JP2729275B2 - レーザ光による加温装置 - Google Patents

レーザ光による加温装置

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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、温熱治療等に用いるためのレーザ光による
加温装置に関する。
〔従来の技術〕
医学の分野において、レーザ光の応用に、近年著しい
ものがある。また、近年、癌に対する治療法として、
（局所）温熱療法が注目されている。この方法は、レー
ザ光を10〜25分程度照射することにより癌組織部分を約
42〜44℃に保持して、壊死させるものである。この方法
の有効性は、日本レーザー医学会誌第６巻第３号（1986
年１月）の71〜76頁、および347〜350頁に、本発明者ら
が報告済みである。
他方、近年、レーザ光化学療法も注目されている。こ
の方法は、ヘマトポルフィリン誘導体（HpD）を静脈注
射し、約48時間後、アルゴンレーザあるいはアルゴン色
素レーザの弱いレーザ光を照射すると、上記HpDが一次
項酸素を発生し、強力な制癌作用を示すことを、1987
年、米国のダハティー（Dougherty）らが発表し、注目
され、その後、日本レーザ医学会誌第６巻第３号113〜1
16頁記載の報告など、数多くの研究が発表されている。
また、光反応剤としてフェオフォーバイドａ（pheophob
ide a）を使用することが知られている。また近年で
は、レーザ光としてYAGレーザを用いることも行われて
いる。
いずれにしても、生体組織を加温するに当り、従来
は、１台のレーザ発生装置から発生させたレーザ光を出
射させる１つのプローブを、対象組織に穿刺した状態で
レーザ光を前記プローブから出射するとともに、組織温
度が前述の42〜44℃の温度範囲に保たれるべく制御する
ようにしていた。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、上記従来の局所温熱療法などにおける加温で
は、レーザ光プローブおよび温度センサーの一対のみの
ものを使用している。その結果、第12図に示すように、
レーザ光の照射による組織の温度分布は、プローブの中
心をピークとする山形を描き、中央部分のみを前記の温
度範囲に保つとすれば、その中心部分のみの組織に対し
て有効であるが、他の中央から離れた部分に対しては有
効でないため、多数点において治療を行わなければなら
ず、手術時間が限られている関係で、ほんの局所部分の
治療しか行うことができなかった。
そこで、本発明者は、特願昭62−50723号において、
複数のプローブを並列的に設けることを提案した。しか
るに、組織の温度分布の均一化および広域治療に確かに
有効であることを本発明者は知見したけれども、未だそ
の効果が十分でないとともに、食道や血管などの狭隘路
内に複数の光ファイバーを平行的に設けたものを挿入す
ることは困難であるとともに、各光ファイバー系へのレ
ーザ光伝達に当り、主レーザ光主導路から各分岐導路に
分岐させ、かつ各分岐導路にスイッチ群を設けるなどす
ると、コスト的に嵩むものとなる。
そこで、本発明の主たる目的は、１回の治療で広い範
囲への加熱治療が可能であり、しかも各地点でほぼ均一
な温度分布を得ることができ、また狭隘路での治療も十
分可能であり、かつコスト的に安価である加温装置を提
供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記課題は、可撓性のガイド管本体と、このガイド管
本体内に挿通された可撓性の挿通管と、この挿通管内に
挿通されるガイドワイヤーと、前記挿通管の先端部およ
び前記ガイド管本体の先端部に対して固定され、可撓性
でかつレーザ光が透過可能な液封部材と、前記ガイド管
本体内に通りその先端部が液封部材内に臨むレーザ光の
出射部材と、前記液封部材の表面に固定された温度検出
器からの温度検出信号に基づいて前記レーザ光の出射部
材からの出射パワーを制御する温度制御手段とを備え、
前記液封部材内にレーザ光の散乱用粉粒体を多数含有す
る散乱用液が内包されていることで解決できる。
〔作用〕
本発明に従うと、出射部材から出射されたレーザ光
は、液封部材内の散乱用液を透過しようとするとき、散
乱用粉粒体によって散乱を繰り返しながら液封部材を通
って生体組織に照射される。そして、レーザ光の散乱に
