JPH03126449A - 医療用レーザー装置 - 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、レーザー治療を行なう際のレーザの出力を
患部の状況に応じで制御する医療用レーザー装置に関す
る。

（従来の技術） 医療用レーザー装置を用いたレーザー治療は、患部にレ
ーザー光を照射することにより行われる。

ところで、レーザー治療では治療したい部位以上の範囲
をレーザー光で焼いたり、治療したい部位を残したりす
るといった治療ミスがないようにしなければならない。

従来では、治療部位の近くに熱電対を置き、それから得
られるレーザー光の照射による生体組織の温度情報や、
直視による表面の様子から医師が患部の状態を判断して
、治療を行っている。

（発明が解決しようとする課題） ところが、熱電対で、レーザー照射によって発熱した生
体組織の温度を測定するものでは、治療している部位そ
のものの様子がわからない。しかも、表面の情報のみで
、治療ミスが発生しやすい。

そこで、多点熱電対を治療部位の近くに刺入することが
考えられる。これによると、深部の様子もわかるが、連
続的な情報でないうえに、患者の痛みを伴なうので、良
いものではなかった。

この発明は上記事情に着目してなされたもので、その目
的とするところは、治療している部位そのものの深さ方
向の連続的な情報で、かつ患者に痛みを伴うことなく治
療用レーザーの出力制御ができる医療用レーザー装置を
提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するためにこの発明の医療用レーザー装
置は、診断用の照射光を生体組織に照射する光照射手段
と、この照射部位から発生する音響信号を受信する音響
信号検出手段と、この音響信号検出手段の受信信号から
生体組織の深さ方向の情報を検出する信号解析手段と、
この信号解析手段の検出結果に応じて前記医療用レーザ
ー装置の出力を制御する出力制御手段とを設ける。

（作　用） この発明の医療用レーザー装置によると、生体組織に診
断用の照射光を照射するに伴い生じてくる音を信号解析
手段で解析することにより、治療部位の表面から深部ま
での連続的な情報が得られる。そして、この情報結果に
したがって治療用レーザー装置の出力を変えれば、良好
なる出力制御ができるようになる。しかも、患者には苦
痛は伴わない。

（実施例） 以下、この発明を第１図ないし第５図に示す第１の実施
例にもとづいて説明する。第１図は医療用レーザー装置
の構成を示す。この医療用レーザー装置は、診断用レー
ザー装置１と従来の治療用レーザー装置２とから構成さ
れている。

治療用レーザー装置２は、図示はしないが本体内部に治
療用のレーザー光２ａを発振する治療用レーザー発振部
、該レーザー発振部の電源となるレーザー、電源部など
のレーザー光発振機器を内蔵し、また本体に上記治療用
レーザー発振部から発振されたレーザー光２ａを治療部
位に導光するための治療用レーザープローブ３（光ファ
イバーよりなる）接続した構造となっている。

また診断用レーザー装置１は、つぎのようになっている
。すなわち、４は診断用レーザー装置１の本体、５はそ
の本体４に接続された側対タイプの診断用レーザープロ
ーブである。診断用レーザープローブ５は、第５図に示
されるように保護用の外装６で被覆された光ファイバー
７を有している。また光ファイバー７の先端は「４５°
」の角度で切欠されている。そして、この切欠部８で「
９０″」に曲げられる光軸方向には集光レンズ９が設け
られていて、この集光レンズ９から、後述する診断用レ
ーザー発振部１０からの診断用のレーザー光１０ａを生
体組織１１へ照射できるようにしている。また診断用レ
ーザープローブ５の先端部には、集光レンズ９と隣接し
て音響検出素子１２（本願の音響信号検出手段に相当）
が設けられ、レーザー光１０ａの吸収によって発生する
生体組織１１からの音を検出（受信）できるようにして
いる。そして、音響検出素子１２につながるリード線１
２ａが光ファイバー７と外装６との間を挿通している。

