(57)【要約】  本開示は、広くはレーザ発生器のための装置、方法及びシステムに関するもので、更に詳細には、レーザビームを供給する際に、光ファイバカテーテルをレーザ発生器に結合することを可能にする光学アセンブリを備えたレーザ発生器に関するものである。
2020526926.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームを生成するレーザ源と、
前記レーザ源の下流側の、前記光ビームを受光する光学アセンブリと、
を有するレーザ発生器であって、
前記光学アセンブリが、
前記光ビームを受光する波長板と、
前記波長板の下流側の、前記光ビームを受光して該光ビームの第１部分を反射すると共に該光ビームの第２部分を通過させる薄膜偏光子と、
前記光ビームの前記第１部分を受光するビーム廃棄部と、
前記波長板の下流側の、前記光ビームの前記第２部分を受光するビーム拡大器と、
前記ビーム拡大器の下流側の、前記光ビームの前記第２部分を受光する拡散器と、
前記拡散器の下流側の、前記光ビームの前記第２部分を受光すると共に該光ビームの該第２部分を放出する混合ファイバと、
を有する、レーザ発生器。
【請求項２】
前記レーザ源が約３５５ナノメートルを有する光ビームを生成する、請求項１に記載のレーザ発生器。
【請求項３】
前記レーザ源が約１０ナノメートルと約５０００ナノメートルとの間の光ビームを生成する、請求項１に記載のレーザ発生器。
【請求項４】
前記拡散器が回折光学素子である、請求項１に記載のレーザ発生器。
【請求項５】
パルス幅を持つ複数のパルスを有する光ビームを生成するレーザ源と、
前記レーザ源の下流側の、前記光ビームを受光する光学アセンブリと、
を有するレーザ発生器であって、
前記光学アセンブリが、
前記光ビームを受光する波長板と、
前記波長板の下流側の、前記光ビームを受光して該光ビームの第１部分を反射すると共に該光ビームの前記パルス幅を持つ第２部分を通過させる薄膜偏光子と、
前記光ビームの前記第１部分を受光するビーム廃棄部と、
前記光ビームの前記第２部分における前記複数のパルスの少なくとも１つのパルス幅を伸張する手段と、
前記パルス幅を伸張する手段の下流側の、第２ビームの他の部分を受光及び放出する拡散器と、
を有する、レーザ発生器。
【請求項６】
前記複数のパルスの少なくとも１つのパルス幅を伸張する手段が、ビームスプリッタ及びビーム経路を形成する複数のミラーを有する、請求項５に記載のレーザ発生器。
【請求項７】
前記ミラーの少なくとも１つが平行移動可能である、請求項６に記載のレーザ発生器。
【請求項８】
前記複数のパルスの少なくとも１つのパルス幅を伸張する手段がビームスプリッタを有する、請求項５に記載のレーザ発生器。
【請求項９】
前記ビームスプリッタが前記光ビームの前記第２部分を第１ビーム及び第２ビームに分割する、請求項８に記載のレーザ発生器。
【請求項１０】
前記ビームスプリッタは、前記第２ビームが時間遅延ループを通過した後に該第２ビームを前記第１ビームと結合する、請求項９に記載のレーザ発生器。
【請求項１１】
前記時間遅延ループが複数のミラーを有する、請求項１０に記載のレーザ発生器。
【請求項１２】
前記時間遅延ループが混合ファイバを有する、請求項１０に記載のレーザ発生器。
【請求項１３】
前記混合ファイバがコヒーレンス混合ファイバである、請求項１２に記載のレーザ発生器。
【請求項１４】
請求項５に記載のレーザ発生器を使用する方法であって、前記レーザ発生器を複数の光ファイバを有するカテーテルに結合するステップと、前記カテーテルを患者の血管系に挿入するステップと、前記患者の血管系に対する閉塞の少なくとも一部を除去するステップとを有する、方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
[0001]  本出願は、米国特許法第１１９条及び／又は同法第１２０条により、２０１８年１月５日に「回折光学素子を用いたレーザ発生器」なる名称の米国予備出願第62/614,234号及び２０１７年７月１３日に「異なる波長を用いて組織アブレーションを実行する方法」なる名称の米国予備出願第62/532,286号の優先権を主張するもので、これら両者は参照により全ての目的に関し全体として本明細書に組み込まれるものである。
【技術分野】
【０００２】
[0002]  本開示は、広くはレーザ発生器のための装置、方法及びシステムに係り、更に詳細には、レーザビームを供給する際に光ファイバカテーテルがレーザ発生器に結合することを可能にする光学アセンブリを備えたレーザ発生器に関する。
【背景技術】
【０００３】
[0003]  患者の血管構造内でレーザ粥腫切除術を実行し、且つ、使い捨て光ファイバカテーテルを用いる場合、該カテーテルは、典型的に、The Spectranetics Corporation, Colorado Springs, CO, USAにより製造されるCVX-300（登録商標）エキシマレーザシステム等のレーザ発生器に結合される。CVX-300（登録商標）エキシマレーザシステムは、約１３５ナノ秒（nsec）のパルス幅を持つ３０８ナノメートルのレーザビームを生成する。他のレーザシステムは、異なる波長及びパルス幅を持つレーザビームを生成することができる。例えば、第３高調波で動作するNd:YAGレーザは、約８nsecのパルス幅を持つ３５５ナノメートルのレーザビームを生成する。約１３５nsecのパルス幅を持つ３０８ナノメートルレーザビームは１４０ミリジュール（ｍJ）の最大エネルギ出力を生成することができる一方、約８nsecのパルス幅を持つ３５５ナノメートルレーザビームは２００ミリジュール（ｍJ）の最大エネルギ出力を生成することができる。しかしながら、エネルギを供給するために使用される当該レーザカテーテル内の光ファイバは、パルス内のエネルギ量が特定の閾値を超えると故障する可能性がある。このような故障の可能性は、当該レーザビームが本来的に一層大きなピークパワーを有する場合に増加される。例えば、１３５nsecのパルス幅を持つ３０８ナノメートルレーザビームと比較して、３５５ナノメートルレーザビームのパルス幅の相対的に短い持続時間（例えば、８nsec）により、該３５５ナノメートルレーザビームは所与のパルスに対して大幅に高いピークパワーを有さねばならない。何故なら、該３５５ナノメートルビームのパルス幅は３０８ナノメートルビームのパルス幅の長さより１６倍以上短いからである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、パワーレベルが光ファイバ供給装置の損傷閾値を超えることを防止すべく該光ファイバを介して進むエネルギのピークパワーを減少させるためにレーザビームのパルス幅を増加させる必要性が存在する。更に、レーザビームの波長とは無関係に、光ファイバを損傷させる可能性を更に減少させるためにレーザシステム及び／又は使い捨て光ファイバカテーテルから出射するレーザビームの強度の対称性及び均一性を改善する必要性も存在し得る。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
[0004]  本開示の装置は、レーザビームのパルス幅を増加させると共に光ファイバを介して進むエネルギのピークパワーを減少させ、これにより、パワーレベルを最小にし、及び／又は該パワーレベルが光ファイバ供給装置の損傷閾値を超えることを防止する。更に、本開示の装置は、光ファイバを損傷させる可能性を更に減少させるためにレーザシステム及び／又は使い捨て光ファイバカテーテルから出射するレーザビームの強度の対称性及び均一性を改善する。
【０００６】
