JP2021090504A - Light radiation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光照射デバイスに関する。 The present invention relates to a light irradiation device.
がん治療においては、外科的、放射線的、薬物的(化学的)手法が単独で、あるいは併用されて用いられ、それぞれの技術が近年発展を遂げている。しかしながら、未だ満足のいく治療技術が見出されていないがんも多く存在し、さらなる治療技術の発展が期待されている。がん治療技術の1つとして、PDT(Photodynamic Therapy:光線力学的療法)と呼ばれる手法が知られている。PDTでは、光感受性物質を静脈投与後、光照射をすることで、がん細胞で活性酸素を発生させ、がん細胞を死滅させる(例えば、非特許文献1参照)。しかしながら、PDTは、光感受性物質のがん細胞への集積選択性が低く、正常細胞に取り込まれることによる副作用の大きさが課題となり、治療技術として広く普及していない。 In cancer treatment, surgical, radiological, and drug (chemical) methods are used alone or in combination, and each technique has been developed in recent years. However, there are many cancers for which a satisfactory treatment technique has not yet been found, and further development of the treatment technique is expected. As one of the cancer treatment techniques, a technique called PDT (Photodynamic Therapy) is known. In PDT, by intravenously administering a photosensitizer and then irradiating with light, active oxygen is generated in cancer cells and the cancer cells are killed (see, for example, Non-Patent Document 1). However, PDT has low selectivity for accumulation of photosensitizers in cancer cells, and the magnitude of side effects due to its uptake into normal cells becomes an issue, and PDT is not widely used as a therapeutic technique.
そこで近年注目されている治療技術として、NIR−PIT(Near-infrared photoimmunotherapy:近赤外光線免疫療法)がある。NIR−PITでは、がん細胞の特異的な抗原に対する抗体と、光感受性物質(例えば、IRDye700DX)との2化合物を結合させた複合体を用いる。この複合体は、静脈投与されると、体内のがん細胞に選択的に集積する。その後、複合体中の光感受性物質の励起波長(例えば、690nm)の光を照射することで、複合体が活性化し、抗がん作用を示す(例えば、特許文献1参照)。NIR−PITでは、抗体によるがんへの集積選択性と、局部光照射によって、PDTと比較して副作用を減らすことができる。また、NIR−PITでは、例えば690nmという近赤外線領域での光照射(NIR照射)を行うため、NIR照射による免疫系への作用も期待できる(例えば、非特許文献2参照)。 Therefore, as a treatment technique that has been attracting attention in recent years, there is NIR-PIT (Near-infrared photoimmunotherapy). In NIR-PIT, a complex in which two compounds of an antibody against a specific antigen of cancer cells and a photosensitizer (for example, IRDye700DX) are bound is used. When administered intravenously, this complex selectively accumulates in cancer cells in the body. Then, by irradiating light having an excitation wavelength (for example, 690 nm) of the photosensitizer in the complex, the complex is activated and exhibits an anticancer effect (see, for example, Patent Document 1). In NIR-PIT, side effects can be reduced as compared with PDT by the accumulation selectivity to cancer by the antibody and local light irradiation. Further, since NIR-PIT performs light irradiation (NIR irradiation) in a near-infrared region of, for example, 690 nm, the effect of NIR irradiation on the immune system can be expected (see, for example, Non-Patent Document 2).
上記において例示した690nmを含む所定の波長領域は、生体の分光学的窓とも呼ばれ、他の波長領域と比べて生体成分による光の吸収が少ない波長領域であるものの、体表からの光照射では光の浸透性が不足するため、光を透過しづらい頭蓋内や、体内深部のがんには適用できないという課題があった。また、体表からの光照射では、光照射の時間が長くなるため、患者の身体的負担が大きいという課題があった。そこで近年、体表からの光照射ではなく、よりがん細胞に近い位置で光照射を行うNIR−PITの研究がされている(例えば、非特許文献3参照)。特許文献2には、このようなPDTやNIR−PITにおいて使用可能な光ファイバの端部構造が開示されている。特許文献3及び特許文献4には、血管等の生体管腔内に挿入されて、がん、腫瘍、血栓といった病変部にレーザ光を照射することにより、病変部の焼灼を行うアブレーションデバイスが開示されている。また、特許文献5には、血圧等を測定可能なセンサ付きガイドワイヤが開示されている。
The predetermined wavelength region including 690 nm exemplified above is also called a spectroscopic window of a living body, and although it is a wavelength region in which light is absorbed less by biological components than other wavelength regions, light irradiation from the body surface is performed. However, there is a problem that it cannot be applied to cancers in the intracranial region or deep inside the body where it is difficult for light to pass through due to insufficient light permeability. Further, in the case of light irradiation from the body surface, there is a problem that the physical burden on the patient is large because the light irradiation time becomes long. Therefore, in recent years, research has been conducted on NIR-PIT that irradiates light at a position closer to cancer cells instead of irradiating light from the body surface (see, for example, Non-Patent Document 3).
ここで、PDTやNIR−PITが必要となる体内深部のがん組織においては、プログレッション(がん進展の第3段階、転移及び浸潤)の過程を経た血管新生が進んでいることが多い。また、血管新生が他のがんと比較して進みづらい膵臓がんに関しては、膵臓に向かって直線的に延びる膵動脈が存在する。このため、血管新生により生まれた血管や、膵動脈を通じて、体内深部の、よりがん組織に近い位置から光を照射することで、がん細胞を効果的に死滅させると共に、光照射の時間を短くでき、患者の身体的負担を低減できる。このように、血管新生により生まれた血管や膵動脈を通じた光照射を行うためには、光照射デバイスは、可能な限り細径であることが好ましい。また、細径化した光照射デバイスにおいて、がん細胞を死滅させられる程度の光強度を維持するためには、光照射デバイスにおける光の照射方向を制御可能であることが好ましい。 Here, in cancer tissues deep inside the body that require PDT or NIR-PIT, angiogenesis often progresses through the process of progression (third stage of cancer progression, metastasis and infiltration). In addition, for pancreatic cancer in which angiogenesis is difficult to progress as compared with other cancers, there is a pancreatic artery extending linearly toward the pancreas. Therefore, by irradiating light from a position closer to the cancer tissue in the deep part of the body through the blood vessels created by angiogenesis and the pancreatic artery, the cancer cells are effectively killed and the time for light irradiation is increased. It can be shortened and the physical burden on the patient can be reduced. As described above, in order to perform light irradiation through the blood vessels and pancreatic arteries created by angiogenesis, it is preferable that the light irradiation device has a diameter as small as possible. Further, in order to maintain a light intensity sufficient to kill cancer cells in a light irradiation device having a reduced diameter, it is preferable that the light irradiation direction in the light irradiation device can be controlled.
この点、特許文献2には、医療用の光照射部品として光ファイバを使用可能なことが開示されているに過ぎず、光ファイバを利用した光照射デバイスの構成については何ら考慮されていない。特許文献3に記載のデバイスでは、バルーンと、バルーン内に設けられた拡散部材とを備えるため、デバイスが太径化するという課題があった。特許文献4に記載のデバイスでは、光ファイバを覆う外側カバーにおいて、長手軸と垂直に設けられた開口から光が照射されるに過ぎず、光の照射方向を制御できないという課題があった。特許文献5に記載のデバイスでは、生体組織にレーザ光を照射すること、及び、光の照射方向を制御することについて何ら考慮されていない。
In this regard,
なお、このような課題は、PDTやNIR−PITに限らず、体内において光を照射するプロセスを含む検査又は治療において使用されるデバイス全般に共通する。また、このような課題は、血管新生により生まれた血管や膵動脈に挿入されるデバイスに限らず、血管系、リンパ腺系、胆道系、尿路系、気道系、消化器官系、分泌腺及び生殖器官といった、生体管腔内に挿入されるデバイス全般に共通する。 It should be noted that such a problem is not limited to PDT and NIR-PIT, but is common to all devices used in examinations or treatments including the process of irradiating light in the body. In addition, such problems are not limited to devices inserted into blood vessels created by angiogenesis and pancreatic arteries, but also vascular system, lymph gland system, biliary system, urinary tract system, airway system, digestive organ system, secretory gland and It is common to all devices that are inserted into the living lumen, such as the reproductive organs.
本発明は、上述した課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、生体管腔内に光を照射する光照射デバイスにおいて、デバイスを細径化しつつ、光の照射方向を制御可能とすることを目的とする。 The present invention has been made to solve at least a part of the above-mentioned problems, and in a light irradiation device that irradiates light into a living lumen, it is possible to control the light irradiation direction while reducing the diameter of the device. The purpose is to.
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。 The present invention has been made to solve at least a part of the above-mentioned problems, and can be realized as the following forms.
