JPH0237191B2

JPH0237191B2 -

Info

Publication number: JPH0237191B2
Application number: JP57203595A
Authority: JP
Inventors: Kenji Iwasaki
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1982-11-22
Filing date: 1982-11-22
Publication date: 1990-08-22
Also published as: EP0109665B1; US4534615A; JPS5995063A; DE3369570D1; EP0109665A1

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕この発明は、生体の母斑治療等に最適なレーザ
装置に関するものである。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

レーザ光を治療用として使用する試みは古くか
らなされ、各種の分野においてその応用が試みら
れている。

その一つとして生体表面の母斑（例えばアザ，
シミ，ソバカスなど）の治療にレーザ装置を用い
る方法が提案され、試験的に実施されつつあり、
その有効性が報告されている。

ところで、従来のアザの治療には電気乾固法で
焼く方法や、ドライアイス等を用いた細胞破壊、
或いは切除、薄く削るなどの方法や、皮膚移植な
どの多くの治療法があるが、いずれも侵襲が大き
く、治療に苦痛を伴なう他、治療期間も長く、し
かもその効果も思わしくないなどの欠点があり、
入院の必要がある場合もあつた。

これに対し、レーザ光により患部を焼く方法で
は侵襲が少なく、従つて苦痛が少ないなどの長所
があるものの、レーザビームの進行方向に対して
直角の断面における光強度分布は一般に均一で無
く、従つて、その不均一性のために生体表面にレ
ーザビームを照射した場合、照射ムラを生じて期
待した治療結果が得にくい場合もあつた。

即ち、現在、レーザによる治療では大きく分け
てレーザ光を直接患部に照射する方法と、レーザ
光を光フアイバなどの導光体により導き、患部に
照射する方法とが存在するが、前者の方法では照
射されるレーザ光はその光強度分布が中心附近で
強く、外周にゆくほど弱い凸形の分布を呈してい
る。

また、後者の方式ではフアイバの出力端面より
出射するレーザ光はフアイバの特性により決まる
フアーフイールドパターンを持つており、フアイ
バ出力端面と患部との距離により、出射されるレ
ーザ光の光強度分布の形は複雑に変化し、均一な
分布のレーザ光を得ることは不可能である。

従つて、いずれの方法も照射ムラを生ずる根本
的な原因を有している。

そこで、このような欠点を解消すべく開発され
たものが以下に述べるカライドスコープである。
カライドスコープを用いる方法は照射野内にほぼ
均一な光強度分布でレーザ光を照射することがで
き、照射野の形状も任意に選定できるなどの特徴
を持つており、またカライドスコープの光出射端
面から出射される光は自由空間中では急激に拡が
つて単位面積当りの出力も急激に減衰し、しかも
出力光はコヒーレント性を失なうため、誤まつて
体、特に目に入つた場合などでの安全性が高いと
云う長所もあることからアザなどの治療に対し理
想的な方法である。

カライドスコープはアクリルや光学ガラスなど
により作られた透明な棒状の光伝達体で両端面は
平らで側周は滑らかに形成してあり、導光過程中
に光をランダム化させる一種の導光路である。

このカライドスコープを母斑治療用としてルビ
ーレーザ装置に取り付けた場合には、次のような
数値が用いられる。即ち、カライドスコープの出
力断面10×10（mm）、ルビーレーザ（波長0.691μ）
装置出力40Joule、レーザ照射時間1msecとして
レーザ光による母斑治療が行なわれる。従つて、
単位面積当りの出力（出力密度）は0.4Joule／mm²
である。

一方、母斑細胞の発生位置によつては、アルゴ
ンレーザを使用した方が的確に母斑細胞を治瘉で
きる場合がある。これは、各種レーザ光の生体に
対する消散長（出力の90％が吸収される深さ）が
相違するからである。一般に、ルビーレーザは生
体に対する消散長が短いため、表皮近傍に母斑細
胞が発生した場合には効果があるが、深部に母斑
細胞が発生した場合には、完全な治瘉が図れな
い。そこで、アルコンレーザが使用されるわけで
あるが、アルゴンレーザは連続出力のレーザ（波
長約5μ）であり、母斑治療にあたり出力4W程度
のレーザをコア径１mm程度の光フアイバーより直
接患部に照射している。ここで問題となるのは、
治療すべき母斑の面積は小さいものでも直径１cm
はあるのに対し、アルゴンレーザの出射端のコア
径が１mmであるため、母斑の全域に亘つてアルゴ
ンレーザを照射するには、その設定位置を変えて
何度も照射しなければならないことである。この
場合、母斑全域に亘つて一様に照射することは殆
んど不可能に近い。

