低侵襲手術における組織の切開、切除およびアブレーションのためのレーザー・ステアリングおよびフォーカシングを提供する装置、システムおよび方法
例えば、低侵襲手術における組織の切開、切除および／またはアブレーションのためのレーザー・ステアリングおよびフォーカシングを提供するために使われることができる本開示による装置、システム、コンピュータ・アクセス可能な媒体、手順および方法の例示的実施形態は、本明細書において提供され、記述される。例えば、ボディの内部に挿入されるように構成可能な構造において提供される屈折光および／または回折光を構成することができる少なくとも１つの光学エレメントを含み得る例示的な装置は、設けられる。光学エレメントのうちの少なくとも１つは、第１の角度で光を受け入れて、光学軸に関して第１の角度と異なり得る第２の角度で屈折光および／または回折光を生成するように構造化される。光学エレメントを制御するように構成され得る例示的な発動装置は、設けられることができて、少なくとも１つの構造の範囲内で少なくとも部分的に位置する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願についてのクロス・リファレンス］
本出願は、２００９年９月１４日出願の米国特許出願第６１／２４２，２０２号の優先権を主張し、その全ての開示は参照により本明細書に援用する。
【０００２】
［開示の分野］
本開示は、一般に、低侵襲手術における組織の切開、切除および／またはアブレーションのためのレーザー・ステアリングおよびフォーカシングを提供する装置、システムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
低侵襲手術の技術は、病気にかかった器官の後処理機能への最小の影響を有する信頼性の高い癌制御に対してポテンシャルを提供することができる。多くの疾患の低侵襲手術のための器具を提供することにおいて特定の進歩があった。ＣＯ２レーザー装置の使用が確立されてきて、有効かつ正確な外科用メスとして考慮されることができるにもかかわらず、それは外科医が妨害されずに組織にアクセスできる手術にまだ主に限られている（例えば、非特許文献１〜４参照）。他の全てのレーザーの中でＣＯ２レーザーの特定の利点は、それが大部分の生物組織の主要な構成要素である水によって直ちに吸収されることができるということであり得る。これは、例えば、重要な解剖学的構造の近くでＣＯ２レーザーを特に手術に役立たせながら、正常な組織に隣接して熱拡散および損傷を最小限に抑えることができる。
【０００４】
ＣＯ２レーザーは、小さい血管およびリンパ管を封止する（ありそうな出血および腫瘍からのリンパの転移の危険性を最小化する）ために用いることもできる。適切な外科光学部品とともに、ＣＯ２レーザーの組織インタラクションは、治療を危険にさらすことのない機能をたぶん保つように、正常な組織の損傷を最小にしつつ腫瘍の正確な切除のために、都合よく使われることができる。しかしながら、ＣＯ２レーザーの例示的な不利な点は、そのビームが空気以外のいかなる媒体においても進行することができそうもないことに関連し得る。ＣＯ２レーザービームはガラスまたは従来の光ファイバーに沿って伝送されることがたぶんできないので、その使用はおそらく、「見通し線」の適用に通常は制限された。そしてそれは、中空の、空気が充填した、まっすぐな堅い器具または内視鏡の下で通過することができる。したがって、この技術の内視鏡への適用およびＣＯ２レーザーは、例えば、口腔の、咽頭の、喉頭の、および頸部の腫瘍の治療にたぶん制限されてきた。
【０００５】
さらに、光ファイバー手段による体腔の内部への外科的レーザー光のいかなるタイプの伝搬も、出力密度を高く保つために例えば組織の近くにファイバースコープの先端を持ってくることによって、近いフィールドでの使用にたぶん限られていた。この種のレーザービームの柔軟な、可変的な、および正確な操作を容易にすることは、非常に困難であり得る。
【０００６】
ＣＯ２レーザーおよび他の外科レーザーの内視鏡への適用のための器具は改良および改善を受けた。しかし、逆解剖的な特徴をもつ特定の患者の喉頭および咽頭に対するアクセスはたぶん課題を提起し続けた。従来の技術のこの制限は、多くの患者（例えば、腫瘍が内視鏡ＣＯ２レーザー器具をともなう外科的切除のためのアクセスにとって比較的困難であり得る患者）に許されていない特定の手術の潜在的利益にとっての主な原因となり得る。したがって、これらの多くの患者は、従来の手術が患者の生活の質の上に有する可能性のある潜在的に破壊的な効果を回避するために、化学療法の有無にかかわらず放射線を含む非外科的オプションを用いて治療された。しかしながら、この種の非外科的な「器官を温存する」やり方は、治療後に生存する患者の暮らしを大幅に変える可能性のある永久的でかつ重大な副作用をたぶんしばしば引き起こすことがあり得る。
【０００７】
現在、手術においてＣＯ２レーザー（および他のレーザー）のより広く使われている送出方法のうちの１つは、たぶん、多関節アームを介して操作顕微鏡に連結されるマイクロマニピュレータに対してエネルギーを送出することができるレーザー光源を含んでよい「見通し線」システムである。例えば、限定空間内へレーザービームを出力するのを容易にすることができるＣＯ２外科レーザーのための中空コアの光ファイバー送出システムは、非特許文献２に記載されている（例えば、非特許文献５参照）。前述のように、ファイバーは、レーザー光源からの光を、「レーザーメス」として使われることができるその先端まで伝送することができる。しかしながら、ファイバー送出技術は、それらが見通し線技術の制限のいくつかを有し得るので、たぶん理想的ではない。加えて、ファイバー送出技術は、特定の他の課題を導くことができる。
【０００８】
例えば、見通し線送出技術と同様に、それが限定空間において使われることになっている場合、ファイバー送出技術を使用する装置を外部的に操作することは、重要であり得る。加えて、ファイバーを出るレーザービームは急速に広がり得るので、組織を切開するかまたは切除するためにファイバーはたぶん組織の近くに正確に配置されなければならない。ファイバーが遠過ぎる位置（例えば１ミリメートル以上）に配置される場合、出力密度はたぶん低下し得る。そして、レーザーメスは効果がなくなり得る。しかしながら、ファイバーの先端が組織に接触する場合、それは燃焼することができておよび／または妨げられることができる。さらに、体腔内部のファイバーの作業端部の正確な操作は、限定された閉じた空間において平坦でない組織表面の上を動いている手持ちサイズのファイバーによって導かれるレーザーを有する切開の一貫した深さを維持することの難しさのせいで、内視鏡外科医にとって挑戦的であり得る。さらに、レーザービームが遠隔操作で制御されるためには、複合的な電気機械システムを設けることはたぶん必要でなければならない。
【０００９】
内視鏡使用にたぶん適切であり得る寸法を有する特定のスキャナは、記載されている（例えば、非特許文献６〜９参照）。これらのデバイスの多くは、特に内視鏡の撮像のためにたぶん初めから設計された器具であり得て、そしてその後に、組織の修正を実行するために考慮されて、したがって変更されただけである。しかしながら、撮像スキャナおよび外科的レーザースキャナの技術的な要件は、通常、同じではなく、むしろ非常に異なることがあり得る。撮像スキャナが一般に画像を生成するために規則的な走査パターンを必要とする一方、外科的レーザースキャナは一般に、典型的なレーザー手術パターンに関係し得る別々の隣接するかつ先端の遠い点を対処するために、スキャナのランダムでかつ正確な変化を利用することができる。したがって、手術のために提供される従来の装置は、ボディに外部にスキャナの光学部品および機械制御を有するとして記載された（例えば、非特許文献６参照）。ボディの内部に挿入されるように設計された光学部品を有して、しかしボディの外部に機械制御を有する内視鏡デバイスは、記載された（例えば、非特許文献７、８参照）。これらのシステムには、特定の限界および関連する課題（例えば、外部モータから内部光学部品への位置決め力の遠隔伝送と関連した空間および時間的不正確さ）がある。加えて、撮像装置は設けられることができる。それは、機械的動きが意図的にないレーザー手術のために原理において使われることができて、そして、内在化されることができる（例えば、非特許文献９参照）。しかしながら、このデバイスは、波長可変レーザーを必要として、したがって、例えば、ＣＯ２レーザーのような外科レーザーによって作動することがたぶん可能ではない。
【００１０】
したがって、上述の欠乏および限界のうちの少なくともいくつかに対処しておよび／または克服こと、および、本明細書においてさらに詳細に説明されるように本開示による装置および方法の例示的実施形態を提供することは、必要であってよい。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】Ｐｏｌａｎｙｉ， Ｂｒｅｄｅｍｅｉ．Ｈｃ ｅｔ ａｌ． １９７０
【非特許文献２】Ｊａｋｏ １９７２
【非特許文献３】Ｍｉｈａｓｈｉ， Ｊａｋｏ ｅｔ ａｌ． １９７６
【非特許文献４】Ｇａｒｄｅｎ， Ｏｂａｎｉｏｎ ｅｔ ａｌ． １９８８
【非特許文献５】Ｔｅｍｅｌｋｕｒａｎ， Ｈａｒｔ ｅｔ ａｌ． ２００２
【非特許文献６】Ｆｏｕｎｔａｉｎ ａｎｄ Ｋｎｏｐｐ １９９２
【非特許文献７】Ｄｏｈｉ， Ｓａｋｕｍａ ｅｔ ａｌ． ２００３
【非特許文献８】Ｗｕ， Ｃｏｎｒｙ ｅｔ ａｌ． ２００６
【非特許文献９】Ｔｓｉａ， Ｇｏｄａ ｅｔ ａｌ． ２００９
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１２】
実際、本開示の特定の例示的実施形態の目的のうちの１つは、上で本明細書において記載されている例示的な課題に対処することができることであり、および／または、例えば本明細書において記載されているように従来技術と共通に関連した例示的な欠乏を克服することができることである。したがって、例えば、低侵襲手術における組織の切開、切除および／またはアブレーションのためのレーザー・ステアリングおよびフォーカシングを提供するために使用することができる本開示による例示的な装置、システム、手順および方法の特定の例示的実施形態が、本明細書において提供されて、そして記載されている。
【００１３】
本開示の１つの例示的実施形態によれば、ボディの内部に挿入されるように構成されることができる少なくとも１つの構造内において屈折しておよび／または回折するように構成されることができる少なくとも１つの光学エレメントを含むことができる例示的な装置は設けられる。ここで、光学エレメントのうちの少なくとも１つは光を第１の角度で受け入れて、光学軸（例えば、光学エレメントの中心を通過する直線）に関して第１の角度と異なることができる第２の角度で屈折光および／または回折光を生成する。屈折光および／または回折光の第２の角度を変えるために光学エレメントのうちの少なくとも１つを制御するように構成されることができる例示的な発動装置（ａｃｔｕａｔｉｎｇ ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）は、設けられることもできて、例えば、少なくとも１つの構造の範囲内で少なくとも部分的に位置することもできる。少なくとも１つの光はレーザー光であり得て、そして第２の角度は一定であり得る。光学エレメントのうちの少なくとも２つは、屈折光および／または回折光を生成するように構造化されることができる。
【００１４】
本開示の特定の例示的実施形態によれば、例示的なエレメントのうちの少なくとも１つは、ウェッジまたはプリズム、および／または格子（例えば、可変空間周波数格子、音響光学格子、固定格子、ホログラフィック透過格子、ブレーズド格子など）であり得る。例示的な装置は、屈折光および／または回折光の第２の角度を変えて、一定の第２の角度と異なる屈折光および／または回折光の一定の第３の角度を生成するために、光学エレメントのうちの少なくとも１つを制御するようにさらに構成されることができる。例示的な発動装置は、手動で、機械的に、電気的に、電気機械的におよび／または遠隔操作で制御されることができる。例えば、例示的な発動装置は、機械的および／または電気機械的装置によって、少なくとも部分的に制御されることができる。
【００１５】
少なくとも１つの光を出力するように構成されることができる例示的な光ファイバー構成は、本開示の特定の例示的実施形態により設けられることもできる。例えば、例示的な光ファイバー構成は、光を光学エレメントのうちの少なくとも１つに送出するように構成されることができる。例えば光学エレメント間の、光学エレメントと光ファイバー構成との間の、または光学エレメントの後方の光パスにおいて、光学エレメントのうちの少なくとも１つと光学的に関連する少なくとも１つのレンズは、さらに設けられることができる。
【００１６】
本開示の特定の例示的実施形態によれば、レーザー光を出力するように構成されることができるさらなる装置は設けられることができる。そしてそれは、例示的な構造における目標組織への屈折光および／または回折光の伝搬の深さを修正するように制御されることができる。例えば、さらなる装置は、アブレーション・レーザー、切開レーザーおよび／または切除レーザーを含むことができる。ボディ内に設けられるように構造化されることができて、そして、例示的な構造における目標組織からの少なくとも１つのさらなる光（例えば可視光）を受け入れるように構成されることができる受光装置が、設けられることもできる、。例えば、受光装置は少なくとも１つの光検出器を含むことができる。そしてそれは、例えば、電荷結合素子（ＣＣＤ）、ファイバーバンドルおよび／または相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）検出器であり得て、目標組織の少なくとも１つの画像を出力するように構成されることができる。
【００１７】
さらに、さらなる光を目標組織に出力するように構成されることができて、ボディの範囲内に位置するように構造化されることができる追加装置は、設けられることができる。例えば、（ｉ）ユーザ制御または（ｉｉ）自動的によって光の適用の視覚制御を容易にすることができる特定の装置が設けられることもできる。加えて、光を構造に送出するように構成されることができる外部構成は、設けられることができて、ボディから外部に位置することができる。外部構成は、連続して時間内におよび／または同時に複数の光の周波数を出力するようにさらに構成されることができる。例えば、外部構成は、波長可変レーザー装置であり得るかまたはそれを含むことができる。
【００１８】
本開示の特定の例示的実施形態によれば、光を回転運動において動かすために分散エレメントの回転中に、半径方向における角度に依存する特定の波長でその光を偏向させておよび／または屈折させるように構成されることができる少なくとも１つの分散エレメントは、設けられることができる。例えば、外部構成は、光を半径方向に動かすために光の波長を変化させておよび／または光を動かすために回転するように構成されることができる。
【００１９】
本開示の他の例示的実施形態によれば、設けられる例示的な装置は、とりわけ、光（例えばレーザー光）を反射するように構成されることができて、そして、ボディの内部に挿入されるように構成されることができる少なくとも１つの構造内に設けられることができる、複数の光学エレメントを含むことができる。例えば、光学エレメントの第１の構成は、光を第１の角度で受け入れて、光学軸に関して第１の角度と異なる第２の角度で第１の反射光を生成するように配置されるかまたは制御されることができる。光学エレメントの第２の構成は、第１の反射光を受け入れて、光学軸に関して第２の角度と異なる第３の角度で第２の反射光を生成するように構造化されることができる。
【００２０】
光の第２の角度および／または第３の角度を変えるために、光学エレメントの第１の構成および／または第２の構成を制御するように構成されることができる発動装置もまた、設けられることができて、構造の範囲内に少なくとも部分的に位置することができる。光学エレメントの第３の構成は、第２の反射光を受け入れて、光学軸に関して第３の角度と異なる第４の角度で第３の反射光を生成するように構造化されることができておよび／または制御されることができる。光学エレメントの第４の構成は、第３の反射光を受け入れて、光学軸に関して第４の角度と異なる第５の角度でボディへ向けて第４の反射光を生成するように構造化されることができておよび／または制御されることができる。発動装置は、光学軸に関して反射光の第２の角度および反射光の第３の角度を変えるために、光学エレメントのうちの少なくとも１つを制御するようにさらに構成されることができる。第１のおよび／または第２の角度は一定であり得る。発動装置は、例えば、手動で、機械的に、電気的に、電気機械的に、または遠隔操作で（例えば、機械的装置によってに少なくとも部分的に）のうちの少なくとも１つで制御されることができる。
【００２１】
第２の構成は、円筒状形状を有するために第２の反射光を生成するようにさらに構造化されることができる。第１の構成および／または第２の構成は、円錐形状を有することができる少なくとも１つの部分であることができるかまたはそれを含むことができる。例えば、第１の構成は、円錐ミラーであることができるかまたはそれを含むことができ、第２の構成は、円錐部分ミラーであることができるかまたはそれを含むことができる。第３の構成および／または第４の構成は、放物形状を有することができる少なくとも１つの部分であることができるかまたはそれを含むことができる。例えば、第３の構成は、放物部分ミラーであることができるかまたはそれを含むことができ、第４の構成は、放物ミラーであることができるかまたはそれを含むことができる。
【００２２】
本開示のさらに別の例示的実施形態によれば、レーザー・ステアリングおよびフォーカシングを提供するための例示的プロセスが提供される。そしてそれは、とりわけ、ボディ内の少なくとも１つの部分を照射するためにパターンを定めるステップ、および、発動装置を使用してパターンに基づいて少なくとも１つの光を屈折させておよび／または回折するためにハウジング内に設けられる少なくとも１つの光学エレメントを制御するステップ、を含むことができる。ハウジングはボディの内部に挿入されるように構造化されることができて、および／または、発動装置はボディの内部に挿入されるように構造化されることができる。
【００２３】
例示的プロセスは、とりわけ、光を出力するステップ、屈折光および／または回折光の角度を変えるために光学エレメントのうちの少なくとも１つを制御するステップ、および、構造における目標組織への屈折光および／または回折光の伝搬を修正するために少なくとも１つの光を制御するステップ、を含むこともできる。本開示の特定の例示的実施形態によれば、例示的プロセスは、とりわけ、光学エレメントのうちの少なくとも１つあるいは屈折光および／または回折光の少なくとも１つの位置および／または方向づけをモニタするステップ、位置および／または方向に基づいて少なくとも１つの信号を生成するステップ、および、信号に基づいて光学エレメントのうちの少なくとも１つの位置および／または方向を制御するステップ、をさらに含むことができる。
【００２４】
本開示のさらに別の例示的実施形態によれば、例示的コンピュータ・アクセス可能な媒体が提供される。そしてそれは、固定のものであることができて、ハードウェア処理装置によって実行されるときに、ハードウェア処理装置を特定の手順を実行するように構成する、レーザー・ステアリングおよびフォーカシングを提供するための、コンピュータ実行可能命令を格納することができた。その特定の手順は、例えば、ボディ内の少なくとも１つの部分を照射するためにパターンを定めるステップ、および、発動装置を使用してパターンに基づいて少なくとも１つの光を屈折および／または回折させるために、ハウジング内に設けられる少なくとも１つの光学エレメントを制御するステップである。ハウジングおよび／または発動装置は、ボディの内部に挿入されるように構造化されることができる。
【００２５】
例示的な処理装置は、少なくとも１つの光を出力するように、光学軸に関して屈折光および／または回折光の角度を変えるために光学エレメントのうちの少なくとも１つを制御するように、および／または、ボディ内の目的位置への屈折光および／または回折光の伝搬の位置を修正するために光の少なくとも１つの特性を修正することによってソース装置を制御するように、ソース装置を制御するためにさらに構成されることができる。加えて、本開示の特定の例示的実施形態によれば、例示的な処理装置は、光学エレメントのうちの少なくとも１つあるいは屈折光および／または回折光の位置および／または方向づけをモニタするようにさらに構成されることができて、位置および／または方向づけに基づいて少なくとも１つの信号を生成するようにさらに構成されることができて、および、信号に基づいて、光学エレメントのうちの少なくとも１つの位置および／または方向を制御するようにさらに構成されることができる。
【００２６】
本開示のさらに別の例示的実施形態によれば、例示的プロセスは、ボディの範囲内で目標組織へのレーザーのステアリングおよび／またはフォーカシングを容易にすることができる。そしてそれは、とりわけ、ボディの範囲内の位置からボディの範囲内で目標組織の位置を決めるステップ、および、ボディの内部に挿入されるハウジングを有する特定の装置を使用して目標組織に関するデバイスの位置を確立するステップ、を含むことができる。例示的プロセスは、少なくとも１つの電磁放射でカットされるパスを組織の画像を通じてトレースすること、少なくとも１つの電磁放射によって遂行される領域を定めること、および／または少なくとも１つの電磁放射の位置をリアルタイムに制御すること、によって制御データを生成するステップを含むこともできる。さらに、例示的プロセスは、ハウジング内に設けられる少なくとも１つの発動装置で、少なくとも１つの光を屈折および／または回折させるために、制御データに基づいて、ハウジング内に設けられる少なくとも１つの光学エレメントを制御するステップを含むことができる。少なくとも１つの光はレーザー光であり得る。そして、パスは所定パターンに基づくものであり得る。
【００２７】
本開示のさらに別の例示的実施形態によれば、例示的コンピュータ・アクセス可能な媒体は提供されることができる。そしてそれは、固定のものであることができて、ハードウェア処理装置によって実行されるときに、ハードウェア処理装置を特定の手順を実行するように構成する、ボディの範囲内で目標組織へのレーザーのステアリングおよび／またはフォーカシングのための、コンピュータ実行可能命令を格納することができた。その特定の手順は、例えば、ボディの範囲内の位置からボディの範囲内で目標組織の位置を決めるステップ、および、ボディの内部に挿入されるハウジングを有する特定の装置を使用して目標組織に関するデバイスの位置を確立するステップである。コンピュータ実行可能命令を用いて実行される例示的な手順は、組織の画像を通じて少なくとも１つの電磁放射でカットされるパスをトレースすること、少なくとも１つの電磁放射によって遂行される領域を定めること、および／または少なくとも１つの電磁放射の位置をリアルタイムに制御すること、によって制御データを生成するステップをさらに含むことができる。さらに、例示的な命令は、ハウジング内に設けられる少なくとも１つの発動装置で、例えば、少なくとも１つの光を屈折または回折のうちの少なくとも１つを行わせるために、制御データに基づいて、ハウジング内に設けられる少なくとも１つの光学エレメントを制御するように処理装置を構成することができる。少なくとも１つの光はレーザービームであり得る。そして、パスは所定パターンに基づくものであり得る。
【００２８】
本開示の例示的実施形態のこれらのおよび他の目的、特徴および利点は、添付の請求の範囲を参照しながら、本開示の例示的実施形態の以下の詳細な説明を読むと、明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
本開示およびその利点のより完全な理解のために、添付図面を参照して以下の説明がなされる。
【図１】図１は、本開示の例示的実施形態による内視鏡レーザーメス・システムの概略図である。
【図２】図２は、本開示の第１の例示的実施形態による図１の例示的なレーザーメス・システムのレーザー走査内視鏡ヘッドの透視図である。
【図３Ａ】図３Ａは、図２に示すレーザー走査内視鏡ヘッドの例示的実施形態に含まれ得る光学エレメントの側面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図３Ａの例示的な光学エレメントを用いて発生する例示的な走査ジオメトリの具体例である。
【図４Ａ】図４Ａは、本開示の第２の例示的実施形態によるレーザー走査内視鏡ヘッドに含まれ得る光学エレメントのスケッチである。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図４Ａの例示的な光学エレメントによって発生する例示的な走査ジオメトリの具体例である。
【図５Ａ】図５Ａは、本開示の第３の例示的実施形態によるレーザー走査内視鏡ヘッドに含まれ得る特定の光学エレメントのスケッチである。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図５Ａの例示的な光学エレメントによって発生する例示的な走査ジオメトリの具体例である。
【図６Ａ】図６Ａは、本開示の第４の例示的実施形態によるレーザー走査内視鏡ヘッドに含まれ得るさらに他の光学エレメントのスケッチである。
【図６Ｂ】図６Ｂは、図６Ａの例示的な光学エレメントによって発生する例示的な走査ジオメトリの具体例である。
【図７Ａ】図７Ａは、本開示の第５の例示的実施形態によるレーザー走査内視鏡ヘッドに含まれ得るさらなる光学エレメントの具体例である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図７Ａの例示的な光学エレメントによって発生する例示的な走査ジオメトリの具体例である。
【図８Ａ】図８Ａは、本開示の第６の例示的実施形態によるレーザー走査内視鏡ヘッドに含まれ得るさらに別の光学エレメントの具体例である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、図８Ａの例示的な光学エレメントによって発生する例示的な走査ジオメトリの具体例である。
【図９Ａ】図９Ａは、本開示の例示的実施形態による内視鏡レーザーメス・デバイスの具体例およびそのヘッド部分のカットアウト図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、本開示の他の例示的実施形態による内視鏡レーザーメス・デバイスの具体例およびそのヘッド部分のカットアウト図である。
【図１０】図１０は、本開示の例示的実施形態によるレーザー走査内視鏡ヘッドをその代表的な寸法と共に示す側面の断面図である。
【図１１】図１１は、本開示の例示的実施形態によるサーボ制御位置決めシステムの透視図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、本開示の例示的実施形態による例示的な走査ジオメトリの具体例である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、本開示の他の例示的実施形態による例示的な走査ジオメトリの具体例である。
【図１３Ａ】図１３Ａは、本開示の例示的実施形態によるデバイスまたは装置によって発生する例示的な走査パターンの例示的な画像である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、本開示のさらに別の例示的実施形態による例示的な走査ジオメトリの具体例である。
【図１３Ｃ】図１３Ｃは、本開示の例示的実施形態によるさらに例示的な走査パターンの具体例である。
【図１４】図１４は、本開示のさらなる例示的実施形態によるデバイスの側面図である。
【図１５】図１５は、本開示のさらに別の例示的実施形態によるシステムのブロック図の具体例である。
【図１６】図１６は、本開示の特定の例示的実施形態による例示的な手順のフロー図である。
【図１７】図１７は、本開示のさらなる例示的実施形態による例示的な手順のフロー図である。
【００３０】
図の全体にわたって、同一の参照番号および文字は、特に明記しない限り、例示の実施形態の同様の特徴、エレメント、コンポーネントまたは部分を意味するために用いる。さらに、主題の開示が図を参照してここで詳述されるとはいえ、それは実施形態と関連してそのようにされる。開示の主題の真の範囲および精神から逸脱することなく、記載されている実施形態に変更および修正がなされ得ることが意図される。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
上述の欠乏の少なくともいくつかに対処しておよび／または克服するために、デバイス、装置（ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）、装置（ａｐｐａｒａｔｕｓ）、固定コンピュータ・アクセス可能な媒体および方法の例示的実施形態は、本開示により提供されることができる。例えば、レーザーを導くために外科医によって遠隔操作で制御されることができる小さい例示的なスキャナを体腔内に導入することは、可能である。レーザーは、体腔内に伝搬されることができて、例えば、２つ以上の小さい回転する光学ウェッジを使用して組織を通じて走査されることができる。例えば、Ｒｉｓｌｅｙプリズム対と呼ばれることがあり得る１つの例示的なプリズム装置を使用する場合の１つの利点は、それが、例えば光ファイバーの直径よりもそれほど大きくない（１０ｍｍ未満）非常に小さいプロフィールによって製造されることができて、そして、それが、内視鏡の先端に配置されることができることである。光を集束して、組織に伝搬される出力密度を改良しておよび／またはデバイスの作動の深さを調整するために、１つ以上のレンズは使用されることができる。装置／システムのこの種の例示的実施形態を使用することは、可撓性のまたは堅い導管によって比較的アクセス困難な体腔の内部に伝搬されるレーザーの正確な操作を容易にすることができる。この例示的実施形態は、多関節アームおよび／または直線、見通し線のレーザー伝搬手順／装置によって利用されることもできる。
