(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外科プローブであって、
近位端で多点光ビームを受光し、かつ遠位端で前記多点光ビームを出射するように構成された屈折率分布（ＧＲＩＮ）ファイバーを有するカニューレアセンブリと、
アダプタであって、
前記ＧＲＩＮファイバーの前記近位端を有する前記カニューレアセンブリを受容するように構成される遠位端と、
コネクタを介して光ガイドに結合し、かつレーザー源から前記アダプタへ前記光ガイドによって送達される光を受光するように構成される近位端と、
前記光ガイドによって送達された前記光を前記ＧＲＩＮファイバーの前記近位端に結合するように構成された界面と、を有するアダプタと、を備え、
前記ＧＲＩＮファイバーの長さは、光凝固手術中に前記カニューレアセンブリが患者の眼に挿入されたとき、前記界面が患者の眼の外側にあるよう十分に長い、外科プローブ。
【請求項２】
前記光ガイドが、ファイバー束を備える、請求項１に記載の外科プローブ。
【請求項３】
前記光ガイドが、単一光ファイバーを備え、
前記アダプタが、前記界面で、
前記光ファイバーに光学的に結合されたレンズと、
前記レンズに光学的に結合された回折ビームスプリッタと、を備える、請求項１に記載の外科プローブ。
【請求項４】
前記ＧＲＩＮファイバーの長さが、３０〜１００ｍｍの範囲内である、請求項１に記載の外科プローブ。
【請求項５】
前記カニューレアセンブリが、
前記ＧＲＩＮファイバーを円筒状に入れるように構成されたカニューレと、
ハンドピースであって、
前記カニューレを前記アダプタに結合することと、
熱交換システムを提供することと、
外科医または外科的機械によって操作されることと、のうちの少なくとも１つのために構成されたハンドピースと、を備える、請求項１に記載の外科プローブ。
【請求項６】
前記カニューレアセンブリは、使い捨てであり、
前記アダプタは、使い捨てではない、請求項１に記載の外科プローブ。
【請求項７】
光凝固手術のためのシステムであって、
前記請求項１から６の何れか一項に記載の外科プローブと、
外科光システムであって、前記光ガイドに光を提供するように構成された前記レーザー源と、前記外科光システムの動作を制御するように構成されたプロセッサとを備えた外科光システムと、を備え、
前記外科プローブは前記外科光システムに光学的に結合される、システム。
【請求項８】
外科プローブを製造する方法であって、
近位端で多点光ビームを受光し、かつ遠位端で前記多点光ビームを出射するように構成された屈折率分布（ＧＲＩＮ）ファイバーをカニューレシステムの中に入れることと、
前記ＧＲＩＮファイバーの前記近位端を有する前記カニューレシステムをアダプタの遠位端に結合することと、
コネクタを介して、レーザー源から前記アダプタに光を送達するように構成された光ガイドを前記アダプタの近位端に結合することと、を含み、
前記アダプタが、前記光ガイドによって送達された前記光を前記ＧＲＩＮファイバーの前記近位端に結合するように構成された界面を備え、
前記ＧＲＩＮファイバーの長さは、光凝固手術中に前記カニューレアセンブリが患者の眼に挿入されたとき、前記界面が患者の眼の外側にあるよう十分に長い、方法。
【請求項９】
前記光ガイドはファイバー束を備え、
前記光ガイドを結合することが、
前記ファイバー束を前記アダプタの前記近位端に結合することを含む、請求項８
に記載の方法。
【請求項１０】
前記光ガイドは単一光ファイバーを備え、
前記光ガイドを結合することが、
前記単一光ファイバーを前記アダプタの前記近位端に結合することを含み、
前記アダプタが、前記界面で、
前記光ファイバーに光学的に結合されたレンズと、
前記レンズに光学的に結合された回折ビームスプリッタと、を備える、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記ＧＲＩＮファイバーの長さが、３０〜１００ｍｍの範囲内である、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記カニューレシステムが、
前記ＧＲＩＮファイバーを入れるように構成されたカニューレと、
ハンドピースであって、
前記カニューレを前記アダプタに結合することと、
熱交換システムを提供することと、
外科医または外科的機械によって操作されることと、のうちの少なくとも１つのために構成されたハンドピースと、を備える、請求項８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１２年１２月２１日に出願された米国特許出願整理番号第１３／７２３，６００号に対して米国特許法第１１９条に基づく優先権を主張し、その全体の内容が、参照により本明細書に援用される。
