可撓性アレイ
物理的可撓性を備えた放射放出プローブ、並びに内腔又は空洞の内部まで放射又は光を送出するための、関連した照射方法及びシステムである。発光デバイスが、プローブ内で流動する液体冷却剤に液浸され、高光出力を提供し、ひだ形状の電力バス構造体が、長手方向軸に関してプローブに物理的な可撓性を与える。ヒトの胃腸管内部を含む体内腔における位置において、例えば治療的医療処置を行うため、任意内腔の内部に光を送出するようにプローブを構成できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、放射を生体の表面又は内部まで放出することを含む放射の送出に関し、より詳細には、光を用いて患者の体腔上の又は内部の微生物を弱らせるか殺すための装置及び方法に関する。
【0002】
関連出願
本願は、2003年11月14日付けで出願された米国仮特許出願第60/520,465号、2004年6月28日付けで出願された米国特許出願第10/878,648号、及び2004年6月28日付けで出願された米国特許出願第10/878,649号を引用して援用し、これら出願の優先権及び利益を主張する。
【背景技術】
【0003】
ヒトの胃腸管及び他の体内腔に関わる感染は極めて一般的であり、毎年、非常に多くの人々が影響を受ける。これら感染は深刻な病気、罹患、及び死亡を引き起こす。もっとも一般的な胃腸管感染は、胃及び十二指腸に感染する細菌性病原体であるピロリ菌(H.
pylori)による慢性感染である。アメリカ合衆国などの工業国では、H. pyloriは成人人口の20%或いはそれ以上に見つかることがある。南米諸国では、H.
pylori感染率は90%に迫る。H. pyloriの感染は無症状性であることもあるが、少数ではあるが、感染者によってはこれが胃炎、胃潰瘍、十二指腸潰瘍、胃癌、及びリンパ腫を含む重大な状態に関わる。H.
pyloriは、報告されている十二指腸潰瘍の約90%、胃潰瘍の50%、胃癌の85%、及び胃リンパ腫のほぼ100%の原因となっていると考えられている。
【0004】
H. pylori感染に現在利用できる最も一般的な治療は、2週間にわたる3乃至4種の高額な薬物の投与を含む複雑な抗生物質養生法である。抗生物質治療を行っても、治療を受けた20%以上の患者の感染が治癒しない。更に、患者によってはこうした強力な抗生物質への耐性が低く、激しいアレルギー反応、吐き気、味覚の変化、及び下痢を引き起こす。更に、この病原菌或いはその他多数の病原菌による抗生物質抵抗性も急激に増大している。50%ものH.
pylori分離株が、この感染を治癒することが分かっている1つ又は複数の最良の抗生物質に抵抗性がある。長年にわたる集中的な努力にも関わらず、ワクチンはまだ開発されていない。
【0005】
従って、疾病の治療において薬剤のみに依存しない治療方法は、細菌性感染症の抗生物質治療に比べて、潜在的に大きな利点がある。光線力学的治療法(PDT)は、光感作性薬物による前処置段階と、それに続いて治療箇所に照光して薬物が高度に集中している細胞を殺す段階を含む光線療法である。又、この薬物は特定波長の光を優先的に吸収する。この方法の典型的な用途としては、光感作性薬物を選択的に保持している悪性腫瘍細胞を弱らせるか破壊する一方、隣接する正常な組織は保存するものがある。光増感剤での前処置を行わなくとも、光を用いてH.
pylori及び他の微生物を直接的に非活性化又は死滅できることは実証されている。
【0006】
H. pylori及び他の腔内感染に対する光線療法を広く実施するには、こうした治療に使われる実用的且つ信頼性が高い光源が必要である。外部開口を介して体内へそして治療部位へ案内できる長尺プローブとして構成された光源を用いれば、消化管の内表面を含む体内の治療部位に到達できる。こうした侵襲性が最も低いアプローチには、遠隔箇所に配置した高出力レーザに光学連結した光ファイバを介して、光を体内腔の内部まで送出するものがある。このアプローチの光線療法は高額で、携帯性を欠き、光を大きな腔内治療領域に送出するには実用的でない。
【0007】
侵襲性を最小限とする内腔光線療法用のプローブを開発するための別のアプローチには、プローブ内に発光ダイオードのような発光デバイスを電気的に励起させて用いるものがある。このアプローチに関わる1つの問題は、長尺プローブ内に閉じこめた発光デバイスは励起させると発熱するので、このデバイスを熱損傷させないようにすると、又プローブが治療部位で身体組織に暴露した際に安全な温度を超過させないようにすると、プローブから得られる最大平均光出力が大きく制限されてしまうことである。
【0008】
更に、プローブは、体内の狭い通路を安全に案内し且つ治療部位に位置決めできるように、物理的に撓み可能に製作できると有利である。これら問題に対処する試みは米国特許第5,800,478号及び5,576,427号に記載されている。しかし、これら参考文献は、それぞれ次の少なくとも何れか1つのような様々な欠点を免れない。すなわち、プローブは発光デバイスのアレイが構成されている基板の平面での可撓性に欠けており、更に光出力が高い場合のプローブを熱放散させる対策が取られていない。
【特許文献1】米国特許第5,800,478号公報
【特許文献2】米国特許第5,576,427号公報
【0009】
従って、H. pylori及び他の腔内感染を処置するための、内腔の内部に光を送出する新たな装置及びシステムに対する大きな必要性が存在する。安全で効果的に光を身体の内腔まで送出する装置及び方法に対する必要性も存在する。更に、光を含む放射を用いる治療によって改善が見込まれる内部空間まで光を効果的に送出する必要性も一般的に存在する。
【0010】
発明の概要
本発明は、物体又は生物体の内部に放射又は光を送出して化学反応又は生体反応を引き起こしたり促進したりすることに関し、それには、光を内腔の内部に送出して内腔壁での治療を行うための装置及び方法が含まれる。本発明は、例えば生きたヒト又は動物の胃腸管などの内腔内部に治療的医療処置を施すのにとりわけ有用である。又、本発明は、上述の装置を内部に配置可能な任意構造体の内表面に光を送出する目的で使用できる。更に、本発明は、患者体内の内腔内の感染を診断し且つ治療するためのシステムにも関わる。
【0011】
本発明の一様態は可撓性アレイである。前記アレイは、それぞれが長手方向軸を備えた可撓性を備えた第1導電性バスと可撓性を備えた第2導電性バスとを含む。前記第1バス及び前記第2バスは概ね平行で、互いに直接的に接触していない。前記アレイは、前記第1バスと前記第2バスとの間に配置された複数のプラットフォームも含み、当該プラットフォームそれぞれは第1部材によって前記第1バスに接続され、第2部材によって前記第2バスに接続されている。更に、前記アレイは、前記複数プラットフォームの少なくとも1つの上に配置されると共に少なくとも1つの可撓性電気リード線によって前記第1及び第2バスに電気接続された少なくとも1つの放射放出デバイスを含む。一実施形態では、前記少なくとも1つの放射放出デバイスは発光ダイオードである。
【0012】
一実施形態では、前記第1部材は可撓性を備え、前記第2部材も可撓性を備える。前記第1バスは第1バス側面を備え、前記第2バスは第2バス側面を備える。前記複数プラットフォームそれぞれは第1プラットフォーム側面と第2プラットフォーム側面とを備える。この実施形態では、各第1材は、前記第1バス側面と第1プラットフォーム側面との間に配置されており、各第2部材は、前記第2バス側面と第2プラットフォーム側面との間に配置されている。
【0013】
別の実施形態では、前記第1部材が可撓性を備え、前記第2部材も可撓性を備える。前記第1バスは第1上面を備え、前記第2バスは第2上面を備える。前記プラットフォームそれぞれは上面と下面とを備え、各第1部材は前記第1上面と下面との間に配置され、各第2部材は前記第2上面と下面との間に配置されている。上述の実施形態の何れにおいても、前記第1及び第2バスは同一平面内に位置していてもよく、又それぞれの長手方向軸に沿って1つ又は複数の回り込み部を含んでよい。
【0014】
更に別の実施形態では、前記少なくとも1つの放射放出デバイスは発光ダイオードである。他の実施形態では、前記少なくとも1つの放射放出デバイスが、患部組織を治療するよう概ね適合された波長バンド又は化学反応の速度を変更するよう概ね適合された波長バンド内の放射を放出する。一実施形態では、前記波長バンドは、約400ナノメートルと約410ナノメートルの間に概ね中心が位置している。別の実施形態では、前記少なくとも1つの放射放出デバイスは放射を放出する。
【0015】
放射放出デバイスは、本発明のアレイにおいて様々な物理的構成で配列できる。一実施形態では、前記少なくとも1つの放射放出デバイスは少なくとも2つの放射放出デバイスを含む。別の実施形態では、前記少なくとも2つの放射放出デバイスは上面に配置されており、他方は底面に配置されている。更に別の実施形態では、前記少なくとも1つの放射放出デバイスは複数の放射放出デバイスであり、前記少なくとも1つの可撓性電気リード線は複数の電気リード線を含む。更に別の実施形態では、前記複数の可撓性電気リード線が、前記複数の放射放出デバイスを直並列回路において前記第1バスと前記第2バスとの間で電気接続する。前記直並列回路は、任意数の放射放出デバイスを直列で含んでもよい。一実施形態では、前記直並列回路は、それぞれが少なくとも4つの直列接続した放射放出デバイスからなる複数グループを含み、当該複数グループは電気的に並列である。
【0016】
本発明の別の様態は、複数の区分を含む可撓性アレイである。前記区分のそれぞれは、可撓性を備えた第1導電性バスと可撓性を備えた第2導電性バスとを具備し、当該第1導電性バス及当該第2導電性バスは概ね平行で、互いに直接的に接触していない。前記アレイは、前記第1バスと前記第2バスとの間に配置された複数のプラットフォームも含み、当該プラットフォームは第1部材によって前記第1バスに接続され、第2部材によって前記第2バスに接続されている。前記第1部材及び第2部材の一方又は両方を可撓性とすることができる。少なくとも1つの電気デバイスが少なくとも1つのプラットフォーム上に配置され、前記第1バス及び前記第2バスに電気接続されている。一実施形態では、前記電気デバイスは発光ダイオードである。前記アレイは、更に複数の可撓性電気コネクタも含む。前記複数電気コネクタの少なくとも1つが、1つの区分の前記第1可撓性バスと別の区分の前記第1可撓性バスとの間に配置され、少なくとも1つの電気コネクタが、1つの区分の前記第2可撓性バスと別の区分の前記第2可撓性バスとの間に配置されている。
【0017】
一実施形態では、前記複数の可撓性電気コネクタが、前記区分を長尺プローブ内に位置決めするよう適合され、この位置決めが1つ又は複数の幾何学平面内で行われる。別の実施形態では、前記第1バス及び前記第2バスそれぞれが長手方向軸を備え、前記第1バス及び前記第2バスそれぞれが、その長手方向軸に沿った複数の回り込み部を含む。別の実施形態では、前記少なくとも1つの電気デバイスが、患部組織を治療するよう概ね適合された波長バンド内の放射を放出する。
【0018】
本発明の更に別の様態は放射を送出する装置である。前記装置は、可撓性を備えた第1導電性バスと可撓性を備えた第2導電性バスとを具備した少なくとも1つの長手方向アレイを含み、前記第1バス及び前記第2バスは概ね平行で、互いに直接的に接触していない。前記第1バス及び前記第2バスそれぞれが複数の回り込み部を含む。複数のプラットフォームが前記第1バスと前記第2バスとの間に配置されており、当該プラットフォームが第1部材によって前記第1バスに接続され、第2部材によって前記第2バスに接続されている。更に、前記装置が複数の放射放出デバイスを含み、当該デバイスそれぞれが、前記複数プラットフォームの1つの上に配置されると共に前記第1及び第2バスに電気接続されている。更に、前記アレイは遠位端と近位端とを備えた可撓性シャフトを含む。前記シャフトは、前記遠位端の近傍位置から前記近位端まで延伸する少なくとも1つの溝を画定する外面を含む。可撓性外装が前記シャフトに隣接しており、当該外装及び前記少なくとも1つの溝が少なくとも1つのチャンネルを画定し、前記少なくとも1つのアレイが前記少なくとも1つの溝内に配置される。
【0019】
本発明の上述及びその他の特徴及び利点は、次の詳細な説明、添付の図面、及び特許請求の範囲から明らかとなるはずである。
【発明を実施するための最良の形態】
【0020】
本明細書で開示した装置、システム、及び方法の側面及び特徴を全体的に理解できるように、幾つかの代表的実施形態を以下に説明する。これら実施形態及び特徴の幾つかの例が図面に示されている。通常の技能を備えた当業者であれば、本明細書に記載の装置、システム、及び方法を適合及び修正して、他の用途のための装置、システム、及び方法を提供することができ、又、そうした他の追加及び修正は、本開示の範囲から逸脱しないで実行できることは理解するはずである。例えば、一実施形態又は一つの図面の一部として図示し且つ説明した特徴を別の実施形態又は別の図面で用いて、それらとは別の実施形態を創り出すこともできる。こうした修正及び変更は本開示の範囲に含まれるものと意図されている。
【0021】
本発明は、内腔の内部を含む、内部に放射又は光を送出するための装置、システム、及び方法に関する。「内腔」という用語は、本明細書ではヒト又は動物の中空器官の内部を意味し、より一般的には任意の管状又は中空物を示す。本発明は、患者体内の内腔内の感染を診断し、治療するためのシステムにも関わる。
【0022】
本発明による放射発生システム又は光発生システム100の代表的な実施形態を図1に示した。光発生システム100は、長尺の発光ダイオードプローブ102と、このプローブを冷却するための冷却剤供給源104と、このプローブに通電するための電源106とを備えている。プローブ102は、遠位シャフト端110と、近位シャフト端112と、ボア114とを備えた可撓性シャフト108を含み、ボア114は、遠位シャフト端110と近位シャフト端112との間でシャフト108の内部を長手方向に延伸している。シャフト108は、非導電性の可撓性材料からなることができる。「非導電性」及び「電気絶縁」という用語は、本明細書では交換可能に使用される。
【0023】
シャフト108を作製するための適切な材料の例としては、ポリオレフィン、フルオロポリマー、ポリウレタン、ポリエステル、及びゴム製品などの天然及び合成ポリマーが含まれる。幾つかの実施形態では、シャフト108の材料は、この発光プローブの発光波長において光学的に透過性、半透明、又は反射性を備えるように選択される。幾つかの実施形態では、シャフト108の材料は、後述する選択した液体冷却剤と適合するように選択される。幾つかの実施形態では、シャフト108の材料は生体適合性を備えるよう、すなわち生きた組織と直接接触させても安全となるように選択される。一実施形態では、シャフト108は、フッ化エチレンプロピレン・ポリマー(FEP)製である。別の実施形態では、シャフト108はポリテトラフルオロエチレン(テフロン(登録商標))製である。FEP及びテフロン(登録商標)はデュポン社の商標である。
