JP6426134B2 - 光治療装置 - Google Patents

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Description

本発明は、レーザ等の光により患部を治療する光治療装置に関する。
従来、レーザ等の光を治療対象に照射することにより治療する装置が提案されている。例えば、治療対象である血管腫、拡張毛細血管、いわゆる赤あざ、赤ら顔を治療する装置としてレーザ治療器があり、血管腫等にレーザを照射することにより治療している（例えば、特許文献１、２参照。）。
特開２００５−２３７９６３号公報 特開平０８−１２６７１２号公報
しかし、従来のレーザ治療器では、皮膚の外側の位置から、血管腫等に向かってレーザを照射しているため、レーザの大部分が、表皮に内在するメラニンやメラニンを生成する基底層に吸収されてしまう。このため、真皮内に位置する血管腫等にレーザが届きにくく、血管腫等を十分に損傷させることができず、血管の再生、再発を招いてしまっていた。真皮内に位置する血管腫等を十分損傷するようにレーザを調整する場合には表皮を損傷し、表皮からの伝導熱によって瘢痕やケロイド、紅斑、炎症後色素沈着などの熱的副作用を生じさせる。
そこで本発明は、治療対象に対し確実かつ効率的な光の照射が可能であり、再発の抑制が可能な光治療装置を提供することを目的とする。
上記目的を解決するために、本発明の一態様である光治療装置は、光を出力する光源と、先端に開口を有する注射針と、前記光源からの光を射出し、前記注射針の孔に挿入され、先端が前記注射針の前記開口よりも内側に位置する光ファイバと、前記光ファイバから射出される光を透過させ、前記光ファイバの先端よりも前記注射針の前記開口側に位置して前記光ファイバへの組織の付着を防止する防止手段と、を備え、前記注射針を皮膚に侵入させ、前記光ファイバの先端が前記注射針の前記開口よりも内側に位置し、前記防止手段が前記光ファイバの先端よりも前記注射針の前記開口側に位置する状態において、前記光ファイバから射出される光が治療対象に照射される。
また、前記防止手段は、前記注射針の内面と前記光ファイバの外面との間の隙間を通って、前記光ファイバの先端よりも前記注射針の前記開口側に供給される生体に注入可能な液体であってもよい。
また、前記防止手段は、前記光ファイバの先端よりも前記注射針の前記開口側において、前記注射針の孔を塞ぐように設けられ、光を透過可能なガラス、石英、または樹脂であってもよい。
また、前記注射針の外側に位置し、前記注射針が所望の長さ以上皮膚に侵入するのを規制するストッパをさらに備えてもよい。
また、前記ストッパは、冷却機能を有してもよい。
また、皮膚を吸引して前記ストッパに接触させるための吸引手段をさらに備えてもよい。
また、前記ストッパは、前記注射針の移動をガイドするガイド部を有してもよい。
本発明によれば、治療対象に対し確実かつ効率的な光の照射が可能であり、再発の抑制が可能な光治療装置を提供することができる。
本発明の実施形態に係る光治療装置の全体構成図を示す。 第１の実施形態に係る注射針ユニットの構成図を示す。 第１の実施形態に係る光治療装置の使用状態を示す図である。 第２の実施形態に係る注射針ユニットの構成図を示す。 第３の実施形態に係る注射針ユニットの構成図を示す。 第４の実施形態に係る注射針ユニットの先端付近の拡大図および使用状態を示す。 変形例に係る注射針ユニットの先端付近の拡大図および使用状態を示す。 変形例に係る注射針ユニットの先端付近の拡大図を示す。
以下、本発明の第１の実施形態に係る光治療装置１について、図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係る光治療装置１の全体構成図を示している。図２は、第１の実施形態に係る注射針ユニットの構成図を示している。
