JP2001029357A - 医療用レーザ装置 - Google Patents

医療用レーザ装置

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JP2001029357A
JP2001029357A JP11203043A JP20304399A JP2001029357A JP 2001029357 A JP2001029357 A JP 2001029357A JP 11203043 A JP11203043 A JP 11203043A JP 20304399 A JP20304399 A JP 20304399A JP 2001029357 A JP2001029357 A JP 2001029357A
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Japan
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beam splitter
laser light
handpiece
crystal
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JP11203043A
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English (en)
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Toshiyuki Sadohara
俊幸 佐土原
Yuzo Yamamoto
祐三 山本
Yasumasa Owaki
康政 大脇
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Osada Research Institute Ltd
Original Assignee
Osada Research Institute Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 単一のハンドピースに複数種類の機能を持た
せ、使用勝手,治療効果を更に向上させる。 【解決手段】 半導体レーザ発生装置1より光導体2を
通して伝送されてきたレーザ光をA,Bに2分割し、光
Aを第1のビームスプリッタ61を通して固体結晶55
に与え、結晶55を励起してレーザ光Cを発生し、光C
を第2のビームスプリッタ62を通してレーザチップ5
8に導き、該レーザ光Cをチップ58より照射してレー
ザ治療を行う。一方、第1のビームスプリッタ61によ
って反射されたレーザ光Bは、反射ミラー63,64に
て反射されて第2のビームスプリッタ62に導かれ、該
第2のビームスプリッタによって反射され、該第2のビ
ームスプリッタ62によって前記固体結晶55によって
発生されたレーザ光Cと合波されて照射される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、医療用レーザ装
置、より詳細には、各種レーザ光による生体組織の切
開,止血,凝固,蒸散,硬組織の切削,血管・神経等の
吻合,レジンの光重合,殺菌、更には、アブレーション
等を可能にしたマルチオペレーション医療用レーザ装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】レーザ光を連続、或いは、パルス照射し
て生体組織の切開,止血,凝固,蒸散,硬組織の切削,
血管・神経等の吻合,レジンの光重合,殺菌等を行うこ
とは周知である。その場合、レーザ光源として半導体レ
ーザを用い、該半導体レーザからのレーザ光を石英の光
ファイバを通してハンドピースに伝達し、該ハンドピー
スの先端部に設けられた光導体チップを通して生体組織
の患部に接触照射すること、或いは、集光レンズを通し
て非接触照射することも周知である。
【0003】図3は、従来の医療用半導体レーザ装置の
例を説明するための要部概略構成図で、図中、1は半導
体レーザ光源で、該半導体レーザ光源1により発生され
たレーザ光は、石英ファイバ等の光導体2を通して医療
用ハンドピースに伝達され、該ハンドピースより照射さ
れたレーザ光により生体組織の切開,止血,凝固,蒸
散,硬組織の切削,血管や神経の吻合,アブレーション
等を行う。
【0004】ハンドピースは、図3において、101或
