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JP-2026514705-A - レーザー治療装置のための動き追跡及びぶれ補償

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Abstract

治療装置及び関連する方法が提供される。前記治療装置は、光軸に沿って電磁放射線（ＥＭＲ、ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｒａｄｉａｔｉｏｎ）を送達するように構成されたハンドピースと、前記ハンドピースの一端部に配置され前記光軸と交差する窓と、前記ハンドピース内に配置された光学配置と、前記ハンドピースと通信し前記光学配置及び前記窓を通して前記光軸に沿って治療放射線を放出するように構成されたＥＭＲ源と、前記ハウジング内に配置され前記光軸からオフセットされた少なくとも１つの光源と、を含む。前記窓は、組織に直接接触するように構成されている。前記光学配置は、高ＮＡレンズを含む。前記少なくとも１つの光源は、実質的に斜めの角度で前記接触した組織を照明するように構成されており、前記組織内の組織マーカーに基づいて約３００ｎｍ～約６５０ｎｍの間の可変波長範囲の波長で光を放出するように構成されている。 【選択図】図１

Inventors

  • バーウォルカー、 ジャヤント
  • カトカム、 ラジェンダー
  • ズオ， ビンセント

Assignees

  • アヴァヴァ、 インク．

Dates

Publication Date
20260513
Application Date
20240408
Priority Date
20230411

Claims (20)