また本体４内には、上記診断用レーザープローブ５を接
続する接続部１３の後方、光ファイバー７の光軸延長上
に位置して、光チヨツパ−１４および診断用のレーザー
光１０ａを発振する診断用レーザー発振部１０が順次設
けられている。これにより、診断用レーザー発振部１０
から出力されたレーザー光１０ａは、光チヨツパ−１４
で断続光にチョッピングされた後、診断用レーザープロ
ーブ５に導入されるようになっている。

上記光チヨツパ−１４にはロックインアンプ１５、信号
処理部１６が順次接続されている。またロックインアン
プ１５には、プリアンプ１７を介して上記音響検出素子
１２のリード線１２ａが接続されている。ロックインア
ンプ１５は、レーザー光１０ａのチョッピング周波数を
リファレンス信号（ｒｅｆ、）として入力し、音響検出
素子１２で検出される音のうち、それに同期した周波数
成分の信号のみを出力するものである。このロックイン
アンプ１５には制御部１８（マイクロコンピュータおよ
びその周辺回路よりなる）が接続されている。そして、
この制御部１８にて上記ロックインアンプ１５は位相差
が連続的に変わるように制御されるようになっていて、
信号強度の検出から生体組織１１の深さ方向の情報を連
続的に得ることができるようになっている（本願の信号
解析手段に相当）　また制御部１８には記憶部１９およ
び比較部２０が内蔵されている。さらに制御部１８には
、例えばＣＲＴ等で構成された表示部２１が接続されて
いて、信号処理部１６から出力された補正等の処理を行
った信号を記憶部１９にて記憶することができるように
なっていると同時に、その深さ方向の情報を表示部２１
で表示できるようにしている。また制御部１８の比較部
２０は、操作部２２の操作にしたがって上記記憶部２０
に記憶される信号と、その後の操作部２２の操作によっ
て入力される信号とを比較して、信号の変化を検出でき
るようにしている。

そして、この制御部１８が上記治療用レーザー装置２に
接続され、治療用レーザー装置２に上記制御部１８から
の比較結果に応じた出力制御信号を出力するようにして
いる。これにて、治療用レザー装置２は治療状況にした
がって出力が制御されるようになっている。

なお、２２は制御部１８に接続された操作部で、この操
作部２２から診断、治療に必要な設定情報を入力したり
、上記表示時期ならびに表示方法を入力したり等できる
ようにしている。

しかして、このように構成された医療用レーザー装置を
用いて、レーザー治療を行うときは、例えば第４図に示
すフローチャートに沿って行われる。

すなわち、最初、レーザー治療に先立って、治療部位を
診断用レーザー装置１を用いて診断する。

ここで、この診断方法を述べるまえに、診断用レーザー
装置１の作用について説明すれば、診断用レーザー装置
１には、生体組織１１に対して照射された断続のレーザ
ー光１０ａの吸収によって生じる音を音響検出素子１２
で検出して、生体組織１１の深さ方向の情報を連続して
得るようにした方法（音響測定方法）を用いている。

その原理について説明すれば、第３図に示されるように
例えばレーザー光１０ａが生体組織１１に照射されたと
き、例えば表面ａからはＳａ、深部すからはｓｂの音響
信号が得られるものとすれば、表面ａからの音響信号は
第２図のｒＳ　ａ　Ｊで示すような波形として得られ、
深部すからの音響信号は、深い分、遅れた第２図のｒＳ
ｂＪで示すような波形として得られる。

このことは、レーザー光１０ａの吸収によって生じる音
には、生体組織１１の表面ａ又は深部すの情報が含まれ
る。

ここで、Δｔを生体組織１１の表面ａから音響検出素子
１２まで音が伝わるのに必要な時間ならびに測定系の遅
れ時間とし、ｔｄを遅延時間とすれば、遅延時間ｔｄに
よる位相のずれ量がそのまま深さとなる。それ故、遅延
時間ｔｄは、ロックインアンプ１５のｒｅｆ、信号とプ
リアンプ１７の出力信号の位相差と、レーザー光１０ａ
の断続周波数とから、下記の式から求まる。