(1)本発明の一形態によれば、光照射デバイスが提供される。この光照射デバイスは、長尺状の外形を有する中空シャフトと、前記中空シャフトの内側に設けられ、前記中空シャフトの内周面に向けて光を照射する光照射部と、を備え、前記中空シャフトのうち、前記光照射部を覆う少なくとも一部分には、前記中空シャフトの内外を貫通する貫通孔が形成されており、前記貫通孔の軸線は、前記中空シャフトの軸線に対して傾斜している。 (1) According to one embodiment of the present invention, a light irradiation device is provided. The light irradiation device includes a hollow shaft having an elongated outer shape, and a light irradiation unit provided inside the hollow shaft and irradiating light toward the inner peripheral surface of the hollow shaft. A through hole penetrating the inside and outside of the hollow shaft is formed in at least a part of the shaft that covers the light irradiation portion, and the axis of the through hole is inclined with respect to the axis of the hollow shaft. ..
この構成によれば、光照射デバイスは、中空シャフトと、中空シャフトの内側に設けられた光照射部とを備えるため、例えばバルーンやバルーン内に設けられた拡散部材を有する構成と比較して、光照射デバイスを細径化できる。また、中空シャフトのうち光照射部を覆う少なくとも一部分には、中空シャフトの内外を連通する貫通孔が形成されているため、この貫通孔を介して、中空シャフトの内側にある光照射部から照射された光を、外部の生体組織に照射できる。さらに、貫通孔の軸線は、中空シャフトの軸線に対して傾斜しているため、貫通孔の傾斜の向き、及び傾斜の程度を変更することによって、光の照射方向を制御できる。これらの結果、本構成によれば、生体管腔内に光を照射する光照射デバイスにおいて、デバイスを細径化しつつ、光の照射方向を制御することができる。 According to this configuration, the light irradiation device includes a hollow shaft and a light irradiation unit provided inside the hollow shaft, and therefore, as compared with a configuration having, for example, a balloon or a diffusion member provided in the balloon. The diameter of the light irradiation device can be reduced. Further, since at least a part of the hollow shaft covering the light irradiation portion has a through hole that communicates with the inside and outside of the hollow shaft, irradiation is performed from the light irradiation portion inside the hollow shaft through the through hole. The generated light can be applied to an external living tissue. Further, since the axis of the through hole is inclined with respect to the axis of the hollow shaft, the irradiation direction of light can be controlled by changing the direction of inclination of the through hole and the degree of inclination. As a result, according to this configuration, in the light irradiation device that irradiates the inside of the living lumen with light, it is possible to control the light irradiation direction while reducing the diameter of the device.
(2)上記形態の光照射デバイスにおいて、前記貫通孔は、前記中空シャフトの外側の開口位置が、前記中空シャフトの内側の開口位置よりも前記中空シャフトの先端側となるように傾斜していてもよい。
この構成によれば、貫通孔は、中空シャフトの外側の開口位置が、中空シャフトの内側の開口位置よりも先端側となるように傾斜している。換言すれば、貫通孔は先端側に向かって傾斜している。このため、光照射デバイスからの光の照射範囲を、光照射部から先端側に向かう方向とできる。
(2) In the light irradiation device of the above embodiment, the through hole is inclined so that the opening position on the outside of the hollow shaft is closer to the tip end side of the hollow shaft than the opening position on the inside of the hollow shaft. May be good.
According to this configuration, the through hole is inclined so that the opening position on the outside of the hollow shaft is closer to the tip side than the opening position on the inside of the hollow shaft. In other words, the through hole is inclined toward the tip side. Therefore, the irradiation range of the light from the light irradiation device can be set to the direction from the light irradiation portion toward the tip side.
(3)上記形態の光照射デバイスでは、さらに、前記中空シャフトの内側に設けられ、先端から光を照射する光ファイバを備え、前記光照射部は、前記光ファイバの先端に接合されて、前記光ファイバからの光を散乱させる散乱体であり、前記散乱体は、基端側から先端側に向かって外径が徐々に変化するテーパ形状を有していてもよい。
この構成によれば、光照射部は、光ファイバからの光を散乱させる散乱体であるため、光照射部からの光の照射範囲を広げることができる。また、光照射部としての散乱体は、基端側から先端側に向かって外径が徐々に変化している。このため、中空シャフトの中心軸に対して、散乱体の傾斜角度に応じた角度で傾斜した方向から、中空シャフトに対して光を入射させることができる。
(3) The light irradiation device of the above embodiment further includes an optical fiber provided inside the hollow shaft and irradiating light from the tip, and the light irradiation unit is joined to the tip of the optical fiber to be described. It is a scatterer that scatters light from an optical fiber, and the scatterer may have a tapered shape in which the outer diameter gradually changes from the proximal end side to the distal end side.
According to this configuration, since the light irradiation unit is a scatterer that scatters the light from the optical fiber, the irradiation range of the light from the light irradiation unit can be expanded. Further, the outer diameter of the scatterer as the light irradiation unit gradually changes from the proximal end side to the distal end side. Therefore, light can be incident on the hollow shaft from a direction tilted at an angle corresponding to the tilt angle of the scatterer with respect to the central axis of the hollow shaft.
(4)上記形態の光照射デバイスでは、前記中空シャフトの軸線を通る断面において、前記中空シャフトの軸線と直交する仮想線と、前記散乱体の外周面とが成す第1の角度と、前記中空シャフトの軸線と、前記貫通孔の軸線とが成す第2の角度と、が等しくてもよい。
この構成によれば、中空シャフトの軸線を通る断面において、中空シャフトの軸線と直交する仮想線と散乱体の外周面とが成す第1の角度と、中空シャフトの軸線と貫通孔の軸線とが成す第2の角度と、が等しい。このため、中空シャフトに設けられる貫通孔を、空気環境下において散乱体からの光の射出強度が最大となる方向に延びる貫通孔とできる。この結果、本構成によれば、中空シャフトの貫通孔の傾斜を空気環境下において最適化できる。
(4) In the light irradiation device of the above embodiment, in the cross section passing through the axis of the hollow shaft, a first angle formed by a virtual line orthogonal to the axis of the hollow shaft, an outer peripheral surface of the scatterer, and the hollow The axis of the shaft and the second angle formed by the axis of the through hole may be equal.
According to this configuration, in the cross section passing through the axis of the hollow shaft, the first angle formed by the virtual line orthogonal to the axis of the hollow shaft and the outer peripheral surface of the scatterer, and the axis of the hollow shaft and the axis of the through hole are formed. Is equal to the second angle formed. Therefore, the through hole provided in the hollow shaft can be a through hole extending in the direction in which the emission intensity of light from the scatterer is maximized in an air environment. As a result, according to this configuration, the inclination of the through hole of the hollow shaft can be optimized in an air environment.
(5)上記形態の光照射デバイスでは、さらに、前記中空シャフトの内側と前記散乱体との間に充填された光透過性を有する樹脂体を備え、前記樹脂体は、体液よりも光屈折率が高くてもよい。
この構成によれば、中空シャフトの内側と散乱体との間には光透過性を有する樹脂体が充填されているため、中空シャフトの内側と、光を散乱させる散乱体との間に体液が浸入することを抑制できる。この結果、がん細胞以外の正常な細胞に対して光を照射することに伴う血液の凝固や、正常な細胞の損傷を抑制できる。また、樹脂体は体液よりも光屈折率が高いため、樹脂体と体液との界面において光を屈折させることができる。
(5) The light irradiation device of the above embodiment further includes a light-transmitting resin body filled between the inside of the hollow shaft and the scatterer, and the resin body has a higher refractive index than body fluid. May be high.
According to this configuration, since a resin body having light transmission is filled between the inside of the hollow shaft and the scatterer, body fluid is generated between the inside of the hollow shaft and the scatterer that scatters light. Intrusion can be suppressed. As a result, blood coagulation and damage to normal cells associated with irradiation of normal cells other than cancer cells can be suppressed. Further, since the resin body has a higher refractive index than the body fluid, light can be refracted at the interface between the resin body and the body fluid.
(6)上記形態の光照射デバイスでは、前記中空シャフトの軸線を通る断面において、前記中空シャフトの軸線と直交する仮想線と、前記散乱体の外周面とが成す第1の角度は、前記中空シャフトの軸線と、前記貫通孔の軸線とが成す第2の角度よりも大きくてもよい。
この構成によれば、中空シャフトの軸線を通る断面において、中空シャフトの軸線と直交する仮想線と散乱体の外周面とが成す第1の角度は、中空シャフトの軸線と貫通孔の軸線とが成す第2の角度よりも大きい。ここで、樹脂体は体液よりも光屈折率が高いため、光照射部からの光は樹脂体と体液との界面において屈折する。このため、中空シャフトに設けられる貫通孔を、樹脂体と体液との界面で屈折した光の光路上に延びる貫通孔とできる。この結果、本構成によれば、中空シャフトの貫通孔の傾斜を液体(体液)環境下において最適化できる。
(6) In the light irradiation device of the above embodiment, in the cross section passing through the axis of the hollow shaft, the first angle formed by the virtual line orthogonal to the axis of the hollow shaft and the outer peripheral surface of the scatterer is the hollow. It may be larger than the second angle formed by the axis of the shaft and the axis of the through hole.
