JPH06142219A

JPH06142219A - レーザ治療器用のレーザ装置

Info

Publication number: JPH06142219A
Application number: JP4295563A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Misawa; 裕三澤
Original assignee: Terumo Corp
Current assignee: Terumo Corp
Priority date: 1992-11-05
Filing date: 1992-11-05
Publication date: 1994-05-24

Abstract

(57)【要約】【目的】光学回路の耐振動性を良好にし、かつ簡易な
光学回路を用いることで小型軽量化を行い、治療に十分
な高出力が得られ、かつ可搬性に優れたレーザ治療器用
のレーザ装置を提供することを目的とする。【構成】レーザ光により治療或いは手術を行うレーザ
治療器用のレーザ装置であって、複数の半導体レーザ又
は半導体励起レーザと、複数の半導体レーザ又は半導体
励起レーザのそれぞれより発光されたレーザ光を導く光
学部材１１４と、この光学部材１１４により導かれた少
なくとも２つのレーザ光を光合波素子１１５〜１１７の
それぞれにより重畳して出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はレーザ光を用いて治療を
行うレーザ治療器で使用されるレーザ治療器用のレーザ
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】医療用レーザ治療器で使用されるレーザ
光源として、炭酸ガスレーザ等の気体レーザやネオジウ
ムヤグレーザ等の固体レーザが使用されている。このよ
うなレーザ治療器において、治療に必要なレーザの出力
強度範囲は、数Ｗから１００Ｗ程度である。このような
レーザ治療器では、通常、レーザを発振させるためにレ
ーザ駆動用電源として交流２００Ｖを必要としている。
また、これらレーザは発振効率が悪いために、レーザに
供給される電力の大半が熱に変換されるため多量の熱が
発生する。このため、レーザ冷却用の冷却水が必要とな
り、このための水道設備や、熱交換機等の冷却装置が必
要となる。このように、従来のレーザ駆動装置では、交
流１００Ｖ以外の電源設備や水道設備などが必要とな
り、レーザ治療器の設置に制限がある。また、レーザ治
療器の移動を考慮して開発された冷却装置を内蔵した機
器の場合には、機器の外形寸法が大きく、かつ重量が１
００Ｋｇから２００Ｋｇ以上になり、容易に移動ができ
ない等の問題がある。更には、これらのレーザ治療器や
手術装置等は、構造が複雑でコストが高い等の欠点を有
している。

【０００３】これらの問題点を解決するために、交流１
００Ｖで駆動できる、高出力の半導体レーザをレーザ手
術装置に用いた装置が提案されている。このような半導
体レーザは、レーザの発振効率が比較的高いため空冷に
よる冷却が可能であり、冷却水による冷却を必要としな
い。これにより装置を小型化、かつ搬送可能にできる。
しかし、現状の半導体レーザでは、１個の半導体レーザ
で治療に必要な数〜数十Ｗの出力を得ることは困難であ
るため、複数個の半導体レーザよりのレーザ光を光学的
に合成して高出力を得ることが提案されている。

【０００４】このような従来の技術として、例えば特開
平３−５５号公報或いは国際特許出願公開公報ＷＯ９２
／０２８４４号公報等がある。図６では、複数の半導体
レーザ４５〜４７はそれぞれ対応するレーザドライバに
より駆動され、各半導体レーザより出力されたレーザ光
は、反射ミラー（ハーフミラー）４８〜５０のそれぞれ
により反射されて集光レンズ５１により集光され、その
集光された光が光ファイバ５２に入射されている。こう
して集光され、光ファイバ５２より出力されるレーザ光
は、患者の患部に照射されて治療に使用される。図７も
同様に、レーザ５０５〜５０７のそれぞれより出力され
たレーザ光は、それぞれ反射ミラー５０８〜５１０で反
射され、集光レンズ５１１で集光して光ファイバ５１２
に出力している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来例では、複数個の半導体レーザよりのレーザ光を光学
的に合成して高出力を得るために、個々の半導体レーザ
より出力されるレーザ光を反射ミラーやレンズを用いて
１本の光軸に重畳したり、或いは光ファイバに集光して
いるために光学回路の調整が必要となる。この場合、レ
ーザ光の振幅や光学回路の誤差等により、所定の性能が
得られなくなることが考えられる。また、このための光
学回路を構成し、耐振動性を保持させる場合には、光学
定盤や各種固定具等の重量物が必要となり、これらのた
めに装置全体の重量が重くなり、可搬性、特に携帯性が
悪くなる。更に、光学回路構成の自由度が低くなるため
に、装置の寸法が大きくなることが考えられる。

