JPH079179A - レーザ装置 - Google Patents
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- JPH079179A JPH079179A JP6040073A JP4007394A JPH079179A JP H079179 A JPH079179 A JP H079179A JP 6040073 A JP6040073 A JP 6040073A JP 4007394 A JP4007394 A JP 4007394A JP H079179 A JPH079179 A JP H079179A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 少なくとも２つの異なる種類のレーザビーム
を単一軸に沿って同軸上に位置決めできるように照射す
る。 【構成】 少なくとも２つのレーザオシレーター２１，
２２を備え、レーザビーム２６，２８の一方のレーザビ
ームを遮断し、かつ遮断したレーザビームを、他方のレ
ーザビームで放射される単一軸１０に沿うように反射す
ることができる回転反射手段３０を設けることを特徴と
している。
を単一軸に沿って同軸上に位置決めできるように照射す
る。 【構成】 少なくとも２つのレーザオシレーター２１，
２２を備え、レーザビーム２６，２８の一方のレーザビ
ームを遮断し、かつ遮断したレーザビームを、他方のレ
ーザビームで放射される単一軸１０に沿うように反射す
ることができる回転反射手段３０を設けることを特徴と
している。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、目標物または部位（患
部）に対し、特定の選択した軸に沿ってレーザエネルギ
ーをコントロールして照射するための装置及び方法に関
するものである。本発明は、特に、工業的な用途と共
に、患者の身体の表面または内部の部位（患部）を治療
するための医療用の装置としての使用に適したものであ
る。
部）に対し、特定の選択した軸に沿ってレーザエネルギ
ーをコントロールして照射するための装置及び方法に関
するものである。本発明は、特に、工業的な用途と共
に、患者の身体の表面または内部の部位（患部）を治療
するための医療用の装置としての使用に適したものであ
る。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】切断、
溶接、切削等のためのレーザビームエネルギーを利用し
た種々のシステムが開発され提案されている。また患者
の身体の上または内部の部位にレーザからのレーザエネ
ルギーを照射する外科用のレーザ装置が開発されてい
る。特定の用途においては、これらの外科用のレーザ装
置は、フレキシブルな光ファイバーを通して、レーザか
ら目標の組織にレーザ照射されている。
溶接、切削等のためのレーザビームエネルギーを利用し
た種々のシステムが開発され提案されている。また患者
の身体の上または内部の部位にレーザからのレーザエネ
ルギーを照射する外科用のレーザ装置が開発されてい
る。特定の用途においては、これらの外科用のレーザ装
置は、フレキシブルな光ファイバーを通して、レーザか
ら目標の組織にレーザ照射されている。
【０００３】レーザエネルギーは、様々の種類の人間の
組織などの組織に対し、所望の効果（作用，効能）を与
えるために用いることができる。例えば、たんぱく質成
分の変性、及び組織の焼灼、除去、または切断のため
に、レーザエネルギーを用いることができる。
組織などの組織に対し、所望の効果（作用，効能）を与
えるために用いることができる。例えば、たんぱく質成
分の変性、及び組織の焼灼、除去、または切断のため
に、レーザエネルギーを用いることができる。
【０００４】例えば、人間の組織に対するレーザビーム
の効果（例えば、除去、熱凝固、焼灼、切断など）は、
例えば、２１００ｎｍの波長で、約３００ｍＪ／ｍｍ2
のエネルギー密度を有するレーザ照射のパルスを、目標
の部位組織に照射することにより得ることができる。組
織上での効果は、もちろん、組織に吸収された照射エネ
ルギーの量及び使用した波長の吸収効率に依存してい
る。石灰化したアテローム性動脈硬化症の斑点または骨
などのような比較的硬い組織を有効に除去するために
は、比較的高いエネルギーレベルが必要となる。同様
に、癌の腫瘍の除去、関節における軟骨の除去、または
比較的多量のもしくは比較的硬い組織を除去する必要の
ある同様の医学的療法には、比較的高い平均パワーが必
要とされる。例えば２１００ｎｍの波長においては、組
織に対して４０から１３０ワット（レーザヘッドでは約
５０から１５０ワット）のパワー照射が必要とされるで
あろう。
の効果（例えば、除去、熱凝固、焼灼、切断など）は、
例えば、２１００ｎｍの波長で、約３００ｍＪ／ｍｍ2
のエネルギー密度を有するレーザ照射のパルスを、目標
の部位組織に照射することにより得ることができる。組
織上での効果は、もちろん、組織に吸収された照射エネ
ルギーの量及び使用した波長の吸収効率に依存してい
る。石灰化したアテローム性動脈硬化症の斑点または骨
などのような比較的硬い組織を有効に除去するために
は、比較的高いエネルギーレベルが必要となる。同様
に、癌の腫瘍の除去、関節における軟骨の除去、または
比較的多量のもしくは比較的硬い組織を除去する必要の
ある同様の医学的療法には、比較的高い平均パワーが必
要とされる。例えば２１００ｎｍの波長においては、組
織に対して４０から１３０ワット（レーザヘッドでは約
５０から１５０ワット）のパワー照射が必要とされるで
あろう。
【０００５】レーザビームによる組織の切断を含むさま
ざまな外科的処置においては、比較的迅速に組織を切断
することが望まれる。比較的速い速度である種の組織を
切断するためには、例えば、２１００ｎｍの波長で、組
織に入射されるレーザエネルギーは、好ましくは５〜６
０ヘルツの繰り返し速度で、約２００〜６００マイクロ
秒の継続時間を有するパルスで照射される。
ざまな外科的処置においては、比較的迅速に組織を切断
することが望まれる。比較的速い速度である種の組織を
切断するためには、例えば、２１００ｎｍの波長で、組
織に入射されるレーザエネルギーは、好ましくは５〜６
０ヘルツの繰り返し速度で、約２００〜６００マイクロ
秒の継続時間を有するパルスで照射される。
【０００６】医学上の用途で組織を切断するのに適した
商業的に入手可能なレーザ装置の多くのタイプのものに
関し、そのような高エネルギーレベルまたはそのような
速いパルス繰り返し速度は、単一のレーザ共振器もしく
はオシレーター（すなわち、フラッシュランプ、キャビ
ティ、及び結晶）では、困難もしくは不可能である。特
に、エキシマ、ホルミウム：ＹＡＧ、エルビウム：ＹＡ
Ｇ、ルビィ、アレキサンドライトもしくは同様の制限さ
れた出力エネルギーレベル及び繰り返し速度能力を有す
るレーザを用いては困難である。実際、組織の切断に適
した多くの商業的に入手可能なレーザ装置は、レーザ装
置または光ファイバーの導波管において早期の部品故障
をもたらすような加熱あるいは過剰な応力を生じること
なしに、そのような高エネルギーレベルまたはそのよう
な繰り返し速度で長期間操作することができない。
商業的に入手可能なレーザ装置の多くのタイプのものに
関し、そのような高エネルギーレベルまたはそのような
速いパルス繰り返し速度は、単一のレーザ共振器もしく
はオシレーター（すなわち、フラッシュランプ、キャビ
ティ、及び結晶）では、困難もしくは不可能である。特
に、エキシマ、ホルミウム：ＹＡＧ、エルビウム：ＹＡ
Ｇ、ルビィ、アレキサンドライトもしくは同様の制限さ
れた出力エネルギーレベル及び繰り返し速度能力を有す
るレーザを用いては困難である。実際、組織の切断に適
した多くの商業的に入手可能なレーザ装置は、レーザ装
置または光ファイバーの導波管において早期の部品故障
をもたらすような加熱あるいは過剰な応力を生じること
なしに、そのような高エネルギーレベルまたはそのよう
な繰り返し速度で長期間操作することができない。
【０００７】従って、より高いエネルギーレベルで、よ
り長いパルス幅で、もしくはより速い繰り返し速度で、
組織の部位に照射するための照射エネルギーを発生す
る、適切で商業的に入手可能なレーザ装置を用いた改良
システムを提供することが望まれている。また、断続的
な、あるいは実質的に連続した、結合したパルスで異な
る波長のレーザエネルギーを照射するため、複数のレー
ザヘッドもしくはレーザ装置を備えた改良されたレーザ
システムを提供することは有用なことである。
り長いパルス幅で、もしくはより速い繰り返し速度で、
組織の部位に照射するための照射エネルギーを発生す
る、適切で商業的に入手可能なレーザ装置を用いた改良
システムを提供することが望まれている。また、断続的
な、あるいは実質的に連続した、結合したパルスで異な
る波長のレーザエネルギーを照射するため、複数のレー
ザヘッドもしくはレーザ装置を備えた改良されたレーザ
システムを提供することは有用なことである。
【０００８】そのような改良システムは、好ましくは、
以下のタイプの、商業的に入手可能な、パルス化され
た、もしくは連続のレーザ装置の使用を含む。すなわ
ち、ネオジム：イットリウムアルミニウムガーネット
（Ｎｄ：ＹＡＧ）、エルビウム：イットリウムアルミニ
ウムガーネット（Ｅｒ：ＹＡＧ）、ホルミウム：イット
リウムアルミニウムガーネット（Ｈｏ：ＹＡＧ）、ルビ
ィ、アレキサンドライト、二酸化炭素、アルゴンフッ化
物（ＡｒＦ）、キセノン塩化物（ＸｅＣｌ）、及び他の
パルスレーザのようなエキシマレーザ。
以下のタイプの、商業的に入手可能な、パルス化され
た、もしくは連続のレーザ装置の使用を含む。すなわ
ち、ネオジム：イットリウムアルミニウムガーネット
（Ｎｄ：ＹＡＧ）、エルビウム：イットリウムアルミニ
ウムガーネット（Ｅｒ：ＹＡＧ）、ホルミウム：イット
リウムアルミニウムガーネット（Ｈｏ：ＹＡＧ）、ルビ
ィ、アレキサンドライト、二酸化炭素、アルゴンフッ化
物（ＡｒＦ）、キセノン塩化物（ＸｅＣｌ）、及び他の
パルスレーザのようなエキシマレーザ。
【０００９】このような改良システムは、好ましくは、
組織内において所望の作用効果を生じるように、比較的
短時間の期間内で、十分に高い平均パワー及び／または
繰り返し速度で、組織に対しレーザエネルギーのパルス
を照射するように操作されるべきである。特に、組織の
温度はその間中、低下すなわち下がる傾向があるので、
所望の高いレベルに組織の温度を高めることが望まし
い。この点に関して、初期に昇温温度Ｔ0 にまで高めら
れた組織の温度は、以下の式におおよそ従いながら低下
することが認識されるであろう。
組織内において所望の作用効果を生じるように、比較的
短時間の期間内で、十分に高い平均パワー及び／または
繰り返し速度で、組織に対しレーザエネルギーのパルス
を照射するように操作されるべきである。特に、組織の
温度はその間中、低下すなわち下がる傾向があるので、
所望の高いレベルに組織の温度を高めることが望まし
い。この点に関して、初期に昇温温度Ｔ0 にまで高めら
れた組織の温度は、以下の式におおよそ従いながら低下
することが認識されるであろう。
【００１０】Ｔt ＝Ｔ0 ｅ-t/k （ここで、Ｔ0 は前のパルスによって組織が昇温したと
きの最高昇温温度であり、ｅは自然対数であり、ｔは温
度Ｔ0 に到達した後の選択された期間であり、ｋは組織
の熱拡散時定数であり、Ｔt は期間ｔの終期における結
果的な時間依存温度である。） 組織がレーザエネルギーの初期パルスを受けたとき、組
