JP4059555B2 - 医療用レーザ照射装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、医療分野での診断、治療装置に関するものであり、特に複数のレーザ波長により異なる効果を発揮させるのに好適な医療用レーザ照射装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
レーザ光を医療用途に用いる場合には、レーザ光の波長に応じて生体組織に対する効果が異なるため、目的に応じた波長が出力できるレーザ装置を選択して用いるのが一般的である。例えば、治療目的にて生体組織を凝固させる場合には深達性が比較的高い可視域から近赤外領域のレーザ光が好適であり、蒸散させる場合には深達性が低い赤外領域のレーザ光がより効果的となる。また、診断目的にて蛍光を観察する場合には、紫外領域のレーザ光が好適となる。
【0003】
このような目的に用いられる従来の医療用レーザ照射装置は、少なくとも1つのレーザ発振器を備えた装置本体に、レーザ導光手段として例えば光ファイバを接続して任意の箇所にレーザ光を導くようにしたものが一般的であり、2波長以上のレーザ光を照射する場合では、レーザ照射装置本体に異なる波長に対応したレーザ発振部を備え、前記レーザ波長の内少なくとも1つの波長が300nm以下の紫外領域か又は2.5μm以上の赤外領域のレーザ光である場合には、レーザ導光手段として汎用の石英光ファイバの他に別途紫外用又は赤外用の専用の光ファイバを用いることが考えられる。
【0004】
図9は、上記のように2波長以上のレーザ光を照射する場合の医療用レーザ照射装置として考えられる構成の一例を示したもので、100はレーザ照射装置本体、101は石英光ファイバ、120はフッ化物光ファイバ、102は出力設定スイッチ、103は、レーザ波長切り替えスイッチ、104は出力パワーや設定照射時間を表示する表示部、105はレーザ照射を行うフットスイッチ、106は緊急停止スイッチである。また、図10は、図9に示した例における医療用レーザ照射装置の内部構成例を示したもので、110は第一の波長として1.064μmのレーザ光111を出力する第一のレーザ発振部としてNd:YAGレーザ、112は第二の波長として2.94μmのレーザ光113を出力する第二のレーザ発振部としてEr:YAGレーザ、114は固定反射鏡、115は可動反射鏡、116は集光レンズを示す。
【0005】
以上のように構成された医療用レーザ照射装置の動作を説明する。まず、本装置を用いて波長1.064μmのレーザ光111を光ファイバ101の先端部より出射させるためには、波長選択スイッチ103によりレーザ発振部110を選択することにより、可動反射鏡115を115aの位置にし、レーザ発振部110を待機状態にさせる。次に、フットスイッチ105を踏むことで、レーザ発振部110を発振させ、波長1.064μmのレーザ光111を出射させる。レーザ光111は固定反射鏡114で光路変更され、集光レンズ116に入射することで集光されて、光ファイバ101に入射し、光ファイバ101の先端部に導かれ、照射箇所へ照射される。次に、波長2.94μmのレーザ光を照射させるためには、まず導光用光ファイバをフッ化物光ファイバ120に取り替えた上で、波長選択スイッチ103によりレーザ発振部112を選択することにより、可動反射鏡115を115bの位置にし、レーザ発振部112を待機状態にさせる。次いで、フットスイッチ105を踏むことで、レーザ発振部112を発振させる。レーザ発振部112より出射された波長2.94μmのレーザ光113は可動反射鏡115で光路変更され、集光レンズ116に入射して集光され、光ファイバ101に入射し、光ファイバ101の先端部に導かれ照射箇所へ照射される。
【0006】
また、波長が300nm以下の紫外領域か又は2.5μm以上の赤外領域のレーザ光を光ファイバ先端より照射する別の手段としては、特開平1−167812、特開平7−106665において、光ファイバケーブル先端部に非線形光学結晶および/又は固体レーザ媒質を内蔵したものが提案されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら本発明者らの検討によれば、上記のような構成の医療用レーザ照射装置では、照射するレーザ波長として、300nm以下の紫外領域又は2.5μm以上の赤外領域を含む複数波長のレーザ光を光ファイバより出射させたい場合には、前記レーザ波長を出力可能な複数のレーザ発振部が装置本体内に必要になるため装置本体が著しく大きく、高価になると共に、汎用の石英光ファイバの他に別途特殊な光ファイバが必要となるという課題を有する。
【0008】
