專利名稱：帶光束整形用衍射光柵的激光導(dǎo)管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)利用輻射能切除斑塊及其它生物梗阻進(jìn)行控制用的導(dǎo)管，更確切地說，涉及利用諸如衍射光柵之類的裝置對(duì)輻射能束進(jìn)行整形的導(dǎo)管。
對(duì)于一些治療梗阻血管的非外科技術(shù)進(jìn)行過調(diào)查。這類技術(shù)包括有氣囊血管成形術(shù)，其中梗阻區(qū)內(nèi)的通道是用擴(kuò)張的氣囊形成的;激光氣囊血管成形術(shù)，其中同時(shí)施加以熱量及壓力，以增大穿過血管的通道;以及被稱之為“熱端”(hot tip)的技術(shù)，其中的高溫加熱元件是穿過斑塊沉積物來形成通道。其它被廣泛調(diào)查過的技術(shù)，包括使用輻射能(具有代表性的是激光能)通過汽化或部分切除術(shù)來切除梗阻，例如斑塊沉積物。該激光切除技術(shù)使用的是帶有一根或多根光纖的導(dǎo)管，此光纖則穿過該導(dǎo)管伸向其遠(yuǎn)側(cè)端。該導(dǎo)管向前穿過血管到達(dá)梗阻部位，而且切除斑塊用的適當(dāng)波長及強(qiáng)度的激光能則穿過此光纖射出。使用激光能切除斑塊用的導(dǎo)管，已經(jīng)公開在1989.4.4頒發(fā)給Roth等人的美國專利No.4，817，701以及1989.7.25頒發(fā)給Herman等人的美國專利No.4，850，351中。
對(duì)于使用激光能切除梗阻用的導(dǎo)管，必須符合一些重要要求。該導(dǎo)管的直徑必須很小，而且是高度柔韌的，以使它能被推進(jìn)到小直徑血管內(nèi)的梗阻上。時(shí)常要求導(dǎo)管要配備導(dǎo)向的金屬絲使用，以幫助該導(dǎo)管定位。在這種情況下，導(dǎo)管必須特別適用帶導(dǎo)向金屬絲的。通過單根或多根光纖射出的激光能，必須具有足夠的強(qiáng)度以切除斑塊沉積物，但又必須能按一定方式控制，以排除由于激光能使血管壁穿孔的可能性。通過控制激光能的圖樣模式，以使高強(qiáng)度僅在恰好超出導(dǎo)管遠(yuǎn)側(cè)端部之外的淺薄工作區(qū)內(nèi)出現(xiàn)，就可以防止血管穿孔。
通常要求激光能會(huì)在梗阻內(nèi)形成一個(gè)足夠直徑的洞，以讓該導(dǎo)管能夠通過(約為1.5毫米)。讓該導(dǎo)管穿過它形成的洞，并且反復(fù)地施加以激光能，以便形成一個(gè)穿越長的梗阻的通道。一般習(xí)慣于讓激光束以很小的發(fā)散度投射在激光導(dǎo)管內(nèi)的光纖近側(cè)端，以為通過該光纖提供良好的透射并減少該光纖內(nèi)的彎曲損耗。然而以很小發(fā)散度入射激光束的結(jié)果，是使由此光纖遠(yuǎn)側(cè)端發(fā)出的激光能具有很小的發(fā)散角，通常約為6°的數(shù)量級(jí)。具有很小發(fā)散度的激光束通過直徑為200微米數(shù)量級(jí)的光纖，不對(duì)此激光束進(jìn)行變換，便不能形成足以通過該導(dǎo)管直徑的洞。
通過使用透鏡裝置及/或利用多根光纖而使從光纖中出射的激光束擴(kuò)展，可以得到接近于導(dǎo)管直徑的洞。然而當(dāng)光纖的數(shù)量增加時(shí)，導(dǎo)管的柔性就會(huì)降低。從理論上說，透鏡裝置可被用來使一束或多束激光擴(kuò)展。前面提到的美國專利No.4，817，601公開了一種激光導(dǎo)管，就具有能提供所需要的激光輻射圖樣的透鏡裝置。然而從實(shí)踐上看，使用在冠狀血管成形術(shù)導(dǎo)管中的足夠小規(guī)格的透鏡組件，是難以制造的，特別是在使用多根小直徑光纖時(shí)。透鏡組件必須能夠耐得住切除梗阻所要求的高強(qiáng)度激光能。使激光束擴(kuò)展的另一種途徑，被公開在前面提到的美國專利No.4，850，351中。具有足夠厚度的窗被裝在導(dǎo)管的遠(yuǎn)側(cè)端，能使激光束從該導(dǎo)管的遠(yuǎn)側(cè)端部出射之前就被發(fā)散開。然而這樣的窗會(huì)使導(dǎo)管端部區(qū)的柔性降低。
在已有技術(shù)如1989.1.31頒發(fā)給Fox等人的美國專利No.4，800，876中公開的其它各種透鏡裝置，所公開的血管成形術(shù)用激光導(dǎo)管，包括有多根光纖以及每根光纖遠(yuǎn)側(cè)端的透鏡裝置。由會(huì)聚透鏡將激光束聚集并防止其朝向腔壁發(fā)散，并且由棱鏡將此激光束彎向腔的中心。1981.6.16頒發(fā)給Enderby的美國專利No.4，273，109公開了一種內(nèi)窺鏡，其中的光是透過終止在透鏡系統(tǒng)之上的光纖的，此透鏡系統(tǒng)不是具有會(huì)聚特性就是具有發(fā)散特性。1981.5.12頒發(fā)給Ogawa的美國專利No.4，266，534，公開了一種內(nèi)窺鏡用的照明部件，其中的窗復(fù)蓋在光纖的遠(yuǎn)側(cè)端。該窗包括具有不同半徑的球面透鏡部分，以提供很均勻的照明圖案。為光纖用的準(zhǔn)直透鏡，包括在圓柱形另件上形成的菲涅耳透鏡圖案，被公開在1989.3.28頒發(fā)給Kaneko等人的美國專利No.4，815，807中。對(duì)于激光束外形分布整形用的二元交替衍射光柵，被公開在W.B.Veldkamp發(fā)表在《應(yīng)用光學(xué)》Vol.21，No.17，1982.9，PP.3209-3212的文章中。
本發(fā)明總的目的是提供一種改進(jìn)的導(dǎo)管，用于控制使用輻射能切除生物梗阻。
本發(fā)明又一個(gè)目的是提供一種導(dǎo)管，它在光纖的遠(yuǎn)側(cè)端有一塊衍射光柵，以對(duì)由此導(dǎo)管發(fā)出的輻射能空間分布圖案進(jìn)行控制。
