JPH0584314A

JPH0584314A - 血管治療装置

Info

Publication number: JPH0584314A
Application number: JP3252294A
Authority: JP
Inventors: Hideo Suzuki; 英夫鈴木; Atsushi Teramura; 淳寺村; Yoshiji Suzuki; 義二鈴木; Katsuhiko Sato; 勝彦佐藤; Hiroshi Ryu; 浩志龍
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 1991-09-30
Filing date: 1991-09-30
Publication date: 1993-04-06

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、危険性が少なく、有効かつ確実に
血管攣縮を沈静化することの出来る血管治療装置を提供
することを目的とする。【構成】固体レーザ１から出力されたレーザ光は高調
波発生器１ａに与えられ、基本波長１０６４ｎｍの他に
５３２ｎｍ、３５５ｎｍ等が得られる。波長選別器１ｂ
は５３２ｎｍの波長を選択し、光波長変換器２および第
２の光波長変換器２ａはこれを７００〜６００ｎｍおよ
び４００〜６００ｎｍの波長に変換する。変換された光
はさらに第２の波長選別器３において５５０ｎｍのみが
選別される。このレーザ光はビーム整形器５により整形
され、攣縮血管６に照射される。血管幅測定器９は血管
６の拡張率や血流量等を算出する。この拡張率に基づき
拡張状態が実時間で監視され、固体レーザ１の発振出力
はフィードバック制御される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は攣縮（れんしゅく）状態
にある血管を拡張して治療する血管治療装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】血管が攣縮状態に陥る症状としては、例
えば、クモ膜下出血を患った場合が挙げられる。つま
り、クモ膜下出血により出血を起こすと、出血後数日後
経って脳血管の攣縮が始まる。この攣縮状態が数日続く
と脳細胞が機能しなくなり、神経的，身体的麻痺が生じ
る。このような血管攣縮はクモ膜下出血に限らず脳内出
血を起こした場合にも生じ、また、心臓部では狭心症に
伴って血管攣縮が生じる場合もある。その他に腎動脈、
腸間膜動脈等にも攣縮がみられる。

【０００３】従来、このような血管攣縮に対して次のよ
うな治療が考えられていた。

【０００４】第１に、薬物療法により血管を拡張させ、
攣縮状態を沈静化させる治療である。この薬物療法に
は、血管を拡張させることを目的とした血管拡張薬や、
血管拡張効果が認められるステロイド，抗癌剤，抗うつ
剤，ＡＴ８７７等の薬品が用いられる。

【０００５】第２に、血管内バルーン拡張療法により血
管を拡張させ、攣縮状態を沈静化させる治療である。

【０００６】第３に、発振波長４８０ｎｍ，パルス幅１
μｓのパルス色素レーザを血管に照射し、血管を拡張す
ることによる治療である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の薬物療法による治療においては、血管拡張剤または
拡張効果が認められる他のいずれの薬品を用いる場合
も、人体致死量を大幅に越える量を投与しなければ血管
拡張効果は現れない。しかも、これら薬物療法において
は副作用が非常に大きい。

【０００８】また、上記従来の血管内バルーン拡張療法
を用いた治療においては、バルーンによって機械的に血
管が破裂したり、また、術後、血管内皮の損傷によって
血管に再梗塞または塞栓が生じる場合がある。

【０００９】また、上記従来のパルス色素レーザを用い
た治療においては、色素そのものが発癌性物質であるた
め人体の治療には適しておらず、医療機関で色素レーザ
を使用するには問題がある。また、色素レーザの取扱い
は繁雑でしかもその寿命は短いという問題もある。ま
た、色素レーザの発振波長４８０ｎｍは、血管内のコレ
ステロールを取り除くために血管に対する吸収率が大き
い波長として選択されたものである。従って、この発振
波長を用いた色素レーザによる治療は血管拡張に必ずし
も適しているものではない。また、１μｓというパルス
幅もランプ励起の色素レーザとして一般的な値を使った
ものに過ぎない。

【００１０】従って、いずれの治療によってもかなりの
危険性を伴うのが現状であり、従来においては血管攣縮
に対して有効な治療法は存在していなかった。

【００１１】本発明はこのような課題を解消し、危険性
が少なく、有効かつ確実に血管攣縮を沈静化することの
出来る血管治療装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、固体レーザか
らなる光源と、この光源から出力されたレーザ光の波長
を所定範囲の波長に変換する波長変換手段と、この波長
変換手段により変換されたレーザ光を血管にまで導く光
導波手段とを備え、レーザ光照射により血管を拡張する
ものである。

