JP4047236B2

JP4047236B2 - 医療用レーザ装置

Info

Publication number: JP4047236B2
Application number: JP2003179852A
Authority: JP
Inventors: 典昭島田; 哲弥酒井
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2003-06-24
Filing date: 2003-06-24
Publication date: 2008-02-13
Anticipated expiration: 2023-06-24
Also published as: JP2005013348A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、医療用のレーザ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
医療用レーザ装置として、ネオジウムをドープしたイットリウム・アルミニウム・ガーネット（Ｎｄ：ＹＡＧ）レーザや、エルビウムをドープしたＥｒ：ＹＡＧレーザが知られている。
【０００３】
医療用レーザ装置の使用例として歯科治療を挙げると、例えば、歯肉切開、歯石除去などの治療内容によって、レーザ光の照射条件が異なっている。具体的に、レーザ光の照射エネルギーを調整するには、パルスレーザから出力されるパルス光のエネルギーや繰り返し周期などを変化させる。これらの条件の設定は、医療用レーザ装置に設けられたパルスレーザを有するメインユニットの操作パネルで行なわれる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
また、パルスレーザ光は不可視光であるから、レーザの照射位置を目視にて確認するために、パルスレーザ光にガイド光として可視光を重ね合わせている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特許第２７０２２５３号公報
【特許文献２】
特許第３２１０５５０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の医療用レーザ装置では、治療条件変更によるレーザ光の照射エネルギーなどの再設定や、照射エネルギーの確認の度に、メインユニットの表示を目視によって確認しなければならない。そのため、治療条件を頻繁に変更しなければならない場合には、その作業に多くの時間を費やすことになる。
【０００７】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、操作性に優れた医療用レーザ装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、不可視パルスレーザ光を出力する励起光源と、前記不可視パルスレーザ光に重ね合わせる可視光からなるガイド光を発振するガイド光源と、第一のシャッタと、第二のシャッタと、第一のビームスプリッタと、第二のビームスプリッタとを有するレーザ本体と、該レーザ本体を制御する制御装置と、前記不可視パルスレーザ光の照射エネルギーを設定する手段を有する切替装置とを少なくとも備え、前記レーザ本体と前記切替装置が、前記制御装置を介して設けられている医療用レーザ装置において、前記ガイド光源は、半導体レーザまたは発光ダイオードであり、前記第一のビームスプリッタは光検出器と光学的に接続されており、前記第二のビームスプリッタは前記ガイド光源と接続されており、前記励起光源、前記第一のシャッタ、前記第二のシャッタ、前記光検出器および前記ガイド光源は、前記制御装置と電気的に接続され、前記光検出器で検出された前記不可視パルスレーザ光の強度、および、前記第二のシャッタの開閉の周期に応じて、前記制御装置により、前記ガイド光源の駆動電流を調整することによって、前記ガイド光源から発振される可視光からなるガイド光の強度を調節する医療用レーザ装置を提供する。
【０００９】
上記構成の医療用レーザ装置において、前記ガイド光は連続発振または間欠発振することが好ましい。
【００１０】
上記構成の医療用レーザ装置において、前記ガイド光を連続発振または間欠発振する手段は、半導体レーザまたは発光ダイオードであることが好ましい。
【００１１】
上記構成の医療用レーザ装置において、前記不可視パルスレーザ光を出力する手段は、希土類元素添加ファイバを備えた光ファイバレーザであることが好ましい。
【００１２】
上記構成の医療用レーザ装置において、前記希土類元素添加ファイバは、エルビウム、ホルミウム、プラセオジウムから選択される少なくとも１種が添加されたフッ化物ガラスからなることが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳しく説明する。
図１は、本発明の医療用レーザ装置の概略構成を示す模式図である。
図１中、符号１０はメインユニット、２０は操作パネル、２１は繰返周期設定スイッチ、２２はエネルギー設定スイッチ、２３は表示装置、３０は制御装置、４０はレーザ本体、６０は切替装置、６１は繰返周期設定スイッチ、６２はエネルギー設定スイッチ、６４は出射スイッチを示している。
この例のレーザ装置は、メインユニット１０と、レーザ本体４０と、切替装置６０とから概略構成されており、これらが電気的に接続されている。さらに、レーザ本体４０と切替装置６０が、メインユニット１０を構成する制御装置３０を介して配置されている。
【００１４】
メインユニット１０は、操作パネル２０と、制御装置３０とを備えており、両者は電気的に接続されている。
また、操作パネル２０には、レーザ光を照射する繰返周期を設定する繰返周期設定スイッチ２１と、レーザ光を照射するエネルギーを設定するエネルギー設定スイッチ２２と、これらの設定条件を表示する液晶ディスプレイなどからなる表示装置２３とが設けられている。
【００１５】
図２は、図１に示したレーザ本体の概略構成を示す模式図である。
図２中、符号４１は励起光源、４２は第一の共振器ミラー、４３は希土類元素添加ファイバ、４４は第一のシャッタ、４５は第二の共振器ミラー、４６は第一のビームスプリッタ、４７は第二のシャッタ、４８は第二のビームスプリッタ、４９は光検出器、５０はガイド光源、５１はハンドピース、５２は光ファイバを示している。
【００１６】
レーザ本体４０では、励起光源４１、第一の共振器ミラー４２、希土類元素添加ファイバ４３、第一のシャッタ４４、第二の共振器ミラー４５、第一のビームスプリッタ４６、第二のシャッタ４７および第二のビームスプリッタ４８がこの順に配置されており、第二のビームスプリッタ４８の出力端（出射端）にはレーザ光を外部に導出する光ファイバ５２が接続され、光ファイバ５２の先端にはレーザ光を所望の照射位置に照射するためのハンドピース５１が設けられている。
【００１７】
また、第一のビームスプリッタ４６は光検出器４９と光学的に接続されており、第二のビームスプリッタ４８はガイド光源５０と接続されている。
さらに、励起光源４１、第一のシャッタ４４、第二のシャッタ４７、光検出器４９およびガイド光源５０はメインユニット１０に設けられた制御装置３０と電気的に接続されている。
このような構成のレーザ本体４０は、光ファイバレーザとして機能する。
