JPH01308550A - 血管内レーザ手術装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は血管内レーザ手術装置に関し、さらに詳細に
いえば、レーザ光を用いて血管内の病変部を除去する血
管内レーザ手術装置に関する。

〈従来の技術〉 従来より、例えば動脈硬化による血管の狭窄もしくは閉
塞、血栓の形成等を除去する治療診断装置ないし治療診
断方法が種々考案されている。

最も確立した治療方法はバイパス手術であり、例えば病
変部のある血管を患者自身の血管または人工血管に取り
替えてしまうことにより、障害を根本的に除去するもの
である。しかし、生体を切り開く手術を伴なうため、生
体に負担をかけ、治療に多大なコストを要する。また、
薬物治療も行われるが、血栓の溶解にのみ効果があり、
動脈硬化病巣の除去は困難であった。

そこで、カテーテルを体外から血管に挿入し、病変部に
到達させ、障害の原因を直接取り除く治療が最近行われ
ている。

一つは、先端にバルーンを取り付けたバルーンカテーテ
ルを用いて、病変部に到達したバルーンを膨らませ、血
管狭窄部を機械的に拡張するものである。しかし、単に
狭窄部を押し拡げるだけなので、狭窄の原因となる動脈
硬化病巣あるいは血栓あるいは結石等を取り除くことは
できず、短期間内に病気が再発する確率も高い。また、
完全に閉塞していてバルーンを挿入することができない
場合や、動脈硬化が進み石灰化を来した場合等には、バ
ルーンを用いた治療が困難となる。

他の一つは、ＹＡＧレーザ、アルゴンレーザ等のレーザ
光を利用する方式であり、カテーテル先端に設けられた
メタルまたはセラミックのチップを光フアイバ先端から
照射されるレーザ光で加熱し、このチップを病変部に押
し当てて焼灼してしまう方法である。これによれば、病
変部を取り除くことはできるが、光加熱パワーの制御が
難しく、チップが過加熱になると正常な血管壁を損傷し
たり炭化させたりし、血管穿孔や新たな再狭窄の危険を
もたらしてしまう。また、屈曲の激しい血管や完全に閉
塞した血管であればチップが挿入できなくなるので適用
できない。

そこで、ＹＡＧレーザ、アルゴンレーザ、エキシマレー
ザ等からのレーザ光をファイバ先端から直接病変部に照
射して病変部を蒸散させてしまうことも行われている。

レーザ光は照射された部位を直接蒸散させるので、完全
に閉塞した病変部にも使用でき、かつ、レーザ光源の出
力やパルスレーザにおけるパルス幅やパルス間隔を調節
することにより高精度のパワーコントロールが可能であ
る。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、上記の直接照射型の血管内レーザ手術装置で
は、従来よりガイド用カテーテルを病変部まで挿入して
、診断および治療に必要なファイバ、チューブ類を交互
に挿入していた。

例えば、血管中の病変部を診断・治療するには、まず、
内祝用光ファイバおよび照明用光ファイバを挿入し、カ
テーテル先端部に設けた止血・固定用バルーンを膨張さ
せて止血し、使用レーザ光の波長域で損失の少ない液体
（フラッシュ液）を送り込み血液と置換して視界を透明
にした状態で血管内の状態を画面に写し出す。そして、
病変部の診断を行った後、レーザ光照射用ファイバと入
替え、この状態でレーザ光を照射し病変部を除去する。

ところが、このような方法では、レーザ照射時には、病
変部を観察することが不可能であるため、正確に照射で
きたかどうかを確認することは困難であった。したがっ
て、治療の迅速性、安全確実性を確保することが困難で
あった。

そこで、内祝用光ファイバ、照明用光ファイバ、レーザ
光照射用ファイバ等を内装したカテーテルを有する血管
内レーザ手術装置が考えられている。

しかし、この装置では、レーザ光が紫外或いは赤外等の
目に見えない波長の光であるため、正確なレーザ光照射
位置を確認できず、確実に病変部のみにレーザ光を照射
することが難しいという問題があった。

この発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、レ
ーザ光照射位置を確認でき、確実な治療を行える血管内
レーザ手術装置を提供することを目的とする。

く課題を解決するための手段〉 上記の目的を達成するためのこの発明の血管内レーザ手
術装置は、生体血管内の病変部を内視する内視用ファイ
バ、およびレーザ光を病変部に照射するレーザ光照射用
ファイバを備えたカテーテルと、レーザ光照射用ファイ
バにレーザ光を供給するレーザ装置と、内祝用ファイバ
からの出力光に基づき血管内の状態を表した像を得る像
形成装置と、上記像形成装置による像形成処理によって
可視化し得る波長のガイド光を上記レーザ光照射用ファ
イバに供給するガイド光供給手段とを有することを特徴
とする。