本發(fā)明進(jìn)一步的目的是提供一種使用輻射能除生物梗阻用的導(dǎo)管，該輻射能所具有的空間分布，能夠減少或者完全排除血管壁穿孔的可能性。
本發(fā)明還有另一個(gè)目的，就是提供一種直徑很小而且高度柔韌的導(dǎo)管。
本發(fā)明尚有另一個(gè)目的，就是提供一種價(jià)格低廉、制造容易的導(dǎo)管。
本發(fā)明另外還有一個(gè)目的就是提供一種導(dǎo)管，它有一個(gè)細(xì)胞組織能被輻射能切除的工作區(qū)，該工作所具有的軸向深度很短，而且直徑約等于此導(dǎo)管的直徑。
本發(fā)明更進(jìn)一步的目的，是提供一種用在透照法血管成形術(shù)中的改進(jìn)的激光導(dǎo)管。
本發(fā)明再一個(gè)目的是提供一種導(dǎo)管，它包括至少一根光纖及一個(gè)對(duì)于由此光纖發(fā)出的激光輻射的空間分布圖案進(jìn)行變換用的裝置。
按照本發(fā)明，所有這些以及其它一些目的和優(yōu)點(diǎn)，均能在使用輻射能(通常是激光能)切除生物物質(zhì)用的導(dǎo)管中實(shí)現(xiàn)。此導(dǎo)管包括帶有近側(cè)端及遠(yuǎn)側(cè)端的細(xì)長的導(dǎo)管設(shè)備;穿過該導(dǎo)管設(shè)備由其近側(cè)端伸至其遠(yuǎn)側(cè)端的光纖設(shè)備，該光纖設(shè)備有一個(gè)遠(yuǎn)側(cè)端部;以及透射衍射光柵設(shè)備，它裝在該導(dǎo)管設(shè)備遠(yuǎn)側(cè)端或其附近，以使由該導(dǎo)管設(shè)備近側(cè)端穿過該光纖設(shè)備射出的輻射能，將通過此透射衍射光柵設(shè)備并被其變換為照射生物物質(zhì)所需要的空間分布圖案。
該透射衍射光柵設(shè)備，最好由其近側(cè)表面上帶有透射衍射光柵的窗構(gòu)成。此光纖設(shè)備的遠(yuǎn)側(cè)端部，要靠折射率不同于窗的材料將其與透射衍射光柵隔開。最好是靠很小的空氣間隙將此光纖設(shè)備的遠(yuǎn)側(cè)端部與透射衍射光柵隔開。在另一種實(shí)施例中，此透射衍射光柵是制作在光纖設(shè)備的遠(yuǎn)側(cè)端面上的。
透射衍射光柵，至少能在與導(dǎo)管設(shè)備軸線垂直的一個(gè)尺寸上將輻射能擴(kuò)展。最好是使利用透射衍射光柵提供的輻射能圖案所具有的橫截面尺寸，其直徑約等于導(dǎo)管設(shè)備的直徑。
透射衍射光柵可以由大量已知光柵圖案中的任一種圖案構(gòu)成，其中包括平行的光柵槽、格網(wǎng)型的光柵槽圖案、輻射狀光柵槽或者全息光柵圖案。最好是使光柵圖案具有非均勻間隔的光柵槽，以便能提供基本上均勻的空間能量分布。
光纖設(shè)備可以包括單根光纖和多根光纖。在最佳實(shí)施例中，多根光纖被環(huán)繞安裝在導(dǎo)管的遠(yuǎn)側(cè)端，而且該窗包括有同導(dǎo)管設(shè)備內(nèi)腔連通并且位于中央的孔。導(dǎo)向金屬絲則穿過該導(dǎo)管并通過窗內(nèi)的發(fā)射孔，以幫助該導(dǎo)管定位。透射衍射光柵可由多個(gè)制作在窗上的光柵片段來構(gòu)成，其中每個(gè)光柵段都同各自的光纖對(duì)準(zhǔn)。
本發(fā)明進(jìn)一步的狀況是，在窗的遠(yuǎn)側(cè)表面上可以提供面向近側(cè)的反射層。輻射能在通過此透射衍射光柵之后，將大體按近側(cè)方向反射，以提供所需要的圖案。
本發(fā)明還有另一種狀況是，窗的近側(cè)表面上至少制作有一個(gè)凹槽。透射衍射光柵則制作在此凹槽的端壁上面。當(dāng)光纖裝在光纖座內(nèi)而且此光纖的遠(yuǎn)側(cè)端與光纖座的端面齊平時(shí)，此透射衍射光柵與此光纖的遠(yuǎn)側(cè)端相隔以凹槽的軸向深度。
本發(fā)明的另一方面，是有一個(gè)使用輻射能從體腔中切除生物物質(zhì)用的導(dǎo)管。該導(dǎo)管包括一個(gè)具有近側(cè)端及遠(yuǎn)側(cè)端的細(xì)長的導(dǎo)管體;至少一根光纖，穿過該導(dǎo)管體由近側(cè)端伸至遠(yuǎn)側(cè)端;以及整形設(shè)備，用來將射出光纖的輻射能在垂直于導(dǎo)管體的平面內(nèi)變換為非圓形分布圖案。此非圓形的分布圖案，具有代表性的是在橫截面內(nèi)為細(xì)長的，而且還可以是橢圓的。
該整形設(shè)備可以包括裝在導(dǎo)管體遠(yuǎn)側(cè)端或其附近的透射衍射光柵，以使由光纖出射的輻射能可以射過透射衍射光柵，如前所述。可供選擇的另一種方案是，該整形設(shè)備可以包含一段光纖，它在導(dǎo)管體的遠(yuǎn)側(cè)端附近有非圓形的橫截面。在帶有多根光纖的激光導(dǎo)管中，非圓形的光束橫截面是特別有用的。來自多根光纖的具有細(xì)長橫截面的激光束，可以組合在一起以提供所需要的光束圖案，例如環(huán)形的光束圖案。這種整形設(shè)備能夠用比已有技術(shù)的導(dǎo)管中可能少得多的光纖，就能提供所需要的光束圖案。
為了更好地理解本發(fā)明以及本發(fā)明的其它和進(jìn)一步的目的、優(yōu)點(diǎn)和性能，茲對(duì)附圖加以介紹，該附圖在此被結(jié)合作為參考，其中，

圖1表示本發(fā)明帶單根光纖的激光導(dǎo)管;
圖2為圖1所示激光導(dǎo)管的遠(yuǎn)側(cè)端部放大及簡化了的截面剖視圖;
圖3表示本發(fā)明帶多根光纖及金屬絲導(dǎo)向的激光導(dǎo)管;
圖4為圖3所示激光導(dǎo)管的遠(yuǎn)側(cè)端部放大及簡化了的截面剖視圖;
圖5為圖3所示導(dǎo)管遠(yuǎn)側(cè)端部的另一種實(shí)施例的截面剖視圖;
圖6A-6C表示適用于本發(fā)明的衍射光柵圖案;
圖7表示用于四根繞圓周彼此隔開的光纖的環(huán)形衍射光柵的實(shí)例;
