JP2004121417A

JP2004121417A - レーザ治療装置

Info

Publication number: JP2004121417A
Application number: JP2002287903A
Authority: JP
Inventors: Masanori Enomoto; 榎本　昌徳
Original assignee: Nidek Co Ltd
Current assignee: Nidek Co Ltd
Priority date: 2002-09-30
Filing date: 2002-09-30
Publication date: 2004-04-22

Abstract

【課題】広範囲なレーザ走査領域において、レーザ走査時間を短くしたレーザ治療装置を提供すること。
【解決手段】治療用レーザ光を治療部位に照射するレーザ治療装置において、治療用の複数のレーザ光を治療部位に同時に照射可能な照射光学系と、該照射光学系に配置され、複数のレーザ光を治療部位上でそれぞれ走査する複数の走査光学系と、該複数の走査光学系を駆動する駆動手段と、を備える。
【選択図】　　　図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、治療レーザ光を患部に照射してレーザ治療を行うレーザ治療装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
皮膚治療で使用されるレーザ装置、例えば、脱毛用のレーザ装置ではレーザ光の照射にハンドピースが使用されており、ハンドピースにはレーザ光を患部上で走査するための走査機構が組み込まれたものがある。走査機構は、互いに直交する方向に軸を配置した２個のガルバノメータ（駆動モータ）と、それぞれのガルバノメータの軸に取付けられたミラーにより構成されている。これらの直交したガルバノメータを制御することによりミラーの振り角を変え、小スポットを２次元的に繰り返し配列して走査している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１９０９０号公報（第３頁、第３図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、レーザ照射の走査領域が広い場合、走査領域の大きさに比例して照射時間が長くなってしまう。照射時間が長くなると、ハンドピースを保持する術者の手振れ、患者の不意な動きなどにより、均一なレーザ照射が行いにくいという問題があった。また、術者、患者共に、静止の拘束時間が長くなり負担が増えてしまうという問題があった。
殊に、脱毛治療におけるレーザ照射では、照射領域が大きいので一回の走査時間が長く、術者及び患者に負担を与えていた。
【０００５】
本発明は、上記従来装置の問題点に鑑み、広範囲なレーザ走査領域において、レーザ走査時間を短くしたレーザ治療装置を提供することを技術課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。
（１）　治療用レーザ光を治療部位に照射するレーザ治療装置において、治療用の複数のレーザ光を治療部位に同時に照射可能な照射光学系と、該照射光学系に配置され、複数のレーザ光を治療部位上でそれぞれ走査する複数の走査光学系と、該複数の走査光学系を駆動する駆動手段と、を設けたことを特徴とする。
（２）　（１）の照射光学系は、レーザ光源と、該レーザ光源からのレーザ光を複数のレーザ光に分割する光分割手段を備えることを特徴とする。
（３）　（１）のレーザ治療装置は、治療部位に照射するレーザ光の照射領域を設定する設定手段と、該設定された照射領域について複数のレーザ光の照射が異なる領域を受け持つように各走査光学系の担当領域を決定する決定手段と、該決定された各担当領域に基づいて前記駆動手段を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
（４）　（３）の決定手段は、前記設定手段により設定された照射領域を等分割するように各走査光学系の担当領域を決定することを特徴とする。