【0024】
連続的な溝116が、シャフト108に沿って長手方向に遠位シャフト端110から実質的に近位シャフト端112まで延伸している。可撓性且つ透過性でよい外装118が、シャフト108の周りを接近して囲んでおり、溝116内で連続的な長手方向チャンネルすなわち通路120を画定している。外装118は、遠位外装端122及び近位外装端124を備えている。遠位外装端122は、遠位シャフト端110を越えて遠位方向に延伸して閉じられており、遠位外装端122と遠位シャフト端110との間にプレナム部分126を画定している。通路120は、概ね遠位シャフト端110においてボア114と流体連通している。プレナム部分126が通路120とボア114との間の流体連通を実現できる。内部チャンネル127も形成されており、通路120とボア114との間の流体連通を実現できる。外装118は、非導電性の可撓性高分子材料から作製できる。
【0025】
外装118及びシャフト108は単体部品として作製又は形成できる。他の方法として、外装を使用する代わりに、溝116の形状、幅、及び長さに合わせた適切な形状とした材料からなる複数細片を、溝116の上に固定して通路120を形成してもよい。こうした場合は、外装118がプレナム部分を画定する代わりに、キャップ又はそれに類似した部材を遠位シャフト端110に固定してプレナム部分を画定すればよい。
【0026】
外装118を作製するための適切な材料の例としては、ポリオレフィン、フルオロポリマー、ポリウレタン、ポリエステル、及びゴム製品などの天然及び合成ポリマーが含まれる。外装118の材料は、その全体又は一部が、この発光プローブの発光波長において光学的に透過性、半透明、又は反射性を備えるように選択される。外装118(又は上述の細片)の光学性質は、プローブ102の長さに沿った位置又はその外周上における位置に従って、プローブ102の発光波長において光を選択的に透過、散乱、反射、又は吸収するようにパターン化できる。更に、幾つかの実施形態では、シャフト108の材料は後述する選択した液体冷却剤と適合するように選択される。幾つかの実施形態では、外装118の材料は、生体適合性を備えるよう選択するのが好ましい。一実施形態では、外装118は、フッ化エチレンプロピレン・ポリマー(FEP)製とするのが好ましい。別の実施形態では、外装118はポリエチレン製とするのが好ましい。
【0027】
幾つかの実施形態では、外装118及びシャフト108の一方又は両方には、光散乱材料に含浸させたり、反射コーティングを施したり、波長変換材料を含ませたりする。又、外装は、プローブ102に沿った位置によって光学的性質が異なるようにパターン化してもよい。
【0028】
通路120とボア114とが、プローブ102内の冷却剤ループを形成している。概ね近位シャフト端112及び近位外装端124において、ボア114及び通路120はそれぞれ、非導電性の液体冷却剤をループ内に流動させる冷却剤供給源104に接続されている。この冷却剤は、プローブの外に光を通過させるのに適した光学的性質を備え、医療目的では、生きた組織と接触させても安全な室温液体(生物学的に安全な液体)を選択するのが好ましい。
【0029】
本発明のプローブにおいて用いるのに適した冷却剤の例には、フッ化有機化合物、シリコン油、炭化水素油、及び脱イオン水が含まれる。又、冷却剤は、生きた組織の熱傷温度未満の沸騰温度を備えるように選択してもよい。こうした流体は、組織に熱傷を負わせるほど高温となる以前に気化する。一実施形態では、冷却剤は、摂氏約45度未満の沸騰温度を備えるように選択する。組織の熱傷を防止するのに適した沸点を備えた冷却剤は市販されている。例えば、3M社はFluorinertという商品名でこうした冷却剤を製造している。
【0030】
医療用具用途に関連した一実施形態では、ループと冷却剤供給源104との間の結合は、医療機器への組み込みに適した任意の流体継手手段でよい。一実施形態では、ループと冷却剤供給源との結合は、素早く接続できる(原語:quick-connect)衛生器具を含む。一実施形態では、冷却剤供給源124は、ループ内を流れる冷却剤を概ね一定温度に維持する冷却剤循環システムである。一実施形態では、冷却剤はボア114内部では遠位方向に流れ、通路120内部では近位方向に流れる。他の実施形態では、冷却剤は、通路120内部では遠位方向に流れ、ボア114内部では近位方向に流れる。
【0031】
複数の発光デバイス128が、互いから離間された状態で通路120内に長手方向アレイとして配置されている。複数の発光デバイス128は通路120内で冷却剤に液浸されており、放射光線を冷却剤及び外装118を介してプローブ102の外へ差し向けるように配向されている。複数の発光デバイス128は、受動又は能動電子センサ、音響変換器又は超音波変換器などの能動素子、放射放出デバイス、X線源(極めて波長が短い光源)などの通電した放射線源、或いはそれらの組合せを含んでもよい。本発明のプローブでは、これら発光デバイスの一部又は全部の代わりに上述の電子デバイスを使用してもよい。外装118は、特に光センサや発光デバイスを持たないプローブでは不透明としてよい。一実施形態では、複数の発光デバイス128近傍における外装118の全て又はほとんど全ての部分は、この発光プローブ102の発光波長において光学的に透過性、半透明、又は反射性を備えることが好ましい。
【0032】
複数の発光デバイス128それぞれは、通路120を介して近位シャフト端112まで配線された複数の電気リード線130を介して通電される回路に電気的に接続されている。この回路は電源106に接続されており、複数の発光デバイス128に電圧を印加する。医療用途に関して、複数の電気リード線130と電源106との間の結合は、医療機器への組み込みに適した任意の電気的結合手段でよい。一実施形態では、電気リード線130は、電気的に遮蔽したインライン・コネクタにより電源106に結合されている。別の実施形態では、近位シャフト端112及び近位外装端124は、その上に冷却剤コネクタと電気コネクタが設けられた一体型アセンブリに接続されている。一実施形態では、電源106は、複数の発光デバイス128からの光出力を調節する調節電源である。一実施形態では、プローブ102内に設けられたセンサにより与えられる信号を使って電源を制御する。
【0033】
生体組織又は非生物材料に当たる光の効果は、この入射光の波長に左右される。例えば、360ナノメートル(nm)乃至650nmの波長帯の光、より好適には405nmを中心とする400nm乃至410nmの波長帯の光は、隣接する健康な組織を大きく損傷することなくH.
pylori菌を無力化したり、殺したりすることが実証されている。複数の発光デバイス128は、選択した光増感剤の吸収バンドを目標とした、1つ又は複数の所定範囲の波長(発光バンド)の光を発光するよう構成できる。例えば、複数の発光デバイス128は、目標材料内で光化学反応を誘発するよう選択した赤外、可視、又は近紫外波長を中心とした発光バンドを備えるように製造した発光ダイオードを含むことができる。一実施形態では、複数の発光デバイス128は、隣接する健康な組織を大きく損傷することなく細菌を無力化又は殺すよう作用する概ね発光バンド内の光を放射する。
【0034】
冷却剤及び外装118は、複数の発光デバイス128により放射される光の少なくとも一部を透過させる。冷却剤はこの光に対し概ね透明でもよいし、この光を散乱させてもよいが、後者の場合は冷却剤が半透明に見える。ここでは「透過性の(原語:transmissive)」という用語は透明材料及び半透明材料の両方を意味するものとする。同様に、外装118はその全体にわたって、又はほぼ発光デバイス128に隣接した位置のみで概ね透明又は半透明とすることができる。一実施形態では、冷却剤及び外装118はそれぞれ、複数の発光デバイスにより放射される光に対して概ね透明である。本発明のプローブに用いる光透過性材料は、プローブ内の発光デバイスにより放射され且つ透過性材料を通るよう差し向けられた光の少なくとも約50%、好適には80%を上回る光を透過させてプローブを出るよう選択するのが好ましい。
【0035】
発光デバイスの発光表面には、発光デバイスと冷却剤との境界面における屈折率を減少する透明フィルムを塗布して、その境界面における反射損失を減らすことができる。屈折率を減少させる材料は、硬化性シリコン接着剤を含むことができる。一実施形態では、屈折率を減少させる材料は、約1.45乃至1.55範囲の屈折率を備えたシリコン封入剤である。
【0036】
図2は、図1に示したプローブ102の遠位端の端面図である。図2では、ボア114がシャフト108のほぼ中心に位置しているのが示されている。複数の発光デバイス128は、取付部材132に固着することで通路120のほぼ中心に保持されているので、通路120を通過する冷却剤流に複数の発光デバイス128を液浸させる。プローブ102は断面がほぼ円筒状であることが図示されているが、本発明のプローブは任意適切な断面形状としてよい。例えば、本発明のプローブは楕円又は多角形断面を備えてもよい。
【0037】
図3は、本発明による別の代表的な実施形態であるプローブ150の遠位端の端面図を示す。プローブ150は、図1及び2に示したプローブ102の実施形態の構造が類似しているが、プローブ150は、シャフト154と外装156との間で外周に配置された4つの通路152が含まれる。シャフト154は遠位シャフト端158を備える一方、外装156は、閉じた遠位外装端160を備えている。
【0038】
複数の発光デバイス162が、4つの通路152それぞれの内部に配置されている。シャフト154シャフトは、4つの通路152それぞれと流体連通した長手方向ボア164を含んでいる。プローブ150は、冷却剤がボア164を介して遠位方向に流れ、近位方向に4つの通路152それぞれを介して流れるように構成されている。別法として、冷却剤が遠位方向に4つの通路152それぞれを介して流れ、近位方向にボア164を介して流れるようにプローブ150を構成してもよい。4つの通路152とボア164は、これら通路内で概ね均等な冷却剤の流れが分配されるように寸法決定するのが好ましい。
【0039】
図4は、図3に示したプローブの遠位端の端面図である。4つの通路152それぞれにおける複数の発光デバイス162は、取付部材166に固着することで4つの通路155それぞれのほぼ中心に保持されているのが好ましく、複数の発光デバイス162を冷却剤流に液浸させる。本発明のプローブは、任意数の通路及びその中に配置した対応する数の発光デバイスを含むことができる。一実施形態では、本発明のプローブは、シャフトの外周に配置された6つの通路それぞれの中に配置された複数の発光デバイスを含んでいる。
【0040】
図5は、本発明による別の実施形態であるプローブ200の遠位端の部分図を示す。プローブ200は、遠位シャフト端204と長手方向ボア206とを備えたシャフト202を含んでいる。このプローブは、外装208と、複数の発光デバイス212を収容するため外装208とシャフト202との間に画定された少なくとも1つの螺旋通路210とを含む。プローブ200は2つの螺旋通路を備えることが図示されているが、本発明のプローブは任意数の螺旋通路を含むことができ、その場合、それぞれの螺旋通路は対応する数の発光デバイスを備える。長手方向通路の代わりに螺旋通路を含むこと以外は、プローブ200は、他の実施形態の上述したプローブと類似した構成としてよい。
【0041】
図6は、本発明による別の実施形態である発光プローブ250の遠位断面図を示す。プローブ250は、遠位端254及び近位端256を備えた好適にはポリマー製の可撓性チューブ252を含む。チューブ252は、近位端256と流体連通した第1長手方向内部チャンネルすなわち通路258を備えている。又、チューブ252は、第1通路258と概ね平行な第2長手方向内部通路260とを備えている。第2通路は近位端256と流体連通している。第1通路258は、チューブ252内の接合部262で第2通路260と流体連通している。第1通路258と第2通路260は、近位端256で外部冷却剤源に結合するよう適合されており、冷却剤を第1及び第2通路258、260内に流動させる。
【0042】
1つ又は複数の発光デバイス264は、第1内部通路258及び第2内部通路260の一方又は両方の内部に配置されている。複数の電気リード線266が、1つ又は複数の発光デバイス264を、近位端256を介して外部電源に電気接続して1つ又は複数の発光デバイスに通電する。1つ又は複数の発光デバイス264は、1つ又は複数の発光ダイオードでよい。一実施形態では、1つ又は複数の発光デバイス264は、第1内部通路258及び第2内部通路260の少なくとも一方に沿って離間した長手方向アレイからなる複数の発光ダイオードである。このチューブは、全体にわたり或いは1つ又は複数の発光デバイス264に隣接した箇所で、発光デバイス264が放射する光を少なくとも部分的に透過させる。一実施形態では、このチューブは生体適合性である。
【0043】
本発明の液冷式プローブは、小径のユニット完成品として高い光出力を発生するように作製できる。例えば、直径5mmで長手方向に1mm離間した発光ダイオードアレイ用の4つの通路を備え、ほぼ405nmの波長バンドで動作する本発明の1つの発光プローブは、プローブの長さ1cm当たり概ね1ワットか、それ以上の概算出力を備えている。一実施形態では、概ね5mmの半径を備えた本発明の発光プローブは、プローブの長さ1cm当たり概ね5ワットの光パワーを備えた光を発生する。
【0044】
本発明の可撓性発光プローブに組み込むための複数の発光デバイスは、このプローブ内に組み付けられる発光デバイスの長手方向単体アレイとして構成してもよいし、複数の区分に分けて構成してもよい。図7乃至13及びその説明は、図1乃至6及びその説明に関連したプローブ及びそれ以外のプローブと共に使用する単体発光アレイの例を示す。
【0045】