そこで、アルゴンレーザを照射する場合にもカ
ライドスコープを適用することが考えられるが、
出射端面の断面積が広がるため出力密度が小さく
なる問題がある。即ち、アルゴンレーザは連続波
発振で出力は4W前後と小さいため、出射端がφ1
mmのときは509W／cm²の出力密度が得られるのに
対し、出射端を10×10（mm）とすると4W／cm²と低
下する。従つて、出力密度は0.79％に低下するこ
とになる。このような出力密度の小さいレーザ光
は母斑治療に対して使用することはできない。な
ぜなら、高密度のエネルギが母斑に瞬間的に吸収
されることによつて、正常な細胞を破壊せずに母
斑細胞のみを破壊することができるからである。

このように、母斑治療用としては高出力密度の
レーザ光を、広い出力形状の出射端より照射する
ことが望まれるが、アルゴンレーザのように出力
が弱いものに対しては出射端の断面を広くして照
射することができなかつた。

又、母斑治療においては、母斑のみにレーザ光
を照射し、正常部位にはレーザ光が照射されない
ことが望ましいが、母斑であるか否かの判別は従
来より術者の判断に任せられており、的確な判断
が困難であつた。

〔発明の目的〕

この発明は前記事情に鑑みて成されたものであ
り、出力密度の高いレーザ光を広域に亘つて一様
に照射することができ、さらに、レーザ光を照射
すべき患部を自動的に判別して、その患部にのみ
レーザ光を照射することのできる走査式レーザ装
置を提供することを目的とするものである。

〔発明の概要〕

前記目的を達成するための第１の発明の概要
は、レーザ発生器と、該レーザ発生器からのレー
ザ光を入射すると共にその出力分布を均一とする
ように透明棒状の光伝達体を複数束ねて形成した
カライドスコープと、前記レーザ発生器からカラ
イドスコープ入射端に至る導光路途中に設けら
れ、レーザ発生器から発せられるレーザ光を前記
カライドスコープの各光伝達体に順次入射するよ
うに走査する走査ミラーとを有することを特徴と
する走査式レーザ装置であり、第２の発明の概要
は、第１の発明の構成要件に、カライドスコープ
へのレーザ光の入射条件を設定制御する制御手段
を付加したことを特徴とする走査式レーザ装置で
ある。

〔発明の実施例〕

先ず、第１の発明の一実施例を図面を参照して
説明する。

第１図は第１の発明の一実施例である走査式レ
ーザ装置の概略説明図である。第１図において、
１はレーザ発生器、２は集光レンズ、３は走査ミ
ラーであり、前記レーザ発生器１より発せられ集
光レンズ２を通過したレーザ光をその反射面に入
射し、反射面を図示矢印方向に延回動してレーザ
光をセクタ状に走査する。尚、図示してはいない
が、前記走査ミラーはステツプモータ等により駆
動するようになつている。４はバンドルフアイバ
であり、例えば光フアイバを９本束ねたものであ
る。バンドルフアイバ４の入射端４ａは、前記走
査ミラー３によつてセクタ状に走査されたレーザ
光を順次入射するように、９本の光フアイバを一
列に配列し、中間部において各光フアイバを捩つ
てその出射端４ｂ側では３列３行に配列してい
る。５はカライドスコープであり、断面正方形の
棒状光伝達体５ａ〜５ｂを３行３列に配列するこ
とにより構成している。尚、図示してはいない
が、前記各光フアイバの出射端４ｂは、カライド
スコープ５を構成する各光伝達体５ａ〜５ｂの入
射端部の中心位置に一致するようにホルダによつ
て連結されている。

以上の構成を有する走査式レーザ装置では、レ
ーザ発生器１より発せられ、集光レンズ２を通過
するレーザ光は、走査ミラー３の回動により、一
列に配列された光フアイバ４の個々の入射端４ａ
に順次に入射することになる。ここで、光フアイ
バ４に入射するレーザ光を4Wの出力とすると、
カライドスコープ５における個々の光伝達体より
出射されるレーザ光の出力密度ＬはＬ＝4W／光伝達体の出力端面積となる。従つて、個々の光伝達体５ａ〜５ｉの出
力端面積が同一であれば、カライドスコープ５か
ら出射されるレーザ光を、カライドスコープ５の
照射野全域に亘つて均一光度のレーザ光とするこ
とができる。このため、この走査式レーザ装置を
アルゴンレーザに適用すれば、所定の出力密度を
保持して広範囲にしかも均一にアルゴンレーザを
照射することができる。

