JP2016067527A - 照射装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】血管の内側側面に光を照射する上で有利な照射装置を提供する。【解決手段】管の内側側面に光を照射する照射装置は、光を通過させる光ファイバと、球体形状をそれぞれ有する複数の光学部材と、を含み、前記複数の光学部材は、前記光ファイバの先端から射出された光が前記管の内側側面に向かって放射されるように、前記光ファイバから光が射出される方向に沿って一列に配列されている。【選択図】図１

Description

本発明は、管の内側側面に光を照射する照射装置に関する。
静脈瘤を治療する方法の１つとして、レーザアブレーション法がある。レーザアブレーション法とは、血管の内部に光ファイバを挿入し、光ファイバから射出されたレーザ光を血管の内側側面に照射することにより血管の内側側面を焼灼して血管を閉塞させる方法である。特許文献１には、レーザアブレーション法において用いられる光ファイバが提案されている。
特開２００８−２２４９７９号公報
レーザアブレーション法では、血管の内側側面の一部にレーザ光が集中して血管が破損ことを防止するため、レーザ光を均一に且つ広範囲に血管の内側側面に照射することが好ましい。
そこで、本発明は、血管の内側側面に光を照射する上で有利な照射装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明に係る照射装置は、管の内側側面に光を照射する照射装置であって、光を通過させる光ファイバと、球体形状をそれぞれ有する複数の光学部材と、を含み、前記複数の光学部材は、前記光ファイバの先端から射出された光が前記管の内側側面に向かって放射されるように、前記光ファイバから光が射出される方向に沿って一列に配列されている、ことを特徴とする。
本発明によれば、血管の内側側面に光を照射する上で有利な技術を提供することができる。
第１実施形態の照射装置を構成例示す図である。 第１実施形態の照射装置の構成例を示す断面図である。 第１実施形態の照射装置の構成例を示す断面図である。 第１実施形態の照射装置の構成例を示す断面図である。 第１実施形態の照射装置の構成例を示す断面図である。 第１実施形態の照射装置の構成例を示す断面図である。 第１実施形態の照射装置の構成例を示す断面図である。 第２実施形態の照射装置の構成例を示す断面図である。 第３実施形態の照射装置の構成例を示す断面図である。
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材ないし要素については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。また、以下の実施形態では、血管の内側に挿入されて血管の内側側面に光を照射する照射装置について説明するが、照射装置が挿入される管は血管に限られるものではない。
＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態における照射装置１００について説明する。図１は、第１実施形態の照射装置１００の構成例を示す図である。また、図２は、第１実施形態の照射装置１００の構成例を示す断面図である。照射装置１００は、例えば、静脈瘤を治療する方法の１つとしてのレーザアブレーション法において、血管（生体管腔）の内部に挿入され、血管の内側側面に光（レーザ光）を照射するために用いられうる。照射装置１００を用いて血管の内側側面を焼灼することにより、血管を閉塞させて静脈瘤を治療することができる。
照射装置１００は、図１および図２に示すように、例えば、光（レーザ光）を通過させる光ファイバ１０と、複数の光学部材１１とを含みうる。光ファイバ１０は、例えば、レーザ光が伝搬するコア１０ａと、コア１０ａを覆うクラッド１０ｂと、クラッド１０ｂを覆う被覆膜１０ｃとを含み、コア１０ａの屈折率をクラッド１０ｂの屈折率より高くすることによりコア１０ａの内部においてレーザ光を伝搬させることができる。光ファイバ１０のコア１０ａおよびクラッド１０ｂは、例えば、石英ガラスやプラスチックなどによって構成されうる。
また、複数の光学部材１１は、光ファイバ１０の先端から射出されたレーザ光１４が血管の内側側面に向かって放射されるように、光ファイバ１０からレーザ光１４が射出される方向（例えばＸ方向）に沿って一列に配列されている。即ち、複数の光学部材１１の各々は、各光学部材１１の中心が光ファイバの中心軸の延長線上に配置されるように配列されている。複数の光学部材１１の各々は、独立した立体形状の外形を有する。複数の光学部材１１の各々は、例えば、光ファイバ１０の断面における直径以下の径を有する球体形状であり、石英ガラスやプラスチック、空気層などによって構成されうる。複数の光学部材１１の各々は、半球や三角錐でもよい。各光学部材１１の径を光ファイバ１０の断面における直径以下にすることで、照射装置１００を血管の内側でスムーズに移動させることができる。各光学部材１１の屈折率は、光ファイバ１０のコア１０ａの屈折率より高くなるように構成されることが好ましい。このように複数の光学部材１１を構成することにより、光ファイバ１０の先端から射出されたレーザ光１４を各光学部材１１の表面または内部で反射させ、血管の内側側面に向かって放射させることができる。
