JPH04501963A - レーザーによる外科及び歯科手術用ハンドピース及び関連装置 - Google Patents

レーザーによる外科及び歯科手術用ハンドピース及び関連装置

Info

Publication number
JPH04501963A
JPH04501963A JP1506040A JP50604089A JPH04501963A JP H04501963 A JPH04501963 A JP H04501963A JP 1506040 A JP1506040 A JP 1506040A JP 50604089 A JP50604089 A JP 50604089A JP H04501963 A JPH04501963 A JP H04501963A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
handpiece
lens
variable focus
image
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP1506040A
Other languages
English (en)
Inventor
タボアダ ジョン
ポイリア ロバート エイチ
Original Assignee
リフラクティヴ レーザー リサーチ アンド ディヴェロプメント インコーポレイテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by リフラクティヴ レーザー リサーチ アンド ディヴェロプメント インコーポレイテッド filed Critical リフラクティヴ レーザー リサーチ アンド ディヴェロプメント インコーポレイテッド
Publication of JPH04501963A publication Critical patent/JPH04501963A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/0096Portable laser equipment, e.g. hand-held laser apparatus
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B18/18Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves
    • A61B18/20Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using laser
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61CDENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C1/00Dental machines for boring or cutting ; General features of dental machines or apparatus, e.g. hand-piece design
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61CDENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C1/00Dental machines for boring or cutting ; General features of dental machines or apparatus, e.g. hand-piece design
    • A61C1/0046Dental lasers
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F9/00Methods or devices for treatment of the eyes; Devices for putting-in contact lenses; Devices to correct squinting; Apparatus to guide the blind; Protective devices for the eyes, carried on the body or in the hand
    • A61F9/007Methods or devices for eye surgery
    • A61F9/008Methods or devices for eye surgery using laser
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F9/00Methods or devices for treatment of the eyes; Devices for putting-in contact lenses; Devices to correct squinting; Apparatus to guide the blind; Protective devices for the eyes, carried on the body or in the hand
    • A61F9/007Methods or devices for eye surgery
    • A61F9/008Methods or devices for eye surgery using laser
    • A61F9/00802Methods or devices for eye surgery using laser for photoablation
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F9/00Methods or devices for treatment of the eyes; Devices for putting-in contact lenses; Devices to correct squinting; Apparatus to guide the blind; Protective devices for the eyes, carried on the body or in the hand
    • A61F9/007Methods or devices for eye surgery
    • A61F9/008Methods or devices for eye surgery using laser
    • A61F9/00821Methods or devices for eye surgery using laser for coagulation