【０００２】
本出願は、眼科手術に用いるためのレーザープローブに関し、より具体的には、光凝固治療に用いるための多点レーザープローブに関する。
【背景技術】
【０００３】
最新のレーザー光凝固治療が、多点レーザービームを網膜組織に送達するためにしばらく前から使用されている。多点レーザービームは、治療の適用範囲を増加させ、速度を高め、技術の侵襲性を減少させる。多点レーザープローブを作成しようとするいくつかの試みでは、複数のファイバーを含むファイバー束を使用している。ファイバー束は、プローブの近位端でレーザー源に結合され、プローブの遠位端で複数のファイバーからレーザー光を送達する。ファイバー束プローブにより生じる１つの問題は、複数のファイバーの遠位端から組織に送られたテレセントリックレーザービームを、結果として得られたレーザービーム点が網膜の広域に分布するように、異なる角度方向に方向付けるべきであることである。このような広域分布を提供するために、所望の角度方向に曲げられたファイバーの遠位端を有する多点／多芯レーザープローブが開発されている。しかしながら、このような曲げは扱いにくく、コストを上昇させ、遠位端でプローブ径も増大させ、これは、望ましくないことに侵襲性を増大させる。
【０００４】
網膜組織内のレーザー点の分布の問題を矯正しようとするいくつかの試みは、プローブの遠位点または遠位端でのＧＲＩＮレンズの使用を伴う。例えば、ファイバー束を、多点パターンを所望の距離および倍率で網膜上に投射することができるように、遠位端でＧＲＩＮレンズに結合する場合がある。しかしながら、この手法には、様々な問題がある。
【０００５】
１つの問題は、ＧＲＩＮレンズを使用することがプローブの遠位端での熱管理の課題を生じさせることである。実際に、ファイバー束とＧＲＩＮレンズとの間のわずかな結合非効率でさえ、取り除くことが難しい界面で吸収される望ましくない量の熱を発生させる。プローブの遠位端の寸法は典型的に、侵襲性を減少させるように減少されている。したがって、遠位端で発生した熱は、プローブ内の熱伝導素子の寸法が小さすぎてすべての熱を電導して逃がすことができないため、遠位端に蓄積される。したがって、ファイバーとＧＲＩＮレンズとの界面は、ホットスポットと呼ばれる場合がある。プローブ先端の温度が上昇すると、ＧＲＩＮレンズを含む先端内の光学素子は、正しく整列されないようになる、または緩みを生じる場合がある。
【０００６】
別の問題は、過熱に伴う機能不全が眼の内側で生じ、関連した危険因子を増加させることである。一例として、ＧＲＩＮレンズおよび他の素子は、緩みを生じる場合があり、それ故に非常に望ましくない結果である、眼の内側に落ちる危険性を生じる。
【０００７】
既存のＧＲＩＮレンズ設計の第３の欠点は、ＧＲＩＮレンズと、ファイバー束と、カスタマイズされたアダプタを有するカニューレと、ハンドピースと、ファイバーコネクタとを含むプローブ全体がすべて、各手術後に破棄されるディスポーザブルに属することである。新しいディスポーザブルを必要とする各手術は、手術の総額を上昇させ、それ故に手術の利用可能性を減少させる。
【０００８】
したがって、熱的に堅牢であり、かつ熱または緩んだ構成要素によって組織に損傷を与える危険性を減少させる改良された多点レーザープローブの必要性がある。ほんの一部分のみが使い捨てで、大部分が再利用可能な構成要素からなるプローブの必要性もある。
【発明の概要】
【０００９】
上述の問題に対処するために、本発明の実施形態による外科プローブは、近位端で多点ビームを受光し、かつ遠位端で多点光ビームを出射するように構成された屈折率分布（ＧＲＩＮ）ファイバーを有するカニューレアセンブリと、アダプタであって、ＧＲＩＮファイバーの近位端を有するカニューレアセンブリを受容するように構成された遠位端と、コネクタを介して光ガイドに結合し、かつレーザー源からアダプタへ光ガイドによって送達された光を受光するように構成された近位端と、光ガイドによって送達された光をＧＲＩＮファイバーの近位端に結合するように構成された界面と、を有するアダプタとを含むことができ、ＧＲＩＮファイバーの長さは、界面を光凝固手術中に患者の眼の外側にしておくように十分に長い。
【００１０】
