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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Laserbehandlungsvorrichtung
zum Durchführen einer
Behandlung durch Bestrahlen eines zu behandelnden Teils mit einem
Behandlungslaserstrahl.
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2. Beschreibung verwandter
Technik
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In
der
EP 0 465 459 A2 wird
ein Miniaturlaser für
Anwendungen bei der Human- und Veterinärmedizin beschrieben, wobei
verschiedene Linsen auswechselbar an dem Kopf des Rahmens angebracht werden
können.
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Aus
der
US 6,074,383 ist
eine Vorrichtung zum Laserschneiden bekannt, bei der eine entfernbare
Spitze auf einem Laser verwendet wird, um einen Laserpuls zu maskieren
und die Länge
und Breite eines von dem Laser gemachten Schnitts zu verändern, indem
es lediglich einem Anteil des Laserstrahls erlaubt wird, die Zielfläche zu kontaktieren.
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Aus
der
US 5,085,492 ist
ein faseroptisches Verbindersystem bekannt, das es ermöglicht,
die Tatsache, ob eine Faser angeschlossen ist, und die besonderen
Eigenschaften der Faser und einer permanent angeschlossenen Vorrichtung
zu bestimmen.
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Aus
der
EP 0 473 987 A1 ist
eine Vorrichtung zum optoelektronischen Erfassen und Bestimmen von
mit einem Laser verbundenen medizinischen verfügbaren Applikatoren bekannt.
Die Applikatoren sind als Standardverbinder ohne eine Linse beschrieben.
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Eine
Laserbehandlungsvorrichtung, die in einer dermatologischen Klinik
oder einer dermatologischen Abteilung eines Krankenhauses verwendet wird,
beispielsweise eine Laserbehandlungsvorrichtung zur Verwendung bei
der Enthaarung oder der Angiombehandlung, ist mit einem Handteil
versehen, um einen Behandlungslaserstrahl abzustrahlen. Einige Handteile
enthalten ein Abtastsystem zum Abtasten eines Laserstrahls für die Behandlung
auf einem zu behandelnden Teil.
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In
der Vorrichtung dieser Art kann indessen eine Fleckgröße des Behandlungslaserstrahls
gemäß den Symptomen
zu behandelnder Teile und den Behandlungswirkungen geändert werden.
Daher werden mehrere Linseneinheiten mit Kondensorlinsen zum Bilden
unterschiedlich großer
Leuchtflecken selektiv an dem Handteil angebracht.
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Die
Vorrichtung dieser Art wird betrieben, um eine Laserbestrahlung
durchzuführen,
während
ein Bestrahlungsteil gekühlt
wird, um Schäden
an einer Haut während
der Laserbestrahlung zu vermeiden. Als Kühlsystem gibt es ein System
zum Kühlen
eines Fensters, das einen Behandlungslaserstrahl überträgt, mittels
einer Kühlvorrichtung
uns Bringen des Fensters in Kontakt mit der Haut, um sie zu kühlen. Dieses
Kühlfenster
ist ebenfalls vorzugsweise entsprechend der Größe einer Bestrahlungsfläche und der
Form des Bestrahlungsteils aus mehreren Fenstern verschiedener Größe gewählt. Daher
wurde eine Vorrichtung vorgeschlagen, die so aufgebaut ist, dass
sie selektiv Fenstereinheiten mit unterschiedlich großen Fenstern
mit dem Handteil verbindet.
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Wenn
die Linseneinheit und die Fenstereinheit durch andere Einheiten
anderen Typs ersetzt werden, muss der Typ der neuen Einheit in die
Vorrichtung eingegeben werden für
ihren geeigneten Betrieb. In der herkömmlichen Vorrichtung wird eine
solche Eingabe jedoch von einem Bediener unter Verwendung von Schaltern
oder dergleichen durchgeführt,
was die Unannehmlich keit manueller Bedienung bewirkt. Wenn die Eingabe
vergessen wird oder eine fehlerhafte Größe eingegeben wird, würden die Laserbestrahlungsbedingungen
wie z.B. eine Bestrahlungsdichte und eine Laserleistung in einem
von dem gewünschten
verschiedenen Zustand berechnet werden. Somit könnte keine richtige Behandlung durchgeführt werden,
und die Behandlungswirkung könnte
nicht wie durch den Bediener erwartet erzielt werden.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die obigen Umstände gemacht
und hat die Aufgabe, die obigen Probleme zu überwinden und eine Laserbehandlungsvorrichtung
bereitzustellen, die in der Lage ist, eine richtige Behandlung durchzuführen durch
Verringern der Unannehmlichkeit von Eingabevorgängen für einen Bediener und Verhindern menschlicher
Fehler.
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Zusätzliche
Ziele und Vorteile der Erfindung werden teilweise in der folgenden
Beschreibung dargelegt und werden teilweise aus der Beschreibung naheliegend
sein oder können
durch Praktizieren der Erfindung gelernt werden. Die Ziele und Vorteile
der Erfindung können
mittels der Instrumente und Kombinationen verwirklicht und erzielt
werden, die insbesondere in den angehängten Ansprüchen dargelegt sind.
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Um
den Zweck der Erfindung zu erzielen, ist eine Laserbehandlungsvorrichtung
bereitgestellt, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie enthält: ein Handteil,
das intern ein optisches Abstrahlsystem zum Abstrahlen eines Behandlungslaserstrahls
enthält;
ein Linsenanordnungsmittel, mit dem selektiv Linsen verschiedener
Art mit verschiedenen Brennweiten in dem optischen Abstrahlsystem
angeordnet werden können;
und ein Linsenerfassungsmittel, das die Art einer Linse erfasst,
die in dem optischen Abstrahlsystem angeordnet ist.