よってレーザ光は全方位に向うようになり、液封部材の
全有効照射液から生体組織に照射されるようになるの
で、広域の照射が可能となるとともに、散乱に伴って各
域の照射エネルギーがほぼ均一なものとなり、治療対象
部位に対してほぼ均一な加温が可能となる。
また、一つのデバイスによって広域の照射が可能とな
るため、各種臓器、血管あるいは管腔臓器などの狭隘路
において十分な治療が可能となるとともに、前述のよう
な複数のレーザ光伝達系をもつものと比較して、コスト
的に安価ともなる。
さらに、本発明は、（局所）温熱療法、レーザ光化学
療法などにおける加温にきわめて有効である。また、液
封部材を可撓性とした場合には、血管がコレステロール
で狭窄しているとき、液封部材の膨張によって狭窄部を
拡開させるとともに、そこのコレステロールを軟化させ
る治療にも用いることができる。さらに、通常の凝固用
にも用いることができる。
いずれにしても、本発明においては、液封部材の表面
に固定された温度検出器からの温度検出信号に基づいて
レーザ光の出射部材からの出射パワーを制御する温度制
御手段を設けたので、精度の高い温度コントロールが可
能となる。
他方、本発明においては、食道や血管などの狭隘路内
組織の治療を対象とするときにおいて、組織の損傷を防
止するために、ガイド管本体内に可撓性の挿通管を挿通
させ、さらに、この挿通管内にガイドワイヤーを挿通す
るようにした。
したがって、生体外でガイドワイヤーを挿通管に挿通
した後、まずガイドワイヤーのみを血管内などに挿入す
る。次いで、ガイドワイヤーを除く、本発明装置の挿入
部分を押し込む。このとき、先行するガイドワイヤーに
沿って、その挿入部分がガイドされるとともに、血管の
曲りに応じて曲り、組織に過大を外力が作用することを
防止できるので、装置の挿入部分の押し込みに伴って血
管を破るなどの事態を回避できる。
前記の挿入部分の押し込み過程において、挿通管は先
行するガイドワイヤーに対しては案内管として作用する
ので、円滑な押し込みが可能である。
〔発明の実施の形態〕
以下本発明を前提例、参考例および実施例を示しなが
らさらに詳説する。
（前提例） 第１図は第１前提例を示したもので、プラスチック等
の所定長の可撓性ガイド管１が用意され、その基部には
固定用活栓２が取り付けられている。ガイド管１内に
は、保護管３で同軸的に保護された光ファイバー４が挿
通され、これらは固定用活栓２内においてＯリング５に
よりシールが図られるとともに、基端はレーザ光発生装
置６に光学的に接続されている。
一方、ガイド管１の先端には、ゴムラテックス、シリ
コンゴム、ポリエチレン、ポリプロピレン等からなる可
撓性でかつレーザ光が透過可能な液封部材としてのバル
ーン７が固定されている。第１図において、バルーン７
は膨張時の状態が示されている。また、バルーン７内面
と保護管３の先端部に固定されたスリーブ８とに跨っ
て、たとえば３本の弾性伸縮部材、たとえばゴム紐９が
設けられている。
また、前記のガイド管１の基部には、これから分岐し
かつ連通して送液管10が設けられ、その基部に送液活栓
11が取付けられている。さらに、バルーン７の適宜の個
所、たとえば先端に温度検出用のたとえば熱電対12が１
個または複数取付けられ、そのリード線12Aがバルーン
７表面をめぐり、ガイド管１の外面に固定手段、たとえ
ば固定バンド13により固定されながら基部に達し、図示
しない温度制御器に入力されるようになっている。
このように構成された加温装置においては、バルーン
７が未膨張状態で、生体外から治療対象部位に向って挿
入される。この場合、ガイド管１、保護管５および光フ
ァイバー４などが可撓性であるため、挿入経路に曲りが
あってもその曲りに沿って円滑に挿入できる。次いで生
体外に残る送液活栓11から散乱用液Ｌを送液する。
散乱用液は、水またはグリコールなどの有機液などに
散乱用粉粒体ｐを多数含有させたものである。散乱用粉
粒体としては、粒子でもよいが、好ましくは100μｍ以
下、より望ましくは15μｍ以下の粉体であり、その材料
としては、ダイヤ、サファイア、ガラス、セラミック
ス、プラスチック、金属などレーザ光の散乱効果のある
ものが用いられる。
さて、散乱用液Ｌの送液によって、バルーン７は膨張
する。このとき、ゴム紐９、９…が伸長され、保護管３
および光ファイバー４をガイド管１およびバルーン７内
において中立状態を保つとともに、逆に散乱用液Ｌの圧
