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公開番号2025137525
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-19
出願番号2025113865,2023105314
出願日2025-07-04,2019-02-09
発明の名称砕石デバイスのレーザ光源を制御するためのシステム、方法およびコンピュータ可読記憶デバイス
出願人ジャイラスエーシーエムアイインクディー/ビー/エーオリンパスサージカルテクノロジーズアメリカ
代理人個人,個人,個人
主分類A61B 18/22 20060101AFI20250911BHJP(医学または獣医学;衛生学)
要約【課題】本発明は、目標物体を断片化する又は破砕するために砕石デバイスのレーザ光源を制御するためのシステムに関する。
【解決手段】コントローラは、第1のプロセスの1つ以上の繰り返しを行い、第1のプロセスは、砕石デバイスのレーザ光源の少なくとも1つの可変動作パラメータを選択することと、選択された少なくとも1つの可変動作パラメータの複数のベース設定の各々の値を決定することと、順番に、複数のベース設定の各々について、選択された少なくとも1つの可変動作パラメータを複数のベース設定の各々の値に設定すること、および設定された複数のベース設定の各々の値に基づいてレーザ光を出力するためにレーザ光源を制御することを行うこととを含み、コントローラは、複数のベース設定の1つを選択し、第2のプロセスの1つ以上の繰り返しを行い、第2のプロセスは、選択された複数のベース設定の1つに基づいてレーザ光源を制御することを含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
コントローラを備えるシステムであって、
前記コントローラは、第１のプロセスを１回以上実行するように構成され、前記第１のプロセスでは、前記コントローラは、
砕石デバイスのレーザ光源の少なくとも１つの可変動作パラメータを選択し、
選択された前記少なくとも１つの可変動作パラメータの複数のベース設定の各々の値を決定し、
前記複数のベース設定の前記各々について順番に、
選択された前記少なくとも１つの可変動作パラメータを前記複数のベース設定の各々の値に設定すること、および
設定された前記複数のベース設定の各々の値に基づいてレーザ光を出力するために前記レーザ光源を制御すること、
を実行し、
前記コントローラは、選択された前記少なくとも１つの可変動作パラメータの前記複数のベース設定の１つを選択し、
第２のプロセスを１回以上実行するように構成され、前記第２のプロセスでは、前記コントローラは、選択された前記少なくとも１つの可変動作パラメータの前記複数のベース設定の前記１つに基づいて前記レーザ光源を制御する、ように構成される、システムにおいて、
前記第２のプロセスでは、前記コントローラは、
選択された前記少なくとも１つの可変動作パラメータの前記複数のベース設定の前記１つに基づいて選択された前記少なくとも１つの可変動作パラメータの複数の最適化設定の各々の値を決定し、
前記複数の最適化設定の各々について順番に、
選択された前記少なくとも１つの可変動作パラメータを前記複数の最適化設定の各々の値に設定すること、および
設定された前記複数の最適化設定の各々の値に基づいてレーザ光を出力するために前記レーザ光源を制御すること、
を実行する、
ように構成されることによって、選択された前記少なくとも１つの可変動作パラメータの前記複数のベース設定の前記１つに基づいて前記レーザ光源を制御するように構成される、システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
この出願は、その内容全体が、参照により本明細書に組み込まれる、２０１８年２月９日に出願された、米国仮出願第６２／６２８，５１３号の便益を主張するものである。
続きを表示（約 5,500 文字）【０００２】