（５）　（１）のレーザ治療装置において、前記複数の走査光学系はレーザ光を直交する方向にそれぞれ走査する一対の走査ミラーをそれぞれ備え、少なくとも２つの走査光学系は、それぞれが持つ一対の走査ミラーの内、レーザ光源側に配置された走査ミラーを共用する構成としたことを特徴とする。
（６）　（１）のレーザ治療装置において、少なくとも２つの走査光学系は、レーザ光を治療部位上で一方向に走査する第１走査ミラーと、該第１走査ミラーの走査方向と直交する方向にレーザ光を走査する第２走査ミラーと、前記第１走査ミラーと第２走査ミラーとの間の光路に配置された第３走査ミラーとから構成され、前記第３走査ミラーを光分割ミラーとしたことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について一実施形態を挙げ、図面に基づいて説明する。図１は脱毛治療等に使用されるレーザ治療装置の外観略図であり、図２は光学系及び制御系の概略構成を示す図である。
レーザ装置本体１の正面には大型の液晶（ＬＣＤ）パネル２が設けられており、ＬＣＤパネル２には各種設定条件が表示されるとともに、ＬＣＤパネル２上に表示される操作キーに触れることで各種の設定が可能なタッチパネルとなっている。レーザ装置本体１の上部からはレーザ光を照射するハンドピース２０まで通信ケーブル３とファイバケーブル４が伸延している。
５はハンドピース２０に冷却空気を供給する冷却器である。冷却器５から伸びている冷却チューブ７は、前述の通信ケーブル３とファイバケーブル４と束ねられ、集中ケーブル８に一本にまとめられている。９はレーザー照射のトリガとなるフットスイッチである。
【０００８】
図２において、１０は治療用レーザ光を出射するレーザ光源部であり、レーザ光源部１０は多数の半導体レーザ（ダイオードレーザ）を有する。各半導体レーザを出射したレーザ光はそれぞれに対応して配置されたレンズ１２ａにより各ファイバ１３ａの端面にそれぞれ集光されて入射する。各ファイバ１３ａは出射端面側で束ねられており、各半導体レーザから出射されたレーザ光はファイバ出射側でまとめられ、高出力のレーザ光として治療に利用される。本実施形態では治療用レーザ光に８００〜８２０ｎｍの波長の近赤外光を利用している。
【０００９】
また、エイミング（照準）光源１１から出射するエイミング光は、集光レンズ１２ｂにより集光され、ファイバ１３ｂに入射する。ファイバ１３ｂの出射側端面はファイバ１３ａの出射側端面と共に束ねられており、エイミング光はファイバ１３ｂを出射後、治療用レーザ光と同様の光路を進行する。本実施形態ではエイミング光束には６２０〜６５０ｎｍの波長の赤色可視光を利用している。
【００１０】
束ねられた各ファイバ１３ａ，１３ｂの出射端面（ファイババンドル部）から出射するレーザ光（治療用レーザ光及びエイミング光）は集光レンズ群１４により集光され、ファイバケーブル４に入射する。ファイバケーブル４はハンドピース２０に接続されており、レーザ光はハンドピース２０に導光される。
ハンドピース２０には図４に示すレーザ走査光学系が配置されている。ファイバケーブル４からスキャナヘッド２０ａ内に入射したレーザ光は、ミラー２１により光軸を曲げられ、コリメータレンズ２２により平行光束にされる。
【００１１】
コリメータレンズ２２の先の光学系には、第一全反射ミラー３３、第二ハーフミラー３４、第二全反射ミラー３５が配置されている。第一全反射ミラー３３、第二ハーフミラー３４、第二全反射ミラー３５にはそれぞれ第一ガルバノメータ３３ａ，第二ガルバノメータ３４ａ、第三ガルバノメータ３５ａが接続されている。第一ガルバノメータ３３ａ，第二ガルバノメータ３４ａ、第三ガルバノメータ３５ａを駆動して回転させることで、ＸＹ方向にレーザ光の照射位置を移動（揺動）させ、広範囲に渡って治療用レーザ光を走査できる。この走査方法についてもう少し細かく説明する。コリメータレンズ２２により平行光束にされたレーザ光は第一全反射ミラー３３により反射されてＸ方向に走査される。第一全反射ミラー３３により反射されたレーザ光の内、半分は光分割手段である第二ハーフミラー３４を透過し、残りの半分は第二ハーフミラー３４により反射されてＹ方向に走査される。第二ハーフミラー３４を透過したレーザ光は、第二全反射ミラー３５により反射されてＹ方向に走査される。第二ハーフミラー３４、第二全反射ミラー３５による２つの走査光学系を経たレーザ光は、それぞれ同時に集光レンズ２３、２４により直径５ｍｍ程の円形スポットに集光され、走査領域Ａ及びＢに照射される。
