JP4330398B2

JP4330398B2 - レーザ治療装置

Info

Publication number: JP4330398B2
Application number: JP2003283275A
Authority: JP
Inventors: 健一郎牧野
Original assignee: Nidek Co Ltd
Current assignee: Nidek Co Ltd
Priority date: 2003-07-31
Filing date: 2003-07-31
Publication date: 2009-09-16
Anticipated expiration: 2023-07-31
Also published as: JP2005046469A

Description

本発明は、患者の治療部位（患部）に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。

患者の治療部位にレーザ光を照射することにより治療を行うレーザ治療装置としては、患者のシワ、アザ、シミ、ホクロ等を除去するために、赤外域に波長を持つＣＯ2 レーザ（炭酸ガスレーザ）を使用したレーザ治療装置等が知られている。この種のレーザ装置では、レーザ光源から出射されたレーザ光の出力を検知する出力センサが設けられている。レーザ装置は、出力センサからの信号を基にレーザ光源のレーザ出力を制御する。出力センサには光学式のものを用いても良いが、波長２μｍより長い波長（中赤外の波長）のレーザ光用の光学式出力センサは高価であるため、安価な温度式出力センサ（サーマルディテクタ）が多く用いられている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００３−１６４５３５号公報

しかしながら、温度式出力センサ（サーマルディテクタ）は微小な周囲の雰囲気温度変化や供給電源の電気的な変動に敏感であり、温度式出力センサにレーザが照射されてなくとも温度式出力センサの出力が常にゼロにならないという問題があった。また、ＣＯ2 レーザ光源を用いるレーザ治療装置では、構造上、温度式出力センサが装置上部に配置されるという制約があり、温度式出力センサが装置上部に配置されると電源やレーザ光源等の発熱による温度変化の影響を受けやすいという問題があった。

本発明は、上記問題点に鑑み、温度式出力センサの配置位置が限定されることなく、レーザの設定出力に対し正しい出力で照射できるレーザ治療装置を提供することを技術課題とする。

上記問題点を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。

（１）治療レーザ光源からのレーザ光を治療部位に導光する導光光学系を備えるレーザ治療装置において、前記レーザ光源から出射されるレーザ光の出力を検知する温度式の出力センサと、レーザ光の出力を所望の値に設定する設定手段と、前記レーザ光源からレーザ光を出射させるための照射スイッチと、前記レーザ光源からレーザ光が出射されていない状態での前記出力センサからの出力信号をモニタするモニタ手段と、前記照射スイッチから照射信号が入力されたときにその直前における前記モニタ手段のモニタ結果と前記出力センサからの出力信号とに基づいて、レーザ光の出力が前記設定手段により設定された値となように前記レーザ光源の出力を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。

（２）（１）のレーザ治療装置において、所定の基準状態における前記出力センサからの出力信号を基準値として記憶する記憶手段を備え、前記モニタ手段は前記基準値に対する前記出力センサからの出力信号の変動値をモニタする手段であり、前記制御手段は前記照射スイッチから照射信号が入力された時に前記モニタ手段でモニタされた直前の変動値を前記出力センサからの出力信号に加算して前記レーザ光源の出力を制御することを特徴とする。

上述したように、本発明によれば、温度式出力センサの配置位置が限定されることなく、レーザの設定出力に対し正しい出力で照射できる。

以下、図面に基づいて本発明を説明する。図１は本発明に係るレーザ治療装置の外観略図を示す。図２は制御系及び光学系の概略図を示す。

１はレーザ装置本体、２は多関節アーム部、３はハンドピースユニットである。７はレーザ照射条件等の各種設定条件を入力するためのコントロールパネルであり、８はレーザ照射のトリガ信号を発信させるためのフットスイッチである。

レーザ装置本体１内には治療用レーザ光源２１、エイミング光源２２、制御部２０等が収納されている。本実施形態では、治療用レーザ光源として波長１０．６μｍの中赤外域のレーザ光を出射するＣＯ2 レーザ光源を、エイミング光源としては赤色光束を出射する半導体レーザを使用する。２４はレーザ光のレーザエネルギーが吸収体に吸収された温度上昇を電気信号に変えて検出する温度式出力センサ（サーマルディテクタ）であり、レーザ光源２１の上部に取付けられ、ビームスプリッタ２６によりレーザ光源２１から出射されたレーザ光の一部を取出してレーザ出力を検知する。

