JP5183200B2 - プリセットを有するデュアル・パルス幅医療用レーザ - Google Patents

Description

本発明は、一般に、電磁エネルギー放出装置に関し、より詳細には、パルス医療処置レーザ装置に関する。

（関連技術への相互参照）
本出願は、引用によりその内容全体をここに組み入れる、「ＤＵＡＬ ＰＵＬＳＥ−ＷＩＤＴＨ ＭＥＤＩＣＡＬ ＬＡＳＥＲ ＷＩＴＨ ＰＲＥＳＥＴＳ」と題する、２００４年８月１２日に出願された、米国特許仮出願第６０／６０１，４１５号（代理人整理番号ＢＩ９８０８ＰＲ）に基づく優先権を主張するものである。本出願は、引用によりその内容全体をここに組み入れる、「ＥＬＥＣＴＲＯＭＡＧＮＥＴＩＣ ＥＮＥＲＧＹ ＤＩＳＴＲＩＢＵＴＩＯＮＳ ＦＯＲ ＥＬＥＣＴＲＯＭＡＧＮＥＴＩＣＡＬＬＹ ＩＮＤＵＣＥＤ ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ ＣＵＴＴＩＮＧ」と題する、２００５年１月１０日に出願された、米国特許出願第１１／０３３，０３２号（代理人整理番号ＢＩ９８４２Ｐ）の部分継続出願である。本出願は、引用によりその内容全体をここに組み入れる、「ＤＵＡＬ ＰＵＬＳＥ−ＷＩＤＴＨ ＭＥＤＩＣＡＬ ＬＡＳＥＲ」と題する、２００５年７月２７日に出願された、米国特許出願第１１／１９１，５９４号（代理人整理番号ＢＩ９８０１Ｐ）の部分継続出願である。

従来技術においては、種々の電磁エネルギー生成アーキテクチャが存在している。例えば、ソリッドステートのレーザ・システムは、一般に、コヒーレント光を放出するためのレーザ・ロッドと、レーザ・ロッドを刺激してコヒーレント光を放出するためのソースとを備える。フラッシュランプは、典型的に、Ｅｒ、Ｃｒ：ＹＳＧＧ及びＥｒ：ＹＡＧレーザ・システムのような２．５ミクロン（μｍ）から３．５μｍの間の中赤外線レーザのための刺激源として用いられる。フラッシュランプは、所定のパルス形状及び所定の周波数を有する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所定の周波数で駆動して、フラッシュランプ電流と実質的に同じ周波数を有する出力フラッシュランプ光分布をもたらす。このフラッシュランプからの出力フラッシュランプ光分布が、レーザ・ロッドを駆動して、フラッシュランプ電流と実質的に同じ所定の周波数でコヒーレント光を生成する。

柔らかいヒト組織の切除を要求するといったような医療用途は、或る場合には、組織への２つの反対の作用を要求し又はその恩恵を受ける。第１の作用は、制御された止血、最小限の出血、或いは出血なし、及び、切断面の焦げが減少され又は無くされた状態での、組織のレーザ切断に関係する。第２の作用は、例えば、組織が引き合わされたときの手術後癒合を刺激するための、出血を伴うレーザ切断に関係する。第２の作用は、例えば移植用途においては特に重要であり又は関連性がある。
これらの第１及び第２の作用をもたらす従来技術の方法は、各種の組織切断において明白に異なる装置を使用することを含む。第１及び第２の作用の処置を実行する幾つかの従来技術の方法は、異なる波長の電磁エネルギーを生成することができるシステムを使用することを含む。例えば、ＣＯ₂及びエルビウム型レーザをそれぞれ用いて、約１μｍから約３μｍの波長を生成することができる。２つの医療装置間の切り替えにおいて要求されるオーバーヘッド時間及び努力は、この手法の欠点となる。こうした処置を受ける患者の観点からの余分な時間及び付随する不快感は、さらなる欠点を表す。

従来技術においては、例えば、止血型及び出血型組織切断作用の両方を容易にするためなどの、異なる所望の切断作用又は処置を容易にするために、種々の特性又は作動モード間を迅速かつ効果的に移行することができるレーザ装置が必要とされている。

本発明の方法の例示的な実行は、単一の電力供給装置から第１及び第２高電圧出力を提供することによって、これらの必要性に対処するものである。組織を切断するのに用いられるレーザを励起することができるレーザ・ポンピング源（例えばフラッシュランプ）も提供される。第１及び第２高電圧出力は、第１及び第２パルス生成ネットワークをそれぞれ駆動して、例示的な方法の実行に係るレーザ・ポンピング源をポンピングする第１及び第２パルス出力をそれぞれ生成することができる。第１パルス生成ネットワークによって生成されたパルスは比較的短く、第２パルス生成ネットワークによって生成されたパルスは比較的長い。
本発明の別の実施形態は、医療用レーザ装置を含む例示的な実施形態に係る電磁エネルギー放出装置を含み、電磁エネルギー放出装置は、第１持続時間及び第２持続時間を有する一連の電磁パルスを放出することができ、電磁エネルギー放出装置は、第１持続時間及び第２持続時間を有する電磁パルスの組み合わせを指定するプリセットを格納するようになっており、装置は組織を切断することができる。医療用電磁エネルギー装置の一実施形態は、プリセットを格納することができるコントローラを備えることができ、該コントローラは、医療用電磁エネルギー装置の作動を制御するパラメータを含む。プリセットとして格納されるパラメータの例には、パワー、パルス持続時間、パルス繰返し数、パルス当たりのエネルギー、水設定、及び空気設定がある。医療用電磁エネルギー装置の別の実施形態は、ユーザがプリセットを修正し保存することを可能にするユーザ入力パネルを含むことができる。

この装置及び方法は、機能の解説と共に文法上の流動性のために説明され、又は説明されることになるが、３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．１１２の下で明確に記述されない限り、請求項は、「手段」又は「ステップ」の制限の構成によって多少なりとも必ずしも制限されるように構成されるものではなく、均等物の司法的原則の下で請求項によって与えられる定義の意味及び均等物の全ての範囲に一致するものであり、請求項が３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．１１２の下で明確に記述される場合には、３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．１１２の下で全ての法的均等物に一致するものであると明確に理解される。
ここで説明されるいずれかの特徴又は特徴の組み合わせは、こうしたいずれかの組み合わせに含まれる特徴が、文脈、本明細書、及び当業者の知識から明らかとなるものと互いに矛盾していなければ、本発明の範囲内に含まれる。本発明を要約するために、本発明の特定の態様、利点及び新規な特徴がここで説明される。もちろん、必ずしも全てのこうした態様、利点又は特徴が本発明のいずれかの特定の実施形態において具体化されるわけではないと理解されたい。本発明のさらなる利点及び態様は、以下の詳細な説明及び特許請求の範囲の請求項において明らかとなる。

ここで、それらの例が添付の図面に示されている、本発明の現在好ましい実施形態について詳細に言及する。可能な限りどんな場合でも、同じ又は同様の部品について言及するために図面及び説明において同じ又は類似した参照番号が用いられる。図面は、簡単化された形態であり、正確な尺度ではない。ここでの開示を参照すると、添付の図面に関して、頂部、底部、左、右、上、下、上方、〜より上、〜より下、〜の下、後及び前といった方向用語は、便宜のため及び明瞭にするためにのみ用いられる。こうした方向用語は、いかなる方法によっても本発明の範囲を制限するように構成されるものではない。

ここでの開示は、特定の図示された実施形態について言及するが、これらの実施形態は、単なる例として与えられたものであって、制限する目的で与えられたものではないことを理解されたい。しかし、例示的な実施形態を論じる以下の詳細な説明の意図は、実施形態の全ての修正、変形及び均等物を、添付の請求項によって定義される本発明の精神及び範囲内に入るものとして包含するように構成されることである。ここで説明される方法ステップ及び構造は、電磁エネルギー（例えばレーザ）装置の作動のための完全なアーキテクチャ及び方法フローを包含するものではない。本発明は、従来技術において慣習的に用いられる種々の構造及び技術と組み合わせて実施することができ、限られた量の一般的に実施される項目が、本発明の理解を与えるのに必要なものとしてここに含められる。本発明は、一般に、電磁処置装置の分野での適用可能性を有する。しかしながら、説明の目的のために、以下の記述は、医療用レーザ装置と、組織処置及び外科機能を実施するための医療用レーザ装置の作動方法に関する。

