活性媒質筐体を含む高出力放射線源

(関連出願の相互参照) 本出願は、2009年10月26日に出願され、HIGH POWER RADIATION SOURCE WITH ACTIVE−MEDIA HOUSINGと題された、特許文献1(Att.Docket BI8326PR)、2009年11月16日に出願され、HIGH POWER RADIATION SOURCE WITH ACTIVE−MEDIA HOUSINGと題された、特許文献2(Att.Docket BI8333PR)、2010年4月5日に出願され、TOUCH−TIP FOR MEDICAL LASERと題された、特許文献3(Att.Docket BI8333PR2)、および、2010年9月15日に出願され、HIGH POWER SOURCE OF ELECTROMAGNETIC RADIATIONと題された、特許文献4(Att.Docket BI8317PR3)の利益を主張するものであり、これらすべては、引用によって本明細書に組み込まれる。

本出願は、2009年10月16日に出願され、HIGH POWER SOURCE OF ELECTROMAGNETIC RADIATIONと題された特許文献5(Att.Docket BI8317PR2)、2009年6月29日に出願され、AIR COOLED SOLID STATE LASERと題された特許文献6(Att.Docket BI8273PR)、および、特許文献7に対して優先権を主張する、COATED DIFFUSIVE TYPE REFLECTOR FOR SOLID STATE FLASHLAMP PUMP LASERと題された特許文献8(Att.BI8079P)に関連し、これらすべては、引用によって本明細書に組み込まれる。

本発明は、さらに、ELECTROMAGNETIC ENERGY DISTRIBUTIONS FOR ELECTROMAGNETICALLY INDUCED MECHANICAL CUTTINGと題された特許文献9(Att.Docket BI9066CON3)、FLUID CONDITIONING SYSTEMと題された、特許文献10(Att.Docket BI9914P)、および、USER PROGRAMMABLE COMBINATION OF ATOMIZED PARTICLES FOR ELECTROMAGNETICALLY INDUCED CUTTINGと題された特許文献11(Att.Docket BI9001P)に関し、これらの内容はすべて引用によって本明細書に組み込まれる。

(1.発明の分野) 本発明は概して放射線出力装置に関し、特に放射線を放出し、反射し、配向する(channel)装置に関する。 (2.関連技術の詳細) 様々な放射線出力システムが先行技術に存在し、それぞれに固有の色々な長所および相応の欠点がある。光学システムの文脈では、レーザーは、干渉性エネルギー放出装置自体の到来の時代まで遡って、確かに大きな注目と開発努力を集めてきた。例えば、医療用途および歯科用途の文脈で流体とともに使用される環状のレーザービームを放射するためのシステムといった複雑なシステムは、特許文献12で明らかなように、マンチェリヤン(Muncheryan)によって四半世紀以上前に開示された。最近になって、エネルギーを集中させて標的の上に霧状の水を作り、その結果、水、エネルギー、衝撃波の1つ以上によって標的を切断または除去することができる極めて効率の高い医療用および歯科用のレーザー処置装置が特許文献11で開示されている。このような処置装置は、例えば、固体レーザーによって具現化されると、コンパクトで、長期使用について信頼でき、現場で容易に交換されるという点において有利になり得る。

米国仮特許出願第61/255,031号

米国仮特許出願第61/261,745号

米国仮特許出願第61/321,041号

米国仮特許出願第61/383,227号

米国仮特許出願第61/252,552号

米国仮特許出願第61/221,544号

米国仮特許出願第61/025,398号

米国特許出願第12/363,679号

米国特許第7,108,693号

米国特許出願第11/330,388号

米国特許第5,741,247号

米国特許第3821510号

本発明の実施形態は多機能筐体の形状をとることができ、それは、レーザーロッド、一部をくり抜くためにレーザーロッドの長手軸に沿って/通って形成された(例えば、穴を空けられた)穴部、穴部を開けてくり抜いた結果としてレーザーロッド内に形成された長手方向の管腔、および、長手方向の管腔の内部にその長さに沿って少なくとも部分的に配されたフラッシュランプを含むおよび/または包含してもよい。長手方向の管腔内で展開しているレーザービームの励起(pumping)を促進する反射器(例えば、HRおよび/またはOC)は、例えば、任意の多様で色々な形状で提供可能である。環状の周辺部の形をした反射器は、放出された光をファイバーに結合させるのに特に有益である。反射器は、さらにまたはあるいは、レーザーロッドの外部の一部または全てのまわりで配置することができるか、または、配置しなくてもよい。HRとOCのミラーが使用される場合、例えば、ドーナツ形の放射パターンの生成を果すために適したドーナツ形のミラーの形状で機能性を提供するように、レーザーロッドの対向端部にミラーを置くことができる。

実施形態は、フラッシュランプを点けるためにアノードを有することができ、および/または、RF励起(あるいは、ダイオード側面励起のような他のタイプ)を有することができ、例えば、アノード/カソードは設けられず、および/または、レーザーロッドの(例えば、キセノンガスを含む)内部を循環させる(必ずしも再循環させる必要はない)ために準備がなされてもよい。好ましくは、冷却構造(例えば、ヒートシンクを含む任意の1以上の以下の参照構造)は、外部に配置される(例えば、レーザーロッドの結晶に取り付けられる)。このようなものは空気および/または水の冷却部でありえる。

本発明による反射器は、駆動エネルギー(例えば、光)を提供して、反射器に放射線(すなわち、電磁エネルギー)を出力させる1以上の放射線源(例えば、光源)の形状(例えば、本体)を含めるために作られる。光源の外表面を定義する材料は、反射器の外表面にまで広がり、さらにこれを定義する。高反射率コーティングは、反射器の外表面にわたって配置可能で、その後、随意の保護コーティングがなされてもよい。同様に、ヒートシンクは、ヒートシンクの一部に強制空気を方向づけるために、冷却が行われている反射器につなぐことができる。

ほんの一例として、かつ、限定ではなく、光学システムの文脈では、反射器は随意に空気で冷却される励起室のためのものであってよく、1つの刺激源の隣りの、あるいは、複数の刺激源(例えば、光源)に囲まれた利得媒質(例えば、レーザーロッド)を(例えば、その一体部分として)含むことができ、刺激源は、利得媒質に駆動エネルギー(例えば、光励起)を提供し、利得媒質に電磁エネルギーを出力させる。各々の刺激源は光源励起であってもよく、高反射率コーティングは反射器を包むように形成されてもよい。

1つの態様では、高出力の電磁放射線源は多目的筐体を有し、該筐体は、少なくとも光源を形成する材料で満たされた内部を含み、レーザーロッドに光励起を供給するための光源に囲まれたレーザーロッドを(随意に)包む反射器をさらに含む。

装置と方法が、機能的な説明を備えた文法的な流動性のために記載される一方で、特許請求の範囲は、他に明記されない限りは、「手段」または「工程」の限定の構造によって、いかなるようにも限定されるものとみなされるものではないが、司法の均等論の下で特許請求の範囲によって提供される定義の意味と均等物の完全な範囲にふさわしいものであるということがはっきりと分かるはずである。

本明細書で記載または参照された特徴、または、特徴の組み合わせは、そのような組み合わせに含まれる特徴が、文脈、本明細書、および、当業者の知識から明らかなように相互に矛盾したものではないのであれば、本発明の範囲内に含まれる。さらに、記載または参照される任意の特徴または特徴の組み合わせは、本発明の任意の実施形態から特別に除外されることがある。本発明を要約する目的のために、本発明の特定の態様、利点および新規な特徴が、記載および参照される。もちろん、当然のことながら、そのような態様、利点または特徴のすべてが必ずしも本発明の任意の特定の実施において具体化される必要がない。本発明の追加の利点および態様は、以下に続く詳細な記載および特許請求の範囲で明白である。