光治療装置１は、レーザ光源２と、光ファイバ３と、生理食塩水供給部４と、チューブ５と、注射針ユニット１０と、を備える。
レーザ光源２は、波長が３１５〜１１００ｎｍの範囲内にあるレーザ光を射出する。レーザ光源２は、例えば波長５３２ｎｍの半導体レーザ励起固体レーザにより構成される。レーザ光のパルス幅０．１〜５０ｍｓｅｃであり、レーザ照射するエネルギー密度は０．１〜２０Ｊ／ｃｍ２であることが好ましい。また、光源は、レーザ光源に限らず、上記波長の範囲内の光を射出する光源であればいずれのものでもよく、１Ｗ以上のインコヒーレントな光であってもよい。
光ファイバ３は、基端がレーザ光源２に接続されており、図２に示すようにレーザ光源２からのレーザ光が伝搬するコア３Ａと、コア３Ａの周りを覆うクラッド３Ｂとにより構成されている。
生理食塩水供給部４は、例えばシリンジポンプにより構成され、チューブ５を介して、防止手段であり生体に注入可能な液体としての生理食塩水を所望の速度で注射針ユニット１０へ供給する。
注射針ユニット１０は、ケース１１と、注射針１２と、ストッパ１３と、ペルチェ素子１４と、電動ステージ１５と、注射針ガイド１６とを備える。
ケース１１は、例えば一端が開口し他端が閉じられた筒状をなしている。ケース１１には、光ファイバ３およびチューブ５が貫通されている。
注射針１２は、ケース１１内に配置され、チューブ５が接続されている。注射針１２は、例えばステンレス製で、そのサイズが２５ゲージ以下であり、図２に示すように先端に開口１２ａを有する。光ファイバ３は、注射針１２の孔１２ｃに挿入されており、その先端３Ｃは、注射針１２の開口１２ａよりも内側に位置している。注射針１２の内周面と、光ファイバ３の外周面との間に、隙間１２ｂを有するように構成されている。そして、生理食塩水供給部４から供給される生理食塩水Ａは、チューブ５を介して、当該隙間１２ｂを通過し、開口１２ａから外部へ放出される。
ストッパ１３は、例えば円環状をなし、ケース１１の開口部に装着されている。治療時には、注射針１２の先端部は、ストッパ１３から皮膚の表皮より下層で所望の長さ（例えば０．２〜３ｍｍ）突出した状態となる。ストッパ１３により、注射針１２が所望の長さ以上に皮膚に侵入するのが規制される。注射針１２は皮膚の異なる部位に挿入するため、ストッパ１３は異なる部位の表皮や真皮の厚みに応じて位置が変更できる構造としてもよい。ストッパ１３は、例えば、樹脂やガラス、金属などからなりペルチェ素子等をストッパ１３に接触して、皮膚表面を冷却可能に構成されていてもよい。ストッパ１３そのものがペルチェ素子などの素材であってもよい。
ペルチェ素子１４は、ケース１１内においてストッパ１３に装着されており、ストッパ１３を介して、皮膚表面を冷却する。
電動ステージ１５は、注射針１２をその軸に沿って往復動させるように構成され、注射針１２の一部をケース１１から突出させ、または、突出した注射針１２をケース１１内に戻す。電動ステージ１５により、注射針１２は、所定距離だけ動いて、その先端部がストッパ１３から所望の長さ突出する。
注射針ガイド１６は、円筒状をなし、ストッパ１３の内周に装着され、電動ステージ１５による注射針１２の往復動作をガイドする。注射針ガイド１６は、ストッパ１３の一部を構成している。
次に、本実施形態の光治療装置１の使用方法について図３に基づき説明する。
図３は、本実施形態に係る光治療装置１の使用状態を示す図である。
ストッパ１３を皮膚表面に接触させた状態で、電動ステージ１５により注射針１２を前進させ、治療対象領域の皮膚に対し注射針１２を侵入させる。ストッパ１３が皮膚表面に接触していることにより、ストッパ１３から所望の長さ分だけ注射針１２が皮膚に侵入する。これにより、表皮に内在するメラニンやメラニンを生成する基底層を超えて、真皮まで注射針１２の先端が到達する。また、生理食塩水供給部４から生理食塩水が供給され、矢印Ａで示すように隙間１２ｂを通過して、生理食塩水が開口１２ａから生体内に注入される。このため、生体組織は、光ファイバ３の先端３Ｃに接触しない。