【００１２】
また、スキャナヘッド２０ａの下部には、図３に示す枠形状部材を持つガイド４１が取付けられている。スキャナヘッド２０ａの下方にはスキャナ支基２８が固定されており、スキャナ支基２８には、ガイド取付板２７が側面側（図３紙面垂直方向）からネジ止めされている。冷却器５から伸びた冷却チューブ７はスキャナヘッド２０ａ内部を通り、スキャナヘッド２０ａの下部で外部に出る。その先は冷却空気の吹き出し口６の向きを自在に変えることができる蛇腹部７ａに繋がっている。
【００１３】
ガイド４１は側面形状が略Ｌ字状をしている。ガイド４１の底面部４１ｂは、開口が形成された枠形状となっており、その内側がレーザ照射領域となる。レーザ照射時は底面部４１ｂの下面（接触面）を皮膚に押し当てる。ガイド４１の背板部４１ａの上部には図示なき穴があいており、２つのネジ３２によってガイド取付板２７に取付けられている。スキャナヘッド２０ａから出射したレーザ光はガイドフレーム４１の下面付近に集光するように、集光レンズ２３、２４との距離が設計されている。
【００１４】
図２において、制御部１５にはＬＣＤパネル２、冷却器５、メモリ１６、フットスイッチ９が接続されている。また、第一ガルバノメータ３３ａ，第二ガルバノメータ３４ａ、第三ガルバノメータ３５ａは通信ケーブル３を介して制御部１５に接続されている。
【００１５】
以上のような構成を有するレーザ治療装置において、その動作について以下に説明する。
術者はＬＣＤパネル２に表示されている設定用キーを操作することで、走査パターン形状等の照射条件を設定する。走査パターン形状としては、正方形、長方形、線形状等が用意されている。ここでは、走査パターン形状として正方形が選択されたものとして以下説明をする。照射条件を設定した後、ハンドピース２０を手で保持し、ガイド４１の底面部４１ｂの下面（接触面）を皮膚に押し当て、レーザ光が治療目的の患部に照射されるようにする。エイミング光源１１からエイミング光が出射され、制御部１５は、ＬＣＤパネル２で設定されたメモリ１６に記憶されている走査パターン形状の情報を基に、第一ガルバノメータ３３ａ，第二ガルバノメータ３４ａ、第三ガルバノメータ３５ａの駆動を制御する。光源１１から出射されたエイミング光は、第一全反射ミラー３３により反射され、第一ガルバノメータ３３ａの駆動によってＸ方向に走査される。第一全反射ミラー３３により反射されたエイミング光の内、半分は第二ハーフミラー３４を透過し、残りの半分は第二ハーフミラー３４により反射されてＹ方向に走査される。第二ハーフミラー３４を透過したエイミング光は、第二全反射ミラー３５により反射されてＹ方向に走査される。図４における走査領域Ａ及びＢの輪郭は、図５に示す様に第二ハーフミラー３４の反射によるエイミング光の走査線ＬＡと第二全反射ミラー３５の反射によるエイミング光の走査線ＬＢの照射を同時に繰り返し行うことによって表示され、術者はガイド４１の内側に形成された走査線ＬＡ、ＬＢにより照射位置を確認することができる。
【００１６】
図示なきＲＥＡＤＹスイッチを押して装置をＲＥＡＤＹ状態にすると、制御部１５は冷却器５から冷却空気を冷却チューブ７を通してハンドピース２０へ送る。吹き出し口６からは冷却空気が出て、患部を冷却する。制御部１５はフットスイッチ９からのトリガ信号が入力されると、第一ガルバノメータ３３ａ，第二ガルバノメータ３４ａ、第三ガルバノメータ３５ａを駆動制御してレーザ光源部１０からのレーザ光を走査し、走査領域Ａ及びＢにレーザ光を照射する。つまり、レーザ光源部１０から出射されたレーザ光は、第一全反射ミラー３３により反射され、第一ガルバノメータ３３ａの駆動によってＸ方向に走査される。第一全反射ミラー３３により反射されたレーザ光の内、半分は第二ハーフミラー３４を透過し、残りの半分は第二ハーフミラー３４により反射されてＹ方向に走査される。第二ハーフミラー３４を透過したレーザ光は、第二全反射ミラー３５により反射されてＹ方向に走査される。
