JP4404586B2

JP4404586B2 - レーザ治療装置

Info

Publication number: JP4404586B2
Application number: JP2003305159A
Authority: JP
Inventors: 健一郎牧野
Original assignee: Nidek Co Ltd
Current assignee: Nidek Co Ltd
Priority date: 2003-08-28
Filing date: 2003-08-28
Publication date: 2010-01-27
Anticipated expiration: 2023-08-28
Also published as: JP2005073777A

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設定出力になるようにレーザ光源のレーザ出力を調整制御すると共に、異常な出力が検知されたときにはレーザ出射を停止するように制御する。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が多く用いられている（例えば、特許文献１参照。）。

ところで、温度式出力センサは光学式のものに比べて反応時間が１秒以上と長い。このため、特に温度式出力センサを用いたレーザ装置では、レーザ出力に関するユニットが回路上のショートや電気素子の断線や短絡等により故障した場合にレーザ光源の駆動電流が増大するので、駆動電流を監視することにより装置の異常を判定し、レーザ光源からのレーザ出力を停止するようにしている。駆動電流の監視による異常の判定は、各設定出力に対して予め定められた許容出力における最大電流値を限界電流値として装置に記憶しておき、その限界電流値に対して駆動電流が越えているか否かにより判断するものである。
特開２００３−１６４５３５号公報

しかしながら、従来の限界電流値の決定は、装置製造時に作業者が、各設定出力毎に許容される最大出力となるようにレーザ出力を調整し、そのときの電流値を読み取って測定する方法をとっていたので、これを装置個々について行うには非常に手間が掛かっていた。

この対応としては、複数の装置の測定値を基に、その平均値または最小値を使用して残りの装置の限界電流値を決定する方法が考えられる。しかしながら、複数の装置の平均値で限界電流値を決定する方法においては、設定出力に対して装置個々の駆動電流のばらつきが大きいと、ある装置では本来の限界電流値に達してもレーザ出力が停止しないという問題がある。また、複数の装置の最小値で限界電流値を決定する方法においては、やはり、設定出力に対して装置個々の駆動電流のばらつきが大きいと、ある装置では設定出力での駆動電流が限界電流値以上となってしまうことがあり、その設定出力でレーザ出力できないという問題がある。

本発明は、上記問題点に鑑み、装置個々に適切な駆動電流の監視を可能にすると共に、異常を判定する限界電流値を容易に決定することが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）レーザ光源から出射されるレーザ光のレーザ出力を検知する出力センサと、レーザ出力を所望の値に設定する設定手段とを備え、前記レーザ光源からのレーザ光を治療部位に照射するレーザ治療装置において、前記レーザ光源の駆動電流を検出する電流検出手段と、前記設定手段による設定出力に対して予め定められた許容出力における最大電流値を限界電流値として記憶するための電流値記憶手段と、レーザ光を治療部位に照射する治療モードと前記電流値記憶手段に設定出力に対する限界電流値を記憶させるためのプログラムを実行するメインテナンスモードとを切換えるモード切換手段と、治療モード時に前記設定手段で設定されたレーザ出力に対して前記出力センサにより所定の値以上となる異常が検知されたときに前記レーザ光源の駆動を停止する出力異常停止手段と、メインテナンスモード時に限界電流値の記憶を要する設定出力値に対して前記出力センサで検出されるレーザ出力が予め定められたそれぞれの許容出力になるまで前記レーザ光源を駆動し、そのときに前記電流検出手段により検出される駆動電流を設定出力値に対応付けた限界電流値として前記電流値記憶手段に順次記憶させるプログラムを実行するプログラム実行制御手段であって、前記出力異常停止手段の機能を解除して前記プログラムを実行するプログラム実行制御手段と、治療モード時に、前記出力異常停止手段に加えて前記電流検出手段により検出された駆動電流が設定出力に対して前記電流値記憶手段に記憶された限界電流値以上となった場合にも前記レーザ光源からのレーザ光の出射を停止させるレーザ停止制御手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、装置個々に適切な駆動電流の監視を可能にすると共に、異常を判定する限界電流値を容易に決定することができる。

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はコントロールパネルであり、各種の情報を表示する表示部３４、レーザ出力を所望の値に設定するスイッチ３５、レーザの照射時間を設定するスイッチ３６、メイテナンスモードと治療モードとを切換えるスイッチ３８等が設けられている。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、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、異常な場合にレーザ出射を停止するなどの監視機能に使用される。また、２７はレーザ光源２１を駆動する駆動電流を測定する電流計であり、設定出力に対して異常な駆動電流が検出された場合にレーザを出射停止する監視機能に使用されている。メモリ２８は、各設定出力に対して予め定められた許容出力における最大電流値を限界電流値として記憶するものであり、書換え可能なものを使用している。また、制御部２０は設定出力値に対する限界電流値を計測し、これをメモリ２８に記憶させる自動計測プログラムを記憶している。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、その動作を説明する。なお、本装置の出力可能な最大出力は２０Ｗであり、設定出力はスイッチ３５により１Ｗ〜１５Ｗまで１Ｗピッチで設定可能であるものとする。また、ＩＥＣ（国際電気標準会議：International Electrotechnical Commission）での規定に基づき、装置の単一故障時におけるレーザ出力の設定出力に対する許容出力を２００％とする。