[0005]  血管内アブレーションを実行するための装置は、光ビームを生成するレーザ源と、前記レーザ源の下流側の、前記光ビームを受光する光学アセンブリとを有するレーザ発生器を含み、前記光学アセンブリは、前記光ビームを受光する波長板と、前記波長板の下流側の、前記光ビームを受光して該ビームの第１部分を反射すると共に該ビームの第２部分を通過させる薄膜偏光子と、前記ビームの前記第１部分を受光するビーム廃棄部（dump）と、前記波長板の下流側の、前記ビームの前記第２部分を受光するビーム拡大器と、前記ビーム拡大器の下流側の、前記光ビームの前記第２部分を受光する拡散器と、前記拡散器の下流側の、前記光ビームの前記第２部分を受光すると共に該光ビームの該第２部分を放出する混合ファイバと、を有する。
【０００７】
[0006]  先の段落のレーザ発生器において、前記レーザ源は約３５５ナノメートルを有する光ビームを生成する。
【０００８】
[0007]  先の段落のレーザ発生器において、前記レーザ源は約１０ナノメートルと約５０００ナノメートルとの間の光ビームを生成する。
【０００９】
[0008]  先の段落の何れかのレーザ発生器において、前記拡散器は回折光学素子である。
【００１０】
[0009]  血管内アブレーションを実行するための他の装置は、パルス幅を持つ複数のパルスを有する光ビームを生成するレーザ源と、前記レーザ源の下流側の、前記光ビームを受光する光学アセンブリとを有するレーザ発生器を含み、前記光学アセンブリは、前記光ビームを受光する波長板と、前記波長板の下流側の、前記光ビームを受光して該ビームの第１部分を反射すると共に該ビームの前記パルス幅を持つ第２部分を通過させる薄膜偏光子と、前記ビームの前記第１部分を受光するビーム廃棄部と、前記ビームの前記第２部分における前記複数のパルスの少なくとも１つのパルス幅を伸張する手段と、前記パルス幅を伸張する手段の下流側の、第２ビームの他の部分を受光及び放出する拡散器と、を有する。
【００１１】
[0010]  先の段落のレーザ発生器において、前記複数のパルスの少なくとも１つのパルス幅を伸張する手段は、ビームスプリッタ及びビーム経路を形成する複数のミラーを有する。
【００１２】
[0011]  先の段落の何れかのレーザ発生器において、前記ミラーの少なくとも１つは平行移動可能である。
【００１３】
[0012]  先の段落の何れかのレーザ発生器において、前記複数のパルスの少なくとも１つのパルス幅を伸張する手段はビームスプリッタを有する。
【００１４】
[0013]  先の段落の何れかのレーザ発生器において、前記ビームスプリッタは前記ビームの前記第２部分を第１ビーム及び第２ビームに分割する。
【００１５】
[0014]  先の段落の何れかのレーザ発生器において、前記ビームスプリッタは、前記第２ビームが時間遅延ループを通過した後に該第２ビームを前記第１ビームと結合する。
【００１６】
[0015]  先の段落の何れかのレーザ発生器において、前記時間遅延ループは複数のミラーを有する。
【００１７】
[0016]  先の段落の何れかのレーザ発生器において、前記時間遅延ループは混合ファイバ（mixing fiber）を有する。
【００１８】
[0017]  先の段落の何れかのレーザ発生器において、前記混合ファイバはコヒーレンス混合ファイバである。
【００１９】
[0018]  本開示は、先の段落の何れかのレーザ発生器を使用する方法も含み、該方法は、前記レーザ発生器を複数の光ファイバを有するカテーテルに結合するステップと、前記カテーテルを患者の血管系に挿入するステップと、前記患者の血管系に対する閉塞の少なくとも一部を除去するステップとを有する。
【００２０】
[0019]  “少なくとも１つ”、“１以上”及び“及び／又は”なる語句は、働きが共に連接的及び離接的である開放型表現である。例えば、“Ａ、Ｂ及びＣの少なくとも１つ”、“Ａ、Ｂ又はＣの少なくとも１つ”、“Ａ、Ｂ及びＣの１以上”、“Ａ、Ｂ又はＣの１以上”及び“Ａ、Ｂ及び／又はＣ”なる表現の各々は、Ａ単独、Ｂ単独、Ｃ単独、Ａ及びＢが一緒、Ａ及びＣが一緒、Ｂ及びＣが一緒、又はＡ、Ｂ及びＣが一緒であることを意味する。上記表現におけるＡ、Ｂ及びＣの各々が、Ｘ、Ｙ及びＺ等の要素又はＸ１〜Ｘｎ、Ｙ１〜Ｙｍ及びＺ１〜Ｚｏ等の一群の要素を参照する場合、上記語句は、Ｘ、Ｙ及びＺから選択される単一の要素、同一の群から選択される要素の組み合わせ（例えば、Ｘ１及びＸ２）及び２以上の群から選択される要素の組み合わせ（例えば、Ｙ１及びＺｏ）を参照することを意図するものである。
【００２１】
[0020]  単数形の主体は、該主体の１以上を示す。かくして、単数形、“１以上の”及び“少なくとも１つの”なる用語は、ここでは、入れ替え可能に用いることができる。“有する”、“含む”及び“持つ”なる用語も入れ替え可能に用いることができることに注意されたい。
【００２２】
[0021]  ここで使用される“有する”なる用語には、米国特許法第１１２条（ｆ）に従って可能な限り最も広い解釈が付与されるべきである。従って、“有する”なる用語を含む請求項は、ここに記載される全ての構造、材料又は動作及びこれらの均等物の全てをカバーすべきものである。更に、上記構造、材料又は動作及びこれらの均等物の全ては、本発明の概要、図面の簡単な説明、詳細な説明、要約書及び請求項自体に記載される全てのものを含むべきものである。
【００２３】
[0022]  以下の文献が参照により組み込まれる。（１）米国特許第5,315,614号；（２）米国特許第7,050,692号；（３）米国特許第8,059,274号；並びに（４）証拠書類１の最終頁に掲載された、これらに限定されるものではないが、文献（ａ）Tianheng Wang, Patrick D. Kumavor, and Quing Zhu, Application of laser pulse stretching scheme for efficiently delivering laser energy in photoacoustic imaging, Journal of Biomedical Optics 17(6), 061218-1 to 061218-8 (June 2012)；同（ｂ）Rajeev Khare and Paritosh K. Shukla, Ch. 10 - Temporal Stretching of Laser Pulses, Coherence and Ultrashort Pulse Laser Emission, Coherence and Ultrashort Pulse Laser Emission (November 2010)；及び同（ｃ）Amir Herzog, Dror Malka, Zeev Zalevsky, and Amiel A. Ishaaya, Effect of spatial coherence on damage occurrence in multimode optical fibers, p. 415, February 1, 2015 / Vol.40, No. 3 / OPTICS LETTERSを含む文献。
【００２４】
[0023]  本開示を通して示される全ての最大数値限定は、代替として各及び全ての一層小さな数値限定を含むものと見なされる（このような一層小さな数値限定が明示的に記載されたかのように）。本開示を通して示される全ての最小数値限定は、代替として各及び全ての一層大きな数値限定を含むものと見なされる（このような一層大きな数値限定が明示的に記載されたかのように）。本開示を通して示される全ての数値範囲は、斯様な一層広い数値範囲内に入る各及び全ての一層狭い数値範囲を含むものと見なされる（このような一層狭い数値範囲が明示的に記載されたかのように）。
【００２５】
