JP2014217513A - レーザ照射チップ及びこれに用いられるファイバモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】レーザ照射チップ内のレーザ導光部におけるレーザ光の結合ロスをなくし、また、チップの先端側部分の大型化を抑えて照射対象部位の視野を確保し得るレーザ照射チップ及びこれに用いられるファイバモジュールを提供する。
【解決手段】パイプ形状のチップ本体部５と、
前記チップ本体部５の基端部５０に設けられ、ハンドピース２の先端部２０Ｃに連結するための結合部７と、前記チップ本体部５０に挿通され、治療用レーザを導光するファイバ９と、前記ファイバ９の基端部９ｂに設けられるアタッチメント部１０と、よりなり、前記ファイバ９及び前記アタッチメント部１０が一体となってファイバモジュール６を構成し、前記ファイバモジュール６が前記チップ本体部５に対して着脱自在に装着されていることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、レーザ照射チップと、これに用いられるファイバモジュールに関するものである。

近時、歯科の診療においても、レーザ治療装置が採用されるようになった。このようなレーザ治療装置は、基本的には、レーザ発生装置と、レーザ光を導光する導光体と、該導光体の先端に接続されるハンドピースと、該ハンドピースの先端に装着されるレーザ照射チップ（あるいはレーザプローブ）とにより構成される。歯科用のレーザ治療装置の場合、術者はハンドピースのグリップ部を把持し、レーザ照射チップの先端（出射端）を歯牙や歯肉の表面に近接させ、あるいは接触させて、出射端よりレーザ光を出射させて、齲蝕の蒸散治療、歯周病の治療、止血、あるいは歯石の除去等を行う。このような医療用レーザ装置においては、レーザ光の出射端部分が経時的に消耗し、あるいは破損したり汚れたりするため、この部分を含む先側部分を簡易に交換し得るような手段を備えていることが望まれる。特許文献１〜４に開示された医療用レーザ装置（ハンドピース、レーザ照射チップ）には、このような手段が記載されている。

特許文献１には、レーザ出射装置に接続されたファイバが挿通される本体と、歯牙の根管内の破折機器及び前記ファイバの先端部が挿入可能な内径を有しており、前記本体の先端側に着脱自在に取付けられるパイプとを備えた根管内破折機器除去用ハンドピースが記載されている。そして、破折機器をパイプに溶着させた後、先端チップをハンドピースの本体より取外すと共に、ファイバの先端部を後続部分から切り離すことにより、これらをまとめて破棄して、感染の防止を図っている。

また、特許文献２には、レーザ光を導光する光ファイバを保持する本体部と、本体部の先端に位置し、前記ファイバを貫通させて、ファイバの先端を露出させるよう保持する先端チップとを有するハンドピースが記載されている。そして、ファイバの先端部分が消耗し、あるいは破損したり汚れたりすると、光ファイバの先端を切り捨てるようにし、そのため、先端チップを本体部に対して着脱自在とすると共に、ファイバの先端を先端チップより所定長さ露出させた状態で保持する機構を本体部と先端チップとに設けている。

さらに、特許文献３には、ハンドピースの先端部に樹脂製のプローブチップを着脱自在に取付けることができる光送出用光プローブが記載されている。このプローブチップは、ハンドピースに着脱自在とされているので、前記のように先端部分が消耗し、あるいは破損したり汚れたりすると、簡易に交換することができる。

特許文献４には、ハンドピースのヘッド部に着脱自在に装着されるチップ基部材と、該チップ基部材の先側部に連結されるチップ先端部材とよりなる医療用レーザ照射チップが記載されている。そして、前記チップ基部材は内部にレーザ導光部材を有し、前記チップ先端部材は、チップ基部材の先側部に連結基部を介して着脱自在に連結され、この連結状態で、チップ基部材内のレーザ導光部材とチップ先端部材内の出光部材とが光学的に接続され、出射端より目的部位にレーザ光を照射し得るように構成されている。そして、治療時にチップ先端部材が消耗したりすると、該チップ先端部材の交換が可能とされている。

特開２００５−１６０５４２号公報 特開２００７−３７５８２号公報 特開２００８−５３７３１３号公報 特開２０１０−４６４７４号公報

ところで、特許文献１及び特許文献２に開示されたハンドピースの場合、ファイバの先端部が消耗したり汚損したりすると逐次切断され、その都度ファイバをその先側が露出するよう繰り出して使用される。特許文献１の場合は、先端チップをパイプと共にハンドピースの本体から取外し、更に、ファイバの先端部を後続部分から切り離すことになるため、煩わしい作業が余儀なくされる。また、特許文献２においては、ファイバの先端部を切り捨てた後、チップ固定ネジを緩めてファイバの固定を解除した上でファイバを繰り出し、再度チップ固定ネジを締めてファイバを固定する必要があり、この場合も煩わしい作業が余儀される。そして、これらは、ハンドピース内に導入されているファイバを繰り出して使用されるため、その先端部の形状は一定であり、治療態様に応じた先端形状を選択使用できないと言う点も指摘される。しかも、ハンドピース内に導入されているファイバが逐次切断されるため、その切断長さに限度があり、このファイバ自体の交換メンテナンスも必要とされることが予想される。

特許文献３に記載されたプローブチップは、全体が導光性の樹脂からなり、先端部が消耗したりするとその全体を交換し得るよう構成されているが、プローブチップ自体にハンドピースに対する係合手段を設ける必要があり、その作製に手間とコストがかかることが予想される。そして、特許文献１〜３に共通して、導光ファイバの冷却手段や、目的部位に対する水あるいはミストの噴霧手段を有していないため、治療用として実用化するには、なお改良の余地があった。