力とのバランスによって、バルーン７が中心線（第１図
左右方向）偏位し、バルーン７が光ファイバー４の先端
に近接し、光ファイバー４からのレーザ光によってバル
ーン７が破れることを防止する。
バルーン７が膨張した状態で、レーザ光発生装置６か
らレーザ光を光ファイバー４に伝送し、その先端から出
射させる。出射されたレーザ光は、散乱用粉粒体ｐによ
って散乱を繰り返しながら、バルーン７を通って第１図
のように全方位から生体組織に照射され、その組織を加
温する。
この加温温度は、熱電対12によって検出され、その信
号が温度制御器に入力され、これによってレーザ光発生
装置６から光ファイバー４に与えられるレーザ光のパワ
ーが制御され、所望の加温温度にコントロールされる。
（第２前提例） 他方、第３図のように、たとえば血管Ｍの途中がコレ
ステロールｋによって狭窄があるとき、そこにバルーン
７を位置させ、コレステロールｋを加温により軟化させ
るとともに、バルーン７による加圧力により拡開させ、
狭窄を解消する治療にも用いることができる。
（第３前提例） 第４図のように、癌組織ｍが一方に偏位しており、他
の正常組織に対しては加温させたくない場合などにおい
ては、バルーン７の内面に反射面14を形成しておくと、
その反射面14からのレーザ光照射を防止し、レーザ光は
集中的に癌組織ｍに照射されるようになる。この反射面
の材料としては、レーザ光の不透過材料、たとえば塗
料、アルミまたは金などを用いればよく、コーティング
または蒸着などによって反射面を形成できる。
（参考例） なお、本発明においては液封部材は可撓性とされる
が、第５図のようにガイド管１先端に非可撓性、たとえ
ば金属性の傘部材15を、好ましくは内面に反射面14が形
成された傘部材15を取付けるとともに、その先端にガラ
スや石英等のレーザ光透過性の透過部材16を設け、これ
ら傘部材15と透過部材16とで液封部材を構成し、散乱さ
れるレーザ光を反射面14で反射しつつ透過部材16のみか
ら癌組織ｍに照射する例、ならびに、第６図のように、
傘部材15に、前記バルーン７と同様の可撓性シュー部材
17を設け、癌組織の表面形成に合致させながらレーザ光
の照射を行う例が、参考例として挙げられる。これら第
５図および第６図の態様においても熱電対12などの温度
検出器を設けるのが好ましい。
（実施例） ところで、血管など曲りが大きくかつ疵つき易い組織
に対しては、本発明に従う第７図の態様の装置が好適に
用いられる。
この例においては、長尺の可撓性ガイド管本体20内
に、可撓性たとえばプラスチック挿通管21が挿通され、
この挿通管21および端部の挿通用活栓22を貫通して可撓
性ガイドワイヤー23が設けられている。このガイドワイ
ヤー23は極細の金属線で、特に先端部がよりフレキシブ
ルとなったもので、市販品を用いることができる。
また、挿通管21の先端部とガイド管本体20の先端部
に、前述のバルーン７と同材質とすることができるスリ
ーブ状可撓性チューブ24が両端において固着されてい
る。ガイド管本体20内には、保護管３で被覆された光フ
ァイバー３が挿入され、その先端はチューブ24内に臨ん
でおり、基端がわはＯリング25付固定活栓26を通って引
き出され、光ファイバー３の基端はレーザ光発生装置に
光学的に接続されている。さらに、ガイド管本体20の基
端部には、分岐して送液管27および送液活栓28が連通さ
れ、この送液活栓28から前述の散乱用液Ｌを圧送するよ
うにしてある。
かかる装置においては、生体外でガイドワイヤー23を
挿通管21に挿通した後、まずカイドワイヤー23のみを血
管内などに挿入する。次いで、ガイドワイヤー23を除く
挿入部分を押し込む。このとき、先行するガイドワイヤ
ー23に沿って、その挿入部分がガイドされるとともに、
血管の曲りに応じて曲る。
したがって、押し込みに伴って血管を破ることがなく
なる。
その後、チューブ24が治療対象部位に挿入されたこと
を適宜の手段を用いて確認した後、散乱用液Ｌを圧送
し、チューブ24を膨出させて血管内面に密着させた状態
で、光ファイバー４の先端からレーザ光を出射し、血管
の加温を図る。
この加温に際しては、第１前提例のように、レーザ光
発生装置６から光ファイバー４に与えられるレーザ光の
パワーが制御され、所定の温度コントロールがなされ
る。
この例のチューブにおいても、前述の反射面を形成し
てもよい。また、この例では、チューブ24が本発明にい
う液封部材を構成する。