According to this configuration, in the cross section passing through the axis of the hollow shaft, the first angle formed by the virtual line orthogonal to the axis of the hollow shaft and the outer peripheral surface of the scatterer is the axis of the hollow shaft and the axis of the through hole. Greater than the second angle formed. Here, since the resin body has a higher refractive index than the body fluid, the light from the light irradiation portion is refracted at the interface between the resin body and the body fluid. Therefore, the through hole provided in the hollow shaft can be a through hole extending on the optical path of the light refracted at the interface between the resin body and the body fluid. As a result, according to this configuration, the inclination of the through hole of the hollow shaft can be optimized in a liquid (body fluid) environment.
(7)上記形態の光照射デバイスにおいて、前記中空シャフトのうち、前記光照射部を覆う少なくとも一部分には、複数の前記貫通孔が形成されていてもよい。
この構成によれば、光照射部を覆う少なくとも一部分には複数の貫通孔が形成されているため、光照射デバイスから照射可能な光の強度を向上できる。
(7) In the light irradiation device of the above embodiment, a plurality of the through holes may be formed in at least a part of the hollow shaft covering the light irradiation portion.
According to this configuration, since a plurality of through holes are formed in at least a part covering the light irradiation portion, the intensity of light that can be irradiated from the light irradiation device can be improved.
(8)上記形態の光照射デバイスでは、さらに、前記光照射部の先端側に設けられたコアシャフトと、前記コアシャフトの外周面を覆うコイル体と、前記コアシャフトの先端部と、前記コイル体の先端部とが接合された先端接合部と、を備えていてもよい。
この構成によれば、光照射部の先端側に設けられたコアシャフトと、コイル体と、先端接合部とによって、光照射デバイスの先端部を柔軟に構成できる。この結果、光照射デバイスの安全性を向上できる。
(8) In the light irradiation device of the above embodiment, the core shaft provided on the tip end side of the light irradiation portion, the coil body covering the outer peripheral surface of the core shaft, the tip end portion of the core shaft, and the coil. It may be provided with a tip joint portion to which the tip end portion of the body is joined.
According to this configuration, the tip portion of the light irradiation device can be flexibly configured by the core shaft provided on the tip end side of the light irradiation portion, the coil body, and the tip joint portion. As a result, the safety of the light irradiation device can be improved.
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、光照射デバイスとしてのガイドワイヤ、光照射デバイスとしてのカテーテル、光照射システムとカテーテルとを備える光照射システム、及びこれらの製造方法などの形態で実現することができる。 The present invention can be realized in various aspects, for example, a guide wire as a light irradiation device, a catheter as a light irradiation device, a light irradiation system including a light irradiation system and a catheter, and these. It can be realized in the form of a manufacturing method or the like.
<第1実施形態>
図1は、第1実施形態の光照射デバイス1の構成を例示した説明図である。光照射デバイス1は、血管系、リンパ腺系、胆道系、尿路系、気道系、消化器官系、分泌腺及び生殖器官といった、生体管腔内に挿入して使用される。光照射システムは、生体管腔内から生体組織に向けて光を照射するデバイスであり、例えば、PDT(Photodynamic Therapy:光線力学的療法)や、NIR−PIT(Near-infrared photoimmunotherapy:近赤外光線免疫療法)において使用される。本実施形態の光照射デバイス1は、先端部にコイル体を備えるガイドワイヤとして構成されている。図1に示すように、光照射デバイス1は、先端から基端に向かって、先端部100と、中間部200と、基端部300と備えている。
<First Embodiment>
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating the configuration of the light irradiation device 1 of the first embodiment. The light irradiation device 1 is used by being inserted into a living lumen such as a vascular system, a lymph gland system, a biliary system, a urinary tract system, an airway system, a digestive organ system, a secretory gland and a reproductive organ. A light irradiation system is a device that irradiates light from inside a living lumen toward a living tissue. For example, PDT (Photodynamic Therapy) or NIR-PIT (Near-infrared photoimmunotherapy) Used in immunotherapy). The light irradiation device 1 of the present embodiment is configured as a guide wire having a coil body at the tip end portion. As shown in FIG. 1, the light irradiation device 1 includes a
図1では、光照射デバイス1の中心を通る軸を軸線O(一点鎖線)で表す。図1の例では、軸線Oは、光照射デバイス1及び各構成部材の各中心を通る軸と一致している。しかし、軸線Oは、光照射デバイス1及び各構成部材の各中心軸と相違していてもよい。図1には、相互に直交するXYZ軸を図示する。X軸は光照射デバイス1の長軸方向(軸線O方向)に対応し、Y軸は光照射デバイス1の高さ方向に対応し、Z軸は光照射デバイス1の幅方向に対応する。図1の左側(−X軸方向)を光照射デバイス1及び各構成部材の「先端側」と呼び、図1の右側(+X軸方向)を光照射デバイス1及び各構成部材の「基端側」と呼ぶ。光照射デバイス1及び各構成部材について、先端側に位置する端部を「先端」と呼び、先端及びその近傍を「先端部」と呼ぶ。また、基端側に位置する端部を「基端」と呼び、基端及びその近傍を「基端部」と呼ぶ。先端側は生体内部へ挿入され、基端側は医師等の術者により操作される。これらの点は、図1以降においても共通する。 In FIG. 1, the axis passing through the center of the light irradiation device 1 is represented by the axis O (dashed line). In the example of FIG. 1, the axis O coincides with the axis passing through each center of the light irradiation device 1 and each component. However, the axis O may be different from each central axis of the light irradiation device 1 and each component. FIG. 1 illustrates XYZ axes that are orthogonal to each other. The X-axis corresponds to the long axis direction (axis O direction) of the light irradiation device 1, the Y-axis corresponds to the height direction of the light irradiation device 1, and the Z-axis corresponds to the width direction of the light irradiation device 1. The left side (-X-axis direction) of FIG. 1 is called the "tip side" of the light irradiation device 1 and each component, and the right side (+ X-axis direction) of FIG. 1 is the "base end side" of the light irradiation device 1 and each component. ". For the light irradiation device 1 and each component, the end portion located on the tip end side is referred to as a "tip", and the tip end and its vicinity are referred to as a "tip portion". Further, the end portion located on the proximal end side is referred to as a "base end", and the proximal end and its vicinity are referred to as a "base end portion". The distal end side is inserted into the living body, and the proximal end side is operated by a surgeon such as a doctor. These points are also common to FIGS. 1 and later.