  1. 治療システムであって、 一端部に配置された窓を有するハンドピースであって、前記窓が組織に直接接触するように構成されている、ハンドピースと、 前記ハンドピースと通信する第１の電磁放射線（ＥＭＲ、ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｒａｄｉａｔｉｏｎ）源であって、前記第１のＥＭＲ源が、公称光軸に沿って前記窓を通してパルス治療放射線を放出するように構成されている、第１のＥＭＲ源と、 前記ハンドピース内に配置された第２のＥＭＲ源であって、前記第２のＥＭＲ源が、前記公称光軸に対して実質的に斜めの照明角度で接触した組織を照明するように構成されている、第２のＥＭＲ源と、 前記ハンドピース内に配置された光学配置であって、前記公称光軸が前記光学配置を通って延在する、光学配置と、 前記光学配置と通信する第１のガルバノメータであって、前記第１のガルバノメータが前記光学配置の構成を調整するように構成されている、第１のガルバノメータと、 前記ハンドピース及び前記第１のＥＭＲ源と通信するコントローラであって、前記コントローラが、前記第１のガルバノメータを介して前記光学配置の構成を操作して、前記公称光軸に対する前記パルス治療放射線の放出角を、前記パルス治療放射線のパルス治療持続時間中に変更し、かつ、接触した組織の検出された組織マーカーに基づいて前記第２のＥＭＲ源の波長を変更するように構成されている、コントローラと、 を備える、治療システム。
  2. 前記第２のＥＭＲ源が、前記公称光軸に対してそれぞれ実質的に斜めの角度にある複数の第２のＥＭＲ源を含む、請求項１に記載の治療システム。
  3. 前記複数の第２のＥＭＲ源が、前記公称光軸を囲む実質的にリング状の幾何学形状に配置されている、請求項２に記載の治療システム。
  4. 前記複数の第２のＥＭＲ源のそれぞれが、離散波長で光を放出するように構成されており、前記複数の第２のＥＭＲ源における少なくとも２つの源が、異なる波長で光を放出するように構成されている、請求項２に記載の治療システム。
  5. 前記光学配置が、前記第２のＥＭＲ源によって放出され前記接触した組織から反射された後方散乱光を受光するように構成された撮像レンズを含む、請求項１に記載の治療システム。
  6. 前記コントローラが、前記受光された後方散乱光に基づいて前記組織マーカーを識別するように構成されている、請求項５に記載の治療システム。
  7. 前記撮像レンズが、前記撮像レンズのｆ値を最適化するように構成された調整可能な絞りを含む、請求項５に記載の治療システム。
  8. 前記撮像レンズのｆ値が約５.２～８.２の範囲である、請求項５に記載の治療システム。
  9. 限界焦点及び球面収差の４分の１波長において、４λ（Ｆ／＃） ２ が５０μm～１２０μmの間にほぼ等しく、 ここで、λはナノメートル単位の１つ以上の離散波長であり、 （Ｆ／＃）は前記撮像レンズのｆ値である、請求項５に記載の治療システム。
  10. 前記光学配置が、０.３以上のＮＡ（ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ａｐｅｒｔｕｒｅ）を有する高ＮＡレンズを含む、請求項１に記載の治療システム。
  11. 前記第１のガルバノメータが、前記接触した組織に対する前記窓の速度に基づいて前記放出角を調整するために前記光学配置を操作するように構成されている、請求項１に記載の治療システム。
  12. 前記第１のガルバノメータが、少なくとも２つの自由度で前記放出角を調整するために前記光学配置を操作するように構成されている、請求項１１に記載の治療システム。
  13. 前記光学配置と通信する第２のガルバノメータをさらに備え、 前記第１のガルバノメータが、第１の軸の周りで前記放出角を変更するために前記光学配置の構成を調整するように構成されており、前記第２のガルバノメータが、第２の軸の周りで前記放出角を変更するために前記光学配置の構成を調整するように構成されており、前記第１の軸が前記第２の軸に対して実質的に垂直である、請求項１に記載の治療システム。
  14. 治療システムであって、 中心縦軸を規定する細長いハウジングであって、前記細長いハウジング上に配置され前記中心縦軸と交差する窓を含み、前記窓が治療プロセス中に組織に接触するように構成されている、細長いハウジングと、 前記細長いハウジング内に動作可能に結合されたＥＭＲ源であって、前記窓に向かって治療ビームを放出するように構成されており、前記治療ビームが前記中心縦軸に実質的に平行な治療経路に沿って放出される、ＥＭＲ源と、 前記細長いハウジング内に配置され前記中心縦軸から半径方向にオフセットされた少なくとも１つの光源であって、前記少なくとも１つの光源が前記窓に向かって検出ビームを放出するように構成されている、少なくとも１つの光源と、 前記細長いハウジング内に配置された光学配置であって、前記光学配置が前記放出された治療ビームを誘導及び成形するように構成されている、光学配置と、 前記光学配置と通信する第１のガルバノメータであって、前記第１のガルバノメータが前記光学配置の構成を調整するように構成されている、第１のガルバノメータと、 前記ＥＭＲ源及び前記第１のガルバノメータと通信するコントローラであって、前記コントローラが、前記第１のガルバノメータを介して前記光学配置の構成を操作して、前記縦軸に対する前記治療ビームの放出角を変更し、接触した組織の検出された組織マーカーに基づいて前記検出ビームの波長を変更するように構成されている、コントローラと、 を備える、治療システム。
  15. 前記波長が約３９０nm～６５０nmの間で調整可能である、請求項１４に記載の治療システム。
  16. 前記波長が前記検出された組織マーカーに比例する、請求項１４に記載の治療システム。
  17. 前記少なくとも１つの光源が、前記縦軸に対してそれぞれ実質的に斜めの角度に配置された複数の光源を含む、請求項１４に記載の治療システム。
  18. 前記複数の光源が実質的にリング状の幾何学形状に配置されている、請求項１７に記載の治療システム。
  19. 前記複数の光源のそれぞれが離散波長で光を放出するように構成されており、前記複数の光源における少なくとも２つの光源が異なる離散波長で光を放出するように構成されている、請求項１７に記載の治療システム。
  20. 前記第１のガルバノメータが、前記接触した組織に対する前記窓の速度に基づいて前記放出角を調整するために前記光学配置を操作するように構成されている、請求項１４に記載の治療システム。

