JP7668285B2 - 複数のシングルコアファイバを備えたマルチスポットレーザプローブ - Google Patents

Description

優先権
本出願は、発明者がＣｈｅｎｇｕａｎｇ Ｄｉａｏ、Ｍａｒｋ Ｈａｒｒｉｓｏｎ Ｆａｒｌｅｙ、Ａｌｉｒｅｚａ Ｍｉｒｓｅｐａｓｓｉ、Ｔｉｍｏｔｈｙ Ｃ．Ｒｙａｎ及びＲｏｎａｌｄ Ｔ．Ｓｍｉｔｈである、２０２０年２月１８日に出願された「ＭＵＬＴＩ－ＳＰＯＴ ＬＡＳＥＲ ＰＲＯＢＥ ＷＩＴＨ ＭＵＬＴＩＰＬＥ ＳＩＮＧＬＥ－ＣＯＲＥ ＦＩＢＥＲＳ」という名称の米国仮特許出願第６２／９７７，８０３号明細書の優先権の利益を主張するものであり、この仮特許出願は、あたかも本明細書に十分且つ完全に記載されているかのように、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

本開示の実施形態は、装置に関し、より具体的には、複数のシングルコアファイバを備えたマルチスポットレーザプローブに関する。

多様な医療処置において、処置の補助及び患者の身体の治療のためにレーザ光が使用される。例えば、網膜剥離手術中に実施されるレーザ光凝固術では、網膜上でレーザ熱傷スポットにおいて血管を焼灼するためにレーザプローブが使用される。ある種のレーザプローブは、一度に複数のスポットを熱傷させるため、光凝固は、より迅速且つより効率的になり得る。例えば、レーザプローブは、単一のレーザビームを、レーザスポットパターンを呈する複数のレーザビームに分割して、対応するファイバパターンを呈する光ファイバケーブル内の個々の光ファイバ（「ファイバ」）のアレイにレーザビームを送達する手術用レーザシステムに光ファイバケーブルを通して結合され得る。ファイバは、それらの遠位端部において、レーザプローブに結合され、レーザスポットパターンを有するレーザビームスポットを網膜上に投射する。典型的には、ファイバは、ファイバパターンがレーザスポットパターンと一致するように一緒に密に詰め込まれなければならない。また、レーザプローブの先端の一部において、マイクロスペーサは、ファイバを一定の幾何学的関係に保持することによってレーザ熱傷スポット間に所望の間隔を与え、それにより所望のレーザスポットパターンをもたらすために使用され得る。

しかしながら、レーザプローブを組み立てる際のマイクロスペーサの使用により、ある場合には、時間がかかり且つ困難なレーザプローブ製造工程が生じる可能性がある。これは、そのような組立工程において、ファイバの各々がマイクロスペーサにおける別個の対応する開口部又は孔に挿入されるからである。ファイバは、接着剤の使用によってマイクロスペーサに更に接着され得、これにより高いレーザ出力レベルでの熱ロバスト性の問題が生じ得る。

ある場合には、複数の個々のファイバを利用する代わりに、マルチコア光ファイバ（ＭＣＦ）が使用され得る。ＭＣＦを作製するために、典型的には、まず外側クラッドとして機能するか又は外側クラッドと称され得る溶融シリカロッドなどのロッドに孔が穿孔される。次いで、レーザビームを伝送するために使用される溶融シリカコアを穿孔内で固化させる。ある場合には、フッ素又はゲルマニウムなどのドーパントもコアの外表面に添加される。ドーパントは、所要の屈折率プロファイルをもたらしてＭＣＦの導光性を補助するために添加される。最後に、溶融シリカロッドは、高温で所望の直径及び長さに引き伸ばされ、その結果、ＭＣＦが得られる。ＭＣＦにおいて、孔は、レーザ熱傷スポット間に所望の間隔を作り出すように、孔間に一定の間隔をおいて穿孔される。更に、コアは、外側クラッドによって互いに緊密に保持され、レーザビームが所望のレーザスポットパターンで伝搬されることを確実にする。

しかしながら、ＭＣＦの製造では、ある場合には、所望の歩留まりが得られない。例えば、ＭＣＦ中のドーパントは、いくつかの場合、例えばコアから外側クラッドに拡散し得る。そのような拡散により、ＭＣＦの構成要素の光学特性が著しく変化し得る。加えて、ドーパント勾配によってドーパントの拡散が生じる可能性があり、その結果、高温下において、ＭＣＦの作製中にコアと外側クラッドとの境界部に向かう気泡が形成され得る。気泡は、ＭＣＦの歩留まりを低下させ、ＭＣＦを弱化させ、脆弱なファイバをもたらし得る。