（変形例） 一方、前記各例では、レーザ光の出射部材として、光
ファイバー４そのものを用いた。しかし、第８図のよう
に、たとえば光ファイバー４の前方に石英やサファイヤ
等のレーザ光透過性の出射プローブ30を、たとえばカッ
プリング31などを用いて配し、光ファイバー４から出射
されたレーザ光をプローブ30に導き、このプローブ30か
らレーザ光を散乱用液内に出射するようにしてもよい。
この場合、第９図のように、ゾーンＺの一部または全体
に小さな凹凸を形成しておくと、その凹凸面において、
出射角度が多方位となり、かつ散乱用粉粒体によって一
部のレーザ光は凹面に再び返るようになり、かかる現象
によって、レーザ光が凹凸形成域全体からほぼ均等に出
射されるようになる。さらに、第10図のように、凹凸面
に散乱用粉粒体ｇ′の分散液を塗布した後、表面にレー
ザ光の一部または全反射透過膜32を形成すると、より全
体からの均一出射が可能となる。
さらに、第７図に示した実施例の近似例として、第11
図の例を挙げることができる。この例では、光ファイバ
ー４′の露出長を長くするとともに、その表面に第９図
のように、凹凸を形成するか、さらに第10図のように凹
凸および透過膜32を形成し、外表面全体から出射するよ
うにしたものである。
光ファイバー４またはプローブ30は、直接散乱用液Ｌ
中に接触している必要はなく、たとえば第11図の仮想線
で示すように、レーザ光の透過性を有する石英等からな
るカバー管33を設けてもよい。
第11図において、34はレーザ非透過性の金属等からな
る取付部材で、チューブ24の取付とガイドワイヤー23の
挿通を兼用しているものである。
本発明において、散乱用液、すなわち散乱用粉粒体の
種類あるいは散乱用粉粒体の含有量を適宜選択すること
によって、散乱度を変えることができる。散乱用液は、
懸濁液のほかコロイド液などであってもよい。
〔発明の効果〕
以上の通り、本発明によれば、広い領域にわたる均一
な加温を行うことができ、コスト的に安価であるなどの
利点がもたらされる。さらに、血管などの狭隘路内組織
の治療にあたり、組織内に円滑に装置を挿入できるとと
もに、適確な加温温度コントロールが可能となるなどの
利点がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
第１図は第１前提例の縦断面図、第２図はそのII−II線
矢視図、第３図は血管の狭窄部に対する加熱例図、第４
図はバルーンに反射面を形成した例の概要図、第５図お
よび第６図は非可撓性液封部材を用いた例の縦断面図、
第７図は本発明の実施例の縦断面図、第８図はプローブ
を出射部材とした例の縦断面図、第９図および第10図は
プローブの表面において散乱を図る例の要部断面図、第
11図は他の例の縦断面図、第12図は従来の温度分布図で
ある。 １……ガイド管、４、４′……光ファイバー（出射部
材）、６……レーザ光発生装置、７……バルーン（液封
部材）、９……ゴム紐、12……熱電対（温度検出器）、
14……反射面、15……傘部材、16……透過部材、17……
シュー部材、20……ガイド管本体、21……挿通管、23…
…ガイドワイヤー、24……チューブ（液封部材）、30…
…出射プローブ、Ｌ……散乱用液、ｇ……散乱用粉粒
体、Ｍ……生体組織、ｍ……癌組織、ｋ……コレステロ
ール。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】可撓性のガイド管本体と、このガイド管本
    体内に挿通された可撓性の挿通管と、この挿通管内に挿
    通されるガイドワイヤーと、前記挿通管の先端部および
    前記ガイド管本体の先端部に対して固定され、可撓性で
    かつレーザ光が透過可能な液封部材と、前記ガイド管本
    体内に通りその先端部が液封部材内に臨むレーザ光の出
    射部材と、前記液封部材の表面に固定された温度検出器
    からの温度検出信号に基づいて前記レーザ光の出射部材
    からの出射パワーを制御する温度制御手段とを備え、前
    記液封部材内にレーザ光の散乱用粉粒体を多数含有する
    散乱用液が内包されていることを特徴とするレーザ光に
    よる加温装置。
  2. 【請求項２】液封部材の内面の一部にレーザ光反射面が
    形成されている請求項１記載の装置。
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