[0024]  上記は、本開示の幾つかの態様の理解を提供するための該開示の簡略化された概要である。この概要は、本開示並びに該開示の種々の態様、実施態様及び構成の詳細な概要でもなく網羅的概要でもない。この概要は、本開示の重要又は重大な要素を識別しようとするものでも、本開示の範囲を限定しようとするものでもなく、本開示の選択された概念を以下に示される一層詳細な説明の紹介として簡略化された形で提示しようとするものである。理解されるように、本開示の他の態様、実施態様及び構成は、上述した又は以下に詳細に記載されるフィーチャの１以上を単独で又は組み合わせで用いて可能となる。
【００２６】
[0025]  当該特許又は出願のファイルは、カラーで記載された少なくとも１つの図面を含んでいる。カラー図面を伴う該特許又は特許出願公開文献の写しは、要求及び必要経費の支払いにより当該オフィスにより提供されるであろう。
【００２７】
[0026]  添付図面は、本開示の幾つかの例を解説するために本明細書に組み込まれると共に該明細書の一部を形成するものである。これら図面は、当該説明と共に、本開示の原理を説明するものである。図面は、本開示がどの様にしてなされ及び使用されるかについての可能な及び代替的な例を単に示すもので、本開示を図示及び記載された例のみに限定するものと見なされるべきではない。更なるフィーチャ及び利点は、以下に参照される図面により図示される本開示の種々の態様、実施態様及び構成の後述する更に詳細な説明から明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】[0027]  図１は、本開示のレーザカテーテル及びレーザ発生器を含む例示的アブレーションシステムを示す。
【図２Ａ】[0028]  図２Ａは、本開示のレーザカテーテル又は光ファイバカテーテルの斜視図である。
【図２Ｂ】[0029]  図２Ｂは、長方形ファイバカプラの光ファイバの断面図である。
【図３】[0030]  図３は、本開示のレーザカテーテル又は光ファイバカテーテルの遠端部の斜視図である。
【図４】[0031]  図４は、本開示のレーザカテーテル又は光ファイバカテーテルの遠端部の端面図である。
【図５】[0032]  図５は、本開示のアブレーションシステムの概略図である。
【図６】[0033]  図６は、本開示の代替アブレーションシステムの概略図である。
【図７Ａ】[0034]  図７Ａは、図６に示されたアブレーションシステムから放出されるエネルギ信号の図であり、該エネルギ信号はビームスプリッタに元々入射したエネルギの約４０パーセントである。
【図７Ｂ】[0035]  図７Ｂは、図６に示されたアブレーションシステムから放出されるエネルギ信号の図であり、該エネルギ信号はビームスプリッタに元々入射したエネルギの約４０パーセント及び時間遅延ループを介して進行する残りのエネルギを合成及び重ね合わせることにより形成された結果的信号である。
【図８Ａ】[0036]  図８Ａは、円形光学アセンブリを用いた図６に示されたアブレーションシステムから放出されるレーザビームのエネルギ密度を示す着色図である。
【図８Ｂ】[0037]  図８Ｂは、長方形光学アセンブリを用いた図６に示されたアブレーションシステムから放出されるレーザビームのエネルギ密度を示す着色図である。
【図９】[0038]  図９は、ビーム伸張技術を含む図６に図示されたものと同様又は同一の３５５nmレーザシステムから放出されるものの、ビーム伸張技術を採用しない３０８nmレーザシステムに対するアブレーション速度の比較である。
【図１０Ａ】[0039]  図１０Ａは、約５グラムの下向きの力を付与する単一の６００ミクロン光ファイバにより図６に図示されたものと同様又は同一の３５５nmレーザシステムを用いて豚大動脈にアブレーションされた孔の画像であり、該ファイバは約６０mJ/mm2を２０Hzで出力する。
【図１０Ｂ】[0040]  図１０Ｂは、約５グラムの下向きの力を付与する単一の６００ミクロン光ファイバにより３０８nmレーザシステムを用いて豚大動脈にアブレーションされた孔の画像であり、該ファイバは約６０mJ/mm2を２０Hzで出力する。
【図１１Ａ】[0041]  図１１Ａは、約５グラムの下向きの力を付与する単一の６００ミクロン光ファイバにより図６に図示されたものと同様又は同一の３５５nmレーザシステムを用いて豚大動脈にアブレーションされた孔の組織学的断面の画像であり、該ファイバは約６０mJ/mm2を２０Hzで出力する。
【図１１Ｂ】[0042]  図１１Ｂは、約５グラムの下向きの力を付与する単一の６００ミクロン光ファイバにより３０８nmレーザシステムを用いて豚大動脈にアブレーションされた孔の組織学的断面の画像であり、該ファイバは約６０mJ/mm2を２０Hzで出力する。
【図１２】[043]  図１２は、本開示の更に他のアブレーションシステムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
[0044]  図面の各図は必ずしも実寸通りではないと理解されるべきである。特定の事例において、本開示の理解のために必要ではない又は他の詳細を理解することを困難にさせる詳細は省略されている。勿論、本開示は必ずしも本明細書に記載される特定の実施態様に限定されるものではないと理解されるべきである。
【００３０】
[0045]  本開示の何れの実施態様を詳細に説明する前に、本開示は、適用が以下の記載において述べられ又は以下の図面において図示される構成の詳細及び構成要素の配置に限定されるものではないと理解されるべきである。本開示は、他の実施態様が可能であると共に、種々の方法で実施化又は実行することができるものである。また、本明細書で使用される表現及び用語は説明の目的のためのものであり、限定するものと見なされるべきでないと理解されるべきである。本明細書における“含む”、“有する”又は“持つ”及びこれらの変形は、その後に掲載される項目及びその均等物並びに追加の項目を含むものである。
【００３１】
[0046]  添付図面において、同様の構成要素及び／又はフィーチャは同様の符号を有し得る。更に、同一のタイプの種々の要素は、当該符号に斯かる同様の要素の間で区別する文字を後続させることにより区別され得るものである。明細書において最初の符号のみが用いられる場合、当該説明は第２の符号とは無関係に同一の最初の符号を有する同様の構成要素の何れにも当てはまり得る。
【００３２】
[0047]  図１を参照すると、本開示の例示的アブレーションシステム１００が図示されている。アブレーションシステム１００は、レーザコントローラ１３５に結合されたレーザ装置１３０を含む。コントローラ１３５は、レーザ１３０を制御するようにプログラムされた１以上の計算装置を含む。コントローラ１３５は、レーザ発生器等のレーザ装置１３０の内部のもの又は外部のものとすることができる。レーザ装置１３０は、エキシマレーザ、Nd:YAGレーザ又は他の好適なレーザを含むことができる。幾つかの実施態様において、レーザ１３０は紫外周波数範囲の光を生成する。一実施態様において、レーザ１３０は光エネルギをパルスで生成する。
【００３３】
[0048]  レーザ１３０は、カプラ（連結器）１４０を介してレーザエネルギ供給システム１２０（例示的にはレーザカテーテル１５０）の近端に接続される。レーザカテーテル１５０は１以上の伝送部材を含み、該伝送部材はレーザ１３０からレーザエネルギを受信すると共に該受信されたレーザエネルギをレーザエネルギカテーテル１５０の第１の近端１６０から該レーザカテーテル１５０の第２の遠端１７０に向かって伝送する。カテーテル１５０の遠端部１７０は人体１１０の血管又は組織内に挿入することができる。幾つかの実施態様において、上記伝送部材として光ファイバ等の複数のライトガイドを使用し、これらライトガイドはレーザ１３０からのレーザ光を、カテーテル１５０を介して人体１１０の標的領域へと導く。