【００３２】
例えば、システムの例示的実施態様は、撮像デバイスを含むことができる。それは、ライブの内視鏡画像をユーザ（例えば外科医）に提供するためにスキャナの次に、その近くにおよび／またはそれに固定して設けられることができる例えばビデオカメラである。そして、そのユーザは組織の画像上の特定の走査パスを確立するためにビデオ上のグラフィックをトレースすることができる。パスは、それから、組織上に適切な速度および軌跡を有する走査を生成するために適切なウェッジの動きに変換されることができる。代わりにまたは加えて、ユーザは、ビデオモニタ上に表示されるように、ビデオストリームからポインタまたはジョイスティック（またはマウス、タッチスクリーン、デジタルペン、トラックボールなど）によって直接にレーザー・パスおよび伝搬を制御することができる。例示的システムは、作動の異なる深さに適応するために組織上のビームの焦点を変化させるように構成されることもできてまたは構造化されることもできる。したがって、体腔内のレーザーのリアルタイム三次元制御を容易にする。
【００３３】
本開示によるデバイス、システム、装置（ａｐｐａｒａｔｕｓ）、固定コンピュータ・アクセス可能な媒体および装置（ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）の例示的実施形態を使用する例示的なレーザー送出は、複数の構成を実施（ｉｍｐｌｅｍｅｎｔ）しておよび／または利用するために設けられることができる。例えば、１つ以上のダクトおよび／またはチャネルを含むことは可能である。そしてそれは、例えば、フォトニック・バンドギャップのためのダクトおよび／またはＣＯ２レーザー送出のための中空コアのファイバーを含む。レーザーの送出のための直接の、見通し線の構成を含むこと、および／または、本開示による特定の例示的システムを有する多関節アーム送出メカニズムを利用することもまた、可能である。例えば、本開示によるデバイス、システム、装置（ａｐｐａｒａｔｕｓ）、固定コンピュータ・アクセス可能な媒体および装置（ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）の例示的な構成は、焦点を制御するために例えば負のレンズを動かすことによって実行される深さ調整を提供することができる。特定の例示的な構成は、いくつかのまたはすべての光ファイバーから独立し得る。例えば、本開示によるデバイス、システム、装置（ａｐｐａｒａｔｕｓ）、固定コンピュータ・アクセス可能な媒体および装置（ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）の特定の例示的実施形態は、手術を実行する際に使われることができるいくつかのまたは全ての波長によって作動することができるさまざまな特定の電磁放射ソースを利用することができる。そしてそれは、例えば、Ｎｄ：ＹＡＧ＠１０６４ｎｍ、ＡｒｇｏｎおよびＫｒｙｐｔｏｎ Ｉｏｎ＠４８８ｎｍおよび６８４ｎｍなどを含む。さらに、本開示の特定の例示的実施形態によれば、内視鏡ヘッドおよびボディは生体適合材料から成ることができる。そしてそれは、例えば、比較的簡単なクリーニングおよび殺菌を容易にすることができる。
【００３４】
図１は、本開示の例示的実施形態による内視鏡レーザーメス・システムの線図を示す。図１に示す例示的な内視鏡レーザーメス・システムは、喉頭鏡または内視鏡１０５の先端に取り付けられるレーザー走査内視鏡ヘッド１００を含むことができる。喉頭鏡または内視鏡のレーザー走査内視鏡ヘッドの例示的実施形態は、図２〜図１１を参照して本明細書においてさらに記述される。内視鏡ヘッド１００の例示的な撮像デバイスは、モニタおよび／またはスクリーン１２０上に例えばユーザ読取り可能なフォーマットで画像を表示することができるプロセッサ１１５に、ビデオストリームを通じて体腔（ｂｏｄｙ ｃａｖｉｔｙ）１１０内の組織の静止、ライブ、または動く内視鏡画像をリレーすることができる。ユーザ（例えば外科医）は、入力デバイス１２５を利用することができる。そしてそれは、所望のレーザーカットのパスのグラフィック表示を有するライブ画像を重ねるために用いることのできるグラフィック入力デバイス（例えばマウス、ジョイスティック、タッチスクリーン、デジタルペン、トラックボール、その他）であり得る。コンピュータ制御装置１３０は、ディスプレイ上のグラフィック・パスのデカルト座標を、スキャナ制御１３５に送ることができるスキャナ用の角度座標に変換するために、プログラムされることができおよび／または起動されることができる。スキャナ制御１３５は、座標を内視鏡ヘッド１００内のモータに送信可能な電気指令信号に変換することができる。スキャナ制御１３５はまた、レーザー１４０を起動させることができ、そして、例えば、光ファイバー１４５または他のレーザー伝搬システムを通ってスキャナに伝搬されるレーザー光の強度を制御することができる。
【００３５】
本開示の特定の例示的実施形態によれば、モータは、例えば、ユーザによるスキャナの直接制御を提供するために、グラフィック入力デバイスのリアルタイムの動きに応答して作動することができる。フレキシブルな内視鏡（例えば内視鏡１０５）の代わりに、堅い操作性の（ｒｉｇｉｄ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ）喉頭鏡を利用することも可能である。図１に示すように、本開示による例示的システムは、コンピュータ制御（例えばコンピュータ制御１３０）によって制御されることができ、そして、レーザー（例えばレーザー１４０）の強度を調整するために用いることができる、電気光学減衰器を含むことができる。光ファイバー１４５は、シングルモード光ファイバーであり得る。あるいは、光ファイバー１４５は、マルチモード光ファイバーであり得る。さらに、例えば、光ファイバー１４５は、中空コアまたはフォトニック・バンドギャップ光ファイバーであり得る。本開示の特定の例示的実施形態によれば、内視鏡走査ヘッド１００へのレーザーの直接の伝搬または多関節アームによるレーザーの伝搬は、光ファイバー１４５の使用と関連して、またはそれに代えて、使われることができる。スキャナ制御ユニット１３５を走査ヘッド１００内に位置するローカル・プロセッサと接続するために、無線周波数（またはそのバンドを含む無線周波数）を使用することも可能である。加えて、デバイスを作動する電力を提供するために、走査ヘッド１００内（または付近）に位置することができるローカル電源（例えばバッテリ）を使用することは、可能である。さらに、内視鏡走査ヘッド１００の内部にまたはその範囲内に、レーザー源１４０を組み込むかまたは含むことは、可能である。したがって、本開示の特定の例示的実施形態によれば、ボディの外側にいかなる物理的接続もなしに例示的なデバイスを作動させることは、可能である。または、外部レーザー光源を使用する場合、ボディの外側に対する唯一の物理的接続はレーザー光の伝搬のためにある。
【００３６】
図２は、本開示の第１の例示的実施形態による図１の例示的なレーザーメス・システムのレーザー走査内視鏡ヘッドの透視図を示す。例えば、図２に示すレーザー走査内視鏡ヘッドは、１つ以上の例示的な透過性エレメント２１０および２２５（例えば屈折および／または回折エレメント）を有することができる。そして、それらの中心は光学軸２００上に合わせられる。少なくとも１つの光ビーム２０５は、光学軸２００に関して第１の角度Φ１で第１のエレメント２１０上に入射する光伝搬機構／装置２０６によって伝搬されることができる。図２に示すように、光ビーム２０５は、例示的な第１のエレメント２１０によって屈折することができるかまたは回折することができ、そして、光学軸２００に関して異なる第２の角度Φ２で現れる。光ビーム２０５はまた、光学軸２００周りの第１のエレメント２１０の回転角φ１に依存している光学軸周りの回転角および／または方位角を有する第１のエレメント２１０から現れることもできる。回転角φ１は、例えば、サーボ制御位置決め装置におけるモータ２１５および角度位置センサ２２０上で作動することができておよび／またはによって制御されることができる。例示的なモータ２１５は、１つの例示的実施形態による内視鏡ヘッド内に、またはそれに隣接して設けられることができる。
【００３７】
図２にさらに示すように、例示的な第２のエレメント２２５は、光学軸２００に関して第１の角度Φ２で光を受け入れることができて、結果として生じる光ビーム２０５が光学軸に関して第３の角度Φ３で、そして光学軸２００周りの回転および／または方位角をともなって現れるように、光ビーム２０５のさらなる屈折または回折を誘発することができる。この例示的な装置によれば、光ビーム２０５が第２のエレメント２２５から現れる光学軸２００周りの回転角φ１は、例えば、サーボ制御位置決め構成において作動される第２のモータ２３０および第２の角度位置センサ２３５によって作動することができておよび／または制御されることができる第２のデバイス２２５の他の回転角φ２に依存する。したがって、第２のエレメント２２５から現れる光の角度には、図２に示す例示的な装置によれば、以下の依存があり得る：Φ３（Φ１、φ１、φ２）。
【００３８】
加えて、例示的なフォーカシング・エレメント２４０は、図２に示す例示システムに含まれることができる。特に、図２に示す例示的な装置は、フォーカシング・エレメント２４０が、例えば、体腔の目標組織上に光ビーム２０５を合焦させるために２つのエレメント２１０、２２５に続くように、構成されることができる。図２に示されて本明細書において記述されているコンポーネントは、構造および／またはハウジング２５０内に収納されることができるかまたは位置することができる。そしてそれは、本開示による例示的なデバイスが利用可能な人間、動物または他の任意の生物の体腔の内部に挿入されるように構成されることができて、サイズ設定されることができておよび／または構造化されることができる。
【００３９】
図３Ａは、本開示の第１の例示的実施形態による図１の例示的なレーザーメス・システムのレーザー走査内視鏡ヘッドの機能的具体例を示す。例示的な光学エレメント３００、３１０は、各々、例えば、光学ウェッジまたはプリズムまたは回折格子、あるいはそれらの任意の組み合わせおよび／またはハイブリッドであり得る。レーザー走査内視鏡ヘッドの特定の例示的実施形態によれば、図２に示す光学エレメント２１０、２２５は、図３に示す光学エレメント３００、３１０と同じかまたは実質的に類似であり得る。
【００４０】
図３Ｂは、図３Ａの例示的な光学エレメントを使用して発生する例示的な走査パターン３２０の具体例を示す。図３Ｂに示すように、走査パターン３２０（例えば走査領域）は、第２のエレメント２２５から現れる光ビーム２０５によって定義されることができて、したがって、光学エレメント２１０、２２５の回転角φ１、φ２にそれぞれ依存している。
【００４１】
図４Ａは、本開示の第２の例示的実施形態によるレーザー走査内視鏡ヘッド内に含まれることができるさらなる光学エレメントの側面図を示す。図４Ａに示す例示的な光学エレメント４００、４１０は、図２に示す例示的なレーザー走査内視鏡ヘッドとしての基本的な構成と同じかまたは類似の構成を有する例示的なデバイスにおいて用いられることができる。しかしながら、図４Ａに示すデバイスの例示的実施形態によれば、第１の光学エレメント４００は、可変ピッチを有する固定の（例えば、回転しない）格子であり得る。例えば、第１の光学エレメント４００は、音響光学デバイスまたは液晶デバイスであり得る。光学エレメント４００は、格子ピッチｖを変化させることによって、回折光ビームの第２の角度Φ２を修正することができる。図４Ａにも示すように、第２の光学エレメント４１０は、光学ウェッジまたはプリズムあるいは、回折光の屈折および／または回折を誘発するために光学軸周りに回転することができる回折格子であり得る。例示的な光学エレメント４００，４１０は、それらの中心を光学軸上に合わせられることができる。
【００４２】
図４Ｂは、図４Ａの例示的な光学エレメント４００、４１０によって発生する例示的な走査パターン４２０の具体例を示す。図４Ｂに示すように、結果として生じる走査パターン４２０は、第１の光学エレメント４００の固定格子の方向（ｒｕｌｉｎｇ）に直交する長軸を有する楕円であり得る。
【００４３】
図５Ａは、本開示の第３の例示的実施形態によるレーザー走査内視鏡ヘッド内に含まれることができる特定の光学レイアウトの側面図を示す。図２に示す例示的なレーザー走査内視鏡ヘッドの基本的な構成またはそれに類似の基本的な構成に基づいて、本開示による例示的なデバイスは、図５Ａに示すように、単一の光学エレメント５００を備えることができる。例えば、光学エレメント５００は、可変ピッチの単一の回転回折格子（例えば、音響光学デバイスまたは液晶デバイス）であり得る。回折される角度（または仰角）Φ２は、格子ｖのピッチを修正することによって変化することができる。光学軸周りの角度（または方位角）は、光学エレメント５００を角度φだけ回転させることによって変化することができる。
【００４４】
図５Ｂは、図５Ａの例示的な光学エレメント５００によって発生する例示的な走査パターン５２０の具体例である。図５Ｂに示すように、図５Ａに示す本開示によるデバイスの例示的実施形態から結果として生じる走査パターン５２０は、円であり得る。円５３０の半径は、光学エレメント５００の格子ピッチに依存することがあり得る。
【００４５】
図６Ａは、本開示の第４の例示的実施形態によるレーザー走査内視鏡ヘッドに含まれることができるさらに別の光学エレメント装置の側面図を示す。図６Ａに示す例示的な光学エレメント６００、６１０はまた、図２に示す例示的なレーザー走査内視鏡ヘッドの基本的な構成と同じかまたは類似の基本的な構成を有する例示的なデバイスにおいて用いられることもできる。しかしながら、図６Ａに示すデバイスの例示的実施形態によれば、光学エレメント６００、６１０は、両方とも、固定の（例えば、回転しない）、そして、それぞれ可変ピッチｖ１、ｖ２の直交する回折格子（例えば、音響光学デバイスまたは液晶デバイス）であり得る。図６Ａに示すように、光学エレメント６１０から現れる光ビームの回折された角度ｃｂ３は、光ビームの入射角ｄｐｉ、および光学エレメント６００、６１０のそれぞれの格子ピッチｖ１、ｖ２に依存していることがあり得る。したがって、例えば、本開示の特定の例示的実施形態によれば、光学エレメントの位置および／または方向づけを修正しておよび／または制御するためにいかなるアクチュエータ、モータおよび／またはセンサも使用することなく格子のピッチを修正しておよび／または制御することによって、ボディ内の目標位置への屈折光および／または回折光の伝搬の位置を修正することは、可能である。
【００４６】
図６Ｂは、図６Ａの例示的な光学エレメント６００、６１０によって発生する例示的な走査パターン６２０の具体例を示す。図６Ｂに示すように、この実施形態の結果として生じる走査パターン６２０は、光学エレメント６００および６１０の２つの格子のピッチｖ１およびｖ２にそれぞれ依存するデカルト座標についての矩形である。
【００４７】
さらに、本開示の特定の例示的実施形態によれば、例えば、光学エレメントの位置および／または方向づけを修正しておよび／または制御するためにいかなるアクチュエータ、モータおよび／またはセンサも使用することなく入射光ビームの少なくとも１つの特性（例えば、光の振動数および／または波長）を修正しておよび／または制御することによって、ボディ内の目標位置への屈折光および／または回折光の伝搬の位置を修正することは、可能である。
【００４８】
図７Ａは、本開示の第５の例示的実施形態によるレーザー走査内視鏡ヘッド内に含まれることができるさらなる光学装置の側面図を示す。図７Ａに示す例示的な光学エレメント７００、７１０は、図２に示す例示的なレーザー走査内視鏡ヘッドの基本的な構成と同じかまたは類似の基本的な構成を有する例示的なデバイスにおいて用いられることができる。同様に、図４Ａに示す構成に対して、第１の光学エレメント７００は、可変ピッチを有する固定の（例えば、回転しない）格子であり得る。そして、第２の光学エレメント７１０は、光学ウェッジまたはプリズムあるいは固定ピッチの回折格子であり得る。同様に、図４Ａに示す構成に対して、第２の光学エレメント７１０は、回折ビームの屈折または回折を誘発するために、光学軸に関して回転することができる。図４Ａに示す例示的な構成とは異なり、しかしながら、図７Ａに示す例示的実施形態によれば、回折光ビームの第２の角度Φ２（仰角）は、入射光ビームの周波数および／または波長を修正することによって変化することができる。
【００４９】
図７Ｂは、図７Ａの例示的な光学エレメント７００、７１０によって発生するさらなる例示的な走査パターン７２０の具体例を示す。図７Ｂに示すように、図７Ａに示す本開示によるデバイスの例示的実施形態の結果として生じる走査パターン７２０は、例えば、格子方向に直交する長軸を有する楕円であり得る。
【００５０】
図８Ａは、本開示の第６の例示的実施形態によるレーザー走査内視鏡ヘッド内に含まれることができるさらに別の光学装置の側面図を示す。図８Ａに示す本開示によるデバイスの例示的実施形態は、可変の周波数／波長の入射光ビームについては、図７Ａに示す例示的なデバイスの例示的実施形態と類似の構成を有する。図７Ａに示す例示的な構成とは異なり、しかしながら、図８Ａに示す例示的な構成は、単一の光学エレメント８００（光学ウェッジまたはプリズムであり得る）、または回折光ビームの１回転方位角を誘導するために光学軸周りに回転することができる固定ピッチの回折格子を有する。
【００５１】
図８Ｂは、図８Ａの例示的な光学エレメント８００によって発生する例示的な走査パターン８２０の具体例である。図８Ｂに示すように、図８Ａに示す本開示によるデバイスの例示的実施形態の結果として生じる走査パターン８２０は、円を描くことがあり得る。
【００５２】
図９Ａは、本開示の例示的実施形態による内視鏡レーザーメス・デバイスおよびそのヘッド部分のカットアウト図の具体例を示す。図９に示すように、例示的なデバイスは、ＣＯ２赤外線レーザービームを内視鏡走査ヘッド９００に伝搬することができる中空コア光ファイバー９４５を含む。例示的なデバイスは、レーザーおよび／または光が負のレンズ９０５によって最初に発散されることができて、それから、光学プリズムまたはウェッジ９１５、９６０を走査する開口を充填するために正のレンズ９１０によってコリメートされることができるように、構成されることができる。第１の走査光学プリズムまたはウェッジ９１５は、ベアリング９２５のアレイによって適切な位置に保たれてよい剛性リング（またはリング・マウント）９２０上に搭載することができる。リング９２０は、例えば、超音波モータ９３０によって回転することができる。磁気リング９３５は、剛性リング９２０に取り付けられることができる。そして、磁気リング９３５の位置は、例えばホールセンサアレイ９４０によって、測定されることができておよび／またはモニタされることができる。超音波モータ９３０およびホール位置センサ９４０は、スキャナ制御ユニット（例えば、図１に示すスキャナ制御ユニット１３５）から送出されることができる運動コマンドに応答して、例えばローカル・プロセッサ９５０によってサーボ・ループ構成において制御されることができる。運動コマンドは、信号バス９５５あるいは、多種多様の他の有線および／または無線通信システムおよびプロトコルを介して送出されることができる。
【００５３】
図９Ａにさらに示すように、第２のウェッジまたはプリズム電子光学機械ユニット／装置９６０は、第１の機械ユニットに追随することができ（例えば、光源から離れてより遠くに位置する）、そして、第２のプリズム、搭載リング、ベアリングアレイ、リング磁石およびホール位置センサを含んでよい。第２の機械ユニット／装置９６０は、ローカル・プロセッサ９５０によって、サーボ制御下にあることもできる。フォーカシング用の正のレンズ９６５は、内視鏡ヘッドを体腔に接続することができて、内視鏡走査ヘッドの作動距離、作動領域および解像度を定めることができる。
【００５４】
図９Ａに示す内視鏡レーザーメス・システム、デバイス、装置および配置構成の例示的実施形態によれば、スキャナ光学部品のいくつかまたは全ては、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）から成ることができて、ＣＯ２レーザー光の用途に構成されることができる。当業者は本明細書における教示からみて他の材料が使用可能であると理解することができるけれども、使用可能な他の材料と比較して比較的低いバルク吸収係数および良好な反射防止特性のせいで、ＺｎＳｅの使用は好ましいといえる。
【００５５】
内視鏡ヘッドは、スキャナに隣接して、およびスキャナと一定の関係をもって、ファイバースコープ９７０および／または他の内視鏡撮像デバイスを含むことができる。ファイバースコープ９７０は、例えば、図１に示すビデオプロセッサ１１５およびディスプレイ１２０のような外部のビデオプロセッサおよび画像ディスプレイにライブビデオをリレーするのと同様に、体腔内の組織サンプルへの照明を提供するかまたは促進するように構成されることができる。ビデオ画像と関連したデータおよび／または情報はまた、記憶装置および／または記憶デバイスに格納されることもできる。そしてそれは、例えば、次のディスプレイおよび／または処理のためのハードウェアの固定コンピュータ・アクセス可能な媒体を含むことができる。
【００５６】
本開示のシステム、デバイス、装置および配置構成の特定の例示的実施形態によれば、ファイバースコープ９７０と平行（または実質的に平行）に構成される１つ以上の追加チャネルは、内視鏡ヘッド内に設けられることができる。この種の追加チャネルは、サイズおよび／または断面形状において変化されることができ、そして、例えば、体腔から液体、ガスおよび／または小さい固体の送出および／または除去を提供するために構成されてよくおよび用いられてよい。例えば、追加チャネルはまた、他の外科用器具、デバイス、ツール、検出器および／またはセンサ、などの挿入および除去のために構成されることもできておよび／または用いられることもできる。
【００５７】
図９Ａに示すシステム、デバイス、装置（ａｐｐａｒａｔｕｓ）および装置（ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）の例示的実施形態によれば、内視鏡ヘッドは、プーリーシステム９８５および外部操作レバーロック９９０による内視鏡走査ヘッドのパンの動きを提供することができる可動カップリング９８０を有する、ＫｌｅｉｎｓｔａｓｓｅｒまたはＳｔｅｉｎｅｒオペレーティング喉頭鏡９７５の先端に取り付けることができる。内視鏡走査ヘッドをフレキシブルな内視鏡（例えば胃内視鏡またはＳ字結腸鏡）に搭載することも、可能である。ファイバースコープの使用に代えて（またはそれとともに）、画像センサ（例えば、ＣＣＤまたはＣＭＯＳ画像チップ）は、例えば、組織のライブ画像を提供するために例示的な走査ヘッドの内部に組み込まれることができる。別々の光パスもまた、例示的な走査ヘッド９００内に設けられることができる。
【００５８】
さらに、本開示の他の例示的実施形態によれば、デバイスのより大きな制御をユーザ（例えば手術医）に提供するために用いることができる体腔内の組織の立体画像を生成するために、２つ以上の撮像デバイス（例えば検出器チップ、撮像デバイスおよび／またはファイバースコープ）を例示的な走査ヘッドに取り入れることは、可能である。この種の例示的実施形態によれば、前方のフォーカシングレンズは、例えば、作動距離、操作フィールドおよび走査ヘッドのレーザースポット・サイズを修正するように調整されることができる。例えば、遠隔医療におけるシステム、デバイス、装置（ａｐｐａｒａｔｕｓ）および装置（ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）のこの種の例示的実施態様の使用を提供するために、本開示によるシステム、デバイス、装置（ａｐｐａｒａｔｕｓ）および装置（ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）の特定の例示的実施形態を使用して、電気機械装置により遠隔に走査ヘッド９００を位置決めするために構成されるかまたは構造化されることもまた、可能である。オフサイトに位置するユーザが例示のシステム、デバイス、装置（ａｐｐａｒａｔｕｓ）および装置（ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）を遠隔に制御しておよび／または使用することを促進するために、通信インタフェースは、例えば、リアルタイムの直通通信および／またはインターネットを介した通信を容易にするために用いることができる。シミュレーションおよび／または予めプログラムされた手順の実施（ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ）はまた、オフサイトに位置するユーザから生じることがあり得るいかなるタイムディレイも克服して、さもなければ特定のタイム・クリティカルな動作の実行に可能な問題点を持ち出すために用いることもできる。例えば、動作中にいかなる不必要な動きも補償するために、加速度計および／またはスタビライゼーション・システムをスキャナ・ヘッドに組み込むかまたは含むことも可能である。
【００５９】
図９Ｂは、本開示の他の例示的実施形態による内視鏡レーザーメス・デバイス９０１の具体例およびそのヘッド部分９０２のカットアウト図を示す。ＣＯ２レーザー送出のための中空コアファイバーは、本開示の特定の例示的実施形態による内視鏡レーザーメス・デバイス９０１のために使われることができる。スキャン光学部品に加えて、他のエレメント／コンポーネント／装置（ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）を含んでおよび／または利用することもまた可能である。そして、この種の他のエレメント／コンポーネント／装置（ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）は、例えば、スキャン光学部品に隣接して位置することができる。例えば、これらの他のエレメント／コンポーネント／装置（ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）は、例えば、（ａ）照明チャネル９０３（例えば、光ファイバーまたはＬＥＤ）、（ｂ）ビデオチャネル９０４（例えば、ＣＣＤおよび／またはファイバーバンドルを含むことができる）、（ｃ）レーザー伝搬チャネル９０５（例えば、シングルまたはマルチモード光ファイバー、多関節アーム伝搬構成または見通し線伝搬構成）、（ｄ）２つ以上の別々のおよび独立した光走査エレメント９０７、９０８にとって使用することができる電気機械制御チャネル９０６、（ｅ）エレメント９０９（例えば、フォーカシングおよび／または補正光学系）を形成してかつフォーカシングする他の同軸光ビーム、（ｆ）内視鏡ヘッドの位置決めおよび／または方向づけのために使用することができるリモートコントロールシステム（例えば、角度制御ワイヤおよびプーリを含むことができる）、および、（ｇ）例えば、流体、ガス、小さい固体および／または他の機器、デバイスおよびツールのデリバリおよび／または除去のために使用することができる追加チャネル、作動ダクトおよび／または機器、を含むことができる。
【００６０】
図９Ｂに示すように、光学エレメント９０７、９０８（例えば光学ウェッジおよび／またはプリズム）の回転および制御は、本開示の特定の例示的実施形態による内視鏡ヘッド９０２内に位置することができるかまたは設けられることができ、そして、例えば、小型化および精度のための本開示のさらなる例示的実施形態による特定の例示的な方法および手順を実行するために構成され／構造化されることができる。例えば、遠隔で制御することができる内視鏡ヘッド９０２内に位置するマイクロモータおよび／またはアクチュエータを使用して、これは達成されることができる。光学エレメント９０７、９０８は質量または重量をほとんど有することができないので、内視鏡ヘッド９０２内の小さいアクチュエータを使用することは可能であり、そして、本開示の例示的実施形態による例示的なデバイス、システム、装置および／または装置（ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）の精度および速度を維持することは可能である。例えば、例示的な機械システムは、ビデオ画像およびポインティングデバイスを有するユーザの（例えば外科医の）インタラクションに応答して、例えば、加速、反転および反復を含む、ウェッジ９０７、９０８の単純なおよび複雑な移動および／または回転を制御するために用いることができる。例示的な撮像および照明チャネルは、例えば、内視鏡ヘッドの前方ほぼ２ｃｍ〜１０ｃｍの深さに１フィールド２００本（またはより多く）の内視鏡画像の検索および生成を容易にするために設けられることができる。画像スクリーンのデカルト空間と当業者によって理解されるべき例示的な光学エレメントのデュアルアングルスペースとの数学的関係は、例示的な結果を促進することができる。
【００６１】