この発明は、前記実施例に限定されるものでは
なく、この発明の要旨の範囲内で種々の変形例を
包含することは言うまでもない。前記実施例にお
けるバンドルフアイバ４は、レーザ発生器１より
発せられたレーザ光を、可撓性の部材でカライド
スコープ５に導いて操作性の向上を図るものであ
る。従つて、その導光手段としては種々の変形実
施が可能であり、例えば第２図に示すように一本
の光フアイバ６で導光してもよい。この際、カラ
イドスコープ５において３行３列に配列した各光
伝達体５ａ〜５ｉに順次レーザ光を入射するよう
に、集光レンズ２ａを介したレーザ光を図示矢印
Ｘ，Ｙ方向に走査する２つの走査ミラー７，８を
設ければよい。このように、平面上の任意の位置
にレーザ光を走査できる２つの走査ミラー７，８
を用いれば、第１図図示のバンドルフアイバ４に
換えて、第３図に示すような入射端９ａ，出射端
９ｂを共に３行３列としたバンドルフアイバを使
用することができる。尚、カライドスコープ５を
構成する光伝達体の数量，断面形状，配列も適宜
変形実施が可能であることは言うまでもない。

次に、第２の発明について説明する。前述した
第１の発明によると、所定の出力密度を有するレ
ーザ光を広範囲にしかも均一に照射することが可
能となつた。この第１の発明に係る走査式レーザ
装置を使用して患部の治療を行う際に、カライド
スコープの照射野と患部の大きさが不一致である
場合、特に、カライドスコープの照射野の方が広
い場合には、正常部位にまでレーザ光を照射する
ことになる。レーザ光の種類によつては、正常部
位の組織をも損傷する恐れがあり、これでは第１
の発明の使用価値が損なわれる。

そこで、第２の発明は、カライドスコープへの
レーザ光の入射条件（レーザ光の遮断及びレーザ
光の出力強度）を制御して、治療すべき患部にの
みレーザ光を照射しようとするものである。

以下、第２の発明の一実施例を図面を参照して
説明する。第４図は第２の発明の一実施例を示す
走査式レーザ装置の概略説明図である。第４図に
おいて、第２の発明に係る走査式レーザ装置は、
第１の発明を構成する走査式レーザ装置１０と、
カライドスコープ１４へのレーザ光の入射条件を
設定制御する制御手段１１とから成つている。前
記走査式レーザ装置１０において、レーザ発生器
１から発振されるレーザ光は、集光レンズ２ａ，
固定ミラー１２，集光レンズ２ｂを介して水平走
査ミラー７に入射する。水平走査ミラー７は、カ
ライドスコープ１４における水平方向に配列した
光伝達体へのレーザ光の入射を制御するものであ
る。水平走査ミラー７で走査されたレーザ光は、
集光レンズ２ｃ，２ｄを介して、垂直走査ミラー
８に入射する。この垂直走査ミラー８は、カライ
ドスコープ１４における垂直方向に配列した光伝
達体へのレーザ光の入射を制御するようになつて
いる。水平，垂直方向が制御されたレーザ光は、
集光レンズ２ｅ，２ｆを介してバンドルフアイバ
１３ａにおける所定の光フアイバに入射し、該光
フアイバに対応する光伝達体よりレーザ光を照射
するようになつている。前記バンドルフアイバ１
３及びカライドスコープ１４は、共に８行８列に
構成されている。前記制御手段１１は、レーザ発
生器１の出射光路上であつて、例えば集光レンズ
２ａの前段において、レーザ光を遮断可能に図示
矢印方向に移動する光シヤツタ１５と、該光シヤ
ツタ１５の移動を制御する駆動制御手段たるマイ
コン１６とから成つている。

このような構成を有する走査式レーザ装置にお
いては、カライドスコープ１４の照射野よりも患
部形状が小さい場合には、患部形状からはみ出す
部分に対応する光伝達体へのレーザ光の入射を、
光シヤツタ１５によつて遮断することができる。
即ち、カライドスコープ１４の照射野のうち、患
部形状よりはみ出す部分の位置をマイコン１６に
予め設定しておき、この設定値に基づく光シヤツ
タ１５の駆動を水平，垂直走査ミラー７，８の移
動と同期させて行うことにより、患部以外の部位
に対応する光伝達体へのレーザ光の入射を遮断す
ることができる。従つて、正常部位にレーザ光を
照射することを防止でき、かつ、患部に対しては
所定の出力密度を有するレーザ光を均一に照射す
ることができる。