【０００６】本発明は上記従来例に鑑みてなされたもの
で、光学回路の耐振動性を良好にし、かつ簡易な光学回
路を用いることで小型軽量化を行い、治療に十分な高出
力が得られ、かつ可搬性、特に携帯性に優れたレーザ治
療器用のレーザ装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のレーザ治療器用のレーザ装置は以下のような
構成を備える。即ち、レーザ光により治療或いは手術を
行うレーザ治療器用のレーザ装置であって、複数の半導
体レーザ又は半導体励起固体レーザと、前記複数の半導
体レーザ又は半導体励起固体レーザのそれぞれより発光
されたレーザ光を導く光学部材と、前記光学部材により
導かれた少なくとも２つのレーザ光を重畳する光合波手
段とを有する。

【０００８】また本発明の実施態様によれば、複数の半
導体レーザ又は半導体励起固体レーザの少なくとも１つ
は、レーザ光のガイド用の可視レーザ光を発光する。

【０００９】又、この可視光の発光体は半導体レーザに
限らず、例えばＬＥＤであっても良い。

【００１０】

【作用】以上の構成において、レーザ光により治療或い
は手術を行うレーザ治療器用のレーザ装置であって、複
数の半導体レーザ又は半導体励起固体レーザと、これら
複数の半導体レーザ又は半導体励起固体レーザのそれぞ
れより発光されたレーザ光を導く光学部材と、これら光
学部材により導かれた少なくとも２つのレーザ光を光合
波手段により重畳して出力するように動作する。

【００１１】

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の好適な実
施例を詳細に説明する。

【００１２】図１は本発明の第１実施例のレーザ手術装
置に使用される半導体レーザ装置の概略構成を示す図で
ある。

【００１３】図１に示すように、このレーザ装置はレー
ザコントローラ１０１により制御されており、レーザコ
ントローラ１０１によりレーザドライバ１０２〜１０５
のそれぞれの動作が制御されている。１０６〜１０９の
それぞれは半導体レーザ素子で、各半導体レーザ素子の
出力端には各集光レンズ（１１０〜１１３）が設けられ
ている。尚、半導体レーザ素子１０９は、治療のために
レーザ光を患部等にガイドするための可視レーザ光を発
生している。尚、この半導体１０９は、例えば可視光線
を発光するＬＥＤ等であっても良い。１１４は光学部材
として、ポリメタクリル酸アクリレート等からなる光フ
ァイバで、レーザ光を伝送している。１１５〜１１７の
それぞれは光合波素子で、光ファイバ１１４を通して入
力されるレーザ光同士を重畳して、後段の光ファイバ１
１４に出力している。

【００１４】レーザコントローラ１０１には、レーザ照
射用スイッチ２０２が接続されており、このスイッチ２
０２がオンされることにより、半導体レーザ１０６〜１
０９の駆動が開始される。半導体レーザ素子１０６〜１
０９は、レーザコントローラ２０１で制御されるレーザ
ドライバ（１０２〜１０５）によって駆動され、レーザ
光を発光している。半導体レーザ素子１０６〜１０９の
それぞれより発光されたレーザ光は、光ファイバ１１４
に集光される。これら光ファイバ１１４のそれぞれは、
対応する光合波素子に接続されている。光ファイバ１１
４で伝送されたレーザ光は、この光合波素子で重畳さ
れ、更に１本の光ファイバ１１４で次の光合波素子１１
７に伝達され、そこでまた他の光合波素子によって重畳
されたレーザ光に更に重畳される。このように重畳によ
って合波されて高出力となったレーザ光は、集光レンズ
２１０で集光され、光ファイバコネクタ２１１に接続さ
れた光ファイバ１１４に導かれる。こうして出力される
レーザ光は、光ファイバ１１４を通して治療に用いられ
る。