図2は、光照射デバイス1の先端側の拡大図である。図1に示すように、先端部100は、光照射デバイス1の先端側に設けられた部分である。図2に示すように、先端部100は、先端接合部20と、コアシャフト30と、コイル体40と、内側コイル体45と、第1接合部51と、第2接合部52と、第3接合部53とを備えている。
FIG. 2 is an enlarged view of the tip end side of the light irradiation device 1. As shown in FIG. 1, the
コアシャフト30は、光照射デバイス1の軸線Oに沿って設けられた中実の部材であり、後述する光照射部(散乱体85)よりも先端側に配置されている。コアシャフト30は、先端側に設けられた細径部31と、基端側に設けられた太径部32とを有している。細径部31は、略一定の外径を有する略円柱形状の部材である。太径部32は、細径部31よりも太い略一定の外径を有する略円柱形状の部材である。細径部31及び太径部32の外径及び長さは任意に決定できる。コアシャフト30は、抗血栓性、可撓性、生体適合性を有することが好ましく、例えば、SUS304等のステンレス鋼、ニッケルチタン合金、ニッケルチタンと他の金属との合金といった金属材料で形成できる。
The
コイル体40は、素線41を螺旋状に巻回して形成された中空の部材であり、基端側から先端側にかけて略一定の外径を有する略円筒形状の部材である。コイル体40は、コアシャフト30の外周面を覆うように、換言すれば、コアシャフト30の周囲を取り囲むようにして設けられている。コイル体40は、1本の素線41を単条に巻回して形成される単条コイルであってもよく、複数本の素線41を多条に巻回して形成される多条コイルであってもよい。また、コイル体40は、複数本の素線を撚り合せた撚線を単条に巻回して形成される単条撚線コイルであってもよく、複数本の素線を撚り合せた撚線を複数用い、各撚線を多条に巻回して形成される多条撚線コイルであってもよい。素線41の線径と、コイル体40外径と内径とは、任意に決定できる。
The
内側コイル体45は、素線46を螺旋状に巻回して形成された中空の部材である。素線46は、コイル体40よりも小さな略一定の外径を有する略円筒形状の部材である。内側コイル体45は、コイル体40の内側において、細径部31の略中央部分から太径部32の基端部までの範囲における、コアシャフト30の外周面を覆うようにして設けられている。内側コイル体45は、コイル体40と同様に、単条コイルであってもよく、多条コイルであってもよく、単条撚線コイルであってもよく、多条撚線コイルであってもよい。素線46の線径と、内側コイル体45の外径と内径とは、内側コイル体45をコイル体40の内側に配置可能な限りにおいて、任意に決定できる。
The
コイル体40の素線41、及び内側コイル体45の素線46は、例えば、SUS304、SUS316等のステンレス合金、ニッケルチタン合金等の超弾性合金、ピアノ線、ニッケル−クロム系合金、コバルト合金等の放射線透過性合金、金、白金、タングステン、これらの元素を含む合金(例えば、白金−ニッケル合金)等の放射線不透過性合金で形成できる。
The
先端接合部20は、光照射デバイス1の先端に配置され、他の部材よりも先行して生体管腔内を進行する部材である。先端接合部20は、コアシャフト30の細径部31の先端部と、コイル体40の先端部とを接合している。先端接合部20は、柔軟性を有することが好ましく、例えば、ポリウレタン、ポリウレタンエラストマー等の樹脂材料により形成できる。
The
第1接合部51は、コアシャフト30の細径部31の略中央部分に配置され、コアシャフト30の一部分と、内側コイル体45の先端部とを接合している。第2接合部52は、コアシャフト30の太径部32の略中央部分に配置され、コアシャフト30の一部分と、コイル体40の一部分と、内側コイル体45の一部分とを接合している。第3接合部53は、コアシャフト30の太径部32の基端部に配置され、コアシャフト30の基端部と、コイル体40の基端部と、内側コイル体45の基端部と、後述する中空シャフト10の先端部と、後述する散乱体85の先端部とを接合している。第1〜第3接合部51〜53は、任意の接合剤、例えば、銀ロウ、金ロウ、亜鉛、Sn−Ag合金、Au−Sn合金等の金属はんだや、エポキシ系接着剤などの接着剤によって形成できる。
The first
図1に示すように、中間部200は、先端部100と基端部300との間に設けられた部分である。また、基端部300は、光照射デバイス1の基端側に設けられた部分である。図2に示すように、中間部200は、中空シャフト10と、散乱体85とを備えている。また、基端部300は、中空シャフト10と、光ファイバ80と、第4接合部54(図1)とを備えている。すなわち、中空シャフト10は、中間部200と基端部300とに亘って配置されている。
As shown in FIG. 1, the
中空シャフト10は、長尺状の外形を有し、軸線Oに沿って配置された中空の部材である。中空シャフト10は、先端部と基端部とにそれぞれ開口が形成され、内側に両開口を連通する内腔10Lを有する略円筒形状である。中空シャフト10の先端部は、第3接合部53によって、先端部100及び散乱体85と接合されている。中空シャフト10の基端部は、第4接合部54によって光ファイバ80と接合されている。中空シャフト10は、抗血栓性、可撓性、生体適合性を有することが好ましく、樹脂材料や金属材料で形成することができる。樹脂材料としては、例えば、ポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコン樹脂、フッ素樹脂等を採用できる。金属材料としては、例えば、SUS304等のステンレス鋼、ニッケルチタン合金、コバルトクロム合金、タングステン鋼等を採用できる。中空シャフト10の外径、内径、及び長さは任意に決定できる。
The
散乱体85は、中空シャフト10の内側において、光照射デバイス1の軸線O方向に沿って設けられた中実の部材である。散乱体85は、基端側から先端側に向かって外径が徐々に変化するテーパ形状を有している。具体的には、散乱体85は、基端側から先端側に向かって外径が徐々に縮径した縮径形状である。散乱体85の先端部は、第3接合部53によって、先端部100及び中空シャフト10と接合されている。散乱体85の基端部は、後述する光ファイバ80の先端面に隣接して接合されている。散乱体85は、光ファイバ80の先端面において露出したコア80c(図3)からの出射光(レーザ光)を散乱させ、中空シャフト10の内周面に向けて照射する。本実施形態において散乱体85は、「光照射部」として機能する。散乱体85は、例えば、石英微粉末を分散させたアクリル系紫外線硬化樹脂に塗布し、紫外光で硬化させることにより形成できる。なお、散乱体85は、例えば光反射ミラーにより実現されてもよい。散乱体85の外径及び長さは任意に決定できる。
The
図2に示すように、中空シャフト10のうち、散乱体85(光照射部)を覆う一部分には、中空シャフト10の内外(内側と外側)を貫通する複数の貫通孔11が形成されている。中空シャフト10の外周面における貫通孔11の形状は、円形状、多角形状、直線状、弧状、螺旋状等、任意に決定できる。図示の例では、複数の貫通孔11の全てについて、次に説明する特徴を有している。具体的には、貫通孔11の中心を通る軸を軸線O1とする。このとき、図2に示すように、貫通孔11の軸線O1は、中空シャフト10の軸線Oに対して傾斜している。より具体的には、貫通孔11は、中空シャフト10の外側の開口位置が、中空シャフト10の内側の開口位置よりも先端側(−X軸方向)となるように傾斜している。換言すれば、貫通孔11は、先端側に向かって傾斜している。
As shown in FIG. 2, a plurality of through
また、中空シャフト10の軸線Oを通る断面(図2)において、散乱体85の第1の角度θと、貫通孔11の第2の角度θ1とは等しい。ここで、散乱体85の第1の角度θは、図2に示す断面において、中空シャフト10の軸線Oと直交する仮想線VLと、散乱体85の外周面85sとが成す角度である。図示の例では、散乱体85のうち光ファイバ80に接合された面85pは、仮想線VLに沿って延びている。このため、図示の例では、散乱体85の接合面85pと、散乱体85の外周面85sとが成す角度も同様に、第1の角度θである。貫通孔11の第2の角度θ1は、図2に示す断面において、中空シャフト10の軸線Oと、貫通孔11の軸線O1とが成す角度である。図示の例では、中空シャフト10の外周面10sは軸線Oに平行である。このため、図示の例では、中空シャフト10の外周面10sと、貫通孔11の軸線O1とが成す角度も同様に、第2の角度θ1である。なお、本実施形態において「等しい」とは、製造誤差等を許容するものであり、角度θと角度θ1とが所定の誤差範囲内において相違する場合であっても、両者は等しいとする。このように、散乱体85の第1の角度θと、貫通孔11の第2の角度θ1とは等しい。このため、図2に示す断面において、散乱体85の外周面85sと、貫通孔11の軸線O1とは直角に交わる。
Further, in the cross section (FIG. 2) of the
図3は、図2のA−A線における断面構成を例示した説明図である。光ファイバ80は、軸線Oに沿って配置されている。図3に示すように、光ファイバ80は、軸線Oに沿って延びるコア80cと、コア80cの外周面を被覆するクラッド80clとを備えている。コア80cは、クラッド80clの略中央に配置されており、クラッド80clよりも高い光屈折率を有する。クラッド80clは、屈折率が均一である。光ファイバ80は、コア80cとクラッド80clとの屈折率差を利用した光の全反射によって、光源3からレーザ光(単に「光」とも呼ぶ)を伝達する。図2に示すように、光ファイバ80の先端では、光ファイバ80が軸線Oに垂直な面に沿ってカットされており、コア80cが露出している。光ファイバ80の先端部は、露出したコア80cと散乱体85とを隣接させた状態で、散乱体85に接合されている。光ファイバ80の基端部は、コネクタや他の光ファイバ等を介して、外部に設けられた光源3に接続されている。光源3は、任意の波長のレーザ光を発生するレーザ光発生装置である。
FIG. 3 is an explanatory view illustrating the cross-sectional configuration taken along the line AA of FIG. The
