专利名称：闪蒸手术系统的制作方法闪蒸手术系统控制良好的组织移除可能是外科手术的重要方面。在至少某些情况下，外科医生进行切开而基本上不影响周围组织，例如与切除位点邻近的组织的能力在临床上可能是有帮助的。对于许多手术操作来说，避免或至少减少对相邻组织的损伤是有益的。此外，对于外科医生来说，可能是有益的是使用能够到达远距手术位点，例如通过内窥镜达到的治疗位点的切除工具。已经开发了各种用于在手术操作期间移除血管软组织、软骨和骨骼的工具，且这些现有工具中的许多对于例如内部手术位点的组织切割来说可能是不太理想的。已经使用了机械器具例如解剖刀、钻子(biter)和刮匙以及电动机械器具例如显微清创器和钻孔器。机械装置可能以变化的定位水平切割组织，并且在至少一些情况中可以引起组织的机械创伤。尽管基于能量投送的装置例如射频、超声和激光器已被用于组织移除，但这些装置在至少某些情况下可能有缺点。例如，当组织非故意地被机械或热损伤移除或损伤时，在至 少某些情况下临床结果和患者恢复可能受到不利影响。射频(RF)装置已被用于组织移除，并且现有的RF装置可能产生不够理想的组织切割。尽管RF装置可以用于通过热和/或等离子体介导的机制来切割组织，但RF装置在至少某些情况下可能引起邻近组织中至少一定程度的热损伤。在至少某些情况下，热损伤可以出现在与切口邻近的组织。此外，在至少某些情况下，RF装置还为外科医生例如内窥镜外科医生带来可及性和可操控性的挑战。尽管现有的基于激光的能量装置已被用于组织移除，但这些激光器系统可以以比理想水平更慢的速度切割组织，并且可能损伤与切口邻近的组织。例如，使用至少某些可商购的医用激光器系统时，可能在与切口邻近的组织中发生热损伤。在至少某些情况下，现有的激光器系统可以通过消融区前方的热影响区(HAZ)来表征。可以将激光能在足以升高温度并消融组织的时间内导向靶组织。在至少某些情况下，消融过程可以伴有侧面组织的焦化以及显著的HAZ，其可能对愈合过程有害。尽管一些脉冲式激光器系统例如UV、光致蜕变(pho to spa 11 at i on)和超短脉冲激光器系统与连续波系统相比可以以略微降低的热损伤消融组织，但在许多情况下脉冲式激光器系统不能快速切割组织，并且消融喷流可能干扰后续的激光束脉冲，以使得在至少某些情况下增加激光束脉冲率不能充分地增加组织移除率。尽管基于UV的激光器系统例如准分子激光器系统已被用于组织消融，但基于UV的系统可能具有浅的每脉冲穿透深度，并且在至少某些情况下可能引起组织诱变效应。脉冲频率和浅的每脉冲消融深度在至少某些情况下可能使得基于UV的激光器系统对于组织移除来说不够理想。此外，来自基于UV的激光器系统的光通过光纤的投送可能不够理想，使得在至少某些情况下达到内部手术位点可能受限。通常缓慢的总体深度穿透消融速率、受限的光纤投送以及复杂性在至少某些情况下使UV激光器系统对于需要较大切口的组织切除的适用不太理想。例如，对于内窥镜手术过程来说，光能通过光纤投送并且组织沿显著长度被切开至显著深度，使得UV准分子激光器系统在至少某些情况下不能很好地适用于内窥镜组织切割。尽管现有的脉冲式红外激光器已被用于利用光致蜕变来消融组织，但在至少某些情况下例如使用内窥镜的情况下，光致蜕变对于切割组织来说可能不够理想。光致蜕变可能具有例如几微米的浅的每脉冲消融深度，并且基于光致蜕变的系统可能具有脉冲频率限制，使得总组织切割速率对于实际应用来说可能太慢。此外，光致蜕变系统可能使用被光纤强烈吸收的光波长，使得不可能实现到患者的内部手术位点的投送。由于非常慢的切割速·率以及对于大多数内窥镜过程来说没有投送激光能的实用手段，因此光致蜕变系统对于组织切除来说可能不够理想。尽管现有的超短脉冲激光技术例如飞秒和皮秒激光器系统可以利用电离过程消融组织，但每单个脉冲的总能量可能非常小，导致少量的组织被消融。此外，在至少某些情况下，高峰值功率可能不适合于光纤波导。因此，超短脉冲激光对于具有较大切口的组织切除，例如内窥镜手术过程中，来说可能不够理想。因此，提供能够克服现有系统的至少一些上述限制的用于切割组织的改进的方法和设备将是有帮助的。理想情况下，这样的方法和设备将为外科医生提供快速和有效的切割工具，所述工具具有以精确的定位执行许多尺寸组织的切除的灵活性，包括例如切割组织而对与切口邻近的组织没有显著的热或机械损伤。如果这样的方法和设备能够利用挠性波导，例如用于内窥镜过程的挠性二氧化硅光纤，在患者体内位置处准确切割组织而不造成显著组织损伤也将是有帮助的。此外，适用于广泛的组织类型的用于组织切割的方法和设备对于外科医生可能是重要的和/或对于有效执行某些过程可能是必需的。发明简述描述了快速和有效地移除和切除组织而对邻近组织没有显著的热或机械损伤的方法和设备。描述了能够利用组织移除技术实现外科手术技术的投送工具和控制技术。这些技术解决了上面讨论的问题，并且使新的激光手术类型得以实现。附图简述图1a-1b显示了随波长变化的在水中的吸收系数和光穿透深度(后文中称为“0PD”)。图2a_2c显示了按照多个实施方案的代表性相互作用体积深度-宽度比。图3显示了按照多个实施方案的在腹腔镜手术过程中利用闪蒸进行组织移除的激光器系统。图4显示了按照多个实施方案的用于实施基于闪蒸的手术装置的激光器系统。图5显示了按照多个实施方案的用于实施闪蒸的激光谐振器。图6显示了按照多个实施方案比较各种不同切除形式的切割速率的条形图。图7A和7B是显示了按照本文描述的实施方案从使用激光器系统执行的组织切除获得的组织学的图像。图8显示了单纤维闪蒸系统相对4纤维闪蒸系统的组织移除。图9显示了多纤维投送系统，其中单个纤维的输出在治疗位点处重叠。图10显示了可选的多纤维投送系统，其中单个纤维的输出在治疗位点处重叠。图1la和Ilb显示了多纤维投送装置尖端，其具有线性排列并彼此邻近的输出，还显示了示例性的运动方向。图12显示了示例性的多纤维装置，其被配置成模拟手术刀。图13显示了线性纤维尖端排列的可选运动方向。图14a_14c显示了用于快速组织消融的示例性多纤维装置尖端配置。图15a_15b显示了运动方向和示例性的多纤维装置配置。图16显示了用于大致球形的肿瘤的示例性多纤维装置尖端的配置。图17显示了用于大致圆柱形的肿瘤的示例性多纤维装置尖端的配置。图18显示了用于起搏器导线移除的示例性多纤维装置尖端的配置。图19显示了使用涂抹运动快速消融组织的示例性多纤维装置尖端的配置。 图20显示了将激光能接入多个投送纤维中的示例性手段。图21显示了简单的多纤维装置尖端，其带有相对于闪蒸纤维进一步偏离治疗位点的凝固纤维。图22显示了只有中心纤维激活的示例性多纤维装置尖端的配置。图23a_23d显示了示例性多纤维装置尖端的配置，其中激活的纤维的数目随着临床需要的套组而变化。图24-27是显示了在本文中描述的利用闪蒸的系统中必须考虑到的参数空间的方面的曲线图。图28A显示了按照本发明实施方案的带有插入到患者鼻腔中的内窥镜探头的激光手术系统。图28B显示了按照本发明实施方案的用于实现具有增强的临床能力的多用途和高效手术工具的图28A的激光器系统。