【００３４】
[0049]  例示的なレーザカテーテル装置又はアセンブリは、レーザカテーテル及び／又はレーザシースを含むことができる。レーザカテーテル又はレーザシースの例は、The Spectranetics Corporation社によりELCATM（登録商標）及びTurbo Elite（登録商標）（これらは、閉塞動脈を再開通させる、病変形態を変化させる及びステント留置を容易化する等の冠動脈インターベンション又は抹消血管インターベンションのために各々使用される）並びにSLSII（登録商標）及びGlideLight（登録商標）（これらは、外科的に埋め込まれたリードの除去のために使用される）なる商品名で販売されている。レーザカテーテルの作用（遠）端は、典型的に、エネルギを放出して目標組織をアブレーションする複数のレーザ放出部を有する。レーザカテーテルの反対側の（近）端部は、典型的に、光ファイバカプラ１４０及び光学歪解放（ストレインリリーフ）部材１４５を有する。光ファイバカプラ１４０はレーザシステム又は発生器１３０につながる。レーザシステムの１つの斯様な例は、これもThe Spectranetics Corporation社により販売されているCVX-300エキシマレーザシステムである。
【００３５】
[0050]  図１のレーザコントローラ１３５は非一時的コンピュータ読取可能な媒体（例えば、メモリ）を含み、該媒体は、実行された場合に、１以上のプロセッサにアブレーションシステム１００のレーザ１３０及び／又は他の要素を制御させる命令及び／又はロジックを含む。コントローラ１３５は、操作者からの入力を受信するための１以上の入力装置を含む。例示的入力装置は、レーザ１３０のユーザ制御を提供するキー、釦、タッチスクリーン、ダイヤル、スイッチ、マウス及びトラックボールを含む。コントローラ１３５は、更に、操作者にフィードバック又は情報を提供するための１以上の出力装置を含む。例示的な出力装置は、ユーザフィードバック又は情報を提供するディスプレイ、ライト、オーディオ装置を含む。
【００３６】
[0051]  レーザ１３０のレーザ源はレーザコントローラ１３５に動作的に結合される。レーザ源は、レーザ信号又はビームを発生すると共に該レーザ信号をカテーテル１５０の光ファイバ束を介して人に供給するように動作する。光ファイバ束は、レーザ信号を人体１１０の標的領域に供給するための供給装置として機能する。
【００３７】
[0052]  図１は、カテーテル１５０が人体の脚に好ましくは大腿動脈を介して侵入することを示している。前述したように、心動脈疾患（ＣＡＤ）又は末梢動脈疾患（ＰＡＤ）の何れかを治療することが望ましい。大腿動脈に侵入した後、当該カテーテル１５０がＣＡＤを治療しようとする場合、該カテーテル１５０は患者の血管系を介して冠動脈に向けられるであろう。代わりに、カテーテル１５０がＰＡＤを治療しようとする場合、該カテーテル１５０は患者の血管系を介して、膝の下の血管構造、特には該患者の脚及び／又は足内の血管構造等の末梢動脈へ向けられるであろう。
【００３８】
[0053]  図２は、レーザエネルギ供給システム１２０の限定するものでない例、例示的には、レーザ発生器１３０に結合するのに適したカプラ１４０を介してのレーザカテーテル１５０を示す。例えば、レーザカテーテル１５０は近端１６０及び遠端部１７０を含む。カテーテルカプラ１４０は、カテーテルの近端部１６０に配置される。カテーテルカプラ１４０は、１以上の組の光ファイバ２０５の形で構成することができる複数の光ファイバ２０５を含み、これら光ファイバ２０５は、カプラ１４０内に収容されること及び遠端部１７０の遠位先端１７５において露出されることを含み、レーザカテーテル１５０の長さ全体にわたり配置される。レーザカテーテル１５０はＴ又はＹコネクタ１８０も含み、該コネクタ１８０はガイドワイヤ１９０が挿入されるための入口ポート１８５を有している。レーザカテーテル１５０は、更に、コネクタ１８０から遠位先端１７５におけるカテーテル１５０の遠端部１７０まで延びる管腔を含むことができ、これにより、ガイドワイヤ１９０が当該カテーテル１５０を介して挿入されることを可能にする。
【００３９】
[0054]  図２Ｂを参照すると、長方形ファイバカプラ１４０、特に該カプラ１４０の近端部の複数の光ファイバ２０５の束の断面図が示されている。この図におけるカプラ１４０の断面は長方形として図示されており、該長方形はカプラ１４０に入力するビームとは異なるアスペクト比に整合させるために幅（Ｗ）及び高さ（Ｈ）を有する。該幅（Ｗ）及び高さ（Ｈ）は、カプラ１４０に入力するビームとは異なるアスペクト比に整合させるための一層小さい若しくは一層大きな幅及び／又は一層小さい若しくは一層大きな高さ等の、この図に示されるものとは異なるものとすることができる。上記ファイバ束の断面は長方形であるとして図示されているが、該ファイバ束の断面は正方形、三角形、円形又は何らかの他の形状とすることもできる。
【００４０】
[0055]  ここで図３及び図４を参照すると、本開示による粥腫切除術（アテレクトミ）用のレーザカテーテル１５０の遠端部が示されている。該レーザカテーテル１５０は、管腔２１０を含んでも（図３及び図４に示されるように）又は含まなくてもよい。該レーザカテーテル１５０に管腔２１０が含まれる場合、臨床医は管腔２１０を経るガイドワイヤ（図示略）上で該レーザカテーテルをスライドさせることができる。しかしながら、レーザカテーテルは、内側帯体２２０と外側ジャケット２１３との間に位置される別のガイドワイヤ管腔を有することが好ましいであろう。
【００４１】
[0056]  図示されたように、カテーテル１５０は外側ジャケット２１３又はスリーブを有する。該外側ジャケット２１３は、トルク（回転力）、引っ張り力及び圧縮力等のユーザにより印加される力に耐える能力を備えた可撓性アセンブリを有する。レーザカテーテル１５０の近端部（図示略）は、光ファイバカプラ（図示されないが前述したような）に取り付けられる。該レーザカテーテル１５０の遠端部は、外側ジャケット２１３の遠端部に取り付けられたテーパ状外側帯体２２５、レーザ放出部として機能する複数の光ファイバ２０５内側の管腔２１０への入口を提供する開口部を形成する内側帯体２２０を有する。これら光ファイバ２０５により放出されるエネルギは、被検者の血管系内の瘢痕組織、プラーク蓄積、石灰沈着及び他のタイプの望ましくない病変又は身体物質を、レーザ放出部１０の断面構造のものと略同様のパターンで切断、分離及び／又はアブレーションする。
【００４２】
[0057]  この特定の例において、光ファイバ２０５は概ね同心的な構造で設けられる。光ファイバ２０５により放出されるエネルギが被検者の血管系内の望ましくない身体物質に接触すると、該エネルギは斯かる物質を概ね同心的な構造で分離及び切断する。図３及び図４は概ね同心的な構造の光ファイバ２０５を図示しているが、当業者であれば、複数のレーザ放出部を配置する多数の他の方法及び構造が存在することを理解するであろう。従って、図３及び図４は、レーザカテーテル１５０の遠端部を構成することができる唯一の方法を示すことを意図するものではない。
【００４３】