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F9/00Methods or devices for treatment of the eyes; Devices for putting-in contact lenses; Devices to correct squinting; Apparatus to guide the blind; Protective devices for the eyes, carried on the body or in the hand
    • A61F9/007Methods or devices for eye surgery
    • A61F9/008Methods or devices for eye surgery using laser
    • A61F9/00825Methods or devices for eye surgery using laser for photodisruption
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/03Observing, e.g. monitoring, the workpiece
    • B23K26/032Observing, e.g. monitoring, the workpiece using optical means
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B2018/00636Sensing and controlling the application of energy
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B18/18Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves
    • A61B18/20Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using laser
    • A61B18/22Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using laser the beam being directed along or through a flexible conduit, e.g. an optical fibre; Couplings or hand-pieces therefor
    • A61B2018/2255Optical elements at the distal end of probe tips
    • A61B2018/2272Optical elements at the distal end of probe tips with reflective or refractive surfaces for deflecting the beam
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F9/00Methods or devices for treatment of the eyes; Devices for putting-in contact lenses; Devices to correct squinting; Apparatus to guide the blind; Protective devices for the eyes, carried on the body or in the hand
    • A61F9/007Methods or devices for eye surgery
    • A61F9/008Methods or devices for eye surgery using laser
    • A61F2009/00853Laser thermal keratoplasty or radial keratotomy
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F9/00Methods or devices for treatment of the eyes; Devices for putting-in contact lenses; Devices to correct squinting; Apparatus to guide the blind; Protective devices for the eyes, carried on the body or in the hand
    • A61F9/007Methods or devices for eye surgery
    • A61F9/008Methods or devices for eye surgery using laser
    • A61F2009/00861Methods or devices for eye surgery using laser adapted for treatment at a particular location
    • A61F2009/00872Cornea
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F9/00Methods or devices for treatment of the eyes; Devices for putting-in contact lenses; Devices to correct squinting; Apparatus to guide the blind; Protective devices for the eyes, carried on the body or in the hand
    • A61F9/007Methods or devices for eye surgery
    • A61F9/008Methods or devices for eye surgery using laser
    • A61F9/009Auxiliary devices making contact with the eyeball and coupling in laser light, e.g. goniolenses

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Laser Surgery Devices (AREA)

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】 レーザーによる外科及び歯科手術用ハンドピース及び関連装置発明の背景 本発明は、レーザーで外科及び歯科手術を行うためのハンドピース及び関連装置 に関する。
レーザー技術の医術及び歯科医術への応用は、10年以上にもわたり提案されて きた。進歩は急速であり、レーザー・装置は、今や手術室のみならず医師の診療 室にも普通に見うけられる。医術におけるレーザー技術の応用のうちで、広範に 使用されてiるのは、目の手術の分野においてである。
