專利名稱：絞扭器纖維光學系統及其在醫學應用中的用途的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于醫療并且特別是用于激光外科手術的激光系統。更具體地，它涉及用于不同外科手術的治療(包括良性前列腺增生)的光學纖維系統和方法。
背景技術：
I.在35USC 119(e)下的本國優先權。 本申請要求于2009年9月24日提交的美國臨時申請序列號No. 61/245，484、和2010年I月8日提交的美國臨時申請序列號61/293，464(以上兩個文件中每一個都是Wolfgang Neuberger (沃爾夫網紐伯格)提交的,題目為 “Twister Fiber Optic Systemsand their Use in Medical Applications (絞扭器纖維光學系統及其在醫學應用中的用途))、以及Wolfgang Neuberger (沃爾夫岡紐伯格)在2010年2月26日提交的美國序列號 12/714，155 (題目也是 “Twister Fiber Optic Systems and their Use in MedicalApplications(絞扭器纖維光學系統及其在醫學應用中的用途))的權益和優先權，上述文件的每一個都通過引用結合在此。2.信息披露陳述很多患者患有很多重要的醫學癥狀，所要求的治療在于從身體切除異常軟組織。不希望的組織可以包括腫瘤和粥樣斑塊、在美容治療中過量的脂肪、或部分前列腺組織。在泌尿學中，例如前列腺失調，例如癌癥或良性前列腺增生(BPH)，需要部分或整體切除該組織。可以借助不同的方法進行組織切除。不依賴所使用的方法，這類治療的主要目標是切除整個不希望的組織，同時防止損害周圍組織。近年來，已經使用激光能來完成這一目的。基于在組織上施用的激光能，已經提出眾多方法。由于激光技術在減小的面積上遞送高量的功率，并因此改進治療精度和準確度，以及縮小對周圍組織的不希望的影響的特殊能力，所以通常優選激光技術。在美國，每年前列腺癌感染超過232，000名男子。它是由來自前列腺的細胞組成的惡性腫瘤生長。該腫瘤通常生長緩慢并且在很多年內保持局限在該腺體內。在這段時間內，該腫瘤產生很少的(或不產生)癥狀或外在征兆(體檢時異常)。然而隨著這種癌癥發展，它可以擴散到前列腺外，進入周圍組織。這種癌癥還可以轉移，遍及身體的其他區域，例如骨骼、肺、和肝臟。在轉移前檢測到這種癌癥時，在外科醫生和患者之間，采用側燃纖維的激光手術是目前優選的治療。它引起很少的失血并且允許較短的康復時間。良性前列腺增生(BPH)或“前列腺增生”是指前列腺的非癌的(良性的)生長。同時在年齡超過50歲的男子中，BPH是最普通的前列腺問題，在年齡約25歲時，前列腺的良性生長從微觀結節開始，但是在男子達到40歲以前很少產生癥狀。估計在美國有630萬名男子患有BPH，并且該疾病導致每年有640萬次醫生門診和多于400，000次住院治療。BPH的確切原因未知，但是一般認為它涉及與老化過程有關的激素變化。睪酮似乎在BPH中起作用，因為貫穿男子一生不斷地產生它，并且它是二氫睪酮的前體，二氫睪酮在青春期和早期成人期誘導前列腺迅速生長。在完全發育時，前列腺大概有胡桃大小并且保持在這一大小，直至男子達到他的四十至五十歲的中期。在該點前列腺開始第二生長期，對于很多男子，它通常導致稍后生命中的BPH。與早期成人期的該腺體的總體擴大相反，良性前列腺生長只發生在該腺體稱為過渡區的中心區域，該區域環繞尿道。隨著前列腺的這一區域生長，該腺體壓迫尿道，導致排尿困難或尿痛。最終，膀胱自身變弱，并且喪失自身清空的能力。BPH的梗阻癥狀，例如排尿前的間歇流或猶豫，會嚴重減少從身體清除的尿的體積。如果不治療，急性尿滯留會導致其他嚴重的并發癥，例如膀胱結石、尿道感染、失禁，以及，在罕見的病例中，膀胱和腎臟損傷。在還服用抗心律失常藥物或抗高血壓(非利尿的) 藥物的老年男子中，這些并發癥是更普遍的。除了與BPH有關的身體問題，很多男子還經歷焦慮和減少的生活質量。最通常用藥物(例如α -阻斷劑和抗雄激素藥)治療BPH的輕度癥狀。患有中度至重度BPH癥狀的男子典型地必須進行外科手術。存在多種不同的激光技術，其中通過燒蝕(汽化)、熱凝固亦或這些機制的組合，光被用于清除過量的前列腺組織。觀察到的臨床效果是由于光吸收(被靶組織自身和/或周圍液體吸收)和隨后的熱傳遞，它的范圍很大取決于激光光束的功率和波長。很多類型的激光外科手術能夠提供在尿流中近即時的改進。