스폿 크기가 증가된 전자기 에너지 방출장치

스폿 크기가 증가된 전자기 에너지 방출장치 {ELECTROMAGNETIC ENERGY EMITTING DEVICE WITH INCREASED SPOT SIZE}

본 발명은 전체적으로 전자기 에너지 방출장치에 관한 것이며, 더 구체적으로는, 의료용 레이저에 관한 것이다.

오늘날 다양한 전자기 에너지 생성 장치 구조가 존재한다. 예컨대, 고상 레이저 시스템은 일반적으로 간섭광을 방출하기 위한 레이저 로드와 레이저 로드가 간섭광을 방출하도록 자극하기 위한 발광원을 포함한다. 레이저 비임이라고도 하는 간섭광은 섬유 광도파관을 통해 표적면으로 전달된다. 레이저 비임이 의도된 기능을 수행하기에 적절한 특성을 보유하도록 하기 위해서는 각별한 주의가 요구된다. 예컨대 치아 조직을 절단 또는 제거함에 있어 사용되는 레이저 비임의 특성은 연질 조직 내에서 혈액을 응고시키기 위해 사용되는 레이저 비임의 특성과는 다를 수 있다. 레이저 비임은 감응도 또는 출력 밀도에 의해 설명될 수 있는데, 이는 다시 예컨대 평방미터당 와트(W/㎡), 평방센치미터당 밀리와트(㎽/㎠) 등의 단위로 측정될 수 있다. 일반적인 실무에서는 수행하고자 하는 시술에 따라 감응도나 출력 밀도 수준에 바람직한 값을 결정한다.

예컨대 치과 용도에 의료용 레이저 장치를 사용할 경우 환자의 편안함이 중 요한 고려사항일 수 있다. 환자의 편안함을 결정짖는 일 면은 치과 시술을 수행하는데 필요한 시간일 수 있다. 일반적으로, 시술 시간이 짧은 것이 장기간의 시술 시간보다 바람직할 것이다. 여러 경우에 시술 시간은 레이저 비임의 감응도나 출력 밀도 수준을 증가시킴으로써 단축될 수 있다. 예컨대 감응도나 출력 밀도는 레이저 비임의 출력을 증가시킴으로써 증가될 수 있다. 그러나 출력 증가는 환자의 편안함을 저하시키는 불쾌한 냄새를 일으킬 수 있다. 또한 감응도나 출력 밀도 수준을 높이면 시술에 관련된 온도가 높아질 수 있으며, 높은 온도는 환자의 고통을 증가시키고 시술 결과의 품질을 저하시키는 결과를 가져올 수 있다.

따라서 기술분야에서는 레이저 비임의 감응도나 출력 밀도를 증가시키지 않고도 처리 영역으로 전달되는 레이저 출력을 증가시킬 것이 요구된다.

본 발명은 이런 요구를 해결하고자 고안된 것으로서 전자기 에너지에 의해 표적(예컨대, 치아) 상에 조사되는 영역인 대상 영역의 크기(예컨대, 스폿 크기)를 증가시키는 방법을 제공한다. 본 명세서에 개시된 방법의 일 실시예는 기준 전자기 에너지 방출 장치가 기준 출력 밀도를 갖는 처리 전자기 에너지로 기준 영역을 조사할 수 있도록 표적에 기준 영역을 제공하는 단계를 포함한다. 처리 전자기 에너지는, 예컨대 치아의 충치를 포함할 수 있는 기준 영역을 처리(예컨대, 절제)하기에 적절한 파장을 가질 수 있다. 기준이 설정된 상태에서, 본 실시예는 기준 출력 밀도를 갖는 처리 전자기 에너지로 기준 영역을 조사할 수 있는 복수의 전자기 에너지 방출장치를 추가로 제공한다. 복수의 전자기 에너지 방출장치에 의해 방출된 처리 전자기 에너지들은 표적으로 안내되는 병합된 전자기 에너지를 생성하도록 병합된다. 도시된 실시예에 따르면, 대상 영역은 기준 영역보다 크며 기준 출력 밀도와 사실상 동일한 출력 밀도를 갖는 병합된 전자기 에너지에 의해 조사된다.

또한 본 발명은 전자기 에너지에 의해 조사된 표적 상에서 대상 영역의 크기를 증가시키기 위한 장치를 개시한다. 장치의 일 실시예는 기준 출력 밀도를 갖는 처리 전자기 에너지로 기준 영역을 조사할 수 있는 복수의 전자기 에너지 방출장치와 복수의 전자기 에너지 방출장치에 의해 방출되는 처리 전자기 에너지들을 병합함으로써 병합된 전자기 에너지를 생성할 수 있는 병합장치를 포함한다. 본 발명의 다른 실시예는 기준 출력 밀도로 표적 상의 기준 영역을 조사하는 처리 레이저 비임을 생성할 수 있는 복수의 레이저를 포함하는 의료용 레이저 장치를 포함한다. 처리 레이저 비임은 예컨대 치아의 충치를 포함할 수 있는 기준 영역을 처리(예컨대, 절제)하기에 적절한 파장을 가질 수 있다. 실시예는 복수의 레이저에 의해 생성된 처리 레이저 비임들은 병합하여 적어도 하나의 병합 레이저 비임을 생성할 수 있는 병합장치를 추가로 포함한다.

본 발명의 임의의 특징이나 특징의 조합은 본 발명의 범위에 속하며, 다만 임의의 이런 조합에 포함된 이들 특징은 문맥, 본 명세서 및 기술분야의 당업자가 갖는 지식으로 보아 자명하도록 상호 불일치하지 않아야 한다. 본 명세서에 설명된 본 발명의 소정 태양들, 장점들 및 신규 특징들은 본 발명을 요약하기 위한 것으로 제시된 것이다. 물론, 이런 태양들, 장점들 또는 특징들이 모두 본 발명의 임의의 특정 실시예로 구현되지는 않는다. 본 발명의 또다른 장점과 태양은 다음의 상세한 설명과 첨부하는 특허청구범위에서 명백히 나타나 있다.

도1은 종래의 전자기 에너지 방출장치를 도시한 상자도이다.

도2는 본 발명에 따른 스폿 크기가 증가된 전자기 에너지 방출장치의 일 실시예를 도시한 개략도이다.

도3은 본 발명의 변경 실시예를 도시한 개략도이다.

도4는 다섯 개의 전자기 에너지원의 처리 에너지 출력을 병합하는 본 발명의 일 실시예를 도시한 개략도이다.

도5a는 병합장치의 두 가지 가능한 구성 요소를 예시한 개략도이다.

도5b는 네 개의 전자기 에너지원의 출력을 병합할 수 있는 일 실시예를 도시한 도면이다.

도5c는 증가된 스폿 크기를 얻기 위해 탈초점 광학계의 사용을 예시하는 도5b의 실시예의 부분 개략도이다.

도6은 본 발명에 따른 대상 영역의 크기를 증가시키는 방법이 일 실시예를 도시한 흐름도이다.

도7은 처리 사이트에 전자기 에너지를 전송할 수 있는 본 발명의 일 예에 따른 전달 시스템을 도시한 개략도이다.

도8은 본 발명의 일 예에 따른 커넥터를 도시한 상세도이다.

도9는 레이저 기부 유닛에 연결될 수 있고 도8에 도시된 커넥터를 수용할 수 있는 모듈의 일 실시예를 도시한 사시도이다.

도10은 도9에 도시된 모듈의 실시예를 도시한 정면도이다.

도11은 도10에 도시된 모듈을 도10의 라인 11-11'를 따라 취한 단면도이다.

도12는 도10에 도시된 모듈을 도10의 라인 12-12'를 따라 취한 다른 단면도이다.

도13은 도7에 도시된 도관의 일 실시예를 도시한 개략도이다.

도14는 본 발명의 일 예에 따른 핸드피스 팁을 도시한 부분 절개도이다.

도14a는 분무 공기와 분무수에 대한 혼합 챔버를 도시한 도14의 핸드피스 팁을 도시한 상세도이다.

도15는 도13의 근위 부재를 도13의 선 15-15'를 따라 취한 단면도이다.

도16은 도14의 라인 16-16'을 따라 취한 핸드피스 팁의 단면도이다.

도17은 도14의 라인 16-16'을 따라 취한 핸드피스 팁의 다른 실시예를 도시한 단면도이다.

도18은 도14의 라인 18-18'을 따라 취한 레이저 핸드피스 팁의 일 실시예의 실행예를 도시한 단면도이다.

이하, 첨부 도면에 예시된 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 도면과 설명에는 동일 또는 유사한 부분을 지칭하기 위해 가능한 동일하거나 유사한 도면부호를 사용한다. 도면은 단순화된 형태이며 정확한 치수로 도시된 것이 아니다. 본 명세서에서는 설명의 편의와 명확성을 위해 상부, 바닥, 좌, 우, 상향, 하향, 너머, 위, 아래, 밑, 후방 및 전방과 같은 방향성 용어들이 첨부 도면에 대해 사용된다. 이런 방향성 용어들은 여하한 방식으로도 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 않된다.

비록 본 명세서는 소정의 실시예를 개시되어 있지만, 이들 실시예는 제한적 의미가 아닌 예시를 위해 제시된 것으로 이해되어야 한다. 아래 발명의 상세한 설명이 갖는 목적은 비록 바람직한 실시예를 다루지만 특허청구범위에 의해 한정되는 본 발명의 정신과 범위에 속할 수 있다면 이들 실시예의 모든 변경, 개조 및 균등 실시예를 포괄한다고 이해되어야 한다. 본 명세서에서 설명되는 공정 단계 및 구조들은 전자기 에너지 생성 장치의 제조와 작용을 위한 완전한 공정 흐름을 포괄하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명은 기술분야에서 종래에 사용되는 다양한 레이저 장치 제작 및 작업 방법과 함께 실시될 수 있으며, 본 발명의 이해를 제공하는데 필요한 만큼의 공통적으로 실시된 공정 단계가 포함된다. 본 발명은 일반적으로 전자기 에너지 발생 장치 및 방법 분야에 적용될 수 있다. 그러나, 아래의 상세한 설명은 예시적인 목적을 위해 의료용 레이저 장치와 의료용 레이저의 스폿 크기를 증가시키는 방법에 관한 것이다.

본 발명은 레이저와 같이 조직을 처리하기 위한 전자기 에너지 방출장치에 관한 것이다. 본 발명과 연계하여 또는 조합되어 사용될 수 있는 특별한 전자기 에너지 방출장치는 예컨대 물에 의해 비교적 고도로 흡수되는 파장을 갖고 상대적으로 높은 출력을 내는 에르븀형 레이저 및 그 밖의 레이저와 같은 예컨대 조직-절제 의료용 레이저를 포함한다. 레이저 구성(예컨대, 유체 성분을 포함하는 구성과 용도)과 방법의 예들이 본 명세서에 원용된 2006년 1월 10일 출원된 발명의 명칭이 유체 조절 시스템(FUILD CONDITIONING SYSTEM)(일람번호 BI9914P)인 미국특허 출원 제11/330,338호, 2005년 1월 10일 출원된 발명의 명칭이 전자기 유도 분리 절단용 전자기 에너지 분포(ELECTROMAGNETIC ENERGY DISTRIBUTIONS FOR ELECTROMAGNETICALLY INDUCED DISRUPTIVE CUTTING)(일람번호 BI9842P)인 미국특허 출원 제11/033,032호, 2005년 8월 12일 출원된 발명의 명칭이 레이저 핸드피스 아키텍쳐 및 방법(LASER HANDPIECE ARCHITECTURE AND METHODS)(일람번호 BI9806P)인 미국특허 출원 제11/203,677호 및 2005년 8월 12일 출원된 발명의 명칭이 설정치를 갖는 이중 펄스-폭 의료용 레이저(DUAL PULSE-WIDTH MEDICAL LASER WITH PRESETS)(일람번호 BI9808P)인 미국특허 출원 제11/203,400호에 개시되어 있다.