図7は、本発明による一実施形態である長尺発光ダイオードアレイ300の一部を示す。アレイ300は、可撓性を備えた第1導電性バス302と、第1バス302の反対側に配置された可撓性を備えた第2導電性バス304とを含む。「反対側に配置された」の意味は、第1バス302と第2バス304とが概ね平行に位置決めされているが、互いに電気的に接触していないことを示す。第1バス302及び第2バス304は、平面306と、この平面内に位置する軸と308を画定する。第1バス302は、ここでは平面306の上方に位置した第1バス上面310と、平面306の下方に位置した第1バス底面312とを備えている。第2バスは、平面306の上方に位置した第2バス上面314と、平面306の下方に位置した第2バス底面316とを備えている。第1バス302及び第2バス304それぞれは、長手方向に離間した複数の回り込み部(原語:convolution)318を含む。第1バス302及び第2バス304は互いに概ね平行に配置されていると説明されているが、代替的な一実施形態では、第1バス302及び第2バス304は概ね同一平面上に位置しつつ、互いに概ね平行でなくてもよく、或いは電気的に接触していなくてもよい。別の実施形態では、第1バス302及び第2バス304は互いに相対的に近接しつつ、互いに概ね平行でなく、同一平面上でなく、或いは電気的に接触していないこともある。
【0046】
複数の導電性プラットフォーム又はアイランド320が、第1バス302と第2バス304との間で軸308に沿って離間配置されている。複数アイランドそれぞれは、平面306の上方に位置したアイランド上面322と、平面306の下方に位置したアイランド底面324とを備えている。一実施形態では、第1バス302、第2バス304、及び複数のアイランドは、金属製の単一平面細片から作製されている。一実施形態では、この金属は銅である。複数アイランド320それぞれは、少なくとも1つの可撓性ヒンジ部材326を介して第1バス302及び第2バス304に接続されているのが好ましい。少なくとも1つのヒンジ部材326は非連続的として、可撓性があり硬化性接着剤を含むことができる。
【0047】
複数の発光ダイオード328の1つは、複数アイランド320それぞれのアイランド上面に電気的、機械的に取り付けられている。複数の発光ダイオード328は、ハンダ、導電性エポキシ、又はアレイ300の材料及び構造に適合する任意の取付手段を使って取り付ければよい。複数の発光ダイオード328は、放射光線を平面306から概ね離れる方向に差し向ける配向で取り付けられている。複数の可撓性電気リード線330が、電気回路において複数の発光ダイオード328を第1バス302と第2バス304との間で相互接続する。一実施形態では、第1バス302は陰極として電気的に接続され、第2バス304は陽極として電気的に接続されている。
【0048】
一実施形態では、この電気回路は直並列回路であって、複数発光ダイオード328の内の電気的に直列接続された発光ダイオードの複数グループが、第1バス302と第2バス304との間で並列に電気接続されている。図8は、陰極バス352と陽極バス354との間の直並列電気回路350を概略的に示す。回路350は、電気的に直列接続された4つの発光ダイオード356からなる複数グループを含み、各グループ356は陰極352と陽極354との間で並列に電気接続されている。各発光ダイオードグループ内の発光ダイオード356の数は変更してよく、各グループは1つ又は複数の発光ダイオード356を含むことができる。各発光ダイオードグループ内の発光ダイオード356それぞれは、第1バス302又は第2バス304に直接又は間接的に電気接続されていると考えられる。
【0049】
図7のアレイ300は、軸308に関して可撓性を持つ。図9A及び9Bは、アレイ300が撓んで平面306から外れることを示す。. 図9Aは、屈曲状態でないアレイ300の側面図を示す。アレイ300の屈曲に伴って複数の可撓性電気リード線330も容易に撓むが、説明を容易にするため、電気リード線は図9A及び9Bには示されていない。図9Bは、屈曲して平面306から外れたアレイ300の側面図を示す。アレイ300の平面306から外れる屈曲は、第1バス302、第2バス304、及び少なくとも1つの可撓性ヒンジ部材326(図9A及び9Bでは示されていない)の屈曲を含む。
【0050】
図10A及び10Bは、アレイ300の平面306内での可撓性を示す。図10Aは、屈曲していないアレイ300の平面図を示す。アレイ300の屈曲に伴って複数の可撓性電気リード線330も容易に撓むが、説明を容易とするため、電気リード線330は図10A及び10Bには示されていない。図10Bは、平面306内で屈曲したアレイ300の平面図を示す。平面306内でのアレイ300の屈曲は、少なくとも1つの回り込み部318の、第1バス302及び第2バス304の少なくとも何れか一方に沿った拡張及び圧縮と、少なくとも1つの可撓性ヒンジ部材326の屈曲、拡張、又は圧縮とを含む。
【0051】
図11は、発光アレイ300を組み込んだ、本発明による一実施形態である可撓性プローブ360を示す。シャフト軸364を備えた可撓性シャフト362は4つの長手方向溝366を備えており、それぞれの溝は発光アレイ300を取り付けるように構成されている。外装368がシャフト362を接近して囲んでいる。各アレイ300の平面内での且つ平面外への可撓性により、可撓性シャフト362はシャフト軸364のいかなる方向にも屈曲でき、しかもアレイ300を損傷することがない。発光アレイ300の構造により可撓性が向上する。この構造は「オープンフレーム」構造と呼ぶことができる。
【0052】
図12は、本発明による一実施形態である両面発光アレイ400の側面図を示す。両面アレイ400は図7のアレイ300に似ているが、異なる点は、図11の両面アレイ400が、複数アイランド320それぞれのアイランド底面324に取り付けられた発光ダイオード402を付加的に収容できることである。対応した数の可撓性電気リード線404が、対応した数の発光ダイオード402を、電気回路において第1バス302と第2バス304との間で電気的に相互接続する。両面アレイ400は、光を平面306の上下の両方向に放射し、片面発光ダイオードのアレイ300に比べ、単位長さ当たり合計2倍の数の発光ダイオードを収容できる。
【0053】
図13は、図7に示した実施形態と類似した電気バス構造を備えた、本発明の一実施形態による長尺発光ダイオードアレイ450の一部を示す。ただし、ここでは発光ダイオードを取り付けるための導電性アイランドは、バスにより画定された平面外に配置されており、横方向位置決め部材を含む。アレイ450は、可撓性を備えた第1導電性バス452と、第1バス452の反対側に配置された可撓性を備えた第2導電性バス454とを含む。第1バス452及び第2バス454は互いに概ね平行であり、平面456と、この平面内に位置する軸458とを画定する。第1バス452は、ここでは平面456の上方に位置した第1バス上面460と、平面456の下方に位置した第1バス底面462とを備えている。第2バス454は、平面456の上方に位置した第2バス上面464と、平面456の下方に位置した第2バス底面466を備えている。好適には、第1バス452及び第2バス454それぞれは、長手方向に離間した複数の回り込み部468を含む。複数の回り込み部468は、アレイ450に平面456内での可撓性を付与する。第1バス452及び第2バス454の可撓性により、アレイ450が平面456を外れて撓み可能となる。
【0054】
複数の導電性アイランド470が軸458に沿って離間配置され、第1バス452と第2バス454とを架橋するのが好ましい。複数アイランドそれぞれは、アイランド上面472とアイランド底面474とを備えている。一実施形態では、第1バス452、第2バス454、及び複数のアイランド470はすべて銅製である。複数アイランド470それぞれのアイランド底面474は、好ましくは可撓性の第1ヒンジ部材475を介して第1バス上面460に接続されているのが好ましい。複数アイランド470それぞれのアイランド底面474は、好ましくは可撓性の第2ヒンジ部材476を介して第2バス上面464に接続されているのが好ましい。第1ヒンジ部材475及び第2ヒンジ部材476それぞれは、可撓性がある硬化性接着剤を含むことができる。
【0055】
複数の発光ダイオード478の1つは、複数アイランド470それぞれのアイランド上面に電気的、機械的に取り付けられている。複数の発光ダイオード478は、ハンダ、導電性エポキシ、又はアレイ450の材料及び構造に適合する任意の取付手段を使って取り付ければよい。複数の発光ダイオード478は、放射光線を平面456から概ね離れる方向に差し向ける配向で取り付けられている。複数の可撓性電気リード線480が複数の発光ダイオード478を、電気回路において第1バス452と第2バス454との間で電気的に相互接続する。一実施形態では、第1バス452は陰極として電気的に接続され、第2バス454は陽極として電気的に接続されている。又、アレイ450を発光ダイオードの通路に配置する際に、複数のアイランド470がこのアレイを位置決めする。
【0056】
図14は、本発明による一実施形態である区分化した発光アレイ500の一区域を示す。区分化アレイ500は、複数の可撓性電気リード線504により構造的且つ電気的に相互接続された複数の発光区分502を含む。複数の可撓性電気リード線504は、複数の発光区分502を電気的に並列に相互接続する。一実施形態では、複数の可撓性電気リード線504は、この区分化アレイに沿った長手方向の回り込み部を含む。複数の発光区分502の代表的な区分506を図15に概略的に示した。代表的な区分506は、複数の電気リード線504を電気的に並列接続する2つの電気的なバス508を含む。4つの発光ダイオード510が、バス508の間で代表的な区分506において電気的に直列接続している。この実施形態の区分化アレイ500の全体的電気回路は、図8に関連して記載したように直並列回路である。区分化発光アレイ500は、複数区分502それぞれの内部に任意数の発光ダイオードを含むことができる。別の実施形態では、複数区分502のそれぞれは1つの発光ダイオードを含む。
【0057】
別の実施形態では、複数の電気リード線504は複数の位置決め部材としても作用し、区分化アレイ500を、本発明の発光プローブの内部通路内で物理的に中心に位置決めする。図16は、図14に示した区分化アレイ500の端面図である。複数の発光区分502それぞれは、複数の電気リード線504により通路512内で概ね中心に位置決めされている。一実施形態では、通路512は円形の断面を備える。別の実施形態では、通路512は、区分化アレイ500を配向するための偶数の頂点を備えた多角形断面を備える。更に別の実施形態では、通路512は、複数の電気リード線504を位置合わせするための長手方向の構造を含み、これにより区分化アレイ500が通路512内に配向される。
【0058】
図17は、本発明の代表的な実施形態による区分化アレイ550を示すが、このアレイ550は、3次元構造体として構成された複数の可撓性電気リード線554により相互接続された複数の発光区分552を含んでいる。図18は、図17に示した区分化アレイ550の端面図である。複数の発光区分552それぞれは、複数の可撓性電気リード線554により通路556内で概ね中心に位置決めされている。一実施形態では、通路556は円形の断面を備える。別の実施形態では、区分化アレイ550を配向するため、通路556は、4の整数倍の頂点数を備えた多角形断面を備える。更に別の実施形態では、通路512は、複数の電気リード線504を位置合わせするための長手方向の構造を含み、これにより区分化アレイ500が通路512内に配向される。
【0059】
発光区分を相互接続する複数の可撓性電気リード線の屈曲によって、本発明の区分化発光アレイの実施形態は物理的に可撓性となりうる。又、図10Bに示した電気的なバス302、304の複数回り込み部318は平面内で撓むが、これと類似の様態で隣接した発光区分間で個々の電気リード線が圧縮又は拡張することにより、可撓性電気リード線が区分化発光アレイに可撓性を付与する。
【0060】
図19は、本発明の光線療法システム600の一実施形態を示す。光線療法システム600は、体内腔604(図19ではヒトの胃として示した)の内部まで光を送出する発光プローブ602を含む。更に、光線療法システム600は、電力及び冷却剤をプローブ602に供給する制御ユニット606も含む。又、制御ユニット606は、プローブ602を制御するためのユーザインターフェース608を含む。更に、光線療法システム600は、プローブ602を体内腔の内部に案内するバルーンカテーテル610も含む。このバルーンカテーテルは、プローブ602と内腔604の壁との間に最小距離を維持して、プローブ602から治療部位に到達する光の最大強度を制限する。バルーンカテーテル610はマルチ・バルーンカテーテルとすることができる。カテーテル610及びプローブ602は、ユーザインターフェース606を介して制御(膨張、収縮)させてもよいし、カテーテル608は別のインターフェース(図19では図示しない)を介して制御してもよい。
【0061】
本発明の一実施形態による発光プローブは、体腔の壁から最小距離を維持する手段又は体腔内の中心に位置決めする手段を含むこともできる。図20は、位置決め手段を含む、本発明による一実施形態の発光プローブ650を示す。プローブ650は、遠位端654と、近位端656と、その間の長さと、その長さに沿った外面658とを備えたプローブ本体652を含んでいる。外面658は、上述の長さの少なくとも一部に沿ってプローブ本体652を囲む可逆的に膨張可能な部材660を含む。膨張可能部材660は円周方向に形成されているのが好ましく、近位端656において外部膨張装置に接続するよう適合された長手方向チューブ662を介して膨張又は収縮できる。この外部膨張装置は気体又は液体の作動流体を供給する。長手方向膨張チューブ662は外面658の外部に設けてもよいし、プローブ本体652内の長手方向通路としてもよい。一実施形態では、この膨張可能部材は概ね所定の動作径まで膨張する。別の実施形態では、この膨張可能部材は弾性バルーンである。
【0062】
本明細書で開示した発光プローブ及びシステムは、液体冷却に関連した利点を含むがそれらに限定されない多くの利点を備える。発光ダイオードの液体冷却により、これらダイオードは、過熱することなく通常の工場指定光出力の約4乃至10倍の出力が可能となる。例えば、製造者の指定した空気中での最大光出力が12ミリワットである個々の発光ダイオードは、液体冷却を用いれば約120ミリワットの光出力で連続動作できる。このように光出力が増大することにより、本発明のプローブを用いれば、無冷却、受動的冷却、又は空冷された既知のプローブに比べて、極めて広い内腔表面を治療でき、或いは治療時間が同様に大幅に減少する。これらエネルギーを消費する能動装置を組み込んだ発光プローブを液体冷却することで、他の冷却手段を用いて達成可能な患者安全性を大幅に上回る安全性を確保できる。
【0063】
本発明に従って行われる医療処置の代表的な一実施形態には、H. pyloriに感染したヒトの胃の治療がある。H.
