(57)【要約】【課題】  人体内の標的部位に光を効率的に送達させるための装置を提供する。【解決手段】  この装置は、光源と、長手方向に内部を貫通して画定された管腔を有する少なくとも１つのステントと、を備える。光源は、ステントの管腔内及び／又はステントの表面上に長手方向に配置される。また、人体内の脳に光線療法を効率的に送達させるための方法である。脳の硬膜を貫通することなく頭蓋骨にドリルで穴が穿孔される。ドリルで穿孔した穴のそれぞれに、各導光体が頭蓋骨を完全に貫通するように透明な導光体が嵌め込まれる。頭蓋骨の外部の第１の側に配置された光源から放射された光は、頭蓋骨の内部の反対の側へと透明な導光体を介して脳内の標的部位まで透過される。【選択図】  図１Ａ
2017113556.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人体内の標的部位に光を効率的に送達させるための装置であって、
光源と、
長手方向に内部を貫通して画定された管腔を有する少なくとも１つのステントと、を含み、
前記光源が、前記ステントの前記管腔内及び／又は前記ステントの表面上に長手方向に配置された、装置。
【請求項２】
前記光源が、前記ステントの前記管腔内に長手方向に配置された光ファイバーである、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ステントが、テーパがつけられた第１の端部及びテーパがつけられた反対側の第２の端部を有し、前記ステントの前記第１の端部のみが前記光ファイバーに固定され、前記ステントの前記反対側の第２の端部が軸方向に前記光ファイバーに沿って長手方向に摺動可能である、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記ステントが、その第１のテーパがつけられた端部と第２のテーパがつけられた端部との間の領域においてほぼ均一な直径の円筒形状を有する、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記ステントが、第１の端部から反対側の第２の端部までほぼ均一な直径の円筒形状を有し、前記光ファイバーが、少なくとも１つの径方向外側の支持部材によって前記ステントの前記管腔内に懸架され、前記少なくとも１つの径方向外側の支持部材が、前記ステントの前記管腔内に配置される唯一の物理的障害物である、請求項２に記載の装置。
【請求項６】
前記装置は、内部に長手方向に画定された管腔をそれぞれが有する２個のステントを含み、前記光ファイバーが前記２個のステントの前記管腔に通され、前記２個のステント間の領域において前記光ファイバーから光が径方向に放射される、請求項２に記載の装置。
【請求項７】
光が放射される前記光ファイバーの遠位端に配置された前面ディフューザーを更に含み、前記前面ディフューザーが、方向及び角度のうちの少なくとも１つにおいて調節可能である、請求項２に記載の装置。
【請求項８】
前記光ファイバーから出射する光が透明な表面を透過する前に前記光を反射するために前記光ファイバーの遠位端に配置されたミラーを更に含む、請求項２に記載の装置。
【請求項９】
前記ステントの一部が不透明であり、前記ステントの残りの部分が透明である、請求項２に記載の装置。
【請求項１０】
前記光ファイバーが、径方向外側に延びる突起を有する連結部材が配置された近位端を有し、前記装置が、長手方向に内部を貫通して画定されたスリットを有する送達カテーテルを更に備え、前記連結部材が前記送達カテーテルの内径よりも大きい外径を有し、前記突起が前記スリット内に受容可能であることにより前記スリットを分離させることによって前記送達カテーテルの前記内径を拡大することで、前記送達カテーテルを近位方向に引っ張ることにより送達カテーテルを引き抜く際に前記連結部材が体内の定位置に留置される、請求項２に記載の装置。
【請求項１１】
前記光ファイバーが、径方向外側に延びる突起を有する連結部材が配置された近位端を有し、前記装置が、長手方向に内部を貫通して画定された渦巻き状スリットを有する送達カテーテルを更に含み、前記連結部材が、前記送達カテーテルの内径よりも大きい外径を有し、前記突起が前記スリット内に受容可能であることにより前記スリットを分離させることによって前記送達カテーテルの前記内径を拡大することで、前記送達カテーテルを近位方向に引っ張ることにより送達カテーテルを引き抜く際に前記連結部材が体内の定位置に留置される、請求項２に記載の装置。
【請求項１２】
前記光源が、前記ステントの表面に配置された複数の光ファイバーである、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記複数の光ファイバーが、前記ステントの表面に配置された覆いに組み込まれている、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記覆い及び前記複数の光ファイバーが反射性金属によって内部をコーティングされることによって、照射された光を外部へと径方向外側に向ける、請求項１３に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人体内の標的部位に治療方法としての光を効率的に送達するためのシステム及び装置に関する。詳細には、本発明は、体内の標的部位に光治療を送達するために用いられる光ファイバーを固定するためのステント又はバルーンに関する。更に、本発明は、骨質を通して光を送達するための光伝送路に関する。