図面をより詳細に参照すると、図１は、本発明の方法の実施を説明する流れ図である。この方法の実施は、ステップ１０において高電圧電力供給装置（ＨＶＰＳ）から第１高電圧出力を与える。第１高電圧出力は、第１パルス生成ネットワーク（ＰＦＮ）を駆動することができる。ステップ１５においてＨＶＰＳから第２高電圧出力が与えられる。第２高電圧出力は、第２パルス生成ネットワークを駆動することができる。ここで説明される高電圧出力の例示的な実施形態は、第１高電圧出力から約１５００ボルトを与え、第２高電圧出力から約５００ボルトを与える。実施に係るステップ２０においてレーザ・ポンピング源のようなポンピング源がさらに与えられる。代表的な実施形態においては、レーザ・ポンピング源は、例えば、Ｅｒ：ＹＳＧＧ又はＥｒ，Ｃｒ：ＹＳＧＧソリッドステート・レーザのようなレーザ装置によってコヒーレント光の放出を刺激することができるフラッシュランプを備えることができる。実施のステップ２５において、第１パルス生成ネットワーク出力を用いてレーザ・ポンピング源をポンピングすることによって、第１持続時間（すなわち幅）を有する電磁エネルギー（例えばレーザ）パルスが生成される。同様に、ステップ３０において、第２パルス生成ネットワーク出力を用いてレーザ・ポンピング源をポンピングすることによって、第２持続時間を有するレーザ・パルスが生成される。

第１及び第２高電圧出力からフラッシュランプを駆動することができる回路の例が、図２を参照しながら以下に説明される。図２の回路の比較的詳細な実装が、本発明のいずれかの態様又は修正された態様と適合するように当業者によって適合され又は修正可能な程度まで引用することによりここにその内容全体を組み入れる、「ＤＵＡＬ ＰＵＬＳＥ−ＷＩＤＴＨ ＭＥＤＩＣＡＬ ＬＡＳＥＲ」と題する２００４年７月２７日に出願された米国特許仮出願第６０／５９１，９３３号の図２ｐ及び３ｐに開示されている。約２．７０ミクロン（μｍ）から２．８０μｍの範囲内、典型的には２．７８μｍの波長を有する電磁エネルギーを生成することができるＥｒ：ＹＳＧＧ又はＥｒ，Ｃｒ：ＹＳＧＧソリッドステート・レーザを、この回路のアーキテクチャを用いて駆動することができる。第１及び第２パルス生成ネットワークのパラメータは、それぞれ比較的短い及び長い持続時間を有するパルスを生成するように調節することができる。典型的な実施形態においては、第１パルス生成ネットワークによって、例えば約１４０マイクロ秒（μｓ）の持続時間を有する比較的短いパルスが生成され、第２パルス生成ネットワークによって、例えば約４００μｓの持続時間を有する比較的長いパルスが生成される。パルスの繰返し数は、例えば、約１から５０パルス／秒の範囲とすることができる。

当業者には公知の方法を用いて、デュアル、すなわちそれぞれ第１及び第２の、高電圧出力１１０及び１３０を生成することができる高電圧電力供給装置１０５を含む、本発明に係るデュアル・パルス幅アナログ・フラッシュランプ駆動回路１００の実施形態の部分概略図が図２に示されている。デュアル・パルス幅アナログ・フラッシュランプ駆動回路１００の図示された実施形態はさらに、第１パルス生成ネットワーク１０１と、それぞれ第１及び第２高電圧出力１１０及び１３０に接続された第２パルス生成ネットワーク１０２とを含む。第１及び第２パルス生成ネットワーク１０１及び１０２はさらに、レーザ（図示せず）のためのポンピング源として機能することができるフラッシュランプ１５０に接続される。

図示された実施形態における第１パルス生成ネットワーク１０１は、第１キャパシタ１１５、第１スイッチング・トランジスタ１２０（例えば、絶縁されたゲート・バイポーラ・トランジスタ（ＩＧＢＴ））及び第１インダクタ１２５を含む。第１キャパシタ１１５は、第１高電圧出力１１０と接地との間に接続される。第１高電圧出力１１０はさらに、第１スイッチング・トランジスタ１２０を通じて第１インダクタ１２５に接続され、フラッシュランプ１５０は、第１インダクタ１２５と接地との間に電気的に接続される。第１パルス生成ネットワーク１０１と第２パルス生成ネットワーク１０２は、前述の「ＥＬＥＣＴＲＯＭＡＧＮＥＴＩＣ ＥＮＥＲＧＹ ＤＩＳＴＲＩＢＵＴＩＯＮＳ ＦＯＲ ＥＬＥＣＴＲＯＭＡＧＮＥＴＩＣＡＬＬＹ ＩＮＤＵＣＥＤ ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ ＣＵＴＴＩＮＧ」と題する米国特許出願第１１／０３３，０３２号の図３に示されたような回路に類似した形態であってもよい。第１パルス生成ネットワーク１０１に類似した形態の第２パルス生成ネットワーク１０２は、第２キャパシタ１３５、第２スイッチング・トランジスタ１４０及び第２インダクタ１４５を含む。第２高電圧出力１３０は、第２キャパシタ１３５の端子に適用され、第２キャパシタは接地に接続された別の端子を有する。第２高電圧出力１３０はまた、第２スイッチング・トランジスタ１４０を通じて第２インダクタ１４５に接続され、第２インダクタはフラッシュランプ１５０に接続される。

デュアル・パルス幅アナログ・フラッシュランプ駆動回路１００の典型的な実施形態においては、第１及び第２キャパシタ１１５及び１３５は、それぞれ、例示的な値が約５０μＦである約３０マイクロファラッド（μＦ）から約７０μＦの値と、例示的な値が約４００μＦである約３００μＦから約６００μＦの値とを前提とする。第１及び第２キャパシタは、それぞれ、第１及び第２高電圧出力１１０及び１３０を受け取ることができる。例示的な実施形態における第１高電圧出力１１０は、約１５００ジュール毎秒（Ｊ／ｓ）の速度で第１キャパシタ１１５を充電することができるインピーダンス・レベルにおいて約１２００ボルトから約１５００ボルトの範囲の値を有する。実施形態における第２高電圧出力１３０は、約１ジュール毎秒（Ｊ／ｓ）の速度で第２キャパシタ１３５を充電することができるインピーダンス・レベルにおいて約２００ボルトから約５００ボルトの範囲とすることができる。第１インダクタ１２５は、例示的な実施形態において約５０μＨの定格インダクタンスを有する固体コア・インダクタのような、約３０マイクロヘンリー（μＨ）から約７０μＨのインダクタンスを含むことができる。第２インダクタ１４５は、約１ミリヘンリー（ｍＨ）のインダクタンスを有する固体コア・インダクタのような、約８００μＨから約１２００μＨのインダクタンスを含むことができる。フラッシュランプ１５０は、７００トール・ソースのような４５０から９００トールのソースを含むことができる。第１パルス生成ネットワーク１０１又は第２パルス生成ネットワーク１０２の作動をイネーブルにするために、制御装置１６５からの制御信号１５５及び１６０をトランジスタ１２０及び１４０の端子に適用することができる。図示された実施形態の典型的な作動モードに従って、第１パルス生成ネットワーク１０１をイネーブルにすることにより、比較的短い電磁エネルギー・パルスを生成することができ、第２パルス生成ネットワーク１０２をイネーブルにすることにより、比較的長い電磁エネルギー・パルスを生成することができる。例えば、電磁エネルギー・ハウジング又はハンドセット（図示せず）上のスイッチを含むユーザ入力１７０は、パルス持続時間及び／又はパルス繰返し数のようなパラメータ（例えば、ユーザ調節可能パラメータ）を指定することができる。特定の実施形態においては、図２に想像的に示された付加的なスイッチング・トランジスタ１２１及び１４１は、第１及び第２パルス生成ネットワーク１０１及び１０２の電流容量を増加させるために与えられる。

図２に図示されたデュアル・パルス幅アナログ・フラッシュランプ駆動回路１００の実施形態においては、第１パルス生成ネットワーク１０１によって比較的短い電流パルス１７５が生成される。第２パルス生成ネットワーク１０２は、実質的にここで説明されるように選択されたパラメータを用いて比較的長い電流パルス１８０を生成することができる。

図３は、図２に示されたデュアル・パルス幅アナログ・フラッシュランプ駆動回路１００のような、本発明に係るデュアル・パルス幅回路により駆動される電磁エネルギー（例えばレーザ）装置によって生成することができる電磁エネルギー・パルスの３つの例示的なチェーン（ａ，ｂ，ｃ）を図示するチャートである。チェーン（ａ）は、比較的長いパルスに従って発生させられた、レーザ・エネルギーのような電磁エネルギーを示す。チェーン（ｂ）は、レーザ・エネルギーのような電磁エネルギーの比較的短いパルスを示し、チェーン（ｃ）は、比較的長いパルスと比較的短いパルスとの混合を示す。製造業者又は技術者とは区別される歯科医又は医師のようなエンドユーザは、例えば、ユーザ入力１７０（図２）を用いて、発生させられるパルス・チェーンのタイプを選択することができる。