圖8為表示配備有圖7所示衍射光柵的環(huán)形導(dǎo)管窗端視圖及激光束橫截面的示意圖;
圖9為表示配備有三根繞圓周彼此隔開的光纖及衍射光柵的環(huán)形導(dǎo)管窗端視圖及激光束橫截面的示意圖;
圖10為表示配備有四根繞圓周彼此隔開的非圓形光纖的環(huán)形導(dǎo)管窗端視圖及激光束橫截面的示意圖;以及圖11為圖1所示導(dǎo)管遠(yuǎn)側(cè)端的另一種實(shí)施例的放大及簡化了的截面剖視圖。
單根光纖的激光導(dǎo)管，表示在圖1中。該導(dǎo)管是由細(xì)長的柔性管10制作而成的，譬如可由合適的塑性材料模壓而成。柔性管10有一個(gè)內(nèi)腔12以封入光纖14，如圖2所示。該導(dǎo)管的遠(yuǎn)側(cè)端配備有蓋或者導(dǎo)管窗16。經(jīng)過光纖14透射出來的輻射能將穿過窗16，并且按照受控的予定圖案由窗16遠(yuǎn)側(cè)端上的發(fā)射孔18發(fā)射出去。
在導(dǎo)管的近側(cè)端，從接頭20中伸出柔韌的管子22和24。光纖14就是通過接頭20和柔性管22伸向連接器26的。連接器26適合于同輻射能源如激光器27耦合。光纖14的近側(cè)端將接收來自激光器27的輻射能，并沿其長度將此輻射能傳導(dǎo)至及通過窗16。柔性管24經(jīng)過接頭20與柔性管10的內(nèi)腔12相通，并且配備有傳統(tǒng)的路厄氏連接器28。該連接器28提供一條供液體或者氣體流過管10中內(nèi)腔12用的通道。柔性管10上還可以配備許多小孔30，以便能同導(dǎo)管遠(yuǎn)側(cè)端所處位置的血管區(qū)相通。
導(dǎo)管遠(yuǎn)側(cè)端部的放大及簡化了的截面剖視圖，表示在圖2中。導(dǎo)管窗16是用隨意一種傳統(tǒng)手段(例如使用粘合劑)貼附在管10遠(yuǎn)側(cè)端的。窗16及管10最好具有相同的外徑。窗16對(duì)于激光器27波長范圍內(nèi)的輻射能基本上是可以透過的。圓柱形的光纖座36有一個(gè)中心孔以夾持光纖14。該光纖座36能使光纖14與窗16按固定的關(guān)系定位。導(dǎo)管窗16有一個(gè)遠(yuǎn)側(cè)表面40及一個(gè)近側(cè)表面42。
根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施例，透射的衍射光柵44是制作在窗16的近側(cè)表面42上的。該衍射光柵44被定位在窗16上而與光纖14成一定關(guān)系，以便截取從光纖14遠(yuǎn)側(cè)端發(fā)射的激光束46。衍射光柵44的用途，是為了對(duì)激光束46的空間分布進(jìn)行變換。如在隨后詳細(xì)描述的那樣，此衍射光柵44包括有在窗16上的一系列光柵槽。激光束46將通過此衍射光柵44，并且按不同的方向彎曲或者衍射。經(jīng)過光柵44衍射之后，激光束46在通過窗16時(shí)將發(fā)散，而且在它從遠(yuǎn)側(cè)表面40中發(fā)射之后將繼續(xù)發(fā)散。
通過對(duì)光柵44的參數(shù)以及窗16的軸向厚度進(jìn)行適當(dāng)選擇，可以在表面40上或在與表面40分開且平行的平面上將激光束46擴(kuò)束為導(dǎo)管的直徑。當(dāng)此激光束46被擴(kuò)展為導(dǎo)管直徑的時(shí)候，該導(dǎo)管就可被用來在梗阻上面形成一個(gè)直徑約等于該導(dǎo)管直徑的洞，從而能夠讓該導(dǎo)管穿過此洞。因而，通過反復(fù)施加激光能量及讓該導(dǎo)管穿過所形成的洞，就能將長的梗阻切除。此外，通過讓激光束46發(fā)散，激光束的強(qiáng)度會(huì)在遠(yuǎn)側(cè)方向上迅速地下降到足以切除或者融化細(xì)胞組織的水平之下。因而，血管穿孔的危險(xiǎn)降到了最低。
正好處在衍射光柵44前面的材料，必須具有不同于構(gòu)成光柵材料的折射率。在圖1中，光柵44是制作在導(dǎo)管窗16上面的。由于光纖14可能具有的折射率接近于窗16的折射率，所以最好是通過一段較短的距離將光纖14的遠(yuǎn)側(cè)端部(tip)分開，通常約為25微米的數(shù)量級(jí)。因此在光纖14的遠(yuǎn)側(cè)端部(tip)和窗16之間配備有空氣間隙?？梢岳斫?，不同于空氣的材料也可被利用來保障衍射光柵44表面處有不同的折射率。
包括有多根光纖并且予定要使用導(dǎo)向金屬絲的激光導(dǎo)管，表示在圖3中。該導(dǎo)管用編號(hào)60表示，伸過該導(dǎo)管的導(dǎo)向金屬絲用62表示。該導(dǎo)管60有一個(gè)具有外徑為1.5毫米數(shù)量級(jí)的主體部分68。分線接頭70是被模壓在主體部分68的近側(cè)端的，而且有多根管72從分線接頭70的近側(cè)伸出。每根管72都配備有單根光纖，而且在其近側(cè)端都有一個(gè)連接器74，以便將每根管72內(nèi)的光纖都同激光能源(圖中未表示)連在一起。導(dǎo)管60還包括一根輔助柔性管76，它伸過此導(dǎo)管而同內(nèi)腔連通，而且導(dǎo)向金屬絲62也通過此導(dǎo)管。輔助柔性管76帶有一個(gè)接頭78，它可以是路厄氏連接器，能夠?qū)⑷嵝怨?6連在液體導(dǎo)入裝置和/或壓力監(jiān)控裝置上。接頭78可以連接在傳統(tǒng)的Y型接頭上，以使導(dǎo)向金屬絲62能受控制，同時(shí)又能讓液體導(dǎo)入和/或壓力監(jiān)控。
導(dǎo)管60的主體部分68，通常包括有由外管82環(huán)繞的內(nèi)芯或者內(nèi)管80。內(nèi)管80限定一個(gè)內(nèi)腔，而導(dǎo)向金屬絲62則通過此內(nèi)腔。光纖在內(nèi)管80和外管82之間的環(huán)形區(qū)域中間伸過。通常有一個(gè)圓柱形的蓋或者導(dǎo)管窗90貼附在外管82的遠(yuǎn)側(cè)端。