ここで、複数の光学部材１１を、図３に示すように、照射装置１００ａの先端側から基部側（光ファイバ側）に向けて段々と屈折率が大きくなるように構成してもよい。図３は、複数の光学部材１１の各々における屈折率を先端側から基部側に向けて段々と大きくした照射装置１００ａを示す断面図である。このように複数の光学部材１１を構成すると、照射装置１００ａから射出されるレーザ光１４の強度を先端側から基部側に向けて徐々に大きくすることができる。そして、血管の内側側面で照射装置１００ａを長手方向（軸方向）に移動させながら血管の内側側面にレーザ光１４を照射すると、血管の内側側面の組織の変性に適した温度域まで早期に昇温させ、且つ変性に適した温度域を（逸脱することなく）一定期間維持させることができるため、血管の内側側面を適切に焼灼し変性させることが可能となる。また、複数の光学部材１１を、図４に示すように、照射装置１００ｂの先端側から基部側に向けて直径が段々と小さくなるように構成してもよい。光ファイバ１０では中心部に近くなるにつれてレーザ光の強度が高くなるため、光ファイバ１０に近い光学部材１１の直径を小さくすることで、光ファイバ１０の中心部から射出されたレーザ光１４を血管の内側側面に向けて効率よく射出させることができる。
複数の光学部材１１の隙間および複数の光学部材１１と光ファイバ１０との隙間には、それらの隙間を埋めて複数の光学部材１１と光ファイバ１０とを固定する固定材１２が設けられうる。固定材１２は、例えば接着剤であり、その屈折率が光ファイバ１０のコア１０ａの屈折率とほぼ同じであることが好ましい。例えば、固定材１２の屈折率と光ファイバ１０のコア１０ａの屈折率との差が、光ファイバ１０のコア１０ａの屈折率に対して１０％以内であることが好ましい。また、固定材１２は、弾性を有するように構成されることが好ましい。このように固定材１２が弾性を有するように構成されることにより、照射装置１００の先端部（複数の光学部材１１を含む部分であり、各々の光学部材１１が独立して配置されているため）を血管の形状に応じて曲げることができる。
ここで、光ファイバ１０から射出されて複数の光学部材１１を通過し、複数の光学部材１１のうち光ファイバ１０から最も遠い光学部材１１ａからＸ方向にレーザ光が射出されると、血管の内側側面においてレーザ光が照射されるべき箇所と異なる箇所にレーザ光が照射されうる。その結果、当該異なる箇所においてレーザ光の照射量を制御することが困難となり、血管の破損が生じてしまうことがある。そのため、照射装置１００は、光ファイバ１０から射出されて複数の光学部材１１を通過し、光ファイバ１０から最も遠い光学部材１１ａからＸ方向に射出された光を反射する反射部材を含んでもよい。反射部材は、図１および図２に示すように、光ファイバ１０から最も遠い光学部材１１ａの表面のうち、光ファイバ１０に対して反対側の面に設けられた反射膜１３ａ（例えば金属膜）を含みうる。また、反射部材は、図５に示すように、光ファイバ１０から最も遠い光学部材１１ａの先に配置されたミラー１３ｂなどを含んでもよい。このように反射部材を設けることにより光学部材１１ａからレーザ光がＸ方向に射出されることを抑制することができるため、血管の内側側面においてレーザ光の照射を精度よく制御することができる。それに加えて、反射部材で反射されたレーザ光を、再び複数の光学部材１１を通過させ、血管の内側側面に照射させることができる。
また、照射装置１００は、図６に示すように、複数の光学部材１１を覆い、且つレーザ光１４を透過するキャップ１５を有してもよい。図６は、キャップ１５が設けられた照射装置１００ｃを示す断面図である。これにより、複数の光学部材１１の折れを防止することができる。さらに、照射装置１００では、図７に示すように、キャップの厚さを先端側から基部側に向けて薄くしてもよい。図７は、先端側から基部側に向けて薄くしたキャップ１５が設けられた照射装置１００ｄを示す断面図である。このとき、キャップ１５はレーザ光１４が吸収される物質から成る、またはレーザ光１４が吸収される物質（例えば、ガラス、カーボン等）を一部含有している。このように構成されたキャップ１５を設けることにより、照射装置１００から射出されるレーザ光１４の強度を先端側から基部側に向けて徐々に大きくすることができる。また、キャップ１５の厚さを先端側から基部側に向けて一定にした場合、キャップ１５の先端側から基部側までレーザ光１４が吸収される物質の含有量を先端側に向けて少なくしていくことで、照射装置１００から射出されるレーザ光１４の強度を先端側から基部側に向けて徐々に大きくすることができる。そして、血管の内側側面で照射装置１００ａを長手方向（軸方向）に移動させながら血管の内側側面にレーザ光１４を照射すると、血管の内側側面の組織の変性に適した温度域まで早期に昇温させ、且つ変性に適した温度域を（逸脱することなく）一定期間維持させることができるため、血管の内側側面を適切に焼灼し変性させることが可能となる。なお、図７では、複数の光学部材１１は、照射装置１００ｄの先端側から基部側に向けて直径が段々と小さくなるように構成されている。このように、光学部材１１の直径を先端側から基部側に向けて段々と小さくする構成と、キャップ１５の厚さを先端側から基部側に向けて段々と薄くする構成とを併用することで、照射装置１００ｄの先端側から射出されるレーザ光１４と基部側から射出されるレーザ光１４との強度差を大きくすることができる。