また、上記ガイド光供給手段としては、レーザ光の一部
を、像形成装置により可視化し得る波長に変換する波長
変換素子を用いることができる。

（作用〉 上記の構成の血管内レーザ手術装置によれば、ガイド光
の照射されている位置を像形成装置により視認すること
で、レーザ光の照射位置を確認できるので、確実に病変
部のみにレーザ光を照射することができる。

また、ガイド光供給手段として波長変換素子を　７用い
た場合には、別にガイド光供給のための光源を必要とし
ないので、光学系を簡略化できる。

〈実施例〉 次いで、この発明の実施例について図を参照しながら以
下に説明する。

本実施例の血管内レーザ手術装置は、第１図に示すよう
に、レーザ装置（１）と、病変部を内視する内祝用ファ
イバ、先端対物光学系、照明用ライトガイド、フラッシ
ュ液導通孔、バルーン拡張液厚通孔、レーザ光照射用フ
ァイバ、および先端部コントロールワイヤを備えた手術
用カテーテル（２）と、内視用ファイバからの出力光に
基づき血管内の状態を表した像を形成する像形成装置と
しての画像装置（３）と、インターフェイス部（４）を
介して上記カテーテル（２）に光を入射し、かつ液体等
を供給する駆動制御部（５）と、上記レーザ光照射用フ
ァイバにガイド光を供給するガイド光供給手段（７）を
有するものである。なお、（６）はカテーテル（２の先
端部に設けられた止血・固定用のバルーンである。また
、上記画像装置口）は、内祝画像の形態表示および蛍光
スペクトル分析表示、画像の記録等の機能を有している
。

第２図は、カテーテル■の断面図であり、内祝用ファイ
バ（２１）およびレーザ光照射用ファイバ（２４）を束
ねて透明媒体（２６）中に固着させ、フラッシュ液導通
孔（２２）、バルーン拡張液厚通孔（２３）、先端部コ
ントロールワイヤ導通孔（２５）を形成し、表面を薄膜
で被覆したものである。なお、上記透明媒体（２６）は
照明用ライトガイドを兼用している。

なお、上記内視用ファイバ（２１）およびレーザ光照射
用ファイバ（２４）は、必ずしも透明媒体（２６）の中
に固着されたものでなくとも良く、透明媒体（２６）の
中に適当な貫通孔を設けて、これらのファイバ（２１）
（２４）を挿通自在な構造としても良い。

内視用ファイバ（２１）は、特に、高画質化を達成する
ため、分散の少ない材料が用いられているとともに両端
光学系の高精度化が達成されている。

レーザ光照射用ファイバ（２４）は近赤外光を高エネル
ギー密度、低損失で伝送できるものであり、石英等の透
過性に優れた材料を用いるとともに、端面での発熱を押
さえるために端面の高精度化処理を行っている。照明用
ライトガイドとしての透明媒体（２Ｂ）は、可撓性に富
んだ多成分系ガラス、プラスチック、ゴム等の可視光透
過材料を採用したものであり、カテーテル（りの先端断
面部から照明光を照射する。先端部コントロールワイヤ
導通孔（２５）は、カテーテル（２）の先端部を病変部
に対向させるべく後述のカテーテルコントローラ（４３
）により病変部へコントロールワイヤを誘導するもので
ある。

上記の各要素（２１）〜（２Ｂ）を内蔵するカテーテル
■の外径は数Ｍ、好ましくは１．５ｍｍ以下の極細径と
なっている。したがって、カテーテルコントローラ（４
３）による案内により血管内の各部位に容易に到達可能
となる。

第３図は、上記レーザ装置（１）、ガイド光供給手段（
７）、インターフェイス部（４）、駆動制御部（５）、
および画像装置（３）の詳細を図示したものである。

レーザ装置（１）は、レーザ出力制御部（１１）とレー
ザ発振部（１２）とからなり、レーザ出力制御部（１１
）はレーザ発振部（１２）から出されるレーザ光のパワ
ーおよびパルス間隔を調節する。レーザ発振部（１２）
は、Ｎｄ　（ネオジム）等を含むイツトリウム・アルミ
ニウム・ガーネット（Ｙ３　Ａｌｓ　０１２）結晶を用
いたＹＡＧレーザからなる。なお、（１３）は出射した
レーザ光を導光ファイバ（２４）に結合させるための結
合部を示し、損失の少ない微小光学系よりなるものであ
る。