特許文献４は本出願人に係るものであり、チップ先端部材のみ着脱交換可能とされているから、使い捨てにしてもユーザにかかるコスト的負担は左程大きくなく、また、患部（照射対象）の状態に応じて形状の異なるチップ先端部材を選択使用でき、加えて、水あるいはミストの噴霧手段を有しているから、治療器具としての優れた適正を備えている。しかし、チップ基部材及びチップ先端部材のそれぞれに内装されるレーザ導光部材及び出光部材は一体ではなく、両者の光学的接続による結合ロスは無視し得ず、レーザ光の両者間の透過効率が低下すると言う問題点が指摘されるようになった。更に、チップ先端部材とチップ基部材とに着脱可能な連結手段が設けられるため、この部分のサイズが大きくならざるを得ず、そのため、治療時の視野の妨げとなり、患部の視認性が低下するとの指摘もなされるようになった。

本発明は、このような実情に鑑みなされたもので、レーザ照射チップ内のレーザ導光部におけるレーザ光の結合ロスをなくし、また、チップの先端側部分の大型化を抑えて照射対象部位の視野を確保し得るレーザ照射チップ及びこれに用いられるファイバモジュールを提供することを目的とする。

第１の発明に係るレーザ照射チップは、パイプ形状のチップ本体部と、前記チップ本体部の基端部に設けられ、ハンドピースの先端部に連結するための結合部と、前記チップ本体部に挿通され、治療用レーザを導光するファイバと、前記ファイバの基端部に設けられるアタッチメント部と、よりなり、前記ファイバ及び前記アタッチメント部が一体となってファイバモジュールを構成し、前記ファイバモジュールが前記チップ本体部に対して着脱自在に装着されていることを特徴とする。

本発明のレーザ照射チップにおいて、前記アタッチメント部が、前記結合部の一部を構成するものとしても良い。この場合、前記アタッチメント部の外径の少なくとも一部が、前記ファイバが挿通される前記チップ本体部内の空間の内径よりも大きく、前記アタッチメント部の基端部が、前記チップ本体部より突出しているものとしても良い。

また、本発明のレーザ照射チップにおいて、前記ファイバモジュールとチップ本体部との間の空隙が、流体管路を形成するようにしても良い。この場合、前記流体管路によって、前記ファイバ側面の冷却機構が構成されるようにしても良い。更に、前記流体管路が、空気管路及び水管路からなり、前記空気管路及び水管路を流通する空気及び水は、前記チップ本体部の先端部において混合され、該チップ本体部の先端部より突出する前記ファイバの先端部に沿って吐出されるよう構成されているものとしても良い。

第２の発明に係るファイバモジュールは、前記のいずれかのレーザ照射チップに用いられるファイバモジュールであって、前記アタッチメント部に、前記ファイバの基端部が内嵌一体とされ、この内嵌一体状態で前記ファイバの基端面が入光端として露出していることを特徴とする。

第１の発明に係るレーザ照射チップは、ハンドピースの先端部に結合部を介して連結されて用いられる。そして、ファイバ及びアタッチメント部が一体とされて構成されるファイバモジュールは、チップ本体部に対して着脱自在に装着されるから、ファイバの先端部が損傷したときや、治療対象の状態に応じ必要とされるときには、別のファイバモジュールに適宜交換することができる。そして、レーザ照射チップ内には一連のファイバが挿通されるだけであるから、前記のような結合ロスによるレーザ光の透過効率の低下が生じる懸念がない。また、ファイバが挿通されるチップ本体部はパイプ形状であるから、チップ本体部の基端部からレーザ光の照射端となる先端部にかけての部位が、大径化することがなく、治療対象部位の視野が確保される。特に、マイクロスコープ下での診療においては、レーザ照射部位の視野の確保は極めて有益である。更に、消耗したファイバの交換の際には、ファイバモジュールで完結できるから、レーザ発生装置からハンドピース内に至る導光ファイバが切断により短くなることがなく、この導光ファイバを交換するようなメンテナンスを要しない。

本発明のレーザ照射チップにおいて、前記アタッチメント部が、前記結合部の一部を構成するものとした場合、当該レーザ照射チップをハンドピースの先端部に連結することによって、ファイバモジュールがチップ本体部に対して所定の位置に保持される。また、この場合、前記アタッチメント部の外径の少なくとも一部が、前記チップ本体部内の空間の内径よりも大きく、ファイバがチップ本体部に挿通された状態で前記アタッチメント部の基端部が前記チップ本体部より突出しているものすれば、アタッチメント部が、ハンドピースの先端部とチップ本体部の基端部との間に挟まれた状態で前記連結がなされるから、ファイバモジュールが先端側に抜け落ちることがなく、チップ本体部に対してより安定した状態で保持される。