本実施形態の光ファイバ80は、コア80cとクラッド80clとが共に樹脂製のプラスチック光ファイバである。コア80cは、例えば、ポリメタクリル酸メチル樹脂(PMMA:Polymethylmetacrylate)、ポリスチレン、ポリカーボネート、含重水素化ポリマー、フッ素系ポリマー、シリコン系ポリマー、ノルボルネン系ポリマー等により形成できる。コア80cは、光が伝搬するモード数によってシングルモードと、マルチモードとに分類されるが、本実施形態ではどちらを用いてもよい。また、マルチモードのコア80cの場合、屈折率分布によってステップインデックスと、グレーデッドインデックスとに分類されるが、本実施形態ではどちらを用いてもよい。クラッド80clは、例えば、フッ素系ポリマーにより形成できる。なお、光ファイバ80には、プラスチック光ファイバに代えて、石英ガラス光ファイバや、多成分ガラス光ファイバを採用してもよい。光ファイバ80の長さは任意に決定できる。また、光ファイバ80は、コア80cのみで形成されてもよく、クラッド80clを被覆する1つ以上の保護層をさらに備えてもよい。
The
図1に示すように、第4接合部54は、中空シャフト10の基端部において、中空シャフト10の内周面と、光ファイバ80の外周面との間に設けられている。第4接合部54は、中空シャフト10及び光ファイバ80の基端側をそれぞれ接合すると共に、光照射デバイス1の把持を容易としている。第4接合部54は、任意の接合剤、例えば、銀ロウ、金ロウ、亜鉛、Sn−Ag合金、Au−Sn合金等の金属はんだや、エポキシ系接着剤などの接着剤によって形成できる。
As shown in FIG. 1, the fourth
図4は、光照射デバイス1の使用状態を示す図である。なお、図4では図示の便宜上、+Y軸方向における光LT1,LT2のみを図示し、−Y軸方向における光LT1,LT2を省略している。光照射デバイス1の使用は、例えば以下のように行う。まず術者は、血管等の生体管腔内に光照射デバイス1を挿入する。術者は、生体管腔内において光照射デバイス1を押し進め、散乱体85(光照射部)を光照射の目的位置までデリバリした後、光源3を作動させる。光源3によって発生されたレーザ光LTは、光ファイバ80のコア80cを介して、光ファイバ80の基端側から先端側へと伝達される。
FIG. 4 is a diagram showing a usage state of the light irradiation device 1. In FIG. 4, for convenience of illustration, only the optical LT1 and LT2 in the + Y-axis direction are shown, and the optical LT1 and LT2 in the −Y-axis direction are omitted. The light irradiation device 1 is used, for example, as follows. First, the operator inserts the light irradiation device 1 into a living lumen such as a blood vessel. The operator pushes the light irradiation device 1 in the lumen of the living body, delivers the scatterer 85 (light irradiation unit) to the target position of light irradiation, and then operates the light source 3. The laser beam LT generated by the light source 3 is transmitted from the proximal end side to the distal end side of the
図5は、散乱体85から照射される光の強度と角度の関係を示す図である。光ファイバ80によって伝達されたレーザ光LTは、先端部において露出したコア80cから散乱体85へと入射し、散乱体85の内部で反射する。散乱体85の内部での反射の影響を受けて、散乱体85から出射するレーザ光LT1,LT2(図4:白抜き矢印)の強度は、図5に示すような正規分布を描く。すなわち、散乱体85から出射するレーザ光LT1,LT2は、散乱体85の外周面85sから垂直(90°)な方向ほど強くなり、外周面85sに引いた垂線から遠ざかるにつれ弱くなる。
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the intensity and the angle of the light emitted from the
ここで、上述の通り、中空シャフト10に形成された貫通孔11は、軸線O1が、中空シャフト10の外側の開口位置が、中空シャフト10の内側の開口位置よりも先端側(−X軸方向)となるように傾斜している。このため、散乱体85(光照射部)から照射されたレーザ光LT1,LT2は、先端側に向かって傾斜した貫通孔11を介して、外部の生体組織へと到達する。この結果、光LT1,LT2の照射範囲A1は、図4において二点鎖線で示すように、散乱体85から先端側に向かって広がる楕円体状となる。また、上述の通り、散乱体85の第1の角度θと、貫通孔11の第2の角度θ1とは等しいため、散乱体85の外周面85sと、貫通孔11の軸線O1とは直角に交わる。このため、図5で説明したように、中空シャフト10に設けられる貫通孔11を、空気環境下において散乱体85からの光LT1,LT2の射出強度が最大となる方向に延びる貫通孔とできる。
Here, as described above, in the through
以上説明した通り、第1実施形態の光照射デバイス1によれば、中空シャフト10と、中空シャフト10の内側に設けられた散乱体85(光照射部)とを備えるため、例えばバルーンやバルーン内に設けられた拡散部材を有する構成と比較して、光照射デバイス1を細径化できる。また、中空シャフト10のうち散乱体85を覆う少なくとも一部分には、中空シャフト10の内外を連通する貫通孔11が形成されているため、この貫通孔11を介して、中空シャフト10の内側にある散乱体85から照射された光LT1,LT2を、外部の生体組織に照射できる。さらに、貫通孔11の軸線O1は、中空シャフト10の軸線Oに対して傾斜している。このため、貫通孔11の傾斜の向き、及び傾斜の程度を変更することによって、光LT1,LT2の照射方向を制御できる。これらの結果、第1実施形態の光照射デバイス1によれば、生体管腔内に光を照射する光照射デバイス1において、デバイスを細径化しつつ、光の照射方向を制御することができる。
As described above, according to the light irradiation device 1 of the first embodiment, since the
また、第1実施形態の光照射デバイス1によれば、中空シャフト10の貫通孔11は、中空シャフト10の外側の開口位置が、中空シャフト10の内側の開口位置よりも先端側となるように傾斜している。換言すれば、貫通孔11は先端側に向かって傾斜している。このため、光照射デバイス1からの光LT1,LT2の照射範囲A1を、散乱体85(光照射部)から先端側に向かう方向とできる(図4)。また、中空シャフト10のうち、散乱体85を覆う少なくとも一部分には、複数の貫通孔11が形成されている。このため、光照射デバイス1から照射可能な光LT1,LT2の強度を向上できる。
Further, according to the light irradiation device 1 of the first embodiment, the through
さらに、第1実施形態の光照射デバイス1によれば、中空シャフト10の軸線Oを通る断面(図2、図4)において、中空シャフト10の軸線Oと直交する仮想線VLと散乱体85の外周面85sとが成す第1の角度θと、中空シャフト10の軸線Oと貫通孔11の軸線O1とが成す第2の角度θ1と、が等しい。このため、中空シャフト10に設けられる貫通孔11を、空気環境下において散乱体85(光照射部)からの光LT1,LT2の射出強度が最大となる方向に延びる貫通孔とできる(図4、図5)。この結果、第1実施形態の光照射デバイス1によれば、中空シャフト10の貫通孔11の傾斜を空気環境下において最適化できる。
Further, according to the light irradiation device 1 of the first embodiment, in the cross section (FIGS. 2 and 4) passing through the axis O of the
さらに、第1実施形態の光照射デバイス1によれば、光照射部は、光ファイバ80からの光LTを散乱させる散乱体85であるため、光照射部からの光LT1,LT2の照射範囲を広げることができる。また、光照射部としての散乱体85は、基端側から先端側に向かって外径が徐々に変化している。このため、中空シャフト10の中心軸Oに対して、散乱体85の傾斜角度θに応じた角度で傾斜した方向から、中空シャフト10に対して光LT1,LT2を入射させることができる。
Further, according to the light irradiation device 1 of the first embodiment, since the light irradiation unit is a
さらに、第1実施形態の光照射デバイス1は、コアシャフト30、コイル体40、及び先端接合部20を備えるため、散乱体85(光照射部)の先端側に設けられたコアシャフト30と、コイル体40と、先端接合部20とによって、光照射デバイス1の先端部を柔軟に構成できる。この結果、光照射デバイス1の安全性を向上できる。
Further, since the light irradiation device 1 of the first embodiment includes the
<第2実施形態>