加えて、本開示の特定の例示的実施形態によれば、光検出器および／または分析器は、スキャナ・ヘッドに取り入れられることができる。手術用のレーザーメスからの散乱光および／または組織から反射した光を分析するために、情報および／またはデータは、光検出器から得ることができてリアルタイムに表示することができ、処理することができておよび／または記憶装置および／または記憶デバイスに格納することができ、そしてリアルタイムにまたはその後に使用することができる。この種の例示的なデータ、情報および／または分析は、例えば、レーザーデバイス、システム、方法、装置（ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）および／または装置（ａｐｐａｒａｔｕｓ）のパフォーマンスならびにレーザー手術の効果を評価しておよび／または論評するために用いることができる。
【００６２】
特定のタイプの光学エレメントが本明細書において記述されるとはいえ、当業者は、本開示の教示からみて、スキャナにおいて比較的より低コストのゲルマニウム光学部品が本開示の特定の例示的実施形態により用いられることができると理解しなければならない。レーザー制御およびさまざまな異なる光学部品の組み合わせを使用することもまた、可能である。例えば、表１は、本開示の特定の例示的実施形態によるレーザー制御および異なる光学系の例示的組み合わせのための例示的数値データおよびパラメータを示す。本開示の教示に基づいて、当業者は、レーザー制御および異なる光学部品の他の例示的な組み合わせが本開示の特定の例示的実施形態において使われることができると理解しなければならない。
【００６３】
【表１】
【００６４】
図１０は、本開示の例示的実施形態によるレーザー走査内視鏡ヘッド１０００をその代表的な寸法とともに示す側面の断面図である。スキャナ光学部品の直径は、外科的レーザービームの開口数を定めることができる。例えば、図１０に示すように、本開示の例示的実施形態によるスキャナ光学部品１０１０の直径は、ほぼ８ｍｍであり得る。スキャナ光学部品１０１０の直径は、ほぼ２ｍｍ〜１４ｍｍの範囲であることもまた可能である。スキャナ光学部品１０１０の直径のための他の例示的な範囲は、４ｍｍ〜１２ｍｍ、６ｍｍ〜１０ｍｍ（またはそれらの近似）などであり得る。スキャナ光学部品１０１０の直径は、本開示の特定の例示的実施形態によって２ｍｍを下回ることができ、または１５ｍｍを上回ることができることを理解すべきである。ほぼ８ｍｍであるスキャナ光学部品１０１０の直径については、例えば、開口の直径はほぼ５ｍｍであり得る。
【００６５】
図１０にさらに示すように、ヘッド１０００の直径１０２０は、光学部品（例えば画像化、光および器具チャネル、モータ、プロセッサ、制御システム、など）に加えて、例示システムにおける他のエレメントおよび／またはコンポーネントに依存していることがあり得る。図１０に示すように、例えば、ヘッド１０００の直径１０２０は、ほぼ１６ｍｍであり得る。ヘッド１０００の直径１０２０は、ほぼ８ｍｍ〜２４ｍｍの範囲にあることもまた可能である。例えば、ヘッド１０００の直径１０２０は、１０ｍｍ〜２２ｍｍ、１２ｍｍ〜２０ｍｍ（またはその近似）などでもあり得る。ヘッド１０００の直径１０２０は、本開示の特定の例示的実施形態によって８ｍｍを下回ることができ、または２４ｍｍを上回ることができることを理解すべきである。ヘッド１０００の直径１０２０は、例えば、システムが用いられる用途、ヘッドに含まれる特徴（例えばチャネル）、ならびに関連する製造の実現可能性および費用を含むいくつかの要因に依存することができる。したがって、本開示による例示的システムおよびデバイスに含まれることができる光学部品および他のエレメントを生産することに関して正確な製造および技術を考慮すれば、連続的により小さくなる直径を有するヘッドを生産することは可能でもよく、したがって、本開示により考慮されてもよい。
【００６６】
ヘッド１０００の長さは、走査を生成するために用いる光学エレメントの光学設計、選択および／または構成に依存することができる。例えば、図１０に示すように、ヘッド１０００の長さ１０３０は、ほぼ７ｍｍであり得る。ヘッド１０００の長さ１０３０は、ほぼ９ｍｍ〜２５ｍｍの範囲にあることもまた可能である。さらに、ヘッド１０００の長さ１０３０は、１１ｍｍ〜２３ｍｍ、１３ｍｍ〜２１ｍｍ（またはその近似）などであり得る。例えば、長さ１０３０は、本開示の特定の例示的実施形態によって９ｍｍを下回ることができ、または２５ｍｍを上回ることができる。
【００６７】
図１１は、本開示の例示的実施形態によるサーボ制御位置決めシステムの透視図を示す。図１１に示す例示的なスキャナは、光を例示システム、デバイス、装置、装置（ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）などに送出するように構成されることのできる１つ以上の光ファイバー１１４５を含むことができる。２つ以上のレンズ１１００、１１０５は、スキャナエレメントの開口を充填するために、光ビームを拡大することができておよび／またはコリメートすることができる。第１の走査ウェッジ１１１０は、それに対して同心的に固定される磁気リング１１２０を有する取り付けリング１１１５上に取り付けることができる。超音波モータ１１２５は、マイクロプロセッサ／周波数発生器装置（ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）１１３０によって制御される方向および加速を有する取り付けリング１１１５を回転させるように構成されることができる。４つ以上の直交する磁気検出器１３５のアレイは、装置（ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）１１３０に磁気リングの回転位置をリレーする（および／または通信する）ことができる。超音波モータ１１２５および検出器１１３５は、例えば、サーボ制御装置（ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）における信号バス１１４０を通じて装置（ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）１１３０に接続することができる。有線および／または無線のいずれかで超音波モータ１１２５および検出器１１３５を装置（ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）１１３０と接続することが可能な他の通信システム、構成および／またはプロトコルを使用することもまた、可能である。内視鏡ヘッド内に設けられる第２の光学ウェッジ１１５０、さらなる取り付けリング１１５５、他の磁気リング１１６０、他の超音波モータ１１６５および位置センサアレイ１１７０を有することができる、第２のスキャナユニット／装置（ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）は設けられてよい。集束レンズ１１７５は、例えば、スキャナの分解能、作動距離および作動領域の直径を確立することができる。装置（ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）１１３０は、信号バス１１８０を介して、外部のスキャナ制御（例えば図１に示すコンピュータ制御装置（ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）１３０）に接続されることができる。
【００６８】
図１２Ａは、本開示の例示的実施形態による例示的な光学エレメントおよび／または装置（ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）によって発生する走査パターンを表している幾何学的スケッチ１２００の具体例を示す。そしてそれは、例示的なモデルに基づくことがあり得る。例えば、図１２Ａに示す例示的な幾何学的スケッチ１２００は、２つ以上の光学エレメント（例えば図３Ａに示す光学エレメント３００、３１０、またはその例示的なモデルのような）を含むことができる本開示による例示的なデバイス、装置（ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）、システム、装置などを使用して生成することができる。幾何学的スケッチ１２００を生成するために用いることができる光学ウェッジおよび／または対応するモデルは、例えば、図１１に示す２つのウェッジ１１１０、１１５０を含むことができる。例えば、対応する例示的なモデルにおいて使われることができる例示的な変数は、図１２Ａに示す。
【００６９】
図１２Ｂは、本開示の例示的実施形態によるモデルにおいて使われることができる変数を有する例示的な幾何学的スケッチ１２２０を示す。例示的な幾何学的スケッチ１２２０は、図１２Ａに示す幾何学的スケッチ１２００と同じであることができ、または実質的に類似したものであることができる。例えば、図１２Ａおよび１２Ｂの比較で示すように、２つの例示的なスケッチ１２００、１２２０によってそれぞれ発生するために使用されるおよび／またはモデル化されることができるジオメトリおよび／またはパターンは、異なることがあり得ることを理解すべきである。図１２Ｂに示す幾何学的スケッチ１２２０は、走査パターンを生成するおよび／またはスケッチ１２００によって（例えば、２つ以上の光学ウェッジを用いて）表されるために用いる例示的デバイスと同じか、または実質的に類似していることがあり得る例示的デバイスの動作のモデルによって生成されることができておよび／またはそれを表すことができるとはいえ、角度に関する幾何学的スケッチ１２００、１２２０のジオメトリは、互いに異なることがあり得る。例えば、図１２Ｂに示すように、異なる角度から生じるギャップ１２３０は存在することができる。そしてそれは、幾何学的スケッチ１２２０に対応する走査パターンを生成するために用いる光学エレメント間の距離を表す変数σによってモデル化されることができる。図１２Ａに示すように、この例示的実施形態では、ギャップ１２３０は存在しない、そして、幾何学的スケッチ１２００においてσは表示されない。
【００７０】
例えば、以下の例示的な方程式は、本開示の例示的実施形態によるモデル（例えば、図１２Ａおよび図１２Ｂに示すような例示的なスケッチ１２００、１２２０に対応する例示的なモデル）で用いることができる。
【数１】
ここで、ｒｉは軸からの半径方向変位である。βｉはウェッジの角度であり、σは２つのウェッジ間の距離であり、Ｒおよびθは極座標における目標点の半径および角度であり、ＸおよびＶはデカルト座標における位置であり、そしてｎｉはウェッジの屈折率である。
【００７１】
図１３Ａは、本開示の例示的実施形態によるデバイスによって発生する例示的な走査パターン１３０５の例示的な画像１３００である。例示的な走査パターン１３０５を生成するために、ハードウェアのコンピュータ・アクセス可能な媒体上に保存されることができる例示的なソフトウェアアレンジメント（例えば１組のコンピュータ実行可能命令）が設けられる。そしてそれは、実行されるときに、図１３Ａに示す走査パターン１３０５に対応するプロットしてトレースするためにコントローラを介して光学デバイスを使用する例示的システムの作動を容易にしておよび／または制御するために手順を実行させるように、ハードウェア処理装置を構成する。
【００７２】
例えば、画像１３０５は、本開示の例示的実施形態により製作されかつ使用される例示的なデバイスによって走査されて、制御されるレーザービームによって感熱紙に形成されるトレースの写真であり得る。例示的なトレースは、図１に示すコンピュータ制御１３０において確立されて、図１に示すスキャナ制御１３５によって実行される前にプログラムされたパスであり得る。
【００７３】
付録において提供される例示的なコードは、例えば、図１３Ａの例示的な画像１３００に示す走査パターン１３０５を生成することができる本開示による例示的な手順を実行するために使われることができる。
【００７４】
例えば、付録に示す例示的な手順は、中空コアまたはフォトニック・バンドギャップ・ファイバーによって伝搬されるＣＯ２レーザーによって用いることができる。この種の例示的な装置および／またはシステムは、例えば、ＣＯ２レーザーのためのモータコントローラおよび工業的Ｚｎ−Ｓｅ光学部品と結合することができる。特定の例示的なモータ制御の式は、例えば、Ｍａｔｌａｂのようなコンピュータソフトウェアおよび／またはプログラム言語を介して利用されることができる。本明細書において上述されるように、直接のレーザー伝搬手順と同様に、レーザーのためのファイバーデリバリ構成を使用することは可能である。
【００７５】
この種の例示的実施形態によれば、ビデオ画像空間における所望の点と光学エレメントの回転位置との間の例示的な関係は、図１２Ａを参照して本明細書において上述されるように同様の方法で以下の式によって表されることができる。例えば、ｒ１＝ｒ２＝ｒである場合、各点（ｘ，ｙ）の角度は算出されることができる。
【数２】
【００７６】
例えば、この種の例示的な式（または関数）は、走査パターン空間における各点のための各ウェッジの絶対角度を提供することができる。そしてそれは、それから、各ウェッジが以前の点から所望の点を得るために回転することができる（例えば、３５°と３７°との間の角度を得るために、ウェッジは３５°の出発点から２°回転することができる）相対角度に変換されることができる。本開示のこの例示的実施形態の例示的な手順によれば、例示的な角度は、それから、ウェッジが１つの点から他の点まで回転するたびに最短パスがとられることを確実にするために（例えば、ウェッジが３５５°から反対に−５°回転することを確実にするために）、特定の状況によって検証されることができる。例示的な角度は、それから、「ＭｏｔｏｒＲｏｔａｔｅＲｅｌａｔｉｖｅ」関数（付録に設けられる例示的なコードおよび手順に示すような）に供給される。そしてそれは、モータ回転コマンドを例示的なモータコントローラに送信する。例示的な手順およびプログラミング命令のさらなる詳細は、同封の付録において提供される。そしてそれは、本開示の特定の例示的実施形態により使用する関数およびコマンドの説明を提供するコメントを含む。
【００７７】
図１３Ｂは、本開示の例示的実施形態により使用することができる例示的な光学ウェッジまたはプリズム・スキャナ１３１０の具体例を示す。本明細書において上述されるように、例示システムにおけるスキャナは、例えば、角度によってレーザービームまたは他の光を各々曲げる（屈折させる）ことができる２つ以上の同軸円形の光学ウェッジおよび／またはプリズムを含むことができる。この屈曲角度１３１５は、例えば、レーザーまたは光のウェッジパラメータおよび波長に依存することができる。小さい角度にとって、この関係は、例えば、α〜φｎ（λ）によって表されることができる。ここで、αは曲げ角度（屈折角として公知の）であり、φはウェッジまたはプリズムの角度であり、そして、ｎ（λ）は、光の波長λに依存し得るウェッジまたはプリズム材料の光学屈折率である。例えば、本開示の特定の例示的実施形態によれば、波長１０．６μｍのＣＯ２レーザーので２．３４の屈折率を有する光学材料としてセレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）を使用することは、可能である。
【００７８】
図１３Ｃは、本開示の例示的実施形態によるさらに例示的な走査パターン１３２０の具体例を示す。例えば、１つのウェッジまたはプリズムを回転させることによって、光ビームは、固定角度で円運動において走査されることができて、目標までの距離に応じて、例えば、一定の直径を有する走査円１３２１を生成することができる。２つ以上のウェッジまたはプリズムを互いに直列に用いる場合、光ビームは、例えば、１回のウェッジ走査から生じる走査円１３２１の直径の２倍に等しい直径を有する円形領域１３２５における任意の点を通じて走査されることができる。
【００７９】
第１のウェッジは、光ビームを第２のプリズムに提供するために角度φ１によって光ビームを回転させることができる。そしてそれは、それから光ビームのための第２の角度φ２を生じることができる。２つの角度が等しくてかつ互いに正反対である場合、光ビームは正味の角度変化をほとんど提供することはない。角度が等しくてかつ互いに同じ方向に向く場合、光ビームは単一のウェッジの角度変化の２倍（またはおよそ２倍）の角度変化をたぶん受ける。この種の例示的な走査システムの特性は、対応する走査領域の周辺が単一の一対の角度によって独自に定義され得るということができる。例えば、円形領域内のあらゆる点は、２組の角度によって定義されることができる。そしてその中心は、無限の対の角度によって定義されることができる。したがって、円の一方の側から中心を通って他方の側までの直線を走査するために、ウェッジは、例えば、反対方向において同時に動くことができる。この種の例示的な光学デバイス／装置は、正確な心合わせのために用いられることができて、そして、例えば、サーボ制御および／または電気機械モータおよびシステムを含むさまざまなモータおよび制御システムによって効果的にかつ直ちに作動されることができる。
【００８０】
図１４は、本開示のさらなる例示的実施形態による他のデバイス／装置１４００の側面図を示す。図１４に示すように、例示的なデバイス／装置１４００は、例えば、円錐ミラー１４１０および円錐部分ミラー１４２０とともに、入射レーザービーム１４０５を、より広い中空円筒状の（または管状の）光ビームに拡大するために用いることができる。光ビームは、それから、例えば、入射レーザービーム１４０５と同じかまたは実質的に同じ軸上の放物ミラー１４４０上への放物部分ミラー１４３０ともに、集束されることができる。放物ミラー１４４０は、反射ビーム１４６０の方向を制御するために、２軸角度ステージ上に載置することができる。図１４に示す例示的実施形態の効果のうちの１つは、例示的なデバイス／装置１４００が比較的大きい開口に関して比較的小さいプロフィールを維持できるということである。例えば、比較的大きい例示的な集束ビーム角度スペクトルのための中心または低い周波数成分を使用することのない、より高い空間周波数の角度成分を利用することは、可能である。
【００８１】
図１５は、本開示によるシステムの例示的実施形態の例示的なブロック図を示す。例えば、本開示による例示的な手順は、処理装置および／またはコンピューティング装置１５１０によって実行されることができる。この種の処理／コンピューティング装置１５１０は、例えば、完全にまたは一部がコンピュータ／プロセッサ１５２０であるか、あるいはコンピュータ／プロセッサ１５２０（これに限定されない）を含むことができる。コンピュータ／プロセッサ１５２０は、例えば、１つ以上のマイクロプロセッサを含むことができ、そして、コンピュータ・アクセス可能な媒体（例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスクまたは他の記憶デバイス）に保存される命令を使用することができる。
【００８２】
図１５に示すように、例えば、コンピュータ・アクセス可能な媒体１５３０（例えば、本明細書において上述したように、ハードディスク、フロッピーディスク、メモリースティック、ＣＤ―ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどのような記憶装置、またはそれらの集合／組み合わせ）は、設けられることができる（例えば、処理装置１５１０との通信において）。コンピュータ・アクセス可能な媒体１５３０は、その上に実行可能命令１５４０を含むことができる。加えてまたは代わりに、記憶装置１５５０は、コンピュータ・アクセス可能な媒体１５３０とは別に設けられることができる。そしてそれは、例えば、本明細書において上述されるように、特定の例示的な手順、プロセスおよび方法を実行する処理装置を構成するために処理装置１５１０に命令を出力することができる。
【００８３】
さらに、例示的な処理装置１５１０は、入／出力装置１５７０が設けられるかまたはそれを含むことができる。そしてそれは、例えば、有線ネットワーク、無線ネットワーク、インターネット、イントラネット、データ収集プローブ、センサなどを含むことができる。図１５に示すように、例示的な処理装置１５１０（コンピューティング装置）は、例示的なディスプレイ装置１５６０と通信していることができる。そしてそれは、本開示の特定の例示的実施形態によれば、例えば、処理装置から情報を出力することに加えて処理装置に情報を入力するために構成されるタッチスクリーンであることができる。さらに、例示的なディスプレイ１５６０および／または記憶装置１５５０は、データをユーザアクセス可能なフォーマットおよび／またはユーザ読取り可能なフォーマットに表示しておよび／または格納するために用いることができる。本明細書において上述される例示的な手順は、図１５に示されて、本明細書において記述される例示システムを使用して実行されることができる。
【００８４】
図１６は、本開示の特定の例示的実施形態による手順のフロー図を示す。図１６に示すように、例示的な手順は、例えば、図１５の処理／コンピューティング装置１５１０によって実行されることができて、ハードウェアのコンピュータ・アクセス可能な媒体によって格納されることができる。そしてそれは、図１５の記憶装置１５５０を含むことができる。処理／コンピューティング装置１５１０は、存在することができるかまたは、例えば図１のコンピュータ制御１３０内に含まれることができる。処理／コンピューティング装置１５１０は、処理／コンピューティング装置１５１０がこの種の例示的な手順を実行するように構成するのに用いることができる命令を得るために、記憶装置１５５０にアクセスすることができる。例えば、サブプロセス１６１０から始まって、本開示の特定の例示的実施形態によれば、例示的な処理／コンピューティング装置１５１０は、サブプロセス１６２０において、ボディ内の少なくとも一部分を照射するために、パターンを定めることができる。サブプロセス１６３０において、例示的な処理／コンピューティング装置１５１０は、作動装置を使用するパターンに基づいて光を屈折させおよび／または回折させるために、ハウジング内に設けられる少なくとも１つの光学エレメントを制御することができる。ハウジングおよび／または作動装置は、例えば、ボディの内部に挿入されるように構造化されることができる。
【００８５】
図１７は、本開示の特定の例示的実施形態による他の手順のフロー図を示す。図１７に示すように、この例示的な手順は、例えば、図１５に示す処理／コンピューティング装置１５１０によって少なくとも一部を実行されることができて、ハードウェアのコンピュータ・アクセス可能な媒体によって格納されることができる。そしてそれは、図１５の記憶装置１５５０を含むことができる。処理／コンピューティング装置１５１０は、存在することができるかまたは、例えば図１のコンピュータ制御１３０内に含まれることができる。処理／コンピューティング装置１５１０は、処理／コンピューティング装置１５１０がこの種の例示的な手順を実行するように構成するのに用いることができる命令を得るために、記憶装置１５５０にアクセスすることができる。
【００８６】
例えば、サブプロセス１７１０から始まって、本開示の例示的実施形態によるデバイス（例えば内視鏡）は、ボディの範囲内のある位置からボディの範囲内の目標組織を位置決めすることができる。サブプロセス１７３０において、例示的な処理／コンピューティング装置１５１０は、例えば、ボディの内部に挿入されるハウジングを有する特定の装置を使用して、目標組織と関連してデバイスの位置を確立することができる。それから、例示的な処理／コンピューティング装置１５１０は、（ｉ）サブプロセス１７４０において、少なくとも１つの電磁放射でカットされるパスを組織の画像を通じてトレースするか、（ｉｉ）サブプロセス１７５０において、少なくとも１つの電磁放射によって遂行される領域を定めるか、および／または（ｉｉｉ）サブプロセス１７６０において、少なくとも１つの電磁放射の位置をリアルタイムに制御するか、によって制御データを生成することができる。例示的な処理／コンピューティング装置１５１０は、それから、サブプロセス１７７０において、ハウジング内に設けられる少なくとも１つの作動装置で、少なくとも１つの光を屈折させおよび／または回折させるために、制御データに基づいて、ハウジング内に設けられる少なくとも１つの光学エレメントを制御することができる。例示的なパスは、本開示の特定の例示的実施形態によるパターンに基づくことがあり得る。そして、ハウジングおよび／または発動装置は、例えば、ボディの内部に挿入されるように構造化されることができる。
【００８７】
［例示的な応用］本開示によるステアリングおよびフォーカシングシステム／装置の例示的実施形態が頭部および首部のガンの低侵襲外科療法を改善するために用いることができるとはいえ、他の解剖学的領域の疾患を治療するために、そして他のタイプのレーザー波長とともに取り組むために、この種の例示的システム／装置を使用することは可能である。応用の他の例示的な領域は、腹腔鏡の、胃腸の、泌尿器の、および胸腔鏡の低侵襲手術を含むことができる。
【００８８】
前述は、ただ単に開示の原則を例示するだけである。記述される実施形態に対するさまざまな修正および変更は、本明細書における教示からみて、そして特に添付の請求の範囲において、当業者にとって明らかである。本明細書において明確に示されないかまたは記述されていないにもかかわらず、開示の原則を具体化して、したがって開示の精神および範囲内にある多数のシステム、装置および方法を、当業者が考案することが可能であることは、したがって評価される。加えて、上で参照される全ての刊行物および参照物は、それら全体の参照によって本明細書に組み込まれる。本明細書において記述される例示的な手順は、ハードディスク、ＲＡＭ、ＲＯＭ、取外し可能ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、メモリースティックなどを含む任意のコンピュータ・アクセス可能な媒体に格納されることができて、マイクロプロセッサ、ミニ、マクロ、メインフレームなどであり得る処理装置によって実行されることができることを理解すべきである。加えて、従来技術の知識が上で本明細書において参照によって明確に組み込まれなかった程度まで、それは完全に本明細書において明確に組み込まれている。上で示す全ての刊行物は、全体として本明細書に引用したものとする。
【００８９】
［付録］
Ｉ．完全に使用されるスクリプトファイルは、パラメータをセットして、所望のレーザー・パスを定めて、各モータに必要なコマンドを送ることによって、システムを走らせる。以下のページにリストされるさまざまな機能を呼び出す。（ＣｏｎｔｒｏｌＭｏｔｏｒＭＡＳＴＥＲ．ｍ）：
ｃｌｃ； ｃｌｅａｒ ａｌｌ； ｃｌｏｓｅ ａｌｌ
％ シリアルポートをリセットするｍａｔｌａｂ関数
ｉｎｓｔｒｒｅｓｅｔ
ｓ＝ｓｅｒｉａｌ（’ｃｏｍ１’， ’Ｔｅｒｍｉｎａｔｏｒ’， ’ＣＲ’）；
ｆｏｐｅｎ（ｓ）；
％ Ｓｔｅｆａｎ’ｓ ＴＭＣＭ−３１０初期化ルーチン
Ｍｏｔｏｒｌｎｉｔｉａｌｉｚａｔｉｏｎ（ｓ）
％ 休止は、シリアルポートに対してチョーキングを妨げる
ｐａｕｓｅ（０．０５）
％ Ｓｔｅｆａｎ’ｓ ＴＭＣＭ−３１０原点復帰ルーチン
ＭｏｔｏｒＨｏｍｅ（ｓ）
ｐａｕｓｅ（０．０５）
％ ％ レーザーが辿る三角形パスを以下のように定める：
％ ％ このより小さい三角形を使用するとき、ループにおいて１２１を下回るまで
％ ％「ｋ」値を変化させる
％ ｘ（１：３０）＝［−３：０．１：−０．１］：
％ ｘ（３１：６０）＝［０：０．１：２．９］；
％ ｘ（６１：１２１）＝ｆｌｉｐｌｒ（［−３：０．１：３］）：
％ ｙ（１：３０）＝［−１．５：０．１：１．４］：
％ ｙ（３１：６０）＝ｆｌｉｐｌｒ（［−１．４：０．１：１．５］）；
％ ｙ（６１：１２１）＝−１．５：
％ ％ 参照のための三角形パスをプロットする
％ ％ ｐｉｏｔ（ｘ，ｙ）
％ このより大きい三角形を使用するとき、ループにおいて２０１を下回るまで「ｋ」
％値を変化させる
ｘ（１：５０）＝［−５：０．１：−０．１］；
ｘ（５１：１００）＝［０：０．１：４．９］；
ｘ（１０１：２０１）＝ｆｌｉｐｌｒ（［−５：０．１：５］）；
ｙ（１：５０）＝［−２．５：０．１：２．４］；
ｙ（５１ ：１００）＝ｆｌｉｐｌｒ（［−２．４：０．１ ：２．５］）；
ｙ（１０１ ：２０１ ）＝−２．５；
％ 参照のための三角形パスをプロットする
％ ｐｉｏｔ（ｘ，ｙ）
％ 原点復帰スイッチが１２時にセットされるように、我々がウェッジを中央点へ移動
％して、双方にとっての０度を呼び出す
ＭｏｔｏｒＲｏｔａｔｅＲｅｌａｔｉｖｅ（ｓ，−９０，−９０）；
ａｂｓｔｈ１ ＝（０．９＊ｒｏｕｎｄ（（−９０／０．９） ．２８５７）／−４．２８５７）＋９０；
ａｂｓｔｈ２＝ａｂｓｔｈ１；
％ 各円の最大半径を定める（２＊ｒは２つの組み合わせ円のための最大半径である）
％−注：これは、ウェッジから目標面までの距離の関数に変換するために後で必要にな
％る。
ｒ＝３；
％ 今、我々がウェッジを所望の点まで動かす−注：上で定める三角形における点の数
％に合致するように最大ｋ値を変える
ｆｏｒ ｋ＝１ ：２０１
ｉｆ ｓｑｒｔ（ｘ（ｋ）Ａ２＋ｙ（ｋ）Ａ２）＜＝２＊ｒ
％ フィールドの内側を確認するためにチェックする
％ テストする目的のために、ｘ値およびｙ値を示す。
％ Ｘ＝ｘ（ｋ）
％ Ｙ＝ｙ（ｋ）
％ 点を我々自身の変換関数を有する角度に変換する
［ｔｈ１ ｔｈ２］＝ｘｙ２ｔｈ１ ｔｈ２（ｘ（ｋ），ｙ（ｋ），ｒ）；
％ 最短パスを採集する設定状況
ｒｏｔｔｈ１＝ｔｈ１−ａｂｓｔｈ１；
ｒｏｔｔｈ２＝ｔｈ２−ａｂｓｔｈ２；
ｉｆ ｒｏｔｔｈ１＞１８０
ｒｏｔｔｈ１＝ｒｏｔｔｈ１−３６０；
ｅｌｓｅｉｆ ｒｏｔｔｈ１＜（− ８０）
ｒｏｔｔｈ１＝ｒｏｔｔｈ１＋３６０；
ｅｎｄ
ｉｆ ｒｏｔｔｈ２＞１８０
ｒｏｔｔｈ２＝ｒｏｔｔｆｉ２−３６０；
ｅｌｓｅｉｆ ｒｏｔｔｈ２＜（−１８０）
ｒｏｔｔｈ２＝ｒｏｔｔｈ２＋３６０；
ｅｎｄ
％ Ｓｔｅｆａｎ’ｓウェッジ移動関数