図２に示された実施形態によって発生させられた長いパルスを用いて、良好な止血、出血なし、及び切断面の焦げなしの状態で組織を切断するという目的を達成することができる。逆に、同じ実施形態によって発生させられた短いパルスは、手術後の治癒を促すために、出血を伴う切断を与えることができる。別の適用においては、短パルスは硬い組織（例えば、歯のエナメル質、象牙質、骨）の切断に用いることができ、一方、長パルスは軟らかい組織（例えば、歯周、粘膜、肝臓、腎臓）の切断に用いることができる。長パルス及び短パルスの適用例は、例えば、上述の「ＤＵＡＬ ＰＵＬＳＥ−ＷＩＤＴＨ ＭＥＤＩＣＡＬ ＬＡＳＥＲ ＷＩＴＨ ＰＲＥＳＥＴＳ」と題する米国特許仮出願第６０／６０１，４１５号、及び、「ＥＬＥＣＴＲＯＭＡＧＮＥＴＩＣ ＥＮＥＲＧＹ ＤＩＳＴＲＩＢＵＴＩＯＮＳ ＦＯＲ ＥＬＥＣＴＲＯＭＡＧＮＥＴＩＣＡＬＬＹ ＩＮＤＵＣＥＤ ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ ＣＵＴＴＩＮＧ」と題する米国特許出願第１１／０３３，０３２号に記載されている。本発明の特定の実装によれば、ここで説明される方法及び装置の使用は、医療（又は歯科）用途のみに制限されるものではなく、本発明によって検討される類似の方法及び装置は、半導体材料を除去し整形するといった産業用途に適用可能である。

図４は、処置部位に電磁（例えばレーザ）エネルギーを伝達することができる供給システムの絵画図である。図示された実施形態は、リンク要素２２５を用いて電磁エネルギー（例えばレーザ）ベース・ユニット２３０に接続された電磁エネルギー（例えばレーザ）ハンドピース２２０を含む。リンク要素２２５は、１つ又はそれ以上の電磁エネルギー（例えばレーザ）導管又はファイバー、空気管、水管などを含む導管２３５を有することができる。リンク要素２２５はさらに、導管２３５を電磁エネルギー・ベース・ユニット２３０に結合するコネクタ２４０を含むことができる。コネクタ２４０は、本発明のいずれかの態様又は修正された態様と適合するように当業者によって適合され又は修正可能な程度まで引用することによりここにその内容全体を組み入れる、「ＩＤＥＮＴＩＦＩＣＡＴＩＯＮ ＣＯＮＮＥＣＴＯＲ ＦＯＲ Ａ ＭＥＤＩＣＡＬ ＬＡＳＥＲ ＨＡＮＤＰＩＥＣＥ」と題する、２００５年７月２７日に出願された、米国特許出願第１１／１９２，３３４号において一層十分に説明されるような識別コネクタとすることができる。電磁エネルギー・ハンドピース２０は、細長い部分２２２とハンドピース先端部２４５を備えることができ、細長い部分２２２の中に複数の光ファイバーが配置され、それらは、導管２３５の中に収容された光ファイバーに接続されるか又はそれらと同じものである。近位（すなわち、電磁エネルギー・ベース・ユニット２３０に比較的近い）部分２２１及び遠位（すなわち、電磁エネルギー・ベース・ユニット２３０から比較的遠い）部分２５０は、電磁エネルギー・ハンドピース２２０のそれぞれの近位端及び遠位端に配置することができる。遠位部分２５０は、そこから突出する出力ファイバー先端部２５５を有し、これは図５を参照しながら一層詳細に後述される。図示のように、リンク要素２２５は、第１端２２６と第２端２２７を有する。第１端２２６は、電磁エネルギー・ベース・ユニット２３０のレセプタクル２３２に結合される。第２端２２７は、電磁エネルギー・ハンドピース２２０の近位部分２２１に結合される。コネクタ２４０は、レセプタクル２３２へのネジ接続を用いて、電磁エネルギー・ベース・ユニット２３０に機械的に接続することができる。

図５は、リンク要素２２５を通じて電磁エネルギー・ベース・ユニット２３０及び電磁エネルギー・ハンドピース２２０の細長い部分２２２に接続されるハンドピース先端部２４５（図４参照）の部分切取図である。外面２４６によって取り囲まれる図示された実施形態は、電磁エネルギー・ベース・ユニット２３０から電力又は処置電磁（例えばレーザ）エネルギーを受け取ることができる。典型的には、処置電磁エネルギーは、図６を参照しながら後述するように、細長い部分２２２及びハンドピース先端部２４５に配置された処置ファイバー３００のような導波管を通じて伝送される。一実施形態によれば、処置電磁エネルギー３０５は、処置ファイバー３００のような内部導波管によって受け取られ、電磁エネルギー・ハンドピース２２０の遠位部分２５０に配置された第１ミラー３１５の方に向けられ、そこから反射された電磁エネルギーが出力ファイバー先端部２５５の方に向けられる。出力ファイバー先端部２５５によって受け取られた電磁エネルギーは、標的（例えば処置）表面の方に向けられる。本発明のいずれかの態様又は修正された態様と適合するように当業者によって適合され又は修正可能な程度まで引用することによりここにその内容全体を組み入れる、「ＯＵＴＰＵＴ ＡＴＴＡＣＨＭＥＮＴＳ ＣＯＤＥＤ ＦＯＲ ＵＳＥ ＷＩＴＨ ＥＬＥＣＴＲＯＭＡＧＮＥＴＩＣ−ＥＮＥＲＧＹ ＰＲＯＣＥＤＵＲＡＬ ＤＥＶＩＣＥ」と題する、２００４年９月１７日に出願された、米国特許仮出願第６０／６１０，７５７号において一層十分に説明されるように、出力ファイバー先端部２５５は、出力ファイバー先端部２５５と共に、取り外し可能、交換可能ユニットを形成する先端部フェルール又はスリーブ３４５の中に入れることができる。

図６は、ハンドピース先端部２４５の実施形態の一部の断面図であり、その断面は、図５の線６−６’に沿って取られている。電磁エネルギー・ファイバー３００は、すでに説明したように第１ミラー３１５の方に向けられた電磁エネルギーを運ぶことができる。別の実施形態によれば、照明ファイバー４００のような付加的なファイバーは、可視光、青色光などのような別の形態の電磁エネルギーを運ぶことができ、この電磁エネルギーは、第２ミラー３２０（図５）の方に向けることができ、そこから、図７を参照しながら一層詳細に後述するように、ハウジング３３５内に配置された複数の先端部導波管３２５（図５）の方に向けられる。本発明の別の実装は、標的表面からの反射光、出力ファイバー先端部２５５から受け取られた反射光の第１部分３３０、及び複数の先端部導波管３２５から受け取られた反射光の第２部分（図示せず）を受け取る。第１部分３３０を含む反射光は、第２ミラー３２０によって受け取られ、第２ミラーは、反射光を、ハンドピース先端部２４５の内部に配置されたフィードバック・ファイバー４０５（図６）に向ける。フィードバック・ファイバー４０５は、反射光を電磁エネルギー・ベース・ユニット２３０に伝送し、そこで反射光が、例えば、本発明のいずれかの態様又は修正された態様と適合するように当業者によって適合され又は修正可能な程度まで引用することによりここにその内容全体を組み入れる、「ＬＡＳＥＲ ＨＡＮＤＰＩＥＣＥ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ」と題する２００５年８月１２日に出願された米国特許出願、及び、「ＣＡＲＩＥＳ ＤＥＴＥＣＴＩＯＮ ＵＳＩＮＧ ＴＩＭＩＮＧ ＤＩＦＦＥＲＥＮＴＡＩＬＳ ＢＥＴＷＥＥＮ ＥＸＣＩＴＡＴＩＯＮ ＡＮＤ ＲＥＴＵＲＮ ＰＵＬＳＥＳ」と題する２００５年８月１２日に出願された米国特許出願に記載されるように解析される。

図７は、図５の電磁エネルギー・ハンドピース先端部２４５のハウジング部分３３５を通る断面図である。図示された実施形態は、先端部フェルール又はスリーブ３４５によって囲まれた出力ファイバー先端部２５５、及び随意的に、出力ファイバー先端部２５５の周囲のキャビティ３５０を埋めて出力ファイバー先端部２５５を所定位置に保持するグルーを示す。ハウジング部分３３５は、第２ミラー３２０（図５）から照明光を受け取って照明光を前述のように標的に向けることができる出力ファイバー先端部２５５の周囲に環状に配置された先端部導波管３２５を含むことができる。特定の実施形態においては、複数の流体出力３８０を、ハンドピース先端部２４５のハウジング部分３３５内に配置することができ、流体出力３８０は、例えば、空気と水の混合物を標的に向けるように構成されている。

