JPH0710732Y2 - 医療用レーザ装置 - Google Patents

医療用レーザ装置

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JPH0710732Y2
JPH0710732Y2 JP1989120460U JP12046089U JPH0710732Y2 JP H0710732 Y2 JPH0710732 Y2 JP H0710732Y2 JP 1989120460 U JP1989120460 U JP 1989120460U JP 12046089 U JP12046089 U JP 12046089U JP H0710732 Y2 JPH0710732 Y2 JP H0710732Y2
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貞洋 中島
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ホーヤ株式会社
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Description

【考案の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本考案は、切開と止血との治療を同時に行うのに最適な
医療用レーザ装置に関する。
[従来の技術] 人体の患部等にレーザ光を集束させて、該患部に切開、
止血等の治療を施す医療用レーザ装置が知られている。
この医療用レーザ装置には、従来から、例えば、CO2
ーザ装置、あるいは、Nd:YAGレーザ装置等が用いられて
いる。
このうち、CO2レーザ装置で得られるCO2レーザ光は、波
長帯が10μmであり、生体組織に対する吸収率が高いこ
とから、生体組織の蒸散能力に優れ、それゆえ、主とし
て切開用として用いられる。
一方、Nd:YAGレーザ装置から得られるNd:YAGレーザ光
は、波長帯が1μmであり、前記CO2レーザ光に比較し
て生体組織に対する吸収率がそれ程高くないので、生体
組織を蒸散させるより、むしろ、加熱するのに適してお
り、生体組織を加熱して変成層を形成させ、血管を閉鎖
する止血用レーザとして用いられる。
それゆえ、多くの治療施設においては、切開用のCO2
ーザ装置を用いた医療用レーザ装置と、止血用のNd:YAG
レーザ装置を用いた医療用レーザ装置との2つの医療用
レーザ装置を設置し、それぞれ別個に切開と止血との治
療に用いていた。
ところで、臨床現場においては、切開と同時に止血を施
さなければならない場合が多い。しかし、別個の医療用
レーザ装置によって、切開と止血との治療を同時に行う
のは極めて困難である。それゆえ、近年にいたり、CO2
レーザ装置と、Nd:YAGレーザ装置とを1つの医療用レー
ザ装置に組み込み、両レーザ光を混合して患部に集束さ
せ、切開と止血との治療を同時に施すようにした医療用
レーザ装置が提案されている(例えば、特開昭62−2541
17号公報参照)。
[考案が解決しようとする課題] ところが、上記提案に係る医療用レーザ装置には以下の
問題点がある。
上記提案に係る医療用レーザ装置に用いられるレーザ
光のうち、Nd:YAGレーザ光は、石英ファイバによるファ
イバ伝送が可能であるが、CO2レーザ光のファイバ伝送
は未だ実用化されていない。すなわち、CO2レーザ光の
伝送をアルカリハロイド系結晶ファイバで行う試みもな
されているが、未だ実験段階であり、実用化されていな
い。このため、CO2レーザ光の伝送には多関節マニュピ
レータ等を用いる必要がある。それゆえ、上記提案に係
る医療用レーザ装置は、多関節マニュピレータを含んだ
ものであり、構造が複雑であるとともに、操作性が著し
く悪い。
上記提案に係る医療用レーザ装置に用いるNd:YAGレー
ザ装置は、光励起により発振する固体レーザである。こ
れに対し、CO2レーザ装置は、放電励起により発振する
ガスレーザである。このため、それぞれに全く異なる専
用の電源、制御装置等が別個に必要となり、これらを共
用する余地がほとんどない。それゆえ、この提案に係る
医療用レーザ装置は、比較的大型にならざるを得ず、ス