また、このようなレーザ照射装置は、通常例えばカテーテル等の別の医療用具と共に導光用の光ファイバを生体内に侵入させて用いることが一般的であり、その際、前記導光用光ファイバケーブルの長さが、他の医療用具と比較して極端に長いことは操作の上からも、また滅菌等の取り扱い上でも好ましくない。従来のレーザ照射装置においては,照射するレーザ波長を切り換える際に、導光用の光ファイバケーブルを装置本体の接続部より一旦取り外し、波長に応じた別のものに取り替えなければならないため、導光用光ファイバケーブルの長さは、装置本体よりレーザ照射目的部位まで必要となり、他の医療用具が目的部位から生体外における使用者の手元までで済むのに比較し極端に長くなるという実使用上重大な課題を有する。
【0009】
また、前記した光ファイバケーブル先端部に非線形光学結晶および/又は固体レーザ媒質を内蔵した従来例に関しては、前記固体レーザ媒質を励起および又は非線形光学素子で波長変換するためには各々最適波長のレーザ光源がレーザ照射装置本体に必要であるため、レーザ照射装置本体と、前記非線形光学結晶および/又は固体レーザ媒質を内蔵した光ファイバケーブルに相互の互換性が無く、出力レーザ波長ごとにレーザ照射装置本体と前記光ファイバケーブルを対にして用いなければならないという課題を有していた。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、波長が300nm以下の紫外領域又は2.5μm以上の赤外領域を含む2種類以上の波長のレーザ光を一台の装置により簡便に供給できる医療用レーザ照射装置を提供することを目的とする。
【0011】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係わるレーザ照射装置は、次のように構成したことを特徴とする。
【0012】
即ち、レーザ照射装置本体と、前記レーザ照射装置本体に接続して用いる少なくとも2つの照射用光ファイバケーブルとで構成された医療用レーザ照射装置において、前記照射用光ファイバケーブルが、石英光ファイバを導光路とし、前記石英光ファイバの先端部に石英光ファイバの導光が実質上困難な波長のレーザ光を発生可能な固体レーザ媒質および/又は非線形光学結晶を備えると共に、前記レーザ照射装置本体が、石英光ファイバを伝送可能な複数波長のレーザ光を発振可能なレーザ光源と1つのレーザ光出射口を備えることにより、前記レーザ照射装置に接続した前記照射用光ファイバケーブルの種類に応じて、前記固体レーザ媒質を励起するため又は前記非線形光学結晶で波長変換するために適した波長のレーザ光を選択的に前記照射用光ファイバケーブル中を導光し、石英光ファイバの導光が実質上困難な波長を含む少なくとも2つの波長のレーザ光を前記照射用光ファイバケーブル先端部より出射し、前記レーザ照射装置本体と、前記照射用光ファイバケーブルの間に、石英光ファイバからなる中継用光ファイバケーブルを更に具備することを特徴とする医療用レーザ照射装置によって解決することができる。
【0013】
ここで、前記レーザ照射装置本体に接続された前記照射用光ファイバケーブルの種類を検知する検知手段と、前記照射用光ファイバケーブルの種類に基づき、前記レーザ照射装置本体から出力するレーザ波長を変える変更手段とを更に具備することが望ましい。
【0014】
また、前記レーザ照射装置本体が備えるレーザ発生手段が、半導体レーザを備えることが更に望ましい。
【0016】
また、前記中継用光ファイバケーブルに接続された前記照射用光ファイバケーブルの種類を検知する手段と、前記照射用光ファイバケーブルの種類に基づき、前記レーザ照射装置本体から出力するレーザ波長を変える変更手段とを更に具備することが望ましい。
【0017】
更に、前記レーザ発生手段は、1つのレーザ光源と、該レーザ光源から前記複数波長のレーザ光を発振させるための駆動手段とを備えることが望ましい。
【0018】
更に、前記1つのレーザ光源は、半導体レーザであり、前記駆動手段は、前記半導体レーザの温度を変化させるための温度変更手段を備えることが望ましい。
【0019】
更に、前記温度変更手段は、ペルチェ素子と、該ペルチェ素子に流す電流を変更する電流値変更回路とを備えることが望ましい。
【0020】
更に、前記ペルチェ素子の温度をモニターするための温度検出手段を具備するることが望ましい。
【0021】
更に、前記1つのレーザ光源は、チタンサファイアレーザであることが望ましい。
【0022】
更に、前記レーザ発生手段は、それぞれ異なる波長のレーザ光を発振する複数のレーザ光源を備えることが望ましい。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のレーザ照射装置について、添付図面に示す好適実施形態を参照しつつ、詳細に説明する。
【0024】