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Bei
der Laserbehandlungsvorrichtung enthält das Linsenanordnungsmittel
vorzugsweise ein Linsenanbringungsmittel, mit dem selektiv verschiedene
Linseneinheiten, die Linsen verschiedener Art halten, an einem Laserabstrahlende
des Handteils angebracht werden können.
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Vorzugsweise
ist das Linsenerfassungsmittel in dem Linsenanbringungsmittel bereitgestellt
und erfasst die Art einer Linseneinheit.
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Vorzugsweise
enthält
die Laserbehandlungsvorrichtung weiter ein Anzeigemittel, das ein
Erfassungsergebnis des Linsenerfassungsmittels anzeigt.
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Vorzugsweise
enthält
die Laserbehandlungsvorrichtung weiter ein Abstrahlbedingungsfestlegungsmittel,
das auf der Grundlage eines Erfassungsergebnisses des Linsenerfassungsmittels
Bedingungen für
die Laserabstrahlung festlegt.
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Vorzugsweise
enthält
die Laserbehandlungsvorrichtung weiter ein Abstrahlbedingungseinstellmittel,
das die Laserabstrahlbedingungen einstellt, die eine Bestrahlungsdichte,
eine Leistung und eine Pulsdauer des Laserstrahls einschließen, wobei das
Abstrahlbedingungsfestlegungsmittel, wenn eine bestimmte Bedingung
der Laserabstrahlbedingungen eingestellt ist, automatisch die anderen
Bedingungen festlegt.
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Vorzugsweise
enthält
die Laserbehandlungsvorrichtung weiter ein Abtastmittel, das in
dem optischen Abstrahlsystem angeordnet ist, zum Abtasten des Laserstrahls,
und ein Abtastungssteuermittel, das das Antreiben des Abtastmittels
auf der Grundlage eines Erfassungsergebnisses des Linsenerfassungsmittels
steuert.
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Vorzugsweise
enthält
die Laserbehandlungsvorrichtung weiter: ein Fensterbefestigungsmittel,
mit dem selektiv Fenster verschiedener Arten mit unterschiedlich
großen
in Kontakt mit einer Haut zu bringenden Kontaktflächen angebracht
werden können;
ein Kühlungsmittel,
das ein an dem Handteil angebrachtes Fenster kühlt; und ein Fenstererfassungsmittel,
das die Art des angebrachten Fensters erfasst. Bei der Laserbehandlungsvorrichtung
ist das Fenstererfassungsmittel vorzugsweise in dem Fensterbefestigungsmittel
bereitgestellt und erfasst Arten von verschiedenen Fenstereinheiten,
die mit den Fenstern verschiedener Arten versehen sind.
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Vorzugsweise
enthält
die Laserbehandlungsvorrichtung weiter ein Anzeigemittel, das ein
Erfassungsergebnis des Fenstererfassungsmittels anzeigt.
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Vorzugsweise
enthält
die Laserbehandlungsvorrichtung weiter ein Abtastmittel, das in
dem optischen Abstrahlsystem angeordnet ist, zum Abtasten des Laserstrahls,
und ein Abtastungssteuermittel, das das Antreiben des Abtastmittels
auf der Grundlage eines Erfassungsergebnisses des Fenstererfassungsmittels
steuert.
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Vorzugsweise
enthält
die Laserbehandlungsvorrichtung weiter ein Abtastmittel, das in
dem optischen Abstrahlsystem angeordnet ist, zum Abtasten des Laserstrahls,
und ein Eingabemittel, das eine Abtastfläche für das Abtastmittel eingibt,
wobei die Abtastfläche,
die eingegeben werden kann, auf der Grundlage eines Erfassungsergebnisses
des Fenstererfassungsmittels eingeschränkt ist.
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Vorzugsweise
enthält
die Laserbehandlungsvorrichtung weiter ein Kühlungssteuerungsmittel, das
auf der Grundlage eines Erfassungsergebnisses des Fenstererfassungsmittels
Bedingungen für
die Ansteuerung des Kühlungsmittels
steuert.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHUNGEN
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Die
beigefügten
Zeichnungen, die in dieser Beschreibung eingegliedert sind und einen
Teil von ihr bilden, veranschaulichen eine Ausführungsform der Erfindung und
dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Zwecke, Vorteile
und Prinzipien der Erfindung zu erläutern.
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In
den Zeichnungen ist:
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1 eine
schematische perspektivische Ansicht einer Laserbehandlungsvorrichtung
zur Verwendung für
eine Enthaarung oder andere Behandlungen gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
schematische Aufbauansicht eines optischen System und eines Steuersystems
in der Vorrichtung;
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3 eine
vergrößerte Ansicht,
die einen schematischen Aufbau eines unteren Teils eines Handteils
zeigt;
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4A bis 4D schematische
Aufbauansichten von Linseneinheiten für verschiedene Fleckgrößen;
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5 eine
erläuternde
Ansicht, die Fenstereinheiten verschiedener Größen und Formen und ein Verfahren
zum Austauschen der Einheiten zeigt;
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6 eine
Ansicht eines Anzeigebildschirms eines LCD-Felds;
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7 eine
Ansicht eines Abtasteinstellbildschirms; und
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8 eine
erläuternde
Ansicht zum Bestimmen der Fleckgrößen bei einem Abtastvorgang.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Eine
detaillierte Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform einer Laserbehandlungsvorrichtung,
die die vorliegende Erfindung ausführt, wird nun mit Bezug zu
den begleitenden Zeichnungen gegeben.
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1 ist
eine schematische perspektivische Ansicht der Laserbehandlungsvorrichtung,
die in der vorliegenden Erfindung für die Enthaarung oder andere
Behandlungen verwendet werden soll. 2 ist eine
schematische Aufbauansicht eines optischen Systems und eines Steuersystems
in der Vorrichtung.
