JP2003139617A - レーザシステム内の光ファイバ先端部の温度を測定して制御するシステム及び方法 - Google Patents

レーザシステム内の光ファイバ先端部の温度を測定して制御するシステム及び方法

Info

Publication number
JP2003139617A
JP2003139617A JP2002167719A JP2002167719A JP2003139617A JP 2003139617 A JP2003139617 A JP 2003139617A JP 2002167719 A JP2002167719 A JP 2002167719A JP 2002167719 A JP2002167719 A JP 2002167719A JP 2003139617 A JP2003139617 A JP 2003139617A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
signal
temperature
optical fiber
laser
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002167719A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2003139617A5 (ja
Inventor
David C Yates
デビッド・シー・イェイツ
William A Pollack
ウィリアム・エイ・ポーラック
Robert M Trusty
ロバート・エム・トラスティ
Scott A Nield
スコット・エイ・ニールド
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ethicon Endo Surgery Inc
Original Assignee
Ethicon Endo Surgery Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ethicon Endo Surgery Inc filed Critical Ethicon Endo Surgery Inc
Publication of JP2003139617A publication Critical patent/JP2003139617A/ja
Publication of JP2003139617A5 publication Critical patent/JP2003139617A5/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K11/00—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00
    • G01K11/32—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using changes in transmittance, scattering or luminescence in optical fibres
    • G01K11/3206—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using changes in transmittance, scattering or luminescence in optical fibres at discrete locations in the fibre, e.g. using Bragg scattering
    • G01K11/3213—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using changes in transmittance, scattering or luminescence in optical fibres at discrete locations in the fibre, e.g. using Bragg scattering using changes in luminescence, e.g. at the distal end of the fibres
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/005—Optical devices external to the laser cavity, specially adapted for lasers, e.g. for homogenisation of the beam or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レーザ治療システムに用いられる光ファイバ
先端部の治療中における温度を正確に測定し、レーザの
出力を制御して温度を所望レベルに維持する構成が簡単
で安価なシステム及び方法を提供する。 【解決手段】 レーザ治療システムの光ファイバ２０の
先端部のところの温度を検出する本発明のシステム及び
方法は、光ファイバ先端部のところの蛍光物質スラグの
蛍光応答の光刺激に対する温度依存性を利用しており、
本発明では、蛍光物質スラグ４８を光ファイバ先端部５
２に隣接して位置決めし、蛍光物質スラグに対する所定
波長の光学的刺激信号とかかる光学的刺激により蛍光物
質スラグから生じた光学的蛍光応答信号の位相差を、基
準信号と光学的刺激信号の位相差及び基準信号と光学的
蛍光応答信号の位相差の関数として求めるようになって
いる。かかる位相差は、光ファイバ先端部の治療中にお
ける温度に関連付けられている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、医学的治療手技の
実施中にエネルギを組織に伝えるレーザシステムに関
し、特に、手術中、レーザ治療システム用の光ファイバ
先端部の温度を測定かつ制御するシステム及び方法に関
する。
【０００２】
【従来技術及び発明が解決しようとする課題】周知のよ
うに、レーザの形態のエネルギ発生器を利用して多くの
病状を治療しており、かかる病状としては、癌、腫瘍及
び良性前立腺過形成（ＢＰＨ）が挙げられる。かかる治
療の実施中、重要性の高い１パラメータは、治療中の組
織の温度である。例えば、ＢＰＨの治療として前立腺中
に改変部を形成する現行の推奨法は、少量の組織を約３
分間かけて８５℃まで加熱することである。これよりも
低い温度で組織を加熱しても、結果的に不完全な改変部
の形成が起こるだけであり、これに対し、これよりも高
い温度で組織を加熱すると組織の過剰の損傷が生じる場
合があることが理解される。したがって、治療中、光フ
ァイバ先端部の温度を正確に測定すると共に、レーザの
出力を制御して温度を所望レベルに維持することができ
るようにすることは主要な関心事である。
【０００３】レーザシステムのために温度モニター機能
を実行する公知の方法としては幾つかあることが理解さ
れる。一方法が、オハイオ州シンシナティ所在のエシコ
ン・エンド−サージェリィ・インコーポレイテッド（本
発明の譲受人でもある）によって製造されている“Indi
go 830e Laseroptri Treatment System”として知られ
ているレーザ治療システムで利用されている。この方法
のアプローチは光ファイバ先端部のところの蛍光物質ス
ラグの蛍光応答の光刺激に対する温度依存性によること
に関連する。具体的に説明すると、励起（ポンピング）
エネルギのパルスが、材料の温度に対応する時間間隔分
遅延された蛍光パルスがアレクサンドライトスラグ中に
生じさせる。正弦波の形態で刺激信号を与えると、応答
信号も同様に正弦波であり、温度は、これら信号間の位
相シフト又は位相差に関連付けられる。
【０００４】８３０ｅレーザ治療システムで比較される
信号は、アレクサンドライトスラグからの実際の応答又
は蛍光信号、並びにその電気機器回路中にプログラムさ
れている一対のタイミング信号（位相が０°及び９０°
ずれている）である。このようにして、ディジタルタイ
ミング信号を用いて応答信号から位相情報を除くのが常
であった。しかし、このアプローチでは、用いられる増
幅器及びフィルタの連鎖に起因して数回の調整及び校正
が必要であることが判明している。これは、かかるシス
テムの組立て及び保守の複雑さ及びコストを増大させる
だけでなく、保守及び点検整備中に調整しなければなら
ない各レーザ治療システム相互間の固有のばらつきを生
じさせる。
【０００５】したがって、治療中にレーザ装置に用いら
れる光ファイバ先端部の温度を測定し、そして、必要な
調整及び校正を最小限に抑え、レーザ装置間の安定性及
び再現性を向上させ、複雑さ及びコストを軽減するよう
な仕方でかかる温度を制御するように開発されたシステ
ム及び方法を提供することが望ましい。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の特徴によ
れば、光ファイバ先端部の温度を検出する方法が、蛍光
物質のスラグを光ファイバ先端部に隣接して位置決めす
る段階と、第１の所定の範囲内の波長をもつ光学的刺激
を光ファイバ先端部に光結合された少なくとも１本の光
ファイバ中へもたらして蛍光物質スラグからの第２の所