図6は、第2実施形態の光照射デバイス1Aの先端側の拡大図である。第2実施形態の光照射デバイス1Aは、中空シャフト10に代えて中空シャフト10Aを備え、さらに樹脂体90を備える。中空シャフト10Aは、複数の貫通孔11Aが形成されている点を除き、第1実施形態と同様の構成を有している。
<Second Embodiment>
FIG. 6 is an enlarged view of the tip end side of the
複数の貫通孔11Aは、次の点においては第1実施形態の貫通孔11と同様の構成を有する。すなわち、中空シャフト10Aの外周面における貫通孔11Aの形状は、円形状、多角形状、直線状、弧状、螺旋状等、任意に決定できる。また、貫通孔11Aの中心を通る軸を軸線O1とする。このとき、図6に示すように、貫通孔11Aの軸線O1は、中空シャフト10Aの軸線Oに対して傾斜している。具体的には、貫通孔11Aは、中空シャフト10Aの外側の開口位置が、中空シャフト10Aの内側の開口位置よりも先端側(−X軸方向)となるように傾斜している。換言すれば、貫通孔11Aは、先端側に向かって傾斜している。
The plurality of through
一方、複数の貫通孔11Aは、次の点においては第1実施形態の貫通孔11とは異なる構成を有する。中空シャフト10Aの軸線Oを通る断面(図6)において、散乱体85の第1の角度θは、貫通孔11Aの第2の角度θ1´よりも大きい。ここで、散乱体85の第1の角度θは、図6に示す断面において、中空シャフト10Aの軸線Oと直交する仮想線VLと、散乱体85の外周面85sとが成す角度である。なお、図示の例では第1実施形態と同様に、散乱体85の接合面85pと、散乱体85の外周面85sとが成す角度も同様に、第1の角度θである。貫通孔11Aの第2の角度θ1´は、図6に示す断面において、中空シャフト10Aの軸線Oと、貫通孔11Aの軸線O1とが成す角度である。なお、図示の例では、中空シャフト10Aの外周面10sは軸線Oに平行なため、中空シャフト10Aの外周面10sと、貫通孔11Aの軸線O1とが成す角度も同様に、第2の角度θ1´である。ここで、散乱体85の第1の角度θは、貫通孔11Aの第2の角度θ1´よりも大きいため、図6に示す断面において、貫通孔11Aの軸線O1は、散乱体85の外周面85sに引いた垂線O2よりも先端側に傾斜している。
On the other hand, the plurality of through
樹脂体90は、中空シャフト10Aの内周面(内側)と、散乱体85及び光ファイバ80の外周面と、の間に充填された樹脂である。樹脂体90は、光透過性を有する透明または半透明の樹脂材料であって、かつ、体液よりも光屈折率が高い樹脂材料により形成されている。樹脂体90を形成する樹脂材料としては、例えば、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル等を使用できる。なお、図6の例では、樹脂体90は、中空シャフト10Aの内側のみに充填され、貫通孔11Aの内側には充填されていない。しかし、樹脂体90は、中空シャフト10Aの内側に加えてさらに、貫通孔11Aの内側にも充填されてよい。
The
図7は、第2実施形態の光照射デバイス1Aの使用状態を示す図である。図7では、光照射デバイス1Aを生体管腔内に挿入した際に、光照射デバイス1Aの周囲を満たす体液BLを図示している。第1実施形態と同様に、術者は、生体管腔内に光照射デバイス1Aを挿入し、散乱体85(光照射部)を光照射の目的位置までデリバリした後、光源3を作動させる。光源3によって発生されたレーザ光LTは、光ファイバ80のコア80cを介して、光ファイバ80の基端側から先端側へと伝達される。
FIG. 7 is a diagram showing a usage state of the
ここで、上述の通り、中空シャフト10Aの内側と散乱体85との間には、体液よりも光屈折率の高い樹脂体90が充填されている。このため、散乱体85から照射されたレーザ光LT1,LT2は、樹脂体90と体液BLとの界面において屈折する。また、上述の通り、貫通孔11Aの軸線O1は、散乱体85の外周面85sに引いた垂線O2よりも先端側に傾斜している。このため、樹脂体90と体液BLとの界面において屈折した光LT1,LT2は、垂線O2よりも先端側に傾斜した貫通孔11Aを介して、外部の生体組織へと到達する。この結果、光LT1,LT2の照射範囲A2は、図7において二点鎖線で示すように、第1実施形態の照射範囲A1よりもさらに先端側に向かって広がる楕円体状となる。このため、第2実施形態の光照射デバイス1Aでは、中空シャフト10Aに設けられる貫通孔11Aを、樹脂体90と体液BLとの界面で屈折した光LT1,LT2の光路上に延びる貫通孔とできる。
Here, as described above, the inside of the
このように、光照射デバイス1Aの構成は種々の変更が可能であり、散乱体85の外周面85sに引いた垂線O2よりも先端側に傾斜した貫通孔11Aを設け、さらに中空シャフト10Aの内側に樹脂体90を充填してもよい。この場合、第1実施形態で説明した第4接合部54を省略し、樹脂体90によって中空シャフト10Aの基端側と光ファイバ80とを接合してもよい。なお、樹脂体90は、中空シャフト10Aの内側と散乱体85との間のみに充填されていれば足り、中空シャフト10Aの内側と光ファイバ80の間には充填されていなくてもよい。
As described above, the configuration of the
以上のような第2実施形態の光照射デバイス1Aによっても、上述した第1実施形態と同様の効果を奏することができる。また、第2実施形態の光照射デバイス1Aによれば、中空シャフト10Aの内側と散乱体85との間には、光透過性を有する樹脂体90が充填されているため、中空シャフト10Aの内側と、光を散乱させる散乱体85(光照射部)のとの間に、体液BLが浸入することを抑制できる。この結果、がん細胞以外の正常な細胞に対して光LT1,LT2を照射することに伴う体液BL(例えば血液)の凝固や、正常な細胞の損傷を抑制できる。また、樹脂体90は体液BLよりも光屈折率が高いため、樹脂体90と体液BLとの界面において光LT1,LT2を屈折させることができる。
The
さらに、第2実施形態の光照射デバイス1Aによれば、中空シャフト10Aの軸線Oを通る断面(図6、図7)において、中空シャフト10Aの軸線Oと直交する仮想線VLと散乱体の外周面85sとが成す第1の角度θは、中空シャフト10Aの軸線Oと貫通孔11Aの軸線O1とが成す第2の角度θ1´よりも大きい。上述の通り、樹脂体90は体液BLよりも光屈折率が高いため、散乱体85(光照射部)からの光LT1,LT2は、樹脂体90と体液BLとの界面において屈折する。このため、中空シャフト10Aに設けられる貫通孔11Aを、樹脂体90と体液BLとの界面で屈折した光LT1,LT2の光路上に延びる貫通孔とできる。この結果、第2実施形態の光照射デバイス1Aによれば、中空シャフト10Aの貫通孔11Aの傾斜を液体(体液)環境下において最適化できる。
Further, according to the
<第3実施形態>
図8は、第3実施形態の光照射デバイス1Bの先端側の拡大図である。第3実施形態の光照射デバイス1Bは、中空シャフト10に代えて中空シャフト10Bを備え、散乱体85に代えて散乱体85Bを備える。散乱体85Bは、基端側から先端側に向かって外径が徐々に拡径した拡径形状を有している点を除き、第1実施形態と同様の構成を有している。
<Third Embodiment>
FIG. 8 is an enlarged view of the tip end side of the
中空シャフト10Bは、複数の貫通孔11Bが形成されている点を除き、第1実施形態と同様の構成を有している。貫通孔11Bの軸線O1は、中空シャフト10Bの軸線Oに対して傾斜している。具体的には、貫通孔11Bは、中空シャフト10Bの外側の開口位置が、中空シャフト10Bの内側の開口位置よりも基端側(+X軸方向)となるように傾斜している。換言すれば、貫通孔11Bは、基端側に向かって傾斜している。なお、中空シャフト10Bの外周面における貫通孔11Bの形状、及び、図8の断面における散乱体85Bの第1の角度θと、貫通孔11Bの第2の角度θ1との関係(θ=θ1)は、第1実施形態と同様である。
The
図9は、第3実施形態の光照射デバイス1Bの使用状態を示す図である。上述の通り、中空シャフト10Bに形成された貫通孔11Bは、軸線O1が、中空シャフト10Bの外側の開口位置が、中空シャフト10Bの内側の開口位置よりも基端側(+X軸方向)となるように傾斜している。このため、散乱体85B(光照射部)から照射されたレーザ光LT1,LT2は、基端側に向かって傾斜した貫通孔11Bを介して、外部の生体組織へと到達する。この結果、光照射デバイス1Bの光LT1,LT2の照射範囲A3は、図9において二点鎖線で示すように、散乱体85Bから基端側に向かって広がる楕円体状となる。また、上述の通り、散乱体85Bの第1の角度θと、貫通孔11Bの第2の角度θ1とは等しいため、散乱体85Bの外周面85sと、貫通孔11Bの軸線O1とは直角に交わる。このため、中空シャフト10Bに設けられる貫通孔11Bを、空気環境下において散乱体85Bからの光LT1,LT2の射出強度が最大となる方向に延びる貫通孔とできる。
FIG. 9 is a diagram showing a usage state of the
このように、光照射デバイス1Bの構成は種々の変更が可能であり、基端側に傾斜した貫通孔11Bを設け、かつ、拡径形状の散乱体85Bを備えてもよい。以上のような第3実施形態の光照射デバイス1Bによっても、上述した第1実施形態と同様の効果を奏することができる。また、第3実施形態の光照射デバイス1Bによれば、中空シャフト10Bに形成された貫通孔11Bは、基端側に向かって傾斜している。このため、光照射デバイス1Bからの光LT1,LT2の照射範囲A3を、散乱体85B(光照射部)から基端側に向かう方向とできる(図9)。
As described above, the configuration of the
<第4実施形態>