【００１３】

【作用】攣縮している血管に固体レーザから発せられた
レーザ光が照射されることにより、人体に危害が加わる
ことなく血管は拡張し、血流は増大する。

【００１４】

【実施例】図１から図３は本発明の一実施例による各血
管治療装置の概略を示す構成図である。これら各図にお
いて同一または相当する部分については同符号を用いて
説明する。

【００１５】固体レーザ１はＮｄ：ＹＡＧレーザからな
る光源であり、Ｑスイッチパルス発振する。この固体レ
ーザ１と高調波発生器１ａとを組み合わせることによ
り、基本波長１０６４ｎｍの他に５３２ｎｍ、３５５ｎ
ｍ等が得られる。高調波発生器１ａから出力されるこれ
らいずれかの波長を波長選別器１ｂで選択し、励起光と
して光波長変換器２に入射すると、例えば、５３２ｎｍ
では７００〜２０００ｎｍ（ケース１）、３５５ｎｍで
は４００〜２０００ｎｍ（ケース２）が得られる。図１
には波長選別器１ｂで５３２ｎｍが選択されたケース１
の場合の構成が示されており、光波長変換器２からは７
００〜２０００ｎｍの波長のレーザ光が出力される。図
２には波長選別器１ｂで３５５ｎｍが選択されたケース
２の場合の構成が示されており、光波長変換器２からは
４００〜６００ｎｍ（３５５ｎｍを含む）の波長のレー
ザ光が出力され、この時点で本発明が目的とする４００
〜６００ｎｍの波長を得ることが可能になっている。図
１に示されるケース１の場合は光波長変換器２から近赤
外の波長が出力されるが、この出力を第２の光波長変換
器２ａに与えることにより、本発明が目的とする４００
〜６００ｎｍの波長を得ることが出来る。この第２の光
波長変換器２ａの構成には、光波長変換器２から出力さ
れる近赤外波長の第２高調波を発生する構成か、また
は、この近赤外波長と１０６４ｎｍもしくは５３２ｎｍ
との和周波を発生する構成が採られる。

【００１６】光波長変換器２および第２の光波長変換器
２ａ内には、非線形光学結晶（ＫＤ^*Ｐ，ＭｇＯ：Ｌｉ
ＮｂＯ₃，ＫＴＰ，ＢＢＯ，ＬＢＯ等）がその光学軸に
対して適切な角度にレーザ光が入射するように設けられ
ており、この光学結晶を通過することによって４００〜
６００ｎｍの波長が得られる。ここで言う光波長変換器
２は、具体的には光パラメトリック発振器である。ま
た、第２の光波長変換器２ａは光和周波発生器である。
ただし、必ずしもこれらの手法に限定される必要はな
い。

【００１７】光波長変換器２および第２の光波長変換器
２ａから出力された光には、励起光であるＮｄ：ＹＡＧ
レーザの波長が混在している場合が一般的である。ま
た、波長変換の方法によっては、ここで必要とする波長
以外の光が混ざることもある。このため、これら第２の
光波長変換器（ケース１の場合）、光波長変換器２（ケ
ース２の場合）から出力された光はさらに第２の波長選
別器３に与えられる。この波長選別器３は必要な波長だ
けを取り出す光学素子であり、フィルター，ミラーある
いはプリズムなどによって構成され、４００〜６００ｎ
ｍのうちの１つの波長が選択される。例えば、５５０ｎ
ｍの波長が選択される。波長選別器３から出力されたレ
ーザ光は、ミラーからなる光導波器４によって頭部の血
管にまで導かれる。光導波器４は、レーザ光のパワーが
１０ｍＪ／パルス以上に大きい場合には、このようにミ
ラーによって構成するのが適しているが、レーザ光パワ
ーが小さい場合には光ファイバによって構成することが
一般的である。

【００１８】また、波長選別器１ｂからはＮｄ：ＹＡＧ
レーザの高調波の１つである５３２ｎｍの波長が出力さ
れるが、この波長はこの時点で本発明の目的に利用する
ことが出来る。図３はこのケース３の場合の構成を示し
ており、この場合には波長選別器１ｂから出力された光
がそのまま光導波器４に与えられる。

