JP4080174B2

JP4080174B2 - レーザ治療装置

Info

Publication number: JP4080174B2
Application number: JP2001135206A
Authority: JP
Inventors: 貴浩古野
Original assignee: Nidek Co Ltd
Current assignee: Nidek Co Ltd
Priority date: 2001-05-02
Filing date: 2001-05-02
Publication date: 2008-04-23
Anticipated expiration: 2021-05-02
Also published as: JP2002325852A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、治療部位に治療レーザ光を照射して治療を行うレーザ治療装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
皮膚上のあざ、しみ、刺青を取り去ったり皮膚の毛を脱毛するレーザ治療装置には、広い領域のレーザ照射を可能とするために、ハンドピース内に走査手段を設けたものが知られている。この種の装置では、治療用レーザ走査領域（又はその外周輪郭）がエイミング光で繰返し走査されるようになっており、術者はそのエイミング光の残像で走査領域の全体を観察してレーザ照射の照準を合わせている。また、レーザ治療装置にはエイミング光量を調整するスイッチが設けられており、室内の明るさや治療部位の色に応じて見易い明るさに合わせている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、レーザ照射領域の大きさを変更すると、繰返し走査されるエイミング光の見た目の明るさが変わる。このため、照射領域の大きさを変更する毎にエイミング光の光量調整を術者が手動で行わなければならず、手間であった。
【０００４】
また、治療レーザの照射時には照準合わせの時とエイミング光の走査が異なるため、照準合わせ時に設定しエイミング光量のままでは観察しづらいという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記従来技術を鑑み、エイミング光量調整の煩わしさを軽減し、効率良く治療が行えるレーザ治療装置を提供することを技術課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。
【０００７】
（１）治療レーザ光を出射する治療レーザ光源と、治療部位への照準を行うためのエイミング光を出射するエイミング光源と、前記治療レーザ光源からの治療レーザ光及び前記エイミング光源からのエイミング光を治療部位上でスポットに形成する光学系を持つと共に前記治療レーザ光及びエイミング光のスポットを治療部位上で走査する走査光学系を持つ導光光学系と、を備え、前記エイミング光により治療部位に照準を合わせた後、治療レーザ光を治療部位に導光照射して治療を行うレーザ治療装置において、治療レーザ光を照射する照射領域の大きさ及びエイミング光の光量を含むレーザ照射条件を変更可能な設定手段と、前記設定手段により設定された照射領域に基づいてレーザ照射前の照準合わせ時に前記エイミング光のスポットを繰り返し走査するように前記走査光学系を駆動する走査制御手段であって、エイミング光のスポットが走査された領域の略全体が術者の目の残像により繋がって観察される速さで前記走査光学系を駆動する走査制御手段と、前記設定手段により照射領域の大きさが変更されたときに、その変更された照射領域の大きさ及び前記設定手段で設定されたエイミング光の光量に基づいて、レーザ照射前の照準合わせ時にエイミング光の残像時間の間に走査される領域の明るさが照射領域の大きさの変更前と変更後とで略一定となるように前記エイミング光源が出射する光量を自動的に調整する光量調整手段と、を備えることを特徴とする。