ｔｄ−（１／断続周波数）×（位相差／３６０°）しか
るに、ある深さの情報は、その深さに合った位相差の信
号強度を測定することで検出できることになる。

したがって、制御部１８によってロックインアンプ１５
の位相差を連続的に変えて信号強度を見れば、深さ方向
の情報が連続的に検出されることになる。

さて、こうした機能の診断用レーザー装置１を用いて、
治療部位を診断するときは、まず、例えば内視鏡のチャ
ンネルを介して診断用レーザープローブ５を体腔内へ挿
入し、診断したい部位に先端のレーザー出射部を配置す
る。そして、操作部２２を所要に操作する。すると、レ
ーザー発振部１０が動作するとともに、光チヨツパ−１
４が動作していく。これにより、レーザー発振部１０か
ら発振された診断用のレーザー光１０ａは所定の断続周
波数で断続され、この断続のレーザー光１０ａが診断用
レーザープローブ５の先端の集光レンズ９から生体組織
１１に照射されていく。なお、上記断続周波数はリファ
レンス信号として、ロックインアンプ１５に入力されて
いく。

そして、レーザー光１０ａの吸収に生じる生体組織１１
からの音が音響検出素子１２で検出されていく。この検
出信号がプリアンプ１７を介して上記ロックインアンプ
１５に入力されていく。

ここで、治療部位の診断は、操作部２２の操作により、
当初、ロックインアンプ１５の位相差を「０°」、つま
り生体組織１１の表面に設定して音音信号の強度を測定
し始め、順次位相差を増加させながら連続して調べる。

こうしたロックインアンプ１５で選択された信号が、記
憶部１９に記憶されると共に、表示部２１に表示されて
いく。

ここで、信号強度が急激に変化する場所で、組織が異な
ると考えられるから、深さ方向の生体組織１１の様子が
わかり、この結果から治療のための目的部位を決定して
いく。

つぎに、治療の段階に入る。治療は、例えば上記診断用
プローブ５を挿通した内視鏡に治療用レーザープローブ
３を挿入し、この治療用レーザープローブ３の先端のレ
ーザー出射部を上記決定した目的の部位に配置する。そ
の後、操作部２２を操作して、治療用レーザー装置２を
動作させ、治療用のレーザー光２ａを治療用レーザープ
ローブ３を通じて目的の部位に照射させれば、患部の治
療がなされていく。

そして、治療をある程度行った後で、上記治療部位の診
断と同じ音響信号の検出の操作を行ない、目的の部位を
診断していく。ついで、比較のための操作を行なえば、
治療をある程度行なった目的部位の生体組織１１の様子
が表示部２１されるとともに、比較部２０でその治療後
に測定された深部方向の連続な信号の強度と、前回の治
療前に測定され記憶部１９に記憶された同信号の強度と
が比較されていく。これにより、その音響信号の変化が
検出されていく。そして、この検出結果が出力制御信号
として治療用レーザー装置２に入力され、治療用レーザ
ー装置２の出力を制御していく。

具体的には、例えば信号強度が大きくなった場合はその
変化分、治療用レーザー装置２の出力を上げ、小さくな
ったら出力を下げていく。なお、治療用レーザー装置２
の出力の制御は操作部２２を用いて、手動操作で行なう
ようにしてもよい。