［ｒｅｌｔｈｌ ｒｅｌｔｈ２］＝ＭｏｔｏｒＲｏｔａｔｅＲｅｌａｔｉｖｅ（ｓ，ｒｏｔｔｈ１ ，ｒｏｔｔｈ２）；
％ 最新の現在角度位置
ａｂｓｔｈ１＝ａｂｓｔｈ１＋ｒｅｌｔｈ１；
ａｂｓｔｈ２＝ａｂｓｔｈ２＋ｒｅｌｔｈ２；
％ 休止は、第１のモータが次の点に向けて回転を始める前に、第２のモータがその所
％望の点に達することを許容する
ｐａｕｓｅ（０．１）
ｅｌｓｅ
’ｏｕｔ ｏｆ ｒａｎｇｅ’
ｅｎｄ
ｅｎｄ
【００９０】
ＩＩ．モータ・パラメータを設定するモータ初期化関数。モータドライバ／コントローラにコマンドを送る。（Ｍｏｔｏｒｌｎｉｔｉａｌｉｚａｔｉｏｎ．ｍ）：
ｆｕｎｃｔｉｏｎ ［］＝Ｍｏｔｏｒｌｎｉｔｉａ）ｉｚａｔｉｏｎ（ｓ）
％ モータ設定関数
ＭＣ０＝［’ＡＳＡＰ ６， ０， ４００’ １３］；
％モータ０および１への最大電流（０．８Ａ）
ＭＣ１＝［’ＡＳＡＰ ６．１， ４００’ １３］；
ＭＰＳ０＝［’ＡＳＡＰ ４， ０， ５０’ １３］；
％モータ０および１のための最大位置決め速度
ＭＰＳ１＝［’ＡＳＡＰ ４， １， ５０’ １３］；
ＭＳＲ０＝［’ＡＳＡＰ １４０．０， １’ １３］；
％モータ０および１のためのマイクロステップ分解能−ハーフステップ
ＭＳＲ１＝［’ＡＳＡＰ １４０， １， １’ １３］；
ｆｏｒ ａ＝１：ｌｅｎｇｔｈ（ＭＣ０）
ｆｗｒｉｔｅ（ｓ，ｉｎｔ８（ＭＣ０（ａ）））
ｅｎｄ
ｏｕｔ＝ｆｓｃａｎｆ（ｓ）；
ｏｕｔ＝ｆｓｃａｎｆ（ｓ）；
ｐａｕｓｅ（０．０５）
ｆｏｒ ｂ＝１：ｌｅｎｇｔｈ（ＭＣ１）
ｆｗｒｉｔｅ（ｓ，ｉｎｔ８（ＭＣ１（ｂ）））
ｅｎｄ
ｏｕｔ＝ｆｓｃａｎｆ（ｓ）；
ｏｕｔ＝ｆｓｃａｎｆ（ｓ）；
ｐａｕｓｅ（０．０５）
ｆｏｒ ｃ＝１：ｌｅｎｇｔｈ（ＭＰＳ０）
ｆｗｒｉｔｅ（ｓ，ｉｎｔ８（ＭＰＳ０（ｃ）））
ｅｎｄ
ｏｕｔ＝ｆｓｃａｎｆ（ｓ）；
ｏｕｔ＝ｆｓｃａｎｆ（ｓ）；
ｐａｕｓｅ（０．０５）
ｆｏｒ ｄ＝１：ｌｅｎｇｔｈ（ＭＰＳ１）
ｆｗｒｉｔｅ（ｓ，ｉｎｔ８（ＭＰＳ１（ｄ）））
ｅｎｄ
ｏｕｔ＝ｆｓｃａｎｆ（ｓ）；
ｏｕｔ＝ｆｓｃａｎｆ（ｓ）；
ｐａｕｓｅ（０．０５）
ｆｏｒ ｅ＝１：ｌｅｎｇｔｈ（ＭＳＲ０）
ｆｗｒｉｔｅ（ｓ，ｉｎｔ８（ＭＳＲ０（ｅ）））
ｅｎｄ
ｏｕｔ＝ｆｓｃａｎｆ（ｓ）；
ｏｕｔ＝ｆｓｃａｎｆ（ｓ）；
ｐａｕｓｅ（０．０５）
ｆｏｒ ｆ＝１：ｌｅｎｇｔｈ（ＭＳＲ１）
ｆｗｒｉｔｅ（ｓ，ｉｎｔ８（ＭＳＲ１ （ｆ）））
ｅｎｄ
ｏｕｔ＝ｆｓｃａｎｆ（ｓ）；
ｏｕｔ＝ｆｓｃａｎｆ（ｓ）；
ｐａｕｓｅ（０．０５）
【００９１】
ＩＩＩ．モータの位置をゼロにするモータ原点復帰関数。（ＭｏｔｏｒＨｏｍｅ．ｍ）
ｆｕｎｃｔｉｏｎ ［］＝ＭｏｔｏｒＨｏｍｅ（ｓ）
％ ＴＭＣ−３００のためのモータ原点復帰関数
％ ＴＭＣＭ−３１０ボード上の「Ｌ」へのＮＣ端子および「接地」への共通端子に接
％続されるリミットスイッチのために
％ 参照検索開始文字列を作成する
ＲＦＳ０ａ＝［ＡＲＦＳ ＳＴＡＲＴ， ０’ １３］；
ＲＦＳ１ａ＝［’ＡＲＦＳ ＳＴＡＲＴ， １’ １３］；
％ 参照検索状況文字列を作成する
ＲＦＳ０ｂ＝［’ＡＲＦＳ ＳＴＡＴＵＳ．０’ １３］；
ＲＦＳ１ｂ＝［’ＡＲＦＳ ＳＴＡＴＵＳ， １’ １３］；
％ エンド条件文字列を作成する
ｅｎｄｃｏｎｄｉｔｉｏｎ＝ｉｎｔ８（［’ＢＡ ００８’ １３］）；
％ 参照検索開始コマンドを送って、リプライをクリアする
ｆｏｒ ａ＝１：ｌｅｎｇｔｈ（ＲＦＳ０ａ）
ｆｗｒｉｔｅ（ｓ，ｉｎｔ８（ＲＦＳ０ａ（ａ）））
ｅｎｄ
ｏｕｔ＝ｆｓｃａｎｆ（ｓ）；
ｏｕｔ＝ｆｓｃａｎｆ（ｓ）；
ｐａｕｓｅ（０．０５）
ｆｏｒ ａ＝１：ｌｅｎｇｔｈ（ＲＦＳ１ａ）
ｆｗｒｉｔｅ（ｓ，ｉｎｔ８（ＲＦＳ１ａ（ａ）））
ｅｎｄ
ｏｕｔ＝ｆｓｃａｎｆ（ｓ）；
ｏｕｔ＝ｆｓｃａｎｆ（ｓ）；
ｐａｕｓｅ（０．０５）
％ 参照検索開始コマンドを送って、リプライをクリアする
ｆｏｒ ａ＝１：ｌｅｎｇｔｈ（ＲＦＳ０ｂ）
ｆｗｒｉｔｅ（ｓ，ｉｎｔ８（ＲＦＳ０ｂ（ａ）））
ｅｎｄ
ｏｕｔＣＯＭ０＝ｉｎｔ８（ｆｓｃａｎｆ（ｓ））；
ｏｕｔＲＥＴ０＝ｉｎｔ８（ｆｓｃａｎｆ（ｓ））；
ｐａｕｓｅ（０．０５）
ｆｏｒ ａ＝１：ｌｅｎｇｔｈ（ＲＦＳ１ｂ）
ｆｗｒｉｔｅ（ｓ，ｉｎｔ８（ＲＦＳ１ｂ（ａ）））
ｅｎｄ
ｏｕｔＣＯＭ１＝ｉｎｔ８（ｆｓｃａｎｆ（ｓ））；
ｏｕｔＲＥＴ１＝ｉｎｔ８（ｆｓｃａｎｆ（ｓ））；
ｐａｕｓｅ（０．０５）
％ リプライをエンド条件と比較する
ｗｈｉｌｅ ｏｕｔＲＥＴ０（８）〜＝４８
ｆｏｒ ａ＝１：ｌｅｎｇｔｈ（ＲＦＳ０ｂ）
ｆｗｒｉｔｅ（ｓ，ｉｎｔ８（ＲＦＳ０ｂ（ａ）））
ｅｎｄ
ｏｕｔＣＯＭ０＝ｉｎｔ８（ｆｓｃａｎｆ（ｓ））；
ｏｕｔＲＥＴ０＝ｉｎｔ８（ｆｓｃａｎｆ（ｓ））；
ｐａｕｓｅ（０．０５）
ｅｎｄ
ｗｈｉｌｅ ｏｕｔＲＥＴ１ （８）〜＝４８
ｆｏｒ ａ＝１：ｌｅｎｇｔｈ（ＲＦＳ１ｂ）
ｆｗｒｉｔｅ（ｓ，ｉｎｔ８（ＲＦＳ１ｂ（ａ）））
ｅｎｄ
ｏｕｔＣＯＭ＝ｉｎｔ８（ｆｓｃａｎｆ（ｓ））；
ｏｕｔＲＥＴ１＝ｉｎｔ８（ｆｓｃａｎｆ（ｓ））；
ｐａｕｓｅ（０．０５）
ｅｎｄ
【００９２】
ＩＶ．各モータをその現在位置と関連して動かすのに必要なコマンドを送るモータの相対回転関数。（ＭｏｔｏｒＲｏｔａｔｅＲｅｌａｔｉｖｅ．ｍ）
ｆｕｎｃｔｉｏｎ ［ｒｅａｌｔｈｉ ， ｒｅａｌｔｈ２］＝ＭｏｔｏｒＲｏｔａｔｅＲｅｌａｔｉｖｅ（ｓ， ｔｈｅｔａｌ ， ｔｈｅｔａ２）
％ シリアルポートオブジェクトであるθ１およびθ２の角度量によってモータを回転
％させる関数は角度である
％ 角度をハーフステップ（０．９はハーフステップ）に変換するＴＭＣＭ―３１０に
％送るコマンド文字列を定める
％ 小数４．２８５７は、２つのプーリ間の比である
ｓｔｅｐｓ１＝ｒｏｕｎｄ（（ｔｈｅｔａ１／０．９）＊（−６０／１４））；
ｓｔｅｐｓ２＝ｒｏｕｎｄ（（ｔｈｅｔａ２／０．９）＊（６０／１４））；
ｏｕｔｓｔｒ０＝［’ＡＭＶＰ ＥＬ． ０， ’ ｉｎｔ２ｓｔｒ（ｓｔｅｐｓ１） １３］；
ｏｕｔｓｔｒ１＝［’ＡＭＶＰ ＲＥＬ， １， ’ ｉｎｔ２ｓｔｒ（ｓｔｅｐｓ２） １３］；
ｒｅａｌｔｈ１＝ｓｔｅｐｓ１ ＊０．９／（−６０／１４）；
ｒｅａｌｔｈ２＝ｓｔｅｐｓ２＊０．９／（６０７１４）；
％ 相対的な位置決め文字列をＴＭＣ―３１０に書き込む
ｆｏｒ ｉ＝１：ｌｅｎｇｔｈ（ｏｕｔｓｔｒ０）
ｆｗｒｉｔｅ（ｓ，ｉｎｔ８（ｏｕｔｓｔｒ０（ｉ）））
ｅｎｄ
％ 以下のリターンは、原点復帰関数が適切に働くために必要である。なぜなら、送ら
％れたおよび返された文字列は、各コマンドに対応する戻り文字列を得るために蓄積し
％て各コマンドの後で走査しなければならないからである。
ｏｕｔ＝ｆｓｃａｎｆ（ｓ）；
ｏｕｔ＝ｆｓｃａｎｆ（ｓ）；
ｐａｕｓｅ（０．０５）
％ この休止は、ボードがエラーのない両コマンドを扱うために必要である。
ｆｏｒ ｊ＝１：ｌｅｎｇｔｈ（ｏｕｔｓｔｒ１）
ｆｗｒｉｔｅ（ｓ，ｉｎｔ８（ｏｕｔｓｔｒ１（ｊ）））
ｅｎｄ
ｏｕｔ＝ｆｓｃａｎｆ（ｓ）；
ｏｕｔ＝ｆｓｃａｎｆ（ｓ）；
ｐａｕｓｅ（０．０５）
【００９３】
Ｖ．（ｘ，ｙ）位置を各ウェッジのための回転角に変換する関数。（ｘｙ２ｔｈ１ｔｈ２．ｍ）
％ この関数は、入力「ｘ」、「ｙ」座標を角度θｌ、θ２に変換する。このプログラム
％は、それがある位置、すなわち起源と考えられる点、から角度値を常に与える。
ｆｕｎｃｔｉｏｎ ［ｔｈｅｔａｌ， ｔｈｅｔａ２］＝ｘｙ２ｔｈ１ｔｈ２（ｘ，ｙ，ｒ）
ｎ＝ｓｑｒｔ（（ｘＡ２）＋（ｙＡ２））；
ｉｆ ｎ＜＝（２＊ｒ）
％％ 変数ｂの値およびθｌ、θ２を求める式は、数学的に計算された
ｂ＝ａｃｏｓｄ（ｓｑｒｔ（ｘＡ２＋ｙＡ２）／（２＊ｒ））；
ｔｈｅｔａｌ＝（（ａｔａｎ２（ｙ，ｘ）＊１８０）／ｐｉ）＋ｂ；
ｔｈｅｔａ２＝（（ａｔａｎ２（ｙ，ｘ）＊１８０）／ｐｉ）−ｂ；
ｅｌｓｅ
ｔｈｅｔａｌ＝（’Ｔｈｅ ｖａｌｕｅｓ ｏｆ ｘ ａｎｄ ｙ ａｒｅ ｏｕｔ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｎｅｕｖｅｒｉｎｇ ｌｉｍｉｔｓ’） （ｘ，ｙの値は操縦限界の外である）
Ｔｈｅｔａ２＝（’Ｔｈｅ ｖａｌｕｅｓ ｏｆ ｘ ａｎｄ ｙ ａｒｅ ｏｕｔ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｎｅｕｖｅｒｉｎｇ ｌｉｍｉｔｓ’） （ｘ，ｙの値は操縦限界の外である）
ｅｎｄ
【技術分野】
【０００１】
［関連出願についてのクロス・リファレンス］
本出願は、２００９年９月１４日出願の米国特許出願第６１／２４２，２０２号の優先権を主張し、その全ての開示は参照により本明細書に援用する。
【０００２】
［開示の分野］
本開示は、一般に、低侵襲手術における組織の切開、切除および／またはアブレーションのためのレーザー・ステアリングおよびフォーカシングを提供する装置、システムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
低侵襲手術の技術は、病気にかかった器官の後処理機能への最小の影響を有する信頼性の高い癌制御に対してポテンシャルを提供することができる。多くの疾患の低侵襲手術のための器具を提供することにおいて特定の進歩があった。ＣＯ２レーザー装置の使用が確立されてきて、有効かつ正確な外科用メスとして考慮されることができるにもかかわらず、それは外科医が妨害されずに組織にアクセスできる手術にまだ主に限られている（例えば、非特許文献１〜４参照）。他の全てのレーザーの中でＣＯ２レーザーの特定の利点は、それが大部分の生物組織の主要な構成要素である水によって直ちに吸収されることができるということであり得る。これは、例えば、重要な解剖学的構造の近くでＣＯ２レーザーを特に手術に役立たせながら、正常な組織に隣接して熱拡散および損傷を最小限に抑えることができる。
【０００４】
ＣＯ２レーザーは、小さい血管およびリンパ管を封止する（ありそうな出血および腫瘍からのリンパの転移の危険性を最小化する）ために用いることもできる。適切な外科光学部品とともに、ＣＯ２レーザーの組織インタラクションは、治療を危険にさらすことのない機能をたぶん保つように、正常な組織の損傷を最小にしつつ腫瘍の正確な切除のために、都合よく使われることができる。しかしながら、ＣＯ２レーザーの例示的な不利な点は、そのビームが空気以外のいかなる媒体においても進行することができそうもないことに関連し得る。ＣＯ２レーザービームはガラスまたは従来の光ファイバーに沿って伝送されることがたぶんできないので、その使用はおそらく、「見通し線」の適用に通常は制限された。そしてそれは、中空の、空気が充填した、まっすぐな堅い器具または内視鏡の下で通過することができる。したがって、この技術の内視鏡への適用およびＣＯ２レーザーは、例えば、口腔の、咽頭の、喉頭の、および頸部の腫瘍の治療にたぶん制限されてきた。
【０００５】
さらに、光ファイバー手段による体腔の内部への外科的レーザー光のいかなるタイプの伝搬も、出力密度を高く保つために例えば組織の近くにファイバースコープの先端を持ってくることによって、近いフィールドでの使用にたぶん限られていた。この種のレーザービームの柔軟な、可変的な、および正確な操作を容易にすることは、非常に困難であり得る。
【０００６】
ＣＯ２レーザーおよび他の外科レーザーの内視鏡への適用のための器具は改良および改善を受けた。しかし、逆解剖的な特徴をもつ特定の患者の喉頭および咽頭に対するアクセスはたぶん課題を提起し続けた。従来の技術のこの制限は、多くの患者（例えば、腫瘍が内視鏡ＣＯ２レーザー器具をともなう外科的切除のためのアクセスにとって比較的困難であり得る患者）に許されていない特定の手術の潜在的利益にとっての主な原因となり得る。したがって、これらの多くの患者は、従来の手術が患者の生活の質の上に有する可能性のある潜在的に破壊的な効果を回避するために、化学療法の有無にかかわらず放射線を含む非外科的オプションを用いて治療された。しかしながら、この種の非外科的な「器官を温存する」やり方は、治療後に生存する患者の暮らしを大幅に変える可能性のある永久的でかつ重大な副作用をたぶんしばしば引き起こすことがあり得る。
【０００７】
現在、手術においてＣＯ２レーザー（および他のレーザー）のより広く使われている送出方法のうちの１つは、たぶん、多関節アームを介して操作顕微鏡に連結されるマイクロマニピュレータに対してエネルギーを送出することができるレーザー光源を含んでよい「見通し線」システムである。例えば、限定空間内へレーザービームを出力するのを容易にすることができるＣＯ２外科レーザーのための中空コアの光ファイバー送出システムは、非特許文献２に記載されている（例えば、非特許文献５参照）。前述のように、ファイバーは、レーザー光源からの光を、「レーザーメス」として使われることができるその先端まで伝送することができる。しかしながら、ファイバー送出技術は、それらが見通し線技術の制限のいくつかを有し得るので、たぶん理想的ではない。加えて、ファイバー送出技術は、特定の他の課題を導くことができる。
【０００８】
例えば、見通し線送出技術と同様に、それが限定空間において使われることになっている場合、ファイバー送出技術を使用する装置を外部的に操作することは、重要であり得る。加えて、ファイバーを出るレーザービームは急速に広がり得るので、組織を切開するかまたは切除するためにファイバーはたぶん組織の近くに正確に配置されなければならない。ファイバーが遠過ぎる位置（例えば１ミリメートル以上）に配置される場合、出力密度はたぶん低下し得る。そして、レーザーメスは効果がなくなり得る。しかしながら、ファイバーの先端が組織に接触する場合、それは燃焼することができておよび／または妨げられることができる。さらに、体腔内部のファイバーの作業端部の正確な操作は、限定された閉じた空間において平坦でない組織表面の上を動いている手持ちサイズのファイバーによって導かれるレーザーを有する切開の一貫した深さを維持することの難しさのせいで、内視鏡外科医にとって挑戦的であり得る。さらに、レーザービームが遠隔操作で制御されるためには、複合的な電気機械システムを設けることはたぶん必要でなければならない。
【０００９】
内視鏡使用にたぶん適切であり得る寸法を有する特定のスキャナは、記載されている（例えば、非特許文献６〜９参照）。これらのデバイスの多くは、特に内視鏡の撮像のためにたぶん初めから設計された器具であり得て、そしてその後に、組織の修正を実行するために考慮されて、したがって変更されただけである。しかしながら、撮像スキャナおよび外科的レーザースキャナの技術的な要件は、通常、同じではなく、むしろ非常に異なることがあり得る。撮像スキャナが一般に画像を生成するために規則的な走査パターンを必要とする一方、外科的レーザースキャナは一般に、典型的なレーザー手術パターンに関係し得る別々の隣接するかつ先端の遠い点を対処するために、スキャナのランダムでかつ正確な変化を利用することができる。したがって、手術のために提供される従来の装置は、ボディに外部にスキャナの光学部品および機械制御を有するとして記載された（例えば、非特許文献６参照）。ボディの内部に挿入されるように設計された光学部品を有して、しかしボディの外部に機械制御を有する内視鏡デバイスは、記載された（例えば、非特許文献７、８参照）。これらのシステムには、特定の限界および関連する課題（例えば、外部モータから内部光学部品への位置決め力の遠隔伝送と関連した空間および時間的不正確さ）がある。加えて、撮像装置は設けられることができる。それは、機械的動きが意図的にないレーザー手術のために原理において使われることができて、そして、内在化されることができる（例えば、非特許文献９参照）。しかしながら、このデバイスは、波長可変レーザーを必要として、したがって、例えば、ＣＯ２レーザーのような外科レーザーによって作動することがたぶん可能ではない。
【００１０】
したがって、上述の欠乏および限界のうちの少なくともいくつかに対処しておよび／または克服こと、および、本明細書においてさらに詳細に説明されるように本開示による装置および方法の例示的実施形態を提供することは、必要であってよい。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】Ｐｏｌａｎｙｉ， Ｂｒｅｄｅｍｅｉ．Ｈｃ ｅｔ ａｌ． １９７０
【非特許文献２】Ｊａｋｏ １９７２
【非特許文献３】Ｍｉｈａｓｈｉ， Ｊａｋｏ ｅｔ ａｌ． １９７６
【非特許文献４】Ｇａｒｄｅｎ， Ｏｂａｎｉｏｎ ｅｔ ａｌ． １９８８
【非特許文献５】Ｔｅｍｅｌｋｕｒａｎ， Ｈａｒｔ ｅｔ ａｌ． ２００２
【非特許文献６】Ｆｏｕｎｔａｉｎ ａｎｄ Ｋｎｏｐｐ １９９２
【非特許文献７】Ｄｏｈｉ， Ｓａｋｕｍａ ｅｔ ａｌ． ２００３
【非特許文献８】Ｗｕ， Ｃｏｎｒｙ ｅｔ ａｌ． ２００６
【非特許文献９】Ｔｓｉａ， Ｇｏｄａ ｅｔ ａｌ． ２００９
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１２】
実際、本開示の特定の例示的実施形態の目的のうちの１つは、上で本明細書において記載されている例示的な課題に対処することができることであり、および／または、例えば本明細書において記載されているように従来技術と共通に関連した例示的な欠乏を克服することができることである。したがって、例えば、低侵襲手術における組織の切開、切除および／またはアブレーションのためのレーザー・ステアリングおよびフォーカシングを提供するために使用することができる本開示による例示的な装置、システム、手順および方法の特定の例示的実施形態が、本明細書において提供されて、そして記載されている。
【００１３】
本開示の１つの例示的実施形態によれば、ボディの内部に挿入されるように構成されることができる少なくとも１つの構造内において屈折しておよび／または回折するように構成されることができる少なくとも１つの光学エレメントを含むことができる例示的な装置は設けられる。ここで、光学エレメントのうちの少なくとも１つは光を第１の角度で受け入れて、光学軸（例えば、光学エレメントの中心を通過する直線）に関して第１の角度と異なることができる第２の角度で屈折光および／または回折光を生成する。屈折光および／または回折光の第２の角度を変えるために光学エレメントのうちの少なくとも１つを制御するように構成されることができる例示的な発動装置（ａｃｔｕａｔｉｎｇ ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）は、設けられることもできて、例えば、少なくとも１つの構造の範囲内で少なくとも部分的に位置することもできる。少なくとも１つの光はレーザー光であり得て、そして第２の角度は一定であり得る。光学エレメントのうちの少なくとも２つは、屈折光および／または回折光を生成するように構造化されることができる。
【００１４】
本開示の特定の例示的実施形態によれば、例示的なエレメントのうちの少なくとも１つは、ウェッジまたはプリズム、および／または格子（例えば、可変空間周波数格子、音響光学格子、固定格子、ホログラフィック透過格子、ブレーズド格子など）であり得る。例示的な装置は、屈折光および／または回折光の第２の角度を変えて、一定の第２の角度と異なる屈折光および／または回折光の一定の第３の角度を生成するために、光学エレメントのうちの少なくとも１つを制御するようにさらに構成されることができる。例示的な発動装置は、手動で、機械的に、電気的に、電気機械的におよび／または遠隔操作で制御されることができる。例えば、例示的な発動装置は、機械的および／または電気機械的装置によって、少なくとも部分的に制御されることができる。
【００１５】
少なくとも１つの光を出力するように構成されることができる例示的な光ファイバー構成は、本開示の特定の例示的実施形態により設けられることもできる。例えば、例示的な光ファイバー構成は、光を光学エレメントのうちの少なくとも１つに送出するように構成されることができる。例えば光学エレメント間の、光学エレメントと光ファイバー構成との間の、または光学エレメントの後方の光パスにおいて、光学エレメントのうちの少なくとも１つと光学的に関連する少なくとも１つのレンズは、さらに設けられることができる。
【００１６】
本開示の特定の例示的実施形態によれば、レーザー光を出力するように構成されることができるさらなる装置は設けられることができる。そしてそれは、例示的な構造における目標組織への屈折光および／または回折光の伝搬の深さを修正するように制御されることができる。例えば、さらなる装置は、アブレーション・レーザー、切開レーザーおよび／または切除レーザーを含むことができる。ボディ内に設けられるように構造化されることができて、そして、例示的な構造における目標組織からの少なくとも１つのさらなる光（例えば可視光）を受け入れるように構成されることができる受光装置が、設けられることもできる、。例えば、受光装置は少なくとも１つの光検出器を含むことができる。そしてそれは、例えば、電荷結合素子（ＣＣＤ）、ファイバーバンドルおよび／または相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）検出器であり得て、目標組織の少なくとも１つの画像を出力するように構成されることができる。
【００１７】
さらに、さらなる光を目標組織に出力するように構成されることができて、ボディの範囲内に位置するように構造化されることができる追加装置は、設けられることができる。例えば、（ｉ）ユーザ制御または（ｉｉ）自動的によって光の適用の視覚制御を容易にすることができる特定の装置が設けられることもできる。加えて、光を構造に送出するように構成されることができる外部構成は、設けられることができて、ボディから外部に位置することができる。外部構成は、連続して時間内におよび／または同時に複数の光の周波数を出力するようにさらに構成されることができる。例えば、外部構成は、波長可変レーザー装置であり得るかまたはそれを含むことができる。
【００１８】
本開示の特定の例示的実施形態によれば、光を回転運動において動かすために分散エレメントの回転中に、半径方向における角度に依存する特定の波長でその光を偏向させておよび／または屈折させるように構成されることができる少なくとも１つの分散エレメントは、設けられることができる。例えば、外部構成は、光を半径方向に動かすために光の波長を変化させておよび／または光を動かすために回転するように構成されることができる。
【００１９】
本開示の他の例示的実施形態によれば、設けられる例示的な装置は、とりわけ、光（例えばレーザー光）を反射するように構成されることができて、そして、ボディの内部に挿入されるように構成されることができる少なくとも１つの構造内に設けられることができる、複数の光学エレメントを含むことができる。例えば、光学エレメントの第１の構成は、光を第１の角度で受け入れて、光学軸に関して第１の角度と異なる第２の角度で第１の反射光を生成するように配置されるかまたは制御されることができる。光学エレメントの第２の構成は、第１の反射光を受け入れて、光学軸に関して第２の角度と異なる第３の角度で第２の反射光を生成するように構造化されることができる。
【００２０】
光の第２の角度および／または第３の角度を変えるために、光学エレメントの第１の構成および／または第２の構成を制御するように構成されることができる発動装置もまた、設けられることができて、構造の範囲内に少なくとも部分的に位置することができる。光学エレメントの第３の構成は、第２の反射光を受け入れて、光学軸に関して第３の角度と異なる第４の角度で第３の反射光を生成するように構造化されることができておよび／または制御されることができる。光学エレメントの第４の構成は、第３の反射光を受け入れて、光学軸に関して第４の角度と異なる第５の角度でボディへ向けて第４の反射光を生成するように構造化されることができておよび／または制御されることができる。発動装置は、光学軸に関して反射光の第２の角度および反射光の第３の角度を変えるために、光学エレメントのうちの少なくとも１つを制御するようにさらに構成されることができる。第１のおよび／または第２の角度は一定であり得る。発動装置は、例えば、手動で、機械的に、電気的に、電気機械的に、または遠隔操作で（例えば、機械的装置によってに少なくとも部分的に）のうちの少なくとも１つで制御されることができる。
【００２１】
第２の構成は、円筒状形状を有するために第２の反射光を生成するようにさらに構造化されることができる。第１の構成および／または第２の構成は、円錐形状を有することができる少なくとも１つの部分であることができるかまたはそれを含むことができる。例えば、第１の構成は、円錐ミラーであることができるかまたはそれを含むことができ、第２の構成は、円錐部分ミラーであることができるかまたはそれを含むことができる。第３の構成および／または第４の構成は、放物形状を有することができる少なくとも１つの部分であることができるかまたはそれを含むことができる。例えば、第３の構成は、放物部分ミラーであることができるかまたはそれを含むことができ、第４の構成は、放物ミラーであることができるかまたはそれを含むことができる。
【００２２】
本開示のさらに別の例示的実施形態によれば、レーザー・ステアリングおよびフォーカシングを提供するための例示的プロセスが提供される。そしてそれは、とりわけ、ボディ内の少なくとも１つの部分を照射するためにパターンを定めるステップ、および、発動装置を使用してパターンに基づいて少なくとも１つの光を屈折させておよび／または回折するためにハウジング内に設けられる少なくとも１つの光学エレメントを制御するステップ、を含むことができる。ハウジングはボディの内部に挿入されるように構造化されることができて、および／または、発動装置はボディの内部に挿入されるように構造化されることができる。
【００２３】
例示的プロセスは、とりわけ、光を出力するステップ、屈折光および／または回折光の角度を変えるために光学エレメントのうちの少なくとも１つを制御するステップ、および、構造における目標組織への屈折光および／または回折光の伝搬を修正するために少なくとも１つの光を制御するステップ、を含むこともできる。本開示の特定の例示的実施形態によれば、例示的プロセスは、とりわけ、光学エレメントのうちの少なくとも１つあるいは屈折光および／または回折光の少なくとも１つの位置および／または方向づけをモニタするステップ、位置および／または方向に基づいて少なくとも１つの信号を生成するステップ、および、信号に基づいて光学エレメントのうちの少なくとも１つの位置および／または方向を制御するステップ、をさらに含むことができる。
【００２４】
本開示のさらに別の例示的実施形態によれば、例示的コンピュータ・アクセス可能な媒体が提供される。そしてそれは、固定のものであることができて、ハードウェア処理装置によって実行されるときに、ハードウェア処理装置を特定の手順を実行するように構成する、レーザー・ステアリングおよびフォーカシングを提供するための、コンピュータ実行可能命令を格納することができた。その特定の手順は、例えば、ボディ内の少なくとも１つの部分を照射するためにパターンを定めるステップ、および、発動装置を使用してパターンに基づいて少なくとも１つの光を屈折および／または回折させるために、ハウジング内に設けられる少なくとも１つの光学エレメントを制御するステップである。ハウジングおよび／または発動装置は、ボディの内部に挿入されるように構造化されることができる。
【００２５】
例示的な処理装置は、少なくとも１つの光を出力するように、光学軸に関して屈折光および／または回折光の角度を変えるために光学エレメントのうちの少なくとも１つを制御するように、および／または、ボディ内の目的位置への屈折光および／または回折光の伝搬の位置を修正するために光の少なくとも１つの特性を修正することによってソース装置を制御するように、ソース装置を制御するためにさらに構成されることができる。加えて、本開示の特定の例示的実施形態によれば、例示的な処理装置は、光学エレメントのうちの少なくとも１つあるいは屈折光および／または回折光の位置および／または方向づけをモニタするようにさらに構成されることができて、位置および／または方向づけに基づいて少なくとも１つの信号を生成するようにさらに構成されることができて、および、信号に基づいて、光学エレメントのうちの少なくとも１つの位置および／または方向を制御するようにさらに構成されることができる。
【００２６】
本開示のさらに別の例示的実施形態によれば、例示的プロセスは、ボディの範囲内で目標組織へのレーザーのステアリングおよび／またはフォーカシングを容易にすることができる。そしてそれは、とりわけ、ボディの範囲内の位置からボディの範囲内で目標組織の位置を決めるステップ、および、ボディの内部に挿入されるハウジングを有する特定の装置を使用して目標組織に関するデバイスの位置を確立するステップ、を含むことができる。例示的プロセスは、少なくとも１つの電磁放射でカットされるパスを組織の画像を通じてトレースすること、少なくとも１つの電磁放射によって遂行される領域を定めること、および／または少なくとも１つの電磁放射の位置をリアルタイムに制御すること、によって制御データを生成するステップを含むこともできる。さらに、例示的プロセスは、ハウジング内に設けられる少なくとも１つの発動装置で、少なくとも１つの光を屈折および／または回折させるために、制御データに基づいて、ハウジング内に設けられる少なくとも１つの光学エレメントを制御するステップを含むことができる。少なくとも１つの光はレーザー光であり得る。そして、パスは所定パターンに基づくものであり得る。
【００２７】