ハンドピース先端部２４５内でスプレー空気とスプレー水を混合するためのチャンバの実施形態の詳細な説明が図５ａに示されている。図示のように、混合チャンバは、例えば、チューブ（図示せず）に接続された空気取り入れ口３７０を備え、該チューブは、コネクタ２４０（図２）のスプレー空気接続部に接続され、そこから空気を受け取る。同様に、水取り入れ口３７５が、チューブ（同じく図示せず）に接続され、該チューブは、コネクタ２４０（図４）のスプレー水接続部に接続され、そこから水を受け取る。直径約２５０μｍの円形断面を有する空気取り入れ口３７０及び水取り入れ口３７５は、典型的な実施形態ではおよそ１１０°の角度３６５で接合される。空気取り入れ口３７０と水取り入れ口３７５が接合される場所の付近で混合が起こり又は起こり始め、水と空気のスプレー（例えば霧化された）混合物３８５が流体出力３８０を通じて放出される。図７に図示された実施形態には、３つの流体出力３８０が描かれている。これらの流体出力は、例えば、本発明のいずれかの態様又は修正された態様と適合するように当業者によって適合され又は修正可能な程度まで引用することによりここにその内容全体を組み入れる、「ＥＬＥＣＴＲＯＭＡＧＮＥＴＩＣＡＬＬＹ ＩＮＤＵＣＥＤ ＣＵＴＴＥＲ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ」と題する２００５年１月２４日に出願された米国特許出願第１１／０４２，８２４号に記載された流体出力のいずれかに対応する、その一部を含む、又はその実質的に全てを含むことができる。図４及び図７に図示されるように、流体出力３８０は、直径約３５０μｍの大きさの円形断面を有することができる。

引用によりここにその内容全体を組み入れる、Ｗａｔｅｒｌａｓｅ（登録商標）歯科用全組織レーザのユーザ・マニュアル（ここでは「組み入れられたＷａｔｅｒｌａｓｅ（登録商標）ユーザ・マニュアルと呼ぶ」において概説される本発明の１つの態様は、ここではプリセットと呼ぶプログラムされたパラメータ値を含み、プリセットは、種々の外科処置に適用可能である。プリセットは、装置の製造時にプログラムすることができ、その場合、プリセットは、予めプログラムされたプリセットと呼ばれる。或いは又はそれに加えて、プリセットは、エンドユーザによって生成され又は修正され格納されてもよい。一般的な硬い組織及び軟らかい組織の処置のための予めプログラムされたプリセットの例を含む、組み入れられたＷａｔｅｒｌａｓｅ（登録商標）ユーザ・マニュアルの表２を、ここに表１として再現する。

例示的な実施形態によれば、複数のプリセット（例えば、表１に示されるように、パワー、繰り返し数、パルス持続時間、パルス・エネルギーの１つ又はそれ以上についてのプログラムされた設定、並びに、空気及び水についての設定）を定めることができる。表には示されていないが、本発明の態様は、プリセットの１つとしてパルス持続時間の包含を含む。複数のプリセットを製造時に生成し、電磁エネルギー・ベース・ユニット２３０(図４)に格納することができる。表１に記載された一般的な硬い組織及び軟らかい組織の処置のための予めプログラムされたプリセット値に加えて、カスタマイズされたパラメータ値の組み合わせを、新しいプリセットとして電磁エネルギー・ベース・ユニット２３０に格納することができる。本発明の１つの実施によれば、各プリセットは、現在アクティブなパルス持続時間のようなパルス持続時間（例えば、約６５０から約１０００μｓまで選択可能又は変動可能なパルス持続時間を有する長パルスモード、又は、約１４０μｓのパルス持続時間を有する短パルスモード）をパラメータとして格納することができ、そしてさらに、ワット（Ｗ）単位のパワー、ヘルツ（Ｈｚ）単位のパルス繰り返し数、ミリジュール（ｍＪ）単位のパルス当たりのエネルギー、水設定（％）及び空気設定（％）を含む群から１つ又はそれ以上の付加的なパラメータを格納することができる。

図８は、所定の又は好ましい値をプリセットとして修正し保存する方法の実施をまとめた流れ図である。図示された実施は、ステップ５００で開始され、ステップ５０５でプリセット番号を選択することによって続行することができ、その後ステップ５１０でパワー設定を入力することができる。１つの実施形態によれば、電磁エネルギー・ベース・ユニット上のユーザ・インターフェースは、プリセット・ボタンを含む複数のボタンとディスプレイとを含み、それにより、製造業者又は技術者とは区別されるエンドユーザが、選択されたプリセットに関連するボタンを押すことによってプリセットを選択することができる。例えば、当業者には公知の方法でキーパッド上のボタン（例えば、パワーアップ／ダウン・ボタン）を押すことによって、電磁エネルギー（例えばレーザ）ビームの放出パワー・レベルに関連するパワー設定を入力することができる。同様に、例えば、パルス持続時間、繰り返し数、パルス・エネルギー、水設定、及び空気設定についてのそれぞれの値に対応するアップ／ダウン・ボタンを押すことによって、パルス持続時間、繰り返し数、パルス・エネルギー、水設定、及び空気設定の１つ又はそれ以上についての値を、それぞれステップ５１３、５１５、５２０、５２５及び５３０において入力することができる。

値（例えば、１つ又はそれ以上の値）が入力された後で、レーザ・ハウジング２３０（図４）のような電磁エネルギー・ハウジングの実施形態は、ステップ５３５において、エンドユーザが選択されたプリセット・ボタンを押したまま保つことに応答して、入力されたプリセット値を格納し、そして、ステップ５４０において、入力されたプリセット値が格納されたという可聴通知（例えばブザー音）を待つ。ステップ５４５において、ブザー音が聞こえるまで（例えば、一実施形態においては約２ないし３秒）エンドユーザは選択されたプリセット・ボタンを保持し続け、可聴通知を待ち続ける。可聴通知が聞こえた後で、ステップ５５０において、さらにプリセットが格納されるべきかどうかについてのエンドユーザによって下された判断により実施が続く。さらにプリセットが格納されるべきである場合には、この方法の実施は、ステップ５０５で開始を繰り返すことができる。例えば、全てのプリセットが格納されているときには、方法の実施はステップ５５５で終わる。プリセットは、格納されると、例えば、例示的実施形態に係るユーザ・インターフェース上のプリセット番号ボタンを押すことによって、実行されるべき医療処置に従って呼び戻すことができる。表１に戻ると、そこに記載されている％空気設定及び％水設定は、約５ポンド毎平方インチ（ｐｓｉ）から約６０ｐｓｉの範囲の圧力及び約０．５リットル／分から約２０リットル／分の範囲の圧力で１つ又はそれ以上の流体出力（図５、図５ａ及び図７の３８０を参照）に向けられる。液体（例えば水）は、約５ｐｓｉから約６０ｐｓｉの範囲の圧力及び約２ミリリットル（ｍｌ）／分から約１００ｍｌ／分の範囲の流速で１つ又はそれ以上の流体出力３８０に向けられる。他の実施形態においては、空気の流速を約０．００１リットル／分ほどの低さとすることができ、及び／又は、液体の流速を約０．００１リットル／分ほどの低さとすることができる。特定の実装においては、電磁エネルギー・ハンドピース内に配置された水管を通る水の流速は、約８４ｍｌ／分（例えば１００％）であってもよく、電磁エネルギー・ハンドピース２２０（図４）の空気管を通る空気の流速は、約１３リットル／分（例えば１００％）であってもよい。これらの値は、組み入れられたＷａｔｅｒｌａｓｅ（登録商標）ユーザ・マニュアルにおいて提案された、或いは、同じ状況で当業者に公知の、流速又は他の流速に関連して理解される。

本発明の態様によれば、値の１つ又はそれ以上の組み合わせを、全て又は部分的に、プリセットとして格納することにより、エンドユーザが、例えば作業中にプリセット間で切り替えることができるようになり、それにより、エンドユーザが所定作業の多数の処置を迅速かつ確実に達成することができる。短パルスモード処置及び長パルスモード処置の組み合わせを実施する比較的複雑な作業との関連におけるような効率は、正確さと一緒に増加させることができる。

図９は、本発明の態様に係るプリセットを修正し保存することができる医療用電磁エネルギー（例えばレーザ）コントローラ６００の例示的実施形態のブロック図である。例えば、電磁エネルギー・ベース・ユニット２３０(図４)に配置することができる図示された実施形態は、プロセッサ６０５（例えばマイクロプロセッサ）、ワーキングメモリ６１０、不揮発性メモリ６１５、永続的メモリ６２５、及びユーザ・インターフェース６８５を備える。実施形態はさらに、電磁エネルギー（例えばレーザ）制御インターフェース６７０、水制御インターフェース６７５、及び空気制御インターフェース６８０を備える。実施形態の上述の要素は、要素間の通信を容易にするシステム・バス６６５によって相互接続される。図示された実施形態はさらに、ユーザ入力パネル７００を備える。幾つかの実施形態においては、プロセッサ６０５、ワーキングメモリ６１０（例えばランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ））、不揮発性メモリ６１５、永続的メモリ６２５、及びクロック（図示せず）のような他のシステム要素を、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）として単一のマイクロコントローラ・チップ上に実装することができる。他の実施形態においては、電磁エネルギー制御インターフェース６７０、水制御インターフェース６７５、空気制御インターフェース６８０及びユーザ・インターフェース６８５をさらに同じチップ上に実装することができる。さらに別の実施形態においては、後者の４つの要素をマイクロコントローラ・チップへの随伴チップ上に実装することができる。本発明によって、これらの及び他の均等な実装が検討される。