【背景技術】
【０００２】
光線療法としても知られる光治療は、人体の多くの疾患及び障害の広く認められた治療法である。１つの例示の実施例として、光線療法は、疾患を有する頸部組織の治療に使用されてきた。これまで、人体内の標的部位に光治療を送達するための最も標準的な方法は侵襲的なものであり、すなわち、身体の組織を貫通して光ファイバーを進めることによって行われてきた。Ｍａｄｓｅｎらによる「Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ  ｏｆ  ａ  Ｎｏｖｅｌ  Ｉｎｄｗｅｌｌｉｎｇ  Ｂａｌｌｏｏｎ  Ａｐｐｌｉｃａｔｏｒ  ｆｏｒ  Ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ  Ｌｉｇｈｔ  Ｄｅｌｉｖｅｒｙ  ｉｎ  Ｐｈｏｔｏｄｙｎａｍｉｃ  Ｔｈｅｒａｐｙ，」Ｌａｓｅｒｓ  ｉｎ  Ｓｕｒｇｅｒｙ  ａｎｄ  Ｍｅｄｉｃｉｎｅ，Ｖｏｌ．２９：ｐｐ．４０６〜４１２（２００１）には、埋め込み式のカテーテル及び、治療中に経皮的光ファイバーによってアクセスされるバルーンディフューザーによる頭蓋内光線治療について記載している。かかる方法には、（ｉ）光ファイバーを体内に進める際に組織が損傷する工程、（ｉｉ）硬膜を切開しなければならない工程、（ｉｉｉ）特に光源の付近に過剰な熱又は光が生じる工程、（ｉｖ）埋め込まれた装置内部に内部電源（例えば、電池）又は埋め込み式装置に導線によって接続された外部電源を設けなければならない工程など、多くの難点がある。
【０００３】
光線療法の他の非侵襲的方法は体外から標的組織を照射するものであり、その用途は皮膚の直ぐ下の標的部位に限定される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、本発明の目的は、疾患及び／又は慢性疼痛の標的治療を行うために体腔（例えば、血管）を通じて、又は骨構造（例えば、頭蓋骨の皮質骨板）にわたって、光線療法（例えば、任意の波長の光治療）を送達するためのシステム及び方法を開発することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、疾患及び／又は慢性疼痛の標的治療のために体腔（例えば、血管）を通じて、又は骨構造（例えば、頭蓋骨の皮質骨板）にわたって、光線療法（例えば、任意の波長の光治療）を効率的に送達するためのシステム及び方法に関する。
【０００６】
本発明の別の態様は、人体内の標的部位に光を効率的に送達させるための装置であって、光源と、長手方向に内部を貫通して画定された管腔を有する少なくとも１つのステントと、を含む装置に関する。光源は、ステントの管腔内及び／又はステントの表面上に長手方向に配置される。
【０００７】
更に、本発明は、人体内の脳に光線療法を効率的に送達させるための方法に関する。脳の硬膜を貫通することなく頭蓋骨にドリルで穴が穿孔される。ドリルで穿孔した穴のそれぞれに、各導光体が頭蓋骨を完全に貫通するように透明な導光体が嵌め込まれる。頭蓋骨の外部の第１の側に配置された光源から放射された光は、頭蓋骨の内部の反対の側へと透明な導光体を介して脳内の標的部位まで透過される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明の上記の特徴及びその他の特徴は、本発明の実例となる実施形態の以下の詳細な説明及び図面より容易に明らかとなるであろう。ただし、複数の図面を通じて同様の参照符合は同様の要素を示すものとする。
【図１Ａ】光源から骨質を通じて放射される光の通過を示す、エネルギー供給部及び光源の異なる位置の例示的な断面図である。
【図１Ｂ】光源から骨質を通じて放射される光の通過を示す、エネルギー供給部及び光源の異なる位置の例示的な断面図である。
【図１Ｃ】光源から骨質を通じて放射される光の通過を示す、エネルギー供給部及び光源の異なる位置の例示的な断面図である。
【図２】テーパがつけられた遠位端及び近位端を除いて円筒状の形態を有するステントの管腔内のほぼ中心に位置決めされた光ファイバーの例示的な一実施形態の側面図であって、ステントの遠位端のみが光ファイバーに固定され、ステントの自由端は軸方向に光ファイバーに沿って長手方向に摺動可能となっている。
【図３Ａ】複数のワイヤ又は糸によって管腔内のほぼ中心に固定された光ファイバーを有する例示的な円筒形状のステントの側面図である。
【図３Ｂ】光ファイバーがほぼ真っ直ぐな糸によってステントに固定されている図３Ａの円筒形状のステントの端面図である。
【図３Ｃ】光ファイバーが非直線状のワイヤによってステントに固定されている図３Ａの円筒形状のステントの端面図である。
【図４Ａ】図３Ａに示されるステント内の径方向外側の支持部材又は支柱がステントの内部のディフューザーの特定の遮蔽効果をもたらす様子を示した側面図である。
【図４Ｂ】２個のそれぞれ円筒形状のステント（そのそれぞれは図３Ａに示されるものと同様）の管腔に光ファイバーが通され、管腔内のほぼ中心に位置決めされており、２個のステントの間の妨害されていない位置において光ファイバーから光が放射されている例示的な一実施形態の側面図である。
【図５Ａ】光ファイバーが長手方向に内部を貫通して延び、その管腔内のほぼ中心に維持された例示的な円筒形状のステントの側面図であり、光ファイバーは折り曲げ可能な前面ディフューザーを有している。
