[发明专利]利用由辐射诱导的全反射的医学激光治疗装置和方法

说明书

根据35USC 119(e)的国内优先权

本申请要求由Wolfgang Neuberger和Walter Cecchetti于2009年4月9日提交的发明名称为“Medical laser treatment device and method utilizing total reflection induced by radiation(利用由辐射诱导的全反射的医学激光治疗装置和方法)”的美国临时申请No.61/168,099的利益和优先权，该申请通过引用并入本文中。

技术领域

本发明涉及一种用于医学治疗的激光系统，并且具体地，涉及激光外科手术。更具体地，其涉及用于各种医疗条件(包括良性前列腺增生(BPH))的外科治疗的光纤系统和方法。

背景技术

许多医疗应用(例如，静脉曲张的腔内治疗、BPH或痔疮的激光治疗)需要对不直接位于光纤前部而是位于侧部的目标组织区域的治疗。由于许多这些疗法必须在仅提供狭小空间的环境内在体内执行，因此不可应用所谓裸光纤的光纤头的直接定位和指向。

具有特制的发射特性的光纤探针(例如，侧向发射光纤side firing fibers)对于那些治疗手术来说是可行的，并且证实是有利的。已经提出了使用反射效果来横向导向光的许多尝试。

在最早期，Abe等人在美国专利4,740,047中提出一种侧光纤，其被构造为使得透明的管状构件通过两个涂层结合到光纤的前向端部，并且抗反射涂层形成在从透明管状构件的激光束出射表面上。实例的包层-纤芯尺寸为约1.5至1。另外，Brown等人的美国专利5,292,320公开了一种具有纤芯和包层的光纤，其中所述包层的折射率小于所述纤芯的折射率，所述光纤具有被适当地构造为连接到合适的辐射源的输入端并且具有远端，两个或更多个凹槽在远端附近穿透到纤芯中。所述凹槽具有至少部分反射器性能，从而以一个或多个预定图案将辐射径向地偏转至其。在一个实施例中，本发明在光纤的远端包层上具有覆盖管的熔接近端，以在结构化远端头上产生空气间隙。在Cecchetti等人的美国专利5,509,917中能够获知侧光纤近期现有技术的另一个实例。在文中提出的侧光纤中，由于光纤纤芯和形成在帽中的空气间隙之间的折射率的差异，因此，光纤中的激光束运用斜切头全部向下朝着光纤的侧部反射，辐射传输路径中的帽可在远端熔接到包层光纤，以当侧向发射光纤传输激光能量时减少/消除菲涅耳损失。在Harschack等人的美国专利申请No.2007/0106286中找到另一个实例，其提出用于高功率应用的侧向发射光纤头。在光纤的远端上的输出头的预定长度由光纤纤芯和预选厚度的包层形成，其中包层与纤芯的直径比为1.2。在光纤输出端上，将二氧化硅毛细管熔接到暴露的包层。这些类型的光纤探针将光辐射导向到期望的方向，这是由于它们在具有可行的折射率梯度(即，在所述边界层的另一侧上的折射率明显低于在玻璃光纤内部的折射率)的边界层处利用全反射的效果。通常，光纤头与小体积的空气一起被包封在密封帽中。被包围的空气提供必要的折射率梯度，这允许由玻璃光纤引导的光辐射的重定向。此外，端帽保护结构化光纤端头免受环境影响，因此，例如，保护其免受机械损坏和保护患者免受损伤。

Hanley等人在美国申请公布2009/0287198A1中提出一种设备，所述设备包括具有多层电介质涂层的光纤纤芯的远端，所述多层电介质涂层在纤芯远端处被设置在倾斜表面上，以在所述倾斜表面上产生激光能量的内反射，所述涂层和所述倾斜表面被共同构造以横向地改变激光能量的方向。Brekke等人在美国专利7,463,801中提出一种同时具有纤芯和包围所述纤芯的包层的侧光纤。所述光纤在远端头处终止，所述远端头具有相对于光纤的轴线倾斜的表面。管状构件在它的远端处包围所述光纤。光纤的远端具有与所述管状构件相对的部分用于结合到所述管状构件。远端部分通过中间材料被结合到所述管状构件，选择所述中间材料使其具有与纤芯和管状构件的折射率匹配的折射率。Rink等人的美国专利5,366,456公开了一种带有发射头的装置，所述装置具有高度抛光的镜面表面的插入物，所述插入物被摆放在相对于光纤的纵向轴线成特定角度处。因此，冲击激光辐射被反射到所述侧部并且与所述光纤成直角传送。