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Eine
Haupteinheit 1 der Vorrichtung ist an seiner Vorderseite
mit einem großen
Flüssigkristallanzeigefeld
(LCD-Feld) 2 versehen. Dieses LCD-Feld 2 besteht
aus einem Berührfeld,
das es einem Bediener ermöglicht,
verschiedene Bedingungen durch die Berührung entsprechender Betriebstasten
oder Knöpfe
einzustellen, die auf dem Bildschirm erscheinen. Ein Kommunikationskabel 3 und ein
Faserkabel 4, die sich von dem Oberteil der Haupteinheit 1 zu
einem Handteil 20 zur Laserbestrahlung erstrecken, sind
bereitgestellt.
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Bezugszeichen 5 ist
ein Kühler
zum Zuführen
eines Kühlmittels
zu dem Handteil 20. Zwei Schläuche 7, die sich von
dem Kühler 5 aus
erstrecken, sind zusammen mit dem Kabel 3 und der Faser 4 zu
einem Bündel
geschnürt
und bilden ein einziges Konzentrationskabel 8. Bezugszeichen 9 ist
ein Fußschalter
zum Erzeugen eines Triggersignals zum Anweisen der Laserbestrahlung.
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In 2 ist
Bezugszeichen 10 ein Laserquellabschnitt zum Abstrahlen
von Behandlungslaserstrahlen in Pulsform und enthält eine
Mehrzahl von Laserdioden. Die von den Laserdioden abgestrahlten
Laserstrahlen werden durch Linsen 12a kondensiert, die
entsprechend den Laserdioden angeordnet sind, und fallen auf Eintrittsendflächen von Fasern 13a ein.
Austrittsendflä chenseiten
der Fasern 13a sind als Bündel zusammengeschnürt. Die
von den Laserdioden abgestrahlten Strahlen werden somit an den Austrittsendflächenseiten
der Fasern 13a zusammengefasst und als ein Laserstrahl
mit hoher Leistung für
die Behandlung verwendet. In der vorliegenden Ausführungsform
wird nahes Infrarotlicht mit Wellenlängen von 800-820 nm als Behandlungslaserstrahl
verwendet.
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Ein
Ziellaserstrahl, der von einer Ziellichtquelle 11 abgegeben
wird, wird von einer Kondensorlinse 12b kondensiert und
auf eine Eintrittsendfläche einer
Faser 13b einfallen gelassen. Eine Austrittsendflächenseite
der Faser 13b ist zusammen mit den Austrittsendflächenseiten
der Fasern 13a in einem Bündel zusammengeschnürt. Dem
von der Faser 13b abgestrahlten Zielstrahl wird es ermöglicht, sich
in demselben optischen Pfad auszubreiten wie der Behandlungsstrahl.
Der in der vorliegenden Ausführungsform
verwendete Zielstrahl ist rotes sichtbares Licht mit Wellenlängen von
620-650 nm.
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Der
Behandlungsstrahl und der Zielstrahl, die von den Austrittsendflächen der
zusammengeschnürten
Fasern 13a und 13b abgestrahlt werden, werden über eine
Gruppe von Kondensorlinsen 14 kondensiert und fallen somit
auf das Faserkabel 4 ein. Durch dieses Faserkabel 4,
das mit dem Handteil 20 verbunden ist, werden der Behandlungsstrahl
und der Zielstrahl dem Handteil 20 zugeführt. Wie
in 2 dargestellt ist ein Verschluss 17 entfernbar
auf dem optischen Pfad zwischen den Austrittsendflächen der
Fasern 13a und 13b und der Gruppe von Kondensorlinsen 14 angeordnet,
um die Strahlen wie erforderlich abzublocken. Der Verschluss 17 wird durch
ein Antriebsteil 18 angetrieben.
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Ein
Abtastkopf 20a des Handteils 20 ist intern mit
einem ersten Spiegel 23 und einem zweiten Spiegel 24 versehen.
Der erste Spiegel 23 und der zweite Spiegel 24 werden
jeweils durch ein erstes Galvanometer 23a und ein zweites
Galvanometer 24a gedreht (geschwenkt), wodurch eine Abstrahlposition
des Behandlungsstrahls (des Zielstrahls) in einer X-Richtung und
einer Y-Richtung verschoben wird. Somit kann ein großer Bereich
abgetastet werden. Die Strahlen, die dem Abtastkopf 20a über das Faserkabel 4 zugeführt wurden,
werden an einem Spiegel 21 abgelenkt und durch eine Kollimatorlinse 22 kollimiert.
Anschließend
wird der kollimierte Strahl durch den ersten und zweiten Spiegel 23, 24 in
der X- und Y-Richtung abgelenkt.
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3 ist
eine vergrößerte Ansicht
eines schematischen Aufbaus eines unteren Teils des Handteils 20.
Ein zylindrisches Montageteil 25 ist an einem Laserabstrahlende
des Abtastkopfs 20a bereitgestellt. In diesem Montageteil 25 sind
selektiv verschiedene Arten (in der vorliegenden Ausführungsform
vier Arten) von Einheiten 100, 110, 120 und 130 (s. 4) mit Linsen verschiedener Brennweiten
angebracht, wodurch der Behandlungsstrahl (der Zielstrahl) zu einem
Fleck verschiedener Größen geformt
wird. Die innere Randfläche
des Montageteils 25 ist mit einem Innengewinde 26 versehen,
das mit dem Außengewinde
in Eingriff ist, das an jeder der Linseneinheiten ausgebildet ist.
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4A bis 4D zeigen
jeweils Aufbauten der Linseneinheiten 100 bis 130.