本実施形態のレーザ照射装置は、例えば波長300nm以下のレーザ光を出力可能な非線形光学素結晶を先端部に備えた照射用光ファイバケーブル、又は波長2.5μm以上のレーザ光を出力可能な固体レーザ媒質を先端部に備えた照射用光ファイバケーブル、又は石英光ファイバからなる照射用光ファイバケーブルを前記レーザ照射装置本体に接続すれば、前記照射用光ファイバケーブルを導光するレーザ光が前記照射用光ファイバケーブルの種類に応じて各々適する波長に切り換えられ、異なる照射用光ファイバケーブル先端部からは、波長300nm以下又は波長2.5μm以上のレーザ光、又はレーザ照射装置本体のレーザ光源として好適である近赤外波長の半導体レーザ光を出射できる。
【0025】
このように、使用する照射用光ファイバケーブルの種類を選択するだけで、石英光ファイバを効率的に伝送できない波長領域のレーザ光を含む複数波長のレーザ光を目的に応じて照射用光ファイバケーブル先端部より出射させることができるため、1台の小型医療用レーザ照射装置を用いて、紫外レーザ光を用いた診断および近赤外レーザ光を用いた凝固治療および赤外レーザ光を用いた蒸散治療を行うことができる。また、照射用光ファイバケーブルは、何れも石英光ファイバを導光路として用いているため、レーザ照射装置本体との間に石英光ファイバからなる中継用光ファイバケーブルを挿入することが可能であり、照射用光ファイバケーブルの長さはレーザ照射装置本体から照射部位までの距離より短くて済み、医療現場で併用される他の医療用具の長さに合わせることができる。
【0026】
また、2つ以上の照射用光ファイバケーブルとレーザ照射装置本体又は中継用光ファイバケーブルとの接続部には、各光ファイバケーブルの種類を検知する手段が具備されているため、前記照射用光ファイバケーブルを繋ぎ間違えることなく安全に目的のレーザ光を出射することができる。
【0027】
図1は、本発明に基づく第一の実施形態における医療用レ−ザ照射装置の構成を示したもので、3種類の照射用光ファイバケーブルをつなぎ変えることで、波長970nm、2.8μm、275.5nmの何れかの波長のレーザ光を照射できる装置を示している。
【0028】
図1において、40はレーザ照射装置本体であり、波長970nmの半導体レーザ光源1台と前記半導体レーザの点灯制御を行う制御回路を内蔵している。また、半導体レーザ光源の温度を変えることにより前記波長を12nmの範囲で調整可能な制御回路を内蔵している。
【0029】
図2に示すように、上記の半導体レーザ光源90は、下部に放熱フィン91が取り付けられたペルチェ素子92の上に搭載されているペルチェ素子92は、加える電流値により発生する熱量が変化するものであり、このペルチェ素子92から発生される熱により半導体レーザ90を加熱(又は冷却)する。ペルチェ素子92には温度モニター用のサーミスタ93が取り付けられており、これによりモニターされた温度が、ペルチェ素子92のドライバ回路を内蔵する温度制御装置94にフィードバックされ、ペルチェ素子92即ち半導体レーザ光源90の温度が制御される。半導体レーザ光源90は、例えば温度が1℃変化すると、出力されるレーザ光の波長が0.3nm変化するものであり、±20℃の温度変化を与えることにより、出力されるレーザ光の波長を±6nm変化させることができる。
【0030】
41は照射用光ファイバケーブルの一つであり、石英光ファイバの先端部41aに波長2.8μmが発振可能な固体レーザ発振部が一体化され、他方の端にはレーザ照射装置本体40と接続するためのコネクタ41bを備えている。コネクタ41bには、照射用光ファイバケーブル41を識別可能な突起が形成されている。51は照射用光ファイバケーブルの別の一つであり、石英光ファイバの先端部51aに波長551nmが発振可能な固体レーザ媒質と非線形光学結晶が一体化され、他方の端にはレーザ照射装置本体40と接続するためのコネクタ51bを備えている。コネクタ51bには、照射用光ファイバケーブル51を識別可能な突起が形成されている。42はレーザ照射装置本体40において、前記3種類の照射用光ファイバケーブルの内何れかを接続するレセプタクルであり、前記照射用光ファイバケーブル接続時にはコネクタ41bにおけるファイバ種類の識別用突起を検知する機構を有している。
【0031】
43、44、45は前記検知機構で検知された識別信号を元に、前記3種類の内何れの照射用光ファイバケーブルが接続されているかを示すインジケータであり、43は先端部に波長2.8μmが発振可能な固体レーザ発振部を有する照射用光ファイバケーブル、44は先端部に波長551nmが発振可能な固体レーザ媒質と非線形光学結晶よりなる波長変換素子を有する照射用光ファイバケーブル、45は石英光ファイバよりなる照射用光ファイバケーブルに対応している。
【0032】
48はレーザ照射が可能であることを示すスイッチ兼ランプであり、46はレーザ出力と照射波形を選択する出力設定スイッチ、47は設定スイッチ46による設定内容を表示する表示部、50はフットスイッチであり、レーザ出力をON/OFFする。49は緊急停止スイッチであり、このスイッチを押すことで、いかなる動作も停止させることができる。
