JPH07108302B2 - レーザ治療装置の出力減衰装置 - Google Patents

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・メス、レーザ
・コアギュレータ等のレーザ治療装置において、レーザ
発振器で発振したレーザ光を減衰させる出力減衰装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】レーザ光のエネルギを利用したレーザ治
療装置としては、レーザ・メス、レーザ・コアギュレー
タ等があるが、例えばレーザメスは、周知のようにＹＡ
Ｇレーザ光又はＣＯ₂ レーザ光により、生体組織の切
開、凝固、止血あるいはポリープや潰瘍等の患部の切
開、気化消滅処置を行なうものであり、レーザ光を発生
するレーザ発生装置と、これに接続されレーザ発生装置
で発生したレーザ光を目的部位まで導く導光路より成っ
ている。

【０００３】このレーザ・メスにおいて、最近は軽量で
可撓性に富むレーザファイバの出射端に透明サファイア
チップを接続し、内視鏡による観察下でこのサファイア
チップの先端を患部に接触させてＹＡＧレーザ光を照射
し、患部組織の凝固、切開等を行なう接触照射療法が実
用化されている。

【０００４】このような接触照射療法では、従来から行
なわれている非接触療法に比べてＹＡＧレーザ光の照射
エネルギー密度が非常に高く、しかも患部表面組織での
反射、散乱等が抑えられるため、低い出力でも十分な治
療効果を期待することができる。例えば、凝固を目的と
した場合には、非接触療法では３０Ｗ以上の出力が必要
とされたのに対し、接触照射療法ではその約 1／5 程度
の６Ｗ以下の出力でも非接触療法と同程度の効果を得る
ことができる。

【０００５】他方、このＹＡＧレーザ光を止血を目的と
した非接触療法に使用する場合には、１００Ｗ程度の高
出力を必要とする。ところが、従来の出力１００Ｗクラ
スのＹＡＧレーザ治療装置では、レーザ発振を開始する
ための反転分布の閾値が１０Ｗ近くの出力に相当するた
め、１０Ｗ以下の低出力で安定に発振させることができ
ない。即ち、低出力となるようにレーザ励起ランプを電
流コントロールしたとしても、レーザ発振が生じない
か、発振したとしても非常に不安定な出力になってしま
うという問題があった。

【０００６】このような問題点を解決する第１の方法と
して、従来は、高出力型と低出力型の２台のＹＡＧレー
ザ治療装置を手術室内に用意し、処置の内容に応じて治
療装置を使い分けるようになされていた。

【０００７】また、第２の方法として、回転円板の周囲
に透光部と遮光部とを適当な割合で交互に設けたチョッ
パーをレーザ光路に進退自在になした遮光器を内蔵し、
接触照射療法の場合のみチョッパーによってＹＡＧレー
ザ光の大部分を遮光し、その一部を通過させて低出力を
得るようにしたレーザ治療装置が提案された。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の第１の方法
では、設置床面積が大となって術者や助手、看護婦等の
自由度が制限され、しかも処置の内容に応じて２台の治
療装置を正確に使い分けなければならない繁雑さを伴
い、全体として高価格になるという欠点を有していた。

【０００９】また、第２の方法では、見かけ上の平均的
な出力は低出力であるが、分断されたパルス状のレーザ
光そのものは非常に高出力・高エネルギー密度であるた
め、レーザファイバの出射端に接続したサファイアチッ
プにクラックを生じたり、照射部位に穿孔の危険を伴う
という欠点を有しており、しかも連続発振で１００Ｗ程
度の高出力ＹＡＧレーザ光の大部分をチョッパーで遮光
することになるため、チョッパーの遮光部で吸収された
ＹＡＧレーザ光によりチョッパー部分が加熱され、その
結果、チョッパーの作動不良を発生させるばかりでな
く、発生熱がレーザ発振器の安定性を低下させたり、チ
ョッパーの遮光部や遮光部と透光部とのエッジで反射、
散乱したＹＡＧレーザ光によりレーザ発振器や電源の一
部が損傷したり、あるいは反射、散乱したＹＡＧレーザ
光がレーザ治療装置の外部に洩れて、術者や助手、看護
婦等の皮膚や眼に知らぬうちにダメージを与えるという
実用上大きな欠点を有していた。