In einem Linsenhalter 101 der Linseneinheit 100 sind
eine konvexe Linse 102 und eine konkave Linse 103 zum
Kondensieren des Behandlungsstrahls in einen Fleck mit einer Größe von 5
mm bereitgestellt, was die Größe auf einer
Kontaktfläche
einer Fenstereinheit 40, 50 oder 60,
die später
erwähnt
werden, mit einer Haut ist. In einem Linsenhalter 111 der
Linseneinheit 110 ist eine konvexe Linse 112 zum
Kondensieren des Behandlungsstrahls in einen Fleck mit einer Größe von 4
mm bereitgestellt. In einem Linsenhalter 121 der Linseneinheit 120 sind
eine konkave Linse 122 und eine konvexe Linse 123 zum
Kondensieren des Behandlungsstrahls in einen Fleck mit einer Größe von 3
mm bereitgestellt. In einem Linsenhalter 131 der Linseneinheit 130 sind
eine konkave Linse 132 und zwei konvexe Linsen 133 und 134 zum
Kondensieren des Behandlungsstrahls in einen Fleck mit einer Größe von 2
mm bereitgestellt. Bei jedem der Linsenhalter bezeichnet das Bezugszeichen 105, 115, 125 bzw. 135 einen
Außengewindeabschnitt,
der mit dem Innengewinde 26 des Montageteils 25 in
Eingriff ist, um einen entsprechenden Linsenhalter in das Montageteil 25 einzuschrauben.
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Jeder
der Linsenhalter 101, 111, 121 und 131 ist
so entworfen, dass er einen oberen zylindrischen Abschnitt aufweist,
der zwischen einer Oberfläche
eines Flansches und einer oberen Endfläche des Linsenhalters definiert
ist und eine Länge
L1, L2, L3 bzw. L4 aufweist, die voneinander verschieden sind (in
der vorliegenden Ausführungsform
L1 > L2 > L3 > L4. Diese Längen der
oberen Teile L1 bis L4 werden als Identifikatoren zum Identifizieren
der Art eines Linsenhalters verwendet. Wie in 3 dargestellt
ist das Montageteil 25 andererseits mit vier Schaltern 81, 82, 83 und 84 versehen
zum Erfassen, welche Linseneinheit montiert wird. Die Schalter 81 bis 84 sind
in dieser Reihenfolge von unten in verschiedenen Höhen angeordnet.
Das Anwesend- oder Abwesendsein der Linseneinheit in dem Montageteil 25 wird
mittels des Schalters 81 erfasst, der mit der oberen Fläche des
Flansches jedes der Linsenhalter in Kontakt kommt.
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Wenn
die Linseneinheit 100 in dem Montageteil 25 montiert
ist, werden die Schalter 82, 83 und 84 entsprechend
der Oberteillänge
L1 des Linsenhalters 101 alle eingeschaltet. Wenn andererseits
die Linseneinheit 110 in dem Montageteil 25 montiert
ist, bleibt der Schalter 84 aus, während die Schalter 82 und 83 eingeschaltet
werden, weil die Oberteillänge L2
des Linsenhalters 111 kleiner ist als die Länge L1. Wenn
dagegen die Linseneinheit 120 in dem Montageteil 25 montiert
ist, bleiben in ähnlicher
Weise die Schalter 84 und 83 aus, während der
Schalter 82 eingeschaltet wird. Wenn dagegen die Linseneinheit 130 in
dem Montageteil 25 montiert ist, bleiben weiter alle Schalter 84, 83 und 82 aus.
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Wenn
die Schalter 81 bis 84 eingeschaltet werden, werden
entsprechende Signale einem Steuerabschnitt 15 eingegeben.
Als Reaktion auf die Signale, die einen Ein/Aus-Zustand der Schalter
darstellen, erfasst der Steuerabschnitt 15 die Art der
montierten Linseneinheit, d.h. die Brennweite der montierten Linse.
Es kann auch das Vorhanden- oder Abwesendsein der Linseneinheit
in dem Montageteil 25 erfasst werden.
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In 3 ist
eine Abtastbasis 20b aus Polyacetalharz mit einer ausgezeichneten
Wärmeisolationseigenschaft
auf der Unterseite des Abtastkopfs 20a befestigt. In dieser
Abtastbasis 20b ist eine Fensterbefestigungsplatte 27 aus
Aluminium mit einer guten Wärmeleitfähigkeit
von der Seite aus (in einer Richtung senkrecht zu dem Zeichnungspapier von 3)
mit Schrauben befestigt. Bezugszeichen 28 ist eine Peltier-Vorrichtung,
die als elektronischer Wärmetauscher
verwendet wird. Diese Peltier-Vorrichtung 28 ist eingebettet
zwischen eine Kühlplatte 29 aus
Aluminium und die Befestigungsplatte 27 montiert. Durch
die Peltier-Vorrichtung 28 wird ein elektrischer Strom
geleitet, so dass ihre eine Oberfläche, die in Kontakt mit der
Befestigungsplatte 27 ist, als wärmeabsorbierende Seite (Kühlseite)
dient und die andere Oberfläche,
die mit der Kühlplatte 29 in Kontakt
ist, als Wärmeabstrahlungsseite
dient. Die Kühlplatte 29 ist
intern mit einem Durchgang für
das Umlaufen eines Kühlmittels
versehen. Das in dem Kühler 5 gekühlte Kühlmittel
wird über
den Schlauch 7 und ein Rohr 30 der Kühlplatte 29 zugeführt und läuft darin
um, was die von der Peltier-Vorrichtung 28 über die
Kühlplatte 29 abgegebene
Wärme absorbiert.
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Bezugszeichen 31 ist
ein Temperatursensor, der mit einem unteren Ende der Befestigungsplatte 27 verbunden
ist. Dieser Temperatursensor 31 erfasst die Temperatur
der Platte 27. Auf der Grundlage der erfassten Temperatur
steuert der Steuerabschnitt 15 die Temperatur der Peltier-Vorrichtung 28.
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Eine
an der Befestigungsplatte 27 anzubringende Fenstereinheit
ist austauschbar und wird frei aus mehreren Fenstereinheiten gewählt, nämlich einer
großen
Fenstereinheit 40, einer mittleren Fenstereinheit 50 und
einer kleinen Fenstereinheit 60, die verschieden große Oberflächen für den Kontakt
mit einer Haut aufweisen.