（２）治療レーザ光を出射する治療レーザ光源と、治療部位への照準を行うためのエイミング光を出射するエイミング光源と、前記治療レーザ光源からの治療レーザ光及び前記エイミング光源からのエイミング光を治療部位上で所定サイズのスポットに形成する光学系を持つと共に前記治療レーザ光及びエイミング光のスポットを治療部位上で走査する走査光学系を持つ導光光学系と、を備え、前記エイミング光により治療部位に照準を合わせた後、治療レーザ光を治療部位に導光照射して治療を行うレーザ治療装置において、治療レーザ光を照射する照射領域の大きさ、エイミング光の光量及び治療レーザ光の照射時間を含むレーザ照射条件を変更可能な設定手段と、前記設定手段により設定された照射領域に基づいてレーザ照射前の照準合わせ時に前記エイミング光のスポットを繰り返し走査するように前記走査光学系を駆動する走査制御手段であって、エイミング光のスポットが走査された領域の略全体が術者の目の残像により繋がって観察される速さで前記走査光学系を駆動し、レーザ照射時には治療レーザ光の照射時間及び照射領域の設定に基づいて治療レーザ光及び前記エイミング光のスポットを走査するように前記走査光学系を駆動する走査制御手段と、前記設定手段により照射領域の大きさが変更されたときに、その変更された照射領域の大きさ及び前記設定手段で設定されたエイミング光の光量に基づいて、レーザ照射前の照準合わせ時にはエイミング光の残像時間の間に走査される領域の明るさが照射領域の大きさの変更前と変更後とで略一定となるように前記エイミング光源が出射する光量を自動的に調整し、レーザ照射時には治療レーザ光の照射時間に基づいて前記エイミング光源が出射する光量を照準合わせ時に対してさらに自動的に調整する光量調整手段と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について一実施形態を挙げ、図面に基づいて説明する。図１は脱毛治療等に使用されるレーザ治療装置の外観略図であり、図２は光学系及び制御系の概略構成を示す図である。
【００１２】
レーザ装置本体１の正面には大型のＬＣＤ（液晶）パネル２が設けられている。ＬＣＤパネル２はタッチパネルとなっており、図３に示す様に、各種設定条件が表示されるとともに、画面上に表示される操作キーを触れることで設定条件を変更することが可能である。レーザ装置本体１の上部からは、レーザ光を照射するハンドピース２０まで信号電気ケーブル３とファイバケーブル４が伸延している。
【００１３】
５はハンドピース２０側に供給する冷却水を冷却して循環させるためのチラーである。チラー５から伸びている２本の冷却チューブ７は、前述のケーブル３とファイバケーブル４と束ねられ、集中ケーブル８に一本にまとめられている。９はレーザ照射のトリガとなるフットスイッチである。
【００１４】
図２において、１０は治療用レーザ光を出射する治療用レーザ光源であり、治療用レーザ光源１０は多数の半導体レーザ（ダイオードレーザ）を有する。各半導体レーザを出射したレーザ光はそれぞれに対応して配置されたレンズ１２ａにより各ファイバ１３ａの端面にそれぞれ集光されて入射する。各ファイバ１３ａは出射端面側で束ねられており、各半導体レーザから出射されたレーザ光はファイバ出射側でまとめられ、高出力のレーザ光として治療に利用される。本実施形態では治療用レーザ光に８００〜８２０ｎｍの波長の近赤外光を利用している。
【００１５】
また、エイミング（照準）光源１１から出射するエイミング光は、集光レンズ１２ｂにより集光され、ファイバ１３ｂに入射する。ファイバ１３ｂの出射側端面はファイバ１３ａの出射側端面と共に束ねられており、エイミング光はファイバ１３ｂを出射後、治療用レーザ光と同様の光路を進行する。本実施形態ではエイミング光束には６２０〜６５０ｎｍの波長の赤色可視光を利用している。
【００１６】
束ねられた各ファイバ１３ａ,１３ｂの出射端面（ファイババンドル部）から出射するレーザ光（治療用レーザ光及びエイミング光）は集光レンズ群１４により集光され、ファイバケーブル４に入射する。ファイバケーブル４はハンドピース２０に接続されており、レーザ光はハンドピース２０に導光される。
【００１７】
ハンドピース２０のスキャナヘッド２０ａには第一ミラー２３，第二ミラー２４が設けられており、第一ミラー２３，第二ミラー２４をそれぞれ第一ガルバノメータ２３ａ，第二ガルバノメータ２４ａを駆動して回転させることで、ＸＹ方向の各々にレーザ光の照射位置を移動（揺動）させ、広範囲に渡ってレーザ光を走査することができる。ファイバケーブル４からスキャナヘッド２０ａ内に入射したレーザ光は、ミラー２１により光軸を曲げられ、コリメータレンズ２２により平行光束にされた後、第一ミラー２３，第二ミラー２４でＸＹ方向に振られ、集光レンズ２５により直径５ｍｍ程の円形スポット光として治療部位に照射される。
【００１８】
スキャナヘッド２０ａの下部には、治療レーザ光及び可視光を透過するガラス板を持つウィンドウ４０が取付けられている。ウィンドウ４０は、治療皮膚面を平らにする役目と皮膚面を冷却する役目をする。冷却板２９の内部には冷却水が循環する流路が形成されており、チラー５で冷却された冷却水は冷却チューブ７を通って冷却板２９内を循環し、冷却板２９を介して皮膚から吸収されたウィンドウ４０の熱を吸熱する。これら一連の熱移動により、ウィンドウ４０は皮膚を冷却する。