一実施形態によれば、本開示は、光ファイバケーブルを通してレーザシステムに結合されたレーザプローブアセンブリを対象とする。ある実施形態では、レーザプローブアセンブリは、プローブ本体に結合されたプローブ先端を含み、プローブ先端は、複数のファイバを収納する。複数のファイバの各々は、レーザシステムに結合する近位端部及びプローブ先端内で終端する遠位端部と、レーザシステムによって提供されるレーザビームを伝送するための単一のコアと、コアを取り囲むクラッドとを含む。レーザプローブアセンブリは、複数のファイバによって提供される複数のレーザビームを手術部位に投射するためのレンズも含む。プローブ先端内において、複数のファイバの任意の２つの隣接するファイバの部分の外表面の一部が接する。また、複数のファイバは、レンズに対して少なくとも実質的に芯合わせされる。

本技術、本技術の特徴及び本技術の利点をより詳細に理解するために、添付の図面と併せて以下の説明を参照する。

図１は、本開示の特定の実施形態による、手術標的への送達のためにレーザビームを生成するためのシステムの上面図を示す。 図２は、本開示の特定の実施形態によるプローブの上面図を示す。 図３は、本開示の特定の実施形態による、コアと、クラッドと、被膜とを含むファイバの例示的な正面断面図を示す。 図４は、本開示の特定の実施形態による、被膜が４つのファイバの部分から剥離されたかかる部分の例示的な正面断面図を示す。 図５は、本開示の特定の実施形態によるプローブ先端の遠位端部の例示的な斜視図を示す。 図６は、本開示の特定の実施形態による、コアと、クラッドと、被膜とを含む例示的なファイバを示す。 図７は、本開示の特定の実施形態による、それぞれコアと、クラッドと、被膜とを含む４つのファイバの例を示す。 図８Ａは、本開示の特定の実施形態による、プローブ先端内に配置された４つのファイバの正面断面図を示す。 図８Ｂは、本開示の特定の実施形態による、プローブ先端を断面で示す、全てプローブ先端内に配置されたファイバ、レンズ及び保護要素の側面図を示す。

理解を容易にするために、可能な場合、複数の図に共通する同一の要素を示すために、同一の参照符号が使用されている。１つの実施形態の要素及び特徴は、更に記述することなく他の実施形態に有益に組み込まれ得ることが考えられる。

以下の説明では、開示する主題の理解を容易にするために、詳細が例として述べられている。しかしながら、開示する実装形態が例であり、全ての可能な実装形態を網羅するものではないことは、当業者に明らかであるはずである。したがって、説明する例は、本開示の範囲を限定するように意図されていないことが理解されるべきである。説明するデバイス、機器、方法に対する任意の代替形態及び更なる修正形態並びに本開示の原理の任意の更なる適用は、本開示が関連する技術分野の当業者に通常想到されるであろうように完全に想定される。特に、１つの実装形態に関して説明する特徴、構成要素及び／又はステップを、本開示の他の実装形態に関して説明する特徴、構成要素及び／又はステップと組み合わせ得ることが十分に想定される。

ある実施形態では、「約」という用語は、公称値からの±１０％の変動を指す。そのような変動は、本明細書で提供する任意の値に含まれ得ることを理解されたい。また、本明細書で使用する場合、「近位」という用語は、通常の使用中、デバイスを使用するユーザに最も近く、デバイスが使用される患者から最も遠いデバイス又はデバイスの部分に関する位置を指す。反対に、「遠位」という用語は、通常の使用中、デバイスを使用するユーザから最も遠く、デバイスが使用される患者に最も近いデバイス又はデバイスの部分に関する位置を指す。例えば、本明細書で使用する場合、「遠位」及び「近位」という用語は、照明システム、光ファイバ、顕微鏡又はその部分に関する相対位置を指し得る。

本明細書で提供する実施形態は、概して、光ファイバケーブルを通してレーザプローブに結合された手術用レーザシステムを含むシステムに関し、この光ファイバケーブルは、その近位端部が手術用レーザシステムで終端し、及びその遠位端部がレーザプローブのプローブ先端内で終端する複数のシングルコアファイバを含む。プローブ先端内の複数のファイバの部分は、互いに緊密に保持され、プローブ先端内に配置されるレンズに対して芯合わせされるか又は少なくとも実質的に芯合わせされる。複数のファイバは、被膜がいくつかの場合にファイバの部分から剥離され得るが、コアと、クラッドと、被膜とを含む。これらの構成要素の直径及び厚さは、複数のファイバのコア間の所望の間隔が実現されるように選択される。本明細書では、「実質的に」という用語は、およそ０～５ミクロンの範囲を指すことに留意されたい。例えば、レンズに対して少なくとも実質的に芯合わせされた複数のファイバは、レンズに対しておよそ０～５ミクロンの範囲で芯合わせされた複数のファイバを指す。