[0058]  図５を参照すると、コヒーレンス混合（coherence mixing）のための手段を含む本開示のアブレーションシステム４００が示されている。コヒーレンス混合は、３５５ナノメートル等の相対的に短いパルス幅光を伝送する際に使用される光ファイバ内での空間コヒーレンス損傷を低減するための方法である。相対的に短い波長の光を生成するレーザ４０５の例は、３５５ナノメートル（nm）の波長、８ナノ秒（nsec）のパルス幅、１〜３０ヘルツ（Hz）の繰り返し数及び１４０ミリジュール（mJ）の最大エネルギ出力を有するQuantel DRLレーザ（Quantel社、Bozeman, MT）を含む。レーザ４０５の代替例は、３０８ナノメートル（nm）の波長、１３５ナノ秒（nsec）のパルス幅、１〜８０ヘルツ（Hz）の繰り返し数及び２００ミリジュール（mJ）の最大エネルギ出力を有するSpectranetics社のCVX-300エキシマレーザシステムを含む。
【００４４】
[0059]  前述したように、エネルギを供給するために使用されるレーザカテーテル１５０内の光ファイバ２０５は、パルス内のエネルギ量が特定の閾値を超えると故障する可能性がある。このような故障の可能性は、当該レーザビームが本来的に一層大きなピークパワーを有する場合に増加される。例えば、１３５nsecのパルス幅を持つ３０８ナノメートルレーザビームと比較して、３５５ナノメートルレーザビームのパルス幅の相対的に短い持続時間（例えば、８nsec）により、該３５５ナノメートルレーザビームは所与のパルスに対して大幅に高いピークパワーを有さねばならない。何故なら、該３５５ナノメートルビームのパルス幅は３０８ナノメートルビームのパルス幅の長さより１６倍以上短いからである。従って、パワーレベルが光ファイバ供給装置の損傷閾値を超えることを防止すべく該光ファイバを介して進むエネルギのピークパワーを減少させるためにレーザビームのパルス幅を増加させる必要性が存在する。
【００４５】
[0060]  図５を続けて参照すると、レーザ光エネルギはレーザ４０５から単一の光ファイバ５２０（又は光ファイバ束）内へと放出される。例えば、該レーザ光は前述したように３５５nmの波長を含み得る。レーザ４０５を出射した後、該レーザ光はミラー４１０により偏向することができ、該ミラーは当該レーザ光をエネルギ制御システム４１５に向ける。エネルギ制御システム４１５は、レーザ光がレーザ４０５を出射した後に当該アブレーションシステム４００に入射するエネルギの量又は強度を制御する。例えば、エネルギ制御システム４１５は当該エネルギのレベルを減少させることができる。該エネルギ制御システム４１５は波長板４２０及び薄膜偏光子４２５を含むことができる。波長板４２０は、該波長板を経て進行する光の偏光状態を変化させる光学装置である。或るタイプの波長板は二分の一波長板であり、該波長板は直線偏光光の偏光方向をずらす。該二分の一波長板は、手動又は電動回転取付具に取り付けることができ、レーザ光進行経路に対して前記薄膜偏光子４２５より前に配置することができる。従って、波長板４２０及び薄膜偏光子４２５等の該エネルギ制御システム４１５は、部品及びファイバ入力位置合わせの間における光のエネルギレベル並びに供給ファイバ及び／又はカテーテル１５０の出力を減少させる。波長板４２０を通過し、次いで薄膜偏光子４２５により反射される光は、光ビームを吸収するために使用される光学素子であるビーム廃棄部（beam dump）４３０に向けられる。
【００４６】
[0061]  図５に示されるように、薄膜偏光子４２５は当該光の一部をビーム廃棄部４３０に、該光の残部をミラー４３５に反射する。かくして、エネルギ制御システム４１５を通過した後、当該光ビームはミラー４３５により偏向され、次いで、ビーム拡大器（beam expander）４４０により拡大される。該ビーム拡大器４４０は、当該系の光学経路における更に下流の光学機器に入力するレーザ光のエネルギ密度を低減することを助け得る。当該レーザ光のエネルギ密度を低減することは、当該光が光学部品の損傷の閾レベルを超えることを防止し、これにより斯かる光学部品の有効寿命を増加させる助けとなる。例えば、ビーム拡大器４４０は当該光ビームのサイズを２.５倍に、１.５，２.０，３.０，３.５，４.０，４.５，５.０，５.５，６.０，６.５倍等の他の増分で、又はこれらの間の何らかの増分で拡大することができる。或るタイプのビーム拡大器４４０は、２つの光学レンズ４４５、４５０を含むケプラ望遠鏡を含むことができる。
【００４７】
[0062]  ビーム拡大器４４０を出射した後、当該光ビームは拡散器／レンズアセンブリ４６０が後続するシャッタ４５５を通過する。シャッタ４５５は、光が下流の光学系に侵入するか又は侵入しないかを切り換える（オン／オフする）。拡散器／レンズアセンブリ４６０は、回折光学素子（ＤＯＥ）等の設計加工拡散器（engineered diffuser）４６５及び該拡散器４６５の下流のレンズ４７０を含むことができる。設計加工拡散器４６５は、好ましくは、該設計加工拡散器４６５を出射するビームの形状が混合ファイバ４７５及び／又は供給ファイバ５１０の形状に類似するように設計及び／又は選択されるであろう。例えば、該設計加工拡散器４６５を出射するビームの形状が円形であることが望ましい場合、Holo/Or Ltd. 13B Einstein Street, Science Park, Ness Ziona, 7403617 Israelにより製造されるP.N.: RH-217-U-Y-Aを使用することが望ましいであろう。この設計加工拡散器は円形ビームを出力するからである。この拡散器の仕様は以下の通りである：
【００４８】
【表１】
2020526926.tif 000003
【００４９】
[0063]  他の例として、当該設計加工拡散器４６５を出射するビームの形状が正方形であることが望ましい場合、Holo/Or Ltd. 13B Einstein Street, Science Park, Ness Ziona, 7403617 Israelにより製造されるP.N.: HM-271-U-Y-Aを使用することが望ましいであろう。この設計加工拡散器は正方形ビームを出力するからである。この拡散器の仕様は以下の通りである：
【００５０】
【表２】
2020526926.tif 000004
【００５１】
[0064]  前述したように、拡散器／レンズアセンブリ４６０は回折光学素子（ＤＯＥ）等の設計加工拡散器４６５及び該拡散器４６５の下流のレンズ４７０を含むことができる。レンズ４７０は、コヒーレンス混合ファイバ４７５の入力面上に入射するよう収束される１.１７mmスポットを生成する１００mmの焦点距離のレンズとすることができる。コヒーレンス混合ファイバ４７５は、該ファイバに入射する典型的にコヒーレントなレーザ光が該混合ファイバの相対的に長い長さ及び大きな直径により位相外れとなるようにし、これにより、光の部分が他の部分に対して時間遅延されるような光を放出する。該ファイバに入射すると共に該ファイバの中心に沿って可能な最短経路を辿る光子は、該ファイバに一層急な角度で入射し、該ファイバの内壁で連続的に跳ね返る光子よりも大幅に短い経路長（路程）を有する。当該ファイバに入射する光子の異なる角度及び該ファイバの上記長さにより、当該レーザ光のコヒーレンスは出力端では混合及び／又はスクランブルされ、これにより、該混合ファイバに入射するものよりもコヒーレントでない結果的光ビームを生成する。この余りコヒーレントでない光が一層小さな供給ファイバに投入される場合、該光の強め合う干渉を達成する能力は大幅に低下される。該コヒーレンス混合ファイバ４７５は、１.５mmコア直径及び１.５メートル長の石英ガラスマルチモードファイバとすることができる。該混合ファイバ４７５を出射する光は、２つの焦点距離のレンズ４８５、４９０を含むことができるコリメータを用いてコリメートされる。例えば、レンズ４８５は７５mmの焦点距離のレンズとすることができる一方、レンズ４９０は２５mmの焦点距離のレンズとすることができる。
【００５２】