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3 zeigt
die große
Fenstereinheit 40 mit der größten Kontaktfläche (40
mm × 40
mm) unter den Fenstereinheiten. Diese Fenstereinheit 40 ist
gebildet aus: einem ersten Fenster 42 aus einem durchscheinendem
Saphirglas, das gute Wärmeleitfähigkeit
aufweist und in Kontakt mit einer Haut gebracht werden kann; einem
Fensterrahmen 41 mit einer im wesentlichen L-Form in einer
Seitenansicht zum Halten des ersten Fensters 42; einer
Wärmeisolationsplatte 43 in
Rahmenform aus Polyacetalharz mit einer ausgezeichneten Wärmeisolationseigenschaft; einem
zweiten Fenster 44 aus durchscheinendem Glas, das eine
geringere Wärmeleitfähigkeit
als das erste Fenster 42 hat; und einer Abdeckung 45 aus Aluminium
mit einer Öffnung.
Diese Anordnung ermöglicht
es, dass die Wärme
des ersten Fensters 42 der Reihe nach zu dem Fensterrahmen 41,
der Fensterbefestigungsplatte 27 und der Peltier-Vorrichtung übertragen
wird und von dem Kühlmittel über die Kühlplatte 29 absorbiert
wird. Somit kann das Absinken der Temperatur des ersten Fensters 42 die
Haut eines Patienten kühlen.
Weiter liegt die Temperatur des zweiten Fensters 44 nahe
bei einer Raumtemperatur, so dass auf der Oberfläche des zweiten Fensters 44 keine
Kondensation auftritt.
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Wenn
der Bediener die große
Fenstereinheit 40 mit dem unteren Teil des Abtastkopfs 20a verbindet
und dann das erste Fenster 42 in Kontakt mit der Haut eines
Patienten bringt, kann der zu behandelnde Teil (Behandlungsteil)
gleichförmig
geglättet
wer den, und der Abtastkopf 20 kann stabil gehalten werden.
Die Fenstereinheiten sind so entworfen, dass sie einen geeigneten
Abstand zwischen den Kondensorlinsen jeder der Linseneinheiten und
der unteren Fläche
des ersten Fensters 42 aufweisen, so dass der von dem Abtastkopf 20a abgestrahlte
Behandlungsstrahl an einer Stelle nah der Unterfläche des ersten
Fensters 42 kondensiert wird.
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5 zeigt
auch die mittlere Fenstereinheit 50 mit einer Kontaktfläche einer
mittleren Größe (30 mm × 30 mm)
und die schmale Fenstereinheit 60 mit einer Kontaktfläche einer
geringen Größe (einem Kreis
mit 10 mm Durchmesser). Wie die große Fenstereinheit 40 hat
die mittlere Fenstereinheit 50 ein erstes Fenster zum Kontakt
mit einer Haut unter einem zweiten Fenster 54, und die
kleine Fenstereinheit 60 hat ein erstes Fenster zum Kontakt
mit einer Haut unter einem zweiten Fenster 64. Diese Einheiten 50 und 60 unterscheiden
sich von der Einheit 40 nur in der Größe und Form der Fenster, sind
aber in ihrem Grundaufbau ähnlich
wie diese. Ihre detaillierte Beschreibung wird daher weggelassen.
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Als
nächstes
werden mit Bezug auf 3 und 5 Montagestrukturen
der Fenstereinheiten 40, 50 und 60 und
ein System zum Erfassen der Arten von Fenstereinheiten erklärt.
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In
der großen
Fenstereinheit 40 ist der Rahmen 41 mit einer
Rückplatte 41a versehen,
die einen oberen Abschnitt enthält,
in dem zwei U-förmige Schlitze 47 ausgebildet
sind. Diese Fenstereinheit 40 kann im Hinblick auf die
Befestigungsplatte 7 und 20 mittels zweier Schrauben 32 abgenommen/befestigt werden.
In ähnlicher
Weise ist der Rahmen 51 der mittleren Fenstereinheit 50 mit
einer Rückplatte 51a versehen,
die einen oberen Abschnitt enthält,
in dem zwei U-förmige
Schlitze 57 ausgebildet sind, und der Rahmen 61 der
kleinen Fenstereinheit 60 ist mit einer Rückplatte 61a versehen,
die einen oberen Abschnitt aufweist, in der zwei U-förmige Schlitze 67 ausgebil det
sind. Diese Fenstereinheiten 50 und 60 können ebenfalls
im Hinblick auf die Befestigungsplatte 27 mittels der zwei
Schrauben 32 entfernt/angebracht werden.
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In
der Befestigungsplatte 27 sind Schalter 86 und 87 zum
Erfassen der Größe eines
an der Befestigungsplatte 27 angebrachten Fensters versehen. Dementsprechend
haben die Fenstereinheiten 40, 50 und 60 eine
unterschiedliche Form der Anbringungsabschnitte (der oberen Abschnitte
der Rückplatten).
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Die
Rückplatte 61a der
kleinen Fenstereinheit 60 ist mit einem linken Schulterabschnitt 61d versehen,
der eine geringere Länge
(Höhe)
als ein rechter Schulterabschnitt 61c aufweist, so dass
der Schalter 86 ausgeschaltet bleibt, während der Schalter 87 eingeschaltet
wird, wenn diese Einheit 60 an der Befestigungsplatte 27 angebracht
wird. Die Rückplatte 51a der
mittleren Fenstereinheit 50 ist mit einem rechten Schulterabschnitt 51c versehen,
der eine geringere Länge
aufweist als ein linker Schulterabschnitt 51d, so dass
der Schalter 86 eingeschaltet wird, während der Schalter 87 ausgeschaltet
bleibt, wenn diese Fenstereinheit 50 an der Befestigungsplatte 27 angebracht
wird. Die Rückplatte 41a der großen Fenstereinheit 40 ist
mit einem rechten Schulterabschnitt 41c und einem linken
Schulterabschnitt 41d versehen, die dieselbe große Länge aufweisen,
so dass beide Schalter 86 und 87 eingeschaltet
werden, wenn diese Fenstereinheit 40 an der Befestigungsplatte 27 angebracht
wird.