図１は、本開示の特定の実施形態による、手術標的への送達のためにレーザビームを生成するためのシステム１００の上面図を示す。図示のように、システム１００は、手術用レーザシステム１０２と、マルチスポットプローブ（「プローブ」）１０８とを含む。システム１００は、一例では、患者の眼１２５の網膜１２０に送達されるレーザスポットパターンを有するレーザビーム１１３を生成する。プローブ１０８は、プローブ本体１１２と、プローブ支持スリーブ１４０と、プローブ先端１４５（チューブとも称される）とを含む。手術用レーザシステム１０２及びプローブ１０８は、光ファイバケーブル１１０を通して互いに結合される。光ファイバケーブル１１０は、その近位端部において、コネクタ１１４を通して手術用レーザシステム１０２のポートに結合する。手術用レーザシステム１０２は、光ファイバケーブル１１０内に収容された複数のファイバを通してポートからプローブ１０８にレーザビーム１１３を送達するように構成される。

より具体的には、手術用レーザシステム１０２は、眼科処置中に使用できるレーザビームを生成するための多数のレーザ光源（例えば、１つ又は複数のレーザ光源）を含む。手術用レーザシステム１０２は、患者の身体を治療する、例えば光凝固術を実施するために、手術治療用ビームとも称される、レーザビームを生成するように構成された眼科手術用レーザシステムであり得る。執刀医又は手術スタッフなどのユーザは、レーザビームを発射するように手術用レーザシステム１０２を（例えば、フットスイッチ、音声コマンドなどを介して）制御することができる。

一例では、手術中、手術用レーザシステム１０２のレーザ光源は、レーザスポットパターンを呈する複数のレーザビームに分割されるレーザビームを生成する。次いで、複数のレーザビームは、手術用レーザシステム１０２のレンズ（例えば、集束レンズ）により、光ファイバケーブル１１０内のファイバの露出した近位端部の境界面（近位入射面とも呼ばれる）に集束される。複数のレーザビームの各々が、光ファイバケーブル１１０内に収容された異なるファイバのコアの近位端部に集束されるように、複数のレーザビームが集束される。ファイバの近位端部の境界面は、コネクタ１１４に挿入されたフェルールによって露出され、このコネクタ１１４を通して、光ファイバケーブル１１０は、手術用レーザシステム１０２に接続する。複数のレーザビームは、ファイバの全長を通してプローブ１０８に伝送され、このプローブ１０８は、光ファイバケーブル１１０の遠位端部に配置される。複数のレーザビームは、同じレーザスポットパターンを有するレーザビーム１１３としてプローブ先端１４５から出射し、網膜１２０上に投射される。

図２は、本開示の特定の実施形態によるプローブ１０８の上面図を示す。上記で説明したように、プローブ１０８は、ユーザによって把持されるような形状及び大きさにされたプローブ本体１１２を含む。支持スリーブ１４０は、プローブ本体１１２から延び、この支持スリーブ１４０は、同様にプローブ本体１１２から支持スリーブ１４０を越えて延びるプローブ先端１４５を包含する。支持スリーブ１４０は、他の類似の材料も本開示の範囲内であるが、一例ではステンレス鋼スリーブである。プローブ先端１４５は、他の類似の材料も本開示の範囲内であるが、一例ではニチノールなどの合金で作製される。光ファイバケーブル１１０は、典型的には、取り扱い中にファイバを保護するためのポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）チューブによって取り囲まれた複数のファイバを含む。ファイバは、プローブ本体１１２を通してプローブ先端１４５内に延びる。レーザビーム１１３は、ファイバの遠位端部から、それによりプローブ先端１４５の遠位端部から網膜１２０上に発射される。

上記で説明したように、ある場合には、マイクロスペーサは、レーザ熱傷スポットに所望のレーザスポットパターンを与えるのに役立つ所望の間隔をファイバのコア間に与えるために、プローブ先端１４５の一部において使用され得る。マイクロスペーサは、ファイバを一定の幾何学的関係に保持することによって機能し、それにより所望のレーザスポットパターンをもたらす。しかしながら、レーザプローブを組み立てる際のマイクロスペーサの使用により、ある場合には、上記で説明したように、時間がかかり且つ困難なレーザプローブ製造工程が生じる可能性がある。

図１及び図２の例では、上記で説明したように、レーザビームを伝送するために複数のファイバが光ファイバケーブル１１０内で使用されるが、いくつかの他の場合、代わりにＭＣＦが使用され得る。ある場合には、フッ素又はゲルマニウムなどのドーパントがＭＣＦのコアの外表面に添加される。しかしながら、ＭＣＦの製造では、ある場合には、上記で説明したように所望の歩留まりが得られない。

したがって、本明細書で説明する実施形態は、複数の別個のシングルコアファイバの使用に関し、シングルコアファイバの一部分は、プローブ先端内において、互いに緊密に保持され、同様にプローブ先端内に配置されるレンズに対して少なくとも実質的に芯合わせされる。複数のファイバは、コアと、クラッドと、被膜とを含む。これらの構成要素の直径及び厚さも、複数のファイバのコア間の所望の間隔が実現されるように選択され、それにより、プローブが、所望のレーザスポットパターンを有するレーザ熱傷スポットを提供することを可能にする。

