JPH0386157A - レーザプローブ - 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］ 本発明は、レーザプローブに係り、例えば、レーザ光を
生体組織、特に人体組織に照射することにより、組織を
蒸散（切開〉したり凝固く止血〉するなどの各種治療に
使用されるレーザメス等に利用できるものに関する。

［従来の技術］ 従来のこの種のレーザプローブとして、例えば、特開昭
５６−１０６６４６号公報、特開昭５９−２２５０４８
号公報あるいは特開昭６３−３１８９３４号公報等に記
載のものが知られている。

これら従来のレーザプローブは、いずれも透明ロッド部
材を先端部に向かうにしたがって次第に細くなるように
外周面を直線的に変化するテーパ状に形成したものであ
る。このように形成されたレーザプローブは、レーザ発
生源に接続される導光ファイバからのレーザ光を内部で
反射させつつ次第に集束させて先端部でのエネルギー集
中を生じさせ、この先端部を患部組織に近接あるいは接
触させることにより、切開若しくは止血を行なうように
したものである。

この場合、透明ロッド部材の先端部の曲率半径とテーパ
角度等によりレーザ光の発散角度が決定され、切開、止
血能力が発揮される。すなわち、レーザ光の発散角度を
狭い角度にすることにより、レーザ光を集中的に放出す
ることができるので、鋭利な切開を行なうことができ、
また、レーザ光の発散角度に広がり角度をもたせて放出
することにより、切開に伴なう止血を抑える能力、すな
わち切開部側面の止血能力を向上させることができる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来のこの種のレーザプローブにおいて
は、患部組織の切開時における止血能力の範囲を大きく
設定するためには、テーパ部の角度を大きくすると共に
、先端部を大きくする必要があるが、これは先端部を極
小にすることによって切開効能力を高める作用と反する
という二律背反性の問題がある。

上記問題を解決する手段として、レーザプローブの全長
や基端部の径を変更することが考えられるが、この種の
レーザプローブにおいては、手術操作の容易性の観点か
ら構造上の制約や操作性の制約等によって大きさや長さ
に制限があるため、切開と止血とを同時に向上させるこ
とは困難であった。また、別の解決手段としてテーパ部
に局部的にレーザ光反射用の段部等を形成する方法も考
えられるが、この方法では加工が煩雑になるという問題
がある。

本発明は、上述の背景のもとでなされたものであり、一
定の寸法範囲内において、先端部を極小にして切開能力
を高めると共に、止血作用も維持でき、かつ、構造が簡
単で加工の容易なレーザプローブを提供することを目的
としたものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、以下の構成とすることで上述の課題を解決し
ている。

透光性棒状体を基端部から先端部に向かうにしたがって
次第にその断面積が小さくなるように形成し、前記基端
部から入射したレーザ光を内部で反射させつつ先端部に
導いて集束させ、先端部から射出させるようにしたレー
ザプローブにおいて、前記レーザプローブの形状を、該
レーザプローブの光軸を中心とした回転対称体であって
、かつ、該レーザプローブの基端部から先端部に向う外
周面の少なくとも一部が凹状曲面又は凸状曲面形状をな
す形状に形成したことを特徴とする構成。

［作用］ 前記構成によれば、前記レーザプローブの基礎端部から
入射した光は、該レーザプローブの内部と外部とを仕切
る界面で全反射を繰り返して先端部に進むと同時に集束
され、先端部の界面には臨界角をこえる方向から入射さ
れることになって外部に射出される。

この場合、前記レーザプローブの形状を、前記レーザプ
ローブの基端部から先端部に向う外周面が凹状曲面又は
凸状曲面形状となるように形成していることから、前記
凸状曲線及び凹状曲線を適宜選定することにより、レー
ザプローブの太さ及び長さにかかわらず前記レーザプロ
ーブの先端部から射出するレーザ光の射出方向並びに発
散角もしくは発散範囲を広い範囲でほぼ任意に設定する
ことが可能になる。

すなわち、前記レーザプローブの先端部から射出される
レーザ光の射出方向並びに発散角もしくは発散範囲は、
各界面で全反射を繰り返して先端部に至ったレーザ光が
、該先端部におけるどの位置でどの程度臨界角をこえて
射出するかによって決定される。この場合、上述の構成
のように、外周面を凹状曲面または凸状曲面とすること
により、従来のようにストレートなテーパ状の場合に比
較して入射レーザ光に対する各界面のなす角度を小さく
したりまたは逆に大きくしたりするすることが可能であ
る。したがって、これにより、レーザプローブの全長等
を変えることなく、単に、前記凹状または凸状曲面の形
状を変えるだけで各界面で全反射を繰り返して先端部に
至ったレーザ光の先端部における発散角もしくは発散範
囲を所定の広い範囲で任意に設定することが可能となる
。