この状態において、レーザ光源２から所定のパルス幅でレーザを出力することにより、光ファイバ３の先端３Ｃからレーザ光Ｉが射出され、治療対象領域の毛細血管にレーザが照射される。これにより、所定の波長領域で出力されたレーザ光Ｉは他の組織よりもヘモグロビンに強く吸収され、毛細血管が昇温されることとなり、毛細血管に損傷を与える。
本実施形態に係る光治療装置１によれば、注射針１２を皮膚に侵入させ、光ファイバ３の先端３Ｃが注射針１２の開口１２ａよりも内側に位置し、光ファイバ３の先端３Ｃよりも注射針１２の開口１２ａ側に生理食塩水を位置させた状態において、光ファイバ３から治療対象にレーザ光Ｉが照射される。
かかる構成によれば、レーザ光Ｉがメラニンに吸収されないので、レーザ光Ｉをほぼ損失させることなく、治療対象である毛細血管に対し、レーザ光Ｉを照射することができる。よって、治療対象である毛細血管に対し確実かつ効率的にレーザ光Ｉを照射することができ、血管腫等の再発を抑制することができる。
また、光ファイバ３の先端３Ｃと注射針１２の開口１２ａとの間に生理食塩水が介在することにより、光ファイバ３の先端３Ｃに生体組織が付着するのを防止することができる。よって、光ファイバ３の先端３Ｃが焼き付くのを防止でき、連続して治療を行うことができる。さらに、注射針１２から生体内に生理食塩水が注入されるので、周囲組織に対する熱によるダメージを抑えることができる。
また、ストッパ１３が、注射針１２の外側に位置し、注射針１２が所望の長さ以上に皮膚に侵入するのを規制する。すなわち、注射針１２の先端部は、ストッパ１３から所望の長さ突出した状態であり、ストッパ１３が皮膚の表面に接触することにより、注射針１２が所望の長さ以上に皮膚に侵入するのが規制される。よって、常に所望の位置まで注射針１２を侵入させることができる。なお、注射針１２が、皮膚に侵入する長さは、０．２〜３ｍｍの範囲であることが好ましい。
また、ペルチェ素子１４によりストッパ１３が冷却され、ストッパ１３により皮膚が冷却されるので、周囲組織に対する熱によるダメージを抑えることができる。さらに冷却効果はＧａｔｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｔｈｅｒｏｙに基づいて痛みを緩和させる効果も有している。
以下、本発明の第２の実施形態に係る光治療装置１について、図４を参照して説明する。なお、第１の実施形態の光治療装置１と同一の部材については同一の参照番号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明を行う。
図４は、第２の実施形態に係る注射ユニット１０の構成図を示している。
本実施形態において、注射針１２の孔１２ｃを塞ぐように、レーザを透過可能なガラス１７が設けられている。ガラス１７により、光ファイバ３の先端３Ｃに生体組織が付着するのを防止することができるので、光ファイバ３の先端３Ｃが焼き付くのを防止することができる。
また、本実施の形態に係る光治療装置１では、注射針１２を皮膚に侵入させ、光ファイバ３の先端３Ｃが注射針１２の開口１２ａよりも内側に位置し、光ファイバ３の先端３Ｃよりも注射針１２の開口１２ａ側にガラス１７を位置させた状態において、光ファイバ３から治療対象に対しレーザ光が照射される。
かかる構成においても、レーザ光がメラニンに吸収されないので、レーザ光をほぼ損失させることなく、治療対象である毛細血管に対し、レーザ光を照射することができる。よって、治療対象である毛細血管に対し確実かつ効率的にレーザ光を照射することができ、血管腫等の再発を抑制することができる。なお、本実施形態の構成では、生理食塩水を生体内へ注入することはできないので、生理食塩水供給部４を備えていなくてよい。