導(dǎo)管60遠(yuǎn)側(cè)端的簡化截面剖視圖，表示在圖4中。光纖92和94在內(nèi)管80和外管82之間的環(huán)形區(qū)域中間伸過，并靠光纖座96夾持相對(duì)窗90在固定位置。該光纖座96包括一些繞圓周彼此隔開的夾持光纖92及94用的孔以及內(nèi)管80用的中心孔。內(nèi)管80從光纖座96中伸過，并被封接到窗90上的中心孔中。內(nèi)管80提供一個(gè)供導(dǎo)向金屬絲62通過導(dǎo)管60遠(yuǎn)側(cè)端用的內(nèi)腔。該導(dǎo)管包括多根繞圓周彼此隔開的光纖，其中的兩根表示如光纖92和94。光纖92和94中的每一根，都靠光纖座96夾持在同窗90保持固定及分開的關(guān)系。有關(guān)金屬絲導(dǎo)向激光導(dǎo)管結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步細(xì)節(jié)，已公開在前面提到的美國專利No.4，850，351中，它在此被結(jié)合作為參考。
窗90包括有環(huán)形的遠(yuǎn)側(cè)發(fā)射表面104及環(huán)形的近側(cè)表面106。根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施例，透射衍射光柵108及110是制作在窗90的近側(cè)表面106上的，并按一定方式定位以分別截取由光纖92及94發(fā)射的激光束。衍射光柵可以加工成單獨(dú)的光柵或者一些光柵片段，使其定位在近側(cè)表面106上以截取每一條激光束。作為一種替代方案，在近側(cè)表面106上可以制做尺寸足夠大的以截取來自所有光纖激光束的單塊衍射光柵。
衍射光柵108和110能使由光纖92和94發(fā)射的激光束發(fā)生衍射，從而使該光束在通過窗90時(shí)被發(fā)散，而且在從遠(yuǎn)側(cè)表面104發(fā)射之后繼續(xù)發(fā)散。光纖92和94的遠(yuǎn)側(cè)端部是同衍射光柵108和110隔開的，以便在鄰近衍射光柵108和110處提供一段短的空氣間隙。對(duì)于窗90軸向厚度的選擇，要同衍射光柵108及110的參數(shù)結(jié)合，以便能在遠(yuǎn)側(cè)發(fā)射表面104上提供所需要的光束橫截面。最好是使透過每根光纖的激光能量構(gòu)成的合成光束，能在遠(yuǎn)側(cè)表面104上或在與其分開的平面內(nèi)具有足夠的直徑，以形成能夠被導(dǎo)管60通過的洞。
具有其它窗結(jié)構(gòu)的導(dǎo)管60的實(shí)施例，表示在圖5中。在圖4及圖5中，相同的元件具有相同的編號(hào)。通常圓柱形的窗120總是貼附在外管82的遠(yuǎn)側(cè)端。光纖92和94靠光纖座96夾持對(duì)窗120成固定位置，如圖4所示及在上文中描述的那樣。內(nèi)管80從光纖座96中伸過并且被封接在窗120上的中心孔，以提供一個(gè)能讓導(dǎo)向金屬絲62通過導(dǎo)管遠(yuǎn)側(cè)端的內(nèi)腔。
窗120包括有環(huán)形的遠(yuǎn)側(cè)發(fā)射表面124及環(huán)形的近側(cè)發(fā)射表面126。窗120通常具有比圖4中的窗90大一些的軸向尺寸。在近側(cè)表面126上制作有凹槽130和132。該凹槽130和132分別與光纖92和94對(duì)準(zhǔn)，并且朝后按遠(yuǎn)側(cè)方向穿過窗120延伸。衍射光柵134及136分別制作在凹槽130及132的端壁上面。最好是使窗120的近側(cè)表面126緊靠在光纖座96上，而且光纖92和94的遠(yuǎn)側(cè)端部能與光纖座96的遠(yuǎn)側(cè)端齊平。這種結(jié)構(gòu)能夠保證靠一段予定等于凹槽130，132軸向深度的距離，可以將衍射光柵134及136同光纖92及94的遠(yuǎn)側(cè)端部隔開，而不需要特別的對(duì)中過程。凹槽可以制作成專用的同每根光纖對(duì)準(zhǔn)的凹槽。另一種可取的方案是，單一形式的環(huán)形凹槽，可以同繞圓周彼此隔開的多根光纖對(duì)準(zhǔn)。衍射光柵134和136的工作方式已如上所述，是為了將由光纖92和94分別發(fā)射的激光束擴(kuò)束。
正如前面論述過的那樣，在激光導(dǎo)管遠(yuǎn)側(cè)端部導(dǎo)管窗表面上制作的透射衍射光柵，是為了控制激光束的圖案，更確切地說是為了將激光束擴(kuò)展成所需要的規(guī)格及形狀。制造衍射光柵的理論和技術(shù)，在已有技術(shù)中是公知的，如在Jobin Yvon有關(guān)光學(xué)系統(tǒng)的《刻制衍射光柵及全息衍射光柵手冊(cè)》中描述過的那樣，在此被結(jié)合作為參考。在激光導(dǎo)管窗上應(yīng)用的衍射光柵，根據(jù)本發(fā)明可以有各種結(jié)構(gòu)，取決于所要求的光束圖案及所應(yīng)用的光纖數(shù)量。
傳統(tǒng)的衍射光柵，如在圖6A中表示的那樣，它包括制作在窗表面上的許多條平行的光柵槽140。光柵槽的寬度和深度以及光柵槽之間的間隔，是激光波長的函數(shù)。光柵槽參數(shù)的選擇，要與所應(yīng)用的激光波長及所要求的光束圖案相適應(yīng)。平行的光柵槽會(huì)使激光束在垂直于該光柵槽140長度的方向上產(chǎn)生彎曲。因此激光束只在一個(gè)尺寸上擴(kuò)展。具有相同光柵槽間隔的衍射光柵，可以產(chǎn)生擁有限定角度的最大及最小的瓣葉形圖案。