보다 구체적으로 도면을 참조하면, 도1은 예컨대 의료용 레이저 장치일 수 있는 종래의 전자기 에너지 방출장치의 상자도가다. 도시된 실시예는 예컨대 의료용 레이저일 수 있는 전자기 에너지원(100)을 포함한다. 전자기 에너지원(100)은 기준 단면적을 갖고 예컨대 표적면인 표적으로 전자기 에너지를 안내할 수 있는 도파관(105)에 결합되는 기준 출력 수준의 전자기 에너지를 생성할 수 있다. 예컨대, 레이저 비임(110)은 도파관(105)의 출력부로부처 방출되어 표적면 상의 스폿(115)으로 안내될 수 있으며, 스폿(115)은 기준 직경(120)에 관련된 기준 영역을 갖는다. 스폿(115)은 표적면 상에서 전자기 에너지에 의해 조사되는 대상 영역을 나타낼 수 있다. 전자기 에너지는 예컨대 평방센치미터당 밀리와트(㎽/㎠) 단위로 측정된 기준 감응도 또는 출력 밀도로 표적면 상의 대상 영역을 조사할 수 있다. 도1에 도시된 종래의 구성을 종래 구성 전자기 에너지 방출장치라 할 수 있으며, 이때 "종래 구성"이란 용어는 본 발명에 따라 구성되지 않거나 예컨대 병합 출력 시스템의 일부로서 구성되지 않은 것을 의미한다. 이와 같이, 종래 기술 구성은 본 발명이 비교될 수 있는 기준을 제공한다. 즉, 도1에 도시된 종래 구성은 전자기 에너지원에 대한 기준 출력 수준과, 도파관에 대한 기준 단면적과, 표적면 상에 기준 영역을 갖는 스폿을 조사하는 전자기 에너지에 대한 기준 감응도 또는 출력 밀도를 제공한다. 기준 감응도 또는 출력 밀도는 복수의 전자기 에너지 방출장치로부터 에너지를 동시에 수용하기 위해 증가된 직경을 갖지 않고 어떤 다른 전자기 에너지 방출장치로부터도 동시에 처리(예컨대, 절제) 에너지를 동시에 수반하지 않는 단일 도파관 내로 처리(예컨대, 절제) 에너지를 유사한 시술을 위해 출력하는 단일 전자기 에너지 방출장치의 기준 감응도나 출력 밀도에 대응할 수 있다. 특별한 경우에, 도파관의 직경은 차단시 또는 비병합 모드의 작업으로 시술을 실행하는 전자기 에너지 방출장치들 중 하나로부터 각각 기준 도파관 내에서 또는 그 출력부에서 측정된 시술에 사용되는 기준 감응도 또는 출력 밀도에 대응하거나 동일할 수 있는 감응도 또는 출력 밀도를 도파관 내에 또는 그 출력부에서 제공하도록 선택될 수 있다.

본 명세서에서, 종래 또는 비병합식 모드의 작업이라 함은, 전자기 에너지 방출장치로부터의 처리 출력이 예컨대 전자기 에너지 방출장치로부터의 처리 에너지 출력을 수용하는 많은 도파관이 전자기 에너지 방출장치의 수와 동일한 실시예와 같이 동시에 병합되지 않거나 서로 결합되지 않으며, 동일 파장으로 되어 있지 않으며, 그리고/또는 예컨대 동일한 처리 기능(예컨대, 응고 기능을 위한 것과 절 제 기능을 위한 것)으로 되어 있지 않은 전자기 에너지 방출장치의 사용에 대응한다.

본 발명의 일 태양에 따르면, 복수의 전자기 에너지 방출장치로부터의 처리-에너지 출력은 하나의 도파관(예컨대, 하나의 섬유 광학계 및/또는 출력 팁) 또는 전자기 에너지 방출장치의 수에 비해 상대적으로 작은 수의 도파관 내로 결합되거나 병합될 수 있다. 예컨대, 본 발명에 따른 병합 출력 시스템은 단일 도파관 내로 병합되는 두 개의 전자기 에너지 방출장치(예컨대, 동일한 레이저와 같이 동일한 전자기 에너지 방출장치)에서 나온 처리-에너지 출력을 포함할 수 있다. 본 명세서에서, 예컨대 처리 에너지, 처리 전자기 에너지, 처리 비임 또는 처리 출력이라는 내용으로 사용되는 것에서 처리라는 용어는 표적 상에 수행될 (예컨대, 모두 절제를 위한 기능이거나 모두 응고를 위한 기능인) 기능 또는 파장이 모두 사실상 동일한 에너지, 비임 또는 출력을 의미한다.

도2의 개략도는 예컨대 본 발명에 따라 증가된 스폿 크기를 갖는 전자기 에너지 방출장치의 일 실시예를 도시한다. 도시된 실시예는 각각 도면부호 140 및 145로 지시되는 제1 및 제2 전자기 에너지원을 포함하며, 이들 전자기 에너지원은 예컨대 의료용 레이저일 수 있다. 제1 전자기 에너지원(140)은 기준 출력 수준의 처리 전자기 에너지(예컨대, 조직 절제 레이저 비임)을 생성하고 도시된 실시예에서 도1의 도파관(105)과 관련하여 상술한 기준 단면적과 동일한 단면적을 가질 수 있는 제1 도파관(150)으로 결합된다. 마찬가지로, 제2 전자기 에너지원(145)은 기준 출력 수준의 처리 전자기 에너지를 생성하고 마찬가지로 기준 단면적과 동일한 단면적을 가질 수 있는 제2 도파관(155)으로 결합된다. 제1 및 제2 전자기 에너지는 예컨대 경질 조직(예컨대, 치아)이나 연질 조직(예컨대, 잇몸)을 포함할 수 있는 기준 영역을 (예컨대, 단지 조사만하는 것과 달리 절제하기 위해) 처리하기에 적절한 파장/파장들을 가질 수 있다.

제1 도파관(150)과 제2 도파관(155)은 도2에서 점선 상자에 기호식으로 도시된 병합장치(160)에서 병합된다. 제1 도파관(150)과 제2 도파관(155)을 통해 병합장치(160)로 진입한 처리 전자기 에너지는 제3 도파관(165)을 통해 병합장치(160)에서 나오며, 이때 제3 도파관(165)은 기준 단면적보다 사실상 큰 단면적(예컨대, 기준 단면적의 두 배와 같이 1.1배 이상 큰 단면적)을 갖는다. 병합된 전자기 에너지(170)의 비임은 제3 도파관을 나와서, 예컨대 표적면인 표적 상의 대상 영역을 포함하는 스폿(175)을 조사한다. 스폿(175)은 기준 직경(120)(도1)보다 큰 직경(180)을 가질 수 있다. 바람직한 실시예에 따르면, 직경(180)은 기준 직경보다 약 1.414배 크다.

본 발명의 변경 실시예가 도3의 상자도에 도시되어 있다. 도시된 실시예는 기준 출력 수준의 처리 전자기 에너지를 방출하는 제1 및 제2 전자기 에너지원(200, 205)을 포함하며, 처리 전자기 에너지는 각각의 도파관(220, 225) 내로 결합된다. 도파관(220, 225)은 유연할 수 있으며, 각각의 도파관은 예컨대 표적면인 표적으로 처리 전자기 에너지를 안내할 수 있다. 도3에 도시된 예에서, 제1 도파관(220)은 표적면 상으로 처리 전자기 에너지(230)를 안내한다. 마찬가지로, 제2 도파관(225)은 동일한 표적면 상으로 처리 전자기 에너지(235)를 안내한다. 이로 써 처리 전자기 에너지(230, 235)는 표적면에 병합된 전자기 에너지를 형성한다. 병합된 전자기 에너지는 스폿(240), 즉 대상 영역을 조사하며, 대상 영역은 기준 영역보다 사실상 클 수 있다(예컨대, 1.1배 내지 두 배). 병합된 전자기 에너지의 출력이 기준 출력의 약 두 배이고 기준 영역의 약 두 배에 걸쳐 분포됨을 고려하면, 병합된 전자기 에너지의 감응도나 출력 밀도는 기준 감응도나 출력 밀도와 사실상 동일할 수 있다.

기술분야의 당업자라면 위에서 제시된 예로부터 본 발명의 다른 실시예들을 도출할 수 있을 것이다. 일반적으로, 전자기 에너지원의 처리 에너지 출력부는 그 수가 여하한 경우에도 기준 출력 밀도와 사실상 동일한 감응도나 출력 밀도를 갖는 전자기 에너지로 기준 영역보다 큰 면적을 갖는 대상 영역, 예컨대 스폿을 조사할 수 있는 병합 출력 전자기 에너지 방출장치를 형성하도록 서로 병합될 수 있다. 예컨대, 도4에 도시된 바와 같은 실시예는 복수(예컨대, 세 개, 네 개, 다섯 개 이상)의 전자기 에너지원을 포함할 수 있다. 도4에 도시된 실시예에서, 다섯 개의 이런 전자기 에너지원(260, 265, 270, 275, 280)은 기준 출력 수준의 처리 전자기 에너지를 생성한다. 생성된 처리 전자기 에너지는 기준 단면적과 동일한 단면적으로 갖는 바람직한 실시예에 따르는 각각의 도파관(285, 290, 295, 300, 305)에 결합된다. 도파관(285, 290, 295, 300, 305)에서 나온 처리 전자기 에너지는 다섯 개의 처리 에너지 입력부 및 두 개의 출력부를 갖는 전자기 에너지 병합 장치(310)에 결합된다.

두 개의 출력부는 기준 단면적보다 큰 단면적을 갖는 제1 및 제2 출력 도파 관(315, 320)에 전자기 에너지(예컨대, 처리 전자기 에너지)를 결합시킨다. 예컨대, 제1 및 제2 출력 도파관(315, 320)은 기준 단면적과 동일하거나 약 5/2까지의 단면적을 가질 수 있다. 도3의 논의에서 설명된 것과 유사한 방식으로, 제1 및 제2 출력 도파관(315, 320)은 전자기 에너지 병합장치(310)에서 방출된 전자기 에너지(예컨대, 처리 에너지)의 일부를 표적으로 안내할 수 있다. 즉, 제1 출력 도파관(315)은 전자기 에너지의 제1 비임(325)을 표적으로 안내하고 제2 출력 도파관(320)은 전자기 에너지의 제2 비임(330)을 표적으로 안내할 수 있다. 이런 구조는 다섯 개의 전자기 에너지원(260, 265, 270, 275, 280)에서 나온 처리 전자기 에너지를 표적의 스폿(335)에 병합하는 효과를 갖는다. 일부 실시예에서, 병합은 표적면 상에 또는 표적 내에 이루어질 수 있다. 대상 영역이라고도 하는 스폿(335)은 도시된 실시예에서 기준 영역보다 약 다섯 배가 큰 면적을 가질 수 있다.