上述のように、第１実施形態の照射装置１００は、レーザ光を通過させる光ファイバ１０と、光ファイバ１０から射出されたレーザ光を血管の内側側面に放射させるための複数の光学部材１１とを含む。これにより、照射装置１００は、レーザ光を均一にかつ広範囲に血管の内側側面に照射することができる。ここで、第１実施形態では、５個の光学部材１１を用いた例について説明したが、それに限られるものではなく、光学部材１１の数は、レーザ光を照射する範囲に応じて適宜決定することができる。また、光学部材１１の屈折率は、光ファイバ１０のコア１０ａの屈折率および光学部材１１の数に応じて適宜決定することができる。
＜第２実施形態＞
第２実施形態の照射装置２００について、図８を参照しながら説明する。図８は、第２実施形態の照射装置２００の構成例を示す断面図である。第２実施形態の照射装置２００では、複数の光学部材１１は、複数の第１光学部材１１ｂと、第１光学部材１１ｂより小さい複数の第２光学部材１１ｃとを含み、複数の第１光学部材１１ｂと複数の第２光学部材１１ｃとが交互に配置されている。このように寸法の異なる複数の光学部材１１を配置することにより、第１実施形態の照射装置１００より更に効率よく、且つ均一にレーザ光を血管の内側側面に向けて放射させることができる。ここで、第１光学部材１１ｂの径は、光ファイバ１０の断面における直径以下であるとよい。このように第１光学部材１１ｂの径を光ファイバ１０の断面における直径以下にすることで、照射装置２００を血管の内側でスムーズに移動させることができる。
＜第３実施形態＞
第３実施形態の照射装置３００について、図９を参照しながら説明する。図９は、第３実施形態の照射装置３００の構成例を示す断面図である。第３実施形態の照射装置３００では、複数の光学部材１１の各々における径が、光ファイバ１０から遠くなるほど大きくなっている。このように構成することにより、第１実施形態の照射装置１００より更に効率よく、且つ均一にレーザ光を血管の内側側面に向けて放射させることができる。ここで、複数の光学部材１１のうち最も大きい光学部材１１ｄの径は、光ファイバ１０の断面における直径以下であるとよい。このように最も大きい光学部材１１ｂの径を光ファイバ１０の断面における直径以下にすることで、照射装置３００を血管の内側でスムーズに移動させることができる。
＜第４実施形態＞
第４実施形態の照射装置について説明する。複数の第１光学部材１１を光ファイバ１０の中心軸からずらして連ねることで、レーザ光１４が射出される射出部１６が曲線（例えばＪ型状）となるように照射装置を構成することができる。これにより、血管壁と射出部１６が接触することで、血液でレーザ光１４が吸収されることを防ぐことができる。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。
１００：照射装置、１０：光ファイバ、１１：光学部材、１２：固定材、１４：レーザ光

Claims (7)

  1. 管の内側側面に光を照射する照射装置であって、
    光を通過させる光ファイバと、
    球体形状をそれぞれ有する複数の光学部材と、
    を含み、
    前記複数の光学部材は、前記光ファイバの先端から射出された光が前記管の内側側面に向かって放射されるように、前記光ファイバから光が射出される方向に沿って一列に配列されている、ことを特徴とする照射装置。
  2. 前記複数の光学部材は、前記照射装置の先端側から前記光ファイバ側に向けて屈折率が段々と大きくなるように構成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の照射装置。
  3. 前記複数の光学部材は、前記照射装置の先端側から前記光ファイバ側に向けて直径が段々と小さくなるように構成されている、ことを特徴とする請求項２に記載の照射装置。
  4. 前記複数の光学部材は、各光学部材の中心が前記光ファイバの中心軸の延長線上に配置されるように配列されている、ことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の照射装置。
  5. 前記複数の光学部材の各々における屈折率は、前記光ファイバが有するコアの屈折率より大きい、ことを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の照射装置。
  6. 前記光ファイバから射出されて前記複数の光学部材を通過し、前記複数の光学部材のうち前記光ファイバから最も遠い光学部材から射出された光を反射する反射部材を更に含む、ことを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載の照射装置。
  7. 前記反射部材は、前記最も遠い光学部材の表面に設けられた反射膜を含む、ことを特徴とする請求項６に記載の照射装置。
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