[0065]  拡散器／レンズアセンブリ４６０に対し入射及び／又は出射するビームのパルス幅が、ThorlabsのDET10Aフォトダイオード（Thorlabs社, Newton, NJ.）等のパルス検出器４６５を用いて測定された。該パルス検出器４６５は、組織アブレーション実験の間におけるパルスを計数するためにオシロスコープも起動した。拡散器／レンズアセンブリ４６０を出射するビームは、供給ファイバ５１０に入射し、エネルギ検出器４９５により測定される。エネルギ検出器４９５の一例は、Gentec Maestroエネルギメータ（Gentec-EO社, Lake Oswego, OR.）である。供給ファイバ５１０の一例は、ポリイミドバッファコーティングを備えるＵＶグレードの石英ガラスコア及びクラッドを含み、該ファイバは１.１〜１のコアクラッド比及び０.２２開口数を有する（Polymicro Technologies, Phoenix, AZ）。図５の供給ファイバ５１０は単一ファイバとして記載されているが、該供給ファイバ５１０は、他の例として、図１、図２Ａ、図２Ｂ、図３及び図４に関して前述したレーザカテーテル１５０におけるファイバ２０５の束とすることもできる。
【００５３】
[0066]  コヒーレンス混合例
[0067]  図５のアブレーションシステム４００を使用し、斯かるシステムへのコヒーレンス混合ファイバ４７５の組み込みにより達成されるコヒーレンス混合方法の使用を含んで、２０Hzで１５０mJ/mm2のフルエンスに対応する４２mJまでのエネルギ出力が、６００μｍコア径ファイバを介して一貫して達成された。レーザ出力から６００μｍ光ファイバへの結合効率は、約３０％であった。これらの結果で報告されるファイバの１５０mJ/mm2出力は、１４０mJレーザ出力により制限された。この伝送試験は、各回当たり５分の持続時間で５回繰り返され、ゼロのファイバ故障の結果となった。即ち、当該ファイバは、ファイバが構築される石英ガラス材料の損傷閾値を光が超過することにより壊れることも又は損傷されることもなかった。
【００５４】
[0068]  図６を参照すると、ビームのパルス幅を伸張する手段を含む本開示のアブレーションシステム５００が示されている。オリジナルのレーザビームのパルス幅を伸張して、結果的レーザビームを生成することにより、オリジナルのパルスに含まれる全体的エネルギを維持しながら、該結果的光パルス（又は複数の光パルス）のピークパワーを当該オリジナルの光パルスのピークパワーに対して減少させることができる。また、オリジナルパルスのピークを低下させることにより、光ファイバを介して一層高いエネルギレベルを伝送することができる。当該ビームのパルス幅を伸張する手段は、１つのビームを２つのビームに分割し、これら分割されたビームのうちの一方を、光学遅延ループを介して伝送し、これら分割されたビームを結果的ビームに再結合する光学要素の使用を含む。
【００５５】
[0069]  図６を続けて参照すると、当該アブレーションシステム５００は図５のアブレーションシステム４００と、図６における波長板５２０の上流側の光学要素が図５における拡散器／レンズアセンブリ４６０の上流側の光学要素と同一である点で類似している。簡略化の目的で、これらの光学要素は図６を参照して再度説明されることはない。図６のアブレーションシステム５００は、シャッタ４５５とビームスプリッタ５２５との間に波長板５２０を含む。この波長板５２０を回転させることにより、ビームスプリッタ５２５を出射する分割されたビームの透過及び／又は反射特性（該分割されたビームのエネルギ強度及び該分割されたビームの比）を調整することができ、これにより、図７Ａ及び図７Ｂにおけるパルス７０５及び７１０の高さ又は振幅の斯かるパルスの振幅が同一又は同様となるような修正を可能にする。従って、結果的パルス７１５は、一層相対的に一貫性があり且つ同様の振幅の実効幅を有する。
【００５６】
[0070]  ビームのパルス幅を伸張する手段は、ビームスプリッタ５２５及び一連のミラー５３０，５３５，５４０，５４５を含むことができる。該一連のミラーは、予め定められた時間遅延を生じるために当該光学遅延ループ内のビームが特定の距離を進行するようにさせる光学経路を形成するように設計される。例えば、１２０インチの光学経路長は、約１０nsなる所定の時間遅延を生じる。より長い光学経路長は一層長い時間遅延を生じ得る一方、より短い光学経路長は一層短い時間遅延を生じるであろう。本開示は、１０ns以外の時間遅延を生じるために他の光学経路長を用いることも想定する。光学経路長及び時間遅延を調整する１つのやり方は、ミラー５３０，５３５，５４０，５４５の１つ又は全てを移動させることを含む。ミラー５３０，５３５，５４０，５４５の全てを固定又は移動可能にすることができるが、図６は、軸方向に平行移動可能であり、これにより、光学遅延経路の長さ及びパルスのピーク間の対応する距離の調整（又は複数の調整）を可能にするミラー５３５の一例を示す。
【００５７】
[0071]  当該光学遅延ループはビームスプリッタ５２５で始まり、このビームスプリッタは該ビームスプリッタ５２５に入射するオリジナルのビームを２つのビームに分割し、これら２つのビームのうちの一方は該光学遅延ループを介して進行し、該２つのビームのうちの他方は該遅延ループには入らず、ミラー５５０及びコリメータ４８０に向けられる。当該遅延ループを介して進行するビームが該ループを通過した後、ビームスプリッタ５２５は該遅延ループを通過したビームを該遅延ループに入らなかったビームと再結合させ、これにより結果的ビームを生成する。ビームスプリッタ５２５が斯かる２つの分割されたビームを再結合すると、結果的ビームは、該ビームスプリッタ５２５に入射したオリジナルのビームと同じ量のエネルギを有するが、該結果的ビームのピークパワーは大幅に減少されるであろう（例えば、オリジナルビームのピークパワーの半分未満）。該結果的ビームのピークパワーはビームスプリッタ５２５に入射するオリジナルビームと比較して大幅に減少される。何故なら、当該光学遅延ループは、該遅延ループを通過したビームが、当該ビームのうちの予め定められた時間において該光学遅延ループに元々入射しなかった部分と重なり合うようにさせ、かくして、これら２つの部分のピークエネルギレベルは斯かる予め定められた時間だけオフセットされるようになり、これにより一層長いパルス幅を持つように見える結果的ビームを生じさせる（これら２つの分割されたビームのピークエネルギレベルは互いに隣接し、組み合わさって、一層長い持続時間の単一のピークであるように見えるからである）からである。
【００５８】
[0072]  図７Ａを参照すると、図６に示されたアブレーションシステムにおいてビームスプリッタ５２５からミラー５５０に向かって発するエネルギ信号が図示されている。ビームスプリッタ５２５が４０／６０ビームスプリッタであると仮定して、該ビームスプリッタ５２５は波長板５２０からオリジナルビームを受光し、該オリジナルビームを２つのビームに分割し、その場合において、ビームスプリッタ５２５に元々入射したエネルギの約４０％を持つ一方のビームは当該光学遅延ループを介して進行せずにミラー５５０に向けられ、他方の分割されたビームはビームスプリッタに元々入射したエネルギの約６０％を有し、該光学遅延ループを介して進行する。図７Ａのエネルギ信号７０５は当該光学遅延ループを介して進行しない分割ビームを表すもので、このビームは約７.５ナノ秒（ns）のパルス幅を有する。従って、ビームスプリッタ５２５に入射したオリジナルビームは、図７Ａに示されたものより約２.５倍大きなピークパワーを有するであろうが、該オリジナルエネルギ信号のパルス幅は依然として約７.５nsであろう。かくして、図７Ａの信号により生成されるエネルギの量は、ビームスプリッタ５２５に入射するオリジナル信号のエネルギ量の約４０％である。従って、ビームスプリッタ５２５に入射するエネルギ量の６０％は、時間遅延ループに入射する分割ビームにおけるものとなる。４０／６０ビームスプリッタが説明されているが、本開示の範囲は、５／９５，１０／９０，１５／８５，２０／８０，２５／７５，３０／７０，３５／６５，４５／５５，５０／５０，５５／４５，６０／４０，６５／３５，７０／３０，７５／２５，８０／２０，８５／１５，９０／１０，９５／５及び何らかの他の比等の他の比を持つ他のビームスプリッタを含む。また、当該オリジナルビームを受光するビームスプリッタは該オリジナルビームを２つのビームに分割することができ、当該光学遅延ループを経て進行する一方のビームは該ビームスプリッタに元々入射したエネルギの如何なるパーセンテージを有することもでき、他方の分割ビームは該光学遅延ループを経て進行しない残りのパーセンテージのエネルギを有することができる。他の比のビームスプリッタを使用することは、結果的信号のピークエネルギを調整することになるであろう。