도4에 도시된 실시예의 개량 형태는 제1 비임(325)과 제2 비임(330)에 대응하는 (예컨대 포함하는) 병합된 전자기 에너지를 표적으로 안내하는 단일 출력 도파관[예컨대, 제1 출력 도파관(315)]을 포함한다. 다른 변경 실시예에서, (예컨대, 병합 출력 시스템을 한정하는 그리고/또는 향상된 감응도 또는 출력 밀도를 형성하는) 전자기 에너지 방출장치로부터의 출력은 도파관 및/또는 전자기 에너지 병합장치(310)를 사용하지 않고도 렌즈 및/또는 반사면과 같은 광학계를 사용하여 표적에 또는 표적 내에 서로 결합되거나 병합된다. 다른 변경 실시예의 (예컨대, 병합 출력 시스템을 한정하는 그리고/또는 향상된 감응도 또는 출력 밀도를 형성하는) 전자기 에너지 방출장치로부터의 출력은 도파관 및/또는 전자기 에너지 병합장 치(310)를 사용하지 않고도 렌즈 및/또는 반사면과 같은 광학계를 사용하여 서로 결합되거나 병합된 후, [예컨대, 도파관을 사용하지 않고도 렌즈 및/또는 반사면과 같은 광학계를 사용하여] 표적으로 전송되어 안내된다.

도5a는 본 예에서 에너지의 두 개의 처리 전자기 에너지 비임을 병합할 수 있는 장치의 두 가지 가능한 구성요소를 도시한다. 도5a에 도시된 실시예는 제1 전자기 에너지원(350) 및 제2 전자기 에너지원(355)을 포함한다. 제1 전자기 에너지원(350)에서의 처리 전자기 에너지는 기준 출력 수준으로 방출되어 기준 단면적을 갖는 제1 도파관(360)으로 안내된다. 마찬가지로, 제2 전자기 에너지원(355)에서의 처리 전자기 에너지는 기준 출력 수준으로 방출되어 기준 단면적을 갖는 제2 도파관(365)으로 안내된다. 제1 도파관(360)의 출력부에 비임을 형성할 수 있는 처리 전자기 에너지(370)는 볼록 렌즈(375)로 안내되는데, 볼록 렌즈는 표적면 상에서 스폿(400)의 일부를 조사할 수 있는 비임(390)으로 처리 전자기 에너지(370)을 재안내하는 역할을 할 수 있다. 동시에, 제1 도파관(365)의 출력부에 비임을 형성할 수 있는 처리 전자기 에너지(380)는 예컨대 거울(385)과 같은 반사면으로 안내되는데, 반사면은 마찬가지로 표적면 상에서 스폿(400)의 일부를 조사할 수 있는 처리 비임(395)으로 처리 전자기 에너지(380)을 재안내하는 역할을 할 수 있다. 이로써 비임(390, 395)은 표적면에서 병합되어 병합된 전자기 에너지를 형성한다. 통상의 예에 따르면, 스폿(400)은 예컨대 기준 영역의 약 두 배의 면적을 가질 수 있으며, 병합된 전자기 에너지의 감응도나 출력 밀도는 기준 출력 밀도와 대략 동일하다.

도5b에는 둘 이상(예컨대, 네 개)의 전자기 에너지원에서 나온 처리 전자기 에너지가 병합되는 본 발명의 다른 실시예가 도시된다. 도시된 실시예는 각각 제1, 제2, 제3 및 제4 도파관(820, 825, 830, 835)의 출력부에서 각각 제1, 제2, 제3 및 제4 비임(840, 845, 850, 855)을 형성하는 각각의 전자기 에너지원(800, 805, 810, 815)을 포함한다. 제1, 제2, 제3 및 제4 도파관(820, 825, 830, 835)은 기준 단면적을 가질 수 있으며, 전자기 에너지원(800, 805, 810, 815)은 기준 감응도(감응도들) 또는 출력 밀도(출력 밀도들)를 갖는 처리 전자기 에너지를 생성할 수 있다. 제1 전자기 에너지원(800)에 의해 생성된 처리 전자기 에너지, 즉 제1 비임(840)은 제1 비임(840)의 적어도 일부를 광학계(885)를 향해 안내하는 전환(예컨대, 반사)면을 갖는 제1 전환(예컨대, 반사)장치(860)로 안내된다. 제1 비임은 각각의 제2, 제3 및 제4 반사장치(865, 870, 875) 중 어느 하나 이상을 통해 안내됨으로써 광학계(885)로 입사하는 처리 전자기 에너지의 병합된 비임(880)의 일부가 형성될 수 있지만, 변경 실시예에서는 이런 반사 장치를 통해 안내되도록 요구되지 않는다. 각각의 제2, 제3 및 제4 전환(반사)장치(865, 870, 875)는 전환장치(860)와 유사하게 구성될 수 있다.

따라서, 예컨대 제1, 제2, 제3 및 제4 전환장치(860, 865, 870, 875)로부터의 하나 이상의 광경로가 중첩되는 실시예에서, 제2, 제3 및 제4 전환장치(865, 870, 875) 중 하나 이상은 도5b에 도시된 바와 같이 하향 안내된 처리 전자기 에너지의 적어도 일부[예컨대, 제1 비임(840)의 반사된 부분]를 광학계(885)를 향해 전송할 수 있도록 구성될 수 있다. 제2 전자기 에너지원(805)에 의해 생성된 처리 전자기 에너지, 즉 제2 비임(845)은 마찬가지로 제2 비임(845)의 적어도 일부를 예컨대 제3 전환 장치(870)와 제4 전환 장치(875)를 통해 광학계(885) 쪽으로 안내함으로써 전자기 에너지의 병합된 비임(880)의 추가적인 부분을 형성하는 반사면을 가질 수 있는 제2 전환 장치(865)로 안내될 수 있다. 마찬가지로, 제3 및 제4 전자기 에너지원(810, 815)에 의해 생성된 처리 전자기 에너지, 즉 제3 및 제4 비임(850, 855)은 제3 및 제4 비임(850, 855)의 적어도 일부를 광학계(885) 쪽으로 안내함으로써 병합된 비임(880)의 추가 부분을 추가로 형성할 수 있는 제3 및 제4 전환 장치(870, 875)로 안내될 수 있다.

도5b에 도시된 광학계(885)는 예컨대 기준 단면적보다 클 수 있는 단면적을 갖는 도파관(890)으로 처리 전자기 에너지의 병합된 비임(880)을 안내할 수 있는 통상의 볼록 렌즈 또는 이에 상당한 구조를 포함할 수 있다. 통상적으로, 병합된 비임(880)은 편평 출력단(895)에서 도파관(890)을 나옴으로써 기준 감응도나 출력 밀도와 동일하거나 사실상 동일한 감응도나 출력 밀도를 갖고 기준 스폿 크기보다 큰 스폿 크기를 표적에 생성한다.

도5c는 도5b에 도시된 실시예와 유사하지만, 광학계(885)에 대응하여 예컨대 기준 단면적을 갖는 도파관(891)으로 병합된 비임(880)을 안내할 수 있는 변경된 광학계(886)를 구비한 실시예의 일부를 도시한다. 새로운 도파관[예컨대, 도파관(891)]을 형성하기 위해 사용되는 재료는 통상적으로 기준 출력보다 높은 출력을 갖는 전자기 에너지의 병합된 비임(880)을 전송할 수 있다. 도시된 실시예에서, 병합된 비임(880)은 여기에서 설명된 바와 같이 표적 상에 증가된 크기의 스폿을 형성하도록 병합된 비임(880)을 확산시킬 수 있는 탈초점 광학계(896)를 통해 도파관(891)에서 나온다.

본 발명에 따르면, 예컨대 병합 출력 시스템을 형성하는 하나 이상의 종래 구성 전자기 에너지 방출장치에 대응하는 감응도나 출력 밀도와 같이 비교적 일정한(예컨대, 불변) 감응도 또는 출력 밀도와 상대적으로 큰 스폿 크기를 갖는 병합 출력 시스템이 마련된다. 통상의 실시예에서, 병합 출력 시스템의 출력의 감응도나 출력 밀도는 병합 출력 시스템을 형성하는 개별 전자기 에너지 방출장치의 처리 전자기 에너지의 하나 이상의 개별 감응도 또는 출력 밀도와 대략적으로 동일하다.

본 발명의 일 태양은 대상 영역이 표적, 예컨대 표적면 상에 있고 전자기 에너지에 의해 조사되는 대상 영역의 크기를 증가시키는 방법을 포함한다. 도6은 단계 410에서 기준 영역이 제공되는 방법의 실시예를 도시한다. 도1에는 기준 영역을 나타낼 수 있는 스폿(115)이 기준 출력 수준의 전자기 에너지를 공급하는 전자기 에너지원(100)에서 나온 전자기 에너지에 의해 조사되는 기준 영역의 일 예가 도시된다. 설명된 예에서, 기준 영역은 이로써 기준 감응도나 출력 밀도를 갖는 전자기 에너지로 조사된다.

도6에 도시된 방법의 실시예는 기준 감응도나 출력 밀도를 갖는 처리 전자기 에너지로 기준 영역을 조사할 수 있는 복수의 전자기 에너지 방출장치를 제공하는 단계 420로 안내된다. 제공 단계의 예는 도2 내지 도5에 속하는 논의에서 상술하였다. 예컨대, 도2, 도3 및 도5에 도시된 실시예에는 두 개의 전자기 에너지 방출장치가 마련되며, 도4에 도시된 실시예에는 다섯 개의 이런 장치가 마련된다. 제 공된 전자기 에너지 방출장치에 의해 방출되는 처리 전자기 에너지는 실시예의 단계 430에서 병합됨으로써 병합된 전자기 에너지를 형성한다.

본 명세서에는 방출된 전자기 에너지를 병합할 수 있는 여러 유형의 장치가 예시된다. 예컨대, 도2는 기준 단면적을 갖는 제1 및 제2 도파관(150, 155)으로 전자기 에너지를 안내하고 전자기 에너지가 기준 단면적보다 큰 단면적을 갖는 제3 도파관(165)을 통해 병합장치에서 나오도록 함으로써 전자기 에너지들이 병합되는 병합장치(160)를 도시한다. 도시된 실시예에서, 큰 단면적은 기준 단면적의 두 배와 같이 예컨대 약 1.1배 이상일 수 있다. 전자기 에너지를 병합하는 방법의 다른 실시예는 도3에 도시된 장치에 따라 실행될 수 있다. 도시된 예에서의 병합은 전자기 에너지원(200, 205)에서 나온 전자기 에너지를 안내하는 표적면에서 발생한다. 도5a에 도시된 실시예는 단계 430의 병합을 실행할 수 있는 다른 장치를 보여준다. 도5a의 실시예에서, 병합은 전자기 에너지(370, 380)의 비임들이 표적면 상의 스폿(400)을 조사하도록 각각 볼록 렌즈(375)와 거울(385)에 의해 재안내된 후 다시 달성되는데, 스폿(400)의 면적은 예컨대 스폿(400)을 조사하는 전자기 에너지(즉, 병합된 전자기 에너지)의 감응도나 출력 밀도가 기준 출력 밀도와 대략적으로 동일할 수 있는 기준 영역의 예컨대 약 두 배일 수 있다. 변경 실시예에서, 볼록 렌즈는 도5a에 도시된 실시예의 거울(385)을 대체할 수 있다. 다른 변경 실시예에서, 거울은 볼록 렌즈(375)를 대체할 수 있다. 전자기 에너지 병합 방법의 다른 조합은 위에서 도4를 참조하여 설명된다.