関連した実施形態では、外科プローブを製造するための方法は、近位端で多点光ビームを受光し、かつ遠位端で多点光ビームを出射するように構成された屈折率分布（ＧＲＩＮ）ファイバーをカニューレシステムの中に入れることと、ＧＲＩＮファイバーの近位端を有するカニューレシステムをアダプタの遠位端に結合することと、コネクタを介して、レーザー源からアダプタに光を送達するように構成された光ガイドをアダプタの近位端に結合することとを含むことができ、アダプタは、光ガイドによって送達された光をＧＲＩＮファイバーの近位端に結合するように構成された界面を備え、ＧＲＩＮファイバーの長さは、界面を光凝固手術中に患者の眼の外側にしておくように十分に長い。
【００１１】
本発明のこれらおよび他の実施形態は、以下の図面を参照することによってさらに詳細に後述される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】いくつかの実施形態に従う、網膜光凝固手術のための多点レーザービームを生成するのに適合された外科プローブを示す。
【図２Ａ】いくつかの実施形態に従う、外科プローブの長手方向の断面図を示す。
【図２Ｂ】いくつかの実施形態に従う、外科プローブの長手方向の断面図を示す。
【図３】いくつかの実施形態に従う、外科プローブの近位端内の多点構成の半径方向の断面図を示す。
【図４】いくつかの実施形態に従う、多点外科プローブを作成するための方法のフローチャートを示す。
【００１３】
図面では、同じ参照番号を有する要素が同じまたは類似の機能を有する。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
レーザー光凝固治療は、網膜剥離および裂傷、ならびに糖尿病等の疾患から生じる増殖網膜症などの眼症状に対処する。糖尿病患者における異常に高い血糖は、網膜表面上の血管および毛細血管の望ましくない増殖を順に促す成長因子を放出するように網膜血管を刺激する。これらの増殖された血管は繊細であり、硝子体液中に容易に出血する。身体は、瘢痕組織を作り出すことによって損傷した血管に反応し、これは次に、網膜を剥離させ、最終的に失明を引き起こす場合がある。
【００１５】
図１は、いくつかの実施形態に従う、屈折率分布（ＧＲＩＮ）ファイバー１０１から出射された網膜光凝固手術のための多点レーザービーム１０５を生成するのに適合した外科プローブ１００を示す。プローブ１００を、切開によって患者の眼の中に挿入することができ、ビーム１０５で網膜の一部分を照射することができる。プローブ１００は、ＧＲＩＮファイバー１０１を適合および支持するカニューレ１１０と、カニューレ１１０を収容する取り扱い治具またはハンドピース１２０と、コネクタ１４０に結合することができるアダプタ１３０とを含んでもよい。カニューレ１１０を、アダプタ１３０の遠位端の中に取り外し可能にドッキングすることができ、コネクタ１４０は、アダプタ１３０の近位端の中にドッキングすることができる。この設計は、光凝固手術中、ＧＲＩＮファイバー１０１の近位端がアダプタ１３０内の界面１３５で、したがって患者の眼の外側でコネクタ１４０から光ビームまたは多重ビーム成分を受光することを可能にする。
【００１６】
外科プローブ１００は、レーザー源１５０に結合される光ケーブル１４５によって誘導されたコネクタ１４０を通って光ビームを受光する。光ケーブル１４５は、ビーム成分を誘導する光ファイバー束、または単一光ファイバーを含むことができる。いくつかの実施形態によれば、レーザー源１５０は、レーザーデバイス１６０と、カプラ１７０とを含んでもよく、カプラ１７０は、ビームスプリッタと、レンズと、コネクタ１８０とを含んでもよい。
【００１７】
図１によれば、以下に記載される実施形態では、「近位」要素または部分は、レーザー源１５０により近い要素または部分を指す。同様に、「遠位」要素または部分は、患者の眼により近い要素または部分を指す。したがって、例えば、多点ビーム１０５は、外科プローブ１００に対して遠位位置にある。そして、光ケーブル１４５は、外科プローブ１００に対して近位位置にある。
【００１８】
上述されるように、プローブ１００は、非常に小さい光学不一致に対してさえ、ＧＲＩＮファイバー１３５およびレーザーコネクタ１４０の界面またはホットスポットで相当な熱生成に直面し、少なくとも３つの記載される問題につながる。プローブ１００の先端で小さく短いＧＲＩＮレンズを使用し、それ故に眼の内側深くのプローブ１００の遠位先端で、ホットスポット１３５を有する既存のシステムとは対照的に、本実施形態では、ＧＲＩＮファイバーは十分に長く、ホットスポット１３５を患者の眼の外側しておくことができる。この設計は、３つの上述の問題すべてに対する改善を提供する。