本発明は一般に、結石または石などの目標物体を断片化するまたは破砕するために砕石デバイスのレーザ光源を制御するためのシステム、方法および命令を記憶するコンピュータ可読記憶デバイスに関する。
【背景技術】
【０００３】
結石または石は、尿路内に生じ、痛み、出血、尿の流れの屈曲および／または妨害を引き起こすこともある、硬いかたまりである。より小さい結石または石は、症状を引き起こさないこともあり、ひとりでに腎臓から尿路を通って尿内に排出されることもある。ひとりでに通過しない、より大きい結石または石は、砕石術を用いて除去することができる。
【０００４】
砕石術は、尿管鏡などの内視鏡の使用を伴うことができる。内視鏡は、結石または石に達するために、尿道を通り、膀胱に入り、尿管を上がり、腎臓の集合系内に挿入されてもよい。内視鏡は、内視鏡の挿入を案内するための画像を提供し、結石または石を可視化するために撮像デバイスを含むことができる。いくつかの事例では、内視鏡は、より大きい結石または石を、内視鏡を用いて除去されるまたは尿内に排出されることが可能な、より小さい切片に断片化するまたは破砕するために、内視鏡のワーキングチャネルを通り、ワーキングチャネルの遠位開口から外へ挿入されるデバイスとともに使用することができる。１つのそのようなデバイスは、結石または石を断片化するまたは破砕するためのエネルギー源としてレーザ光を出力するための光ファイバを含む。
【０００５】
結石または石は、結晶を形成する尿内の無機物でできていることもある。結石または石は、主にカルシウムで構成されることもある。しかしながら、結石または石は、尿酸、シスチン、またはストルバイト（マグネシウム、アンモニウムおよびリン酸塩の混合物）などの他の物質で構成されることもある。
【０００６】
結石または石が生じるメカニズムは、均一な組成または不均一な組成を有する結石または石をもたらすこともある。均一な組成を有する結石または石は、結石または石全体にわたって実質的に一貫性のある機械的性質を有する可能性がより高い。そのような結石または石は、単一の組の動作パラメータ（例えば、エネルギー、ピークパワー、パルス幅、平均パワー、および周波数）を有するレーザ光を用いてより容易に断片化されるまたは破砕されることもある。対照的に、不均一な組成を有する結石または石は、いろいろな機械的特性を有する可能性がより高い。そのような結石または石は、単一の組の動作パラメータを有するレーザ光を用いて断片化するまたは破砕するのがより難しいこともある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、いろいろな機械的特性を有する結石または石をより効果的にかつ効率良く断片化するまたは破砕するための技法の必要性が、存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施形態は、コントローラを備えるシステムであって、コントローラは、第１のプロセスの１つ以上の繰り返しを行うように構成され、第１のプロセスでは、コントローラは、砕石デバイスのレーザ光源の少なくとも１つの可変動作パラメータを選択し、選択された少なくとも１つの可変動作パラメータの複数のベース設定の各々の値を決定し、複数のベース設定の各々について順番に、選択された少なくとも１つの可変動作パラメータを複数のベース設定の各々の値に設定すること、および設定された複数のベース設定の各々の値に基づいてレーザ光を出力するためにレーザ光源を制御すること、を行うように構成され、コントローラは、選択された少なくとも１つの可変動作パラメータの複数のベース設定の１つを選択し、第２のプロセスの１つ以上の繰り返しを行うように構成され、第２のプロセスでは、コントローラは、選択された少なくとも１つの可変動作パラメータの複数のベース設定の１つに基づいてレーザ光源を制御するように構成される、システムを提供する。
【０００９】