いは102に示すように、半導体レーザ光源1からレー
ザ光を伝送する光導体2に着脱自在に連結されるジョイ
ント部11を有し、図3において、101で示したハン
ドピースは、ハンドピース101内に石英の光ファイバ
12及び集光レンズ13を有するとともに、先端部に着
脱自在に石英等から成るチップ14を有し、前述のごと
くして、石英ファアバー(光導体)2を通して伝送され
てきたレーザ光を石英光ファイバ12,集光レンズ13
を通してチップ14に導入するようにした例、ハンドピ
ース102は、石英光ファイバ12,集光レンズ15を
通して、チップを通すことなく、直接つまり非接触で生
体組織に照射するようにした例を示す。上記各ハンドピ
ースは、半導体レーザ光源1からレーザを伝送する光導
体2に対して選択的に接続され、所望に応じて必要なハ
ンドピースが選択使用されるようになっている。
【0005】上述のごとき半導体レーザ光を用いた医療
用半導体レーザ装置は、既に種々提案されているが、い
ずれのハンドピースも、照射されるレーザ光の波長が同
一であり(単一波長のため)、用途が限定され、また、
異なる波長を用いようとすると、レーザ光源を複数必要
とし、コストが高くなる等の問題があった。
【0006】上述のごとき問題を解決するため、本出願
人は、先に単一のレーザ光源に対して波長を変換可能に
したレーザハンドピースを共通して使用し得るように
し、もって、波長の異なる様々な用途に対応でき、費用
を最少限にしてレーザハンドピースの変更を容易にした
医療用レーザ装置を提案した(特願平10−28285
号)。
【0007】図4は、本出願人が先に提案した半導体レ
ーザ装置の構成例を説明するための概略構成図で、図示
のように、半導体レーザ光源1から石英光ファイバ2を
通して伝送されてきたレーザ光をジョイント部材21を
通してハンドピース201〜205内の石英光ファイバ
22に伝達し、該伝達されてきたレーザ光をレーザ結晶
25(Er:YSGG,Er:YAG等)に励起光源と
して供給し、異種波長のレーザ光を発生させ、また、該
伝達されてきたレーザ光を非線形光学結晶25(KNb
O3,BBO,KTP,LBO等)を用いて波長変換
し、発生した異種波長のレーザ光を、生体組織の切開,
止血,凝固,蒸散,血管や神経の吻合,歯牙等の硬組織
切削,レジン等の光重合(硬化)、殺菌,アブレーショ
ン用等のハンドピースとして使用するようにしたもので
ある。半導体レーザ光源1及び石英光ファイバ2は、図
4に示した半導体レーザ光源及び石英光ファイバ2と同
じで全てのハンドピース201〜205が石英光ファイ
バ2を通して半導体レーザ光源1に選択的に接続される
ようになっている。
【0008】図4において、ハンドピース201は、石
英光ファイバ22,集光レンズ23,R(Rear)ミ
ラー24,結晶25,F(Front)ミラー26,集
光レンズ27,防塵用のウインドウ(レーザ光を透過す
る光導体)28,チップ29等から成り、ハンドピース
202は、石英光ファイバ22,集光レンズ23,Rミ
ラー24,結晶25,Fミラー26,集光レンズ27,
チップ29等から成り、ハンドピース203は石英光フ
ァイバ22,集光レンズ23,結晶25(Rミラー及び
Fミラーは結晶25の両端にコーティングされてい
る),集光レンズ27,ウインドウ28,チップ29等
から成り、ハンドピース204は、石英光ファイバ2
2,集光レンズ23,結晶25(Rミラー及びFミラー
は結晶25の両端にコーティングされている),集光レ
ンズ27,チップ29から成り、ハンドピース205
は、石英光ファイバ22,集光レンズ23,結晶25
(この結晶25はSHG,THG等の高調波発生結晶で
あり、Rミラー及びFミラーは不要),集光レンズ2
7,チップ29等から成っている。
【0009】結晶25としては、例えば、レーザ結晶の
Er:YSGG,Er:YAG等や、非線形光学結晶の
KNbO3,BBO,KTP,LBO等が使用されてい
る。SHG結晶を使用した場合には、490nm近傍の
波長のレーザ光を変換発振し、Er:YSGG,Er:
YAGのレーザ結晶を使用した場合には、2790nm
近傍の波長のレーザ光を励起発振し、THG結晶を使用
した場合には、320nm近傍の波長のレーザ光を変換
発振するもので、例えば、高調波発生結晶THGを用い
たハンドピースは殺菌に、Er:YSGG,Er:YA