ペースにゆとりのない医療処置室内に収容することが困
難である。
このような、欠点を解消する方法として、前記CO2レー
ザ装置のかわりに、パルス発振を行うErレーザ装置を用
い、前記Nd:YAGレーザ装置もパルス発振をおこなわせる
ようにして、これらの電源・制御装置等を共用できるよ
うにした医療用レーザ装置も考えられる。すなわち、前
記Erレーザ装置から得られる3μm帯のレーザ光で切開
を行い、Nd:YAGレーザ光で止血作用を行うようにした医
療用レーザ装置が考えられる。
しかしながら、本発明者等の実験によれば、このような
組み合わせでは、十分な止血作用が得られないことが判
明した。
このように、従来考えられる方法では、小型で操作性が
よく、かつ、十分な切開及び止血作用の得られる医療用
レーザ装置を得ることはできなかった。
本考案は、上述の背景のもとでなされたものであり、小
型で操作性がよく、かつ、十分な切開及び止血作用の得
られる医療用レーザ装置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] 本考案は、以下の構成とすることにより上述の課題を解
決している。
レーザ光を患部に集束して治療を行う医療用レーザ装置
において、 Hoを活性物質とするレーザ媒体を用い、前記患部の止血
作用を主とし、切開作用を従とする治療作用が得られる
第1のレーザ光を発生する第1のレーザ光発生手段と、 Erを活性物質とするレーザ媒体を用い、前記患部の切開
作用を主とする治療作用が得られる第2のレーザ光を発
生する第2のレーザ光発生手段と、 前記第1のレーザ光と第2のレーザ光とを前記患部に集
束させる光集束手段とを有し、 前記第1のレーザ光発生手段及び第2のレーザ光発生手
段のそれぞれのレーザ媒体を、共通の励起光源によって
励起するようにしたことを特徴とする構成。
[作用] 前記構成によれば、前記光集束手段によって、前記第1
のレーザ光と第2のレーザ光とは患部に集束される。前
記第1のレーザ光は、Hoを活性物質とするレーザ媒体を
用いた第1のレーザ光発生手段から得られるものであ
る。すなわち、この第1のレーザ光は、2μmの波長帯
を有し、生体組織に対する吸収度合いが止血作用をおこ
なわせるのに最適である。同時に、充分ではないが、切
開作用も得られる。
一方、第2のレーザ光は、Erを活性物質とするレーザ媒
体を用いた第2のレーザ光発生手段から得られるもので
ある。すなわち、この第2のレーザ光は、3μmの波長
帯を有するので、上記2μm帯の第1のレーザ光に比較
すると、生体組織に対する吸収度合いが切開作用をおこ
なわせるのにより適したものである。
このため、第1のレーザ光発生手段及び第2のレーザ光
発生手段のそれぞれのレーザ媒体を、共通の励起光源に
よって励起すると、ほぼ同じ出力のレーザ光が得られる
が、この出力を適切に設定することにより、第1のレー
ザ光によって主として止血作用を行わせ、第2のレーザ
光によって主として切開作用を行なわせることが可能と
なり、したがって、これら第1及び第2のレーザ光を患
部に集束させることによって、患部の切開及び止血治療
を非常に高い効率で効果的に行うことが可能となる。
この場合、第1のレーザ光発生手段及び第2のレーザ光
発生手段のそれぞれのレーザ媒体を共通の励起光源によ
って励起するようにしたことにより、それぞれのレーザ
媒体を別個の励起光源で別々に励起する場合に比較して
1つの励起光源からの励起光を吸収する面積がほぼ2倍
になることから励起効率が向上し、効率的な励起が可能
になると共に、2つのレーザ光発生手段を1つのケース
に一体に納めることができるから、別々のケースに独立
に納めていた従来の場合に比較してレーザ発生部自体を
著しく小型に形成できると同時に、励起用ランプ、励起
用の電源及び制御装置等も1つですむから、装置全体も
非常に小型・コンパクトに且つローコストで形成するこ
とが可能になる。しかも、いずれのレーザ光もファイバ
伝送が可能なものである。
すなわち、上述の構成によれば、高いエネルギー効率を
有し、小型で操作性がよく、且つ、十分な切開及び止血
作用の得られる医療用レーザ装置をローコストで構成す