【００１０】本発明は、このような問題点を解決すべく
なされたものであり、単一のレーザ発振器を使って、高
出力及び低出力両方の治療用レーザ光を得られるように
し、パルス状でなく連続発振の形で出力パワーを所望値
に設定できる出力減衰装置が、レーザ光の、反射、散乱
等によって術者や助手、看護婦等の皮膚や眼に損傷を与
えることのないようにしたものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明においては、上記
目的を達成するために、レーザ発振器から発振されるレ
ーザ光の光路に対し、レーザ光の光量を所定の割合で光
学的に分割する分割部材を介入、避退に配設してあり、
この分割部材、例えばダイクロイックプリズムで分割さ
れたレーザ光を集光レンズによって一旦集光し、その発
散光を吸収体に完全吸収させるようにした。この場合、
吸収体は、球状内面を具備する中空体であり、集光レン
ズからのレーザ光をその一部に設けた微小開口で集光さ
せ、集光後の発散光を吸収体内に導入し、再び射出する
ことのないように吸収するようにした。

【００１２】また、レーザ発振器の発振出力調整を自動
調節若しくは手動調整可能とした。

【００１３】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。

【００１４】図１及び図２は本発明の出力減衰装置の一
実施例を示す構成図であり、図１は接触照射療法に用い
る場合を示し、図２は非接触療法に用いる場合を示す。

【００１５】図中、符号１はレーザ発振器であり、この
レーザ発振器１は、レーザ制御回路２から電力の供給を
受けて作動し、レーザ光３を発振する。このレーザ光３
は、接触照射療法を行なう際には、図１に示すように、
集光レンズ系４を介してレーザファイバ５の入射端面５
ａに集光され、出射端面５ｂに接続したサファイアチッ
プ６の先端より出射される。他方、通常の非接触療法の
場合には、図２に示すようにレーザ光はレーザファイバ
５の出射端面５ｂより出射される。

【００１６】レーザ発振器１と集光レンズ系４との間の
光路中には、光学接着剤７によって直角プリズム８を２
個貼合せた出力モニタ用プリズム９が配設されている。
光学接着剤７と直角プリズム８との屈折率差により極く
僅かのレーザ光が反射されて、フィルタ１０を通過して
出力検出器１１の受光面に入射する。フィルタ１０は、
必要な波長帯域のみを選択的に通過させる特性を具えて
いる。出力検出器１１の出力は増幅器１２で増幅された
後、レーザ制御回路２に入力される。

【００１７】また、レーザ発振器１と出力モニタ用プリ
ズム９との間の光路では、ガイド光（通常はＨｅ−Ｎｅ
レーザ光であり、図示しない）はほぼ１００％透過し、
レーザ発振器１から発振されたレーザ光３の光量を所定
の割合で分割するような多層膜コート１３が施されたダ
イクロイック・プリズム１４を配設してある。このダイ
クロイック・プリズム１４は、ソレノイド１５の駆動に
よって光路上から光路外に、また光路外から光路上に移
動自在である。

【００１８】出力設定装置１６は、レーザ治療装置とし
て操作者が望むレーザ出力値を設定する装置であり、表
示装置１７は、その設定出力値を表示する。出力設定装
置１６で設定された出力値はモード判別回路１８に送ら
れる。モード判別回路１８は、ダイクロイック・プリズ
ム１４の光量分割率に応じて決定される閾値と出力設定
装置１６からの設定出力値とを比較し、ダイクロイック
・プリズム１４をレーザ光３の光路上に介在させるか否
かを判別する回路である。即ち、モード判別回路１８
は、レーザ治療装置を非接触療法で用いるのか又は接触
照射療法で用いるのかを、出力設定装置１６の設定出力
値から判別する回路でもある。モード判別回路１８は、
設定出力値が閾値よりも低い場合に、ソレノイド１５を
駆動し、ダイクロイック・プリズム１４をレーザ光３の
光路上に進出させる。

【００１９】プリズム１４で分割されたレーザ光は集光
レンズ１９によって、一部を平面部２０とした球状内面
を具備する中空の吸収体２１の微小開口２３に集光され
た後、吸収体２１内に発散されて導入されるから、分割
直後のエネルギー密度より小さくなっており、吸収体２
１に対し局所的な焼損を与えるようなことはなく、吸収
体２１内で多数回の反射を繰返す内にその殆んど総ての
エネルギーが吸収される。微小開口２３は、内部に入射
したレーザ光が内部で多数回反射するように、平面部２
０の中心から離れた位置に開けてある。これによって、
分割レーザ光の光軸は、吸収体２１の球心から外れた位
置をとり、その結果、入射する分割レーザ光は、吸収体
２１の内壁面で反射して微小開口２３から再び射出して
しまうことなく、その総てが、吸収体２１の内部に導入
される。なお、吸収体２１の全内周には、レーザ光を吸
収する吸収材２４が塗布されている。

