JPH05299753A

JPH05299753A - レーザー装置

Info

Publication number: JPH05299753A
Application number: JP4096786A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Kosaka; 芳広小坂; Tadahiko Ogasawara; 忠彦小笠原
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1992-04-16
Filing date: 1992-04-16
Publication date: 1993-11-12

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、仮に、何らかの理由で発振出力がモ
ニターできなくなってしまったとしても、過大な出力が
出ることがなく、安全を確保できるレーザー装置を提供
することを目的とする。【構成】出力設定部６での設定とレーザー光出力とを比
較器７で比較し、その比較結果にもとづいてレーザー電
源部２への入力を制御するレーザー装置において、出力
設定部６での設定に対する出力値によって、レーザー電
源部２への入力の上限を決定する電源入力制限回路９を
もつことにより、仮に、何らかの理由で発振出力がモニ
ターできなくなってしまったとしても、過大な出力が出
ることがなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主として医療の分野に
おいて使用されるレーザー装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開昭６３−７３６８１号公報等で知ら
れるように、従来のレーザー装置は、レーザーの出射出
力をその設定値に一致させるため、レーザーの発振出力
を常時モニターし、これと設定値との偏差を求め、これ
からレーザー電源部への入力の変化量を求めて電源部か
らレーザー発振器への入力を変化させ、レーザーの出射
出力を調節するようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このようなレーザー装
置においては、もし何らかの理由でレーザー出力がモニ
ターできなくなってしまったとすると、レーザー出力と
設定値との偏差が非常に大きいものとみなされ、その結
果、電源入力の変化量が大きくなり、レーザー出力を過
大にしてしまう。このままでは、患者に対してのダメー
ジを回避する上で問題が残る。

【０００４】本発明は前記課題に着目してなされたもの
で、その目的とするところは、仮に、何らかの理由でレ
ーザー発振出力がモニターできなくなってしまったとし
ても、過大な出力が出ることがないレーザー装置を提供
することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、出力
設定部での設定とレーザー光出力とを比較し、比較結果
にもとづいてレーザー電源部への制御入力を調節するレ
ーザー装置において、出力設定部での設定に対応する出
力値によって、レーザー電源部への制御入力の上限を決
定する電源入力制限手段を設けたレーザー装置である。
この電源入力制限手段により、仮に、何らかの理由でレ
ーザー発振の出力がモニターできなくなってしまったと
しても、過大な出力が出ることがない。

【０００６】

【実施例】以下、図１および図２を参照して本発明の第
１の実施例を説明する。図１はそのレーザー装置の概略
的な構成を示している。同図中１はレーザー発振器であ
り、これは電源部２からの入力に応じて発振出力が変化
する。レーザー発振器１に入力する電流は、第１のＤ／
Ａ変換回路（第１の制御回路）３によってレーザー電源
部２を制御することにより調節される。

【０００７】レーザー発振器１から出射するレーザー光
の一部は、その出射光軸上に設けたハーフミラー４によ
って光検出器５に導かれる。光検出器５はレーザー発振
器１から実際に出射するレーザー光の出力を検出する。
この検出したレーザー光出力値は、出力設定部６で設定
した出力値と比較器７によって比較される。比較器７で
比較した結果によって、アップ／ダウンカウンタ８はカ
ウント動作を行う。そして、アップ／ダウンカウンタ８
のデジタル出力を第１のＤ／Ａ変換回路３に入力する。

【０００８】また、出力設定部６で設定した値の出力は
電源入力制限回路９に入力される。この電源入力制限回
路９は、Ａ／Ｄ変換回路１１、ＲＯＭ１２、第２のＤ／
Ａ変換回路１３とからなり、Ａ／Ｄ変換回路１１は前記
出力設定部６で設定した値のアナログ出力をデジタル信
号に変換する。ＲＯＭ１２は後述するような入出力の相
関関係を記憶している。第２のＤ／Ａ変換回路１３はそ
のＲＯＭ１２に記憶した後述するような相関関係に応じ
た出力を前述した第１のＤ／Ａ変換回路３に入力する。