복수의 전자기 에너지 방출장치로부터의 출력이 동일한 도파관 내로 안내되 는 실시예에서, 도파관의 직경은 그 수(예컨대, 전자기 에너지 방출장치의 수보다 작은 수)가 감소된 도파관 내로 복수의 전자기 에너지 방출장치에서 나온 처리 출력을 결합시키지 않고도 통상적으로 생성될 수 있는 것에 대응하는 감응도나 출력 밀도를 제공하도록 선택될 수 있다. 예컨대, 병합 출력 시스템의 병합 처리 비임을 수반하는 도파관의 직경은 실행되는 시술에 대해 통상적이거나 적절한 기준 감응도나 출력 밀도와 대략 동일한 감응도나 출력 밀도를 제공하도록 선택(예컨대, 증가)될 수 있음으로써, 본 발명의 일 태양에 따른 복수의 전자기 에너지 방출장치 처리 출력은 거의 동일한 감응도나 출력 밀도를 위해 큰 스폿 크기를 제공하도록 병합된다. 소정 시술을 수행하기 위해, 도파관 직경은 (예컨대, 종래의 또는 비병합 모드의 작업에서) 하나의 도파관 내로 처리 에너지를 출력하는 전자기 에너지 방출장치들 중 하나를 사용하여 시술이 실행되는 경우 기술분야의 당업자에 의해 시술의 수행에 적절한 것으로 인식될 수 있는 기준 감응도나 출력 밀도와 대략 동일한 감응도나 출력 밀도를 생성하도록 선택될 수 있다. 다른 태양에 따르면, 소정 시술을 수행하기 위해, 병합 출력 시스템에서 병합된 비임을 수반하기 위한 도파관 직경은 하나의 도파관 내로 처리 에너지를 출력하고 소정 시술 동안 병합 출력 시스템의 일부로서 작동될 때 전자기 에너지 방출장치에 의해 사용되는 것과 동일한 설정으로 작용하는 (병합 출력 시스템의) 전자기 에너지 방출장치들 중 하나에 의해 생성될 수 있는 기준 감응도나 출력 밀도와 대략 동일한 감응도나 출력 밀도를 생성하도록 선택될 수 있다.

도6을 참조하면, 병합된 전자기 에너지는 단계 440에서 예컨대 표적면인 표 적으로 안내된다. 일부 실시예에 따르면, 처리 전자기 에너지의 병합은 도3 내지 도5에 도시된 예에 도시된 바와 같이 표적면에서 발생한다. 다른 경우, 병합장치에서 병합이 이루어짐으로써 병합 에너지가 표적면으로 안내된다. 도2에 도시된 바람직한 병합 장치 실시예에서, 전자기 에너지는 본 명세서에 설명된 도파관 및/또는 병합장치에서 병합된다. 다른 실시예에서, 렌즈 및/또는 반사면을 포함할 수 있는 광학계가 병합을 달성하기 위해 사용될 수 있다. 일부 실시예(도2 참조)는 병합된 전자기 에너지를 표적면으로 안내하기 위해 하나 이상의 도파관을 사용할 수 있으며, 다른 실시예(도5a 참조)는 도파관을 사용하지 않고 병합된 전자기 에너지를 표적면으로 안내할 수 있다.

상대적으로 큰 스폿 크기를 생성하기 위해 본 발명에 따르는 병합 출력 시스템을 사용함으로써 예컨대 단위 시간당 보다 많은 표적(예컨대, 조직)을 쉽게 제거할 수 있게 된다. 바람직한 실시예에서, 병합 출력 시스템은 많은 전자기 에너지 방출장치(예컨대, 레이저 헤드)로부터의 출력을 적어도 부분적으로 결합 및/또는 병합하여 전자기 에너지 방출장치보다 적은 수의 도파관을 포함하는 도파관 시스템을 통해 안내될 수 있는 향상된 감응도나 전력 출력을 생성함으로써 제공된다.

본 발명의 실시예는, 상대적으로 큰 크기의 스폿 크기와, 종래 구성의 전자기 에너지 방출장치의 스폿 크기, 감응도 및/또는 출력 밀도에 대해 사실상 변하지 않는 감응도 또는 출력 밀도를 갖는 병합 출력 시스템을 제공하기 위해, (1) 본 명세서에 설명되어 원용된 종래 구성의 전자기 에너지 방출장치 및/또는 (2) 그 밖의 종래 구성의 전자기 에너지 방출장치의 조합 또는 치환을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

처리 출력, 비임 또는 에너지가 기능 또는 파장에 있어 모두 동일한 것이 아닌 본 발명의 일 변경 태양에서, 그 수가 감소된 도파관 내로 다양한 전자기 에너지 방출장치 출력을 병합하면서 감응도나 출력 밀도를 사실상 불변 상태로 두는 것은 개별 전자기 에너지 방출장치의 특성들의 조합을 표적면 상에서 하나의 동시 효과로 생성하도록 실행될 수 있다. 예컨대, 이런 일 변경 구성은 조직 절단 파장을 갖는 제1 비임과 혈액의 응고를 향상시킬 수 있는 응고 파장을 갖는 제2 비임의 조합을 사용할 수 있다.

다른 변경 태양에서, 복수의 가능 실시예 중 하나에 따르면, 약 2,70 내지 2.80 미크론(예컨대, 약 2.78 미크론) 범위에 속하고 A-파장으로 지칭될 수 있는 파장을 갖는 하나 이상의 에르븀, 크롬, 이트륨, 스칸듐, 갈륨, 가닛(garnet, Er, Cr:YSGG) 고상 레이저가 약 2.69 미크론이고 B-파장으로 지칭될 수 있는 파장을 갖는 예컨대 하나 이상의 크롬, 툴륨, 에르븀, 이트륨, 알루미늄 가닛(CTE:YAG) 고상 레이저와 결합될 수 있다. 다른 변경 실시예에서, 약 2.94 미크론이고 C-파장으로 지칭될 수 있는 파장을 갖는 하나 이상의 에르븀, 이트륨, 알루미늄 가닛(Er:YAG) 고상 레이저가 약 2.69 미크론이고 B-파장으로 지칭될 수 있는 파장을 갖는 예컨대 하나 이상의 크롬, 툴륨, 에르븀, 이트륨, 알루미늄 가닛(CTE:YAG) 고상 레이저와 결합될 수 있다.

전자기 에너지 방출장치가 레이저를 포함하는 실시예에는 복수의 레이저 공동이 마련될 수 있다. 레이저 공동의 수는 예컨대 사용되는 많은 레이저에 대응한 다. 본 명세서에 설명되거나 원용된 전자기 에너지 방출장치 및/또는 그 밖의 전자기 에너지 방출장치의 다양한 조합 및 치환이 예컨대 변하지 않는 감응도 또는 출력 밀도와 증가된 스폿 크기를 갖는 출력(즉, 병합 출력) 에너지 분포를 제공하도록 병합될 수 있다. 본 발명의 일 태양에 따르면, 동일한 또는 사실상 동일한 파장을 갖는 전자기 에너지 방출장치는 (예컨대, 종래의 또는 비병합 모드의 작업에서와 같이) 조합 전과 대략 동일한 감응도나 출력 밀도를 갖지만 스폿 크기가 증가된 출력 에너지 분포를 제공하도록 결합된다.

본 발명은 전체 내용이 본 명세서에 원용되는 예컨대 2005년 7월 20일 출원된 발명의 명칭이 촉각-피드백 팁 페룰을 구비한 콘트라-앵글 회전 핸드피스(CONTRA-ANGLE ROTATING HANDPIECE HAVING TACTILE-FEEDBACK TIP FERRULE)(일람번호 BI9798P)인 동시계속 미국 출원 제11/186,619호에서 설명된 바와 같은 다양한 전자기 에너지 방출장치 구성에 적용될 수 있다. 도7을 참조하면, 처리 사이트로 레이저 에너지와 같은 전자기 에너지를 전송할 수 있는 전달 시스템이 도시된다. 도시된 실시예는 예컨대 연결 요소(525)를 사용하는 레이저 기부 유닛(530)에 수용된 전자기 에너지원에 연결되는 레이저 핸드피스(520)를 포함한다. 바람직한 실시예에 따르면, 레이저 기부 유닛(530)은 기준 출력 수준의 처리 전자기 에너지를 생성하는 복수의 전자기 에너지원(예컨대, 레이저)을 포함할 수 있다. 전자기 에너지원에 의해 방출된 처리 전자기 에너지는 병합되어 연결 요소(525) 내로 결합된다. 연결 요소(525)는 본 명세서에서 설명된 처리 및/또는 병합된 전자기 에너지를 수반할 수 있고 공기를 운반할 수 있고 물 등을 운반할 수 있는 하나 이상의 광 섬유를 포함할 수 있는 도관(535)을 포함할 수 있다. 연결 요소(525)는 도관(535)을 레이저 기부 유닛(530)에 연결하는 커넥터(540)를 추가로 포함할 수 있다. 커넥터(540)는 전체 내용이 본 명세서에 원용되는 예컨대 2005년 7월 27일 출원된 발명의 명칭이 의료용 레이저 핸드피스를 위한 식별 커넥터(IDENTIFICATION CONNECTOR FOR A MEDICAL LASER HANDPIECE)(일람번호 BI9802P)인 동시계속 미국 출원 제11/192,334호에 보다 충분히 설명된 것과 같은 식별 커넥터일 수 있다. 예컨대, 식별 커넥터는 전자기 에너지의 상대적으로 큰 스폿 크기(예컨대, 병합 출력)가 출력될 수 있는지 여부 또는 표준 스폿 크기가 출력될 수 있는지 여부에 대한 식별을 용이하게 할 수 있다. 레이저 핸드피스(520)는 연장부(522)와 핸드피스 팁(545)을 포함할 수 있으며, 연장부(522)의 내부에는 도관(535)에 포함된 광 섬유에 연결될 수 있거나 이런 광 섬유와 동일한 복수의 광 섬유가 배치된다. 근단부[즉, 레이저 기부 유닛(530)에 대해 보다 근접한 부분](521)와 말단부[즉, 레이저 기부 유닛(530)에서 상대적으로 먼 부분](550)가 레이저 핸드피스(520)의 근접단과 말단에 각각 배치될 수 있다. 말단부(550)에는 섬유 팁(555)이 돌출해 있는데, 이에 대하여는 도14를 참조하여 아래에서 보다 상세히 설명한다. 도시된 바와 같이, 연결 요소(525)는 제1 단부(526)와 제2 단부(527)를 갖는다. 제1 단부(526)는 레이저 기부 유닛(530)의 리셉터클(532)에 결합되며 제2 단부(527)는 레이저 핸드피스(520)의 근단부(521)에 결합된다. 커넥터(540)는 레이저 기부 유닛(530)의 일부를 형성하는 리셉터클(532)에 대한 나사 연결부와 함께 레이저 기부 유닛(530)에 기계적으로 연결될 수 있다.

도8에는 커넥터(540)의 일 실시예가 보다 상세히 도시된다. 도시된 실시예는 레이저 에너지를 레이저 핸드피스(520)(도7)로 전송할 수 있는 예컨대 처리 광 섬유(565)를 포함할 수 있는 레이저 비임 전달 안내 연결부(560)를 포함한다. 본 명세서에서 설명된 실시예에 따르면, 처리 광 섬유(565)는 레이저 하우징(530)에 배치되어 본 발명에 따른 처리 광 섬유(565)에 결합되는 복수의 전자기 에너지원으로부터 전파하는 병합된 전자기(예컨대, 레이저) 에너지를 수용하기 위해 이런 장치에서 일반적으로 사용되는 것보다 큰 단면적을 가질 수 있다. 도시된 실시예는, 본 예에서 피드백 연결부(615)와 조사 광 연결부(600)와 분무 공기 연결부(596)와 분무수 연결부(595)를 포함하며 레이저 기부 유닛(530)(도7)에 연결될 수 있는 복수의 보조 연결부를 추가로 포함한다. 복수의 보조 연결부는 여기광 연결부 및 냉각 공기 연결부와 같이 도8에 도시 안된 연결부를 추가로 포함할 수 있다.