定の範囲内の波長をもつ所望の光学的蛍光応答を生じさ
せる段階と、光学的刺激を表す信号を検出する段階と、
光学的蛍光応答を表す信号を検出する段階と、光学的刺
激信号及び光学的蛍光応答信号をディジタル的に処理
し、これら信号間の位相差を求める段階と、光ファイバ
先端部の温度を位相差の関数として計算する段階とを有
するものとして開示される。光学的刺激信号と光学的蛍
光応答信号の位相差を、基準信号と光学的刺激信号の位
相差及び基準信号と光学的蛍光応答信号の位相差の関数
として直接又は間接的に求めることができる。
【０００７】本発明の第２の特徴によれば、レーザ治療
システムが、第１の所定範囲内の波長を持つレーザビー
ムを生じさせるレーザを有し、レーザビームと光学的に
連通している第１の端部及びレーザビームを伝送させる
第２の端部を備えた少なくとも１本の光ファイバを有
し、光ファイバの第２の端部に隣接して位置決めされた
蛍光物質のスラグを有し、第２の所定範囲内の波長を持
つ光学的刺激を蛍光物質スラグに与える光源を有し、蛍
光物質スラグからの第３の所定範囲内の波長を持つ所望
の光学的蛍光応答を生じさせ、光学的蛍光応答を検出す
る検出器を有し、光学的刺激を表す第１の信号及び光学
的蛍光応答を表す第２の信号を受け取る装置を有し、第
１の信号と第２の信号の位相差を求めるプロセッサを有
するものとして開示され、光ファイバの第２の端部の温
度は、位相差の関数として求められる。
【０００８】本発明の第３の特徴によれば、光学温度測
定システムが、光を受け取る第１の端部及び光を伝送す
る第２の端部を備えた光ファイバと、光ファイバの第２
の端部に隣接して位置決めされた蛍光物質のスラグと、
光ファイバを通して光学的刺激を蛍光物質スラグに与
え、それにより蛍光物質スラグから所望の光学的蛍光応
答を生じさせるための光源と、光学的蛍光応答を検出す
る検出器と、光学的刺激を表す第１の信号及び光学的蛍
光応答を表す第２の信号を受け取る装置と、第１の信号
と第２の信号の位相差を求めるプロセッサとを有するも
のとして開示される。
【０００９】本発明の第４の特徴によれば、レーザシス
テム中の光ファイバ先端部の温度を所望温度に維持する
方法が、蛍光物質のスラグを光ファイバ先端部に隣接し
て位置決めする段階と、第１の所定範囲内の波長を持つ
光学的刺激を光ファイバ先端部に光結合された少なくと
も１本の光ファイバ中へもたらして蛍光物質スラグから
の第２の所定範囲内の波長を持つ所望の光学的蛍光応答
を生じさせる段階と、光学的刺激を表す信号を検出する
段階と、光学的蛍光応答を表す信号を検出する段階と、
光学的刺激信号及び光学的蛍光応答信号をディジタル処
理してこれらの位相差を求める段階と、光ファイバ先端
部について求めた温度を指定範囲と比較する段階と、必
要に応じてレーザシステムのパワー出力を加減して光フ
ァイバ先手端部の温度を指定範囲内に維持する段階とを
有するものとして開示される。
【００１０】本発明の第５の特徴によれば、レーザシス
テム中の光ファイバ先端部の温度を所望温度に維持する
方法が、指定された光信号を処理して光ファイバ先端部
の温度をその関数として求める段階と、光ファイバ先端
部について求めた温度を所望温度と比較する段階と、求
めた温度と所望温度の差の関数としてエラー信号を生じ
させる段階と、レーザシステムのレーザダイオードへの
パワー出力をエラー信号に従って制御する段階とを有す
るものとして開示される。
【００１１】本発明の第６の特徴によれば、レーザシス
テム中の光ファイバの先端部の温度を所望温度に維持す
るシステムが開示され、レーザシステムは、レーザビー
ムを光ファイバ先端部にもたらすレーザダイオードを有
している。温度維持システムは、光ファイバ先端部の温
度をレーザシステム中で検出された指定光信号の関数と
して求めるプロセッサと、パワーをレーザダイオードに
供給するパワー増幅器と、パワー出力信号をパワー増幅
器に与えるコントローラとを有し、コントローラは、求
めた温度と所望温度の比較により生じるエラー信号の関
数である出力信号を計算するアルゴリズムを有する。
【００１２】本明細書は、本発明を具体的に記載してそ
の特徴を明確に示した特許請求の範囲を含むが、本発明
の内容は、添付の図面を参照して以下の説明を読むと一
層よく理解されると考えられる。
【００１３】
【発明の実施の形態】今、図面を詳細に参照すると（図
中、同一の符号は、同一の要素を示している）、図１
は、光ファイバ２０からの光によりエネルギを人の組織
に伝えるレーザ治療システム１０を示している。第１の
レーザダイオード１２は、病気の医学的治療に役立つ所
定の出力（好ましくは、約２ワット乃至２０ワットの範
囲内にある）及び所定の波長（好ましくは、約８００ナ
ノメートル乃至８５０ナノメートルの範囲内にある）を
有する第１のレーザビーム１４を生じさせるためにレー
ザ治療システム１０（図９参照）内に設けられている。
さらに、図１で分かるように、接続ブロック１６が、レ
ーザ治療システム１０用のハウジング１８のフロント部
内部に配置されている。接続ブロック１６は、コネクタ
２４を介して第１のレーザビーム１４を光ファイバ２０
の第１の端部２２に光結合して第１のレーザビーム１４
を光ファイバ２０の第２の端部（又は先端部）２６から
伝送できるようにするのに役立つ。
【００１４】図２は、コントローラボード２８を露出す
るようにハウジング１８を取り外した状態でレーザ治療
システム１０を示している。コントローラボード２８
は、構成部品としてとりわけ、メインプロセッサ３０を
有し、このメインプロセッサは、各種電気信号を受けか
つ処理し、レーザ治療システム１０の動作を制御するこ
とが理解される。もっぱら信号相互の位相差を計算する
ためにディジタル信号プロセッサ３２をコントローラボ
ード２８上に搭載するのが好ましい（これについては、
以下に詳細に説明する）。したがって、ディジタル信号
プロセッサ３２は、メインプロセッサ３０と直列に接続
されており、このディジタル信号プロセッサは、さらに
光ファイバ先端部２６の温度を求めるためにかかる位相
差に関連した信号を処理するよう機能する。この場合、
メインプロセッサ３０とディジタル信号プロセッサ３２
が適当なレーザ動作モードにある間、協調動作して所要
の出力をレーザダイオード１２に与えて治療中、光ファ
イバ先端部２６を所望の温度状態に維持するようにする
ことが理解される。レーザ治療システム１０は、手術
中、第１のレーザビーム１４を、光ファイバの第１の端
部２２と光学的に連通するように向けるために、全体を
参照符号３４で示した光学ベンチを更に含む。
【００１５】図３は、好ましくは本発明の譲受人によっ
て所有されている米国特許出願第０９／７８５，５７１
号（発明の名称：Optical Fiber Including A Diffuser
Portion And Continuous Sleeve For The Transmissio
n Of Light（ディフューザ部分及び連続スリーブを有す
る光伝送用光ファイバ））に従って構成された光ファイ
バ２０の部分断面図であり、かかる米国特許出願の開示
内容を本明細書の一部を形成するものとしてここに引用
する。図３で分かるように、好ましくは中心にあるシリ
カ製コア３６が設けられ、このコアは円周方向のフルオ
ロポリマー製クラッド３８及びこの周りを取り囲んで被
着された外側バッファ層４０（例えば、テフセル：Tefz
el（登録商標）製）を有している。クラッド３８及び外
側バッファ層４０はそれぞれコア３６への機械的支持体
となり、コア３６よりも低い屈折率を有していることが
理解される。このように、クラッド３８及び外側バッフ
ァ層は、光がコア３６から出ないようにすることができ
る。光フィイバ２０は、好ましくはペルフルオロアルコ
キシ（ＰＦＡ）に硫酸バリウム粒子を配合したものから
成るスリーブ４２を更に有し、このスリーブ４２は、Ｕ
Ｖ硬化性光接着剤の層４４によりコア３６に光学的かつ
機械的に結合されているが、このようにするかどうかは
任意である。これは、クラッド３８及び外側バッファ層
４０が除去された光ファイバ２０のディフューザ部分４
６で最もよく分かり、医学的治療中、コア３６を通って
伝送された第１のレーザビーム１４からの光を接着剤層
４４からスリーブ４２を通って伝送し、そして組織中へ
散乱させることができる。
【００１６】さらに、蛍光物質のスラグ（以下、「蛍光
スラグ」という場合がある）４８がディフューザ部分４
６の下流側端部に隣接して設けられたアニュラス部５０
内に設けられ、ディフューザ部分４６から出ない第１の
レーザビーム１４からの光がコア３６の端部から出てか
ら散乱かつ反射してコア３６内へ戻されることが分か
る。蛍光スラグ４８は、さらに光学温度センサとしての
機能を発揮し、好ましくは、クロムをドープしたザクロ
石（例えば、アレキサンドライト、ルビー及びエメラル
ド）、半導体をドープしたガラス（例えば、ニューヨー
ク州ヨンカーズ所在のスコット・グラス・カンパニイに
よって製造販売されているスコットＲＧ６６５フィルタ
ガラス）、蛍光体又は他の温度依存性蛍光物質から成る
材料の等級に属する。このように、蛍光スラグ４８は、
第１の波長を持つ光源からの光学的刺激を受け取り、第
２の波長で光学的蛍光応答を生じさせることができ、こ