医療分野における1ノ−ザーの用途には、組織の切開、情灼(CaU−teri zing)、溶融及び切除(abia、tiB)がある、最大程度に問題なこと は、(a)高電力パルス又は高連1!電力でレーザーエネルギーを伝送すること ;(b)レーザー・は、有機物質におけるyt、′Fの吸収の高いスペクトルの 紫極限端と同調されていなければならない:又は(C)レーザーは、生体#fl 織の主要成分である水l:よる光(radiatton)の吸収が因子であるス ペクトルの赤外極限端と同調されてぃなζブればならない;という状態を含む1 以−Fの状態に直面し、なければならないことであるい知られているように、状 態(11)は、絶縁破壊等の非線形光学工程を達して機能し、かかる工程は、生 じるプラズマが通常レーザー光線に対して不透明であるため、精巧に局限化され た吸収部位を生じさセる。これらの注意すべき状態は、極端な状態であり、幾つ かの又は全ての光学部品が、この伝送された極端なL/−ザーエネルギーを処理 することができないという結果をもたらしてきた。
目の保護及び治療において、ある場合には、目は正常な即ち「完全な」形態から はずれることがあり、特ζこ目の外面である角膜が適正に湾曲しておらず、円錐 角膜又は近視の原因になる幾らかの過剰な急勾配を有し、視力を損うことになる ということが認められている。熱及び/又は高周波エネルギーをあてて角膜固有 質層の内部構造を変化させることにより、この不完全を修正する提案がなされて いるが、これらの提案は、重大な欠陥を有している。例えば、トス等(Doss  et al)の米国特許第4,326,529号は、角膜移植(kerato plasty)技術により角膜の不規則の修正を行うことを試みており、この技 術においては、中央固有質を高周波電極プローブで加熱してコラーゲンの架橋結 合を破壊し、澄明な角膜媒体の一部であるコラーゲンを収縮させている。トス等 により開示されたこの方法は、角膜の三次元空間内で熱#1積(heat de pasi−tion)が容易に局限化されないという不都合がある。
ルーセル等(Iioussell et al)の米国特許第4,409,97 9号は、レーザー光で入間の目を治療するため及び治療部位を視検するための装 置llfを提供している。反射器及びプリズムが偏っており、光を、光路と偏心 して通過させながら、光源から治療部位へと誘導し;映f象が、光路の中心を、 治療部位から顕微鏡等の視検器具へと誘導される。レーザーからの光線は、作動 位置と後退位置(r e t、r a ct−pd position)との間 を移動可能な鏡の中央部分に当るようにする。
作動位置にあっては、鏡は、はぼ光路に沿って、レーザー光を治療部位に送る。
後退位置にあっては、鏡は、光路から移転されており、上記の光線及び観察光( observing beam)を通過させる0弱いレーザーが、更に偏ってお り、その光線は、光路と偏心した進路を進む。手動調節可能な焦点合せレンズ( foeussing 1ends)が偏っており、光源からの光及びレーザー光 の焦点を合せる。この構成には、この構成が、光源からの光線、観察光線及び弱 いレーザー光線の光路の部分であるビームスプリッタ−及び反射器を収容するた めの回転可能な管を備えることが必要であるという問題がある。そのため、所望 の視検及び焦点合せを行うには、電力し・−ザーに通電し、鏡を作動位置に移動 させて電力レーザー光#(power 1aser beam)を治療部位に送 る前ζこ、回転可能な管の操作及び焦点合せ1/ンズの手動調節が、必要である 。ルーセル等の方法は、6段階の自由度を有するハンドピースの自由度を以て斯 かる構成を動かすことができないという不都合がある。加λて、この方法は、レ ーザーエネルギーの伝送の焦点部位を確立するためにオペし−9の介在を必要と する。
マツカライド(Muckerhide)の米国特許第4,316,467号は、 皮膚の母斑又は陣富(]esions)の治療のためのレーザーの使用を開示し ており、この用法においては、レーザーの電力又はエネルギーレベルの制御は、 障害から反射される光を、光伝送繊維束により受けることにより行われ、制御回 路が、レーザー光線が送られる領域の色の純度(color 1ntenstt y)に対応する強度(intensit、y)を検知し、レーザーのエネルギー を変化させる。
ゴールデンバーグ(Goldenberg)の米国特許第4,641.91.2 号は、血管形成術に使用するための励起二量体レーザーシステムを開示し、この システムは、一つは、レーザーエネルギーにより切除するアテローム硬化斑(a therosclerotic plaque)の映像を得るための光ファイバ ーで、二つめの光ファイバーは、前記斑にレーザー光線をあてるために備えられ ている、一対の光ファイバーを備えている。ビデオカメラ及びモニターが、前記 斑の映像を捕捉しディスプレーするために利用されている。
カーリン等(にarlin et al)の米国特許第4,583,539号は 、CO2レーザ−ソース及び関節アーム構造を用いる目の外科手術を行うための システムを開示しており、レーザーエネルギーは、関節アーム構造に接続され、 目に挿入可能なプローブを通して伝送される。
キムテ(Ki装ura)の米国特許第4,2B6,549号は、光が通過して送 られ、腫瘍がレーザー光照射を受ける光学部位を照明するプローブを備えたレー ザー小力(scalpel)を開示しており、画像(pie−1υre)又は図 (grapbic representation)が得られる。アダプターが 、プローブの先端に備っており、!!瘍又は1瘍附近の組織と係合してプローブ の焦点合せレンズのレーザー光線をあてる腫瘍までの距離を確立する。
レミー等(Revy et al)の米国特許第4,289,378号は、透明 な生体対象物の微視的目標領域上に、稼働レーザー光線の焦点を合せるための装 置を開示している。可視範囲の波長を有する補助レーザー光線が使用され、レー ザー光線の手動合同焦点合せ(jointmanual focussing) を通して、透明な生体の検体内の特定の位置で所望の深さに、稼働光線の焦点台 せの位置決めがなされる。
しかしながら、上述の開示は、レーザーエネルギーを、表面から非常に小さい範 囲の位置に伝送するための直接接触平凸レンズを提供していない、それらの開示 は、また、隣接する下側の組織が照射されている間角膜を覆い、手に保持された 器具のための案内表面としての役もはたすコンタクトレンズ表面を提供していな い。これらの制限は、以下に明らかになるように、本発明により克服される。