图29A显示了当系统以用于向组织热沉积的激活脉冲模式运行时，图28B中所示激光器的示例性输出波形。图29B显示了当系统以用于切割组织的激活脉冲模式运行时，图28B中所示激光器的示例性输出波形。图30A显示了当系统以具有线性增加的脉冲持续时间、周期和幅度的激活脉冲模式运行时，图28B中所示激光器的示例性输出波形。图30B显示了当系统以具有减小的脉冲持续时间和周期的周期性激活脉冲模式运行时，图28B中所示激光器的示例性输出波形。图30C显示了当系统以用于维持相对恒定的切割速率而在暴露开始时具有更多的凝固的激活脉冲模式运行时，图28B中所示激光器的示例性输出波形。图30D显示了当系统以用于围绕切口区域的轮廓产生相对均匀的凝固区的激活脉冲模式运行时，图28B中所示激光器的示例性输出波形。图31A显示了当系统以具有较低切割效率和较高热沉积的调Q(q-switched)脉冲模式运行时，图28B中所示激光器的示例性输出波形。图31B显示了当系统以具有较高切割效率和较低热沉积的调Q脉冲模式运行时，图28B中所示激光器的示例性输出波形。图32A显示了当系统以具有线性增加的脉冲持续时间、周期和幅度的调Q脉冲模式运行时，图28B中所示激光器的示例性输出波形。图32B显示了当系统以具有降低的脉冲持续时间和周期的调Q脉冲模式运行时，图28B中所示激光器的示例性输出波形。图32C显示了当系统以消融骨骼的调Q脉冲模式运行时，图28B中所示激光器的示例性输出波形。图32D显示了当系统以切割组织并沉积更多热量以控制出血的调Q脉冲模式运行时，图28B中所示激光器的示例性输出波形。图32E显示了当系统以移除神经鞘的调Q脉冲模式运行时，图28B中所示激光器的示例性输出波形。图32F显示了当系统以凝固破裂血管的调Q脉冲模式运行时，图28B中所示激光器的示例性输出波形。 图33显示了按照本发明实施方案在用于引入的宽光谱范围内组织中血液和水的吸收特征。图34显示了按照本发明实施方案的用于实施具有进一步增强的临床能力的多用途和高效手术工具的具有两个互补性输出波长的激光器系统。图35显示了下鼻甲的横截面，示出了图28B或图34的激光器系统中所示激光器的示例性组织效应。图36显示了消融速率随照射暴露变化的曲线图。图37A显示了当系统以具有固定的激活脉冲参数和较短的光量开关周期的组合Q调激活脉冲模式运行时，图28B中所示激光器的示例性输出波形。图37B显示了当系统以具有固定的激活脉冲参数和较长的光量开关周期的组合Q调激活脉冲模式运行时，图28B中所示激光器的示例性输出波形。图37C显示了当系统以具有固定的光量开关脉冲参数和较长的激活脉冲持续时间的组合Q调激活脉冲模式运行时，图28B中所示激光器的示例性输出波形。图37D显示了当系统以具有固定的光量开关脉冲参数和较短的激活脉冲持续时间的组合Q调激活脉冲模式运行时，图28B中所示激光器的示例性输出波形。图37E显示了当系统以具有较长的激活脉冲持续时间和较长的光量开关脉冲周期的组合Q调激活脉冲模式运行时，图28B中所示激光器的示例性输出波形。图37F显示了当系统以具有较短的激活脉冲持续时间和较短的光量开关脉冲周期的组合Q调激活脉冲模式运行时，图28B中所示激光器的示例性输出波形。图38A显示了当系统以在各激活脉冲中具有增加的激活脉冲持续时间和降低的光量开关脉冲周期的组合Q调激活脉冲模式运行时，图28B中所示激光器的示例性输出波形。图38B显示了当系统以在多个激活脉冲暴露上具有增加的激活脉冲持续时间和降低的光量开关脉冲周期的组合Q调激活脉冲模式运行时，图28B中所示激光器的示例性输出波形。图38C显示了当系统以具有增加的激活脉冲持续时间和固定的较长光量开关脉冲周期的组合Q调激活脉冲模式运行时，图28B中所示激光器的示例性输出波形。图38D显示了当系统以具有增加的激活脉冲持续时间和在各激活脉冲期间固定并随着后续各激活脉冲降低的光量开关脉冲周期的组合Q调激活脉冲模式运行时，图28B中所示激光器的示例性输出波形。图39A显示了当系统以具有从较少热沉积向较多热沉积的突变的组合Q调激活脉冲模式运行时，图28B中所示激光器的示例性输出波形。图39B显示了当系统以具有从较多热沉积向较少热沉积的突变的组合Q调激活脉冲模式运行时，图28B中所示激光器的示例性输出波形。图39C显示了当系统以具有在各激活脉冲期间重复的从较多热沉积向较少热沉积的突变的组合Q调激活脉冲模式运行时，图28B中所示激光器的示例性输出波形。图39D显示了当系统以具有在各激活脉冲期间重复的从较多热沉积向较少热沉积的突变的组合Q调激活脉冲模式运行时，图28B中所示激光器的单独的泵源和光量开关调制以及得到的激光输出波形。图39E显示了当系统以具有包括连续波部分的光量开关模式的组合Q调激活脉冲模式运行时，图28B中所示激光器的示例性输出波形。图39F显示了当系统以具有包括可变幅度连续波部分的光量开关模式的组合Q调激活脉冲模式运行时，图28B中所示激光器的示例性输出波形。图40显示了按照本发明实施方案的具有动态脉冲发生的示例性简单滑块式用户界面。图41显示了按照本发明实施方案的示例性流程图，其用于解释用户设置和建立激光输出脉冲发生方案。图42显示了按照本发明实施方案的示例性触摸屏用户界面，其用于定制在暴露期间没有转变的动态脉冲参数。图43显示了按照本发明实施方案的具有图42中所示的用户界面的用于动态脉冲发生的示例性控制系统的流程图，包括用于解释用户设置和建立在暴露期间没有转变的动态脉冲发生方案的示例性流程图。 图44显示了按照本发明实施方案的示例性触摸屏用户界面，用于定制具有暴露期间的转变的动态脉冲参数。图45显示了按照本发明实施方案的用于转变性动态脉冲和具有图44中所示的用户界面的示例性控制系统的流程图，包括用于解释用户设置和建立具有暴露期间的动态脉冲转变的脉冲发生方案的示例性流程图。图46显示了按照本发明实施方案的使用端抽运方案抽运增益介质的激光器系统。图47显示了按照本发明实施方案的代表性组织效应和它们相应的动态脉冲方案。图48显示了图32D中动态脉冲方案的脉冲处理时间序列，其显示了按照本发明实施方案的代表性动态脉冲方案的组织效应的时序。详细描述本文所述的本发明的实施方案提供了快速和高效的基于激光的切割。本文所述的基于激光的切割模式适用于各种组织类型和手术，以使得对与切口邻近的组织没有显著的热或机械损伤或效应。更广义类型的用于移除组织的方法中的一种包括产生激光脉冲，所述激光脉冲具有1880至2080nm之间或2340至2500nm之间的波长，具有每脉冲I至10毫焦耳之间的能量，并具有短于IOOnsec的脉冲长度；以及将该脉冲投送到组织上的点；由此通过点的面积和脉冲在水中的穿透深度(Ι/e)所限定的相互作用体积具有2 :1至1: 6的深度-宽度t匕。所述方法可以包括使用芯直径在10至300、优选50至200 μ m范围内的光纤将激光脉冲投送到靶组织。用于投送脉冲的波导可以包含二氧化硅光纤。所述方法可以包括使用从单次发射至2000Hz的脉冲重复率。