［実施例］ 以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

麦二叉施例 第工図はこの発明のレーザプローブの第一実施例の構成
を示す断面図である。なお、この実施例は、レーザプロ
ーブの外周面を凹面形状にして先端部近傍の側面部から
もレーザ光を放射させるようにし、これにより先端部で
の止血効果の向上が得られるようにした例である。

図中、符号１は、図示しないレーザ発生源に接続される
導光ファイバ、符号４はレーザプローブ本体である。

上記導光ファイバｌは、例えば、石英等で構成され周知
の光ファイバである。この導光ファイバ１の出光端面２
と前記レーザプローブ本体４の入光端面３との間にはレ
ーザ光１４を平行化する光学系である２個のコリメータ
レンズ８，９が介在されている。このコリメータレンズ
８．９は、導光ファイバ■の出光端面２からθ１の角度
で射出されるレーザ光１４を理想的に平行化し、入射側
での球面収差を補正するものである。この場合、導光フ
ァイバ１側のコリメータレンズ８は導光ファイバ１の出
光端面２との間に間隔１１をおいて配設されており、こ
の間隔１１をコリメータレンズ８の焦点近傍位置にする
ことにより、レンズ有効径を小さくすることができ、か
つ、光束径を平行化し、各種レーザプローブ本体４の入
光端面３への平行光線を入射させるようになっている。

このように光線を平行化しておくことにより、各種レー
ザプローブ本体４の互換性及び最終焦点位置を随時変化
させるときのレンズ光学系を付加する場合にレーザプロ
ーブ本体４側のコリメータレンズ９とレーザプローブ本
体４との間の間隔、ｌ！２に影響されずに付加すること
ができる。これらコリメータレンズ８，９はレンズホル
ダ１１によって保持されて把持手段である筒状の把持部
材１０内に嵌合されている。また、把持部材１０の一端
は導光ファイバｌの出光端部側の外周に装着される第１
の取付金具１２に嵌合され、把持部材１０の他端にはレ
ーザプローブ本体４の入光端部側の外周に装着される第
２の取付金具１３がねじ結合されて、導光ファイバ１と
レーザプローブ本体４とが同軸状に連結されている。

一方、上記レーザプローブ本体４は例えば天然若しくは
合成のサファイア、水晶又はダイアモンド、ガラス等の
ようなレーザ光の透過性材料にて形成されており、この
レーザプローブ本体４の円柱状の基端部５から先端出光
端面２に向う外周面に緩い凹面形状６が形成されている
。すなわち、第２図に示すように、レーザプローブ本体
４の基端部５から先端部４ａに向う外周面は曲率中心位
置が偏心された曲率半径Ｒ１の凹面６をレーザプローブ
本体４の光軸１５を中心として回転させた回転対称体に
て形成されており、その先端部４ａには極小の曲率Ｒ３
の円弧状面が形成されている。

したがって、切開効果に必要なレーザプローブ本体４の
先端部４ａを極小にして、レーザエネルギーの中心密度
を高めることができ、また、止血効果に必要な発散角（
集光角）θ２及び放射長さ（，１！３）を得ることがで
きる。すなわち、導光ファイバ１から射出されるレーザ
光はコリメータレンズ８．９によって平行化された後、
レーザプローブ本体４の入光端面に送られ、レーザプロ
ーブ本体４内の空気面との臨界付傍にて所定の反射角度
（第１の反射角度α、第２の反射角度β、第３の反射角
度γ〉で伝播され、先端部付近で集光角θ２となって射
出される。

なお、第２図において、Ａは基端部５の長さ、Ｂは基端
部５から先端部４ａまでの長さ、φは基端部５の有効径
である。

策二犬施例 第３図はこの発明の第二実施例におけるレーザプローブ
本体の側面図である。なお、この実施例は、レーザプロ
ーブの外周面を凸面形状にし、先端部近傍の外周面から
のレーザ光の放射を抑制して先端部のみからレーザ光を
放射させるようにし、これにより、先端部からの射出光
の強度を強力なものとして硬組織に接触した場合の折損
を防止するとともに、微細でシャープな切開を可能とし
た例である。

この発明の第二実施例はレーザプローブ本体４の基端部
５から先端部４ａの外周面に緩い凸面形状７を形成して
、レーザプローブ本体４の先端部４ａからの集光角θ３
を上記第一実施例よりも小さくした場合である。すなわ
ち、レーザプローブ本体４の基端部５から先端部４ａに
向う外周面は曲率中心位置が偏心された曲率半径Ｒ２の
凸面７をレーザプローブ本体４の光軸１５を中心として
回転させた回転対称体にて形成されており、その先端部
４ａには極小の曲率Ｒ３の円弧状面が形成されている。