【0033】
図3は、照射用光ファイバケーブル41の先端部41aの断面を示したもので、70は石英光ファイバ、22は波長967nmの半導体レーザ光、71は半導体レーザ光22の集光用レンズ、72は波長2.8μmのレーザ光が発振可能な固体レーザ媒質としてErを30%ドープしたYSGG結晶であり、入射面72aと出射面72bにはそれぞれ波長2.8μmのレーザに対する反射ミラーがコーティングしてあり、入射面72aと出射面72bとでレーザ共振器を構成している。75は光ファイバ70および集光レンズ71および固体レーザ媒質72を固定位置決めするスリーブ、76は波長2.8μmの出力レーザ光である。
【0034】
図4は、照射用光ファイバケーブル51の先端部断面を示したもので、80は石英光ファイバ、22は波長975nmの半導体レーザ光、82は半導体レーザ光22の集光用レンズ、83は波長551nmのレーザ光を発振可能な固体レーザ媒質としてErを5%ドープしたYLF結晶、85は波長551nmのレーザ光の波長を2分の1に変換する非線形光学結晶としてβ−BaB2O4であり、固体レーザ媒質83の端面83aと非線形光学結晶85の端面85bにはそれぞれ波長551nmのレーザ光に対する反射ミラーコーティングが、また、固体レーザ媒質83の端面83bと非線形光学結晶85の端面85aにはそれぞれ波長551nmのレーザ光に対する無反射コーティングが施してあり、端面83aと端面85bとでレーザ共振器を構成している。87は、前記石英光ファイバ80および集光レンズ82および固体レーザ媒質83および非線形光学結晶85を固定位置決めするスリーブ、84は波長551nmのレーザ光、86は波長275.5nmの出力レーザ光である。
【0035】
図5は、図1におけるコネクタ41bの形態の一例を示したもので、17は照射用光ファイバケーブル、18はフェルール、30はフェルール18を中心に固定位置決めすると共に前記レセプタクルに接続する際の嵌合部品である。19は、嵌合部品30に取り付けるかもしくは一体形成した突起であり、異なる照射用光ファイバケーブルを識別するため、照射用光ファイバケーブルの種類により異なる形状もしくは突起の数を有している。前記レセプタクル42は、前記突起19の形状もしくは数を検知する機構を備えている。20は照射用光ファイバケーブルをレーザ照射装置本体40に固定するためのネジ部である。
【0036】
図6は、図5に例示したコネクタにおいて、3種類の照射用光ファイバケーブルを識別するための突起19の形状例を示したものである。
【0037】
図7は、図1で示したレセプタクル42において照射用光ファイバケーブルの種類を検出する機構の一例を示したもので、60はレセプタクル本体、61は照射用光ファイバケーブル固定用ネジ部、62は照射用光ファイバケーブルコネクタにおける図5で示したところの突起19が押し当てられることにより移動するスライド部であり、ネジ部61の一部分を切り欠いた箇所に位置している。63はスライド部62を一定量押し出しているスプリングであり、64はスライド部62が前記コネクタ突起19により押し込まれることにより働くスイッチである。
【0038】
以上のように構成された医療用レ−ザ照射装置の動作を図1乃至図7を用いて説明する。図1に示したように、例えば波長2.8μmを出射可能な照射用光ファイバケーブル41をレーザ照射装置本体40におけるレセプタクル42に接続すると、例えばコネクタ41bは、図6における19aの形状を有する識別用突起を備えており、前記識別用突起が前記レセプタクル42に設けられたスライド部62(図7)の対応した箇所を押し下げることにより、スイッチ64の前記対応箇所がONになり、照射用光ファイバケーブル41が接続されたことが検出される。この状態において、インジケータ43が点灯すると同時に、レーザ照射装置本体40内に設置された半導体レーザ光源の温度が、温度制御回路94により、固体レーザ媒質72が波長2.8μmのレーザ光を発振するのに最も効率のよい967nmのレーザ光を発する温度に調整される。
【0039】
照射用光ファイバケーブル41を用いて照射するレーザの出力モード、出力値および照射時間は図1における出力設定スイッチ46を用いて任意の値に設定し、これらの値は表示部47に表示される。ここで、出力モードとは、照射するレーザ光の時間波形のことを言う。
【0040】
出力設定スイッチ46を設定し終えたら、スイッチ48を押すと前記スイッチと一体化したランプが点灯し、前述した制御回路により異常が無いことが確認された後、レーザ照射待機状態となる。この待機状態において、図1におけるフットスイッチ50を踏むと、照射用光ファイバケーブル41の先端部41aより波長2.8μmレーザ光を出力させることができる。