織の温度は最高温度Ｔ 0 まで上昇し、その後組織の温度
は低下し始める。組織の温度が初期に上昇するので、組
織に対し増加したエネルギーを与えることは望ましいこ
とである。レーザエネルギーのパルスの間、ほとんども
しくはまったく時間的な温度低下を生じないように、組
織にレーザエネルギーのパルスを与えることにより、組
織によるレーザ除去の効率が高められることが知られて
いる。従って、パルス間の時間の間隔は、比較的短くす
べきであり、好ましくは組織の熱拡散時定数よりもずっ
と短くすることが好ましい。
きの最高昇温温度であり、ｅは自然対数であり、ｔは温
度Ｔ0 に到達した後の選択された期間であり、ｋは組織
の熱拡散時定数であり、Ｔt は期間ｔの終期における結
果的な時間依存温度である。） 組織がレーザエネルギーの初期パルスを受けたとき、組
織の温度は最高温度Ｔ 0 まで上昇し、その後組織の温度
は低下し始める。組織の温度が初期に上昇するので、組
織に対し増加したエネルギーを与えることは望ましいこ
とである。レーザエネルギーのパルスの間、ほとんども
しくはまったく時間的な温度低下を生じないように、組
織にレーザエネルギーのパルスを与えることにより、組
織によるレーザ除去の効率が高められることが知られて
いる。従って、パルス間の時間の間隔は、比較的短くす
べきであり、好ましくは組織の熱拡散時定数よりもずっ
と短くすることが好ましい。
【００１１】例えば、典型的な組織の目標の部位が約１
００℃の初期温度に上昇したとき、５ミリ秒の間に約９
７℃に組織温度が低下するので、そのような時間の間隔
の間、もしくはより短い時間の間に、組織に対し複数の
レーザエネルギーパルスを与えることが望ましい。好ま
しくは、改良システムは、レーザエネルギーパルスが５
ミリ秒以下の典型的な一時的な分離を有し、かつ約２０
０〜６００ミリ秒のパルス幅を有するような期間内にお
いて、２つもしくはそれ以上の従来の医療用レーザから
のエネルギーパルスを放出する。パルス幅は具体的な用
途によって変化させることができる。例えば、尿管、腎
臓、または胆臓の石を細分するためには、約１０〜１０
００ナノ秒のパルス幅が望ましい。
００℃の初期温度に上昇したとき、５ミリ秒の間に約９
７℃に組織温度が低下するので、そのような時間の間隔
の間、もしくはより短い時間の間に、組織に対し複数の
レーザエネルギーパルスを与えることが望ましい。好ま
しくは、改良システムは、レーザエネルギーパルスが５
ミリ秒以下の典型的な一時的な分離を有し、かつ約２０
０〜６００ミリ秒のパルス幅を有するような期間内にお
いて、２つもしくはそれ以上の従来の医療用レーザから
のエネルギーパルスを放出する。パルス幅は具体的な用
途によって変化させることができる。例えば、尿管、腎
臓、または胆臓の石を細分するためには、約１０〜１０
００ナノ秒のパルス幅が望ましい。
【００１２】２つのレーザ源からのレーザエネルギー
は、従来から知られているように２つの独立した光ファ
イバーを通して照射できるが、そのような実質的なレー
ザエネルギーを単一の光ファイバーもしくは光ファイバ
ーの束、単一の中空の導波管もしくは関節のアーム（ア
ーティキュレーテッド・アーム）を通して伝達すること
が可能な改良レーザエネルギー伝達システムを提供する
ことは有益なことである。そのようなシステムはまた、
２つもしくはそれ以上の異なる種類のレーザを操作する
ことができ、異なる波長のレーザエネルギーを連続的に
組織に照射し、一方の波長で焼灼し他方の波長で切断も
しくは除去するような、組織に対する異なる作用を生じ
させることができる。
は、従来から知られているように２つの独立した光ファ
イバーを通して照射できるが、そのような実質的なレー
ザエネルギーを単一の光ファイバーもしくは光ファイバ
ーの束、単一の中空の導波管もしくは関節のアーム（ア
ーティキュレーテッド・アーム）を通して伝達すること
が可能な改良レーザエネルギー伝達システムを提供する
ことは有益なことである。そのようなシステムはまた、
２つもしくはそれ以上の異なる種類のレーザを操作する
ことができ、異なる波長のレーザエネルギーを連続的に
組織に照射し、一方の波長で焼灼し他方の波長で切断も
しくは除去するような、組織に対する異なる作用を生じ
させることができる。
【００１３】本発明は、上述した利点及び特徴を有する
ことを目的とした改良されたレーザエネルギー照射シス
テムを提供するものである。
ことを目的とした改良されたレーザエネルギー照射シス
テムを提供するものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段及び発明の作用効果】本発
明は、単一のレーザで可能なよりも比較的大きな平均パ
ワーのレーザエネルギー、及び／またはより長いパルス
幅、もしくは部位におけるより高いパルス繰り返し速度
のレーザエネルギーを目標部位に照射するための新規な
多重レーザシステムすなわちマルチヘッドレーザ装置を
提供するものである。
明は、単一のレーザで可能なよりも比較的大きな平均パ
ワーのレーザエネルギー、及び／またはより長いパルス
幅、もしくは部位におけるより高いパルス繰り返し速度
のレーザエネルギーを目標部位に照射するための新規な
多重レーザシステムすなわちマルチヘッドレーザ装置を
提供するものである。
【００１５】本発明は、特に、照射レーザエネルギーパ
ルスを制御しながら、特定の選択された組織の部位に照
射するための医療システムの用途に適している。本発明
は、特に、比較的硬い組織を除去する外科的処置、並び
に比較的軟らかい組織を即座に凝固もしくは切断する外
科的処置での用途に適したものである。また、異なる吸
収特性を有する複数の異なる波長のレーザエネルギー
を、単一軸に沿って、直接もしくは１つ以上の光ファイ
バーを介して、あるいは関節のあるアームを介して、目
標の部位に順次伝達させることができる。
ルスを制御しながら、特定の選択された組織の部位に照
射するための医療システムの用途に適している。本発明
は、特に、比較的硬い組織を除去する外科的処置、並び
に比較的軟らかい組織を即座に凝固もしくは切断する外
科的処置での用途に適したものである。また、異なる吸
収特性を有する複数の異なる波長のレーザエネルギー
を、単一軸に沿って、直接もしくは１つ以上の光ファイ
バーを介して、あるいは関節のあるアームを介して、目
標の部位に順次伝達させることができる。
【００１６】本発明の好ましい局面に従えば、単一の軸
に沿う複数のレーザビームが同一軸に位置決めされるよ
うなレーザ装置が与えられる。少なくとも２つのレーザ
共振器もしくはオシレーターが、そのようなそれぞれの
共振器もしくはオシレーターによりレーザビームを生じ
るように備えられる。回転反射手段が、少なくとも１つ
の発生したレーザビームを遮断し、かつ遮断したレーザ
ビームを他のレーザビームから分離するが他のレーザビ
ームによって定められる単一の軸に沿うように方向付け
するため配置される。
に沿う複数のレーザビームが同一軸に位置決めされるよ
うなレーザ装置が与えられる。少なくとも２つのレーザ
共振器もしくはオシレーターが、そのようなそれぞれの
共振器もしくはオシレーターによりレーザビームを生じ
るように備えられる。回転反射手段が、少なくとも１つ
の発生したレーザビームを遮断し、かつ遮断したレーザ
ビームを他のレーザビームから分離するが他のレーザビ
ームによって定められる単一の軸に沿うように方向付け
するため配置される。
【００１７】本発明の数多くの他の利点及び特徴は、以
下の本発明の詳細な説明、特許請求の範囲、及び添付の
図面から明らかにされるであろう。
下の本発明の詳細な説明、特許請求の範囲、及び添付の
図面から明らかにされるであろう。
【００１８】
【実施例】本発明は、工業的用途並びに外科及び他の医
療分野における用途に特に適した改良レーザ照射システ
ムを提供する。このシステムは、単一の軸に沿って目標
物の部位に対しレーザ照射のビームを順次放射するよう
新規に配置された複数のレーザ共振器またはオシレータ
ーを含む。従って、このシステムは伝送導波管に損傷を
与えることなく、より高い平均パワー及びより大きいエ
ネルギー密度でレーザエネルギーを照射できるか、ある
いはシステムの開口の数における変化を必要とすること
なく、単一の導波管、関節のあるアーム（アーティキュ
レイテッド・アーム）、中空導波管等を介して組織の部
位またはワークピースに比較的より速いパルス繰り返し
速度でレーザエネルギーを放射することができる。
療分野における用途に特に適した改良レーザ照射システ
ムを提供する。このシステムは、単一の軸に沿って目標
物の部位に対しレーザ照射のビームを順次放射するよう
新規に配置された複数のレーザ共振器またはオシレータ
ーを含む。従って、このシステムは伝送導波管に損傷を
与えることなく、より高い平均パワー及びより大きいエ
ネルギー密度でレーザエネルギーを照射できるか、ある
いはシステムの開口の数における変化を必要とすること
なく、単一の導波管、関節のあるアーム（アーティキュ
レイテッド・アーム）、中空導波管等を介して組織の部
位またはワークピースに比較的より速いパルス繰り返し
速度でレーザエネルギーを放射することができる。
【００１９】本発明は多くの異なる形態において具体化
することが可能であるが、本明細書及び添付図面におい
ては、本発明の例として幾つかの具体的な形態を開示す
る。しかしながら、本発明はこのように説明される具体
例に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請
求の範囲において指摘されるものである。
することが可能であるが、本明細書及び添付図面におい
ては、本発明の例として幾つかの具体的な形態を開示す
る。しかしながら、本発明はこのように説明される具体
例に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請
求の範囲において指摘されるものである。
【００２０】説明を容易にするために、本発明のレーザ
装置は選択された操作位置において説明し、上方、下
方、水平などの用語はこの位置を参照して用いる。しか
しながら、本発明のレーザエネルギー装置は説明した位
置以外の方向において製造し、保管し、移送し、使用
し、販売することができる。
装置は選択された操作位置において説明し、上方、下
方、水平などの用語はこの位置を参照して用いる。しか
しながら、本発明のレーザエネルギー装置は説明した位
置以外の方向において製造し、保管し、移送し、使用
し、販売することができる。
【００２１】装置の具体例を示す図面の幾つかは、当業
者によって認識されるであろう構造の詳細及び機械的要
素を示す。しかしながら、このような要素の詳細な説明
は本発明の理解に必ずしも必要なものではなく、従っ
て、ここではあえて説明していない。
者によって認識されるであろう構造の詳細及び機械的要
素を示す。しかしながら、このような要素の詳細な説明
は本発明の理解に必ずしも必要なものではなく、従っ
て、ここではあえて説明していない。
【００２２】また、本発明の装置は、一般的な部品を用
いて、あるいは組み入れているが、これらの詳細につい
ては完全には図示もしくは説明していない。例えば、本
発明の装置は適当な一般的なレーザ源（レーザ共振器も
しくはオシレーター）、関節のあるアーム、ミラー、中
空導波管、光ファイバー及びそれらのカップリングシス
テムを用いることができ、それらの詳細については詳し
く図示し説明していないが、それらは当業者にとって明
らかなものであり、そのような部品の必要な機能は理解
される。そのような部品の詳細な説明は本発明の理解に
必ずしも必要ではなく、そのような部品自身の構造及び