對BPH的激光外科手術具有其他潛在的優點，例如減少失血連同更短的治療時間、更快的患者康復、以及更低的治療后失禁的風險，取決于使用的波長和技術。然而，在經歷一些形式的激光外科手術以后，很多患者仍需要治療后1-2周的導管插入術。在泌尿學中，決定激光外科手術成功的一個重要因素是，外科醫生能夠清除不希望的前列腺組織以達到充分的組織燒蝕而不損害周圍健康組織的準確度。準確度不但在機械方面定義，而且還在治療光束的限制中定義，無論在燒蝕前是否發生組織的顯著移注，以及其他關注點。為了達到一些成功，本發明的諸位發明人對于發展可以改進該手術的效率、準確度，并且因此改進安全性的光學纖維配置已經工作多年。纖維還必須能夠經受由新激光源技術發射的高激光能量。在BPH治療中，因為更有效的組織燒蝕，以相對于主纖維軸某個角度定向的激光光束是優選的。Brown(布朗)等人的美國專利號5，292，320披露了在纖芯內具有多個側燃表面的一種側燃輸出端。該纖芯具有用于以側向方式反射激光能量的多個凹槽連同一個傾斜的端面。該方法有助于效率，但是需要制造一個復雜構造，并且如果不注意的話，尖端將會是易碎的。此外，因為該芯被粘結到該端蓋中，在高功率激光操作下，例如50W或更大，該輸出端經常失效。Cecchetti (切凱蒂)等人的美國專利號5，509，917披露了具有圍繞在那里的光學纖維的輸出端的透明石英蓋的一種側向集束激光尖端。對于從該光學芯的傾斜端面反射出的激光輻射，示出該蓋具有不同的聚焦方法。該激光尖端一般制造復雜，并且在纖維下的連接還可以是可變的，而且難于重復生產。
在美國專利號5，366，456中，Rink(林克)等人描述了一種激光切割手術刀，其中以與該入射輻射源和工具成的一個角度遞送傳輸的輻射。該裝置具有一個點火尖端，該尖端具有一個插入件，該插入件具有一個高度拋光的鏡面，該鏡面以相對于該光學纖維的中心縱軸的一個特定角度平放。因此，照射激光輻射被反射到該側，并且與該纖維大致成一個直角而遞送。該點火尖端可以被裝定在插管尖端，整個器具圍繞該纖維的中央軸線是可旋轉的。Brekke (布萊克)等人在美國專利公開2006/0285798中要求用于相對于該器具的軸側向重定向光的彎曲的側燃激光。構造的不同方面和纖維的用途是復雜的，并且潛在地難于依不同情況而一致地復制。在美國專利5，428，699中，Pon (彭)披露了類似于Brown (布朗)和Cecchetti(切凱蒂)的側向引導激光光束的一種光學纖維，其中使用厚覆蓋層來減少來自內部反射結構的散射電磁輻射，并且因此改進側向引導探針的效率。所有這三個以上提到的專利要求輻射光束以一種非接觸模式，相對于探針主軸側向發射。它們在現有技術上改進了一些特征，雖然側燃系統的很多不足仍然包括如何保持一致的非接觸，以及阻止活性發射表面“沾污”。

Herring(赫林)等人的美國專利號5，553，177描述了一種光導裝置，該裝置由一段光導材料組成，該光導材料已經相對于光透射的軸成約90度的一個角而彎曲，該光透射具有一個小的彎曲半徑。該輸出從該纖維軸不對稱地輻射。處理該彎曲段以獲得在該光導芯中的同質的折光率。這里的問題是難以形成小銳角，通常是一種易碎的結構，尤其是在更小尺寸的纖維中。在美國專利號5，416，878中，Bruce(布魯斯)描述了一種側燃激光纖維，其中該輸出端在一個平面中終止，該平面具有圍繞它的圓周的一個基準邊。它具有接近該纖維的發射面的一個彎曲，該纖維導致激光光束以與該光學纖維的主體的縱軸所成的某個角度定向。在此，外科醫生使其旋轉運動的難度代表主要缺點。同時在形成更淺的彎曲中還有一些改進，該尖端仍在某種程度上遭受偶然的斷開。另一個缺點是以上兩個發明都呈現一個平表面端，限制纖維的光聚焦特征，這變得很重要，例如，如果蒸汽泡出現在纖維前，這是在高功率時的一種普通情況。此外，平表面可能損害或刺穿非靶組織。Stiller (斯蒂勒)等人的美國專利號6，699，239披露了用于在組織切除中汽化生物組織并且穩定該應用蓋的一種激光儀。該激光儀包括具有發光的光導部分的一個光學波導和偶聯到該傳輸光的光學波導的一個應用蓋。該激光儀可以被插入內窺鏡，并且被延伸或縮回到位，該應用蓋用于汽化或切除生物組織。本發明呈現了代表多個重要缺點的一些特征。例如，纖維尖端與接收套管融合，但是光學波導借助在該護套和接收套管之間的結合而機械地連接到該應用引導件上。這使得在存在高溫時，裝置潛在地易于變壞，并且如果施用高能量，端蓋可能在體內時變為分離的，這對于患者代表一種危害，以及對于外科醫生代表一種并發癥。此外,端蓋由兩個配件構成,主要是位于彎曲的玻璃端內的一種纖維。