図３は、本開示の特定の実施形態による、コア３０２と、クラッド３０４と、被膜３０６とを含むファイバ３００の例示的な正面断面図を示す。コア３０２は、溶融シリカ又はガラスなどの任意の透明材料を含み得る。クラッド３０４も溶融シリカ又はガラスなどの透明材料を含み得る。被膜３０６は、一例では、ポリイミド又は類似の材料を含む。

ある実施形態では、コア３０２は、ドープされる。例えば、コア３０２は、ゲルマニウムをドープした溶融シリカであり得る。ゲルマニウム又は類似のドーパントをコア３０２にドープすることは、クラッド３０４の溶融シリカの屈折率と比較してコア３０２の屈折率を増加させるのに役立ち、したがってコア３０２内に導光性をもたらすのに役立つ。

他のある実施形態では、コア３０２がドープされず、代わりにクラッド３０４がドープされる。例えば、溶融シリカを含むクラッド３０４は、コア３０２と比較してクラッド３０４の屈折率を低減するドーパントでドープされる。例示的なドーパントは、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）又はホウ素（Ｂ）を含み得る。ドープされると、クラッド３０４は、コア３０２よりも低い屈折率を有し、それによりコア３０２内に導光性をもたらす。

図３の例では、コア３０２は、５０～１００μｍ（マイクロメートル）の範囲の直径を有し得る。一例では、コア３０２は、７５μｍの直径、したがってコア３０２の中心から測定された３７．５μｍの半径を有する。クラッド３０４とコア３０２とは、合わせて１００～１５μｍの範囲の直径を有し得る。コア３０２が７５μｍの直径を有する例では、クラッド３０４とコア３０２とは、合わせて１２５μｍの直径を有し得、クラッド３０４の厚さが２５μｍ（（１２５μｍ－７５μｍ）／２）であり得ることを意味する。クラッド３０４と、コア３０２と、被膜３０６とを合わせたもの（すなわちファイバ３００は）、１５０～２００μｍの範囲の直径を有し得る。コア３０２が７５μｍの直径を有し、クラッド３０４が２５μｍの厚さを有する例では、クラッド３０４と、コア３０２と、被膜３０６とは、合わせて１７５μｍの直径を有し得、被膜３０６が２５μｍ（（１７５μｍ－１２５μｍ）／２）の厚さを有し得ることを意味する。ここで提供する寸法は、単なる例である。他の直径及び厚さも本開示の範囲内である。

図４は、本開示の特定の実施形態による、被膜３０６が４つのファイバの部分から剥離された４つのファイバ３００ａ～３００ｄ（まとめて「ファイバ３００」と称される）の部分の例示的な正面断面図を示す。より具体的には、図４は、プローブ（例えば、プローブ１０８）のプローブ先端（例えば、プローブ先端１４５）内の精密スリーブ４０８内に配置されたファイバ３００の部分の正面断面図を示す。精密スリーブ４０８の異なる図は、図５において提示される。被膜３０６が剥離されているファイバ３００の部分は、剥離部分と称され得る。被膜は、精密スリーブ４０８内に配置されない部分又は光ファイバケーブル１１０を通して延びる部分など、ファイバ３００の特定の他の部分から剥離されない場合がある。被膜３０６が剥離されていないファイバ３００の部分は、非剥離部分と称され得る。

図示のように、ファイバ３００のコア３０２及びクラッド３０４は、ファイバ３００が精密スリーブ４０８内に互いに緊密に保持され、及び任意の２つの隣接するファイバのコア３０２が互いに同じであるか又は少なくとも実質的に同じ距離ｄを有するような大きさにされる。距離ｄは、隣接するファイバ３００のコア間距離（例えば、コアの中心間の距離）を指す。２つの隣接するファイバ３００は、互いに接触するファイバである。同様に、ファイバ３００ａ及び３００ｂは、互いに対して隣接するが、ファイバ３００ａ及び３００ｃは、隣接しない。同様に、ファイバ３００ｂ及び３００ｃは、隣接するが、ファイバ３００ｂ及び３００ｄは、隣接しない。図４の例では、各ファイバ３００の剥離部分の直径は、１２５μｍであり、半径が６２．５μｍであることを意味する。したがって、図４の例では、２つの隣接するファイバ３００のコア３０２間の距離は、ｄ＝１２５μｍである。

