JP3810109B2 - Laser treatment device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、治療用レ−ザ光を患者眼に照射して治療を行うレ−ザ治療装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、治療用レ−ザ光を患者眼に照射して凝固等の治療を行うレ−ザ治療装置が知られている。この種の装置には、アルゴン・ダイレ−ザ、マルチウェイブレングスのクリプトンレ−ザのように、レ−ザ光の波長を可変にしたものがある。レ−ザ光の波長は、治療する部位の光吸収特性を考慮し、それぞれの治療に適したものを選択して使用している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらの装置は気体又は液体レ−ザであるので、レ−ザ発振を行うレ−ザチュ−ブの寿命は比較的短い。レ−ザチュ−ブが寿命になり、これを交換するには多大な費用を要する。
また、気体レ−ザや液体レ−ザを使用する装置は、電源からの変換効率が極めて悪く、治療に必要なレ−ザ出力を得るためには比較的長いレ−ザチュ−ブが必要であると共に、多大な電力が必要である。このため、装置の小形軽量化にも限界があった。
さらに、レ−ザ出力の安定性にも問題があった。
【0004】
本発明は、上記従来装置の欠点に鑑み、レ−ザ光の波長選択が可能であって、装置の小型軽量、信頼性の向上を図ることのできるレ−ザ治療装置を提供することを技術課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は次のような構成を有することを特徴とする。
(1) レーザ光を患部へ導くための導光光学系を備えるレーザ治療装置において、治療光の種類を選択する治療光選択手段と、固体レーザ媒質に励起光を照射して複数の発振線の光を放出する発振手段と、複数の発振線の光から複数の波長の高調波に変換された治療光を選択的に得る高調波変換手段であって、複数の発振線の光からそれぞれの波長の治療光に対応する特定の発振線の光を選択する波長選択器と、選択される発振線の光のためにそれぞれ専用のものとして用意され、選択された発振線の光を高調波に波長変換する非線型結晶と、それぞれの発振線のために専用のものとして用意された出力ミラーであり、波長変換された高調波の光の大部分を透過するとともに波長変換前の光を反射する出力ミラーと、を有する高調波変換光学系を介して得られる高調波変換手段と、前記治療光選択手段による選択にしたがって、対応する発振線の光を選択するように波長選択器を動かし、選択された発振線のために用意された非線型結晶及び出力ミラーを光路上に移動させるように、高調波変換手段の動作を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【0013】
【実施例1】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
図1はスリットランプを使用するレ−ザ光凝固装置の外観図を示す。1はレ−ザ装置本体を示し、後述する固体レ−ザ発振器や電源部等が収納されている。3は装置のコントロ−ル部であり、凝固に使用するレ−ザ光の波長を選択するスイッチやレ−ザ照射条件を設定するための各種のスイッチが設けられている。4はレ−ザ照射のトリガ−信号を送出する照射スイッチである。
【0014】
5はスリットランプであり、患者眼を観察する観察光学系とレ−ザ光を患部に導くための導光光学系とを備え、照射するためのレ−ザ装置本体1からのレ−ザ光はファイバ2を介してスリットランプ5の光学系に導光される。6はスリットランプデリバリ5を上下動するための架台である。
【0015】
図2は装置の光学系および制御系を説明する図である。
(光学系)
10はレ−ザ発振器である。レ−ザ発振器10は固体レ−ザのレ−ザ媒質であるNd:YAGロッド11、励起光源12、波長選択器であるグレ−ティング13、ミラ−14、波長変換器である非線形結晶15、集光レンズ16、コリメ−タレンズ17および出力ミラ−18を備える。
【0016】
Nd:YAGロッド11は励起光源12からの励起光により、赤外域の複数の発振線を持つ光を放出する(図3参照)。図3の発振線のうち第2高調波が緑レ−ザとして利用可能なものは1052nm,1061nm,1064nm,1078nm の発振線、黄色レ−ザとして利用可能なものは1112nm,1159nm,1122nmの発振線、赤色レ−ザとして利用可能なものは1318nm,1338nm の発振線である。Nd:YAGロッド11から放出された光は、グレ−ティング13の回折により特定波長の光のみが軸方向に反射し、レ−ザ媒質内を通過して増幅する。光軸に対するグレ−ティング13の傾き角度と反射する波長とは既知の関係にあるので、グレ−ティング13の傾き角度を駆動装置34によって変えることにより、所期する波長の光を選択することができる。ミラ−14はグレ−ティング13で軸方向外に反射した光を効率良く戻すためのものであり、グレ−ティング13と連動してその角度が変えられる。
【0017】
グレ−ティング13により波長選択された光は、集光レンズ16によってエネルギ−密度を高められ、非線形結晶15へ入射する。波長選択されて増幅した光は非線形結晶15を通過するときに、その一部が高調波に変換される。本実施例では眼底治療の光凝固を行うレ−ザ光を得るために、Nd:YAGが持つ赤外域の基本波を可視域の第2高調波に変換可能なKTP、BBO又はLBO等の非線形結晶を配置している。ある基本波を第2高調波へ効率良く変換するための、光軸に対する結晶方向は既知の関係にあるので、非線形結晶15の傾き角度を後述する駆動装置により変えることにより、選択した波長に応じた第2高調波を得ることができる。