動作の詳細は本発明の一部をなすものではないので、こ
こでは説明しない。
いて、あるいは組み入れているが、これらの詳細につい
ては完全には図示もしくは説明していない。例えば、本
発明の装置は適当な一般的なレーザ源（レーザ共振器も
しくはオシレーター）、関節のあるアーム、ミラー、中
空導波管、光ファイバー及びそれらのカップリングシス
テムを用いることができ、それらの詳細については詳し
く図示し説明していないが、それらは当業者にとって明
らかなものであり、そのような部品の必要な機能は理解
される。そのような部品の詳細な説明は本発明の理解に
必ずしも必要ではなく、そのような部品自身の構造及び
動作の詳細は本発明の一部をなすものではないので、こ
こでは説明しない。
【００２３】本発明を具体化する第１のタイプのレーザ
装置もしくはシステムは、図１及び図２に図示されてい
る。この装置は目標物すなわち部位１２に対し、単一軸
１０に沿ってレーザ照射のビームもしくはパルスを方向
付けるのに適したものである。このシステムは、特に、
自然的なの管腔もしくは空洞、あるいは身体の組織にお
ける外科的に作り出された領域、空洞、もしくは通路の
中での、身体の表面の人間の組織の目標物１２に、レー
ザを照射するのに適したものである。典型的には、外科
もしくは他の医学用途において、レーザエネルギーが照
射される組織は、レーザ放射エネルギーの照射によって
変性されるべき物質を含む、身体の部位を明確にするこ
とによって特徴付けられるものである。その物質は組織
自体の一部であってもよいし、癌組織またはアテローム
性動脈硬化症の斑点（ａｔｈｅｒｏｓｃｌｅｒｏｔｉｃ
ｐｌａｑｕｅ）のような組織の変性された形態であっ
てもよい。その物質はまた組織の上の付加的な沈着物で
あってもよいし、工業的な目的で除去される物質であっ
てもよい。
装置もしくはシステムは、図１及び図２に図示されてい
る。この装置は目標物すなわち部位１２に対し、単一軸
１０に沿ってレーザ照射のビームもしくはパルスを方向
付けるのに適したものである。このシステムは、特に、
自然的なの管腔もしくは空洞、あるいは身体の組織にお
ける外科的に作り出された領域、空洞、もしくは通路の
中での、身体の表面の人間の組織の目標物１２に、レー
ザを照射するのに適したものである。典型的には、外科
もしくは他の医学用途において、レーザエネルギーが照
射される組織は、レーザ放射エネルギーの照射によって
変性されるべき物質を含む、身体の部位を明確にするこ
とによって特徴付けられるものである。その物質は組織
自体の一部であってもよいし、癌組織またはアテローム
性動脈硬化症の斑点（ａｔｈｅｒｏｓｃｌｅｒｏｔｉｃ
ｐｌａｑｕｅ）のような組織の変性された形態であっ
てもよい。その物質はまた組織の上の付加的な沈着物で
あってもよいし、工業的な目的で除去される物質であっ
てもよい。
【００２４】レーザ照射は軸１０に沿って伝達され、必
要であれば適当な光ファイバーもしくは上述したような
同様の導波管（図示せず）を通る。このような導波管と
しては、一般的な、長尺な、フレキシブルな光ファイバ
ーを用いることができ、曲がった形状であってもよく、
レーザエネルギー伝達コンジットとして機能する。その
ようなファイバーは、一般的なレンズまたはカップリン
グ装置１６と近い方の端部で接続もしくは結合すること
ができ、そこへレーザエネルギーが少なくとも２つのレ
ーザ源もしくはレーザオシレーター、すなわち第１のレ
ーザオシレーター２１及び第２のレーザオシレーター２
２から放射される。導波管は、また、ＣＯ2 レーザエネ
ルギーを伝達するため用いられるような、反射内部ルー
メンを有する、中空で、かつフレキシブルな管を用いる
ことができる。
要であれば適当な光ファイバーもしくは上述したような
同様の導波管（図示せず）を通る。このような導波管と
しては、一般的な、長尺な、フレキシブルな光ファイバ
ーを用いることができ、曲がった形状であってもよく、
レーザエネルギー伝達コンジットとして機能する。その
ようなファイバーは、一般的なレンズまたはカップリン
グ装置１６と近い方の端部で接続もしくは結合すること
ができ、そこへレーザエネルギーが少なくとも２つのレ
ーザ源もしくはレーザオシレーター、すなわち第１のレ
ーザオシレーター２１及び第２のレーザオシレーター２
２から放射される。導波管は、また、ＣＯ2 レーザエネ
ルギーを伝達するため用いられるような、反射内部ルー
メンを有する、中空で、かつフレキシブルな管を用いる
ことができる。
【００２５】レーザオシレーター、光ファイバー、導波
管、レーザ反射ミラー、及びカップリング装置のデザイ
ン、構造及び操作は、従来からよく知られたものであ
り、ここでは詳細を説明しない。このような部品自体の
デザイン、構造、及び操作の詳細は、本発明の一部をな
すものではない。
管、レーザ反射ミラー、及びカップリング装置のデザイ
ン、構造及び操作は、従来からよく知られたものであ
り、ここでは詳細を説明しない。このような部品自体の
デザイン、構造、及び操作の詳細は、本発明の一部をな
すものではない。
【００２６】本明細書の開示及び請求の範囲において用
いられている、「レーザエネルギー」、「レーザ照
射」、「レーザビーム」及びそれらの派生語などの用語
は、広い範囲の周波数、パルス幅、及び繰り返し速度特
性、並びに、エネルギー密度もしくはフラックス、及び
パワーを有する、パルス波もしくは断続的な（切断され
た）連続波レーザエネルギーを含むものであることが理
解される。レーザ照射は、所望の波長のパルスを生じる
一般的なレーザ装置により生じさせることができる。外
科的用途に適したエネルギーを発生することのできるレ
ーザの種類の例には以下のものが含まれる。すなわち、
エキシマ（例えば、１９３ナノメーター及び３０８ナノ
メーターの波長）、アレキサンドライト、チタニウムサ
ファイア、アルゴン、ネオジム：イットリウムアルミニ
ウムガーネット（Ｎｄ：ＹＡＧ）、周波数２倍のＮｄ：
ＹＡＧ（ＫＴＰレーザ）、ホルミウム：イットリウムア
ルミニウムガーネット（ホルミウム：ＹＡＧ）、エルビ
ウム：イットリウムアルミニウムガーネット（Ｅｒ：Ｙ
ＡＧ）、二酸化炭素（ＣＯ2 ）、ルビー、アレキサンド
ライトなどである。
いられている、「レーザエネルギー」、「レーザ照
射」、「レーザビーム」及びそれらの派生語などの用語
は、広い範囲の周波数、パルス幅、及び繰り返し速度特
性、並びに、エネルギー密度もしくはフラックス、及び
パワーを有する、パルス波もしくは断続的な（切断され
た）連続波レーザエネルギーを含むものであることが理
解される。レーザ照射は、所望の波長のパルスを生じる
一般的なレーザ装置により生じさせることができる。外
科的用途に適したエネルギーを発生することのできるレ
ーザの種類の例には以下のものが含まれる。すなわち、
エキシマ（例えば、１９３ナノメーター及び３０８ナノ
メーターの波長）、アレキサンドライト、チタニウムサ
ファイア、アルゴン、ネオジム：イットリウムアルミニ
ウムガーネット（Ｎｄ：ＹＡＧ）、周波数２倍のＮｄ：
ＹＡＧ（ＫＴＰレーザ）、ホルミウム：イットリウムア
ルミニウムガーネット（ホルミウム：ＹＡＧ）、エルビ
ウム：イットリウムアルミニウムガーネット（Ｅｒ：Ｙ
ＡＧ）、二酸化炭素（ＣＯ2 ）、ルビー、アレキサンド
ライトなどである。
【００２７】レーザオシレーター２１及び２２は、単一
軸１０に沿って順次放射される分離されたパルスレーザ
ビームを生じるように、他の部品と結合して配置され制
御されている。図１に示す実施例においては、２つのレ
ーザオシレーター２１及び２２は同一であり、実質的に
平行な形状の出射ポートからパルスレーザビームが放出
されるように配置されている。第１のレーザオシレータ
ー２２のレーザエネルギーは軸１０と一致しかつこれを
定める直線状のパルスビーム２６の中を伝達される。
軸１０に沿って順次放射される分離されたパルスレーザ
ビームを生じるように、他の部品と結合して配置され制
御されている。図１に示す実施例においては、２つのレ
ーザオシレーター２１及び２２は同一であり、実質的に
平行な形状の出射ポートからパルスレーザビームが放出
されるように配置されている。第１のレーザオシレータ
ー２２のレーザエネルギーは軸１０と一致しかつこれを
定める直線状のパルスビーム２６の中を伝達される。
【００２８】第２のレーザオシレーター２２は、第１の
レーザオシレータービーム２６から離れているがこれと
平行な第１の光路３０に沿って進むパルスビームを発生
する。第１の光路３０の端においては、第２のレーザオ
シレータービーム２８が一般的な、適当なタイプのレー
ザエネルギー反射ミラー３２のような反射装置によって
反射される。第２のビーム２８は、第１の光路からミラ
ー３２によって反射され第１の光路３０と垂直でかつ軸
１０上の第１のレーザオシレータービーム２６と垂直で
ある第２の光路３４に沿うよう反射される。操作におい
て、ミラー３２は通常固定されている。しかしながら、
ミラーは、第２のビーム光路３４と位置合わせが容易な
ように、第１のビーム光路３０に対してミラーの角度を
調整できるような、適当な一般的な手段を含むことがで
きる。
レーザオシレータービーム２６から離れているがこれと
平行な第１の光路３０に沿って進むパルスビームを発生
する。第１の光路３０の端においては、第２のレーザオ
シレータービーム２８が一般的な、適当なタイプのレー
ザエネルギー反射ミラー３２のような反射装置によって
反射される。第２のビーム２８は、第１の光路からミラ
ー３２によって反射され第１の光路３０と垂直でかつ軸
１０上の第１のレーザオシレータービーム２６と垂直で
ある第２の光路３４に沿うよう反射される。操作におい
て、ミラー３２は通常固定されている。しかしながら、
ミラーは、第２のビーム光路３４と位置合わせが容易な
ように、第１のビーム光路３０に対してミラーの角度を
調整できるような、適当な一般的な手段を含むことがで
きる。
【００２９】第２のビーム光路３４と第１のレーザオシ
レータービーム２６の光路は、交差領域３６において概
ね直角に交わる。ビームの光路は領域３６で交差するよ
うに位置合わせされるが（第１図）、２つのレーザオシ
レーターは後に詳細に説明するように、異なる時間で操
作され、この結果ビームパルスは空間的には重なるが時
間的には重なることがない。
レータービーム２６の光路は、交差領域３６において概
ね直角に交わる。ビームの光路は領域３６で交差するよ
うに位置合わせされるが（第１図）、２つのレーザオシ
レーターは後に詳細に説明するように、異なる時間で操
作され、この結果ビームパルスは空間的には重なるが時
間的には重なることがない。
【００３０】反射手段４０は、第２のレーザオシレータ
ービーム２８とを遮断し、かつ軸１０に沿ってこのビー
ムを方向付けるため、光路交差領域３６に設けられてい
る。反射手段４０はドライブモーター４６から延びるシ
ャフト４４上に設けられた回転チョッパー手段４２を備
えている。反射手段４０としては、特定の、もしくは従
来から一般的な光ビームチョッパーを用いることができ
る。この用途に適したチョッパーは、設計モデル２２０
光ビームチョッパー（Ｉｔｈａｃｏ社， ７３５ Ｗｅ
ｓｔ Ｃｌｉｎｔｏｎ Ｓｔｒｅｅｔ， Ｐ．Ｏ．Ｂｏ
ｘ ４３７，Ｉｔｈａｃａ， Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ １４
８５１−６４３７）のもとに商業的に入手可能である。
ービーム２８とを遮断し、かつ軸１０に沿ってこのビー
ムを方向付けるため、光路交差領域３６に設けられてい
る。反射手段４０はドライブモーター４６から延びるシ