使用这种方法，所施加的能量在脉冲持续时间内将组织的相互作用体积加热至高于水的亚稳相分解阈值，通过亚稳相分解将激光能转换成动能，引起相互作用体积内组织的高效射出。此外，激光脉冲具有足够短的脉冲持续时间以防止应力波和热量传播超出相对于相互作用体积的最短尺寸的相互作用体积。对于各脉冲来说，投送到各点的体积功率密度可以高于KTW/cm3。结果，大部分(如果不是基本上所有的话)激光脉冲能量耗散在被脉冲移除的组织中。已发现，使用这种方法，当应用于包含足够水的组织以产生用于射出组织基础结构的压力时，与任何已知的现有技术不同，可以移除显著体积的组织而对与消融留下的空腔邻近的组织没有明显的热损伤。另一种更一般的方法包括产生激光脉冲，所述激光脉冲具有1400至1520nm之间或1860至2500nm之间的波长，具有每脉冲O. 5至40毫焦耳之间的能量，并具有短于 200nsec、优选短于IOOns的的脉冲长度；以及使用芯直径在50 μ m至200 μ m范围内的波导例如二氧化硅光纤将脉冲投送到组织上的点。使用这种技术，由点的面积和脉冲在水中的穿透深度(Ι/e)限定的相互作用体积具有2 :1至1: 6的深度-宽度比。可以在该范围内调整每脉冲能量和波长以用于与其他发色团的相互作用并产生各种不同组织类型所需的压力。按照更一般的实施方案，用于组织移除的方法包括产生激光脉冲，所述激光脉冲具有1400至1520nm之间或1860至2500nm之间的波长，并具有一定的脉冲持续时间；以及将激光脉冲投送到组织上的点，所述激光脉冲具有一定的每脉冲能量(Ep)以在所述脉冲持续时间内将组织的相互作用体积加热至高于水的亚稳相分解阈值，并产生足以射出靶组织的压力，且具有足够短的脉冲持续时间以防止应力波和热量传播超出相对于相互作用体积的最短尺寸的相互作用体积。所述方法可以更一般性地以下述步骤为特征产生具有一定波长(λ)和脉冲持续时间(tp)的激光脉冲；以及将系列的激光脉冲投送到在组织上具有冲击面积(A，例如Jir2)并在组织中具有一定穿透深度的相应点，该脉冲在组织中具有作为冲击面积和穿透深度的函数的名义相互作用体积；由此通过点的面积和脉冲在水中的穿透深度(Ι/e)限定相互作用体积，所述相互作用体积具有2 :1至1: 6的深度-宽度比。在该方法的更一般类属中，脉冲持续时间短于200nseC，并且脉冲具有低于引起显著等离子体形成的阈值的峰值功率密度E/(tpA)。这种方法可以包括使用二氧化硅光纤投送该系列激光脉冲，使得能量和脉冲持续时间组合低于二氧化硅光纤的损伤阈值。该方法可以进一步通过冲击面积表征，该冲击面积具有等于跨越冲击面积的最小距离的尺寸，并且脉冲持续时间在声波传播通过所述尺寸一半(例如r)和穿透深度之间较短者的时间的应变约束时间长度的3倍以内。所述方法可以包括以高于IOkiWAhi3的体积功率密度与相互作用体积相互作用的激光脉冲。根据本文描述的更一般方法中的一种，包含Tm:YAP增益介质的激光器被安排成产生接近1940nm的输出波长。所述激光器利用光束投送工具例如光纤或其他波导将系列脉冲投送到组织位点，其中每脉冲能量在每脉冲I至IOmJ范围内，并且脉冲宽度短于IOOnsec0该方法包括将脉冲投送到点尺寸为50至200微米的治疗位点。接近1940nm的波长在水中具有约80微米的光穿透深度。由于水是大多数组织的主要组分，因此在组织中的穿透深度可能大致相同。使用点尺寸和80微米的穿透深度，人们可以为激光脉冲确定在治疗位点处组织内的相互作用体积的尺寸。使用短于lOOnsec、例如对于代表性手术来说IOnsec至50nsec之间的脉冲宽度,在该相互作用体积内产生来自于激光脉冲的能量耗散的热和机械约束的条件。在该实例中，使用O. 5至40mJ量级的每脉冲能量足以在相互作用体积内产生高于SxliTW/cm3的功率密度并将相互作用体积内的水温升高至超过亚稳相限度，能够引起水的受约束的亚稳相分解。亚稳相分解引起即时相变，其在治疗位点处的相互作用体积内产生约200巴至10千巴范围内的显著压力。足以引起亚稳相分解的脉冲中能量通过这种受约束的压力转变成动能，其能够射出组织而对与被射出体积邻近的组织没有可见的热损伤，例如由射出或激光脉冲诱导的热或声波另外引起的损伤。这种效应在本文中被称为闪蒸。这种激光器系统可以以从单发射至2000Hz的重复率运行，并且由于各脉冲射出显著体积的组织，使用闪蒸可以获得使用已知的现有技术不可能获得的切割速率。该更广义类属中的其他种类的方法可以利用以在主要组分为水的组织中具有相近光穿透深度的波长操作的激光器，包括1400至1520nm之间或1860至2500nm之间的波 长。该范围内的波长还具有下述特征它们能够容易地使用芯直径在10至300微米、优选为50至200微米量级上的二氧化硅波导，以每脉冲O. 5至40mJ范围内的每脉冲能量和约IOnsec至200nsec之间的脉冲宽度来投送。在某些实施方案中，每脉冲能量可以在约IOOyJ至约IOOmJ范围内。此外，许多使用水作为发色团的用于组织闪蒸的实施方案利用500 μ J至30mJ的脉冲能量。用于闪蒸的特定实施方案可以使用水作为发色团，并使用接近1. 94μ m的波长、IOns至IOOns之间的脉冲宽度和ImJ至IOmJ的脉冲能量。由于二氧化硅波导的可获得性和生物相容性，这些种类的激光器系统可以容易地使用在广泛的内窥镜激光手术中。随着点尺寸的增加，通过亚稳相分解实现射出所需的每脉冲能量显著增加。这限制了在激光手术应用中可以实际使用的激光点的尺寸。本文描述的其他种类系统被配置成用于在每单位时间内移除较大体积的组织。这样的系统利用了能够产生作为各脉冲施加的每脉冲能量的多倍的输出的激光器。在这样的种类中，包含多个波导的投送工具可以与激光器系统偶联以用于平行地或以快速序列向治疗位点投送多个(优选邻近的)的激光能量点。由于在射出后组织中基本上不存在残留能量，因此该多个点基本上是独立地进行处理。多个点可用于获得非常高的组织移除速率，且对与被射出组织留下的空腔邻近的组织没有明显的残留损伤。应该认识到，不同组织类型可能需要不同参数来实现闪蒸并射出相互作用体积内的基本上全部物质。因此，本文所述的更广义类别的激光器系统的特征在于可以包括产生脉冲光能量束的激光器，该光能量束的训脉冲照射一定体积的组织并具有一定持续时间和能量值以抑制机械能或应力和抑制热能从所述体积传播，使得利用亚稳相分解将所述体积的组织射出；以及与激光器偶联的控制器，以对来自于控制器的命令做出响应而产生脉冲光束。该系统可以与内窥镜投送工具(包括一个或多个光纤)相组合。基于闪蒸的激光手术可以在下面更详细描述的复杂参数空间内执行。本文描述的用于激光器和投送装置的商业上可行的运行条件的发现首次使得新类型的“冷消融”手术技术得以实现。本文所述的闪蒸可以利用脉冲激光能以有效消融组织，使得被组织吸收的入射激光能量基本上从热能转化成动能，其从治疗位点射出以移除组织。由于各个脉冲沉积的大部分能量能够转变成被约束在组织体积内的动能，因此传入邻近组织中的任何热能或机械能显著减少，且在某些情况下基本上被消除。