本発明の実施形態による多機能筐体の側部断面図を示す。

随意の冷却要素と共に同じ実施形態の端部断面図を示す。

同じ実施形態の端部断面図を示す。

同じ実施形態の端部断面図を示す。

本発明の流体冷却代替物の実施形態による、多機能筐体の側部断面図を示す。

本発明の非対称型の代替実施形態による、多機能筐体の側部断面図を示す。

随意の反射手段と共に非対称型の実施形態の端部断面図を示す。

随意の反射手段と共に、図3および3Aの非対称型の実施形態の修正版を示す。

随意の反射手段と共に、図3および3Aの非対称型の実施形態のさらに別の修正版を示す。

本発明の横励起(transverse pumping)配置による多機能筐体の側部断面図を示す。

横励起配置の平面図を示す。

横励起配置の端部断面図を示す。

本発明の実施形態によって、室(例えば、反射器)の側部断面図を示す。

同じ実施形態の端部断面図を示す。

本発明の別の実施形態に応じて、第1のフラッシュランプ/反射器構造の端部断面図を示す。

別の実施形態に応じて、第2のフラッシュランプ/反射器構造の端部断面図を示す。

本発明のさらなる態様を示す。

本発明のさらなる態様を示す。

本発明のさらなる態様を示す。

本発明のさらなる態様を示す。

本発明のさらなる態様を示す。

本発明のさらなる態様を示す。

本発明のさらなる態様を示す。

本発明のさらなる態様を示す。

本発明の実施形態は、添付の図面において記載されて示されているが、この図面の各々の例は、いくつかの実施においては一定の縮尺であると解釈され、一方で、他の実施においては、例えば、一定の縮尺である必要はないと解釈される。特定の態様では、図面および記載中の類似の参照番号または同じ参照番号を使用することは、同じ、よく似た、または、類似の構成要素および/または要素のことを指しているが、他の実施によれば、同じ参照番号を使用しても、同じ構成要素および/または要素を指してはならないことがある。特定の実施によって、上部、底部、左、右、上へ、下へ、上方に(over、above)、下方に(below、beneahth)、後方に、および、前方に、などといった方向を示す用語は、文字通り解釈されるが、他の実施においては、同様の使用が文字通り解釈されてはならないことがある。本発明は、当該技術で従来使用される様々な装置と技術とともに実行され、一般的に実施される工程段階の限られたものだけが本発明についての理解を提供するのに必要であるように、本明細書内に含まれる。本発明は、放射線を放出し、反射し、方向づける装置(例えば、LED、ヘッドライトなど)のような、一般的に放射線出力システムおよび工程の分野で適用可能である。

図面をさらに詳しく見ていくと、本発明による多機能筐体(14)は、本発明の実施形態に従って多機能筐体(14)の側部断面描写のために図1に描かれる。多機能筐体(14)は活性媒質(16)と内部の励起領域(18)を含む。内部の励起領域(18)は励起源の機能を含有し、含み、または、活性媒質(16)に励起源の機能を提供する。例えば、内部の励起領域(18)はフラッシュランプとして機能するように提供されてもよい。このような配置にしたがって、活性媒質(16)は、典型的には修正されたレーザーロッドなどのレーザーロッドを含んでもよい。例えば、描かれた実施形態の配置などの配置に関連して、多機能筐体(14)を構築する方法は、例えば、レーザーロッドを提供する工程と、その長手軸に沿って/長手軸を通って(例えば、くり抜くために)穴を形成する(穴を開ける)工程であって、これによって、レーザーロッドの残りの部分は活性媒質(16)を形成する工程を含むことができる。典型的な例では、前記工程を行なうことによって、フラッシュランプのような励起源を収容するのにふさわしい内部領域を有する円筒形状の活性媒質がもたらされる。

図1の例示された実施形態で解明されたように、本発明をさらに参照すると、励起可能な流体(例えば、ランプ用ガス(lamp gas)(18a))が内部の励起領域(18)に提供されてもよい。さらに、描かれた実施例において、1つ以上のエネルギー伝導体または電極(例えば、ランプ電極(18b)および(18c))が、内部の励起領域(18)(例えば、内部で)に対して様々な近さで(例えば、対向端部などを包含するために)提供可能である。

図1に描かれたような側面励起(end−pumped)の実施によれば、部品は、任意の形状で、活性媒質(16)(の端部内でまたは端部でまたは端部近くで)に対して様々な近さで(例えば、対向端部で)、光学系(optics)(例えば、高反射器HRおよび/または出力カプラーOC)として提供されてもよい。図1Aは、線1A−1A’にそって撮られた図1の実施形態の端部断面図を示し、さらに随意の冷却手段(19’)を示す。図1Aで活性媒質(16)の外表面(19)によって定義されたような環状周辺部は、例えば、同様に環状の断面を有するファイバーへの結合のために有益であってもよい。特定の実施形態では、HRとOCのミラー(例えば、コーティングを含む1つ以上)は、活性媒質(16)の対向端部に配されるか、および/または、例えば、「O」形状の放射パターンを発生させるための「O」(例えば、ワッシャー)形状を有するように形成可能である。他の実施は、対をなす図1B(「O」形状の大きさのわずか約四分の一のHRおよび/またはOCを有し、もちろん、他の大きさ、形状、および/または、位置も可能である)およびC(円形断面を有するもののような図1Bの描写よりも小さなHRおよび/またはOCを有し、もちろん、他の大きさ、形状、および/または、位置も可能である)で示されるような他の形状の部品(例えば、HRおよび/またはOC)を含んでもよい。これらの2つの図を参照すると、図1Bは、線1BC−1BC’に沿って撮られた図1の実施形態の端部側面図を示し、図1Cは、再度、図1の線1BC−1BC’の観点から図1の実施形態に対する別の代替物の端部断面図を示す。断面の斜線領域はHRおよび/またはOC部品を表す。

図1の配置の典型的な構築物において、構造、例えば、部品は、例えば、外表面(19)と内表面(20)の間で測定されるような活性媒質(16)の1つ以上の厚みに機能的に適した(適合した、対応した、および/または、等しい)厚みを有するワッシャー形状のHR(22)とワッシャー形状のOC(24)として具現化される。例えば、HRの厚みt1とOCの厚みt2の1つまたは両方は、レーザーロッドの厚みt3と適合するか、一致するか、または、等しい。図1の例において、t1=t2=t3である。図1に示されるように、反射器(例えば、冷却手段(19’)の湾曲面を含むか、および/または、冷却構造を含むまたは含まない、膜、層、または、コーティングを含むことがある)は、活性媒質(16)の外側の一部および/またはすべての回りに配されても配されなくてもよく、および/または、活性媒質(16)は、反射器が必要とされなくなるように十分に厚く形成されてもよい。

実施形態は、例えば、フラッシュランプを例えば点けるために電極(18bと18cを参照)を有することができ、図2で描かれるような((14)の一部またはすべての内部および/または好ましくは外部に)RF励起手段(25)、または、ダイオード側面励起などの他のタイプを有することができ、例えば、アノード/カソードは提供されず、および/または、(例えば、室(18d)内のキセノンなどのランプ用ガスを含み、矢印f1およびf2の方向に駆動される)内部を循環させる(必ずしも再循環させる必要はない)ために準備がなされてもよい。図2は、本発明の流体冷却代替物の実施形態に応じた多機能筐体の側部断面図を示す。好ましくは、冷却構造(例えば、ヒートシンクを含む、以下に参照した構造の任意の1以上)および/または図1Aで例証された冷却手段(19’)は、(例えば、活性媒質(16)の結晶に取り付けられた)外部に配されるなどして同様にまたは代替的に使用される。このようなものは、空気および/または水の冷却であるか、または、空気および/または水の冷却を達成することができる。

図3は、本発明の非対称型の代替的な実施形態に従った多機能筐体の側部断面図を示し、図3Aは、随意の反射および/または冷却手段(図1Aの冷却手段(19’))に沿って撮られた、図3の線3A−3A’に沿って撮られた、非対称の実施形態の端部断面図を示す。いくつかの実施によれば、図3および3A中の極めて薄い線(phantom line)(19’)は、上半分のみの上に、またはそのまわりに配された反射面であり、それによって、その下部の媒質のいくつかまたはすべては、「不活性」媒質(16’)になり得る(例えば、反射面(19’)が共振器の活性(例えば、ドープした)部分(16)へ、および/または、(22)ならびに/あるいは(24)へとそれを方向づけることができるため)。活性媒質(16)領域および不活性媒質(16’)領域は、隣接(例えば、分子結合)および/またはドーピングの1つ以上によって定義されてもよい。図4は、随意の反射手段とともに、図3および3Aの非対称型の実施形態の修正版を示し、図5は、図3および3Aの非対称型の実施形態のさらに別の修正版を示す。