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Auf
diese Weise werden die verschiedenen Schulterabschnitte unter den
Fenstereinheiten als Identifikatoren verwendet, um die montierte
Fenstereinheit zu identifizieren. Der Steuerabschnitt 15 empfängt ein
Signal, das eine Kombination von Ein- und Aus-Zuständen der Schalter 86 und 87 anzeigt,
und bestimmt, welche Fenstereinheit montiert wird. Wie oben erwähnt, ist
zumindest einer der Schalter 86 und 87 eingeschaltet,
wenn eine der Fenstereinheiten an der Befestigungsplatte 27 ange bracht
ist. Dementsprechend kann gleichzeitig das Vorhanden- oder Abwesendsein
der Fenstereinheit an der Fensterbefestigungsplatte 27 überprüft werden.
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Der
in 2 gezeigte Steuerabschnitt 15 ist mit
LCD-Feld 2, dem Kühler 5,
einem Flussschalter 6, der zum Überwachen, ob das Kühlmittel
von dem Kühler 5 normal
umläuft,
verwendet wird, einem Speicher 16 und dem Fußschalter 9 verbunden.
Der auf der Seite des Handteils 20 bereitgestellte Temperatursensor 31,
das erste Galvanometer 23a, das zweite Galvanometer 24a und
die Peltier-Vorrichtung 28 sind über das Kommunikationskabel 3 mit
dem Steuerabschnitt 15 verbunden.
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Der
Betrieb der Laserbehandlungsvorrichtung mit dem oben beschriebenen
Aufbau wird nun erläutert.
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Ein
Bediener wählt
eine Linseneinheit für eine
gewünschte
Fleckgröße entsprechend
der Position eines zu bestrahlenden Teils (eines Bestrahlungsteils)
oder eines zu behandelnden Teils (eines Behandlungsteils) und seiner
Größe aus den
Linseneinheiten 100, 110, 120 und 130 aus
und montiert die ausgewählte
in dem Montageteil 25 des Handteils 20. Der Bediener
wählt auch
eine Fenstereinheit mit einer geeigneten Fenstergröße aus den
Einheiten 40, 50 und 60 aus und bringt
die ausgewählte
Einheit an der Befestigungsplatte 27 an. Wenn das Behandlungsteil
beispielsweise flach und groß ist,
wird die große
Fenstereinheit 40 verwendet, um eine wirkungsvolle Laserbestrahlung
durch Abtastung über eine
weite Fläche
durchzuführen.
Wenn das Behandlungsteil relativ klein ist, wird die mittlere Fenstereinheit 50 verwendet
um die Kontaktfläche
des Fensters mit der Haut außerhalb
des Behandlungsteils zu verringern, wodurch verhindert wird, dass
die Haut außerhalb
des Bestrahlungsteils gekühlt
wird, und eine Belastung des Patienten verringert wird. Wenn das Behandlungsteil
einen Abschnitt einer undefinierten Form ist wie beispielsweise
ein Gesicht, eine Achselhöhle
und ein Unterleib, wird vorzugsweise anstelle der großen Fenstereinheit 40 die
mittlere Fenstereinheit 50 oder die kleine Fenstereinheit 60 verwendet, die
eine gute Bedienbarkeit bereitstellen kann und auch sogar auf einem
kleinen Behandlungsteil leicht gehandhabt werden kann. Im Hinblick
auf ein feines Behandlungsteil oder einen beträchtlich unebenen Abschnitt
wie z.B. eine Nase, einen Mund, die Umgebung eines Auges wird vorzugsweise
die kleine Fenstereinheit 60 verwendet, um eine Laserbestrahlung
und Kühlung
zu ermöglichen
und die Bedienbarkeit durch den Bediener zu verbessern.
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In
der folgenden Beschreibung wird die Erklärung gegeben unter der Annahme,
dass die Linseneinheit 100 für eine Fleckgröße von 5
mm und die große
Fenstereinheit 40 an dem Handteil 20 angebracht
sind.
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Wenn
die Linseneinheit 100 angebracht ist, werden Signale, die
darstellen, dass die Schalter 81 bis 84 alle eingeschaltet
sind, an den Steuerabschnitt 15 übertragen. Dieser Steuerabschnitt 15 stellt
dann fest, dass die Fleckgröße 5 mm
beträgt.
Wenn anschließend
die große
Fenstereinheit 40 angebracht wird, werden Signale, die
darstellen, dass beide Schalter 86 und 87 eingeschaltet
sind, an den Steuerabschnitt 15 übertragen. Der Steuerabschnitt 15 beurteilt
dann, dass die Größe der angebrachten Fenstereinheit
groß ist.
Die Information über
die Fleckgröße wird
in einem Anzeigeabschnitt 200 des Anzeigebildschirms des
LCD-Felds 2 in 6 angezeigt. Die Information,
dass die große
Fenstereinheit 40 angebracht ist, wird in einem Anzeigeabschnitt 201 angezeigt.
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Der
Bediener bedient die Einstelltasten oder Knöpfe, die auf dem LCD-Feld 2 erscheinen,
um andere Bestrahlungsbedingungen einzustellen. Um jeden Zahlenwert
einzugeben, drückt
der Bediener eine AUF-Taste 202 oder eine AB-Taste 203,
um den in jedem Anzeigeabschnitt angezeigten Zahlenwert zu erhöhen oder
zu erniedrigen. Die Bestrahlungsdichte wird in einem Fluenz-Anzeigeabschnitt 205 eingestellt,
die wird Laserleistung in einem Anzeigeabschnitt 206 eingestellt,
und die Pulszeit wird in einem Anzeigeabschnitt 207 eingestellt.