【図５Ｂ】光ファイバーが長手方向に内部を貫通して延び、その管腔内のほぼ中心に維持された例示的な円筒形状のステントの側面図であり、光ファイバーから出射した光が傾斜したミラーによって所望の標的部位へと反射されている。
【図６】ステントの半分が不透明な材料で覆われ、もう半分が透明な材料で覆われた例示的な円筒形状のステントの側面図である。
【図７Ａ】その直径を拡大するための長手方向のスリットが画定されている例示的な送達カテーテルの側面図である。
【図７Ｂ】その直径を拡大するための渦巻き状のスリットが画定されている例示的な送達カテーテルの側面図である。
【図８Ａ】その外側表面に複数の光ファイバーを有するか又はメッシュに織られたステントを備えた本発明の例示的な一実施形態の側面図である。
【図８Ｂ】図８Ａのステントの端面図である。
【図９】図９は、人体の第三脳室と第四脳室との間に懸架された光ファイバーの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
「近位」／「近位に」及び「遠位」／「遠位に」なる用語はそれぞれ、医療装置の先端（すなわち、遠位端又は前端）が患者の体内に挿入された状態でその装置を患者に挿入する操作者（例えば、外科医、医師、看護師、技術者など）に近づく方向、又は操作者から遠ざかる方向を指す。したがって、例えば「近位方向」は、操作者に近づく方向を指し、「遠位方向」は操作者から遠ざかり、医療用装置の先行端又は先端に向かう方向を指すものである。
【００１０】
光線治療を人体内部の構造（例えば、脳）に送達する際、光を放射する光ファイバー又は他の光源を、少なくとも一時的に（長期にわたってではない場合）、動脈、静脈、若しくは血管、又は他の標的部位の内部に配置することができる。典型的には、光ファイバーは、ガイドワイヤ及び送達カテーテルを使用して血管内部の標的部位まで前進又は操縦される。詳細には、光ファイバーが内部に配置されたステントを人体内の標的部位まで送達することは、操縦可能なガイドワイヤを人体内の所望の標的部位まで挿入することによって達成される。ガイドワイヤをその目的とする標的部位まで前進させる際、Ｘ線撮影装置又は他のイメージング装置による補助を行うことができる。ガイドワイヤがその目的とする標的部位に適正に配置された時点で、ガイドワイヤに沿って送達カテーテルを挿入する。次いで、ガイドワイヤを近位方向に引っ張ることにより人体から引き抜く。次いで、光ファイバーがその管腔内に配置されたステントをその格納／圧縮状態で送達カテーテルを通じて体内の標的部位まで進める。ステントが自己拡張型であるか否かによらず、ステントは送達カテーテルの遠位端から出た後、その格納／圧縮状態から拡張状態に展開される。自己拡張型のステントの場合では、標的部位において送達カテーテルの遠位端から出るとステントはその拡張状態に自動的に復帰する。そうでなく、機械式拡張ステントが用いられる場合には、ステントが送達カテーテルの遠位端を通過した後でバルーン又は他の機械的装置がステントの管腔内で展開されて膨張されることでステントを拡張する。いずれのタイプのステントも考えられ、本発明の意図する範囲に含まれるものである。自己拡張型ステントを使用する場合、送達カテーテルを通じてステントを進める際に摩擦が発生する。ステントが拡張された（自己拡張型であるか又は膨張装置の展開によって）時点で、拡張されたステントを体内の標的部位に適正に配置された状態で定位置に留置して送達カテーテルを近位方向に引っ張ることにより人体から引き抜く。
【００１１】
観血的頭蓋内手術では、ステント及びステントの管腔内に配置された光ファイバーが１つ以上の脳室（脳の中心の液体で満たされた４個のつながった室）を通じて挿入される場合に上記の段落で述べた操縦用ガイドワイヤを完全に省略することができる。組み立てられた状態のステント及び光ファイバーを送達するこの代替的な方法では、観血的頭蓋内手術の間にスタイレットを備えた送達カテーテルを脳室内に導入する。送達カテーテルの遠位端が体内の標的部位に配置された時点でスタイレットを体内から引き抜く又は抜き取ることで送達カテーテルを定位置に留置する。次いで組み立てられたステント及び光ファイバーをカテーテルを通じて体内の標的部位まで挿入する。ステントが体内の所望の標的部位において拡張された時点で送達カテーテルを近位方向に引っ張ることにより引き抜くか又は抜き取って適正に配置された光ファイバーを定位置に留置する。
【００１２】
光ファイバーを身体の空洞（例えば、脳室系若しくは中枢神経系により、又は血管などの脈管系若しくは蝶形骨洞（Ｓ．Ｓ．）により形成される空洞）内の所望の位置まで送達カテーテルを用いて適当に進めた時点で、光ファイバーを空洞の内部の定位置に固定又は維持すると同時に光を放射する光ファイバーの先端部が組織と接触しないようにすることが望ましい。そうしないと光ファイバーの先端部は熱又は比較的高い局所的照射密度によって破損する恐れがある。この目的を実現するには、人体の解剖学的空洞内を光で照射する際、光源（例えば、光ファイバー）を所定の位置（例えば、空洞内のほぼ中央に）維持することが効果的である。かかる管腔内での固定は、光源と同じ人体の空洞内部に埋め込まれた別の物理的構造物（例えば、ステント、ケージ、又はバルーンなど）内に光源又はディフューザーを取り付けるか又は固定することによって実現することができる。
【００１３】