ることが可能となる。
[実施例] 第1図は本考案の一実施例にかかる医療用レーザ装置の
全体構成を示す図、第2図は第1図におけるII−II線断
面図である。以下、これら図面を参照しながら本考案の
一実施例を詳述する。なお、この一実施例は、本考案に
おける第1及び第2のレーザ光を得るのに、2つのレー
ザ媒体を1つの励起手段によって励起し、電源及び制御
装置等を共用した例である。
図において、符号10はHo:YAGロッド、符号20はEr:YAGロ
ッド、符号30は励起光源、符号40はレーザ装置本体ケー
ス、符号50は反射鏡、符号60はダイクロイックミキシン
グミラー、符号70は集光レンズ、符号80は光ファイバ、
符号90は集光レンズ、符号100は患部組織である。
前記Ho:YAGロッド10は、本考案における第1のレーザ光
を発生する第1のレーザ光発生手段を構成する固体レー
ザ媒体である。このHo:YAGロッド10は、ホルミウム(H
o)をドープしたイットリウム・アルミニウム・ガーネ
ット(YAG)レーザロッドであり、所定の発振条件下で
2μm帯(2.1μm)の波長のレーザ光を発振する。こ
の実施例では、YAGにHoを0.36原子%ドープし、さら
に、増感剤としてCrを1原子%、Tmを5.63原子%それぞ
れドープしたものを用いている。
前記Er:YAGロッド20は、本考案における第2のレーザ光
を発生する第2のレーザ光発生手段を構成する固体レー
ザ媒体である。このEr:YAGロッド10は、エルビウム(E
r)を50原子%ドープしたYAGレーザロッドであり、所定
の発振条件下で3μm(2.94μm)帯の波長のレーザ光
を発振する。
なお、これら各ロッドの両端面には、必要に応じ、それ
ぞれの発振レーザ光に対する反射防止膜が形成されてい
る。
また、これらHo:YAGロッド10及びEr:YAGロッド20自体は
公知のものであり(例えば、特開昭62−34553号公報参
照)、例えば、米国アライド社から販売されているもの
を用いることができる。
前記励起光源30は、これらHo:YAGロッド10及びEr:YAGロ
ッド20を励起することが可能なランプであり、この実施
例では、Xeランプを用いている。この励起光源30は、電
源・制御装置部31によって駆動される。この実施例で
は、前記励起光源30は、前記電源・制御装置部31から1K
W(100J・10pps)の駆動エネルギーを加えられて、前記
Ho:YAGロッド10及びEr:YAGロッド20を励起するようにな
っている。
前記レーザ装置本体ケース40は、前記Ho:YAGロッド10及
びEr:YAGロッド20並びに励起光源30を収容して、該励起
光源30によって前記Ho:YAGロッド10及びEr:YAGロッド20
を励起するものである。このため、内部に2重楕円型集
光反射鏡41が形成されている。この2重楕円型集光反射
鏡41は、第2図に示されるように、その反射面の断面が
2つの楕円を、それぞれの一方の焦点が共通になるよう
にして重ね、その重ならない曲線部分を輪郭とした形状
をなしたものである。そして、共通の焦点に前記励起光
源30を配置し、一方、他のそれぞれの焦点に、前記Ho:Y
AGロッド10及びEr:YAGロッド20を、各々の両端面が外部
に露出するようにして配置したものである。
これら、各ロッド10及び20並びに励起光源30は、前記レ
ーザ装置本体ケース40にOリング42を介して気密的に取
り付けられている。また、図示しないが、前記レーザ装
置本体ケース40は、水冷等の冷却手段が設けられてい
る。
前記Ho:YAGロッド10及びEr:YAGロッド20のそれぞれの両
端部外方の光軸上には、それぞれのレーザ共振用の反射
鏡11及び21並びに一部透過鏡12及び22がそれぞれ配置さ
れている。なお、必要に応じて、前記一部透過鏡12及び
22と、前記Ho:YAGロッド10及びEr:YAGロッド20とのそれ
ぞれの間には、これらのレーザ発振の出力調整あるいは
出力停止ができるように、フィルタ13及び23が配置され
る。
前記Ho:YAGロッド10、2重楕円集光反射鏡41、反射鏡11
及び一部透過鏡12は、本考案における第1のレーザ光発
生手段を構成し、前記Er:YAGロッド20、2重楕円集光反