Dabei wird, wenn zwei der drei Bestrahlungsbedingungen eingestellt
sind, der Rest von dem Steuerabschnitt 15 mit Bezug auf
eine automatisch erfasste Fleckgröße berechnet. Während der
Laserbestrahlung wird die Laserlichtquelle 10 gesteuert,
um in Übereinstimmung mit
den eingestellten Bestrahlungsbedingungen zu arbeiten.
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Die
Form eines Abtastmusters wird in einem Anzeigeabschnitt 210 dargestellt.
Beim Drücken
einer Taste 211 wird der Bildschirm zu einem in 7 gezeigten
Abtasteinstellbildschirm umgeschaltet, um eine Änderung der Abtastmusterformen
zu ermöglichen.
Die Abtastmusterform kann aus mehreren im Voraus in dem Speicher 16 gespeicherten
Mustern gewählt
werden. In der vorliegenden Ausführungsform
sind ein quadratisches Muster 223, ein rechteckiges Muster 224,
ein lineares Muster 225 und ein Nichtabtastmuster 226 vorbereitet.
Auf dem Abtasteinstellschirm werden vier innerhalb eines Anzeigebereichs 220 bereitgestellte
Richtungstasten verwendet, um die Größe eines Abtastbereichs zu
verändern,
der in einem Anzeigeabschnitt 221 angezeigt wird. Dabei
ist der Maximalwert der Abtastflächengröße, der
eingegeben werden kann, auf der Grundlage des erfassten Ergebnisses
der Art (Größe) der Fenstereinheit
eingeschränkt.
Andererseits ist der minimale Wert der Abtastflächengröße, der eingegeben werden kann,
auf der Grundlage des erfassten Ergebnisses der Art der Linseneinheit
beschränkt. Der
Grad der Überlappung
von Flecken kann in einem Anzeigeabschnitt 222 eingestellt
werden. Auf der Grundlage dieses Werts und der in dem Anzeigebereich 220 eingestellten
Abtastflächengröße werden
Fleckpositionen während
des Abtastens berechnet. Unter den Einstellbedingungen, dass der Überlappungsgrad
der Flecken 0% beträgt
und die Größe der Abtastfläche 30 mm × 5 mm ist,
werden Positionen von sechs Flecken 230 (d.h. Intervalle
zwischen den Flecken, wobei jedes Intervall einem Einstellwert eines
Spiegelschwenkwinkels pro Fleck entspricht) wie in 8 dargestellt
bestimmt. Während
der Laserbestrahlung werden das erste und zweite Galvanometer 23a und 24a gesteuert,
so dass sie entsprechend den so eingestellten Bedingungen arbeiten.
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Nach
den Vorbereitungen auf der Seite der Haupteinheit 1 hält der Bediener
das Handteil 20 mit der Hand, um das erste Fenster 42 in
Kontakt mit dem Behandlungsabschnitt zu bringen. Der von der Lichtquelle 11 abgegebene
Zielstrahl wird von dem Abtastkopf 20a abgestrahlt, und
er wird durch Antreiben des ersten und zweiten Galvanometers 23a und 24a veranlasst,
wiederholt die Fläche
abzutasten, die der ausgewählten
Abtastmusterform entspricht. Der Bediener stellt Kontaktpositionen
des ersten Fensters 42 ein, während er den Behandlungsteil
und die Strahlposition des Zielstrahls durch die Fenster 42 und 44 beobachtet.
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Nach
Beendigung der Ausrichtung des Bestrahlungsteils durch Beobachten
des Zielstrahls und Einstellen der Laserleistung und anderer Bedingungen
drückt
der Bediener den Schalter 99, um die Vorrichtung in einen
Bereitschaftszustand zu versetzen. Wenn ein Triggersignal von dem
Fußschalter 9 eingegeben
wird, steuert der Steuerabschnitt 15 das Antreiben des
ersten und zweiten Galvanometers 23a und 24a,
um den Behandlungsstrahl zum Bestrahlen des Behandlungsteils in
der ausgewählten
Abtastfläche
abzutasten.
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Während der
Laserbestrahlung wird das Kühlsystem
mit einem nicht dargestellten Schalter aktiviert. Insbesondere werden
die Peltier-Vorrichtung 28 und der Kühler 5 angesteuert,
um das erste Fenster 42 zu kühlen und somit den in Kontakt
mit dem ersten Fenster 42 stehenden Behandlungsabschnitt
zu kühlen.
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Ein Ändern der
Fleckgröße während des
Betriebs wird folgendermaßen
durchgeführt.
Der Bediener drückt
zunächst
eine Austauschtaste 212 auf dem LCD-Feld 2. Beim
Drücken
der Taste 212 führt der
Steuerabschnitt 15 den Verschluss 17 in den optischen
Pfad ein, um zu verhindern, dass der Behandlungsstrahl zufällig abgestrahlt
wird. Der Bediener demontiert die vorher montierte Linseneinheit 100 für die Fleckgröße von 5
mm Durchmesser und bringt stattdessen eine andere Linseneinheit
für eine gewünschte Spotgröße an, beispielsweise
die Linseneinheit 120 für
eine Fleckgröße mit einem
Durchmesser von 3 mm. Wenn der Linsenhalter 121 voll in das
Montageteil 25 eingeschraubt ist, werden Signale, die darstellen,
dass die Schalter 81 und 82 ein und die Schalter 83 und 94 aus
sind, an den Steuerabschnitt 15 übertragen, der feststellt,
dass der derzeitige Linsenhalter für eine Fleckgröße mit einem Durchmesser
von 3 mm ist. Der Steuerabschnitt 15 bewirkt, dass der
Fleckgrößenanzeigeabschnitt 200 auf
dem LCD-Feld 2 anzeigt, dass die Fleckgröße einen
Durchmesser von 3 mm hat. Entsprechend der Änderung der Fleckgröße berechnet
der Steuerabschnitt 15 die Laserabstrahlbedingungen neu.
