JP2003180848A - レーザ装置 - Google Patents

レーザ装置

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JP2003180848A
JP2003180848A JP2001387042A JP2001387042A JP2003180848A JP 2003180848 A JP2003180848 A JP 2003180848A JP 2001387042 A JP2001387042 A JP 2001387042A JP 2001387042 A JP2001387042 A JP 2001387042A JP 2003180848 A JP2003180848 A JP 2003180848A
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laser
hole
plate
rotation axis
laser beam
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JP2001387042A
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English (en)
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Eiju Fujita
英寿 藤田
Fumio Sugata
文雄 菅田
Akira Kaneda
明 金田
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 レーザ光をパルス状に照射する場合、レーザ
制御を電気的信号にてパルス制御する装置にあっては、
パルス幅が短い場合、レーザの種類や駆動方法によって
は電気的信号の遅延等によるレーザ発振の開始・停止が
充分追従できなくなり、操作者の希望通りのパルス出力
が制御できない場合がある。 【解決手段】 レーザ光路上に貫通穴を設けた板状体を
設け、この板状体の貫通穴の形状や回転速度、さらには
回転軸心を移動させる手段を設けてレーザ光が貫通穴を
通るときの経路や透過時間を調整すれば、様々なパルス
幅・デューティをもつパルス状レーザ光を安価に実現す
ることができ、より多くの症例に対応することが可能と
なる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバ等のレ
ーザプローブにレーザ光を導光し、レーザプローブの先
端から出射されるレーザ光によって治療等を行うレーザ
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】このレーザ装置は、装置本体にレーザプ
ローブを機械的かつ光学的に接続するコネクタを有し、
レーザプローブにレーザ光を導光できるようになってい
る。
【0003】一般的に医療用に利用されるレーザ装置に
おいては、治療内容が大きく2つに分別される。1つは
軟組織切開等のような外科的処置、もう1つは痛みやこ
りをほぐすといった疼痛緩解処置である。前者はレーザ
光を連続波で照射し、軟組織を焼き切るといった使用方
法であるのに対し、後者はレーザ光をパルス状に照射
し、細胞の活性化や血流の改善を図るといった使用方法
である。後者のような使い方をする場合、レーザが使わ
れる症例にもよるが、操作者側の根強い要望として「レ
ーザ照射パルス時間は短く、出力ピークは高く」するこ
とが求められることが多い。
【0004】このような要望に対し、従来のレーザ装置
においては、レーザ発振を電気的に間欠駆動・制御する
ことによってパルス状レーザ光を作り出す方式が一般的
であった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来のレーザ装置に関
しては、上記のようなパルス状レーザの制御において
は、パルス幅を変更する設定は設けられているものの、
レーザ出力のオンオフ時間の比率(照射デューティ比)
を可変することは考えられていなかった。
【0006】また、レーザ照射のパルス時間を短くする
場合、レーザの種類や駆動方法によっては、電気信号の
遅延等によるレーザ発振の開始・停止が充分追従できな