도8에 도시된 커넥터(540)의 실시예는 나사 결합됨으로써 레이저 기부 유닛(530) 상의 리셉터클(532)에 대한 연결부를 제공할 수 있는 나사부(570)를 추가로 포함한다.

도9는 전자기 에너지원[예컨대, 도7에 도시된 레이저 기부 유닛(530)]에 연결되어 그 일부를 형성할 수 있으며 추가로 커넥터(540)(도8)를 수용할 수 있는 모듈의 일 실시예를 도시한 사시도이다. 도시된 실시예는 예컨대 구멍(576)에 삽입되는 나사를 사용하여 레이저 기부 유닛(530)(도7)에 체결될 수 있는 판(575)을 포함한다. 모듈은 커넥터(540)(도8) 상의 나사부(570)와 맞물리도록 내면(580)에 나사 형성된 리셉터클(532)을 포함한다. (나사는 도9에 도시 안됨.) 모듈의 실시예 는 레이저 비임 전달 안내 연결부(560)(도8)에 결합된 레이저 에너지 커플링(561)을 추가로 포함하며, 레이저 에너지 커플링(561)은 레이저 에너지를 전달 시스템으로 제공할 수 있다. 실시예는 분무 공기 커플링(596)과 분무수 커플링(591)과 냉각 공기 커플링(611)과 여기광 커플링(606)을 포함하는 복수의 보조 커플링을 추가로 포함한다. 실시예는 도면에 도시 안된 피드백 커플링 및 조사광 커플링을 추가로 포함한다. 커넥터(540)가 정확한 방향으로 리셉터클(532)에 연결되도록 보장하기 위해 하나 이상의 키 슬롯(585)이 포함될 수 있다.

도10은 도9에 도시된 모듈의 실시예의 정면도이다. 도10의 정면도는 도7에 도시된 레이저 기부 유닛(530)과 같은 전자기 에너지원에 판 모듈을 고정하기 위해 사용될 수 있는 판(575)과 구멍(576)을 도시한다. 이외에도 레이저 에너지 커플링(561)과 피드백 커플링(616)과 조사광 커플링(601)과 분무 공기 커플링(596)과 분무수 커플링(591)과 냉각 공기 커플링(611)과 여기광 커플링(606)이 추가로 도시된다. 작업시, 분무수 커플링(591)이 결합되어 커넥터(540)(도8)의 분무수 연결부(590)로 분무수를 공급할 수 있다. 마찬가지로, 분무 공기 커플링(596)이 결합되어 커넥터(540)의 분무 공기 연결부(595)로 분무 공기를 공급할 수 있다. 또한, 조사광 커플링(601)과 여기광 커플링(606)과 냉각 공기 커플링(611)이 결합되어 커넥터(540) 내의 조사광 연결부(600), 여기광 연결부(미도시) 및 냉각 공기 연결부(미도시)로 각각 조사광과 여기광과 냉각 공기를 공급할 수 있다. 또한, 피드백 커플링(616)이 결합되어 커넥터(540)의 피드백 연결부(615)로부터의 피드백을 받을 수 있다. 도시된 실시예에 따르면, 조사광 커플링(601)과 여기광 커플링(606)은 발광 다이오드(LED) 또는 레이저 광원에서 나온 광을 각각 조사광 연결부(600) 및 여기광 연결부(미도시)에 결합시킨다. 일 실시예는 조사광을 위한 광원으로서 두 개의 백색 LED를 사용한다. 도10에 도시된 바와 같이, 커넥터(540)가 부정확한 방향으로 리셉터클(532)에 연결되는 것을 방지하는 키 슬롯(585)가 있다.

도11은 도9 및 도10에 도시된 모듈의 단면도이다. 단면도는 도10의 라인 11-11'을 따라 취한 것으로, 라인 11-11'은 레이저 에너지 커플링(561), 피드백 커플링(616) 및 분무수 커플링(591)의 단면을 보여준다. 물 공급원(620)은 분무수 커플링(591)으로 물을 공급할 수 있다.

도12는 도9 및 도10에 도시된 모듈의 다른 단면도이다. 도12의 단면도는 도10의 라인 12-12'를 따라 취한 것이다. 도면은 예컨대 조사광 커플링(601)(도10) 및 여기광 커플링(606) 중 하나 또는 이들 모두에 광을 공급할 수 있는 광원[예컨대, LED(640)]의 단면을 도시한다. 공기압 셔터(625)는 필터가 광원[예컨대, LED(640)]에서 발원된 광로에 삽입되거나 광로에서 제거되도록 레이저 기부 유닛(530)(도7)에 배치된 방사 필터(630)의 위치를 제어할 수 있다. 예컨대, 여기 및 가시화 작용을 향상시키기 위해 조사광 커플링(601)과 여기광 커플링(606)에 결합되는 예컨대 청색광 및 백색광 간의 전환을 가능하게 하는 하나 이상의 공기압 셔터 필터가 마련될 수 있다.

도13은 도7에 도시된 도관(535)의 실시예를 도시한 개략도이다. 도시된 도관(535)의 실시예는 제1 근위 부재(536), 제2 근위 부재(537), 제3 근위 부재(538) 및 제4 근위 부재(539)를 포함하는 네 개의 근위 부재와 같은 복수의 근위 부재를 포함한다. 제1, 제2 및 제3 근위 부재(536, 537, 538)는 하나 이상의 광 트랜스미터를 수용하도록 구성된 중공 내부를 갖거나 도관(535)의 중공 내부의 단면적보다 작은 단면적을 갖는 그 밖의 관상 연장구조를 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 근위 부재(536)는 조사 섬유를 포함하고, 제2 근위 부재(537)는 여기 섬유를 포함하고, 제3 근위 부재(538)는 피드백 섬유를 포함한다. 제1, 제2 및 제3 근위 부재(536, 537, 538)는 각 근위 부재의 중공 내부가 연장 몸체(522)(도7)의 중공 내부와 연통되도록 배열될 수 있다. 이런 구조는 광 전송장치가 레이저 핸드피스(520)(도7)의 근단부(521)로부터 말단부(550)까지 연장되도록 사실상 연속적인 경로를 제공한다. 제3 근위 부재(538)는 레이저 핸드피스(520)로부터 피드백(예컨대, 반사광 또는 산란광)을 받을 수 있고 피드백을 레이저 기부 유닛(530)으로 전송할 수 있는데, 이하 보다 상세히 설명한다.

제4 근위 부재(539)는 레이저 기부 유닛(530)(도7)에 배치된 Er, Cr:YSGG 고상 레이저로부터 유출된 레이저 에너지를 받는 레이저 에너지 섬유를 포함할 수 있다. 레이저는 약 6 W의 평균 출력에서 대략 2.78 미크론의 파장과 약 20 ㎐의 반복율과 약 150 마이크로초의 펄스폭을 갖는 레이저 에너지를 생성할 수 있다. 또한, 레이저 에너지는 연속 파장(CW) 모드로 전송되는 약 655 ㎚의 파장과 약 1 ㎽의 평균 출력을 갖는 광과 같은 조준 비임을 추가로 포함할 수 있다. 제4 근위 부재(539)는 레이저 에너지 커플링(561)(도10)으로부터 레이저 에너지를 받는 처리 광 섬유(565)(도8)에 결합되거나 포함할 수 있다. 제4 근위 부재(539)는 레이저 기부 유닛(530)에서 받은 레이저 에너지를 레이저 핸드피스(520)(도7)의 말단 부(550)로 추가로 전송할 수 있다. 본 발명에 따르면, 제4 근위 부재는 복수의 레이저원으로부터 병합된 전자기 에너지를 받을 수 있다. 레이저원은 동일할 수 있거나 대체로 변경 실시예는 서로 다를 수 있다.

비록 설명된 실시예에는 네 개의 근위 부재가 마련되지만, 이보다 많거나 적은 근위 부재가 예컨대 레이저 기부 유닛(530)에 의해 마련되는 광 전송장치의 수에 따르는 추가 실시예에 마련될 수 있다. 또한, 도시된 실시예는 직경이 사실상 동일한 제1 및 제2 근위 부재(536, 537)와 그 직경이 제1 및 제2 근위 부재(536, 537)의 직경들 중 어느 것보다 작은 직경을 갖는 제3 근위 부재(538)를 포함한다. 본 발명에서는 다른 구성의 직경도 고려된다. 바람직한 실시예에서, 근위 부재들은 도8에 도시된 커넥터(540)의 연결부들과 연결된다. 예컨대, 제1 근위 부재(536)는 조사광 연결부(600)와 연결될 수 있으며 제2 근위 부재(536)는 여기광 연결부(미도시)와 연결될 수 있다. 제3 근위 부재(538)는 피드백 연결부(615)와 연결될 수 있으며 제4 근위 부재(539)는 레이저 비임 전달 안내 연결부(560) 및 처리 광 섬유(565)와 연결될 수 있다. 연결부에 대한 근위 부재(536 내지 539)의 부착은 본 발명과 관련하여 기술분야의 당업자에게 공지되거나 자명한 방식으로 커넥터(540) 내로 이루어질 수 있으며 도8과 도13에는 도시되지 않았다.

도14는 연결 요소(525)와 레이저 핸드피스(520)의 연장부(522)에 의해 레이저 기부 유닛(530)과 결합하는 핸드피스 팁(545)(도 7 참조)의 부분 절개도이다. 외면(546)에 에워싸인 도시된 실시예는 레이저 기부 유닛(530)로부터 전자기(예컨대, 레이저) 에너지, 조사광, 여기광 등을 받을 수 있다. 통상적으로, 레이저 에 너지와 광은 상술한 바와 같이 근위 부재(536 내지 539)(도13)에 의해 수광되며 도16을 참조로 후술하는 바와 같이 연장부(522) 및 핸드피스 팁(545)에 배치된 섬유(705)와 같은 도파관을 통해 전송된다. 일 실시예에 따르면, 레이저 에너지(701)는 [예컨대, 제4 근위 부재(539)(도 13)를 통해] 처리 광 섬유(700)와 같은 내부 도파관에 의해 받아들여져 수반되고 핸드피스 팁(545)의 말단부(550)에 배치된 제1 거울(720)을 향해 안내됨으로써 반사된 레이저 에너지가 섬유 팁(555)을 향해 안내된다. 병합 출력 또는 표준 작업을 위해 구성(예컨대, 크기 및 형상)될 수 있는 섬유 팁(555)은 전체 내용이 상호 모순되지 않은 정도로 원용된 것으로 2005년 10월 19일 출원되고 발명의 명칭이 "전자기 에너지 시술 장치와 사용하도록 지정된 출력 부착체(OUTPUT ATTACHEMENTS CODED FOR USE WITH ELECTROMAGNETIC-ENERGY PROCEDURAL DEVICE)"(일람번호 BI9804P)인 동시계속 미국 출원 제11/231,306호에 보다 충분히 설명된 착탈 교환식 유닛을 섬유 팁(555)과 함께 형성하는 팁 페룰(605) 내에 수용될 수 있다.