本発明のレーザ照射チップにおいて、前記ファイバモジュールとチップ本体部との間の空隙が、流体管路を形成するようにすれば、この流体管路によって、前記ファイバ側面の冷却機構が簡易に構成される。そして、この冷却機構によって、ファイバの発熱が抑えられ、ファイバモジュールの長寿命化が図られる。そして、前記流体管路が、空気管路及び水管路からなるものとすれば、空気と水との流通により、前記冷却がより効果的になされる。加えて、前記空気管路及び水管路を流通する空気及び水は、前記チップ本体部の先端部において混合され、該チップ本体部の先端部より突出する前記ファイバの先端部に沿って吐出されるよう構成されているものとすれば、チップ本体部の先端部において混合された水及び空気はミストとなり、チップ本体部の先端部より突出する前記ファイバの先端部がこれにより冷却される。また、治療用レーザと略平行に吐出されるから、前記ファイバの先端から照射されるレーザ光が、照射対象物（患部）に届く前に当該ミストに吸収されることが回避され、照射対象物が歯のような切削対象物である場合、切削効率が向上し、レーザの出力を抑えることができる。そして、前記水及び空気の混合ミストは、照射対象物の表面に付着し、ごく薄い水膜を形成するので、レーザのエネルギーを吸収し、分布させ、効率の良い蒸散（切削）を実施することができる。加えて、吐出された水及び空気の混合ミストは、照射対象物の表面で水滴状とならないので、これを吸引除去する必要がなく、術者の負担が増えず、また患者の苦痛も抑えられる。

第２の発明に係るファイバモジュールにおいては、前記アタッチメント部に、前記ファイバの基端部が内嵌一体とされ、この内嵌一体状態で前記ファイバの基端面が入光端として露出しているから、レーザ照射チップをハンドピースの先端部に連結した時には、ハンドピース内の導光ファイバとの光学的接続が確実になされる。

本発明のレーザ照射チップを用いたレーザ治療装置の一実施形態としての歯科用レーザ治療装置の全体概略図である。 図１におけるＡ部の拡大断面図である。 同歯科用レーザ治療装置における歯科用レーザ照射ハンドピースに装着されるレーザ照射チップの分解断面図である。 同レーザ照射チップの正面図である。 同レーザ照射チップの斜視図である。 本発明のファイバモジュールを構成するアタッチメント部の一例を示す斜視図である。 図２におけるＢ−Ｂ線矢視拡大断面図である。 図７におけるＣ−Ｃ線矢視部の拡大断面斜視図である。 （ａ）〜（ｆ）は本発明のファイバモジュールを構成するファイバの先端部の種々の形状を示す断面図と、出射端側から見た側面図である。 本発明のレーザ照射チップを用いた歯科用ハンドピースの別の実施形態を示す部分破断正面図である。

以下、本発明のレーザ照射チップとこれに用いられるファイバモジュールの一実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明のレーザ照射チップを用いたレーザ治療装置１を示し、このレーザ治療装置１は歯科用レーザ治療装置であって、キャスタ付のレーザ装置本体１０内に、水に対する吸収特性の高いレーザ光を発振するレーザ発振器１１と、水（生理食塩水を含む場合あり）を供給する水送出回路１２と、空気（不活性ガスも含む場合あり）を供給する空気送出回路１３とが配設されている。レーザ発振器１１で発生する前記レーザ光は、レーザ伝送装置１１ａを介して、後記する歯科用レーザ照射ハンドピース２に伝送される。また、装置本体１０から導出され、レーザ発振器１１及び水送出回路１２並びに空気送出回路１３から供給されるレーザ光及び水並びに空気などを装置本体１０外の歯科用レーザ照射ハンドピース２に導光及び給送するフレキシブルホース３と、装置本体１０の前面上部に設けられた設定操作部１４及び表示部１５と、レーザ装置本体１０に接続されたフートコントローラ１６とを備えている。フレキシブルホース３は、レーザ発振器１１のレーザ伝送装置１１ａに接続されるレーザ光の導光体１１ｂ、水送出回路１２に接続される水供給チューブ１２ａ及び空気送出回路１３に接続される空気供給チューブ１３ａを束ねて内装し、歯科用レーザ照射ハンドピース２の基部に接続されている。設定操作部１４は、操作キーやタッチパネル、あるいは回転摘みなどから構成され、レーザ光の照射条件や、水又は空気の噴出量あるいは噴出の有無等を設定操作し得るようになされている。表示部１５は、液晶パネル（ＬＣＤ）などから構成され、設定された照射条件等を表示する。また、フートコントローラ１６は、レーザ光の照射、あるいは、水及び空気の供給操作スイッチであり、術者の足踏み動作によってそのスイッチ操作がなされる。その他、レーザ装置本体１０内には、レーザ発振器１１に付設されるレーザ発振器用冷却器や、電源（いずれも不図示）が設置される。

水送出回路１２は、精製水又は生理食塩水などの水を収容するタンクを備え、ポンプ機構などにより水を水供給チューブ１２ａに供給する。また、空気送出回路１３は、圧縮空気又は圧縮した不活性ガスを発生させ、空気供給チューブ１３ａに供給することができるようになっており、例えば、空気を発生させる場合には、ブロアやコンプレッサなどが用いられ、また、不活性ガスを発生させる場合には、不活性ガスを圧縮して充填したガスボンベなどが用いられる。

レーザ発振器１１は、Ｅｒ：ＹＡＧレーザ、ＣＯ_２レーザ、Ｅｒ．Ｃｒ：ＹＳＧＧレーザ、Ｈｏ：ＹＡＧレーザ等の水に対する吸収性の高い医療用レーザの媒体をレーザ発生源とするものである。該レーザ発振器１１で発生したレーザ光は、前記レーザ伝送装置１１ａ及び導光体１１ｂを経由して歯科用レーザ照射ハンドピース２に導光される。該導光体１１ｂとしては、前記フレキシブルホース３に内装される中実又は中空の光ファイバ（導波路）が用いられるが、該フレキシブルホース３によらず、マニピュレータ（多関節伝送装置）型に構成されたものも用いられる。