くなる場合があり、操作者の希望通りのパルス出力が制
御できないという課題があった。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、レーザ発振部を直接制御するレーザ制御部を設け、
レーザ光の発振形態(連続波・パルス波の切換、及びパ
ルス時間やデューティ比の変更)を自在に変更できる構
成とする。
【0008】また、電気信号では対処できない短いパル
ス照射を実現するために、レーザ発振部から出力された
レーザ光の光路上に、貫通穴を設けた板状体を配置し、
この板状体に回転軸心を設け、高速で回転させたときに
生じるレーザ光の貫通有無を利用し、短いパルス時間の
レーザ光を実現する構成とする。
【0009】以上の構成に加え、前記板状体に設けられ
た回転軸心の回転数を制御する回転数制御部を設け、回
転数を任意に変化させることにより、様々なパルス時間
をもったパルス状レーザ光を容易に実現することができ
る構成とする。
【0010】さらに、前記板状体に設けられた回転軸心
を移動させる回転軸移動部、及び移動距離を制御する回
転軸移動制御部を設け、レーザ光が貫通穴を通るときの
経路(すなわち透過時間に相当)を変更してやれば、上
記の様々なパルス時間のレーザ光に加え、幅広いデュー
ティを持つパルス状レーザ光を安価に実現することがで
き、患者によって痛みの感じ方が異なる場合や、疾患の
進行状況等に応じてレーザのパルス形状を細かく調整す
る等、多くの症例に対応することが可能となる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、この発明の各実施例につい
て、図1〜図4を参照しながら説明する。
【0012】図1は、レーザ装置の概略的構成図であ
る。
【0013】1は、半導体レーザ等のレーザ発振部であ
る。レーザ光の出力制御はレーザ制御部12によって行
われ、さらにレーザ制御部12は機器全体制御部14に
よってコントロールされている。レーザ発振部1にはフ
ァイバ2が接続固定されており、ファイバ2の先端から
レーザ光が出力される。
【0014】ファイバ2の先端は、導光部13に接続さ
れており、ファイバ2の先端から出力されたレーザ光は
導光部13の中を直進する。そして導光部13内のレー
ザ光路上に、貫通穴を設けた板状体3が設けられてい
る。ただし、板状体3によって反射されたレーザ光が戻
り光となってレーザ発振部に悪影響を及ぼすことがない
ようにするため、板状体3はレーザ光路に対して斜めに
取り付けられている。このような構成にすれば、板状体
3の貫通穴をレーザ光が貫通するときは、そのまま装置
外部へレーザ光が照射されるが、板状体3によって反射
された光は不要なレーザ光となり、光吸収部11ですべ
て吸収される。
【0015】また、板状体3には回転軸心4が設けら
れ、さらにこの回転軸心4には回転軸を移動させる回転
軸移動部5、回転軸の移動距離を制御する回転軸移動制
御部6、回転軸の回転数を制御する回転数制御部7が各
々取り付けられている。なお、これらの制御部は、前述
と同様に機器全体制御部14によってコントロールされ
ている。
【0016】10はメカニカルシャッタである。電源投
入直後や緊急停止操作が行われた時等、レーザ装置全体
の状態が不安定なときにメカニカルシャッタ10は閉じ
ており、レーザ光を全反射させることによって装置外部
に不用意なレーザ光が出力されないよう配慮されてい
る。なお、メカニカルシャッタ10で反射された光は不
要なレーザ光であり、前述同様、光吸収部11で全て吸
収される。
【0017】実際にレーザ光を用いて治療する場合はメ
カニカルシャッタ10を開け、集光部8でレーザ光を集
光してレーザプローブ9にレーザ光を導光し、レーザプ
ローブ9にて照射したい術野にレーザ光を導くことによ
って行われる。
【0018】図2は円形の貫通穴を設けた場合の板状体
3の概略図である。回転軸心4を中心に同心円状に貫通
穴15が設けられている。同様に、貫通穴15が三角形
の場合は、図3に示すように、貫通穴中心と回転軸心4
を結ぶ線上に頂角を配置し、また貫通穴15が四角形の
場合は、図4に示す通り、貫通穴中心と回転軸心4を結
ぶ線上に対向する2つの角を配置する。このようにして
貫通穴中心と回転軸心を結ぶ線に対し、貫通穴形状が左
右対称となるよう工夫する。