【００１９】
レーザ装置本体１側の制御部１５には、ＬＣＤパネル２、チラー５からの冷却水が正常に循環しているかどうかを確認するフロースイッチ６、メモリ１６、フットスイッチ９が接続されている。また、第一ガルバノメータ２３ａ、第二ガルバノメータ２４ａはケーブル３を介して制御部１５に接続されている。
【００２０】
以上のような構成を有するレーザ治療装置において、その動作について以下に説明する。
【００２１】
術者は、予めＬＣＤパネル２上の操作スイッチで適切な治療レーザ照射条件を設定しておく（図３参照）。ＬＣＤパネル２上には治療レーザエネルギ密度の表示部４０ａ、レーザパワーの表示部４０ｂ、パルス照射時間の表示部４０ｃ、スポットサイズの表示部４０ｄが設けられており、各表示部を押した後に＋−ボタン４１を押すことで設定値を変えることができる。レーザスポット径を変えるときは、集光レンズ２５をサイズ径に合ったものに変更する。
【００２２】
また、レーザ照射時には液晶パネル２の図示なきキー操作によって冷却機構を作動させる。チラー５を駆動させることによりウィンドウ４０が冷却され、ウィンドウ４０に接触している患部が冷やされる。
【００２３】
術者は設定を完了した後、ハンドピース２０を手で保持してウィンドウ４０を患部上に当接させる。スキャンヘッド２０ａからは光源１１によるエイミング光が照射される。術者はウィンドウ４０を通して観察される患部とエイミング光の照射位置を確認しながら、目的とする患部に合うようにウィンドウ４０の当接位置を調整すると共に、照射パターンの形状や大きさをスイッチ４３により設定する。
【００２４】
エイミング光量の設定は、図３のＯＰＴＩＯＮスイッチ４５を押し、図４に示すエイミング画面に切換えて設定する。エイミング光量は、パワー密度（単位面積あたりのパワー）として表示部５３に表示される。パワー密度は＋−スイッチ５１を操作することによりその値が増減され、その大きさはバーグラフ５２にも表示される。また、エイミング光が不要な場合は、ＯＦＦスイッチ５４を押す。
【００２５】
例えば、術者が最初に図５に示す様に照射領域をφ５ｍｍのスキャニングなしのシングルスポットでエイミング光の明るさを見ながらパワー密度を５μW/mm²と設定したとする。エイミング光のパワー密度はメモリ１６に記憶され、制御部１５は、この時のエイミング光のパワーを、
5×π×(5/2)²=98μW =0.1mW
と演算し、エイミング光源１１にこの0.1mWのパワーを出射する様にする。
【００２６】
次に、φ５ｍｍのシングルスポットの照射領域で治療領域をカバーできなく、術者が図６に示す様に照射領域を一辺が１５ｍｍの正方形にスキャニングする様にスイッチ４３で切換えたとする。照準合わせ時（治療レーザの照射を行わないとき）には、制御部１５は、それぞれ第一ガルバノメータ２３ａ，第二ガルバノメータ２４ａを駆動することにより第一ミラー２３，第二ミラー２４を回転させ、一辺が１５ｍｍの正方形の輪郭を描くようにエイミング光を繰返しスキャニングする。また、照準合わせ時にはエイミング光のスキャニングの残像により、輪郭部分が連続して繋がって見える速度でエイミング光をスキャンニングする。言い換えれば、スキャニングの輪郭部分全体に対して、あたかもエイミング光が同時に照射されているように観察できる速度でスキャンニングする。こうすると、照準合わせをする照射対象の領域が把握しやすくなるためである。もちろん、エイミング時の走査領域は、輪郭部のみに限らず、設定された領域内を全て走査するようにしても良い。
【００２７】
一般に、人の目の残像現象においては、残像が知覚される時間（残像時間）は１／３０〜１／２０秒と考えられる。従って、スキャニング１周期当たり１／３０〜１／２０秒以内の速度であれば、走査領域である輪郭部分が十分に繋がって観察される。ただし、１周期当たり１／２０秒の速度であると、ややちらつきが多くなる。
【００２８】
ここで、残像時間を１／３０秒とし、この時間の間では走査領域全体におけるエイミング光のトータルエネルギが面積の大きさに拘わらず同じであると仮定する。この場合、走査領域の面積が広がると、その分エネルギは分散されることになるので、人の目に知覚される明るさは暗くなる。従って、明るさを略同じにするには、走査領域の面積を大きくしたら、その分エイミング光源１１のパワーをアップさせてやれば良い。言い換えれば、残像時間の間に走査される領域のエネルギ密度（単位面積あたりの照射エネルギ）が略一定となるように、エイミング光源１１の光量を調整すれば良い。このため、初めに設定するエイミング光の明るさは、この残像時間の間のエネルギ密度として直接的に設定することもできるが、本実施形態ではパワー密度として間接的に設定している。