図6で描かれたような側面励起または横励起の実施によって、活性媒質(16)の様々な近さでの(例えば、外表面(19)と内表面(20)で、その上で、または、その近くで)1つ以上の光学対(例えば、各々の対は高反射器HRおよび/または出力カプラーOCから形成される)として部品が提供されてもよく、それによって、各々の光学対の部品は、例えば、半径方向に沿って測定されるような距離t3によって分離される。上記の実施(図1−5参照)のように、図6の配置と特徴は、本明細書に記載されたものの任意の組み合わせまたは置換、および/または、修正を具体化するものであってもよい。例えば、図6Aで例証されるようなHRおよび/またはOCの環状周辺部は、ファイバーへの結合を可能にする利点を備えることができる。図6Aは、横励起配置の平面図を示し、図6Bは、横励起配置の端部断面図を示す。不活性媒質(16’)の一部またはすべては、代替的に活性媒質(16)を含み、および/または、HRおよびOC要素はその上またはその周囲に配されてもよい。

上記のドーナツ形状の放射パターンに関して、本発明の多くの特徴の1つの文脈では、そのような現象は、例えば、歯などの硬いまたは柔らかい組織といった標的に近接して(隣接して、または、それに対して)、輪状(例えば、環状)の画像(例えば、処置用ビーム)を投影するために行うことができる。本発明の他の例は、標的に隣接する、および/または、標的上の、卵形または長方形の画像/ビーム、他の簡単なまたは複雑な形状をした画像/ビーム、および/または、他の形状をした画像/ビームを投影し、それによって、投影された画像/ビームの中心は、より少ない、異なる量および/またはタイプの放射線を含むか、まったく放射線を含まない。

歯の硬組織の切断の実施形態のような典型的な硬組織の実施形態では、標的に投影される環状ビームの厚みは、約1/2mmであってもよい(例えば、その環は約1/2mm厚さでもよい)。ここで、標的に投影された環状ビームは約1mmの外径と、約1/2mmの内径(例えば、放射量が少ないかまたは異なり、あるいは、放射されない)を有することができる。言い換えれば、環状ビームは約1mmの外径を含むことができ、約1/2mmの直径を有する非放射型の同心円状に配された中心領域を有することができる。

材料の先端は、処置用エネルギーの投影されたビームの中央に(例えば、中心に)設けることができる。材料の先端は、以下に説明される理由を含む理由のために、レーザー装置(例えば、ハンドピース)の放射端部から遠位に突出するように形成可能である。一つには、先端の突出の量は、以下に記載されるように、(例えば、特許文献11に記載されたように、切断効果を可能にするかまたは最適化するなどして)最大電力または他の予め決められた状態または効果を提供するために、ハンドピースの放射端部を標的から距離を開けて配置するように設定可能である。いずれにしても、材料の先端は、選択された形状、用途、エネルギープロファイル等に依存して、ハンドピースの波長に対して透過性を有する材料から形成可能である。典型的に、しかし、必ずではないが、材料の先端は、ビーム(例えば、投影された画像)の放射線を含まない中心に配置され、したがって、非透過性材料から作ることができる(しかし、必ずしもそうである必要はない)。同様に、典型的には、しかしながら限定のためではなく、材料の先端は、例えば、(例えば、ユーザーが標的に対する放射端部の位置をよりよく識別できるために)ユーザーに対する触覚フィードバックの手段と、レーザーを照射した組織またはレーザーを照射した組織の中心の組織の島状構造(island)を砕くための手段の1つ以上を提供するための標的接触手段として設計され、使用される。

材料の先端はチューブまたはカニューレの形状であり、それは円筒形状か、または、先細りになっていてもよい(径を減らすために下方に先細りにするか、または、径を増やすために上方に先細りにするかのいずれかの方法で)。このチューブはレーザー放射に透過性を有していなければならず、両方の端部から開けることができるか、または、一方あるいは両方の端部で閉じることができる。閉じたカニューレの場合、中央開口部(orifice)を介して導入される追加の特徴があってもよい:組織への水または他の液体の送達、血液、他の液体の吸引、または、副産物の除去、閉鎖領域で操作する場合に標的組織に取り付けるための真空を生成すること。

本発明によると、電磁放射線の高出力源は、1以上の放射線源(例えば、光源)のような(に形成された)形をした、かつ、実際に該放射線源を形成する側壁を備えた内部(例えば、筐体、または、反射器、および/または、励起キャビティ)を有し、該放射線源は、駆動エネルギー(例えば、光)を提供して、反射器から離れた放射線の放出、反射、または、配向の1以上による、放射線源からの放射線出力(すなわち、電磁エネルギー)を引き起こすか、結果としてもたらす。内部が筐体によって形成される実施によれば、筐体は多目的筐体を含むことができ、つまり、例えば、筐体は、反射器、励起室、1つ以上の刺激源、および/または、利得媒質であるという目的を少なくとも部分的に達成するために動作することができる。別の実施では、多目的筐体は反射器と放射線源として動作することができる。

多目的筐体は、ソース(例えば、刺激源)によって放射された電磁放射線に高度に透過的な材料で作られ、高い熱伝導率を有し、ヒートシンクとして役立つ(以下を参照)。反射器の目的に関しては、ソースの1つ以上の波長を反射するための反射器構造は、多目的筐体の外部の側壁に直接接触して形成可能である。

典型的な実施では、ソースは、反射照明器のハイブリッド一体式構造(a reflector illuminator hybrid monoblock)を含み、および/または、特定の実施形態での0.1−10Wといった0.1−100Wの平均電力を有するエネルギー(例えば、コヒーレント光)を出力する。したがって、本発明は非常に大きな出力に限定されないが、本発明の特徴は源がこのような比較的大きな電力を出力することができるということである。

1つの態様では、高出力の電磁放射線源は、少なくとも光源を形成する材料で満たされた内部を含むとともに、レーザーロッドに光励起を提供するための光源に囲まれたレーザーロッドを(随意に)包むことができる反射器をさらに含む多目的筐体を有する。

本発明に記載された補助器具(aid)のように、図示するためだけに、および、任意の限定目的ではなく、以下の図面および添付の記載は、医療用のレーザー装置と、医療的な機能を果たすために医療用のレーザー装置を操作する方法の典型的な文脈で提供される。本発明がこのような詳細に(たとえそうであるとしても)限定されるよう意図された任意の内容は、そのようなものとして明白に区別される。

本発明による電磁エネルギー放射(例えば、限定されないが、固体レーザーのようなレーザー)システムは、電磁エネルギー(例えば、コヒーレント光)を出力するための利得媒質(例えば、レーザーロッド)と、利得媒質にむかって駆動(励起)エネルギーを放出して利得媒質にエネルギーを出力させるために近接に配された1以上の刺激源(例えば、フラッシュランプおよび/またはダイオード)を含む。フラッシュランプは、本明細書で刺激源として使用される際、フラッシュランプ電流によって駆動される。フラッシュランプ電流はフラッシュランプを駆動し、それによって、駆動エネルギー(例えばフラッシュランプ光)を生成かつ放射し、該駆動エネルギーは、直接かつ反射器を用いて利得媒質(例えば、レーザーロッド)に順に向けられる。駆動エネルギーの放出(例えば、配光)は、刺激源によって生成され、かつ、反射器によって修正され/配向されるように、利得媒質を駆動することによって出力エネルギー(例えば、コヒーレント光)を生成する。

利得媒質および刺激源は反射器内部に配され、反射器は、例えば、刺激源から放出された駆動エネルギーを利得媒質に向ける、室(例えば、励起室の反射器)の形状をとることができる。反射器は、乱反射の(例えば、エネルギーの高均一分布を備えたセラミック)構造、特性、および/または、機能と、鏡面反射の(例えば、高効率で低均一性の反射コーティング)構造、特性、および/または、機能の1つ以上を含むことができる。