不揮発性メモリ６１５は、そこにプリセット６２０を格納するように構成することができる。図示された実施形態は、＃１、＃２、＃３及び＃４と識別される４つのプリセットを有する。プリセット６２０についてのデフォルト又は予めプログラムされた値は、医療用電磁エネルギー・コントローラ６００の製造時に不揮発性メモリ６１５に格納することができる。しかしながら、それらは変更可能な不揮発性メモリ６１５に格納されるため、プリセット値は、エンドユーザの制御の下で変化させることができる。変化されると、格納されたプリセット値は、医療用電磁エネルギー・コントローラ６００に供給される電気エネルギーが存在しなくても格納されたデータの完全性を維持することができる不揮発性メモリ６１５に保持される。

例えば、ＡＳＩＣの製造時にプログラムすることができる永続的メモリ６２５は、プロセッサ６０５によって実行されたときに医療用電磁エネルギー・コントローラ６００に本発明に係る機能を実行させることが可能な命令シーケンスを格納することができる。図示された実施形態におけるこれらの命令シーケンスは、実行命令シーケンス６３０、電磁エネルギー（例えばレーザ）制御命令シーケンス６３５、水制御命令シーケンス６５５、空気制御命令シーケンス６６０、及びユーザ・インターフェース制御命令シーケンス７３０を含むことができる。電磁エネルギー制御命令シーケンス６３５は、例として、パワー制御命令シーケンス６４０、パルス持続時間制御命令シーケンス６３８、繰り返し数制御命令シーケンス６４５、及びパルス・エネルギー制御命令シーケンス６５０を含むことができる。この及び他の実施形態における永続的メモリ６２５は、例えば、本発明の直接作用範囲から逸脱した又は範囲外の電磁エネルギー・ハンドピース機能に関連する付加的な命令シーケンスを格納することができる。例えば、永続的メモリ６２５は、エンドユーザ入力に従う電磁エネルギー・パルスの形状を制御する命令シーケンス、並びに、医療用電磁エネルギー（例えばレーザ）システムの作動に関連する同様のタイプの命令シーケンスを含むことができる。実行命令シーケンス６３０は、プロセッサ６０５に、上述の命令シーケンス、並びに、ここで説明されない付加的な命令シーケンスを最小限にスケジューリングさせ調整させることができる。

例示的な作動モードによれば、図９の実施形態は、ユーザ通信ライン６９０上でエンドユーザからの入力、すなわちエンドユーザ入力を受け取る。ユーザ通信ライン６９０は、複数のプリセット・ボタン６９５、選択ボタン７２０、増加ボタン７１５、減少ボタン７２５、及びスピーカ７３５が配置されたユーザ入力パネル７００に接続することができる。液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）のような機能表示ストリップ７０５は、選択ボタン７２０に従って選択された機能を表示することができ、値表示ストリップ７１０に数値パラメータ値が表示される。ユーザ通信ライン６９０上でエンドユーザ入力が受け取られたときに、ユーザ・インターフェース６８５は、ユーザ入力パネル７００とプロセッサ６０５との間で情報を通信することができる。例えば、プロセッサ６０５は、エンドユーザ入力に従って機能表示ストリップ７０５に示されたメッセージ及び／又は値表示ストリップ７１０に示された値のような表示をプロセッサ６０５に最小限に更新させる、ユーザ・インターフェース制御命令シーケンス７３０を実行することができる。特に、ユーザ・インターフェース制御命令シーケンス７３０はさらに、プロセッサ６０５にユーザ・インターフェース６８５と対話させて、例えば、エンドユーザによって与えられた入力に従ってプリセット値６２０を修正し格納させることができる。ユーザ・インターフェース制御命令シーケンス７３０はさらに、プロセッサ６０５にスピーカ７３５をアクティブ化させることができる。

再び図８を参照し、引き続き図９を参照すると、エンドユーザは、例えば、一組のプリセット値を修正し格納することができる。エンドユーザは、ステップ５０５においてプリセット番号を選択することができ、ユーザ入力パネル７００上の複数のプリセット・ボタン６９５の１つを押すことができる。ユーザ・インターフェース６８５は、ユーザ通信ライン６９０上で、選択されたプリセット番号に従って入力を受け取ることができる。ユーザ・インターフェース６８５はさらに、エンドユーザ入力に従ってプロセッサ６０５と通信することができる。プロセッサ６０５は、ユーザ・インターフェース６８５から受け取った情報に従って、プロセッサ６０５に機能表示ストリップ７０５及び値表示ストリップ７１０のコンテンツを最小限に更新させることができる、ユーザ・インターフェース制御命令シーケンス７３０を実行することができる。当業者によって理解されるユーザ・インターフェース制御命令シーケンス７３０に従って、プロセッサ６０５とユーザ入力パネル７００との間の同様の対話を行うことができる。ステップ５０５においてプリセット番号を選択した後で、エンドユーザは、例えば、図８のステップ５１０に従って、機能表示ストリップ７０５においてパワー表示が観察されるまで、ユーザ入力パネル７００上の選択ボタン７２０を押すことができる。エンドユーザは、例えば、値表示ストリップ７１０において現在アクティブなパワー設定に対応する数値を観察し、増加ボタン７１５を押してパワー設定を増加させることによって、パワー設定を入力することができる。エンドユーザはまた、減少ボタン７２５を押すことによってパワー設定を減少させることができる。いずれの場合にも、エンドユーザは、パワーについての所望の値が値表示ストリップ７１０に表示されるまで、増加ボタン７１５及び／又は減少ボタン７２５を押し続けることができる。エンドユーザは、再び選択ボタン７２０を押して、機能表示ストリップ７０５のコンテンツを、例えば、図８のステップ５１３に従ってＰＵＬ ＤＵＲ（例えば、電磁エネルギー・パルス持続時間の表示）変化させることができる。また、ユーザ・インターフェース命令シーケンス７３０は、プロセッサ６０５に、選択されたプリセットに従って電磁エネルギー・パルス持続時間についての現在格納された値を値表示ストリップ７１０に表示させることができる。次いで、エンドユーザは、既に説明されたのと同様の方法で増加ボタン７１５及び減少ボタン７２５を押すことによって、表示ストリップ７１０に表示された値を調節することができる。

エンドユーザは、例えば、図８のステップ５１５、５２０、５２５及び５３０に従って選択されたプリセット番号についてのパラメータ値の更新を開始し続けることができる。ユーザ・インターフェース制御命令シーケンス７３０は、プロセッサ６０５に、例えば更新されたパラメータ値を、ワーキングメモリ６１０に格納させることができる。エンドユーザが所望のパラメータ値の更新を完了したときには、エンドユーザは、プリセット・ボタン６９５のうちの選択された１つを押し続けることができる。ユーザ・インターフェース制御命令シーケンス７３０は、プロセッサ６０５にタイミング命令シーケンス（図示せず）を実行させて、約２ないし３秒間待ち、この時間間隔の後で、ユーザ命令制御シーケンス７３０は、プロセッサに更新されたパラメータ値を不揮発性メモリ６１５に移動させ、格納されたプリセット６２０のうちの選択された１つのコンテンツを更新させることができる。ユーザ・インターフェース制御命令シーケンス７３０は、プロセッサ６０５に可聴信号（例えばブザー音）をスピーカ７３５に伝送させることができる。

ここで、短パルスモード処置及び長パルスモード処置の組み合わせに関係する幾つかの作動を説明する。多くの場合、所与の作動について、幾つかの又は全てのパラメータ（例えばパワー、パルス繰り返し数など）についての値は、長パルスモード処置についての値に比べて短パルスモード処置について異なっている。以下に概説される作動は、異なる時点で別個の短パルス（図３（ｂ）参照）及び長パルス（図３（ａ）参照）で作動するＷａｔｅｒｌａｓｅ（登録商標）装置のようなカッターに関連して説明されるが、修正された、しかし必ずしも交換可能でない実装は、短パルスモード・パルスシーケンスに点在する長パルスを含むことができ、及び／又は、長パルスモード・パルスシーケンスに点在する短パルスを含むことができる。例えば、１つ又はそれ以上の所与の作動の長パルスモード以下の処置は、長パルスのみの長パルスモード・パルスシーケンスの代わりとして、複数の交互の長パルス及び短パルス（例えば図３（ｃ））を含む長パルスモード・パルスシーケンスを実施することができる。以下の例においては、Ｗａｔｅｒｌａｓｅ（登録商標）装置のようなカッターを用いて実施される作動が、所与の作動の幾つかの処置のために短パルスモードが用いられ、作動の他の処置のために長パルスモードが用いられる、種々の作動について解説される。これらの例は、根管表面の修正、用意されたキャビティ表面の修正、歯肉線における又は歯肉線の下の根の表面の修正（結合を強化するための用意されたキャビティ表面の修正を含み、さらに外側の根の表面を知覚鈍麻させ又はその他の形で治療することを含む）、及び根尖切除処置を含む。