ガイド光供給手段（７）は、上記レーザ装置（１）から
出射したレーザ光の一部を波長変換する二つの波長変換
素子（７１）　（７２）からなり、波長変換素子（７１
）（７２）としては、有機あるいは無機の２次非線形光
学材料により光導波路を形成した、光フアイバ型光波長
変換素子や、薄膜型光波長変換素子等が使用される。そ
して、上記ＹＡＧレーザから出射された波長１．０８４
μｍの近赤外レーザ光は、第１の波長変換素子（７１）
内を通過して、一部が波長０．５３２μｍの緑色光に変
換され、次いでこの波長０．５３２μｍの緑色光と波長
１．Ｈ４μｍの近赤外レーザ光が、第２の波長変換素子
（７２）内を通過して、更に一部が波長０．５３２μｍ
の緑色光と、波長０．３５５１１ｍおよび波長０．２６
６μｍの紫外光に変換される。そして、上記各波長の光
が、前記結合部（１３）から導光ファイバ（２４）に導
入され、導光ファイバ（２４）内を伝送されて、カテー
テル（りの先端から病変部に照射される。

なお、上記波長変換によって発生した各波長の光のうち
、波長０．５３２μｍの緑色光はガイド光として用いら
れ、その他の紫外光は、後述する螢光スペクトル分光分
析に用いられる。

インターフェイス部（４）は、上記照明用ライトガイド
（２６）に可視光を入射するＸｅランプ（４１）、バル
ーン拡張液（４２１）　　（例えば生理食塩水）とフラ
ッシュ液（４２２）　　（使用レーザの波長域で損失の
少ない液体）とをバルーン拡張液導通孔（２３）、フラ
ッシュ液導通孔（２２）に送り込む血液排除機構（４２
）、およびコントロールワイヤを操作する操作機構を有
するカテーテルコントローラ（４３）からなり、それぞ
れ駆動制御部（５）により制御される。すなわち、駆動
制御部（５）は、上記カテーテルコントローラ（４３）
を駆動してカテーテル（Ｚを所望の部位に到達させ、Ｘ
ｅランプ（４１）、血液排除機構（４２）の０Ｎ１０Ｆ
Ｆおよび調節を行う。これとともに、駆動制御部（５）
は、レーザ出力制御部（１１）に対して制御信号を送り
、レーザ出力の０Ｎ１０ＦＦおよびパワー制御をも行う
。なお、駆動制御部（５）自体の操作は、画像装置（３
）をモニタしている人間が行うようにしてもよく、ある
いはマイクロコンピュータ等を内蔵して、画像装置（３
）から供給される所定の信号に基づき所定の命令信号を
生成し自動的に行うようにしてもよい。人間が行う場合
、遠隔制御装置（５１）によって例えば手術台からコン
トロールするようにしてもよい。

画像装置（３）は、内祝用ファイバ（２１）から出力さ
れた画像光を分割する分割光学系（３１）、分割された
一方の光をＣＣＤスキャナで受像する受像部（３２）、
分割された他方の光の蛍光スペクトル成分を取得するス
ペクトル分光分析部（３３）、ならびに、受像部（３２
）およびスペクトル分光分析部（３３）の出力を補正処
理する画像処理装置（３４）、処理された画像信号をテ
レビ画面に写し出すモニタテレビ（３５）および画像を
記録するＶ　Ｔ　Ｒ（３８）からなる。

次に、第４図を用いて、上記血管内レーザ手術装置の操
作手順を説明する。まずカテーテル挿入部位の消毒、麻
酔、投薬等の術前処理を行った後、駆動制御部（５）を
通してカテーテルコントローラ（４３）を駆動し、カテ
ーテル（２りを所定の血管（例えば冠状動脈）内へ誘導
する。そして、バルーン拡張液（４２１）をバルーン拡
張液導通孔（２３）に送り込んで、バルーン（６）を膨
らませて止血し、かつバルーン（６）によりカテーテル
（２）の先端部を血管内に固定する。その後述やかにフ
ラッシュ液導通孔（２２）にフラッシュ液（４２２）を
送り込み、止血した部位より下流側の血液を置換して透
明にする。そして、モニタテレビ（３５）で観察しつつ
、照射用レーザ光の出力を下げたものを組織に照射して
レーザ光中に含まれる前記波長０．３５５μｍ、　０．
２８６μｍの紫外光により発生する螢光スペクトルを、
スペクトル分光分析部（３３）を通してスペクトル観測
して病変部を診断し、病変部がなければバルーン（６）
を収縮させて血流を回復し、カテーテル（２）を他の部
位に進める。病変部があれば、レーザ装置（１）を駆動
してレーザ光を照射し、病変部を破壊する。この時、モ
ニタテレビ（３５）によりガイド光の照射位置を視認す
ることで、レーザ光の照射位置を確認できるので、病変
部に確実にレーザ光を照射でき精度の良い治療を行える
。また、モニタテレビ（３５）を見ながら、あるいはス
ペクトル診断を行いながらレーザ光の照射を行えるので
、破壊が完全に行われたかそうでないかを直ちに判断す
ることができる。