因此，在液體介質(例如在尿道內)中，激光輻射被傳輸通過端蓋的材料，也就是，來自該探針的彎曲部分的外部區域，并且出現自多個位點。這對于外科醫生可能代表一種難度，因為難以在精確的方向點輻射，所以健康組織將也被損害。這一事實還使得功率密度減小。最終，由于纖維和蓋之間的光學偶聯，光損失和反射可能減小治療效率。因為從以上提到的專利可見，現有發明呈現若干缺點，例如涉及操縱難度、聚焦可能性和能量限制的那些。現有技術還受到限制，其中治療并不總是和希望的一樣有效，同時它們是耗時的。隨著更新的技術興起，醫師爭取達到更短的手術時間來滿足他們的患者，并且同時能夠每天治療更多患者。因此對于在本領域的狀態上改進的，提供更好的、更魯棒的纖維工具來提高切除速度的，易于處理/工作的，同時保持激光切割的益處的激光治療系統存在需要。本發明滿足了這些需要。

發明內容
本發明的目標和簡要概述本發明的一個目標是提供用于改進的外 科手術(例如泌尿學治療和組織燒蝕)的一種裝置和方法。本發明還有一個目標是提供用于更快、更精確、更安全和更可靠的治療以達到更有效的激光輻射，同時防護周圍組織的一種裝置和方法。本發明的另一目標是提供用于改進的激光外科手術，由纖維可操縱性增強的，自由轉動和特殊不對稱遠端配置的一種裝置和方法。本發明的仍另一目標是借助前列腺組織的高功率汽化連同瓣挖除，更容易地治療良性前列腺增生。本發明的仍另一目標是提供用于以一種改進的、高效的方式切除腫瘤性的或增生的組織或體內其他不要的組織的一種外科裝置和方法。簡要地說，披露了用于安全、準確和高效的外科手術的一種改進的裝置和方法。該披露的裝置是具有不對稱遠端配置的一種光學纖維集合，包括具有融合套管的一個彎曲的尖端纖維，作為安置在纖維的遠(輸出)端的它的整體部分，并且該纖維具有在近(輸入)側的一個可旋轉的接頭。可以構建位于該尖端的遠端的纖維尖端和組織接觸表面使具有不同形狀配置，例如凸起尖端以改進聚焦特征，凹陷尖端以達到分叉照射，或擴展的光束尖端以達到類似于通過電外科工具而獲得的效果。一個手柄保障并且增強使它容易地扭絞和旋轉的能力。在另一優選的實施方案中，通過特殊配置增強扭絞操作。這兩種特殊特征(彎曲的尖端和可旋轉的接頭)允許不同病理的改進并且增強的治療，使可能高效并且容易地到達并且治療特定組織。光學纖維的可操縱性、可扭絞性和旋轉導致在組織上更精確的和改進的效果。由于這一點，可以借助它的方法進行更容易的、更快的和更精確的并且更高效的治療。例如，它可以被插入膀胱鏡來為BPH患者進行高功率前列腺組織燒蝕,或者被操縱進入這些前列腺瓣之一，那些瓣可以從內部挖除以減輕對尿道的壓力同時保持尿道的完整性。其他用途可以是切除腫瘤性的、增生的或體內其他不要的組織。披露的光學纖維組合可以與不同波長的激光源一起使用，這些激光源包括雙激光光源，而且還可以使用更高功率的LED裝置或非常亮的光源來產生將被傳輸的輻射。由于這一新穎的設計，所述的纖維易于放置在位，還易于保持與組織的接觸并且高度耐用。醫生的感覺也大大改進。這導致更有效的功率傳送到組織中，并且因此手術更可靠，而且手術時間削減了高達30%。從結合附圖閱讀以下說明，本發明的以上和其他目標、特征和優點將變得明顯。


圖Ia和Ib描述了本發明的優選的實施方案，其中光學纖維集合包括一個彎曲的尖端、一個融合的蓋、一個可旋轉的接頭和一個手柄。
圖Ic扼要表不本發明的一個優選的實施方案,不出光學纖維尖端和它的角度記號。圖Id描述了用本發明披露的裝置治療組織的圖。圖2a和2b示出本發明的一個優選的實施方案，其中光學纖維包括一個圓化的凹陷尖。圖2c扼要表示本發明的一個優選的實施方案，其中光學纖維包括在它的凹陷尖端的圓化的凹陷空隙。圖2d示出本發明的一個優選的實施方案，其中光學纖維包括一個圓化的凸起尖
端。 圖3a和3b描述了本發明的一個優選的實施方案，其中光學纖維包括一個覆蓋的
尖立而。圖4示出本發明的一個優選的實施方案，其中光學纖維包括一個擴展的光束尖端。圖5a和5b示出本發明的一個優選的實施方案，其中光學纖維集合設計允許改進的可扭絞性。圖6a、6b、6c、6d、和6e描述了本發明的一個優選的實施方案，其中結合3根纖維為一束，它可以被折疊或展開。圖7a和7b示出本發明的一個優選實施方案，用7根纖維為一個束配置。圖8a和8b扼要表不本發明的另一實施方案,其中相對于組織表面,纖維是傾斜的。圖9描述了本發明的另一實施方案，具有一個擴大面積的遠端。