【００１５】ここで、治療用の半導体レーザ素子より出
力されるレーザ光の波長域は、例えば５００ｎｍ〜１３
００ｎｍである。半導体レーザ素子では、１個当たりの
出力は連続照射で、例えば１Ｗ〜１０Ｗである。これら
半導体素子を組み合わせた合計の出力は、例えば５０Ｗ
である。

【００１６】本装置では、通常のレーザメスの他に、内
視鏡と併用した癌治療、止血、凝固及び切開または光化
学治療、光刺激治療、血管吻合等の治療に用いられる。

【００１７】図２は本発明の第２実施例のレーザ装置の
構成を示すブロック図で、ここでは半導体レーザの代わ
りに半導体励起固体レーザを用いることにより、半導体
レーザでは得られない短波長（３５０ｎｍから６００ｎ
ｍ程度）のレーザ光を得ることができる。尚、前述の第
１実施例の図１と共通する部分は同じ番号で示し、それ
らの説明を省略する。

【００１８】２２４〜２２６のそれぞれは固体レーザ励
起用半導体レーザで、それぞれ対応するレーザドライバ
（２２０〜２２２）によって駆動され、レーザ光を発振
している。これら各固体レーザ励起用半導体レーザより
のレーザ光は、対応する集光レンズ（２２８〜２３０）
によって固体レーザロッド（２３４〜２３６）のそれぞ
れに集光され、各固体レーザロッドを励起する。こうし
て励起状態になった固体レーザロッドはレーザ光を発生
し、このレーザ光は対応する反射ミラー（２３１〜２３
０）によって反射された後、増幅されてそれぞれ対応す
る開口部（２４０〜２４）を通過する。こうして開口部
（２４０〜２４）のそれぞれを通過したレーザ光は、対
応する集光レンズ（１１０〜１１２）により集光されて
光ファイバ１１４に集光される。

【００１９】このように、固体レーザ励起用半導体レー
ザ２２４〜２２６と集光レンズ１１０〜１１２との間に
固体レーザロッドを介在させることにより、レーザ光の
発振波長を変えたり、レーザビームの波長がガウス分布
に近い分布となり、レーザ光の質がより向上する効果が
ある。

【００２０】治療用の半導体レーザまたは固体レーザ励
起用半導体レーザでは、多くの場合、近赤外光の不可視
光を用いるためにレーザ光の照射位置が確認できない。
このため本実施例では、最終端の光合波素子１１７で治
療用レーザ光に照射位置を示すためのガイド用の可視レ
ーザ光或いはＬＥＤ等よりの可視光が重畳される。この
ための可視光を発生しているのが２２７で示された光源
で、この光源２２７は半導体レーザであっても、ＬＥＤ
やランプ等であっても良い。この光源２２７はコントロ
ーラ１０１の制御の基に、ドライバ２２３に駆動されて
可視光線を出力し、この可視光線は集光レンズ１１３に
より光ファイバ１１４に集光され、更に光合波素子１１
６によりレーザ２２６よりのレーザ光と重畳され、最終
的に光合波素子１１７で治療用のレーザ光と重畳され
る。この可視光は治療用のレーザ光と同軸に照射される
ため、治療用レーザ光の照射位置を示すことができる。

【００２１】図３〜図５は、本実施例の光合波素子の具
体例を示す図である。

【００２２】図３は、２本の光ファイバが融着した融着
型ファイバであり、２本の光ファイバ３０１，３０２を
溶融して１本の光ファイバ３０３に結合したものであ
る。このファイバは、接合部が無いためにエネルギーの
伝達ロスが少ないのが特徴である。