G等のレーザ結晶を用いたハンドピースは歯牙等の硬組
織の切削や、軟組織の切開,止血,凝固,蒸散或いは殺
菌に、また、高調波発生結晶SHGを用いたハンドピー
スはレジン等の光重合或いは殺菌に用いる。
【0010】図5は、前述のごとき結晶を用いたハンド
ピースの冷却機構を説明するための要部概略図で、図
中、31はジョイント部、32は結晶、33はシール材
で、その他、図4に示した集光レンズ,ミラー,ウイン
ドウ,チップ等は省略してある。ハンドピース301
は、結晶32をシール材33で密閉するとともに、該結
晶32のまわりに水を流すことによって該結晶32を冷
却するようにした例、302はエアーを通すことによっ
て結晶32を冷却するようにした例、303は結晶32
を熱伝導性のよい液体34とともに、シール材33及び
ヒートパイプ35で密封し、該結晶32をヒートパイプ
35により冷却するようにしたもである。なお、図6に
ハンドピース303のVI〜VI線断面を示す。
【0011】以上に説明した各ハンドピース201〜2
05,301〜303は、いずれも、連続レーザ光,パ
ルスレーザ光のいずれも適用できるものであり、レーザ
光源1としては連続レーザ光源,パルスレーザ光源を用
いることが可能であるが、その場合に、連続レーザ光源
を用いている場合、硬組織の切削等をしたい場合には、
パルスレーザ光を照射したい。その場合には、図7に示
すように、ハンドピース内にAO(音響光学)−Qスイ
ッチ或いはEO(電気光学)−Qスイッチを設け、パル
ス化して用いる。
【0012】図7は、前述のごとくして結晶を用いたハ
ンドピースに、更に、AO−Qスイッチ又はEO−Qス
イッチを設けて、パルスレーザ光を照射するようにした
例を示す図で、図中の結晶,AO−Qスイッチ又はEO
−Qスイッチ以外の構成は、図4及び図5に示したいず
れのハンドピース(201〜205,301〜303)
にも適用できるものである。
【0013】図7において、41は光ファイバのジョイ
ント部、42は石英光ファイバ、43は集光レンズ、4
4はRミラー、45は結晶、46はFミラー、47は集
光レンズ、48はチップ、49はAO−Qスイッチ又は
EO−Qスイッチで、ハンドピース401は、AO−Q
スイッチ又はEO−Qスイッチ49を結晶45の後側に
設けた例、ハンドピース402は、AO−Qスイッチ又
はEO−Qスイッチの前側に設けた例を示す。
【0014】上述のように、本出願人が先に提案した半
導体レーザ装置は、種々のレーザハンドピースを設備し
ておくことにより、単一のレーザ光発生装置を用いて、
異なる波長のレーザ光を発生するレーザハンドピースを
その使用目的により使い分け、例えば、生体組織の軟組
織の切開,止血,凝固及び蒸散や硬組織の切削に使用で
き、また、レジン等の硬化、更には、血管や神経の吻
合,殺菌用等に使用できる等、様々な用途に対応できる
ようにして、もって、1台の半導体レーザ装置に種々の
ハンドピースを付け替えて、様々な用途に使用でき、コ
スト削減ができるようにしたものである。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、本出願
人が先に提案した半導体レーザ装置は、単一のレーザ光
源を、種々のハンドピースで共通使用可能にしたもので
あるが、各ハンドピースの使用は、単一の波長のレーザ
光使用形態に限られ、そのため、場合によっては、ハン
ドピースを煩雑に取り替えなければならず、例えば、切
開用のハンドピースを用いた後に止血用のハンドピース
を用いる等しなければならず、使用勝手が必ずしも良い
ものではなかった。
【0016】本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなさ
れたもので、単一のハンドピースに複数種類の機能を持
たせ、もって、より使用勝手の良いものにし、更には、
治療効果を更に向上させることを目的としてなされたも
のである。
【0017】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、光フ
ァイバを通して伝送されてきたレーザ光の一部を透過さ
せ残りを反射させる第1のビームスプリッタと、該ビー
ムスプリッタを通したレーザ光を光源として励起される
固体結晶と、該固体結晶によって発生されたレーザ光と
前記第1のビームスプリッタによって反射されたレーザ