具體實施例方式根據現有技術，醫用激光纖維一般被配置為外形上與纖維主軸同軸，例如，裸纖維、球形尖端纖維、圓錐形纖維或側發射纖維。在用于外科手術時，這些纖維具有明顯的缺陷。纖維可操作性會不適當，導致很差的結果和縮小的效率。此外，在非接觸手術期間，在這些類纖維無意地來到與組織的接觸，燒焦的纖維和斷開可能發生，連同對組織的不要的損害。此外，現有技術的光學纖維缺少簡單、有效和精確的可操縱性和自轉特征，對于開業醫師而言，這會使它難以被自信地操作，并且因此在治療很多病理，像良性前列腺增生(BPH)時，代表一種缺點。由于這些，組織挖除和轉向會是困難的，和緩慢的，導致更長更有壓力的手術，以及一般更慢的患者的康復。本發明的披露了用于安全和高效的外科光手術的一種改進的裝置和方法。本發明披露的裝置是具有離軸配置的一種光學纖維集合，由以下各項組成具有融合套管的一個彎曲的尖端纖維，作為安置在它的的遠(輸出)端的它的整體部分，并且該纖維具有在近(輸入)側的一個可旋轉的接頭。纖維形狀可以被說明為限定長形軸的一個軸向延伸部分，位于該纖維的遠端并且相對于長形軸成一個鈍角定向的一個軸向延伸的尖端部分，以及位于該尖端部分的遠端的組織接觸表面。一個手柄保障并且增強使它容易地扭絞和旋轉的能力。在用本披露的發明進行外科手術時，將出現眾多優點。第一，使得該手術更快并且更高效。因為該纖維可以保持與組織接觸，由于纖維退化的能量損耗實際為零。而且來自纖維尖端的雜散光基本是不存在的，因為光只從纖維尖端發出。反過來，因為該結構，克服了伴隨現有技術纖維的早期故障問題，所以纖維耐久性是相當更長的。最終，在優選的波長，在手術期間為觀察到出血，導致優異的視野以及治療區域和纖維尖端的能見度。本發明披露的裝置可以被插入例如膀胱鏡來進行用于BPH治療的前列腺組織的高功率燒蝕。此外，它可以被操縱進入前列腺瓣之一，用來從內部挖除組織，以立即減輕對尿道的壓力，同時盡最大可能保持尿道的完整性。此外，還獲得若干其他益處。例如，伴隨它的熟悉的感覺，外科醫生可以在頂點和關鍵部分(像括約肌和精阜)更容易地處理纖維尖端。可以用可商購的膀胱鏡，容易并且有效地進行手術。其他用途可以是切除腫瘤性的、增生的或在體內其他區域的其他不要的組織。圖Ia和圖Ib示意性描述了一個優選的實施方案，其中絞扭器光學纖維集合100包括一根光學纖維(由護套纖維102和包層/芯104構成)，融合的套管/蓋106，可旋轉的 接頭108和手柄110。光學纖維的遠端由彎曲的尖端纖維包層/芯104和融合的套管106構成，被設計為它的一個整體部分。套管圍繞該尖端部分環形地延伸。軸向延伸的包層/芯104限定了一個發射面，并且該包層/芯的發射面和套管106的遠端部分限定了該組織接觸表面。融合的套管106典型地會有約15cm長。包層/芯纖維104的包層和芯的直徑分別可以是尺寸范圍從約50/10 μ m至約1800/1700 μ m。融合的套管106是石英的并且起到強化的作用，允許纖維經受普通用于多數電外科工具的高能量和處理。可旋轉的接頭108被安置在光學纖維集合100的近(輸入)端，允許光學纖維的自由轉動和可扭絞性。手柄110保障并且增強使它容易地扭絞和旋轉的能力。這允許外科醫生以圓的方式作出更平滑、更精確的運動。根據治療要求和醫師偏好，手柄可以位于沿光學纖維的不同的地方，并且被設計具有不同的形狀。這兩種特殊特征(彎曲的尖端和可旋轉的接頭)允許不同病理的改進并且增強的治療，使可能高效并且容易地到達并且從內部治療特定組織。圖Ic扼要表不本發明的優選的實施方案,不出光學纖維尖端和它的角度旋轉。軸向延伸的尖端限定一個軸向長度L，在約2mm至約5mm的范圍內。重要的是注意可以使用半徑和角度的不同組合來開發該纖維。根據將進行的治療，考慮可達性、組織特征、窺鏡大小等，將選擇半徑和角度的確切值。在一個優選的實施方案中，位于該纖維遠端的軸向延伸的尖端部分已一個角度Φ定向，相對于長形軸為約20°至約40°。圖Id描述用本發明披露的裝置治療組織的圖。可以理解，光學纖維的增強的轉向、扭絞和旋轉能力有助于達到在組織上的改進的效果。由于這一點，可以借助本發明披露的裝置和方法進行更容易、更快和更精確并且高效的治療。圖2a、2b、2c和2d示出了本發明的優選的實施方案，其中纖維尖端在透鏡形輸出端中是圓化的，用來根據特定治療效果來聚焦傳輸的輻射。絞扭器纖維光學纖維集合200包括一根光學纖維(由包層202和芯204構成)，融合的蓋206、可旋轉的接頭208和手柄210。光學纖維的遠端由彎曲的尖端纖維204和融合的套管206構成，被設計為它的一個整體部分。在希望輻射會聚時，發射尖端212可以是如圖2a和2b中的任一凸起。如圖2c所示，發射尖端212可以具有凹陷空隙214，該孔隙具有特定折射指數，用來改變聚焦特征以及作為結論，用來達到不同輻射模式。可替換地，如果希望輻射發散到一個確定的焦點，那么圖2d示出了一個實施方案，其中發射尖端212具有一個凹陷形式，用來達到這一效果。