駆動エネルギーを刺激源から利得媒質に向かわせることに加えて、反射器はさらに、利得媒質と刺激源の1つ以上に冷却を随意に提供することができる。本発明の特徴によれば、反射器は、利得媒質と刺激源の1つ以上に、限定されないが非液体の(例えば、気体)冷却流体を提供するための冷却構造を有する。すなわち、冷却は、流体冷却されたヒートシンク(例えば、反射器に対して外部に配置されたヒートシンク)に最終的にはつながれる固体材料を介した対流によるものであってもよい。

本発明の特徴は、利得媒質に対して平行に刺激源を配置することによって、歪み(例えば、熱楔(thermal wedging)による熱変形)を少なくしようとするものである。それにもかかわらず、利得媒質の軸に沿ったまたは直角な熱勾配からなどの熱変形が依然として存在する(例えば、利得媒質内で圧力を生じさせる、寿命を短くする、および/または、効率を低下させる)程度には、本発明のさらなる特徴は、利得媒質の対向面に平行に複数の(例えば、2つの)刺激源を配置することによって変形を減らそうとする。したがって、より大きな刺激(例えば、励起)は、特に気体冷却の典型的な文脈において、より少ない熱変形(例えば、利得媒質の曲げ)で実行される。

本発明の別の特徴は、(例えば、空気より大きな)高い熱伝導率を有するとともに刺激源からの駆動エネルギーの波長に透過的な材料(例えば、気体ではない)である反射器の内部容積を形成することを含む。材料は空気以上の熱伝導率(例えば、サファイアの熱伝導率など)を有することができる。約25℃の温度で、空気の熱伝導率は約0.024W/m°Cであることがあり、その一方で、サファイアの熱伝導率は約23.0W/m°Cである。参照としてのみのために、かつ、本発明によって使用されるための任意の特定の適合性を有しているものとしてではなく提供される他の少数の材料は、ほとんど同じ温度でそれぞれ約0.03、0.04、1.05、1.7−4の熱伝導率を有する、(絶縁材料用の)発泡プラスチック、繊維ガラス、ガラス、および、花コウ岩である。本発明の態様は、空気の熱伝導率よりも約50%大きい(例えば、例において、空気が0.024であれば、熱伝導率は約0.036になる)か、または、より好ましくは、約0.03W/m°Cあるいは0.04W/m°Cであるか、さらに好ましくは、約1.0W/m°Cより大きいか、さらにもっと好ましくは、約4.0W/m°Cより大きい熱伝導率と少なくとも同じであるか、またはそれよりも大きい熱伝導率(25°Cで測定された)を有する材料の反射器の内部容積を形成することである。

典型的な実施形態によれば、反射器の内部は、ガス状というよりはむしろ固体またはゼラチン状であり、および/または、刺激源(例えば、フラッシュランプ)のケーシング(casing)材料に一般的に使用される材料のような刺激源の外被(encasing)材料で満たされる(例えば、包含している)。

本発明の1つの態様は、刺激源の外被材料、または機能的な類似物、あるいは、刺激源の外被材料に接触する(例えば、それは反射器のそれぞれのキャビティまたは管腔内で保持される)その同等物を備えた反射器の内部を形成する。1つの態様によれば、刺激源の各々と反射器の内部の間には、間隔(例えば、いずれのチャネルおよび/または流体通路も)は存在しない(例えば、配置されないかまたは形成されない)。本発明の別の態様は、刺激源の外被材料で反射器の内部(例えば、固体の内部)を一体的に形成する。本発明のさらに別の態様は、刺激源の1つ以上の材料と同じ材料で(例えば、同じ材料の、または、同じ材料として)反射器の内部を一体的に形成し、それによって、刺激源の一部(例えば、外表面)は、反射器の内部を実際に形成するものとみなすことが可能であり、言いかえれば、反射器の内部は刺激源(例えば、刺激源の外表面)を実際に形成する(構成する、または、定義する)ものと見なすことができる。したがって、外被材料のような材料(例えば、高い熱伝導率および/または随意に駆動エネルギーの波長に対する透過性を有する固体材料)は、反射器(例えば、励起室)の内部(例えば、内部側壁)を定義(例えば、形成)することができ、刺激源の1つ以上の外表面を定義(例えば、形成)することもできる。

さらに詳細に図面を参照すると、図7は、本発明の実施形態による反射器の側部断面図を示し、図8は、同じ反射器の端部断面図を示す。最後に言及された態様の(すなわち、一体的な形成の)特定の実施は、刺激源の外被から反射器の内部を形成する。図で描かれているように、反射器の材料はその内部を満たすために伸張可能であり、さらに、刺激源のキャビティ(例えば、管腔)を定義する(例えば、実際に刺激源を作る/形成するため、何も反射器に挿入される必要はないが、むしろ、アノード/カソード/活性媒質は材料によって形成されたキャビティに挿入される必要がある)内表面と、反射器の外表面を定義する外表面とを有することができる。典型的な実施形態では、材料(例えば、外被材料)は、刺激の波長に対して光学的に透過性であり、および/または、高い(例えば、少なくとも空気の熱伝導率より大きい)熱伝導率を有する材料を含む。典型的な実施によれば、刺激源はフラッシュランプ(例えば、図7のランプ(1)およびランプ(2))を含み、および/または、外被材料はサファイアを含む。

図9は、本発明の実施形態による、第1のフラッシュランプ/反射器構造の端部断面図を示し、図10は、他の実施形態による第2のフラッシュランプ/反射器構造の端部断面図を示す。ここで、反射器の内部は刺激源の外被から形成され、それによって、刺激源の外被は反射器の内部を満たすような程度まで拡張する。本発明のこの態様によって、刺激源の1以上の材料と同じ材料との(例えば、の、として、または、から)反射器の一体的な形成は、特定の状況下または操作状況下で存在する(例えば、刺激源の動作時に内部圧力を生じさせることによって、潜在的に寿命を短くするか、および/または、効果を減らす)刺激源の軸に沿った、または、該軸に直角な熱勾配からなどの熱変形に対抗し、該熱変形を減らし、または、安定させる。この配置の結果として、気体冷却の典型的な文脈などで、より大きな刺激が実施されてもよい。

図9および10において、反射器を形成するために拡張した刺激源の外被の文脈に沿って、各々の刺激源の外被はそれぞれ反射器の半分を形成するために拡張される。その2つの半分部分、例えば、図9の半分部分と図10の半分部分は、反射器を形成するために、当業者に適切であるとみなされるであろう任意の手段を用いて一緒に固定されることが可能である。例えば、その半分部分は、本開示を考慮して当業者にとって明らかとなるように、クランプ、バンド、任意の種類のバイスグリップ構造体、プレス機または圧入機、溶接、接着、補足的なまたは他のタイプの筐体/調心/把持構造体、ヒンジ、フランジ構造体、および、それらの組み合わせを用いて固定される。典型的な実施では、上方および下方の半分部分のそれぞれは、それ自体としては、(例えば、その対向する端部にアノードとカソードを有し、かつ、その内部に適切な気体(例えば、キセノン)または他の刺激物、適切なコーティング、適切な寸法などを有する)刺激源の本体を形成するため、刺激源は該上方および下方の半分部分のキャビティには挿入されない。さらに、いくつかの(例えば、代替的な)実施形態によって、上記の参考文献として記載された特許文献6の1以上の構造(例えば、1つ以上の刺激源と、および/または、「空気冷却室」、「空気経路」、「流管」、「気流管」、および、「透過性を有する反射板(reflector block)」のような、流体または空気冷却構造/機能のうちのいずれか1以上)は、全体的または部分的に、本明細書で記載される任意の態様、特徴、および、構造と任意に組み合わせて含まれてもよい。

随意の利得媒質は、例えば、約50−70mmの長さと、例えば、約3−4mmの直径を有する長方形の円筒形状のロッドの形で提供される固体材料を含むことができる。より強力な冷却のために、円筒形状のロッドは、より長い長さおよび/または比較的高い長さと直径の比で提供可能である。例えば、利得媒質は、上記の長さから約110−130mmまで変動し、および/または、約2−6mmで変動する直径を有することができる。本発明による典型的な構築物は、長さが約110−115mm、幅が約3−4mm(例えば、約3mm)である。このような細長い利得媒質は、熱放散の利点を備えている一方で、空気冷却の典型的な文脈などにおいて熱変形の影響をより受けやすく、それによって、利得媒質の長さに近いか一致する長さを有して(限定よりもむしろ優先目的で)形成される多数の並行に配された刺激源の重要性または有用性を潜在的に向上させる。