図10は、第4実施形態の光照射デバイス1Cの先端側の拡大図である。第3実施形態の光照射デバイス1Cは、中空シャフト10に代えて中空シャフト10Cを備える。中空シャフト10Cは、1つの貫通孔11Cが形成されている点を除き、第1実施形態と同様の構成を有している。このように、中空シャフト10Cの構成は種々の変更が可能であり、複数の貫通孔11を備えず、1つの貫通孔11Cが形成されるのみであってもよい。また、中空シャフト10Cには、散乱体85(光照射部)を覆う一部分に限らず、長手方向の全体に亘って、複数の貫通孔11Cが形成されていてもよい。以上のような第4実施形態の光照射デバイス1Cによっても、上述した第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
<Fourth Embodiment>
FIG. 10 is an enlarged view of the tip end side of the
<第5実施形態>
図11は、第5実施形態の光照射デバイス1Dの先端側の拡大図である。第4実施形態の光照射デバイス1Dは、第1実施形態の構成において、光ファイバ80に代えて光ファイバ80Dを備え、かつ、散乱体85を備えていない。
<Fifth Embodiment>
FIG. 11 is an enlarged view of the tip end side of the
光ファイバ80Dの先端側は、中空シャフト10のうち貫通孔11が形成されている部分の内側に配置されている。光ファイバ80Dの先端部は、第3接合部53に接合されている。光ファイバ80Dは、貫通孔11の位置と対応する一部分に、複数の切込み81が形成されている。切込み81は、光ファイバ80Dの外周面において、コア80c(図3)を露出させることで、光ファイバ80Dの外周面からレーザ光を照射させるために設けられている。このため、本実施形態では、切込み81が形成された光ファイバ80Dの先端側の一部分が「光照射部」として機能する。なお、切込み81は、切込み81から出射するレーザ光の強度が、中空シャフト10の貫通孔11の軸線O1の方向において最大となるように、斜めに設けられていることが好ましい。
The tip end side of the
このように、光ファイバ80Dの構成は種々の変更が可能であり、第1実施形態で説明した散乱体85を用いずに、光照射部を構成してもよい。切込み81は、図示のように複数であってもよく、1つであってもよい。切込み81は、図示のように周方向の全体に形成されてもよく、周方向の一部分(例えば+Y方向のみ)に形成されてもよい。また、切込み81に代えて、光ファイバ80Dの先端を任意の角度でカットすることで光照射部を形成してもよく、光ファイバ80Dの先端からクラッド80clを除去することで光照射部を形成してもよい。また、露出したコア80cに対しては、周知の加工(例えば、刻み目を形成する加工、サンドブラスト加工、化学的処理)を施してもよい。以上のような第5実施形態の光照射デバイス1Dによっても、上述した第1実施形態と同様の効果を奏することができる。また、第5実施形態の光照射デバイス1Dによれば、デバイス設計の自由度を向上させることができる。
As described above, the configuration of the
<第6実施形態>
図12は、第6実施形態の光照射デバイス1Eの先端側の拡大図である。第6実施形態の光照射デバイス1Eは、第1実施形態の構成において、コアシャフト30、コイル体40、内側コイル体45、及び第1〜第3接合部51〜53を備えておらず、先端接合部20に代えて先端接合部20Eを備えている。先端接合部20Eは、中空シャフト10の先端部と、散乱体85の先端部とを接合している。
<Sixth Embodiment>
FIG. 12 is an enlarged view of the tip end side of the
このように、光照射デバイス1Eの構成は種々の変更が可能であり、上述した構成のうち、少なくとも一部分を備えていなくてもよい。例えば、図12で説明したように、先端接合部20Eを除く先端部100の全体を省略してもよい。また、例えば、第1実施形態の構成において、内側コイル体45、第1接合部51、及び第2接合部52を省略してもよい。例えば、第1実施形態の構成において、内側コイル体45に代えて、管状体を備える構成を採用してもよい。以上のような第6実施形態の光照射デバイス1Eによっても、上述した第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
As described above, the configuration of the
<第7実施形態>
図13は、第7実施形態の光照射デバイス1Fの先端側の拡大図である。第7実施形態の光照射デバイス1Fは、第6実施形態の構成において、先端接合部20Eに代えて先端接合部20Fを備えている。先端接合部20Fは、YZ軸方向の略中央部分において、軸線O方向に先端側と基端側とを貫通する貫通孔20hを有している。散乱体85は、先端面を、先端接合部20Fの貫通孔20hの周縁部に当接させた状態で、先端接合部20Fに接合されている。このため、光照射デバイス1Fでは、先端接合部20Fの貫通孔20hを介して、光照射デバイス1Fの先端側に向かってレーザ光を照射できる。
<7th Embodiment>
FIG. 13 is an enlarged view of the tip end side of the
このように、光照射デバイス1Fの構成は種々の変更が可能であり、軸線O方向に貫通する貫通孔20hを有する先端接合部20Fを用いてもよい。貫通孔20hの数や大きさは任意に変更可能であり、先端接合部20Fを例えば多孔質体により形成することで、貫通孔20hとしての無数の細孔を設けてもよい。また、先端接合部20Fを光透過性樹脂により形成することで、貫通孔20hを省略してもよい。以上のような第7実施形態の光照射デバイス1Fによっても、上述した第1実施形態と同様の効果を奏することができる。また、第7実施形態の光照射デバイス1Fによれば、光照射デバイス1Fの側面に向かう光に加えてさらに、先端側に向かう光を照射できる。
As described above, the configuration of the
<第8実施形態>
図14は、第8実施形態の光照射デバイス1Gの先端側の拡大図である。第8実施形態の光照射デバイス1Gは、第1実施形態の構成においてさらに、樹脂体90Gを備えている。樹脂体90Gは、中空シャフト10の内周面(内側)と、散乱体85及び光ファイバ80の外周面と、の間に充填された樹脂である。樹脂体90Gは、第2実施形態と同様に、光透過性を有する透明または半透明の樹脂材料であって、かつ、体液よりも光屈折率が高い樹脂材料により形成されている。
<8th Embodiment>
FIG. 14 is an enlarged view of the tip end side of the
このように、光照射デバイス1Gの構成は種々の変更が可能であり、中空シャフト10の内側に充填された樹脂体90Gを備えてもよい。樹脂体90Gは、単一の樹脂材料により形成されてもよく、光透過率や光屈折率の異なる複数の樹脂材料により形成されてもよい。複数の樹脂材料により形成される場合、樹脂体90Gは、X軸方向(またはYZ軸方向)に積層された複数の層により構成されてもよい。以上のような第8実施形態の光照射デバイス1Gによっても、上述した第1実施形態と同様の効果を奏することができる。また、第8実施形態の光照射デバイス1Gによれば、中空シャフト10の内側と、散乱体85(光照射部)との間に体液が浸入することを抑制できるため、がん細胞以外の正常な細胞に対して光を照射することに伴う血液の凝固や、正常な細胞の損傷を抑制できる。
As described above, the configuration of the
<本実施形態の変形例>
本発明は上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
<Modified example of this embodiment>
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented in various aspects without departing from the gist thereof. For example, the following modifications are also possible.
[変形例1]
上記第1〜8実施形態では、光照射デバイス1,1A〜1Gの構成の一例を示した。しかし、光照射デバイス1の構成は種々の変更が可能である。例えば、光照射デバイス1において、上述した各構成部材の材料はあくまで一例であり、各構成部材は、上記以外の公知の材料によって形成されてもよい。例えば、上記実施形態では、光の例としてレーザ光を例示したが、レーザ光に限らず、例えばLED(Light Emitting Diode)光や、白色光を用いて光照射デバイス1を構成してもよい。
[Modification 1]
In the first to eighth embodiments, an example of the configuration of the
例えば、光照射デバイス1は、カテーテルと組み合わせて使用されてもよい。この場合、カテーテルの先端側には、散乱体85(光照射部)から照射された光を透過する光透過部を設けることが好ましい。光透過部は、カテーテルのシャフトに設けられた開口、光透過性樹脂により形成された窓部、シャフトを薄肉化して形成された透過部等の任意の態様とできる。 For example, the light irradiation device 1 may be used in combination with a catheter. In this case, it is preferable to provide a light transmitting portion that transmits the light emitted from the scatterer 85 (light irradiation portion) on the distal end side of the catheter. The light transmitting portion can be any embodiment such as an opening provided in the shaft of the catheter, a window portion formed of a light transmitting resin, and a transmitting portion formed by thinning the shaft.