根管表面の修正
組み入れられたＷａｔｅｒｌａｓｅ（登録商標）ユーザ・マニュアルの付録Ｃは、根管臨床プロトコルを記載しており、それを図１０に抜粋する。組み入れられたＷａｔｅｒｌａｓｅ（登録商標）ユーザ・マニュアルに示されたような処置のための作動パラメータ（例えば、パワー、パルス繰り返し数、パルス当たりのエネルギー、水の百分率及び／又は空気の百分率、並びに、別の選択肢としてパルス持続時間）は、手動で入力することができ、又は、上記の表１に示されたプリセットのようなプリセットを用いて呼び出すことができる。

本発明の態様によれば、電磁エネルギー・ベース・ユニット２３０（図４）の一部をなすモニタは、出力ファイバー先端部のような種々の出力付属品の使用を教示する。例示的実装によれば、種々の出力付属品は、Ｇ６、Ｚ２、Ｚ３などと識別される出力ファイバー先端部の形態で具体化される。モニタは、所与の作動又は処置の様々な時点で種々の出力付属品の使用を教示することができる。本発明の実施形態は、色パターンを有する出力先端部を示す及びそれに対応する色コード又は位置コードの可視指示を含むことができ、「ＯＵＴＰＵＴ ＡＴＴＡＣＨＭＥＮＴＳ ＣＯＤＥＤ ＦＯＲ ＵＳＥ ＷＩＴＨ ＥＬＥＣＴＲＯＭＡＧＮＥＴＩＣ−ＥＮＥＲＧＹ ＰＲＯＣＥＤＵＲＡＬ ＤＥＶＩＣＥ」と題する、２００４年９月１７日に出願され、上記に引用された米国特許仮出願第６０／６１０，７５７号において一層十分に説明されるように、種々の時点で種々の付属品が用いられる。

組み入れられたＷａｔｅｒｌａｓｅ（登録商標）ユーザ・マニュアルの付録Ｃに記載された根管臨床プロトコルの、図１０のステップ８１０−８８０に対応するステップ１−８の一部又は全てを実装することに関連して、例えば電磁エネルギー・ベース・ユニット２３０（図４）上の第１ディスプレイは、ステップ８１０においてエンドユーザがエナメル質及び象牙質を切断するのに適した作動パラメータの設定（手動又はプリセット）でＧ６出力ファイバー先端部を用いて髄腔へのアクセスを準備することを教示することができる。例えば、上記の表１に与えられるようなプリセット＃１及び＃２は、髄腔へのアクセスを準備するために用いることができる。第１ディスプレイ又はその後のディスプレイは、次にステップ８２０においてエンドユーザが同じ出力ファイバー先端部を使用して適切な作動パラメータの設定で感染／壊死歯髄の歯冠部分を除去することを教示することができる。一実施形態によれば、作動パラメータは、プリセットであってもよい。同じ又はその後のディスプレイは、ステップ８３０において、エンドユーザが、作動パラメータの適切な設定（手動又はプリセット）を用いてＺ２出力ファイバー先端部を用いる初期器械使用を行うことを教示することができる。同じ又はその後のディスプレイは、ステップ８４０において、エンドユーザに、例えば、Ｚ２出力ファイバー先端部を用いてレーザ根管拡大を行うことを教示することができる。同様のディスプレイは、ステップ８５０において、エンドユーザに、Ｚ２出力ファイバー先端部を用いて作動長さを測定し、ステップ８６０においてＺ２出力ファイバー先端部を用いて根管を拡大することを教示することができる。ステップ８７０において、エンドユーザは、同じ又はその後のディスプレイによって、Ｚ３出力ファイバー先端部を用いて根管を拡大することを教示される。次いで、同じ又はその後のディスプレイは、ステップ８８０においてエンドユーザにＺ４出力ファイバー先端部を用いて根管を拡大することを教示することができる。全ての先行するディスプレイはさらに、エンドユーザに、適切な作動パラメータ設定（例えば、電磁エネルギー（例えばレーザ）パワー、パルス持続時間、パルス繰り返し数、パルス・エネルギー、並びに、水及び空気の設定についての手動又はプリセット値）を用いることを教示することができる。

図１０に記載された根管臨床プロトコルのステップ８１０−８８０は、例えば、短パルスモード（プリセットを用いる作動のためにステップ８４０−８８０のパラメータが呼び戻される）を用いて全て又は部分的に実行することができる。前及び／又は後洗浄ステップ（組み入れられたＷａｔｅｒｌａｓｅ（登録商標）ユーザ・マニュアルの付録Ｃのステップ９参照）は、例えば、露出した細管構造体又は開口部を修正する（例えば閉じる）ために、長パルスモードのＷａｔｅｒｌａｓｅ（登録商標）を用いて根管の表面（例えば側壁表面）を修正することを含む、又はそれに先導されてもよい。例えば、Ｗａｔｅｒｌａｓｅ（登録商標）装置を含むカッターは、約１．５−２Ｗのパワー、約３０Ｈｚのパルス繰り返し数、約５０ｍＪのパルス当たりのエネルギー、約２０％の水設定及び約４０％の空気設定に設定することができる（例えば、エンドユーザがプリセットをアクティブ化するか又は手動によって）。次いで、根管の表面を、ステップ８４０−８８０と同様のプロトコルを用いて修正することができる。例えば、Ｚ２、Ｚ３及び／又はＺ４出力ファイバー先端部は、各々、５−１０の上方へのストロークに連続的に用いることができ、例えば、各々の上方へのストロークは、約５秒のレーザ放出に関係し、下方へのストロークは、レーザ放出を伴わない。別の実施形態においては、長パルス処置は、Ｚ２及びＺ３出力ファイバー先端部ではなく、Ｚ４出力ファイバー先端部のみを用いることができる。

準備されたキャビティ表面の修正
キャビティは、例えば、短パルスモード（例えば、当業者には公知のもの、又は組み入れられたＷａｔｅｒｌａｓｅ（登録商標）ユーザ・マニュアルにおいて提案されたもののいずれかとすることができる）を、組み入れられたＷａｔｅｒｌａｓｅ（登録商標）ユーザ・マニュアルにおいて提案された、又はそうでなければ当業者に公知の技術（組み入れられたＷａｔｅｒｌａｓｅ（登録商標）ユーザ・マニュアルの表２−６及び関連するテキスト）と組み合わせて用いて、最初に用意される。キャビティの作成後に、しかしそれを埋める前に、用意されたキャビティ表面を、例えば結合特性を強化するように修正することができる。カッター（例えばＷａｔｅｒｌａｓｅ（登録商標））は、約２．５−３Ｗのパワー、約３０Ｈｚのパルス繰り返し数、約８０−１００ｍＪのパルス当たりのエネルギー、約１０−１５％の水設定及び約２５−３０％の空気設定に設定することができる（例えば、エンドユーザがプリセットをアクティブ化するか又は手動により）。次いで、用意されたキャビティの表面を、例えば５−１５秒の時間にわたって全ての結合面をカバーする円形運動を用いて修正することができる。

歯肉線における又は歯肉線の下の根の外表面の修正
根の外表面は、（１）結合を強化するために用意されたキャビティ表面を修正すること、及び（２）根の外表面を知覚鈍磨し又はその他の形で治療すること、の少なくとも１つを実行するために長パルスモードを用いて修正することができる。これらの作動のいずれも、カッターを、例えば、約３Ｗのパワー、約３０−４０Ｈｚのパルス繰り返し数、約８０−１００ｍＪのパルス当たりのエネルギー、約１５−２０％の水設定及び約４０％の空気設定に設定することによって実行することができる。

１．結合を強化するために用意されたキャビティ表面を修正する
結合を強化するために用意されたキャビティ表面を修正することに関係する、根の外表面上の作動に関して、例えば、根の外表面の歯肉線上に又はそのすぐ下にう食が存在する場合には、短パルスモードでう食組織を除去するために、カッター（例えばＷａｔｅｒｌａｓｅ（登録商標））を実装することができる。一般に当業者には公知の又は組み入れられたＷａｔｅｒｌａｓｅ（登録商標）ユーザ・マニュアルによって提案された短パルスモード・パラメータを用いることができる。例示的な実施形態によれば、パラメータは、例えば、組み入れられたＷａｔｅｒｌａｓｅ（登録商標）ユーザ・マニュアルの表２−６及び関連する文書において提案された技術を用いて処置のために呼び戻される（プリセットを介して又は手動で）。根の外表面上にキャビティを用意した後に、しかしそれを埋める前に、用意されたキャビティ表面を、例えば、結合特性を強化するために修正することができる。カッター（例えばＷａｔｅｒｌａｓｅ（登録商標））は、長パルスモードに、及び、「Ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｒｅｐａｒｅｄ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅｓ」と題する前節において開示された設定に設定することができ、次いで、用意されたキャビティの表面を、例えば５−１５秒の例示的な時間にわたって関連する結合面をカバーする円形運動を用いて修正することができる。修正された実施形態においては、短パルスモード及び長パルスモード処置は、時には交換し又は組み合わせることができる。