또한 조사광(미도시)은 예컨대 근위 부재(536, 537)(도 13)로부터 핸드피스 팁(545)에 의해 수광되고 섬유(705)(도 16, 도 14에는 미도시)에 의해 수반되어 마찬가지로 핸드피스 팁(545)의 말단부(550) 내에 배치된 제2 거울(725)쪽으로 안내될 수 있다. 제2 거울(725)은 이하 도18을 참조로 보다 구체적으로 설명된 바와 같이 복수의 팁 도파관(730)쪽으로 광을 안내한다. 팁 도파관(730)에서 나온 광은 표적 영역을 조사할 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 및 제2 거울(720, 725)은 포물선형, 환상형 및/또는 편평면을 포함할 수 있다. 도14는 냉각 공기의 경로(745) 도 개략적으로 도시한다.

도15는 도13의 라인 15-15'을 따라 취한 제1 근위 부재(536)의 단면도로서 제1 근위 부재(536)[선택적으로는 제2 근위 부재(537)]가 일체형 발광 조립체 또는 도파관을 한정하도록 사실상 서로 융합된 세 개의 광 섬유(705)를 포함할 수 있음을 보여준다. 변경 실시예에서, 세 개의 광 섬유(705)는 다른 수단에 의해 연결되거나 연결되지 않을 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 제2 근위 부재(537)와 같은 하나 이상의 근위 부재는 서로 다른 수의 광 섬유(705)를 포함할 수 있다. 도시된 실시예에서, 제2 근위 부재(537)는 도14의 라인 16-16'을 따라 취한 도16의 단면에 도시된 바와 같은 핸드피스 팁(545)의 처리 광 섬유(700)와 같이 레이저 에너지 도파관을 분리하고 영구적으로(예컨대, 도 14의 라인 16-16'에서) 에워싸기 시작하는 여섯 개의 광 섬유(705)(도 15)를 포함할 수 있다. 다른 바람직한 실시예에서, 제2 근위 부재(537)는 세 개의 광 섬유(705)(도 15)를 포함할 수 있고 제1 근위 부재(536)는 세 개의 광 섬유(705)(도 15)를 포함할 수 있는데, 이들 여섯 개 모두는 핸드피스 팁(545)의 처리 광 섬유(700)와 같이 레이저 에너지 도파관을 분리하고 영구적으로(예컨대, 도 14의 라인 16-16'에서) 에워싸기 시작한다.

제3 근위 부재(538)는 도 16의 단면도에 도시된 것과 마찬가지로 비교적 작은 여섯 개의 섬유(710)를 포함할 수 있다. 추가 섬유(710)와 같은 추가 도파관들이 외면(546) 내에 배치될 수 있으며 또한 표적면에서의 피드백을 수용하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 피드백은 이하 보다 구체적으로 설명되는 방식으로 섬유 팁(555)로부터 수광된 산란광(735)(도 14)을 포함할 수 있다. 산란광(735)(즉, 피 드백 광)은 제3 근위 부재(538)(도13)에 의해 레이저 기부 유닛(530)(도7)으로 전송될 수 있다. 섬유(710)는 도16에서 서로 별개의 것으로 도시되지만 다른 실시예에서는 두 개 이상의 섬유(710)가 융합되거나 서로 연결될 수 있다. 섬유(705, 710)는 압출 등과 같은 종래 기술을 사용하여 플라스틱으로 제조될 수 있다.

도17은 도14의 라인 16-16'을 따라 취한 핸드피스 팁(545)의 다른 실시예의 단면도이다. 도17은 섬유(705)와 같은 조사 도파관에 의해 에워싸인 처리 광섬유(700)과 같은 레이저 에너지 도파관과 섬유(710)와 같은 피드백 도파관을 도시하며, 이들 모두는 외면(546) 내에 배치된다. 도16을 참조로 상술한 바와 마찬가지 방식으로, 섬유(705)와 같은 조사 도파관은 조사 광 커플링(601)(도 4) 및 조사광 연결부(600)(도 8) 및 예컨대 근위 부재(536 및/또는 537)(도13)를 경유하여 레이저 기부 유닛(530)(도7)으로부터 광 에너지를 받을 수 있으며, 섬유(705)는 광을 핸드피스 팁(545)(도 14)의 말단부(550)로 안내할 수 있다.

예컨대, 전체 내용이 원용된 것으로 2005년 8월 12일 출원되고 발명의 명칭이 여기 및 복귀 펄스 사이의 타이밍 차동을 사용한 충치 검출(CARIES DETECTION USING TIMING DIFFERENTAILS BETWEEN EXCITATION AND RETURN PULSES)(일람번호 BI9805P)인 동시계속 미국 출원 제11/203,399호에 개시된 바와 같은 충치 검출을 포함하는 소정 실시예에서, 섬유(705)는 조사 및 여과 도파관 모두로 기능할 수 있다. 섬유(710)와 같은 피드백 도파관은 섬유 팁(555)(도14)으로부터 피드백 광을 수광할 수 있으며 피드백 연결부(615)에 결합되거나 이를 포함하는 제3 근위 부재(538)로 피드백 광을 전송한다. 피드백 광은 레이저 기부 유닛(530)(도 7)에 배 치된 피드백 검출기(645)(도 11)로 광을 전송하는 피드백 커플링(616)에 의해 수광될 수 있다. 2005년 7월 27일 출원된 발명의 명칭이 의료용 레이저 핸드피스를 위한 식별 커넥터(IDENTIFICATION CONNECTOR FOR A MEDICAL LASER HANDPIECE)(일람번호 BI9802P)인 동시계속 미국 출원 제11/192,334호에서 보다 상세히 설명된 다른 실시예에서, 레이저 기부 유닛(530)은 레이저 핸드피스(520)에 분무 공기, 분무수, 냉각 공기를 추가로 공급할 수 있다.

도18은 도14의 라인 18-18'을 따라 취한 핸드피스 팁(545)의 다른 실시예의 단면도이다. 본 실시예는 팁 페룰 또는 슬리브(605)에 의해 에워싸인 섬유 팁(555)과 선택적으로 섬유 팁(555)을 적소에 유지하기 위해 섬유 팁(555) 둘레의 공동(630)을 채우는 접착제를 도시한다. 팁 도파관(730)은 제2 거울(725)(도14)로부터 조사광을 수광해서 조사광을 표적으로 안내할 수 있다. 일부 실시예에서, 핸드피스 팁(545) 내에 배치된 유체 출력부(715)는 예컨대 공기와 물을 운반할 수 있다. 보다 구체적으로, 조사 섬유(705)(도17 참조)에서 나온 조사광은 제2 거울(725)(도14)에 의해 팁 도파관(730)(도14 및 도18) 내로 반사된다. 이런 조사광의 일부는 제2 거울(725)(도14)에 의해 섬유 팁(555)으로도 반사되지만, 섬유 팁(555)은 주로 처리 광섬유(700)(도 17 참조)로부터 비교적 높은 수준의 레이저 에너지(701)를 받게 되며, 레이저 에너지는 현재 구현된 바와 같이 절단 비임과 조준 비임 모두를 포함하는 방사선을 포함한다. 대표적인 실시예에서, 팁 도파관(730)에서 나와 조사 섬유(705)로부터 출사된 조사광은 치아와 같은 표적면의 개별 장소를 용이하게 관찰하고 근접 진찰할 수 있도록 (예컨대, 사용자에 의해 조절 가능한) 가변 강도를 갖는 백색광이다. 예컨대, 치아 내의 공동은 복수의 팁 도파관(730)에서 방출된 광의 도움으로 근접해서 진찰되고 처리될 수 있다.

도14a에는 핸드피스 팁(545) 내에 분무 공기와 분무수를 혼합하기 위한 챔버의 일 실시예가 상세히 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 혼합 챔버는 커넥터(540)(도8)의 분무 공기 연결부(595)에 연결되어 이로부터 공기를 공급받는 예컨대 도관(미도시)에 연결된 흡기부(713)를 포함한다. 마찬가지로, 물 흡입부(714)는 커넥터(540)(도8)의 분무수 연결부(590)에 연결되어 이로부터 물을 공급받는 도관(미도시)에 연결될 수 있다. 직경이 약 250 ㎛인 원형 단면을 가질 수 있는 흡기부(713)와 물 흡입부(714)는 통상의 실시예에서 대략 110도일 수 있는 각도(712)로 연결된다. 혼합은 흡기부(713)와 물 흡입부(714)가 연결되는 곳에 인접한 곳에서 이루어질 수 있으며, 물과 공기의 분무(예컨대, 미립) 혼합물(716)이 유체 출력부(715)를 거쳐 토출될 수 있다. 도18에 도시된 실시예는 세 개의 유체 출력부(715)를 도시한다. 이들 유체 출력부는 예컨대 상호 일치되는 정도까지 전체 내용이 본 명세서에 원용된 2005년 1월 24일 출원되고 발명의 명칭이 전자기 유도 절단 장치 및 방법(ELECTROMAGNETICALLY INDUCED CUTTER AND METHOD)(일람번호 BI9768P)인 미국 출원 제11/042,824호에 설명된 유체 출력부에 대응하거나 일부 포함하거나 사실상 모두를 포함할 수 있거나, 다른 실시예에서는 원용된 가특허 출원에 설명된 구조가 본 발명에 일치하도록 변경될 수 있다. 유체 출력부(715)는 도14와 도18에 도시된 바와 같이 직경이 약 350㎛인 원형 단면을 갖는다.

다양한 조건을 감시하기 위해 도13을 참조로 상술한 바와 같이 광의 산란이 검출되어 분석된다. 예컨대 절단 및 조준 비임을 전송하는 광학 구성체의 보전성을 감시하기 위해 예컨대 조준 비임의 산란이 검출되어 분석될 수 있다. 통상의 실시예에서, 조준 비임은 피드백 섬유(710)로 거의 또는 전혀 재반사되지 않게 할 수 있다. 그러나, [예컨대, 거울(720)이나 섬유 팁(555)과 같은] 임의의 구성체가 손상되는 경우, 조준 광선(바람직한 실시예에서 적색일 수 있는)의 산란이 발생할 수 있다. 산란광(735)(도 14)은 제2 거울(725)에 의해 레이저 기부 유닛(530)(도7)으로 산란광을 운반할 수 있는 피드백 섬유(710)로 안내될 수 있다.