完全でなければ、再度レーザ光を照射する。この時、時
間が経過しているようであれば、いったんバルーン（６
）を収縮させて止血を解除しく止血の解除は、止血時間
が長時間にわたることは好ましくないため、行われる）
、その後、再度止血して血液をフラッシュ液（４２２）
と置換してレーザ光を照射する。以上の手順は、病変部
が完全に破壊されるまで繰り返される。完全に破壊され
ると、バルーン（６）を収縮させて止血を解除し、その
後カテーテル（２）を抜き取る。その後必要な術後処理
を行い、手術を終える。

また、画像装置（３）での処理結果をマイクロコンピュ
ータ等に判断させ、レーザ照射を含むすべての操作を自
動的機械的に行わせることも可能である。

なお、上記画像装置（３）はスペクトル分光分析部（３
３）を有さないものでも良く、その場合には波長０．３
５５μ■または波長０．２８６μ山の紫外光が必要ない
ので、ガイド光供給手段（７）は一つの波長変換素子の
みを有するだけで良い。また、上記ガイド光は可視光に
は限定されず、画像装置（３）により画像化し得る波長
域の光が選択される。さらにまた、像形成装置は、上記
実施例のように、内祝用ファイバからの出力光を電気的
に処理する画像装置（３）には限定されず、上記出力光
から光学系を用いて像を形成する装置であっても良い。

上記ガイド光供給手段（７）は、波長変換素子（７１）
（７２）には限定されず、例えば、第５図に示したよう
に、治療用のレーザ装置（１）と別に設けられた光源で
あっても良い。図のガイド光供給手段（７）は、レーザ
出力制御部（７３）と、レーザ発振部（７４）とからな
るレーザ装置であって、レーザ発振部（７４）は画像処
理によって可視化し得る波長のレーザ光を発振するもの
である。そして、上記ガイド光用レーザ装置（７）から
発振されたガイドレーザ光は、結合光学系（７５）（７
Ｂ）によって治療用のレーザ光と結合され、結合部（１
３）から導光ファイバ内に導入される。

〈発明の効果〉 以上のように、この発明の血管内レーザ手術装置によれ
ば、レーザ光の照射されている位置をガイド光の位置に
より確認できるので、確実に病変部にレーザ光を照射で
きる。したがって、迅速がつ安全確実に病変部の治療を
行えるという特有の効果を奏する。また、ガイド光供給
手段として、波長変換素子を用いた場合には、レーザ装
置の他に光源を必要としないので光学系を簡略化できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は血管内レーザ手術装置の一実施例を示す概略図
、第２図はカテーテルの断面図、第３図は血管内レーザ
手術装置のレーザ装置、駆動制御部、画像装置等を示す
ブロック図、第４図は血管内レーザ手術装置の操作手順
を示す流れ図、第５図はガイド光供給手段の変形例を示
すブロック図である。 （１）・・・レーザ装置、（２）・・・カテーテル、（
３）・・・像形成装置（画像装置）、（７）・・・ガイ
ド光供給手段、（２１）・・・内視用ファイバ、（２４
）・・・レーザ光照射用ファイバ特許出願人　　住友電
気工業株式会社 （ほか１名） 第１図 第２図 ？ 第３図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、生体血管内の病変部を内視する内視用ファイバ、お
   よびレーザ光を病変部に照射するレーザ光照射用ファイ
   バを備えたカテーテルと、レーザ光照射用ファイバにレ
   ーザ光を供給するレーザ装置と、内視用ファイバからの
   出力光に基づき血管内の状態を表した像を得る像形成装
   置と、 上記像形成装置による像形成処理によって可視化し得る
   波長のガイド光を上記レーザ光照射用ファイバに供給す
   るガイド光供給手段とを有することを特徴とする血管内
   レーザ手術装置。 ２、請求項１記載の血管内レーザ手術装置において、ガ
   イド光供給手段が、レーザ光の一部を像形成処理によっ
   て可視化し得る波長に変換する波長変換素子である血管
   内レーザ手術装置。