精密スリーブ４０８は、以下で更に説明するように、ファイバ３００のコア３０２間の所望の距離を維持し、またファイバ３００の遠位端部の前面に配置されたレンズ（例えば、円柱レンズ）（例えば、図５のレンズ５１４）に対してファイバ３００を芯合わせするために、ファイバ３００を互いに緊密に保持するように構成される管状寸法のシムである。レンズに対して少なくとも実質的に芯合わせされたファイバ３００とは、レンズ５１４の中心と位置合わせされた又は少なくとも実質的に位置合わせされたファイバ３００の中心４２２を指し、ファイバ３００の中心４２２とレンズ５１４の中心とが同じ軸線に沿っているか又は少なくとも実質的に同じ軸線に沿っていることを意味する。更に、プローブ先端１４５の中心もこの同じ軸線に沿っている。４つのコア３０２がある場合、中心４２２は、隣接しないファイバ３００のコア３０２の中心を結ぶ線分の交点に対応する。中心４２２は、コア３０２の中心から等距離にあるか又は少なくとも実質的に等距離にある点に更に対応する。

精密スリーブ４０８は、ステンレス鋼、銅、ポリイミド又は任意の類似の材料を含むか又はそれで作製され得る。ある場合には、プローブ先端１４５（例えば、ニチノールチューブ）の内径は、ファイバ３００をレンズに対して芯合わせするのに必要な内径よりも大きいため、精密スリーブが使用される。例えば、プローブ先端１４５は、標準サイズ（例えば、２７ゲージ）を有し、レンズ５１４の外径を受け入れるように選択され得る。したがって、ファイバ３００は、標準サイズのプローブ先端１４５内で僅かに緩んでいる場合がある。そのため、本明細書における実施形態は、マイクロスペーサを使用せずにファイバ３００をレンズの中心に対して少なくとも実質的に芯合わせすることを確実にするのに必要な厚さ及び寸法を有する精密スリーブ４０８を提供する。

精密スリーブ４０８に適した厚さ及び内径の選択は、４つの全てのファイバ３００が一緒に詰め込まれ、緩んだ状態になるか又は移動する余地のないことを確実にし、それによりファイバ３００のコア３０２間の所望の距離が維持されることを確実にし、したがってその結果、所望のレーザスポットパターンが得られる。例えば、図示のように、各ファイバ３００のクラッド３０４の外表面の一部は、精密スリーブ４０８の内表面に接する。また、各ファイバ３００のクラッド３０４の外表面の一部は、２つの隣接するファイバ３００のクラッド３０４の外表面の一部に接する。そのような配置は、全てのファイバが周囲から閉じ込められ、そのため、緩んでいないことを確実にする。

２つの隣接するファイバ３００のコア３０２間の距離が１２５μｍである例では、精密スリーブ４０８の内径は、約３０２μｍであり得る。しかし、より一般には、精密スリーブ４０８の内径は、３０２±２５μｍの範囲であり得る。ある態様では、接着剤は、ファイバ３００を精密スリーブ４０８内の適所に更に保持するために使用される。例えば、接着剤は、ファイバ３００が占有しない精密スリーブ４０８の内側円筒空間内の全ての領域に充填され得る。図４は、ファイバ３００が占有しない領域４２０であって、接着剤が充填され得る領域４２０を示す。使用され得る例示的な接着剤は、ＨＹＢ－３５３ＮＤ又は類似の材料などの二液性エポキシを含む。

図４の例では、４つのファイバ３００が精密スリーブ４０８に詰め込まれているが、他の実施形態では、より少数又は多数のファイバ３００が使用される。また、ある実施形態では、照明ファイバなどのファイバがファイバ３００の中心に延び得る。そのような例では、照明ファイバの近位端部は、手術用レーザシステム１０２で終端し、この手術用レーザシステム１０２は、眼空間を照明するために照明ファイバの境界面に照明光を伝搬させる。

図５は、本開示の特定の実施形態によるプローブ先端１４５の遠位端部の例示的な斜視図を示す。図示のように、保護部品５１６（例えば、窓とも称される）は、プローブ先端１４５の遠位開口部に配置される。保護部品５１６は、プローブ先端１４５に沿ったレンズ５１４の移動を制限することにより、且つ／又は更にレンズ５１４がプローブ先端１４５から外れるのを防止することにより、レンズ５１４を保護するために遠位開口部に圧入され得る。レンズ５１４（例えば、屈折率分布型（ＧＲＩＮ）レンズ）は、精密スリーブ４０８内のファイバ３００によって伝搬させるレーザビームを投射し集束させる。図示のように、精密スリーブ４０８は、遠位開口部５０９と近位開口部５０７とを含む。ファイバ３００は、ファイバ３００を包み込む近位側スリーブ５１２を越えて延び、精密スリーブ４０８の近位開口部５０７内に入る。近位側スリーブ５１２は、ポリイミドで作製され得る。ファイバ３００の被膜３０６は、近位側スリーブ５１２に包み込まれるファイバ３００の部分からも剥離され得る。レンズ５１４は、円柱レンズであるが、代わりに、様々な他の種類のレンズの１つが使用され得ることを当業者であれば理解することに留意されたい。