【０００９】次に、このレーザー装置の作用を説明す
る。まず、所望のレーザー出力を出力設定部６で設定す
ると、その設定値はアナログ信号として比較器７の正入
力端子と電源入力制限回路９に同時に入力される。電源
入力制限回路９は、所望のレーザー出力を得るためにレ
ーザー電源部２に与えられるべき電圧に略等しい電圧を
出力し、これを第１のＤ／Ａ変換回路３の基準電圧端子
に与える。

【００１０】今、レーザー発振器１からいくらかの出力
のレーザー光が発振されたとする。このレーザー光は光
検出器５でモニタされ、レーザー出力に比例した大きさ
の電圧信号になって比較器７の負入力端子に入力する。
ここで、仮に、レーザー出力が所望値よりも小さけれ
ば、比較器７の出力には“Ｈｉｇｈ”レベルの信号が出
力し、また、所望値よりも大きければ、比較器７の出力
には“Ｌｏｗ”レベルの信号が現れる。

【００１１】比較器７の出力はアップ／ダウンカウンタ
８に与えられ、“Ｈｉｇｈ”の場合にはカウント値を増
加させ、“Ｌｏｗ”の場合にはカウント値を減少させ
る。このカウト値は第１のＤ／Ａ変換回路３に与えら
れ、そのカウント値に応じた大きさの電圧がレーザー電
源部２に与えられる。そして、実際に発振しているレー
ザー出力が所望値よりも小さければ、レーザー電源部２
への入力を増加させ、所望値よりも大きければ、レーザ
ー電源部２への入力を減少させることによって、レーザ
ー出力を所望値に近づける。

【００１２】ところで、電源入力制限回路９の出力が、
第１のＤ／Ａ変換回路３の基準電圧端子に与えられてい
るので、その第１のＤ／Ａ変換回路３はその入力のカウ
ント値がどんなに大きくなっても、電源入力制限回路９
の出力値よりも大きな出力をレーザー電源部２に与える
ことはない。

【００１３】すなわち、何らかの理由でレーザー出力が
モニタできなくなった場合、比較器７の出力は、常に
“Ｈｉｇｈ”になり、アップ／ダウンカウンタ８は最大
値までカウントしてしまうが、第１のＤ／Ａ変換回路３
の基準電圧端子に与えられている電源入力制限回路９か
らの電圧は、所望のレーザー出力を得るためにレーザー
電源部２に与えられるべき電圧にほぼ等しいので、第１
のＤ／Ａ変換回路３からレーザー電源部２に与えられる
電圧が、この電圧に制限され、したがって、従来のよう
に過大なレーザー出力が発振されてしまうことがない。

【００１４】以上のことを一例を挙げてより具体的に述
べる。図２の（Ａ）における「ａ」は、レーザー電源部
２への入力電圧に対するレーザー出力の特性を示してい
る。また、図２の（Ｂ）は出力設定部６での設定出力と
その時に出力設定部６から出力されるアナログ電圧との
関係を示しており、この両者は比例する関係にある。さ
らに、この図２の（Ｂ）は、それと同時に、出射される
レーザー光出力と、この一部を光電変換して比較器７の
負入力端子に入力される電圧との関係も示している。

【００１５】また、図１に示したように電源入力制限回
路９は、出力設定部６からの電圧をデジタル値に変換す
るＡ／Ｄ変換回路１１、このデジタル値を別なデジタル
値に変換するためのデータが書き込まれているＲＯＭ１
２、このＲＯＭ１２の出力をアナログ電圧に変換する第
２のＤ／Ａ変換回路１３を備えており、電源入力制限回
路９の入力と出力との関係は、図２の（Ｃ）における
「ａ」に示すように、図２の（Ａ）における「ａ」のレ
ーザー電源の入出力関係の図の横軸と縦軸を逆にしたよ
うな形をしており、ＲＯＭ１２にはこうなるようなデー
タが書き込まれている。