ステントの場合では、この別の物理的構造物はメッシュ構造又はケージの形であることが好ましい。ステントは螺旋状／渦巻き状、円筒状、円錐形状、又は他の何らかの幾何学的構成のものであってよい。更に、ステントは、自己拡張型（すなわち、ステントを径方向に格納／規制／又は圧縮された状態に維持する機械的力が取り除かれると自動的に拡張するもの）又は非自己拡張型（すなわち、ステントを格納／規制／又は圧縮された状態から拡張状態に変化させるために別の機械的装置を必要とするもの）のいずれかであってよい。拡張状態では、ステントの外表面がステントが内部に置かれる空洞（例えば、血管）の内表面と物理的に接触することにより、ステントが定位置に固定される。ステントの代わりに、あるいはバルーンを使用して光ディフューザー／光源（例えば、光ファイバー）をほぼ中心に位置決めし、更に空洞（例えば、Ｓ．Ｓ．）の容積を完全に充填して液体の蓄積及び生じ得る感染症を防止することもできる。
【００１４】
光ファイバーは、ステント自体の設計又は構成によってステントの管腔内の所定の位置、好ましくはほぼ中心に維持することができる。この結果を得るための１つの方法として、ステントの少なくとも一部、例えば、一端又は先端を光ファイバーに固定するか、取り付けるか、又は付着することがある。
【００１５】
図２に示される例示的な実施形態を参照すると、ステント２００の近位端２１０及び遠位端２０５の両方にそれぞれ反対方向に狭くなるようなテーパを設け、ステントの中央領域はほぼ均一な直径を有するようにすることができる。両方向に狭くなるようにテーパした端部は、一端のみにおいてではなく、両端においてステントの実質的なセンタリングを可能とする。両端におけるセンタリングは高い安定性を与え、光ファイバーが一点においてのみではなく、所定の長さ方向の長さにわたってステントに対してほぼ同心状に維持される。かかる形態は、横ディフューザーに特によく適している。ステントの両端にテーパが設けられているにもかかわらず、図２のステント２００は一端のみ（例えば、遠位端２０５）が光ファイバー２１５に取り付けられるか、固定されるか、又は付着されている。ステント２００の反対側の端部（例えば、近位端２１０）は、近位方向に狭くなるようにテーパが設けられているにもかかわらず、光ファイバー２１５に取り付け、固定、又は付着されていない。代わりに、展開時に、光ファイバーに取り付け又は付着されていないステント４００の端部（例えば、近位端２１０）は、光ファイバー２１５に沿って軸方向に長手方向に（二方向の矢印により示されるように）自由に摺動することができるようになっている。光ファイバーに取り付け、固定、又は付着されている図２のステントの部分は、少なくとも一部が（全体でなければ）完全に拡張することができなくなっている。代替的な一実施形態として、ステント２００の一端（例えば、遠位端２０５）を光ファイバー２１５自体に取り付け、固定、又は付着し、その反対側の端部（例えば、近位端２１０）をステントとの展開に適合するように光ファイバーに沿って長手方向に摺動できるような別の構造（例えば、光ファイバーの少なくとも一部を包囲するリング又は他の要素）に取り付け、固定、又は付着することもできる。
【００１６】
図３Ａ〜３Ｃは、ステントの管腔内に配置された光ファイバーがその内部でほぼ中心に位置決めされるようなステントの更に別の構成を示している。図２Ａ及び２Ｂに示される実施形態と同様の少なくとも１つの狭くなるテーパが設けられた端部を有する代わりに、図３Ａのステント３００は、その近位端３０５からその反対側の遠位端３１０まで（その遠位端においても近位端においても一切テーパしていない）ほぼ均一な直径の円筒状のチューブとなっている。光ファイバー３１５は、ワイヤ（例えば、生体適合性金属の）（図３Ｃ）又は支持糸（例えば、生体適合性ポリマーの）（図３Ｂ）のような１以上の径方向外側の支持部材又は支柱３２５によって管腔３２０内のほぼ中心に位置決めされるように懸架されている。支持部材３２５は、直線状（図３Ｂ）又は非直線状（図３Ｃ）であってよい。図３Ａのステント３００の管腔３２０内の唯一の物理的障害物が支持部材３２５であるため、ステントの管腔を通る血液又は脳脊髄液（ＣＳＦ）の流れの妨害は、図２のステントの構成に対して低減されるか又は最小に抑えられている。例として、図３Ａ〜３Ｃには、３本の径方向外側の支持部材又は支柱３２５が示されている。しかしながら、任意の数の１以上の径方向外側の支持部材又は支柱が考えられ、これらは本発明の範囲内に含まれる。
【００１７】
ステントの構成にかかわらず、管腔を通る血液又は脳脊髄液（ＣＳＦ）の流れの妨害を最小に抑え、かつ流れを最適化するため、メッシュステント３００を形成する径方向外側の支持部材又は支柱３２５の密度は、ステントの近位端又は遠位端の一方に位置する、ステントの直径が増大する移行領域において最も低いことが好ましい。図３Ａ〜３Ｃに示される実施形態では、メッシュステント３００を形成する径方向外側の支持部材又は支柱３２５は、図４Ａに示されるように光ファイバー３１５からの放射光がステント３００の管腔３２０内部から径方向に拡散される場合、周囲の組織への光の伝播を妨害するか又は遮蔽効果を生じるために不都合となり得る。このような望ましくない妨害又は遮蔽効果は、図４Ｂに示される例示的な実施形態に示されるように、その間に光ファイバー４１５から径方向に拡散される（４０５）放射光が配置された２個のステント４００を用いることによって回避することができる。