在激光導(dǎo)管中，通常以提供總體上均勻空間分布的激光(能)強(qiáng)度更為可取，以保證在光束圖案中能均勻地切除組織?；旧暇鶆虻姆植?，可通過應(yīng)用具有非均勻光柵槽間隔的衍射光柵來提供，最好是偽隨機(jī)間隔。這種結(jié)構(gòu)趨于使該瓣葉形圖案變得平滑并產(chǎn)生更加均勻的能量分布。已經(jīng)知道，入射在生物組織上的激光能量可被散射。散射量的大小局部取決于激光能的波長。在某些情況下，可能需要使用具有相同光柵槽間隔的衍射光柵，并且依靠散射將瓣葉形圖案中的強(qiáng)度變化變得平滑。
為了提供能在兩個(gè)尺寸上擴(kuò)展的光束，圖6B中表示的衍射光柵圖案可以利用，它包括第一組平行的光柵槽142以與其垂直的第二組平行的光柵槽144。在圖6B中，垂直方向表示的光柵槽142具有相同的間隔，而水平方向表示的光柵槽144則具有不均勻的間隔。正如前面論述過的那樣，光柵槽參數(shù)的選擇，要與所應(yīng)用的激光波長及所要求的光束圖案相適應(yīng)。其它適合的衍射光柵圖案，包括圖6C中表示的輻射狀光柵槽148，它是由中心點(diǎn)(通常是導(dǎo)管的軸線)輻射出去的。也可以應(yīng)用全息衍射光柵。制做全息衍射光柵的技術(shù)，公開在前面提到的Jobin Yvon的手冊(cè)中。
在最佳實(shí)施例中，導(dǎo)管窗是石英玻璃的，而且衍射光柵槽的制作，是用傳統(tǒng)的光刻或者電子束平版印刷技術(shù)以及蝕刻或者離子蝕刻。作為電子束制造全息圖方面的技術(shù)，已由S.M.Arnold公開在《光學(xué)工程》，Vol.24，No.5，九、十月合刊，1985，pp 803-807中，它在此被結(jié)合作為參考。這種被公開的技術(shù)，可被應(yīng)用來制造光柵槽尺寸為幾微米數(shù)量級(jí)的衍射光柵。
正如前面論述過的那樣，最好將衍射光柵制作在激光導(dǎo)管窗的近側(cè)表面上。這種結(jié)構(gòu)可以保護(hù)衍射光柵，并能使通過光柵之后的激光束在其從導(dǎo)管的遠(yuǎn)側(cè)發(fā)射表面出射之前即被擴(kuò)展。在另外一種實(shí)施例中，衍射光柵是制作在窗的遠(yuǎn)側(cè)表面上的。然而在這種情況下，導(dǎo)管的遠(yuǎn)側(cè)端必須同打算切除的梗阻隔開，以便提供足夠的距離以讓通過衍射光柵之后的激光束能被擴(kuò)展。在還有另一種實(shí)施例中，衍射光柵是制作在激光能量射過的光纖的遠(yuǎn)側(cè)端面上的。例如參照?qǐng)D4及圖5，透射衍射光柵被制作在光纖92及94的遠(yuǎn)側(cè)端面上。存在于光纖92及94的遠(yuǎn)側(cè)端和對(duì)應(yīng)窗之間的空氣間隙，能夠提供所要求的折射率差。
在衍射光柵被制作在窗的近側(cè)表面上的實(shí)施例中，最好通過一段空氣間隙將光纖的遠(yuǎn)側(cè)端部與衍射光柵隔開。然而也可以利用其它材料來造成該材料折射率不同于制作衍射光柵處窗材料的折射率。雖然在這里描述的衍射光柵都是直接制作在導(dǎo)管窗上的，然而在本發(fā)明的范圍內(nèi)也可以制作在位于從光纖發(fā)射的激光束通路中的單獨(dú)元件上。
已經(jīng)了解到，斑塊沉積物與正常組織的差別在于梗阻區(qū)域能檢測到熒光。這種熒光通常是受透過光纖的激光能激勵(lì)產(chǎn)生的。該熒光按相反方向通過一根或多根光纖而被進(jìn)行分析。在這里公開的衍射光柵，并不會(huì)對(duì)熒光的激勵(lì)和檢測發(fā)生干擾。被用來激勵(lì)熒光的波長及來自組織的熒光波長，通常要比用來切除梗阻用的激光能的波長短一些。由于光柵槽的尺寸和間隔為波長的函數(shù)，所以為切除梗阻使用的激光波長設(shè)計(jì)的衍射光柵，對(duì)于把熒光激勵(lì)和檢測聯(lián)系起來的波長是接近透明的。進(jìn)一步說來，衍射光柵與光纖遠(yuǎn)側(cè)端部的間隔要保持很小，通常約為25微米的數(shù)量級(jí)。由于熒光是沿相反方向通過激光導(dǎo)管窗的，所以任何由衍射光柵帶來的光束擴(kuò)展必須發(fā)生在此衍射光柵與光纖遠(yuǎn)側(cè)端部之間的空氣間隙內(nèi)。當(dāng)空氣間隙的尺寸很小時(shí)，所發(fā)生的光束擴(kuò)展也非常小，而且多數(shù)的熒光能量都能被光纖收集到。
制作在圖4表示的這種類型環(huán)形窗上并在前面描述過的衍射光柵150實(shí)例，以放大圖的形式表示在圖7中。該衍射光柵150的結(jié)構(gòu)，是為帶有四根環(huán)繞中心孔隔開的光纖154的導(dǎo)管用的。該衍射光柵150包括四個(gè)光柵片段150a，150b，150c和150d，分別與光纖154對(duì)準(zhǔn)。光柵片段150a，150b，150c和150d中的每一個(gè)，都包括一些具有三測微(Micrometer)特性和偽隨機(jī)間隔的平行的光柵槽。這些光柵片段被制作在0.75毫米厚的石英玻璃窗上。由圖7表示的這種類型衍射光柵產(chǎn)生的光束圖案，示意表示在圖8中。環(huán)形的導(dǎo)管窗用編號(hào)152來表示。由光纖154發(fā)射的激光束，在與衍射光柵上的光柵槽垂直的方向上被擴(kuò)展，以提供細(xì)長的圖樣156。
當(dāng)衍射光柵是按照本發(fā)明制作在導(dǎo)管窗上時(shí)，窗的軸向厚度可為0.5～0.75毫米的數(shù)量級(jí)。對(duì)比起來，已有技術(shù)的不帶衍射光柵的導(dǎo)管窗，所要求的軸向厚度為1～2毫米數(shù)量級(jí)才能提供足夠的光束發(fā)散度。比較厚的導(dǎo)管窗，就會(huì)意外地增加導(dǎo)管遠(yuǎn)側(cè)端的硬性。衍射光柵之所以能允許使用比較薄的導(dǎo)管窗，是因?yàn)榧す饽芰靠杀辉撗苌涔鈻虐l(fā)散，并在較短的距離上擴(kuò)展為所需要的直徑。