本発明の別の実施形態は、第１のプロセスの１つ以上の繰り返しを行うステップであって、第１のプロセスは、砕石デバイスのレーザ光源の少なくとも１つの可変動作パラメータを選択するステップと、選択された少なくとも１つの可変動作パラメータの複数のベース設定の各々の値を決定するステップと、複数のベース設定の各々について順番に、選択された少なくとも１つの可変動作パラメータを複数のベース設定の各々の値に設定するステップ、および設定された複数のベース設定の各々の値に基づいてレーザ光を出力するためにレーザ光源を制御するステップ、を行うステップと、を含む、ステップと、選択された少なくも１つの可変動作パラメータの複数のベース設定の１つを選択するステップと、第２のプロセスの１つ以上の繰り返しを行うステップであって、第２のプロセスは、選択された少なくとも１つの可変動作パラメータの複数のベース設定の１つに基づいてレーザ光源を制御するステップを含む、ステップと、を含む、方法を提供する。
【００１０】
本発明の別の実施形態は、命令を記憶するコンピュータ可読記憶デバイスであって、命令は、コントローラのコンピュータに第１のプロセスの１つ以上の繰り返しを行わせ、第１のプロセスでは、コンピュータは、砕石デバイスのレーザ光源の少なくとも１つの可変動作パラメータを選択し、選択された少なくとも１つの可変動作パラメータの複数のベース設定の各々の値を決定し、複数のベース設定の各々について順番に、選択された少なくとも１つの可変動作パラメータを複数のベース設定の各々の値に設定すること、および設定された複数のベース設定の各々の値に基づいてレーザ光を出力するためにレーザ光源を制御することを行うように構成され、命令は、コントローラのコンピュータに選択された少なくとも１つの可変動作パラメータの複数のベース設定の１つを選択させ、かつ第２のプロセスの１つ以上の繰り返しを行わせ、第２のプロセスでは、コンピュータは、選択された少なくとも１つの可変動作パラメータの複数のベース設定の１つに基づいてレーザ光源を制御するように構成される、コンピュータ可読記憶デバイスを提供する。
［付記項１］
コントローラを備えるシステムであって、
前記コントローラは、第１のプロセスを１回以上実行するように構成され、前記第１のプロセスでは、前記コントローラは、
砕石デバイスのレーザ光源の少なくとも１つの可変動作パラメータを選択し、
選択された前記少なくとも１つの可変動作パラメータの複数のベース設定の各々の値を決定し、
前記複数のベース設定の前記各々について順番に、
選択された前記少なくとも１つの可変動作パラメータを前記複数のベース設定の各々の値に設定すること、および
設定された前記複数のベース設定の各々の値に基づいてレーザ光を出力するために前記レーザ光源を制御すること、
を実行し、
前記コントローラは、選択された前記少なくとも１つの可変動作パラメータの前記複数のベース設定の１つを選択し、
第２のプロセスを１回以上実行するように構成され、前記第２のプロセスでは、前記コントローラは、選択された前記少なくとも１つの可変動作パラメータの前記複数のベース設定の前記１つに基づいて前記レーザ光源を制御する、ように構成される、システムにおいて、
前記第２のプロセスでは、前記コントローラは、
選択された前記少なくとも１つの可変動作パラメータの前記複数のベース設定の前記１つに基づいて選択された前記少なくとも１つの可変動作パラメータの複数の最適化設定の各々の値を決定し、
前記複数の最適化設定の各々について順番に、
選択された前記少なくとも１つの可変動作パラメータを前記複数の最適化設定の各々の値に設定すること、および
設定された前記複数の最適化設定の各々の値に基づいてレーザ光を出力するために前記レーザ光源を制御すること、
を実行する、
ように構成されることによって、選択された前記少なくとも１つの可変動作パラメータの前記複数のベース設定の前記１つに基づいて前記レーザ光源を制御するように構成される、システム。
［付記項２］
前記第１のプロセスでは、前記コントローラは、第１の所定の範囲内であるべき前記少なくとも１つの可変動作パラメータの前記複数のベース設定の各々の値を決定するように構成され、
前記第２のプロセスでは、前記コントローラは、前記第１の所定の範囲よりも小さい第２の所定の範囲内であるべき前記少なくとも１つの可変動作パラメータの前記複数の最適化設定の各々の値を決定するように構成される、付記項１に記載のシステム。