较低的总功率需求在激光器本身的尺寸和功率消耗方面提供了优势。当投送到组织以实现闪蒸、消融并对邻近组织具有可忽略的热或机械损伤时激光能特征的非限制性实例包括每脉冲能量、脉冲宽度、靶体积、靶形状、波长和重复率。向治疗位点投送激光能的手段可以包括二氧化硅波导、掺杂的二氧化硅波导、非二氧化硅基实心波导、空心波导和自由空间光束投送，包括关节臂。基于激光的切割工具可用于许多手术方法，包括内窥镜手术。对于许多手术过程(包括内窥镜手术)来说，将激光能通过能量传输效率为至少约80%的成本低、生物相容、小且挠性的波导(例如二氧化硅光纤波导)投送是理想的。 闪蒸可用于手术应用。闪蒸为外科医生提供了例如甚至在内窥镜应用中切开组织而对邻近组织没有显著热或机械残留效应的能力。切割尖端可以是非常小的(亚毫米)并且是柔性的。基于激光的闪蒸切割工具可以容易地在手术治疗位点处定位和操纵。此外，闪蒸可能不像例如解剖刀那样在组织上施加机械压力以产生切口。闪蒸非常适合于其中不希望引起对邻近组织的热或机械损伤的手术应用。例如，移除生长在神经束周围的患病组织是闪蒸的有利的应用。在这种应用中，精确控制切口的位置而对神经束本身具有可忽略的热或机械损伤是有利的。使用显微成像的逐脉冲操作允许非常精确的切割。闪蒸可以为外科医生提供以高精确度安全地移除组织并且不损伤周围组织的能力。外科医生可以高效地获得更好的结果，并且对患者的风险更低。对于某些需要止血的手术应用来说，可以将闪蒸同时或相继地与其他基于热的处理方式组合，以便在切口周围提供热诱导的止血能力。闪蒸消融机制可以消融组织而对射出组织邻近具有可忽略的热效应。闪蒸能够获得切割速率而对邻近组织具有可忽略的残留损伤。闪蒸可以以高切割速率切割组织。例如，闪蒸可以利用通过标准二氧化硅光纤投送的光能波长来实现。在临床上，当通过可商购的光纤波导投送时，基于闪蒸的激光器系统提供非常快的切割速率。闪蒸可以具有高效率，以便使用低平均功率激光发生器切割组织，这允许该系统的尺寸被制造成适合放在医生办公室内而具有便携性和可靠性。利用基于闪蒸的切除系统允许外科医生容易地达到患者的许多手术位点，例如通过内窥镜，并且可以切割许多类型的组织而同时保护邻近组织以产生对于他们的患者来说风险更低且恢复期更快的更好手术结果。闪蒸可以包括由靶组织中的发色团吸收入射激光能。用于激光能与组织的相互作用的典型发色团的非限制性实例可以包括水、血液、胶原和黑色素。选择在广范的组织类型中以足以被有效靶向的量存在的发色团可能是需要的。水是用于许多实施方案的目标发色团。使用组织闪蒸获得的高切割速率可以使用深的光穿透深度OPD来实现。许多实施方案使用至少70 μ m的OPD来获得明显更快的切割速率。亚稳相分解可以包括水从液相到气相的相变，其可以在靶体积内基本上均匀地发生。例如，通过在足以引发亚稳相分解的时间范围内将该体积内的水温升高至约300°C或以上。体积内的水可以经历空间和时间上均匀的相变，从而产生压力诱导的动能，使得在各脉冲后组织可以被射出而对与靶体积邻近的组织具有受到限制的损害。作为均匀相变的结果而释放的能量能够产生用于射出所述体积的应力。可以使用激光束脉冲通过将靶体积升高至等于或超过水的亚稳相阈值的温度而发生闪蒸，其中靶体积可以由入射能量激光束点尺寸和(PD确定。此外，可以在显著抑制应力波传播到靶体积之外的时间范围内达到或超过亚稳相分解温度阈值，以便消融在应力方面基本上约束于靶体积内。应力约束条件可以由应力波的传播速度和靶体积的几何尺寸决定。在绝大部分靶体积内通过亚稳相分解发生的所得到的时间和空间上均匀的相变产生受到显著约束的反冲应力，以便例如在脉冲后有效射出所述体积而不在与靶体积邻近的组织·内沉积显著的能量。可能与通过液化(例如胶原的液化)、优化的体积几何尺寸和入射能量参数减弱靶体积的结构完整性相关的其他条件确保了高度有效的移除过程而对周围区域基本上没有影响。对于本文中所述的组织闪蒸来说，基于二氧化硅的光纤波导适合于传输具有强的水吸收特性的波长。大于约2. 3 μ m的波长在基于二氧化硅的光纤中可以表现出强的体吸收，且大于约2. 5μπι的波长实际上不能用于二氧化硅的光纤而用于本文所述的消融过程。许多实施方案使用波长在约1. 4 μ m至约1. 52 μ m和约1. 86 μ m至约2. 5 μ m范围内的光能量，而2. 5微米可能构成二氧化硅纤维的限制。这些实施方案的波长被水强烈吸收，可以通过基于二氧化硅的光纤波导传输使用，并提供例如约70 μ m至约700 μ m之间的相互作用深度。图1A显示了在宽波长范围内水的吸收特征和相应的0PD。1.4口!11至1.524 111和1. 86 μ m至2. 5 μ m的优选波长范围对应于< 700 μ m的0PD。其他实施方案包括70 μ m至300 μ m之间的相互作用深度。优选的系统具有超过约50 μ m的穿透深度以支持足以以合理的速率进行闪蒸的相互作用体积和几何形状。图1B显示了在宽波长范围内水的吸收特征和相应的OPD。OPD在70 μ m至300 μ m之间的波长范围是约1. 88 μ m至约2. 08 μ m和约2. 34 μ m至约2. 5 μ m。由于组织可能包含大量的水，因此可以使用水穿透深度来确定组织穿透和相应的组织射出体积。本技术领域的普通专业人员可以根据本文描述的教导进行实验来确定组织穿透深度。非限制性的示例波长为1.92μπι、1.94μπι、1.99μπ^Ρ2.01μπι。其他实施方案利用约1. 94 μ m的波长。波长约为1. 94μ m的实施方案的激光束在水中被强烈吸收，可以通过基于二氧化硅的光纤传输并提供80 μ m范围内的相互作用深度。闪蒸可以包括将激光能投送到组织，以使得绝大部分靶组织体积达到约300°C或更高的温度。通过将靶组织体积升温到至少300°C，可以例如达到胶原的液化阈值以及目标水发色团的亚稳相分解的阈值。许多靶组织中存在各种不同形式的胶原。通过将温度升高至液化阈值，胶原的结构完整性可以被至少显著地减弱。弱化的胶原结构降低了用于射出材料的能量，从而显著提高了组织移除效率。通过将组织体积内的优选目标发色团例如水(H2O)至少升温至其约300°C的亚稳相极限值，可以在绝大部分的靶体积内发生相对均匀的相变。亚稳相相变与成核和空泡生长机制截然不同。在亚稳相阈值极限处，水变得在机械上不稳定，随后在组织体积中发生相对均匀的向蒸汽的快速相变，从而在靶体积内产生显著的动能。组织闪蒸的进一步方面可以包括例如在足够短的时间内在靶体积中至少获得大致300°C的温度，使得与靶体积邻近的组织没有足够时间发生实质的反应。因此在任何实质的吸收诱导的应力从靶体积传播之前并在显著的热能从靶体积扩散出去之前，绝大部分能量沉积在靶组织体积中，使得应力传播和热扩散受到显著抑制。这种应力传播能量耗散的抑制和热能扩散的抑制可以在靶体积被射出之后抑制对于与靶体积邻近的组织的损伤。可用于描述组织闪蒸所使用的激光束参数的参数约束条件由下述方程描述，所述方程建立了非常复杂的参数空间。
.1方程1:Tj5 < -