２．根の外表面を知覚鈍磨し又はその他の形で治療する
根の外表面を知覚鈍磨し又は露出される程度までその他の方法で治療するために、出力ファイバー先端部は、（過敏さに応じて）表面から約２−５ミリメートル（ｍｍ）に位置決めし、作動させることができる。レーザ放出は、円形運動を用いて適用し、確実に患者が痛みを感じないようにすることができる。特定の例においては、レーザ放出は、円形運動を伴ってレーザ放出しながら、表面から約５ｍｍのところで出力ファイバー先端部を用いて開始することができ、出力ファイバー先端部は、確実に患者が痛みを感じないようにしながら、表面から約２−３ｍｍの距離まで近づけていくことができる。カリフォルニア州サンクレメンテ所在のＢｉｏＬａｓｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｉｎｃ．によって製造されたｓ７５出力ファイバー先端部を用いることができ、露出した根の表面を治療するためのレーザ放出適用時間は約３０−６０秒とすることができる。

カッター（例えばＷａｔｅｒｌａｓｅ（登録商標））を、例えば、約１−２Ｗのパワー、約４０−５０Ｈｚのパルス繰り返し数、約２０−４０ｍＪのパルス当たりのエネルギー、約０％の水設定及び約１０−２０％の空気設定に設定することによって（例えばエンドユーザがプリセットをアクティブ化することを介して又は手動で）、妨害する歯肉組織を、治療されるべき根の外表面が露出されない程度まで長パルスモードで除去することができる。別の実施形態においては、カッターは、この開示又は組み入れられたＷａｔｅｒｌａｓｅ（登録商標）ユーザ・マニュアル（例えば表２−６及び関連する文書参照）によって提案されたものに照らして当業者には公知の技術を用いて、短パルスモードで実行することができる（長パルスモードの実行と同様に、この開示又は組み入れられたＷａｔｅｒｌａｓｅ（登録商標）ユーザ・マニュアル（例えば表２−６及び関連する文書参照）によって提案されたものに照らして当業者に公知又は明らかなパラメータを、プリセットを介して又は手動で処置のために呼び戻すことができる）。修正された実行においては、この処置に関連して、例えば長パルスモードでの切断後に短パルスモードで切断すること、この逆、及び／又は、短パルスモード・パルスシーケンスに点在する長パルス及び／又は長パルスモード・パルスシーケンスに点在する短パルスを用いる処置を含むように、あらゆる順序又は割合でいずれか２つのモードを組み合わせることができる。

根尖切除処置
組み入れられたＷａｔｅｒｌａｓｅ（登録商標）ユーザ・マニュアルの付録Ｃに記載されるような根尖切除処置における歯肉組織の切断中に、（例えばエンドユーザがプリセットをアクティブ化することによって、又は手動で）長パルスモードに切り替えることによって歯肉組織の出血が減弱され又は治療され、これは、例えば、カッターを約１−２Ｗのパワー、約４０−５０Ｈｚのパルス繰り返し数、約２０−４０ｍＪのパルス当たりのエネルギー、約０％の水設定及び約１０−２０％の空気設定に、及び／又は、組み入れられたＷａｔｅｒｌａｓｅ（登録商標）ユーザ・マニュアルの表４において開示されるような値の組み合わせに設定する。プリセットを用いて、根尖処置を取り上げる付録Ｃのセクションに記載されるような短パルスモード処置をイネーブルにすることができる。組み入れられたＷａｔｅｒｌａｓｅ（登録商標）ユーザ・マニュアルの付録Ｃに記載された根尖切除処置を参照すると、ここでの開示によって修正されるように、他の実行は、例えば長パルスモードでの切断後に短パルスモードで切断すること、この逆、及び／又は、短パルスモード・パルスシーケンスに点在する長パルス及び／又は長パルスモード・パルスシーケンスに点在する短パルスを用いる処置を含むように、あらゆる順序又は割合で使用され又は組み合わされたいずれか２つの（すなわち長パルスと短パルス）柔軟組織切断モードを含むことができる。この開示は、小帯切除術のような他の柔軟組織処置に延長することができる。根尖切除処置の例として、第１プリセットが、短パルスモード切開／切断を容易にするためにエンドユーザによってアクティブ化され、その後、エンドユーザは、例えば、出血が減少された切断又は凝固を含む長パルスモード処置を容易にするために（組織に約５−１０秒間レーザ放出することにより）第２プリセットをアクティブ化し、それにより、作動は、２つの（すなわち長パルスと短パルス）切断モードの１つ又はそれ以上に又はそれらの間で、さらに切り替え続けることができる。

ＢｉｏＬａｓｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｉｎｃ．に譲渡された、米国特許第５，７４１，２４７号、米国特許第５，７８５，５２１号、米国特許第５，９６８，０３７号、米国特許第６，０８６，３６７号、米国特許第６，２３１，５６７号、米国特許第６，２５４，５９７号、米国特許第６，２８８，４９９号、米国特許第６，３５０，１２３号、米国特許第６，３８９，１９３号、米国特許第６，５４４，２５６号、米国特許第６，５６１，８０３号、米国特許第６，５６７，５８２号、米国特許第６，６１０，０５３号、米国特許第６，６１６，４４７号、米国特許第６，６１６，４５１号、米国特許第６，６６９，６８５号、米国特許第６，７４４，７９０号、及び米国特許第６，８２１，２７２号に記載された対応する又は関連する構造体及び方法は、引用によりその全てがここに組み入れられ、こうした組み込みは、この開示に係る本発明、こうした特許、並びに、当業者の知識及び判断（ｉ）と共に作動可能、（ｉｉ）と共に作動可能になるように当業者によって修正され、及び／又は、（ｉｉｉ）のいずれかの部分と共に実施され／使用され又は組み合わされることが可能な上記の特許における対応する又は関連する構造体（及びその修正）を含む。例えば、本発明の図示された実施形態のフラッシュランプ１５０からの出力光エネルギー分布は、フラッシュランプ１５０によって駆動されるレーザのような電磁エネルギー源の切断作用を最適化し又は最大化するのに有用である。電磁エネルギー出力は、例えば、標的面の上の流体（例えば、流体粒子の霧化された分布）の中に向けることができる。電磁エネルギーを標的面の上の流体粒子の霧化された分布の中に向けるための装置は、上記に引用された米国特許第５，５７４，２４７号において開示されている。長及び／又は短パルスは、好ましくは水を含む流体（例えば霧化された流体粒子）に大量のエネルギーを与え、それにより流体（例えば流体粒子）を膨張させ、分裂（例えば機械的）切断力を標的面に適用することができる。

上記に照らして、本発明の方法は、電磁エネルギー装置、特定の例においては複数のパルス持続時間を有するレーザパルスの生成能力を呈する医療用レーザ装置の作動を容易にすることができる。上述の実施形態は、単なる例として与えられたものであり、本発明はこれらの例に限定されない。上記の説明を考慮した当業者によって、相互に排他的とならない程度まで、開示された実施形態への多数の変化及び修正が加えられるであろう。
例えば、複数（例えば２つ以上）の高電圧出力及び対応するパルス生成ネットワーク（例えば、種々のパルス幅の３つ又はそれ以上の出力を生成するための）が、本発明によって考慮される。本発明は、例えば止血型及び出血型組織切断作用のような多数の処置又は切断作用を容易にするための例えばエルビウム型のレーザに関連して、異なる電磁エネルギー・パルス持続時間及び種々の量の流体（例えば、水ストリーム、スプレー又はミスト）と共に用いられ、又はそれらを実装するように構成される。例えば、約３μｍの波長、並びに、５０μｓ及び１０００μｓのパルス持続時間を実装して、必要に応じて第１及び第２切断作用を与えることができる。

本発明はまた、種々の持続時間を有するパルスの生成におけるキャパシタ充電電力供給装置と共に用いるか、又はそれと共に構成することができ、こうした修正は、幾つかの場合、限定されたパルス繰り返し数、比較的高価な駆動回路、ベル形状ではなく若干矩形のパルス形状、及び比較的多数の、容積の大きい、及び／又は重いキャパシタといった問題を与える。
本発明は、第１及び第２パルス生成ネットワークに関連して説明されたが、それぞれ第１及び第２パルス生成ネットワークに類似しているが異なる長さのパルスを生成するために構成されている、より多い数のパルス生成ネットワークも考慮されていることを理解されたい。さらに、本発明は、電磁エネルギー出力装置のための２つのパルス出力を生成するために単一の電力供給装置を使用することに関連して説明されているが、３つ又はそれ以上のパルス生成ネットワークを用いる本発明の実装は、単一の電力供給装置を含むことができ、又は、パルス生成ネットワークの数より少ない数の電力供給装置を含むことができる。
さらに、他の組み合わせ、省略、置換及び修正が、ここでの開示に照らせば当業者には明らかであろう。従って、本発明は、開示された実施形態によって限定されるのではなく、特許請求の範囲の請求項を参照することによって定義されることを意図されている。