本実施形態の歯科用レーザ照射ハンドピース２は、前記フレキシブルホース３との接続基部２０Ａ、該接続基部２０Ａに連なり術者が手指で把持して操作するグリップ部（胴部）２０Ｂ、及び該グリップ部２０Ｂの先側に連接されるヘッド部２０Ｃを含むハンドピース本体部２０と、ヘッド部２０Ｃに着脱自在に装着される歯科用レーザ照射チップ４とよりなる。フレキシブルホース３とハンドピース本体部２０の接続基部２０Ａとの接続部は、着脱自在なコネクタ部で構成され、この接続状態では、フレキシブルホース３内のレーザ光の導光体１１ｂ、水供給チューブ１２ａ及び空気供給チューブ１３ａが、ハンドピース本体部２０内の後記するレーザ導光路２１、水管路２２及び空気管路２３の基端部に接合される。これによりフレキシブルホース３内のレーザ光の導光体１１ｂとハンドピース本体部２０内のレーザ導光路２１との光学的な接続、フレキシブルホース３内の水供給チューブ１２ａとハンドピース本体部２０内の水管路２２との水密的な接続、及び、フレキシブルホース３内の空気供給チューブ１３ａとハンドピース本体部２０内の空気管路２３との気密的な接続がなされる。

ハンドピース本体部２０と、歯科用レーザ照射チップ４との接続部分の詳細を、図２を参照して説明する。図２に示すように、ハンドピース本体部２０は、グリップ部２０Ｂからヘッド部（ハンドピースの先端部）２０Ｃに至る一連の円筒状本体筒部２０ａと、該本体筒部２０ａに外装された外装スリーブ部２０ｂとを備える。前記レーザ導光路２１は、中空あるいは中実の導波路（ファイバ）からなり、ハンドピース本体部２０内にその長手方向に沿って同心的に配設され、先端部はフェルール２４に保持されて、ヘッド部２０Ｃ内に臨んでいる。フェルール２４は、本体筒部２０ａに同心的に内嵌支持された支持リング２４ａに嵌挿され、該支持リング２４ａに螺装された固定ねじ部材２４ｂの先端をフェルール２４の周体に形成された周溝２４ｃに整合させることによって、支持リング２４ａに対するフェルール２４の位置決め固定がなされている。支持リング２４ａは、本体筒部２０ａの先端部内に螺合装着された筒状ホールダ部材２０ｃにより、スペーサカラー部材２０ｄを介して、本体筒部２０ａ内の所定位置に位置決め内嵌支持されている。フェルール２４に嵌挿支持されたレーザ導光路２１の先端２１ａは、該ホールダ部材２０ｃに保持された光学集光レンズ（ドラムレンズ）２５に対峙している。

前記水管路２２及び空気管路２３は、いずれも細チューブからなり、各先端部は前記ホールダ部材２０ｃに保持され、該ホールダ部材２０ｃに形成された水用連絡管路２２ａ及び空気用連絡管路２３ａに連通している。さらに、該ホールダ部材２０ｃには、チップホルダ２６が嵌合され、該チップホルダ２６は袋ナット２７を前記外装スリーブ部２０ｂの先端部に螺合することによって、ホールダ部材２０ｃに対する嵌合状態に固定維持される。チップホルダ２６は中空筒状体であり、同心的に形成された内筒部２６ａは、後記する歯科用レーザ照射チップ４を構成するチップ本体部５を後記する結合部７によって着脱自在に螺合連結する為の接合部とされる。チップホルダ２６の筒壁には、水用連通路２２ｂ及び空気用連通路２３ｂが形成されている。これら水用連通路２２ｂ及び空気用連通路２３ｂは、チップホルダ２６がホールダ部材２０ｃに嵌合固定された状態では、前記水用連絡管路２２ａ及び空気用連絡管路２３ａに、該チップホルダ２６の外周部に形成された各周溝を介して夫々連接される。そして、各連通路２２ｂ，２３ｂの先端部はチップホルダ２６の内筒部２６ａに開口している。チップホルダ２６の内筒部２６ａには、チップ本体部５を結合部７を介して螺合連結するための雌ねじ部２６ｂが形成されている。

なお、図２では、便宜上、水管路２２及び空気管路２３、水用連絡管路２２ａ及び空気用連絡管路２３ａ、水用連通路２２ｂ及び空気用連通路２３ｂ、固定ねじ部材２４ｂ等が同一断面に現れるよう表しているが、これらは、設計上はそれぞれが干渉しない周方向の適宜位置に形成されるべきものである。また、図示を省略したが、前記空気用連絡管路２３ａから分岐して、前記集光レンズ２５の周辺や、レーザ導光路２１の先端２１ａに冷却空気を導入し、この付近を冷却すると共に、レーザ導光路２１の先端２１ａ、集光レンズ２５の入射面及び出射面、あるいは後記するファイバ９の基端面９ａに付着した異物等を除去するよう構成しても良い。ハンドピース本体部２０内のレーザ導光路２１が中空のものであれば、そのレーザ導光路２１内に空気を導入することで、上記集光レンズ２５の冷却やファイバ９の異物除去に用いることもできる。