の場合、光学的刺激の波長と光学的蛍光応答の波長は、
第１のレーザビーム１４の波長とは異なっている。この
点に関し、蛍光物質スラグ４８は、組織治療の際のレー
ザダイオード１２からの第１のレーザビーム１４の利用
方法に悪影響を及ぼさないように、かかる第１のレーザ
ビーム１４の波長に対して実質的に透明であることが好
ましい。この際、医学的治療を助けるために穿通先端部
５２がアニュラス部５０に取り付けられている。
【００１７】光学ベンチ３４に着目すると、図４及び図
５から分かるように、第１のレーザビーム１４の経路
は、第１のレーザダイオード１２と光学的に連通してい
る光ファイバ１３から光学ベンチ３４に入る。光ファイ
バ１３は、適切な位置決め（アラインメント）状態が得
られるように光学ベンチ３４内に設けられたコネクタ３
５内に配置されている。第１のレーザビーム１４は、レ
ンズ５６を有するビームコリメータ５４を介して伝送さ
れ、そして好ましくは、光学ベンチ３４用のハウジング
６０に取り付けられた全反射（ＴＩＲ）プリズム５８の
方へ向けられる。第１のレーザビーム１４は、好ましく
はＴＩＲプリズム５８で反射して第１のビームスプリッ
タ６２によって受け取られる。このビームスプリッタ
は、第１のレーザビーム１４を反射して第２のビームプ
スリッタ６４に向けられる。次に、第１のレーザビーム
１４は、出力レンズ６８を収納した出力ビームレンズ組
立体６６を介して、第２のビームスプリッタ６４から反
射し、それにより、第１のレーザビーム１４がコネクタ
２４を介して光ファイバの第１の端部２２と光学的に連
通する。第１のレーザビーム１４のうちの僅かな割合の
部分（これは、参照符号１５で示されている）が、好ま
しくは回転ミラー７２を用いることにより第１のビーム
スプリッタ６２によってレーザ出力検出器７０へ伝送さ
れ、第１のレーザビーム１４の出力をモニターすること
ができるようになっていることが理解される。第１のビ
ームスプリッタ６２、レーザ出力検出器７０及びレーザ
ビーム１５についての詳細な説明は、本願と同日に出願
された関連の米国特許出願（発明の名称：Apparatus An
d Method Of Monitoring And Controlling Power Outpu
t OfA Laser System （レーザビームの出力をモニター
して制御する装置及び方法）、なお本願出願時において
は出願番号が未付与である）に記載されている。この関
連出願も本発明の譲受人によって所有されており、かか
る米国特許出願の開示内容は参照することにより本明細
書の一部を形成する。勿論、第１のレーザビーム１４に
よって与えられる光の波長を一層よく隔離して減衰させ
るために、フィルタ７４、補正フィルタ７６及びＮＤ
（中性濃度）フィルタ７８によって例示されているよう
に種々のフィルタが用いられる。
【００１８】これと同様に、第２のレーザダイオード８
０（図９参照）が好ましくは、第２のマーカーレーザビ
ームとも呼ばれているレーザビーム８２を光ファイバ８
１によって光学ベンチ３４へ供給する。光ファイバ８１
は、好ましい位置合わせを確かなものにするように光学
ベンチ３４内に設けられたコネクタ８５内部に配置され
ている。第２のレーザビーム８２は、光学ベンチハウジ
ング６０に取り付けられたマーカービームコリメータ８
４、マーカーレンズ８６及びマーカーフィルタ８７を介
して伝送される。マーカーレーザビーム８２は、好まし
くは所定の出力（好ましくは、約０．５〜２ミリワット
の範囲内にある）及び所定の波長（好ましくは、約６０
０〜６５０ナノメートルの範囲内にある）を有する。好
ましくは正弦波信号として時変調されるマーカーレーザ
ビーム８２は、光ファイバ２０内の蛍光スラグ４８を光
学的に刺激して、そこから所望の光学的蛍光応答を生じ
させる光源として用いられることが理解される。コネク
タ２４を介してマーカーレーザビーム８２を光ファイバ
の第１の端部２２と光学的に連通するためには、マーカ
ーレーザビームを第１のレーザ回転ミラー８８に向け
る。この回転ミラー８８は、これを第２のレーザ回転ミ
ラー９０へ反射する。次に、マーカーレーザビーム８２
は、第１のビームスプリッタ６２に当たり、この第１の
ビームスプリッタは、マーカーレーザビーム８２の大部
分を（その波長の関数として）透過させて、これが第１
のビームスプリッタを介して第２のビームスプリッタ６
４へ進む。マーカーレーザビーム８２は、次に第２のビ
ームスプリッタ６４で反射し、出力レンズ６８付きの出
力ビームレンズ組立体６６を通る。したがって、第１
（治療）レーザビーム１４と第２（マーカー）レーザビ
ーム８２の両方は、レーザ治療システム１０の通常の動
作中、参照符号９２で示すように、第１のビームスプリ
ッタ６２から第２のビームスプリッタ６４に向けられ、
そして光ファイバ２０の第１の端部２２へと向けられ
る。
【００１９】マーカーレーザビーム８２は、光学的刺激
を蛍光スラグ４８へ供給する。この蛍光スラグは、マー
カーレーザビーム８２のエネルギを吸収し、これに応答
した蛍光を発する。マーカーレーザビーム８２による蛍
光物質スラグ４８の刺激から蛍光物質スラグ４８の蛍光
発生までの時間の遅れは、光ファイバの第２の端部２６
の温度の関数であり、これを測定して用いると、かかる
温度を計算することができる。参照符号９４で示される
光学的蛍光応答は光ファイバ２０へ戻されて、光ファイ
バの第１の端部２２から出て光学ベンチ３４へ入る。光
学的蛍光応答９４は、好ましくは極めて低い出力（約５
ナノワット乃至１００ナノワットの範囲内にある）を有
し、約６８０ナノメートル乃至７８０ナノメートルの好
ましい波長を有する。次に、光学的蛍光応答９４は、出
力レンズ６８及び出力ビームレンズ組立体６６を通って
第２のビームスプリッタ６４へ進む。第２のビームスプ
リッタ６４は、光学的蛍光応答９４がこれを通って信号
フィルタセット９６へ伝えられるように構成されてい
る。この信号フィルタセットは、反射マーカー及び治療
光のうち大部分を遮断するよう機能する。蛍光波長及び
黒体波長だけを通過するよう濾波された残りの信号は、
信号光学組立体９９内に信号フィルタセット９６と共に
保持された合焦レンズ９８を介して蛍光／黒体検出器１
００へ進む。
【００２０】蛍光／黒体検出器１００とレーザ出力検出
器７０とが接続するようにセンサボード１０２が光学ベ
ンチハウジング６０に隣接して設けられていることが理
解される。特に、センサボード１０２上に設けられた回
路構成が、検出器７０，１００からの出力を増幅かつ調
整することが理解される。光ファイバの第２の端部２６
の温度を計算し、黒体信号を検出し、そして第１のレー
ザビーム１４の光出力を測定するために、センサボード
１０２は、さらにコントローラボード２８に接続されて
おり、これと情報のやりとりをする。
【００２１】光ファイバの第２の端部２２の温度を検出
してこれを維持するために、本発明の光学温度測定シス
テムがレーザ治療システム１０の一部として設けられて
いる。具体的に説明すると、図６は、正弦波基準信号１
０６（図７参照）を第２のレーザダイオード８０用のマ
ーカー駆動装置１０８に与えて、マーカーレーザビーム
８４によって供給される光学的刺激及び蛍光スラグ４８
からの光学的蛍光応答９４が実質的に同一の周波数を持
つ正弦波であるようにするために利用されるものとして
コントローラボード２８上に設けられた装置１０４、例
えばコーダ／デコーダ（ＣＯＤＥＣ）を示している。勿
論、装置１０４は、マーカー駆動装置１０８に適当な信
号を与えるのに必要なディジタル−アナログ（Ｄ−Ａ）
変換器を有する。
【００２２】装置１０４は、さらにマーカーレーザビー
ム８２からの光学的刺激及び検出器１００からの光学的
蛍光応答９４を表すアナログ信号１１０，１１２を受け
取ることが理解される。装置１０４は、さらに信号１１
０，１１２を変換するアナログ−ディジタル（Ａ−Ｄ）
変換器を収納状態で有している。コントローラボード２
８には、第２のレーザダイオード８０の出力を制御し、
その結果、信号１１０を実質的に一定に保つ回路構成が
設けられている。具体的に説明すると、電位差計１１４
及び増幅器１１６は、マーカーレーザビーム８２の光出
力を設定して信号１１０に関するレベルを特定範囲内に
制御するよう機能する。同様に、信号９４は、ディジタ
ル信号プロセッサ３２による信号１１２の処理を容易に
するためにセンサボード１０２上に設けられた増幅器１
１８及びフィルタ１２０によりそれぞれ増幅及び濾波が
行なわれる。第２の増幅器１２２も好ましくは、コント
ローラボード２８上に設けられ、この増幅器は、装置１
０４による受け取りに先立って、濾波された信号を一段
と増幅するのに役立つ。
【００２３】蛍光スラグ４８以外の要素（即ち、増幅器
１１８、フィルタ１２０及び増幅器１２２）は、光学的
蛍光信号１１２及び光学的刺激信号１１０に対するその
位相シフト１２８に影響を及ぼす場合があることが理解
される。位相シフト１２８は、図中、同一周波数の２つ
の正弦波相互間の時間の変化として示されている。した
がって、光学蛍光信号１１２に対する影響を計算するた
めに校正方式を開発した。特に、図８では、ポート１３
０が光学ベンチハウジング６０の頂部１３２に設けられ
ていることが分かる。これにより、光ファイバをコネク
タ２４経由でマーカーレーザビーム８２と光学的に連通