【００１９】
（ａ）いくつかのプローブ１００は、改善された様式で界面１３５で生成された熱を消散させる。実際に、患者の眼の外側で、界面１３５を取り囲む、ある質量および寸法のアダプタ１３０が増加されてもよく、ならびに大きい表面の金属構造または高熱伝導性材料で作製された冷却リブなどの熱交換構造がカニューレ１１０を結合することができる。アダプタ１３０の質量、大きさ、および表面を増加させることによって、界面１３５で発生した熱は、効率的な様式で眼の外側で消散される場合がある。
【００２０】
例えば、アダプタ１３０は、金属などの高熱伝導率を有する材料を含んでもよい。これは、アダプタ１３０の熱性能を改善する。また、本開示と一致する実施形態におけるより堅牢な熱性能は、殺菌および環境試験手順後、製造歩留まりを増加させる。これは、その大きさが小さいため、不十分な熱導体であるカニューレを通じてのみ抽出される眼の内側の熱を消散させ、生体組織内の過熱に伴う損傷につながる可能性があるプローブと比較されるものである。
【００２１】
また、いくつかの実施形態は、界面またはホットスポット１３５で生成された熱の消散を助けるために、ＧＲＩＮファイバー１０１とカニューレ１１０との間に熱伝導性接着剤を含む場合がある。さらに、カニューレ１１０は、アセンブリの熱的堅牢性を向上させるために、金属、例えば銅などの高熱伝導性材料で作製される場合がある。
【００２２】
（ｂ）本明細書に開示される実施形態による外科プローブ１００の機械的堅牢性はまた、ＧＲＩＮファイバー１０１と、ＧＩＮファイバー１０１の全長に沿って延在されたカニューレ１１０との間の長い接触面積によっても高められる。したがって、ＧＲＩＮファイバー１０１およびカニューレ１１０の付着はより強く、カニューレ１１０からのＧＲＩＮファイバー１０１の取り外しを含む重大な破壊の危険性を劇的に減少させる。
【００２３】
熱応力または機械的応力により、材料破壊がホットスポット１３５で生じても、構成要素のいずれかが患者の眼の内側で捕捉された状態になる場合がある危険性が限定され、操作の安全性が増加する。操作の安全性が増加することは、外科プローブ１００の製造者にとっては、責任を軽減するので非常に望ましい。
【００２４】
（ｃ）最後に、実施形態では、プローブ１００の使い捨て部分は、ＧＲＩＮファイバー１０１およびハンドピース１２０を含むカニューレ１１０のみとすることができる。このディスポーザブルを、アダプタ１３０の中にドッキングすることができる。アダプタ１３０は、ＧＲＩＮファイバー１０１とレーザーガイド１４５との間の正確な光結合を可能にするために正確な処理を必要とする。したがって、アダプタ１３０、場合によりコネクタ１４０、レーザーガイド１４５、およびコネクタ１８０を含むディスポーザブルはより高価であり、価格を高騰させ、すべての手術後にそれらが破棄または処分されるので、手術の利用可能性を限定する。この理由により、アダプタ１３０、コネクタ１４０、レーザーガイド１４５、およびコネクタ１８０を含まないように設計することができるディスポーザブルは、かなりより安価であり、より広い階層の人々がこの手術を利用できるようにする。
【００２５】
本明細書に開示される実施形態と同様に外科プローブを用いるレーザー光凝固手術では、外科プローブ１００は、網膜にわたって様々なレーザー熱傷点で血管を焼灼するために使用される。レーザーが網膜内に存在する桿体および錐体等の視細胞に損傷を与える場合があるため、視力は、治療を通じて影響を受ける場合がある。図１に示されるように、視覚が網膜の中央黄斑で最も重大であるため、外科医は、光凝固をもたらすためにビーム１０５を網膜の周辺部に方向付けることができ、中心視野を維持および修復するために一部の周辺視野を犠牲にする。
【００２６】
手術中、外科医は最初に、光凝固される網膜領域をマークし、照射されるように、プローブ１００の中に非熱傷の照準ビームを結合する場合がある。低電力の赤いレーザーダイオードの利用可能性により、照準ビームは概して、低電力の赤いレーザー光である。この照準ビームを向けることにより、外科医は、網膜の標的化部分に正確にプローブ１００を位置決めし、方向付けることができる。外科医が外科プローブ１００を位置決めし、方向付けると、外科医は、足踏みペダルまたは同様の機構を通じてレーザー源１５０を活性化させて、次に、「焼く」または「発射」と呼ばれることもある照射領域を光凝固することができる。
【００２７】