pylori治療処置の諸段階は、使用に先だって発光プローブを準備する段階を含む。プローブの準備には、電源及び冷却剤源への接続と、プローブの発光の校正と、患者の安全性と治療の有効性とを確保するためのプローブ状態及び履歴の評価とが含まれる。
【0064】
一実施形態では、医師が内視鏡を患者の胃に挿入し、診断的な内視鏡検査を実施する。案内ワイヤを内視鏡の生検チャンネルに、そして胃に挿入する。次に、内視鏡を除去して案内ワイヤを所定位置に留置できる。バルーンカテーテルでよいカテーテル内に配置した発光プローブを、案内ワイヤを介して胃の内部に導入する。次に、案内ワイヤは除去して、プローブ及びカテーテルを胃内部の所定位置に留置できる。1つ又は複数のカテーテルを膨張させ、プローブを胃の内部で位置決めできる。そして、プローブを作動して治療線量の光を胃壁まで送出できる。この線量は、所定の時限線量でもよいし、プローブに組み込み可能な1つ又は複数のセンサからのフィードバックを用いて露光中に測定及び制御してもよい。
【0065】
治療光の送出に続き、1つ又は複数のバルーンを収縮し、プローブを胃から取り除く。次に、このプローブは、別の処置での使用に備えて例えばグルタルアルデヒドを使って洗浄し、殺菌できる。一実施形態では、このプローブは、その残りの有効使用寿命を測定する機械的又は電子装置を含む。
【0066】
本明細書に開示した発光プローブの実施形態は、光出力を必要とする発光プローブの多くの用途に有利であり、特に熱傷害を引き起こすことなく特定の化学反応を促進するため光を必要とする用途で有利である。本明細書で開示した光プローブの、内腔における非医療用途の例としては、パイプ及び換気ダクトの内部殺菌、パイプのエポキシ修理など内部コーティングの急速硬化、化学損傷又は摩耗に対する脆弱性を低下させるポリマー表面の化学的橋かけ、密閉空間内での光学又は電子材料の光化学析出などが含まれる。特定の用途で使用されるプローブは、この用途で目標とする化学反応を促進するため所定の波長バンドの光を放出する発光要素を含むよう設計できる。例えば、近紫外光を自動車産業又は他の産業で用いて、塗料又はその下部への熱損傷を引き起こさずに塗料を迅速に硬化できる。
【0067】
本明細書で開示した発光ダイオードアレイの実施形態では物理的可撓性が向上していることも有利となることがある。一実施形態では、このアレイの構造により、このアレイは長手アレイ軸に関する任意方向に撓むことができる。基板上に製作された可撓性の発光ダイオードアレイが知られているが、可撓性がその基板内に限定されている。例えば、発光ダイオードが外周方向に分散されたアレイであって、これらアレイがプローブ内のそれぞれの軸周りで一定範囲の角度で配向されたものでは、可撓性は特に重要となることがある。更に、一実施形態ではアレイの構造が、液冷式プローブ内の発光ダイオードと冷却剤との間で接触を促進し、最適な熱伝達を実現する。本明細書で開示したアレイの実施形態は、液冷式プローブだけでなく任意種類の放射放出プローブや他の電気デバイスを用いたプローブにも有利に応用できる。
【0068】
当業者であれば、本明細書で説明し図示した部材の詳細、材料、及び配置に多くの変更を行うことができる。本発明をその詳細な実施形態に関連して図示し説明してきたが、特許請求の範囲に記載した本発明の精神及び範囲から逸脱することなく多くの修正が可能なことは理解されるであろう。従って、次の特許請求の範囲は、本明細書で開示した実施形態には限定されない。
【図面の簡単な説明】
【0069】
本発明の様態及び特徴は、添付の図面及び特許請求の範囲と共に次の説明を参照すればより良く理解できるはずである。添付図面では類似の参照番号は類似の要素及び特徴を示す。これら図面は必ずしも一定の縮尺ではなく、本発明の実施形態及び特徴を図示することにむしろ重点が置かれている。
【図1】本発明による発光プローブシステムの略断面概観図を示す。
【図2】図1に示した光プローブの遠位端の断面図である。
【図3】発光デバイス用の4つの通路を備えた、本発明の光プローブの透視図である。
【図4】図3に示した光プローブの遠位端の断面図である。
【図5】発光デバイス用の螺旋通路を備えた、本発明の光プローブの透視図である。
【図6】本発明による別の光プローブの断面図である。
【図7】本発明による可撓性発光ダイオードアレイの透視図である。
【図8】直列接続された4つの発光ダイオードからなる複数の並列グループを示す直並列回路の電気接続図である。
【図9】(A)及び(B) それぞれ、図8に示した発光ダイオードアレイの側面図と、そのアレイの平面外への屈曲の側面図とを示す。
【図10】(A)及び(B) それぞれ、図8に示した発光ダイオードアレイの平面図と、そのアレイの平面内での屈曲の平面図とを示す。
【図11】図7の発光アレイを組み込んだ本発明による発光プローブの透視図である。
【図12】本発明による両面発光ダイオードアレイの側面図である。
【図13】横方向位置決め部材を備えた、本発明による別の可撓性発光ダイオードアレイの透視図である。
【図14】本発明による区分化した発光アレイを示す。
【図15】図14に示した区分化アレイの代表的区分を示す。
【図16】円筒状通路の中心に位置決めされた、図14の区分化アレイの端面図である。
【図17】本発明による区分化アレイの3次元リード線構造の一例を示す。
【図18】円筒状通路の中心に位置決めされた、図17の区分化アレイの端面図である。
【図19】ヒトの胃腸管内で展開した本発明の光線療法システムを示す。
【図20】位置決め手段を含む、本発明の発光プローブ650を示す。
【技術分野】
【0001】
本発明は、放射を生体の表面又は内部まで放出することを含む放射の送出に関し、より詳細には、光を用いて患者の体腔上の又は内部の微生物を弱らせるか殺すための装置及び方法に関する。
【0002】
関連出願
本願は、2003年11月14日付けで出願された米国仮特許出願第60/520,465号、2004年6月28日付けで出願された米国特許出願第10/878,648号、及び2004年6月28日付けで出願された米国特許出願第10/878,649号を引用して援用し、これら出願の優先権及び利益を主張する。
【背景技術】
【0003】
ヒトの胃腸管及び他の体内腔に関わる感染は極めて一般的であり、毎年、非常に多くの人々が影響を受ける。これら感染は深刻な病気、罹患、及び死亡を引き起こす。もっとも一般的な胃腸管感染は、胃及び十二指腸に感染する細菌性病原体であるピロリ菌(H.
pylori)による慢性感染である。アメリカ合衆国などの工業国では、H. pyloriは成人人口の20%或いはそれ以上に見つかることがある。南米諸国では、H.
pylori感染率は90%に迫る。H. pyloriの感染は無症状性であることもあるが、少数ではあるが、感染者によってはこれが胃炎、胃潰瘍、十二指腸潰瘍、胃癌、及びリンパ腫を含む重大な状態に関わる。H.
pyloriは、報告されている十二指腸潰瘍の約90%、胃潰瘍の50%、胃癌の85%、及び胃リンパ腫のほぼ100%の原因となっていると考えられている。
【0004】
H. pylori感染に現在利用できる最も一般的な治療は、2週間にわたる3乃至4種の高額な薬物の投与を含む複雑な抗生物質養生法である。抗生物質治療を行っても、治療を受けた20%以上の患者の感染が治癒しない。更に、患者によってはこうした強力な抗生物質への耐性が低く、激しいアレルギー反応、吐き気、味覚の変化、及び下痢を引き起こす。更に、この病原菌或いはその他多数の病原菌による抗生物質抵抗性も急激に増大している。50%ものH.
pylori分離株が、この感染を治癒することが分かっている1つ又は複数の最良の抗生物質に抵抗性がある。長年にわたる集中的な努力にも関わらず、ワクチンはまだ開発されていない。
【0005】
従って、疾病の治療において薬剤のみに依存しない治療方法は、細菌性感染症の抗生物質治療に比べて、潜在的に大きな利点がある。光線力学的治療法(PDT)は、光感作性薬物による前処置段階と、それに続いて治療箇所に照光して薬物が高度に集中している細胞を殺す段階を含む光線療法である。又、この薬物は特定波長の光を優先的に吸収する。この方法の典型的な用途としては、光感作性薬物を選択的に保持している悪性腫瘍細胞を弱らせるか破壊する一方、隣接する正常な組織は保存するものがある。光増感剤での前処置を行わなくとも、光を用いてH.
pylori及び他の微生物を直接的に非活性化又は死滅できることは実証されている。
【0006】
H. pylori及び他の腔内感染に対する光線療法を広く実施するには、こうした治療に使われる実用的且つ信頼性が高い光源が必要である。外部開口を介して体内へそして治療部位へ案内できる長尺プローブとして構成された光源を用いれば、消化管の内表面を含む体内の治療部位に到達できる。こうした侵襲性が最も低いアプローチには、遠隔箇所に配置した高出力レーザに光学連結した光ファイバを介して、光を体内腔の内部まで送出するものがある。このアプローチの光線療法は高額で、携帯性を欠き、光を大きな腔内治療領域に送出するには実用的でない。
【0007】
侵襲性を最小限とする内腔光線療法用のプローブを開発するための別のアプローチには、プローブ内に発光ダイオードのような発光デバイスを電気的に励起させて用いるものがある。このアプローチに関わる1つの問題は、長尺プローブ内に閉じこめた発光デバイスは励起させると発熱するので、このデバイスを熱損傷させないようにすると、又プローブが治療部位で身体組織に暴露した際に安全な温度を超過させないようにすると、プローブから得られる最大平均光出力が大きく制限されてしまうことである。
【0008】
更に、プローブは、体内の狭い通路を安全に案内し且つ治療部位に位置決めできるように、物理的に撓み可能に製作できると有利である。これら問題に対処する試みは米国特許第5,800,478号及び5,576,427号に記載されている。しかし、これら参考文献は、それぞれ次の少なくとも何れか1つのような様々な欠点を免れない。すなわち、プローブは発光デバイスのアレイが構成されている基板の平面での可撓性に欠けており、更に光出力が高い場合のプローブを熱放散させる対策が取られていない。
【特許文献1】米国特許第5,800,478号公報
【特許文献2】米国特許第5,576,427号公報
【0009】
従って、H. pylori及び他の腔内感染を処置するための、内腔の内部に光を送出する新たな装置及びシステムに対する大きな必要性が存在する。安全で効果的に光を身体の内腔まで送出する装置及び方法に対する必要性も存在する。更に、光を含む放射を用いる治療によって改善が見込まれる内部空間まで光を効果的に送出する必要性も一般的に存在する。
【0010】
発明の概要
本発明は、物体又は生物体の内部に放射又は光を送出して化学反応又は生体反応を引き起こしたり促進したりすることに関し、それには、光を内腔の内部に送出して内腔壁での治療を行うための装置及び方法が含まれる。本発明は、例えば生きたヒト又は動物の胃腸管などの内腔内部に治療的医療処置を施すのにとりわけ有用である。又、本発明は、上述の装置を内部に配置可能な任意構造体の内表面に光を送出する目的で使用できる。更に、本発明は、患者体内の内腔内の感染を診断し且つ治療するためのシステムにも関わる。
【0011】
本発明の一様態は可撓性アレイである。前記アレイは、それぞれが長手方向軸を備えた可撓性を備えた第1導電性バスと可撓性を備えた第2導電性バスとを含む。前記第1バス及び前記第2バスは概ね平行で、互いに直接的に接触していない。前記アレイは、前記第1バスと前記第2バスとの間に配置された複数のプラットフォームも含み、当該プラットフォームそれぞれは第1部材によって前記第1バスに接続され、第2部材によって前記第2バスに接続されている。更に、前記アレイは、前記複数プラットフォームの少なくとも1つの上に配置されると共に少なくとも1つの可撓性電気リード線によって前記第1及び第2バスに電気接続された少なくとも1つの放射放出デバイスを含む。一実施形態では、前記少なくとも1つの放射放出デバイスは発光ダイオードである。
【0012】
一実施形態では、前記第1部材は可撓性を備え、前記第2部材も可撓性を備える。前記第1バスは第1バス側面を備え、前記第2バスは第2バス側面を備える。前記複数プラットフォームそれぞれは第1プラットフォーム側面と第2プラットフォーム側面とを備える。この実施形態では、各第1材は、前記第1バス側面と第1プラットフォーム側面との間に配置されており、各第2部材は、前記第2バス側面と第2プラットフォーム側面との間に配置されている。
【0013】
別の実施形態では、前記第1部材が可撓性を備え、前記第2部材も可撓性を備える。前記第1バスは第1上面を備え、前記第2バスは第2上面を備える。前記プラットフォームそれぞれは上面と下面とを備え、各第1部材は前記第1上面と下面との間に配置され、各第2部材は前記第2上面と下面との間に配置されている。上述の実施形態の何れにおいても、前記第1及び第2バスは同一平面内に位置していてもよく、又それぞれの長手方向軸に沿って1つ又は複数の回り込み部を含んでよい。
【0014】
更に別の実施形態では、前記少なくとも1つの放射放出デバイスは発光ダイオードである。他の実施形態では、前記少なくとも1つの放射放出デバイスが、患部組織を治療するよう概ね適合された波長バンド又は化学反応の速度を変更するよう概ね適合された波長バンド内の放射を放出する。一実施形態では、前記波長バンドは、約400ナノメートルと約410ナノメートルの間に概ね中心が位置している。別の実施形態では、前記少なくとも1つの放射放出デバイスは放射を放出する。