本開示のさらに別の例示的実施形態によれば、例示的コンピュータ・アクセス可能な媒体は提供されることができる。そしてそれは、固定のものであることができて、ハードウェア処理装置によって実行されるときに、ハードウェア処理装置を特定の手順を実行するように構成する、ボディの範囲内で目標組織へのレーザーのステアリングおよび／またはフォーカシングのための、コンピュータ実行可能命令を格納することができた。その特定の手順は、例えば、ボディの範囲内の位置からボディの範囲内で目標組織の位置を決めるステップ、および、ボディの内部に挿入されるハウジングを有する特定の装置を使用して目標組織に関するデバイスの位置を確立するステップである。コンピュータ実行可能命令を用いて実行される例示的な手順は、組織の画像を通じて少なくとも１つの電磁放射でカットされるパスをトレースすること、少なくとも１つの電磁放射によって遂行される領域を定めること、および／または少なくとも１つの電磁放射の位置をリアルタイムに制御すること、によって制御データを生成するステップをさらに含むことができる。さらに、例示的な命令は、ハウジング内に設けられる少なくとも１つの発動装置で、例えば、少なくとも１つの光を屈折または回折のうちの少なくとも１つを行わせるために、制御データに基づいて、ハウジング内に設けられる少なくとも１つの光学エレメントを制御するように処理装置を構成することができる。少なくとも１つの光はレーザービームであり得る。そして、パスは所定パターンに基づくものであり得る。
【００２８】
本開示の例示的実施形態のこれらのおよび他の目的、特徴および利点は、添付の請求の範囲を参照しながら、本開示の例示的実施形態の以下の詳細な説明を読むと、明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
本開示およびその利点のより完全な理解のために、添付図面を参照して以下の説明がなされる。
【図１】図１は、本開示の例示的実施形態による内視鏡レーザーメス・システムの概略図である。
【図２】図２は、本開示の第１の例示的実施形態による図１の例示的なレーザーメス・システムのレーザー走査内視鏡ヘッドの透視図である。
【図３Ａ】図３Ａは、図２に示すレーザー走査内視鏡ヘッドの例示的実施形態に含まれ得る光学エレメントの側面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図３Ａの例示的な光学エレメントを用いて発生する例示的な走査ジオメトリの具体例である。
【図４Ａ】図４Ａは、本開示の第２の例示的実施形態によるレーザー走査内視鏡ヘッドに含まれ得る光学エレメントのスケッチである。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図４Ａの例示的な光学エレメントによって発生する例示的な走査ジオメトリの具体例である。
【図５Ａ】図５Ａは、本開示の第３の例示的実施形態によるレーザー走査内視鏡ヘッドに含まれ得る特定の光学エレメントのスケッチである。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図５Ａの例示的な光学エレメントによって発生する例示的な走査ジオメトリの具体例である。
【図６Ａ】図６Ａは、本開示の第４の例示的実施形態によるレーザー走査内視鏡ヘッドに含まれ得るさらに他の光学エレメントのスケッチである。
【図６Ｂ】図６Ｂは、図６Ａの例示的な光学エレメントによって発生する例示的な走査ジオメトリの具体例である。
【図７Ａ】図７Ａは、本開示の第５の例示的実施形態によるレーザー走査内視鏡ヘッドに含まれ得るさらなる光学エレメントの具体例である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図７Ａの例示的な光学エレメントによって発生する例示的な走査ジオメトリの具体例である。
【図８Ａ】図８Ａは、本開示の第６の例示的実施形態によるレーザー走査内視鏡ヘッドに含まれ得るさらに別の光学エレメントの具体例である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、図８Ａの例示的な光学エレメントによって発生する例示的な走査ジオメトリの具体例である。
【図９Ａ】図９Ａは、本開示の例示的実施形態による内視鏡レーザーメス・デバイスの具体例およびそのヘッド部分のカットアウト図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、本開示の他の例示的実施形態による内視鏡レーザーメス・デバイスの具体例およびそのヘッド部分のカットアウト図である。
【図１０】図１０は、本開示の例示的実施形態によるレーザー走査内視鏡ヘッドをその代表的な寸法と共に示す側面の断面図である。
【図１１】図１１は、本開示の例示的実施形態によるサーボ制御位置決めシステムの透視図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、本開示の例示的実施形態による例示的な走査ジオメトリの具体例である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、本開示の他の例示的実施形態による例示的な走査ジオメトリの具体例である。
【図１３Ａ】図１３Ａは、本開示の例示的実施形態によるデバイスまたは装置によって発生する例示的な走査パターンの例示的な画像である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、本開示のさらに別の例示的実施形態による例示的な走査ジオメトリの具体例である。
【図１３Ｃ】図１３Ｃは、本開示の例示的実施形態によるさらに例示的な走査パターンの具体例である。
【図１４】図１４は、本開示のさらなる例示的実施形態によるデバイスの側面図である。
【図１５】図１５は、本開示のさらに別の例示的実施形態によるシステムのブロック図の具体例である。
【図１６】図１６は、本開示の特定の例示的実施形態による例示的な手順のフロー図である。
【図１７】図１７は、本開示のさらなる例示的実施形態による例示的な手順のフロー図である。
【００３０】
図の全体にわたって、同一の参照番号および文字は、特に明記しない限り、例示の実施形態の同様の特徴、エレメント、コンポーネントまたは部分を意味するために用いる。さらに、主題の開示が図を参照してここで詳述されるとはいえ、それは実施形態と関連してそのようにされる。開示の主題の真の範囲および精神から逸脱することなく、記載されている実施形態に変更および修正がなされ得ることが意図される。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
上述の欠乏の少なくともいくつかに対処しておよび／または克服するために、デバイス、装置（ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）、装置（ａｐｐａｒａｔｕｓ）、固定コンピュータ・アクセス可能な媒体および方法の例示的実施形態は、本開示により提供されることができる。例えば、レーザーを導くために外科医によって遠隔操作で制御されることができる小さい例示的なスキャナを体腔内に導入することは、可能である。レーザーは、体腔内に伝搬されることができて、例えば、２つ以上の小さい回転する光学ウェッジを使用して組織を通じて走査されることができる。例えば、Ｒｉｓｌｅｙプリズム対と呼ばれることがあり得る１つの例示的なプリズム装置を使用する場合の１つの利点は、それが、例えば光ファイバーの直径よりもそれほど大きくない（１０ｍｍ未満）非常に小さいプロフィールによって製造されることができて、そして、それが、内視鏡の先端に配置されることができることである。光を集束して、組織に伝搬される出力密度を改良しておよび／またはデバイスの作動の深さを調整するために、１つ以上のレンズは使用されることができる。装置／システムのこの種の例示的実施形態を使用することは、可撓性のまたは堅い導管によって比較的アクセス困難な体腔の内部に伝搬されるレーザーの正確な操作を容易にすることができる。この例示的実施形態は、多関節アームおよび／または直線、見通し線のレーザー伝搬手順／装置によって利用されることもできる。
【００３２】
例えば、システムの例示的実施態様は、撮像デバイスを含むことができる。それは、ライブの内視鏡画像をユーザ（例えば外科医）に提供するためにスキャナの次に、その近くにおよび／またはそれに固定して設けられることができる例えばビデオカメラである。そして、そのユーザは組織の画像上の特定の走査パスを確立するためにビデオ上のグラフィックをトレースすることができる。パスは、それから、組織上に適切な速度および軌跡を有する走査を生成するために適切なウェッジの動きに変換されることができる。代わりにまたは加えて、ユーザは、ビデオモニタ上に表示されるように、ビデオストリームからポインタまたはジョイスティック（またはマウス、タッチスクリーン、デジタルペン、トラックボールなど）によって直接にレーザー・パスおよび伝搬を制御することができる。例示的システムは、作動の異なる深さに適応するために組織上のビームの焦点を変化させるように構成されることもできてまたは構造化されることもできる。したがって、体腔内のレーザーのリアルタイム三次元制御を容易にする。
【００３３】
本開示によるデバイス、システム、装置（ａｐｐａｒａｔｕｓ）、固定コンピュータ・アクセス可能な媒体および装置（ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）の例示的実施形態を使用する例示的なレーザー送出は、複数の構成を実施（ｉｍｐｌｅｍｅｎｔ）しておよび／または利用するために設けられることができる。例えば、１つ以上のダクトおよび／またはチャネルを含むことは可能である。そしてそれは、例えば、フォトニック・バンドギャップのためのダクトおよび／またはＣＯ２レーザー送出のための中空コアのファイバーを含む。レーザーの送出のための直接の、見通し線の構成を含むこと、および／または、本開示による特定の例示的システムを有する多関節アーム送出メカニズムを利用することもまた、可能である。例えば、本開示によるデバイス、システム、装置（ａｐｐａｒａｔｕｓ）、固定コンピュータ・アクセス可能な媒体および装置（ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）の例示的な構成は、焦点を制御するために例えば負のレンズを動かすことによって実行される深さ調整を提供することができる。特定の例示的な構成は、いくつかのまたはすべての光ファイバーから独立し得る。例えば、本開示によるデバイス、システム、装置（ａｐｐａｒａｔｕｓ）、固定コンピュータ・アクセス可能な媒体および装置（ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）の特定の例示的実施形態は、手術を実行する際に使われることができるいくつかのまたは全ての波長によって作動することができるさまざまな特定の電磁放射ソースを利用することができる。そしてそれは、例えば、Ｎｄ：ＹＡＧ＠１０６４ｎｍ、ＡｒｇｏｎおよびＫｒｙｐｔｏｎ Ｉｏｎ＠４８８ｎｍおよび６８４ｎｍなどを含む。さらに、本開示の特定の例示的実施形態によれば、内視鏡ヘッドおよびボディは生体適合材料から成ることができる。そしてそれは、例えば、比較的簡単なクリーニングおよび殺菌を容易にすることができる。
【００３４】
図１は、本開示の例示的実施形態による内視鏡レーザーメス・システムの線図を示す。図１に示す例示的な内視鏡レーザーメス・システムは、喉頭鏡または内視鏡１０５の先端に取り付けられるレーザー走査内視鏡ヘッド１００を含むことができる。喉頭鏡または内視鏡のレーザー走査内視鏡ヘッドの例示的実施形態は、図２〜図１１を参照して本明細書においてさらに記述される。内視鏡ヘッド１００の例示的な撮像デバイスは、モニタおよび／またはスクリーン１２０上に例えばユーザ読取り可能なフォーマットで画像を表示することができるプロセッサ１１５に、ビデオストリームを通じて体腔（ｂｏｄｙ ｃａｖｉｔｙ）１１０内の組織の静止、ライブ、または動く内視鏡画像をリレーすることができる。ユーザ（例えば外科医）は、入力デバイス１２５を利用することができる。そしてそれは、所望のレーザーカットのパスのグラフィック表示を有するライブ画像を重ねるために用いることのできるグラフィック入力デバイス（例えばマウス、ジョイスティック、タッチスクリーン、デジタルペン、トラックボール、その他）であり得る。コンピュータ制御装置１３０は、ディスプレイ上のグラフィック・パスのデカルト座標を、スキャナ制御１３５に送ることができるスキャナ用の角度座標に変換するために、プログラムされることができおよび／または起動されることができる。スキャナ制御１３５は、座標を内視鏡ヘッド１００内のモータに送信可能な電気指令信号に変換することができる。スキャナ制御１３５はまた、レーザー１４０を起動させることができ、そして、例えば、光ファイバー１４５または他のレーザー伝搬システムを通ってスキャナに伝搬されるレーザー光の強度を制御することができる。
【００３５】
本開示の特定の例示的実施形態によれば、モータは、例えば、ユーザによるスキャナの直接制御を提供するために、グラフィック入力デバイスのリアルタイムの動きに応答して作動することができる。フレキシブルな内視鏡（例えば内視鏡１０５）の代わりに、堅い操作性の（ｒｉｇｉｄ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ）喉頭鏡を利用することも可能である。図１に示すように、本開示による例示的システムは、コンピュータ制御（例えばコンピュータ制御１３０）によって制御されることができ、そして、レーザー（例えばレーザー１４０）の強度を調整するために用いることができる、電気光学減衰器を含むことができる。光ファイバー１４５は、シングルモード光ファイバーであり得る。あるいは、光ファイバー１４５は、マルチモード光ファイバーであり得る。さらに、例えば、光ファイバー１４５は、中空コアまたはフォトニック・バンドギャップ光ファイバーであり得る。本開示の特定の例示的実施形態によれば、内視鏡走査ヘッド１００へのレーザーの直接の伝搬または多関節アームによるレーザーの伝搬は、光ファイバー１４５の使用と関連して、またはそれに代えて、使われることができる。スキャナ制御ユニット１３５を走査ヘッド１００内に位置するローカル・プロセッサと接続するために、無線周波数（またはそのバンドを含む無線周波数）を使用することも可能である。加えて、デバイスを作動する電力を提供するために、走査ヘッド１００内（または付近）に位置することができるローカル電源（例えばバッテリ）を使用することは、可能である。さらに、内視鏡走査ヘッド１００の内部にまたはその範囲内に、レーザー源１４０を組み込むかまたは含むことは、可能である。したがって、本開示の特定の例示的実施形態によれば、ボディの外側にいかなる物理的接続もなしに例示的なデバイスを作動させることは、可能である。または、外部レーザー光源を使用する場合、ボディの外側に対する唯一の物理的接続はレーザー光の伝搬のためにある。
【００３６】
図２は、本開示の第１の例示的実施形態による図１の例示的なレーザーメス・システムのレーザー走査内視鏡ヘッドの透視図を示す。例えば、図２に示すレーザー走査内視鏡ヘッドは、１つ以上の例示的な透過性エレメント２１０および２２５（例えば屈折および／または回折エレメント）を有することができる。そして、それらの中心は光学軸２００上に合わせられる。少なくとも１つの光ビーム２０５は、光学軸２００に関して第１の角度Φ１で第１のエレメント２１０上に入射する光伝搬機構／装置２０６によって伝搬されることができる。図２に示すように、光ビーム２０５は、例示的な第１のエレメント２１０によって屈折することができるかまたは回折することができ、そして、光学軸２００に関して異なる第２の角度Φ２で現れる。光ビーム２０５はまた、光学軸２００周りの第１のエレメント２１０の回転角φ１に依存している光学軸周りの回転角および／または方位角を有する第１のエレメント２１０から現れることもできる。回転角φ１は、例えば、サーボ制御位置決め装置におけるモータ２１５および角度位置センサ２２０上で作動することができておよび／またはによって制御されることができる。例示的なモータ２１５は、１つの例示的実施形態による内視鏡ヘッド内に、またはそれに隣接して設けられることができる。
【００３７】
図２にさらに示すように、例示的な第２のエレメント２２５は、光学軸２００に関して第１の角度Φ２で光を受け入れることができて、結果として生じる光ビーム２０５が光学軸に関して第３の角度Φ３で、そして光学軸２００周りの回転および／または方位角をともなって現れるように、光ビーム２０５のさらなる屈折または回折を誘発することができる。この例示的な装置によれば、光ビーム２０５が第２のエレメント２２５から現れる光学軸２００周りの回転角φ１は、例えば、サーボ制御位置決め構成において作動される第２のモータ２３０および第２の角度位置センサ２３５によって作動することができておよび／または制御されることができる第２のデバイス２２５の他の回転角φ２に依存する。したがって、第２のエレメント２２５から現れる光の角度には、図２に示す例示的な装置によれば、以下の依存があり得る：Φ３（Φ１、φ１、φ２）。
【００３８】
加えて、例示的なフォーカシング・エレメント２４０は、図２に示す例示システムに含まれることができる。特に、図２に示す例示的な装置は、フォーカシング・エレメント２４０が、例えば、体腔の目標組織上に光ビーム２０５を合焦させるために２つのエレメント２１０、２２５に続くように、構成されることができる。図２に示されて本明細書において記述されているコンポーネントは、構造および／またはハウジング２５０内に収納されることができるかまたは位置することができる。そしてそれは、本開示による例示的なデバイスが利用可能な人間、動物または他の任意の生物の体腔の内部に挿入されるように構成されることができて、サイズ設定されることができておよび／または構造化されることができる。
【００３９】
図３Ａは、本開示の第１の例示的実施形態による図１の例示的なレーザーメス・システムのレーザー走査内視鏡ヘッドの機能的具体例を示す。例示的な光学エレメント３００、３１０は、各々、例えば、光学ウェッジまたはプリズムまたは回折格子、あるいはそれらの任意の組み合わせおよび／またはハイブリッドであり得る。レーザー走査内視鏡ヘッドの特定の例示的実施形態によれば、図２に示す光学エレメント２１０、２２５は、図３に示す光学エレメント３００、３１０と同じかまたは実質的に類似であり得る。
【００４０】
図３Ｂは、図３Ａの例示的な光学エレメントを使用して発生する例示的な走査パターン３２０の具体例を示す。図３Ｂに示すように、走査パターン３２０（例えば走査領域）は、第２のエレメント２２５から現れる光ビーム２０５によって定義されることができて、したがって、光学エレメント２１０、２２５の回転角φ１、φ２にそれぞれ依存している。
【００４１】
図４Ａは、本開示の第２の例示的実施形態によるレーザー走査内視鏡ヘッド内に含まれることができるさらなる光学エレメントの側面図を示す。図４Ａに示す例示的な光学エレメント４００、４１０は、図２に示す例示的なレーザー走査内視鏡ヘッドとしての基本的な構成と同じかまたは類似の構成を有する例示的なデバイスにおいて用いられることができる。しかしながら、図４Ａに示すデバイスの例示的実施形態によれば、第１の光学エレメント４００は、可変ピッチを有する固定の（例えば、回転しない）格子であり得る。例えば、第１の光学エレメント４００は、音響光学デバイスまたは液晶デバイスであり得る。光学エレメント４００は、格子ピッチｖを変化させることによって、回折光ビームの第２の角度Φ２を修正することができる。図４Ａにも示すように、第２の光学エレメント４１０は、光学ウェッジまたはプリズムあるいは、回折光の屈折および／または回折を誘発するために光学軸周りに回転することができる回折格子であり得る。例示的な光学エレメント４００，４１０は、それらの中心を光学軸上に合わせられることができる。
【００４２】
図４Ｂは、図４Ａの例示的な光学エレメント４００、４１０によって発生する例示的な走査パターン４２０の具体例を示す。図４Ｂに示すように、結果として生じる走査パターン４２０は、第１の光学エレメント４００の固定格子の方向（ｒｕｌｉｎｇ）に直交する長軸を有する楕円であり得る。
【００４３】
図５Ａは、本開示の第３の例示的実施形態によるレーザー走査内視鏡ヘッド内に含まれることができる特定の光学レイアウトの側面図を示す。図２に示す例示的なレーザー走査内視鏡ヘッドの基本的な構成またはそれに類似の基本的な構成に基づいて、本開示による例示的なデバイスは、図５Ａに示すように、単一の光学エレメント５００を備えることができる。例えば、光学エレメント５００は、可変ピッチの単一の回転回折格子（例えば、音響光学デバイスまたは液晶デバイス）であり得る。回折される角度（または仰角）Φ２は、格子ｖのピッチを修正することによって変化することができる。光学軸周りの角度（または方位角）は、光学エレメント５００を角度φだけ回転させることによって変化することができる。
【００４４】
図５Ｂは、図５Ａの例示的な光学エレメント５００によって発生する例示的な走査パターン５２０の具体例である。図５Ｂに示すように、図５Ａに示す本開示によるデバイスの例示的実施形態から結果として生じる走査パターン５２０は、円であり得る。円５３０の半径は、光学エレメント５００の格子ピッチに依存することがあり得る。
【００４５】
図６Ａは、本開示の第４の例示的実施形態によるレーザー走査内視鏡ヘッドに含まれることができるさらに別の光学エレメント装置の側面図を示す。図６Ａに示す例示的な光学エレメント６００、６１０はまた、図２に示す例示的なレーザー走査内視鏡ヘッドの基本的な構成と同じかまたは類似の基本的な構成を有する例示的なデバイスにおいて用いられることもできる。しかしながら、図６Ａに示すデバイスの例示的実施形態によれば、光学エレメント６００、６１０は、両方とも、固定の（例えば、回転しない）、そして、それぞれ可変ピッチｖ１、ｖ２の直交する回折格子（例えば、音響光学デバイスまたは液晶デバイス）であり得る。図６Ａに示すように、光学エレメント６１０から現れる光ビームの回折された角度ｃｂ３は、光ビームの入射角ｄｐｉ、および光学エレメント６００、６１０のそれぞれの格子ピッチｖ１、ｖ２に依存していることがあり得る。したがって、例えば、本開示の特定の例示的実施形態によれば、光学エレメントの位置および／または方向づけを修正しておよび／または制御するためにいかなるアクチュエータ、モータおよび／またはセンサも使用することなく格子のピッチを修正しておよび／または制御することによって、ボディ内の目標位置への屈折光および／または回折光の伝搬の位置を修正することは、可能である。
【００４６】
図６Ｂは、図６Ａの例示的な光学エレメント６００、６１０によって発生する例示的な走査パターン６２０の具体例を示す。図６Ｂに示すように、この実施形態の結果として生じる走査パターン６２０は、光学エレメント６００および６１０の２つの格子のピッチｖ１およびｖ２にそれぞれ依存するデカルト座標についての矩形である。
【００４７】
さらに、本開示の特定の例示的実施形態によれば、例えば、光学エレメントの位置および／または方向づけを修正しておよび／または制御するためにいかなるアクチュエータ、モータおよび／またはセンサも使用することなく入射光ビームの少なくとも１つの特性（例えば、光の振動数および／または波長）を修正しておよび／または制御することによって、ボディ内の目標位置への屈折光および／または回折光の伝搬の位置を修正することは、可能である。
【００４８】
図７Ａは、本開示の第５の例示的実施形態によるレーザー走査内視鏡ヘッド内に含まれることができるさらなる光学装置の側面図を示す。図７Ａに示す例示的な光学エレメント７００、７１０は、図２に示す例示的なレーザー走査内視鏡ヘッドの基本的な構成と同じかまたは類似の基本的な構成を有する例示的なデバイスにおいて用いられることができる。同様に、図４Ａに示す構成に対して、第１の光学エレメント７００は、可変ピッチを有する固定の（例えば、回転しない）格子であり得る。そして、第２の光学エレメント７１０は、光学ウェッジまたはプリズムあるいは固定ピッチの回折格子であり得る。同様に、図４Ａに示す構成に対して、第２の光学エレメント７１０は、回折ビームの屈折または回折を誘発するために、光学軸に関して回転することができる。図４Ａに示す例示的な構成とは異なり、しかしながら、図７Ａに示す例示的実施形態によれば、回折光ビームの第２の角度Φ２（仰角）は、入射光ビームの周波数および／または波長を修正することによって変化することができる。
【００４９】
図７Ｂは、図７Ａの例示的な光学エレメント７００、７１０によって発生するさらなる例示的な走査パターン７２０の具体例を示す。図７Ｂに示すように、図７Ａに示す本開示によるデバイスの例示的実施形態の結果として生じる走査パターン７２０は、例えば、格子方向に直交する長軸を有する楕円であり得る。
【００５０】
図８Ａは、本開示の第６の例示的実施形態によるレーザー走査内視鏡ヘッド内に含まれることができるさらに別の光学装置の側面図を示す。図８Ａに示す本開示によるデバイスの例示的実施形態は、可変の周波数／波長の入射光ビームについては、図７Ａに示す例示的なデバイスの例示的実施形態と類似の構成を有する。図７Ａに示す例示的な構成とは異なり、しかしながら、図８Ａに示す例示的な構成は、単一の光学エレメント８００（光学ウェッジまたはプリズムであり得る）、または回折光ビームの１回転方位角を誘導するために光学軸周りに回転することができる固定ピッチの回折格子を有する。
【００５１】
図８Ｂは、図８Ａの例示的な光学エレメント８００によって発生する例示的な走査パターン８２０の具体例である。図８Ｂに示すように、図８Ａに示す本開示によるデバイスの例示的実施形態の結果として生じる走査パターン８２０は、円を描くことがあり得る。
【００５２】
図９Ａは、本開示の例示的実施形態による内視鏡レーザーメス・デバイスおよびそのヘッド部分のカットアウト図の具体例を示す。図９に示すように、例示的なデバイスは、ＣＯ２赤外線レーザービームを内視鏡走査ヘッド９００に伝搬することができる中空コア光ファイバー９４５を含む。例示的なデバイスは、レーザーおよび／または光が負のレンズ９０５によって最初に発散されることができて、それから、光学プリズムまたはウェッジ９１５、９６０を走査する開口を充填するために正のレンズ９１０によってコリメートされることができるように、構成されることができる。第１の走査光学プリズムまたはウェッジ９１５は、ベアリング９２５のアレイによって適切な位置に保たれてよい剛性リング（またはリング・マウント）９２０上に搭載することができる。リング９２０は、例えば、超音波モータ９３０によって回転することができる。磁気リング９３５は、剛性リング９２０に取り付けられることができる。そして、磁気リング９３５の位置は、例えばホールセンサアレイ９４０によって、測定されることができておよび／またはモニタされることができる。超音波モータ９３０およびホール位置センサ９４０は、スキャナ制御ユニット（例えば、図１に示すスキャナ制御ユニット１３５）から送出されることができる運動コマンドに応答して、例えばローカル・プロセッサ９５０によってサーボ・ループ構成において制御されることができる。運動コマンドは、信号バス９５５あるいは、多種多様の他の有線および／または無線通信システムおよびプロトコルを介して送出されることができる。
【００５３】
図９Ａにさらに示すように、第２のウェッジまたはプリズム電子光学機械ユニット／装置９６０は、第１の機械ユニットに追随することができ（例えば、光源から離れてより遠くに位置する）、そして、第２のプリズム、搭載リング、ベアリングアレイ、リング磁石およびホール位置センサを含んでよい。第２の機械ユニット／装置９６０は、ローカル・プロセッサ９５０によって、サーボ制御下にあることもできる。フォーカシング用の正のレンズ９６５は、内視鏡ヘッドを体腔に接続することができて、内視鏡走査ヘッドの作動距離、作動領域および解像度を定めることができる。
【００５４】
図９Ａに示す内視鏡レーザーメス・システム、デバイス、装置および配置構成の例示的実施形態によれば、スキャナ光学部品のいくつかまたは全ては、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）から成ることができて、ＣＯ２レーザー光の用途に構成されることができる。当業者は本明細書における教示からみて他の材料が使用可能であると理解することができるけれども、使用可能な他の材料と比較して比較的低いバルク吸収係数および良好な反射防止特性のせいで、ＺｎＳｅの使用は好ましいといえる。
【００５５】
内視鏡ヘッドは、スキャナに隣接して、およびスキャナと一定の関係をもって、ファイバースコープ９７０および／または他の内視鏡撮像デバイスを含むことができる。ファイバースコープ９７０は、例えば、図１に示すビデオプロセッサ１１５およびディスプレイ１２０のような外部のビデオプロセッサおよび画像ディスプレイにライブビデオをリレーするのと同様に、体腔内の組織サンプルへの照明を提供するかまたは促進するように構成されることができる。ビデオ画像と関連したデータおよび／または情報はまた、記憶装置および／または記憶デバイスに格納されることもできる。そしてそれは、例えば、次のディスプレイおよび／または処理のためのハードウェアの固定コンピュータ・アクセス可能な媒体を含むことができる。
【００５６】
本開示のシステム、デバイス、装置および配置構成の特定の例示的実施形態によれば、ファイバースコープ９７０と平行（または実質的に平行）に構成される１つ以上の追加チャネルは、内視鏡ヘッド内に設けられることができる。この種の追加チャネルは、サイズおよび／または断面形状において変化されることができ、そして、例えば、体腔から液体、ガスおよび／または小さい固体の送出および／または除去を提供するために構成されてよくおよび用いられてよい。例えば、追加チャネルはまた、他の外科用器具、デバイス、ツール、検出器および／またはセンサ、などの挿入および除去のために構成されることもできておよび／または用いられることもできる。
【００５７】