【００２９】
エイミング光の走査領域を図６のような大きさに設定したときは、制御部１５はエイミング光のパワーをメモリ１６に記憶されているパワー密度５μW/mm²をもとに前回のように、
5×[15²-(5²+4×((5/2)²-π×(5/2)²/4)]=970μW=1.0mW
と演算し、φ５ｍｍのシングルスポットの場合の約１０倍のパワーをエイミング光源１１から出射する様にする。
【００３０】
更に１５ｍｍの正方形の照射領域で治療領域をカバーできなく、図７に示す様に照射領域を一辺が３０ｍｍの正方形に切換えたとする。制御部１５は、この時のエイミング光のパワーをメモリ１６に記憶されているパワー密度５μW/mm²をもとに、
5×[30²-(20²+4×((5/2)²-π×(5/2)²/4)]=2470μW=2.5mW
と演算し、１５ｍｍの正方形の場合の約２．５倍のパワーをエイミング光源１１から出射する様にする。
【００３１】
この様にスキャニングにより移動するエイミング光の残像時間を考慮し、残像時間のエネルギ密度が略一定となるように、スキャニング領域の大きさに応じてエイミング光の光量を自動的に調整することで、見た目のエイミング光の明るさをほぼ一定に保つことができる。
【００３２】
なお、エイミング光の見た目の明るさの感覚には幅があるため、エイミング光の光量調整においては、エイミング光の走査領域（照射領域）の面積に厳密に対応させなくても良く、面積の計算は概算でも良い。エイミング光のスポット何個分という決め方もできる。また、走査領域の大きさとしては、面積に代えて走査領域の外周の長さやスポット光の移動距離を用いても良い。
【００３３】
また、上記では残像時間のエネルギ密度が略一定となるようにエイミング光を光量調整するものとしたが、これは走査領域の大きさの変化に応じた段階的な光量調整でも良い。
【００３４】
またさらには、エイミング光は見た目に眩し過ぎず、かつ暗過ぎない範囲で観察されれば良いので、エイミング光の光量調整の上限と下限の値を走査領域の大きさに応じてメモリに記憶させ、その範囲に入るように光量調整する方法でも良い。光量調整の上限と下限は、走査領域の大きさ毎に実験によって定めておくことができる。この場合、エイミング光の下限値はエイミング光の反射が最も少ない患者の皮膚と、レーザ照射時の部屋が最も暗い場合を想定して決め、エイミング光の上限値はその逆の場合を想定して決めることが好ましい。光量調整の上限と下限を定めて行う場合は、エイミング光の明るさを見ながらパワー密度を定めなくても、走査領域の大きさが設定された段階で上限値と下限値の範囲に入るように（好ましくは、範囲の中央値になるように）、自動的に光量調整がなされるようにすることもできる。
【００３５】
術者はエイミング光の観察による照射部位の位置合わせが完了したら、図３に示すREADYスイッチ４２ａを押して装置をREADY状態にする。制御部１５はフットスイッチ９からのトリガ信号が入力されると、予め設定された治療レーザ光の照射時間等に基づいて治療用レーザ光源１０及び第一ガルバノメータ２３ａ，第二ガルバノメータ２４ａを駆動制御し、治療レーザ光をスキャンしながら照射する。このとき、治療用レーザ光の波長は不可視領域であるため治療レーザ光の照射位置、進行具合がわかる様に、治療用レーザ光の照射と共にエイミング光源１１からもエイミング光が照射される。
【００３６】
治療レーザ光照射時のエイミング光の光量調整について説明する。照準合わせ時は、そのスキャニング領域（実施形態では輪郭部のみ）全体がほぼ連続して繋がって観察できる速さでスキャニングするものとした。これに対して、治療用レーザを照射する場合は、パネル２で設定された照射条件でスキャニングが制御される。例えば、設定された照射時間が１００ｍｓｅｃであれば、図８に示す様に、１００ｍｓｅｃ毎にシングルスポットを一点づつ区切って照射するようにスキャンする。この場合、スポット一点当たりの照射時間が連続して長いので、照準合わせ時に調整されたエイミング光量のままであると、エイミング光が眩しくなってしまい、照射部位が観察しづらくなる。このため、制御部１５はエイミング光のエネルギーをメモリ１６に記憶されているパワー密度５μW/mm²をもとに、最初に求めたφ５ｍｍシングルスポットの場合と同様に、
5×π×(5/2)²=98μW =0.1mW
と演算し、この0.1mWのパワーをエイミング光源１１からを出射する様にする。この場合も、パワー密度をもとにエイミング光源のパワーを演算して求めているため、見た目にエイミング光が眩し過ぎることがなくなる。