次に、本実施形態のレーザ照射チップ４の詳細について、図３〜図８をも参照して説明する。図例のレーザ照射チップ４は、パイプ形状の湾曲した棒状体からなるチップ本体部５と、ファイバモジュール６とよりなる。チップ本体部５は、外パイプ５１及び内パイプ５２の二重管からなり、該チップ本体部５の基端部５０に中空筒状の結合部７が一体に固着されている。該チップ本体部５は、この結合部７を介して、前記ハンドピース２の先端部（ヘッド部２０Ｃ）に着脱自在に連結される。チップ本体部５の先端部には、後記する空気・水の混合部８０を有する先端部材８が固着されている。ファイバモジュール６は、前記内パイプ５２に挿通されるファイバ９と、該ファイバ９の基端部９ｂが内嵌一体とされた円筒状のアタッチメント部１０とよりなる。ファイバ９は、アタッチメント部１０に対する内嵌一体状態でその基端面９ａがアタッチメント部１０の基端部側端面に、該端面と面一状態で露出している。前記ファイバモジュール６は、図３の一点鎖線矢印に示すように、チップ本体部５に挿通され、この挿通状態でチップ本体部５に着脱自在に装着される。即ち、ファイバモジュール６のファイバ９をその先端部９ｃよりチップ本体部５の内パイプ５２内に挿通し、前記アタッチメント部１０の前半部１０ａを前記結合部７の後記するプラグ部７１の円筒形の嵌受部７１ａに圧入して嵌合させる。これによって、ファイバモジュール６はチップ本体部５に着脱自在に装着される。
なお、図示のようにチップ本体部５は湾曲しているが、外パイプ５１及び内パイプ５２がステンレス等の剛性のある金属材からなる一方、ファイバ９は可撓性を有しているので、前記挿入に伴い、ファイバ９はチップ本体部５の湾曲形状に倣うように変形する。

前記ファイバモジュール６のチップ本体部５に対する装着状態では、前記ファイバ９の先端部９ｃが前記先端部材８より前方側（レーザ照射方向）に突出し、また、アタッチメント部１０の後半部（基端部）１０ｂが前記結合部７より後方側（ハンドピース２側）に突出する。前記アタッチメント部１０における前記前半部１０ａ及び後半部１０ｂの間には、他の部分より大径の鍔部１０ｃが形成され、この鍔部１０ｃの外径（アタッチメント部の外径の一部）ｄは前記嵌受部７１ａの開口径ｄ１より大とされている。この開口径ｄ１はチップ本体部５の空間（内パイプ５２の空間）の内径よりやや大とされるから、前記鍔部１０ｃの外径ｄは、実質的にチップ本体部５の空間の内径より大とされる。従って、ファイバモジュール６をチップ本体部５に装着した時には、この鍔部１０ｃが前記嵌受部７１ａの開口縁部に当接し、これによってチップ本体部５とファイバモジュール６との軸方向に沿った相対位置関係が定まる。これによって、ファイバモジュール６のチップ本体部５の先端部側への抜出しが防止される。また、前記アタッチメント部１０の後半部１０ｂが前記結合部７より突出していることにより、該後半部１０ｂ及び鍔部１０ｃが、ハンドピース２のヘッド部（先端部）２０Ｃに連結するための結合部７の一部を構成する。

レーザ照射チップ４は、前記アタッチメント部１０の後半部１０ｂを含む前記結合部７を介して、ハンドピース２のヘッド部２０Ｃに連結される。結合部７は、前記後半部１０ｂと共に前記チップホルダ２６の内筒部２６ａに差込み螺合接続されるプラグ部７１と、該プラグ部７１を螺合操作する為のローレット回転摘み部７２とが一体に形成されてなる。前記プラグ部７１及び回転摘み部７２は、金属（ステンレス、ニッケルメッキが施された真鍮等）あるいは樹脂による一体成形体からなる。また、外パイプ５１及び内パイプ５２は金属（ステンレス、真鍮等）、セラミックスあるいは樹脂等からなり、外径が約１．０〜３．０ｍｍとされる。これら材質や寸法については、周囲の部品の材質や寸法、操作のし易さ、高温滅菌の要否等を考慮して、適宜選択され設計される。プラグ部７１の外周部には、前記チップホルダ２６の内筒部２６ａに形成された雌ねじ部２６ｂに螺合し得る雄ねじ部７１ｂが形成され、この雄ねじ部７１ｂの径方向２箇所にカット部７１ｃ，７１ｃが削成されている。また、前記結合部７の回転摘み部７２には、２本の空気用連通孔７１ｄ，７１ｄが形成されている。この連通孔７１ｄ，７１ｄの一方端は、前記チップ本体部５と結合部７との固着部において、前記外パイプ５１及び内パイプ５２間の空隙５１ａに通じている。また、前記連通孔７１ｄ，７１ｄの他方端は、前記カット部７１ｃ，７１ｃに開口するよう形成されている。これにより、前記雄ねじ部７１ｂを雌ねじ部２６ｂに螺合してレーザ照射チップ４をハンドピース２に連結した際には、前記空気用連通路２３ｂと、前記空隙５１ａとが、チップホルダ２６の内筒部２６ａに形成された周溝２３ｃ、前記カット部７１ｃ，７１ｃと内筒部２６ａとの間の隙間、及び前記連通孔７１ｄ，７１ｄを介して連通する。従って、空気管路２３から前記先端部材８に及ぶ空気の流路が形成される。結合部７における前記プラグ部７１の外周部には、前記空気用連通路２３ｂから、周溝２３ｃ、及び、カット部７１ｃ，７１ｃと内筒部２６ａとの間の隙間を経て連通孔７１ｄ，７１ｄに至る空気の流路の気密性を維持するため、Ｏリング７１ｅ，７１ｆが嵌装されている。このＯリング７１ｅ，７１ｆは、プラグ部７１を前記チップホルダ２６の内筒部２６ａに差込み螺合した際に、プラグ部７１の外周部とチップホルダ２６の内筒部２６ａとの間に弾性圧縮された状態とされ、これにより、前記気密性が維持される。