各ステント４００は、図３Ａに関して詳細に述べたものにしたがって構成することができる。図５Ａに示されるステント５００の支柱で生じ得る遮蔽効果を回避するための別のアプローチとして、ステントの両端の間で径方向に光を拡散させるのではなく（図４Ｂに示されるように）、ステントの端部の一方で光ファイバー５１５から（例えば、前面ディフューザー５０５を用いることにより）指向性の光を放射することである。標的部位への適切な配置の後、光ファイバーによって放射される放射光の角度及び方向を、前面ディフューザー５０５の端部を曲げることによって必要に応じて選択することができる。代替的な一実施形態が図５Ｂに示されている。図５Ａに示される前面ディフューザーの代わりに、ミラー５２０を光ファイバー５１５’の遠位端に配置することにより、光ファイバー５１５’から出射する光をミラー５２０によって反射して透明表面５２５から透過させることができる。図５Ｂに示される好ましい実施形態では、ミラー５２０は約４５°の角度αの向きに向けられている。しかしながら、放射光を標的部位に集束又は向ける任意の望ましい角度αが考えられ、それらは本発明が意図する範囲内に含まれる。
【００１８】
光ファイバーからの放射光の反射を好ましい方向に更に集中、集束、又は増幅するため、図６に例示的に示されるように、ステント６００を不透明材料６２０（例えば、金属箔）によって部分的に覆うことができ、この不透明材料６２０が、光ファイバー６１５から放射される径方向の拡散光６０５が不透明材料を通過することを低減、妨害、阻止、又は防止する。このような金属箔の反射特性は、照射から周囲の組織の一部を遮蔽する一方で、同時に好ましい方向への光６０５の照射を増幅させるという二重の目的を果たす点に注意されたい。
【００１９】
本明細書に述べられるいずれの実施形態においても、光ファイバーの近位端に配置される、光源に連結されたプラグ又は光ポートなどの連結部材は、連結部材がそれを通じて進められる送達カテーテルの内径よりも大きい外径を有し得る。その結果、標的部位に光ファイバーを埋め込んだ後の送達カテーテルの抜き取り、引き抜き、又は取り出しが、大きな直径を有するこうした連結部材によって妨害される可能性がある。この問題を解決するには、送達カテーテルを近位方向に引っ張ることにより身体から抜き取る際に連結部材が送達カテーテルを切り開くか、切り裂くか、拡大するか、開放するか、解きほぐすか、又は分離するような設計又は構成とすることができる。図７Ａは、送達カテーテルが人体からの抜き取りの際に近位方向に引っ張られるのにしたがって、連結部材７０５が送達カテーテル７５０のほぼ長手方向に延びるスリット７６０をその近位端からその反対側の遠位端に至るまで完全に切り開くか、開放するか、又は分離するように設計又は構成された例示的な一構成を示している。図７Ａに示される例示の実施例では、光源に付随する連結部材又は光ポート７０５の遠位端には、送達カテーテル７５０に長手方向に画定されたスリット又は開口部７６０と物理的に緩衝するように実質的に整列された突起又はこぶ７１０が配置されている。送達カテーテル７５０が近位方向に引っ張られるのにしたがって、突起又はこぶ７１０が長手方向に画定されたスリット７６０内に導入され、スリット７６０内でその近位端からその反対側の遠位端に至るまで完全に分離させる。送達カテーテル７５０に形成された長手方向のスリット、分離部、又は開口部７６０が送達カテーテルの内径を拡大することで、標的部位を照射するために所望の位置で光ファイバーとともに体内に埋め込まれたままとなっている連結部材７０５の外側に送達カテーテルを通過させることが可能となる。これに代わるものとして、図７Ｂは、渦巻き状又は螺旋状に構成されたスリット７６０’に沿って切断するか、切り裂くか、拡大するか、分離するか、開放するか、解きほぐすか、又は剥離する送達カテーテル７５０’の設計を示している。この場合もやはり、送達カテーテル７５０’が人体から近位方向に引っ張られるのにしたがって、こぶ又は突起７１０’が渦巻き状のスリット７６０’内に進入して送達カテーテル７５０’の内径を連結部材７０５’の径よりも大きくなるように拡大することにより、光ファイバー及び連結部材７０５’を定位置に残して送達カテーテル７５０’を人体から回収することができる。
【００２０】
図８Ａ及び８Ｂに示されるように、複数の光ファイバー８４０をステント８２０の外側表面及び／又は内側表面上に配置することができる。詳細には、図８Ｂに示されるように、複数の光ファイバー８４０をステントの外側表面上に配置される覆いに組み込むことができる。更に、覆い及び複数の光ファイバーを、反射性金属で内側からコーティングすることによって、照射光を、内部へと径方向内側に向けるのではなく、外部へと径方向外側に更に向けることができる。この場合もやはり、他の実施形態に関して上記に述べたように、送達カテーテル８１０及びガイドワイヤ８３０を用いてステント８２０を空洞（例えば、血管）を通じて進めることができる。
【００２１】
本明細書に述べられる実施形態のいずれに基づくステントも、ステントが体内に埋め込まれた後に薬剤を投薬するための物質で被覆することができる。例えば、ステントを、薬剤（例えば、パクリタキセル）を含浸したポリマー材料（例えば、ポリウレタン）で被覆することができる。ステントが埋め込まれた後、薬剤（例えば、パクリタキセル）をステントの周囲の体内に徐々に放出させることができる。