図９Ａに示すシステム、デバイス、装置（ａｐｐａｒａｔｕｓ）および装置（ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）の例示的実施形態によれば、内視鏡ヘッドは、プーリーシステム９８５および外部操作レバーロック９９０による内視鏡走査ヘッドのパンの動きを提供することができる可動カップリング９８０を有する、ＫｌｅｉｎｓｔａｓｓｅｒまたはＳｔｅｉｎｅｒオペレーティング喉頭鏡９７５の先端に取り付けることができる。内視鏡走査ヘッドをフレキシブルな内視鏡（例えば胃内視鏡またはＳ字結腸鏡）に搭載することも、可能である。ファイバースコープの使用に代えて（またはそれとともに）、画像センサ（例えば、ＣＣＤまたはＣＭＯＳ画像チップ）は、例えば、組織のライブ画像を提供するために例示的な走査ヘッドの内部に組み込まれることができる。別々の光パスもまた、例示的な走査ヘッド９００内に設けられることができる。
【００５８】
さらに、本開示の他の例示的実施形態によれば、デバイスのより大きな制御をユーザ（例えば手術医）に提供するために用いることができる体腔内の組織の立体画像を生成するために、２つ以上の撮像デバイス（例えば検出器チップ、撮像デバイスおよび／またはファイバースコープ）を例示的な走査ヘッドに取り入れることは、可能である。この種の例示的実施形態によれば、前方のフォーカシングレンズは、例えば、作動距離、操作フィールドおよび走査ヘッドのレーザースポット・サイズを修正するように調整されることができる。例えば、遠隔医療におけるシステム、デバイス、装置（ａｐｐａｒａｔｕｓ）および装置（ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）のこの種の例示的実施態様の使用を提供するために、本開示によるシステム、デバイス、装置（ａｐｐａｒａｔｕｓ）および装置（ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）の特定の例示的実施形態を使用して、電気機械装置により遠隔に走査ヘッド９００を位置決めするために構成されるかまたは構造化されることもまた、可能である。オフサイトに位置するユーザが例示のシステム、デバイス、装置（ａｐｐａｒａｔｕｓ）および装置（ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）を遠隔に制御しておよび／または使用することを促進するために、通信インタフェースは、例えば、リアルタイムの直通通信および／またはインターネットを介した通信を容易にするために用いることができる。シミュレーションおよび／または予めプログラムされた手順の実施（ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ）はまた、オフサイトに位置するユーザから生じることがあり得るいかなるタイムディレイも克服して、さもなければ特定のタイム・クリティカルな動作の実行に可能な問題点を持ち出すために用いることもできる。例えば、動作中にいかなる不必要な動きも補償するために、加速度計および／またはスタビライゼーション・システムをスキャナ・ヘッドに組み込むかまたは含むことも可能である。
【００５９】
図９Ｂは、本開示の他の例示的実施形態による内視鏡レーザーメス・デバイス９０１の具体例およびそのヘッド部分９０２のカットアウト図を示す。ＣＯ２レーザー送出のための中空コアファイバーは、本開示の特定の例示的実施形態による内視鏡レーザーメス・デバイス９０１のために使われることができる。スキャン光学部品に加えて、他のエレメント／コンポーネント／装置（ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）を含んでおよび／または利用することもまた可能である。そして、この種の他のエレメント／コンポーネント／装置（ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）は、例えば、スキャン光学部品に隣接して位置することができる。例えば、これらの他のエレメント／コンポーネント／装置（ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）は、例えば、（ａ）照明チャネル９０３（例えば、光ファイバーまたはＬＥＤ）、（ｂ）ビデオチャネル９０４（例えば、ＣＣＤおよび／またはファイバーバンドルを含むことができる）、（ｃ）レーザー伝搬チャネル９０５（例えば、シングルまたはマルチモード光ファイバー、多関節アーム伝搬構成または見通し線伝搬構成）、（ｄ）２つ以上の別々のおよび独立した光走査エレメント９０７、９０８にとって使用することができる電気機械制御チャネル９０６、（ｅ）エレメント９０９（例えば、フォーカシングおよび／または補正光学系）を形成してかつフォーカシングする他の同軸光ビーム、（ｆ）内視鏡ヘッドの位置決めおよび／または方向づけのために使用することができるリモートコントロールシステム（例えば、角度制御ワイヤおよびプーリを含むことができる）、および、（ｇ）例えば、流体、ガス、小さい固体および／または他の機器、デバイスおよびツールのデリバリおよび／または除去のために使用することができる追加チャネル、作動ダクトおよび／または機器、を含むことができる。
【００６０】
図９Ｂに示すように、光学エレメント９０７、９０８（例えば光学ウェッジおよび／またはプリズム）の回転および制御は、本開示の特定の例示的実施形態による内視鏡ヘッド９０２内に位置することができるかまたは設けられることができ、そして、例えば、小型化および精度のための本開示のさらなる例示的実施形態による特定の例示的な方法および手順を実行するために構成され／構造化されることができる。例えば、遠隔で制御することができる内視鏡ヘッド９０２内に位置するマイクロモータおよび／またはアクチュエータを使用して、これは達成されることができる。光学エレメント９０７、９０８は質量または重量をほとんど有することができないので、内視鏡ヘッド９０２内の小さいアクチュエータを使用することは可能であり、そして、本開示の例示的実施形態による例示的なデバイス、システム、装置および／または装置（ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）の精度および速度を維持することは可能である。例えば、例示的な機械システムは、ビデオ画像およびポインティングデバイスを有するユーザの（例えば外科医の）インタラクションに応答して、例えば、加速、反転および反復を含む、ウェッジ９０７、９０８の単純なおよび複雑な移動および／または回転を制御するために用いることができる。例示的な撮像および照明チャネルは、例えば、内視鏡ヘッドの前方ほぼ２ｃｍ〜１０ｃｍの深さに１フィールド２００本（またはより多く）の内視鏡画像の検索および生成を容易にするために設けられることができる。画像スクリーンのデカルト空間と当業者によって理解されるべき例示的な光学エレメントのデュアルアングルスペースとの数学的関係は、例示的な結果を促進することができる。
【００６１】
加えて、本開示の特定の例示的実施形態によれば、光検出器および／または分析器は、スキャナ・ヘッドに取り入れられることができる。手術用のレーザーメスからの散乱光および／または組織から反射した光を分析するために、情報および／またはデータは、光検出器から得ることができてリアルタイムに表示することができ、処理することができておよび／または記憶装置および／または記憶デバイスに格納することができ、そしてリアルタイムにまたはその後に使用することができる。この種の例示的なデータ、情報および／または分析は、例えば、レーザーデバイス、システム、方法、装置（ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）および／または装置（ａｐｐａｒａｔｕｓ）のパフォーマンスならびにレーザー手術の効果を評価しておよび／または論評するために用いることができる。
【００６２】
特定のタイプの光学エレメントが本明細書において記述されるとはいえ、当業者は、本開示の教示からみて、スキャナにおいて比較的より低コストのゲルマニウム光学部品が本開示の特定の例示的実施形態により用いられることができると理解しなければならない。レーザー制御およびさまざまな異なる光学部品の組み合わせを使用することもまた、可能である。例えば、表１は、本開示の特定の例示的実施形態によるレーザー制御および異なる光学系の例示的組み合わせのための例示的数値データおよびパラメータを示す。本開示の教示に基づいて、当業者は、レーザー制御および異なる光学部品の他の例示的な組み合わせが本開示の特定の例示的実施形態において使われることができると理解しなければならない。
【００６３】
【表１】
【００６４】
図１０は、本開示の例示的実施形態によるレーザー走査内視鏡ヘッド１０００をその代表的な寸法とともに示す側面の断面図である。スキャナ光学部品の直径は、外科的レーザービームの開口数を定めることができる。例えば、図１０に示すように、本開示の例示的実施形態によるスキャナ光学部品１０１０の直径は、ほぼ８ｍｍであり得る。スキャナ光学部品１０１０の直径は、ほぼ２ｍｍ〜１４ｍｍの範囲であることもまた可能である。スキャナ光学部品１０１０の直径のための他の例示的な範囲は、４ｍｍ〜１２ｍｍ、６ｍｍ〜１０ｍｍ（またはそれらの近似）などであり得る。スキャナ光学部品１０１０の直径は、本開示の特定の例示的実施形態によって２ｍｍを下回ることができ、または１５ｍｍを上回ることができることを理解すべきである。ほぼ８ｍｍであるスキャナ光学部品１０１０の直径については、例えば、開口の直径はほぼ５ｍｍであり得る。
【００６５】
図１０にさらに示すように、ヘッド１０００の直径１０２０は、光学部品（例えば画像化、光および器具チャネル、モータ、プロセッサ、制御システム、など）に加えて、例示システムにおける他のエレメントおよび／またはコンポーネントに依存していることがあり得る。図１０に示すように、例えば、ヘッド１０００の直径１０２０は、ほぼ１６ｍｍであり得る。ヘッド１０００の直径１０２０は、ほぼ８ｍｍ〜２４ｍｍの範囲にあることもまた可能である。例えば、ヘッド１０００の直径１０２０は、１０ｍｍ〜２２ｍｍ、１２ｍｍ〜２０ｍｍ（またはその近似）などでもあり得る。ヘッド１０００の直径１０２０は、本開示の特定の例示的実施形態によって８ｍｍを下回ることができ、または２４ｍｍを上回ることができることを理解すべきである。ヘッド１０００の直径１０２０は、例えば、システムが用いられる用途、ヘッドに含まれる特徴（例えばチャネル）、ならびに関連する製造の実現可能性および費用を含むいくつかの要因に依存することができる。したがって、本開示による例示的システムおよびデバイスに含まれることができる光学部品および他のエレメントを生産することに関して正確な製造および技術を考慮すれば、連続的により小さくなる直径を有するヘッドを生産することは可能でもよく、したがって、本開示により考慮されてもよい。
【００６６】
ヘッド１０００の長さは、走査を生成するために用いる光学エレメントの光学設計、選択および／または構成に依存することができる。例えば、図１０に示すように、ヘッド１０００の長さ１０３０は、ほぼ７ｍｍであり得る。ヘッド１０００の長さ１０３０は、ほぼ９ｍｍ〜２５ｍｍの範囲にあることもまた可能である。さらに、ヘッド１０００の長さ１０３０は、１１ｍｍ〜２３ｍｍ、１３ｍｍ〜２１ｍｍ（またはその近似）などであり得る。例えば、長さ１０３０は、本開示の特定の例示的実施形態によって９ｍｍを下回ることができ、または２５ｍｍを上回ることができる。
【００６７】
図１１は、本開示の例示的実施形態によるサーボ制御位置決めシステムの透視図を示す。図１１に示す例示的なスキャナは、光を例示システム、デバイス、装置、装置（ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）などに送出するように構成されることのできる１つ以上の光ファイバー１１４５を含むことができる。２つ以上のレンズ１１００、１１０５は、スキャナエレメントの開口を充填するために、光ビームを拡大することができておよび／またはコリメートすることができる。第１の走査ウェッジ１１１０は、それに対して同心的に固定される磁気リング１１２０を有する取り付けリング１１１５上に取り付けることができる。超音波モータ１１２５は、マイクロプロセッサ／周波数発生器装置（ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）１１３０によって制御される方向および加速を有する取り付けリング１１１５を回転させるように構成されることができる。４つ以上の直交する磁気検出器１３５のアレイは、装置（ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）１１３０に磁気リングの回転位置をリレーする（および／または通信する）ことができる。超音波モータ１１２５および検出器１１３５は、例えば、サーボ制御装置（ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）における信号バス１１４０を通じて装置（ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）１１３０に接続することができる。有線および／または無線のいずれかで超音波モータ１１２５および検出器１１３５を装置（ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）１１３０と接続することが可能な他の通信システム、構成および／またはプロトコルを使用することもまた、可能である。内視鏡ヘッド内に設けられる第２の光学ウェッジ１１５０、さらなる取り付けリング１１５５、他の磁気リング１１６０、他の超音波モータ１１６５および位置センサアレイ１１７０を有することができる、第２のスキャナユニット／装置（ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）は設けられてよい。集束レンズ１１７５は、例えば、スキャナの分解能、作動距離および作動領域の直径を確立することができる。装置（ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）１１３０は、信号バス１１８０を介して、外部のスキャナ制御（例えば図１に示すコンピュータ制御装置（ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）１３０）に接続されることができる。
【００６８】
図１２Ａは、本開示の例示的実施形態による例示的な光学エレメントおよび／または装置（ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）によって発生する走査パターンを表している幾何学的スケッチ１２００の具体例を示す。そしてそれは、例示的なモデルに基づくことがあり得る。例えば、図１２Ａに示す例示的な幾何学的スケッチ１２００は、２つ以上の光学エレメント（例えば図３Ａに示す光学エレメント３００、３１０、またはその例示的なモデルのような）を含むことができる本開示による例示的なデバイス、装置（ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）、システム、装置などを使用して生成することができる。幾何学的スケッチ１２００を生成するために用いることができる光学ウェッジおよび／または対応するモデルは、例えば、図１１に示す２つのウェッジ１１１０、１１５０を含むことができる。例えば、対応する例示的なモデルにおいて使われることができる例示的な変数は、図１２Ａに示す。
【００６９】
図１２Ｂは、本開示の例示的実施形態によるモデルにおいて使われることができる変数を有する例示的な幾何学的スケッチ１２２０を示す。例示的な幾何学的スケッチ１２２０は、図１２Ａに示す幾何学的スケッチ１２００と同じであることができ、または実質的に類似したものであることができる。例えば、図１２Ａおよび１２Ｂの比較で示すように、２つの例示的なスケッチ１２００、１２２０によってそれぞれ発生するために使用されるおよび／またはモデル化されることができるジオメトリおよび／またはパターンは、異なることがあり得ることを理解すべきである。図１２Ｂに示す幾何学的スケッチ１２２０は、走査パターンを生成するおよび／またはスケッチ１２００によって（例えば、２つ以上の光学ウェッジを用いて）表されるために用いる例示的デバイスと同じか、または実質的に類似していることがあり得る例示的デバイスの動作のモデルによって生成されることができておよび／またはそれを表すことができるとはいえ、角度に関する幾何学的スケッチ１２００、１２２０のジオメトリは、互いに異なることがあり得る。例えば、図１２Ｂに示すように、異なる角度から生じるギャップ１２３０は存在することができる。そしてそれは、幾何学的スケッチ１２２０に対応する走査パターンを生成するために用いる光学エレメント間の距離を表す変数σによってモデル化されることができる。図１２Ａに示すように、この例示的実施形態では、ギャップ１２３０は存在しない、そして、幾何学的スケッチ１２００においてσは表示されない。
【００７０】
例えば、以下の例示的な方程式は、本開示の例示的実施形態によるモデル（例えば、図１２Ａおよび図１２Ｂに示すような例示的なスケッチ１２００、１２２０に対応する例示的なモデル）で用いることができる。
【数１】
ここで、ｒｉは軸からの半径方向変位である。βｉはウェッジの角度であり、σは２つのウェッジ間の距離であり、Ｒおよびθは極座標における目標点の半径および角度であり、ＸおよびＶはデカルト座標における位置であり、そしてｎｉはウェッジの屈折率である。
【００７１】
図１３Ａは、本開示の例示的実施形態によるデバイスによって発生する例示的な走査パターン１３０５の例示的な画像１３００である。例示的な走査パターン１３０５を生成するために、ハードウェアのコンピュータ・アクセス可能な媒体上に保存されることができる例示的なソフトウェアアレンジメント（例えば１組のコンピュータ実行可能命令）が設けられる。そしてそれは、実行されるときに、図１３Ａに示す走査パターン１３０５に対応するプロットしてトレースするためにコントローラを介して光学デバイスを使用する例示的システムの作動を容易にしておよび／または制御するために手順を実行させるように、ハードウェア処理装置を構成する。
【００７２】
例えば、画像１３０５は、本開示の例示的実施形態により製作されかつ使用される例示的なデバイスによって走査されて、制御されるレーザービームによって感熱紙に形成されるトレースの写真であり得る。例示的なトレースは、図１に示すコンピュータ制御１３０において確立されて、図１に示すスキャナ制御１３５によって実行される前にプログラムされたパスであり得る。
【００７３】
付録において提供される例示的なコードは、例えば、図１３Ａの例示的な画像１３００に示す走査パターン１３０５を生成することができる本開示による例示的な手順を実行するために使われることができる。
【００７４】
例えば、付録に示す例示的な手順は、中空コアまたはフォトニック・バンドギャップ・ファイバーによって伝搬されるＣＯ２レーザーによって用いることができる。この種の例示的な装置および／またはシステムは、例えば、ＣＯ２レーザーのためのモータコントローラおよび工業的Ｚｎ−Ｓｅ光学部品と結合することができる。特定の例示的なモータ制御の式は、例えば、Ｍａｔｌａｂのようなコンピュータソフトウェアおよび／またはプログラム言語を介して利用されることができる。本明細書において上述されるように、直接のレーザー伝搬手順と同様に、レーザーのためのファイバーデリバリ構成を使用することは可能である。
【００７５】
この種の例示的実施形態によれば、ビデオ画像空間における所望の点と光学エレメントの回転位置との間の例示的な関係は、図１２Ａを参照して本明細書において上述されるように同様の方法で以下の式によって表されることができる。例えば、ｒ１＝ｒ２＝ｒである場合、各点（ｘ，ｙ）の角度は算出されることができる。
【数２】
【００７６】
例えば、この種の例示的な式（または関数）は、走査パターン空間における各点のための各ウェッジの絶対角度を提供することができる。そしてそれは、それから、各ウェッジが以前の点から所望の点を得るために回転することができる（例えば、３５°と３７°との間の角度を得るために、ウェッジは３５°の出発点から２°回転することができる）相対角度に変換されることができる。本開示のこの例示的実施形態の例示的な手順によれば、例示的な角度は、それから、ウェッジが１つの点から他の点まで回転するたびに最短パスがとられることを確実にするために（例えば、ウェッジが３５５°から反対に−５°回転することを確実にするために）、特定の状況によって検証されることができる。例示的な角度は、それから、「ＭｏｔｏｒＲｏｔａｔｅＲｅｌａｔｉｖｅ」関数（付録に設けられる例示的なコードおよび手順に示すような）に供給される。そしてそれは、モータ回転コマンドを例示的なモータコントローラに送信する。例示的な手順およびプログラミング命令のさらなる詳細は、同封の付録において提供される。そしてそれは、本開示の特定の例示的実施形態により使用する関数およびコマンドの説明を提供するコメントを含む。
【００７７】
図１３Ｂは、本開示の例示的実施形態により使用することができる例示的な光学ウェッジまたはプリズム・スキャナ１３１０の具体例を示す。本明細書において上述されるように、例示システムにおけるスキャナは、例えば、角度によってレーザービームまたは他の光を各々曲げる（屈折させる）ことができる２つ以上の同軸円形の光学ウェッジおよび／またはプリズムを含むことができる。この屈曲角度１３１５は、例えば、レーザーまたは光のウェッジパラメータおよび波長に依存することができる。小さい角度にとって、この関係は、例えば、α〜φｎ（λ）によって表されることができる。ここで、αは曲げ角度（屈折角として公知の）であり、φはウェッジまたはプリズムの角度であり、そして、ｎ（λ）は、光の波長λに依存し得るウェッジまたはプリズム材料の光学屈折率である。例えば、本開示の特定の例示的実施形態によれば、波長１０．６μｍのＣＯ２レーザーので２．３４の屈折率を有する光学材料としてセレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）を使用することは、可能である。
【００７８】
図１３Ｃは、本開示の例示的実施形態によるさらに例示的な走査パターン１３２０の具体例を示す。例えば、１つのウェッジまたはプリズムを回転させることによって、光ビームは、固定角度で円運動において走査されることができて、目標までの距離に応じて、例えば、一定の直径を有する走査円１３２１を生成することができる。２つ以上のウェッジまたはプリズムを互いに直列に用いる場合、光ビームは、例えば、１回のウェッジ走査から生じる走査円１３２１の直径の２倍に等しい直径を有する円形領域１３２５における任意の点を通じて走査されることができる。
【００７９】
第１のウェッジは、光ビームを第２のプリズムに提供するために角度φ１によって光ビームを回転させることができる。そしてそれは、それから光ビームのための第２の角度φ２を生じることができる。２つの角度が等しくてかつ互いに正反対である場合、光ビームは正味の角度変化をほとんど提供することはない。角度が等しくてかつ互いに同じ方向に向く場合、光ビームは単一のウェッジの角度変化の２倍（またはおよそ２倍）の角度変化をたぶん受ける。この種の例示的な走査システムの特性は、対応する走査領域の周辺が単一の一対の角度によって独自に定義され得るということができる。例えば、円形領域内のあらゆる点は、２組の角度によって定義されることができる。そしてその中心は、無限の対の角度によって定義されることができる。したがって、円の一方の側から中心を通って他方の側までの直線を走査するために、ウェッジは、例えば、反対方向において同時に動くことができる。この種の例示的な光学デバイス／装置は、正確な心合わせのために用いられることができて、そして、例えば、サーボ制御および／または電気機械モータおよびシステムを含むさまざまなモータおよび制御システムによって効果的にかつ直ちに作動されることができる。
【００８０】
図１４は、本開示のさらなる例示的実施形態による他のデバイス／装置１４００の側面図を示す。図１４に示すように、例示的なデバイス／装置１４００は、例えば、円錐ミラー１４１０および円錐部分ミラー１４２０とともに、入射レーザービーム１４０５を、より広い中空円筒状の（または管状の）光ビームに拡大するために用いることができる。光ビームは、それから、例えば、入射レーザービーム１４０５と同じかまたは実質的に同じ軸上の放物ミラー１４４０上への放物部分ミラー１４３０ともに、集束されることができる。放物ミラー１４４０は、反射ビーム１４６０の方向を制御するために、２軸角度ステージ上に載置することができる。図１４に示す例示的実施形態の効果のうちの１つは、例示的なデバイス／装置１４００が比較的大きい開口に関して比較的小さいプロフィールを維持できるということである。例えば、比較的大きい例示的な集束ビーム角度スペクトルのための中心または低い周波数成分を使用することのない、より高い空間周波数の角度成分を利用することは、可能である。
【００８１】
図１５は、本開示によるシステムの例示的実施形態の例示的なブロック図を示す。例えば、本開示による例示的な手順は、処理装置および／またはコンピューティング装置１５１０によって実行されることができる。この種の処理／コンピューティング装置１５１０は、例えば、完全にまたは一部がコンピュータ／プロセッサ１５２０であるか、あるいはコンピュータ／プロセッサ１５２０（これに限定されない）を含むことができる。コンピュータ／プロセッサ１５２０は、例えば、１つ以上のマイクロプロセッサを含むことができ、そして、コンピュータ・アクセス可能な媒体（例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスクまたは他の記憶デバイス）に保存される命令を使用することができる。
【００８２】
図１５に示すように、例えば、コンピュータ・アクセス可能な媒体１５３０（例えば、本明細書において上述したように、ハードディスク、フロッピーディスク、メモリースティック、ＣＤ―ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどのような記憶装置、またはそれらの集合／組み合わせ）は、設けられることができる（例えば、処理装置１５１０との通信において）。コンピュータ・アクセス可能な媒体１５３０は、その上に実行可能命令１５４０を含むことができる。加えてまたは代わりに、記憶装置１５５０は、コンピュータ・アクセス可能な媒体１５３０とは別に設けられることができる。そしてそれは、例えば、本明細書において上述されるように、特定の例示的な手順、プロセスおよび方法を実行する処理装置を構成するために処理装置１５１０に命令を出力することができる。
【００８３】
さらに、例示的な処理装置１５１０は、入／出力装置１５７０が設けられるかまたはそれを含むことができる。そしてそれは、例えば、有線ネットワーク、無線ネットワーク、インターネット、イントラネット、データ収集プローブ、センサなどを含むことができる。図１５に示すように、例示的な処理装置１５１０（コンピューティング装置）は、例示的なディスプレイ装置１５６０と通信していることができる。そしてそれは、本開示の特定の例示的実施形態によれば、例えば、処理装置から情報を出力することに加えて処理装置に情報を入力するために構成されるタッチスクリーンであることができる。さらに、例示的なディスプレイ１５６０および／または記憶装置１５５０は、データをユーザアクセス可能なフォーマットおよび／またはユーザ読取り可能なフォーマットに表示しておよび／または格納するために用いることができる。本明細書において上述される例示的な手順は、図１５に示されて、本明細書において記述される例示システムを使用して実行されることができる。
【００８４】
図１６は、本開示の特定の例示的実施形態による手順のフロー図を示す。図１６に示すように、例示的な手順は、例えば、図１５の処理／コンピューティング装置１５１０によって実行されることができて、ハードウェアのコンピュータ・アクセス可能な媒体によって格納されることができる。そしてそれは、図１５の記憶装置１５５０を含むことができる。処理／コンピューティング装置１５１０は、存在することができるかまたは、例えば図１のコンピュータ制御１３０内に含まれることができる。処理／コンピューティング装置１５１０は、処理／コンピューティング装置１５１０がこの種の例示的な手順を実行するように構成するのに用いることができる命令を得るために、記憶装置１５５０にアクセスすることができる。例えば、サブプロセス１６１０から始まって、本開示の特定の例示的実施形態によれば、例示的な処理／コンピューティング装置１５１０は、サブプロセス１６２０において、ボディ内の少なくとも一部分を照射するために、パターンを定めることができる。サブプロセス１６３０において、例示的な処理／コンピューティング装置１５１０は、作動装置を使用するパターンに基づいて光を屈折させおよび／または回折させるために、ハウジング内に設けられる少なくとも１つの光学エレメントを制御することができる。ハウジングおよび／または作動装置は、例えば、ボディの内部に挿入されるように構造化されることができる。
【００８５】
図１７は、本開示の特定の例示的実施形態による他の手順のフロー図を示す。図１７に示すように、この例示的な手順は、例えば、図１５に示す処理／コンピューティング装置１５１０によって少なくとも一部を実行されることができて、ハードウェアのコンピュータ・アクセス可能な媒体によって格納されることができる。そしてそれは、図１５の記憶装置１５５０を含むことができる。処理／コンピューティング装置１５１０は、存在することができるかまたは、例えば図１のコンピュータ制御１３０内に含まれることができる。処理／コンピューティング装置１５１０は、処理／コンピューティング装置１５１０がこの種の例示的な手順を実行するように構成するのに用いることができる命令を得るために、記憶装置１５５０にアクセスすることができる。
