激光破碎装置、激光破碎系统以及激光破碎方法制造方法及图纸

激光破碎装置(3)具备：波形控制部(27)，其将从激光光源(21)激励出的激光脉冲化，并且调整脉冲化后的激光的输出；以及光纤前端(23a)，其将由波形控制部(27)调整了输出后的激光向液体中的尿路结石(S)射出，波形控制部(27)将激光的输出在输出单调增大的第一期间后切换为输出以比规定的梯度大的梯度单调减小的第二期间。二期间。二期间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】激光破碎装置、激光破碎系统以及激光破碎方法


[0001]关联申请的相互引用
[0002]本申请主张2019年11月12日申请的美国临时专利申请第62/934,019号的优先权，在本说明书中通过引用而并入该临时申请的全部内容。
[0003]本专利技术涉及激光破碎装置、激光破碎系统以及激光破碎方法。

技术介绍

[0004]以往，作为针对尿路结石症的治疗，进行通过对结石照射激光来破碎结石的激光碎石治疗。作为用于破碎结石的激光，使用Ho：YAG激光及铥光纤激光器(ThuliumFiber Laser)。在结石的大小小的情况下，由于因激光照射而产生的气泡以及破碎的反作用力，结石向后方大幅移动(后退(Retropulsion))，或者结石向偏离激光的照射方向的方向移动(迁移)。在通过使用于照射激光的光纤与结石接触来破碎结石的方法中也容易发生后退。因此，难以瞄准结石。
[0005]另外，在结石移动的状况下，使用一边使结石在在肾盂或肾盏内移动一边破碎的被称为爆米花碎石的技巧。然而，与通过使光纤与结石接触来破碎结石的方法相比，爆米花碎石的破碎效率较低。
[0006]近年来，特别是在铥光纤激光器中，被称为“吸引效应(Suction Effect)”的现象受到关注。确认了该吸引效应以将位于远离的位置的结石沿倾斜方向或前方方向朝着光纤拉近的方式起作用，但迄今为止尚未明确详细的机理。认为如果能够适当地控制该吸引效应，则能够通过操作移动的结石来进行破碎，或者控制爆米花碎石中的结石的飞舞方式。
[0007]专利文献1如图29所示，不是使输出的脉冲的上升沿单调增大，而是通过使输出的脉冲的上升沿较短地增减来使输出的脉冲的上升沿钝化，从而尽可能地减小光能在到达结石之前被水吸收而生成气泡的情况。而且，为了破碎结石而照射剩余的光能，由此实现结石后退(向后移动)的降低以及破碎效率的提高。
[0008]专利文献2为在本申请主张优先权的2019年11月12日申请的美国临时申请号62/934,019之后公开的国际申请。专利文献2的技术通过低输出的第一脉冲来降低结石的向后移动的影响。并且，在从第一脉冲上升到高输出的第二脉冲之后，通过矩形的第二脉冲来破碎结石。在专利文献2中，使用由低输出的第一脉冲和高输出的第二脉冲构成的激光脉冲，在这些第一、第二脉冲之间设置用于由第一脉冲所生成的气泡到达结石并消失的间隔。记载了在气泡消失时，产生结石向朝着激光的射出端的前方方向移动的吸引效应。非专利文献1报告了：如图30所示，在阶梯状的脉冲形状中，观察到在照射光能量后从光纤离开1度的结石模型(phantom)返回到光纤前端的吸引效应现象。
[0009]现有技术文献
[0010]专利文献
[0011]专利文献1：欧洲专利第2840999B1号说明书
[0012]专利文献2：国际公开第2020/033121号
[0013]非专利文献
[0014]非专利文献1：David A.Gonzalez,Nicholas C.Giglio,Layton A.Hall,Viktoriya Vinnichenko,and Nathaniel M.Fried"Comparison of single,dual,and staircase temporal pulse profiles for reducing stone retropulsion during thulium fiber laser lithotripsy in an in vitro stone phantom model",Proc.SPIE 10852,Therapeutics and Diagnostics in Urology2019,108520E(26February 2019)