ャフト４４上に設けられた回転チョッパー手段４２を備
えている。反射手段４０としては、特定の、もしくは従
来から一般的な光ビームチョッパーを用いることができ
る。この用途に適したチョッパーは、設計モデル２２０
光ビームチョッパー（Ｉｔｈａｃｏ社， ７３５ Ｗｅ
ｓｔ Ｃｌｉｎｔｏｎ Ｓｔｒｅｅｔ， Ｐ．Ｏ．Ｂｏ
ｘ ４３７，Ｉｔｈａｃａ， Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ １４
８５１−６４３７）のもとに商業的に入手可能である。
【００３１】図２を参照して、回転チョッパー手段４２
は、複数のアームすなわちブレード５０を備える。図示
した例においては、このような５つのブレード５０が外
側に向かって放射状に延び、スロットすなわちボイド５
２を形成するように等しく離れている。各ブレード５０
は前方面（すなわち、入射する第２のレーザオシレータ
ービーム２８と向き合う面）を有しており、これはコー
ティングされたガラスミラーのような反射表面によって
形成されている。
は、複数のアームすなわちブレード５０を備える。図示
した例においては、このような５つのブレード５０が外
側に向かって放射状に延び、スロットすなわちボイド５
２を形成するように等しく離れている。各ブレード５０
は前方面（すなわち、入射する第２のレーザオシレータ
ービーム２８と向き合う面）を有しており、これはコー
ティングされたガラスミラーのような反射表面によって
形成されている。
【００３２】モーター４６は、好ましくは、回転速度の
範囲でチョッパー手段４２を回転することができる速度
調整可能な電気モーターである。図１及び図２に示す実
施例を操作するための現在考えられているモードの１つ
においては、チョッパー手段４２は約１２回転／分から
約１００００回転／分の範囲内の速度で回転させること
ができる。
範囲でチョッパー手段４２を回転することができる速度
調整可能な電気モーターである。図１及び図２に示す実
施例を操作するための現在考えられているモードの１つ
においては、チョッパー手段４２は約１２回転／分から
約１００００回転／分の範囲内の速度で回転させること
ができる。
【００３３】一般的なリファレンスピックアップ光セン
サーもしくは位置センサー５４が、ブレード５０の存在
もしくは不在を検知するため、回転手段４２に隣接して
一般的な態様で配置されている。
サーもしくは位置センサー５４が、ブレード５０の存在
もしくは不在を検知するため、回転手段４２に隣接して
一般的な態様で配置されている。
【００３４】一般的な制御システムが設けられており、
これは位置センサー５４からの信号５８を受けるための
回転計５６を備えている。回転計５６はブレード５０が
センサー５４を通過する回数もしくは速度を記録表示す
る。この回数に対応する制御信号６０は、中央処理装置
６２に送られる。チョッパー手段モーター４６は、好ま
しくは、回転計信号６０及び一般的な回数制御システム
に応答することができる一般的な制御信号６４によって
制御される。
これは位置センサー５４からの信号５８を受けるための
回転計５６を備えている。回転計５６はブレード５０が
センサー５４を通過する回数もしくは速度を記録表示す
る。この回数に対応する制御信号６０は、中央処理装置
６２に送られる。チョッパー手段モーター４６は、好ま
しくは、回転計信号６０及び一般的な回数制御システム
に応答することができる一般的な制御信号６４によって
制御される。
【００３５】第１のレーザオシレーター２１は、制御信
号７１によって中央処理装置６２に制御され、第２のレ
ーザオシレーター２２は制御信号７２によって中央処理
装置６２に制御されている。
号７１によって中央処理装置６２に制御され、第２のレ
ーザオシレーター２２は制御信号７２によって中央処理
装置６２に制御されている。
【００３６】操作において、中央処理装置６２は第１の
レーザオシレーター２１及び第２のレーザオシレーター
２２を交互に操作（すなわち作動もしくは放射）させ
る。一般的な操作では、モーター４６は通常一定の選択
された速度で操作される。５つのブレード５０のうちの
一つが位置センサー（光センサー）５４によって検知さ
れると、検知されたブレード５０から１８０°離れたス
ロットもしくはボイド５２が軸１０に沿った第２のレー
ザオシレータービーム２６の目標物１２への通過を許
す。中央処理装置６２は、このとき第１のレーザオシレ
ーター２１を第１のレーザエネルギービームもしくはパ
ルス２６を放出するように作動している。パルスはブレ
ード５０がビーム光路中に回転してくることにより止ま
る。
レーザオシレーター２１及び第２のレーザオシレーター
２２を交互に操作（すなわち作動もしくは放射）させ
る。一般的な操作では、モーター４６は通常一定の選択
された速度で操作される。５つのブレード５０のうちの
一つが位置センサー（光センサー）５４によって検知さ
れると、検知されたブレード５０から１８０°離れたス
ロットもしくはボイド５２が軸１０に沿った第２のレー
ザオシレータービーム２６の目標物１２への通過を許
す。中央処理装置６２は、このとき第１のレーザオシレ
ーター２１を第１のレーザエネルギービームもしくはパ
ルス２６を放出するように作動している。パルスはブレ
ード５０がビーム光路中に回転してくることにより止ま
る。
【００３７】回転部材４２がブレード５０をビーム２６
の光路中に移動させ、それによって第２のレーザオシレ
ータービーム光路３４中にも移動させるとき、このブレ
ード５０の位置は３６°離れた対応するボイドもしくは
スロット５２を検出する位置センサー５４によって決定
される。そのとき中央処理装置６２は第２のレーザオシ
レーター２２を作動させ、パルスレーザビーム２８を放
出し、このビーム２８はビーム３４としてミラー３２で
反射され、このビーム３４は交差領域３６における部材
４２のブレード５０によって反射され、目標物１２に向
かって軸１０に沿って放射される。このようなプロセス
は回転部材４２の回転に連れて繰り返されるので、レー
ザビームパルスは交互にかつ次々と２つのレーザオシレ
ーターから目標物１２に出射される。この状態は図８に
グラフで図示さており、ここでは光センサー５４の出力
信号を波形軌跡（１）によって示している。波形（１）
における「高」は回転チョッパー手段４２のミラー部の
検出に対応している。波形（１）における「低」は回転
チョッパー４２の開口もしくは穴部分の検出に対応して
いる。図８の波形（２）は中央処理装置すなわちコント
ローラー６２から出された放射命令信号７１を示してい
る。図８の波形（３）はコントローラー６２から出され
た放射命令信号７２を示している。放射命令信号７１
は、図８に示すように波形（１）の「低」部分の間、オ
シレーター２１を駆動するため発せられる。これはオシ
レーター２１からのレーザパルスが邪魔されることなく
カップリング装置１６に伝わるための時間の一部であ
る。一方、放射命令信号７２は波形（１）の「高」部分
の間にのみ発せられる。これは、回転チョッパー４２に
よって反射ブレード５０等がオシレーター２２からのレ
ーザパルスの光路中存在している時間の一部である。こ
れによって、オシレーター２２からのパルスが、オシレ
ーター２１からのパルスと空間的に交差する同一地点に
おいて、反射ブレード５０により、反射される。
の光路中に移動させ、それによって第２のレーザオシレ
ータービーム光路３４中にも移動させるとき、このブレ
ード５０の位置は３６°離れた対応するボイドもしくは
スロット５２を検出する位置センサー５４によって決定
される。そのとき中央処理装置６２は第２のレーザオシ
レーター２２を作動させ、パルスレーザビーム２８を放
出し、このビーム２８はビーム３４としてミラー３２で
反射され、このビーム３４は交差領域３６における部材
４２のブレード５０によって反射され、目標物１２に向
かって軸１０に沿って放射される。このようなプロセス
は回転部材４２の回転に連れて繰り返されるので、レー
ザビームパルスは交互にかつ次々と２つのレーザオシレ
ーターから目標物１２に出射される。この状態は図８に
グラフで図示さており、ここでは光センサー５４の出力
信号を波形軌跡（１）によって示している。波形（１）
における「高」は回転チョッパー手段４２のミラー部の
検出に対応している。波形（１）における「低」は回転
チョッパー４２の開口もしくは穴部分の検出に対応して
いる。図８の波形（２）は中央処理装置すなわちコント
ローラー６２から出された放射命令信号７１を示してい
る。図８の波形（３）はコントローラー６２から出され
た放射命令信号７２を示している。放射命令信号７１
は、図８に示すように波形（１）の「低」部分の間、オ
シレーター２１を駆動するため発せられる。これはオシ
レーター２１からのレーザパルスが邪魔されることなく
カップリング装置１６に伝わるための時間の一部であ
る。一方、放射命令信号７２は波形（１）の「高」部分
の間にのみ発せられる。これは、回転チョッパー４２に
よって反射ブレード５０等がオシレーター２２からのレ
ーザパルスの光路中存在している時間の一部である。こ
れによって、オシレーター２２からのパルスが、オシレ
ーター２１からのパルスと空間的に交差する同一地点に
おいて、反射ブレード５０により、反射される。
【００３８】従って、図８の波形（２）及び波形（３）
において表される放射命令信号７１及び７２は、それぞ
れ、少なくとも１８０°位相が離れている。２つの連続
した放射命令信号が１８０°離れているような操作モー
ドは、もっとも短い、存在し得る、パルス間遅延を与
え、この遅延は回転部材の角速度によって検出される。
光熱アブレーションが関連する限りにおいて、これは単
一パルスのエネルギーを２倍にする上において有益であ
る。上述したように、パルス間遅延は第１のレーザパル
スの音響効果が、第２のパルスが導入される前に失われ
るような十分な長さで選択される。このような操作にお
いて、２つの連続したレーザパルスからの音響パルスは
付加的なものではない。
において表される放射命令信号７１及び７２は、それぞ
れ、少なくとも１８０°位相が離れている。２つの連続
した放射命令信号が１８０°離れているような操作モー
ドは、もっとも短い、存在し得る、パルス間遅延を与
え、この遅延は回転部材の角速度によって検出される。
光熱アブレーションが関連する限りにおいて、これは単
一パルスのエネルギーを２倍にする上において有益であ
る。上述したように、パルス間遅延は第１のレーザパル
スの音響効果が、第２のパルスが導入される前に失われ
るような十分な長さで選択される。このような操作にお
いて、２つの連続したレーザパルスからの音響パルスは
付加的なものではない。
【００３９】高い繰り返し速度が要求される他の操作モ
ードにおいては、２つのレーザオシレーター２１及び２
２は、それらの２つの対応するパルス間の比較的より長
い遅延を伴って起動される。例えば、１秒あたり５０パ
ルスの繰り返し速度が要求されるならば、レーザオシレ
ーター２１は１秒あたり２５パルスの繰り返し速度で開
口部分を通ってパルスが出射され、およそ２０ミリ秒後
に、レーザオシレーター２２が１秒あたり２５パルスの
繰り返し速度でミラー部分の中へパルスが出射される。
このようにして、パルスは互いに等しく離され、１秒あ
たり合計５０パルスが達成される。
ードにおいては、２つのレーザオシレーター２１及び２
２は、それらの２つの対応するパルス間の比較的より長
い遅延を伴って起動される。例えば、１秒あたり５０パ
ルスの繰り返し速度が要求されるならば、レーザオシレ
ーター２１は１秒あたり２５パルスの繰り返し速度で開