【００５９】
[0073]  図７Ｂを参照すると、図６に図示されたアブレーションシステムから放出される結果的エネルギ信号が示されており、この場合において、該結果的エネルギ信号は、当該時間遅延ループに入射しなかった、ビームスプリッタ５２５に元々入射したエネルギの約４０％を有する分割ビームと、該時間遅延ループに入射した、該時間遅延ループを介して進行した残りのエネルギを含む分割ビームとの組合せである。図７Ｂに示されるように、第１ピーク７０５は当該光学遅延ループを介して進行しなかったビーム又はパルスに関連する一方、第２ピーク７１０は該光学遅延ループを介して進行したビーム又はパルスに関連する。当業者であれば理解することができるように、これら２つのピークは実質的に同一の高さを有し、このことは各パルスが実質的に同一のエネルギ量を有することを意味し、これら２つのパルスが組み合わされた場合、結果的信号はビームスプリッタ５２５に入射したものと実質的に同一のエネルギ量を有するが、該結果的信号のピークエネルギは、低下されると共に、当該ビームスプリッタに入射したパルス幅（７.５nm）の実効的に２倍長い伸張されたパルス幅（１５nm）を有する一層長い期間７１５にわたり広がり、これにより、供給ファイバ（又は複数のファイバ）５１０の可能性のある損傷を最少化する。本例はオリジナルパルスの幅を結果的ビームにおけるパルス幅へ２倍長く伸張することを示しているが、本開示はオリジナルパルスの幅を１〜１０の間の何らかの増分等の他の長さに伸張することも含む。
【００６０】
[0074]  再び図６を参照すると、当該アブレーションシステム５００は、図５のコヒーレンス混合ファイバ４７５がビームのパルス幅を伸張する手段により置換されると共に、図６のアブレーションシステム５００はシャッタ４５５とビームスプリッタ５２５との間に波長板５２０も含む点を除き、図５のアブレーションシステム４００と類似している。ビームのパルス幅を伸張する手段は、ビームスプリッタ５２５及び一連のミラー５３０，５３５，５４０，５４５を含むことができる。該一連のミラーは、約１２０インチの光学経路長にわたり約１０nsecの予め定められた時間遅延を生じるように設計される。これらミラーのうちのミラー５３５等の１以上のミラーが軸方向に平行移動し、これにより、該光学遅延経路の長さ及びパルスのピーク間の対応する距離の調整（又は複数の調整）を可能にすることも望ましいものであり得る。
【００６１】
[0075]  前述したように、設計加工拡散器４６５は当該ビームを円形又は正方形等の所望の形状に収束させることを補助する。設計加工拡散器４６５は図６のアブレーションシステム５００にも、該設計加工拡散器４６５がビームのパルス幅を伸張する手段の下流に配置されるようにして、組み込まれる。斯様な手段及び設計加工拡散器４６５の組合せは、アブレーションシステム５００が、斯かる設計加工拡散器を備えないアブレーションシステム５００を出射する結果的ビームと比較して、増加された対称性及び均質性を持つ結果的ビームを出力することを可能にする。図８Ａに示されるように、円形のビームを出力する設計加工拡散器４６５により生成されるビームのエネルギ密度は対称であると共に相対的に均質である一方、図８Ｂに示されるように、正方形のビームを出力する設計加工拡散器４６５により生成されるビームのエネルギ密度は対称であると共に相対的に均質である。図６における供給ファイバ５１０は単一のファイバとすることができるが、該供給ファイバ５１０は、代わりに、図１、図２Ａ、図２Ｂ、図３及び図４に関して前述したように、レーザカテーテル１５０内のファイバ２０５の束とすることもできる。
【００６２】
[0076]  パルス幅伸張例１
[0077]  ３５５nmレーザにより上述したパルス伸張送出方法を用い、単一の６００μｍファイバを介して２０Hzで５６mJまでのエネルギ出力が達成された。この出力エネルギは、２００mJ/mm2のフルエンスに対応する。レーザ出力から６００μｍ光ファイバへの結合効率は、４０％程度であった。達成されるファイバ出力エネルギは、１４０mJのレーザ出力エネルギに制限された。この伝送試験は各回当たり５分の持続時間で５回繰り返され、ファイバの故障はゼロであった。
【００６３】
[0078]  パルス幅伸張例２
[0079]  ３５５nmレーザにより上述したパルス伸張送出方法を用い、２.０mm（９７ｘ１００μｍコア径ファイバ）マルチファイバカテーテルが大気中で５５mJ/mm2のフルエンスに対応する４３.５mJのエネルギで試験された。レーザ出力から該マルチファイバカテーテルへの結合効率は、約３１％であった。達成されるファイバ出力エネルギは、この送出方法を用いて利用可能な全エネルギにより制限された。当該カテーテルのカプラ、先端又は中間シャフトのファイバ損傷は観測されなかった。この伝送試験は各回当たり５分の持続時間で５回繰り返され、ファイバの故障はゼロであった。段落３.２では観察され、この送出方法を用いて存在しないファイバ損傷がないことは、ファイバ結合レンズの前のＤＯＥの配置により達成される均質化された入射ビームプロファイルによるものと考えられる。
【００６４】
[0080]  組織アブレーション例
[0081]  ３０８nm光に対する３５５nmレーザ光の組織アブレーション比較を実行するために、新鮮な豚大動脈組織が使用された。該組織は収穫日の翌日配達で送られた。該組織は、塩水の袋に入れられ、使用するまで１５℃で保管された。全ての組織が、試験前の組織劣化を制限するために収穫から５日以内に試験された。比較結果が示される場合、サンプルは同一の組織から取り出され、試験は同じ日に実行された。
【００６５】
[0082]  厚さが一貫した平らな組織サンプルを作製するために当該豚大動脈は切り取られた。このサンプルは、次いで、内膜面を上にしてコルクシートにピン留めされた。該コルクシートは、当該組織がまたがる貫通孔を有するものであった。該コルク及び組織サンプルは、次いで、ペトリ皿（シャーレ）内に配置され、塩水に沈められた。該シャーレは、当該ファイバの下向き力を設定及び監視するためにデジタルスケール（秤）上に配置された。当該光ファイバは、印加される下向き力の微調整を可能にするシーソー型平衡状態に保持された。
【００６６】
[0083]  当該レーザビーム経路におけるファイバ結合より前のシャッタが、供給ファイバへの光を可能にするために開かれた。当該組織は、ファイバを貫通する際に監視された。該ファイバが該組織の背面から出た時に、前記シャッタは閉じられ、貫通のために費やされたパルスの数が記録された。当該組織は試験の後に取り外され、アブレーションされた孔の位置において厚さがダイヤル厚さ計を用いて測定された。次いで、パルス当たりの貫通度が計算され、比較された。