網膜点を焼くと、外科医は、多点ビーム１０５で新しい点を照射するようにプローブ１００を再位置決めし、レーザー源１５０を活性化させ、外科プローブ１００を再方向付けし、等々を行う。手術は、焼いたレーザー点の好適な配列が網膜にわたって分布されるまで繰り返される。網膜の典型的な治療のための必要とされるレーザー光凝固点の数は、約１，０００〜１，５００個の点である場合がある。例えば、ファセットを付けた光学素子によってビームを屈折させることによって、初期のレーザービームを２、４、または６個のビーム成分に分離するシステムは、２、４、または６個の点を同時に焼くことができ、それ故に必要とされるレーザー活性化または「発射」の数をビーム成分の数の２、４、または６倍に減少させる。したがって、多点ビーム１０５を使用することは、光凝固手術の速度を劇的に高めることができる。
【００２８】
外科プローブ１００の実施形態は、「多点／多芯」レーザープローブを含む場合があり、光ファイバーの対応する配列によって多重レーザービームを生成する。例えば、光ケーブル１４５は、複数の光ファイバーを有するファイバー束を含む場合があり、各ファイバーは、照射光の一部分またはレーザー源１５０からのビーム成分を外科プローブ１００に搬送する。このような実施形態では、カプラ１７０は、レーザー１６０からの光を光ケーブル１４５内のファイバー束に効率的に結合するアダプタおよび光学素子を含むことができる。いくつかの実施形態では、カプラ１７０は、屈折率分布（ＧＲＩＮ）レンズ、回折ビームスプリッタ、またはファセットの付いた光学素子等の光学素子を含む場合がある。いくつかの実施形態では、カプラ１７０は、ＧＲＩＮレンズと回折ビームスプリッタとレンズ等の他の光学素子との組み合わせを含む場合がある。したがって、カプラ１７０は、標準的な光ケーブルコネクタ１８０を受容するように設計されてもよい。
【００２９】
いくつかの実施形態では、外科プローブ１００は、光ケーブル１４５に単一光ファイバーを使用するように適合される場合がある。このような実施形態は、本明細書では「多点／単芯」レーザープローブと示される。外科プローブ１００内の多点／単芯構成アダプタ１３０は、多点を照射するためにその遠位端でビーム成分を効率的に送達および出射することができるレーザー光を単一光ファイバーからＧＲＩＮファイバー１０１に効率的に結合する光学素子を含む場合がある。
【００３０】
外科プローブ１００が単芯プローブまたは多芯プローブであるかにかかわらず、これは、プローブ１００およびそのアダプタ１３０をレーザー源１５０に接続するために使用されるコネクタ１４０と互換性を有することができる。これに関して、レーザー源１５０に結合された光ケーブル１４５は、超小型バージョンＡ（ＳＭＡ）相互接続等の標準化された相互接続を有するように従来型である。例えば、レーザー源１５０は、光ケーブル１４５からコネクタ１８０を受容するカプラ１７０内に雌ＳＭＡコネクタを有する場合がある。光ケーブル１４５内のコネクタ１８０は、標準ＳＴコネクタであってもよい。従来の単点／単芯レーザープローブでは、雄ＳＭＡコネクタ１８０は、光ケーブル１４５内の単一ファイバーを組み込む場合がある。いくつかの実施形態では、コネクタ１８０は、光ケーブルの長手方向軸に対してある角度で切断した光ケーブル１４５の近位端を含む場合がある。これは、光ケーブル１４５からレーザー源１５０への望ましくないフィードバックを減少させる場合がある。
【００３１】
レーザー源１５０は、光ケーブル１４５内で使用される単一ファイバーの直径よりはるかに小さい直径を有するビームウエストで集束ビームを雄ＳＭＡコネクタ１８０に提供することができる。例えば、レーザービームウエストは、５μｍ以下である場合があるが、光ケーブル１４５内の単一ファイバーの直径は、７５μｍ以上である場合がある。いくつかの実施形態では、レーザービームウエストの直径は、２μｍ、１μｍ、またはそれ以下である場合があるが、単一ファイバーは、約１０μｍ以上の直径を有する場合がある。したがって、狭いビームウエストを有する多点／単芯の外科プローブ１００は、レーザー源１５０を効率的に光プローブ１００に結合することができる。
【００３２】
光ファイバー技術の当業者であれば、本開示の実施形態が光ケーブル１４５内に使用される光ファイバーのタイプに関して限定されないことを認識するであろう。例えば、いくつかの実施形態は、複数の多モード光ファイバーを含むファイバー束を使用する場合がある。いくつかの実施形態では、ファイバー束は、複数または少なくとも１つの単一モード光ファイバーを含む場合がある。多点／単芯の実施形態であっても、使用される単一ファイバーは、多モード光ファイバーまたは単一モード光ファイバーのいずれかとすることができる。