次に、前記制御手段１１の変形例を第５図〜第
９図を参照して説明する。第４図に示す実施例に
おいては、カライドスコープ１４の照射野のうち
の患部と正常部位との判断を用手法で行い、これ
をマイコン１６に設定してレーザ光の照射を制御
するものであつた。しかしながら、カライドスコ
ープ１４の照射野に対して患部の有無を判断する
のは、一般に困難な場合が多々ある。そこで、次
に説明する実施例は、患部の有無を自動的に判断
して、レーザ光の適切な照射を行おうとするもの
である。

先ず、第５図に示す実施例について説明する。
第５図において、制御手段１１以外の各部位につ
いては、第４図の各部材と同一機能を有するた
め、同一符号を付してその説明を省略する。又、
第５図では、バンドルフアイバ１３以下の後段は
省略している。

第５図に示す制御手段１１において、１７はダ
イクロイツクミラーであり、レーザ発生器１から
カライドスコープ１４の入射端に至る導光路途中
の適宜の位置に設けられている。このダイクロイ
ツクミラー１７は、ミラーの両面のうちの一方か
ら入射する光はほぼ100％の透過率で通過させる
が、他方から入射する光は効率よく反射させる物
質が、ミラーの両面にコーテイングされている。
従つて、レーザ発生器１から発せられるレーザ光
はそのまま通過させる。しかしながら、このレー
ザ光が被検体に照射された後に反射して、入射時
と同一系路で導光される反射光を、ダイクロイツ
クミラー１７で反射させることができる。１８
は、光電変換器であり、前記反射光の光量に応じ
た電気信号を出力する。１９は、比較手段であ
り、前記反射光を得るために被検体に照射したレ
ーザ光の光量に基づいて事前に設定した基準値
と、前記光電変換器１８の出力とを比較するため
のものである。２０は、コントローラであり、前
記水平，垂直走査ミラー７，８の回動を駆動制御
すると共に、水平，垂直走査ミラー７，８の駆動
と同期させて、前記比較手段１９の出力に基づい
て前記光シヤツタ１５の移動を制御するようにな
つている。

以上の構成を有する走査式レーザ装置を用い
て、例えば母斑の治療を行うに際しては、先ず、
レーザ発生器１からミリワツト台の小出力のレー
ザ光を出射させる。このレーザ光は、水平，垂直
走査ミラー７，８の作用によりカライドスコープ
１４における一の光伝達体を介して被検体に照射
される。被検体は、レーザ光の照射された部位の
状況に応じて、又は、照射されたレーザ光の種類
に応じて、個有の反射率でレーザ光を反射するこ
とになる。この反射率とレーザ光の波長との関係
を第６図に示す。第６図は、赤あざを含む部位に
対して種々の波長を有するレーザ光を照射した際
の反射率を示す特性図である。第６図に示すよう
に、異常部位程、その反射率が低く、照射するレ
ーザ光の波長と、その反射率とが分かれば、照射
部位が患部であるか否かの判断ができる。本実施
例では、この反射率に基づいて患部の判断をしよ
うとするものである。被検体における反射光は、
入射系路と同一系路で導光されて、ダイクロイツ
クミラー１７に到達する。ダイクロイツクミラー
１７は、レーザ発生器１から発せられるレーザ光
をほぼ100％の透過率で通過させるが、反射光に
ついては効率よく反射することになる。この反射
光は光電変換器１８に入力して、光量に応じた電
気信号に変換される。光電変換器１８の出力を入
力する比較手段１９は、レーザ発生器１より発し
たレーザ光の光量に基づいて事前に設定された基
準値と、光電変換器１８の出力とにより反射率を
計算し、反射率が例えば0.20未満であるか否かの
比較を行う。以上の操作を、水平，垂直走査ミラ
ー７，８の回動に基づいて、カライドスコープ１
４における８行８列の各光伝達体について行い、
例えば第７図図示のようなマツプを作成する。第
７図において、「１」は0.20以上の反射率を示し
た光伝達体を示し、「０」は0.20未満の反射率を
示した光伝達体を示す。このマツプは、コントロ
ーラ２０に記憶され、以後の母斑治療をこのマツ
プに基づいて行うことになる。即ち、「１」を示
す光伝達体にはレーザ光を導光し、「０」を示す
光伝達体にはレーザ光が導光されないように、光
シヤツタ１５にてレーザ光の遮断を行う。このよ
うな操作を行うことにより、患部にのみレーザ光
を照射することができる。