コントロールパネル７上のスイッチ３８により、装置の動作モードをメンテナンスモードに切換える。その後、スイッチ３７を押すことにより、制御部２０は設定出力値に対する限界電流値を計測し、これをメモリ２８に記憶させる自動計測プログラムを実行する。以下、自動計測プログラムを図３のフローチャート図を使用して説明する。なお、この自動計測プログラムを実行するときは、シャッタ２９を光路に挿入し、レーザ光の出射を遮断する。

制御部２０は、まず、最小の設定出力である１Ｗについて限界電流値をメモリ２８に記憶させる。制御部２０は、レーザ光源２１を駆動制御し、１Ｗの２倍のレーザ出力である２Ｗ（１Ｗの設定出力に対する許容出力）になるまで出力を上げていく。出力センサ２４の出力信号が２Ｗになった時点での駆動電流を電流計２７により測定し、その駆動電流を設定出力１Ｗでの限界電流値としてメモリ２８に記憶する。次に、同様に設定出力２Ｗに対して出力センサ２４の出力信号が４Ｗになるようにレーザ光源２１を駆動し、４Ｗになった時点での駆動電流を電流計２７により測定し、その値を設定出力２Ｗに対応する限界電流値としてメモリ２８に記憶する。以後、設定出力を上げていき、順次この記憶動作を繰り返す。設定出力は１５Ｗまで設定可能であるが、本装置の出力可能な最大出力は２０Ｗであるので、駆動電流を計測する必要な設定出力は１０Ｗまでで終了する。

上記では設定出力に対する許容出力を２００％としたが、これは規定を下回る値であれば良いので、もう少し厳しい値にしても良い。その場合、限界電流値を計測して記憶させる必要な設定出力は、許容出力の値に関連して決定される。

なお、治療モード時においては、制御部は出力センサ２４の検出出力が、例えば、設定出力の１２０％になるような異常があった場合にレーザ光源２０の駆動を停止するように制御するが、メンテナンスモードでの自動プログラムの実行時はこの異常検出機能を解除しておく。

このように、装置個々に各設定出力での限界電流値をプログラムによりメモリ２８に記憶させることができるので、装置間の駆動電流のばらつきに影響されず駆動電流を監視できる。また、プログラムにより限界電流値をメモリ２８に記憶させているので、人が電流値を読み取り、スイッチ操作により記憶させるといった手間も省くことができる。また、定期的に上記の限界電流値を記憶させるプログラムを実行させることにより、レーザ出力と駆動電流の関係の経時変化に対する較正を装置の設置してある現地で容易に行うことができる。

スイッチ３８により装置の動作モードを治療モードに戻すことにより、通常のレーザ照射が可能になる。治療時には、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。READY 状態にした後、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。

制御部２０は、スイッチ３５で設定された設定レーザ出力に対してメモリ２８に記憶されている限界電流値を読み出し、レーザ照射中の電流計２７に流れる駆動電流と比較して異常な駆動電流が流れないか監視している。限界電流値以上の電流が電流計２７で検知された場合、制御部２０はシャッタ２９を光路中に挿入し、レーザ光源２１からのレーザ光を遮断し、レーザの出射を停止させ、コントロールパネル７の表示部３４に駆動電流が異常であることを表示する。

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節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。

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。全設定出力での限界電流値を記憶させるフローを示す図である。

符号の説明

１レーザ装置本体
７コントロールパネル
２０制御部
２１治療用レーザ光源
２４温度式出力センサ
２７電流計
２８メモリ
３５スイッチ
３７スイッチ
３８スイッチ

Claims

レーザ光源から出射されるレーザ光のレーザ出力を検知する出力センサと、レーザ出力を所望の値に設定する設定手段とを備え、前記レーザ光源からのレーザ光を治療部位に照射するレーザ治療装置において、前記レーザ光源の駆動電流を検出する電流検出手段と、前記設定手段による設定出力に対して予め定められた許容出力における最大電流値を限界電流値として記憶するための電流値記憶手段と、レーザ光を治療部位に照射する治療モードと前記電流値記憶手段に設定出力に対する限界電流値を記憶させるためのプログラムを実行するメインテナンスモードとを切換えるモード切換手段と、治療モード時に前記設定手段で設定されたレーザ出力に対して前記出力センサにより所定の値以上となる異常が検知されたときに前記レーザ光源の駆動を停止する出力異常停止手段と、メインテナンスモード時に限界電流値の記憶を要する設定出力値に対して前記出力センサで検出されるレーザ出力が予め定められたそれぞれの許容出力になるまで前記レーザ光源を駆動し、そのときに前記電流検出手段により検出される駆動電流を設定出力値に対応付けた限界電流値として前記電流値記憶手段に順次記憶させるプログラムを実行するプログラム実行制御手段であって、前記出力異常停止手段の機能を解除して前記プログラムを実行するプログラム実行制御手段と、治療モード時に、前記出力異常停止手段に加えて前記電流検出手段により検出された駆動電流が設定出力に対して前記電流値記憶手段に記憶された限界電流値以上となった場合にも前記レーザ光源からのレーザ光の出射を停止させるレーザ停止制御手段と、を備えることを特徴とするレーザ治療装置。