【００３３】
いくつかの実施形態によれば、ＧＲＩＮファイバー１０１は、多点ビーム１０５を介して網膜上に眼の外側の界面またはホットスポット１３５から多点画像を中継するように設計される場合がある。ＧＲＩＮファイバー１０１は、半径方向に変化する屈折率を有する円筒状コアを含む場合がある。ＧＲＩＮファイバー１０１は、近位端で多点光ビームを受光し、かつそれを第１の画像平面に中継するように構成された一連のリレーレンズのように作用し、次にこの画像を第２の画像平面に中継する、等々を、多点パターンが最終的な標的に向かって出射されるＧＲＩＮファイバーの遠位端に中継されるまで、行うことができる。
【００３４】
熱放散を減少させるために、界面１３５でのＧＲＩＮファイバー１０１の近位端面は、レーザー源の波長での反射防止（ＡＲ）層でコーティングされる場合がある。ＧＲＩＮファイバー１０１の近位端面はまた、レーザー源１５０への望ましくないフィードバックを避けるために、ＧＲＩＮファイバー１０１の対称軸に対してある角度で切断される場合がある。
【００３５】
本明細書に開示される外科プローブ１００の実施形態では、ＧＲＩＮファイバー１０１を有するカニューレ１１０および筐体またはハンドピース１２０は、使い捨てである場合がある。したがって、外科医は、個々の手術後にレーザー源１５０および光ケーブル１４５とともに外科プローブ１００のアダプタ１３０を保持し、使い捨てカニューレ１１０およびハンドピース１２０のみを処分する場合がある。さらに、いくつかの実施形態によれば、外科プローブ１００は、ファイバー束または単一ファイバーのいずれかを含む光ケーブル１４５を受容またはドッキングするように適合することができる。これは、図２Ａ〜Ｂに関してより詳細に後述される。
【００３６】
図２Ａは、外科プローブ１００の一実施形態とすることができる外科プローブ２００Ａの長手方向の断面図を示す。外科プローブ２００Ａは、ＧＲＩＮファイバー１０１を光ケーブル１４５に結合するように構成されたアダプタまたは取り付け治具２３０を含むことができる。いくつかの実施形態では、光ケーブル１４５は、複数の光ファイバーを有するファイバー束２４６を含むことができる。外科プローブ２００Ａはまた、取り扱い治具２２０を含むことができ、これは、カニューレ１１０をアダプタまたは取り付け治具２３０の中に固定またはドッキングすることができる。さらに、取り扱い治具またはハンドピース２２０は、外科医によって手動で、または取り扱い治具２２０で外科プローブ２００Ａを掴むように適合されたアームを有する手術ロボット等の機械によるかのいずれかで操作されるために適合される場合がある。ＧＲＩＮファイバー１０１は、１０〜３００ｍｍまたは３０〜１００ｍｍの範囲内であってもよい全長Ｌｆ２０５を有することができる。いくつかの実施形態では、ＧＲＩＮファイバー１０１は、直径２００〜５００ミクロンであり、放物線屈折率プロファイルを有するＳｉＯ2およびＧｅＯ2からなる可能性がある。
【００３７】
図２Ａに図解されるように、ＧＲＩＮファイバー１０１の近位端は、アダプタ２３０の内側に到達することができ、界面１３５で終わる。同様に、ファイバー束２４６は、予め選択された距離ｄ１  ２０１がファイバー束２４６とＧＲＩＮファイバー１０１との間に形成されるように、アダプタ２３０の内側に到達することができる。
【００３８】
図２Ｂは、いくつかの実施形態に従う、外科プローブ２００Ｂの長手方向の断面図を示す。外科プローブ２００Ｂは、ＧＲＩＮファイバー１０１を光ケーブル１４５に結合するように構成されたアダプタ２３０を含む。いくつかの実施形態では、光ケーブル１４５は、単一ファイバー２４７と、回折ビームスプリッタ２５０とを含む。いくつかの実施形態では、単一ファイバー２４７は、レンズ２５１を介して回折ビームスプリッタ２５０に結合され得る。レンズ２５１は、単一ファイバー２４７からのレーザー光を集光し、このレーザー光を回折ビームスプリッタ２５０に通し、ＧＲＩＮファイバー１０１の近位面上に多くのビーム成分を投射する。いくつかの実施形態では、回折ビームスプリッタ２５０およびレンズ２５１は、延在された界面１３５の一部とすることができる。
【００３９】
図２Ｂに図解されるように、ＧＲＩＮファイバー１０１の近位端は、界面１３５に至るまでアダプタ２３０の内側に到達することができる。同様に、ファイバー２４７は、予め選択された距離ｄ２  ２０２が回折ビームスプリッタ２５０とＧＲＩＮファイバー１０１との間に形成されるようにアダプタ２３０の内側に到達することができる。