【0041】
ここで、前記スライド部は、レセプタクル42において、照射用光ファイバケーブルの種類に応じてコネクタ部に設けられた前記識別用突起に対応した全ての位置に配置されているため、照射用光ファイバケーブルはその種類によらずレセプタクル42へ接続することが可能であるが、前記した検知機構により、照射用光ファイバケーブルの種類が自動的に判別される。したがって、本レーザ照射装置の別の動作として、図4に示したような石英光ファイバの先端部に波長551nmのレーザ光が発振可能な固体レーザ媒質と非線形光学結晶を一体化させた照射用光ファイバケーブル51を用いる場合には、コネクタ部51bに設ける識別用突起を例えば図5における19bの形状に設定しておけば、レセプタクル42により照射用光ファイバケーブル51が接続されたことが検出できる。この状態において、インジケータ44が点灯すると同時に、レーザ照射装置本体40内に設置された半導体レーザ光源の温度が、温度制御回路94により、固体レーザ媒質83が波長551nmのレーザ光を発振するのに最も効率のよい975nmに変更される。
【0042】
照射用光ファイバケーブル51を用いて照射するレーザの出力モード、出力値および照射時間は図1における出力設定スイッチ46を用いて任意の値に設定し、これらの値は表示部47に表示される。出力設定スイッチ46を設定し終えたら、スイッチ48を押すと前記スイッチと一体化したランプが点灯し、前記制御回路により異常が無いことが確認された後、レーザ照射待機状態となる。この待機状態において、図1におけるフットスイッチ50を踏むと、照射用光ファイバケーブル51の先端部51aより波長275.5nmのレーザ光を出力させることができる。
【0043】
また、本レーザ照射装置の別の動作として、石英光ファイバからなる照射用光ファイバケーブルを用いる場合には、前記コネクタ部に設ける識別用突起を例えば図6における19cの形状に設定しておけば、レセプタクル42により前記照射用光ファイバケーブルが接続されたことが検出され、この状態においてインジケータ45が点灯すると同時に、レーザ照射装置本体40内に設置された半導体レーザ光源の波長が970nmに変えられる。
【0044】
前記照射用光ファイバケーブルを用いて照射するレーザの出力モード、出力値および照射時間は図1における出力設定スイッチ46を用いて任意の値に設定し、これらの値は表示部47に表示される。出力設定スイッチ46を設定し終えたら、スイッチ48を押すと前記スイッチと一体化したランプが点灯し、前記制御回路により異常が無いことが確認された後、レーザ照射待機状態となる。この待機状態において、図1におけるフットスイッチ50を踏むと、前記照射用光ファイバケーブルの先端部より波長970nmのレーザ光を出射させることができる。なお、前記石英光ファイバからなる照射用光ファイバケーブルを用いる場合における半導体レーザ光源の波長は、半導体レーザの温度を変化させることにより可変できる任意の波長に設定できることは言うまでもなく、例えば964nmから976nmの範囲で選択することができる。
【0045】
なお、半導体レーザの発振波長の変更は、上述した温度による変更以外にも、例えば共振器内にプリズムを配置してこれを回転させる事による変更手段が考えられる。
【0046】
図8は、本発明の第二の実施形態における医療用レーザ照射装置の構成を示したもので、80は石英光ファイバからなる中継用光ファイバケーブル、80aは中継用光ファイバケーブル80の先端部に位置した光ファイバケーブル用のレセプタクルであり、図7で示したような照射用光ファイバケーブルのコネクタ部の種類を検知する機構を備え、その結果を例えば電気信号によりレーザ照射装置本体40に伝える機能を有している。
【0047】
以上のように構成された第二の実施形態における医療用レーザ照射装置の動作は、基本的には前述した第一の実施形態と同様であるため、同一箇所には同じ番号を付し詳細な説明を省略し、異なる点のみ説明する。
【0048】
本実施形態の特徴は、中継用光ファイバケーブル80を用いたことであり、第一の実施形態で記述した3種類の照射用光ファイバケーブルは、何れも石英光ファイバを導光路として用いているため、同じ石英光ファイバからなる中継用光ファイバケーブル80の先端部レセプタクル80aに接続して用いることができる。また、中継用光ファイバケーブル80に接続された照射用光ファイバケーブルの種類は、レセプタクル80aにより検知され、レーザ照射装置本体40に備えられた半導体レーザ光源の波長が最適値に変更されるため、照射用光ファイバケーブルを用いた照射レーザ光の波長設定は、第一の実施形態と変わらず行うことができる。
【0049】