【００１９】固体レーザ１を構成するＱスイッチＮｄ：
ＹＡＧレーザは一般的にその空間ビームプロファイルが
ガウシアン分布になっていないため、図４に示されるよ
うに、光導波器４を伝播中のレーザビームＡのプロファ
イルＢは不均一になっている。このため、光導波器４が
光ファイバによって構成される場合には、レーザビーム
Ａが血管に達するまでにビーム強度が強い所で光ファイ
バが損傷を受けてしまう場合がある。光導波器４がミラ
ーによって構成される場合にはこのような損傷の危険性
はある程度軽減されるが、このままのビームプロファイ
ルＢでレーザビームＡが血管に照射されると、血管に穴
を開けてしまう場合がある。従って、本実施例では、レ
ーザビームＡが血管に照射される前にビーム整形素子５
ａによってビームプロファイルＢが整形される。すなわ
ち、ビーム整形素子５ａはレーザ光のビームパターンを
可変・調節する機能を持っており、レーザビームＡがビ
ーム整形素子５ａを通ることにより、レーザビームＡの
ビームプロファイルＢはビームプロファイルＣに整形さ
れる。

【００２０】パターン整形されたレーザビームＡはさら
に図５に示されるシリンドリカルレンズ５ｂによってビ
ーム照射幅が調整され、攣縮する血管６の形状に合う細
いビーム照射形状に変換される。このビーム照射形状
は、シリンドリカルレンズ５ｂを図示の矢印方向に移動
することによって調整される。これらビーム整形素子５
ａおよびシリンドリカルレンズ５ｂは図１から図３にに
示されるビーム整形器５を構成している。

【００２１】レーザビームＡの照射による攣縮血管の拡
張状態は図６に示されるように観察される。つまり、ビ
ーム照射部位はテレビカメラ７によって撮像され、その
ビデオ信号はモニタ装置８に与えられる。モニタ装置８
はこのビデオ信号を入力してビーム照射状況を映像化
し、これをモニタ画面に写し出す。また、ビデオ信号は
これと同時に血管幅測定器９にも与えられる。血管幅測
定器９は入力したビデオ信号を解析し、血管６の血管径
および攣縮状態から血管６の拡張率や血流量等を算出す
る。この拡張率に基づいて攣縮血管６がレーザ照射によ
って拡張していく様子が実時間で監視され、この拡張状
態に応じて固体レーザ１の発振出力はフィードバック制
御される。

【００２２】このような本実施例による血管治療装置に
よれば、固体レーザ１からのレーザ光を攣縮血管６に照
射するだけで、血管６が拡張して血流量は増大し、攣縮
状態は沈静化される。従って、従来の薬物療法のように
致死量の薬物を使用する必要はなく、また、副作用も生
じない。また、従来のバルーン拡張療法のように血管が
破裂したり、術後の再梗塞や塞栓の心配も生じない。ま
た、従来の色素レーザのように発癌性の心配もなく、取
扱いも容易であり、光源の寿命も長いといった利点も有
する。

【００２３】また、固体レーザ１は光波長変換器２を用
いている関係上高いピークパワーが必要なため、Ｑスイ
ッチパルス発振するものを用いている。このため、固体
レーザ１から出力されるパルスレーザ光はパルス幅をナ
ノ秒オーダーにまで狭くすることが出来、また、ピーク
パワーを高めることが可能である。従って、短パルスで
ピークパワーの高いレーザビームが照射され、攣縮血管
６に対する拡張効果は向上し、短時間で顕著な拡張効果
が得られる。一方、レーザビームＡの繰り返し照射回数
を増大させてエネルギ照射の蓄積効果を利用することに
より、１パルスあたりのエネルギ照射を小さくして血管
を拡張することも出来る。１パルスあたりのエネルギ照
射が小さくなれば患部の損傷は軽減されるため、好まし
い治療を施すことが可能になる。

【００２４】また、本実施例によれば、ビーム照射形状
はシリンドリカルレンズ５ｂによって攣縮血管６の形状
に合致した形状に整形されるため、血管６に対して効率
良くレーザ光が照射される。このため、このことによっ
ても血管拡張効果は高められる。

【００２５】なお、上記実施例の説明においては固体レ
ーザ１をＮｄ：ＹＡＧレーザとし、この第２高調波５３
２ｎｍ等のレーザ光を照射する場合について説明した
が、必ずしもこのレーザ光に限定される必要はなく、チ
タンドープサファイアの発振波長８００〜１０００ｎｍ
の第２高調波（４００〜５００ｎｍ）や、ＮＹＡＢの第
２高調波５３１ｎｍを用いても良く、上記実施例と同様
な効果を奏する。