そして、治療、音響信号の検出、比較を繰り返し行なえ
ば、常に新しい診断結果と比較されていく。

かくして、治療している部位そのものの深さ方向の連続
的な情報で治療用レーザーの出力制御ができることがわ
かる。

したがって、治療したい部位以上の範囲をレーザー光で
焼いたり、治療慕い部位を残したりする治療ミスを防ぐ
ことができる。しかも、患者に痛みを伴うことはない。

なお、この実施例では治療前後の診断結果を比較して治
療用レーザー装置２の出力を制御したが、それ以外の方
法で出力を制御するようにしてもよい。例えば一定の深
さの目的部位の情報が得られるようにロックインアンプ
１５の位相差を固定して、音響信号を検出しながら治療
を行なう方法を用い、目的部位が治療されるにつれて変
化する音響信号を検出して、随時、新しいデータとの比
較検討にしたがって治療用レーザー装置２の出力を制御
するようにしてもよい。この場合も、信号強度が太きき
くなった場合、レーザーの出力を上げ、少さくなったら
、出力を下げるなどの操作をして、治療用レーザー装置
２の出力制御を行なえばよい。

また上記第１の実施例では、先端が「４５°」に切欠さ
れた側対タイプの診断用レーザープローブ５を用いたが
、それ以外の側対タイプの診断用レーザープローブ５、
例えば第６図に示されるような光ファイバー７のカット
の角度を「４５°」より大きくして、音響検出素子１２
の正面に集光できるように集光レンズ９を配置するよう
な先端部の診断用レーザープローブ５でも、第７図に示
されるような先端方向をレーザー照射側および音響検出
側とした直射タイプの診断用レーザープローブ５を用い
てもよい。特に、音響検出素子１２の正面に集光できる
ようにした診断用レーザープローブ５は、音を斜、め方
向から受信するより効率が良く、ＳＺＮ比もよい。また
直射タイプの診断用レーザープローブ５は、診断用レー
ザープローブ５の先端方向の生体組織１１を診断、治療
する場合に、プローブの先端を曲げる必要なく、便利で
ある。

加えて、上記２種類の側対タイプの診断用レーザープロ
ーブ５については、診断用レーザープロ−ブ５を固定し
て用いる以外に、ラジアル方式、又はリニア方式で動か
して測定してもよい。

ラジアル方式の場合、音響検出素子１２を中心とした、
全周の組織の診断が可能となる。またリニア方式の場合
、プローブを動かすことなしに広い範囲の組織の診断が
でき、いずれの方式も固定して測定する場合に比べて、
広範囲の情報を得られる利点がある。

また、この発明は上述の第１の実施例に限定されるもの
ではなく、第８図に示される第２の実施例、第９図およ
び第１１図に示される第３の実施例、第１６図に示され
る第４の実施例、第１７図に示される第５の実施例のよ
うにしてもよい。

すなわち、第２の実施例は上記第１の実施例の変形例で
、第１の実施例で挙げた治療用レーザー装置２を診断用
レーザー装置１の本体４に内蔵して、医療用レーザー装
置１として１つにしたものである。詳しくは、治療用レ
ーザー装置２を構成する治療用レーザー発振部３０とそ
のレーザー電源部３１とを本体４の内部に設け、かつ本
体４に治療用レーザープローブ３を接続した構造とし、
制御部１８からの治療用レーザーの出力制御信号をレー
ザー電源部３１に送信するようにしている。

つまり、出力制御信号により、治療用レーザー発振部３
０に流れる電流を制御して、レーザーの出力を変える構
造となっている。

こうした医療用レーザー装置は、診断用レーザー装置１
と治療用レーザー装置２が一体型になるので、操作がし
やすくなる利点がある。

第３の実施例は、第２実施例の変形例である。

本実施例は、診断用レーザープローブ５と治療用レーザ
ープローブ３を１本のレーザープローブ４０にまとめた
ものである。

詳しくは、レーザープローブ４０は第１０図および第１
１図に示されるように音響検出素子１２に対して、診断
用レーザーファイバー４１と治療用レーザーファイバー
４２とが一直線上に配置されるように外装６の挿通ずる
。そして、各光ファイバーの先端の切欠部の角度と出射
部を構成する集光レンズ９の向きを調整して、生体組織
１１の同じ位置に集光できるようにしだ側対タイプとな
っている。この治療用レーザーファイバー４２を治療用
レーザー発振部３０に接続している。