如圖3a和3b中所示，在另一實施方案中，絞扭器纖維集合300包括覆蓋的加強的發射尖端。光學纖維集合300包括光學纖維302和包層/芯304、融合的套管/蓋306、可旋轉的接頭308和手柄310。光學纖維的遠端由彎曲的尖端纖維304和融合的套管306構成，被設計為它的一個整體部分。融合的套管/蓋306典型地會有約15_長。從融合的套管/蓋306凸出發射尖端312，因此在治療期間保護纖維不受損害。在發射高激光功率時，通常形成蒸氣泡。這一特殊尖端配置保持它們在位，導致激波形成并且增強組織切除。此夕卜，突出的融合的圓化的蓋允許增強的鈍尖端配置，阻止組織受損害或在正向運動中擦傷，并且在斷電時減少出血的機會。在另一優選的實施方案中，如圖4中所示，該纖維端呈現一個擴展的光束尖端。通過設計纖維尖端具有傾斜部分416和垂直部分418來達到這點。傾斜部分416的光學特性使輻射沿垂直的軸發射，并且垂直部分418正向發射。作為結論，以一個更廣的光束發射激光輻射，模仿電外科工具的效果。 可以借助另一實施方案改進由泌尿科醫生使用的掃除法，其中纖維如圖5a和5b中成形。融合的蓋部分是彎曲的，這樣作為纖維集合，纖維尖端在相同的軸上。因此，扭絞能力基本被改進，連同沿該窺鏡向下的能見度。如在以上實施方案中，尖端可以被設計為相對于主軸成多個角度發射輻射。圖6a、6b、6c、6d和6e扼要表不本發明的另一優選的實施方案。如圖6a所不,通過結合3根或更多纖維在一個緊密接觸的安排中成一束來設計本發明的變體。圖6b和6c描述了激光輻射射線620。作為這一輻射模式的結論，可以理解，由醫師進行的每一正向發射激光運動，產生了大的凹槽，相當多地減少了手術時間并且提高了治療效率。額外地，絞扭器纖維組件具有折疊或展開的能力，因此改變總體直徑。圖6a、6b、和6c示出部分展開的束，而在圖6d和6e中，纖維組件分別是折疊的和完全展開的。在示出的實施方案中，在束是總體展開時，纖維之間的角度為約120°，因為它包括三根纖維。這一特征有助于插入窺鏡或通道，例如在泌尿學手術中正常使用上的膀胱鏡。此外，不同的展開特性可以允許輻射模式的修改。例如，纖維組件可以部分地、總體地展開或保持為折疊。在另一優選的實施方案中，在一個緊密接觸的安排中，可以將多個具有小直徑的纖維集束在一起，每一根是彎曲的并且加強的，輸送減少量的能量。這樣它們裝配在圓形配置中，同時在窺鏡中，在操作中超出窺鏡端部署時，它們以“耙狀(rake) ”方式伸展出來覆蓋更大區域。而且，因為使用了遠遠更小直徑的纖維，激光輻射以相當更小的光點大小分布。作為結論，在纖維遠端達到更高功率密度。作為一個實例，圖7a和7b示出本發明的一個優選的實施方案，其中7根纖維702被安排為一個束700,每一根具有100 μ m的一個纖芯直徑(Dl)，并且用于以30W的功率Pl傳輸和照射。比較在本實施方案的束700中每一根纖維702的遠端的功率密度δ I與在以180W的功率Ρ2傳輸的、正常使用的550 ym(D2)纖維的遠端的功率密度S 2時，一個重要優點可以被理解。因此，該結果證明本實施方案提供多5倍的功率密度，同時使用低6倍激光功率的源(30W對比180W)。作為結論，使用更簡單的、更低功率的激光裝置，使得治療變得更高效和更有效。在另一實例中，安排具有200 μ m的纖芯直徑的7根纖維。在本實例中，如以上實例中那樣計算，產生I. 26倍更高的功率密度。再一次，用高度柔性的纖維達到更高的功率山/又O在具有相同纖維配置的仍另一個實例中，通過使用非常低功率的源獲得了相同功率密度。例如，用180W并使用550 μ m芯纖維所獲的的相同功率密度可以通過只施用6W到100 μ m芯纖維達到。纖維的輸出端可以被融合在一起，或融合為會同時用作隔離件的石英玻璃裝置。接頭端可以被安排為線配置。伴隨這一特殊設計，在纖維表面上的遠遠更低的應力下，小直徑纖維可以被彎曲形成更小的半徑。這導致更易于插入更小的窺鏡，由于它們的柔性連同減小的機械應力。此外，輸出光束可以形成一種展開模式，導致更寬的燒蝕帶，因此更徹底和更快地切除組織。由輸出光束形成的輻射模式將取決于束安排。所有纖維尖端可以具有相同指向而伸出，用于更集中和聚焦的照射，徑向伸展出來形成錐形光束或根據希望的效果的這些的任何組合。 在另一優選的實施方案中，纖維被設計用于相對于組織表面傾斜而使用它，如圖8a所示。