【００２６】また、これら第２高調波成分のレーザ光で
なくても、４００〜６００ｎｍの波長のレーザ光であれ
ば良い。例えば、エキシマレーザを励起光とする光パラ
メトリック発振器から得られる４００〜６００ｎｍの波
長のレーザ光を攣縮血管に照射するようにしても良い。
つまり、固体レーザ等を用い、なおかつ、第２高調波発
生手段または光パラメトリック発振手段といった波長変
換手段と組み合わせて可視領域でのパルス光を得ること
により、上記実施例と同様な効果を得ることが出来る。

【００２７】例えば、図７に示されるように、エキシマ
レーザを励起光として構成しても良い。この場合には、
エキシマレーザ１１から出力されたレーザ光は偏光素子
１１ａに入力され、ガスにＸｅＦを用いた場合は３５１
ｎｍ、ＸｅＣｌを用いた場合は３０８ｎｍの中心波長の
レーザ光が得られる。このレーザ光は光波長変換器２に
よって４００〜６００ｎｍの波長に変換され、さらに第
２の波長選別器３において４００〜６００ｎｍのうちの
ひとつの波長が選択される。選択されたこの波長の光は
光導波器４に導かれ、上記各実施例と同様にして頭部の
血管に照射される。このような構成の血管治療装置にお
いても上記各実施例と同様な効果を奏する。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、攣
縮している血管に固体レーザから発せられたレーザ光が
照射されることにより、人体に危害が加わることなく血
管は拡張し、血流は増大する。このため、従来の種々の
課題は解消され、攣縮状態にある血管は損傷を与えられ
ることなく、短時間で沈静化する。

【図面の簡単な説明】

【図１】５３２ｎｍの波長が波長選別器で選択されさら
に５５０ｎｍに変換された場合における固体レーザを用
いた本発明の一実施例による血管治療装置の概略を示す
構成図である。

【図２】３５５ｎｍの波長が波長選別器で選択されさら
に５５０ｎｍに変換された場合における固体レーザを用
いた本発明の一実施例による血管治療装置の概略を示す
構成図である。

【図３】５３２ｎｍの波長が波長選別器で選択されその
ままの波長が使用された場合における固体レーザを用い
た本発明の一実施例による血管治療装置の概略を示す構
成図である。

【図４】図１から図３に示された血管治療装置のビーム
整形素子によるビームパターン形状の整形状況を説明す
るための斜視図である。

【図５】図４に示されたビーム整形素子で整形されたレ
ーザビーム照射形状をさらに血管形状に合わせるための
シリンドリカルレンズを示す斜視図である。

【図６】ビーム照射部位を監視する状況を説明するため
の図である。

【図７】本発明の一実施例によるエキシマレーザを用い
た血管治療装置の概略を示す構成図である。

【符号の説明】

１…固体レーザ、１ａ…高調波発生器、１ｂ…波長選別
器、２…光波長変換器、２ａ…第２の光波長変換器、３
…第２の波長選別器、４…光導波器、５…ビーム整形
器、５ａ…ビーム整形素子、５ｂ…シリンドリカルレン
ズ、６…血管、７…テレビカメラ、８…モニタ装置、９
…血管幅測定器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐藤勝彦静岡県浜松市市野町1126番地の１浜松ホトニクス株式会社内 (72)発明者龍浩志静岡県浜松市半田町3600 浜松医科大学脳神経外科学教室

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固体レーザからなる光源と、この光源か
ら出力されたレーザ光の波長を所定範囲の波長に変換す
る波長変換手段と、この波長変換手段により変換された
レーザ光を血管にまで導く光導波手段とを備え、レーザ
光照射により血管を拡張することを特徴とする血管治療
装置。
【請求項２】波長変換手段から出力されたレーザ光か
ら固体レーザの第２高調波成分を選別し、選別したこの
レーザ光を光導波手段に出力する波長選別手段を設けた
ことを特徴とする請求項１記載の血管治療装置。
【請求項３】請求項１記載の光源に代えて、固体レー
ザまたはエキシマレーザを励起光とする光パラメトリッ
ク発振器からなる光源を設けたことを特徴とする請求項
１記載の血管治療装置。
【請求項４】光源はＱスイッチ発振し、パルス幅が狭
くピークパワーが高いパルスレーザ光を出力することを
特徴とする請求項１または請求項２または請求項３記載
の血管治療装置。
【請求項５】光源は高い周波数でパルス発振し、１パ
ルスあたりのエネルギが小さいことを特徴とする請求項
１または請求項２または請求項３記載の血管治療装置。
【請求項６】光導波路を伝播するレーザ光のビーム波
形を整形し、血管形状に合った照射形状に変換するビー
ム整形手段を設けたことを特徴とする請求項１または請
求項２または請求項３記載の血管治療装置。