３】
上記窓部の少なくとも一部は、赤外線透過材料，水晶，岩塩，ゲルマニウム，マイカ，サファイア及びそれらの組み合わせで構成されるグループから選定された物質でなることを特徴とする請求項２記載の容器。
【請求項４】
上記レーザビームに対し透過性でない材料でなる窓部を備えていることを特徴とする請求項１記載の容器。
【請求項５】
上記窓部の少なくとも一部は、紙，プラスチック，他の薄い材料及びそれらの組み合わせで構成されるグループから選定された物質でなることを特徴とする請求項４記載の容器。
【請求項６】
上記プラスチックはポリ塩化ビニルであることを特徴とする請求項５記載の容器。
【請求項７】
血液，血清，除去された組織，他の飛沫またはそれらの組み合わせを、上記穿孔箇所から収集するように構成されていることを特徴とする請求項１〜６の何れか一に記載の容器。
【請求項８】
上記レーザ皮膚穿孔装置への取り付けに適合していることを特徴とする請求項１〜７の何れか一に記載の容器。
【請求項９】
上記装置に対して挿入することにより当該装置に取り付けられることを特徴とする請求項８記載の容器。
【請求項１０】
摩擦を利用した嵌め合いにより上記装置に取り付けられることを特徴とする請求項８又は９に記載の容器。
【請求項１１】
上記装置から取り外し可能であることを特徴とする請求項８〜１０の何れか一に記載の容器。
【請求項１２】
使い捨て可能なものであることを特徴とする請求項１１記載の容器。
【請求項１３】
患者の皮膚と上記装置の相互の位置決めのためのアプリケータを備えていることを特徴とする請求項１〜１２の何れか一に記載の容器。
【請求項１４】
上記アプリケータに容器のための挿入部が設けられていることを特徴とする請求項１３記載の容器。
【請求項１５】
インターロックを備えていることを特徴とする請求項１〜１４の何れか一に記載の容器。
【請求項１６】
上記インターロックのアクチベーション(activation)が上記レーザ装置の放電を可能にすることを特徴とする請求項１５記載の容器。
【請求項１７】
上記インターロックがアクチベート(activate)されていないときには、上記レーザ装置の偶発的な充電及び励起が阻止されることを特徴とする請求項１５又は１６に記載の容器。
【請求項１８】
流体，固体又はそれらの組み合わせの収集のために形作られていることを特徴とする請求項１〜１７の何れか一に記載の容器。
【請求項１９】
弾丸状に形作られていることを特徴とする請求項１８記載の容器。
【請求項２０】
円筒状に形作られていることを特徴とする請求項１８記載の容器。
【請求項２１】
毛管現象を促進するように構成されていることを特徴とする請求項１８〜２０の何れか一に記載の容器。
【請求項２２】
化学物質を有していることを特徴とする請求項１〜２１の何れか一に記載の容器。
【請求項２３】
上記化学物質は、上記装置の稼動時にレーザビームが通る経路外に配置されることを特徴とする請求項２２記載の容器。
【請求項２４】
上記化学物質は液体もしくは乾燥した状態であることを特徴とする請求項２２又は２３に記載の容器。
【請求項２５】
上記乾燥した状態の化学物質は、上記容器の壁部上のコーティング（coating）として存在することを特徴とする請求項２４記載の容器。
【請求項２６】
上記化学物質は、試薬，薬剤及びそれらの組み合わせで構成されるグループから選定されることを特徴とする請求項２２〜２５の何れか一に記載の容器。
【請求項２７】
上記薬剤は、免疫抗原，麻酔剤，アレルゲン（allergen），抗生物質及びそれらの組み合わせで構成されるグループから選定された物質でなることを特徴とする請求項２６記載の容器。
【請求項２８】
上記試薬は、凝固防止剤，防腐剤，血液反応化合物，血液化学検査試薬及びそれらの組み合わせで構成されるグループから選定されることを特徴とする請求項２６記載の容器。
【請求項２９】