Description

レーザー及び光ベースの治療装置は、標的組織に光エネルギーを送達するために、皮膚科の分野を含む様々な医療分野で広く使用されている。この光エネルギーの送達は、光熱及び光化学メカニズムを含むいくつかのメカニズムを通じて、組織、又は組織に存在する色素団を変化させることができ、これらの変化は、レーザー脱毛、タトゥー除去、色素性病変及び血管性病変の除去、組織の引き締め、しわの減少等を含む、よく知られたレーザー／光ベースの処置に利用されている。例えば、皮膚科におけるこのような装置は、典型的には、患者の皮膚を横切って医師によって手動で移動されるハンドピースを含む。これらの装置は、短いバーストで光エネルギーを沈着させて、多数のマイクロサーマルゾーン（ＭＴＺ、ｍｉｃｒｏｔｈｅｒｍａｌ ｚｏｎｅ）の組織損傷を含むフラクショナルパターンを生成し、治療された組織領域の治癒応答を改善するために、皮膚組織の大部分をそのままで未処理のままにする。治療領域への光エネルギーの送達が少なすぎると、効果のない治療になる可能性があり、一方、光エネルギーの送達が多すぎると、例えば火傷などの望ましくない組織損傷を引き起こす可能性がある。さらに、ハンドピースが患者の皮膚を横切って移動される間のエネルギーの送達は、理想的なフラクショナルパターンと比較してぼやけた又はぶれて見えるフラクショナルパターンのような、理想的ではないフラクショナルパターンの生成をもたらす可能性があり、これは各ＭＴＺのエネルギー密度の減少及びサイズの増加の両方をもたらし、最終的には治療効果の低下につながる。したがって、これらの制限及び課題に対処する治療システム及び方法が利用可能になることが望ましい。 レーザーベースの治療装置及び治療方法の実施形態が記載される。一実施形態では、治療システムが提供される。治療システムは、一端部に配置された窓を有するハンドピースと、ハンドピースと通信する第１の電磁放射線（ＥＭＲ、ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｒａｄｉａｔｉｏｎ）源と、ハンドピース内に配置された第２のＥＭＲ源と、ハンドピース内に配置された光学配置と、光学配置と通信する第１のガルバノメータと、ハンドピース及び第１のＥＭＲ源と通信するコントローラと、を含んでもよい。窓は、組織に直接接触するように構成されてもよい。第１のＥＭＲ源は、公称光軸に沿って窓を通してパルス治療放射線を放出するように構成されてもよい。第２のＥＭＲ源は、公称光軸に対して実質的に斜めの照明角度で接触した組織を照明するように構成されてもよい。公称光軸は、光学配置を通って延在してもよい。第１のガルバノメータは、光学配置の構成を調整するように構成されてもよい。コントローラは、第１のガルバノメータを介して光学配置の構成を操作して、公称光軸に対するパルス治療放射線の放出角を、パルス治療放射線の治療パルス持続時間中に変更するように構成されてもよい。コントローラはまた、接触した組織の検出された組織マーカーに基づいて第２のＥＭＲ源の波長を変更するように構成されてもよい。 治療装置は、多くの方法で変更されてもよい。例えば、第２のＥＭＲ源は、公称光軸に対してそれぞれ実質的に斜めの角度にある複数の第２のＥＭＲ源を含んでもよい。ある変形例では、複数の第２のＥＭＲ源は、公称光軸を囲む実質的にリング状の幾何学形状に配置されてもよい。他の変形例では、複数の第２のＥＭＲ源のそれぞれは、離散波長で光を放出するように構成されてもよく、複数の第２のＥＭＲ源における少なくとも２つの源は、異なる波長で光を放出するように構成されてもよい。別の例では、光学配置は、第２のＥＭＲ源によって放出され接触した組織から反射された後方散乱光を受光するように構成された撮像レンズを含んでもよい。ある変形例では、コントローラは、受光された後方散乱光に基づいて組織マーカーを識別するように構成されてもよい。