【0018】
非線形結晶15を通過した光は、コリメ−タレンズ17で平行光束にされ、出力ミラ−18に向かう。出力ミラ−18は、第2高調波に変換される波長域の光の大部分を透過するとともに、Nd:YAGの基本波長域の光をほぼ全反射する特性を持つ。反射した基本波長の光はレ−ザ発振器10内で共振して増幅され、出力ミラ−18を透過する光が治療光として利用される。すなわち、レ−ザ発振器10からはグレ−ティング13により波長選択され、非線形結晶15により第2高調波に変換されたレ−ザ光が出射する。
【0019】
レ−ザ発振器10から出射したレ−ザ光は、ビ−ムスプリッタ19により分割され、その一部が受光素子20に入射する。受光素子20はその受光量によりレ−ザ光の出力を検出する。
【0020】
21は安全シャッタであり、所定の場合に光路に挿入されレ−ザ光を遮断する。ビ−ムスプリッタ18を透過した治療用レ−ザ光はダイクロイックミラ−22を透過した後、半導体レ−ザ光源23から出射されるエイミング光束と同軸に重ね合わされる。これらのレ−ザ光は集光レンズ24によってファイバ2に入射する。その後、ファイバ2を出射したレ−ザ光はスリットランプ5に設けられたコリメ−タレンズ25、フォ−カシングレンズ26およびミラ−27を介して、コンタクトレンズ28により患者眼Eの眼底に照射される。
29はスリットランプ5の顕微鏡部を、30は術者眼を示す。
【0021】
(制御系)
検出処理回路31は受光素子20が検出したレ−ザ出力信号を検出処理し、その信号は制御部32へ入力され、レ−ザ出力制御に利用される。33は励起光源12に電力を供給する電源部であり、制御部32の制御により供給する電力を変化させる。
【0022】
34はグレ−ティング13及びミラ−14の角度調整を行う駆動装置、35は非線形結晶15の角度調整を行う駆動装置であり、これら駆動装置34、35はパルスモ−タ及び駆動回路等から構成される。
36は安全シャッタ21の光路への挿脱を行うソレノイドであり、37はその駆動回路である。38は半導体レ−ザ23の駆動回路である。
【0023】
以上のような構成の装置において、その動作を説明する。
術者は装置を起動した後、コントロ−ル部3のスイッチを操作して、治療内容に応じたレ−ザ波長を選択し、その他レ−ザ出力や凝固時間等の凝固条件を設定する。コントロ−ル部3からの波長選択信号により、制御部32は駆動装置34を作動させ、グレ−ティング13及びミラ−14を所定の傾き角度に置くとともに、駆動装置35を作動させて非線形結晶15を選択波長に対応した傾き角度にする。また、制御部32は波長選択とレ−ザ出力の設定信号により、レ−ザ出力制御のために電源部33が励起光源に付与する電力を制御する。この電力制御は図3に示した各基本波長と発振強度との関係に基づいて行う(図3の各基本波長の発振強度は、1064nmを100としたときの相対度として示している)。すなわち、発振の弱い波長では強い励起電力を、発振が強いものには逆に弱い励起電力を付与することによって、設定した出力のレ−ザ光がレ−ザ発振器10から出射される。さらに、制御部32は受光素子20からの検出信号により、電源部33に調整信号を入力して、レ−ザ光の出力を設定値に安定させる。
【0024】
次に、術者はスリットランプ5の観察光学系により患者眼Eを観察しながら、半導体レ−ザ23からのエイミング光の照準を患部に合わせ、スポットサイズ等の調整を行う。照準が完了し照射スイッチ4を押すと、安全シャッタ21が光路外に退避し、出射したレ−ザ光はファイバ2、スリットランプ5の光学系等を介して患者眼Eに照射される。これにより所期する波長による光凝固が行われる。
【0025】
上記の実施例ではレ−ザ媒質としてNd:YAGロッドを用いたが、この他にNd:KGW等の種々のNdド−プ系の固体レ−ザ媒質を使用することができる。
また、波長選択器はグレ−ティングの代わりに、プリズム、エタロン、またはバイアフランジュ−ス波長板等の光学素子を用いても良い。プリズム、バイアフランジュ−ス波長板の場合は、グレ−ティングの場合と同様に角度を決定することによって波長を特定することができる。また、エタロンの場合は特定したい波長に対応したエタロンを挿脱させることによって、波長を特定することができる。
【0026】
【実施例2】
図4は実施例2の装置の光学系要部を示す図である。図2と同一の符号は同様の要素であるので、その説明は省略する。
複数の波長の第2高調波を得るために、実施例1は、1つの非線形結晶を利用しその光軸となす結晶角度を変えているのに対して、実施例2では、選択する波長ごとに所定の結晶方向を持つ複数の非線形結晶を用いている。
図において、タ−ンテ−ブル104上には3組の非線形結晶101、コリメ−タレンズ102及び出力ミラ−103が設けられており、駆動装置105を駆動させてタ−ンテ−ブル104を回転させることにより、光軸上に1組を位置させる。3つの非線形結晶はNd:YAGロッド11の発振線のうち、例えば、基本波1064nm、1112nm及び1318nmをそれぞれ第2高調波(緑発振、黄発振及び赤発振)へ変換する結晶方向を持っている。また、3つの出力ミラ−103は、それぞれ選択する基本波と変換される波長の光に応じた反射及び透過特性を持っている。
【0027】
このように構成することにより、光軸に対して非線形結晶を傾けなくてすみ、各波長に対応した反射防止膜を非線形結晶にコ−ティングすることが可能である。つまり、入射光に対する反射や屈折等の影響が少なく、変換効率の高いレ−ザ装置となり、精度の良い第2高調波を得ることができる。