【００４０】
図３は、いくつかの実施形態に従う、外科プローブの近位端内の多点平面３００の半径方向の断面図を示す。構成３００は、レーザー点３４６と集合的に以下で呼ばれるレーザー点３４６−１、３４６−２、３４６−３、３４６−４、３４６−５、３４６−６、および３４６−７を含む。構成３００はまた、ＧＲＩＮファイバー１０１内の断面の外周３０１を含み、これは、光点３４６を取り囲む。したがって、光点３４６は、界面１３５に隣接されたＧＲＩＮファイバー１０１の近位面上に画像平面を形成することができる（図２Ａ〜Ｂ参照）。いくつかの実施形態では、光点３４６は、ファイバー束２４６等のファイバー束によってＧＲＩＮファイバー１０１の近位面上に投射される場合がある（図２Ａ参照）。いくつかの実施形態では、光点３４６は、レンズ２５１に結合された回析ビームスプリッタ２５０等の回析ビームスプリッタの画像平面である場合がある（図２Ｂ参照）。
【００４１】
図３は、六角形状（「ハニカム」）で配向された６つの光点３４６を示す。当業者であれば、構成３００内の正確な幾何学形状および光点３４６の数に関して限定的なものはないことを認識するであろう。光点３４６がファイバー束２４６に対応する実施形態では、中心ファイバー３４６−４は、６つの外側ファイバー３４６−１、３４６−２、３４６−３、３４６−５、３４６−６、および３４６−７によって円周方向に取り囲まれる場合がある。いくつかの実施形態では、ファイバー束内の各ファイバーは、０．２２など、０．２〜０．３の範囲内に開口数（ＮＡ）を有する場合があり、１０１μｍのジャケットによって取り囲まれた９０μｍのクラッディング内に入れられた７５μｍのガラスコアを通して達成される。結合されていないレーザーエネルギーの量を最小化するために、ＧＲＩＮファイバー１０１は、図３に示されるように、ファイバーのすべてを取り囲むのに十分な直径を有する場合がある。
【００４２】
ファイバー束２４６およびＧＲＩＮファイバー１０１が軸対称である実施形態では、ファイバー束２４６とＧＲＩＮファイバー１０１との間のクロッキングまたは「ロール」整列が必要でない場合がある。いくつかの実施形態では、ファイバー束２４６の遠位端およびＧＲＩＮファイバー１０１の近位端は、界面反射、光フィードバック、および干渉を減少させるある角度を有することができる。このような実施形態では、ファイバー束２４６の遠位端およびＧＲＩＮファイバー１０１の近位端の配向が互いに一致するように、アダプタ２３０内にクロッキングの切り欠きを含むことが望ましい場合がある。
【００４３】
それに関して、図３に示される平面３００での光点の分布が軸方向に対称である一方、当業者が認識する場合があるように他の構成が可能である。例えば、ファイバー束２４６内のファイバーは任意の好適な分布で配列されてもよい。また、いくつかの実施形態では、好適な回折ビームスプリッタ２５０が、光点３４６の任意の望ましいパターンを生成するために使用されてもよい。例えば、光点３４６の配列は、平面３００で線を形成する場合がある。いくつかの実施形態では、光点３４６の配列は、平面３００内に、望ましく調整される場合がある偏心を有する楕円を形成する場合がある。例えば、いくつかの実施形態は、レンズ２５１を組み合わせる場合があり、これは、回折ビームスプリッタ２５０が平面３００内にレーザー点の楕円パターンを形成する円筒レンズである場合がある。レンズ２５１はまた、平面３００上に光点の楕円パターンを生成するように、垂直平面に沿って２つの異なる焦点距離を有する凸面レンズである場合がある。
【００４４】
いくつかの実施形態では、プローブ１００を、光ガイドまたは光ケーブル１４５に光を提供するように構成された光源またはレーザー源１５０と、外科光システムの動作を制御するように構成された制御プロセッサとを備える外科光システムに光学的に結合することができる。
【００４５】
図４は、いくつかの実施形態に従う、多点外科プローブを製造するための方法４００のフローチャートを示す。方法４００は、
【００４６】
ステップ４１０：近位端で多点光ビームを受光し、かつ遠位端で多点光ビームを出射するように構成された屈折率分布（ＧＲＩＮ）ファイバーをカニューレシステムの中に入れることと、
【００４７】
ステップ４２０：ＧＲＩＮファイバーの近位端を有する、カニューレシステムをアダプタの遠位端に結合することと、
【００４８】
ステップ４３０：コネクタを介して、レーザー源からアダプタに光を送達するように構成された光ガイドをアダプタの近位端に結合するステップと、を含むことができ、アダプタは、光ガイドによって送達された光をＧＲＩＮファイバーの近位端に結合するように構成された界面を備え、ＧＲＩＮファイバーの長さは、界面を光凝固手術中に患者の眼の外側にしておくように十分に長い。