【0015】
放射放出デバイスは、本発明のアレイにおいて様々な物理的構成で配列できる。一実施形態では、前記少なくとも1つの放射放出デバイスは少なくとも2つの放射放出デバイスを含む。別の実施形態では、前記少なくとも2つの放射放出デバイスは上面に配置されており、他方は底面に配置されている。更に別の実施形態では、前記少なくとも1つの放射放出デバイスは複数の放射放出デバイスであり、前記少なくとも1つの可撓性電気リード線は複数の電気リード線を含む。更に別の実施形態では、前記複数の可撓性電気リード線が、前記複数の放射放出デバイスを直並列回路において前記第1バスと前記第2バスとの間で電気接続する。前記直並列回路は、任意数の放射放出デバイスを直列で含んでもよい。一実施形態では、前記直並列回路は、それぞれが少なくとも4つの直列接続した放射放出デバイスからなる複数グループを含み、当該複数グループは電気的に並列である。
【0016】
本発明の別の様態は、複数の区分を含む可撓性アレイである。前記区分のそれぞれは、可撓性を備えた第1導電性バスと可撓性を備えた第2導電性バスとを具備し、当該第1導電性バス及当該第2導電性バスは概ね平行で、互いに直接的に接触していない。前記アレイは、前記第1バスと前記第2バスとの間に配置された複数のプラットフォームも含み、当該プラットフォームは第1部材によって前記第1バスに接続され、第2部材によって前記第2バスに接続されている。前記第1部材及び第2部材の一方又は両方を可撓性とすることができる。少なくとも1つの電気デバイスが少なくとも1つのプラットフォーム上に配置され、前記第1バス及び前記第2バスに電気接続されている。一実施形態では、前記電気デバイスは発光ダイオードである。前記アレイは、更に複数の可撓性電気コネクタも含む。前記複数電気コネクタの少なくとも1つが、1つの区分の前記第1可撓性バスと別の区分の前記第1可撓性バスとの間に配置され、少なくとも1つの電気コネクタが、1つの区分の前記第2可撓性バスと別の区分の前記第2可撓性バスとの間に配置されている。
【0017】
一実施形態では、前記複数の可撓性電気コネクタが、前記区分を長尺プローブ内に位置決めするよう適合され、この位置決めが1つ又は複数の幾何学平面内で行われる。別の実施形態では、前記第1バス及び前記第2バスそれぞれが長手方向軸を備え、前記第1バス及び前記第2バスそれぞれが、その長手方向軸に沿った複数の回り込み部を含む。別の実施形態では、前記少なくとも1つの電気デバイスが、患部組織を治療するよう概ね適合された波長バンド内の放射を放出する。
【0018】
本発明の更に別の様態は放射を送出する装置である。前記装置は、可撓性を備えた第1導電性バスと可撓性を備えた第2導電性バスとを具備した少なくとも1つの長手方向アレイを含み、前記第1バス及び前記第2バスは概ね平行で、互いに直接的に接触していない。前記第1バス及び前記第2バスそれぞれが複数の回り込み部を含む。複数のプラットフォームが前記第1バスと前記第2バスとの間に配置されており、当該プラットフォームが第1部材によって前記第1バスに接続され、第2部材によって前記第2バスに接続されている。更に、前記装置が複数の放射放出デバイスを含み、当該デバイスそれぞれが、前記複数プラットフォームの1つの上に配置されると共に前記第1及び第2バスに電気接続されている。更に、前記アレイは遠位端と近位端とを備えた可撓性シャフトを含む。前記シャフトは、前記遠位端の近傍位置から前記近位端まで延伸する少なくとも1つの溝を画定する外面を含む。可撓性外装が前記シャフトに隣接しており、当該外装及び前記少なくとも1つの溝が少なくとも1つのチャンネルを画定し、前記少なくとも1つのアレイが前記少なくとも1つの溝内に配置される。
【0019】
本発明の上述及びその他の特徴及び利点は、次の詳細な説明、添付の図面、及び特許請求の範囲から明らかとなるはずである。
【発明を実施するための最良の形態】
【0020】
本明細書で開示した装置、システム、及び方法の側面及び特徴を全体的に理解できるように、幾つかの代表的実施形態を以下に説明する。これら実施形態及び特徴の幾つかの例が図面に示されている。通常の技能を備えた当業者であれば、本明細書に記載の装置、システム、及び方法を適合及び修正して、他の用途のための装置、システム、及び方法を提供することができ、又、そうした他の追加及び修正は、本開示の範囲から逸脱しないで実行できることは理解するはずである。例えば、一実施形態又は一つの図面の一部として図示し且つ説明した特徴を別の実施形態又は別の図面で用いて、それらとは別の実施形態を創り出すこともできる。こうした修正及び変更は本開示の範囲に含まれるものと意図されている。
【0021】
本発明は、内腔の内部を含む、内部に放射又は光を送出するための装置、システム、及び方法に関する。「内腔」という用語は、本明細書ではヒト又は動物の中空器官の内部を意味し、より一般的には任意の管状又は中空物を示す。本発明は、患者体内の内腔内の感染を診断し、治療するためのシステムにも関わる。
【0022】
本発明による放射発生システム又は光発生システム100の代表的な実施形態を図1に示した。光発生システム100は、長尺の発光ダイオードプローブ102と、このプローブを冷却するための冷却剤供給源104と、このプローブに通電するための電源106とを備えている。プローブ102は、遠位シャフト端110と、近位シャフト端112と、ボア114とを備えた可撓性シャフト108を含み、ボア114は、遠位シャフト端110と近位シャフト端112との間でシャフト108の内部を長手方向に延伸している。シャフト108は、非導電性の可撓性材料からなることができる。「非導電性」及び「電気絶縁」という用語は、本明細書では交換可能に使用される。
【0023】
シャフト108を作製するための適切な材料の例としては、ポリオレフィン、フルオロポリマー、ポリウレタン、ポリエステル、及びゴム製品などの天然及び合成ポリマーが含まれる。幾つかの実施形態では、シャフト108の材料は、この発光プローブの発光波長において光学的に透過性、半透明、又は反射性を備えるように選択される。幾つかの実施形態では、シャフト108の材料は、後述する選択した液体冷却剤と適合するように選択される。幾つかの実施形態では、シャフト108の材料は生体適合性を備えるよう、すなわち生きた組織と直接接触させても安全となるように選択される。一実施形態では、シャフト108は、フッ化エチレンプロピレン・ポリマー(FEP)製である。別の実施形態では、シャフト108はポリテトラフルオロエチレン(テフロン(登録商標))製である。FEP及びテフロン(登録商標)はデュポン社の商標である。
【0024】
連続的な溝116が、シャフト108に沿って長手方向に遠位シャフト端110から実質的に近位シャフト端112まで延伸している。可撓性且つ透過性でよい外装118が、シャフト108の周りを接近して囲んでおり、溝116内で連続的な長手方向チャンネルすなわち通路120を画定している。外装118は、遠位外装端122及び近位外装端124を備えている。遠位外装端122は、遠位シャフト端110を越えて遠位方向に延伸して閉じられており、遠位外装端122と遠位シャフト端110との間にプレナム部分126を画定している。通路120は、概ね遠位シャフト端110においてボア114と流体連通している。プレナム部分126が通路120とボア114との間の流体連通を実現できる。内部チャンネル127も形成されており、通路120とボア114との間の流体連通を実現できる。外装118は、非導電性の可撓性高分子材料から作製できる。
【0025】
外装118及びシャフト108は単体部品として作製又は形成できる。他の方法として、外装を使用する代わりに、溝116の形状、幅、及び長さに合わせた適切な形状とした材料からなる複数細片を、溝116の上に固定して通路120を形成してもよい。こうした場合は、外装118がプレナム部分を画定する代わりに、キャップ又はそれに類似した部材を遠位シャフト端110に固定してプレナム部分を画定すればよい。
【0026】
外装118を作製するための適切な材料の例としては、ポリオレフィン、フルオロポリマー、ポリウレタン、ポリエステル、及びゴム製品などの天然及び合成ポリマーが含まれる。外装118の材料は、その全体又は一部が、この発光プローブの発光波長において光学的に透過性、半透明、又は反射性を備えるように選択される。外装118(又は上述の細片)の光学性質は、プローブ102の長さに沿った位置又はその外周上における位置に従って、プローブ102の発光波長において光を選択的に透過、散乱、反射、又は吸収するようにパターン化できる。更に、幾つかの実施形態では、シャフト108の材料は後述する選択した液体冷却剤と適合するように選択される。幾つかの実施形態では、外装118の材料は、生体適合性を備えるよう選択するのが好ましい。一実施形態では、外装118は、フッ化エチレンプロピレン・ポリマー(FEP)製とするのが好ましい。別の実施形態では、外装118はポリエチレン製とするのが好ましい。
【0027】
幾つかの実施形態では、外装118及びシャフト108の一方又は両方には、光散乱材料に含浸させたり、反射コーティングを施したり、波長変換材料を含ませたりする。又、外装は、プローブ102に沿った位置によって光学的性質が異なるようにパターン化してもよい。
【0028】
通路120とボア114とが、プローブ102内の冷却剤ループを形成している。概ね近位シャフト端112及び近位外装端124において、ボア114及び通路120はそれぞれ、非導電性の液体冷却剤をループ内に流動させる冷却剤供給源104に接続されている。この冷却剤は、プローブの外に光を通過させるのに適した光学的性質を備え、医療目的では、生きた組織と接触させても安全な室温液体(生物学的に安全な液体)を選択するのが好ましい。
【0029】
本発明のプローブにおいて用いるのに適した冷却剤の例には、フッ化有機化合物、シリコン油、炭化水素油、及び脱イオン水が含まれる。又、冷却剤は、生きた組織の熱傷温度未満の沸騰温度を備えるように選択してもよい。こうした流体は、組織に熱傷を負わせるほど高温となる以前に気化する。一実施形態では、冷却剤は、摂氏約45度未満の沸騰温度を備えるように選択する。組織の熱傷を防止するのに適した沸点を備えた冷却剤は市販されている。例えば、3M社はFluorinertという商品名でこうした冷却剤を製造している。
【0030】
医療用具用途に関連した一実施形態では、ループと冷却剤供給源104との間の結合は、医療機器への組み込みに適した任意の流体継手手段でよい。一実施形態では、ループと冷却剤供給源との結合は、素早く接続できる(原語:quick-connect)衛生器具を含む。一実施形態では、冷却剤供給源124は、ループ内を流れる冷却剤を概ね一定温度に維持する冷却剤循環システムである。一実施形態では、冷却剤はボア114内部では遠位方向に流れ、通路120内部では近位方向に流れる。他の実施形態では、冷却剤は、通路120内部では遠位方向に流れ、ボア114内部では近位方向に流れる。
【0031】
複数の発光デバイス128が、互いから離間された状態で通路120内に長手方向アレイとして配置されている。複数の発光デバイス128は通路120内で冷却剤に液浸されており、放射光線を冷却剤及び外装118を介してプローブ102の外へ差し向けるように配向されている。複数の発光デバイス128は、受動又は能動電子センサ、音響変換器又は超音波変換器などの能動素子、放射放出デバイス、X線源(極めて波長が短い光源)などの通電した放射線源、或いはそれらの組合せを含んでもよい。本発明のプローブでは、これら発光デバイスの一部又は全部の代わりに上述の電子デバイスを使用してもよい。外装118は、特に光センサや発光デバイスを持たないプローブでは不透明としてよい。一実施形態では、複数の発光デバイス128近傍における外装118の全て又はほとんど全ての部分は、この発光プローブ102の発光波長において光学的に透過性、半透明、又は反射性を備えることが好ましい。
【0032】
複数の発光デバイス128それぞれは、通路120を介して近位シャフト端112まで配線された複数の電気リード線130を介して通電される回路に電気的に接続されている。この回路は電源106に接続されており、複数の発光デバイス128に電圧を印加する。医療用途に関して、複数の電気リード線130と電源106との間の結合は、医療機器への組み込みに適した任意の電気的結合手段でよい。一実施形態では、電気リード線130は、電気的に遮蔽したインライン・コネクタにより電源106に結合されている。別の実施形態では、近位シャフト端112及び近位外装端124は、その上に冷却剤コネクタと電気コネクタが設けられた一体型アセンブリに接続されている。一実施形態では、電源106は、複数の発光デバイス128からの光出力を調節する調節電源である。一実施形態では、プローブ102内に設けられたセンサにより与えられる信号を使って電源を制御する。
【0033】
生体組織又は非生物材料に当たる光の効果は、この入射光の波長に左右される。例えば、360ナノメートル(nm)乃至650nmの波長帯の光、より好適には405nmを中心とする400nm乃至410nmの波長帯の光は、隣接する健康な組織を大きく損傷することなくH.