在激光波長給定的情況下，利用本發(fā)明很可能將切除梗阻需要的光纖數(shù)目減少。例如在波長為2.1微米的情況下，激光能量在組織中的散射比較低，曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)，使用金屬絲導(dǎo)向的激光導(dǎo)管，形成1.5毫米的洞需要七根光纖。通過使用本發(fā)明的衍射光柵，可將來自每根光纖的激光束擴(kuò)展，而且使用不多幾根光纖就能形成所需直徑的洞，從而可使導(dǎo)管的柔性增加。使激光導(dǎo)管中的光纖數(shù)目減少額外帶來的好處，包括增加導(dǎo)管中的強(qiáng)度，局部降低成本及增加產(chǎn)量。
再一次參見圖8，光纖154發(fā)射的激光束是圓形橫截面。衍射光柵150則將此激光束變換或者整形為非圓形的伸長圖案156。非圓形的激光束圖案156可被用來造成梗阻的有效切除，同時(shí)又能使光纖數(shù)目減至最少及使血管受到損傷的危險(xiǎn)降至最低。理想情況下，激光輻射應(yīng)當(dāng)從導(dǎo)管窗152的整個(gè)環(huán)形表面發(fā)射出去。當(dāng)此光束圖案的直徑大于窗152時(shí)，血管受到損傷的危險(xiǎn)便會(huì)增加。當(dāng)此光束圖案的直徑比窗152小或者換句話說不能充滿窗152的發(fā)射表面時(shí)，切除過的組織可能不足以讓導(dǎo)管通過。
可以看出，伸長了的光束圖案156能比圓形的光束圖案更好地充滿窗152的環(huán)形面積。被擴(kuò)展的圓形光束圖案則會(huì)伸展到窗152的面積之外，并且增加血管穿孔的危險(xiǎn)。通常要求從每根光纖152出來的光束圖案能夠復(fù)蓋在窗152的遠(yuǎn)側(cè)表面上或與其接近，以便提供一個(gè)連續(xù)的光束圖案。
利用本發(fā)明可以將光纖數(shù)目減少的實(shí)例，表示在圖9中，它表示環(huán)形導(dǎo)管窗160的遠(yuǎn)側(cè)端以及三根繞圓周彼此隔開的光纖162。使用在此表示和描述的衍射光柵，通過使光纖162適當(dāng)定位及選擇衍射光柵的參數(shù)，能夠提供伸長了的光束圖案164，該光束圖案164可以作到接近充滿環(huán)形窗160的發(fā)射表面。
另外一種能夠提供非圓形光束圖案的技術(shù)，表示在圖10中，它表示導(dǎo)管窗170的遠(yuǎn)側(cè)端。多根光纖172是相對(duì)該窗170繞圓周彼此隔開的。每根光纖172在鄰近其遠(yuǎn)側(cè)端的部分，被變形為具有非圓形而通常為橢圓形橫截面。這種橢圓形光纖發(fā)射的激光束，具有伸長了的非圓形圖案174。如圖10中所示，該光束圖案174的長軸與光纖橫截面的長軸垂直。因此，為了產(chǎn)生一個(gè)如圖10所示大致為環(huán)形的合成光束圖案，每根光纖橫截面的長軸應(yīng)相對(duì)導(dǎo)管軸線取徑向方向。通常鄰近每根光纖172遠(yuǎn)側(cè)端的變形如圖所示，約為1英吋。按照此方式使光纖變形的工藝方法，在已有技術(shù)中是公知的。
本發(fā)明的另一種實(shí)施例表示在圖11中，它表示單光纖導(dǎo)管的遠(yuǎn)側(cè)端。窗180是貼附在導(dǎo)管的管體182遠(yuǎn)側(cè)端上的。光纖184通過此導(dǎo)管的管體182的內(nèi)腔而將激光能射過窗180。窗180有一個(gè)遠(yuǎn)側(cè)表面186及一個(gè)近側(cè)表面188。如上所述，衍射光柵190是制作在近側(cè)表面188上而與光纖184中發(fā)射的激光束對(duì)準(zhǔn)的。在圖11所示的實(shí)施例中，在遠(yuǎn)側(cè)表面186上制作有反射層192。該反射層具有面向近側(cè)的反射表面。由光纖184中發(fā)射的激光束，在通過衍射光柵190之后被擴(kuò)展，而且隨后被反射層192按相反方向反射。因此導(dǎo)管發(fā)射的激光能量，將大體按近側(cè)方向。使激光能量按大體相反方向射出的激光導(dǎo)管，已公開在1989.4.11頒發(fā)給Davies的美國專利No.4，819，623中它在此被結(jié)合作為參考。
與已有技術(shù)中激光導(dǎo)管的結(jié)構(gòu)相比，本發(fā)明能提供若干好處。該激光束可以被擴(kuò)展或者發(fā)散，而不必使用昂貴且難以制造的微型透鏡。使用比已有技術(shù)結(jié)構(gòu)中需要的要少的光纖，可以切除直徑約等于導(dǎo)管直徑這樣大的面積。通過使用不多幾根光纖，導(dǎo)管的柔性將會(huì)增加。進(jìn)一步說來，為提供擴(kuò)展的光束，所需要的窗的軸向尺寸可被減小，因而導(dǎo)管的剛性遠(yuǎn)側(cè)端部的軸向長度也被減小。
盡管對(duì)現(xiàn)在考慮的本發(fā)明最佳實(shí)施例已經(jīng)圖示及進(jìn)行過描述，然而非常明顯，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)熟練人員來說，其中還可以作出多種改變和調(diào)整，而并未脫離由所提交的權(quán)利要求書限定的本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種使用輻射能切除生物物質(zhì)用的導(dǎo)管，它包括帶有近側(cè)端及遠(yuǎn)側(cè)端的細(xì)長的導(dǎo)管設(shè)備；以及穿過上述導(dǎo)管設(shè)備由上述近側(cè)端伸至上述遠(yuǎn)側(cè)端的光纖設(shè)備，所述光纖設(shè)備有一個(gè)遠(yuǎn)側(cè)端部(tip)；以及透射衍射光柵設(shè)備，它裝在上述導(dǎo)管設(shè)備遠(yuǎn)側(cè)端或其附近，以使由上述導(dǎo)管設(shè)備近側(cè)端穿過上述光纖設(shè)備射出的輻射能，將通過所述透射衍射光柵設(shè)備并被其變換為照射生物物質(zhì)所需要的空間分布圖案。