［付記項３］
前記第１のプロセスでは、前記コントローラは、サイズの順番で１つのベース設定および隣接するベース設定の値の差の絶対値が、第１の所定の定数であるように、選択された前記少なくとも１つの可変動作パラメータの前記複数のベース設定の各々の値を決定するように構成され、
前記第２のプロセスでは、前記コントローラは、
サイズの順番で１つの最適化設定および隣接する最適化設定の値の差の絶対値が、前記第１の所定の定数よりも小さい第２の所定の定数であるように、選択された前記少なくとも１つの可変動作パラメータの前記複数の最適化設定の各々の値を決定する、ように構成される、付記項１に記載のシステム。
［付記項４］
前記コントローラは、
前記第２のプロセスの１回以上の実行より前に、前記レーザ光によって照射されるべき目標物体の特徴を検出し、
前記第２のプロセスの前記少なくとも１つ以上の繰り返しの実行後に、前記目標物体の前記特徴を検出する、
ためにセンサを制御し、
前記第２のプロセスの１回以上の実行より前から前記第２のプロセスの１回以上の実行後までの、前記目標物体の前記特徴の変化を決定し、
決定された前記目標物体の前記特徴の前記変化に基づいて選択された前記少なくとも１つの可変動作パラメータの前記複数の最適化設定の１つを選択し、
選択された前記少なくとも１つの可変動作パラメータの前記複数の最適化設定の１つに基づいて前記レーザ光源を制御する、
ように構成される、付記項１に記載のシステム。
［付記項５］
前記第１のプロセスでは、前記コントローラは、前記少なくとも１つの可変動作パラメータとして、
前記レーザ光源によって出力される前記レーザ光のエネルギー（Ｅ）、
前記レーザ光源によって出力される前記レーザ光のピークパワー（Ｐｐｅａｋ）、
前記レーザ光源によって出力される前記レーザ光のパルス幅（ＰＷ）、
前記レーザ光源によって出力される前記レーザ光の平均パワー（Ｐａｖｇ）、および
前記レーザ光源によって出力される前記レーザ光の周波数（Ｆ）、の少なくとも１つを選択するように構成されることによって、前記砕石デバイスの前記レーザ光源の前記少なくとも１つの可変動作パラメータを選択するように構成される、付記項１に記載のシステム。
［付記項６］
前記第１のプロセスでは、前記コントローラは、
前記少なくとも１つの可変動作パラメータとして、前記レーザ光源によって出力される前記レーザ光のピークパワー（Ｐｐｅａｋ）および前記レーザ光源によって出力される前記レーザ光のパルス幅（ＰＷ）を選択することであって、前記レーザ光源によって出力される前記レーザ光のエネルギー（Ｅ）は、方程式１：Ｅ＝Ｐｐｅａｋ＊ＰＷに従ってＰｐｅａｋおよびＰＷに関連付けられる、選択すること、または
前記少なくとも１つの可変動作パラメータとして、前記レーザ光源によって出力される前記レーザ光のＰＷおよび周波数（Ｆ）を選択することであって、前記レーザ光源によって出力される前記レーザ光の平均パワー（Ｐａｖｇ）は、方程式２：Ｐａｖｇ＝Ｐｐｅａｋ＊ＰＷ＊Ｆに従ってＰｐｅａｋ、ＰＷおよびＦに関連付けられる、選択すること、
を実行するように構成されることによって、前記砕石デバイスの前記レーザ光源の前記少なくとも１つの可変動作パラメータを選択するように構成され、
前記第１のプロセスでは、前記コントローラは、
前記少なくとも１つの可変動作パラメータとしてＰｐｅａｋおよびＰＷを選択することに応答して、方程式１におけるＥが、Ｐｐｅａｋの値およびＰＷの値の複数の組合せにわたって一定であるように、Ｐｐｅａｋの前記値およびＰＷの前記値の前記複数の組合せを決定し、
前記少なくとも１つの可変動作パラメータとしてＰＷおよびＦを選択することに応答して、方程式２におけるＰａｖｇおよびＰｐｅａｋが、ＰＷの値およびＰＷの値の複数の組合せにわたって一定であるように、ＰＷの前記値およびＦの前記値の前記複数の組合せを決定する、
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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