【００６７】
[0084]  当該組織試験は、６０mJ/mm2のフルエンスを伝送する６００μｍの単一ファイバを用いて、３５５nm及び３０８nmに対して２０Hzのパルス繰り返し数で実行された。典型的に、６０mJ/mm2のフルエンス出力は、現在Spectranetics CVXエキシマレーザを用いている医師により使用されるエネルギフルエンス設定を表すものである。２０Hzなるパルス繰り返し数は、試験される３５５nmレーザの仕様内に入るように選定された。試験は、当該光ファイバに印加される４つの異なる下向き力で実行された。完全な貫通サンプルが、３５５nm及び３０８nmに対して各下向き力で収集された。試験の後、当該組織サンプルは５０倍の倍率で写真撮影され、１０％のホルマリン溶液内で固定された。
【００６８】
[0085]  組織サンプルは、外部検査室に送られ、病理組織検査のために処理された。各サンプルのスライド断片が、光学顕微鏡評価及び撮像のためにヘマトキシリン・エオジン（Ｈ＆Ｅ）により着色された。図９は、当該組織アブレーション例に記載された方法を用いた異なる印加ファイバ力における３５５nmと３０８nmとの間の比較組織貫通速度を示す。３０８nm光の貫通は、１grの下向き力で約３倍、当該ファイバに対する１０grの下向き力で約８倍速い貫通であった。アブレーションされた孔の外見は、１grの力では同様であるが、ファイバの１０grの下向き力で生成される３０８nmの孔の方が小さい。これらの試験結果は、貫通速度に関してのみ分析された。
【００６９】
[0086]  当該試験の間において、遠端部ファイバ故障は、３５５nmサンプル試験の間では４０サンプルのうち４回、３０８nm試験の間では４０サンプルのうち０回観測された。これらのファイバ損傷は、短いパルス幅の３５５nmレーザ光の一層高いピークパワーの結果であったと思われる。
【００７０】
[0087]  図１０Ａは、図６に図示されたものと同様又は同一の３５５nmレーザシステムを用い、約５グラムの下向き力を印加する単一の６００ミクロン光ファイバで豚大動脈にアブレーションされた孔の画像であり、該ファイバは約６０mJ/mm2を２０Hzで出力する。図１０Ｂは、３０８nmレーザシステムを用い、約５グラムの下向き力を印加する単一の６００ミクロン光ファイバで豚大動脈にアブレーションされた孔の画像であり、該ファイバは約６０mJ/mm2を２０Hzで出力する。図１０Ａ及び図１０Ｂにおけるアブレーションされた孔は、同様の外見を有し、５０ｘの倍率で見た際に可視炭化は示さなかった。
【００７１】
[0088]   図１１Ａは、図６に図示されたものと同様又は同一の３５５nmレーザシステムを用い、約５グラムの下向き力を印加する単一の６００ミクロン光ファイバで豚大動脈にアブレーションされた孔の組織断面の画像であり、該ファイバは約６０mJ/mm2を２０Hzで出力する。図１１Ｂは、３０８nmレーザシステムを用い、約５グラムの下向き力を印加する単一の６００ミクロン光ファイバで豚大動脈にアブレーションされた孔の組織断面の画像であり、該ファイバは約６０mJ/mm2を２０Hzで出力する。本開示の多数の変形例及び変更例を用いることができる。本開示の幾つかのフィーチャを他のフィーチャを提供せずに提供することが可能であろう。図１１Ａ及び図１１Ｂは、レーザにより形成された孔が、結果的な局所的組織破壊及び欠陥を覆う熱発生組織変性を伴う、血管壁を経る全厚さであったことを示している。当該ファイバ貫通は、動脈サンプルの内膜面から開始された。
【００７２】
[0089]  図１２を参照すると、本開示の他のアブレーションシステム６００が示されている。該アブレーションシステム６００は図６のアブレーションシステム５００と、図１２におけるビームのパルス幅を伸張する手段が、図６に示された如くビームスプリッタ５２５及び一連のミラー５３０，５３５，５４０，５４５を使用する代わりに、ビームスプリッタ５２５及び分割されたビームを通過させて所望の予め定められた時間遅延を生じさせるために十分な長さの光学コヒーレンス混合ファイバ６１０を含み得る点を除き類似している。続けて図１２を参照すると、ビームスプリッタ５２５と光学コヒーレンス混合ファイバ６１０との間に結合レンズ６０５を含めることが望ましく、当該ビームスプリッタを含む光学経路に再入射する際に当該光をコリメートするために２つの光学レンズ６２０，６２５を含むコリメータ６１５を含めることが望ましいであろう。ビームのパルス幅を伸張する手段に光学コヒーレンス混合ファイバ６１０を組み込むことは、当該アブレーションシステムに、一層長い期間にわたりエネルギを拡散させることによりオリジナルビームのピークエネルギを減少させると共に一層均質化された信号を生成し、これにより、供給ファイバ（又は複数のファイバ）５１０に対する可能性のある損傷を最少化するという利点をもたらす。
【００７３】
[0090]  本開示は、種々の態様、実施態様及び／又は構成において、本明細書において実質的に図示及び説明されたような要素、方法、処理、システム及び／又は装置を、これらの種々の態様、実施態様、構成、部分的組み合わせ及び／又は部分組を含み含むものである。当業者であれば、本開示を理解すれば、開示された態様、実施態様及び／又は構成をどの様に実行及び使用するかを理解するであろう。本開示は、種々の態様、実施態様及び／又は構成において、例えば実施構成の性能を改善し、容易さを達成し及び／又は費用を低減するために、本明細書に図示及び／又は説明されていない項目が無い場合に又はこれらの種々の態様、実施態様及び／又は構成において、以前の装置又は処理で使用されていなかったような項目の無い場合を含み、装置及び処理を提供することを含む。
【００７４】
[0091]  上記記載は、図示及び説明の目的で提供されたものである。上記記載は、本開示を、本明細書に開示された形態又は複数の形態に限定しようとするものではない。例えば、前記概要において、本開示の種々のフィーチャは、本開示を容易にする目的で１以上の態様、実施態様及び／又は構成に一緒にグループ化することができる。本開示の態様、実施態様及び／又は構成のフィーチャは、上述したもの以外の代替的態様、実施態様及び／又は構成に組み合わせることができる。この開示方法は、請求項が各請求項に明示的に記載されたもの以上のフィーチャを必要とするという意図を反映するものと解釈されるべきではない。むしろ、後述する請求項が反映するように、発明的態様は、開示された前記単一の態様、実施態様及び／又は構成の全フィーチャ未満に存する。このように、後述する請求項は、これにより、本概要に組み込まれるものであり、各請求項は、それ自体で、本開示の別個の実施態様となるものである。
【００７５】
[0092]  更に、当該説明は１以上の態様、実施態様及び／又は構成並びに特定の変形例及び変更例の説明を含んでいるが、他の変形例、組み合わせ及び変更例も、本開示を理解したなら、本開示の範囲内に入るものである（例えば、当業者の技術及び知識内であるように）。請求項に記載されたものの代替的、交換可能な及び／又は均等な構造、機能、範囲又はステップを含む、許される限りの代替的態様、実施態様及び／又は構成を含む権利を得ようとするものである（斯様な代替的、交換可能な及び／又は均等な構造、機能、範囲又はステップが本明細書に開示されているか否かに拘わらず、且つ、如何なる特許可能な主題を公共に提供することを意図せずに）。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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