Der Steuerabschnitt 15 ist programmiert, die Bestrahlungsdichte
in dem Anzeigeabschnitt 205 zu ändern, wenn die Fleckgröße während des
Betriebs geändert wird.
Alternativ kann er auch programmiert sein, die Pulszeit oder die
Laserleistung zu ändern,
um die Energiedichte beizubehalten, wie sie eingestellt war, bevor
die Fleckgröße geändert wurde.
Welche Bedingung verwendet wird, kann in diesem Fall im Voraus ausgewählt werden.
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Im
Zusammenhang mit der Änderung
der Fleckgrößen wird
der Einstellwert für
den Schwenkwinkel pro Fleck sowohl des ersten als auch des zweiten
Galvanometers 23a und 24a geändert. Nach Beendigung des
Austauschens der Linseneinheiten drückt der Bediener wieder die
Taste 212. Somit wird der Verschluss 17 aus dem
optischen Pfad heraus bewegt, was die Vorrichtung in einen freigegebenen Zustand
für die
Laserabstrahlung versetzt.
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Das
Austauschen der Fenstereinheit während
des Betriebs wird in derselben Weise wie oben durch Drücken der
Austausch-Taste 212 durchgeführt. Der Bediener löst die vorher
angebrachte große Fenstereinheit 40 von
dem Handteil 20 und bringt dann eine andere Fenstereinheit
einer gewünschten Größe an. Wenn
beispielsweise die mittlere Fenstereinheit 50 angebracht
wird, werden Signale, die darstellen, dass der Schalter 87 aus
und der Schalter 86 ein ist, an den Steuerabschnitt 15 übertragen,
der feststellt, dass die Größe der derzeit
angebrachten Fenstereinheit mittel ist. Der Steuerabschnitt 15 bewirkt,
dass der Anzeigeabschnitt 201 des LCD-Felds 2 anzeigt,
dass die Größe des Fensterabschnitts
mittel ist.
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Entsprechend
der Änderung
der Fenstereinheiten zeigt der Steuerabschnitt 15 eine
Nachricht an, um den Bediener aufzufordern, die Abtastflächengröße neu einzugeben,
wenn die vorher eingestellte Abtastflächengröße die Größe der derzeitigen Fenstereinheit überschreitet.
Der Wert der Abtastflächengröße, der
eingegeben werden kann, ist innerhalb der derzeit angebrachten Fenstergröße eingeschränkt. Anders
ausgedrückt,
wenn eine Abtastflächengröße eingegeben
wird, die die Fenstereinheitsgröße überschreitet,
akzeptiert der Steuerabschnitt 15 die Eingabe nicht. Nach
Beenden der richtigen Eingabe ändert
der Steuerabschnitt 15 die Schwenkwinkel des ersten und
zweiten Galvanometers 23a und 24a, um den Behandlungsstrahl
innerhalb des Rahmens der geänderten
Fenstereinheit abzustrahlen.
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Im
Zusammenhang mit dem Ändern
der Fenstereinheiten wird auch die Steuerung der Kühlung der
Einheit geändert.
Eine Einstellspannung und eine EIN/AUS-Zeit der Spannung zum Treiben
der Kühlvorrichtung
(Peltier-Vorrichtung 28 und Kühler 5), die die Fenstereinheit
kühlt,
werden im allgemeinen entsprechend der Fenstereinheitsgröße festgelegt.
Der Steuerabschnitt 15 liest daher Daten über eine
Antriebsweise der Kühlvorrichtung,
die für
die Fenstereinheitsgröße geeignet
ist, aus dem Speicher 16 und kühlt die Fenstereinheit in der
Steuerweise beim Ändern
der Fenstereinheiten. Dementsprechend kann die Fenstereinheit schneller
auf die eingestellte Kühltemperatur
gekühlt
werden als bei dem Verfahren des Steuerns der Temperatur lediglich über den
Temperatursensor 31.
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In
der obigen Beschreibung werden die Arten von Linseneinheiten und
Fenstereinheiten auf der Grundlage mechanischer EIN/AUS-Zustände der
Erfassungsschalter identifiziert bzw. erfasst. Diese Anordnung kann
verschiedentlich geändert
werden; es werden beispielsweise Marken verschiedener Arten, die
optisch gelesen werden können,
an den Einheiten angebracht, um ihre Typen zu identifizieren.
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Wie
oben beschrieben können
gemäß der vorliegenden
Erfindungen die Vorgänge,
die zum Eingeben einer Fleckgröße oder
einer Fenstereinheitsgröße erforderlich
sind, verringert werden. Weiter kann die vorliegende Erfindung verhindern,
dass menschliche Fehler auftreten, wenn Linsen für verschiedene Fleckgrößen oder
Fenster verschiedener Größen ausgetauscht
werden, so dass eine geeignete Behandlung durchgeführt werden
kann.
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Die
obige Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wurde
zum Zweck der Veranschaulichung und Beschreibung gegeben. Es ist
nicht beabsichtigt, dass sie erschöpfend ist oder die Erfindung
auf die präzise
dargestellte Form einschränkt,
und Abwandlungen und Veränderungen sind
im Licht der obigen Lehre möglich
oder können aus
dem Umsetzen der Erfindung in die Praxis gelernt werden. Die Ausführungsform
wurde gewählt und
beschrieben, um die Prinzipien der Erfindung und ihrer praktischen
Anwendung zu erläutern,
um es einem Fachmann zu ermöglichen,
die Erfindung in verschiedenen Ausführungsformen und mit verschiedenen
Abwandlungen zu benutzen, wie sie für den besonderen in Betracht
gezogenen Verwendung geeignet sind. Es ist beabsichtigt, dass der
Umfang der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.