なお、診断用レーザーファイバー４１と治療用レーザー
ファイバー４２が入れ替ってもよい。

こうした２種類の光ファイバーを１本にまとめたプロー
ブは、診断用レーザーと治療用レーザーの照射方向を同
じ方向に定めることができ、同一部位を照射できる。

それ故、治療している部位の診断が容易にしかも安定し
て行なえるようになる。

なお、こうした１本のレーザープローブ４０にまとめる
構造は、第３の実施例に限らず、第１２図および第１３
図に示されるように診断用レーザーファイバー４１と治
療用レーザーファイバー４２が音響検出素子８に対して
横に並んだ形で配置した側対タイプでも、第１４図およ
び第１５図に示されるように音響検出素子１２と診断用
レーザーファイバー４１と治療用レーザーファイバー４
２を直射方向に向かって配置した直射タイプでもよい。

第１２図および第１３図に示すレーザープローブ４０に
ついては、集光レンズ９の向きを調整して、生体組織１
１の同じ位置に診断用、治療用のレーザー光を集光でき
るようにしている。

但し、第１０図、第１２図に示されるレーザープローブ
４０については、先にも述べたようにラジアル式、リニ
ア式で動かして測定するようにしてもよい。

第４の実施例は、第３の実施例の変形例で、２種類の光
ファイバーを１本にまとめる構造でなく、１本のファイ
バーできたレーザープローブ、例えば第１実施例の診断
用レーザープローブ５中に治療用レーザーも通せる構造
にしたものである。

具体的には、光チヨツパ−１４と診断用レーザープロー
ブ５の入射部との間にミラーアップ機能付きミラー５０
を設け、また治療用レーザー発振部３０の出射部側に治
療用レーザー発振部３０から発振された治療用のレーザ
ー光２ａを上記ミラー５０に導くミラー５１を設ける。

そして、ミラーアップ機能付きミラー５０を制御部１８
の制御によってマニュアル、又は設定した周期でミラー
アップさせるようにして、ミラーアップ機能付きミラー
５０がアップしたときに診断用のレーザー光１０ａを、
同ダウンしたときに治療用のレーザー光２ａをというよ
うに、一方のレーザーを診断用レーザープローブ５に導
けるようにしている。

こうした同一ファイバーに診断用と治療用の２種類のレ
ーザーを通す構造は、生体組織１１に対して、同一部位
を同一照射角度で照射できる。このため、治療している
部位を治療している同じ角度で診断できることができ、
より正確な診断測定を行なうことができる。

なお、この実施例も、先のと同様にラジアル式、又はリ
ニア式で動かし測定するようにしてもよい。

第５の実施例は、第４実施例の変形例で、診断用レーザ
ー発振部１０と治療用レーザー発振部３０と２つの発振
部を持っていたものを１つのレーザー発振部６０にした
ものである。

具体的には、診断用レーザーの出力は治療用に比べて小
さいため、診断するときと治療するときで、レーザーの
出力を変えるようにし、その制御を制御部１８によって
行ない、診断用レーザー発振部１０につながるレーザー
電源部６０ａに制御信号を送って出力を制御する。

また光路切換えには、光チヨツパ−１４の両側にミラー
アップ機能付きミラー６１ａ、６１ｂおよびバイパス用
のミラー６２ａ、６２ｂを設け、上記ミラーアップ機能
付きミラー６１ａ、６１ｂで、診断用のレーザー光１０
ａはチョッピングするため光チヨツパ−１４を通過する
光路Ｙに、治療用のレーザー光２ａは光チヨツパ−１４
をノくイバスする光路Ｘを通るように切り換える。この
切り換え操作は、レーザーの発振に合わせて、２つのミ
ラーアップ機能付きミラー６１ａ、６１ｂを連動するよ
うに制御部１８で制御する。