【００２２】
本明細書に述べられる実施形態のすべてにおいて、光学ファイバー又は光ファイバーを、電気ケーブル及び１以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）に置き換えることができる。
【００２３】
上記に述べたステントに代わるものとして、光源をほぼ中心位置に維持するための物理的構造物としてバルーンを使用することもできる。バルーンはその閉じた構造のため、照射しようとする空洞の容積を完全に充填するという二重の機能を果たす。蝶形骨洞（Ｓ．Ｓ．）を光で照射する場合では、バルーンを用いることで実現される容積の完全な充填は、液体の蓄積、ひいては生じ得る感染症を低減するという更なる効果を与える。別の埋め込まれた物理的構造物（例えば、ステント又はバルーン）内に光源を固定することにより、光が放射状に３６０°に均一に分配されることにより、過剰な光エネルギー及び／又は熱による隣接組織への損傷が最小に抑えられる。
【００２４】
光学ファイバー、光ファイバー、又は他の光源自体を血管又は身体の他の空洞内で標的部位まで通過させる代わりに、光導管又はディフューザーを、光源自体のいずれの部分も骨内に挿入又は配置することなく、光源から放射された光を骨を通じて透過させるための導管として使用することができる。この送達法では、骨質の一方の側に配置された光源からの光線療法を、導光体又はディフューザー１０５を使用して骨質の反対側に配置された標的部位に送達することができる。図１Ｃに示される例示的な一実施形態では、エネルギー供給部（Ｅ）及び光源（Ｓ）はいずれも身体１１０の外部／外側（すなわち頭皮１０１の上）に配置されている。この構成によれば、光源（Ｓ）が頭蓋骨１１０の一方の側に配置されているのに対して、標的部位（例えば、黒質（Ｓ．Ｎ．））は頭蓋骨１１０の反対側に配置されている。骨質１１０（例えば、頭蓋骨）を完全に貫通した導光体又はディフューザー１０５、例えば、透明なねじ、ダボ、又はプラグが、それを通じて放射光を透過するための導管としての役割を果たす。基本的には、１以上の導光体又はディフューザー１０５が、対応する骨の穴の内部のプラグとして機能する。このような導光体又はディフューザー１０５は、導光体又はディフューザー１０５の一方の端部が骨質の一方の側から突出／露出し、その反対側の端部が骨質の反対側から突出／露出している場合に骨質１１０を完全に貫通していると言われる。導光体又はディフューザーは、ガラス、アクリルガラス、ＰＭＭＡ、ＰＶＣなどの、透明で、光を透過することが可能な、生体適合性を有する任意の材料で形成することができる。
【００２５】
硬膜１１５を保存したまま（すなわち、貫通することなく）骨質１１０に１以上の穴をドリルで穿孔する。次いでそれぞれの穴に少なくとも１つの導光体又はディフューザー１０５を嵌め込む。個々の導光体又はディフューザー１０５は互いに独立したものとすることができる。そうでない場合には、１以上の導光体又はディフューザー１０５はプレート１２０を介して連結されてもよい。プレートは、ガラス、アクリルガラス、ＰＭＭＡ、又はＰＶＣなどの、透明で、光を透過することが可能な、生体適合性を有する材料で形成される。導光体又はディフューザー１０５及びプレート１２０に用いられる材料は、同じであってもよいが必ずしも同じである必要はない。例示の実施例として、１以上の導光体又はディフューザー１０５を骨質内に埋め込むことにより、光源（例えば、光ファイバー）からの１以上の光線を標的部位（例えば、黒質（Ｓ．Ｎ．）に向かって）まで透過させることができる。この脳に対する光線療法のシステム及び方法は、黒質（Ｓ．Ｎ．）に複数の方向から放射光及び熱エネルギーのより均一な分配をもたらす点で特に効果的である。
【００２６】
このように、導光体又はディフューザー１０５は、骨質１１０の一方の側に配置された光源（Ｓ）により放射された光を骨質１１０の反対側に配置された標的部位に透過させる。光源（Ｓ）によって発生させられ、エネルギー供給部（Ｅ）により電力供給される任意の所望の波長範囲の光によって、骨を貫通した光導管として機能する導光体又はディフューザー１０５の第１の端部を照射することにより、その反対側の端部から光が放射され、これにより標的部位が照射される。図１Ｃの透明プラグ１０５が省略された場合、光源（Ｓ）により放射される光の一部が骨１１０によって吸収されるために不利である。
【００２７】
本発明に基づく光導管又はディフューザー（例えば、骨ねじ又は骨プラグ）は、光源から放射された光を骨質を通じて透過させることが可能であるばかりか、標的部位（例えば、組織又は骨）から反射される光を受容する二重の目的を果たすこともできる。標的部位（例えば、組織又は骨）から反射された受光より、組織内部の照射度又は骨の厚さを推定することができる。このデータに基づき、光源からの光放射のレベルをフィードバックループに適用して光線療法による治療を最適化することができる。
【００２８】