本実施形態において用いる照射用光ファイバケーブルの長さは、中継用光ファイバケーブルをレーザ照射装置との間に用いたことにより、第一の実施形態と比較し短くすることができることは言うまでもなく、また、中継用光ファイバケーブル80は1本使用するだけでよく、照射用光ファイバケーブルのみを交換するだけで石英光ファイバを伝送できない少なくとも2つの波長のレーザ光を照射用光ファイバケーブルの先端より出射することができることは言うまでもない。
【0050】
なお、前記した第一の実施形態および第二の実施形態においては、レーザ照射装置本体に備えるレーザ光源として1つの半導体レーザを用いたが、前記レーザ照射装置本体に接続する照射用光ファイバケーブルの種類に適合した波長のレーザ光を発振できるものであればよく、例えばチタンサファイアレーザ等の波長可変レーザも好適となる。また、前記波長可変レーザを用いる場合には、照射用光ファイバケーブルを導光させるレーザ波長として、800nm帯域のレーザを用いることも可能となるため、前記第一の実施形態および第二の実施形態において記述した紫外レーザ光を出射可能な照射用光ファイバケーブルとしては、先端部にNd:YAG固体レーザ結晶と2つの非線形光学結晶を備えたものを用いることもできる。
【0051】
図11は、本発明に基づく第三の実施形態における医療用レ−ザ照射装置の構成を示したもので、1はレーザ照射装置本体であり、波長970nmの半導体レーザ光源を内蔵している。2は照射に用いる第1の光ファイバケーブルとして石英光ファイバ、3は同じく照射に用いる第2の光ファイバケーブルであり石英光ファイバの先端部3aに波長2.8μmのレーザが発振可能な固体レーザ発振部が一体化されている。4も同じく照射に用いる第三の光ファイバケーブルであり、石英光ファイバの先端部4aには波長551nmのレーザが発振可能な固体レーザ発振部と非線形光学結晶からなる波長変換部が一体化されている。5、6、7はレーザ照射装置本体において、それぞれ光ファイバケーブル2、3、4を接続するレセプタクルであり、これらは後述するように互いに他の組み合わせができないように異なる形状を有した嵌合部分を備えている。8は光ファイバケーブル2、3、4の選択スイッチであり、9、10、11は選択スイッチ8により光ファイバケーブル2、3、4の内いずれが選択されているかを示す発光ランプ式のインジケータである。12はレーザ照射が可能であることを示すランプ兼スイッチであり、13はレーザ出力と照射波形を選択する出力設定スイッチ、14は設定スイッチ13による設定値を表示する表示部である。15はフットスイッチであり、術者が足で踏むことによりレーザ出力を任意のタイミングでON/OFFする。16は緊急停止スイッチであり、このスイッチを押すことで、いかなる動作も停止させることができる。
【0052】
光ファイバケーブル3の先端には、前述したように、固体レーザ発振部が一体化されているが、その構造は、図3に示した第一の実施形態における照射用光ファイバケーブル41の先端部41aの構造と全く同一である。
【0053】
また、光ファイバケーブル4の先端には、固体レーザ発振部と非線形光学結晶からなる波長変換部が一体化されているが、その構造は、図4に示した第一の実施形態における照射用光ファイバケーブル51の先端部51aの構造と全く同一である。
【0054】
また、図11におけるレセプタクル5、6、7へ嵌合させる光ファイバケーブル2、3、4のコネクター部分の構造は、図5に示した第一の実施形態のものと同様である。さらには、光ファイバケーブル2、3、4を識別するための突起19の形状も、図6に示した第一の実施形態のものと同様である。
【0055】
図12は、レーザ照射装置本体1の内部において、用いる光ファイバケーブルを切り替えるための機構を示したもので、21は半導体レーザ光源、22は半導体レーザ光源21より出射したレーザ光、23、24、25は反射鏡であり、この内24、25は移動手段を備えている。26、27、28は集光レンズであり、反射鏡23、24、25で反射されたレーザ光22を集光し、それぞれ光ファイバケーブル2、3、4へ結合させる。29は制御回路であり、光ファイバケーブル選択スイッチ8で選択された光ファイバケーブルの種類に従って、反射鏡24や25の位置を制御することによりレーザ光22の光路を切り替えると共に、必要に応じて半導体レーザ21の温度を制御することで波長調整を行う。また、制御回路29は、出力設定スイッチ13で入力され、表示部14に表示されたレーザ出力や照射波形に従って、半導体レーザ21の駆動条件を制御する。
【0056】
以上のように構成された医療用レ−ザ照射装置の動作を図11及び図12を用いて説明する。図11における光ファイバケーブル選択スイッチ8を、例えば光ファイバケーブル2に合わせて設定すると、インジケータ9のランプが点灯すると共に、図12における反射鏡24および25はレーザ光22の光路より外れ、レーザ光22が反射鏡23へ入射するように移動して、光ファイバケーブル2が使用可能となるようレーザ光22の光路選択が成される。