【００４９】
いくつかの実施形態では、ＧＲＩＮファイバーは、ＧＲＩＮファイバー１０１とすることができ、カニューレアセンブリは、カニューレアセンブリ１１０とすることができ、アダプタは、アダプタ１３０とすることができ、界面は、界面１３５とすることができ、コネクタは、コネクタ１４０であり得、光ガイドは、光ガイド１４５とすることができる。
【００５０】
いくつかの実施形態では、光ガイドは、アダプタの近位端へのファイバー束を含むことができる。他の実施形態では、光ガイドは、アダプタの近位端に結合される単一光ファイバーを含むことができ、アダプタは、界面で、光ファイバーに光学的に結合されたレンズと、レンズに光学的に結合された回折ビームスプリッタとを備える。いくつかの場合、ＧＲＩＮファイバーの長さは、３０〜１００ｍｍの範囲内である。いくつかの実施形態では、カニューレアセンブリは、ＧＲＩＮファイバーを入れるように構成されたカニューレと、カニューレをアダプタに結合し、熱交換システムを提供し、または外科医もしくは外科的機械が操作するために構成されたハンドピースと、を含むことができる。
【００５１】
関連した方法４００’では、ステップ４１０’は、近位端および遠位端を有するアダプタを提供することを含むことができる。ステップ４１０’におけるアダプタは、上記の図１〜２に関して記載されるようなアダプタ１３０であってもよい。
【００５２】
ステップ４２０’は、コネクタを受容するようにアダプタの近位端を構成することを含むことができる。ステップ４２０’におけるコネクタは、図１〜２におけるコネクタ１４０等のファイバーコネクタであってもよい。コネクタは、光ガイドをアダプタ１３０の中に結合またはドッキングするように構成される場合がある。光ガイドは、光ケーブル１４５とすることができる。光ケーブル１４５は、ファイバー束または単一ファイバーとすることができる。
【００５３】
ステップ４３０’は、カニューレアセンブリを形成するステップを含むことができる。例えば、カニューレアセンブリは、図１〜２に関して記載されるＧＲＩＮファイバー１０１と、カニューレ１１０と、ハンドピースまたは筐体１２０とを含む場合がある。さらに、いくつかの実施形態によれば、ステップ４３０’は、接着剤を用いてＧＲＩＮファイバー１０１をカニューレ１１０の中に固着するステップを含む場合がある。ＧＲＩＮファイバー１０１をカニューレ１１０に固着する接着剤は、高熱伝導率を有する場合がある。
【００５４】
ステップ４４０’は、カニューレアセンブリの近位部分を受容するようにアダプタの遠位端を構成することを含むことができる。
【００５５】
ステップ４５０’は、そこでＧＲＩＮファイバー１０１が光ガイド１４５によって出射された光を受光することができる、アダプタ界面をアダプタの内側に形成することを含むことができる。この界面は、前述の界面１３５とすることができる。光ガイドが単一ファイバーを含む実施形態では、アダプタは、図２Ｂにおけるレンズ２５１および回折ビームスプリッタ２５０などの、レンズおよび回折ビームスプリッタを含む場合がある。アダプタは、光ガイドの遠位端とＧＲＩＮファイバーの近位端との間の距離がＧＲＩＮファイバー１０１からの反射を最小化するために選択されるように構成することができる。ＧＲＩＮファイバー１０１からそれでも反射されたほんのわずかの光パワーを管理するために、いくつかの実施形態では、アダプタは、金属などの高い熱伝導率を有する材料で形成される場合がある。
【００５６】
いくつかの実施形態によれば、ステップ４３０’におけるＧＲＩＮファイバー１０１は、光凝固手術中、ＧＲＩＮファイバー１０１がアダプタ内の光ガイドの光を受光する界面を、患者の眼の外側にしておくことができるように十分に長い長さを有する場合がある。
【００５７】
上記に記載される発明の実施形態は、単に例示である。当業者であれば、具体的に開示される実施形態から様々な代替の実施形態を認識する場合がある。それらの代替の実施形態はまた、本開示の範囲内であることを意図する。したがって、本発明は、以下の特許請求の範囲によってのみ限定される。
【図１】
0006301956.tif 000002
【図２Ａ】
0006301956.tif 000003
【図２Ｂ】
0006301956.tif 000004
【図３】
0006301956.tif 000005
【図４】
0006301956.tif 000006