pylori菌を無力化したり、殺したりすることが実証されている。複数の発光デバイス128は、選択した光増感剤の吸収バンドを目標とした、1つ又は複数の所定範囲の波長(発光バンド)の光を発光するよう構成できる。例えば、複数の発光デバイス128は、目標材料内で光化学反応を誘発するよう選択した赤外、可視、又は近紫外波長を中心とした発光バンドを備えるように製造した発光ダイオードを含むことができる。一実施形態では、複数の発光デバイス128は、隣接する健康な組織を大きく損傷することなく細菌を無力化又は殺すよう作用する概ね発光バンド内の光を放射する。
【0034】
冷却剤及び外装118は、複数の発光デバイス128により放射される光の少なくとも一部を透過させる。冷却剤はこの光に対し概ね透明でもよいし、この光を散乱させてもよいが、後者の場合は冷却剤が半透明に見える。ここでは「透過性の(原語:transmissive)」という用語は透明材料及び半透明材料の両方を意味するものとする。同様に、外装118はその全体にわたって、又はほぼ発光デバイス128に隣接した位置のみで概ね透明又は半透明とすることができる。一実施形態では、冷却剤及び外装118はそれぞれ、複数の発光デバイスにより放射される光に対して概ね透明である。本発明のプローブに用いる光透過性材料は、プローブ内の発光デバイスにより放射され且つ透過性材料を通るよう差し向けられた光の少なくとも約50%、好適には80%を上回る光を透過させてプローブを出るよう選択するのが好ましい。
【0035】
発光デバイスの発光表面には、発光デバイスと冷却剤との境界面における屈折率を減少する透明フィルムを塗布して、その境界面における反射損失を減らすことができる。屈折率を減少させる材料は、硬化性シリコン接着剤を含むことができる。一実施形態では、屈折率を減少させる材料は、約1.45乃至1.55範囲の屈折率を備えたシリコン封入剤である。
【0036】
図2は、図1に示したプローブ102の遠位端の端面図である。図2では、ボア114がシャフト108のほぼ中心に位置しているのが示されている。複数の発光デバイス128は、取付部材132に固着することで通路120のほぼ中心に保持されているので、通路120を通過する冷却剤流に複数の発光デバイス128を液浸させる。プローブ102は断面がほぼ円筒状であることが図示されているが、本発明のプローブは任意適切な断面形状としてよい。例えば、本発明のプローブは楕円又は多角形断面を備えてもよい。
【0037】
図3は、本発明による別の代表的な実施形態であるプローブ150の遠位端の端面図を示す。プローブ150は、図1及び2に示したプローブ102の実施形態の構造が類似しているが、プローブ150は、シャフト154と外装156との間で外周に配置された4つの通路152が含まれる。シャフト154は遠位シャフト端158を備える一方、外装156は、閉じた遠位外装端160を備えている。
【0038】
複数の発光デバイス162が、4つの通路152それぞれの内部に配置されている。シャフト154シャフトは、4つの通路152それぞれと流体連通した長手方向ボア164を含んでいる。プローブ150は、冷却剤がボア164を介して遠位方向に流れ、近位方向に4つの通路152それぞれを介して流れるように構成されている。別法として、冷却剤が遠位方向に4つの通路152それぞれを介して流れ、近位方向にボア164を介して流れるようにプローブ150を構成してもよい。4つの通路152とボア164は、これら通路内で概ね均等な冷却剤の流れが分配されるように寸法決定するのが好ましい。
【0039】
図4は、図3に示したプローブの遠位端の端面図である。4つの通路152それぞれにおける複数の発光デバイス162は、取付部材166に固着することで4つの通路155それぞれのほぼ中心に保持されているのが好ましく、複数の発光デバイス162を冷却剤流に液浸させる。本発明のプローブは、任意数の通路及びその中に配置した対応する数の発光デバイスを含むことができる。一実施形態では、本発明のプローブは、シャフトの外周に配置された6つの通路それぞれの中に配置された複数の発光デバイスを含んでいる。
【0040】
図5は、本発明による別の実施形態であるプローブ200の遠位端の部分図を示す。プローブ200は、遠位シャフト端204と長手方向ボア206とを備えたシャフト202を含んでいる。このプローブは、外装208と、複数の発光デバイス212を収容するため外装208とシャフト202との間に画定された少なくとも1つの螺旋通路210とを含む。プローブ200は2つの螺旋通路を備えることが図示されているが、本発明のプローブは任意数の螺旋通路を含むことができ、その場合、それぞれの螺旋通路は対応する数の発光デバイスを備える。長手方向通路の代わりに螺旋通路を含むこと以外は、プローブ200は、他の実施形態の上述したプローブと類似した構成としてよい。
【0041】
図6は、本発明による別の実施形態である発光プローブ250の遠位断面図を示す。プローブ250は、遠位端254及び近位端256を備えた好適にはポリマー製の可撓性チューブ252を含む。チューブ252は、近位端256と流体連通した第1長手方向内部チャンネルすなわち通路258を備えている。又、チューブ252は、第1通路258と概ね平行な第2長手方向内部通路260とを備えている。第2通路は近位端256と流体連通している。第1通路258は、チューブ252内の接合部262で第2通路260と流体連通している。第1通路258と第2通路260は、近位端256で外部冷却剤源に結合するよう適合されており、冷却剤を第1及び第2通路258、260内に流動させる。
【0042】
1つ又は複数の発光デバイス264は、第1内部通路258及び第2内部通路260の一方又は両方の内部に配置されている。複数の電気リード線266が、1つ又は複数の発光デバイス264を、近位端256を介して外部電源に電気接続して1つ又は複数の発光デバイスに通電する。1つ又は複数の発光デバイス264は、1つ又は複数の発光ダイオードでよい。一実施形態では、1つ又は複数の発光デバイス264は、第1内部通路258及び第2内部通路260の少なくとも一方に沿って離間した長手方向アレイからなる複数の発光ダイオードである。このチューブは、全体にわたり或いは1つ又は複数の発光デバイス264に隣接した箇所で、発光デバイス264が放射する光を少なくとも部分的に透過させる。一実施形態では、このチューブは生体適合性である。
【0043】
本発明の液冷式プローブは、小径のユニット完成品として高い光出力を発生するように作製できる。例えば、直径5mmで長手方向に1mm離間した発光ダイオードアレイ用の4つの通路を備え、ほぼ405nmの波長バンドで動作する本発明の1つの発光プローブは、プローブの長さ1cm当たり概ね1ワットか、それ以上の概算出力を備えている。一実施形態では、概ね5mmの半径を備えた本発明の発光プローブは、プローブの長さ1cm当たり概ね5ワットの光パワーを備えた光を発生する。
【0044】
本発明の可撓性発光プローブに組み込むための複数の発光デバイスは、このプローブ内に組み付けられる発光デバイスの長手方向単体アレイとして構成してもよいし、複数の区分に分けて構成してもよい。図7乃至13及びその説明は、図1乃至6及びその説明に関連したプローブ及びそれ以外のプローブと共に使用する単体発光アレイの例を示す。
【0045】
図7は、本発明による一実施形態である長尺発光ダイオードアレイ300の一部を示す。アレイ300は、可撓性を備えた第1導電性バス302と、第1バス302の反対側に配置された可撓性を備えた第2導電性バス304とを含む。「反対側に配置された」の意味は、第1バス302と第2バス304とが概ね平行に位置決めされているが、互いに電気的に接触していないことを示す。第1バス302及び第2バス304は、平面306と、この平面内に位置する軸と308を画定する。第1バス302は、ここでは平面306の上方に位置した第1バス上面310と、平面306の下方に位置した第1バス底面312とを備えている。第2バスは、平面306の上方に位置した第2バス上面314と、平面306の下方に位置した第2バス底面316とを備えている。第1バス302及び第2バス304それぞれは、長手方向に離間した複数の回り込み部(原語:convolution)318を含む。第1バス302及び第2バス304は互いに概ね平行に配置されていると説明されているが、代替的な一実施形態では、第1バス302及び第2バス304は概ね同一平面上に位置しつつ、互いに概ね平行でなくてもよく、或いは電気的に接触していなくてもよい。別の実施形態では、第1バス302及び第2バス304は互いに相対的に近接しつつ、互いに概ね平行でなく、同一平面上でなく、或いは電気的に接触していないこともある。
【0046】
複数の導電性プラットフォーム又はアイランド320が、第1バス302と第2バス304との間で軸308に沿って離間配置されている。複数アイランドそれぞれは、平面306の上方に位置したアイランド上面322と、平面306の下方に位置したアイランド底面324とを備えている。一実施形態では、第1バス302、第2バス304、及び複数のアイランドは、金属製の単一平面細片から作製されている。一実施形態では、この金属は銅である。複数アイランド320それぞれは、少なくとも1つの可撓性ヒンジ部材326を介して第1バス302及び第2バス304に接続されているのが好ましい。少なくとも1つのヒンジ部材326は非連続的として、可撓性があり硬化性接着剤を含むことができる。
【0047】
複数の発光ダイオード328の1つは、複数アイランド320それぞれのアイランド上面に電気的、機械的に取り付けられている。複数の発光ダイオード328は、ハンダ、導電性エポキシ、又はアレイ300の材料及び構造に適合する任意の取付手段を使って取り付ければよい。複数の発光ダイオード328は、放射光線を平面306から概ね離れる方向に差し向ける配向で取り付けられている。複数の可撓性電気リード線330が、電気回路において複数の発光ダイオード328を第1バス302と第2バス304との間で相互接続する。一実施形態では、第1バス302は陰極として電気的に接続され、第2バス304は陽極として電気的に接続されている。
【0048】
一実施形態では、この電気回路は直並列回路であって、複数発光ダイオード328の内の電気的に直列接続された発光ダイオードの複数グループが、第1バス302と第2バス304との間で並列に電気接続されている。図8は、陰極バス352と陽極バス354との間の直並列電気回路350を概略的に示す。回路350は、電気的に直列接続された4つの発光ダイオード356からなる複数グループを含み、各グループ356は陰極352と陽極354との間で並列に電気接続されている。各発光ダイオードグループ内の発光ダイオード356の数は変更してよく、各グループは1つ又は複数の発光ダイオード356を含むことができる。各発光ダイオードグループ内の発光ダイオード356それぞれは、第1バス302又は第2バス304に直接又は間接的に電気接続されていると考えられる。
【0049】
図7のアレイ300は、軸308に関して可撓性を持つ。図9A及び9Bは、アレイ300が撓んで平面306から外れることを示す。. 図9Aは、屈曲状態でないアレイ300の側面図を示す。アレイ300の屈曲に伴って複数の可撓性電気リード線330も容易に撓むが、説明を容易にするため、電気リード線は図9A及び9Bには示されていない。図9Bは、屈曲して平面306から外れたアレイ300の側面図を示す。アレイ300の平面306から外れる屈曲は、第1バス302、第2バス304、及び少なくとも1つの可撓性ヒンジ部材326(図9A及び9Bでは示されていない)の屈曲を含む。
【0050】
図10A及び10Bは、アレイ300の平面306内での可撓性を示す。図10Aは、屈曲していないアレイ300の平面図を示す。アレイ300の屈曲に伴って複数の可撓性電気リード線330も容易に撓むが、説明を容易とするため、電気リード線330は図10A及び10Bには示されていない。図10Bは、平面306内で屈曲したアレイ300の平面図を示す。平面306内でのアレイ300の屈曲は、少なくとも1つの回り込み部318の、第1バス302及び第2バス304の少なくとも何れか一方に沿った拡張及び圧縮と、少なくとも1つの可撓性ヒンジ部材326の屈曲、拡張、又は圧縮とを含む。
【0051】
図11は、発光アレイ300を組み込んだ、本発明による一実施形態である可撓性プローブ360を示す。シャフト軸364を備えた可撓性シャフト362は4つの長手方向溝366を備えており、それぞれの溝は発光アレイ300を取り付けるように構成されている。外装368がシャフト362を接近して囲んでいる。各アレイ300の平面内での且つ平面外への可撓性により、可撓性シャフト362はシャフト軸364のいかなる方向にも屈曲でき、しかもアレイ300を損傷することがない。発光アレイ300の構造により可撓性が向上する。この構造は「オープンフレーム」構造と呼ぶことができる。
【0052】
図12は、本発明による一実施形態である両面発光アレイ400の側面図を示す。両面アレイ400は図7のアレイ300に似ているが、異なる点は、図11の両面アレイ400が、複数アイランド320それぞれのアイランド底面324に取り付けられた発光ダイオード402を付加的に収容できることである。対応した数の可撓性電気リード線404が、対応した数の発光ダイオード402を、電気回路において第1バス302と第2バス304との間で電気的に相互接続する。両面アレイ400は、光を平面306の上下の両方向に放射し、片面発光ダイオードのアレイ300に比べ、単位長さ当たり合計2倍の数の発光ダイオードを収容できる。
【0053】
図13は、図7に示した実施形態と類似した電気バス構造を備えた、本発明の一実施形態による長尺発光ダイオードアレイ450の一部を示す。ただし、ここでは発光ダイオードを取り付けるための導電性アイランドは、バスにより画定された平面外に配置されており、横方向位置決め部材を含む。アレイ450は、可撓性を備えた第1導電性バス452と、第1バス452の反対側に配置された可撓性を備えた第2導電性バス454とを含む。第1バス452及び第2バス454は互いに概ね平行であり、平面456と、この平面内に位置する軸458とを画定する。第1バス452は、ここでは平面456の上方に位置した第1バス上面460と、平面456の下方に位置した第1バス底面462とを備えている。第2バス454は、平面456の上方に位置した第2バス上面464と、平面456の下方に位置した第2バス底面466を備えている。好適には、第1バス452及び第2バス454それぞれは、長手方向に離間した複数の回り込み部468を含む。複数の回り込み部468は、アレイ450に平面456内での可撓性を付与する。第1バス452及び第2バス454の可撓性により、アレイ450が平面456を外れて撓み可能となる。
【0054】
複数の導電性アイランド470が軸458に沿って離間配置され、第1バス452と第2バス454とを架橋するのが好ましい。複数アイランドそれぞれは、アイランド上面472とアイランド底面474とを備えている。一実施形態では、第1バス452、第2バス454、及び複数のアイランド470はすべて銅製である。複数アイランド470それぞれのアイランド底面474は、好ましくは可撓性の第1ヒンジ部材475を介して第1バス上面460に接続されているのが好ましい。複数アイランド470それぞれのアイランド底面474は、好ましくは可撓性の第2ヒンジ部材476を介して第2バス上面464に接続されているのが好ましい。第1ヒンジ部材475及び第2ヒンジ部材476それぞれは、可撓性がある硬化性接着剤を含むことができる。