歯にレーザーエネルギーを送るための歯科用ハンドピースを開示している特許の 中に、オオタ等(Ota etδ1)の米国特許第4,5[13゜853号があ る。この特許では、ハンドピースが、中央に位置する光ファイバーを備え、この 光ファイバーを、レーザー光線が通過して歯へと進む。このハンドピースは、そ の遠位端に間隔スペーサーを備えて歯と係合し、歯と光ファイバーとの間に固定 した間隔を与えてレーザーソースからのレーザー光線の照射の量及び強さを調整 する。マイヤーズ等(Myers et al)の米国特許第4,521,19 4号は、歯から、初期のカリエス性の障害及び/又は汚れ(stain)を、イ ツトリウム−アルミニウムーガーネット レーザー等のソースからのレーザー光 線をあてることにより、取り除く方法を開示している。これらの特許は何れもレ ーザー光線の自動焦点合せを準備しておらず、ハンドピースを通して治療部位を 視検することも準備していない、上述のこれらの装置は、高ピーク電力TEN( oo)レーザーモード光の伝送も準備していないが、それは、この光が通常は光 伝送繊維装置を破壊してしまうからである0例えば、5ミリジユールのQスイッ チYAGレーザーパルスは、単一モード(single mode)光伝送&l 緒の端部を破壊する。
発明の概要 レーザーによる外科手術を行うための装置及び方法が開示されており、これらの 装置及び方法においては、焦点合せされたレーザー光線が、ハンドピースにより 手術部位に送られ、自動的に焦点合せされるため、レーザー光線の組織修正(切 除、切開、溶融、その他)効果は、被術体における光線の軸に沿う所望の場所に 位置する。この備えられたハンドピースは、ハンドピースが6段階の自由度を有 することを可能にする新規な関節アームシステムによって支持されている。プリ ズムを使用しているこの新規な構成は、紫外線から赤外線にわたる範囲の高ピー ク電力レーザー光の伝送ができる。ハンドピース内には、レーザーソースから関 節アームシステムを通過してきたレーザー光を受ける二色反射器が備えられてお り、(同心の軸整合光線を含む)レーザー光は、ハンドピースの軸とほぼ一致し ている光路と直角の光路に沿ってハンドピースに入る。レンズの焦点合せをする システムが、ハンドピース内に漏っている。光源が、ハンドピースの近位端に接 続された光伝送1a維束を介してハンドピースに光学的に接続されている。
〉 光は、ハンドピースの軸l二泊って軸方向に進み、二色反射器及び可変焦点 レンズを経て治療部位へと進み、治療部位がらの**光(obseervati on light)は、焦点合せレンズ及び二色反射器を経て光伝送繊維束に入 り、r14節可能なレンズの自動焦点合せを行う制御システムへと進み、例えば 、角膜の内皮細胞層である被術体の〉 参照又は目標に関して被術体の所定の深 さにレーザー光の焦点を合せる0M御クシステム、参照信号ソースを内に有し流 体シリンダーを制御する電磁インパルサーへのエラー信号を発生させるエラー信 号発生器に、信号を伝送するイメージスキャナーの形態をとるのが良い、流体シ リンダーは、内に、電磁インパルサーにより動かされ、可撓性の導管により可変 焦点レンズの可変容積チャンバーに接続されたピストンを有している。ハンドピ ースの下部部材は、ハンドピースの軸の周りに回転することができ、しがもハン ドピースは、上記横方向の軸の周りに回転可能である。光伝送繊維束及び流体導 管は何れも可撓性であり、ハンドピースが制限を受けずに移動することができる 0本発明の目的のなかには、レーザーによる外科手術のための装置及び方法を提 供することがあり、この装置及び方法においては、手術部位に対してレーザー光 線の自動焦点合せが行われる。
他の目的は、内において、焦点合せされたレーザー光線の焦点の深さに係る位置 決めが、参照面(reference feature)に対して自動的に制御 されるハンドピースをを備えている方法及び装置を提供することである。
本発明の他の目的は、レーザーエネルギーを伝送するため、及びハンドピースの 軸に沿って治療部位の観察ができるようにするためのハンドピースを備えている 装置を提供することである。
本発明の他の目的は、治療する組織に対する平面を有する平凸サファイアレンズ を備えた装置及び方法を提供することである。
別の目的は、角膜を覆い案内面としての役をはたす薄いハードコンタクトレンズ を提供することである。
本発明の更に他の目的は、視検器具による直接観察から及び手術部位におけるハ ンドピースを通して捕捉された重ね合わされたビデオ映像からの同時の重ね合わ された手術部位の映像を提供する装置を、施術医に提供することである。
本発明の別の目的は、ハンドピースに、手術部位に対するハンドピースの方向付 けのための6段階の運動の自由度を与えながら、ハンドピースを通してレーザー 光を手術部位に伝送する装置を提供することである。
本発明の更に別の目的は、単一のブーム及び新規な空気含有光線導管(air  bearing beam conduft)を使用して、最小限の障害、最小 限の摩擦及び慣性、及び最適の釣合で、レーザー光を手術用ハンドピースに伝送 する装置を提供することである。
本発明の他の目的及び付随する多くの利点は、以下の明細な記述、請求の範囲及 び図面を考慮することにより容易に理解されよう。
図面の簡単な説明 第1図は、本発明による装置の模式図である。
第1A図は、第1図の装置の一部分及び角膜上のコンタクトレンズの詳細図であ る。
第2図は、第1図の部分を更に詳細【二示す模式図である。
第3図は、本発明による歯科用ハンドピースの部分断面図である。
好ましい実施態様の説明 図面を参照すると、同様の又は相当する部分には、同様の又は相当する参照番号 が、数個の図面を通して使われており、第1図には、目Eのレーザーによる外科 手術用の装置10が示されている。特に、内に内皮層ELを有し、上にコンタク トレンズ60を着けた透明な角膜Cが示されているが、レンズ60は随意である 。
本明細書に開示されている装置は、外面の輪郭に関わりなく、角膜内の内皮に対 して所望の深さの集中した焦点におけるレーザー光(laser radiat ion)の投射を行うための参照又は目標として、内皮の深さを利用している。
コンタクトレンズ60は、角膜に対する平面(piano 5ide)を有する という新規な構造を有しているので、焦点合せは極めて正確で一局所に集中する 。レーザー光線の集中した点即ち焦点を合せた点を、正確な位置、即ち角膜表面 からの正確な深さ即ち距離に置くために、内皮層が、以下に説明する焦点合せシ ステム及び可変焦点レンズ(variable focus 1ens)のため の参照として利用される0本明細書に開示された方法及び装置は、レーザーエネ ルギーで角膜を治療することに使用できるが、本明細書に開示された方法及び装 置は、斯かる用途に必ずしも限定されない。
装置10は、施術医(surgeon)の手に保持されるようになっているハン ドピース12を備えている。ハンドピース12は、融蝕性レーザー16からエネ ルギーを受ける関節式(articulating)アームシステム14により 支持されている。更に、比較的弱い、軸整合(aligning)レーザー18 が偏っていても良い。レーザー16は、例えば、約3ミリジユールのパルスあた りのエネルギー及び秒あたり2000パルス程の反復速度(repetitio n rate)を有する高反復速度QスイッチYAG TEMooモードシステ ムであるのが良い。