図１Ｃは、エネルギー供給部（Ｅ）及び光源（Ｓ）の両方が、黒質（Ｓ．Ｎ．）を照射するために頭皮１０１及び頭蓋骨１１０の外部／外側に配置されている構成を示している。しかしながら、エネルギー供給部（Ｅ）及び／若しくは光源（Ｓ）は身体の外部に配置されてもよく（例えば、高周波）、又は体内に埋め込まれてもよい。光源（Ｓ）が骨質１１０を完全に貫通している場合には、図１Ｃに示されるような光ディフューザー又は導管１０５を設ける必要はない。図１Ａ及び１Ｂは、光源（Ｓ）が骨質１１０を完全に貫通している異なる構成を示す。詳細には、図１Ａは、エネルギー供給部（Ｅ）及び光源（Ｓ）が皮下で骨１１０（例えば、頭蓋骨）の内部／内側に配置された例示的な実施形態である。光源（Ｓ）が骨１１０を完全に貫通しているため、骨１１０は光に対する障壁とはならない。図１Ｂに示される代替的な一実施形態は、身体１１０の外部／外側（すなわち、頭皮の上）のエネルギー供給部（Ｅ）を示しているが、光源（Ｓ）は骨１１０の内部／内側に配置されている。図１Ａと同様、図１Ｂの光源（Ｓ）はやはり骨１１０を完全に貫通しており、したがって骨１１０は光に対する障壁とはならない。
【００２９】
本発明のシステム及び方法は、蝶形骨洞（Ｓ．Ｓ．）の光線療法に特に適している。蝶形骨洞（Ｓ．Ｓ．）に光線治療を送達するための１つの方法は、Ｘ線撮影又は他のイメージング技術の下で従来のガイドワイヤ技術を用いて大腿動脈から頸動脈（Ｓ．Ｎ．の高さで）光ファイバーを前進させることによって行うことができる。光ファイバーは動脈を介して前進させられるため、前進の間に組織は損傷しない。この光ファイバーの送達方法では、動脈を介して体内の標的部位に埋め込まれた時点で長期にわたって疾患を光線療法により治療するために埋め込まれた光ファイバーを定位置に留置してガイドワイヤを引き抜くことができる。これは、光線療法を用いた慢性疼痛の治療又は軽減に特に適していると考えられる。動脈を通じた送達に代わるものとして、脊髄に形成された穿孔を通じて光ファイバーを進めることもできる。
【００３０】
神経疾患（例えば、パーキンソン病）及び／又は慢性疼痛を治療するための脳幹の黒質（Ｓ．Ｎ．）の光線療法による治療において、上記に詳細に述べた本発明のシステム及び手技の１つを、体内の標的部位に光ファイバーを固定する方法として用いることができる。特定の用途では、図９に示されるように、１以上の光ファイバー９１０を、１以上のステント９０５を用いて脳の第三脳室と第四脳室との間のこうした光ファイバーの好ましい固定点によりシルビウス水道内に配置することができる。上記に述べた実施形態の１つに基づく１以上のステントを用いたこの位置における光ファイバーの固定又は取り付けは、室内孔を通る脳脊髄液（ＣＳＦ）の循環を妨げないために有利である。更に、光ファイバーの比較的小さい直径（好ましくは約１ｍｍ未満、最も好ましくは約０．４ｍｍ）のため、光源によってシルビウス水道が損傷することがない。
【００３１】
あるいは、光ファイバーが前額部などのより容易にアクセス可能な解剖学的構造に連結されれば、蝶形骨洞（Ｓ．Ｓ．）内部のディフューザー又は光導管に、より容易に光を供給することもできる。体内への光導入部位と蝶形骨洞（Ｓ．Ｓ．）との間の光ファイバーは、頭蓋骨の骨板内部の軟質骨組織（海綿骨）に通される。このため、外部の光ファイバー光源は、本明細書で上述したように導光体を使用して骨板を通じて脳内の標的部位まで通される光を生成する。光ディフューザー又は導光体は、光を放射するだけでなく、骨又は組織内部の有効照射度を推定するために反射光を受光することもできる。この推定値に基づき、光源からの光放射のレベルをフィードバックループに適用することによって目的とする光線療法の治療効果を得るうえで最も適した所望の照射度を維持することができる。
【００３２】
光源を患者の体内に埋め込むことにより、光を体外から皮膚及び骨構造を通じて体内に移送する必要をなくすことができる。埋め込まれた光源へのエネルギーの供給は、高周波で電磁気的に又は埋め込み式の電池を介して実施することができる。
【００３３】
光線療法のための本発明のシステム及び方法は、脳の深部の構造への光伝導ファイバーの低侵襲性アクセス（例えば、血管を介して、又は骨の内側）などの多くの利点をもたらすものである。光源に内部又は外部電源を内蔵させるか又は埋め込むことにより、皮膚及び／又は骨構造を通じて光を中継する必要をなくすことができる。更に、物理的構造物（例えば、ステント又はバルーン）が光ファイバーを組織又は骨に対して所定の距離に維持するため、高い照射度及び／又は熱による光源に最も近い組織又は骨への潜在的な損傷が低減又は防止される。最後に、脳又は軟組織の内部に光ファイバーを導入する代わりに外部を迂回することにより、繊細な脳組織への損傷が低減される。
【００３４】
以上、本発明の好適な実施形態に適用された本発明の基本的な新規特徴を図示、説明、及び指摘したが、当業者であれば、示された装置の形態及び詳細、並びにそれらの操作における様々な省略、置換、及び変更を、本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく実施し得る点は理解されよう。例えば、同じ結果を達成するために、実質的に同じ方法で、実質的に同じ機能を実行する要素及び／又は工程のすべての組み合わせは、本発明の範囲内であることは明確に意図するところである。また、記載されるある実施形態から別の実施形態に要素を代用することも完全に意図、想到されるところである。図面は必ずしも一定の比率の縮尺で描かれておらず、それらは本質的に概念的なものにすぎない点も理解されるべきである。したがって、本明細書に添付の特許請求の範囲に示される内容によってのみ限定されるものとする。
【００３５】
本明細書に引用されるすべての発行済み特許、係属中の特許出願、刊行物、論文、書籍、又は任意の他の参照文献の全容を参照によって本明細書にそれぞれ援用するものである。
【００３６】