示されるように、細長い利得媒質は活性イオンでドープされた結晶材料(例えば、ガラスまたはプラスチック)のような適切な活物質を含むことができる。1つの態様によれば、利得媒質と反射器の内部の間には、間隔(例えば、チャネルおよび/または流体通路)は存在しない(例えば、配置されない、または、形成されない)。しかしながら、他の実施は、利得媒質と反射器の内部の間に配置または形成された1つ以上の間隔(例えば、チャネル、間隔、および/または、流体通路)を含んでもよい。

追って具体化されるように、活物質は共振器内で、または、共振器の一部として形成されるか、あるいは、共振器である。典型的な構築物では、共振器は1対の反射要素(例えば、ミラー)によって具体化される(例えば、定義される)。反射要素は活物質の対向端部に配置されてもよい。例えば、反射要素の1つまたは両方は、活物質のそれぞれの端部に(既知の技術を使用して)一定間隔で配置され、取り付けられ、および/または、活物質のそれぞれの端部上で(既知の技術を使用して)コーティングとして形成される。図7で示された配置は、反射器内に取り付けられる構造として形成される2つの反射要素を含む。

図7を具体的に参照すると、2つの反射要素は活物質の対向端部に取り付けられて示されている。描かれた組立体によれば、反射要素の各々は、不活性物質(例えば、ドープされていないYSGGガラス)の端部(上でコーティングされ、および/または、形成され)への付着によって活物質につながれ、該不活性物質は順に活物質(例えば、Er、Cr:YAGGドープされたガラスロッド)に付けられる(例えば、圧入され、接触され、および/または、接着される)。他の実施では、活物質および/または不活性物質の部分の長さは異なってもよい。例えば、このような長さは、反射器の側壁/側面と同一平面で描かれているような位置に2つの反射要素を配するために、依然としてほぼ等しい3つのすべての部分のネットの長さで異なってもよい。他の実施形態では、2つの反射要素は同一平面ではない。

代替的な実施形態/構造体において、反射要素の1つ以上は、活物質から切り離される(例えば、該活物質上でコーティングとして、および/または、該活物質に対して全体的または部分的に独立して形成されない)か、および/または、共振器の外部に配される(例えば、活物質の光学軸に沿ってさらにまだ並べられる)ことができる。他の実施形態では、不活性物質部分の1つ以上の長さはゼロであり、および/または、2つの反射要素は、反射器の側面と同一平面になるようにまたはならないように形成される。2つの反射要素は、例えば、出力カプラー(OC)および高反射器(HR)の形状で、例えば、集電装置(collector)を含んでもよい。利得媒質がフラッシュランプを含む刺激源によって励起されるレーザーロッドであり、フラッシュランプがレーザーロッドを活性状態に到達させるとともにフラッシュランプからの光に晒してレーザー利得を提供するような上記レーザー(例えば、固形状)に限定されないが、この文脈などにおけるレーザーの実施形態において、OCとHR要素は高い反射率を含むことができる。典型的な実施形態では、OCは、低値から高値までに及ぶ反射率を含むことができ、HRは(例えば、非常に高い反射率を備えた)ミラーを含むことができる。特定の実施は、6から99%、70から95%、または、約80%に及ぶ反射率を有するOCを含み、99%、99.5%、または、99.9%の反射率を有するHRを含んでもよい。

随意の不活性物質、反射要素、および、活物質の1つ以上は、没入型(immersive)の媒質(例えば、刺激源の波長に対する高い熱伝導率および光学的透過性を備えた接着剤)で接触させられる。例えば、没入型の媒質は、水、ゲル(例えば、粘着性のグリセリン)、および、接着剤(例えば、適切な粉末を負荷したポリメタクリル酸メチル)の1つ以上からなり、該1つ以上から基本的になり、または、該1つ以上を含む。1つの例において、没入型の媒質は水である。別の実施例において、没入型の媒質は、利得媒質と反射器内部の材料(例えば、サファイア)の間に配される。反射器内部の材料は利得媒質を保持するために管腔またはキャビティを形成することができ、それによって、例えば、没入型の媒質は利得媒質とともに管腔またはキャビティ内に配されてもよい。別の実施例は刺激源の波長に光学的に透過性で、かつ、利得媒質と反射器の内部の材料(例えば、サファイア)の間で高い熱伝導率(例えば、空気の熱伝導率よりもはるかに大きい)を有する、水ベースのゲルの形をした没入型の媒質を含んでもよい。

反射器の外部(例えば、サファイア)は、刺激源から駆動エネルギー(例えば、励起光)の反射率を向上させるために(すなわち、高反射性材料で)覆われる表面(例えば、高度に磨き上げられた表面)を含むことができる。反射器は一般的に、高エネルギー転送効率を提供するのにふさわしい明確に定義された形状を有するように形成される。反射器の外径(OD)値の非限定的な範囲は、約12mmから約55mmまでであり、典型的な反射器の非限定的な範囲の値は約10mmから150mmまでの長さである。フラッシュランプのエネルギーがレーザーロッドを刺激するために集中するようなやり方でレーザーロッドに向けられるような、レーザーロッドの形をした利得媒質のフラッシュランプ励起の場合、このようなフラッシュランプは、例えば、所定のパルス波形と周波数を含むフラッシュランプ電流(flashlamp current)によって駆動される、エルビウムレーザーシステムのための刺激源として使用可能である。

反射器内部は、代替的な実施では、直列または並列の冷却経路、エネルギーを吸収する流管、結晶およびランプのウォータージャケット、冷却材取り付け器具(coolant fitting)、および、Oリングで含んでもよい。典型的には、本発明の反射器は、刺激源および利得媒質を囲む楕円形状または筒状形状を含む。典型的な(例えば、付加的なおよび/または代替的な)構築物における反射器(例えば、外被材料の外部の放射状部分)の一部またはすべては、部分的にまたは全体的に、外被材料(例えば、サファイア)と組み合わせてまたは組み合わせずに、ステンレス(例えば、金、銀、アルミニウム、ステンレス鋼、または、銅)または非金属(例えば、セラミック、または、ドープされたガラス)の材料を含むように形成された円筒形状のまたは楕円形状の本体を含んでもよい。特定の実施によれば、利得媒質を駆動させるために駆動エネルギー分布を生成させる刺激源の目的を促進するために、反射面は、前述の項目のいずれかを含むことができ、および/または、刺激源と利得媒質の1つ以上のすぐ近くに配置可能である。反射器とも呼ばれるこのような反射面構造は、例えば、反射器の内部(例えば、室)の駆動エネルギーに晒された面の1つ以上に形成可能である。

利得媒質の任意の一部またはすべては、反射器の一部として形成(例えば、一体的に形成)されてもよい。例えば、利得媒質の外被の一部またはすべては、反射器の一部(例えば、固体内部の一部、または、多くの部分/大部分/すべて)を形成するために拡張することができる。特定の実施では、反射器の内部は、利得媒質の外被からまたはこの外被で形成され、そうすることによって、利得媒質および/または刺激源の外被は反射器の内部を満たすような程度まで拡張する。他の実施では、反射器の内部は、刺激源および/または利得媒質の外被の1つ以上から形成される。反射器の内部容積は、例えば、刺激波長への透過性と高い熱伝導率を有する固体(例えば、サファイア)を含むことができる。利得媒質の材料は、反射器内部の一部/すべてを満たすためにこうして伸張可能であり、さらに、利得媒質のキャビティを定義する内表面(例えば、実際に利得媒質を作り/形成し、したがって、反射器に利得媒質を挿入する必要はないが、好ましくは、HR、OC、活物質、随意の不活性物質などを、材料によって形成されたキャビティに挿入する/組み込む必要がある)と、反射器の外表面を定義する外表面を有することができる。例えば、2つの反射面(例えば、HRおよび/またはOC)の1つ以上は、不活性物質(例えば、ドープしていないYSGGガラス)の端部に形成されることで活物質につながれてもよい。