ファイバ３００は、いくつかの例では精密スリーブ４０８の遠位端部が終端する場所でファイバ３００の遠位端部が終端し（例えば、ファイバ３００の遠位端部が精密スリーブ４０８の遠位端部と面一になる）、また他の例ではファイバ３００の遠位端部が精密スリーブ４０８の遠位端部を僅かに越えて延び得るように、精密スリーブ４０８の長さに沿って更に延びる。したがって、ファイバ３００は、精密スリーブ４０８の遠位開口部５０９を通してレンズ５１４内にレーザビームを伝搬する。図５は、被膜３０６がファイバ３００から剥離されたファイバ３００の剥離部分を示すことに留意されたい。ある実施形態では、精密スリーブ４０８の外径は、レンズ５１４の外径と位置合わせされるか又は少なくとも実質的に位置合わせされ、且つレンズ５１４の外径と同じであるか又は実質的に同じである。上記で説明したように、各ファイバ３００の剥離部分の直径（例えば、コア３０２及びクラッド３０４の直径）は、４つのファイバ３００が精密スリーブ４０８に一緒に密に詰め込まれたとき、マイクロスペーサを使用せずにファイバ３００のコア３０２間の所望の間隔が実現され、それにより所望のレーザスポットパターンが作り出されるように選択される。

図６は、本開示の特定の実施形態による、コア３０２と、クラッド６０４と、被膜６０６とを含む例示的なファイバ６００を示す。ファイバ６００は、クラッド６０４及び被膜６０６の厚さを除いて、あらゆる点でファイバ３００と同様である。一例では、コア３０２とクラッド６０４とを合わせた直径は、６０～１２０μｍの範囲であり得る。コア３０２の直径が７５μｍである例では、コア３０２とクラッド６０４とを合わせた直径は、９０μｍであり得、クラッド６０４の厚さが１５μｍであり得ることを意味する。また、コア３０２と、クラッド６０４と、被膜６０６とを含むファイバ６００の直径は、９０～１６０μｍの範囲であり得る。コア３０２とクラッド６０４とを合わせた直径が９０μｍである例では、ファイバ６００の直径は、１２５μｍであり得、被膜６０６の厚さが３５μｍであり得ることを意味する。図６の例では、ファイバ６００は、ファイバ３００の剥離された部分と同じであるか又は少なくとも実質的に同じ直径を有する。ファイバ６００は、ファイバ３００の非剥離部分よりも小さい直径を有するため、４つのファイバ６００は、ファイバ６００の部分が全く剥離される必要なしに精密スリーブ４０８内で使用され得る。

図７は、本開示の特定の実施形態による、それぞれコア３０２と、クラッド６０４と、被膜６０６とを含む、４つのファイバ６００ａ～６００ｄの例を示す。図示のように、任意の２つの隣接するファイバ６００のコア３０２間の距離ｄは、同じであるか又は少なくとも実質的に同じである。各ファイバ６００の外径が１２５μｍである図７の例では、ｄは、１２５μｍである。また、図４と同様に、精密スリーブ４０８の厚さ及びファイバ６００の直径は、ファイバ６００の中心４２２がレンズ５１４の中心と少なくとも実質的に位置合わせされるように選択され、ファイバ６００の中心４２２とレンズ５１４の中心とが同じ軸線に沿っていることを意味する。更に、プローブ先端１４５の中心もこの同じ軸線に沿っている。図４と同様に、図７では、精密スリーブ４０８の外径は、レンズ５１４の外径と少なくとも実質的に位置合わせされ、且つレンズ５１４の外径と少なくとも実質的に同じである。

図３～図６に関して提供する直径及び厚さの測定値は、単なる説明のためのものにすぎない。既に述べたように、精密スリーブ内のファイバの中心がレンズ５１４の前面断面中心又はプローブ先端１４５の前面断面中心と少なくとも実質的に位置合わせされる限り、直径と厚さとの任意の組み合わせが使用され得る。本明細書で説明する様々な構成要素の直径及び厚さは、プローブ先端のゲージサイズ及び任意の２つの隣接するファイバのコア間の所望のコア間距離ｄの関数でもある。また、ある実施形態では、上記で説明した直径及び厚さの測定値の１つ又は複数は、±２５μｍであるか、又は±５若しくは±３μｍなどのその範囲内のいずれかの値であり得る。

図８Ａは、本開示の特定の実施形態による、プローブ先端８４５内に配置された４つのファイバ６００ａ～６００ｄの正面断面図を示す。図８Ａの例では、ファイバ６００は、精密スリーブ又はマイクロスペーサを使用せずにレンズ５１４に対して少なくとも実質的に芯合わせされる。図示のように、プローブ先端８４５は、内径８３２を有する座ぐり部分８３１と、より大きい内径８３３を有する非座ぐり部分８３０とを含む。座ぐり部分８３１及び非座ぐり部分８３０についてのプローブ先端８４５の異なる図が示されている。一例では、内径８３２は、３０５μｍ～３１０μｍであり得る。内径８３３は、３３５μｍ～３４５μｍであり得る。