前記チップ本体部５に対するファイバモジュール６の着脱自在な装着状態では、前記のとおり前記アタッチメント部１０の後半部１０ｂが、結合部７の基端部より突出して結合部７の一部を構成する。アタッチメント部１０の前記鍔部１０ｃ，１０ｃより、該鍔部１０ｃ，１０ｃの一部を含み前半部１０ａの先端に至る外周面の径方向に対向する２箇所にカット部１０ｄ，１０ｄが削成されている。図３の二点鎖線部分は、アタッチメント部１０におけるカット部１０ｄ，１０ｄが削成されていない部分の外形状、換言すれば、カット部１０ｄ，１０ｄを作成する前の外形状を示している。このカット部１０ｄ，１０ｄの存在により、前半部１０ａを前記プラグ部７１の嵌受部７１ａに嵌合した際、カット部１０ｄ，１０ｄと嵌受部７１ａの内壁との間に隙間が形成される。このカット部１０ｄ，１０ｄによる隙間の一方端は、前記内パイプ５２と該内パイプ５２に挿通されるファイバ９との間の空隙５２ａに通じ、他方端は前記チップホルダ２６に形成された水用連通路２２ｂに通じている。これにより、前記雄ねじ部７１ｂを雌ねじ部２６ｂに螺合してレーザ照射チップ４をハンドピース２に連結した際には、前記水用連通路２２ｂと、前記空隙５２ａとが、前記カット部１０ｄ，１０ｄと嵌受部７１ａの内壁との間の隙間を介して連通する。従って、水管路２２から前記先端部材８に及ぶ水の流路が形成される。前記外パイプ５１と内パイプ５２との空隙５１ａ、及び内パイプ５２とファイバ９との空隙５２ａは、それぞれ空気及び水の流体管路を形成し、この流体管路５１ａ，５２ａによって、ファイバ９の側面の冷却機構が構成される。前記アタッチメント部１０の後半部１０ｂの外周部には、Ｏリング１０ｅが嵌装されている。このＯリング１０ｅと、前記プラグ部７１に嵌装されたＯリング７１ｅとにより、前記水用連通路２２ｂからカット部１０ｄ，１０ｄと嵌受部７１ａの内壁との間の隙間を経て、前記空隙５２ａに至る水の流路の水密性が維持される。前記Ｏリング１０ｅも、プラグ部７１を前記チップホルダ２６の内筒部２６ａに差込み螺合した際に、後半部１０ｂの外周部とチップホルダ２６の内筒部２６ａとの間に弾性圧縮された状態とされ、前記弾性圧縮状態のＯリング７１ｅとにより、前記水密性が維持される。

レーザ照射チップ４における外パイプ５１及び内パイプ５２の先端部には、筒状の前記先端部材８が外嵌一体に固着されている。該先端部材８には、前記空気の流体管路（空隙）５１ａに通じる環状の空気溜部８ａ及びこの空気溜部８ａから先側に延びる空気吐出ノズル部８ｂが連設されている。また、この空気吐出ノズル部８ｂの先端より先側には、前記ファイバ９を取り囲むようにポケット状の前記混合部８０が形成されている。そして、前記水の流体管路（空隙）５２ａの先端はこの混合部に臨むように開口している。従って、流体管路５１ａ，５２ａを給送される空気及び水は、この混合部８０において混合されてミスト化され、混合部８０の開口端８０ａから、前記ファイバ９の先端部９ｃに沿って治療対象（不図示）に向け吐出されるよう構成されている。

前記のように構成されるレーザ照射チップ４を備える歯科用レーザ治療装置１によるレーザ治療の要領について説明する。先ず、準備段階として、チップ本体部５に対し、図３の一点鎖線矢印に示すように、ファイバモジュール６の前記ファイバ９を、その先端部９ｃより前記内パイプ５２に挿通し、アタッチメント部１０の前半部１０ａを前記結合部７の嵌受部７１ａに嵌合一体とする。これによって、図４及び図５に示すように、レーザ照射チップ４が組み立てられる。そして、前記結合部７のプラグ部７１をアタッチメント部１０の後半部１０ｂと共にチップホルダ２６の内筒部２６ａに挿入し、前記回転摘み部７２を操作して前記雄ねじ部７１ｂを雌ねじ部２６ｂに螺合する。これによって、当該レーザ照射チップ４を、ハンドピース２のヘッド部（先端部）２０Ｃに連結する。この連結状態では、結合部７の一部を構成するアタッチメント部１０の後半部１０ｂが、結合部７のプラグ部７１と、チップホルダ２６とにより、挟まれるようにして固定されるから、ファイバモジュール６がレーザ照射チップ４に対して図２に示すように所定の挿通状態で保持される。また、この連結状態では、アタッチメント部１０の基端部側端面に露出するファイバ９の基端面９ａが、ハンドピース２内のレーザ導光路２１の先端２１ａに、集光レンズ２５を介して対峙する。これによって、レーザ導光路２１からレーザ照射チップ４内のファイバ９の先端部９ｃにかけてのレーザ光の導光路が確立され、ファイバ９の先端面９ｄを出射端としてレーザ光の出射が可能とされる。先端部材８より突出したファイバ９の先端部９ｃは、ジャケットと呼ばれる外装体が剥離されてコアとクラッドとよりなる状態で、あるいは、コアのみよりなる状態で、先端部材８に保持されている。図例では、先端部９ｃは先端部材８にほぼ同心的に保持されているが、これに限られず、偏心した状態で保持されていても良い。