本発明の特徴は、例えば、金、銀、銅、または、他の高反射性材料(例えば、前述の品目のいずれかを含む)を含む高反射性材料による反射器の外側(すなわち、外部)表面のコーティング(例えば、スプレー、浸漬、ペイント、蒸着、真空などによる)を含む。典型的な構築物は、高反射性材料によってコーティングされる励起室の反射器の外側(すなわち、外部)表面のすべて(あるいは十分にすべて)を含むことができる。本発明の態様によれば、高反射性材料のコーティングは例えば、鏡面反射の励起室の反射器上で高反射性材料を形成するために使用されると知られている任意の材料および/または工程を、全体的にまたは部分的に、任意の順列組み合わせで用いて、多目的筐体(例えば、反射器)の外表面に塗布可能である。一例として、高反射性材料は反射器(例えば、励起室の反射器)の外表面上に、例えば、銅を真空蒸着または電解コーティングすることによって該反射器の外表面上に形成されてもよい。他の実施形態では、拡散型の励起室の反射器は楕円(例えば、楕円の、円筒形状の、および/または、固体のチューブ)形状に形成された、パイレックス、石英、および/または、上記サファイアのような材料を含んでもよく、その外側(すなわち、外部)表面は記載されたように高反射性材料でコーティングされる。

高反射性材料(例えば、コーティング)は、例えば、約10nm乃至約10,000nm、および、特定の実施例において、例えば約1000nmの範囲内の厚さを有することができる。1つの実施によれば、多目的筐体、室、または、キャビティ(例えば、チューブ)の外表面全体に、均一のコーティング厚さが提供される。高反射性材料(例えば、銀)による外表面のコーティングの後、保護層は高反射性材料に形成されてもよい。例えば、保護層は、多くの実施例のうちの1つにすぎないが、約1ミクロンの厚さに成形された二酸化ケイ素層などのさび止め材料を含んでもよい。

流体(例えば、空気)は、冷却を提供するために、反射器にわたっておよび/またはそのまわりで循環することができる。1つの特徴によれば、流体(例えば、気体)の循環は、例えば、気体吸入時などの流体の事前冷却を含むことができるため、組立体は、過熱される気体のより大きな温度範囲を有し、それゆえ、要素からより多くの熱出力を取り除くことができる。鍵となるのは、流体(例えば、空気)冷却を有することから得られるすべての利点が失われず(例えば、冷却システムの複雑さ、コスト、および、大きさ)、むしろ、合成されるような効率を最適化できることである。

本発明の特徴によれば、ヒートシンクは反射器の外部に配されるか、さもばければ、反射器につなげられる。ヒートシンクは、高反射性材料の配置および/または保護層のコーティングの後に、反射器の晒された面/外表面の一部またはすべてに例えば形成されてもよい。追って具体化されるように、ヒートシンクは、「炭素発泡体」と呼ばれる材料を含むことができる。その材料は機械加工され、強化され、そしてさらに、水中のアルミホイルよりも空気中でより優れた熱交換能力を有している。材料の一例は、テキサス州・ジケーターのPoco Graphite,IncのPOCOFoam(登録商標)である。炭素発泡体の空気の流れの実行は、(アリゾナの赤色岩のように)通り抜ける際にその材料を浸食しない。実行は、炭素発泡体(例えば、その発泡体は約70%の多孔性であってもよい)の表面積に数オングストローム(複数の分子層)のセラミック膜を配する工程を含むことができる。炭素発泡体の情報(それは引用文によって本明細書に組み込まれる)については、http://www.ornl.gov/info/ornlreview/v33_3_00/foam.htm、および、http://www.ms.ornl.gov/researchgroups/CMT/FOAM/foams.htm.で得ることができる。図8に描かれたように、かつ、ヒートシンクの当業者に知られているように、ヒートシンクはリブ(rib)を含むことができる。空気はこうして、ヒートシンクの突起およびチャネル上に、これらのまわりで、および、これらを通って、循環され、冷却することができる。ヒートシンクの一方の側は、熱電冷却装置(Thermo−Electric Cooling device)の冷却板に取り付けられて、さらに冷却可能である。

特定の実施によると、反射器によって生成されたレーザーエネルギーは、電源または処理ファイバー(treatment fiber)から出力されるとともに、例えば、標的表面(例えば、歯、骨、軟骨、および、軟組織の1つ以上)上のハンドピースの流体出力部から放出された流体(例えば、ハンドピースの出力端部近くの水道および/または噴霧接続部からの、気体噴霧および/または液体噴霧、または、流体粒子の霧状の分布)へと向けられる。流体出力部は、例えば、米国特許出願第11/042,824号、米国仮出願第60/601,415号に記載されているように、出力ファイバーの周りに同心状に配された複数の流体出力部を含んでもよい。出力または処置ファイバーは、約2.69から約2.80ミクロンまでの範囲内の波長、および、約2.94ミクロンの波長の1つ以上を含む電磁エネルギー源につなげられる。特定の実施では、出力ファイバーは、Er:YAGレーザー、Er:YSGGレーザー、Er、Cr:YSGGレーザーおよびCTE:YAGレーザーの1つ以上のものに結合され、および、特定の例では、約2.789ミクロンの波長を有するEr、Cr:YSGG固体レーザー、および、約2.940ミクロンの波長を有するEr:YAG固体レーザーの1つに結合される。標的表面上の流体粒子の霧状分布へと電磁エネルギーを方向付けるための対応する構造を含んでいる機器は、例えば、下記に引用する米国特許出願第5,574,247号において開示されており、該出願は、レーザーエネルギーの流体粒子への伝達によって、標的表面に分裂的な力を加えることについて記載している。

図11乃至図18は、本発明のさらなる態様を示す。

本明細書の開示を通じて、レーザーは、標的表面を診断し、モニタし、および/または、標的表面に影響を与えるのに有用な電磁放射を出力できることが記載されてきた。光ファイバーの先端の放射線を用いる手順の場合、プローブは、管内などの歯の構造を処置(例えば、切除)するために、処置用放射線を標的表面に送るための1以上の出力または処置ファイバーを含むことができる。本明細書に記載の実施形態のいずれかにおいて、照明および/または診断のための光は、処置用の放射線の送達および/または流体出力部からの流体の送達と同時に、または、断続的に、または、別々に送信される。

バイオレイズテクノロジー,インクに譲渡された以下の特許に記載されている、対応するまたは関連する構造および方法は、それら全体を引用することによって本明細書に組み込まれ、このような組み込みは、この開示による本発明の任意の部分、特許または以下の出願の任意の部分、および、当業者の知識と判断とともに、または、これらと組み合わせて、全体的にまたは部分的に、(i)使用可能であり、(ii)使用可能となるように当業者によって修正され、および/または、(iii)実施され/使用される。