口部分を通ってパルスが出射され、およそ２０ミリ秒後
に、レーザオシレーター２２が１秒あたり２５パルスの
繰り返し速度でミラー部分の中へパルスが出射される。
このようにして、パルスは互いに等しく離され、１秒あ
たり合計５０パルスが達成される。
【００４０】特定の場合には、パルス幅は、開口もしく
はビーム反射表面のいずれかがビーム全体を反射するの
に使用される期間を越えてはならない。現在考えられて
いる１つの操作モードにおいては、一般的な５つのブレ
ードの反射部材４２が用いられており、レーザオシレー
ター２１及び２２としては両方共にホルニウム：ＹＡＧ
レーザを用いることができ、これらはそれぞれ（約７５
ワットのオシレーターあたりの最大平均パワーで操作し
たとき、１パルスあたり約８０００ミリジュールの出力
パワー、約２１００ナノメーターの波長で）１０〜１０
０００ミリ秒の典型的なパルス幅で、少なくとも約１ヘ
ルツパルスの繰り返し速度で操作することができる。
はビーム反射表面のいずれかがビーム全体を反射するの
に使用される期間を越えてはならない。現在考えられて
いる１つの操作モードにおいては、一般的な５つのブレ
ードの反射部材４２が用いられており、レーザオシレー
ター２１及び２２としては両方共にホルニウム：ＹＡＧ
レーザを用いることができ、これらはそれぞれ（約７５
ワットのオシレーターあたりの最大平均パワーで操作し
たとき、１パルスあたり約８０００ミリジュールの出力
パワー、約２１００ナノメーターの波長で）１０〜１０
０００ミリ秒の典型的なパルス幅で、少なくとも約１ヘ
ルツパルスの繰り返し速度で操作することができる。
【００４１】一般に、ブレードの後縁が第２のレーザオ
シレータービームのパルスから移動して第１のビーム２
６を目標物に対して通過させるので、ビーム光路が完全
に開いたときに第１のレーザオシレーター２１が起動す
るのを確実にするため８００ミリ秒の時間遅延は、好ま
しくは中央処理装置６２によって与えられる。同様に、
次のブレード５０の前縁が第２のレーザオシレータービ
ーム２８に対応するビーム３４によって形成される光路
中に移動し始めるとき、８００ミリ秒の時間遅延のマー
ジンは、第２のレーザオシレーター２２が起動する前に
中央処理装置６２によって与えられる。これによりビー
ム２８全体が反射ブレード５０によって反射されること
が確実にされる。もちろんこの遅延時間は、ブレードの
角速度に依存している。
シレータービームのパルスから移動して第１のビーム２
６を目標物に対して通過させるので、ビーム光路が完全
に開いたときに第１のレーザオシレーター２１が起動す
るのを確実にするため８００ミリ秒の時間遅延は、好ま
しくは中央処理装置６２によって与えられる。同様に、
次のブレード５０の前縁が第２のレーザオシレータービ
ーム２８に対応するビーム３４によって形成される光路
中に移動し始めるとき、８００ミリ秒の時間遅延のマー
ジンは、第２のレーザオシレーター２２が起動する前に
中央処理装置６２によって与えられる。これによりビー
ム２８全体が反射ブレード５０によって反射されること
が確実にされる。もちろんこの遅延時間は、ブレードの
角速度に依存している。
【００４２】個々のパルスの間隔は、用いられるパルス
レーザビームの音響効果を変調するため利用することが
できる。例えば尿管もしくは胆嚢のストーブ（ｓｔｏｖ
ｅ）のような比較的硬い物質を細分するため、利用する
ことのできる音響効果を最大にするためには、パルス間
隔は最小に、すなわちパルスが相対的に互いに近づくよ
うに発生される。連続したパルスを相対的に互いに近づ
けるように離間することにより、パルス幅は実質的に増
加し、これによって相対的により高い平均パワーが可能
となり、パルスを伝達するために用いる光ファイバーに
対するダメージを与えることなく目標物に放射すること
ができる。これは、特にエキシマレーザからの比較的高
いエネルギーパルスを放出する際に重要である。
レーザビームの音響効果を変調するため利用することが
できる。例えば尿管もしくは胆嚢のストーブ（ｓｔｏｖ
ｅ）のような比較的硬い物質を細分するため、利用する
ことのできる音響効果を最大にするためには、パルス間
隔は最小に、すなわちパルスが相対的に互いに近づくよ
うに発生される。連続したパルスを相対的に互いに近づ
けるように離間することにより、パルス幅は実質的に増
加し、これによって相対的により高い平均パワーが可能
となり、パルスを伝達するために用いる光ファイバーに
対するダメージを与えることなく目標物に放射すること
ができる。これは、特にエキシマレーザからの比較的高
いエネルギーパルスを放出する際に重要である。
【００４３】他方、音響効果を最小にするためには、個
々のパルスは、少なくとも８００ミリ秒の間隔があけら
れる。音響効果を最小にして熱効果を最大にするために
は、個々の連続的なパルスは少なくとも８００ミリ秒離
されるが、前のパルスによって生じた熱が実質的に消失
してしまう時間より短い時間内につながれる。この後者
の時間の持続は、切断もしくは除去される組織の種類に
より変化し、特定の組織に対しては温度積分時定数の関
数となる。例えば、熱分散時定数ｋの値が１５０ミリ秒
のとき、前述の式 Ｔt ＝Ｔ0 ｅ-t/k により、１００℃の組織の温度で開始すれば、５ミリ秒
後の組織の温度が Ｔt ＝１００×ｅ-0.005/0.15 ＝９６．７℃ であることが明らかとなる。従って、前のパルスの放射
から５ミリ秒以内の第２のレーザエネルギーパルスの放
射は、個々の熱効果の蓄積を生じる。
々のパルスは、少なくとも８００ミリ秒の間隔があけら
れる。音響効果を最小にして熱効果を最大にするために
は、個々の連続的なパルスは少なくとも８００ミリ秒離
されるが、前のパルスによって生じた熱が実質的に消失
してしまう時間より短い時間内につながれる。この後者
の時間の持続は、切断もしくは除去される組織の種類に
より変化し、特定の組織に対しては温度積分時定数の関
数となる。例えば、熱分散時定数ｋの値が１５０ミリ秒
のとき、前述の式 Ｔt ＝Ｔ0 ｅ-t/k により、１００℃の組織の温度で開始すれば、５ミリ秒
後の組織の温度が Ｔt ＝１００×ｅ-0.005/0.15 ＝９６．７℃ であることが明らかとなる。従って、前のパルスの放射
から５ミリ秒以内の第２のレーザエネルギーパルスの放
射は、個々の熱効果の蓄積を生じる。
【００４４】本発明によれば、伝達の間に大きな減衰を
受けるレーザビームエネルギーを発生する一般的に入手
可能な医療用レーザを用いることができる。本発明によ
る一つの操作モードにおいては、そのような２つの同一
の一般的な医療用レーザをレーザオシレーター２１及び
２２として用いることができ、それぞれのオシレーター
は例えば約６５ワットで目標に放射されるように放出部
において約７５ワットのパワーでレーザ放射を生じるよ
う操作される。２つのレーザオシレーターは約１５ヘル
ツの周波数でパルスを生じるよう操作され、一方のレー
ザオシレーターからと他方のレーザオシレーターからの
次のパルスは、比較的短期間の間隔で連続してかつ同一
軸上に発生する。これにより目標物は１秒あたり３０パ
ルスの繰り返し速度で合計１３０ワットの平均パワーを
受ける。
受けるレーザビームエネルギーを発生する一般的に入手
可能な医療用レーザを用いることができる。本発明によ
る一つの操作モードにおいては、そのような２つの同一
の一般的な医療用レーザをレーザオシレーター２１及び
２２として用いることができ、それぞれのオシレーター
は例えば約６５ワットで目標に放射されるように放出部
において約７５ワットのパワーでレーザ放射を生じるよ
う操作される。２つのレーザオシレーターは約１５ヘル
ツの周波数でパルスを生じるよう操作され、一方のレー
ザオシレーターからと他方のレーザオシレーターからの
次のパルスは、比較的短期間の間隔で連続してかつ同一
軸上に発生する。これにより目標物は１秒あたり３０パ
ルスの繰り返し速度で合計１３０ワットの平均パワーを
受ける。
【００４５】２つのパルス間の比較的短期間の間隔で目
標物に２つのパルスが伝達されるならば、組織のような
目標物１２は、レーザビームパルスにより、より効果的
に切断される。例えば、約２５０ミリ秒のパルス幅及び
１５ヘルツの繰り返し速度を有するそれぞれのパルスに
ついては、第１のパルスの終了の０．２５〜５ミリ秒内
に第２のパルスを開始することが望ましい。回転反射板
もしくはチョッパーの形状（すなわち反射表面の数及び
ボイドの数）を適切に選択し、回転速度を適切に選択す
ることにより、連続したレーザビームパルスの対を、２
つのパルスの時間間隔が数百ミリ秒と同程度になるよう
に発生させることができる。比較的短期間の間隔を有す
る連続パルスの放射は、熱力学的な意味であたかも複数
のパルスが組み合わされたエネルギーを有する単一のパ
ルスのように、組織の目標部位に対して、これと同様の
熱効果を有している。しかしながら、音響的な意味から
は、放射されたパルスは音響的な衝撃及び発生した蒸気
の泡が約８００〜９００ミリ秒内に消失する限り、２つ
の分離されたパルスとして存在している。すなわち、連
続したレーザエネルギーパルスの放出は、そのようなパ
ルスが時間的に互いに十分に隣接して放出され、それに
よって例えば肝臓もしくは胆臓の石のような目標の部位
において、付加的な音響効果を引き出すように制御する
ことができる。同様に、２つの連続したレーザエネルギ
ーパルスは、例えば、膝の軟骨もしくは血管閉鎖のよう
な目標部位において付加的な音響効果を与えることなく
付加的な熱効果を与えるように、互いに時間的に離され
て放出することができる。
標物に２つのパルスが伝達されるならば、組織のような
目標物１２は、レーザビームパルスにより、より効果的
に切断される。例えば、約２５０ミリ秒のパルス幅及び
１５ヘルツの繰り返し速度を有するそれぞれのパルスに
ついては、第１のパルスの終了の０．２５〜５ミリ秒内
に第２のパルスを開始することが望ましい。回転反射板
もしくはチョッパーの形状（すなわち反射表面の数及び
ボイドの数）を適切に選択し、回転速度を適切に選択す
ることにより、連続したレーザビームパルスの対を、２
つのパルスの時間間隔が数百ミリ秒と同程度になるよう
に発生させることができる。比較的短期間の間隔を有す
る連続パルスの放射は、熱力学的な意味であたかも複数
のパルスが組み合わされたエネルギーを有する単一のパ
ルスのように、組織の目標部位に対して、これと同様の
熱効果を有している。しかしながら、音響的な意味から
は、放射されたパルスは音響的な衝撃及び発生した蒸気
の泡が約８００〜９００ミリ秒内に消失する限り、２つ
の分離されたパルスとして存在している。すなわち、連
続したレーザエネルギーパルスの放出は、そのようなパ
ルスが時間的に互いに十分に隣接して放出され、それに
よって例えば肝臓もしくは胆臓の石のような目標の部位
において、付加的な音響効果を引き出すように制御する
ことができる。同様に、２つの連続したレーザエネルギ
ーパルスは、例えば、膝の軟骨もしくは血管閉鎖のよう
な目標部位において付加的な音響効果を与えることなく
付加的な熱効果を与えるように、互いに時間的に離され
て放出することができる。
【００４６】必要ならば、検出器７６を、ビームのエネ
ルギーレベルをモニターすることができるように、回転
反射手段４０の下流の軸１０に設けることができる。検
出器７６は信号７７を中央処理装置６２に供給するよう
に接続することができる。検出器７６は当業者によく知
られた、適切に特定化された、もしくは一般的なデザイ
ンのものを用いることができる。このような検出器の詳
細なデザイン、構造、及び操作は本発明の一部をなすも