본 발명은 전자기 에너지 출력장치(예컨대, 레이저 및 치과용 레이저) 상에(예컨대, 부착되거나) 또는 (예컨대, 출력 단부나 그에 인접하거나 부착되거나 부착되지 않은) 근처에 예컨대 2005년 6월 6일 출원된 발명의 명칭이 전자기 방사 방출 칫솔 및 치약 시스템(ELECTROMAGNETIC RADIATION EMITTING TOOTHBRUSH AND DENTIFRICE SYSTEM)(일람번호 BI9887PR)인 미국 가특허 출원 제60/688,109호 및 2005년 6월 6일 출원된 발명의 명칭이 눈 상태 처리 방법(METHOD FOR TREATING EYE CONDITIONS)(일람번호 BI9879PR)인 미국 가특허 출원 제60/687,991호에 설명된 바와 같은 시각 피드백 기구(카메라)의 구조와 사용을 고려하며, 출력 장치와 구조와 사용은, 전체 내용이 본 명세서에 원용된 2005년 1월 10일 출원된 발명의 명칭이 전자기 유도 분리 절단을 위한 전자기 에너지 분포(ELECTROMAGNETIC ENERGY DISTRIBUTIONS FOR E LECTROMAGNETICALLY INDUCED DISRUPTIVE CUTTING)(일람번호 BI9842P)인 미국 출원 제11/033,032호와, 2005년 1월 10일 출원된 발명의 명칭이 조직 제거장치 및 방법(TISSUE REMOVER AND METHOD)(일람번호 BI9830P)인 미국 출 원 제11/033,043호와, 2005년 8월 12일 출원된 발명의 명칭이 설정치를 구비한 이중 펄스폭 의료용 레이저(DUAL PULSE-WIDTH MEDICAL LASER WITH PRESETS)(일람번호 BI9830P)인 미국 출원 제11/203,400호와, 2005년 8월 12일 출원된 발명의 명칭이 레이저 핸드피스 아키텍쳐 및 방법(LASER HANDPIECE ARCHITECTURE AND METHODS)(일람번호 BI9806P)인 미국 출원 제11/203,677호와, 2001년 5월 2일 출원된 발명의 명칭이 피부과학 절단 및 절제 장치(DERMATOLOGICAL CUTTING AND ABLATING DEVICE)(일람번호 BI9485P)인 미국 출원 제09/848,010호에 설명된 바와 같이, 본 명세서에서 설명되거나 인용된 또는 기술분야의 당업자에 의해 본 명세 서에서 설명되거나 인용된 것에서 상호 배타적이지 않은 정도로 포함되거나 포함될 수 있는 것으로 인식 가능한 관련 방법, 임의의 구조(들)나 용도(들)의 변경, 조합, 치환 및 개량을 전체적으로 또는 부분적으로 포함하는 것일 수 있다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 시각 피드백 기구를 포함할 수 있는 센서가 도입될 수 있다. 시각 피드백 기구는 예컨대 (a) 전자기 에너지 출력장치의 출력단 또는 핸드피스에 합체되는 형태, (b) 핸드피스나 전자기 에너지 출력장치에 부착되는 형태, (c) 핸드피스나 전자기 에너지 출력장치와 (예컨대, 부착되지 않고) 연계하여 사용될 수 있으며, 핸드피스와 전자기 에너지 출력장치는 절단, 절제, 처리 등을 용이하게 할 수 있다. 일반 변경 실시예에서, 처리는 예컨대 상기 인용된 미국 가특허 출원 제60/687,991호와 그 전체 내용이 원용된 2005년 6월 3일 출원되고 발명의 명칭이 "조직 처리 장치 및 방법(TISSUE TREATMENT DEVICE AND METHOD)"(일람번호 BI9846)인 미국 가특허 출원 제60/687,256호에 설명된 바와 같은 병합 출력 또는 표준 전 자기 에너지를 사용한 저수준 광 처리를 포함할 수 있다.

예컨대, 일 실시예는 레이저 핸드피스와 같은 전자기 에너지 방출장치의 절단 효과를 다른 것들 중에서 최적화하거나 감시하거나 최대화하기에 유용할 수 있다. 병합 레이저 출력은 예컨대 출력 섬유와 같은 도파관(예컨대, 하나의 섬유 광학계 및/또는 출력 팁)으로부터 핸드피스의 유체 출력부에서 표적면 위로 방출되는 유체(예컨대, 핸드피스의 출력단에 인접한 물 연결부 및/또는 분무 연결부로부터의 공기 및/또는 물 분무, 유체 입자의 미립 분포, 또는 유체 입자)로 안내될 수 있다. 유체 출력부는 예컨대 상기에서 인용한 미국 출원 제11/042,824호 및 미국 출원 제11/231,306호에 설명된 바와 같이 출력 섬유를 중심으로 원주상 배열된 복수의 유체 출력부를 포함할 수 있다. 출력 섬유는 예컨대 본 명세서에서 설명된 바와 같은 확장된 처리 광 섬유를 포함할 수 있다. 표적면 위에서 미립화된 유체 입자의 분포로 전자기 에너지를 안내하기 위한 대응 구조를 포함하는 장치가 예컨대 위에서 인용한 미국 특허 제5,574,247호에 개시된다. 예컨대 대량의 레이저 에너지가 물을 포함할 수 있는 유체(예컨대, 미립화된 유체 입자)가 제공됨으로써 유체(예컨대, 유체 입자)를 확장시키고 표적면에 분리(예컨대, 기계적) 절단력을 인가할 수 있다. 병합 출력 모드의 작업의 경우, 상호 작용 영역의 크기(예컨대, 면적 또는 부피)는 병합 출력 모드로 확대된 스폿 크기를 제공하기 위해 위에서 마련된 것과 동일한 분석을 사용하여 증가될 수 있다. 따라서, 예컨대 상호 작용 영역으로 투사되고 병합된 전자기 에너지의 전파 방향을 가로지르는 방향으로 측정해서 상대적으로 큰 스폿 크기의 단면 직경은 종래 구성의 전자기 에너지 방출장치와 관 련된 기준 스폿 크기보다 클 수 있다. 일 예에서, 상대적으로 큰 스폿 크기는 기준 스폿 크기보다 (예컨대, 둘 이상의 병합 처리 비임의 경우) 약 1.1 내지 2배일 수 있으며, 특별한 실시예에서 상대적으로 큰 스폿 크기는 종래 구성의 전자기 에너지 방출장치와 관련된 스폿 크기보다 (예컨대, 두 개의 처리 비임에서 병합된 비임의 경우) 두 배가 클 수 있다. 상대적으로 큰 스폿 크기는 차단 또는 비병합 모드의 작업에서 시술을 실행하는 단일 전자기 에너지 방출장치의 기준 감응도 또는 출력 밀도에 대응하거나 이와 동일한 전자기 에너지의 감응도 또는 출력 밀도를 갖도록 선택될 수 있다. 접근과 시야가 제한된 구강 시술과 같은 시술 동안에는, (a) 전자기 에너지와 (예컨대, 표적면 상부의) 유체 사이의 상호작용 및/또는 (b) 표적면에 대한 분할면의 절단, 절제, 처리 또는 그 밖의 전이 작업의 시각적 피드백 기구를 거쳐 신중하고 근접한 감시가 시술의 품질을 개선할 수 있다.

소정 실시예에서, 시각 피드백 기구에 의해 말단부의 근처에 또는 그 내부에 얻어진 영상(예컨대, 작업면 영상)의 경로를 정하기 위해 레이저 핸드피스(520)(도 7)의 말단부(550)로부터 근단부(521)까지 광을 전송하도록 구성된 시각화 광 섬유(예컨대, 간섭성 섬유 묶음)가 마련될 수 있다. 일부 실시예에 따르면, 시각 피드백 기구는 말단부로부터 영상을 얻거나 처리하기 위해 영상 인식장치(예컨대, CCD 또는 CMOS 카메라)를 포함할 수 있다. 시각 피드백 기구는 핸드피스에 내장되거나 부착(착탈식으로 부착)될 수 있으며 추가로 근단부와 말단부 사이에서 또는 근단부에 근접해서 핸드피스 상의 다양한 위치에 또는 핸드피스와 연결되어 배치될 수 있다. 이런 실시예와 본 명세서에 설명된 다른 실시예에 따르면, 본 명세서에 설명 된 하나 이상의 광 섬유와 시각 광 섬유가 예컨대 핸드피스 덮개 외측에 배열될 수 있다. 지금 설명된 시각 피드백 기구를 위한 일부 용도는 위에서 인용한 미국 가특허 출원 제60/688,109호에 설명된 바와 같이 치주낭(예컨대, 진단 및 처리), 치내요법(예컨대, 도관의 시각화), 미세 치의술, 터널 제공, 충치 검사 및 처리, 박테리아 시각화 및 처리, 일반 치의술 및 공수제(airbone) 및 가스 검출 용도를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 전자기 방사(예컨대, 청색광, 백색광, 자외광, 레이저 비임, 반사/산란광, 형광 중에서 임의의 조합으로 하나 이상)는 임의의 조합으로 본 명세서에 설명된 하나 이상의 섬유를 통해 일 방향 또는 양 방향으로 전송될 수 있다. 전자기 방사의 출사 비임과 입사 비임은 기술분야의 당업자에게 공지된 방식으로 파장 선택성 선속 분할기와 같은 선속 분할기를 사용하여 근단부 또는 레이저 기부 유닛에서 예컨대 본 발명의 하나 이상의 특징에 따라 분리 또는 분할될 수 있다.

대표적인 실시예에서, 유체 출력부(715)(도18)들은 0도(제1 기준), 120도 및 240도 이격되어 있다. 다른 실시예에서, 여섯 개의 조사/여기 섬유(705)와 세 개의 피드백 섬유(710)(도17)는 제2 거울(725)을 거쳐 아홉 개의 팁 도파관(730)(도14 및 도 18)에 예컨대 일-대-일로 광학적으로 정렬된다. 예컨대, 아홉 개의 요소[예컨대, 여섯 개의 조사/여기 섬유(705)와 세 개의 피드백 섬유(710)]가 균일하게 이격되어 0도(제1 기준과 동일하거나 다를 수 있는 제2 기준), 40도, 80도, 120도, 160도, 200도, 240도, 280도 및 320도로 배치되면, 마찬가지로 아홉 개의 팁 도파관(730)도 0도, 40도, 80도, 120도, 160도, 200도, 240도, 280도 및 320도로 배치된다. 예컨대, 팁 도파관(730)이 예컨대 상대적으로 밀집하게 이격된 세 개의 그룹으로 배열되고 각 그룹은 두 개의 유체 출력부 사이에 배치된 다른 실시예에서, 팁 도파관(730)들은 예컨대 0도, 35도, 70도, 120도, 155도, 190도, 240도, 275도 및 310도로 배치된다. 이런 일 실시예에서, 팁 도파관(730)들은 마찬가지로 0도, 35도, 70도, 120도, 155도, 190도, 240도, 275도 및 310도로 배치된다. 또한, 이런 실시예에서, 유체 출력부는 팁 도파관 그룹 사이에 약 95도, 215도 및 335도로 배치될 수 있다.

도16 및 도17의 단면도는 제1 거울(720)과 제2 거울(725) 상으로 멀리 방사선을 출력하는 대응 구조를 밝히기 위해 제1 거울(720)과 제2 거울(725)에 인접한 (또는 이들 다음에 있는) 도14에서 취해진 절단선 16-16'에 변경됨이 없이 택일적으로 (또는 추가적으로) 대응한다. 조사/여기 섬유(705)와 피드백 섬유(710)의 직경은 도16에 도시된 바와같이 서로 다를 수 있거나 직경은 도 17에 도시된 것과 동일하거나 사실상 동일할 수 있다. 바람직한 실시예에서, 도17의 조사/여기 섬유(705)와 피드백 섬유(710)는 직경이 약 1 ㎜인 플라스틱 구조를 포함하며 도14 및 도18의 팁 도파관(730)은 직경이 약 0.9 ㎜인 사파이어 구조를 포함한다.

본 명세서에서는 표적면에 영향을 주기 위해 병합된 전자기 에너지를 사용하는 핸드피스를 설명했다. 병합 레이저 에너지를 사용하는 치과 시술의 경우, 핸드피스는 치아와 같은 치구조를 처리(절제)하기 위해 처리면으로 병합 레이저 에너지를 전송하기 위한 광 섬유와, 치아에 대한 조사, 치료, 치백 및/또는 진단을 위해 광을 전송하기 위한 복수의 광 섬유와, 표적면에 대한 조사을 제공하기 위해 치아에 광(백색광)을 전송하기 위한 복수의 광 섬유와, 표적면에서 분석용 센서로 광을 다시 전송하기 위한 복수의 광 섬유를 포함할 수 있다. 예시된 실시예에서, 청색광을 전송하기 위한 광 섬유는 백색광도 전송한다. 본 명세서에 개시된 본 발명의 일 태양에 따르면, 핸드피스는 피드백 신호 단부를 갖는 조사관과 이중 거울 핸드피스를 포함한다.