【００８６】
例えば、サブプロセス１７１０から始まって、本開示の例示的実施形態によるデバイス（例えば内視鏡）は、ボディの範囲内のある位置からボディの範囲内の目標組織を位置決めすることができる。サブプロセス１７３０において、例示的な処理／コンピューティング装置１５１０は、例えば、ボディの内部に挿入されるハウジングを有する特定の装置を使用して、目標組織と関連してデバイスの位置を確立することができる。それから、例示的な処理／コンピューティング装置１５１０は、（ｉ）サブプロセス１７４０において、少なくとも１つの電磁放射でカットされるパスを組織の画像を通じてトレースするか、（ｉｉ）サブプロセス１７５０において、少なくとも１つの電磁放射によって遂行される領域を定めるか、および／または（ｉｉｉ）サブプロセス１７６０において、少なくとも１つの電磁放射の位置をリアルタイムに制御するか、によって制御データを生成することができる。例示的な処理／コンピューティング装置１５１０は、それから、サブプロセス１７７０において、ハウジング内に設けられる少なくとも１つの作動装置で、少なくとも１つの光を屈折させおよび／または回折させるために、制御データに基づいて、ハウジング内に設けられる少なくとも１つの光学エレメントを制御することができる。例示的なパスは、本開示の特定の例示的実施形態によるパターンに基づくことがあり得る。そして、ハウジングおよび／または発動装置は、例えば、ボディの内部に挿入されるように構造化されることができる。
【００８７】
［例示的な応用］本開示によるステアリングおよびフォーカシングシステム／装置の例示的実施形態が頭部および首部のガンの低侵襲外科療法を改善するために用いることができるとはいえ、他の解剖学的領域の疾患を治療するために、そして他のタイプのレーザー波長とともに取り組むために、この種の例示的システム／装置を使用することは可能である。応用の他の例示的な領域は、腹腔鏡の、胃腸の、泌尿器の、および胸腔鏡の低侵襲手術を含むことができる。
【００８８】
前述は、ただ単に開示の原則を例示するだけである。記述される実施形態に対するさまざまな修正および変更は、本明細書における教示からみて、そして特に添付の請求の範囲において、当業者にとって明らかである。本明細書において明確に示されないかまたは記述されていないにもかかわらず、開示の原則を具体化して、したがって開示の精神および範囲内にある多数のシステム、装置および方法を、当業者が考案することが可能であることは、したがって評価される。加えて、上で参照される全ての刊行物および参照物は、それら全体の参照によって本明細書に組み込まれる。本明細書において記述される例示的な手順は、ハードディスク、ＲＡＭ、ＲＯＭ、取外し可能ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、メモリースティックなどを含む任意のコンピュータ・アクセス可能な媒体に格納されることができて、マイクロプロセッサ、ミニ、マクロ、メインフレームなどであり得る処理装置によって実行されることができることを理解すべきである。加えて、従来技術の知識が上で本明細書において参照によって明確に組み込まれなかった程度まで、それは完全に本明細書において明確に組み込まれている。上で示す全ての刊行物は、全体として本明細書に引用したものとする。
【００８９】
［付録］
Ｉ．完全に使用されるスクリプトファイルは、パラメータをセットして、所望のレーザー・パスを定めて、各モータに必要なコマンドを送ることによって、システムを走らせる。以下のページにリストされるさまざまな機能を呼び出す。（ＣｏｎｔｒｏｌＭｏｔｏｒＭＡＳＴＥＲ．ｍ）：
ｃｌｃ； ｃｌｅａｒ ａｌｌ； ｃｌｏｓｅ ａｌｌ
％ シリアルポートをリセットするｍａｔｌａｂ関数
ｉｎｓｔｒｒｅｓｅｔ
ｓ＝ｓｅｒｉａｌ（’ｃｏｍ１’， ’Ｔｅｒｍｉｎａｔｏｒ’， ’ＣＲ’）；
ｆｏｐｅｎ（ｓ）；
％ Ｓｔｅｆａｎ’ｓ ＴＭＣＭ−３１０初期化ルーチン
Ｍｏｔｏｒｌｎｉｔｉａｌｉｚａｔｉｏｎ（ｓ）
％ 休止は、シリアルポートに対してチョーキングを妨げる
ｐａｕｓｅ（０．０５）
％ Ｓｔｅｆａｎ’ｓ ＴＭＣＭ−３１０原点復帰ルーチン
ＭｏｔｏｒＨｏｍｅ（ｓ）
ｐａｕｓｅ（０．０５）
％ ％ レーザーが辿る三角形パスを以下のように定める：
％ ％ このより小さい三角形を使用するとき、ループにおいて１２１を下回るまで
％ ％「ｋ」値を変化させる
％ ｘ（１：３０）＝［−３：０．１：−０．１］：
％ ｘ（３１：６０）＝［０：０．１：２．９］；
％ ｘ（６１：１２１）＝ｆｌｉｐｌｒ（［−３：０．１：３］）：
％ ｙ（１：３０）＝［−１．５：０．１：１．４］：
％ ｙ（３１：６０）＝ｆｌｉｐｌｒ（［−１．４：０．１：１．５］）；
％ ｙ（６１：１２１）＝−１．５：
％ ％ 参照のための三角形パスをプロットする
％ ％ ｐｉｏｔ（ｘ，ｙ）
％ このより大きい三角形を使用するとき、ループにおいて２０１を下回るまで「ｋ」
％値を変化させる
ｘ（１：５０）＝［−５：０．１：−０．１］；
ｘ（５１：１００）＝［０：０．１：４．９］；
ｘ（１０１：２０１）＝ｆｌｉｐｌｒ（［−５：０．１：５］）；
ｙ（１：５０）＝［−２．５：０．１：２．４］；
ｙ（５１ ：１００）＝ｆｌｉｐｌｒ（［−２．４：０．１ ：２．５］）；
ｙ（１０１ ：２０１ ）＝−２．５；
％ 参照のための三角形パスをプロットする
％ ｐｉｏｔ（ｘ，ｙ）
％ 原点復帰スイッチが１２時にセットされるように、我々がウェッジを中央点へ移動
％して、双方にとっての０度を呼び出す
ＭｏｔｏｒＲｏｔａｔｅＲｅｌａｔｉｖｅ（ｓ，−９０，−９０）；
ａｂｓｔｈ１ ＝（０．９＊ｒｏｕｎｄ（（−９０／０．９） ．２８５７）／−４．２８５７）＋９０；
ａｂｓｔｈ２＝ａｂｓｔｈ１；
％ 各円の最大半径を定める（２＊ｒは２つの組み合わせ円のための最大半径である）
％−注：これは、ウェッジから目標面までの距離の関数に変換するために後で必要にな
％る。
ｒ＝３；
％ 今、我々がウェッジを所望の点まで動かす−注：上で定める三角形における点の数
％に合致するように最大ｋ値を変える
ｆｏｒ ｋ＝１ ：２０１
ｉｆ ｓｑｒｔ（ｘ（ｋ）Ａ２＋ｙ（ｋ）Ａ２）＜＝２＊ｒ
％ フィールドの内側を確認するためにチェックする
％ テストする目的のために、ｘ値およびｙ値を示す。
％ Ｘ＝ｘ（ｋ）
％ Ｙ＝ｙ（ｋ）
％ 点を我々自身の変換関数を有する角度に変換する
［ｔｈ１ ｔｈ２］＝ｘｙ２ｔｈ１ ｔｈ２（ｘ（ｋ），ｙ（ｋ），ｒ）；
％ 最短パスを採集する設定状況
ｒｏｔｔｈ１＝ｔｈ１−ａｂｓｔｈ１；
ｒｏｔｔｈ２＝ｔｈ２−ａｂｓｔｈ２；
ｉｆ ｒｏｔｔｈ１＞１８０
ｒｏｔｔｈ１＝ｒｏｔｔｈ１−３６０；
ｅｌｓｅｉｆ ｒｏｔｔｈ１＜（− ８０）
ｒｏｔｔｈ１＝ｒｏｔｔｈ１＋３６０；
ｅｎｄ
ｉｆ ｒｏｔｔｈ２＞１８０
ｒｏｔｔｈ２＝ｒｏｔｔｆｉ２−３６０；
ｅｌｓｅｉｆ ｒｏｔｔｈ２＜（−１８０）
ｒｏｔｔｈ２＝ｒｏｔｔｈ２＋３６０；
ｅｎｄ
％ Ｓｔｅｆａｎ’ｓウェッジ移動関数
［ｒｅｌｔｈｌ ｒｅｌｔｈ２］＝ＭｏｔｏｒＲｏｔａｔｅＲｅｌａｔｉｖｅ（ｓ，ｒｏｔｔｈ１ ，ｒｏｔｔｈ２）；
％ 最新の現在角度位置
ａｂｓｔｈ１＝ａｂｓｔｈ１＋ｒｅｌｔｈ１；
ａｂｓｔｈ２＝ａｂｓｔｈ２＋ｒｅｌｔｈ２；
％ 休止は、第１のモータが次の点に向けて回転を始める前に、第２のモータがその所
％望の点に達することを許容する
ｐａｕｓｅ（０．１）
ｅｌｓｅ
’ｏｕｔ ｏｆ ｒａｎｇｅ’
ｅｎｄ
ｅｎｄ
【００９０】
ＩＩ．モータ・パラメータを設定するモータ初期化関数。モータドライバ／コントローラにコマンドを送る。（Ｍｏｔｏｒｌｎｉｔｉａｌｉｚａｔｉｏｎ．ｍ）：
ｆｕｎｃｔｉｏｎ ［］＝Ｍｏｔｏｒｌｎｉｔｉａ）ｉｚａｔｉｏｎ（ｓ）
％ モータ設定関数
ＭＣ０＝［’ＡＳＡＰ ６， ０， ４００’ １３］；
％モータ０および１への最大電流（０．８Ａ）
ＭＣ１＝［’ＡＳＡＰ ６．１， ４００’ １３］；
ＭＰＳ０＝［’ＡＳＡＰ ４， ０， ５０’ １３］；
％モータ０および１のための最大位置決め速度
ＭＰＳ１＝［’ＡＳＡＰ ４， １， ５０’ １３］；
ＭＳＲ０＝［’ＡＳＡＰ １４０．０， １’ １３］；
％モータ０および１のためのマイクロステップ分解能−ハーフステップ
ＭＳＲ１＝［’ＡＳＡＰ １４０， １， １’ １３］；
ｆｏｒ ａ＝１：ｌｅｎｇｔｈ（ＭＣ０）
ｆｗｒｉｔｅ（ｓ，ｉｎｔ８（ＭＣ０（ａ）））
ｅｎｄ
ｏｕｔ＝ｆｓｃａｎｆ（ｓ）；
ｏｕｔ＝ｆｓｃａｎｆ（ｓ）；
ｐａｕｓｅ（０．０５）
ｆｏｒ ｂ＝１：ｌｅｎｇｔｈ（ＭＣ１）
ｆｗｒｉｔｅ（ｓ，ｉｎｔ８（ＭＣ１（ｂ）））
ｅｎｄ
ｏｕｔ＝ｆｓｃａｎｆ（ｓ）；
ｏｕｔ＝ｆｓｃａｎｆ（ｓ）；
ｐａｕｓｅ（０．０５）
ｆｏｒ ｃ＝１：ｌｅｎｇｔｈ（ＭＰＳ０）
ｆｗｒｉｔｅ（ｓ，ｉｎｔ８（ＭＰＳ０（ｃ）））
ｅｎｄ
ｏｕｔ＝ｆｓｃａｎｆ（ｓ）；
ｏｕｔ＝ｆｓｃａｎｆ（ｓ）；
ｐａｕｓｅ（０．０５）
ｆｏｒ ｄ＝１：ｌｅｎｇｔｈ（ＭＰＳ１）
ｆｗｒｉｔｅ（ｓ，ｉｎｔ８（ＭＰＳ１（ｄ）））
ｅｎｄ
ｏｕｔ＝ｆｓｃａｎｆ（ｓ）；
ｏｕｔ＝ｆｓｃａｎｆ（ｓ）；
ｐａｕｓｅ（０．０５）
ｆｏｒ ｅ＝１：ｌｅｎｇｔｈ（ＭＳＲ０）
ｆｗｒｉｔｅ（ｓ，ｉｎｔ８（ＭＳＲ０（ｅ）））
ｅｎｄ
ｏｕｔ＝ｆｓｃａｎｆ（ｓ）；
ｏｕｔ＝ｆｓｃａｎｆ（ｓ）；
ｐａｕｓｅ（０．０５）
ｆｏｒ ｆ＝１：ｌｅｎｇｔｈ（ＭＳＲ１）
ｆｗｒｉｔｅ（ｓ，ｉｎｔ８（ＭＳＲ１ （ｆ）））
ｅｎｄ
ｏｕｔ＝ｆｓｃａｎｆ（ｓ）；
ｏｕｔ＝ｆｓｃａｎｆ（ｓ）；
ｐａｕｓｅ（０．０５）
【００９１】
ＩＩＩ．モータの位置をゼロにするモータ原点復帰関数。（ＭｏｔｏｒＨｏｍｅ．ｍ）
ｆｕｎｃｔｉｏｎ ［］＝ＭｏｔｏｒＨｏｍｅ（ｓ）
％ ＴＭＣ−３００のためのモータ原点復帰関数
％ ＴＭＣＭ−３１０ボード上の「Ｌ」へのＮＣ端子および「接地」への共通端子に接
％続されるリミットスイッチのために
％ 参照検索開始文字列を作成する
ＲＦＳ０ａ＝［ＡＲＦＳ ＳＴＡＲＴ， ０’ １３］；
ＲＦＳ１ａ＝［’ＡＲＦＳ ＳＴＡＲＴ， １’ １３］；
％ 参照検索状況文字列を作成する
ＲＦＳ０ｂ＝［’ＡＲＦＳ ＳＴＡＴＵＳ．０’ １３］；
ＲＦＳ１ｂ＝［’ＡＲＦＳ ＳＴＡＴＵＳ， １’ １３］；
％ エンド条件文字列を作成する
ｅｎｄｃｏｎｄｉｔｉｏｎ＝ｉｎｔ８（［’ＢＡ ００８’ １３］）；
％ 参照検索開始コマンドを送って、リプライをクリアする
ｆｏｒ ａ＝１：ｌｅｎｇｔｈ（ＲＦＳ０ａ）
ｆｗｒｉｔｅ（ｓ，ｉｎｔ８（ＲＦＳ０ａ（ａ）））
ｅｎｄ
ｏｕｔ＝ｆｓｃａｎｆ（ｓ）；
ｏｕｔ＝ｆｓｃａｎｆ（ｓ）；
ｐａｕｓｅ（０．０５）
ｆｏｒ ａ＝１：ｌｅｎｇｔｈ（ＲＦＳ１ａ）
ｆｗｒｉｔｅ（ｓ，ｉｎｔ８（ＲＦＳ１ａ（ａ）））
ｅｎｄ
ｏｕｔ＝ｆｓｃａｎｆ（ｓ）；
ｏｕｔ＝ｆｓｃａｎｆ（ｓ）；
ｐａｕｓｅ（０．０５）
％ 参照検索開始コマンドを送って、リプライをクリアする
ｆｏｒ ａ＝１：ｌｅｎｇｔｈ（ＲＦＳ０ｂ）
ｆｗｒｉｔｅ（ｓ，ｉｎｔ８（ＲＦＳ０ｂ（ａ）））
ｅｎｄ
ｏｕｔＣＯＭ０＝ｉｎｔ８（ｆｓｃａｎｆ（ｓ））；
ｏｕｔＲＥＴ０＝ｉｎｔ８（ｆｓｃａｎｆ（ｓ））；
ｐａｕｓｅ（０．０５）
ｆｏｒ ａ＝１：ｌｅｎｇｔｈ（ＲＦＳ１ｂ）
ｆｗｒｉｔｅ（ｓ，ｉｎｔ８（ＲＦＳ１ｂ（ａ）））
ｅｎｄ
ｏｕｔＣＯＭ１＝ｉｎｔ８（ｆｓｃａｎｆ（ｓ））；
ｏｕｔＲＥＴ１＝ｉｎｔ８（ｆｓｃａｎｆ（ｓ））；
ｐａｕｓｅ（０．０５）
％ リプライをエンド条件と比較する
ｗｈｉｌｅ ｏｕｔＲＥＴ０（８）〜＝４８
ｆｏｒ ａ＝１：ｌｅｎｇｔｈ（ＲＦＳ０ｂ）
ｆｗｒｉｔｅ（ｓ，ｉｎｔ８（ＲＦＳ０ｂ（ａ）））
ｅｎｄ
ｏｕｔＣＯＭ０＝ｉｎｔ８（ｆｓｃａｎｆ（ｓ））；
ｏｕｔＲＥＴ０＝ｉｎｔ８（ｆｓｃａｎｆ（ｓ））；
ｐａｕｓｅ（０．０５）
ｅｎｄ
ｗｈｉｌｅ ｏｕｔＲＥＴ１ （８）〜＝４８
ｆｏｒ ａ＝１：ｌｅｎｇｔｈ（ＲＦＳ１ｂ）
ｆｗｒｉｔｅ（ｓ，ｉｎｔ８（ＲＦＳ１ｂ（ａ）））
ｅｎｄ
ｏｕｔＣＯＭ＝ｉｎｔ８（ｆｓｃａｎｆ（ｓ））；
ｏｕｔＲＥＴ１＝ｉｎｔ８（ｆｓｃａｎｆ（ｓ））；
ｐａｕｓｅ（０．０５）
ｅｎｄ
【００９２】
ＩＶ．各モータをその現在位置と関連して動かすのに必要なコマンドを送るモータの相対回転関数。（ＭｏｔｏｒＲｏｔａｔｅＲｅｌａｔｉｖｅ．ｍ）
ｆｕｎｃｔｉｏｎ ［ｒｅａｌｔｈｉ ， ｒｅａｌｔｈ２］＝ＭｏｔｏｒＲｏｔａｔｅＲｅｌａｔｉｖｅ（ｓ， ｔｈｅｔａｌ ， ｔｈｅｔａ２）
％ シリアルポートオブジェクトであるθ１およびθ２の角度量によってモータを回転
％させる関数は角度である
％ 角度をハーフステップ（０．９はハーフステップ）に変換するＴＭＣＭ―３１０に
％送るコマンド文字列を定める
％ 小数４．２８５７は、２つのプーリ間の比である
ｓｔｅｐｓ１＝ｒｏｕｎｄ（（ｔｈｅｔａ１／０．９）＊（−６０／１４））；
ｓｔｅｐｓ２＝ｒｏｕｎｄ（（ｔｈｅｔａ２／０．９）＊（６０／１４））；
ｏｕｔｓｔｒ０＝［’ＡＭＶＰ ＥＬ． ０， ’ ｉｎｔ２ｓｔｒ（ｓｔｅｐｓ１） １３］；
ｏｕｔｓｔｒ１＝［’ＡＭＶＰ ＲＥＬ， １， ’ ｉｎｔ２ｓｔｒ（ｓｔｅｐｓ２） １３］；
ｒｅａｌｔｈ１＝ｓｔｅｐｓ１ ＊０．９／（−６０／１４）；
ｒｅａｌｔｈ２＝ｓｔｅｐｓ２＊０．９／（６０７１４）；
％ 相対的な位置決め文字列をＴＭＣ―３１０に書き込む
ｆｏｒ ｉ＝１：ｌｅｎｇｔｈ（ｏｕｔｓｔｒ０）
ｆｗｒｉｔｅ（ｓ，ｉｎｔ８（ｏｕｔｓｔｒ０（ｉ）））
ｅｎｄ
％ 以下のリターンは、原点復帰関数が適切に働くために必要である。なぜなら、送ら
％れたおよび返された文字列は、各コマンドに対応する戻り文字列を得るために蓄積し
％て各コマンドの後で走査しなければならないからである。
ｏｕｔ＝ｆｓｃａｎｆ（ｓ）；
ｏｕｔ＝ｆｓｃａｎｆ（ｓ）；
ｐａｕｓｅ（０．０５）
％ この休止は、ボードがエラーのない両コマンドを扱うために必要である。
ｆｏｒ ｊ＝１：ｌｅｎｇｔｈ（ｏｕｔｓｔｒ１）
ｆｗｒｉｔｅ（ｓ，ｉｎｔ８（ｏｕｔｓｔｒ１（ｊ）））
ｅｎｄ
ｏｕｔ＝ｆｓｃａｎｆ（ｓ）；
ｏｕｔ＝ｆｓｃａｎｆ（ｓ）；
ｐａｕｓｅ（０．０５）
【００９３】
Ｖ．（ｘ，ｙ）位置を各ウェッジのための回転角に変換する関数。（ｘｙ２ｔｈ１ｔｈ２．ｍ）
％ この関数は、入力「ｘ」、「ｙ」座標を角度θｌ、θ２に変換する。このプログラム
％は、それがある位置、すなわち起源と考えられる点、から角度値を常に与える。
ｆｕｎｃｔｉｏｎ ［ｔｈｅｔａｌ， ｔｈｅｔａ２］＝ｘｙ２ｔｈ１ｔｈ２（ｘ，ｙ，ｒ）
ｎ＝ｓｑｒｔ（（ｘＡ２）＋（ｙＡ２））；
ｉｆ ｎ＜＝（２＊ｒ）
％％ 変数ｂの値およびθｌ、θ２を求める式は、数学的に計算された
ｂ＝ａｃｏｓｄ（ｓｑｒｔ（ｘＡ２＋ｙＡ２）／（２＊ｒ））；
ｔｈｅｔａｌ＝（（ａｔａｎ２（ｙ，ｘ）＊１８０）／ｐｉ）＋ｂ；
ｔｈｅｔａ２＝（（ａｔａｎ２（ｙ，ｘ）＊１８０）／ｐｉ）−ｂ；
ｅｌｓｅ
ｔｈｅｔａｌ＝（’Ｔｈｅ ｖａｌｕｅｓ ｏｆ ｘ ａｎｄ ｙ ａｒｅ ｏｕｔ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｎｅｕｖｅｒｉｎｇ ｌｉｍｉｔｓ’） （ｘ，ｙの値は操縦限界の外である）
Ｔｈｅｔａ２＝（’Ｔｈｅ ｖａｌｕｅｓ ｏｆ ｘ ａｎｄ ｙ ａｒｅ ｏｕｔ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｎｅｕｖｅｒｉｎｇ ｌｉｍｉｔｓ’） （ｘ，ｙの値は操縦限界の外である）
ｅｎｄ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置であって：
少なくとも１つの光を屈折または回折のうちの少なくとも１つを行わせるように構成される少なくとも１つの光学エレメント；
ボディの内部に挿入されるように構成される少なくとも１つの構造であって、前記少なくとも１つの光学エレメントは、前記少なくとも１つの構造内に設けられ、前記少なくとも１つの光学エレメントは、前記少なくとも１つの光を１つの第１の角度で受け入れて、光学軸に関して前記第１の角度と異なる第２の角度で少なくとも１つの屈折光または回折光を生成するように構造化される前記少なくとも１つの構造；および、
前記少なくとも１つの屈折光または回折光の前記第２の角度を変えるために、前記少なくとも１つの光学エレメントを制御するように構成される発動装置であって、前記少なくとも１つの構造の範囲内に少なくとも部分的に位置する前記発動装置；
を備える装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つの光はレーザー光である、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第２の角度は一定である、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記少なくとも１つの光学エレメントは複数の光学エレメントであり、前記光学エレメントのうちの少なくとも２つは、前記少なくとも１つの屈折光または回折光を生成するように構造化される、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記少なくとも１つの光学エレメントは、プリズムまたは格子のうちの少なくとも１つである、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記少なくとも１つの光学エレメントは可変空間周波数格子である、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記少なくとも１つの光学エレメントは音響光学格子である、請求項５に記載の装置。
【請求項８】
前記少なくとも１つの光学エレメントは固定格子である、請求項５に記載の装置。
【請求項９】
前記固定格子は、ホログラフィック透過格子またはブレーズド格子のうちの少なくとも１つである、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記発動装置は、前記少なくとも１つの屈折光または回折光の前記第２の角度、および前記一定の第２の角度と異なる前記少なくとも１つの屈折光または回折光の一定の第３の角度を変えるために、前記少なくとも１つの光学エレメントを制御するようにさらに構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記発動装置は、手動で、機械的に、電気的に、電気機械的に、または遠隔操作でのうちの少なくとも１つで制御される、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記発動装置は、機械的装置によって少なくとも部分的に制御される、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
少なくとも１つの光を出力するように構成される光ファイバー構成をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
前記光ファイバー構成は、前記少なくとも１つの光を前記少なくとも１つの光学エレメントに送出するように構成される、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの光学エレメントと光学的に関連する少なくとも１つのレンズをさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの光学エレメントは複数の光学エレメントであり、前記少なくとも１つのレンズは、前記複数の光学エレメント間の光パスに設けられる、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記少なくとも１つのレンズは、前記少なくとも１つの光学エレメントと前記光ファイバー構成との間の光パスに設けられる、請求項１５に記載の装置。
【請求項１８】
前記少なくとも１つのレンズは、光パスにおける前記少なくとも１つの光学エレメントの後方に設けられる、請求項１に記載の装置。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの光を出力するように構成され、そして、前記少なくとも１つの構造における目標組織への前記少なくとも１つの屈折光または回折光の伝搬の深さを修正するように制御される、さらなる装置をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項２０】
前記さらなる装置は、アブレーション・レーザー、切開レーザーまたは切除レーザーのうちの少なくとも１つを含む、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記ボディ内に設けられるように構造化され、そして、前記少なくとも１つの構造における目標組織から少なくとも１つのさらなる光を受け入れるように構成される、受光装置をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項２２】
前記少なくとも１つのさらなる光は可視光である、請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記受光装置は、少なくとも１つの光検出器を含む、請求項２１に記載の装置。
【請求項２４】
前記少なくとも１つの光検出器は、電荷結合素子（ＣＣＤ）、ファイバーバンドルまたは相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）検出器のうちの少なくとも１つである、請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
前記少なくとも１つのさらなる光を前記目標組織に出力するように構成され、そして、前記ボディの範囲内に位置するように構造化される、追加装置をさらに備える、請求項２３に記載の装置。
【請求項２６】
前記受光装置は、前記目標組織の少なくとも１つの画像を出力するように構成され、そして、（ｉ）ユーザ制御または（ｉｉ）自動的にのうちの少なくとも１つによって前記少なくとも１つの光の適用の視覚制御を容易にする特定の装置をさらに備える、請求項２１に記載の装置。
【請求項２７】
前記少なくとも１つの光を前記少なくとも１つの構造に送出するように構成され、そして前記ボディから外部に位置する外部構成をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項２８】
前記外部構成は、前記少なくとも１つの光の周波数を、連続して時間内にまたは同時にのうちの少なくとも１つで制御するようにさらに構成される、請求項２７に記載の装置。
【請求項２９】
前記外部構成は波長可変レーザー装置を備える、請求項２８に記載の装置。
【請求項３０】
少なくとも１つの分散エレメントであって、前記少なくとも１つの光を回転運動において動かすために少なくとも１つの分散エレメントの回転中に、半径方向における角度に依存する特定の波長で前記少なくとも１つの光を偏向または反射のうちの少なくとも１つを行わせるように構成される分散エレメントをさらに備える、請求項２８に記載の装置。
【請求項３１】
（ｉ）前記外部構成は、前記少なくとも１つの光を半径方向に動かすために前記少なくとも１つの光の波長を変化させるようにさらに構成されるか、または、
（ｉｉ）前記少なくとも１つの分散エレメントは、前記少なくとも１つの光を動かすために回転するようにさらに構成されるか、
のうちの少なくとも１つである、請求項３０に記載の装置。
【請求項３２】
装置であって：
少なくとも１つの光を反射するように構成される少なくとも２つの光学エレメント；および、
ボディの内部に挿入されるように構成される少なくとも１つの構造；を備え、
前記光学エレメントは、前記少なくとも１つの構造内に設けられ、
前記光学エレメントの第１の構成は、前記少なくとも１つの光を第１の角度で受け入れて、光学軸に関して前記第１の角度と異なる第２の角度で少なくとも１つの第１の反射光を生成するように配置されるかまたは制御され、
前記光学エレメントの第２の構成は、前記少なくとも１つの第１の反射光を受け入れて、前記光学軸に関して前記第２の角度と異なる第３の角度で少なくとも１つの第２の反射光を生成するように構造化される、
装置。
【請求項３３】
前記少なくとも１つの光の前記第２の角度または前記第３の角度を変えるために、前記光学エレメントの前記第１の構成または前記第２の構成のうちの少なくとも１つを制御するように構成される発動装置をさらに備え、前記発動装置は、前記少なくとも１つの構造の範囲内に少なくとも部分的に位置する、請求項３２に記載の装置。
【請求項３４】
前記光学エレメントの第３の構成は、前記少なくとも１つの前記第２の反射光を受け入れて、前記光学軸に関して前記第３の角度と異なる第４の角度で少なくとも１つの第３の反射光を生成するように構造化されるかまたは制御される、請求項３２に記載の装置。
【請求項３５】
前記光学エレメントの第４の構成は、前記少なくとも１つの前記第３の反射光を受け入れて、前記光学軸に関して前記第４の角度と異なる第５の角度で前記ボディへ向けて少なくとも１つの第４の反射光を生成するように構造化されるかまたは制御される、請求項３４に記載の装置。
【請求項３６】
前記少なくとも１つの光の前記第５の角度を変えるために、前記光学エレメントの前記第１の構成または前記第２の構成のうちの少なくとも１つを制御するように構成される発動装置をさらに備え、前記発動装置は、前記少なくとも１つの構造の範囲内に少なくとも部分的に位置する、請求項３２に記載の装置。
【請求項３７】
前記第２の構成は、円筒形状を有するために前記少なくとも１つの第２の反射光を生成するようにさらに構造化される、請求項３２に記載の装置。
【請求項３８】
前記第１の構成または前記第２の構成のうちの少なくとも１つは、円錐形状を有する少なくとも１つの部分を備える、請求項３２に記載の装置。
【請求項３９】
前記第１の構成は円錐ミラーを備える、請求項３７に記載の装置。
【請求項４０】
前記第２の構成は円錐部分ミラーを備える、請求項３７に記載の装置。
【請求項４１】
前記第３の構成または前記第４の構成のうちの少なくとも１つは、放物形状である少なくとも１つの部分を備える、請求項３２に記載の装置。
【請求項４２】
前記第３の構成は放物部分ミラーを備える、請求項４０に記載の装置。
【請求項４３】
前記第４の構成は放物ミラーを備える、請求項４０に記載の装置。
【請求項４４】
前記少なくとも１つの光はレーザー光である、請求項３２に記載の装置。
【請求項４５】
前記第２の角度は一定である、請求項３２に記載の装置。
【請求項４６】
前記発動装置は、前記反射光の前記第２の角度および前記光学軸に関して前記第２の角度と異なる前記反射光の前記第３の角度を変えるために、前記光学エレメントのうちの少なくとも１つを制御するようにさらに構成され、前記第１および第２の角度は一定である、請求項３２に記載の装置。
【請求項４７】
前記発動装置は、手動で、機械的に、電気的に、電気機械的に、または遠隔操作でのうちの少なくとも１つで制御される、請求項３２に記載の装置。
【請求項４８】
前記発動装置は、機械的装置によって少なくとも部分的に制御される、請求項３２に記載の装置。
【請求項４９】
少なくとも１つの光を出力するように構成される光ファイバー構成をさらに備える、請求項３２に記載の装置。
【請求項５０】
前記光ファイバー構成は、前記少なくとも１つの光を前記光学エレメントのうちの少なくとも１つに送出するように構成される、請求項４９に記載の装置。
【請求項５１】
前記光学エレメントのうちの少なくとも１つと光学的に関連する少なくとも１つのレンズをさらに備える、請求項３２に記載の装置。
【請求項５２】
前記少なくとも１つのレンズは、前記複数の光学エレメント間の光パスに設けられる、請求項５１に記載の装置。
【請求項５３】
前記少なくとも１つのレンズは、前記光学エレメントのうちの少なくとも１つと前記光ファイバー構成との間の光パスに設けられる、請求項５１に記載の装置。
【請求項５４】
前記少なくとも１つのレンズは、光パスにおける前記光学エレメントのうちの少なくとも１つの後方に設けられる、請求項５１に記載の装置。
【請求項５５】
前記少なくとも１つの光を出力するように構成され、そして、前記少なくとも１つの構造における目標組織への前記反射光の伝搬の深さを修正するように制御される、さらなる装置をさらに備える、請求項３２に記載の装置。
【請求項５６】
前記さらなる装置は、アブレーション・レーザー、切開レーザーまたは切除レーザーのうちの少なくとも１つを含む、請求項５５に記載の装置。
【請求項５７】
前記ボディ内に設けられ、そして、前記少なくとも１つの構造における目標組織から少なくとも１つのさらなる光を受け入れるように構成される、受光装置をさらに備える、請求項３２に記載の装置。
【請求項５８】
前記少なくとも１つのさらなる光は可視光である、請求項５７に記載の装置。
【請求項５９】
前記受光装置は、少なくとも１つの光検出器を含む、請求項５７に記載の装置。
【請求項６０】
前記少なくとも１つの光検出器は、電荷結合素子（ＣＣＤ）、ファイバーバンドルまたは相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）検出器のうちの少なくとも１つを含む、請求項５７に記載の装置。
【請求項６１】
前記少なくとも１つのさらなる光を前記目標組織に出力するように構成され、そして前記ボディの範囲内に位置する、追加装置をさらに備える、請求項６０に記載の装置。
【請求項６２】
前記受光装置は、前記目標組織の少なくとも１つの画像を出力するように構成され、そして、（ｉ）ユーザ制御または（ｉｉ）自動的にのうちの少なくとも１つによって前記少なくとも１つの光の適用の視覚制御を容易にする他の装置をさらに備える、請求項５７に記載の装置。
【請求項６３】