射鏡41、反射鏡21及び一部透過鏡22は、本考案における
第2のレーザ光発生手段を構成するものである。これら
第1及び第2のレーザ光発生手段からは、前記励起光源
30によって前記Ho:YAGロッド10及びEr:YAGロッド20を励
起することによって、それぞれ第1のレーザ光lH及び第
2のレーザ光lEを得ることができるようになっている。
すなわち、前記励起光源30に、前記電源・制御装置部31
から1KW(100J・10pps)の駆動エネルギーを加えると、
前記第1のレーザ光lH及び第2のレーザ光lEとして、以
下の特性を有するパルスレーザ光が得られるようになっ
ている。
発振パルス幅:200μsec 照射エネルギー:200mJ 発振繰返数:10pps 照射パルス数:100pulses 前記反射鏡50は、前記Ho:YAGロッド10等によって発振さ
れたHoレーザ光(第1のレーザ光)lHを反射して、90°
その向きを変え、前記ダイクロイックミキシングミラー
60に導くものである。
前記ダイクロイックミキシングミラー60は、第1のレー
ザ光lHと第2のレーザ光lEとを光結合して1本のレーザ
ビームlHEにするものである。すなわち、前記反射鏡50
によって反射されて導かれた第1のレーザ光lHを反射し
て90°その向きを変えるとともに、前記Er:YAGレーザロ
ッド20等によって発振された第2のレーザ光lEをそのま
ま透過する。これにより、これら2本のレーザ光lH及び
lEを1本のレーザビームlHEにするものである。
前記集光レンズ70は、前記レーザビームlHEを集光して
前記光ファイバ80の一方の端面80aから該光ファイバ80
に入射させるものでる。この集光レンズ70は、2μm帯
及び3μm帯の波長のレーザ光を良好に透過するサファ
イア等で構成されている。
前記光ファイバ80は、前記2μm帯及び3μm帯の波長
のレーザ光を良好に導光するフッ化物ファイバでで構成
されており、前記一方の端面80aから入射したレーザ光l
HEを他方の端面80bから射出する。
前記集光レンズ90は、前記光ファイバ80の端面80bから
射出されたレーザ光lHEを入射して患部組織100に集光す
るものである。この実施例では、前記集光レンズ90とし
て、焦点距離100mmのサファイアレンズを用いている。
上述の構成の医療用レーザ装置によって、肉厚15mmの牛
肉の肉片に照射実験を行った結果は以下の通りであっ
た。なお、肉厚15mmの牛肉の肉片は、実際の臨床応用で
の使用条件に近い状態を得られることから選定されたも
のである。
また、第1のレーザ光lH及び第2のレーザ光lEの発振条
件は、ともに、以下の通りとした。
発振パルス幅:200μsec 照射エネルギー:200mJ 発振繰返数:10pps 照射パルス数:100pulses まず、前記フィルタ23を閉じて、第1のレーザ光lHのみ
を発振させ、前記肉片に照射し、照射後の肉片表面の顕
微鏡写真を撮って調べたところ、該肉片表面に変成層が
形成されていることが確認された。
次に、前記フィルタ13を閉じて、第2のレーザ光lEのみ
を発振させ、前記肉片に照射し、照射後の肉片表面の顕
微鏡写真を撮って調べたところ、該肉片に貫通孔が形成
されていることが確認された。
上述の実験結果から、前記第1のレーザ光lHによって止
血作用が得られ、一方、前記第2のレーザ光lEによっ
て、切開作用が得られることがわかる。したがって、第
1のレーザ光lHと第2のレーザ光lEとを含むレーザ光l
HEを用いることにより、止血作用と切開作用とが同時に
得られることがわかる。
なお、比較のために、本発明者等は、Nd:YAGレーザ光
(波長;1.06μm)を、前記第1及び第2のレーザ光と
同一の条件のもとで前記肉厚15mmの牛肉の肉片に照射し
た実験を行ったところ、該肉片の表面に何等の変化も起
こらなかった。すなわち、パルス発振のNd:YAGレーザ光
によっては、切開作用は勿論のこと、止血作用も得られ
ないことが確認された。
上述の一実施例にあっては、以下の利点がある。
止血作用が得られる第1のレーザ光lHと切開作用が得ら
れる第2のレーザ光lEとを光結合して1つのレーザ光に