P ^aVs其中τρ是脉冲宽度(sec)，Ua=吸收系数(cm1)或I/光纤半径(cm)中的最短者，Vs =音速(cm/sec)方程I对应于其中脉冲持续时间足够短以防止应力波传播到相对于靶体积的最短尺寸的靶体积之外的条件。出于闪蒸的目的，使得能够通过亚稳相分解进行组织消融而具有可忽略的邻近组织损伤的显著应力约束可以使用最高如方程I所示的脉冲持续时间的约3倍的脉冲持续时间来获得。
.1方程~—
F βα Κ其中τρ是脉冲宽度(sec)，Ua =吸收系数(cnT1)，K 是热扩散率(cm2/sec)方程2对应于其中脉冲持续时间足够短以防止热量传播到靶体积之外的条件。
.、κτ 方程3 :1 >其中τρ是脉冲宽度(sec)，K 是热扩散率(cm2/sec)，δ是发色团尺寸(cm2)。对于纯H2O来说，由于δ = I/μ a，方程3等同于方程2。方程3对应于其中脉冲持续时间足够短以防止热传播到目标发色团之外的条件，其中例如目标发色团表示分散在靶组织的胶原网络中的小体积间质水。方程1-3确认了与组织-激光相互作用(其适合于组织闪蒸)相关的脉冲持续时间上限。在组织中作为激光脉冲的结果而达到的温度对于短于I μ sec的脉冲可以从下列方程计算。方程4 :71 二 ^^-ρ~μαΖ
C17P其中T=温度(°C)，Φ =能量(J/cm2),Cv是发色团(H2O)的等容比热(恒定体积下的饱和液体热容量)(J/g°C )，
P =密度(g/cm3),和ζ=深度(cm)方程4指示了在靶体积中一定深度处获得需要的温度所需的注量。方程
1.一种用于组织移除的方法，所述方法包括 产生激光脉冲，所述激光脉冲具有1400至1520nm之间或1860至2500nm之间的波长，具有每脉冲I至40毫焦耳的能量，并且具有短于200nseC的脉冲持续时间；以及 将所述脉冲投送到所述组织上的点，由此通过所述点的面积和所述脉冲在水中的穿透深度(Ι/e)限定相互作用体积，所述相互作用体积具有2 :1至1: 6的深度-宽度比。
2.权利要求1的方法，其包括使用二氧化硅波导将所述激光脉冲投送到所述靶组织。
3.权利要求1的方法，其中脉冲重复率为单发射至2kHz。
4.权利要求1的方法，其中所述激光脉冲向所述相互作用体积投送一定的体积功率密度，所述体积功率密度引起所述组织中水的亚稳相分解并将动能约束在所述相互作用体积内以射出组织。
5.权利要求1的方法，其中投送到各点的体积功率密度高于KTW/cm3。
6.权利要求1的方法,其中所述激光脉冲具有短于IOOnsec的脉冲持续时间。
7.权利要求1的方法，其中所述波长在1860至2500nm之间，并且脉冲能量在每脉冲I至30毫焦耳之间。
8.一种用于组织移除的方法，所述方法包括 产生激光脉冲，所述激光脉冲具有1880至2080nm之间或2340至2500nm之间的波长，具有每脉冲I至10毫焦耳的能量，并且具有短于200nseC的脉冲持续时间；以及 将所述脉冲投送到所述组织上的点，所述点具有10至300微米范围内的点宽度或直径。
9.权利要求8的方法，其包括使用二氧化硅光纤投送所述脉冲。
10.权利要求8的方法，其中脉冲重复率为单发射至2KHz。
11.权利要求8的方法，其中所述激光脉冲向所述相互作用体积投送一定的体积功率密度，所述体积功率密度引起所述组织中水的亚稳相分解并将动能约束在所述相互作用体积内以射出组织。
12.权利要求8的方法，其中投送到各点的体积功率密度高于KTW/cm3。
13.权利要求8的方法，其中所述脉冲持续时间短于lOOnsec。
14.一种用于组织移除的方法，所述方法包括 产生具有波长(λ)和脉冲持续时间(tp)的激光脉冲；以及 将所述激光脉冲投送到所述组织上的多个点，所述激光脉冲具有一定的每脉冲能量(Ep)以在所述脉冲持续时间内将所述组织的相互作用体积加热至高于水的亚稳相分解阈值并产生足以射出剩余组织的压力，并且其中所述点具有等于跨过所述点的最短距离的尺寸，和所述脉冲持续时间(tp)在声波传播经过所述尺寸的一半与所述穿透深度之间较短者的时间的3倍以内。
15.权利要求14的方法，其包括使用二氧化硅光纤投送所述系列激光脉冲，其中能量和脉冲持续时间组合低于所述二氧化硅光纤的损伤阈值。
16.权利要求14的方法，其中投送到各点的体积功率密度高于lO^/cm3。
17.权利要求14的方法，其中使用显著应力和热约束将所述组织加热至高于亚稳相分解阈值达到至少约300°C的温度，使得在所述体积内发生时间和空间上均匀的相变，从而产生足够的压力以射出所述体积而没有显著的能量沉积到与所述被射出组织留下的空腔相邻的组织。
18.权利要求14的方法，其中所述相互作用体积内的时间和空间上均匀的相变产生受约束的反冲应力，以有效地移除所述相互作用体积内的组织而没有显著的能量沉积在与所述被移除组织留下的空腔邻接的组织中。
19.权利要求14的方法，其中所述激光脉冲具有至少约50μ m的组织穿透深度。
20.权利要求14的方法，其中所述激光脉冲具有至少约50μ m至不超过约700 μ m范围内的组织穿透深度。
21.权利要求14的方法，其中所述体积被射出而没有机械能量的显著应力传播到与所述靶体积邻接的组织内和没有热能的显著热扩散到与所述靶体积邻接的组织内。
22.权利要求14的方法，其中所述激光脉冲通过光纤传输并具有约1.4微米至1. 52微米或约1. 86至约2. 5微米的波长以基本上根据水的吸收来限定所述相互作用体积。
23.权利要求14的方法，其中各脉冲的持续时间在约100皮秒至约I微秒的范围内。
24.权利要求14的方法，其中各脉冲的持续时间在约500皮秒至约200纳秒的范围内。
25.权利要求14的方法，其中所述脉冲持续时间在约I纳秒至约100纳秒的范围内。
26.权利要求14的方法，其中所述相互作用体积对应于使用各脉冲射出的深度和宽度，并且其中所述宽度与深度之比在约2 :1至1: 6的范围内。
27.权利要求14的方法，其中各脉冲的能量的量在约I毫焦耳至约40毫焦耳的范围内。
28.权利要求14的方法，其中所述组织包含胶原，并且其中所述胶原被光能的各脉冲液化。
29.权利要求14的方法，其中所述组织包含血管软组织、软骨或骨中的一种或多种。
30.权利要求14的方法，其中使用所述激光脉冲在所述组织中形成具有一定长度和深度的细长切口，其中所述长度和宽度对应于所述组织中所述切口的面积和其中组织移除率为至少约l(T8cm3/脉冲。
31.权利要求14的方法，其中所述移除率为至少约10_7cm3/脉冲。
32.权利要求14的方法,其中所述光能通过至少一条光纤传输,其能量传输效率为至少约80%。
33.一种处理组织的设备，所述设备包含 激光器系统，其产生具有1400至1520nm之间或1860至2500nm之间的波长，具有每脉冲I至40毫焦耳的能量，并具有短于200nseC的脉冲持续时间的激光脉冲；以及 与所述激光器偶联的光束投送装置，其将脉冲从所述激光器投送到所述组织上的多个点；由此通过所述点的面积和所述脉冲在水中的穿透深度(Ι/e)限定相互作用体积，所述相互作用体积具有2 :1至1: 6的深度-宽度比。