のではない。
ルギーレベルをモニターすることができるように、回転
反射手段４０の下流の軸１０に設けることができる。検
出器７６は信号７７を中央処理装置６２に供給するよう
に接続することができる。検出器７６は当業者によく知
られた、適切に特定化された、もしくは一般的なデザイ
ンのものを用いることができる。このような検出器の詳
細なデザイン、構造、及び操作は本発明の一部をなすも
のではない。
【００４７】必要ならば、目標ビームを用いることがで
きる。この目的で、ヘリウム−ネオン（ＨｅＮｅ）レー
ザ８０を設けることができ、ビーム８２をミラー８４に
放射しミラー８４によって焦点レンズ１６（用いている
場合）を介して反射させる。ヘリウム−ネオンレーザと
しては、当業者に一般に知られた低パワーの目標ビーム
を与えるものを用いることができる。このような目標ビ
ームレーザの詳細なデザイン、構造及び操作は本発明の
一部をなすものではない。
きる。この目的で、ヘリウム−ネオン（ＨｅＮｅ）レー
ザ８０を設けることができ、ビーム８２をミラー８４に
放射しミラー８４によって焦点レンズ１６（用いている
場合）を介して反射させる。ヘリウム−ネオンレーザと
しては、当業者に一般に知られた低パワーの目標ビーム
を与えるものを用いることができる。このような目標ビ
ームレーザの詳細なデザイン、構造及び操作は本発明の
一部をなすものではない。
【００４８】図１に示すシステムにおいてはまた、その
他のミラー、塗膜、焦点部材（要素）、ハウジング、自
動操作ビームブロック装置もしくはシャッターなどの
（図示しない）付加的な部品を備えることができる。そ
のような部品自体の詳細なデザイン、構造、操作は本発
明の一部をなすものではない。
他のミラー、塗膜、焦点部材（要素）、ハウジング、自
動操作ビームブロック装置もしくはシャッターなどの
（図示しない）付加的な部品を備えることができる。そ
のような部品自体の詳細なデザイン、構造、操作は本発
明の一部をなすものではない。
【００４９】図１に示すシステムに対する変更はまた有
用なものである。例えば、第２のレーザオシレーター２
２は第１のレーザオシレータービーム２６と平行な第１
の光路３０に沿いビーム２８を放出することを必要とし
ない。その代わりに、ミラー３２を除去し、第２のレー
ザオシレーター２２を第１のレーザオシレータービーム
２６と実質的に垂直な方向のビーム光路３４にそのビー
ム２８を直接沿わせて当初からそのようなビーム２８を
放出するよう配置することができる。
用なものである。例えば、第２のレーザオシレーター２
２は第１のレーザオシレータービーム２６と平行な第１
の光路３０に沿いビーム２８を放出することを必要とし
ない。その代わりに、ミラー３２を除去し、第２のレー
ザオシレーター２２を第１のレーザオシレータービーム
２６と実質的に垂直な方向のビーム光路３４にそのビー
ム２８を直接沿わせて当初からそのようなビーム２８を
放出するよう配置することができる。
【００５０】第２のレーザオシレーター２２はまた、ミ
ラー３２及び回転反射手段４０の方向に応じて、他の傾
斜角度となるように配置することができる。
ラー３２及び回転反射手段４０の方向に応じて、他の傾
斜角度となるように配置することができる。
【００５１】回転反射手段４０のデザイン及び操作に関
し、種々の変形もしくは変更が可能である。例えば、回
転反射部材４２は、図２に示すようなブレード５０及び
スロット５２を有するよりもむしろ、（図示しない）個
々の柱もしくは開口を有するディスクの形態として与え
られてもよい。さらに、レーザオシレーターは、よく知
られているＱスイッチもしくはモードロックとすること
ができ、これによって、より大きな音響効果を生じ腎臓
石や胆石などの細分に適したものとするように、回転反
射手段と同期して、かつナノ秒もしくはピコ秒の範囲の
繰り返し速度で、比較的短いパルスを発生させることが
できる。
し、種々の変形もしくは変更が可能である。例えば、回
転反射部材４２は、図２に示すようなブレード５０及び
スロット５２を有するよりもむしろ、（図示しない）個
々の柱もしくは開口を有するディスクの形態として与え
られてもよい。さらに、レーザオシレーターは、よく知
られているＱスイッチもしくはモードロックとすること
ができ、これによって、より大きな音響効果を生じ腎臓
石や胆石などの細分に適したものとするように、回転反
射手段と同期して、かつナノ秒もしくはピコ秒の範囲の
繰り返し速度で、比較的短いパルスを発生させることが
できる。
【００５２】回転反射部材の変形例を図３に示す。ここ
では、参照番号４２Ａで一般的に示す。回転反射部材４
２Ａは、図２を参照して既に述べたブレード反射部材４
２と同様にシャフト上に回転するように取り付けられ
る。しかしながら、反射部材４２Ａは分離したブレード
自体を有していない。部材４２Ａはむしろ、透過領域４
１Ａとこれと同一平面の反射領域４３Ａを有した単一の
ディスクの形態を有している。個々の領域４１Ａ及び４
３Ａは、実質的に半円形状を有している。透過領域は好
ましくは反射防止膜によってコートされており、反射領
域４３Ａは好ましくは当業者に知られた誘電体反射膜に
よりコートされている。
では、参照番号４２Ａで一般的に示す。回転反射部材４
２Ａは、図２を参照して既に述べたブレード反射部材４
２と同様にシャフト上に回転するように取り付けられ
る。しかしながら、反射部材４２Ａは分離したブレード
自体を有していない。部材４２Ａはむしろ、透過領域４
１Ａとこれと同一平面の反射領域４３Ａを有した単一の
ディスクの形態を有している。個々の領域４１Ａ及び４
３Ａは、実質的に半円形状を有している。透過領域は好
ましくは反射防止膜によってコートされており、反射領
域４３Ａは好ましくは当業者に知られた誘電体反射膜に
よりコートされている。
【００５３】図３に示した単一の回転ディスク４２Ａは
また、（図示しない）パイ形状の反射セグメントによっ
て離隔された多数のパイ形状の透過セグメントが設けら
れたものであってもよい。
また、（図示しない）パイ形状の反射セグメントによっ
て離隔された多数のパイ形状の透過セグメントが設けら
れたものであってもよい。
【００５４】本発明の理念は、また、２つを越えるレー
ザオシレーターを用いたシステムにも適用することがで
きる。図４は、３つのレーザオシレーター、すなわち第
１のレーザオシレーター２２１、第２のレーザオシレー
ター２２２、及び第３のレーザオシレーター２２３が用
いられたシステムを示している。第１のレーザオシレー
ター２２１は、部位すなわち目標物２１２を通る軸２１
０に沿ってパルスレーザビーム２２６を放出するように
配置されている。第２のレーザオシレーター２２２は、
軸２１０に沿うビーム２２６のパルスと交差する光路２
３４に沿うように反射ミラー２３２にビーム２２８を放
射するように配置されている。同様に、第３のレーザオ
シレーター２２３は、（軸２１０に沿う）ビーム２２６
のパルスと直角に交差する光路２３５に沿うように、ビ
ーム２２９をミラー２３３で反射させるように放出す
る。
ザオシレーターを用いたシステムにも適用することがで
きる。図４は、３つのレーザオシレーター、すなわち第
１のレーザオシレーター２２１、第２のレーザオシレー
ター２２２、及び第３のレーザオシレーター２２３が用
いられたシステムを示している。第１のレーザオシレー
ター２２１は、部位すなわち目標物２１２を通る軸２１
０に沿ってパルスレーザビーム２２６を放出するように
配置されている。第２のレーザオシレーター２２２は、
軸２１０に沿うビーム２２６のパルスと交差する光路２
３４に沿うように反射ミラー２３２にビーム２２８を放
射するように配置されている。同様に、第３のレーザオ
シレーター２２３は、（軸２１０に沿う）ビーム２２６
のパルスと直角に交差する光路２３５に沿うように、ビ
ーム２２９をミラー２３３で反射させるように放出す
る。
【００５５】第１の回転反射手段すなわちチョッパー２
４０は、ビーム２２６及び２２８の光路が交差する領域
に配置されており、第２の回転反射手段すなわちチョッ
パー２４５はビーム２２６及び２３５の光路が交差する
領域に配置されている。それぞれのチョッパー２４０及
び２４５は、４つのブレード２５０を備える反射部材２
４２（図５に示す）を備えている。ブレード２５０の前
縁と、隣接するブレード２５０の前縁との間の角度すな
わち周間隔は参照記号Ｐにより示されている。各ブレー
ド２５０の角度寸法は１／３Ｐであり、隣接するブレー
ド２５０の間の空間の角度寸法は２／３Ｐである。
４０は、ビーム２２６及び２２８の光路が交差する領域
に配置されており、第２の回転反射手段すなわちチョッ
パー２４５はビーム２２６及び２３５の光路が交差する
領域に配置されている。それぞれのチョッパー２４０及
び２４５は、４つのブレード２５０を備える反射部材２
４２（図５に示す）を備えている。ブレード２５０の前
縁と、隣接するブレード２５０の前縁との間の角度すな
わち周間隔は参照記号Ｐにより示されている。各ブレー
ド２５０の角度寸法は１／３Ｐであり、隣接するブレー
ド２５０の間の空間の角度寸法は２／３Ｐである。
【００５６】図１に示す第１の実施例に示したように、
制御システムがレーザオシレーター及び回転反射チョッ
パー２４０及び２４５の操作を制御するために設けられ
ている。制御信号は一般に、図４において点線によって
模式的に図示されている。
制御システムがレーザオシレーター及び回転反射チョッ
パー２４０及び２４５の操作を制御するために設けられ
ている。制御信号は一般に、図４において点線によって
模式的に図示されている。
【００５７】各回転反射チョッパー２４０及び２４５
は、回転計２５６及び中央処理装置２６２を備える制御
システム及び位置センサ２５４と連動して作動する。制
御システムは、回転反射チョッパー２４０及び２４５の
両方におけるブレード２５０の間で第１のビーム２２６
を放射するように第１レーザオシレーター２２１を作動
させる。回転反射チョッパー２４０及び２４５が回転す
ると、第１のレーザオシレーター２２１からのレーザビ
ームパルスの発生が停止し、第２のレーザオシレーター
２２２が第２レーザビームパルス２２８を発生するよう
に作動し、このパルス２２８はビーム光路が交差してい
る領域内で回転しているブレード２５０によって反射さ
れる。回転反射チョッパー２４０及び２４５はブレード
２５０の１つの角度寸法と等しい位相差で回転するよう
に規制されている。回転反射手段２４５は、１／３Ｐに
等しい角度で回転反射チョッパー２４０に対し遅れてい
る。従って、回転チョッパー２４０がブレードを回転さ
せて第２ビーム２２８を反射しているとき、反射手段２
４５は依然として軸２１０に沿ったビーム光路において
ボイドすなわちスロット２５２を位置させている。
は、回転計２５６及び中央処理装置２６２を備える制御
システム及び位置センサ２５４と連動して作動する。制
御システムは、回転反射チョッパー２４０及び２４５の
両方におけるブレード２５０の間で第１のビーム２２６
を放射するように第１レーザオシレーター２２１を作動
させる。回転反射チョッパー２４０及び２４５が回転す
ると、第１のレーザオシレーター２２１からのレーザビ
ームパルスの発生が停止し、第２のレーザオシレーター
２２２が第２レーザビームパルス２２８を発生するよう
に作動し、このパルス２２８はビーム光路が交差してい
る領域内で回転しているブレード２５０によって反射さ
れる。回転反射チョッパー２４０及び２４５はブレード
２５０の１つの角度寸法と等しい位相差で回転するよう
に規制されている。回転反射手段２４５は、１／３Ｐに