3ミリワツトのヘリウムネオンレーザ−である、ガウスTENo。
−等の高力の非常に融蝕性のレーザーを、幾つでも使用可能である。可動のプラ ットフォーム又はキャリッジ(図示せず)が、レーザー16及び18並びに関節 アームシステム14を支持するこハンドピース12には、可撓性の干渉性光伝送 繊維束(coher−ent fiberoptic bundle)20及び 可撓性の導管22が接続されて30を有する!IJI微鏡等の視検器具26が備 っている0図示のようの反射1%44を有する外部管43aが直角に固定されて いる。外部管43aの内側で、内部管43bが軸回転可能である。内部管43b には、管45aが直角に接続されており、その管の中には反射器46がある。釣 合重り47が、管45aにアーム47aにより接続されている。管45aは、内 側に管45dを設けた拡大端部45cを有し、管45d内には、直径の小さい有 孔管45eがあってそれらの間にチャンバー45fを与えている。空気又はガス ソース49から調圧器49aを介し空気を供給される導管48を通して、空気又 はガスが、チャンバー45fに供給される。
内部管45gが、有孔管45eの内側に位置し、回転可能で軸方向に可動であり 、内部管47bと有孔管45eとの間の殆ど摩擦のない空気クッションに支持さ れている。
内部管45gは、その外端に反射器50を有し、内部管51aに直角に固定され ている。該内部管51aに関して軸回転可能な外部管51bがある。この外部管 51bは、管51bを横切る管53を備えたT型のハウジング52を形成してい る。下部管状部材54が、管53に対して軸回転可能である。
ハウジング53内には、二@ (dichroic)反射器56、及びハンドピ ース12の近位端に隣接したハウジング53内には、リレーレンズ57がある。
管状部材54内には、全体として58で示される可変焦点レンズ、及びその遠位 端には、平面側が角膜Cの外面と接している平凸カップリングレンズ59がある 。第1A図では、レンズ50の平面例は、輻射線が通通し案内面としての役目を するハードコンタクトレンズ600表面と当接している。
第2図を参照すると、二色反射器56を備えたハンドピース12が示されており 、二色反射器は、管51a及び51bを通る光路と管53及び54の軸に沿う光 路との接合部に位置している。
可変焦点レンズ58は、例えば、ガイド62を軸方向に移動可能な発散レンズ6 1、及び締め付はリング64で所定の位置に固定されている収斂レンズ63を備 えている。可撓性のベローズ66が、レンズ61及び63に気密に取り付けてあ り、可撓性の導管22が、可撓性のベローズ66から延び、レンズ61及び63 並びに可撓性のベローズ66によって形成されるチャンバーと流体′R76が、 二色反射器73と軸整合し、レンズ72及び光伝送繊維束20を通り、そこから ハンドピース12に入り、リレーレンズ57、二色反射器56、可変焦点レンズ 58及びカップリングレンズ59を通過する光を手術部位に当てる。その他、軸 整合レーザー18(第1図)により提供される照明は、内皮細胞の映像学素子7 5a、75bが利用される。テレビカメラ77が、部分反射器74と軸整合して 前記部位の受像をしており、テレビモニ57からなる光学システムの参照層EL 上の焦点からの逸脱を測スキャナー78から供給される電圧との差に比例した信 号を発生の厚さの変化に合せる自動調節が、レーザー光線の焦点が、角膜ャナー は、層ELの鮮明な映像を検知し、イメージスキャナー78により発生した信号 が、エラー信号発生器79により参照標準と比較された時、エラー信号発生器7 9は、エラー信号を発生させない、その結果、可変焦点レンズ58には何の変化 もなく、レーザー16が作動する(fired)と、内皮層ELに関し、正確且 つ自動的に決められた距離に、非常に高いエネルギー密度の高度に局限化された 点が作り出される。前述の状態が得られない時には、レーザーは作動されないこ とが望ましい。ハンドピース12は、施術法によって、角膜Cの外面を、例えば 放射状の角膜手術におけるような放射状の経路内を動かされ、ハンドピースが厚 さの変化に関与していると仮定すると、カップリングレンズ59の平端面は、参 照又は標点内皮層ELから移動して離れることは明らかである。イメージスキャ ナー78によって受像された映像は、れ、ピストンロッド82が動いて可変焦点 レンズ58の焦点距離の位置に対して望ましい所定の距離に、高エネルギーで小 さい直径の焦点を据えるように焦点合せされる。
ハンドピース12及び視検器具26の両方を使用している施術56及びリレーレ ンズ57を通って光伝送繊維束20に入り、そこからレンズ72を通ってビーム スプリッタ−74へと進む、映像は、しかる後、テレビカメラ77へと進み、テ レビモニター3oへと送信され、ビームスプリッタ−28を経て現れる映像は、 視検器具26の視界の小さな位置を占める0gt検器具26及びハンドピース1 2は、角lICの同じ位置を見るために、互に密に隣−緒に示されている。ハン ドピース120は、外部管51b及び53に関して回転可能で、内に可変焦点レ ンズ58を有している。
て接続されている光伝送m維東とともに示されている。可変焦点レンズ587へ と延びる導管22も示されている。
78へと、イメージスキャナー78によって決定されるレンズ路変換プリズム1 21と歯科目標との間の距離が、以下の一方又は両方の状態により変化しても、 歯科目標における材料の除去をる際に、進路変換プリズム121を歯科目標から 正確な距離に維部位までの重環的距離は変化するが、斯かる変化は検知され、上 述の典型的な焦点合せ装置によって、歯科目標部位の表面にレーザー光線の局限 化されたエネルギー焦点の自動焦点合せが行われとの間に疑問がある場合には何 時でも、より具体的な意味を意図するものである。
国際調査報告 llllCN中・−^−ty−IIs、 PCT/υS 89102094国際 調査報告 S^ 28943

Claims (35)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.レーザー光により手術部位の外科手術を行うための装置であって、 (a)互に垂直な第1及び第2の光路を内に有する細長いハンドピースと、 (b)前記第1及び第2の光路に対して傾いている、前記ハンドピース内にある 二色反射器と、 (c)前記ハンドピース内の、前記第1の光路に沿う可変焦点レンズと、 (d)前記二色反射器によりレーザー光を前記第1の光路に沿って前記可変焦点 レンズに反射させるため、前記第2の光路に沿ってレーザー光を前記二色反射器 に送るための手段と、(e)前記部位の映像を捕捉するため、前記ハンドピース に接続された手段とを、 備えていることをことを特徴とする装置。