2.如權(quán)利要求1限定的導(dǎo)管，其特征在于所述透射衍射光柵設(shè)備，是由其上帶有透射衍射光柵的窗構(gòu)成的。
3.如權(quán)利要求2限定的導(dǎo)管，其特征在于所述的窗有一個(gè)近側(cè)表面及一個(gè)遠(yuǎn)側(cè)表面，上述透射衍射光柵則制作在上述近側(cè)表面上。
4.如權(quán)利要求3限定的導(dǎo)管，其特征在于所述光纖設(shè)備的遠(yuǎn)側(cè)端部(tip)，是靠空氣間隙來與上述窗的近側(cè)表面隔開的。
5.如權(quán)利要求4限定的導(dǎo)管，其特征在于所述的空氣間隙其軸向尺寸約有25微米或者更大些。
6.如權(quán)利要求3限定的導(dǎo)管，其特征在于所述的輻射能，在通過上述透射衍射光柵設(shè)備之后，至少能在與上述導(dǎo)管設(shè)備的軸線垂直的一個(gè)尺寸上擴(kuò)展。
7.如權(quán)利要求6限定的導(dǎo)管，其特征在于所述窗的厚度要加以選擇，以便在上述透射衍射光柵和上述遠(yuǎn)側(cè)表面之間能夠提供上述輻射能所需要的擴(kuò)展。
8.如權(quán)利要求3限定的導(dǎo)管，其特征在于所述的透射衍射光柵，包括在上述近側(cè)表面上的許多條平行的光柵槽。
9.如權(quán)利要求8限定的導(dǎo)管，其特征在于所述的光柵槽是不均勻間隔的。
10.如權(quán)利要求8限定的導(dǎo)管，其特征在于所述的光柵槽具有偽隨機(jī)的間隔。
11.如權(quán)利要求1限定的導(dǎo)管，其特征在于所述的光纖設(shè)備包括單根光纖。
12.如權(quán)利要求1限定的導(dǎo)管，其特征在于所述光纖設(shè)備包括多根光纖。
13.如權(quán)利要求12限定的導(dǎo)管，其特征在于所述的透射衍射光柵設(shè)備包括具有遠(yuǎn)側(cè)表面及近側(cè)表面的窗，以及在上述近側(cè)表面上的透射衍射光柵。
14.如權(quán)利要求13限定的導(dǎo)管，其特征在于所述的多根光纖被環(huán)繞安裝在上述導(dǎo)管的遠(yuǎn)側(cè)端;其中所述的窗包括有同上述導(dǎo)管設(shè)備內(nèi)腔連通并且位于中央的孔。
15.如權(quán)利要求14限定的導(dǎo)管，其特征在于所述的透射衍射光柵可由上述窗上的多個(gè)光柵片段構(gòu)成，上述光柵片段中的每一個(gè)，都同上述光纖中各自的光纖對(duì)準(zhǔn)。
16.如權(quán)利要求15限定的導(dǎo)管，其特征在于所述透射衍射光柵的上述光柵片段中的每一個(gè)，都包括多個(gè)在上述近側(cè)表面上的平行的光柵槽。
17.如權(quán)利要求16限定的導(dǎo)管，其特征在于所述的光柵槽是不均勻間隔的。
18.如權(quán)利要求16限定的導(dǎo)管，其特征在于所述的光柵槽具有偽隨機(jī)間隔。
19.如權(quán)利要求15限定的導(dǎo)管，其特征在于所述透射衍射光柵的上述光柵片段中的每一個(gè)，都包括全息衍射光柵。
20.如權(quán)利要求15限定的導(dǎo)管，其特征在于所述透射衍射光柵的上述光柵片段中的每一個(gè)，都包括在上述近側(cè)表面上的第一組平行的光柵槽和第二組平行的光柵槽，而且上述第一組平行的光柵槽與上述第二組平行的光柵槽垂直。
21.如權(quán)利要求14限定的導(dǎo)管，其特征在于所述的透射衍射光柵，包括在上述近側(cè)表面上的多個(gè)輻射狀光柵槽。
22.如權(quán)利要求14限定的導(dǎo)管，其特征在于，進(jìn)一步還包括上述窗的遠(yuǎn)側(cè)表面上的面向近側(cè)的反射層，以便將上述輻射能大體按近側(cè)方向反射。
23.如權(quán)利要求1限定的導(dǎo)管，其特征在于所述的透射衍射光柵設(shè)備包括一個(gè)具有遠(yuǎn)側(cè)表面及近側(cè)表面的窗，上述近側(cè)表面有一個(gè)制作其上面的凹槽，該凹槽擁有一個(gè)其上面制作有透射衍射光柵的端壁。
24.如權(quán)利要求23限定的導(dǎo)管，其特征在于還包括一個(gè)靠上述凹槽的軸向深度，而將上述光纖的遠(yuǎn)側(cè)端部與上述透射衍射光柵隔開的設(shè)備。
25.如權(quán)利要求2限定的導(dǎo)管，其特征在于所述的窗由石英玻璃構(gòu)成。
26.如權(quán)利要求3限定的導(dǎo)管，其特征在于所述的透射衍射光柵，是靠一種折射率不同于上述窗的材料將其同上述光纖的遠(yuǎn)側(cè)端部隔開的。
27.如權(quán)利要求1限定的導(dǎo)管，其特征在于所述的光纖設(shè)備包括能被輻射能射過的遠(yuǎn)側(cè)端表面，而且所述的透射衍射光柵制作在上述光纖設(shè)備的遠(yuǎn)側(cè)端表面上。
28.一種利用激光能量切除生物物質(zhì)用的導(dǎo)管，其特征在于它包括(1)一個(gè)具有近側(cè)端和遠(yuǎn)側(cè)端以及用來容納導(dǎo)向金屬絲用內(nèi)腔的細(xì)長的柔性導(dǎo)管體;(2)多根光纖，通過上述導(dǎo)管體而從上述近側(cè)端伸展到上述遠(yuǎn)側(cè)端，上述每根光纖都有一個(gè)遠(yuǎn)側(cè)端部;以及(3)一個(gè)安裝在上述導(dǎo)管體遠(yuǎn)側(cè)端或其附近，用來將經(jīng)過上述光纖傳輸?shù)募す饽芰堪l(fā)送出去的窗，該窗有一個(gè)透射衍射光柵制作其上，上述光纖的遠(yuǎn)側(cè)端部被安裝在與此透射衍射光柵對(duì)準(zhǔn)，以使由上述導(dǎo)管體近側(cè)端射過該光纖的激光能量，可以通過上述透射衍射光柵并被該光柵變換為照射生物物質(zhì)所需要的空間分布圖案。
29.如權(quán)利要求28限定的導(dǎo)管，其特征在于所述的窗有一個(gè)遠(yuǎn)側(cè)表面及一個(gè)近側(cè)表面，上述透射衍射光柵制作在此近側(cè)表面上。