しつつポート１３０に挿入することができる。このよう
にして、マーカーレーザビーム８２を、信号フィルタセ
ット９６に通過させないで検出器１００に向けて上述の
要素の固有の位相シフトを測定してこれを光学的蛍光信
号１１２から差し引くことができるようにする（これに
ついては、図７に示す校正信号１１１及び符号１２５で
示す光学的刺激信号１１０との固有の位相シフトを参照
されたい）。これはまた、フィードバックループ１３８
により図６に概略的に示されており、かかるフィードバ
ックループでは、光学刺激信号１１０は蛍光スラグ４８
をバイパスし、検出器１００に直接、供給される。この
ようにすると、全てのレーザ治療システム１０の作動を
構成部品相互間のばらつきとは無関係に標準化すること
ができる。
【００２４】別の校正方式は、蛍光部品（図示せず）付
きの光ファイバ差込み手段を提供することであり、この
場合、蛍光部品は光学蛍光信号１１２と実質的に同一の
波長で非常に短時間の蛍光の発生機能を有し、これを光
ファイバ２０に代えてコネクタ２４へ差し込むことがで
きる。例示の蛍光部品は、ニューハンプシャー州ノース
サットン所在のラブスフィア・インコーポレイテッド
（Labsphere, Inc.）を介して入手できることが理解さ
れる。したがって、マーカーレーザビーム８２は、蛍光
部品に当てられ、蛍光スラグ４８に関して上述したよう
に光学蛍光応答信号が蛍光部品から出て検出器１００に
送られる。次に、この信号は定量化され、そして装置１
００によって受け取られた光学蛍光応答信号１１２中の
固有の位相シフトを除くのに利用される。
【００２５】信号１１０，１１２の位相差処理は、好ま
しくはディジタル信号プロセッサ３２によって行なわ
れ、このディジタル信号プロセッサ３２は、適当な信号
をメインプロセッサ３０に送って、光ファイバの第２の
端部２６についての温度をかかる位相の関数として計算
できるようにする（即ち、少なくとも第３次、好ましく
は第５次の多項式アルゴリズムによって）。勿論、かか
る信号１１０，１１２は、レーザ治療システム１０の校
正及び上述の固有位相シフト１４５を考慮に入れること
になろう。信号１１０，１１２相互の位相差を直接求め
ることができるが、装置１０４によって駆動装置１０８
に与えられる基準信号１０６を利用するのが好ましいこ
とが判明している。したがって、図７で分かるように、
基準信号１０６と光学刺激信号１１０の第１の位相差１
２４及び基準信号１０６と光学的蛍光信号１１２の第２
の位相差１２６を求めるが、第１の位相差１２４と第２
の位相差１２６の差は、光学的刺激信号１１０と光学的
蛍光信号１１２の総位相差１２８と等価である。
【００２６】光ファイバの第２の端部２６の温度を単に
計算することに加えて、レーザ治療システム１０は、ま
たその場所及び隣の組織の所望の温度を維持するために
かかる情報を利用するよう機能する。これは、かかる温
度をモニターし、必要に応じて所要の出力調整を第１の
レーザビーム１４に対して供給することにより達成され
る。図９で分かるように、所望温度を表す温度設定値１
４０を加算器１４２に供給する場合、メインプロセッサ
３０からのフィードバック信号１４４も、光ファイバの
第２の端部２６の現在の検出温度を示す加算器１４２に
与え、それにより温度設定値１４０との不一致をエラー
（誤り）信号１４６によって反映させる。エラー信号１
４６は、符号を変更する。即ち、検出温度１４４が所望
温度１４０よりも低い場合は正、検出温度１４４が所望
温度１４０よりも高い場合は負であるとみなされる。エ
ラー信号１４６をコントローラ１４８に供給するとこの
コントローラがレーザダイオード１２への出力を調整す
る信号１５０をパワー又は出力増幅器１５２に供給する
ことが理解される。好ましい実施形態では、温度設定値
１４０及びフィードバック信号１４６に基づく第１のレ
ーザビーム１４用のパワーの制御は、メインプロセッサ
３０に格納されているソフトウェアを介して行なわれ
る。
【００２７】より詳細には、図１０から理解されるよう
に、コントローラ１４８は、好ましくは比例成分及び積
分成分を含む比例積分（ＰＩ）制御アルゴリズムを利用
する。比例成分は、エラー信号１４６からなり、この信
号はボックス１５４で示された倍率Ｋp が乗じられてい
る。積分成分は、積分器１５６に供給されるエラー信号
１４６（これはさらにＥ（ｔ）として数学的に表され
る）にボックス１５８で示すような倍率Ｋi が乗じられ
る。倍率Ｋp ，Ｋi は、応答時間、温度の最終値のオー
バーシュート及び精度、関連の組織の動的条件相互間の
バランスをもたらすと共にワット／℃の単位をもつよう
選択される定数であることが当業者に理解される。次
に、比例成分及び積分成分からのそれぞれの出力信号１
６０，１６２を加算器１６４で加算して出力信号１５０
を提供する。その結果、出力信号１５０を次のように数
学的に表すことができる。
【００２８】
【数１】
【００２９】制御アルゴリズムの過去の動作からの全て
のエラーを合計する積分成分は、好ましくはメインプロ
セッサ３０によって計算された検出温度１４４が、規定
の制御帯域（例えば、所望温度１４０±５℃）に収まっ
ている場合にのみ利用されることが理解される。したが
って、検出温度１４４が制御帯域よりも低い場合（即
ち、所望温度１４０−５℃よりも低い温度）、コントロ
ーラ１４８からの信号１５０は、パワー増幅器１５２が
最大出力（例えば、１５ワット）をレーザダイオード１
２へ供給して治療中の組織を温かくする。これとは対照
的に、検出温度１４４が制御帯域よりも高い場合（即
ち、所望温度１４０＋５℃よりも高い温度）、コントロ
ーラ１４８からの信号１５０が、パワー増幅器１５２へ
最小出力（例えば、０ワット）をレーザダイオード１２
に供給するようにさせる。このように、治療中の組織
は、冷えて制御帯域内の温度に戻ることができる。レー
ザダイオード１２は約２ワット未満のコヒーレントなレ
ーザ出力を信頼性をもって生じさせることはできない。
したがって、２ワット未満の出力を得るためには好まし
い実施形態においては、レーザダイオード１２への出力
を瞬間的に遮断され得ることが判明している。この場
合、制御アルゴリズムの積分成分は、検出温度１４４が
所望温度１４０に近づくにつれ効果が大きくなり、エラ
ー信号１４６を０へ駆動する能力を制御アルゴリズムに
与えるものであることは注目される。
【００３０】積分器のワインドアップを阻止し、一方で
システムパフォーマンスを最適化するためには、コント
ローラ１４８の積分成分を制御帯域の各端における移行
点を認識するときに、事前にロード又は事前にチャージ
し、出力信号１５０が制御アルゴリズムの一反復につい
て連続した状態のままであることが好ましい。これは上
述の数学的方程式を変形すると次式として得られる。
【００３１】
【数２】 このように、出力の変動は、例えば制御帯域の下端へ移
行する際の過渡時の間で回避される。その結果、出力信
号１５０の滑らかな減少が、所望温度１４０を僅かにオ
ーバーシュートし（制御帯域内に留まるが）、次にかか
る所望温度１４０に維持される検出温度１４４を伴った
状態で生じるようになる。このようにしてレーザ治療シ
ステム１０の動作が円滑になるだけでなく、所望温度１
４０で定常状態に達するのに要する時間が減少する。
【００３２】本発明の好ましい実施形態を開示してきた
が、本発明の範囲から逸脱することなく適当な改造を施
すことによりレーザ治療システムによる治療中、光ファ
イバの先端部の温度を測定してこれを制御するシステム
及び方法の別の変形例を当業者であれば想到できよう。
【００３３】本発明の具体的な実施形態は、以下の通り
である。 （１）前記蛍光物質スラグは、クロムをドープしたザク
ロ石、半導体をドープしたガラス及び蛍光体を含む等級
の温度依存性蛍光物質で構成されていることを特徴とす
る請求項１記載の方法。 （２）前記光学的刺激信号及び前記光学的蛍光応答信号
は、所定周波数の正弦波信号であることを特徴とする請
求項１記載の方法。 （３）前記計算段階の実施に先立って前記位相差を校正
する段階を更に有していることを特徴とする請求項１記
載の方法。 （４）前記校正段階は、（ａ）前記光学的刺激を直接検
出してその正規化信号を設定する段階と、（ｂ）前記検
出された光学的刺激信号を前記正規化信号に従って調整
する段階とを更に含むことを特徴とする実施態様（３）
記載の方法。 （５）前記第２の所定波長範囲内の前記光学的蛍光応答
を濾波する段階を更に有していることを特徴とする請求
項１記載の方法。
【００３４】（６）前記光ファイバ先端部の温度を指定
範囲内に維持する段階を更に有していることを特徴とす
る請求項１記載の方法。 （７）前記光学的刺激信号と前記光学蛍光応答信号を互
いに直接比較してこれらの位相差を求める段階を更に有
していることを特徴とする請求項１記載の方法。 （８）前記方法は、（ａ）基準信号を生じさせる段階
と、（ｂ）前記基準信号と前記光学的刺激信号の第１の
位相差を求める段階と、（ｃ）前記基準信号と前記光学
的蛍光応答信号の第２の位相差を求める段階と、（ｄ）
前記第１の位相差と前記第２の位相差の差を求める段階
とを更に有していることを特徴とする請求項１記載の方
法。 （９）前記蛍光物質スラグは、クロムをドープしたザク