如圖Sb扼要表示的輻射模式820，在組織上引起更廣的淺槽。在需要切除組織的薄的表面部分而不損害下面的組織時，這是有用的。在本發明的另一優選的實施方案中，如圖9所示，纖維900在玻璃尖端912略微變形，這樣在遠端尖端的輸出端，與在纖維的近端的這些尺寸相比，該芯和纖維截面是擴展的，該近端導致在纖維900的遠端的擴展的體積。組織接觸表面限定一個厚度，該厚度足以允許它在組織燒蝕期間磨損而不阻止激光能量從該纖維通過并進入組織。在一個優選的實施方案中，厚度在約Imm至約4_的范圍內。因為發射表面現在更大，該磨損表面配置導致更低的發射輻射密度，這反過來顯著縮小熱加載，因此改進了機械、熱和功率穩定性。此外，該特殊設計增加了纖維耐久性和壽命。圖10描述了另一優選的實施方案，它由很多小的收縮的融合纖維1002組成，使得能夠達到更緊的彎曲和最小比例的逃逸光束。這是可以達到的，例如用特別地融合并且加強的遠端封端的一個550、715或900 μ m端,在該遠端有30至40根非常小的直徑的纖維,優化該550、715或900μπι端用于填裝部分，已經被彎曲、融合并配合至該主纖維。這使光傳輸更高效，并且因此需要施用最小的能量水平。此外，該配置拓寬了組織接觸，還使得治療更高效。更大的效率反過來增強了手術的精度和安全性，連同纖維耐久性。在該實施方案的另一版本中，與主纖維的截面尺寸相比，允許拓寬遠端，因此在組織中造成更寬的凹槽。盡管在以上實施方案附圖中，事實是包層在融合的蓋的近端終止，但是它可以被設計為達到遠端。在本發明的另一實施方案中，可以借助發動機來進行掃除運動。作為結論，可以達到精確的周期掃除運動，因此相當多地縮小了醫師的壓力，并且增強了患者的安全性。此夕卜，在手柄內的、或另外沿該纖維的近側安置的發動機可以提供振動或不同類型的運動的組合。醫師可以根據特定的治療、經驗和個人偏好選擇希望的運動模式。披露的絞扭器光學纖維集合可以與不同波長的激光源一起使用。在一個優選的實施方案中，可以使用980nm、1470nm、1950nm或這些波長以適當比例的組合，同時總的組合的功率水平是200W或甚至更大。例如，與側纖維相比，已經使用具有離軸遠端的絞扭器纖維集合，同時使用980nm激光源獲得了更好并且更高效的結果。在另一實例中，如披露的那樣，使用絞扭器纖維集合與組合1470nm和980nm波長的激光源導致強大、安全和容易的BPH手術。在兩種情況下，由于改進的效率，更低的功率水平足以獲得希望的結果，因此縮小了損害健康組織的風險，同時增加了纖維耐久性。在其他優選的實施方案中，二極管激光、纖維激光、以及更高功率的LED裝置或非常亮的光源也可以用于產生將被傳輸的輻射。在一個優選的實施方案中，可以將絞扭器光學纖維插入膀胱鏡來進行用于BPH治療的高功率前列腺組織汽化。此外，它可以被操縱進入前列腺瓣之一，用來從內部挖除所述瓣組織，以立即減輕對尿道的壓力，同時保持尿道的完整性盡可能地完整。在另一優選的實施方案中，可以使用披露的光學纖維來切除腫瘤性的、增生的、或體內其他不要的組織。本發明提出的裝置，包括所有優選的實施方案，通過以接觸模式操作，和移動在跨組織的掃除運動中的組織接觸表面，以及燒蝕接觸的組織，來達到最佳結果。 通過以下實例進一步說明本發明，而不是限制本發明。實例I根據本發明披露的BPH技術，在一個30gr的前列腺上進行手術。如圖I中說明的那樣，與雙激光光源(1470+980nm)和可商購的膀胱鏡一起使用絞扭器纖維集合。在治療開始，使用的的激光功率為100W，在6-7分鐘以后，數值增加至120W。總的手術時間約為11分鐘，并且總遞送能量為80KJ。實例2基于本發明披露的BPH技術,在一個45gr的前列腺上進行另一手術。如圖I中說明的那樣，與雙激光光源(1470nm+980nm)和可商購的膀胱鏡一起使用絞扭器纖維集合。在治療開始，使用的激光功率為100W，在6-7分鐘以后，增加數值至130W。總的手術時間約為15分鐘，并且總遞送能量為110KJ。在以上兩個實例中，很容易地獲得約為2gr/分鐘的燒蝕速率，代表在現有技術上的重要改進。考慮到來自第一實例的信息，估計在手術中已經切除了 30gr中的22gr，同時在第二實例中，估計在手術中已經切除了 45gr中的30gr。簡單地用可商購的用于BPH的膀胱鏡或用于其他應用的內窺鏡，可以容易并且有效地進行手術。一個更好地替代方案將是在該窺鏡尖端的出口使用一個導向插入件。還已經從經驗發現，該絞扭器纖維比裸纖維更容易處理。由于在該纖維集合近端的自由旋轉的接點連同在遠端的離軸的、彎曲的結構這二者，所以更溫和、更平滑的旋轉通過甚至360°是可能的，并且還平滑和有效地、更容易地完成掃除運動。本發明的不對稱的纖維集合還可以包括用于以希望的、預選的運動和速度振動該有套管的遠端纖維端的工具，用來在治療期間達到增強的燒蝕、挖除作用。已經參考