なお、第３図において、その他の部分は上記第一実施例
と同じであるので、同一部分には同一符号を付して、そ
の説明は省略する。

星二実晃舅 第４図及び第５図はこの発明の第三実施例におけるレー
ザプローブ本体の側面図である。

この発明の第三実施例はレーザプローブ本体４の基端部
５から先端部４ａの外周面に上記第一実施例と同様な緩
い凹面形状６を形式すると共に、レーザプローブ本体４
の入光端面３を凹のレンズ状曲面１６又は凸のレンズ状
曲面１７を形成した場合である。この場合、曲面１６．
１７の曲率Ｒ４、Ｒ５を適宜変えることができ、凹状の
曲面１６は凹レンズの効果によりレーザ光１４を拡大し
てレーザプローブ本体４内において４つの反射角（第１
の反射角α〜第４の反射角δ〉を形式して先端部４ａか
らレーザ光を射出する。これにより、先端部近傍の外周
面における放射長さ（Ｒ３）を前記第一実施例に比べて
長く設定することができるから、深い切開時における止
血効果を一層向上させることができる。また、凸状の曲
面１７は凸レンズの効果によりレーザ光を狭小にしてレ
ーザプローブ本体４内において３つの反射角（第１の反
射角α〜第３の反射角γ）を形式し、先端部４ａからレ
ーザ光を射出する。これにより、先端部での発散角を前
記第一実施例に比べてより小さく設定することができる
ので、−層鋭利な切開を行うことができる。

第４図及び第５図において、その他の部分は上記第一実
施例と同じであるので、同一部分は同一符号を付してそ
の説明は省略する。

墓旦実韮例 第６図及び第７図はこの発明の第四実施例におけるレー
ザプローブ本体の側面図である。

この発明の第四実施例はレーザプローブ本体４の基端部
５から先端部４ａの外周面に上記第二実施例と同様な緩
い凸面形状７を形成すると共に、レーザプローブ本体４
の入光端面３を凹のレンズ状曲面１６又は凸のレンズ状
曲面１７を形成した場合である。この場合、凹状の曲面
■６は凹レンズの効果によりレーザ光１４を拡大してレ
ーザプローブ本体４内において２つの反射角（第■の反
射角α、第２の反射角β〉を形成して先端部４ａからレ
ーザ光を射出する。これにより、先端部近傍の外周面に
おける放射長さを前記第二実施例に比べて長く設定する
ことができるから、深い切開時における止血効果を一層
向上させることができる。

また、凸状の曲面１７は凸レンズの効果によりレーザ光
を狭小にしてレーザプローブ本体４内において３つの反
射角（第１の反射角α〜第３の反射角γ〉を形成し、先
端部４ａからレーザ光を射出する。これにより、先端部
での発散角を前記第第二実施例に比べてより小さく設定
することができるので、−層鋭利な切開を行うことがで
きる。

第６図及び第７図において、その他の部分は上記第二実
施例と同じであるので、同一部分に同一符号を付してそ
の説明は省略する。

次に、この発明の各実施例におけるレーザプローブ本体
と比較例の内面反射角（第■の反射角α〉、集光角θ及
び放射範囲りについて第８図（ａ）、（ｂ）ないし第１
４図（ａ）　、（ｂ）を参照して説明する。

第８図（ａ）　、（ｂ）ないし第１０図（ａ）　、（ｂ
）は比較例と第−実施例及び第二実施例における内面反
射角、集光角及び放射範囲を比較した説明図である。

なお、上記比較例はレーザプローブ本体が外周面が直線
的に変化するテーパ形式のもので、入光端面が平坦状の
場合で、内面反射角はテーパ面１８に対してαＯの角度
、集光角θＯ１放射範囲Ｌ１である（第８図（ａ）　、
（ｂ）参照）。これに対し、第一実施例におけるレーザ
プローブ本体４の内面反射角は接線１９に対してα２の
角度、集光角θ２、放射範囲Ｌ２であり（第９図（ａ）
　、（１））参照）、第二実施例におけるレーザプロー
ブ本体４の内面反射角は接線１つに対してα３の角度、
集光角θ３、放射範囲り、３である（第１Ｏ図（ａ）、
（ｂ）参照〉。

したがって、上記比較例と第−実施例及び第二実施例と
の関係では、 内面反射角；α２〉αＯ〉α３ 集光角：θ２〉θＯ〉θ３ 放射範囲：　Ｌ２　＞Ｌｌ　＞Ｌ３ となる。