【００２３】図４は、光ファイバを束にして結合する
（ファイバのバンドルによるカップリング）場合を示し
ている。この方式では、２本の光ファイバ３０５，３０
６同士をそのままカップリングする他に、レーザ光を導
光する複数の光ファイバの径を細くすることで、同時に
複数個の光ファイバよりのレーザ光を光結合して１本の
光ファイバを通して出力することが可能となる。

【００２４】図５は、円柱レンズ３１０を用いて光ファ
イバ３０７，３０８よりのレーザ光をカップリングする
場合を示し、この場合も図４の場合と同様に、レーザ光
を導光する光ファイバの径を細くすることで、同時に複
数の光ファイバよりのレーザ光を光結合して１本の光フ
ァイバを通して出力することが可能である。

【００２５】尚、図３〜図５では、２本の光ファイバよ
りの光を重畳する光合波素子の場合で説明しているが、
本発明はこれに限定されるものでなく、これ以上の本数
のレーザ光を合波できる光合波素子を用いても良いこと
はもちろんである。

【００２６】また、本実施例で示した半導体レーザ或い
は半導体励起固体レーザの数や光合波素子の数等は前述
の実施例に限定されるものでなく、種々の変形が可能で
ある。

【００２７】以上説明したように本実施例によれば、半
導体レーザ或いは半導体励起固体レーザと光合波素子を
用いることで、従来の欠点が以下のように改善される。
これにより、臨床現場でのレーザ光の使用が容易にな
る。レーザ治療器或いはレーザ手術装置が小型、軽量にな
る。レーザ治療器或いはレーザ手術装置の耐震性が向上し
て、持ち運びが容易になる。交流１００Ｖによる半導体レーザの駆動が可能にな
り、冷却装置を必要としない。半導体レーザ素子或いは半導体励起固体レーザを増設
することで、容易に高出力が得られる。半導体レーザ或いは半導体励起固体レーザを用いるこ
とにより、将来的に価格を下げられる可能性がある。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、光
学回路の耐振動性を良好にし、かつ簡易な光学回路を用
いることで小型軽量化を図ることができ、治療に十分な
高出力が得られる。

【００２９】かつ、装置を小型軽量にできるため、可搬
性、特に携帯性に優れたレーザ装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例のレーザ手術装置に使用さ
れる半導体レーザ光源の概略構成を示すブロック図であ
る。

【図２】本発明の第２実施例のレーザ手術装置に使用さ
れる半導体励起固体レーザ光源の概略構成を示すブロッ
ク図である。

【図３】本実施例で用いられる融着型ファイバによる光
合波素子の構成を説明するための図である。

【図４】本実施例で用いられる光ファイバを束にして結
合した光合波素子の構成を説明するための図である。

【図５】本実施例で用いられる円柱レンズを用いた光合
波素子の構成を説明するための図である。

【図６】従来のレーザ手術装置のレーザ光源を説明する
ための図である。

【図７】従来のレーザ手術装置のレーザ光源を説明する
ための図である。

【符号の説明】

１０１レーザコントローラ１０２〜１０５，２２０〜２２２レーザドライバ１０６〜１０９半導体レーザ１１０〜１１３，２１０，２２８〜２３０集光レンズ１１４光ファイバ１１５〜１１７光合波素子２０２スイッチ２１１光ファイバコネクタ２２４〜２２６固体レーザ励起用半導体レーザ２２７光源２３１〜２３３反射ミラー２３４〜２３６固体レーザロッド

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザ光により治療或いは手術を行うレ
ーザ治療器用のレーザ装置であって、複数の半導体レーザ又は半導体励起固体レーザと、前記複数の半導体レーザ又は半導体励起固体レーザのそ
れぞれより発光されたレーザ光を導く光学部材と、前記光学部材により導かれた少なくとも２つのレーザ光
を重畳する光合波手段と、を有することを特徴とするレ
ーザ治療器用のレーザ装置。