このような特許は、限定されないが、米国特許第7,578,622号(発明の名称「Contra−angle rotating handpiece having tactile−feedback tip ferrule」);米国特許第7,575,381号(発明の名称「Fiber tip detector apparatus and related methods」);米国特許第7,563,226号(発明の名称「Handpieces having illumination and laser outputs」);米国特許第7,467,946号(発明の名称「Electromagnetic radiation emitting toothbrush and dentifrice system」);米国特許第7,461,982号(発明の名称「Contra−angle rotating handpiece having tactile−feedback tip ferrule」;米国特許第7,461,658号(発明の名称「Methods for treating eye conditions」);米国特許第7,458,380号(「Methods for treating eye conditions」);米国特許第7,424,199号(Fiber tip fluid output device)」;米国特許第7,421,186号(「Modified−output fiber optic tips」);米国出願公開第7,415,050号(発明の名称「Electromagnetic energy distributions for electromagnetically induced mechanical cutting」;米国特許第7,384,419号(発明の名称「Tapered fused waveguide for delivering treatment electromagnetic radiation toward a target surface」);米国特許第7,356,208号(発明の名称「Fiber detector apparatus and related methods」);米国特許第7,320,594号(Fluid and laser system)」;米国特許第7,303,397号(発明の名称「Fluid and laser system」);米国特許第7,292,759号(発明の名称「Contra−angle rotating handpiece having tactile−feedback tip ferrule」);米国特許第7,290,940号(発明の名称「Fiber tip detector apparatus and related methods」;米国特許第7,288,086号(発明の名称「High−efficiency, side−pumped diode laser system」);米国特許第7,270,657号(発明の名称「Radiation emitting apparatus with spatially controllable output energy distributions」);米国特許第7,261,558号(発明の名称「Electromagnetic radiation emitting toothbrush and dentifrice system」;米国特許第7,194,180号、発明の名称「Fiber detector apparatus and related methods」;米国特許第7,187,822号(発明の名称「Fiber tip fluid output device」);米国特許第7,144,249号(発明の名称「Device for dental care and whitening」);特許文献9(発明の名称「Electromagnetic energy distributions for electromagnetically induced mechanical cutting」);米国特許第7,068,912号(発明の名称「Fiber detector apparatus and related methods」);米国特許第6,942,658号(発明の名称「Radiation emitting apparatus with spatially controllable output energy distributions」);米国特許第6,829,427号(発明の名称「Fiber detector apparatus and related methods」);米国特許第6,821,272号(発明の名称「Electromagnetic energy distributions for electromagnetically induced cutting」);米国特許第6,744,790号(発明の名称「Device for reduction of thermal lensing」);米国特許第6,669,685号(発明の名称「Tissue remover and method」);米国特許第6,616,451号(発明の名称「Electromagnetic radiation emitting toothbrush and dentifrice system」);米国特許第6,616,447号(発明の名称「Device for dental care and whitening」);米国特許第6,610,053号(発明の名称「Methods of using atomized particles for electromagnetically induced cutting」);米国特許第6,567,582号(発明の名称「Fiber tip fluid output device」);米国特許第6,561,803号(発明の名称「Fluid conditioning system」);米国特許第6,544,256号(発明の名称「Electromagnetically induced cutting with atomized fluid particles for dermatological applications」);米国特許第6,533,775号(発明の名称「Light−activated hair treatment and removal device」);米国特許第6,389,193号(発明の名称「Rotating handpiece」);米国特許第6,350,123号(発明の名称「Fluid conditioning system」);米国特許第6,288,499号(発明の名称「Electromagnetic energy distributions for electromagnetically induced mechanical cutting」);米国特許第6,254,597号(発明の名称「Tissue remover and method」);米国特許第6,231,567号(発明の名称「Material remover and method」);米国特許第6,086,367号(発明の名称「Dental and medical procedures employing laser radiation」);米国特許第5,968,037号(発明の名称「User programmable combination of atomized particles for electromagnetically induced cutting」);米国特許第5,785,521号(発明の名称「Fluid conditioning system」);および、特許文献11(発明の名称「Atomized fluid particles for electromagnetically induced cutting」)を含む。

同様に、上記の開示および参照されたアイテム、そして参照されたページに記述されたものは、下記公開された出願およびその中で参照されたアイテムの全てまたは一部において、対応または関係する構造および方法の全てまたは一部について、使用可能なように、または、使用可能に修正可能となることを意図している。前記公開された出願は、以下の通りである。米国特許公報第20090035717号(発明の名称「Electromagnetic radiation emitting toothbrush and transparent dentifrice system」);米国特許公報第20090031515号(発明の名称「Transparent dentifrice for use with electromagnetic radiation emitting toothbrush system」);米国特許公報第20080276192号(発明の名称「Method and apparatus for controlling an electromagnetic energy output system」);米国特許公報第20080240172号(発明の名称「Radiation emitting apparatus with spatially controllable output energy distributions」);米国特許公報第20080221558号(発明の名称「Multiple fiber−type tissue treatment device and related method」);米国特許公報第20080212624号(発明の名称「Dual pulse−width medical laser」);米国特許公報第20080157690号(発明の名称「Electromagnetic energy distributions for electromagnetically induced mechanical cutting」);米国特許公報第20080151953号(発明の名称「Electromagnet energy distributions for electromagnetically induced mechanical cutting」);米国特許公報第20080125676号(発明の名称「Methods for treating hyperopia and presbyopia via laser tunneling」);米国特許公報第20080097418号(発明の名称「Methods for treating eye conditions」);米国特許公報第20080097417号(発明の名称「Methods for treating eye conditions」);米国特許公報第20080097416号(発明の名称「Methods for treating eye conditions」);米国特許公報第20080070185号(発明の名称「Caries detection using timing differentials between excitation and return pulses」);米国特許公報第20080065057号(発明の名称「High−efficiency, side−pumped diode laser system」);米国特許公報第20080065055号(発明の名称「Methods for treating eye conditions」);米国特許公報第20080065054号(発明の名称「Methods for treating hyperopia and presbyopia via laser tunneling」);米国特許公報第20080065053号(発明の名称「Methods for treating eye conditions」);米国特許公報第20080033411号(発明の名称「High efficiency electromagnetic laser energy cutting device」);米国特許公報第20080033409号(発明の名称「Methods for treating eye conditions」);米国特許公報第20080033407号(発明の名称「Methods for treating eye conditions」);米国特許公報第20080025675号(発明の名称「Fiber tip detector apparatus and related methods」);米国特許公報第20080025672号(発明の名称「Contra−angle rotating handpiece having tactile−feedback tip ferrule」);米国特許公報第20080025671号(発明の名称「Contra−angle rotating handpiece having tactile−feedback tip ferrule」);米国特許公報第20070298369号(発明の名称「Electromagnetic radiation emitting toothbrush and dentifrice system」);米国特許公報第20070263975号(発明の名称「Modified−output fiber optic tips」);米国特許公報第20070258693号(発明の名称「Fiber detector apparatus and related methods」);米国特許公報第20070208404号(発明の名称「Tissue treatment device and method」);米国特許公報第20070208328号(発明の名称「Contra−angel rotating handpiece having tactile−feedback tip ferrule」);米国特許公報第20070190482号(発明の名称「Fluid conditioning system」);米国特許公報第20070184402号(発明の名称「Caries detection using real−time imaging and multiple excitation frequencies」);米国特許公報第20070104419号(発明の名称「Fiber tip fluid output device」);米国特許公報第20070060917号(発明の名称「High−efficiency, side−pumped diode laser system」);米国特許公報第20070059660号(発明の名称「Device for dental care and whitening」);米国特許公報第20070054236号(発明の名称「Device for dental care and whitening」);米国特許公報第20070054235号(発明の名称「Device for dental care and whitening」);米国特許公報第20070054233号(発明の名称「Device for dental care and whitening」);米国特許公報第20070042315号(発明の名称「Visual feedback implements for electromagnetic energy output devices」);米国特許公報第20070014517号(発明の名称「Electromagnetic energy emitting device with increased spot size」);米国特許公報第20070014322号(発明の名称「Electromagnetic energy distributions for electromagnetically induced mechanical cutting」);米国特許公報第20070009856号(発明の名称「Device having activated textured surfaces for treating oral tissue」);米国特許公報第20070003604号(発明の名称「Tissue coverings bearing customized tissue images」);米国特許公報第20060281042号(発明の名称「Electromagnetic radiation emitting toothbrush and dentifrice system」);米国特許公報第20060275016号(発明の名称「Contra−angle rotating handpiece having tactile−feedback tip ferrule」);米国特許公報第20060241574号(発明の名称「Electromagnetic energy distributions for electromagnetically induced disruptive cutting」);米国特許公報第20060240381号(発明の名称「Fluid conditioning system」);米国特許公報第20060210228号(発明の名称「Fiber detector apparatus and related methods」);米国特許公報第20060204203号(発明の名称「Radiation emitting apparatus with spatially controllable output energy distributions」);米国特許公報第20060142743号(発明の名称「Medical laser having controlled−temperature and sterilized fluid output」);米国特許公報第20060099548号(発明の名称「Caries detection using timing differentials between excitation and return pulses」);米国特許公報第20060043903号(発明の名称「Electromagnetic energy distributions for electromagnetically induced mechanical cutting」);米国特許公報第20050283143号(発明の名称「Tissue remover and method」);米国特許公報第20050281887号(発明の名称「Fluid conditioning system」);米国特許公報第20050281530号(発明の名称「Modified−output fiber optic tips」);米国特許公報第20040106082号(発明の名称「Device for dental care and whitening」);米国特許公報第20040092925号(発明の名称「Methods of using atomized particles for electromagnetically induced cutting」);米国特許公報第20040091834号(発明の名称「Electromagnetic radiation emitting toothbrush and dentifrice system」);米国特許公報第20040068256号(発明の名称「Tissue remover and method」);米国特許公報第20030228094号(発明の名称「Fiber tip fluid output device」);米国特許公報第20020149324号(発明の名称「Electromagnetic energy distributions for electromagnetically induced mechanical cutting」) 、および、米国特許公報第20020014855号(発明の名称「Electromagnetic energy distributions for electromagnetically induced mechanical cutting」)。