技术实现思路

[0015]专利技术所要解决的课题
[0016]但是，专利文献1的技术由于不能获得吸引效应，因此，在小的结石片的情况下，有可能由于因结石的破碎而产生的反作用力，而产生大的后退。专利文献2的技术是由足够高的输出构成的矩形状，以使第二脉冲专门带来破碎作用。破碎作用越大，由间隔带来的吸引效应可能越小或变得无效。非专利文献1的技术通过阶梯状地增大脉冲的输出来限制后退，存在出现吸引效应现象的情况。但是，如在图30中放大的标度所示，即使是阶梯状脉冲，从光能照射的开始起相当于第三级的最后的矩形状的脉冲中的峰值功率的持续时间占整体的时间的40％，因此在阶梯状脉冲的最后的期间，后退作用相对地增强，有可能无法有效地表现吸引效应。
[0017]本专利技术是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种激光破碎装置、激光破碎系统以及激光破碎方法，其能够有效地发挥吸引效应，即使发生后退也能够高效地向结石照射激光。
[0018]用于解决课题的手段
[0019]为了实现上述目的，本专利技术提供以下的手段。
[0020]本专利技术的第一方式是一种激光破碎装置，其具备：脉冲生成部，其对从激光光源激励出的激光进行脉冲化；输出调整部，其调整由该脉冲生成部脉冲化的所述激光的输出；以及激光射出端，其将由该输出调整部调整了所述输出的所述激光向液体中的结石射出，所述输出调整部将所述激光的输出在该输出单调增大的第一期间后切换为所述输出以比规定的梯度大的梯度单调减小的第二期间。
[0021]根据本方式，从激光射出端射出由脉冲生成部脉冲化的激光，该激光照射到液体中的结石，由此结石被破碎。激光通过透过由激光在液体中生成的气泡而到达结石。
[0022]在该情况下，通过输出调整部，脉冲状的激光的输出在通过第一期间单调增大之后，通过第二期间以比规定的梯度大的梯度单调减小。在利用在第一期间射出的激光从激光射出端连续地生成多个气泡之后，这些多个气泡结合而形成气泡结合体。因此，通过利用气泡结合体将激光射出端与结石之间用气体连结，能够最有效地对结石照射激光。另外，利用在第二期间射出的激光，使气泡生成力转而急剧地消失，从而气泡结合体几乎同时消失。由此，能够产生吸引力，将结石朝着激光射出端向前方方向拉近。
[0023]因此，不会因激光的冲击而使结石向远离光纤射出端的方向移动，能够在距光纤射出端一定的距离内向结石照射激光。因此，能够有效地利用吸引效应，高效地向结石照射激光。
[0024]上述方式所涉及的激光破碎装置也可以具备光纤，所述光纤具有所述激光射出
端。
[0025]根据该结构，通过将光纤插入体内，能够使激光射出端与结石相对地配置。
[0026]上述方式所涉及的激光破碎装置也可以构成为，所述光纤添加有铥。
[0027]本专利技术的第二方式是一种激光破碎系统，具备：脉冲生成部，其对从激光光源激励出的激光进行脉冲化；输出调整部，其调整由该脉冲生成部脉冲化的所述激光的输出；以及激光射出端，其将由该输出调整部调整后的所述激光向液体中的结石射出；图像取得部，其取得所述激光的光路上的图像，其中该图像包含该激光射出端和所述结石；以及显示部，其显示由该图像取得部取得的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种激光破碎装置，其具备：脉冲生成部，其对从激光光源激励出的激光进行脉冲化；输出调整部，其调整由该脉冲生成部脉冲化的所述激光的输出；以及激光射出端，其将由该输出调整部调整了所述输出的所述激光向液体中的结石射出，所述输出调整部将所述激光的输出在该输出单调增大的第一期间后切换为所述输出以比规定的梯度大的梯度单调减小的第二期间。2.根据权利要求1所述的激光破碎装置，其中，所述激光破碎装置具备光纤，所述光纤具有所述激光射出端。3.根据权利要求2所述的激光破碎装置，其中，所述光纤添加有铥。4.一种激光破碎系统，其具备：脉冲生成部，其对从激光光源激励出的激光进行脉冲化；输出调整部，其调整由该脉冲生成部脉冲化的所述激光的输出；以及激光射出端，其将由该输出调整部调整后的所述激光向液体中的结石射出；图像取得部，其取得所述激光的光路上的图像，其中该图像包含该激光射出端和所述结石；以及显示部，其显示由该图像取得部取得的所述图像，所述输出调整部将所述激光的输出在该输出单调增大的第一期间后切换为所述输出以比规定的梯度大的梯度单调减小的第二期间，所述显示部显示表示所述结石和由所述激光生成的气泡的动态的所述图像。5.根据权利要求4所述的激光破碎系统，其中，所述激光破碎系统具备计算部，该计算部基于所述图像来计算所述激光射出端与所述结石之间的距离。6.根据权利要求5所述的激光破碎系统，其中，所述显示部显示与所述距离相关的信息。7.一种激光破碎方法，通过对液体中的结石照射激光来破碎所述结石，所述激光破碎方法包括如下步骤：通过从与所述结石相对配置的激光射出端射出脉冲状的激光，从所述激光射出端连续地生成多个气泡；通过由多个所述气泡结合而构成的气泡结合体，将所述激光射出端与所述结石之间连结；以及通过由于所述气泡结合体消失而产生的吸引力，将所述结石向所述激光射出端拉近。8.根据权利要求7所述的激光破碎方法，其中，将所述激光的输出在该输出单调增大的第一期间后切换为第二期间，该第二期间是所述输出以比...

【专利技术属性】
技术研发人员：高田祐平，
申请(专利权)人：奥林巴斯株式会社，
类型：发明
国别省市：