非座ぐり部分８３０は、ファイバ６００を互いに緊密に保持し、ファイバ６００をレンズ５１４に対して芯合わせし、このレンズ５１４は、図８Ｂに示すように、座ぐり部分８３１内に配置される。図８Ａに示すように、ファイバ６００の任意の２つの隣接するコア３０２間の距離ｄは、少なくとも実質的に同じである。各ファイバ６００の外径が１２５μｍである図８Ａの例では、ｄは、１２５μｍである。

図８Ｂは、本開示の特定の実施形態によるプローブ先端１４５を断面で示す、全てプローブ先端１４５内に配置されたファイバ６００、レンズ５１４及び保護要素５１６の側面図を示す。図８Ｂに示すように、非座ぐり部分８３０は、ファイバ６００をレンズ５１４に対して少なくとも実質的に芯合わせしている。より具体的には、ファイバ６００の中心４２２とレンズ５１４の中心とは、同じ軸線に沿っている。

したがって、本明細書で説明する実施形態は、プローブ先端内の複数のシングルコアファイバを使用して、マイクロスペーサを使用せずに複数のシングルコアファイバをプローブ先端内のレンズに対して芯合わせすることを可能にする。ファイバの構成要素（例えば、コア、クラッド及び／又は被膜）並びに精密スリーブ又はプローブ先端の非座ぐりセグメントの直径及び厚さは、複数のファイバのコア間の所望の間隔が実現され、ファイバがレンズに対して少なくとも実質的に芯合わせされるように選択される。

上記の開示した主題は、例示的と見なされるべきであり、限定的と見なされるべきではなく、添付の特許請求の範囲は、本開示の真の趣旨及び範囲内にあるそのような全ての修正形態、改良形態及び他の実施形態を網羅することが意図されている。したがって、法律で認められる最大限の範囲で、本開示の範囲は、以下の特許請求の範囲及びそれらの均等物の最も広い許容可能な解釈によって決定され、上述の詳細な説明によって制限又は限定されないものとする。
態様（１）によれば、光ファイバケーブルを通してレーザシステムに結合されたレーザプローブアセンブリであって、
プローブ本体と、
前記プローブ本体に結合されたプローブ先端であって、複数のファイバを収納し、前記複数のファイバの各々は、
前記レーザシステムに結合する近位端部及び前記プローブ先端内で終端する遠位端部と、
前記レーザシステムによって提供されるレーザビームを伝送するための単一のコアと、
前記コアを取り囲むクラッドと
を含む、プローブ先端と、
前記複数のファイバによって提供される複数のレーザビームを手術部位に投射するためのレンズであって、
前記プローブ先端内において、前記複数のファイバの任意の２つの隣接するファイバの部分の外表面の一部が接し、
前記複数のファイバは、前記レンズに対して少なくとも実質的に芯合わせされる、レンズと
を含むレーザプローブアセンブリである。
態様（２）によれば、任意の２つの隣接するファイバの前記部分の前記外表面の前記一部は、前記任意の２つの隣接するファイバの前記部分のクラッドの外表面の一部を含む。
態様（３）によれば、前記複数のファイバの各々の前記コアの第１の直径は、５０～１００μｍの範囲である。
態様（４）によれば、前記複数のファイバの各々の前記コアと前記クラッドとを合わせた第２の直径は、１００～１５０μｍの範囲である。
態様（５）によれば、前記複数のファイバは、前記複数のファイバの前記部分を取り囲む精密スリーブを使用して、前記レンズに対して少なくとも実質的に芯合わせされ、前記精密スリーブの内表面は、前記複数のファイバの前記部分の各々の外表面に接する。
態様（６）によれば、前記複数のファイバは、第２の部分を含み、
前記複数のファイバの第２の部分は、前記複数のファイバの対応するクラッドの周囲に被膜を含み、
前記プローブ先端内の前記複数のファイバの前記部分は、前記被膜を有しない。
態様（７）によれば、前記精密スリーブの外径は、前記レンズの外径と少なくとも実質的に位置合わせされ、且つ前記レンズの前記外径と少なくとも実質的に同じである。
態様（８）によれば、前記複数のファイバの各々は、前記クラッドを取り囲む被膜を更に含み、及び
任意の２つの隣接するファイバの前記部分の前記外表面の前記一部は、任意の２つの隣接するファイバの前記部分の被膜の外表面の一部を含む。
態様（９）によれば、前記複数のファイバの各々の前記コアの第１の直径は、５０～１００μｍの範囲である。
態様（１０）によれば、前記複数のファイバの各々の前記コアと前記クラッドとを合わせた第２の直径は、６０～１２０μｍの範囲である。
態様（１１）によれば、前記複数のファイバの各々の前記コアと、前記クラッドと、前記被膜とを合わせた第３の直径は、９０～１６０μｍの範囲である。
態様（１２）によれば、前記複数のファイバは、前記プローブ内で前記複数のファイバの前記部分を取り囲む精密スリーブを使用して、前記レンズに対して少なくとも実質的に芯合わせされ、前記精密スリーブの内表面は、前記複数のファイバの前記部分の各々の外表面に接する。
態様（１３）によれば、前記精密スリーブの外径は、前記レンズの外径と少なくとも実質的に位置合わせされ、且つ前記レンズの前記外径と少なくとも実質的に同じである。
態様（１４）によれば、前記プローブ先端は、座ぐり部分と非座ぐり部分とを含み、前記座ぐり部分の内径は、前記非座ぐり部分の内径よりも大きく、及び
前記複数のファイバは、前記非座ぐり部分によって閉じ込められ、
前記複数のファイバは、前記非座ぐり部分に閉じ込められることにより、前記レンズに対して少なくとも実質的に芯合わせされる。
態様（１５）によれば、前記任意の２つの隣接するファイバのコア間の距離は、少なくとも実質的に同じである。