出力センサ２４からの信号は、制御部２０へ送られ、制御部２０の治療用レーザ光源２１の出力調整機能、異常な場合に出射停止するなどの監視機能に使用される。２９はシャッタであり、レーザ光源２１から本体１外部へのレーザ光経路を開閉する。２５は治療用レーザを透過しエイミング光を反射するダイクロイックミラーである。

多関節アーム部２は数本の剛体管が駆動可能なように関節部によって連結されており、多関節アーム部２の先端に取付けられたハンドピースユニット３を自由に移動させることができる。多関節アーム部２の各関節部にはミラー（図２では一部のミラー３１、３２のみを図示し、その他は略している）が配置されており、レーザ装置本体１から出射された光束を多関節アーム部２内を通過させてハンドピースユニット３まで導光する。

ハンドピースユニット３はハンドピース本体１０、チップ１１からなる。ハンドピース本体１０にはレーザ光を患部に導光する集光レンズ１３が組込まれている。患部上の照射スポット径は集光レンズ１３によって決まる。また、ハンドピース本体１０に取付けられたチップ１１の先端部は、集光レンズ１３の焦点距離になっており、患者にチップ１１を当接させるとレーザの焦点距離が合うようになっている。

以上のような構成を備えるレーザ治療装置において、以下にその動作について説明する。

まず、術者は、コントロールパネル７上のスイッチ３１で照射するレーザ出力値、スイッチ３２でレーザの照射時間を所望する値に設定する。

また、予め、所定の基準状態（レーザ照射なし）の出力センサ２４の出力信号は基準値としてメモリ２８に記憶されている。

図３のレーザ出力調整のフローに示すように、レーザ光がレーザ光源２１から出射されなくて照射信号がＯＦＦの場合、制御部２０は、出力センサ２４からのセンサ入力信号をメモリ２８に記憶された基準値から差し引いた値を変動値としてモニタし、このモニタした最新の変動値をメモリ２８に記憶させる。

術者はREADY ／STANDBY スイッチ３０を押してレーザ治療装置をREADY 状態にする。スイッチ３０の信号が入力されると、制御部２０はレーザ光源２１からレーザ光をテスト出射する。このとき、レーザ導光経路はシャッタ２９により遮断されている。レーザ光源２１から出射されたレーザ出力は出力センサ２４により検出される。図３に示すように、レーザ光がレーザ光源２１から出射されて照射信号がＯＮの場合、出力センサ２４のセンサ入力値は、上記のメモリ２８にレーザ照射直前に記憶された変動値を加算されてフィードバック値とされる。そして、制御部２０は、フィードバック値がコントロールパネル７で設定された設定値になっているかを確認する。測定値が設定出力と異なっていれば、設定値になる様にレーザ光源２１の出力を制御する。制御部２０は出力調整が完了すると、レーザ光源２１の駆動を停止し、テスト出射を終了する。

テスト出射を終了した後、フットスイッチ８が踏み込まれてレーザ光源２１からレーザ光が照射されるまでは、制御部２０は、上記と同様に出力センサ２４からのセンサ入力信号から演算して変動値をモニタし、メモリ２８に記憶させる。

テスト照射後、術者はハンドピース３を患部に当て、エイミング光の観察による照射部位の特定ができたら、フットスイッチ８を踏み込むことによりレーザ照射のトリガ信号を発生させる。そのトリガ信号は制御部２０に入力される。トリガ信号を受信した制御部２０は、シャッタ２９を開き、レーザ光源２１から治療用レーザ光を出射させる。レーザ光が出射されて照射信号がＯＮの場合、出力センサ２４のセンサ入力値はメモリ２８にレーザ照射直前に記憶された変動値を加算されてフィードバック値とされる。制御部２０は、フィードバック値がコントロールパネル７で設定された設定値になっているかを確認する。測定値が設定出力と異なっていれば、設定値になる様にレーザ光源２１の出力を制御する。