  2. 2.前記ハンドピースの遠位端にあって、前記第1の光路に沿う、治療部位に対 する平面側で治療部位に当接する状態で位置決めされる平凸カップリングレンズ を、更に備えていることを特徴とする請求項1記載の装置。
  3. 3.前記カップリングレンズの前記平面側と当接するコンタクト平面レンズを、 更に備えていることを特徴とする請求項2記載の装置。
  4. 4.前記平面レンズが、サファイアからなることを特徴とする請求項2記載の装 置。
  5. 5.前記ハンドピースの近位端に隣接し、前記第1の光路に沿って位置する、前 記二色反射器を通して前記部位の映像を受像するためのリレーレンズを、更に備 えていることを特徴とする請求項1記載の装置。
  6. 6.前記映像捕捉手段が、前記ハンドピースの遠位端に端部を有する前記リレー レンズからの映像を受像するよう位置決めされた光ファイバーを備えていること を特徴とする請求項5記載の装置。
  7. 7.前記可変焦点レンズの焦点を変化させるための手段を、更に備えていること を特徴とする請求項1記載の装置。
  8. 8.前記可変焦点レンズが、第1及び第2のレンズと、前記レンズの一方を、前 記ハンドピース内の固定位置に載置する手段と、前記レンズの他方を、前記第1 の光路に沿って案内するための手段と、伸張可能なチャンバーを形成する前記第 1及び第2のレンズを含む手段とを、備えていることを特徴とする請求項1記載 の装置。
  9. 9.流体ソースと、前記流体ソースを前記チャンバーに連通させるための手段と を、更に備えていることを特徴とする請求項8記載の装置。
  10. 10.前記映像捕捉手段からの前記部位の映像を走査し、走査された映像を表わ す信号を発生させるための手段と、前記信号を受信し、エラー信号を発生させる ためのエラー信号発生手段と、前記エラー信号を受信し、前記ソースに前記チャ ンバー内の流体の体積を変化させるための制御手段とを、更に備えていることを 特徴とする請求項9記載の装置。
  11. 11.前記映像捕捉手段からの前記部位の映像を受信し、及び前記可変焦点レン ズ手段を作動させるための手段を、更に備えていることを特徴とする請求項1記 載の装置。
  12. 12.前記ハンドピースを、前記第2の光路の軸の周りに回転運動可能に支持す るための手段を、更に備えていることを特徴とする請求項1記載の装置。
  13. 13.前記ハンドピースを、6段階の自由度で可動に支持するための手段を、更 に備えていることを特徴とする請求項1記載の装置。
  14. 14.前記映像捕捉手段が、前記ハンドピースに接続された可撓性の光ファイバ ーを備え、前記可変焦点レンズが、該レンズに接続された可撓性の導管を有して いることを特徴とする請求項13記載の装置。
  15. 15.前記可変焦点レンズの焦点の参照平面からの逸脱を検知するための手段と 、焦点エラーに応答して前記可変焦点レンズを変化させるための手段とを、更に 備えていることを特徴とする請求項1記載の装置。
  16. 16.前記ハンドピースの遠位端に、平凸カップリングレンズを、更に備えてい ることを特徴とする請求項15記載の装置。
  17. 17.前記ハンドピース内で前記第1の光軸上にあり、前記可変焦点レンズを通 過してきた光を受け、該光を前記ハンドピースの外へ送るための、前記第1の光 路と角をなす手段を、更に含むことを特徴とする請求項15記載の装置。
  18. 18.前記角が、45°であることを特徴とする請求項17記載の装置。
  19. 19.前記映像捕獲手段が、前記ハンドピースの近位端に接続され、端部が前記 第1の軸上にある光伝送繊維と、テレビカメラと、該テレビカメラに接続された テレビモニターとを、備えていることを特徴とする請求項1記載の装置。
  20. 20.被術体に外科手術を行うための装置であって、レーザー光ソースと、 前記ソースからレーザー光を受け、前記レーサー光を、被術体の局限化された点 に鮮明に焦点合せをするための手段と、前記装置の一部分から被術体内又は被術 体上の参照までの距離を検知するための手段と、 記記距離検知手段により検知された前記距離の変化に応答して、被術体における 参照に対する前記局限化された点の位置を変化させるための手段とを、 備えていることを特徴とする装置。
  21. 21.前記距離検知手段が、レーザー光を放射するための第2の手段と、参照か ら反射された放射光を受け、前記局限化点位置変化手段への制御信号を発生させ るための手段とを、備えていることを特徴とする請求項20記載の装置。
  22. 22.前記距離検知手段が、参照を照明するための低電力軸整合レーサー光線を 備えていることを特徴とする請求項20記載の装置。
  23. 23.前記第2のレーザー光放射手段が、光源を備えていることを特徴とする請 求項21記載の装置。
  24. 24.前記距離検知手段が、前記参照の映像を走査するための手段と、光を前記 参照から前記映像走査手段へと誘導するための手段とを、備えていることを特徴 とする請求項23記載の装置。
  25. 25.前記局限化点位置変化手段が、可変焦点レンズを備えていることを特徴と する請求項24記載の装置。
  26. 26.人によって把持され、手で取扱われるハンドピースを更に備え、前記位置 変化手段が、前記ハンドピース内に可変焦点レンズを備えていることを特徴とす る請求項19記載の装置。
  27. 27.前記ハンドピースが、その内に二色反射器と、前記可変焦点レンズを通過 する前記ハンドピース内の第1の光路と、前記第1の光路を横切る第2の光路を 前記ハンドピース内に形成する手段とを備え、前記二色反射器が、前記光路の交 差部に位置していることを特徴とする請求項26記載の装置。
  28. 28.参照層から散乱した光を、前記ハンドピースに誘導し、該ハンドピースか ら前記第1の光路に沿って誘導するための前記ハンドピースに接続された光伝送 繊維束を備えていることを特徴とする請求項27記載の装置。
  29. 29.前記距離検知手段が、前記光伝送繊維束と、光源と、前記光を前記光伝送 繊維束に導入するための手段と、前記参照の映像を受像し、信号を発生させるた めの手段と、前記信号を受信し、エラー信号を発生させるためのエラー信号発生 手段とを、備えていることを特徴とする請求項27記載の装置。
  30. 30.前記第1の光路に沿って参照の映像を受像するため、前記ハンドピースに 接続された光伝送繊維束と、テレビカメラと、前記テレビカメラに、前記参照の 映像を映写するための手段と、前記参照の映像をディスプレーするための、前記 テレビカメラに接続されたテレビモニターとを備えた装置において、前記ハンド ピースが、近位端及び遠位端を有する細長いほぼ円筒状の部材を備え、前記光伝 送繊維束が、前記ハンドピースの前記近位端に位置する端部と、前記円筒状ハン ドピース部分を長手方向に通って延びる第1の光軸と軸整合する末端部分とを有 することを特徴とする請求項26記載の装置。