了本發明的優選的實施方案，應當理解本發明并不局限于精確的實施方案，并且本領域的那些技術人員可以做出改變和修飾而不偏離如附加權利要求限定的、本發明的范圍或精神。
權利要求
1.一種具有可扭絞性的不對稱的、離軸輻射發射纖維光學醫療裝置。
2.根據權利要求I所述的不對稱的、離軸發射纖維光學醫療裝置，進一步包括具有彎曲并加強的尖端的一根或多根纖維。
3.根據權利要求I所述的不對稱的纖維光學醫療裝置，進一步包括具有彎曲的遠端尖端的至少一根光學纖維，其中該輸出端被成形，用來聚焦傳輸的輻射，離軸朝向希望的治療位點。
4.根據權利要求I所述的不對稱的纖維光學醫療裝置，進一步包括具有彎曲的遠端的兩根或更多光學纖維，在延伸到一個插管器外時，這些彎曲的遠端可以重排為一種或多種配置來增強治療。
5.根據權利要求4所述的纖維光學裝置，其中所述兩根或更多光學纖維是3至7根纖維，并且其中每一所述遠端是彎曲并且加強的。
6.根據權利要求5所述的纖維光學裝置，其中所述多根纖維以圓的方式亦或“耙狀”方 式部署。
7.根據權利要求4所述的纖維光學裝置，進一步包括至少7根具有小的芯直徑的纖維來有助于柔性，其中所述纖維在一個緊密接觸安排中被采用，并且在所述遠端融合并被加強。
8.根據權利要求I所述的不對稱的發射纖維光學醫療裝置，進一步包括提供一種掃除運動的產生工具。
9.根據權利要求I所述的不對稱的、離軸發射纖維光學醫療裝置，進一步包括用于在預選的、計劃的、基本自動的運動中振動一根纖維的遠端的工具。
10.一種不對稱的纖維光學醫療裝置，包括一個遠端尖端，其中與在所述纖維的近端的這些尺寸相比，在它的輸出端，該芯和纖維截面被擴展。
11.根據權利要求I所述的不對稱的、離軸輸出纖維光學醫療裝置，進一步包括一根纖維，該纖維限定一個軸向延伸部分，該軸向延伸部分限定一個長形軸、位于該纖維的遠端并且相對于長形軸成一個銳角定向的一個軸向延伸的尖端部分、以及位于該尖端部分的遠端的一個組織接觸表面，該尖端部分被配置為與有待治療的組織接觸而安置，其中該纖維的尖端部分從該纖維傳輸激光能量穿過組織接觸表面，用來燒蝕與組織接觸表面接觸的組織。
12.根據權利要求11所述的不對稱的、離軸發射纖維光學醫療裝置，其中該組織接觸表面是一個磨損表面，該磨損表面被配置為在治療位點與組織接觸而安置，用來從該纖維傳輸激光能量穿過該組織接觸表面并且進入在治療位點的組織，并且其中該組織接觸表面限定了一個厚度，該厚度足以允許該組織接觸表面在組織的燒蝕期間磨損而不阻止從該纖維穿過的的激光能量通過并進入在那里接觸的組織。
13.根據權利要求12所述的不對稱的、離軸發射纖維光學醫療裝置，其中該銳角在約20°至約40°的范圍內。
14.根據權利要求13所述的不對稱的、離軸發射纖維光學醫療裝置，其中該軸向延伸的尖端部分限定在約2mm至約5mm的范圍內的一個軸長度。
15.根據權利要求12所述的不對稱的、離軸發射纖維光學醫療裝置，進一步包括一個圍繞該尖端部分環形延伸的、并且形成至少一部分該組織接觸表面的一個套管。
16.根據權利要求15所述的不對稱的、離軸發射纖維光學醫療裝置，其中纖維限定一個發射面，并且該套管環形延伸圍繞并且基本與該發射面齊平，并且該纖維和套管的發射面限定了該組織接觸表面。
17.根據權利要求16所述的不對稱的、離軸發射纖維光學醫療裝置，其中該纖維包括限定該發射面的一個軸向延伸的芯，并且該芯的發射面和該套管的遠端部分限定該組織接觸表面。
18.根據權利要求17所述的不對稱的、離軸發射纖維光學醫療裝置，其中限定該組織接觸表面的該套管的遠端部分是曲線的。
19.根據權利要求18所述的不對稱的、離軸發射纖維光學醫療裝置，其中限定該組織接觸表面的該發射面是曲線的，并且基本與該套管的遠端部分平齊。
20.根據權利要求17所述的不對稱的、離軸發射纖維光學醫療裝置，其中該套管融合 到該纖維。
21.根據權利要求20所述的不對稱的、離軸發射纖維光學醫療裝置，其中該套管環形延伸并且軸向通過該纖維的尖端部分和一部分纖維近端至該尖端部分。
22.根據權利要求21所述的不對稱的、離軸發射纖維光學醫療裝置，其中該纖維包括一個芯和一個覆蓋層，并且該套管和該覆蓋層的外部部分基本是由相同材料制成的。