光を合波する第2のビームスプリッタとを有し、該第2
のビームスプリッタによって合波されたレーザ光を治療
用光源として照射することを特徴とし、もって、単一の
ハンドピースに2種類の機能を持たせ、該2種類の機能
を同時に機能させることによって、治療作業を効率化す
るようにしたものである。
【0018】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て、前記第1のビームスプリッタは、前記光ファイバを
通して伝送されてきたレーザ光を、透過及び反射させる
位置と前記レーザ光の通路から外れた位置との間で移動
可能であることを特徴とし、もって、ハンドピースに別
の機能を持たせ、該ハンドピースの使用範囲を拡大させ
たものである。
【0019】請求項3の発明は、請求項1の発明におい
て、前記光ファイバを通して伝送されてきたレーザ光を
全反射する反射ミラーと、該反射ミラーと前記第1のビ
ームスプリッタとこれら反射ミラー及び第1のビームス
プリッタのいずれをも使用しない位置との間で3段階に
選択的に切り換え可能なシャッタ手段とを有することを
特徴とし、もって、更に、別の機能を切り換えて持たせ
るようにし、ハンドピースの使用勝手を更に向上させも
のである。
【0020】請求項4の発明は、請求項1又は2の発明
において、前記第1のビームスプリッタによって反射さ
れたレーザ光と前記反射ミラーによって反射されたレー
ザ光とは、共通の光経路を通して前記第2のビームスプ
リッタに導かれることを特徴とし、もって、ハンドピー
スの構造を簡略化し、ハンドピースを小型,軽量化し、
かつ、コストの低減化を図ったものである。
【0021】請求項5の発明は、請求項1又は4のいず
れかの発明において、Qスイッチを有し、該Qスイッチ
にて前記固体結晶によって発生された連続レーザ光をパ
ルスレーザ光に変換可能にしたことを特徴とし、もっ
て、ハンドピースの使用範囲を拡大し、ハンドピースの
使用勝手を更に向上させたものである。
【0022】
【発明の実施の形態】図1は、本発明による医療用半導
体レーザ装置の一実施形態を説明するための要部概略構
成図で、図1は、本発明を図7に示したレーザハンドピ
ース401に適用した場合の例を示すが、本発明は、図
示例に限定されるものではなく、例えば、図4乃至図7
に示したいずれのハンドピースにも適用可能なものであ
る。
【0023】図1において、501は本発明によるレー
ザハンドピースで、該レーザハンドピース501は、図
7に示したレーザハンドピース401と同様、光ファイ
バのジョイント部51,石英光ファイバ52,集光レン
ズ53,Rミラー54,結晶55,Fミラー56,集光
レンズ57,チップ58,AO−Qスイッチ又はEO−
Qスイッチ59を有するが、該ハンドピース501は更
にQスイッチ59、第1のビームスプリッタ61,第2
のビームスプリッタ62、及び、反射ミラー63,64
を有し、第1のビームスプリッタ61により、半導体レ
ーザ発生装置1より光導体2を通して伝送されてきたレ
ーザ光をA,Bに2分割し、その一方のレーザ光Aを該
第1のビームスプリッタ61を通して固体結晶55に与
え、該固体結晶55を励起してレーザ光Cを発生し、該
レーザ光Cを第2のビームスプリッタ62を通してレー
ザチップ58に導き、該レーザ光Aをチップ58より照
射する。
【0024】一方、第1のビームスプリッタ61によっ
て反射されたレーザ光Bは、反射ミラー63,64にて
反射されて第2のビームスプリッタ62に導かれ、該第
2のビームスプリッタ62によって反射され、前記固体
結晶55によって発生されたレーザ光Cと合波されて照
射される。
【0025】上述のように、本発明によると、単一のハ
ンドピースより半導体レーザ光発生装置1より伝送され
たレーザ光と、該レーザ光によって励起された固体結晶
55からのレーザ光との2種類のレーザ光を同時に照射
することができ、換言すれば、これら2種類のレーザ光
による機能を同時に達成することができ、更には、前記
第1のビームスプリッタ61を変位可能にしておき、前
述のようにして合波を照射する場合と、固体結晶25を
通したレーザ光のみを照射する場合とに選択的に切り換
えることができるようにすることにより、使い勝手の良
い医療用レーザ装置を提供することができる。
【0026】図2は、本発明の他の実施例を説明するた
めの図で、図2は、図4に示したハンドピース205に