【0057】
光ファイバケーブル2を用いて照射するレーザの出力モード、出力値および照射時間は図1における出力設定スイッチ13を用いて任意の値に設定し、これらの値は表示部14に表示される。ここで、出力モードとは、照射するレーザ光の時間波形のことを言う。
【0058】
光ファイバケーブル選択スイッチ8および出力設定スイッチ13を設定し終えたら、スイッチ12を押すと前記スイッチと一体化したランプが点灯し、図12における制御回路29により異常が無いことが確認された後、レーザ照射待機状態となる。前記待機状態において、図11におけるフットスイッチ15を踏むと、光ファイバケーブル2の先端部より半導体レーザ21の波長970nmレーザ光を出力させることができる。
【0059】
また、本レーザ照射装置の別の動作として、光ファイバケーブル選択スイッチ8を光ファイバケーブル3に合わせて設定すると、インジケータ10のランプが点灯すると共に、反射鏡25はレーザ光22の光路より外れ、反射鏡24がレーザ光22を反射するように移動して、光ファイバケーブル3が使用可能となるようレーザ光22の光路選択が成される。光ファイバケーブル3を用いて照射するレーザの出力モード、出力値および照射時間は表示部14に表示され、出力設定スイッチ13を用いて任意の値に設定する。
【0060】
なお、半導体レーザ21は光ファイバケーブル3の先端部に一体化された固体レーザ媒質72(図3参照)の励起光源として機能するため、表示部14には固体レーザ発振部3aより出射される波長2.8μmのレーザ出力76(図3参照)の設定値が表示されるが、実際の制御は制御回路29により半導体レーザ21の出力に対して行われ、また半導体レーザ21の発振波長は、固体レーザ媒質72で波長2.8μmを発振させるのに最も効率のよい967nmにチューニング(変更)される。
【0061】
光ファイバケーブル選択スイッチ8および出力設定スイッチ13を設定し終えたら、スイッチ12を押すと前記スイッチと一体化したランプが点灯し、制御回路29により異常が無いことが確認された後、レーザ照射待機状態となる。前記待機状態において、フットスイッチ15を踏むと、固定レーザ媒質72が、半導体レーザ光22で励起され、光ファイバケーブル3の先端部より波長2.8μmのレーザ光76を出力させることができる。
【0062】
さらに、本レーザ照射装置の別の動作として、光ファイバケーブル選択スイッチ8を光ファイバケーブル4に合わせて設定すると、インジケータ11のランプが点灯すると共に、反射鏡25がレーザ光22を反射するように移動して、光ファイバケーブル4が使用可能となるようレーザ光22の光路選択が成される。光ファイバケーブル4を用いて照射するレーザの出力モード、出力値および照射時間は表示部14に表示され、出力設定スイッチ13を用いて任意の値に設定する。
【0063】
なお、半導体レーザ21は光ファイバケーブル4の先端部に一体化された固体レーザ媒質83(図4参照)の励起光として機能するため、表示部14には波長変換部4aより出射される波長275.5nmのレーザ出力86(図4参照)の設定値が表示されるが、実際の制御は制御回路29により半導体レーザ21の出力に対して行われ、また半導体レーザ21の発振波長は、固体レーザ媒質83で波長551nmを発振させるのに最も効率のよい975nmに変更される。
【0064】
光ファイバケーブル選択スイッチ8および出力設定スイッチ13を設定し終えたら、スイッチ12を押すと前記スイッチと一体化したランプが点灯し、制御回路29により異常が無いことが確認された後、レーザ照射待機状態となる。前記待機状態において、フットスイッチ15を踏むと、固定レーザ媒質83が、半導体レーザ光22で励起され、波長551nmのレーザ光84が発振すると共に、前記レーザ光84が非線形光学結晶85で波長を2分の1に変換され、光ファイバケーブル4の先端部より波長275.5nmのレーザ光86を出力させることができる。
【0065】
また、図5に一構成例を示したところの光ファイバケーブル2、3、4をレーザ照射装置本体1に接続するためのコネクターには、それぞれ図6における19a、19b、19cに示した突起が具備されると共に、前記レーザ照射装置本体1におけるレセプタクル5、6、7は、前記突起19a、19b、19cに対応した嵌合部を備えているため、光ファイバ2、3、4は、それぞれレセプタクル5、6、7と排他的に接続することができる。