34.权利要求33的设备，其中所述光束投送装置包括二氧化硅波导。
35.权利要求33的设备，其中所述二氧化硅波导具有10至300微米范围内的芯直径。
36.权利要求33的设备，其中脉冲重复率为单发射至2kHz。
37.权利要求33的设备，其中所述波长在1880至2080nm之间或2340至2500nm之间，所述脉冲具有每脉冲I至30毫焦耳之间的能量，并且脉冲持续时间短于200nseC。
38.权利要求33的设备，其中所述脉冲持续时间短于lOOnsec。
39.权利要求33的设备，其中所述激光器系统包括含有铥掺杂基质的增益介质。
40.权利要求33的设备，其中所述光束投送装置包含多个波导，其被排列成将多个脉冲以点的图案投送到所述组织上。
41.权利要求33的设备，其中所述光束投送装置包含多个波导，其被排列成平行地投送多个脉冲到单一点。
42.权利要求33的设备，其中所述光束投送装置包含包括一个或多个波导的内窥镜。
43.权利要求33的设备，其中所述光束投送装置包含挠性内窥镜，所述内窥镜包括芯直径在50 μ m至200 μ m之间的二氧化硅光纤。
44.权利要求33的设备，其中所述激光脉冲向所述相互作用体积投送一定的体积功率密度，所述体积功率密度引起所述组织中水的亚稳相分解并将动能约束在所述相互作用体积内以射出组织。
45.权利要求33的设备，其中向各点投送的体积功率密度高于K^W/cm3。
46.一种处理组织的设备，所述设备包含 激光器系统，其产生的激光脉冲具有1880至2080nm之间或2340至2500nm之间的波长，具有每脉冲I至10毫焦耳之间的能量，并具有短于200nseC的脉冲持续时间；以及 与所述激光器偶联的光束投送装置，其包括光纤并将所述激光脉冲以在10至300微米范围内的点尺寸投送到所述组织。
47.权利要求46的设备，其中所述激光脉冲向所述相互作用体积投送一定的体积功率密度，所述体积功率密度引起所述组织中水的亚稳相分解并将动能约束在所述相互作用体积内以射出组织。
48.权利要求46的设备，其中向各点投送的体积功率密度高于KTW/cm3。
49.权利要求46的设备,其中所述光纤是具有50μ m至200 μ m的芯的二氧化娃光纤。
50.一种处理组织的设备，所述设备包含 激光器系统，其产生激光脉冲，其中波长、脉冲重复率、脉冲持续时间和每脉冲的能量中的至少一项是可控的； 与所述激光器偶联的光束投送装置，以将脉冲从所述激光器投送到所述组织上的多个点；以及 与所述激光器系统偶联的控制器，其包括选择所述激光器的运行模式的用户输入，所述运行模式包括至少第一运行模式和至少第二运行模式，在所述第一运行模式中所述激光具有一定波长和每脉冲能量以照射所述点处的一定体积的组织以使得利用亚稳相分解射出所述体积的组织，所述激光脉冲具有足够短的持续时间以抑制应力和热能从所述体积传播，和在所述第二运行模式中导致组织凝固而不通过亚稳相分解射出组织。
51.权利要求50的设备，其中所述第一运行模式和所述第二运行模式在所述暴露期间交杂运行。
52.权利要求50的设备，其中所述第一运行模式中的激光脉冲具有第一波长，并且所述第二运行模式中的激光脉冲具有第二波长。
53.权利要求50的设备，其中所述第一运行模式中的激光脉冲具有短于200nseC的脉冲持续时间，和所述第二运行模式中的激光脉冲具有长于100微秒的脉冲持续时间。
54.权利要求50的设备，其中所述光束投送装置包括芯直径在10至300微米范围内的二氧化硅波导。
55.权利要求50的设备，其中所述第一运行模式中的脉冲重复率为单发射至2kHz。
56.权利要求50的设备，其中在所述第一运行模式中，波长在1880至2080nm之间或2340至2500nm之间，脉冲具有每脉冲I至10毫焦耳之间的能量，并且脉冲持续时间短于200nseco
57.权利要求50的设备，其中所述脉冲持续时间短于lOOnsec。
58.权利要求50的设备，其中所述激光器系统包括含有铥掺杂基质的增益介质。
59.权利要求50的设备，其中所述光束投送装置包含多个波导，其被排列成将多个脉冲以点图案投送到所述组织上。
60.权利要求50的设备，其中所述光束投送装置包含多个波导，其被排列成平行地投送多个脉冲到单一点。
61.权利要求50的设备,其中所述光束投送装置包含内窥镜,所述内窥镜包括一个或多个波导。
62.权利要求50的设备,其中所述光束投送装置包含挠性内窥镜,所述内窥镜包含芯直径在50 μ m至200 μ m之间的二氧化硅光纤。
63.权利要求50的设备,其中所述光束投送装置包含挠性内窥镜,所述内窥镜包含向组织投送50 μ m至200 μ m之间的点直径的二氧化硅光纤。
64.一种用于组织移除的方法，所述方法包括 产生激光脉冲，所述激光脉冲具有1400至1520nm之间或1860至2500nm之间的波长，具有I至40毫焦耳之间的每脉冲能量，并具有短于200nseC的脉冲持续时间；以及 将所述脉冲接入包括多个波导的光束投送装置中，所述波导被排列成将所述脉冲平行地投送到所述组织上的点图案；由此通过所述点的面积和所述脉冲在水中的穿透深度(I/e)限定相互作用体积，所述相互作用体积具有2 :1至1: 6的深度-宽度比。
65.权利要求64的方法,其中所述多个波导包含二氧化娃光纤。
66.权利要求64的方法，其中脉冲重复率为单发射至2kHz。
67.权利要求64的方法，其中所述激光脉冲向所述相互作用体积投送一定的体积功率密度，所述体积功率密度引起所述组织中水的亚稳相分解并将动能约束在所述相互作用体积内以射出组织。
68.权利要求64的方法，其中投送到各点的体积功率密度高于KTW/cm3。
69.权利要求64的方法，其中所述脉冲持续时间短于lOOnsec。
70.权利要求64的方法，其中所述波长在1860至2500nm之间，并且脉冲能量为I至30m j ο
71.一种用于组织移除的方法，所述方法包括 产生激光脉冲，所述激光脉冲具有1880至2080nm之间或2340至2500nm之间的波长，具有每脉冲I至10毫焦耳之间的能量，并具有短于200nseC的脉冲持续时间； 将所述脉冲接入包括多个光纤的光束投送装置中，所述光纤被排列成将所述脉冲平行地投送到所述组织上的点图案；所述多个光纤中的每个光纤向组织投送直径在10至300微米范围内的单个点。
72.权利要求70的方法，其中所述多个波导包含二氧化硅光纤。
73.权利要求70的方法，其中所述二氧化硅光纤具有10至300μ m范围内的芯。
74.权利要求70的方法，其中脉冲重复率为单发射至2KHz。
75.权利要求70的方法，其中所述激光脉冲向所述相互作用体积投送一定的体积功率密度，所述体积功率密度引起所述组织中水的亚稳相分解并将动能约束在所述相互作用体积内以射出组织。
76.权利要求70的方法，其中向各点投送的体积功率密度高于KTW/cm3。
77.权利要求70的方法，其中脉冲持续时间短于100ns。