本発明を適用した場合の例を示すが、前述のように、本
発明は、図4乃至図7に示したいずれのハンドピースに
も適用可能である。図2において、図2(A)は本発明
の全体構成を示す概略構成図、図2(B)は第1のビー
ムスプリッタ61の構成を示す平面図で、本発明におい
ては、第1のビームスプリッタは、図2(B)に示すよ
うに、ビームスプリッタ61Aと反射ミラー61Bとか
ら成り、これらビームスプリッタ61A(反射率5〜9
5%)と反射ミラー61B(全反射)がソレノイド等の
シャッタ手段60により3段階に切り換えが可能になっ
ている。
【0027】図2において、3はソレノイド等のシャッ
タ手段60を駆動する電線(リード線)で、該リード線
3によってシャッタ手段60を駆動して第1のビームス
プリッタ61をビームスプリッタ61Aと反射ミラー6
1Bとこれらビームスプリッタ61A及び反射ミラー6
1Bのいずれをも使用しない位置との間で3段階に選択
的に切り換え可能となっている。従って、(1)ビーム
スプリッタ61Aに切り換えられた時は、図1に示した
実施例と全く同様にして、第2ビームスプリッタ62に
よって合波されたレーザ光を照射し、(2)反射ミラー
61Bに切り換えられた時は、半導体レーザ装置1から
伝送されてきたレーザ光を、該反射ミラー61Bにて全
反射し、反射ミラー63,64を介して第2のビームス
プリッタ62に導き、半導体レーザ発生装置1からのレ
ーザ光そのものを、該第2のビームスプリッタによって
反射して照射し、(3)ビームスプリッタ61A及び反
射ミラー61Bのいずれをも使用しない場合は、半導体
レーザ発生装置1からのレーザ光をビームスプリッタ6
1Aを通すことなく結晶25に供給し、該結晶25によ
って励起された異種の単一光のみを照射する。
【0028】上述のように、図2に示した発明による
と、図1に関して説明した合波又は固体結晶25によっ
て励起された単一光を照射することができるばかりでな
く、半導体レーザ発生装置1から伝送されてくるレーザ
光そのものを照射することができ、単一のハンドピース
から照射されるレーザ光の種類を更に増すことができ、
レーザハンドピースの使用勝手を更に増すことができ
る。
【0029】
【発明の効果】請求項1の発明は、光ファイバを通して
伝送されてきたレーザ光の一部を透過させ残りを反射さ
せる第1のビームスプリッタと、該ビームスプリッタを
通したレーザ光を光源として励起される固体結晶と、該
固体結晶によって発生されたレーザ光と前記第1のビー
ムスプリッタによって反射されたレーザ光を合波する第
2のビームスプリッタとを有し、該第2のビームスプリ
ッタによって合波されたレーザ光を治療用光源として照
射するようにしたので、単一のハンドピースに2種類の
機能を同時に持たせることができ、該2種類の機能を同
時に機能させることによって、治療作業を効率化するこ
とができる。
【0030】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て、前記第1のビームスプリッタは、前記光ファイバを
通して伝送されてきたレーザ光と、透過及び反射させる
位置と前記レーザ光の通路から外れた位置との間で移動
可能であるので、ハンドピースに別の機能を持たせ、該
ハンドピースの使用範囲を拡大させることができる。
【0031】請求項3の発明は、請求項1の発明におい
て、前記光ファイバを通して伝送されてきたレーザ光を
全反射する反射ミラーと、該反射ミラーと前記第1のビ
ームスプリッタとこれら反射ミラー及び第1のビームス
プリッタのいずれをも使用しない位置との3段階に選択
的に切り換え可能なシャッタ手段とを有するので、更
に、別の機能を切り換えて持たせるようにし、ハンドピ
ースの使用勝手を更に向上させることができる。
【0032】請求項4の発明は、請求項1又は2の発明
において、前記第1のビームスプリッタによって反射さ
れたレーザ光と前記反射ミラーによって反射されたレー
ザ光とは、共通の光経路を通して前記第2のビームスプ
リッタに導かれるようにしたので、ハンドピースの構造
を簡略化し、ハンドピースを小型,軽量化し、かつ、コ
ストを低減化することができる。
【0033】請求項5の発明は、請求項1乃至4のいず
れかの発明において、Qスイッチを有し、該Qスイッチ
にて前記固体結晶によって発生された連続レーザ光をパ