전체 내용이 본 명세서에 원용된 치의용 워터레이즈(등록상표)(WATERLASE ^® )용 사용자 매뉴얼(본 명세서에서 "원용 워터레이즈(등록상표) 사용자 매뉴얼")에 개설된 바와 같이, 본 발명의 일 태양은 본 명세서에서 설정치라고 하는 프로그램된 매개변수값을 포함하며, 설정치는 다양한 시술 과정에 적용 가능하다. 설정치는 장치의 제조시 프로그램될 수 있으며, 이 경우 설정치는 사전-프로그램 설정치라 할 수 있다. 택일적으로 또는 추가적으로, 설정치는 최종 사용자에 의해 생성되거나 변경되거나 저장될 수 있다. 원용 워터레이즈(등록상표) 사용자 매뉴얼의 표2는 본 명세서에서 표1로서 제시되며 일반 경질 및 연질 조직 시술을 위해 사전-프로그램 설정치의 예들을 포함한다.

[표 1] 일반 경질 및 연질 조직 시술을 위한 제안 설정치

표1을 참조하면, 매개변수 또는 이들의 변경값의 어떠한 기재 조합이라도 본 명세서에 설명된 임의의 병합 출력 실시예를 사용하여 실행될 수 있다. 간단한 바람직한 실시예에서, 설정치(1 내지 4)는 두 개의 처리 비임으로 형성된 병합 출력과 이에 대응하여 기준 스폿 크기의 1.1배 이상(예컨대, 2배)의 확장된 스폿 크기를 사용하여 실행될 수 있으며, 예컨대 감응도나 출력 밀도는 기준 감응도나 출력 밀도와 동일할 수 있다. 표에 개시된 백분율 공기 설정치와 백분율 물 설정치가 약 34.5 kPa(약 5 psi) 내지 414 kPa(약 60 psi) 범위의 압력과 약 0.5 ℓ/분 내지 약 20 ℓ/분 범위의 유속으로 하나 이상의 유체 출력부(도14, 도14a 도 18의 715 참조)로 안내될 수 있다. 액체(예컨대, 물)가 약 34.5 kPa(약 5 psi) 내지 414 kPa(약 60 psi) 범위의 압력과 약 2 ㎖/분 내지 약 100 ㎖/분 범위의 유속으로 하나 이상의 유체 출력부(380)로 안내될 수 있다. 다른 실시예에서, 공기 유속은 약 0.001 ℓ/분만큼 느리게 안내할 수 있으며 그리고/또는 액체 유속은 약 0.001 ℓ/분만큼 느리게 안내할 수 있다. 소정 실시예에서, 레이저 핸드피스(520)(도7)에 배치된 물 공급라인을 통한 물 유속은 약 84 ㎖/분(예컨대, 100%)일 수 있고 레이저 핸드피스(520)의 공기 공급라인을 통한 공기 유속은 약 13 ℓ/분(예컨대, 100%)일 수 있다. 이들 값은 원용 워터레이즈(등록상표) 사용자 매뉴얼이나 동일 내용 에서 기술분야의 당업자에게 공지된 다른 것에서 제안되는 그 밖의 유속과 이런 유속을 참조하여 이해될 수 있다.

병합 출력 시스템을 형성하는 전자기 에너지 방출장치가 예컨대 표1을 참조로 상술한 바와 같은 소정 용도나 시술을 위한 소정 설정값을 갖는 병합 출력 시스템의 통상적인 실시예에서, 개별 전자기 에너지 방출장치들이 비병합 모드로 개별적으로 사용되고 소정 용도나 시술을 위한 소정 설정값으로 구성될 때, 도파관의 직경은 통상적으로 개별 전자기 에너지 방출장치와 사용될 수 있는 도파관의 직경보다 클 수 있다. 즉, 병합 출력 시스템의 병합된 비임을 수반하는 도파관의 직경은, 병합 출력 시스템의 일부로서 작동될 때 그리고/또는 동일 용도나 시술을 수행하기 위해 사용될 때와 사실상 동일한 설정치로 개별적으로 작동될 때 장치(즉, 병합 출력 시스템을 형성하는 종래 구성의 전자기 에너지 방출장치)에 사용되는 직경보다 클 수 있다.

소정 실시예에서, 상술한 실시예의 방법과 장치는 상술한 장치와 방법을 포함하는 기존 기술과 함께 양립 가능하고 그리고/또는 상호 배타적이지 않은 정도로 구성되거나 실행될 수 있다. 바이오레이즈 테크놀로지사(BioLase Technology, Inc.)에 양도된 후술하는 특허에 설명된 대응하는 또는 관련 구조와 방법들은 그 전체 내용이 본명세서에 원용되어 있으며, 이런 원용은 본 명세서에 따른 본 발명과, 기술분야의 당업자의 특허와 지식 및 판단과 함께 또는 그 임의의 부품(들)과 조합하여 (ⅰ) 작동 가능하고, (ⅱ) 작동 가능하도록 기술분야의 당업자에 의해 변경되고 그리고/또는 (ⅲ) 실행/사용될 수 있는 후술하는 특허의 대응 또는 관련 구 조(및 그 변경)를 포함하는데, 기술분야의 당업자의 특허 모두는 공동 양도되고 그 전체 내용이 본 명세서에 원용된 것으로서, 발명의 명칭이 섬유 검출 장치 및 관련 방법(FIBER DETECTOR APPARATUS AND RELATED METHODS)인 미국 특허 출원 제6,829,429호와, 발명의 명칭이 전자기 유도 절단을 위한 전자기 에너지 분포(ELECT ROMAGNETIC ENERGY DISTRIBUTIONS FOR ELECTROMAGNETICALLY INDUCED CUTTING)인 미국 특허 출원 제6,821,272호와, 발명의 명칭이 열렌즈 저감장치(DEVICE FOR REDUCTION OF THERMAL LENSING)인 미국 특허 출원 제6,744,790호와, 발명의 명칭이 조직 제거 장치 및 방법(TISSUE REMOVER AND METHOD)인 미국 특허 출원 제6,669,685호와, 발명의 명칭이 전자기 방사 방출 칫솔 및 치약 시스템(ELECTROMAGNETIC RADIATION EMITTING TOOTHBRUSH AND DENTIFRICE SYSTEM)인 미국 특허 출원 제6,616,451호와, 발명의 명칭이 치아 관리 및 미백 장치(DEVICE FOR DENTAL CARE AND WHITENING)인 미국 특허 출원 제6,616,447호와, 발명의 명칭이 전자기 유도 절단을 위한 미립자 사용 방법(METHOD FOR USING ATOMIZED PARTICLES FOR ELECTROMAGNETICALLY INDUCED CUTTING)인 미국 특허 출원 제6,610,053호와, 발명의 명칭이 섬유 팁 유체 출력 장치(FIBER TIP FLUID OUTPUT DEVICE)인 미국 특허 출원 제6,56 7,582호와, 발명의 명칭이 유체 조절 시스템(FLUID CONDITIONING SYSTEM)인 미국 특허 출원 제6,561,803호와, 발명의 명칭이 피부적 용도를 위해 미립 유체 입자를 사용하는 전자기 유도 절단(ELECTROMAGNETICALLY INDUCED CUTTING WITH ATOMIZED FLUID PARTICLES FOR DERMATOLOGICAL APPLICATIONS)인 미국 특허 출원 제6,544,256호와, 발명의 명칭이 광-활성화 체모 처리 및 제거 장치(LIGHT- ACTIVATED HAIR TREATMENT AND REMOVAL DEVICE)인 미국 특허 출원 제6,533,775호와, 발명의 명칭이 회전 핸드피스(ROTATING HANDPIECE)인 미국 특허 출원 제6,387,193호와, 발명의 명칭이 유체 조절 시스템(FLUID CONDITIONING SYSTEM)인 미국 특허 출원 제6,350,123호와, 발명의 명칭이 전자기 유도 절단을 위한 전자기 에너지 분포(ELECTROMAGNETIC ENERGY DISTRIBUTIONS FOR ELECTROMAGNETICALLY INDUCED CUTTING)인 미국 특허 출원 제6,288,499호와, 발명의 명칭이 조직 제거 장 치 및 방법(TISSUE REMOVER AND METHOD)인 미국 특허 출원 제6,254,597호와, 발명의 명칭이 물질 제거 장치 및 방법(MATERIAL REMOVER AND METHOD)인 미국 특허 출원 제6,231,567호와, 발명의 명칭이 레이저 방사를 사용한 치의술 및 의료 시술(DENTAL AND MEDICAL PROCEDURES EMPLOYING LASER RADIATION)인 미국 특허 출원 제6,086,367호와, 발명의 명칭이 전자기 유도 절단을 위한 미립자의 사용자 프로그램 가능한 조합(USER PROGRAMMABLE COMBINATION OF ATOMIZED PARTICLES FOR ELECTROMAGNETICALLY INDUCED CUTTING)인 미국 특허 출원 제5,968,037호와, 발명의 명칭이 유체 조절 시스템(FLUID CONDITIONING SYSTEM)인 미국 특허 출원 제5,785,521호와, 발명의 명칭이 전자기 유도 절단을 위한 미립 유체 입자(ATOMIZED FLUID PARTICLES FOR ELECTROMAGNETICALLY INDUCED CUTTING)인 미국 특허 출원 제5,741,247호이다.

또한, 상술한 내용은 원용 워터레이즈(등록상표) 사용자 매뉴얼과, 모두 공동 양도된 것으로서 2004년 7월 13일 출원된 발명의 명칭이 섬유 팁 검출기 장치(FIBER TIP DETECTOR APPARATUS)인 가출원과, 2004년 7월 20일 출원된 발명의 명 칭이 촉각-피드백 팁 페룰을 구비한 콘트라-앵글 회전 핸드피스(CONTRA-ANGLE ROTATING HANDLIECE HAVING TACTILE-FEEDBACK TIP FERRULE)인 가출원과, 2004년 7월 27일 출원된 발명의 명칭이 이중 펄스-폭 의료용 레이저, 이중 온도 유체 출구를 구비한 의료용 레이저 및 식별 커넥터(DUAL PULSE-WIDTH MEDICAL LASER, MEDICAL LASER HAVIG DUAL-TEMPERATURE FLUID OUTPUT, and IDENTIFICATION CONNECTOR)인 가출원과, 2004년 8월 12일 출원된 여기 및 복귀 펄스 사이의 타이밍 차동을 사용한 충치 검출 및 설정값을 갖는 이중 펄스-폭 의료용 레이저(CARIES DETECTION USING TIMING DIFFERENTAILS BETWEEN EXCITATION AND RETURN PULSES and DUAL PULSE-WIDTH MEDICAL LASER WITH PRESETS)인 가출원에 설명된 장치(들)와 작용 가능한 것이다. 이들 문헌의 모든 내용은 본 명세서에 원용된 것이다.

비록 다양한 특정예 및 실시예를 참조하여 본 발명을 설명했지만, 본 발명은 이에 제한되지 않으며 다양하게 실시될 수 있다. 기술분야의 당업자라면 상술한 내용을 바탕으로 본 명세서에 개시된 실시예에 대해 상호 배타적이지 않을 정도로 많은 개조, 조합 및 변경을 할 수 있을 것이다. 또한, 본 명세서에 개시된 내용에 있어 다른 조합, 생략, 치환 및 변경이 기술분야의 당업자에게 자명할 것이다. 따라서, 본 발명은 이들 실시예에 제한되지 않고 첨부된 특허청구범위를 참조로 한정되어야 한다.