こうしたレーザー発振部６０を１台にし、診断用と治療
用に出力を切り換えて使用する構造は、装置全体を小型
化にすることができるうえ、扱い易くなる。

なお、この実施例も上記と同様にラジアル式、又はリニ
ア式で動かして測定してもよい。

（発明の効果） 以上説明したようにこの発明によれば、治療している部
位そのものの深さ方向の連続的な情報で、治療用レーザ
ーの出力制御ができる。しかも、患者に痛みを伴うこと
はなく、治療したい部位以上の範囲をレーザーで焼いた
り、治療したい部分を残したりする治療ミスを防ぐこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図はこの発明の第１の実施例を示し、
第１図は医療用レーザー装置の概略構成を示す断面図、
第２図はリファレンス信号に対する治療部位からの音響
信号の位相のずれを示す線図、第３図は深部方向の音響
信号の発生状況を説明するための図、第４図は治療に至
るまでの推移を示すフローチャート、第５図は診断用レ
ーザープローブの先端の構造を示す縦側断面図、第６図
および第７図はそれぞれ異なる診断用レーザープローブ
の先端の構造を示す縦側断面図、第８図はこの発明の第
２の実施例の医療用レーザー装置の概略構成を示す断面
図、第９図はこの発明の第３の実施例の医療用レーザー
装置の概略構成を示す断面図、第１０図はレーザープロ
ーブの先端の構造を示す縦側断面図、第１１図は第１０
図中、Ａ−Ａ線に沿う側断面図、第１２図はその異なる
レーザープローブの先端の構造を示す縦側断面図、第１
３図は第１２図中、Ｂ−Ｂ線に沿う側断面図、第１４図
は同じく異なるレーザープローブの先端の構造を示す縦
側断面図、第１５図は第１４図中、Ｃ−Ｃ線に沿う側断
面図、第１６図はこの発明の第４の実施例の医療用レー
ザー装置の概略構成を示す断面図、第１７図はこの発明
の第５の実施例の医療用レーザー装置の概略構成を示す
断面図である。 １・・・診断用レーザー装置、２・・・治療用レーザー
装置、１０・・・診断用レーザー発振部、１１・・・生
体組織、１２・・・音響検出素子、１４・・・光チヨツ
パ−１５・・・ロックインアンプ、１６・・・信号処理
部、１７・・・プリアンプ、１８・・・制御部、１９・
・・記憶部、２０・・・比較部、２２・・・操作部。 ２ 第 図 第 図 第 図 Ｒコ 図 篇 図 第 図 第 図 ■ 目 第 図 第 ９ 図 第 ０ 図 第 ２ 図 第 ６ 図 第 １ 図 第 ３ 図 手 続 打１ｊ 正 書 １、事件の表示 特願平１−２６３４９４号 ２、発明の名称 医療用レーザー装置 ３゜ 補正をする者 事件との関係　　特許出願人 （０３７）オリンパス光学工業株式会社４゜ 代 理 人 ５゜ 自発補正 ７、補正の内容 （１）明細書第１２ページ第５行目にある「表示部２１
されると」を「表示部２１が表示されると」と訂正する
。 （２）明細書第１８ページ第１１行目にある「１本のフ
ァイバーできた」を「１本のファイバーでできた」と訂
正する。 （３）図面中、第４図を別紙の通り訂正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 治療用のレーザー光を患部に照射する治療用レーザー装
   置と、診断用の照射光を生体組織に照射する光照射手段
   と、この照射部位から発生する音響信号を受信する音響
   信号検出手段と、この音響信号検出手段の受信信号から
   生体組織の深さ方向の情報を検出する信号解析手段と、
   この信号解析手段の検出結果に応じて前記治療用レーザ
   ー装置の出力を制御する出力制御手段とを具備したこと
   を特徴とする医療用レーザー装置。