また、出力ミラ−は実施例1のものに対して反射及び透過の波長領域を広げなくて良いので、製造しやすい。
【0028】
なお、実施例2における複数の非線形結晶及び出力ミラ−の光路上への配置は、タ−ンテ−ブルによる回転の他、スライド式にする等種々の選択的挿脱が可能である。
さらに、非線形結晶を持たない組を設けることにより、高調波に変換されない基本波のままのレ−ザ光を出射させることもできる。
【0029】
以上、本発明を実施例1及び2により説明したが、実施例として記載した例に限定されるものではなく、実施例の種々の変容が可能であり、これらも技術思想を同じくする範囲において本発明に含まれるものである。
【0030】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、光吸収特性が異なることによる治療法の変化に対応した波長選択が可能な固体レ−ザ装置を構成することができるので、装置の小形軽量化が可能になる。また、レ−ザ出力の安定化及び高寿命可が図れ、信頼性を向上させた装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例であるレ−ザ光凝固装置の外観図である。
【図2】実施例である装置の光学系および制御系の要部構成の説明図である。
【図3】Nd:YAGロッドの発振線の種類を示す図である。
【図4】実施例2のレ−ザ発振器内部の要部構成の説明図である。
【符号の説明】
1 レ−ザ装置本体
5 スリットランプデリバリ
11 Nd:YAGロッド
13 グレ−ティング
15,101 非線形結晶
18,103 出力ミラ−
34,35 駆動装置
104 タ−ンテ−ブル[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a laser treatment apparatus for performing treatment by irradiating a patient's eye with therapeutic laser light.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a laser treatment apparatus that performs treatment such as coagulation by irradiating a therapeutic laser beam to a patient's eye is known. In this type of apparatus, there is an apparatus in which the wavelength of the laser beam is made variable, such as an argon dilaser or a multi-wavelength krypton laser. The wavelength of the laser light is selected and used in consideration of the light absorption characteristics of the site to be treated.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, since these devices are gas or liquid lasers, the life of a laser tube that performs laser oscillation is relatively short. The laser tube is at the end of its life and it is expensive to replace it.
In addition, a device using a gas laser or a liquid laser has extremely poor conversion efficiency from a power source, and a relatively long laser tube is required to obtain a laser output necessary for treatment. In addition, a great deal of power is required. For this reason, there is a limit to reducing the size and weight of the apparatus.
Furthermore, there was a problem with the stability of the laser output.
[0004]
In view of the above-described drawbacks of the conventional apparatus, the present invention provides a laser treatment apparatus capable of selecting the wavelength of laser light and capable of improving the small size, light weight, and reliability of the apparatus. Let it be an issue.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention is characterized by having the following configuration.