【００２０】モード判別回路１８からの判別信号は減衰
率設定回路２５へ入力される。減衰率設定回路２５は、
この判別信号に応じて、ダイクロイック・プリズム１４
の分割率に対応する減衰率又は 1／1 の減衰率の何れか
と設定出力値とをレーザ制御回路２に入力する。レーザ
制御回路２は、これらの入力値から必要な発振出力を計
算し、増幅器１２からの信号と比較してレーザ発振器１
をフィードバック制御する。

【００２１】次に、この装置の動作を説明する。上述の
ように構成された本発明装置においては、モード判別回
路１８が、ダイクロイック・プリズム１４の分割率に応
じて、出力設定装置１６で設定される出力値が低出力設
定値又は高出力設定値の何れであるかを判別する。レー
ザ発振器１の通常の発振出力を１００Ｗとした場合、例
えば、ダイクロイック・プリズム１４の多層膜コート１
３が、レーザ光３を集光レンズ系４側に１０％、集光レ
ンズ１９側に９０％となるように分割するためには、モ
ード判別回路１８は、１０Ｗ以下の設定出力値を低出力
（即ち、接触照射療法で使用）、１０〜１００Ｗの設定
出力を高出力（即ち、非接触療法で使用）と判別し、こ
れを表わす判別信号を出力する。また集光レンズ系４側
に２０％、集光レンズ１９側に８０％に分割されるよう
構成されている場合には、モード判別回路１８は２０Ｗ
以下の設定出力を低出力、２０〜１００Ｗの設定出力を
高出力と判別し、判別信号を出力する。

【００２２】出力設定装置１６で設定した出力値がモー
ド判別回路１８により低出力と判別される場合には、モ
ード判別回路１８はソレノイド１５に電力を供給して駆
動し、ダイクロイック・プリズム１４をレーザ光３の光
路上に介入させる。と同時に、減衰率設定回路２５に
は、モード判別回路１８からの信号により、ダイクロイ
ック・プリズム１４の分割率に応じた減衰率（前者の場
合は 1／10、後者の場合は 1／5 ）が設定される。そし
て、この減衰率と共に設定出力値がレーザ制御回路２に
入力される。

【００２３】レーザ制御回路２は、設定出力値を減衰率
で除した値でレーザ発振器１の発振出力を制御し、図示
しないフットスイッチを押すことにより、例えば出力設
定値が２Ｗで減衰率 1／10の場合には発振出力２０Ｗ、
減衰率が 1／5 の場合には発振出力１０Ｗのレーザ光３
が発振する。そして、このレーザ光３のうち設定出力値
と同じ２Ｗのレーザ光が、モニタ・プリズム９を透過し
て集光レンズ系４へ入射し、ファイバ５の入射端面５ａ
に集光され出射端面５ｂのサファイアチップ６の先端か
ら出射する。ただし、上記数値例では、説明の簡単化の
ため、集光レンズ系４及びファイバー５等における損失
は無視してのことである。

【００２４】本発明では、この説明から解るように、サ
ファイアチップ６の先端より出射されるレーザ光がパル
ス変調された出力ではなく連続した出力であり、しかも
設定出力値と同一の出力で出射される。従って、サファ
イアチップ６にクラックを生じたり、照射部位に穿孔の
危険が伴うことが全くないように安全性を確保すること
ができる。

【００２５】他方、ダイクロイック・プリズム１４で分
割された残りのレーザ光は、集光レンズ１９に入射し、
微小開口２３から吸収体２１の内部に入り、吸収体２１
に吸収される。吸収体２１の全内周には黒色耐熱塗料、
カーボングラファイト等の吸収材２４を塗布しておくの
が好ましく、レーザ光はここで多数回の反射を繰返して
順次減衰し、その殆んど総てのエネルギーが吸収され
る。従って、吸収体２１の熱容量を大きくするかあるい
は吸収体２１の外壁を適当な冷却媒体を介して冷却する
のが好ましい。こうすることにより、吸収したレーザ光
の熱によりレーザ発振器１の安定性を低下させたり、作
動不良を発生させることがないばかりか、吸収体２１内
に導入される分割レーザ光は、その光軸上に吸収体２１
の球心が位置していない為に、球体内面で直接反射して
再び光軸上を逆行して外部に放散されることなく、吸収
体２１内でレーザ光が封じ込められ、反射、散乱するレ
ーザ光によりレーザ発振器１や電源の一部が損傷した
り、あるいはレーザ光が外部に洩れて、術者や助手、看
護婦等の皮膚や眼に対し知らぬうちにダメージを与える
ことが全くないよう安全性を十分に確保できる。