23.根據權利要求22所述的不對稱的、離軸發射纖維光學醫療裝置，其中該覆蓋層的外部部分是由玻璃制成的，該套管是由玻璃制成的，并且該套管被熱融合到該覆蓋層，基本通過在該套管和該覆蓋層之間的不對稱的界面
24.根據權利要求15所述的不對稱的、離軸發射纖維光學醫療裝置，其中該套管形成封裝該纖維的遠端的一個蓋，該蓋的遠端形成該組織接觸表面，該纖維的遠端限定傳輸通過的激光能量一個發射面和該蓋的組織接觸表面，其中該組織接觸表面用于傳輸激光能量進入與該組織接觸表面接觸的組織。
25.根據權利要求24所述的不對稱的、離軸發射纖維光學醫療裝置，其中該蓋的組織接觸表面限定了一個厚度，該厚度足以在那里與之接觸的組織的燒蝕期間磨損而不形成穿過那里的孔。
26.根據權利要求25所述的不對稱的、離軸發射纖維光學醫療裝置，其中該蓋的接觸表面限定在約Imm至約4mm的范圍內的一個厚度。
27.根據權利要求26所述的不對稱的、離軸發射纖維光學醫療裝置，其中該纖維包括一個芯和一個覆蓋層，并且該蓋和該覆蓋層的外部部分基本是由相同材料制成的。
28.根據權利要求27所述的不對稱的、離軸發射纖維光學醫療裝置，其中該覆蓋層的外部部分是由玻璃制成的，該套管是由玻璃制成的，并且該套管被熱融合到該覆蓋層，基本通過在該套管和該覆蓋層之間的不對稱的界面。
29.用于利用在所述組織內轉向和旋轉一種纖維光學裝置，用于在人類或動物組織內挖掘或燒蝕一個空腔的一種治療方法。
30.一種醫療方法，其中通過如權利要求I所要求的裝置的掃除運動輔助組織燒蝕。
31.一種醫療方法，用于以振動運動使用一種離軸發射光學裝置，挖除、燒蝕人類或動物組織。
32.一種包括以下步驟的方法提供一種不對稱的、離軸發射纖維光學醫療裝置，該裝置包括一根纖維，該纖維限定一個軸向延伸部分，該軸向延伸部分限定一個長形軸、位于該纖維的遠端并且相對于長形軸成一個銳角定向的一個軸向延伸的尖端部分、以及位于該尖端部分的遠端的一個組織接觸表面； 安置該組織接觸表面與有待治療的組織接觸； 從該纖維穿過該組織接觸表面傳輸激光能量； 在傳輸激光能量并且燒蝕與該組織接觸表面接觸的組織的步驟期間，相對于另一個移動該組織接觸表面和組織中的至少一個。
33.如在權利要求32中定義的一種方法，其中該移動步驟包括在跨該組織的一種掃除運動中側向移動該組織接觸表面并燒蝕該接觸的組織。
34.如在權利要求33中定義的一種方法，其中該移動步驟進一步包括跨該組織側向和軸向移動該組織接觸表面并燒蝕該接觸的組織。
35.如在權利要求33中定義的一種方法，進一步包括在該傳輸和移動步驟期間磨損該組織接觸表面，而基本不影響激光能量穿過該組織接觸表面并且進入這一治療的組織的輸出。
36.如在權利要求35中定義的方法，其中該方法用于治療良性前列腺增生，并且這一治療的組織是增生的前列腺組織。
全文摘要
披露了用于安全、準確和高效的外科手術的一種改進的裝置和方法。所披露的裝置是具有不對稱遠端配置的一個光學纖維集合，包括具有融合套管的一個彎曲的尖端纖維作為它的一個整體部分，安置在該纖維的遠(輸出)端，并且該纖維具有在近(輸入)側的一個可旋轉的接頭。可以構建位于該尖端的遠端的纖維尖端和組織接觸表面使具有不同形狀配置，例如凸起尖端以改進聚焦特征，凹陷尖端以達到分叉照射，或擴展的光束尖端以達到類似于通過電外科工具而獲得的效果。一個手柄保障并且增強使它容易地扭絞和旋轉的能力。在另一優選的實施方案中，通過特殊配置增強扭絞操作。這兩種特殊特征(彎曲的尖端和可旋轉的接頭)允許不同病理的改進并且增強的治療，使可能有效并且容易地到達并且治療特定組織。光學纖維的可操縱性、可扭絞性和旋轉導致在組織上更精確的和改進的效果。由于這一點，可以借助它的方法進行更容易的、更快的和更精確的并且更有效的治療。例如，它可以被插入膀胱鏡來為BPH患者進行高功率前列腺組織燒蝕，或者被操縱進入這些前列腺瓣之一，那些瓣可以從內部挖除以減輕對尿道的壓力同時保持尿道的完整性。其他用途可以是切除腫瘤性的、增生的或體內其他不要的組織。所披露的光學纖維組合可以與不同波長的激光源一起使用，這些激光源包括雙激光光源，而且還可以使用更高功率的LED裝置或非常亮的光源來產生將被傳輸的輻射。由于這一新穎的設計，所述的纖維易于放置在位，還易于保持與組織的接觸并且高度耐用。醫生的感覺也大大改進。這導致更有效的功率傳送到組織中，并且因此手術更可靠，而且手術時間削減了高達30％。
文檔編號A61N5/06GK102740928SQ201080052823
公開日2012年10月17日 申請日期2010年4月13日 優先權日2009年9月24日
發明者沃爾夫岡·紐伯格 申請人:拜歐利泰克醫藥銷售公司