(1) In a laser treatment apparatus including a light guide optical system for guiding laser light to an affected area, treatment light selection means for selecting the type of treatment light, and excitation light to a solid laser medium to irradiate a plurality of oscillation lines Oscillating means for emitting light, and harmonic conversion means for selectively obtaining treatment light converted from light of a plurality of oscillation lines into harmonics of a plurality of wavelengths, each wavelength from light of the plurality of oscillation lines A wavelength selector that selects light of a specific oscillation line corresponding to the treatment light and a dedicated wavelength light for the selected oscillation line are prepared, and the wavelength of the selected oscillation line is set to a harmonic. Non-linear crystal to be converted and output mirror prepared exclusively for each oscillation line, an output that transmits most of the wavelength converted harmonic light and reflects the light before wavelength conversion Harmonic conversion optics having a mirror According to the selection by the harmonic conversion means obtained through the system and the treatment light selection means, the wavelength selector is moved so as to select the light of the corresponding oscillation line, and prepared for the selected oscillation line. And a control means for controlling the operation of the harmonic conversion means so as to move the nonlinear crystal and the output mirror on the optical path .
[0013]
[Example 1]
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an external view of a laser photocoagulator using a slit lamp.
[0014]
[0015]
FIG. 2 is a diagram for explaining an optical system and a control system of the apparatus.
(Optical system)
[0016]
The Nd:
[0017]
The light whose wavelength is selected by the
[0018]
The light that has passed through the
[0019]
The laser light emitted from the
[0020]
A safety shutter 21 is inserted into the optical path in a predetermined case to block the laser light. The therapeutic laser beam that has passed through the
[0021]
(Control system)
The
[0022]
36 is a solenoid for inserting / removing the safety shutter 21 into / from the optical path, and 37 is a drive circuit thereof.
[0023]
The operation of the apparatus configured as described above will be described.
After starting the apparatus, the operator operates the switch of the
[0024]
Next, the operator adjusts the spot size and the like while aiming the aiming light from the
[0025]
In the above embodiment, the Nd: YAG rod is used as the laser medium. However, various Nd-doped solid laser media such as Nd: KGW can be used.
The wavelength selector may use an optical element such as a prism, an etalon, or a via flange wavelength plate instead of the grating. In the case of a prism or a via flange wavelength plate, the wavelength can be specified by determining the angle as in the case of the grating. In the case of an etalon, the wavelength can be specified by inserting and removing the etalon corresponding to the wavelength to be specified.
[0026]
[Example 2]
FIG. 4 is a diagram illustrating a main part of the optical system of the apparatus according to the second embodiment. Since the same reference numerals as those in FIG. 2 are the same elements, the description thereof is omitted.
In order to obtain the second harmonics of a plurality of wavelengths, the first embodiment uses one nonlinear crystal and changes the crystal angle with the optical axis, whereas in the second embodiment, for each wavelength to be selected. A plurality of nonlinear crystals having a predetermined crystal direction are used.
In the figure, on a turn table 104, three sets of
[0027]
With this configuration, it is not necessary to incline the nonlinear crystal with respect to the optical axis, and it is possible to coat the antireflection film corresponding to each wavelength on the nonlinear crystal. In other words, the laser device is less affected by reflection and refraction with respect to incident light and has a high conversion efficiency, and a second harmonic with high accuracy can be obtained.
Further, the output mirror is easy to manufacture because it does not need to expand the wavelength range of reflection and transmission with respect to that of the first embodiment.
[0028]
The arrangement of the plurality of nonlinear crystals and the output mirror on the optical path in the second embodiment can be selectively inserted and removed in various ways such as a slide type in addition to the rotation by the turntable.
Furthermore, by providing a set that does not have a nonlinear crystal, it is possible to emit laser light as a fundamental wave that is not converted into a harmonic.
[0029]
Although the present invention has been described with reference to the first and second embodiments, the present invention is not limited to the examples described as the embodiments, and various modifications of the embodiments are possible. It is included in the invention.
[0030]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to configure a solid-state laser device capable of selecting a wavelength corresponding to a change in treatment method due to a difference in light absorption characteristics. It becomes possible. In addition, the laser output can be stabilized and the lifetime can be increased, so that a device with improved reliability can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external view of a laser photocoagulation apparatus according to an embodiment.
FIG. 2 is an explanatory diagram of a main configuration of an optical system and a control system of an apparatus that is an embodiment.
FIG. 3 is a diagram showing types of oscillation lines of an Nd: YAG rod.
4 is an explanatory diagram of a main part configuration inside a laser oscillator according to a second embodiment; FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
34, 35
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