【0019】さて、このようなシステム構成において、
レーザ発振中に板状体3を、回転軸心4を中心として回
転させた場合、貫通穴15をレーザ光が通り抜けるとき
は装置外部にレーザ光が照射され、板状体3によってレ
ーザ光が反射されるときは装置外部にレーザ光が照射さ
れなくなることにより、パルス状のレーザ照射を実現す
ることができる。このとき、回転数制御部7によって板
状体3の回転速度を変えれば、当然ながら貫通穴15を
レーザ光が通り抜ける時間を短くしたり長くしたりする
ことができるため、任意のパルス幅のレーザを照射する
ことが可能となる。こうすれば、同じ内容のレーザ治療
を施しても、患者によって痛みや苦痛の感じ方が異なる
ため、治療中における患者の訴えに対してリアルタイム
にパルス幅を変更し、苦痛を和らげながら治療を継続す
ることができるようになる。
【0020】さらに回転軸移動部5及び回転軸移動制御
部6によって板状体3の位置をずらしたとき、図2中の
A〜Cに示す通り、板状体3上のレーザ光の軌跡が変わ
る。すなわち、貫通穴15の形状と回転軸の移動距離を
工夫すれば、レーザ光が外部に照射される時間と遮光さ
れる時間の比率(デューティ比)を任意に変更すること
ができるようになる。例えば、図2中のA、Cの場合、
レーザ光が貫通穴15を通り抜ける時間(すなわち装置
外部にレーザ光が照射される時間)はほぼ同じとなる
が、レーザ光が遮光される時間はCの方が長くなる。つ
まり同じパルス幅でも、Cの軌跡でレーザ照射すること
によってパルスとパルスの間の時間(レーザオフ時間)
を長くすることができ、レーザパルス1発あたりの熱エ
ネルギーが患部から冷却される時間を長く確保すること
ができるようになる。このことは、レーザパルス1発当
たりのエネルギーを落とさずに患者の痛みを和らげるこ
とができるということを意味する。前述の回転数制御の
場合と異なるところは、回転数制御の場合、レーザパル
ス1発当たりの熱エネルギーを抑制して患者の痛みを和
らげながら治療ができるという効果であるのに対し、デ
ューティ制御の場合は、レーザパルス1発当たりの熱エ
ネルギーを落とさずに患者の痛みを和らげながら治療で
きるという効果になり、症例や疾患の状況によっては回
転数制御の場合に比べ、さらに効果の高い治療を行える
ことが期待できる。
【0021】付け加えて、図2に示すように貫通穴15
が円形の場合は、レーザ光の軌跡が回転軸心から遠ざか
るにつれて一旦パルス幅が長くなり、ある点を超えると
今度はパルス幅が短くなるという変化(図2中A→B→
C)を示す。これに対し、図3に示すように貫通穴15
が三角形の場合は、レーザ光の軌跡が回転軸心から遠ざ
かるにつれてパルス幅がどんどん長くなるという変化
(図3中D→E)になる。このことは、板状体3の貫通
穴の形状を工夫したり、板状体そのものを取り替えるこ
とによって、レーザの種類、出力強度、治療目的等々に
応じ、万一誤った操作をしても過度のレーザ照射・治療
とならないよう安全面で配慮をもたせることができると
いうことにもつながる。
【0022】以上のように、板状体3の貫通穴の形状な
らびに回転速度や位置の移動により板状体3上のレーザ
光の軌跡を変えることで、さまざまなパルス幅・デュー
ティ比のレーザ光を容易に実現することができる。
【0023】付け加えて回転軸移動制御部6により、レ
ーザ光路外まで板状体3を移動させたときは、連続波の
レーザを外部に照射することができる。この場合に限
り、レーザ制御部12によって電気的にレーザ発振を制
御してやれば、板状体3の制御で補えないようなパルス
状レーザ(例えば、デューティが極端に偏る等)を作り
出すこともできるようになる。
【0024】以上のような構成とすることで、安価な機
器構成で、様々なパルス状レーザを作り出すことがで
き、患者によって痛みの感じ方が異なる場合や様々な疾
患に対してもレーザの当て方を変えることによって幅広
く対応することができるレーザ装置となるよう配慮でき
る。
【0025】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、レーザ
光の光路上に貫通穴を設けた板状体を配置し、この板状
体に貫通穴を設けて高速で回転させることにより、電気
信号では追従できないような短いパルス幅のレーザ光を