本発明の方法の実行を説明する流れ図である。 本発明に係るデュアル・パルス幅フラッシュランプ駆動回路の実施形態を図示する概略図である。 本発明の種々の態様に係る図２に示されたデュアル・パルス幅フラッシュランプ駆動回路によって生成された短、長、及び混合電磁エネルギー・パルスを示すプロットである。 本発明の例示的な実施形態に係る、電磁エネルギーを処置部位に送出することができる給送システムの絵画図である。 本発明の例示的な実施形態に係るハンドピース先端部の部分切取図である。 図５のハンドピース先端部内でスプレー空気とスプレー水を混合するためのチャンバの実施形態の詳細図である。 本発明の態様に係る線６−６’に沿って取られた、図４のハンドピース先端部の断面図である。 本発明の別の態様に係る図４の線７−７’に沿って取られた、ハンドピース先端部の断面図である。 本発明に係るプリセットとして指定された値を修正し保存する方法の実行をまとめた流れ図である。 本発明に係るプリセットを修正し保存することができる医療用電磁エネルギー・コントローラの実施形態のブロック図である。 プリセットが本発明の例示的な実施形態に従って用いられる、根管臨床プロトコルを概説する流れ図である。

Claims (22)

1. 標的に分裂力を与えるための装置であって、
   第１電圧レベルで第１高電圧出力を、及びより低い電圧レベルである第２電圧レベルで第２高電圧出力を供給することができる単一の電力供給装置を有する装置と、
   ポンピング源と、
   前記第１高電圧出力及び前記第２高電圧出力を受け取ることができ、さらに出力パルスを用いて前記ポンピング源を駆動することができる第１パルス生成ネットワーク及び第２パルス生成ネットワークであって、当該第１パルス生成ネットワーク及び当該第２パルス生成ネットワークは、ユーザ入力に応じて出力パルスを生成するよう構成されており、当該第２パルス生成ネットワークによって生成される出力パルスは、当該ユーザ入力を用いて前記第１パルス生成ネットワークによって生成される出力パルスとは異なる一又は二以上の持続時間及び振幅を有している、前記第１パルス生成ネットワーク及び前記第２パルス生成ネットワークと、
   を備え、
   前記第１パルス生成ネットワークは、約３０−７０μFのキャパシタ及び約３０−７０μＨのインダクタを有し、前記第２パルス生成ネットワークは、約３００−６００μＦのキャパシタ及び約８００−１２００μＨのインダクタを有することを特徴としており、
   装置は、さらに、
   前記標的に水を入れるよう構成されている流体出力を備え、
   前記ポンピング源は、前記標的に電磁エネルギーを向けるよう構成されており、前記標的内の前記水の少なくとも一部に比較的大量のエネルギーを与える複数の出力パルスの形態で前記電磁エネルギーを出力し、前記水に与えられた前記比較的大量のエネルギーは、前記水を膨張させるのに十分な量であり、さらに前記標的に分裂切断力又は分裂切除力が与えられることを特徴とする装置。
2. 前記装置がレーザ装置であり、前記ポンピング源がレーザ・ポンピング源であって、さらに、前記出力パルスが高輝度の微小リーディングパルスを含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記装置が組織の切断を容易にするように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の装置。
4. 前記レーザ装置は、前記第１パルス生成ネットワークが前記レーザ・ポンピング源を駆動するときに、第１持続時間を有するレーザパルスを生成することができ、
   前記レーザ装置は、前記第２パルス生成ネットワークが前記レーザ・ポンピング源を駆動するときに、より長い持続時間である第２持続時間を有するレーザパルスを生成することができる、
   ことを特徴とする請求項２に記載の装置。
5. 前記電力供給装置は、第３電圧レベルで第３高電圧出力を供給することができ、
   前記装置は、前記電力供給装置から前記第３高電圧出力を受けることができる第３パルス生成ネットワークを備え、その第３パルス生成ネットワークは、出力パルスを用いて前記ポンピング源を駆動することができる、
   ことを特徴とする請求項４に記載の装置。
6. 前記第１パルス生成ネットワークに前記レーザ・ポンピング源を選択的に駆動させ、
   前記第２パルス生成ネットワークに前記レーザ・ポンピング源を選択的に駆動させる、ことができる制御入力をさらに備えていることを特徴とする請求項４に記載の装置。
7. 前記第１パルス生成ネットワーク及び前記第２パルス生成ネットワークは、ユーザの制御の下で選択可能であることを特徴とする請求項４に記載の装置。
8. 前記第１電圧レベルが約１５００ボルトであり、
   前記第２電圧レベルが約５００ボルトである、
   ことを特徴とする請求項２に記載の装置。
9. 前記第１パルス生成ネットワークが、
   前記第１高電圧出力を受け取る第１キャパシタと、
   前記レーザ・ポンピング源に結合された第１インダクタと、
   前記第１キャパシタを前記第１インダクタに結合するスイッチング・トランジスタと、を含み、前記第２パルス生成ネットワークが、
   前記第２高電圧出力を受け取る第２キャパシタと、
   前記レーザ・ポンピング源に結合された第２インダクタと、
   前記第２キャパシタを前記第２インダクタに結合するスイッチング・トランジスタと、を含むことを特徴とする請求項２に記載の装置。
10. 前記第１キャパシタが約５０マイクロファラッドのキャパシタンスを有し、
    前記第１インダクタが約５０マイクロヘンリーの定格インダクタンスを有する固体コア・インダクタであり、
    前記第２キャパシタが約４００マイクロファラッドのキャパシタンスを有し、
    前記第２インダクタが約１ミリヘンリーの定格インダクタンスを有する、
    ことを特徴とする請求項９に記載の装置。
11. 前記レーザ・ポンピング源がフラッシュランプを含むことを特徴とする請求項９に記載の装置。
12. システムであって、
    請求項１に記載の装置と、
    第１持続時間及び第２持続時間を有する一連の電磁エネルギー・パルスを放出することができる電磁エネルギー放出装置と、
    エンドユーザが所定の一連の電磁エネルギー・パルスから選択し、ユーザ定義された一連の電磁エネルギー・パルスをプリセットとして生成して格納することができるように構成されたユーザ・インターフェースと、
    を含み、前記所定の一連の電磁エネルギー・パルス及び前記ユーザ定義された一連の電磁エネルギー・パルスが、前記システムによって組織上に向けられたときに組織を切断するようになっている、システム。
13. 前記所定の一連の電磁エネルギー・パルス及び前記ユーザ定義された一連の電磁エネルギー・パルスが、パワー、パルス持続時間、パルス繰り返し数、及びパルス当たりのエネルギーを指定することを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
14. 前記ユーザ・インターフェースは、前記エンドユーザがパルス持続時間パラメータから選択できるようにすることによって、前記エンドユーザがユーザ定義された一連の電磁エネルギー・パルスをプリセットとして生成し格納できるようにすることを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
15. 前記ユーザ・インターフェースは、前記エンドユーザが水設定及び空気設定からさらに選択できるようにすることによって、前記エンドユーザがユーザ定義された一連の電磁エネルギー・パルスをプリセットとして生成し格納できるようにすることを特徴とする請求項１４に記載のシステム。
16. 前記ユーザ・インターフェースは、前記エンドユーザがパワー・パラメータ、パルス持続時間パラメータ、パルス繰り返し数パラメータ、及びパルス当たりのエネルギー・パラメータから選択できるようにすることによって、前記エンドユーザがユーザ定義された一連の電磁エネルギー・パルスをプリセットとして生成し格納できるようにすることを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
17. 前記ユーザ・インターフェースは、前記エンドユーザが水設定及び空気設定からさらに選択できるようにすることによって、前記エンドユーザがユーザ定義された一連の電磁エネルギー・パルスをプリセットとして生成し格納できるようにすることを特徴とする請求項１６に記載のシステム。
18. パルス持続時間に係るパラメータが、ユーザ定義された一連のものとして前記システムによって格納されていることを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
19. パワー、パルス繰り返し数、パルス当たりのエネルギー、水設定及び空気設定の少なくとも１つに係るパラメータが、ユーザ定義された一連のものとして前記システムによって、さらに格納されていることを特徴とする請求項１８に記載のシステム。
20. プロセッサと、
    不揮発性メモリと、
    ユーザ・インターフェースと、
    前記プロセッサ、前記不揮発性メモリ、及び前記ユーザ・インターフェース間の通信を与えるシステム・バスと、
    を含むコントローラをさらに備え、前記プロセッサが、前記ユーザ・インターフェースからユーザ入力を受け取り、前記ユーザ入力に係るプリセットを格納するようにプログラムされていることを特徴とする請求項１８に記載のシステム。
21. 前記電磁エネルギー放出装置が医療用レーザ装置を含み、
    前記電磁エネルギー・パルスがレーザパルスを含む、
    ことを特徴とする請求項１２に記載の装置。
22. 前記プリセットが、前記不揮発性メモリによって格納されていることを特徴とする請求項２０に記載の装置。

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