【0066】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の構成によれば、医療用レーザ照射装置において、石英光ファイバで伝送可能な複数波長のレーザ光を出力するレーザ照射装置1台に対して、先端部分に固体レーザ媒質および/又は非線形光学結晶を備えたものを含む少なくとも2つの照射用光ファイバケーブルを用いてこれらを使い分けることで、前記照射用光ファイバケーブル先端から石英光ファイバでは伝送しにくい例えば紫外波長領域や、波長2.5μmを超えるような波長帯域のレーザ光を少なくとも2波長出射させることができる。
【0067】
また、汎用の石英光ファイバからなる中継用光ファイバケーブルを用いることもできるため、前記照射用光ファイバケーブルの長さを短くでき、このため滅菌等の取り扱い上必要不可欠な処理も容易に行うことができると共に、医療現場において併用する他の医療用具の長さに合わせることも可能となる。
【0068】
更に、前記した2種類以上の照射用光ファイバケーブルを識別する機構を備えることで、異なる照射光ファイバケーブルの接続を間違ることもなく、安全にレーザ照射装置を使用することができ、その実用的効果は大きく向上することになり、医療用レーザ照射装置の用途拡大に大きく寄与するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施形態における医療用レーザ照射装置の構成図である。
【図2】第1の実施形態における半導体レーザ光源の温度を制御する構成を示す図である。
【図3】本発明の第1の実施形態における医療用レーザ照射装置に用いる照射用光ファイバケーブル41の要部断面図である。
【図4】本発明の第1の実施形態における医療用レーザ照射装置に用いる照射用光ファイバケーブル51の要部断面図である。
【図5】本発明の第1の実施形態における医療用レーザ照射装置に用いる照射用光ファイバケーブルの接続部分の構成図である。
【図6】本発明の第1の実施形態における医療用レーザ照射装置に用いる照射用光ファイバケーブルの接続部分に用いる部品図である。
【図7】 本発明の第1の実施形態における医療用レーザ照射装置の照射用光ファイバケーブル接続用レセプタクルの構成図である。
【図8】本発明の第2の実施形態における医療用レーザ照射装置の外観図である。
【図9】医療用レーザ照射装置の外観図である。
【図10】医療用レーザ照射装置の内部構成図である。
【図11】本発明の第三の実施形態における医療用レーザ照射装置の外観図である。
【図12】第三の実施形態におけるレーザ光の光路を変更する構成を示した図である。
【符号の説明】
19 識別用部品(突起)
40 レーザ照射装置本体
41 照射用光ファイバケーブル(波長2.8μm用)
42 レセプタクル
43、44、45 インジケータ
46 出力設定スイッチ
47 表示部
48 照射確認スイッチ/ランプ
49 緊急停止スイッチ
50 フットスイッチ
51 照射用光ファイバケーブル(波長275.5nm用)
62 スライド部
63 バネ
64 スイッチ
80 中継用光ファイバケーブル
Claims (4)
- レーザ照射装置本体と、前記レーザ照射装置本体に接続して用いる少なくとも2つの照射用光ファイバケーブルとで構成された医療用レーザ照射装置において、前記照射用光ファイバケーブルが、石英光ファイバを導光路とし、前記石英光ファイバの先端部に石英光ファイバの導光が実質上困難な波長のレーザ光を発生可能な固体レーザ媒質および/又は非線形光学結晶を備えると共に、前記レーザ照射装置本体が、石英光ファイバを伝送可能な複数波長のレーザ光を発振可能なレーザ光源とレーザ光出射口を備えることにより、前記レーザ照射装置に接続した前記照射用光ファイバケーブルの種類に応じて、前記固体レーザ媒質を励起するため又は前記非線形光学結晶で波長変換するために適した波長のレーザ光を選択的に前記照射用光ファイバケーブル中を導光し、石英光ファイバの導光が実質上困難な波長を含む少なくとも2つの波長のレーザ光を前記照射用光ファイバケーブル先端部より出射し、前記レーザ照射装置本体と、前記照射用光ファイバケーブルの間に、石英光ファイバからなる中継用光ファイバケーブルを更に具備することを特徴とする医療用レーザ照射装置。
- 前記レーザ照射装置本体に接続された前記照射用光ファイバケーブルの種類を検知する検知手段と、前記照射用光ファイバケーブルの種類に基づき、前記レーザ照射装置本体から出力するレーザ波長を変える変更手段とを更に具備することを特徴とする請求項1に記載の医療用レーザ照射装置。
- 前記レーザ照射装置本体が備えるレーザ発生手段が、半導体レーザを備えることを特徴とする請求項1記載の医療用レーザ照射装置。
- 前記中継用光ファイバケーブルに接続された前記照射用光ファイバケーブルの種類を検知する手段と、前記照射用光ファイバケーブルの種類に基づき、前記レーザ照射装置本体から出力するレーザ波長を変える変更手段とを更に具備することを特徴とする請求項1記載のレーザ照射装置。
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