78.一种用于组织移除的方法，所述方法包括 产生激光脉冲，所述激光脉冲具有一定波长(λ)和脉冲持续时间(tp);以及 将所述脉冲接入包括多个波导的光束投送装置中，所述波导被排列成将所述脉冲平行地投送到组织上的点图案，所述激光脉冲具有一定的每脉冲能量(Ep)以在所述脉冲持续时间内将所述组织的相互作用体积加热至高于水的亚稳相分解阈值，并产生足以射出剩余组织的压力，并且其中所述点具有等于跨过所述点的最短距离的尺寸，所述脉冲持续时间(tp)在声波传播通过所述尺寸的一半和穿透深度之间较短者的时间的3倍以内。
79.权利要求78的方法，其包括使用二氧化硅光纤投送所述系列激光脉冲，使得能量和脉冲持续时间的组合低于所述二氧化硅光纤的损伤阈值。
80.一种用于组织移除的方法，所述方法包括 产生激光脉冲，所述激光脉冲具有1400至1520nm之间或1860至2500nm之间的波长，具有每脉冲I至40毫焦耳之间的能量，并具有短于200nseC的脉冲持续时间；以及 将所述脉冲接入包含多个波导的光束投送装置中，所述波导被排列成将来自所述多个波导的输出平行地投送到所述组织上的单一点；由此通过所述点的面积和所述脉冲在水中的穿透深度(Ι/e)限定相互作用体积，所述相互作用体积具有2 :1至1: 6的宽度-深1匕。
81.权利要求80的方法，其中所述多个波导包含二氧化硅光纤。
82.权利要求80的方法，其中脉冲重复率为单发射至2kHz。
83.权利要求80的方法，其中所述激光脉冲向所述相互作用体积投送一定的体积功率密度，所述体积功率密度引起所述组织中水的亚稳相分解并将动能约束在所述相互作用体积内以射出组织。
84.权利要求80的方法，其中投送到各点的体积功率密度高于KTW/cm3。
85.权利要求80的方法，其中所述脉冲持续时间短于lOOnsec。
86.权利要求80的方法，其中所述波长在1860至2500nm之间，并且脉冲能量为每脉冲I至30毫焦耳。
87.权利要求80的方法，其中所述光束投送装置包含挠性内窥镜，所述内窥镜包括芯直径在50 μ m至200 μ m之间的二氧化硅光纤。
88.权利要求80的方法，其中所述光束投送装置包含挠性内窥镜，所述内窥镜包括向组织投送50 μ m至200 μ m之间的点直径的二氧化硅光纤。
89.一种用于组织移除的方法，所述方法包括 产生激光脉冲，所述激光脉冲具有1880至2080nm之间或2340至2500nm之间的波长，具有每脉冲I至10毫焦耳之间的能量，并具有短于200nseC的脉冲持续时间；以及将所述脉冲接入包含多个光纤的光束投送装置中，所述光纤被排列成将来自所述多个波导的输出平行地投送到所述组织上的单一点；所述单一点的多个光纤中的光纤具有在10至300微米范围内的直径。
90.权利要求89的方法，其中所述多个波导包含二氧化硅光纤。
91.权利要求89的方法，其中所述二氧化硅光纤的芯为10至300μ m。
92.权利要求89的方法，其中脉冲重复率为单发射至2KHz。
93.权利要求89的方法，其中所述激光脉冲向所述相互作用体积投送一定的体积功率密度，所述体积功率密度引起所述组织中水的亚稳相分解并将动能约束在所述相互作用体积内以射出组织。
94.权利要求89的方法，其中投送到各点的体积功率密度高于KTW/cm3。
95.权利要求89的方法，其中所述脉冲持续时间短于lOOnsec。
96.一种用于组织移除的方法，所述方法包括 产生激光脉冲，所述激光脉冲具有一定波长(λ)和脉冲持续时间(tp);以及将所述脉冲接入包括多个波导的光束投送装置中，所述波导被排列成将来自所述多个波导的输出平行地投送到所述组织上的单一点，所述激光脉冲具有一定的每脉冲能量(Ep)以在所述脉冲持续时间内将所述组织的相互作用体积加热至高于水的亚稳相分解阈值，并产生足以射出剩余组织的压力，并且其中所述点具有等于跨过所述点的最短距离的尺寸，和所述脉冲持续时间(tp)在声波传播通过所述尺寸的一半和所述穿透深度之间较短者的时间的一个数量级内。
97.权利要求96的方法，其包括使用二氧化硅光纤投送所述系列激光脉冲，使得能量和脉冲持续时间的组合低于所述二氧化硅光纤的损伤阈值。
98.一种用于鼻窦手术的组织处理的设备，所述设备包含 激光器系统，其产生激光脉冲，其中波长、脉冲重复率、脉冲持续时间和每脉冲能量中的至少一项是可控的； 成像系统，用于提供直接可视化图像； 插入装置，其包括与所述激光器偶联的波导，用于将来自所述激光器的脉冲投送到鼻窦内组织上的多个点；以及 与所述激光器系统偶联的控制器，包括用户输入，该用户输入使得能够执行其中激光具有一定波长和每脉冲能量以照射所述点处一定体积的组织以便利用亚稳相分解射出所述体积的组织的运行模式，所述激光脉冲具有足够短以抑制应力和热能从所述体积传播的持续时间。
99.权利要求98的设备，其中所述控制器包括用户输入以为所述激光器选择运行模式，包括其中导致组织凝固而不通过亚稳相分解射出组织的至少一种另外的运行模式。
100.权利要求98的设备，其中所述运行模式和所述另外的运行模式在暴露期间交杂运行。
101.权利要求98的设备，其中所述插入装置包含具有二氧化硅纤维波导的挠性内窥镜。
102.权利要求98的设备，其中所述波导包括芯直径在10至300微米范围内的二氧化硅光纤。
103.权利要求98的设备，其中所述波导向组织投送直径在10至300微米范围内的点。
104.权利要求98的设备，其中脉冲重复率为单发射至2KHz。
105.权利要求98的设备，其中所述波长在1880至2080nm之间或2340至2500nm之间，所述脉冲具有每脉冲I至10毫焦耳之间的能量，并且脉冲持续时间短于200nseC。
106.权利要求98的设备，其中所述脉冲持续时间短于100ns。
107.权利要求98的设备，其中所述激光器系统包括含有铥掺杂基质的增益介质。
108.权利要求98的设备，其中所述插入装置包含挠性内窥镜，所述内窥镜包括芯直径在50 μ m至200 μ m之间的二氧化硅光纤。
109.权利要求98的设备，其中所述激光脉冲向所述相互作用体积投送一定的体积功率密度，所述体积功率密度引起所述组织中水的亚稳相分解并将动能约束在所述相互作用体积内以射出组织。
110.权利要求98的设备，其中投送到各点的体积功率密度高于lO^/cm3。
111.一种用于处理组织的设备，所述设备包含 激光器系统，其产生的激光脉冲具有1880至2080nm之间或2340至2500nm之间的波长，具有每脉冲I至10毫焦耳之间的能量，并具有短于200nseC的脉冲持续时间；以及 插入装置，其包括用于将来自所述激光器的脉冲投送到鼻窦内组织上的多个点的光纤，所述点具有10至300 μ m范围内的直径。
112.权利要求111的设备，其中所述脉冲持续时间短于100ns。
113.权利要求111的设备，其中所述激光脉冲向所述相互作用体积投送一定的体积功率密度，所述体积功率密度引起所述组织中水的亚稳相分解并将动能约束在所述相互作用体积内以射出组织。
114.权利要求111的设备，其中投送到各点的体积功率密度高于K^W/cm3。
115.权利要求111的设备，其中所述光纤投送系统具有50至200μπι之间的芯。