30.如權(quán)利要求29限定的導(dǎo)管，其特征在于所述光纖的遠(yuǎn)側(cè)端部，靠一個(gè)空氣間隙將其與上述窗的近側(cè)表面隔開。
31.如權(quán)利要求29限定的導(dǎo)管，其特征在于所述窗的厚度要加以選擇，以便在上述透射衍射光柵和上述遠(yuǎn)側(cè)表面之間能夠提供上述輻射能所需要的擴(kuò)展。
32.如權(quán)利要求29限定的導(dǎo)管，其特征在于所述的透射衍射光柵可由上述窗上的多個(gè)光柵片段構(gòu)成，上述光柵片段中的每一個(gè)，都同上述光纖中各自的光纖對(duì)準(zhǔn)。
33.如權(quán)利要求32限定的導(dǎo)管，其特征在于所述透射衍射光柵的上述光柵片段中的每一個(gè)，都包括多個(gè)在上述近側(cè)表面上的平行的光柵槽。
34.如權(quán)利要求33限定的導(dǎo)管，其特征在于所述的光柵槽是不均勻間隔的。
35.如權(quán)利要求34限定的導(dǎo)管，其特征在于所述的光柵槽具有偽隨機(jī)間隔。
36.如權(quán)利要求28限定的導(dǎo)管，其特征在于所述的窗有一個(gè)遠(yuǎn)側(cè)表面及一個(gè)近側(cè)表面，上述近側(cè)表面至少有一個(gè)制作其上面的凹槽，上述至少一個(gè)凹槽擁有一個(gè)其上面制作有透射衍射光柵的端壁。
37.如權(quán)利要求36限定的導(dǎo)管，其特征在于還包括一個(gè)靠上述至少一個(gè)凹槽的軸向深度，而將上述光纖的遠(yuǎn)側(cè)端部與上述透射衍射光柵隔開的設(shè)備。
38.如權(quán)利要求33限定的導(dǎo)管，其特征在于所述的光柵槽是相同間隔的。
39.一種利用輻射能從體腔內(nèi)切除生物物質(zhì)用的導(dǎo)管，其特征在于它包括(1)一個(gè)具有近側(cè)端及遠(yuǎn)側(cè)端的細(xì)長的導(dǎo)管體;(2)至少一根通過上述導(dǎo)管體而從上述近側(cè)端伸展到上述遠(yuǎn)側(cè)端的光纖;以及(3)一個(gè)整形設(shè)備，用來將經(jīng)過上述至少一根光纖射出的輻射能，在與上述導(dǎo)管體垂直的平面內(nèi)變換為非圓形的分布圖案。
40.如權(quán)利要求39限定的導(dǎo)管，其特征在于所述的整形設(shè)備，包括安裝在上述導(dǎo)管體遠(yuǎn)側(cè)端或其附近的透射衍射光柵，以使由上述光纖發(fā)射的輻射能量可以射過該透射衍射光柵。
41.如權(quán)利要求39限定的導(dǎo)管，其特征在于所述的整形設(shè)備，包括具有非圓形橫截面的鄰近上述導(dǎo)管體遠(yuǎn)側(cè)端的上述光纖的截面。
42.如權(quán)利要求39限定的導(dǎo)管，其特征在于所述的整形設(shè)備，能夠在與上述導(dǎo)管體垂直的平面內(nèi)提供通常為橢圓形分布圖案。
43.如權(quán)利要求39限定的導(dǎo)管，其特征在于還包括環(huán)繞在導(dǎo)管軸線周圍定位的多根光纖，其中所述的整形設(shè)備，能夠?yàn)樯鲜雒扛饫w提供繞圓周方向伸長的分布圖案。
44.一種利用輻射能從體腔內(nèi)切除生物物質(zhì)用的導(dǎo)管，其特征在于它包括(1)一個(gè)具有近側(cè)端和遠(yuǎn)側(cè)端以及用來容納導(dǎo)向金屬絲用內(nèi)腔的細(xì)長的柔性導(dǎo)管體;(2)通過上述導(dǎo)管體伸展的多根光纖，其中所述每根光纖都有一個(gè)遠(yuǎn)側(cè)端，上述這些光纖的遠(yuǎn)側(cè)端都圍繞上述導(dǎo)管體的軸線圓周定位;以及(3)整形設(shè)備，用來將經(jīng)過上述每根光纖射出的輻射能，在與上述導(dǎo)管體垂直的平面內(nèi)變換為非圓形的分布圖案。
45.如權(quán)利要求44限定的導(dǎo)管，其特征在于所述的整形設(shè)備，包括位于上述每根光纖發(fā)射出的輻射能路程上的透射衍射光柵。
46.如權(quán)利要求44限定的導(dǎo)管，其特征在于所述的整形設(shè)備，包括具有非圓形橫截面的鄰近上述導(dǎo)管體遠(yuǎn)側(cè)端的上述每根光纖的截面。
47.如權(quán)利要求44限定的導(dǎo)管，其特征在于所述的整形設(shè)備，能夠?yàn)樯鲜雒扛饫w出來的輻射能量，提供繞圓周方向伸長的分布圖案。
48.如權(quán)利要求45限定的導(dǎo)管，其特征在于所述的透射衍射光柵是制作在窗上的，而窗又貼附在上述導(dǎo)管體的遠(yuǎn)側(cè)端。
49.如權(quán)利要求45限定的導(dǎo)管，其特征在于所述每根光纖包括能被輻射能射過的遠(yuǎn)側(cè)端表面，而且所述的透射衍射光柵制作在上述光纖的遠(yuǎn)側(cè)端表面上。
全文摘要
一種激光導(dǎo)管，它包括一個(gè)細(xì)長的導(dǎo)管體、一根或者多根伸過該導(dǎo)管體的光纖以及安裝在該導(dǎo)管體遠(yuǎn)側(cè)端的導(dǎo)管窗。此光纖可將激光能量射過導(dǎo)管窗，以切除生物物質(zhì)。在導(dǎo)管窗的近側(cè)表面上制作有衍射光柵，以與光纖中出射的激光能量對(duì)準(zhǔn)。該激光能量被此衍射光柵變換，以提供所需要的空間分布圖案。最好提供適于在梗阻上面形成洞的發(fā)散光束，此洞的直徑約與該導(dǎo)管的直徑相同。該衍射光柵還能在導(dǎo)管的遠(yuǎn)側(cè)端，形成具有橢圓形或其它非圓形橫截面的光束圖案。
文檔編號(hào)A61B18/20GK1053742SQ9110055
公開日1991年8月14日 申請(qǐng)日期1991年1月30日 優(yōu)先權(quán)日1990年1月30日
發(fā)明者格倫·S·貝克, 愛德華·L·西諾夫斯基 申請(qǐng)人:C·R·巴德有限公司