ロ石、半導体をドープしたガラス及び蛍光体を含む等級
の温度依存性蛍光物質で構成されていることを特徴とす
る請求項２記載のレーザシステム。 （１０）正弦波入力を前記光源に与える装置を更に有
し、前記第１及び第２の信号は、これに対応した正弦波
の形態を有していることを特徴とする請求項２記載のレ
ーザシステム。
【００３５】（１１）前記第３の所定波長範囲内の前記
光学的蛍光応答を濾波する装置を更に有していることを
特徴とする請求項２記載のレーザシステム。 （１２）前記プロセッサは、前記レーザからの出力を制
御して前記光ファイバの第２の端部の前記温度を指定範
囲内に維持するようになっていることを特徴とする請求
項２記載のレーザシステム。 （１３）前記蛍光物質スラグは、前記第１の所定波長範
囲内の光に対して実質的に透明であることを特徴とする
請求項２記載のレーザシステム。 （１４）前記レーザシステム用のハウジングに設けられ
たポートを更に有し、前記光源は、校正を目的として前
記検出器と直接的に光学的に連通することができること
を特徴とする請求項２記載のレーザシステム。 （１５）前記光学的刺激信号及び前記光学的蛍光応答信
号は、正弦波信号であることを特徴とする請求項３記載
の光学温度測定システム。
【００３６】（１６）前記装置は、基準信号を更に生じ
させ、前記光学的刺激信号と前記光学的蛍光応答信号の
前記位相差は、前記基準信号と前記光学的刺激信号の第
１の位相差及び前記基準信号と前記光学的蛍光応答信号
の第２の位相差の関数であることを特徴とする請求項３
記載の光学温度測定システム。 （１７）前記蛍光物質スラグは、クロムをドープしたザ
クロ石、半導体をドープしたガラス及び蛍光体を含む等
級の温度依存性蛍光物質で構成されていることを特徴と
する請求項３記載の光学温度測定システム。 （１８）前記レーザシステム用のハウジングに設けられ
たポートを更に有し、前記光源は、校正を目的として前
記検出器と直接的に光学的に連通することができること
を特徴とする請求項３記載の光学温度測定システム。 （１９）前記求めた温度が、前記所望温度に関して上限
及び下限を持つ特定の制御帯域内にあるかどうかを判定
する段階を更に有していることを特徴とする請求項４記
載の方法。 （２０）前記求めた温度が前記制御帯域の前記下限より
も低い場合、最大パワー出力を前記レーザダイオードに
与えることを特徴とする実施態様（１９）記載の方法。
【００３７】（２１）前記求めた温度が前記制御帯域の
前記上限よりも高い場合、最小パワー出力を前記レーザ
ダイオードに与えることを特徴とする実施態様（１９）
記載の方法。 （２２）前記レーザダイオードへの前記パワー出力は、
前記求めた温度が前記制御帯域内にある場合に比例成分
及び積分成分の関数であることを特徴とする実施形態
（１９）記載の方法。 （２３）前記パワー出力の前記比例成分は、前記エラー
信号と比例倍率の積であることを特徴とする実施態様
（２２）記載の方法。 （２４）前記パワー出力の前記積分成分は、積分倍率と
経時的に積分される各前記エラー信号の積であることを
特徴とする実施態様（２２）記載の方法。 （２５）前記積分成分は、前記求めた温度が前記制御帯
域内に移行すると事前ロードされ、前記レーザダイオー
ドへの前記出力が前記移行中、連続状態のままであるよ
うになっていることを特徴とする実施態様（２４）記載
の方法。
【００３８】（２６）前記コントローラは、前記求めた
温度が前記所望温度についての特定の制御帯域の下限よ
りも低い場合、前記パワー増幅器によって最大パワーが
前記レーザダイオードに供給されるようにパワー出力信
号を生じさせることを特徴とする請求項５記載のシステ
ム。 （２７）前記コントローラは、前記求めた温度が前記所
望温度についての特定の制御帯域の上限よりも高い場
合、前記パワー増幅器によって最小パワー出力が前記レ
ーザダイオードに供給されるようにパワー出力信号を生
じさせることを特徴とする請求項５記載のシステム。 （２８）前記アルゴリズムは、前記求めた温度が前記所
望温度についての特定の制御帯域内にあるときに、比例
成分及び積分成分の関数であることを特徴とする請求項
５記載のシステム。 （２９）前記アルゴリズムの前記比例成分は、前記エラ
ー信号と比例倍率の積であることを特徴とする実施態様
（２８）記載のシステム。 （３０）前記アルゴリズムの前記積分成分は、積分倍率
と、経時的に積分される各前記エラー信号の積であるこ
とを特徴とする実施態様（２８）記載のシステム。 （３１）前記積分成分は、前記求めた温度が前記制御帯
域内に移行すると事前ロードされ、前記レーザダイオー
ドに供給されるパワーが前記移行中、連続状態のままで
あるようになっていることを特徴とする実施態様（３
０）記載のシステム。
【００３９】
【発明の効果】請求項１及び請求項２の発明は、光ファ
イバ先端部のところの蛍光物質スラグの蛍光応答の光刺
激に対する温度依存性を利用しており、かかる発明によ
れば、所定波長の光学的刺激信号とかかる光学的刺激に
より蛍光物質スラグから生じた光学的蛍光応答信号の位
相差を、基準信号と光学的刺激信号の位相差及び基準信
号と光学的蛍光応答信号の位相差の関数として直接又は
間接的に求めることができるので、かかる位相差に関連
付けられたレーザ治療中における光ファイバ先端部のと
ころの温度を迅速且つ正確に求めることができる。
【００４０】請求項３の発明によれば、光学的刺激信号
とかかる光学的刺激により蛍光物質スラグから生じた光
学的蛍光応答信号の位相差（これは上述のように、レー
ザ治療中における光ファイバ先端部のところの温度に関
連付けられている）を、基準信号と光学的刺激信号の位
相差及び基準信号と光学的蛍光応答信号の位相差の関数
としてプロセッサにより迅速且つ正確に求めることがで
きる。
【００４１】請求項４及び請求項５の発明によれば、上
述したようにレーザ治療中における光ファイバ先端部の
ところの温度を迅速且つ正確に求めた上で、かかる温度
と所望温度を比較し、それに応じてレーザ治療システム
のレーザダイオードへの電力出力を制御するようになっ
ているので、レーザ治療中における光ファイバ先端部の
ところの温度を所望レベルに維持することができ、しか
も、従来技術で必要であった多数回にわたる調整及び校
正が最小限に抑えられ、レーザ装置相互の安定性及び再
現性が向上し、構成の複雑さ及びコストが減少する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のレーザ治療システムの等角図である。
【図２】コントローラボード及びこの中に収納された光
学ベンチの外部が見えるようにハウジングを取り外した
状態の図１に示すレーザ治療システムの等角図である。
【図３】図１に概略的に示すレーザ治療システムに用い
られる光ファイバの拡大部分端面図である。
【図４】図２に示す光学ベンチの断面図であり、光学ベ
ンチ内に設けられたかじ取り光学系が、１対のレーザビ
ームを光学ベンチに通して光ファイバ内へ導くことがで
きるように配置された状態を示す図である。
【図５】図２及び図４に示す光学ベンチの等角図であ
り、接続ブロック及びセンサボードが光学ベンチとイン
タフェースをとるものとして示されている状態を示す図
である。
【図６】本発明に従って図１に示すレーザ治療システム
によって利用される光学温度測定システムの回路図であ
る。
【図７】図６に示す基準信号、刺激信号、応答信号及び
校正信号のタイミング図である。
【図８】図２、図４及び図５に示す光学ベンチの平面図
である。
【図９】本発明に従って光ファイバ先端部の所望の温度
を維持するよう利用されるレーザ治療システムの回路の
概略ブロック図である。
【図１０】光ファイバを所望の温度範囲内に維持するよ
う図９に示すメインプロセッサに利用されるコントロー
ラの概略ブロック図である。
【符号の説明】
１０ レーザ治療システム １４ 第１の（治療）レーザビーム ２０ 光ファイバ ２４ コネクタ ３０ メインプロセッサ ３２ ディジタル信号プロセッサ ３４ 光学ベンチ ４８ 蛍光物質スラグ ６２，６４ ビームスプリッタ ６６ 出力レンズ組立体 ８２ 第２の（マーカー）レーザビーム １００ 蛍光／黒体検出器 １０４ コーダ／デコーダ（ＣＯＤＥＣ）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デビッド・シー・イェイツ アメリカ合衆国、45069 オハイオ州、ウ エスト・チェスター、ギャルウェイ・コー ト 7534 (72)発明者 ウィリアム・エイ・ポーラック アメリカ合衆国、45065 オハイオ州、サ ウス・レバノン、イースト・パイク・スト リート 200 (72)発明者 ロバート・エム・トラスティ アメリカ合衆国、45241 オハイオ州、シ ンシナティ、コヨーテ・コート 12126 (72)発明者 スコット・エイ・ニールド アメリカ合衆国、45215 オハイオ州、リ ーディング、イースト・ベンソン・ストリ ート 743 Ｆターム(参考） 2G043 AA06 BA16 DA02 EA01 HA05 KA09 LA01 NA01 NA05 2G066 AA01 AC13 BA18 BA19 BA38 BC02 BC07 BC15 CA14 2H037 BA03 BA32 CA13 DA03 DA04 DA05 4C026 FF17 GG07