この準備段階が完了すると、術者は、前記装置本体１０の設定操作部１４を操作することによって、水送出回路１２及び空気送出回路１３を調整し、前記流体管路５２ａ，５１ａを通る水量及び空気量の設定を行う。また、レーザ発振器１１のレーザの出力が通常の歯の切削除去に適するように調整される。そして、術者は、レーザ照射ハンドピース２のグリップ部２０Ｂを手指で把持して、レーザ照射チップ４を患者の口腔（不図示）内に挿入し、ファイバ９の先端面（出射端）９ｄを治療目的の歯や歯肉（不図示）の表面に近接させる。このとき、レーザ照射チップ４のチップ本体部５は、湾曲した細い棒状体からなるから、視野が妨げられることが少なく、目的部位へのアクセスが容易になされる。術者は、前記フートコントローラ１６を足踏み操作し、あるいは、ハンドピース２に設けられる各種スイッチ（不図示）を手押し操作して、出射端９ｄからレーザ光を目的部位（照射対象）に向け照射する。同時に、水送出回路１２及び空気送出回路１３を駆動し、水及び空気を前記流体管路５２ａ，５１ａを経て前記水・空気混合部８０に流入させる。流入した水及び空気は、該混合部８０で混合されて、水及び空気の混合ミストとして前記開口端８０ａからファイバ９の先端部９ｃに沿いレーザ光の照射方向に略平行に吐出される。

このようにレーザ光を目的部位に向け照射させることにより、齲蝕歯等のレーザ治療がなされる。そして、前記流体管路５２ａ，５１ａに水及び空気を流通させることにより、ファイバ９の側面の冷却機構が確立され、ファイバ９におけるレーザ光の導光に伴う発熱が抑えられる。また、前記混合部８０から吐出される水及び空気の混合ミストは、ファイバ９の先端部９ｃを冷却すると共に、治療部位の発熱を抑え、あるいは、レーザ照射により治療部位から発生する蒸散屑等の除去がなされる。特に、水及び空気がミスト化されて吐出されることにより、前記先端部９ｃの冷却及び蒸散屑の除去等が極めて効果的になされる。また、このミストは、出射端９ｄから出射される治療用レーザと略平行に吐出されるから、当該治療用レーザが、照射対象物（患部）に届く前に当該ミストに吸収されることが回避され、照射対象物が歯のような切削対象物である場合、切削効率が向上し、前記レーザ発振器１１におけるレーザの出力を抑えることができる。そして、前記水及び空気の混合ミストは、照射対象物の表面に付着し、ごく薄い水膜を形成するので、レーザ光のエネルギーを吸収し、分布させ、効率の良い蒸散（切削）を実施することができる。加えて、吐出された混合ミストは、照射対象物の表面で水滴状とならないので、これを吸引除去する必要がなく、術者の負担が増えず、また患者の苦痛も抑えられる。

ファイバ９の先端部９ｃが損傷したとき、あるいは、治療内容に適したファイバモジュールに変更したい場合、前記結合部７の回転摘み部７２を前記とは逆操作して、雄ねじ部７１ｂ及び雌ねじ部２６ｂの螺合を解くことによって、レーザ照射チップ４をハンドピース２のヘッド部２０Ｃから取外す。そして、レーザ照射チップ４のチップ本体部５から、ファイバモジュール６をそのアタッチメント部１０を摘んで引き抜き、別のファイバモジュール６を前記と同様にしてチップ本体部５に組付けることによって簡易にファイバモジュール６の交換を行うことができる。ファイバ９の先端部９ｃが損傷している場合は、ファイバモジュール６を廃棄すれば良い。また、損傷もなく再使用が可能であれば、ファイバモジュール６をそのままオートクレーブで滅菌消毒した後保管すれば良い。このように、レーザ照射チップ４内には一連のファイバ９が挿通されるだけであるから、前記のような結合ロスによるレーザ光の透過効率の低下が生じる懸念がない。また、ファイバ９が挿通されるチップ本体部５はパイプ形状であるから、チップ本体部５の基端部からレーザ光の照射端となる先端部にかけての部位が、大径化することがなく、治療対象部位の視野が確保される。特に、マイクロスコープ下での診療においては、レーザ照射部位の視野の確保は極めて有益である。更に、消耗したファイバ９の交換の際には、ファイバモジュール６で完結できるから、レーザ発生装置１１からハンドピース２内に至る導光ファイバ１１ｂが切断により短くなることがなく、この導光ファイバ１１ｂを交換するようなメンテナンスを要しない。

図９（ａ）〜（ｆ）は、ファイバモジュール６を構成するファイバ９の先端部９ｃの種々の形状を示す断面図と、出射端側から見た側面図である。ファイバ９の先端が、（ａ）の例ではフラット形状９ｄ（前記例と同じ）、（ｂ）の例では円錐形状９ｅ、（ｃ）の例では片面ヘラ形状９ｆ、（ｄ）の例では両ヘラ形状９ｇ、（ｅ）の例では半凸球形状ｈ、（ｆ）の例ではブラシ形状９ｉであることを、それぞれ示している。これらは、レーザ治療対象の患部の状態や治療目的に応じて適宜選択使用されるものであり、これら先端形状の異なるファイバモジュール６を各種準備しておくことにより、多様な治療態様に的確に対応することができる。特に、本ファイバモジュール６は低コストで提供されるので、ユーザにおいて多数準備しても、コスト的負担が左程大きくなることがない。このようなファイバ９の先端形状は、特許第３６６２７４４号公報、特許第３６３８１９１号公報、特許第５０５９０４号公報、及び特開平１０−３２８１９７号公報にも記載されており、これら各公報に記載された他の形状も、目的用途に応じて望ましく採用される。