【００１６】今、レーザー装置を使用するにあたって、
５０Ｗのレーザー光を出射させたいとするとき、出力設
定部６で５０Ｗに設定する。比較器７の正入力端子、電
源入力制限回路９には、図２の（Ｂ）で示すように５Ｖ
の電圧が入力される。また、電源入力制限回路９から
は、図２の（Ｃ）における「ａ」より知れるように、７
Ｖの電圧が出力され、これは第１のＤ／Ａ変換回路３の
基準電圧端子に加えられる。

【００１７】そして、レーザー光を出射させたとき、そ
の出力が所望の５０Ｗより小さいと、図２の（Ｂ）から
知れるように比較器７の負入力端子に加えられる電圧が
正入力端子に加えられている５Ｖより小さいので、その
比較器７からは“Ｈｉｇｈ”が出力される。すると、前
述したように、アップ／ダウンカウンタ８はカウント値
を増加させ、それに伴なってレーザー電源部２への入力
が増加していき、これが７Ｖになると、図２の（Ａ）に
おける「ａ」より知れるように、そのレーザー出力が５
０Ｗとなる。

【００１８】この場合、仮に、レーザー光が出射されて
いるにも拘らず、何らかの理由で光検出器５にレーザー
光が入らなくなってしまったとすると、アップ／ダウン
カウンタ８はカウント値をさらに増加させようとする。
しかし、第１のＤ／Ａ変換回路３の基準電圧端子には電
源入力制限回路９から７Ｖが加えられているので、第１
のＤ／Ａ変換回路３の出力が７Ｖを超えることはなく、
したがって、レーザー出力が所望値である５０Ｗを超え
ることはない。

【００１９】なお、電源入力制限回路９の入出力特性
は、必ずしも図２の（ａ）で示すようなものでなくても
良く、例えば同図の「ｂ」で示すように、所望のレーザ
ー出力を得るためにレーザー電源部２に与えられるべき
電圧よりもやや高い電圧を出力するように設定してもよ
く、ＲＯＭ１２にはその特性を持つデータが書き込まれ
ている。

【００２０】この場合、所望出力が５０Ｗのとき第１の
Ｄ／Ａ変換回路３の基準電圧端子には８Ｖが加えられて
いる。レーザー光が出射されると、比較器７の負入力が
５Ｖになるように、アップ／ダウンカウンタ８のカウン
ト値を増減させることによってレーザー電源部２への入
力電圧を調整して所望のレーザー出力が出るようにす
る。

【００２１】しかして、レーザー発振器１が劣化してき
て電源入力をレーザー出力との関係が図２の（Ａ）にお
ける「ｂ」の様に変化してしまっても、５０Ｗ出力する
のに必要な電源入力は劣化前の７Ｖよりも大きくはなる
が、比較器７の負入力が５Ｖになるように調整されるの
で、レーザー出力は５０Ｗになる。

【００２２】ここで、さらに劣化が進むと、電源入力は
より大きくなる。そして、第１のＤ／Ａ変換回路３の基
準電圧端子に加えられているのと同じ８Ｖを電源入力に
加えても、レーザー出力が５０Ｗに達しなくなると、こ
のときはアップ／ダウンカウンタ８は最大値までカウン
トした状態になっており、アップ／ダウンカウンタ８か
らはキャリー信号が出力される。このキャリー信号を検
出することによって、レーザー発振器１の劣化により交
換が必要なことを知ることができる。

【００２３】また、劣化前の状態であっても、レーザー
光が出力されているにもかかわらず光検出器５で検出で
きないような事が起きた場合にも、アップ／ダウンカウ
ンタ８は最大値になるので、同じようにキャリー信号を
検出することによって異常が起きていることを検知でき
る。このとき、異常を検知する直前には所望出力よりも
やや大きいレーザー光が出力されるが、それでも、第１
のＤ／Ａ変換回路３の基準電圧入力によってレーザー電
源部２への入力電圧が制限されているので、過大なレー
ザー光が出力されてしまうようなことはない。