等しい角度で回転反射チョッパー２４０に対し遅れてい
る。従って、回転チョッパー２４０がブレードを回転さ
せて第２ビーム２２８を反射しているとき、反射手段２
４５は依然として軸２１０に沿ったビーム光路において
ボイドすなわちスロット２５２を位置させている。
【００５８】反射チョッパー２４０及び２４５がさらに
回転すると、反射チョッパー２４５は中央制御装置２６
２による制御に応答して、第３のレーザオシレーター２
２３により放出された第３のビーム２２９を反射するよ
うにブレード２５０を位置させる。
回転すると、反射チョッパー２４５は中央制御装置２６
２による制御に応答して、第３のレーザオシレーター２
２３により放出された第３のビーム２２９を反射するよ
うにブレード２５０を位置させる。
【００５９】レーザエネルギー検出器２７６を、エネル
ギーレベルをモニターするため、及び／またはレーザオ
シレーターのパワーを制御するため中央処理装置にフィ
ードバック信号を与えるために、ビームの光路中に設け
てもよい。
ギーレベルをモニターするため、及び／またはレーザオ
シレーターのパワーを制御するため中央処理装置にフィ
ードバック信号を与えるために、ビームの光路中に設け
てもよい。
【００６０】図４に示すシステムは、比較的短時間の間
隔で、３つの分離したレーザオシレーターから、一連の
３つのレーザパルスを連続的に与えるように操作するこ
とができる。図４に示すシステムにおいては３つの設置
されたレーザオシレーターのうちの２つが反射チョッパ
ー２４０及び２４５から構成される回転反射手段と相互
作用するが、図４に示されるシステムの原理はまた、チ
ョッパー反射表面もしくはブレードの間隔を変更し、制
御システムに対する適当な変更を加えることにより、４
つもしくはそれ以上のレーザオシレーターに用いること
ができる。
隔で、３つの分離したレーザオシレーターから、一連の
３つのレーザパルスを連続的に与えるように操作するこ
とができる。図４に示すシステムにおいては３つの設置
されたレーザオシレーターのうちの２つが反射チョッパ
ー２４０及び２４５から構成される回転反射手段と相互
作用するが、図４に示されるシステムの原理はまた、チ
ョッパー反射表面もしくはブレードの間隔を変更し、制
御システムに対する適当な変更を加えることにより、４
つもしくはそれ以上のレーザオシレーターに用いること
ができる。
【００６１】図６は本発明のさらに他の実施例を示して
おり、ここでは第１のレーザオシレーター３３１、第２
のレーザオシレーター３３２、及び第３のレーザオシレ
ーター３３３を用い、各オシレーターが回転反射手段と
相互作用している。その目的で、回転反射手段３４０は
個々のレーザオシレーターからのビームを共通の軸３１
０に沿って目標物３１２に方向付けるように設けられて
いる。図７に示すように、反射手段３４０は３つのミラ
ー３５１、３５２及び３５３を有している。ミラー３５
１、３５２及び３５３は、図７の２つの面６−６に沿っ
た断面図を含む図６の一部分にミラー３５１及び３５２
として詳細に示されるように、傾斜した角度で取り付け
られている。反射手段３４０は、矢印３５７の方向に中
心軸３５５の周りをモーター３４６により回転させられ
ている。
おり、ここでは第１のレーザオシレーター３３１、第２
のレーザオシレーター３３２、及び第３のレーザオシレ
ーター３３３を用い、各オシレーターが回転反射手段と
相互作用している。その目的で、回転反射手段３４０は
個々のレーザオシレーターからのビームを共通の軸３１
０に沿って目標物３１２に方向付けるように設けられて
いる。図７に示すように、反射手段３４０は３つのミラ
ー３５１、３５２及び３５３を有している。ミラー３５
１、３５２及び３５３は、図７の２つの面６−６に沿っ
た断面図を含む図６の一部分にミラー３５１及び３５２
として詳細に示されるように、傾斜した角度で取り付け
られている。反射手段３４０は、矢印３５７の方向に中
心軸３５５の周りをモーター３４６により回転させられ
ている。
【００６２】回転反射手段３４０は、第１のレーザオシ
レーター３３１から放射されミラー３０２によって反射
手段３４０に放射される第１のレーザビームパルス３２
６と、第２のレーザオシレーター３３２から放出されミ
ラー３０４によって反射手段３４０に放射される第２の
レーザビームパルス３２８と、第３のレーザオシレータ
ー３３３から放射されミラー３０６によって反射手段３
４０に放射される第３のレーザビームパルス３２９とを
受けるように配置されている。
レーター３３１から放射されミラー３０２によって反射
手段３４０に放射される第１のレーザビームパルス３２
６と、第２のレーザオシレーター３３２から放出されミ
ラー３０４によって反射手段３４０に放射される第２の
レーザビームパルス３２８と、第３のレーザオシレータ
ー３３３から放射されミラー３０６によって反射手段３
４０に放射される第３のレーザビームパルス３２９とを
受けるように配置されている。
【００６３】各ミラー３５１、３５２、及び３５３が反
射手段３４０の回転により移動する共通のポイントに、
３つのビーム３２６、３２８、及び３２９が方向付けら
れている。３つの反射ミラー３５１、３５２、及び３５
３はそれぞれ凹面状の鏡面に形成されている。各ミラー
３５１、３５２、及び３５３は、回転反射手段３４０が
回転する中心軸３５５に対して異なる角度で配置されて
いる。図６に示すように、ミラー３５１は角度Ａで配置
され、ミラー３５２はより大きな角度Ｂで配置されてい
る。ミラー３５３の方向角は図面に表されていないが角
度Ｂよりも大きな角度である。
射手段３４０の回転により移動する共通のポイントに、
３つのビーム３２６、３２８、及び３２９が方向付けら
れている。３つの反射ミラー３５１、３５２、及び３５
３はそれぞれ凹面状の鏡面に形成されている。各ミラー
３５１、３５２、及び３５３は、回転反射手段３４０が
回転する中心軸３５５に対して異なる角度で配置されて
いる。図６に示すように、ミラー３５１は角度Ａで配置
され、ミラー３５２はより大きな角度Ｂで配置されてい
る。ミラー３５３の方向角は図面に表されていないが角
度Ｂよりも大きな角度である。
【００６４】ミラー角度Ａは、ミラー３５１が図示する
位置に位置したとき、レーザビーム３２９を軸３１０に
沿って目標物３１２に反射することができるように選択
される。ミラー３５２の角度Ｂは、ミラー３５２がビー
ム交差位置（図面においてミラー３５１が示されている
位置）まで回転したときに、ミラー３５２が第２のレー
ザオシレーター３５２からのレーザビーム３２８を同じ
軸３１０に沿って目標物３１２に反射するように選択さ
れる。最後に、ミラー３５３の方向角度は、ミラー３５
３がビーム交差位置（図面においてミラー３５１が占有
するよう示されている位置）にあるときに、ミラー３５
３が第１のレーザオシレーター３３１からのビーム３２
６を軸３１０に沿って目標物３１２に反射するように選
択される。
位置に位置したとき、レーザビーム３２９を軸３１０に
沿って目標物３１２に反射することができるように選択
される。ミラー３５２の角度Ｂは、ミラー３５２がビー
ム交差位置（図面においてミラー３５１が示されている
位置）まで回転したときに、ミラー３５２が第２のレー
ザオシレーター３５２からのレーザビーム３２８を同じ
軸３１０に沿って目標物３１２に反射するように選択さ
れる。最後に、ミラー３５３の方向角度は、ミラー３５
３がビーム交差位置（図面においてミラー３５１が占有
するよう示されている位置）にあるときに、ミラー３５
３が第１のレーザオシレーター３３１からのビーム３２
６を軸３１０に沿って目標物３１２に反射するように選
択される。
【００６５】位置センサ３５４はミラー３５１、３５
２、及び３５３の１つとそれぞれ組み合わされる、離れ
て設けられるレファレンスノッチ３６１を検出するため
回転反射手段３４０に隣接して設けられる。コントロー
ラー３６２は、位置センサ３５４に応答する一般的な中
央処理装置及びカウンターを有することができるもので
あるが、回転反射手段３４０の回転速度及びレーザオシ
レーター３３１、３３２及び３３３の操作を制御するた
めに用いられる。制御信号経路は図６において点線で模
式的に示されている。
２、及び３５３の１つとそれぞれ組み合わされる、離れ
て設けられるレファレンスノッチ３６１を検出するため
回転反射手段３４０に隣接して設けられる。コントロー
ラー３６２は、位置センサ３５４に応答する一般的な中
央処理装置及びカウンターを有することができるもので
あるが、回転反射手段３４０の回転速度及びレーザオシ
レーター３３１、３３２及び３３３の操作を制御するた
めに用いられる。制御信号経路は図６において点線で模
式的に示されている。
【００６６】特に、各ミラー３５１、３５２、及び３５
３がビーム遮断位置内へ回転すると、コントローラー３
６２が、レーザビームパルスを発生するためのミラーと
連動してレーザオシレーターを駆動する。３つのレーザ
からの発生ビームパルスは、比較的短時間の間隔でレー
ザエネルギーのパルスを効率的に与えるように、順次放
射され順次目標物３１２に反射される。
３がビーム遮断位置内へ回転すると、コントローラー３
６２が、レーザビームパルスを発生するためのミラーと
連動してレーザオシレーターを駆動する。３つのレーザ
からの発生ビームパルスは、比較的短時間の間隔でレー
ザエネルギーのパルスを効率的に与えるように、順次放
射され順次目標物３１２に反射される。
【００６７】当然のことながら、３つを越えるレーザオ
シレーターが、回転反射手段３４０に新たなミラーを追
加し、必要に応じてコントロールシステムを変更させる
ことにより用いられてもよい。
シレーターが、回転反射手段３４０に新たなミラーを追
加し、必要に応じてコントロールシステムを変更させる
ことにより用いられてもよい。
【００６８】また、レーザオシレーターは固定されたミ
ラー３０２、３０４及び３０６によって決定される光路
に沿ってレーザビームを伝達するように位置決めされる
必要はない。必要ならば、レーザオシレーターは直線状
光路に沿ってレーザビームを直接に回転ミラー遮断点に
放射するように配置することができる。しかしながら、
図示されたようなミラー３０２、３０４、及び３０６の
使用は、それぞれのレーザオシレーター全体の特定的な
位置決めよりも、むしろ比較的小さいミラーを単に調整
することによるアライメント操作を可能にする。
ラー３０２、３０４及び３０６によって決定される光路
に沿ってレーザビームを伝達するように位置決めされる
必要はない。必要ならば、レーザオシレーターは直線状
光路に沿ってレーザビームを直接に回転ミラー遮断点に
放射するように配置することができる。しかしながら、
図示されたようなミラー３０２、３０４、及び３０６の
使用は、それぞれのレーザオシレーター全体の特定的な
位置決めよりも、むしろ比較的小さいミラーを単に調整
することによるアライメント操作を可能にする。
【００６９】本発明の図示した実施例の他の変形例は可
能である。しかしながら、本発明は複数のレーザオシレ
ーターからのレーザビームパルスを共通の軸に沿って順
次放射する新規な手段を提供するものである。このシス
テムによれば、異なる硬さの組織を効果的に切断もしく
は除去するように、比較的短時間の期間内に目標物に多
数のレーザエネルギーのパルスを照射することが可能と
なる。また、このシステムによれば、レーザ操作モード
が必要とされるような異なるタイプのレーザオシレータ
ーからの異なるタイプの多数のレーザエネルギーを目標
物に照射することができる。
能である。しかしながら、本発明は複数のレーザオシレ
ーターからのレーザビームパルスを共通の軸に沿って順