前記少なくとも１つの光を前記少なくとも１つの構造に送出するように構成され、そして前記ボディから外部に位置する外部構成をさらに備える、請求項３２に記載の装置。
【請求項６４】
前記外部構成は、前記少なくとも１つの光の周波数を、連続して時間内にまたは同時にのうちの少なくとも１つで制御するようにさらに構成される、請求項６３に記載の装置。
【請求項６５】
前記外部構成は波長可変レーザー装置を備える、請求項６４に記載の装置。
【請求項６６】
レーザー・ステアリングおよびフォーカシングを提供する方法であって：
−ボディ内の少なくとも１つの部分を照射するためにパターンを定めるステップ；
−発動装置を使用して前記パターンに基づいて少なくとも１つの光の屈折または回折のうちの少なくとも１つを行わせるために、ハウジング内に設けられる少なくとも１つの光学エレメントを制御するステップであって、前記ハウジングは前記ボディの内部に挿入されるように構造化され、そして、前記発動装置は前記ボディの内部に挿入されるように構造化される、ステップ；
を含む方法。
【請求項６７】
前記少なくとも１つの光を出力するステップをさらに含む、請求項６６に記載の方法。
【請求項６８】
前記少なくとも１つの屈折光または回折光の角度を変えるために、前記光学エレメントのうちの少なくとも１つを制御するステップをさらに含む、請求項６６に記載の方法。
【請求項６９】
前記少なくとも１つの構造における目標組織への前記少なくとも１つの屈折光または回折光の伝搬の深さを修正するために、前記少なくとも１つの光を制御するステップをさらに含む、請求項６６に記載の方法。
【請求項７０】
請求項６６に記載の方法であって：
−前記光学エレメントのうちの少なくとも１つあるいは前記少なくとも１つの屈折光または回折光の位置または方向づけをモニタするステップ；
−前記少なくとも１つの位置または前記少なくとも１つの方向づけに基づいて少なくとも１つの信号を生成するステップ；および、
−前記少なくとも１つの信号に基づいて、前記光学エレメントのうちの少なくとも１つの前記位置または前記方向づけのうちの少なくとも１つを制御するステップ；
をさらに含む方法。
【請求項７１】
レーザー・ステアリングおよびフォーカシングを提供するためのコンピュータ実行可能命令を格納したコンピュータ・アクセス可能な媒体であって、ハードウェア処理装置によって実行されるときに、前記ハードウェア処理装置に：
−ボディ内の少なくとも１つの部分を照射するためにパターンを定めるステップ；
−発動装置を使用して前記パターンに基づいて少なくとも１つの光の屈折または回折のうちの少なくとも１つを行わせるために、ハウジング内に設けられる少なくとも１つの光学エレメントを制御するステップであって、前記ハウジングは前記ボディの内部に挿入されるように構造化され、そして、前記発動装置は前記ボディの内部に挿入されるように構造化される、ステップ；
を設定するコンピュータ・アクセス可能な媒体。
【請求項７２】
前記処理装置は、前記少なくとも１つの光を出力するためにソース装置を制御するようにさらに設定される、請求項７１に記載のコンピュータ・アクセス可能な媒体。
【請求項７３】
前記処理装置は、光学軸に関して前記少なくとも１つの屈折光または回折光の角度を変えるために、前記光学エレメントのうちの少なくとも１つを制御するようにさらに設定される、請求項７１に記載のコンピュータ・アクセス可能な媒体。
【請求項７４】
前記処理装置は、前記ボディ内の目標位置への前記屈折光または回折光の伝搬の深さを修正するために、前記少なくとも１つの光の特性を修正することによってソース装置を制御するようにさらに設定される、請求項７１に記載のコンピュータ・アクセス可能な媒体。
【請求項７５】
請求項７１に記載のコンピュータ・アクセス可能な媒体であって、前記処理装置は：
−前記光学エレメントのうちの少なくとも１つあるいは前記少なくとも１つの屈折光、回折光または反射光の位置をモニタするステップ；
−前記位置または前記方向づけに基づいて少なくとも１つの信号を生成するステップ；および、
−前記少なくとも１つの信号に基づいて、前記光学エレメントのうちの少なくとも１つの前記位置または前記方向づけのうちの少なくとも１つを制御するステップ；
をさらに設定されるコンピュータ・アクセス可能な媒体。
【請求項７６】
ボディの範囲内で目標組織へのレーザーのステアリングまたはフォーカシングのうちの少なくとも１つのための方法であって：
−前記ボディの範囲内の位置から前記ボディの範囲内で前記目標組織の位置を決めるステップ；
−前記ボディの内部に挿入されるハウジングを有する特定の装置を使用して前記目標組織に関する前記デバイスの位置を確立するステップ；
−（ｉ）少なくとも１つの電磁放射でカットされるパスを前記組織の画像を通じてトレースするか、（ｉｉ）前記少なくとも１つの電磁放射によって遂行される領域を定めるか、または（ｉｉｉ）前記少なくとも１つの電磁放射の位置をリアルタイムに制御するか、のうちの少なくとも１つによる制御データを生成するステップ；および、
−ハウジング内に設けられる少なくとも１つの発動装置で、少なくとも１つの光を屈折または回折のうちの少なくとも１つを行わせるために、前記制御データに基づいて、前記ハウジング内に設けられる少なくとも１つの光学エレメントを制御するステップ；
を含む方法。
【請求項７７】
前記少なくとも１つの光はレーザー光である、請求項７６に記載の方法。
【請求項７８】
前記パスは所定のパターンに基づく、請求項７６に記載の方法。
【請求項７９】
ボディの範囲内で目標組織へのレーザーのステアリングまたはフォーカシングのうちの少なくとも１つのためのコンピュータ実行可能命令を格納したコンピュータ・アクセス可能な媒体であって、ハードウェア処理装置によって実行されるときに、前記ハードウェア処理装置に：
−前記ボディの範囲内の位置から前記ボディの範囲内で前記目標組織の位置を決めるステップ；
−前記ボディの内部に挿入されるハウジングを有する特定の装置を使用して前記目標組織に関する前記デバイスの位置を確立するステップ；
−（ｉ）前記組織の画像を通じて少なくとも１つの電磁放射でカットされるパスをトレースするか、（ｉｉ）前記少なくとも１つの電磁放射によって遂行される領域を定めるか、または（ｉｉｉ）前記少なくとも１つの電磁放射の位置をリアルタイムに制御するか、のうちの少なくとも１つによる制御データを生成するステップ；および、
−ハウジング内に設けられる少なくとも１つの発動装置で、少なくとも１つの光を屈折または回折のうちの少なくとも１つを行わせるために、前記制御データに基づいて、前記ハウジング内に設けられる少なくとも１つの光学エレメントを制御するステップ；
を含む方法。
【請求項８０】
前記少なくとも１つの光はレーザー光である、請求項７９に記載のコンピュータ・アクセス可能な媒体。
【請求項８１】
前記パスは所定のパターンに基づく、請求項７６に記載のコンピュータ・アクセス可能な媒体。
【請求項１】
装置であって：
少なくとも１つの光を屈折または回折のうちの少なくとも１つを行わせるように構成される少なくとも１つの光学エレメント；
ボディの内部に挿入されるように構成される少なくとも１つの構造であって、前記少なくとも１つの光学エレメントは、前記少なくとも１つの構造内に設けられ、前記少なくとも１つの光学エレメントは、前記少なくとも１つの光を１つの第１の角度で受け入れて、光学軸に関して前記第１の角度と異なる第２の角度で少なくとも１つの屈折光または回折光を生成するように構造化される前記少なくとも１つの構造；および、
前記少なくとも１つの屈折光または回折光の前記第２の角度を変えるために、前記少なくとも１つの光学エレメントを制御するように構成される発動装置であって、前記少なくとも１つの構造の範囲内に少なくとも部分的に位置する前記発動装置；
を備える装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つの光はレーザー光である、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第２の角度は一定である、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記少なくとも１つの光学エレメントは複数の光学エレメントであり、前記光学エレメントのうちの少なくとも２つは、前記少なくとも１つの屈折光または回折光を生成するように構造化される、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記少なくとも１つの光学エレメントは、プリズムまたは格子のうちの少なくとも１つである、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記少なくとも１つの光学エレメントは可変空間周波数格子である、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記少なくとも１つの光学エレメントは音響光学格子である、請求項５に記載の装置。
【請求項８】
前記少なくとも１つの光学エレメントは固定格子である、請求項５に記載の装置。
【請求項９】
前記固定格子は、ホログラフィック透過格子またはブレーズド格子のうちの少なくとも１つである、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記発動装置は、前記少なくとも１つの屈折光または回折光の前記第２の角度、および前記一定の第２の角度と異なる前記少なくとも１つの屈折光または回折光の一定の第３の角度を変えるために、前記少なくとも１つの光学エレメントを制御するようにさらに構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記発動装置は、手動で、機械的に、電気的に、電気機械的に、または遠隔操作でのうちの少なくとも１つで制御される、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記発動装置は、機械的装置によって少なくとも部分的に制御される、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
少なくとも１つの光を出力するように構成される光ファイバー構成をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
前記光ファイバー構成は、前記少なくとも１つの光を前記少なくとも１つの光学エレメントに送出するように構成される、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの光学エレメントと光学的に関連する少なくとも１つのレンズをさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの光学エレメントは複数の光学エレメントであり、前記少なくとも１つのレンズは、前記複数の光学エレメント間の光パスに設けられる、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記少なくとも１つのレンズは、前記少なくとも１つの光学エレメントと前記光ファイバー構成との間の光パスに設けられる、請求項１５に記載の装置。
【請求項１８】
前記少なくとも１つのレンズは、光パスにおける前記少なくとも１つの光学エレメントの後方に設けられる、請求項１に記載の装置。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの光を出力するように構成され、そして、前記少なくとも１つの構造における目標組織への前記少なくとも１つの屈折光または回折光の伝搬の深さを修正するように制御される、さらなる装置をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項２０】
前記さらなる装置は、アブレーション・レーザー、切開レーザーまたは切除レーザーのうちの少なくとも１つを含む、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記ボディ内に設けられるように構造化され、そして、前記少なくとも１つの構造における目標組織から少なくとも１つのさらなる光を受け入れるように構成される、受光装置をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項２２】
前記少なくとも１つのさらなる光は可視光である、請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記受光装置は、少なくとも１つの光検出器を含む、請求項２１に記載の装置。
【請求項２４】
前記少なくとも１つの光検出器は、電荷結合素子（ＣＣＤ）、ファイバーバンドルまたは相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）検出器のうちの少なくとも１つである、請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
前記少なくとも１つのさらなる光を前記目標組織に出力するように構成され、そして、前記ボディの範囲内に位置するように構造化される、追加装置をさらに備える、請求項２３に記載の装置。
【請求項２６】
前記受光装置は、前記目標組織の少なくとも１つの画像を出力するように構成され、そして、（ｉ）ユーザ制御または（ｉｉ）自動的にのうちの少なくとも１つによって前記少なくとも１つの光の適用の視覚制御を容易にする特定の装置をさらに備える、請求項２１に記載の装置。
【請求項２７】
前記少なくとも１つの光を前記少なくとも１つの構造に送出するように構成され、そして前記ボディから外部に位置する外部構成をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項２８】
前記外部構成は、前記少なくとも１つの光の周波数を、連続して時間内にまたは同時にのうちの少なくとも１つで制御するようにさらに構成される、請求項２７に記載の装置。
【請求項２９】
前記外部構成は波長可変レーザー装置を備える、請求項２８に記載の装置。
【請求項３０】
少なくとも１つの分散エレメントであって、前記少なくとも１つの光を回転運動において動かすために少なくとも１つの分散エレメントの回転中に、半径方向における角度に依存する特定の波長で前記少なくとも１つの光を偏向または反射のうちの少なくとも１つを行わせるように構成される分散エレメントをさらに備える、請求項２８に記載の装置。
【請求項３１】
（ｉ）前記外部構成は、前記少なくとも１つの光を半径方向に動かすために前記少なくとも１つの光の波長を変化させるようにさらに構成されるか、または、
（ｉｉ）前記少なくとも１つの分散エレメントは、前記少なくとも１つの光を動かすために回転するようにさらに構成されるか、
のうちの少なくとも１つである、請求項３０に記載の装置。
【請求項３２】
装置であって：
少なくとも１つの光を反射するように構成される少なくとも２つの光学エレメント；および、
ボディの内部に挿入されるように構成される少なくとも１つの構造；を備え、
前記光学エレメントは、前記少なくとも１つの構造内に設けられ、
前記光学エレメントの第１の構成は、前記少なくとも１つの光を第１の角度で受け入れて、光学軸に関して前記第１の角度と異なる第２の角度で少なくとも１つの第１の反射光を生成するように配置されるかまたは制御され、
前記光学エレメントの第２の構成は、前記少なくとも１つの第１の反射光を受け入れて、前記光学軸に関して前記第２の角度と異なる第３の角度で少なくとも１つの第２の反射光を生成するように構造化される、
装置。
【請求項３３】
前記少なくとも１つの光の前記第２の角度または前記第３の角度を変えるために、前記光学エレメントの前記第１の構成または前記第２の構成のうちの少なくとも１つを制御するように構成される発動装置をさらに備え、前記発動装置は、前記少なくとも１つの構造の範囲内に少なくとも部分的に位置する、請求項３２に記載の装置。
【請求項３４】
前記光学エレメントの第３の構成は、前記少なくとも１つの前記第２の反射光を受け入れて、前記光学軸に関して前記第３の角度と異なる第４の角度で少なくとも１つの第３の反射光を生成するように構造化されるかまたは制御される、請求項３２に記載の装置。
【請求項３５】
前記光学エレメントの第４の構成は、前記少なくとも１つの前記第３の反射光を受け入れて、前記光学軸に関して前記第４の角度と異なる第５の角度で前記ボディへ向けて少なくとも１つの第４の反射光を生成するように構造化されるかまたは制御される、請求項３４に記載の装置。
【請求項３６】
前記少なくとも１つの光の前記第５の角度を変えるために、前記光学エレメントの前記第１の構成または前記第２の構成のうちの少なくとも１つを制御するように構成される発動装置をさらに備え、前記発動装置は、前記少なくとも１つの構造の範囲内に少なくとも部分的に位置する、請求項３２に記載の装置。
【請求項３７】
前記第２の構成は、円筒形状を有するために前記少なくとも１つの第２の反射光を生成するようにさらに構造化される、請求項３２に記載の装置。
【請求項３８】
前記第１の構成または前記第２の構成のうちの少なくとも１つは、円錐形状を有する少なくとも１つの部分を備える、請求項３２に記載の装置。
【請求項３９】
前記第１の構成は円錐ミラーを備える、請求項３７に記載の装置。
【請求項４０】
前記第２の構成は円錐部分ミラーを備える、請求項３７に記載の装置。
【請求項４１】
前記第３の構成または前記第４の構成のうちの少なくとも１つは、放物形状である少なくとも１つの部分を備える、請求項３２に記載の装置。
【請求項４２】
前記第３の構成は放物部分ミラーを備える、請求項４０に記載の装置。
【請求項４３】
前記第４の構成は放物ミラーを備える、請求項４０に記載の装置。
【請求項４４】
前記少なくとも１つの光はレーザー光である、請求項３２に記載の装置。
【請求項４５】
前記第２の角度は一定である、請求項３２に記載の装置。
【請求項４６】
前記発動装置は、前記反射光の前記第２の角度および前記光学軸に関して前記第２の角度と異なる前記反射光の前記第３の角度を変えるために、前記光学エレメントのうちの少なくとも１つを制御するようにさらに構成され、前記第１および第２の角度は一定である、請求項３２に記載の装置。
【請求項４７】
前記発動装置は、手動で、機械的に、電気的に、電気機械的に、または遠隔操作でのうちの少なくとも１つで制御される、請求項３２に記載の装置。
【請求項４８】
前記発動装置は、機械的装置によって少なくとも部分的に制御される、請求項３２に記載の装置。
【請求項４９】
少なくとも１つの光を出力するように構成される光ファイバー構成をさらに備える、請求項３２に記載の装置。
【請求項５０】
前記光ファイバー構成は、前記少なくとも１つの光を前記光学エレメントのうちの少なくとも１つに送出するように構成される、請求項４９に記載の装置。
【請求項５１】
前記光学エレメントのうちの少なくとも１つと光学的に関連する少なくとも１つのレンズをさらに備える、請求項３２に記載の装置。
【請求項５２】
前記少なくとも１つのレンズは、前記複数の光学エレメント間の光パスに設けられる、請求項５１に記載の装置。
【請求項５３】
前記少なくとも１つのレンズは、前記光学エレメントのうちの少なくとも１つと前記光ファイバー構成との間の光パスに設けられる、請求項５１に記載の装置。
【請求項５４】
前記少なくとも１つのレンズは、光パスにおける前記光学エレメントのうちの少なくとも１つの後方に設けられる、請求項５１に記載の装置。
【請求項５５】
前記少なくとも１つの光を出力するように構成され、そして、前記少なくとも１つの構造における目標組織への前記反射光の伝搬の深さを修正するように制御される、さらなる装置をさらに備える、請求項３２に記載の装置。
【請求項５６】
前記さらなる装置は、アブレーション・レーザー、切開レーザーまたは切除レーザーのうちの少なくとも１つを含む、請求項５５に記載の装置。
【請求項５７】
前記ボディ内に設けられ、そして、前記少なくとも１つの構造における目標組織から少なくとも１つのさらなる光を受け入れるように構成される、受光装置をさらに備える、請求項３２に記載の装置。
【請求項５８】
前記少なくとも１つのさらなる光は可視光である、請求項５７に記載の装置。
【請求項５９】
前記受光装置は、少なくとも１つの光検出器を含む、請求項５７に記載の装置。
【請求項６０】
前記少なくとも１つの光検出器は、電荷結合素子（ＣＣＤ）、ファイバーバンドルまたは相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）検出器のうちの少なくとも１つを含む、請求項５７に記載の装置。
【請求項６１】
前記少なくとも１つのさらなる光を前記目標組織に出力するように構成され、そして前記ボディの範囲内に位置する、追加装置をさらに備える、請求項６０に記載の装置。
【請求項６２】
前記受光装置は、前記目標組織の少なくとも１つの画像を出力するように構成され、そして、（ｉ）ユーザ制御または（ｉｉ）自動的にのうちの少なくとも１つによって前記少なくとも１つの光の適用の視覚制御を容易にする他の装置をさらに備える、請求項５７に記載の装置。
【請求項６３】
前記少なくとも１つの光を前記少なくとも１つの構造に送出するように構成され、そして前記ボディから外部に位置する外部構成をさらに備える、請求項３２に記載の装置。
【請求項６４】
前記外部構成は、前記少なくとも１つの光の周波数を、連続して時間内にまたは同時にのうちの少なくとも１つで制御するようにさらに構成される、請求項６３に記載の装置。
【請求項６５】
前記外部構成は波長可変レーザー装置を備える、請求項６４に記載の装置。
【請求項６６】
レーザー・ステアリングおよびフォーカシングを提供する方法であって：
−ボディ内の少なくとも１つの部分を照射するためにパターンを定めるステップ；
−発動装置を使用して前記パターンに基づいて少なくとも１つの光の屈折または回折のうちの少なくとも１つを行わせるために、ハウジング内に設けられる少なくとも１つの光学エレメントを制御するステップであって、前記ハウジングは前記ボディの内部に挿入されるように構造化され、そして、前記発動装置は前記ボディの内部に挿入されるように構造化される、ステップ；
を含む方法。
【請求項６７】
前記少なくとも１つの光を出力するステップをさらに含む、請求項６６に記載の方法。
【請求項６８】
前記少なくとも１つの屈折光または回折光の角度を変えるために、前記光学エレメントのうちの少なくとも１つを制御するステップをさらに含む、請求項６６に記載の方法。
【請求項６９】
前記少なくとも１つの構造における目標組織への前記少なくとも１つの屈折光または回折光の伝搬の深さを修正するために、前記少なくとも１つの光を制御するステップをさらに含む、請求項６６に記載の方法。
【請求項７０】
請求項６６に記載の方法であって：
−前記光学エレメントのうちの少なくとも１つあるいは前記少なくとも１つの屈折光または回折光の位置または方向づけをモニタするステップ；
−前記少なくとも１つの位置または前記少なくとも１つの方向づけに基づいて少なくとも１つの信号を生成するステップ；および、
−前記少なくとも１つの信号に基づいて、前記光学エレメントのうちの少なくとも１つの前記位置または前記方向づけのうちの少なくとも１つを制御するステップ；
をさらに含む方法。
【請求項７１】
レーザー・ステアリングおよびフォーカシングを提供するためのコンピュータ実行可能命令を格納したコンピュータ・アクセス可能な媒体であって、ハードウェア処理装置によって実行されるときに、前記ハードウェア処理装置に：
−ボディ内の少なくとも１つの部分を照射するためにパターンを定めるステップ；
−発動装置を使用して前記パターンに基づいて少なくとも１つの光の屈折または回折のうちの少なくとも１つを行わせるために、ハウジング内に設けられる少なくとも１つの光学エレメントを制御するステップであって、前記ハウジングは前記ボディの内部に挿入されるように構造化され、そして、前記発動装置は前記ボディの内部に挿入されるように構造化される、ステップ；
を設定するコンピュータ・アクセス可能な媒体。
【請求項７２】
前記処理装置は、前記少なくとも１つの光を出力するためにソース装置を制御するようにさらに設定される、請求項７１に記載のコンピュータ・アクセス可能な媒体。
【請求項７３】
前記処理装置は、光学軸に関して前記少なくとも１つの屈折光または回折光の角度を変えるために、前記光学エレメントのうちの少なくとも１つを制御するようにさらに設定される、請求項７１に記載のコンピュータ・アクセス可能な媒体。
【請求項７４】
前記処理装置は、前記ボディ内の目標位置への前記屈折光または回折光の伝搬の深さを修正するために、前記少なくとも１つの光の特性を修正することによってソース装置を制御するようにさらに設定される、請求項７１に記載のコンピュータ・アクセス可能な媒体。
【請求項７５】
請求項７１に記載のコンピュータ・アクセス可能な媒体であって、前記処理装置は：
−前記光学エレメントのうちの少なくとも１つあるいは前記少なくとも１つの屈折光、回折光または反射光の位置をモニタするステップ；
−前記位置または前記方向づけに基づいて少なくとも１つの信号を生成するステップ；および、
−前記少なくとも１つの信号に基づいて、前記光学エレメントのうちの少なくとも１つの前記位置または前記方向づけのうちの少なくとも１つを制御するステップ；
をさらに設定されるコンピュータ・アクセス可能な媒体。
【請求項７６】
ボディの範囲内で目標組織へのレーザーのステアリングまたはフォーカシングのうちの少なくとも１つのための方法であって：
−前記ボディの範囲内の位置から前記ボディの範囲内で前記目標組織の位置を決めるステップ；
−前記ボディの内部に挿入されるハウジングを有する特定の装置を使用して前記目標組織に関する前記デバイスの位置を確立するステップ；
−（ｉ）少なくとも１つの電磁放射でカットされるパスを前記組織の画像を通じてトレースするか、（ｉｉ）前記少なくとも１つの電磁放射によって遂行される領域を定めるか、または（ｉｉｉ）前記少なくとも１つの電磁放射の位置をリアルタイムに制御するか、のうちの少なくとも１つによる制御データを生成するステップ；および、
−ハウジング内に設けられる少なくとも１つの発動装置で、少なくとも１つの光を屈折または回折のうちの少なくとも１つを行わせるために、前記制御データに基づいて、前記ハウジング内に設けられる少なくとも１つの光学エレメントを制御するステップ；
を含む方法。
【請求項７７】
前記少なくとも１つの光はレーザー光である、請求項７６に記載の方法。
【請求項７８】
前記パスは所定のパターンに基づく、請求項７６に記載の方法。
【請求項７９】
ボディの範囲内で目標組織へのレーザーのステアリングまたはフォーカシングのうちの少なくとも１つのためのコンピュータ実行可能命令を格納したコンピュータ・アクセス可能な媒体であって、ハードウェア処理装置によって実行されるときに、前記ハードウェア処理装置に：
−前記ボディの範囲内の位置から前記ボディの範囲内で前記目標組織の位置を決めるステップ；
−前記ボディの内部に挿入されるハウジングを有する特定の装置を使用して前記目標組織に関する前記デバイスの位置を確立するステップ；
−（ｉ）前記組織の画像を通じて少なくとも１つの電磁放射でカットされるパスをトレースするか、（ｉｉ）前記少なくとも１つの電磁放射によって遂行される領域を定めるか、または（ｉｉｉ）前記少なくとも１つの電磁放射の位置をリアルタイムに制御するか、のうちの少なくとも１つによる制御データを生成するステップ；および、
−ハウジング内に設けられる少なくとも１つの発動装置で、少なくとも１つの光を屈折または回折のうちの少なくとも１つを行わせるために、前記制御データに基づいて、前記ハウジング内に設けられる少なくとも１つの光学エレメントを制御するステップ；
を含む方法。
【請求項８０】
前記少なくとも１つの光はレーザー光である、請求項７９に記載のコンピュータ・アクセス可能な媒体。
【請求項８１】
前記パスは所定のパターンに基づく、請求項７６に記載のコンピュータ・アクセス可能な媒体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１３Ｃ】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１３Ｃ】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公表番号】特表２０１３−５０４３９１（Ｐ２０１３−５０４３９１Ａ）
【公表日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５２８９９４（Ｐ２０１２−５２８９９４）
【出願日】平成２２年９月１４日（２０１０．９．１４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０４８８０７
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０３２１６５
【国際公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．フロッピー
【出願人】（５００２１３８３４）
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１４日（２０１０．９．１４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０４８８０７
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０３２１６５
【国際公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．フロッピー
【出願人】（５００２１３８３４）
【Ｆターム（参考）】
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