【００１７】
走査領域Ａ及びＢのレーザ照射は、図６に示す様に第二ハーフミラー３４の反射による走査領域Ａ内のレーザスポットＳ１の走査と、第二全反射ミラー３５の反射による走査領域Ｂ内のレーザスポットＳ２の走査を同時に行うことができる。このため、従来の互いに直交する方向に軸を配置した２個のガルバノメータでそれぞれ接続されたミラーを回転することにより走査する方式に比べ、走査時間を半分に短くでき、レーザ走査領域が広範囲であっても治療時間を短くすることができる。
【００１８】
また、走査領域を領域ＡとＢの２つに分けないで、図７に示す様に、全体の走査領域Ｃに第二ハーフミラー３４の反射によるレーザスポットＳ１の走査と、第二全反射ミラー３５の反射によるレーザスポットＳ２の走査を同時に行って、走査領域Ｃを埋めるように走査してもよい。
【００１９】
また、上記実施の形態では、Ｙ方向の走査を第二ハーフミラー３４と、第二全反射ミラー３５の２枚のミラーにて行ったが、これに限らず、ミラー、ガルバノメータ、及び集光レンズの数を増やして、走査時間を更に短くしても良い。例えば、第二ハーフミラー３４と第一全反射ミラー３３の間に、反射率３３．３％、透過率６６．７％の新たなミラー、ガルバノメータ、及び集光レンズを配置することにより、上記従来の方法に比べ、走査時間を１／３に短くできる。
【００２０】
また、上記実施の形態では、Ｘ方向の走査を１枚の第一全反射ミラー３３により行ったが、図８に示す様に、Ｘ方向の走査をＹ方向と同様に、ハーフミラーと全反射ミラーを組み合わせても良い。図８において同一符号のものは、前記部材と同一であるので、その説明を省略する。第一全反射ミラー３３とコリメータレンズ２２の間に第一ハーフミラー３６及び第四ガルバノメータ３６ａが配置されている。第一ハーフミラー３６は、コリメータレンズ２２を通過したレーザ光のうち、半分を透過し、残りの半分を反射する。第一ハーフミラー３６で反射されたレーザ光は、第二ハーフミラー３４、第二全反射ミラー３５のよる走査と同様に、第三ハーフミラー３７、第三全反射ミラー３８で反射され、それぞれ集光レンズ２５、２６により走査領域Ｃ、Ｄに走査される。尚、第三ハーフミラー３７、第三全反射ミラー３８は、それぞれ第五ガルバノメータ３７ａ、第六ガルバノメータ３８ａによって駆動される。この走査光学系を用いれば、走査領域Ａ´、Ｂ´、Ｃ、Ｄの４つの照射領域を同時に走査する事ができ、上記従来技術の方法に比べて、治療時間を１／４に短くすることができる。
【００２１】
また、上記実施の形態では、走査光学系において光路を分割したが、これに限らず、走査光学系に入射する前に光分割手段であるハーフミラー等により光路を分割しておいて、その後の分割されたそれぞれの光学系に、レーザ光を直交する方向にそれぞれ走査する走査光学系を２組配置して、それぞれの走査光学系を制御してレーザ光を同時に照射し、走査時間を短くしても良い。また、走査光学系に入射する前にハーフミラー等により光路を分割する代わりに、レーザ光源を２つ配置し、それぞれのレーザ光源にレーザ光を直交する方向にそれぞれ走査する走査光学系を１組ずつ配置し、それぞれの走査光学系を制御してレーザ光を同時に照射し、走査時間を短くしても良い。
【００２２】
また、上記実施の形態では、メモリ１６に記憶されている走査パターン形状を選択してレーザ光の照射領域を設定した。これに限らず、例えば、ＣＯ２レーザにより、あざ、しみ等を治療するには、ハンドピース２０内に、ＣＣＤカメラを内蔵させ、あざ、しみなどの形状をＣＣＤカメラで撮像し、撮像された像を画像解析することによって治療部位に照射するレーザ光の照射領域を設定しても良い。（詳細は、本出願による特開平１１−７０１２０公報参照。）この場合、設定された照射領域に対し、制御部１５は、複数の走査光学系による複数のレーザ光の照射が異なる領域を受け持つように、走査光学系の各担当領域を決定する。