次放射する新規な手段を提供するものである。このシス
テムによれば、異なる硬さの組織を効果的に切断もしく
は除去するように、比較的短時間の期間内に目標物に多
数のレーザエネルギーのパルスを照射することが可能と
なる。また、このシステムによれば、レーザ操作モード
が必要とされるような異なるタイプのレーザオシレータ
ーからの異なるタイプの多数のレーザエネルギーを目標
物に照射することができる。
【００７０】上述の本発明の詳細な説明及び図面から明
らかなように、本発明の新規な理念及び原則の範囲から
逸脱しなければ数多くの変形及び変更が可能なことは明
らかである。
らかなように、本発明の新規な理念及び原則の範囲から
逸脱しなければ数多くの変形及び変更が可能なことは明
らかである。
【図１】本発明の複数ヘッドのレーザ装置を示す模式
図。
図。
【図２】図１に示す２−２面に沿う回転反射板の正面の
部分模式図。
部分模式図。
【図３】回転板の他の例を示す図２と同様の図。
【図４】本発明のレーザ装置の他の例を示す模式図。
【図５】図４の５−５面に沿う回転反射板を示す図。
【図６】本発明のレーザ装置のさらに他の例を示す模式
図。
図。
【図７】図６に示す７−７面に沿う回転反射板を示す
図。
図。
【図８】レーザ装置システムの操作を時間の関数で表し
たチャート図。
たチャート図。
Claims (20)
- 【請求項１】 複数のレーザビームを単一軸に沿って同
軸に位置決めするためのレーザ装置であって、 レーザビームをそれぞれ発生するための少なくとも２つ
のレーザオシレーターと、 前記発生したレーザビームの少なくとも１つを遮断し、
かつ遮断したレーザビームを他のレーザビームから離れ
るが他のレーザビームによって定められる単一軸に沿う
ように方向付けるため配置される回転反射手段とを備え
る、レーザ装置。 - 【請求項２】 前記装置が前記各オシレーターの個々の
レーザビームの交差領域において交差する光路に沿った
角度に位置合わせするためのアライメント手段を含み、 前記反射手段が反射部材を含み、前記光路交差領域を通
り前記反射部材を回転させるための回転手段を含み、 前記装置が、前記反射手段が前記光路交差領域を通り回
転したときのみ、前記ビームパルスが前記単一軸に沿っ
て反射されるように前記一方のレーザビームのパルスを
放射するように前記オシレーターの一方を作動し、かつ
前記反射部材が前記光路交差領域を越えて回転したとき
にのみ、前記他のビームパルスが前記単一軸に沿って遮
断されずに通過するように前記他のレーザビームのパル
スを放射するように他の前記オシレーターを作動するた
めの制御手段を含む、請求項１に記載のレーザ装置。 - 【請求項３】 前記回転反射手段が複数の独立した反射
表面及び実質的に同じサイズの離れた同数の開口を設け
た単一回転ディスクである、請求項１に記載のレーザ装
置。 - 【請求項４】 焦点要素が前記各独立した反射表面のた
め存在している、請求項３に記載のレーザ装置。 - 【請求項５】 前記回転反射手段が、連続した平坦な反
射表面に複数の開口を設けた単一回転ディスクである、
請求項１に記載のレーザ装置。 - 【請求項６】 前記回転反射手段が、透過領域と、同一
平面の反射領域とを設けた単一の回転ディスクである、
請求項１に記載のレーザ装置。 - 【請求項７】 前記レーザオシレーターが前記回転反射
手段と同期するＱスイッチ可能なものである、請求項１
に記載のレーザ装置。 - 【請求項８】 前記回転反射手段が約１２回転／分から
約１００００回転／分の範囲内の速度で回転可能であ
る、請求項１に記載のレーザ装置。 - 【請求項９】 一対のレーザオシレーターが設けられて
おり、前記回転反射手段が発生レーザビームの１つを周
期的に遮断するよう配置されている、請求項１に記載の
レーザ装置。 - 【請求項１０】 ３つのレーザオシレーターが前記回転
反射手段と相互作用している、請求項１に記載のレーザ
装置。 - 【請求項１１】 ３つのレーザオシレーターが設けられ
ており、３つのオシレーターのうちの２つが前記回転反
射手段と相互作用している、請求項１に記載のレーザ装
置。 - 【請求項１２】 前記レーザオシレーターがホルミウ
ム：ＹＡＧレーザエネルギーを、少なくとも約１ヘルツ
のパルス速度で出射し、そのパルス幅が約１０から約１
００００ミリ秒の範囲内である、請求項１に記載のレー
ザ装置。 - 【請求項１３】 前記レーザオシレーターが前記回転反
射手段と同期するモードロック可能なものである、請求
項１に記載のレーザ装置。 - 【請求項１４】 前記レーザオシレーターがＮｄ：ＹＡ
Ｇレーザエネルギーを出射する、請求項１に記載のレー
ザ装置。 - 【請求項１５】 前記レーザオシレーターがエキシマレ
ーザエネルギーを出射する、請求項１に記載のレーザ装
置。 - 【請求項１６】 エキシマレーザエネルギーが１９３ナ
ノメーターの波長で出射される、請求項１５に記載のレ
ーザ装置。 - 【請求項１７】 エキシマレーザエネルギーが３０８ナ
ノメーターの波長で出射される、請求項１５に記載のレ
ーザ装置。 - 【請求項１８】 複数のレーザビームを単一軸に沿って
同軸に位置決めするためのレーザ装置であって、 各オシレーターよりレーザビームを発生するための少な
くとも２つのレーザオシレーターと、 前記発生したレーザビームの少なくとも一方を遮断し、
かつ他方のレーザビームから離れているが、他方のレー
ザビームによって定められる単一軸に沿うように、遮断
したレーザビームを方向付けるため配置される回転反射
手段と、 前記一方のビームパルスが前記単一軸に沿うように、前
記回転手段が前記光路交差領域を通り回転したときのみ
前記一方のレーザビームのパルスを出射するように前記
オシレーターの１つを作動し、前記他方のビームパルス
が前記単一軸に沿って遮断されることなく通過するよう
に前記反射手段が前記光路交差領域を越えて回転したと
きにのみ前記他方のレーザビームのパルスを出射するよ
う他の前記オシレーターを作動するための制御手段とを
備える、レーザ装置。 - 【請求項１９】 前記制御手段が目標物の部位に付加的
な音響効果を与えるように互いに十分に時間的に近接し
て２つの連続したレーザエネルギーパルスを出射させ
る、請求項１８に記載のレーザ装置。 - 【請求項２０】 前記制御手段が、目標物の部位におい
て付加的な音響効果をもたらすことなく、付加的な熱効
果をもたらすように、２つの連続したレーザエネルギー
パルスを時間的に互いに離隔する、請求項１８に記載の
レーザ装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US028839 | 1993-03-10 | ||
| US08028839 US5387211B1 (en) | 1993-03-10 | 1993-03-10 | Multi-head laser assembly |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH079179A true JPH079179A (ja) | 1995-01-13 |
Family
ID=21845749
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6040073A Pending JPH079179A (ja) | 1993-03-10 | 1994-03-10 | レーザ装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5387211B1 (ja) |
| JP (1) | JPH079179A (ja) |
| DE (1) | DE4408111A1 (ja) |
| GB (1) | GB2276014B (ja) |
| IL (1) | IL108675A (ja) |
Cited By (12)
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|---|---|---|---|---|
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| JP2015083145A (ja) * | 2010-04-13 | 2015-04-30 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーションＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｂｕｓｉｎｅｓｓ Ｍａｃｈｉｎｅｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | レーザ・アブレーションにより組織を変化させるもしくは平滑化するまたはその両方を行うシステムおよび方法 |
| US9028536B2 (en) | 2006-08-02 | 2015-05-12 | Cynosure, Inc. | Picosecond laser apparatus and methods for its operation and use |
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| WO2018123212A1 (ja) * | 2016-12-27 | 2018-07-05 | ソニー株式会社 | 医療用レーザ照射装置及び医療用レーザ照射方法 |
| US10245107B2 (en) | 2013-03-15 | 2019-04-02 | Cynosure, Inc. | Picosecond optical radiation systems and methods of use |
| US10434324B2 (en) | 2005-04-22 | 2019-10-08 | Cynosure, Llc | Methods and systems for laser treatment using non-uniform output beam |
| JP2020524394A (ja) * | 2017-06-20 | 2020-08-13 | ボストン サイエンティフィック サイムド，インコーポレイテッドＢｏｓｔｏｎ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｓｃｉｍｅｄ，Ｉｎｃ． | レーザシステム及び方法 |
| KR20210076960A (ko) * | 2018-10-14 | 2021-06-24 | 루메니스 리미티드 | 레이저 장치 및 그 작동 방법 |
| US11418000B2 (en) | 2018-02-26 | 2022-08-16 | Cynosure, Llc | Q-switched cavity dumped sub-nanosecond laser |
Families Citing this family (75)
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|---|---|---|---|---|
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| US5586132A (en) * | 1994-07-27 | 1996-12-17 | Laser Industries Ltd. | Method and apparatus for generating bright light sources |
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