他の変形例では、撮像レンズは、撮像レンズのｆ値を最適化するように構成された調整可能な絞りを含んでもよい。さらに他の変形例では、撮像レンズのｆ値は、約５.２～８.２の範囲であってもよい。さらに他の変形例では、限界焦点及び球面収差の４分の１波長において、４λ（Ｆ／＃）２が５０μm～１２０μmの間にほぼ等しくてもよく、ここで、λはナノメートル単位の１つ以上の離散波長であり、（Ｆ／＃）は前記撮像レンズのｆ値である。別の例では、光学配置は、０.３以上のＮＡ（ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ａｐｅｒｔｕｒｅ）を有する高ＮＡレンズを含んでもよい。更に別の例では、第１のガルバノメータは、接触した組織に対する窓の速度に基づいて放出角を調整するために光学配置を操作するように構成されてもよい。ある変形例では、第１のガルバノメータは、少なくとも２つの自由度で放出角を調整するために光学配置を操作するように構成されてもよい。さらなる例では、治療システムは、光学配置と通信する第２のガルバノメータを含んでもよい。第１のガルバノメータは、第１の軸の周りで放出角を変更するために光学配置の構成を調整するように構成されてもよく、第２のガルバノメータは、第２の軸の周りで放出角を変更するために光学配置の構成を調整するように構成されてもよい。第１の軸は、第２の軸に対して実質的に垂直であってもよい。 別の実施形態では、治療システムが提供される。治療システムは、中心縦軸を規定する細長いハウジングと、細長いハウジング内に動作可能に結合され窓に向かって治療ビームを放出するように構成されたＥＭＲ源と、細長いハウジング内に配置され中心縦軸から半径方向にオフセットされた少なくとも１つの光源と、細長いハウジング内に配置された光学配置と、光学配置と通信する第１のガルバノメータと、ＥＭＲ源及び第１のガルバノメータと通信するコントローラと、を含んでもよい。細長いハウジングは、ハウジング上に配置され中心縦軸と交差する窓を含んでもよく、窓は治療プロセス中に組織に接触するように構成されてもよい。治療ビームは、中心縦軸に実質的に平行な治療経路に沿って放出されてもよい。少なくとも１つの光源は、窓に向かって検出ビームを放出するように構成されてもよい。光学配置は、放出された治療ビームを誘導及び成形するように構成されてもよい。第１のガルバノメータは、光学配置の構成を調整するように構成されてもよい。コントローラは、第１のガルバノメータを介して光学配置の構成を操作して、縦軸に対する治療ビームの放出角を変更するように構成されてもよい。コントローラはまた、接触した組織の検出された組織マーカーに基づいて検出ビームの波長を変更するように構成されてもよい。 治療システムは、多くの方法で変更されてもよい。例えば、波長は、約３９０ｎｍ～６５０ｎｍの間で調整可能であってもよい。別の例では、波長は、検出された組織マーカーに比例してもよい。さらに別の例では、少なくとも１つの光源は、縦軸に対してそれぞれ実質的に斜めの角度に配置された複数の光源を含んでもよい。ある変形例では、複数の光源は、実質的にリング状の幾何学形状に配置されてもよい。他の変形例では、複数の光源のそれぞれは、離散波長で光を放出するように構成されてもよく、複数の光源における少なくとも２つの光源は、異なる離散波長で光を放出するように構成されてもよい。さらなる例では、第１のガルバノメータは、接触した組織に対する窓の速度に基づいて放出角を調整するために光学配置を操作するように構成されてもよい。ある変形例では、第１のガルバノメータは、少なくとも２つの運動の自由度で放出角を調整するために光学配置を操作するように構成されてもよい。更にさらなる例では、ＥＭＲ源は、パルス持続時間で治療放射線を送達するように構成されてもよく、パルス持続時間は、約３～１０ｍｓの範囲であってもよい。さらに別の例では、治療装置は、光学配置に動作可能に結合された第２のガルバノメータを含んでもよい。