材料の先端に関して、本発明の特徴は、厚すぎず、薄すぎもしない流体粒子の境界層を維持することでありえる。流体粒子の分布に入れられる(例えば、および/または、処理エネルギーを置く)とともに、さらに、標的表面に近接して(例えば、2−3mm)置かれる光ファイバーの先端(例えば、材料の先端および/または放出端部)は、入射処理(例えば、凝縮した電磁)エネルギーと標的表面の間の流体粒子の薄層を形成する。他の距離は、例えば、選択されたレーザーの強度および波長、選択された流体(もしあれば)、および、霧状の流体粒子(もしあれば)の選択された分布に依存して、本発明の範囲内で可能である。電磁的に誘導された切断機は、レーザー、マイクロプロセッサー、および、ユーザーインターフェースを含むことができる。電磁的に誘導された切断機は、1つ以上の噴霧ノズルに空気および/または水を供給するために、空気源および/または水源を含むことができる。実施形態に従って、1つ以上の材料の先端(例えば、接触アーム)が用いられ、1つ以上の接触アームが標的表面から電磁エネルギー源を間隔を置いて配する機能を提供する限り、基本的に任意の形状を取ってもよい。例えば、1つの実施形態において、1つ以上の接触アームは、標的から電磁エネルギー源を間隔を置いて配する機能を依然として提供する一方で、実際の標的に加えて患者の別の部分、または、標的の周辺部などの別の表面に接触するように構築されてもよい。他の修正された実施形態では、わずか1つのアームに加えて、組織に接触する1つ以上の追加のアームが与えられる。例えば、組織に接触する3つ以上のアームは、例えば、約120度、240度、および、360度に配置されてもよい。別の実施形態では、組織に接触するアームは、半球形状のエンクロージャなどの少なくとも部分的なエンクロージャの一部であり、かつ、該部分的なエンクロージャを形成する。さらに別の実施形態では、組織に接触するアームは、少なくとも部分的な円筒形状の、長方形の、または、他のエンクロージャを形成する。したがって、エンクロージャの接触面(すなわち、標的表面に接触する面)は、標的表面(1本以上の接触させる脚に対応する)に触れるための1以上の点を含むか、または、標的表面に触れるための丸形の、楕円形の、長方形の、または、他の連続的あるいは非連続的な周辺部を含んでもよい。

例えば、接触アームは、上下逆さまのスプーンなどのような卵形の半球のエンクロージャを形成し、卵形の半球のエンクロージャの接触面は標的表面に触れるために卵形の形状または縁部を形成する。したがって、使用時、標的表面上の卵形形状は卵形の半球の構造によって囲まれることになる。本明細書で使用されるように、用語「半球の」とは、球の半分を定義するように意図されるわけではなく、むしろ、標的表面に接触するための開口部によって任意の閉曲面を定義するよう意図される。したがって、半球構造が標的表面に接触するために長方形の縁部を形成する実施形態において、エンクロージャは、長方形の縁部に移行する球体の半分、または、長方形の縁部を備えた開口の立方体のエンクロージャなどといった様々な球状を有していてもよい。組織に接触するアームの遠位端部は、好ましくは表面が丸くまたは滑らかにされることによって、組織に接触するアームが患者の組織、組織、結晶またはガラスなどの標的表面上で滑らかに動くことが可能である。1つの修正された実施形態では、遠位端部の少なくとも1つはボールローラーを含む。

水分出力部(moisture output)は、電磁エネルギーの経路に、湿った空気および/または水または霧状の空気/水のミスト/噴霧を向かわせることができる。水分出力部からの水は、組織に接触するアームが標的上を滑らかに動くことを可能にするのに役立つことができる。1つの実施形態において、水または別の流体、または、潤滑特性を有する水に対する添加剤は、水分出力部から放出されてもよい。例えば、軟水は水分出力部から放出されてもよい。水分出力部は、霧状の流体粒子を、標的表面上の、または、標的表面の電磁エネルギーの経路に出力するためのアトマイザー(atomizer)を含むことができる。吸引部は、過剰な湿った空気および/または霧状の流体粒子を取り除くことができる。吸引部は、流体流路が、水分出力部(90)から、相互作用領域を通って、かつ、吸引部を通って外に出るのを促進するために配置可能である。

本明細書の組織に接触するアームのいずれかは、ステンレス鋼またはプラスチックから作られてもよく、組織に接触するアームの一部またはすべては、透明なプラスチックのような透過性材料から作られもよい。

組織に接触するアームは、チューブ形状、円筒形状、または先細り形状であり、臨床的に機能的な動作:流体の送達または吸引、切断製品の吸引または真空吸引によって操作部位への取り付けのために中央開口部を利用する。

組織に接触するアームの少なくとも1つは、近位端部、遠位端部、および、その間で伸張する吸引通路を含むことができる。各々の吸引通路は、標的表面から、余分な流体と砕片を運ぶために構築することができる。この端部を促進するために、遠位端部の丸い面(例えば、ボールローラー)の1つ以上は、標的表面のより近くに吸収通路の開口部を置くために、より小さなまたはより丸い外形を有するように構成されてもよい。1つの実施形態では、吸引通路の開口部は、遠位端部の丸い面またはボールローラー内に置かれてもよい。各々の吸引通路は、例えば、放出された水の粒子を取り除き、吸引通路を通って、かつ、ハンドピースから水の粒子を近位に運ぶことができる。送気管および送水管は、軟水または別の流体、あるいは、潤滑特性を有する水への添加剤を出力するように構成されてもよい。1つ以上のアトマイザー、霧発生器、または、湿った空気の出力部(流体出力部)が、組織に接触するアーム(212)内に配され、該アームにつなげられ、該アームの間で嵌合されてもよい。

前記公開された出願の全ての内容は、全体として引用することによって本明細書に組み入れられる。本明細書の開示は、特定の図示された実施形態を参照するが、当然のことながら、これらの実施形態は限定するものではなく一例として示されている。例えば、任意の放射線出力部(例えば、レーザー)、任意の流体出力部(例えば、水出力部)、および、任意の品質改良剤、粒子、薬剤など、および、それらの詳細または特徴、あるいは、方法、工程および技術を含む他の特徴は、全体的にまたは部分的に、任意の順列組み合わせで、本発明の任意の非均等な別々の取り替えできない態様として、本明細書に記載または引用された任意の他の構造または工程とともに用いられる。全体的にまたは部分的に、本開示によって本発明の任意の部分(i)によって動作可能であり、および/または、構築され、(ii)該部分によって動作可能となるようにおよび/または構築されるように当業者により修正され、ならびに/あるいは、(iii)該部分によってまたは該部分と組み合わせて実施/製造/使用される、文脈、この明細書、および、当業者の知識(それらの修正形態を含む)から明白なような相互に矛盾しない程度まで本明細書の一部として特に熟慮、開示、および、主張された対応するまたは関連する構造および方法は、任意の順列および/または組み合わせで、(I)上記開示または参照された構造物と方法、および/または、(II)以下の特許請求の範囲およびその一部のいずれか1以上の主題を含む。この開示を添付する意図は、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される本発明の精神と範囲内にあるように、相互に排他的ではない程度まで、実施形態の全ての修正、変形、組み合わせ、順序、省略、置換、代替、および、均等物を含めるために、当業者の知識に従って構築されたこのような実施形態を有することである。