以下、本発明の第３の実施形態に係る光治療装置１について、図５を参照して説明する。なお、第１の実施形態の光治療装置１と同一の部材については同一の参照番号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明を行う。
図５は、第３の実施形態に係る注射針ユニット１０の構成図を示している。
本実施形態では、ケース１１が、第１ケース１１Ａと第２ケース１１Ｂとにより構成されている。第１ケース１１Ａは、例えば円筒状をなし、ストッパ１３が設けられた側の反対側の端部には、ねじ部が形成されている。第２ケース１１Ｂは、一端が開口し他端が閉じられた筒状をなし、ねじ部が形成されている。第１ケース１１Ａのねじ部と第２ケース１１Ｂのねじ部とが噛み合うように構成され、第２ケース１１Ｂを自動または手動で回転させることにより、第２ケース１１Ｂは、第１ケース１１Ａに対して、往復動するように構成されている。
注射針１２は、固定具１８により、第２ケース１１Ｂに固定されている。第２ケース１１Ｂが回転しても、注射針１２は回転しないように構成されている。そして、第２ケース１１Ｂを自動または手動で回転させることにより、注射針１２の一部をケース１１から突出させ、または、突出した注射針１２をケース１１内に戻す。
かかる構成においても、本実施形態に係る光治療装置１においても、第１の実施形態に係る光治療装置１と同様の効果を奏する。なお、本実施形態において、第２ケース１１Ｂが回転したときに、注射針１２も回転する構成であってもよい。また、第２ケース１１Ｂを押下することにより注射針１２が動く構成であってもよい。
以下、本発明の第４の実施形態に係る光治療装置について、図６を参照して説明する。なお、第１の実施形態の光治療装置１と同一の部材については同一の参照番号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明を行う。
図６は、第３の実施形態に係る注射針ユニット１０の先端付近の拡大図および使用状態を示す。
ケース１１に吸引チューブ１９が接続されており、吸引チューブ１９には、図示せぬ吸引ポンプが接続されている。ストッパ１３には、ケース１１の内外を連通する貫通孔１３ａが形成されており、図示せぬ吸引ポンプを駆動させることにより、ケース１１外の空気が、矢印Ｂで示すように、貫通孔１３ａを介して吸引チューブ１９に吸引させるように構成されている。
そして、光治療装置１の使用時には、図６に示すように、皮膚を吸引してストッパ１３に接触させる。この状態において、注射針１２を皮膚に侵入させて、光ファイバ３の先端３Ｃからレーザ光が照射される。
本実施形態に係る光治療装置１においても、第１の実施形態に係る光治療装置１と同様の効果を奏する。さらに、吸引手段（図示せぬ吸引ポンプおよび吸引チューブ１９）により、皮膚を吸引してストッパ１３に接触させた状態において、注射針１２を皮膚に侵入せることができるので、注射針１２が皮膚に侵入する長さのバラツキをより抑制することができる。
また、ストッパ１３をペルチェ素子により構成することにより、吸引と冷却を利用したＧａｔｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｔｈｅｏｒｙにより痛みを緩和することができる。
なお、本発明は、上述した実施例に限定されない。当業者であれば、本発明の範囲内で、種々の追加や変更等を行うことができる。
上記の実施形態では、光治療装置１を血管腫、赤あざを治療する装置に適用したが、他の装置、例えば、肌の若返りや痩身、刺青を目的とした装置に適用してもよい。肌の若返りは真皮のコラーゲンの収縮や生成を促すことで小じわの改善や肌質の改善に繋がる。痩身は脂肪を対象としたレーザ照射であり、脂肪を融解することで部分的なスリムアップに繋がる。また、刺青に関しては皮膚深部にある色素に対して有効であり、表皮からレーザ照射して効果が得られない深さで有効である。