例えば、光照射デバイス1には、先端から基端までを軸線O方向に連通した1つ以上のルーメンが形成されていてもよい。この場合、先端接合部20に軸線O方向に連通した貫通孔を形成した上で、先端接合部20の貫通孔、コイル体40、及び内側コイル体45の内側を通過して内腔10Lに連通するインナーシャフトを設ければよい。そうすれば、光照射デバイス1をカテーテルとして構成できる。
For example, the light irradiation device 1 may be formed with one or more lumens communicating from the tip end to the base end in the axis O direction. In this case, after forming a through hole communicating with the tip
例えば、光照射デバイス1の中空シャフト10には、編組体や、コイル体からなる補強層が埋設されていてもよい。このようにすれば、光照射デバイス1のトルク伝達性や、形状保持性を向上できる。例えば、光照射デバイス1の外表面には、親水性又は疎水性の樹脂からなるコーティングが施されていてもよい。このようにすれば、生体管腔内における光照射デバイス1の滑り性を向上できる。また、光照射デバイス1の外表面には、ヘパリンなどの抗血栓性材料をコーティングしてもよい。このようにすれば、出射光(レーザ光)LTの照射による血栓付着を抑制できると共に、レーザ出力の低下を抑制できる。
For example, a reinforcing layer made of a braided body or a coil body may be embedded in the
例えば、光照射デバイス1には、放射線不透過性のマーカーが設けられていてもよい。マーカーは、光照射部の近傍に設けられることが好ましいため、例えば散乱体85の外周面に設けることができる。また、第1〜第3接合部51〜53を放射線不透過性の材料により形成することで、第1〜第3接合部51〜53にマーカーとしての機能を付してもよい。また、素線41や素線46を放射線不透過性の材料により形成することで、コイル体40や内側コイル体45にマーカーとしての機能を付してもよい。このようにすれば、術者が生体管腔内において、光照射部の位置を容易に把握できるため、使い勝手を向上できる。
For example, the light irradiation device 1 may be provided with a radiation opaque marker. Since the marker is preferably provided in the vicinity of the light irradiation portion, it can be provided, for example, on the outer peripheral surface of the
[変形例2]
上記第1〜8実施形態では、散乱体85,85B、及び、中空シャフト10の貫通孔11,11A〜11Cの構成の一例を示した。しかし、これらの構成は種々の変更が可能である。例えば、散乱体85は、基端側から先端側に向かって外径が徐々に変化するテーパ形状に代えて、基端側から先端側に向かって略一定の外径を有する円柱形状であってもよい。例えば、上記実施形態で説明した散乱体85において、散乱体85の外周面にはさらに、周知の加工(例えば、刻み目を形成する加工、サンドブラスト加工、化学的処理)が施されていてもよい。例えば、散乱体85の内部にはさらに、光反射ミラーなどの光学部材が埋設されていてもよい。
[Modification 2]
In the first to eighth embodiments, an example of the configuration of the
例えば、中空シャフト10に形成された複数の貫通孔11のうち、一部の貫通孔11と、残余の貫通孔11とが、中空シャフト10の軸線Oに対して異なる傾斜を有していてもよい。例えば、貫通孔11が先端側に向かって傾斜した構成(図2、図10〜図14)において、貫通孔11の第2の角度θ1(中空シャフト10の軸線Oと、貫通孔11の軸線O1とが成す角度)を、中空シャフト10の先端側の貫通孔11から、基端側の貫通孔11に向かうに従って小さくする。そうすれば、貫通孔11を介して照射される光を、光照射デバイス1の先端側に集光できる。
For example, of the plurality of through
例えば、中空シャフト10には、中空シャフト10の外周面に沿って延びる所定形状の単一の貫通孔11が形成されていてもよい。この場合、中空シャフト10の外周面における貫通孔11の形状は、螺旋形状、波形状、蛇腹形状、直線状等、任意に決定できる。
For example, the
[変形例3]
第1〜8実施形態の光照射デバイス1,1A〜1G構成、及び上記変形例1,2の光照射デバイス1,1A〜1Gの構成は、適宜組み合わせてもよい。例えば、第3実施形態で説明した拡径形状の散乱体85を備える光照射デバイス1において、第2実施形態で説明した樹脂体90を備えてもよく、第4実施形態で説明した貫通孔11を備えてもよく、第5実施形態で説明した切込み81を備えてもよく、第6及び第7実施形態で説明した先端部100のない構成を採用してもよく、第8実施形態で説明した樹脂体90を備えてもよい。例えば、第5実施形態で説明した切込み81を有する光照射デバイス1において、第2〜第4実施形態で説明した貫通孔11を有する中空シャフト10を備えてもよく、第6及び第7実施形態で説明した先端部100のない構成を採用してもよく、第8実施形態で説明した樹脂体90を備えてもよい。例えば、第6及び第7実施形態で説明した先端部100のない光照射デバイス1において、第8実施形態で説明した樹脂体90を備えてもよい。
[Modification 3]
The configurations of the
以上、実施形態、変形例に基づき本態様について説明してきたが、上記した態様の実施の形態は、本態様の理解を容易にするためのものであり、本態様を限定するものではない。本態様は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本態様にはその等価物が含まれる。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することができる。 Although the present embodiment has been described above based on the embodiments and modifications, the embodiments of the above-described embodiments are for facilitating the understanding of the present embodiment and do not limit the present embodiment. This aspect may be modified or improved without departing from its spirit and claims, and this aspect includes its equivalents. In addition, if the technical feature is not described as essential in the present specification, it may be deleted as appropriate.
1,1A〜1G…光照射デバイス
3…光源
10,10A〜10C…中空シャフト
11,11A〜11C…貫通孔
20,20E,20F…先端接合部
30…コアシャフト
31…細径部
32…太径部
40…コイル体
41…素線
45…内側コイル体
46…素線
51…第1接合部
52…第2接合部
53…第3接合部
54…第4接合部
80,80D…光ファイバ
80c…コア
80cl…クラッド
85,85B…散乱体
90,90G…樹脂体
100…先端部
200…中間部
300…基端部
1,1A to 1G ... Light irradiation device 3 ...
Claims (8)
長尺状の外形を有する中空シャフトと、
前記中空シャフトの内側に設けられ、前記中空シャフトの内周面に向けて光を照射する光照射部と、
を備え、
前記中空シャフトのうち、前記光照射部を覆う少なくとも一部分には、前記中空シャフトの内外を貫通する貫通孔が形成されており、
前記貫通孔の軸線は、前記中空シャフトの軸線に対して傾斜している、光照射デバイス。 It is a light irradiation device
A hollow shaft with a long outer shape and
A light irradiation unit provided inside the hollow shaft and irradiating light toward the inner peripheral surface of the hollow shaft,
With
A through hole penetrating the inside and outside of the hollow shaft is formed in at least a part of the hollow shaft that covers the light irradiation portion.
A light irradiation device in which the axis of the through hole is inclined with respect to the axis of the hollow shaft.
前記貫通孔は、前記中空シャフトの外側の開口位置が、前記中空シャフトの内側の開口位置よりも前記中空シャフトの先端側となるように傾斜している、光照射デバイス。 The light irradiation device according to claim 1.
The through hole is a light irradiation device in which the opening position on the outside of the hollow shaft is inclined so as to be closer to the tip end side of the hollow shaft than the opening position on the inside of the hollow shaft.
前記中空シャフトの内側に設けられ、先端から光を照射する光ファイバを備え、
前記光照射部は、前記光ファイバの先端に接合されて、前記光ファイバからの光を散乱させる散乱体であり、前記散乱体は、基端側から先端側に向かって外径が徐々に変化するテーパ形状を有している、光照射デバイス。 The light irradiation device according to claim 1 or 2, further comprising.
An optical fiber provided inside the hollow shaft and irradiating light from the tip is provided.
The light irradiation unit is a scatterer that is joined to the tip of the optical fiber and scatters light from the optical fiber, and the outer diameter of the scatterer gradually changes from the proximal end side to the distal end side. A light irradiation device having a tapered shape.
前記中空シャフトの軸線を通る断面において、
前記中空シャフトの軸線と直交する仮想線と、前記散乱体の外周面とが成す第1の角度と、
前記中空シャフトの軸線と、前記貫通孔の軸線とが成す第2の角度と、が等しい、光照射デバイス。 The light irradiation device according to claim 3.
In the cross section passing through the axis of the hollow shaft,
A first angle formed by a virtual line orthogonal to the axis of the hollow shaft and an outer peripheral surface of the scatterer,
A light irradiation device in which the axis of the hollow shaft and the second angle formed by the axis of the through hole are equal to each other.
前記中空シャフトの内側と前記散乱体との間に充填された光透過性を有する樹脂体を備え、
前記樹脂体は、体液よりも光屈折率が高い、光照射デバイス。 The light irradiation device according to claim 3, further
A light-transmitting resin body filled between the inside of the hollow shaft and the scatterer is provided.
The resin body is a light irradiation device having a higher refractive index than body fluid.
前記中空シャフトの軸線を通る断面において、
前記中空シャフトの軸線と直交する仮想線と、前記散乱体の外周面とが成す第1の角度は、
前記中空シャフトの軸線と、前記貫通孔の軸線とが成す第2の角度よりも大きい、光照射デバイス。 The light irradiation device according to claim 5.
In the cross section passing through the axis of the hollow shaft,
The first angle formed by the virtual line orthogonal to the axis of the hollow shaft and the outer peripheral surface of the scatterer is
A light irradiation device having a size larger than a second angle formed by the axis of the hollow shaft and the axis of the through hole.
前記中空シャフトのうち、前記光照射部を覆う少なくとも一部分には、複数の前記貫通孔が形成されている、光照射デバイス。 The light irradiation device according to any one of claims 1 to 6.
A light irradiation device in which a plurality of the through holes are formed in at least a part of the hollow shaft that covers the light irradiation portion.
前記光照射部の先端側に設けられたコアシャフトと、
前記コアシャフトの外周面を覆うコイル体と、
前記コアシャフトの先端部と、前記コイル体の先端部とが接合された先端接合部と、
を備える、光照射デバイス。 The light irradiation device according to any one of claims 1 to 7, further comprising.
A core shaft provided on the tip side of the light irradiation unit and
A coil body that covers the outer peripheral surface of the core shaft and
A tip joint portion to which the tip end portion of the core shaft and the tip end portion of the coil body are joined,
A light irradiation device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019221609A JP2021090504A (en) | 2019-12-06 | 2019-12-06 | Light radiation device |
Applications Claiming Priority (1)
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2019
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