【００２４】なお、この例では、電源入力制限回路９に
Ａ／Ｄ変換回路１１、ＲＯＭ１２、第２のＤ／Ａ変換回
路１３を使用したが、必ずしも、これに限ったことでは
なく、図２の（Ｃ）の様な特性を持ったアンプ２１を使
って、図３のように構成しても良い。

【００２５】また、図４で示すように出力設定部６から
の出力信号がデジタルの場合には、ＲＯＭ１２と第２の
Ｄ／Ａ変換回路１３からコンバータ電源入力制限回路９
を構成し、比較器７の正入力へは出力設定部６からの出
力を第３のＤ／Ａ変換回路２５で変換したアナログ電圧
を加えれば、同様の効果が得られる。

【００２６】図５は本発明と平行して検討した組織吻合
用レーザープローブを示すものである。このレーザープ
ローブは前述したようなレーザー装置３０で発生したレ
ーザー光を伝送する複数本の光ファイバー素子３１を有
してなり、この各光ファイバー素子３１は、後部材３
２、筒体３３、突当て部材３４で形成される把持部３５
の内部空間を前後に移動自在な移動体３６に固定されて
いる。移動体３６は筒体３３の溝３７に沿って動くつま
み３８によって各光ファイバー素子３１の先端部分と共
に前後にスライドすることが可能である。Ｌはその可動
距離である。

【００２７】なお、後部材３２と突当て部材３４には、
各光ファイバー素子３１を通す複数の孔３９が、図５の
（Ｃ）又は（Ｄ）の様に同心的に配設されている。さら
に、後部材３２、突当て部材３４及び移動体３６の中央
を貫通する軸体４１が設けられ、こに軸体４１の先端に
は前部材４２が固定されている。前部材４２には、各光
ファイバー素子３１を通す複数の孔３９にそれぞれ対向
して同様の孔４３が開けられていて、これらに光ファイ
バー素子３１が出入りできるようになっている。

【００２８】図５の（Ｂ）はそのプローブの使用例を示
し、管腔臓器、例えば腸管を吻合している状態である。
左右に分離した管腔臓器４５ａ，４５ｂの端部それぞれ
を突当て部材３４と前部材４２との間に挾み込みむ。そ
して、レーザーを放射しながら、つまみ３８を操作して
移動体３６に固定された光ファイバー素子３１を退避位
置から前部材３４の方へ移動させる。このときのレーザ
ー光のエネルギーにより組織変成が起こり、組織は癒着
して管腔臓器４５ａ，４５ｂを吻合する。

【００２９】また、図６は前述したレーザー装置を血管
内レーザー処置システムに使用する例を示すものであっ
て、（Ａ）はその全体的な構成を示している。血管５１
内の狭窄部５２に対向する位置に人体の皮膚５０からカ
テーテル５３が導入されている。カテーテル５３の先端
は狭窄部５２に対向する開口を有している。

【００３０】カテーテル５３の他端は分枝し、その一方
はレーザー装置５４で発生したレーザー光を導く光ファ
イバー５５を有するレーザープローブ５６をゴム栓５７
を介して導入し、カテーテル５３の先端開口まで導いて
いる。他方の端部はポンプ５８により生理食塩水をカテ
ーテル５３を介してその開口まで導く送液チューブ５９
が接続されている。この接続部には逆止効果を有するゴ
ム栓６１を内蔵したコネクター６２がある。レーザー装
置５４とポンプ５８は、コントローラ６３を介してフッ
トスイッチ６４からの信号により動作する。

【００３１】図６の（Ｂ）を参照してこの動作を説明す
る。まず、術者がフットスイッチ６４を操作し、ＯＮ状
態にする（Ｔ₀）と、ポンプ５８が作動し、生理食塩水
６５が血管５１内に送り込まれる。Ｔ₁時間になると、
レーザー装置５４が発振動作し、レーザー光がレーザー
プローブ５６内の光ファイバー５５によりカテーテル５
３の開口を経由し血管５１内の狭窄部５２に対向してい
るレーザープローブ５６の先端から放射される。フット
スイッチ６４をＯＦＦ状態にする（Ｔ₂）と、ポンプ５
８とレーザ装置５４の発振動作が停止する。このとき、
（Ｔ₁−Ｔ₀）時間及び（Ｔ₂−Ｔ₁）時間は予め可変
設定可能である。