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光ファイバの先端部の温度を検出する方
    法であって、 （ａ）蛍光物質のスラグを前記光ファイバ先端部に隣接
    して位置決めする段階と、 （ｂ）第１の所定範囲内の波長を持つ光学的刺激を前記
    光ファイバ先端部に光結合された少なくとも１本の光フ
    ァイバ中へもたらして前記蛍光物質スラグからの第２の
    所定範囲内の波長を持つ所望の光学的蛍光応答を生じさ
    せる段階と、 （ｃ）前記光学的刺激を表す信号を検出する段階と、 （ｄ）前記光学的蛍光応答を表す信号を検出する段階
    と、 （ｅ）前記光学的刺激信号及び前記光学的蛍光応答信号
    をディジタル的に処理し、これら信号間の位相差を求め
    る段階と、 （ｆ）前記光ファイバ先端部の温度を前記位相差の関数
    として計算する段階とを有することを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 レーザシステムであって、 （ａ）第１の所定範囲内の波長を持つレーザビームを生
    じさせるレーザを有し、 （ｂ）前記レーザビームと光学的に連通している第１の
    端部及び前記レーザビームを伝送させる第２の端部を備
    えた少なくとも１本の光ファイバを有し、 （ｃ）前記光ファイバの前記第２の端部に隣接して位置
    決めされた蛍光物質のスラグを有し、 （ｄ）第２の所定範囲内の波長を持つ光学的刺激を前記
    蛍光物質スラグに与える光源を有し、前記蛍光物質スラ
    グからの第３の所定範囲内の波長を持つ所望の光学的蛍
    光応答を生じさせ、 （ｅ）前記光学的蛍光応答を検出する検出器を有し、 （ｆ）前記光学的刺激を表す第１の信号及び前記光学的
    蛍光応答を表す第２の信号を受け取る装置を有し、 （ｇ）前記第１の信号と前記第２の信号の位相差を求め
    るプロセッサを有し、前記光ファイバの第２の端部の温
    度は、前記位相差の関数として求められることを特徴と
    するレーザシステム。
  3. 【請求項３】 光学温度測定システムであって、 （ａ）光を受け取る第１の端部及び前記光を伝送する第
    ２の端部を備えた光ファイバと、 （ｂ）前記光ファイバの第２の端部に隣接して位置決め
    された蛍光物質のスラグと、 （ｃ）前記光ファイバを通して光学的刺激を前記蛍光物
    質スラグに与え、それにより蛍光物質スラグから所望の
    光学的蛍光応答を生じさせるための光源と、 （ｄ）前記光学的蛍光応答を検出する検出器と、 （ｅ）前記光学的刺激を表す第１の信号及び前記光学的
    蛍光応答を表す第２の信号を受け取る装置と、 （ｆ）前記第１の信号と前記第２の信号の位相差を求め
    るプロセッサとを有していることを特徴とする光学温度
    測定システム。
  4. 【請求項４】 レーザシステム中の光ファイバ先端部の
    温度を所望温度に維持する方法であって、 （ａ）指定された光信号を処理して前記光ファイバ先端
    部の温度をその関数として求める段階と、 （ｂ）前記光ファイバ先端部について求めた前記温度を
    前記所望温度と比較する段階と、 （ｃ）前記求めた温度と前記所望温度の差の関数として
    エラー信号を生じさせる段階と、 （ｄ）前記レーザシステムのレーザダイオードへのパワ
    ー出力を前記エラー信号に従って制御する段階とを有し
    ていることを特徴とする方法。
  5. 【請求項５】 レーザシステム中の光ファイバの先端部
    の温度を所望温度に維持するシステムであって、前記レ
    ーザシステムは、レーザビームを前記光ファイバ先端部
    にもたらすレーザダイオードを有し、前記温度維持シス
    テムは、 （ａ）前記光ファイバ先端部の温度を前記レーザシステ
    ム中で検出された指定光信号の関数として求めるプロセ
    ッサと、 （ｂ）パワーを前記レーザダイオードに供給するパワー
    増幅器と、 （ｃ）パワー出力信号を前記パワー増幅器に与えるコン
    トローラとを有し、前記コントローラは、前記求めた温
    度と前記所望温度の比較により生じるエラー信号の関数
    である前記出力信号を計算するアルゴリズムを有してい
    ることを特徴とするシステム。
JP2002167719A 2001-06-08 2002-06-07 レーザシステム内の光ファイバ先端部の温度を測定して制御するシステム及び方法 Pending JP2003139617A (ja)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US296783 1994-08-26
US29678301P 2001-06-08 2001-06-08
US906535 2001-07-16
US09/906,535 US6796710B2 (en) 2001-06-08 2001-07-16 System and method of measuring and controlling temperature of optical fiber tip in a laser system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003139617A true JP2003139617A (ja) 2003-05-14
JP2003139617A5 JP2003139617A5 (ja) 2007-06-21