【００３７】
なお、治療レーザ光の照射時も、その照射時間の設定がエイミング光の残像時間（例えば１／３０秒）より短い場合は、その残像時間の間に走査される領域のエネルギ密度が略一定になるようエイミング光の光量を調整すれば、エイミング時と同じような明るさとなる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、エイミング光量調整の煩わしさが軽減され、効率良くレーザ照射を行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】装置の外観を示す図である。
【図２】光学系と制御系を示すブロック図である。
【図３】ＬＣＤパネルのスイッチの配置を示す図である。
【図４】ＬＣＤパネルのエイミング設定画面を示す図である。
【図５】φ５ｍｍのシングルスポットの形状を示す図である。
【図６】一辺が１５ｍｍの正方形のエイミング光スキャニング形状を示す図である。
【図７】一辺が３０ｍｍの正方形のエイミング光スキャニング形状を示す図である。
【図８】一辺が３０ｍｍの正方形の治療レーザ光スキャニング形状を示す図である。
【符号の説明】
１レーザ装置本体
４ファイバケーブル
１０治療用レーザ光源
１１エイミング光源
１５制御部
１６メモリ
２０ハンドピース
２３第一ミラー
２３ａ第一ガルバノメータ
２４第二ミラー
２４ａ第二ガルバノメータ

Claims

治療レーザ光を出射する治療レーザ光源と、治療部位への照準を行うためのエイミング光を出射するエイミング光源と、前記治療レーザ光源からの治療レーザ光及び前記エイミング光源からのエイミング光を治療部位上でスポットに形成する光学系を持つと共に前記治療レーザ光及びエイミング光のスポットを治療部位上で走査する走査光学系を持つ導光光学系と、を備え、前記エイミング光により治療部位に照準を合わせた後、治療レーザ光を治療部位に導光照射して治療を行うレーザ治療装置において、治療レーザ光を照射する照射領域の大きさ及びエイミング光の光量を含むレーザ照射条件を変更可能な設定手段と、前記設定手段により設定された照射領域に基づいてレーザ照射前の照準合わせ時に前記エイミング光のスポットを繰り返し走査するように前記走査光学系を駆動する走査制御手段であって、エイミング光のスポットが走査された領域の略全体が術者の目の残像により繋がって観察される速さで前記走査光学系を駆動する走査制御手段と、前記設定手段により照射領域の大きさが変更されたときに、その変更された照射領域の大きさ及び前記設定手段で設定されたエイミング光の光量に基づいて、レーザ照射前の照準合わせ時にエイミング光の残像時間の間に走査される領域の明るさが照射領域の大きさの変更前と変更後とで略一定となるように前記エイミング光源が出射する光量を自動的に調整する光量調整手段と、を備えることを特徴とするレーザ治療装置。
治療レーザ光を出射する治療レーザ光源と、治療部位への照準を行うためのエイミング光を出射するエイミング光源と、前記治療レーザ光源からの治療レーザ光及び前記エイミング光源からのエイミング光を治療部位上で所定サイズのスポットに形成する光学系を持つと共に前記治療レーザ光及びエイミング光のスポットを治療部位上で走査する走査光学系を持つ導光光学系と、を備え、前記エイミング光により治療部位に照準を合わせた後、治療レーザ光を治療部位に導光照射して治療を行うレーザ治療装置において、治療レーザ光を照射する照射領域の大きさ、エイミング光の光量及び治療レーザ光の照射時間を含むレーザ照射条件を変更可能な設定手段と、前記設定手段により設定された照射領域に基づいてレーザ照射前の照準合わせ時に前記エイミング光のスポットを繰り返し走査するように前記走査光学系を駆動する走査制御手段であって、エイミング光のスポットが走査された領域の略全体が術者の目の残像により繋がって観察される速さで前記走査光学系を駆動し、レーザ照射時には治療レーザ光の照射時間及び照射領域の設定に基づいて治療レーザ光及び前記エイミング光のスポットを走査するように前記走査光学系を駆動する走査制御手段と、前記設定手段により照射領域の大きさが変更されたときに、その変更された照射領域の大きさ及び前記設定手段で設定されたエイミング光の光量に基づいて、レーザ照射前の照準合わせ時にはエイミング光の残像時間の間に走査される領域の明るさが照射領域の大きさの変更前と変更後とで略一定となるように前記エイミング光源が出射する光量を自動的に調整し、レーザ照射時には治療レーザ光の照射時間に基づいて前記エイミング光源が出射する光量を照準合わせ時に対してさらに自動的に調整する光量調整手段と、を備えることを特徴とするレーザ治療装置。