【００３２】この一連の動作により狭窄部５２の周辺に
存在する血液は生理食塩水によって置換された後、始め
てレーザー光が照射され効率良く狭窄部５２を処置、除
去できる。

【００３３】なお、ここで用いられるレーザープローブ
５６は、先端に透光性チップあるいは光吸収性チップが
付いているものを用いる事も可能である。さらに、カテ
ーテル５３とレーザープローブ５６は固定一体化されて
いても良い。また、ポンプ５８には様々なタイプが適用
できる。図６ではローラーポンプタイプを示すが、シリ
ンジタイプのポンプであっても良い。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、出力設
定部での設定に対する出力値によって、レーザー電源へ
の入力の上限を決定する電源入力制限手段を設けたた
め、もし、何らかの理由でレーザー出力がモニターでき
なくなってしまったとしても、過大なレーザー出力が出
てしまうことを防ぐことができる。よって、使用上の安
全を確保できるレーザー装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例のレーザー装置の構成を
概略的に示す説明図。

【図２】（Ａ) 〜（Ｃ）はそれぞれ前記実施例における
各特性を示す説明図。

【図３】本発明の第１の実施例のレーザー装置の変形例
の構成を概略的に示す説明図。

【図４】本発明の第１の実施例のレーザー装置の、他の
変形例の構成を概略的に示す説明図。

【図５】本発明と平行して検討した組織吻合用レーザー
プローブの説明図。

【図６】前述したレーザー装置を血管内レーザー処置シ
ステムに使用する例を示す説明図。

【符号の説明】

１…レーザー発振器、２…レーザー電源部、３…第１の
Ｄ／Ａ変換回路、５…光検出器、６…出力設定部、７…
比較器、８…アップ／ダウンカウンタ、９…電源入力制
限回路。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成４年７月１７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１１】比較器７の出力はアップ／ダウンカウンタ
８に与えられ、“Ｈｉｇｈ”の場合にはカウント値を増
加させ、“Ｌｏｗ”の場合にはカウント値を減少させ
る。このカウント値は第１のＤ／Ａ変換回路３に与えら
れ、そのカウント値に応じた大きさの電圧がレーザー電
源部２に与えられる。そして、実際に発振しているレー
ザー出力が所望値よりも小さければ、レーザー電源部２
への入力を増加させ、所望値よりも大きければ、レーザ
ー電源部２への入力を減少させることによって、レーザ
ー出力を所望値に近づける。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２１】しかして、レーザー発振器１が劣化してき
て電源入力とレーザー出力との関係が図２の（Ａ）にお
ける「ｂ」の様に変化してしまっても、５０Ｗ出力する
のに必要な電源入力は劣化前の７Ｖよりも大きくはなる
が、比較器７の負入力が５Ｖになるように調整されるの
で、レーザー出力は５０Ｗになる。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２５】また、図４で示すように出力設定部６から
の出力信号がデジタルの場合には、ＲＯＭ１２と第２の
Ｄ／Ａ変換回路１３から電源入力制限回路９を構成し、
比較器７の正入力へは出力設定部６からの出力を第３の
Ｄ／Ａ変換回路２５で変換したアナログ電圧を加えれ
ば、同様の効果が得られる。

【手続補正４】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザー光の発振出力を設定する出力設
定部での設定とレーザー光出力とを比較し、その比較結
果にもとづいてレーザー発振器の電源部への制御入力を
調節するレーザー装置において、前記出力設定部での設
定に対する出力値によって、前記レーザー電源部への制
御入力の上限を決定する電源入力制限手段を有すること
を特徴とするレーザー装置。