【００２６】次に出力設定装置１６で設定した出力値が
高出力の場合には、モード判別回路１８は、ソレノイド
１５への電力供給を停止してダイクロイック・プリズム
１４をレーザ光３の光路より退去させる。モード判別回
路１８からの信号により、減衰率設定回路２５には 1／
1 の減衰率が設定され、この減衰率と設定出力値とがレ
ーザ制御回路２に入力される。そしてレーザ制御回路２
は、設定出力値を減衰率で除した値、つまりこの場合に
は設定出力値と同じ値にレーザ発振器１の発振出力を制
御し、図示しないフットスイッチを押すことにより、発
振したレーザ光３は分割されることなくモニタ・プリズ
ム９を透過して集光レンズ系４へ入射し、レーザファイ
バ５の入射端面５ａに集光され出射端５ｂより出射され
る。

【００２７】なお、モニタ・プリズム９の直角プリズム
８と光学接着剤７との屈折率差により極く僅か反射され
たレーザ光は、フィルタ１０を通過後出力検出器１１の
受光面に入射し、出力検出器１１の出力は増幅器１２で
増幅された後レーザ制御回路２に入力され、レーザ発振
が行なわれている間中レーザ発振出力をフィードバック
制御する。

【００２８】

【発明の効果】以上のように、本発明のレーザ治療装置
の出力減衰装置は、結果として得られるレーザ光がパル
ス変調された出力ではなく連続した出力であり、しかも
設定出力値と同一の出力が出射されるため、接触照射療
法を行なう際にレーザファイバのサファイアチップにク
ラックを生じたり、照射部位に穿孔の危険を伴うことが
全くなく、患者への安全性を十分に確保することができ
るが、分割器としてのダイクロイック・プリズムで分割
されたレーザ光は吸収体内でその殆んど総てのエネルギ
が吸収されるため、レーザ発振器の安定性を低下させた
り、作動不良を生じさせることがないばかりか、吸収体
内でレーザ光が封じ込められるため、レーザ光が外部に
洩れて術者や助手、看護婦等の皮膚や眼にダメージを与
えることが全くないという優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す装置であって、レーザ光
の光路上に分割部材を介入せた状態をブロック図と共に
示した図である。

【図２】図１の実施例装置において、レーザ光の光路上
から分割部材を避退させた状態をブロック図と共に示し
た図である。

【符号の説明】

３ レーザ光 ４ 集光レンズ系 ５ レーザファイバ ５ａ 入射端 ５ｂ 出力端 ６ サファイアチップ ７ 光学接着剤 ８ 直角プリズム ９ 出力モニタ・プリズム １０ フィルター １３ 多層膜コート １４ ダイクロイック・プリズム １９ 集光レンズ ２０ 平面部 ２１ 吸収体 ２３ 微小開口 ２４ 吸収材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ発振器で発振したレーザ光をレー
   ザファイバを介して患部に導き治療するレーザ治療装置
   において、 前記レーザ発振器の発振出力を制御するレーザ制御回路
   と、 前記レーザ発振器のレーザ光伝達光路に対し、介入、避
   退自在に設けられ、且つ該レーザ光の光量を所定の割合
   で分割する分割部材と、球状空間の内面でレーザ光を吸収する中空の球状体で構
   成され、その一部に前記分割部材による分割レーザ光を
   導入する微小開口を設けた レーザ光吸収部材と、このレーザ光吸収部材と前記分割部材との間にあって、
   前記分割レーザ光を前記微小開口に向けて集光させ、こ
   れを前記レーザ光吸収部材の内部空間に入射させる集光
   レンズと から成り、前記レーザ光吸収部材は、その球心が前記分割レーザ光
   の光軸から偏倚した位置に配置される ことを特徴とする
   レーザ治療装置の出力減衰装置。
2. 【請求項２】 前記レーザ光吸収部材の球状内面が、レ
   ーザ光の吸収材を塗布することにより構成される請求項
   １に記載のレーザ治療装置の出力減衰装置。
3. 【請求項３】 前記分割部材が、ダイクロイック・プリ
   ズムである請求項１または請求項２のいずれか１項に記
   載のレーザ治療装置の出力減衰装置。