第１のガルバノメータは、第１の軸の周りで放出角を変更するために光学配置を操作するように構成されてもよく、第２のガルバノメータは、第２の軸の周りで放出角を変更するために光学配置を操作するように構成されてもよい。第１の軸は、第２の軸に対して実質的に垂直であってもよい。 別の実施形態では、方法が提供される。方法は、レーザー治療装置と接触している組織の第１の部分から反射された第１の後方散乱光を検出するステップと、レーザー治療装置を組織の第１の部分から組織の第２の部分に移動させるステップと、レーザー治療装置が組織の第１の部分から組織の第２の部分に移動する際に組織の第２の部分から反射された第２の後方散乱光を検出するステップと、１つ以上の関心点のそれぞれの初期位置及びそれぞれの二次位置に基づいて、組織に対するレーザー治療装置の速度を決定するステップと、レーザー治療装置が組織に沿って移動している間に、レーザー治療装置を用いてパルス持続時間の間、組織に少なくとも１つの電磁放射線（ＥＭＲ）パルスを送達するステップと、決定された速度に基づいて、パルス持続時間中に少なくとも１つのＥＭＲパルスの放出角を調整するステップと、を含んでもよい。後方散乱光は、レーザー治療装置に対する第１の部分における１つ以上の関心点のそれぞれの初期位置を特徴付けてもよい。第２の後方散乱光は、レーザー治療装置に対する第２の部分における１つ以上の関心点のそれぞれの二次位置を特徴付けてもよい。放出角は、レーザー治療装置の公称光軸に対して定義されてもよい。 方法は、多くの方法で変更されてもよい。例えば、少なくとも１つのレーザーパルスは、パルス持続時間中に約３０～１５０ｍＪを組織に送達してもよい。別の例では、調整するステップは、第１のガルバノメータを用いてレーザー治療装置内に配置された光学配置の向きを変更することを含んでもよい。さらに別の例では、方法は、パルス持続時間中に組織に送達されるエネルギー量及びレーザー治療装置の出力に基づいて滞留時間を決定するステップを含んでもよい。ある変形例では、方法は、レーザー治療装置の速度及び決定された滞留時間に基づいて速度補償ベクトルを決定するステップと、決定された速度補償ベクトルに基づいて放出角を調整するステップと、を含んでもよい。他の変形例では、速度補償ベクトルは、約５０～１００ｍｓ毎に決定されてもよい。 特許又は出願ファイルは、カラーで作成された少なくとも１つの図面を含む。カラー図面を有する本特許又は特許出願公開のコピーは、要求及び必要な手数料の支払いにより、特許庁から提供される。 本開示の実施形態は、添付の図面と併せて以下の詳細な説明からより完全に理解されるであろう。 メラニンの吸収スペクトルを示すチャートである。一実施形態による治療装置の概略図である。図２の治療装置の断面図である。光エネルギーがその中を流れる図２の治療装置の断面図である。光エネルギーがその中を流れる図２の治療装置のスナウトの部分断面図である。図２の治療装置の撮像チャネルを通って流れる光エネルギーの概略図である。図２の治療装置の追跡チャネルを通って流れる光エネルギーの概略図である。図２の治療装置と共に使用可能な１つ以上の照明源の位置を決定するための方法の参照図である。図６の参照図を用いて決定された動き追跡に用いられる照明源の位置を有する図２の治療装置のスナウトの断面図である。図７Ａのスナウトの部分断面図である。図７Ａに示したパラメータを用いた標的組織の表面における照度のシミュレーションである。図７Ａに示したパラメータを用いた標的組織の表面における照度のシミュレーションである。図６の参照図を用いて決定された撮像に用いられる照明源の位置を有する図２のスナウトの断面図である。図８Ａのスナウトの部分断面図である。図８Ａに示したパラメータを用いた標的組織の表面における照度のシミュレーションであり、照明源の代替位置を示すインセットを含む。図８Ａに示したパラメ