Family

ID=26969819

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002167719A Pending JP2003139617A (ja) 2001-06-08 2002-06-07 レーザシステム内の光ファイバ先端部の温度を測定して制御するシステム及び方法

Country Status (5)

Country Link
US (2) US6796710B2 (ja)
EP (1) EP1265059B1 (ja)
JP (1) JP2003139617A (ja)
CA (1) CA2389909A1 (ja)
DE (1) DE60237179D1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016509212A (ja) * 2013-01-07 2016-03-24 セキュラス メディカル グループ インク 温度測定システム、方法、および装置

Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2372637A1 (en) 2002-02-20 2003-08-20 Institut National D'optique Packaged optical sensors on the side of optical fibres
US9440046B2 (en) 2002-04-04 2016-09-13 Angiodynamics, Inc. Venous insufficiency treatment method
US20060274813A9 (en) * 2002-06-06 2006-12-07 Wei Chen Nanoparticle thermometry and pressure sensors
US20070189359A1 (en) * 2002-06-12 2007-08-16 Wei Chen Nanoparticle thermometry and pressure sensors
WO2008124790A2 (en) 2002-07-10 2008-10-16 Angiodynamics, Inc. Device and method for endovascular treatment for causing closure of a blood vessel
DE10253821B3 (de) 2002-11-18 2004-07-22 RUBITEC Gesellschaft für Innovation und Technologie der Ruhr-Universität Bochum mbH Messvorrichtung
JP2006529048A (ja) * 2003-05-20 2006-12-28 コーニンクレッカ　フィリップス　エレクトロニクス　エヌ　ヴィ 放射パワーを制御する方法及び放射源駆動装置
US20040252748A1 (en) * 2003-06-13 2004-12-16 Gleitman Daniel D. Fiber optic sensing systems and methods
US7101042B2 (en) * 2003-08-12 2006-09-05 S.I.B. Investments Llc Multifocal contact lens
US20050113890A1 (en) * 2003-11-25 2005-05-26 Ritchie Paul G. Energy delivery device with self-heat calibration
US7113675B2 (en) * 2003-12-19 2006-09-26 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Optical fiber tip diffuser and method of making the same
US20050203496A1 (en) * 2004-03-12 2005-09-15 Ritchie Paul G. Medical apparatus and method useful for thermal treatment of a lumen
WO2006020770A2 (en) * 2004-08-11 2006-02-23 University Of South Florida Thermally compensated fluorescence decay rate temperature sensor and method of use
US7522786B2 (en) * 2005-12-22 2009-04-21 Palo Alto Research Center Incorporated Transmitting light with photon energy information
US7310153B2 (en) 2004-08-23 2007-12-18 Palo Alto Research Center, Incorporated Using position-sensitive detectors for wavelength determination
US20060215730A1 (en) * 2005-02-14 2006-09-28 Jean-Francois Meilleur Fiber optic temperature probe for oil-filled power transformers
WO2007023292A2 (en) * 2005-08-24 2007-03-01 Southside Thermal Sciences (Sts) Limited Measurement, coating and monitoring system and method
US7315667B2 (en) * 2005-12-22 2008-01-01 Palo Alto Research Center Incorporated Propagating light to be sensed
US8437582B2 (en) 2005-12-22 2013-05-07 Palo Alto Research Center Incorporated Transmitting light with lateral variation
US7433552B2 (en) 2005-12-22 2008-10-07 Palo Alto Research Center Incorporated Obtaining analyte information
US7718948B2 (en) * 2006-12-04 2010-05-18 Palo Alto Research Center Incorporated Monitoring light pulses
US20080154344A1 (en) * 2006-12-22 2008-06-26 Trusty Robert M System and method for treating benign prostatic hyperplasia
US9164037B2 (en) 2007-01-26 2015-10-20 Palo Alto Research Center Incorporated Method and system for evaluation of signals received from spatially modulated excitation and emission to accurately determine particle positions and distances
US8821799B2 (en) 2007-01-26 2014-09-02 Palo Alto Research Center Incorporated Method and system implementing spatially modulated excitation or emission for particle characterization with enhanced sensitivity
JP5064183B2 (ja) * 2007-11-22 2012-10-31 アズビル株式会社 温度センサプローブの製造方法
US8320983B2 (en) 2007-12-17 2012-11-27 Palo Alto Research Center Incorporated Controlling transfer of objects affecting optical characteristics
US8629981B2 (en) 2008-02-01 2014-01-14 Palo Alto Research Center Incorporated Analyzers with time variation based on color-coded spatial modulation
US8373860B2 (en) 2008-02-01 2013-02-12 Palo Alto Research Center Incorporated Transmitting/reflecting emanating light with time variation
KR101159252B1 (ko) 2011-01-05 2012-06-25 한국과학기술연구원 광섬유 고정장치를 구비하는 광자극 탐침 구조체
AU2012221758B2 (en) 2011-02-24 2017-05-04 Eximo Medical Ltd. Hybrid catheter for tissue resection
CN102274006B (zh) * 2011-06-24 2013-02-20 山东省科学院激光研究所 光纤光栅温度传感器及其探头
US8992513B2 (en) 2011-06-30 2015-03-31 Angiodynamics, Inc Endovascular plasma treatment device and method of use
US8723140B2 (en) 2011-08-09 2014-05-13 Palo Alto Research Center Incorporated Particle analyzer with spatial modulation and long lifetime bioprobes
US9029800B2 (en) 2011-08-09 2015-05-12 Palo Alto Research Center Incorporated Compact analyzer with spatial modulation and multiple intensity modulated excitation sources
DE102011053755A1 (de) * 2011-09-19 2013-03-21 Aesculap Ag Temperatursensor, Temperaturmessvorrichtung sowie medizintechnische Systeme mit einem Temperatursensor oder einer Temperaturmessvorrichtung
CN109414292A (zh) 2016-05-05 2019-03-01 爱克斯莫医疗有限公司 用于切除和/或消融不需要的组织的装置和方法
FR3127590A1 (fr) * 2021-09-24 2023-03-31 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Fibre optique thermo-fluorescente, procédé de fabrication et applications