【００１８】
励起光源４１としては、半導体レーザが用いられる。
【００１９】
第一の共振器ミラー４２、第二の共振器ミラー４５としては、誘電体多層膜ミラー、金属膜ミラーが用いられる。
【００２０】
希土類元素添加ファイバ４３は、エルビウム、ホルミウム、プラセオジウムから選択される１種または２種以上が、１００ｐｐｍ〜１００００ｐｐｍ程度添加されたフッ化物ガラスからなる光ファイバである。
【００２１】
第一のシャッタ４４、第二のシャッタ４７としては、音響光学素子、ポッケルスセル、光チョッパが用いられる。
【００２２】
第一のビームスプリッタ４６、第二のビームスプリッタ４８としては、誘電体多層膜ミラー、金属ハーフミラーが用いられる。
【００２３】
これら励起光源４１、第一の共振器ミラー４２、希土類元素添加ファイバ４３、第一のシャッタ４４、第二の共振器ミラー４５、第一のビームスプリッタ４６、第二のシャッタ４７および第二のビームスプリッタ４８は、不可視パルスレーザ光を出力する光ファイバレーザ５５を構成している。
【００２４】
光検出器４９としては、フォトダイオード、光導電素子、焦電素子などが用いられる。
【００２５】
ガイド光源５０としては、半導体レーザ（ＬＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）、ハロゲン光源などが用いられるが、寿命、消費電力、光ファイバ結合性の観点からＬＤまたはＬＥＤが好ましく用いられる。
ガイド光源５０は、光ファイバレーザから発振される不可視パルスレーザ光に重ね合わせる可視光からなるガイド光を、連続発振または間欠発振する。また、このガイド光は、不可視パルスレーザ光の強度に連動して、発振強度または発振間隔の何れか一方、あるいは、発振強度および発振間隔の両方が設定される。
【００２６】
光ファイバ５２としては、水の吸収ピーク波長にあたる２．９μｍ帯で伝送損失の小さいフッ化物ファイバが用いられる。
【００２７】
ハンドピース５１としては、レーザ光を光ファイバで導くファイバ導光型が用いられる。
【００２８】
また、切替装置６０には、レーザ光を照射する繰返周期を設定する繰返周期設定スイッチ６１と、レーザ光を照射するエネルギーを設定するエネルギー設定スイッチ６２と、励起光源４１から出射される励起光のＯＮ／ＯＦＦをする出射スイッチ６４とが設けられている。
切替装置６０としては、具体的には、メインユニット１０の制御装置３０から延出されたケーブルによって電気的に接続されているフットスイッチが挙げられる。
【００２９】
切替装置６０において、繰返周期設定スイッチ６１は繰返周期設定スイッチ２１と同一の機能を果たし、エネルギー設定スイッチ６２はエネルギー設定スイッチ２２と同一の機能を果たす。
【００３０】
このような医療用レーザ装置において、励起光源４１から出射した励起光は第一の共振器ミラー４２を通過した後に、希土類元素添加ファイバ４３に入射し、第一の共振器ミラー４２と第二の共振器ミラー４５との間でレーザ発振する。この際、エネルギー設定スイッチ２２または６２によって、励起光源４１から出射する励起光の出射エネルギーを設定する。
【００３１】
このように発振したレーザ光を、第一のシャッタ４４の開閉により、パルス発振するように制御する。また、第二のシャッタ４７の開閉により、レーザ光のパルス発振の繰返周期、および、レーザ光の照射のＯＮ／ＯＦＦを制御する。この際、繰返周期設定スイッチ２１または６１によって、第一のシャッタ４４および第二のシャッタ４７の開閉の周期を設定することにより、レーザ光のパルス発振の繰返周期、および、レーザ光の照射のＯＮ／ＯＦＦを制御することができる。
【００３２】
また、第二の共振器ミラー４５を通過したレーザ光の一部は、第一のビームスプリッタ４６で反射し、光検出器４９に導かれて、レーザ光の強度が検出され、検出結果が制御装置３０に伝達される。
さらに、第二のビームスプリッタ４８において、第二のシャッタ４７の開閉によりパルス発振されたレーザ光を透過し、かつ、ガイド光源５０から連続発振または間欠発振されたガイド光をレーザ光の光軸と一致するように反射する。これにより、第二のビームスプリッタ４８において、レーザ光とガイド光とが重ね合わされる。
【００３３】
光検出器４９で検出されたレーザ光の強度、および、第二のシャッタ４７の開閉の周期に応じて、制御装置３０により、ガイド光源５０から連続発振される可視光からなるガイド光の強度を調節する。
ガイド光源５０から発振する可視光からなるガイド光の強度は、駆動電流を調整することで容易に制御することができる。
【００３４】
第二のビームスプリッタ４８において重ね合わされたレーザ光とガイド光は、光ファイバ５２に入射され、この光ファイバ５２を伝搬してハンドピース５１に導かれ、ハンドピース５１の先端から出射される。
【００３５】
この例の医療用レーザ装置にあっては、不可視パルスレーザ光と可視光からなるガイド光とを、照射対象物（歯科治療においては、歯や歯肉）に同時に照射することにより、口腔内でもレーザ光の強度を確認することができるので、作業効率が向上する。また、口腔内などの暗所の所望の位置に対しても、レーザ光を確実に照射することができる。
【００３６】
さらに、操作パネル２０のみでなく、フットスイッチなどからなる切替装置６０によっても、励起光の出射エネルギーや、レーザ光のパルス発振の繰返周期、および、レーザ光の照射のＯＮ／ＯＦＦを制御することができる。したがって、切替装置６０を用いれば、レーザ光の出射条件の設定を目視により確認しながら頻繁に行う場合、操作パネル２０を見る必要がなく、作業効率が向上する。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の医療用レーザ装置によれば、不可視パルスレーザ光の強度に可視光からなるガイド光の強度を連動させることで、目視によって容易に照射強度を確認することができる。また、フットスイッチでメインユニットと同様に、レーザ光の照射強度を設定可能とすることで、メインユニットの表示を確認することなく設定が可能となる。したがって、本発明の医療用レーザ装置は、非常に操作性に優れたものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のレーザ装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】図１に示したレーザ本体の概略構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１０・・・メインユニット、２０・・・操作パネル、２１・・・繰返周期設定スイッチ、２２・・・エネルギー設定スイッチ、２３・・・表示装置、３０・・・制御装置、４０・・・レーザ本体、４１・・・励起光源、４２・・・第一の共振ミラー、４３・・・希土類元素添加ファイバ、４４・・・第一のシャッタ、４５・・・第二の共振器ミラー、４６・・・第一のビームスプリッタ、４７・・・第二のシャッタ、４８・・・第二のビームスプリッタ、４９・・・光検出器、５０・・・ガイド光源、５１・・・ハンドピース、５２・・・光ファイバ、５５・・・光ファイバレーザ、６０・・・切替スイッチ、６１・・・繰返周期設定スイッチ、６２・・・エネルギー設定スイッチ、６４・・・出射スイッチ。