取り出すことが可能となる。また、この回転数を制御す
る回転数制御部を設け、回転数を任意に変更すれば、光
が貫通穴を通過する時間を可変することができ、結果と
して様々なパルス時間をもったパルス状レーザ光を実現
することができる。さらに、この回転軸を移動する手段
を備え、回転軸移動量を制御して板状体にあたるレーザ
光の軌跡を変えれば、レーザ光のオンオフ時間の比率を
変更することができ、パルスデューティを可変できるよ
うになる。そして、これらの機能の相乗効果により、患
者個々の痛みの低減や疾患状況に応じてレーザ治療の効
果を最大限に発揮できるレーザ装置を提供することが可
能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態1のレーザ装置の概略的構成
【図2】貫通穴が円形の場合の板状体の形状図
【図3】貫通穴が三角形の場合の板状体の形状図
【図4】貫通穴が四角形の場合の板状体の形状図
【符号の説明】
1 レーザ発振部 2 ファイバ 3 板状体 4 回転軸心 5 回転軸移動部 6 回転軸移動制御部 7 回転数制御部 8 集光部 9 レーザプローブ 10 メカニカルシャッタ 11 光吸収部 12 レーザ制御部 13 レーザ導光部 14 機器全体制御部 15 貫通穴
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金田 明 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 2H041 AA04 AB05 AC01 AZ01 AZ05 4C082 RA04 RE17 RL02 RL15 RL23 4E068 CA03 CB05 CE08

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーザ光線を発振するレーザ発振部と、
    レーザ光線を導光する導光部と、パルス幅を可変とする
    とともにデューティを変化させるレーザ制御部とを設け
    たレーザ装置。
  2. 【請求項2】 レーザ光線を発振するレーザ発振部と、
    レーザ光線を導光する導光部と、前記導光部を通ったレ
    ーザ光の通路に貫通穴が設けられた板状体とを設け、前
    記板状体は回転軸心を有し、前記貫通穴は前記回転軸心
    から半径方向に交わる向きの幅が異なることを特徴とす
    るレーザ装置。
  3. 【請求項3】 レーザ光線を発振するレーザ発振部と、
    レーザ光線を導光する導光部と、前記導光部を通ったレ
    ーザ光の通路に貫通穴が設けられた回転可能な板状体
    と、前記板状体の回転数制御をする回転数制御部を設
    け、前記板状体は回転軸心を有し、前記貫通穴は前記回
    転軸心から半径方向に交わる向きの幅が異なることを特
    徴とするレーザ装置。
  4. 【請求項4】 レーザ光線を発振するレーザ発振部と、
    レーザ光線を導光する導光部と、前記導光部を通ったレ
    ーザ光の通路に貫通穴が設けられた回転可能な板状体
    と、前記板状体の回転軸を移動させる回転軸移動部とを
    設け、前記貫通穴は前記回転軸の軸心からの半径方向に
    交わる向きの幅が異なるレーザ装置。
  5. 【請求項5】 レーザ光線を発振するレーザ発振部と、
    レーザ光線を導光する導光部と、前記導光部を通ったレ
    ーザ光の通路に貫通穴が設けられた回転可能な板状体
    と、前記板状体の回転軸を移動させる回転軸移動部とを
    設け、前記回転軸の移動距離を制御する回転軸移動制御
    部とからなり、前記貫通穴は前記回転軸の軸心からの半
    径方向に交わる向きの幅が異なるレーザ装置。
  6. 【請求項6】 貫通穴は楕円形である請求項2から5い
    ずれかに記載のレーザ装置。
  7. 【請求項7】 貫通穴は、頂角が回転中心を通る線上に
    位置する三角形である請求項2から5いずれかに記載の
    レーザ装置。
  8. 【請求項8】 貫通穴は、対向する2つの角が回転中心
    を通る線上にある四角形である請求項2から5いずれか
    に記載のレーザ装置。
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