  31. 31.レーザーエネルギーを利用して外科手術を行う方法であって、 (a)光線に、可変焦点レンズを通過させること、(b)前記可変焦点レンズ及 び対象物の焦点状態を検知し、前記対象物から所定の距離又はその附近に光の焦 点を合せるように、前記可変焦点レンズを変化させること、(c)レーサー光線 を発生させること、及び(d)前記レンズの焦点を変化させた後、前記レーザー 光線に、前記可変焦点レンズを通過させること、を含む方法。
  32. 32.前記検知が、前記対象物から光を受け、該光を走査し、しかる後走査され た映像に応答して信号を発生させることにより行われることを特徴とする請求項 31記載の方法。
  33. 33.前記可変焦点レンズの光軸上に、該光軸と角をなして位置する二色反射器 に前記レーザー光線を送ることを、更に含むことを特徴とする請求項31記載の 方法。
  34. 34.前記検知が、透明な解剖組織部分における参照に対する前記可変焦点レン ズの焦点状態を検知することであることを特徴とする請求項31記載の方法。
  35. 35.前記検知が、前記可変焦点レンズ及び歯の上又は歯の内に位置する歯科目 標の焦点状態を検知することであることを特徴とする請求項31記載の方法。
JP1506040A 1988-05-19 1989-05-18 レーザーによる外科及び歯科手術用ハンドピース及び関連装置 Pending JPH04501963A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US19584388A 1988-05-19 1988-05-19
US195,843 1988-05-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH04501963A true JPH04501963A (ja) 1992-04-09

Family

ID=22723050

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1506040A Pending JPH04501963A (ja) 1988-05-19 1989-05-18 レーザーによる外科及び歯科手術用ハンドピース及び関連装置

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP0414791A1 (ja)
JP (1) JPH04501963A (ja)
CA (1) CA1325250C (ja)
IL (1) IL90318A (ja)
WO (1) WO1989011260A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013530760A (ja) * 2010-07-06 2013-08-01 ジョー,ヨンミン 口腔内の物質除去のためのシステム
JP2015091344A (ja) * 2009-01-20 2015-05-14 ルメラ レーザー ゲーエムベーハー 歯の材料をアブレーションする歯科用レーザアブレーション装置

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5026979A (en) * 1990-03-05 1991-06-25 General Electric Company Method and apparatus for optically monitoring laser materials processing
DE4015066A1 (de) * 1990-05-10 1991-11-14 Hans Wilhelm Bergmann Vorrichtung und verfahren zur automatischen kontrolle von zahnbehandlungen und chirurgischen eingriffen mit hilfe gepulster laser
DE4038809C1 (en) * 1990-12-05 1992-04-02 Kaltenbach & Voigt Gmbh & Co, 7950 Biberach, De Dental instrument for treatment by laser beam - has slidable lens and exchangeable light conductor sections of various diameters
DE4211234A1 (de) * 1992-04-03 1993-10-07 Kaltenbach & Voigt Zahnärztliches Laser-Behandlungsgerät
DE4233744A1 (de) * 1992-10-07 1994-04-14 Hager & Meisinger Gmbh Werkzeug zum Behandeln durch Laserstrahlen
US5336215A (en) * 1993-01-22 1994-08-09 Intelligent Surgical Lasers Eye stabilizing mechanism for use in ophthalmic laser surgery
US5441531A (en) * 1993-10-18 1995-08-15 Dusa Pharmaceuticals Inc. Illuminator and methods for photodynamic therapy
FR2737311A1 (fr) * 1995-07-25 1997-01-31 Bm Ind Dispositif de gestion de faisceau
DE19534590A1 (de) * 1995-09-11 1997-03-13 Laser & Med Tech Gmbh Scanning Ablation von keramischen Werkstoffen, Kunststoffen und biologischen Hydroxylapatitmaterialien, insbesondere Zahnhartsubstanz
DE19852302A1 (de) 1998-11-12 2000-05-25 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren und Vorrichtung zum Bearbeiten von Werkstücken mit Hochenergiestrahlung
CA2395584A1 (en) * 2002-08-09 2004-02-09 Vadim G. Dobkine A method and a laser device for treatment of endo-cavital infections
WO2004014486A1 (en) * 2002-08-09 2004-02-19 Dobkine Vadim G A method and a laser device for treatment of infections