【0055】
複数の発光ダイオード478の1つは、複数アイランド470それぞれのアイランド上面に電気的、機械的に取り付けられている。複数の発光ダイオード478は、ハンダ、導電性エポキシ、又はアレイ450の材料及び構造に適合する任意の取付手段を使って取り付ければよい。複数の発光ダイオード478は、放射光線を平面456から概ね離れる方向に差し向ける配向で取り付けられている。複数の可撓性電気リード線480が複数の発光ダイオード478を、電気回路において第1バス452と第2バス454との間で電気的に相互接続する。一実施形態では、第1バス452は陰極として電気的に接続され、第2バス454は陽極として電気的に接続されている。又、アレイ450を発光ダイオードの通路に配置する際に、複数のアイランド470がこのアレイを位置決めする。
【0056】
図14は、本発明による一実施形態である区分化した発光アレイ500の一区域を示す。区分化アレイ500は、複数の可撓性電気リード線504により構造的且つ電気的に相互接続された複数の発光区分502を含む。複数の可撓性電気リード線504は、複数の発光区分502を電気的に並列に相互接続する。一実施形態では、複数の可撓性電気リード線504は、この区分化アレイに沿った長手方向の回り込み部を含む。複数の発光区分502の代表的な区分506を図15に概略的に示した。代表的な区分506は、複数の電気リード線504を電気的に並列接続する2つの電気的なバス508を含む。4つの発光ダイオード510が、バス508の間で代表的な区分506において電気的に直列接続している。この実施形態の区分化アレイ500の全体的電気回路は、図8に関連して記載したように直並列回路である。区分化発光アレイ500は、複数区分502それぞれの内部に任意数の発光ダイオードを含むことができる。別の実施形態では、複数区分502のそれぞれは1つの発光ダイオードを含む。
【0057】
別の実施形態では、複数の電気リード線504は複数の位置決め部材としても作用し、区分化アレイ500を、本発明の発光プローブの内部通路内で物理的に中心に位置決めする。図16は、図14に示した区分化アレイ500の端面図である。複数の発光区分502それぞれは、複数の電気リード線504により通路512内で概ね中心に位置決めされている。一実施形態では、通路512は円形の断面を備える。別の実施形態では、通路512は、区分化アレイ500を配向するための偶数の頂点を備えた多角形断面を備える。更に別の実施形態では、通路512は、複数の電気リード線504を位置合わせするための長手方向の構造を含み、これにより区分化アレイ500が通路512内に配向される。
【0058】
図17は、本発明の代表的な実施形態による区分化アレイ550を示すが、このアレイ550は、3次元構造体として構成された複数の可撓性電気リード線554により相互接続された複数の発光区分552を含んでいる。図18は、図17に示した区分化アレイ550の端面図である。複数の発光区分552それぞれは、複数の可撓性電気リード線554により通路556内で概ね中心に位置決めされている。一実施形態では、通路556は円形の断面を備える。別の実施形態では、区分化アレイ550を配向するため、通路556は、4の整数倍の頂点数を備えた多角形断面を備える。更に別の実施形態では、通路512は、複数の電気リード線504を位置合わせするための長手方向の構造を含み、これにより区分化アレイ500が通路512内に配向される。
【0059】
発光区分を相互接続する複数の可撓性電気リード線の屈曲によって、本発明の区分化発光アレイの実施形態は物理的に可撓性となりうる。又、図10Bに示した電気的なバス302、304の複数回り込み部318は平面内で撓むが、これと類似の様態で隣接した発光区分間で個々の電気リード線が圧縮又は拡張することにより、可撓性電気リード線が区分化発光アレイに可撓性を付与する。
【0060】
図19は、本発明の光線療法システム600の一実施形態を示す。光線療法システム600は、体内腔604(図19ではヒトの胃として示した)の内部まで光を送出する発光プローブ602を含む。更に、光線療法システム600は、電力及び冷却剤をプローブ602に供給する制御ユニット606も含む。又、制御ユニット606は、プローブ602を制御するためのユーザインターフェース608を含む。更に、光線療法システム600は、プローブ602を体内腔の内部に案内するバルーンカテーテル610も含む。このバルーンカテーテルは、プローブ602と内腔604の壁との間に最小距離を維持して、プローブ602から治療部位に到達する光の最大強度を制限する。バルーンカテーテル610はマルチ・バルーンカテーテルとすることができる。カテーテル610及びプローブ602は、ユーザインターフェース606を介して制御(膨張、収縮)させてもよいし、カテーテル608は別のインターフェース(図19では図示しない)を介して制御してもよい。
【0061】
本発明の一実施形態による発光プローブは、体腔の壁から最小距離を維持する手段又は体腔内の中心に位置決めする手段を含むこともできる。図20は、位置決め手段を含む、本発明による一実施形態の発光プローブ650を示す。プローブ650は、遠位端654と、近位端656と、その間の長さと、その長さに沿った外面658とを備えたプローブ本体652を含んでいる。外面658は、上述の長さの少なくとも一部に沿ってプローブ本体652を囲む可逆的に膨張可能な部材660を含む。膨張可能部材660は円周方向に形成されているのが好ましく、近位端656において外部膨張装置に接続するよう適合された長手方向チューブ662を介して膨張又は収縮できる。この外部膨張装置は気体又は液体の作動流体を供給する。長手方向膨張チューブ662は外面658の外部に設けてもよいし、プローブ本体652内の長手方向通路としてもよい。一実施形態では、この膨張可能部材は概ね所定の動作径まで膨張する。別の実施形態では、この膨張可能部材は弾性バルーンである。
【0062】
本明細書で開示した発光プローブ及びシステムは、液体冷却に関連した利点を含むがそれらに限定されない多くの利点を備える。発光ダイオードの液体冷却により、これらダイオードは、過熱することなく通常の工場指定光出力の約4乃至10倍の出力が可能となる。例えば、製造者の指定した空気中での最大光出力が12ミリワットである個々の発光ダイオードは、液体冷却を用いれば約120ミリワットの光出力で連続動作できる。このように光出力が増大することにより、本発明のプローブを用いれば、無冷却、受動的冷却、又は空冷された既知のプローブに比べて、極めて広い内腔表面を治療でき、或いは治療時間が同様に大幅に減少する。これらエネルギーを消費する能動装置を組み込んだ発光プローブを液体冷却することで、他の冷却手段を用いて達成可能な患者安全性を大幅に上回る安全性を確保できる。
【0063】
本発明に従って行われる医療処置の代表的な一実施形態には、H. pyloriに感染したヒトの胃の治療がある。H.
pylori治療処置の諸段階は、使用に先だって発光プローブを準備する段階を含む。プローブの準備には、電源及び冷却剤源への接続と、プローブの発光の校正と、患者の安全性と治療の有効性とを確保するためのプローブ状態及び履歴の評価とが含まれる。
【0064】
一実施形態では、医師が内視鏡を患者の胃に挿入し、診断的な内視鏡検査を実施する。案内ワイヤを内視鏡の生検チャンネルに、そして胃に挿入する。次に、内視鏡を除去して案内ワイヤを所定位置に留置できる。バルーンカテーテルでよいカテーテル内に配置した発光プローブを、案内ワイヤを介して胃の内部に導入する。次に、案内ワイヤは除去して、プローブ及びカテーテルを胃内部の所定位置に留置できる。1つ又は複数のカテーテルを膨張させ、プローブを胃の内部で位置決めできる。そして、プローブを作動して治療線量の光を胃壁まで送出できる。この線量は、所定の時限線量でもよいし、プローブに組み込み可能な1つ又は複数のセンサからのフィードバックを用いて露光中に測定及び制御してもよい。
【0065】
治療光の送出に続き、1つ又は複数のバルーンを収縮し、プローブを胃から取り除く。次に、このプローブは、別の処置での使用に備えて例えばグルタルアルデヒドを使って洗浄し、殺菌できる。一実施形態では、このプローブは、その残りの有効使用寿命を測定する機械的又は電子装置を含む。
【0066】
本明細書に開示した発光プローブの実施形態は、光出力を必要とする発光プローブの多くの用途に有利であり、特に熱傷害を引き起こすことなく特定の化学反応を促進するため光を必要とする用途で有利である。本明細書で開示した光プローブの、内腔における非医療用途の例としては、パイプ及び換気ダクトの内部殺菌、パイプのエポキシ修理など内部コーティングの急速硬化、化学損傷又は摩耗に対する脆弱性を低下させるポリマー表面の化学的橋かけ、密閉空間内での光学又は電子材料の光化学析出などが含まれる。特定の用途で使用されるプローブは、この用途で目標とする化学反応を促進するため所定の波長バンドの光を放出する発光要素を含むよう設計できる。例えば、近紫外光を自動車産業又は他の産業で用いて、塗料又はその下部への熱損傷を引き起こさずに塗料を迅速に硬化できる。
【0067】
本明細書で開示した発光ダイオードアレイの実施形態では物理的可撓性が向上していることも有利となることがある。一実施形態では、このアレイの構造により、このアレイは長手アレイ軸に関する任意方向に撓むことができる。基板上に製作された可撓性の発光ダイオードアレイが知られているが、可撓性がその基板内に限定されている。例えば、発光ダイオードが外周方向に分散されたアレイであって、これらアレイがプローブ内のそれぞれの軸周りで一定範囲の角度で配向されたものでは、可撓性は特に重要となることがある。更に、一実施形態ではアレイの構造が、液冷式プローブ内の発光ダイオードと冷却剤との間で接触を促進し、最適な熱伝達を実現する。本明細書で開示したアレイの実施形態は、液冷式プローブだけでなく任意種類の放射放出プローブや他の電気デバイスを用いたプローブにも有利に応用できる。
【0068】
当業者であれば、本明細書で説明し図示した部材の詳細、材料、及び配置に多くの変更を行うことができる。本発明をその詳細な実施形態に関連して図示し説明してきたが、特許請求の範囲に記載した本発明の精神及び範囲から逸脱することなく多くの修正が可能なことは理解されるであろう。従って、次の特許請求の範囲は、本明細書で開示した実施形態には限定されない。
【図面の簡単な説明】
【0069】
本発明の様態及び特徴は、添付の図面及び特許請求の範囲と共に次の説明を参照すればより良く理解できるはずである。添付図面では類似の参照番号は類似の要素及び特徴を示す。これら図面は必ずしも一定の縮尺ではなく、本発明の実施形態及び特徴を図示することにむしろ重点が置かれている。
【図1】本発明による発光プローブシステムの略断面概観図を示す。
【図2】図1に示した光プローブの遠位端の断面図である。
【図3】発光デバイス用の4つの通路を備えた、本発明の光プローブの透視図である。
【図4】図3に示した光プローブの遠位端の断面図である。
【図5】発光デバイス用の螺旋通路を備えた、本発明の光プローブの透視図である。
【図6】本発明による別の光プローブの断面図である。
【図7】本発明による可撓性発光ダイオードアレイの透視図である。
【図8】直列接続された4つの発光ダイオードからなる複数の並列グループを示す直並列回路の電気接続図である。
【図9】(A)及び(B) それぞれ、図8に示した発光ダイオードアレイの側面図と、そのアレイの平面外への屈曲の側面図とを示す。
【図10】(A)及び(B) それぞれ、図8に示した発光ダイオードアレイの平面図と、そのアレイの平面内での屈曲の平面図とを示す。
【図11】図7の発光アレイを組み込んだ本発明による発光プローブの透視図である。
【図12】本発明による両面発光ダイオードアレイの側面図である。
【図13】横方向位置決め部材を備えた、本発明による別の可撓性発光ダイオードアレイの透視図である。
【図14】本発明による区分化した発光アレイを示す。
【図15】図14に示した区分化アレイの代表的区分を示す。
【図16】円筒状通路の中心に位置決めされた、図14の区分化アレイの端面図である。
【図17】本発明による区分化アレイの3次元リード線構造の一例を示す。
【図18】円筒状通路の中心に位置決めされた、図17の区分化アレイの端面図である。
【図19】ヒトの胃腸管内で展開した本発明の光線療法システムを示す。
【図20】位置決め手段を含む、本発明の発光プローブ650を示す。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
可撓性アレイであって、
(a) 可撓性を備えた第1導電性バス及び可撓性を備えた第2導電性バスであって、概ね平行で互いに直接的に接触していない第1導電性バス及び第2導電性バスと、
(b) 前記第1バスと前記第2バスとの間に配置された複数のプラットフォームであって、それぞれが第1部材によって前記第1バスに接続され、第2部材によって前記第2バスに接続された複数のプラットフォームと、
前記複数プラットフォームの少なくとも1つの上に配置されると共に、前記第1バス及び前記第2バスに電気接続された少なくとも1つの放射放出デバイスとを含む、可撓性アレイ。
【請求項2】
(a) 前記第1部材が可撓性を備え、前記第2部材も可撓性を備え、
(b) 前記第1バスが第1バス側面を備え、前記第2バスが第2バス側面を備え、前記複数プラットフォームそれぞれが第1プラットフォーム側面と第2プラットフォーム側面とを備え、
(c) 各第1材が、前記第1バス側面と第1プラットフォーム側面との間に配置されており、各第2部材が、前記第2バス側面と第2プラットフォーム側面との間に配置された、請求項1に記載の可撓性アレイ。
【請求項3】
(a) 前記第1部材が可撓性を備え、前記第2部材も可撓性を備え、
(b) 前記第1バスが第1バス上面を備え、前記第2バスが第2バス上面を備え、前記複数プラットフォームそれぞれが上面と底面とを備え、
(c) 各第1材が前記第1上面と底面との間に配置され、各第2部材が前記第2上面と底面との間に配置された、請求項1に記載の可撓性アレイ。
【請求項4】
前記第1バス及び前記第2バスそれぞれが長手方向軸を備え、前記第1バス及び前記第2バスの少なくとも一方が、その長手方向軸に沿った複数の回り込み部を含む、請求項1に記載の可撓性アレイ。
【請求項5】
前記第1バス及び前記第2バスそれぞれが長手方向軸を備え、前記第1バス及び前記第2バスそれぞれが、その長手方向軸に沿った複数の回り込み部を含む、請求項1に記載の可撓性アレイ。
【請求項6】
前記第1バス及び前記第2バスそれぞれが長手方向軸を備え、前記第1バス及び前記第2バスそれぞれが、その長手方向軸に沿った複数の回り込み部を含む、請求項2に記載の可撓性アレイ。
【請求項7】
前記第1バス及び前記第2バスそれぞれが長手方向軸を備え、前記第1バス及び前記第2バスそれぞれが、その長手方向軸に沿った少なくとも1つの回り込み部を含む、請求項3に記載の可撓性アレイ。