このように、レーザ照射直前のセンサ入力値から変動値を演算してモニタし、メモリ２８に記憶させておき、レーザ照射時にシフト量を加算することによって、微小な周囲の雰囲気温度変化や供給電源の電気的な変動があっても、設定出力に対して正しくレーザを出力できる。特に、構造上、温度式出力センサが熱のこもりやすい装置上部に配置され、電源やレーザ光源等の発熱による温度変化の影響を温度式出力センサが受けても、設定出力に対して正しくレーザを出力できる。

レーザ光源２１を出射した治療レーザ光は、ダイクロイックミラー２５を透過した後、エイミング光源２２より出射されるエイミング光と同軸にされ、多関節アーム部２に入射する。多関節アーム部２内に入射したレーザ光は各間接部に設けられたミラーによって反射されながらハンドピースユニット３に導光され、ハンドピースユニット３の集光レンズ１３を介して患部に照射される。

なお、上記では図３に示すフローに従ったレーザ調整プログラムを制御部２０にて実行することにより、レーザ光の出力制御を行ったが、出力制御の方法はこれに限るものではなく、図４に示すように、レーザ出力を調整するレーザ出力調整回路４０を設けても良い。レーザ出力調整回路４０において、出力センサ２４からの出力信号はアンプ４１にて増幅される。照射信号がＯＦＦである場合は、アンプ４１にて増幅された信号はサンプルホールド回路４２にて、上記のレーザ調整プログラムと同様に予め記憶された基準値を差し引かれ、変動値として常に保持されている。フットスイッチ８等により照射信号がＯＮになると、アンプ４１にて増幅された信号はサンプルホールド回路４２を通らず、アンプ４１にて増幅された信号に、サンプルホールド回路４２で保持されていたレーザ照射直前の変動値が加算回路４３で加算される。また、コントロールパネル７でレーザ出力を設定した設定信号は、加算回路４３を経た信号と制御回路４４で比較され、設定信号と合うようにレーザ光源２１への出力信号が調整される。レーザ光源から照射されたレーザ光の一部は出力センサ２４に入射し、出力センサ２４の信号はレーザ出力調整回路４０にフィードバックされる。このレーザ出力調整回路４０により、出力センサ２４の微小な周囲の雰囲気温度変化や供給電源の電気的な変動によるシフト量を補正することができる。

本実施形態では波長１０．６μｍの中赤外域のレーザ光を出射するＣＯ2 レーザ光源を使用したレーザ治療装置について説明したが、これに限らず、レーザ光が波長約２〜１５μｍである場合に、本発明を好適に適用できる。

レーザ治療装置の外観略図である。レーザ治療装置の制御系及び光学系概略図である。レーザ出力調整のフローを示す図である。レーザ出力調整回路のブロック図を示す図である。

符号の説明

１レーザ装置本体
２多関節アーム部
８フットスイッチ
２０制御部
２１治療用レーザ光源
２４温度式出力センサ
４２サンプルホールド回路
４３加算回路

Claims

治療レーザ光源からのレーザ光を治療部位に導光する導光光学系を備えるレーザ治療装置において、前記レーザ光源から出射されるレーザ光の出力を検知する温度式の出力センサと、レーザ光の出力を所望の値に設定する設定手段と、前記レーザ光源からレーザ光を出射させるための照射スイッチと、前記レーザ光源からレーザ光が出射されていない状態での前記出力センサからの出力信号をモニタするモニタ手段と、前記照射スイッチから照射信号が入力されたときにその直前における前記モニタ手段のモニタ結果と前記出力センサからの出力信号とに基づいて、レーザ光の出力が前記設定手段により設定された値となように前記レーザ光源の出力を制御する制御手段と、を備えることを特徴とするレーザ治療装置。
請求項１のレーザ治療装置において、所定の基準状態における前記出力センサからの出力信号を基準値として記憶する記憶手段を備え、前記モニタ手段は前記基準値に対する前記出力センサからの出力信号の変動値をモニタする手段であり、前記制御手段は前記照射スイッチから照射信号が入力された時に前記モニタ手段でモニタされた直前の変動値を前記出力センサからの出力信号に加算して前記レーザ光源の出力を制御することを特徴とするレーザ治療装置。