第１１図（ａ）　、（ｂ）と第１２図（ａ）　、（ｂ）
は第一実施例と第三実施例における入光端面が凹状の場
合とを比較した説明図である。

第一実施例は上記第９図（ａ）　、（ｂ）に示したもの
と同じであるので、説明は省略する（第１１図（ａ）　
、（ｂ）参照）。これに対し、第三実施例におけるレー
ザプローブ本体４の内面反射角は接線に対してα４の角
度、集光角θ４、放射範囲Ｌ４である（第１２図（ａ）
　、（ｂ）参照）。

したがって、第一実施例と第三実施例との関係では、 内面反射角：α４〉α２ 集光角：θ４〉θ２ 放射範囲：　Ｌ４　＞Ｌ２ となる。

第１３図（ａ）　、（ｂ）と第１４図（ａ）　、（ｂ）
は第二実施例と第四実施例における入光端面が凸状の場
合とを比較した説明図である。

第二実施例は上記第１０図（ａ）　、（ｂ）に示したも
のと同じであるので、説明は省略する（第１３図（ａ）
　、（ｂ）参照）。これに対し、第四実施例におけるレ
ーザプローブ本体４の内面反射角は接線１９に対してα
５の角度、集光角θ５、放射範囲Ｌ５である（第１４図
（ａ）　、（ｂ）参照）。

したがって、第二実施例と第四実施例との関係では、 内面反射角：α３〉α５ 集光角：θ３〉θ５ 放射範囲：　Ｌ３　＞Ｌ５ となる。

なお、上述の各実施例では、レーザプローブの外周面の
曲面形状を、円弧を回転させた形状としたが、これに限
られるものでなく、例えば、双曲線のような２次曲線を
回転させたときに形成される曲面としてもよい。また、
このような曲面形状とする領域は、レーザプローブの基
端部から先端部に至る全域に亘らずとも、一部でもよい
。

また、上述の各実施例では、レーザプローブの入光端面
の形状を凸状または凹状の球面としたが、この入光端面
は必ずしも球面でなくともよく、非球面形状や２次曲線
を回転させた形状であってもよい。また、一部のみを球
面形状としてもよい。

［発明の効果］ 以上に説明したように、この発明のレーザプローブは、 透光性棒状体を基端部から先端部に向かうにしたがって
次第にその断面積が小さくなるように形成し、前記基端
部から入射したレーザ光を内部で反射させつつ先端部に
導いて集束させ、先端部から射出させるようにしたレー
ザプローブにおいて、前記レーザプローブの形状を、該
レーザプローブの光軸を中心とした回転対称体であって
、かつ、該レーザプローブの基端部から先端部に向う外
周面の少なくとも一部が凹状曲面又は凸状曲面形状をな
す形状に形成したことを特徴とする構成を有し、 これにより、一定の寸法範囲内において、先端部を極小
にして切開能力を高めると共に、止血作用も維持でき、
かつ、構造が簡単で加工の容易なレーザプローブを得て
いるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第一実施例の構成を示す断面図、第
２図は第一実施例におけるレーザプローブ本体の側面図
、第３図はこの発明の第二実施例におけるレーザプロー
ブ本体の側面図、第４図及び第５図はこの発明の第三実
施例におけるレーザプローブ本体の測面図、第６図及び
第７図はこの発明の第四実施例におけるレーザプローブ
本体の側面図、第８図（ａ）　、（ｂ）ないし第■４図
（ａ）、（ｂ）はこの発明の各実施例におけるレーザプ
ローブ本体と比較例の内面反射角、集光角及び放射範囲
の関係を示す説明図である。 １・・・導光ファイバ、２・・・出光端面、３・・・入
光端面、４・・・レーザプローブ本体、４ａ・・・先端
部、５・・・基端部、６・・・凹状面、７・・・凸状面
、８．９・・・コリメータレンズ（光学系）、ＩＯ・・
・把持部材（把持手段）、１６・・・凹レンズ状曲面、
１７・・・凸レンズ状曲面。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 透光性棒状体を基端部から先端部に向かうにしたがつて
   次第にその断面積が小さくなるように形成し、前記基端
   部から入射したレーザ光を内部で反射させつつ先端部に
   導いて集束させ、先端部から射出させるようにしたレー
   ザプローブにおいて、前記レーザプローブの形状を、該
   レーザプローブの光軸を中心とした回転対称体であつて
   、かつ、該レーザプローブの基端部から先端部に向う外
   周面の少なくとも一部が凹状曲面又は凸状曲面形状をな
   す形状に形成したことを特徴とするレーザプローブ。