【請求項8】
前記第1バス及び前記第2バスの両方が概ね同一の平面内に位置し、前記第1バス及び前記第2バスそれぞれが、そうした平面内に複数の回り込み部を含む、請求項1に記載の可撓性アレイ。
【請求項9】
前記少なくとも1つの放射放出デバイスが発光ダイオードである、請求項1に記載の可撓性アレイ。
【請求項10】
前記少なくとも1つの放射放出デバイスが、患部組織を治療するよう概ね適合された波長バンド内の放射を放出する、請求項1に記載の可撓性アレイ。
【請求項11】
前記波長バンドが、約400ナノメートルと約410ナノメートルの間に概ね中心が位置している、請求項10に記載の可撓性アレイ。
【請求項12】
前記少なくとも1つの放射放出デバイスが、化学反応の速度を変更するよう概ね適合された波長バンド内の放射を放出する、請求項1に記載の可撓性アレイ。
【請求項13】
前記少なくとも1つの放射放出デバイスが、一方が上面に配置されると共に他方が底面に配置された少なくとも2つの放射放出デバイスを備える、請求項3に記載の可撓性アレイ。
【請求項14】
前記少なくとも1つの放射放出デバイスが複数の放射放出デバイスを備え、前記複数の放射放出デバイスが複数の可撓性電気リード線により前記第1バス及び前記第2バスに電気接続されている、請求項13に記載の可撓性アレイ。
【請求項15】
前記複数の可撓性電気リード線が、前記複数の放射放出デバイスを直並列回路において前記第1バスと前記第2バスとの間で電気接続する、請求項14に記載の可撓性アレイ。
【請求項16】
前記直並列回路が、それぞれが少なくとも4つの直列接続した放射放出デバイスからなる複数グループを含み、当該複数グループが電気的に並列である、請求項15に記載の可撓性アレイ。
【請求項17】
前記放射放出デバイスが発光ダイオードである、請求項2に記載の可撓性アレイ。
【請求項18】
前記放射放出デバイスが発光ダイオードである、請求項3に記載の可撓性アレイ。
【請求項19】
前記少なくとも1つの放射放出デバイスが、患部組織を治療するよう概ね適合された波長バンド内の放射を放出する、請求項2に記載の可撓性アレイ。
【請求項20】
前記少なくとも1つの放射放出デバイスが、患部組織を治療するよう概ね適合された波長バンド内の放射を放出する、請求項3に記載の可撓性アレイ。
【請求項21】
可撓性アレイであって、
(a) 複数の区分で、それぞれが、
(i) 可撓性を備えた第1導電性バス及び可撓性を備えた第2導電性バスであって、概ね平行で互いに直接的に接触していない第導電性1バス及び第2導電性バスと、
(ii) 前記第1バスと前記第2バスとの間に配置された複数のプラットフォームであって、第1部材によって前記第1バスに接続され、第2部材によって前記第2バスに接続された複数のプラットフォームと、
(iii) 少なくとも1つのプラットフォーム上に配置されると共に前記第1バス及び前記第2バスに電気接続されている少なくとも1つの電気デバイスと、を備えた複数区分と、
(b) 複数の可撓性電気コネクタであって、少なくとも1つが、1つの区分の前記第1可撓性バスと別の区分の前記第1可撓性バスとの間に配置され、少なくとも1つが、1つの区分の前記第2可撓性バスと別の区分の前記第2可撓性バスとの間に配置された、複数の可撓性電気コネクタとを含む、可撓性アレイ。
【請求項22】
前記複数の可撓性電気コネクタが、前記区分を長尺プローブ内で位置決めするよう適合されている、請求項21に記載の可撓性アレイ。
【請求項23】
前記複数の可撓性電気コネクタが、複数の幾何学平面内において位置決めを行うよう適合されている、請求項21に記載の可撓性アレイ。
【請求項24】
前記電気デバイスが発光ダイオードである、請求項21に記載の可撓性アレイ。
【請求項25】
前記第1バス及び前記第2バスそれぞれが長手方向軸を備え、前記第1バス及び前記第2バスそれぞれが、その長手方向軸に沿った複数の回り込み部を含む、請求項21に記載の可撓性アレイ。
【請求項26】
前記少なくとも1つの電気デバイスが、患部組織を治療するよう概ね適合された波長バンド内の放射を放出する、請求項21に記載の可撓性アレイ。
【請求項27】
前記第1部材が可撓性を備え、前記第2部材も可撓性を備える、請求項21に記載の可撓性アレイ。
【請求項28】
放射を送出する装置であって、
(a)少なくとも1つの長手方向アレイで、
(i) 可撓性を備えた第1導電性バス及び可撓性を備えた第2導電性バスであって、概ね平行で互いに直接的に接触しておらず、それぞれが複数の回り込み部を含んだ第1導電性バス及び第2導電性バスと、
(ii) 前記第1バスと前記第2バスとの間に配置された複数のプラットフォームであって、第1部材によって前記第1バスに接続され、第2部材によって前記第2バスに接続された複数のプラットフォームと、
(iii) それぞれが少なくとも1つのプラットフォーム上に配置されると共に、前記第1バス及び前記第2バスに電気接続されている複数の放射放出デバイスとを含む、少なくとも1つの長手方向アレイと、
(b) 遠位端と、近位端と、当該遠位端の近傍位置から当該近位端まで延伸する少なくとも1つの溝を画定する外面とを含む可撓性シャフトと、
(c) 前記シャフトに隣接すると共に、前記少なくとも1つの溝と共に少なくとも1つのチャンネルを画定する可撓性外装であって、前記少なくとも1つのアレイが前記少なくとも1つの溝内に配置される、可撓性外装と、
を含む、放射を送出する装置。
【請求項1】
可撓性アレイであって、
(a) 可撓性を備えた第1導電性バス及び可撓性を備えた第2導電性バスであって、概ね平行で互いに直接的に接触していない第1導電性バス及び第2導電性バスと、
(b) 前記第1バスと前記第2バスとの間に配置された複数のプラットフォームであって、それぞれが第1部材によって前記第1バスに接続され、第2部材によって前記第2バスに接続された複数のプラットフォームと、
前記複数プラットフォームの少なくとも1つの上に配置されると共に、前記第1バス及び前記第2バスに電気接続された少なくとも1つの放射放出デバイスとを含む、可撓性アレイ。
【請求項2】
(a) 前記第1部材が可撓性を備え、前記第2部材も可撓性を備え、
(b) 前記第1バスが第1バス側面を備え、前記第2バスが第2バス側面を備え、前記複数プラットフォームそれぞれが第1プラットフォーム側面と第2プラットフォーム側面とを備え、
(c) 各第1材が、前記第1バス側面と第1プラットフォーム側面との間に配置されており、各第2部材が、前記第2バス側面と第2プラットフォーム側面との間に配置された、請求項1に記載の可撓性アレイ。
【請求項3】
(a) 前記第1部材が可撓性を備え、前記第2部材も可撓性を備え、
(b) 前記第1バスが第1バス上面を備え、前記第2バスが第2バス上面を備え、前記複数プラットフォームそれぞれが上面と底面とを備え、
(c) 各第1材が前記第1上面と底面との間に配置され、各第2部材が前記第2上面と底面との間に配置された、請求項1に記載の可撓性アレイ。
【請求項4】
前記第1バス及び前記第2バスそれぞれが長手方向軸を備え、前記第1バス及び前記第2バスの少なくとも一方が、その長手方向軸に沿った複数の回り込み部を含む、請求項1に記載の可撓性アレイ。
【請求項5】
前記第1バス及び前記第2バスそれぞれが長手方向軸を備え、前記第1バス及び前記第2バスそれぞれが、その長手方向軸に沿った複数の回り込み部を含む、請求項1に記載の可撓性アレイ。
【請求項6】
前記第1バス及び前記第2バスそれぞれが長手方向軸を備え、前記第1バス及び前記第2バスそれぞれが、その長手方向軸に沿った複数の回り込み部を含む、請求項2に記載の可撓性アレイ。
【請求項7】
前記第1バス及び前記第2バスそれぞれが長手方向軸を備え、前記第1バス及び前記第2バスそれぞれが、その長手方向軸に沿った少なくとも1つの回り込み部を含む、請求項3に記載の可撓性アレイ。
【請求項8】
前記第1バス及び前記第2バスの両方が概ね同一の平面内に位置し、前記第1バス及び前記第2バスそれぞれが、そうした平面内に複数の回り込み部を含む、請求項1に記載の可撓性アレイ。
【請求項9】
前記少なくとも1つの放射放出デバイスが発光ダイオードである、請求項1に記載の可撓性アレイ。
【請求項10】
前記少なくとも1つの放射放出デバイスが、患部組織を治療するよう概ね適合された波長バンド内の放射を放出する、請求項1に記載の可撓性アレイ。
【請求項11】
前記波長バンドが、約400ナノメートルと約410ナノメートルの間に概ね中心が位置している、請求項10に記載の可撓性アレイ。
【請求項12】
前記少なくとも1つの放射放出デバイスが、化学反応の速度を変更するよう概ね適合された波長バンド内の放射を放出する、請求項1に記載の可撓性アレイ。
【請求項13】
前記少なくとも1つの放射放出デバイスが、一方が上面に配置されると共に他方が底面に配置された少なくとも2つの放射放出デバイスを備える、請求項3に記載の可撓性アレイ。
【請求項14】
前記少なくとも1つの放射放出デバイスが複数の放射放出デバイスを備え、前記複数の放射放出デバイスが複数の可撓性電気リード線により前記第1バス及び前記第2バスに電気接続されている、請求項13に記載の可撓性アレイ。
【請求項15】
前記複数の可撓性電気リード線が、前記複数の放射放出デバイスを直並列回路において前記第1バスと前記第2バスとの間で電気接続する、請求項14に記載の可撓性アレイ。
【請求項16】
前記直並列回路が、それぞれが少なくとも4つの直列接続した放射放出デバイスからなる複数グループを含み、当該複数グループが電気的に並列である、請求項15に記載の可撓性アレイ。
【請求項17】
前記放射放出デバイスが発光ダイオードである、請求項2に記載の可撓性アレイ。
【請求項18】
前記放射放出デバイスが発光ダイオードである、請求項3に記載の可撓性アレイ。
【請求項19】
前記少なくとも1つの放射放出デバイスが、患部組織を治療するよう概ね適合された波長バンド内の放射を放出する、請求項2に記載の可撓性アレイ。
【請求項20】
前記少なくとも1つの放射放出デバイスが、患部組織を治療するよう概ね適合された波長バンド内の放射を放出する、請求項3に記載の可撓性アレイ。
【請求項21】
可撓性アレイであって、
(a) 複数の区分で、それぞれが、
(i) 可撓性を備えた第1導電性バス及び可撓性を備えた第2導電性バスであって、概ね平行で互いに直接的に接触していない第導電性1バス及び第2導電性バスと、
(ii) 前記第1バスと前記第2バスとの間に配置された複数のプラットフォームであって、第1部材によって前記第1バスに接続され、第2部材によって前記第2バスに接続された複数のプラットフォームと、
(iii) 少なくとも1つのプラットフォーム上に配置されると共に前記第1バス及び前記第2バスに電気接続されている少なくとも1つの電気デバイスと、を備えた複数区分と、
(b) 複数の可撓性電気コネクタであって、少なくとも1つが、1つの区分の前記第1可撓性バスと別の区分の前記第1可撓性バスとの間に配置され、少なくとも1つが、1つの区分の前記第2可撓性バスと別の区分の前記第2可撓性バスとの間に配置された、複数の可撓性電気コネクタとを含む、可撓性アレイ。
【請求項22】
前記複数の可撓性電気コネクタが、前記区分を長尺プローブ内で位置決めするよう適合されている、請求項21に記載の可撓性アレイ。
【請求項23】
前記複数の可撓性電気コネクタが、複数の幾何学平面内において位置決めを行うよう適合されている、請求項21に記載の可撓性アレイ。
【請求項24】
前記電気デバイスが発光ダイオードである、請求項21に記載の可撓性アレイ。
【請求項25】
前記第1バス及び前記第2バスそれぞれが長手方向軸を備え、前記第1バス及び前記第2バスそれぞれが、その長手方向軸に沿った複数の回り込み部を含む、請求項21に記載の可撓性アレイ。
【請求項26】
前記少なくとも1つの電気デバイスが、患部組織を治療するよう概ね適合された波長バンド内の放射を放出する、請求項21に記載の可撓性アレイ。
【請求項27】
前記第1部材が可撓性を備え、前記第2部材も可撓性を備える、請求項21に記載の可撓性アレイ。
【請求項28】
放射を送出する装置であって、
(a)少なくとも1つの長手方向アレイで、
(i) 可撓性を備えた第1導電性バス及び可撓性を備えた第2導電性バスであって、概ね平行で互いに直接的に接触しておらず、それぞれが複数の回り込み部を含んだ第1導電性バス及び第2導電性バスと、
(ii) 前記第1バスと前記第2バスとの間に配置された複数のプラットフォームであって、第1部材によって前記第1バスに接続され、第2部材によって前記第2バスに接続された複数のプラットフォームと、
(iii) それぞれが少なくとも1つのプラットフォーム上に配置されると共に、前記第1バス及び前記第2バスに電気接続されている複数の放射放出デバイスとを含む、少なくとも1つの長手方向アレイと、
(b) 遠位端と、近位端と、当該遠位端の近傍位置から当該近位端まで延伸する少なくとも1つの溝を画定する外面とを含む可撓性シャフトと、
(c) 前記シャフトに隣接すると共に、前記少なくとも1つの溝と共に少なくとも1つのチャンネルを画定する可撓性外装であって、前記少なくとも1つのアレイが前記少なくとも1つの溝内に配置される、可撓性外装と、
を含む、放射を送出する装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
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【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【公表番号】特表2007−511279(P2007−511279A)
【公表日】平成19年5月10日(2007.5.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−539818(P2006−539818)
【出願日】平成16年11月10日(2004.11.10)
【国際出願番号】PCT/US2004/037547
【国際公開番号】WO2005/049138
【国際公開日】平成17年6月2日(2005.6.2)
【出願人】(506163825)ルーメックス, インク. (3)
【氏名又は名称原語表記】LUMERX, INC.
【住所又は居所原語表記】8 St. Mary’s Street, Suite601, Boston, MA 02215 (US).
【Fターム(参考)】
【公表日】平成19年5月10日(2007.5.10)
【国際特許分類】
【出願日】平成16年11月10日(2004.11.10)
【国際出願番号】PCT/US2004/037547
【国際公開番号】WO2005/049138
【国際公開日】平成17年6月2日(2005.6.2)
【出願人】(506163825)ルーメックス, インク. (3)
【氏名又は名称原語表記】LUMERX, INC.
【住所又は居所原語表記】8 St. Mary’s Street, Suite601, Boston, MA 02215 (US).
【Fターム(参考)】
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