〔実施の態様〕
（１）  人体内の標的部位に光を効率的に送達させるための装置であって、
光源と、
長手方向に内部を貫通して画定された管腔を有する少なくとも１つのステントと、を含み、
前記光源が、前記ステントの前記管腔内及び／又は前記ステントの表面上に長手方向に配置された、装置。
（２）  前記光源が、前記ステントの前記管腔内に長手方向に配置された光ファイバーである、実施態様１に記載の装置。
（３）  前記ステントが、テーパがつけられた第１の端部及びテーパがつけられた反対側の第２の端部を有し、前記ステントの前記第１の端部のみが前記光ファイバーに固定され、前記ステントの前記反対側の第２の端部が軸方向に前記光ファイバーに沿って長手方向に摺動可能である、実施態様２に記載の装置。
（４）  前記ステントが、その第１のテーパがつけられた端部と第２のテーパがつけられた端部との間の領域においてほぼ均一な直径の円筒形状を有する、実施態様３に記載の装置。
（５）  前記ステントが、第１の端部から反対側の第２の端部までほぼ均一な直径の円筒形状を有し、前記光ファイバーが、少なくとも１つの径方向外側の支持部材によって前記ステントの前記管腔内に懸架され、前記少なくとも１つの径方向外側の支持部材が、前記ステントの前記管腔内に配置される唯一の物理的障害物である、実施態様２に記載の装置。
【００３７】
（６）  前記装置は、内部に長手方向に画定された管腔をそれぞれが有する２個のステントを含み、前記光ファイバーが前記２個のステントの前記管腔に通され、前記２個のステント間の領域において前記光ファイバーから光が径方向に放射される、実施態様２に記載の装置。
（７）  光が放射される前記光ファイバーの遠位端に配置された前面ディフューザーを更に含み、前記前面ディフューザーが、方向及び角度のうちの少なくとも１つにおいて調節可能である、実施態様２に記載の装置。
（８）  前記光ファイバーから出射する光が透明な表面を透過する前に前記光を反射するために前記光ファイバーの遠位端に配置されたミラーを更に含む、実施態様２に記載の装置。
（９）  前記ステントの一部が不透明であり、前記ステントの残りの部分が透明である、実施態様２に記載の装置。
（１０）  前記光ファイバーが、径方向外側に延びる突起を有する連結部材が配置された近位端を有し、前記装置が、長手方向に内部を貫通して画定されたスリットを有する送達カテーテルを更に備え、前記連結部材が前記送達カテーテルの内径よりも大きい外径を有し、前記突起が前記スリット内に受容可能であることにより前記スリットを分離させることによって前記送達カテーテルの前記内径を拡大することで、前記送達カテーテルを近位方向に引っ張ることにより送達カテーテルを引き抜く際に前記連結部材が体内の定位置に留置される、実施態様２に記載の装置。
【００３８】
（１１）  前記光ファイバーが、径方向外側に延びる突起を有する連結部材が配置された近位端を有し、前記装置が、長手方向に内部を貫通して画定された渦巻き状スリットを有する送達カテーテルを更に含み、前記連結部材が、前記送達カテーテルの内径よりも大きい外径を有し、前記突起が前記スリット内に受容可能であることにより前記スリットを分離させることによって前記送達カテーテルの前記内径を拡大することで、前記送達カテーテルを近位方向に引っ張ることにより送達カテーテルを引き抜く際に前記連結部材が体内の定位置に留置される、実施態様２に記載の装置。
（１２）  前記光源が、前記ステントの表面に配置された複数の光ファイバーである、実施態様１に記載の装置。
（１３）  前記複数の光ファイバーが、前記ステントの表面に配置された覆いに組み込まれている、実施態様１２に記載の装置。
（１４）  前記覆い及び前記複数の光ファイバーが反射性金属によって内部をコーティングされることによって、照射された光を外部へと径方向外側に向ける、実施態様１３に記載の装置。
（１５）  人体内の脳に光線療法を効率的に送達させるための方法であって、
脳の硬膜を貫通することなく頭蓋骨に少なくとも１つの穴をドリルで穿孔する工程と、
前記ドリルで穿孔した穴のそれぞれに、各導光体が頭蓋骨を完全に貫通するようにして透明な導光体を嵌め込む工程と、
頭蓋骨の外部の第１の側に配置された光源から放射された光を、頭蓋骨の内部の反対の側へと前記透明な導光体を介して脳内の標的部位まで透過させる工程と、を含む、方法。
【００３９】
（１６）  脳内の前記標的部位が黒質である、実施態様１５に記載の方法。
（１７）  前記導光体が、透明なねじ、ダボ、又はプラグである、実施態様１５に記載の方法。
（１８）  前記導光体の一方の端部が頭蓋骨の一方の側から突出し、前記導光体の反対側の端部が頭蓋骨の反対の側から突出する場合に、前記導光体が頭蓋骨を完全に貫通する、実施態様１５に記載の方法。
（１９）  実施態様６に記載の装置を使用して神経疾患及び／又は慢性疼痛を治療するために脳幹の黒質の光線療法による治療を行う方法であって、
シルビウス水道内に前記光ファイバーを配置する工程と、
前記２個のステントを使用して脳の第三脳室と第四脳室との間に配置された前記光ファイバーを固定する工程と、を含み、
前記光が、前記２個のステントの間の前記領域において前記光ファイバーによって径方向に放射される、方法。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【外国語明細書】
2017113556000001.pdf