ルスレーザ光に変換可能にしたので、ハンドピースの使
用範囲を拡大し、ハンドピースの使用勝手を更に向上さ
せることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による医療用レーザ装置の一実施例を
説明するための要部概略構成図である。
【図2】 本発明による医療用レーザ装置のその実施例
を説明するための要部概略構成図(図2(A))及び第
1ビームスプリッタの構成図(図2(B))である。
【図3】 従来の医療用半導体レーザ装置の例を説明す
るための要部概略構成図である。
【図4】 本発明が適用されるレーザハンドピースの構
成例を示す図である。
【図5】 本発明が適用されるレーザハンドピースの冷
却構造例を示す図である。
【図6】 図5に示したハンドピースのVI−VI断面図で
ある。
【図7】 本発明が適用されるレーザハンドピースの他
の構成例を示す図である。
【符号の説明】
1…レーザ光源(連続発振又はパルス発振)、2…石英
光フィイバー、3…リード線、101,102…レーザ光
ハンドピース、11…光ジョイント部、12…石英光フ
ァイバ、13…集光レンズ、14…チップ、15…集光
レンズ、16…サファイアファイバ、17…集光レン
ズ、201〜205…本発明が適用されるレーザ光ハン
ドピース、21…光ジョイント部、22…石英光ファイ
バ、23…集光レンズ、24…Rミラー、25…結晶、
26…Fミラー、27…集光レンズ、28…ウインド
ウ、29…チップ、301〜303…本発明が適用され
るレーザ光ハンドピース、31…ジョイント部、32…
結晶、33…シール材、34…液体、35…ヒートパイ
プ、401,402…本発明が適用されるハンドピー
ス、501,502…本発明によるレーザ光ハンドピー
ス、60…シャッタ手段、61,62…ピームスプリッ
タ、63,64…反射ミラー。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大脇 康政 東京都品川区西五反田5丁目20番16号 株 式会社長田中央研究所内 Fターム(参考) 4C026 AA01 AA02 AA03 BB08 DD02 DD03 DD06 FF02 FF17 FF22 FF33 FF34 HH02 HH14 HH15 HH23

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光ファイバを通して伝送されてきたレー
    ザ光の一部を透過させ残りを反射させる第1のビームス
    プリッタと、該ビームスプリッタを通したレーザ光を光
    源として励起される固体結晶と、該固体結晶によって発
    生されたレーザ光と前記第1のビームスプリッタによっ
    て反射されたレーザ光を合波する第2のビームスプリッ
    タとを有し、該第2のビームスプリッタによって合波さ
    れたレーザ光を治療用光源として照射することを特徴と
    する医療用レーザ装置。
  2. 【請求項2】 前記第1のビームスプリッタは、前記光
    ファイバを通して伝送されてきたレーザ光を、透過及び
    反射させる位置と前記レーザ光の通路から外れた位置と
    の間で移動可能であることを特徴とする請求項1に記載
    の医療用レーザ装置。
  3. 【請求項3】 前記光ファイバを通して伝送されてきた
    レーザ光を全反射する反射ミラーと、該反射ミラーと前
    記第1のビームスプリッタとこれら反射ミラー及び第1
    のビームスプリッタのいずれをも使用しない位置との3
    段階に選択的に切り換え可能なシャッタ手段とを有する
    ことを特徴とする請求項1に記載の医療用レーザ装置。
  4. 【請求項4】 前記第1のビームスプリッタによって反
    射されたレーザ光と前記反射ミラーによって反射された
    レーザ光とは、共通の光経路を通して前記第2のビーム
    スプリッタに導かれることを特徴とする請求項1又は2
    に記載の医療用レーザ装置。
  5. 【請求項5】 Qスイッチを有し、該Qスイッチにて前
    記固体結晶によって発生された連続レーザ光をパルスレ
    ーザ光に変換可能にしたことを特徴とする請求項1乃至
    4のいずれかに記載の医療用レーザ装置。
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