Claims (10)

1. 光ファイバケーブルを通してレーザシステムに結合されたレーザプローブアセンブリであって、
   プローブ本体と、
   前記プローブ本体に結合されたプローブ先端であって、複数のファイバを収納し、前記複数のファイバの各々は、
   前記レーザシステムに結合する近位端部及び前記プローブ先端内で終端する遠位端部と、
   前記レーザシステムによって提供されるレーザビームを伝送するための単一のコアと、
   前記コアを取り囲むクラッドと
   を含む、前記プローブ先端と、
   前記複数のファイバによって提供される複数のレーザビームを手術部位に投射し、焦点を合わせるための屈折率分布型（ＧＲＩＮ）レンズであって、
   前記プローブ先端内において、前記複数のファイバの任意の２つの隣接するファイバの部分の外表面の一部が接し、
   前記プローブ先端に収納された前記複数のファイバの中心と前記ＧＲＩＮレンズの中心とは同じ軸線に沿っている、前記ＧＲＩＮレンズと
   を含み、
   前記複数のファイバの前記部分を取り囲む精密スリーブを使用して、前記プローブ先端に収納された前記複数のファイバの中心と前記ＧＲＩＮレンズの中心とは同じ軸線に沿っており、前記精密スリーブの内表面は、前記複数のファイバの前記部分の各々の外表面に接し、
   前記精密スリーブの外径は、前記ＧＲＩＮレンズの外径と一列に並び、且つ前記精密スリーブの外径は、前記ＧＲＩＮレンズの前記外径と同じであり、
   前記プローブ先端は、さらに内径を有し、前記精密スリーブは、前記プローブ先端の該内径の内部に収まる寸法の管状のシムであり、
   前記複数のファイバは、第２の部分を含み、前記複数のファイバの前記第２の部分は、前記複数のファイバの対応するクラッドの周囲に被膜を含む、
   レーザプローブアセンブリ。
2. 任意の２つの隣接するファイバの前記部分の前記外表面の前記一部は、前記任意の２つの隣接するファイバの前記部分のクラッドの外表面の一部を含む、請求項１に記載のレーザプローブアセンブリ。
3. 前記複数のファイバの各々の前記コアの第１の直径は、５０～１００μｍの範囲である、請求項２に記載のレーザプローブアセンブリ。
4. 前記複数のファイバの各々の前記コアと前記クラッドとを合わせた第２の直径は、１００～１５０μｍの範囲である、請求項３に記載のレーザプローブアセンブリ。
5. 任意の２つの隣接するファイバの前記部分の前記外表面の前記一部は、任意の２つの隣接するファイバの前記部分の被膜の外表面の一部を含む、請求項１に記載のレーザプローブアセンブリ。
6. 前記複数のファイバの各々の前記コアの第１の直径は、５０～１００μｍの範囲である、請求項５に記載のレーザプローブアセンブリ。
7. 前記複数のファイバの各々の前記コアと前記クラッドとを合わせた第２の直径は、６０～１２０μｍの範囲である、請求項６に記載のレーザプローブアセンブリ。
8. 前記複数のファイバの各々の前記コアと、前記クラッドと、前記被膜とを合わせた第３の直径は、９０～１６０μｍの範囲である、請求項７に記載のレーザプローブアセンブリ。
9. 前記プローブ先端は、座ぐり部分と非座ぐり部分とを含み、前記座ぐり部分の内径は、前記非座ぐり部分の内径よりも大きく、及び
   前記複数のファイバは、前記非座ぐり部分によって閉じ込められ、
   前記複数のファイバは、前記非座ぐり部分に閉じ込められることにより、前記プローブ先端に収納された前記複数のファイバの中心と前記ＧＲＩＮレンズの中心とは同じ軸線に沿っている、請求項１に記載のレーザプローブアセンブリ。
10. 前記任意の２つの隣接するファイバのコア間の距離は、同じである、請求項１に記載のレーザプローブアセンブリ。

Images