上記実施形態では、光源に半導体レーザ励起固体レーザを利用したが、その他固体レーザや色素レーザなどの液体レーザ、半導体レーザなど所定の波長域が出力可能なレーザであれば他のレーザ光源を適用してよい。
また、第１の実施形態では、防止手段として生理食塩水を用いたが、水、光増感剤、または蛍光色素であってもよい。また、第２の実施形態では、防止手段としてガラスを用いたが、光を透過可能な石英または樹脂であってもよい。また、ペルチェ素子１４によりストッパ１３を冷却するように構成したが、ストッパ１３内部に水などを循環させるような方式であってもよい。
さらに上記実施形態では、波長を３１５〜１１００ｎｍとしたが、肌の若返りや脂肪を対象とした場合においては赤外線の波長を選択してもよい。脂肪や刺青を対象とした場合においては注射針１２の皮膚に侵入する長さは、３ｍｍ以上であってもよい。
また、第４の実施形態の光治療装置の変形例として、図７に示すような、ストッパ１３を、注射針１２の外周であって、注射針１２の先端から所望の距離の位置に装着した注射針ユニット１０であってもよい。かかる構成によっても、注射針１２が所望の長さ以上に皮膚に侵入するのを規制することができる。
また、光治療装置の他の変形例として、図８に示すように、注射針ユニットにケース１１を設けずに、注射針１２と、注射針１２の外周に装着されたストッパ１３と、図示せぬ針往復機構とにより構成してもよい。
また、電動ステージ１５等の電気的な駆動に関しては、ソレノイド、モータ、圧電素子など電気信号から機械的動作に変換可能な素子を利用してもよい。また、光ファイバ３からのレーザ光の照射は、注射針１２の皮膚への侵入直後に開始してもよいし、侵入前から開始してもよい。また、ストッパ１３が皮膚に接触したかの判断は、距離センサを用いてもよいし、圧力センサ、温度センサなどを利用してもよい。
１：光治療装置、２：レーザ光源、３：光ファイバ、３Ｃ：先端、４：生理食塩水供給部、１０：注射針ユニット、１１：ケース、１２：注射針、１３：ストッパ、１６：注射針ガイド、１７：ガラス、１９：吸引チューブ

Claims (5)

  1. 光を出力する光源と、
    先端に開口を有する注射針と、
    前記光源からの光を射出し、前記注射針の孔に挿入され、先端が前記注射針の前記開口よりも内側に位置する光ファイバと、
    前記光ファイバから射出される光を透過させ、前記光ファイバの先端よりも前記注射針の前記開口側に位置して前記光ファイバへの組織の付着を防止する防止手段と、を備え、
    前記注射針を皮膚に侵入させ、前記光ファイバの先端が前記注射針の前記開口よりも内側に位置し、前記防止手段が前記光ファイバの先端よりも前記注射針の前記開口側に位置する状態において、前記光ファイバから射出される光が治療対象に照射され、
    前記防止手段は、前記注射針の内面と前記光ファイバの外面との間の隙間を通って、前記光ファイバの先端よりも前記注射針の前記開口側に供給される生体に注入可能な液体である、光治療装置。
  2. 前記注射針の外側に位置し、前記注射針が所望の長さ以上に皮膚に侵入するのを規制するストッパをさらに備える、請求項１に記載の光治療装置。
  3. 前記ストッパは、冷却機能を有する、請求項２に記載の光治療装置。
  4. 皮膚を吸引して前記ストッパに接触させるための吸引手段をさらに備える、請求項２または請求項３に記載の光治療装置。
  5. 前記ストッパは、前記注射針の移動をガイドするガイド部を有する、請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の光治療装置。
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