尚、反射率を求める比較手段１９の代わりに、
光電変換器１８の前段に光学フイルタを設け、入
射光に基づいてフイルタ特性を適宜に設定するこ
とにより所定の反射率以上の反射光のみ透過させ
るようにしてもよい。又、比較手段１９で反射率
を求める方法としては、レーザ入射系路にハーフ
ミラーを設けて入射光を導光し、この入射光と、
ダイクロイツクミラー１７により導光される反射
光との比較により反射率を算出してもよい。

以上説明したような反射率に基づく患部の判定
と、これに伴うレーザ光の出力制御をさらに進め
れば、患部の状況に応じたレーザ光の出力の自動
制御も可能となる。

これを第８図，第９図を参照して説明する。第
８図は第２の発明の他の実施例を説明する概略説
明図であり、第９図は反射率とレーザ光の出力比
との関係を示す特性図である。

第８図に示す実施例が前記第５図に示した実施
例と相違する点は、比較手段１９の出力に基づい
て、コントローラ２１がレーザ発生器１を制御し
て、レーザ光の出力を可変にした点である。他の
部材については、第５図に示す各部材に付した符
号と同一符号を用いて、その説明を省略する。

比較手段１９が、反射率の算出を行う点は前記
実施例と同様であるが、比較手段１９の出力は、
前記実施例のように「１」又は「０」でなく、算
出した反射率の大小に応じた信号を出力するよう
になつている。そして、比較手段１９の出力を入
力するコントローラ２１は、比較手段１９の出力
の大小に基づいてレーザ発生器１を制御してレー
ザ光の出力を可変する。例えば、第９図に示すよ
うに、反射率が0.16以下を示した光伝達体に入射
するレーザ光出力を1.0とし、反射率が0.25以上
を示した光伝達体に入射するレーザ光の出力を０
とし、反射率が0.16〜0.25の間はリニアに可変す
るようになつている。このような作用により、正
常部位へのレーザ光の照射を防止することと共
に、患部に対しては、患部の状況に応じてきめの
細い治療を行うことができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によると、出力
密度の高いレーザ光を広域に亘つて一様に照射す
ることができ、さらに、レーザ光を照射すべき患
部を自動的に判別して、その患部にのみレーザ光
を照射することができる走査式レーザ装置を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の発明の一実施例を示す概略説明
図、第２図は第１の発明の変形例を示す概略説明
図、第３図はバンドルフアイバの変形例を示す概
略斜視図、第４図は第２の発明の一実施例を示す
概略説明図、第５図は第２の発明の変形例を示す
概略説明図、第６図はレーザ光の波長と反射率と
の関係を示す特性図、第７図は反射率に基づいて
作成されるマツプの特性図、第８図は第２の発明
の他の変形例を示す概略説明図、第９図は反射率
とレーザ光の出力比との関係を示す特性図であ
る。１……レーザ発生器、３……走査ミラー、４…
…バンドルフアイバ、５……カライドスコープ、
６……光フアイバ、７……水平走査ミラー、８…
…垂直走査ミラー、１３……バンドルフアイバ、
１４……カライドスコープ、１５……光シヤツ
タ、１６……駆動制御手段、１１……制御手段、
１７……ダイクロイツクミラー、１８……光電変
換器、１９……比較手段、２０，２１……コント
ローラ。

Claims

【特許請求の範囲】１レーザ発生器と、該レーザ発生器からのレー
ザ光を入射されるものであつて各々の入射端を整
列配置し、他方に出射端を有する複数本からなる
バンドルフアイバと、このバンドルフアイバから
のレーザ光を各々に入射されその出力分布を均一
とするように透明棒状の光伝達体を複数束ねて形
成したカライドスコープと、前記レーザ発生器か
らカライドスコープ入射端に至る導光路途中に設
けられ、レーザ発生器から発せられるレーザ光を
前記カライドスコープの各光伝達体に順次入射す
るように走査する走査手段とを有することを特徴
とする走査式レーザ装置。２レーザ発生器と、該レーザ発生器からのレー
ザ光を入射されるものであつて各々の入射端を整
列配置し、他方に出射端を有する複数本からなる
バンドルフアイバと、このバンドルフアイバから
のレーザ光を各々に入射されその出力分布を均一
とするように透明棒状の光伝達体を複数束ねて形
成したカライドスコープと、前記レーザ発生器か
らカライドスコープ入射端に至る導光路途中に設
けられ、レーザ発生器から発せられるレーザ光を
前記カライドスコープの各光伝達体に順次入射す
るように走査する走査手段と、前記カライドスコ
ープへのレーザ光の入射条件を設定制御する制御
手段とを有することを特徴とする走査式レーザ装
置。