し、患部組織に照射することができるから、切開と止血
との治療を同時に施すことができる。
また、第1のレーザ光としてHoレーザ光を採用している
ことから、以下の利点が得られている。
すなわち、Hoレーザ光は、パルス発振によっても止血作
用が得られる。一方、第2のレーザ光であるErレーザ光
はパルス発振によって切開作用が得られる。その結果、
第1及び第2のレーザ光発振のための励起光源並びに電
源・制御装置等をパルス発振用の共通の装置とすること
ができ、これらを1つの装置で共用することができた。
また、Hoレーザ光は、2μm帯の波長を有しているの
で、このレーザ光を伝送する手段として実用化されてい
る光ファイバを用いることができた。
したがって、上述の一実施例の医療用レーザ装置は、高
いエネルギー効率を有し、小型で操作性がよく、且つ、
十分な切開及び止血作用が得られ、しかもローコストで
構成することが可能であるという利点を有している。
[考案の効果] 以上、詳述したように、本考案は、レーザ光を患部に集
束して治療を行う医療用レーザ装置において、Hoを活性
物質とするレーザ媒体を用い、前記患部の止血作用を主
とし、切開作用を従とする治療作用が得られる第1のレ
ーザ光を発生する第1のレーザ光発生手段と、Erを活性
物質とするレーザ媒体を用い、前記患部の切開作用を主
とする治療作用が得られる第2のレーザ光を発生する第
2のレーザ光発生手段と、前記第1のレーザ光と第2の
レーザ光とを前記患部に集束させる光集束手段とを有
し、前記第1のレーザ光発生手段及び第2のレーザ光発
生手段のそれぞれのレーザ媒体を、共通の励起光源によ
って励起するようにしたことを特徴とする構成を有し、
これにより、高いエネルギー効率を有し、小型で操作性
がよく、且つ、十分な切開及び止血作用の得られる医療
用レーザ装置をローコストで構成することを可能とした
ものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案の一実施例にかかる医療用レーザ装置の
全体構成を示す図、第2図は第1図におけるII−II線断
面図である。 10……第1のレーザ光発生手段たるHo:YAGロッド、20…
…第2のレーザ光発生手段たるEr:YAGロッド、30……励
起光源、40……レーザ装置本体ケース、50……反射鏡、
60……ダイクロイックミキシングミラー、70……集光レ
ンズ、80……光ファイバ、90……光集束手段たる集光レ
ンズ、100……患部組織。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01S 3/23

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】レーザ光を患部に集束して治療を行う医療
    用レーザ装置において、 Hoを活性物質とするレーザ媒体を用い、前記患部の止血
    作用を主とし、切開作用を従とする治療作用が得られる
    第1のレーザ光を発生する第1のレーザ光発生手段と、 Erを活性物質とするレーザ媒体を用い、前記患部の切開
    作用を主とする治療作用が得られる第2のレーザ光を発
    生する第2のレーザ光発生手段と、 前記第1のレーザ光と第2のレーザ光とを前記患部に集
    束させる光集束手段とを有し、 前記第1のレーザ光発生手段及び第2のレーザ光発生手
    段のそれぞれのレーザ媒体を、共通の励起光源によって
    励起するようにしたことを特徴とする医療用レーザ装
    置。
JP1989120460U 1989-10-13 1989-10-13 医療用レーザ装置 Expired - Lifetime JPH0710732Y2 (ja)

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EP0368512A3 (en) * 1988-11-10 1990-08-08 Premier Laser Systems, Inc. Multiwavelength medical laser system

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