116.一种用于鼻窦手术的组织移除方法，所述方法包括 产生激光脉冲，所述激光脉冲具有一定波长(λ)和脉冲持续时间(tp)； 将包含波导的插入装置插入到鼻窦中；以及 将所述脉冲经由所述波导投送到鼻窦组织上的多个点，所述激光脉冲具有一定的每脉冲能量(Ep)以在所述脉冲持续时间内将所述组织的相互作用体积加热至高于水的亚稳相分解阈值，并产生足以射出剩余组织的压力，并且其中所述点具有等于跨过所述光点的最短距离的尺寸，和所述脉冲持续时间(tp)在声波传播通过所述尺寸的一半和所述穿透深度之间较短者的时间的3倍以内。
117.一种用于鼻窦手术的组织移除方法，所述方法包括 产生激光脉冲，所述激光脉冲具有1400至1520nm之间或1860至2500nm之间的波长，具有每脉冲I至40毫焦耳之间的能量,并具有短于200nsec的脉冲持续时间； 将包含波导的插入装置插入到鼻窦中；以及 将所述脉冲经由所述波导投送到鼻窦组织上的多个点，由此通过所述点的横截面积和所述脉冲在水中的穿透深度(Ι/e)限定各个点的相互作用体积，所述相互作用体积具有2 :1至1: 6的深度-宽度比。
118.权利要求117的方法，其中所述插入装置包含挠性内窥镜，并且所述方法包括将所述插入装置通过鼻孔插入到上颌窦腔中。
119.权利要求117的方法，其中所述鼻窦组织包括筛窦中的组织。
120.权利要求117的方法，其中所述鼻窦组织包括鼻甲骨中的组织。
121.权利要求117的方法，其中所述鼻窦组织包括蝶窦中的组织。
122.权利要求117的方法，其中所述鼻窦组织包括额窦中的组织。
123.权利要求117的方法，其中所述鼻窦组织包括钩突中的组织。
124.权利要求117的方法，其中所述波导包含二氧化硅光纤。
125.权利要求117的方法，其中脉冲重复率为单发射至2KHz。
126.权利要求117的方法，其中所述激光脉冲向所述相互作用体积投送一定的体积功率密度，所述体积功率密度引起所述组织中水的亚稳相分解并将动能约束在所述相互作用体积内以射出组织。
127.权利要求117的方法，其中投送到各点的体积功率密度高于KTW/cm3。
128.权利要求117的方法，其中脉冲持续时间短于lOOnsec。
129.权利要求117的方法，其中所述波长在1860至2500nm之间，并且脉冲能量为I至30m j ο
130.一种用于脑手术的组织移除方法，所述方法包括 产生激光脉冲，所述激光脉冲具有一定波长(λ)和脉冲持续时间(tp)； 将包含波导的插入装置插入到脑中；以及 将所述脉冲经由所述波导投送到脑组织上的多个点，所述激光脉冲具有一定的每脉冲能量(Ep)以在所述脉冲持续时间内将所述组织的相互作用体积加热至高于水的亚稳相分解阈值，并产生足以射出剩余组织的压力，并且其中所述点具有等于跨过所述点的最短距离的尺寸，和所述脉冲持续时间(tp)在声波传播通过所述尺寸的一半和所述穿透深度之间较短者的时间的一个数量级内。
131.一种用于腹腔镜手术的方法，所述方法包括 产生激光脉冲，所述激光脉冲具有一定波长(λ)和脉冲持续时间(tp)； 将包含波导的插入装置插入到腹部区域中；以及 将所述脉冲经由所述波导投送到目标组织上的多个点，所述激光脉冲具有一定的每脉冲能量(Ep)以在所述脉冲持续时间内将所述组织的相互作用体积加热至高于水的亚稳相分解阈值，并产生足以射出剩余组织的压力，并且其中所述点具有等于跨过所述点的最短距离的尺寸，和所述脉冲持续时间(tp)在声波传播通过所述尺寸的一半和所述穿透深度之间较短者的时间的一个数量级内。
132.权利要求131的方法，其中腹腔镜手术包括胆囊、肠切除术、疝、上消化道、肾脏、肝脏、胰腺、胃。
133.—种用于妇科手术的组织移除方法，所述方法包括 产生激光脉冲，所述激光脉冲具有一定波长(λ)和脉冲持续时间(tp)； 将包含波导的插入装置插入到女性生殖系统组织中；以及 将所述脉冲经由所述波导投送到女性生殖系统组织上的多个点，所述激光脉冲具有一定的每脉冲能量(Ep)以在所述脉冲持续时间内将所述组织的相互作用体积加热至高于水的亚稳相分解阈值，并产生足以射出剩余组织的压力，并且其中所述点具有等于跨过所述点的最短距离的尺寸，所述脉冲持续时间(tp)在声波传播通过所述尺寸的一半和所述穿透深度之间较短者的时间的一个数量级内。
134.权利要求133的方法，其中妇科手术包括肌瘤切除术、纤维瘤、子宫内膜异位和子宫切除术。
135.—种用于整形外科手术的组织移除方法，所述方法包括 产生激光脉冲，所述激光脉冲具有一定波长(λ)和脉冲持续时间(tp)； 将包含波导的插入装置插入到骨骼、韧带、肌腱或软骨中；以及 将所述脉冲经由所述波导投送到骨骼、韧带、肌腱或软骨上的多个点，所述激光脉冲具有一定的每脉冲能量(Ep)以在所述脉冲持续时间内将所述组织的相互作用体积加热至高于水的亚稳相分解阈值，并产生足以射出剩余组织的压力，并且其中所述点具有等于跨过所述点的最短距离的尺寸，所述脉冲持续时间(tp)在声波传播通过所述尺寸的一半和所述穿透深度之间较短者的时间的一个数量级内。
136.权利要求135的方法，其中整形外科手术包括关节镜手术和关节置换术。
137.一种用于泌尿外科手术的组织移除方法，所述方法包括 产生激光脉冲，所述激光脉冲具有一定波长(λ)和脉冲持续时间(tp)； 将包含波导的插入装置插入到尿道、前列腺、膀胱或肾脏中；以及 将所述脉冲经由所述波导投送到尿道、前列腺、膀胱或肾脏上的多个点，所述激光脉冲具有一定的每脉冲能量(Ep)以在所述脉冲持续时间内将所述组织的相互作用体积加热至高于水的亚稳相分解阈值，并产生足以射出剩余组织的压力，并且其中所述点具有等于跨过所述点的最短距离的尺寸，和所述脉冲持续时间(tp)在声波传播通过所述尺寸的一半和所述穿透深度之间较短者的时间的一个数量级内。
138.权利要求137的方法，其中泌尿外科手术包括良性前列腺增生、前列腺切除术、输尿管结石、肾结石、尿道狭窄、膀胱肿瘤。
139.—种用于脊椎手术的组织移除方法，所述方法包括 产生激光脉冲，所述激光脉冲具有一定波长(λ)和脉冲持续时间(tp)； 将包含波导的插入装置插入到脊椎中；以及 将所述脉冲经由所述波导投送到脊椎上的多个点，所述激光脉冲具有一定的每脉冲能量(Ep)以在所述脉冲持续时间内将所述组织的相互作用体积加热至高于水的亚稳相分解阈值，并产生足以射出剩余组织的压力，并且其中所述点具有等于跨过所述点的最短距离的尺寸，和所述脉冲持续时间(tp)在声波传播通过所述尺寸的一半和所述穿透深度之间较短者的时间的一个数量级内。
140.权利要求139的方法，其中脊椎手术包括椎间盘减压术。
141.一种用于肺手术的组织移除方法，所述方法包括 产生激光脉冲，所述激光脉冲具有一定波长(λ)和脉冲持续时间(tp)； 将包含波导的插入装置插入到肺组织中；以及 将所述脉冲经由所述波导投送到肺组织上的多个点，所述激光脉冲具有一定的每脉冲能量(Ep)以在所述脉冲持续时间内将所述组织的相互作用体积加热至高于水的亚稳相分解阈值，并产生足以射出剩余组织的压