上記凝固防止剤は、ソジウム・ヘパリン（sodium heparin），クエン酸ナトリウム及びそれらの組み合わせで構成されるグループから選定されることを特徴とする請求項２８記載の容器。
【請求項３０】
上記防腐剤は、エチレンジアミン四酢酸（EDTA），安息香酸ナトリウム及びそれらの組み合わせで構成されるグループから選定されることを特徴とする請求項２８記載の容器。
【請求項３１】
ガラス，プラスチック及びそれらの組み合わせで構成されるグループから選定された物質でなることを特徴とする請求項１〜３０の何れか一に記載の容器。
【請求項３２】
上記穿孔箇所に対し近位の端部にプラグを備えていることを特徴とする請求項１〜３１の何れか一に記載の容器。
【請求項３３】
上記プラグは、上記穿孔箇所の輪郭に適合するために十分な柔軟性を有していることを特徴とする請求項３２記載の容器。
【請求項３４】
上記プラグは、当該プラグと皮膚との間の接着のために接着剤を備えていることを特徴とする請求項３２又は３３に記載の容器。
【請求項３５】
上記プラグは、容器内の真空を維持するように形成されていることを特徴とする請求項３２〜３４の何れか一に記載の容器。
【請求項３６】
上記プラグは、上記装置内でレーザビームによって穿孔され得ることを特徴とする請求項３２〜３５の何れか一に記載の容器。
【請求項３７】
上記プラグはゴムで成ることを特徴とする請求項３２〜３６の何れか一に記載の容器。
【請求項３８】
絆創膏状の小片材料を備えていることを特徴とする請求項１〜３７の何れか一に記載の容器。
【請求項３９】
上記絆創膏状の小片は、薬剤，殺菌性物質もしくはそれらの組み合わせを備えていることを特徴とする請求項３８記載の容器。
【請求項４０】
上記薬剤は、免疫抗原，麻酔剤，アレルゲン（allergen），抗生物質及びそれらの組み合わせで構成されるグループから選定された物質でなることを特徴とする請求項３９記載の容器。
【請求項４１】
上記絆創膏状の小片の少なくとも一部は、揮発性の殺菌性物質が含浸させられていることを特徴とする請求項３９記載の容器。
【請求項４２】
上記殺菌性物質はアルコールであることを特徴とする請求項３９〜４１の何れか一に記載の容器。
【請求項４３】
上記絆創膏状の小片は、少なくとも部分的にレーザビームを透過させることを特徴とする請求項３８〜４２の何れか一に記載の容器。
【請求項４４】
上記絆創膏状の小片は、赤外線透過材料，水晶，岩塩，ゲルマニウム，マイカ，サファイア及びそれらの組み合わせで構成されるグループから選定された物質でなることを特徴とする請求項４３記載の容器。
【請求項４５】
上記絆創膏状の小片は、レーザビームによって穿孔される物質でなることを特徴とする請求項３８〜４２の何れか一に記載の容器。
【請求項４６】
上記絆創膏状の小片は、紙，プラスチック，他の薄い材料及びそれらの組み合わせで構成されるグループから選定された物質でなることを特徴とする請求項４５記載の容器。
【請求項４７】
上記プラスチックはポリ塩化ビニルであることを特徴とする請求項４６記載の容器。
【請求項４８】
上記絆創膏状の小片は、当該小片と皮膚との間の接着のために接着剤を備えていることを特徴とする請求項３８〜４７の何れか一に記載の容器。
【請求項４９】
上記接着剤は、粘性があり無菌の物質であることを特徴とする請求項３４又は４８に記載の容器。
【請求項５０】
上記接着剤はワセリン（vaseline）であることを特徴とする請求項４９記載の容器。
【請求項５１】
内部が負圧であることを特徴とする請求項１〜５０の何れか一に記載の容器。
【請求項５２】
内部が無菌状態であることを特徴とする請求項１〜５１の何れか一に記載の容器。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
この発明は、レーザ医療機器の分野におけるもので、特に、レーザを用いて患者の皮膚を穿孔するレーザ皮膚穿孔装置に用いられる容器に関する。