Family Cites Families (57)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4437772A (en) * 1979-09-10 1984-03-20 Samulski Thaddeus V Luminescent decay time techniques for temperature measurement
USRE31832E (en) 1979-09-10 1985-02-12 Temperature probe
US4374328A (en) * 1981-04-27 1983-02-15 Gould Inc. Photoluminescent indicator
US4583539A (en) 1982-01-12 1986-04-22 Cornell Research Foundation, Inc. Laser surgical system
US5928222A (en) * 1982-08-06 1999-07-27 Kleinerman; Marcos Y. Fiber optic sensing techniques in laser medicine
US5222810A (en) * 1982-08-06 1993-06-29 Kleinerman Marcos Y Fiber optic systems for sensing temperature and other physical variables
US5363463A (en) * 1982-08-06 1994-11-08 Kleinerman Marcos Y Remote sensing of physical variables with fiber optic systems
US4649151A (en) * 1982-09-27 1987-03-10 Health Research, Inc. Drugs comprising porphyrins
JPS6035230A (ja) * 1983-08-05 1985-02-23 Omron Tateisi Electronics Co 温度測定装置
US4621929A (en) * 1983-10-12 1986-11-11 Luxtron Corporation Fiber optic thermal anemometer
JPS60209146A (ja) * 1984-03-31 1985-10-21 Olympus Optical Co Ltd 螢光スペクトル分析装置
JPS60233878A (ja) 1984-05-02 1985-11-20 Tokyo Optical Co Ltd レ−ザの安全装置
US5124993A (en) * 1984-09-20 1992-06-23 International Sensor Technology, Inc. Laser power control
US4652143A (en) * 1984-11-29 1987-03-24 Luxtron Corporation Optical temperature measurement techniques
JPS61133826A (ja) * 1984-12-04 1986-06-21 Mitsubishi Electric Corp 光計測装置
SU1267341A1 (ru) 1984-12-17 1986-10-30 Предприятие П/Я Г-4385 Световой затвор
US4845647A (en) * 1985-01-24 1989-07-04 Accufiber, Inc. Method and apparatus for determining temperature in a blackbody radiation sensing system
US4703175A (en) * 1985-08-19 1987-10-27 Tacan Corporation Fiber-optic sensor with two different wavelengths of light traveling together through the sensor head
US4695697A (en) * 1985-12-13 1987-09-22 Gv Medical, Inc. Fiber tip monitoring and protection assembly
US4994059A (en) 1986-05-09 1991-02-19 Gv Medical, Inc. Laser catheter feedback system
US4895156A (en) * 1986-07-02 1990-01-23 Schulze John E Sensor system using fluorometric decay measurements
US4911711A (en) * 1986-12-05 1990-03-27 Taunton Technologies, Inc. Sculpture apparatus for correcting curvature of the cornea
US4799767A (en) 1988-04-05 1989-01-24 Nm Laser Products, Inc. High speed shutter for a laser beam
US4864098A (en) 1988-05-19 1989-09-05 Rofin-Sinar, Inc. High powered beam dump
JPH0725773Y2 (ja) 1988-10-28 1995-06-07 旭光学工業株式会社 レーザシャッター機構
US4946256A (en) 1989-01-11 1990-08-07 Nm Laser Products, Inc. Right angle shutter for laser beam
US5032005A (en) 1990-04-24 1991-07-16 Nm Laser Products, Inc. High speed shutter mechanism for a light beam
DE9004934U1 (ja) 1990-04-30 1991-08-29 Rofin-Sinar Laser Gmbh, 2000 Hamburg, De
US5779696A (en) * 1990-07-23 1998-07-14 Sunrise Technologies International, Inc. Method and apparatus for performing corneal reshaping to correct ocular refractive errors
US5211480A (en) * 1990-10-18 1993-05-18 Rosemount Inc. TRD temperature sensor and electronics
US5107445A (en) 1990-12-04 1992-04-21 Luxtron Corporation Modular luminescence-based measuring system using fast digital signal processing
IL102083A (en) 1992-06-03 1997-01-10 Laser Ind Ltd Laser beam delivery system
US5232285A (en) * 1992-07-30 1993-08-03 Electric Power Research Institute, Inc. Optical rotor temperature sensing apparatus using phosphors and method of measuring the temperature at the bottom of a rotor slot in a rotating rotor
DE4232915A1 (de) * 1992-10-01 1994-04-07 Hohla Kristian Vorrichtung zur Formung der Cornea durch Abtragen von Gewebe
CA2102884A1 (en) * 1993-03-04 1994-09-05 James J. Wynne Dental procedures and apparatus using ultraviolet radiation
KR100217714B1 (ko) * 1993-12-31 1999-09-01 윤종용 레이저 다이오드가 결합된 간섭형 광온도 센싱 시스템
FR2718237B1 (fr) * 1994-03-30 1996-06-21 Europ Propulsion Dispositif de mesure optique de température cryogénique.
US5579773A (en) * 1994-09-30 1996-12-03 Martin Marietta Energy Systems, Inc. Laser-induced differential normalized fluorescence method for cancer diagnosis
DE69417900T2 (de) 1994-11-17 1999-11-11 Chemunex Maisons Alfort Vorrichtung und Verfahren zum schnellen und hochempfindlichen Erkennen und Zählen von Mikroorganismen mittels Fluoreszenz
US5697373A (en) * 1995-03-14 1997-12-16 Board Of Regents, The University Of Texas System Optical method and apparatus for the diagnosis of cervical precancers using raman and fluorescence spectroscopies
US5798518A (en) 1995-07-28 1998-08-25 Laserscope Medical laser calibration system and method
AU718841B2 (en) * 1995-10-31 2000-04-20 Indigo Medical, Incorporated Light-diffusing device for an optical fiber, methods of producing and using same, and apparatus for diffusing light from an optical fiber
JPH09122963A (ja) 1995-11-06 1997-05-13 Amada Eng Center:Kk レーザ光用シャッターのレーザ光吸収装置
US5684590A (en) * 1995-12-29 1997-11-04 Honeywell Inc. Fiber optic gyroscope source wavelength control
US5596590A (en) 1996-01-25 1997-01-21 Cymer Laser Technologies Beam diverting shutter for a laser beam
US6078604A (en) 1996-07-01 2000-06-20 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Laser oscillation apparatus
US6045259A (en) * 1996-10-04 2000-04-04 University Of South Florida Fiber-optic high temperature sensor
US5913853A (en) * 1997-01-30 1999-06-22 Cardiodyne, Inc. Laser energy device and procedure for forming a channel within tissue
US6124597A (en) * 1997-07-07 2000-09-26 Cedars-Sinai Medical Center Method and devices for laser induced fluorescence attenuation spectroscopy
US6055451A (en) * 1997-12-12 2000-04-25 Spectrx, Inc. Apparatus and method for determining tissue characteristics
US6174291B1 (en) * 1998-03-09 2001-01-16 Spectrascience, Inc. Optical biopsy system and methods for tissue diagnosis
DE29816879U1 (de) * 1998-09-21 1998-11-26 Trumpf Gmbh & Co Laseranordnung, vorzugsweise Laserbearbeitungsmaschine
JP2001095817A (ja) 1999-09-30 2001-04-10 Nidek Co Ltd レーザ治療装置
US6475210B1 (en) * 2000-02-11 2002-11-05 Medventure Technology Corp Light treatment of vulnerable atherosclerosis plaque
JP3389197B2 (ja) 2000-04-19 2003-03-24 三菱重工業株式会社 レーザ波長変換装置
US6567438B2 (en) * 2000-07-17 2003-05-20 Calmar Optcom, Inc. Active and low-power laser stabilization
US6775315B1 (en) * 2001-06-08 2004-08-10 Scott Allen Nield Apparatus and method of directing a laser beam to a thermally managed beam dump in a laser system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016509212A (ja) * 2013-01-07 2016-03-24 セキュラス メディカル グループ インク 温度測定システム、方法、および装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20020186748A1 (en) 2002-12-12
US7144154B2 (en) 2006-12-05
CA2389909A1 (en) 2002-12-08
DE60237179D1 (de) 2010-09-16
EP1265059A2 (en) 2002-12-11
US6796710B2 (en) 2004-09-28
EP1265059A3 (en) 2005-02-02
US20040073133A1 (en) 2004-04-15
EP1265059B1 (en) 2010-08-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2003139617A (ja) レーザシステム内の光ファイバ先端部の温度を測定して制御するシステム及び方法
US5409481A (en) Laser tissue welding control system
US5662643A (en) Laser welding system
US5071417A (en) Laser fusion of biological materials
US4126136A (en) Photocoagulating scalpel system
EP0816829B1 (en) Tissue chromophore measurement system
US7869016B2 (en) Fiber damage detection and protection device
US20120073329A1 (en) Large diameter optical waveguide splice
US7671327B2 (en) Self calibrating irradiation system
US10667863B2 (en) Surgical laser treatment temperature monitoring
US10470843B2 (en) Systems and methods for alignment of a laser beam
EP3432847B1 (en) Medical laser system
CN114288017B (zh) 一种治疗光纤和包含该治疗光纤的激光热疗系统
EP0245552B1 (en) Laser catheter device
RU2033823C1 (ru) Способ световой терапии
US20020141463A1 (en) Optical feedback system
JPS5887526A (ja) 内視鏡光源装置
JPH02279169A (ja) レーザ光照射装置
CN217472073U (zh) 一种激光消融组件和激光消融系统
US20020114879A1 (en) Self-regulated method and system for curing of reactive materials
US20040091213A1 (en) Optical calibrating method
JPH04297907A (ja) レーザエネルギー調整装置
US20020186366A1 (en) Apparatus and method of monitoring and controlling power output of a laser system
KR100859255B1 (ko) 온도 센서
JPH05136510A (ja) レーザ出力制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050415

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20061024

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20070123

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20070126

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070424

A524 Written submission of copy of amendment under article 19 pct

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A524

Effective date: 20070424

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070619

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20071120