図１０は、本発明のレーザ照射チップを用いた歯科用ハンドピースの別の実施形態を示す。図例の歯科用ハンドピース２は、コントラアングル型の歯科用レーザハンドピースであって、ヘッド部２０Ｃには、ストレートタイプのレーザ照射チップ４が、結合部７によって着脱自在に連結されている。図示では、チップ本体部５の先端から突出するファイバ９の一部をファイバモジュール６として示している。このようなコントラアングル型のハンドピースの場合、レーザ光は、把持部２０Ｂの長手軸方向に導光され、次いでヘッド部２０Ｃ内においてミラーや屈曲ファイバによって径方向外側に施行され、レーザ照射チップ４を介して、患部に向け出射される。

なお、前記の実施形態では、歯科用のレーザ治療装置を例に採って説明したが、これに限らず、他のレーザ治療装置にも適用することはもとより可能である。また、レーザ照射チップ４に水・空気混合部８０を１個設けた例を示したが、ファイバ９の軸心回りに複数個設けることも可能である。さらに、水・空気混合部８０の形状（特に図７の断面形状）も図示のような形状に限らず、例えば、円形、方形、楕円形状等も採用可能である。また、実施形態では、チップ本体部５に対して圧入によって着脱自在に装着されるファイバモジュール６について述べたが、ねじによって装着されるものであってもよい。このような圧入による着脱自在なファイバモジュール６は、既存のレーザ照射チップにも用いることができる利点がある。またさらに、図３に示すようにチップ本体部５の基端部５０側からファイバモジュール６を挿入するのではなく、先端部材８側からファイバ９のみを挿入し、基端部５０から突出したファイバ９の基端部９ｂにアタッチメント部１０を後付けする構成としても良い。その場合、ファイバ９の先端部９ｃが内パイプ５２の内壁と接触することが避けられるため、図９に示すような種々のチップ先端形状が、摩耗することなく保たれる。損耗したファイバ９を取り外す際は、チップ本体部５の基端部５０側からファイバモジュール６を抜き取れば良い。加えて、チップ本体部５の形状は、図１に示すような湾曲した形状や、図１０に示すような直状の形状に限らず、他の形状も採用可能である。また、チップ本体部５は金属製であることが望ましいが、歯科用の場合は細パイプ状であるから、手指で適宜所望の形状に折り曲げて使用することも可能である。

２ ハンドピース
２Ｃ ヘッド部（ハンドピースの先端部）
４ レーザ照射チップ
５ チップ本体部
５０ チップ本体部の基端部
５１ａ 空隙（空気管路、冷却機構）
５２ａ 空隙（水管路、冷却機構）
６ ファイバモジュール
７ 結合部
９ ファイバ
９ａ ファイバの基端面
９ｂ ファイバの基端部
９ｃ ファイバの先端部
１０ アタッチメント部
１０ｂ アタッチメント部の後半部（基端部）
１０ｃ 鍔部（アタッチメント部の外径の一部）
ｄ アタッチメント部の外径
ｄ１ 嵌受部の内径（チップ本体部の空間の内径）

Claims (7)

1. パイプ形状のチップ本体部と、
   前記チップ本体部の基端部に設けられ、ハンドピースの先端部に連結するための結合部と、
   前記チップ本体部に挿通され、治療用レーザを導光するファイバと、
   前記ファイバの基端部に設けられるアタッチメント部と、よりなり、
   前記ファイバ及び前記アタッチメント部が一体となってファイバモジュールを構成し、
   前記ファイバモジュールが前記チップ本体部に対して着脱自在に装着されていることを特徴とするレーザ照射チップ。
2. 請求項１に記載のレーザ照射チップにおいて、
   前記アタッチメント部が、前記結合部の一部を構成することを特徴とするレーザ照射チップ。
3. 請求項２に記載のレーザ照射チップにおいて、
   前記アタッチメント部の外径の少なくとも一部が、前記ファイバが挿通される前記チップ本体部内の空間の内径よりも大きく、
   前記アタッチメント部の基端部が、前記チップ本体部より突出していることを特徴とするレーザ照射チップ。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載のレーザ照射チップにおいて、
   前記ファイバモジュールとチップ本体部との間の空隙が、流体管路を形成することを特徴とするレーザ照射チップ。
5. 請求項４に記載のレーザ照射チップにおいて、
   前記流体管路によって、前記ファイバ側面の冷却機構が構成されることを特徴とするレーザ照射チップ。
6. 請求項４又は５に記載のレーザ照射チップにおいて、
   前記流体管路が、空気管路及び水管路からなり、前記空気管路及び水管路を流通する空気及び水は、前記チップ本体部の先端部において混合され、該チップ本体部の先端部より突出する前記ファイバの先端部に沿って吐出されるよう構成されていることを特徴とするレーザ照射チップ。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載のレーザ照射チップに用いられるファイバモジュールであって、
   前記アタッチメント部に、前記ファイバの基端部が内嵌一体とされ、この内嵌一体状態で前記ファイバの基端面が入光端として露出していることを特徴とするファイバモジュール。
   

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