Claims

不可視パルスレーザ光を出力する励起光源と、前記不可視パルスレーザ光に重ね合わせる可視光からなるガイド光を発振するガイド光源と、第一のシャッタと、第二のシャッタと、第一のビームスプリッタと、第二のビームスプリッタとを有するレーザ本体と、該レーザ本体を制御する制御装置と、前記不可視パルスレーザ光の照射エネルギーを設定する手段を有する切替装置とを少なくとも備え、前記レーザ本体と前記切替装置が、前記制御装置を介して設けられている医療用レーザ装置において、
前記ガイド光源は、半導体レーザまたは発光ダイオードであり、
前記第一のビームスプリッタは光検出器と光学的に接続されており、前記第二のビームスプリッタは前記ガイド光源と接続されており、
前記励起光源、前記第一のシャッタ、前記第二のシャッタ、前記光検出器および前記ガイド光源は、前記制御装置と電気的に接続され、
前記光検出器で検出された前記不可視パルスレーザ光の強度、および、前記第二のシャッタの開閉の周期に応じて、前記制御装置により、前記ガイド光源の駆動電流を調整することによって、前記ガイド光源から発振される可視光からなるガイド光の強度を調節することを特徴とする医療用レーザ装置。
前記ガイド光は連続発振または間欠発振することを特徴とする請求項１に記載の医療用レーザ装置。
前記ガイド光を連続発振または間欠発振する手段は、半導体レーザまたは発光ダイオードであることを特徴とする請求項１または２に記載の医療用レーザ装置。
前記不可視パルスレーザ光を出力する手段は、希土類元素添加ファイバを備えた光ファイバレーザであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の医療用レーザ装置。
前記希土類元素添加ファイバは、エルビウム、ホルミウム、プラセオジウムから選択される少なくとも１種が添加されたフッ化物ガラスからなることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の医療用レーザ装置。