例えば、図９に示す様に、制御部１５は、照射領域Ｅを、それぞれの面積が等しくなるように２つの走査光学系の担当領域を、走査領域Ｆ及びＧに等分割する。また、図１０に示す様に、それぞれの走査光学系には、遮光板５１、５２と遮光板５１、５２に接続されたソレノイド５３、５４が配置され、シャッタの役目を果たしている。つまり、走査領域Ｆ及びＧの担当領域において、片方の領域の照射が必要で、もう片方の領域の照射が必要でない領域は、必要でない領域の走査光学系の遮光板５１又は遮光板５２がソレノイド５３又はソレノイド５４により光路上に挿入されてレーザ光が遮光される。制御部１５は、ガルバノメータ３３ａ、３４ａ、３５ａ、及びソレノイド５１、５２を駆動して、決定された走査領域Ｆ及びＧの各担当領域にレーザ光を照射する。この場合も、２つの走査領域Ｆ及びＧに、同時にレーザ光を照射できるので走査時間を短くできる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、広範囲なレーザ走査領域において、レーザ走査時間を短くできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】脱毛治療等に使用されるレーザ治療装置の外観略図である。
【図２】光学系及び制御系の要部構成の概略図である。
【図３】ハンドピースの構造を示す図である。
【図４】レーザ走査光学系を示す図である。
【図５】エイミング光の走査を説明する図である。
【図６】治療用レーザスポットの走査を説明する図である。
【図７】治療用レーザスポットの走査を説明する図である。
【図８】レーザ走査光学系を示す図である。
【図９】走査光学系の走査領域を説明する図である。
【図１０】レーザ走査光学系を示す図である。
【符号の説明】
１　レーザ装置本体
１０　レーザ光源部
１５　制御部
１６　メモリ
２０　ハンドピース
３３　第一全反射ミラー
３３ａ　第一ガルバノメータ
３４　第二ハーフミラー
３４ａ　第二ガルバノメータ
３５　第二全反射ミラー
３５ａ　第三ガルバノメータ
３６　第一ハーフミラー
３６ａ　第四ガルバノメータ
３７　第三ハーフミラー
３７ａ　第五ガルバノメータ
３８　第三全反射ミラー
３８ａ　第六ガルバノメータ
５１　遮光板
５２　遮光板
５３　ソレノイド
５４　ソレノイド

Claims

治療用レーザ光を治療部位に照射するレーザ治療装置において、治療用の複数のレーザ光を治療部位に同時に照射可能な照射光学系と、該照射光学系に配置され、複数のレーザ光を治療部位上でそれぞれ走査する複数の走査光学系と、該複数の走査光学系を駆動する駆動手段と、を設けたことを特徴とするレーザ治療装置。
請求項１の照射光学系は、レーザ光源と、該レーザ光源からのレーザ光を複数のレーザ光に分割する光分割手段を備えることを特徴とするレーザ治療装置。
請求項１のレーザ治療装置は、治療部位に照射するレーザ光の照射領域を設定する設定手段と、該設定された照射領域について複数のレーザ光の照射が異なる領域を受け持つように各走査光学系の担当領域を決定する決定手段と、該決定された各担当領域に基づいて前記駆動手段を制御する制御手段と、を備えることを特徴とするレーザ治療装置。
請求項３の決定手段は、前記設定手段により設定された照射領域を等分割するように各走査光学系の担当領域を決定することを特徴とするレーザ治療装置。
請求項１のレーザ治療装置において、前記複数の走査光学系はレーザ光を直交する方向にそれぞれ走査する一対の走査ミラーをそれぞれ備え、少なくとも２つの走査光学系は、それぞれが持つ一対の走査ミラーの内、レーザ光源側に配置された走査ミラーを共用する構成としたことを特徴とするレーザ治療装置。
請求項１のレーザ治療装置において、少なくとも２つの走査光学系は、レーザ光を治療部位上で一方向に走査する第１走査ミラーと、該第１走査ミラーの走査方向と直交する方向にレーザ光を走査する第２走査ミラーと、前記第１走査ミラーと第２走査ミラーとの間の光路に配置された第３走査ミラーとから構成され、前記第３走査ミラーを光分割ミラーとしたことを特徴とするレーザ治療装置。