DE602005004332T2 (de) 2004-06-17 2009-01-08 Cadent Ltd. Verfahren zum Bereitstellen von Daten im Zusammenhang mit der Mundhöhle
EP1941843B1 (en) * 2004-06-17 2021-11-17 Align Technology, Inc. Method and apparatus for colour imaging a three-dimensional structure
US20070016178A1 (en) * 2005-07-14 2007-01-18 Boris Vaynberg Laser energy delivery device with swivel handpiece

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3315680A (en) * 1965-06-16 1967-04-25 Optics Technology Inc Optical cauterizer
US4583539A (en) * 1982-01-12 1986-04-22 Cornell Research Foundation, Inc. Laser surgical system
US4520816A (en) * 1983-01-12 1985-06-04 Schachar Ronald A Method and apparatus for delivering laser energy for ophthalmic use
DE3306981C2 (de) * 1983-02-28 1987-11-12 Wolfram 8048 Haimhausen Weinberg Vorrichtung zur Photokoagulation von biologischem Gewebe
WO1986004847A1 (en) * 1985-02-23 1986-08-28 N.I.S. Engineering Limited Laser apparatus
JP2593085B2 (ja) * 1986-03-08 1997-03-19 ゲー.ローデンストツク.インストルメンテ.ゲゼルシヤフト.ミツト.ベシユレンクテル.ハフツング レーザーを使用する眼の診察と治療用装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015091344A (ja) * 2009-01-20 2015-05-14 ルメラ レーザー ゲーエムベーハー 歯の材料をアブレーションする歯科用レーザアブレーション装置
JP2013530760A (ja) * 2010-07-06 2013-08-01 ジョー,ヨンミン 口腔内の物質除去のためのシステム

Also Published As

Publication number Publication date
WO1989011260A1 (en) 1989-11-30
IL90318A (en) 1994-05-30
IL90318A0 (en) 1989-12-15
CA1325250C (en) 1993-12-14
EP0414791A1 (en) 1991-03-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5364390A (en) Handpiece and related apparatus for laser surgery and dentistry
JPH04501963A (ja) レーザーによる外科及び歯科手術用ハンドピース及び関連装置
EP0710136B1 (en) Laser treatment system with electronic visualization
US5785704A (en) Method for performing stereotactic laser surgery
CA1245297A (en) Method and apparatus for removing cataractous lens tissue by laser radiation
KR960010983B1 (ko) 레이저광 조사에 의한 치료장치
US5738678A (en) Apparatus and method for delivering laser radiation to a substrate
US7083611B2 (en) Method and apparatus for providing facial rejuvenation treatments
JPS6148953B2 (ja)
US11202674B2 (en) Laser system for surgical applications
US20220054014A1 (en) System and method of using ultrafast raman spectroscopy and a laser for quasi-real time detection and eradication of pathogens
Acemoglu et al. Non-contact tissue ablations with high-speed laser scanning in endoscopic laser microsurgery
RU2183108C1 (ru) Способ коррекции рефракционных свойств роговицы глаза при in situ мониторинге методом оптической когерентной томографии и устройство для его осуществления
US20050080467A1 (en) Laser treatment apparatus
RU2181572C2 (ru) Лазерный медицинский прибор
EP0426669A1 (en) Method and apparatus for controlling the depth of cut of a laser knife
TWI782275B (zh) 內視鏡之光學結構
JP2635972B2 (ja) 手持ち式の鼓膜切開術用器具
JPH0759791A (ja) 炭酸ガスレーザ手術装置の手術用プローブ
JPH07184917A (ja) レーザハンドピース
KR100615729B1 (ko) 적외선 레이저 방사선으로 각막조직을 제거하는 방법 및 장치
JPS6112979Y2 (ja)
Nagasawa et al. USEFUL ANCILLARY INSTRUMENTATION FOR SURGICAL APPLICATION OF LLLT
JPH01305939A (ja) レーザ装置
JP2003339890A (ja) レーザ治療装置