JPH0833645A - 医療用レーザ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】装置の大型化・コスト上昇にならずに、レーザ
の光強度を均一化する多重反射体のレーザの高出力・高
密度エネルギーによる損傷を防止する。 【構成】ルビーロッド２５の両端に所定距離を置いて、
後方高反射ミラー２８に対向配置された出力ミラーとし
ての反射膜４１が多層薄膜コーティングを施すことによ
り形成された一端を有し、他端面を多重反射体( カライ
ド )３２のレーザ入射面に光結合した光伝導ロッド３１
を設けたもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、レーザを発生させ、
この発生させたレーザを患部に照射して患部を治療する
医療用レーザ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の一般的な医療用レーザ装置の概略
の構成を図３に示す。医療用レーザ装置１は、レーザ発
振部２、多関節ミラージョイント( 導光部 ）３、ビー
ムプロファイル均一化部４及びバンドピース部５から構
成されている。

【０００３】前記レーザ発振部２は、レーザ発生媒体と
してのレーザロッド６、このレーザロッド６を励起（
ポンピング )するＸｅ( キセノン )ランプ７，８、前記
レーザロッドの両端に所定距離をおいて配置された後方
高反射ミラー９と出力ミラー１０、前記レーザロッド６
と前記後方高反射ミラー９との間に設けられた光ゲート
１１等とから構成されている。

【０００４】前記レーザロッド６を形成する材質によ
り、このレーザロッド６から放射されるレーザの波長が
決定される。例えば、ルビーロッドであれば、放射され
るレーザの波長は６９４．３ｎｍとなる。

【０００５】このレーザロッド６は、前記Ｘｅランプ
７，８により照射される光により励起されて光を放射す
る。前記後方高反射ミラー９の反射率は極めて高くほぼ
１００パーセントに近いが、前記出力ミラー１０の反射
率は前記後方高反射ミラー９の反射率より少し低くなっ
ており、前記レーザロッド６から放射された光は、前記
後方高反射ミラー９と前記出力ミラー１０との間で共振
して増幅される。

【０００６】前記光ゲート１１は、Ｑスイッチとして、
例えばパルス幅３０ｎsec の高速シャッタ−で構成さ
れ、この光ゲート１１により、前記後方高反射ミラー９
と前記出力ミラー１０との間での共振による増幅に伴っ
て光エネルギーが蓄積され、前記光ゲート１１の開放動
作により、ジャイアントパルスと呼ばれる高出力・高密
度エネルギーのレーザが、前記出力ミラー５から前記多
関節ミラージョイント３に出力される。

【０００７】この多関節ミラージョイント３は、複数の
ミラー１２，１２，…から構成されている。図示しない
が、この多関節ミラージョイント３は、複数の関節を有
する管形状部材であり、その各関節は、所定の方向に回
動自在に設けられており、この各関節の内部にそれぞれ
前記ミラー１２が配置されている。

【０００８】前記多関節ミラージョイント３は、使用者
の操作に応じて、各間接がそれぞれ回動すると共に、そ
の内部の各ミラー１２，１２，…の角度が変化して、常
にレーザが管形状の前記多関節ミラージョイント３の略
中心軸を通って、前記ビームプロファイル均一化部４に
出力される。

【０００９】このビームプロファイル均一化部４は、光
学レンズ部１３及び、石英又は多成分ガラスから形成さ
れた多重反射体( カライド )１４等から構成されてい
る。前記光学レンズ部１３の焦点は前記多重反射体１４
内に位置するように設計されており、前記多関節ミラー
ジョイント３から出力されたレーザは、前記光学レンズ
部１３により前記多重反射体１４へ集光される。

【００１０】前記多関節ミラージョイント３から出力さ
れたレーザの断面の光強度分布( ビームプロファイル )
は、図４に示すようなガウス分布になっているが、医療
用に使用する場合には、レーザの断面の光強度分布を図
５に示す分布となるように均一化する必要がある。

【００１１】前記多重反射体１４に集光されたレーザ
は、この多重反射体１４内で多重反射して、そのビーム
プロファイルが均一化され、前記ハンドピース部５に出
力される。

【００１２】前記ハンドピース部５は、投影レンズ１５
等から構成され、前記ビームプロファイル均一化部４か
ら出力されたレーザを前記投影レンズ１５を介して照射
対象( 患部 )１６へ照射する。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】医療用レーザ装置とし
て、例えば、あざ治療用のレーザ装置を考えた場合に、
深在性疾患( 例えば人体の表皮下の真皮内の組織の疾患
)をレーザにより加熱除去するには、光ゲート１１のシ
ャッタ−速度をより短時間にして、レーザの出力( ジャ
イアントパルス )のピークパワーを大きくすれば、目標
の組織のみを加熱除去することができ、回りの正常な組
織に損傷を与えずに済む。

【００１４】しかし、ピークパワーを大きくすると、レ
ーザ発振部２の出力ミラー１０から多関節ミラージョイ
ント３を介して出力されたレーザを光学レンズ部１３で
多重反射体１４に集光させたときに、高出力・高密度エ
ネルギーのレーザにより多重反射体１４の入射端面の空
気がプラズマ状態になるエアブレークダウンが発生して
絶縁破壊を生じ、多重反射体１４のレーザ入射端面を損
傷してしまうという問題があった。

【００１５】また、多重反射体１４のレーザ入射端面に
ゴミ等の遺物が付着した場合に、そのゴミ等が高出力・
高密度エネルギーのレーザを吸収して発熱し、多重反射
体１４のレーザ入射端面に損傷が生じるという問題があ
った。

【００１６】なお、上述した問題を解決する方法とし
て、光学レンズ部１３と多重反射体１４との間の空間の
空気を吸引する真空引き装置等を設けることが考えられ
るが、装置が大型化すると共にコストが高くなるという
問題があった。

【００１７】そこでこの発明は、装置の大型化・コスト
上昇にならずに、レーザの光強度を均一化する多重反射
体のレーザの高出力・高密度エネルギーによる損傷を防
止することができる医療用レーザ装置を提供することを
目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】請求項１対応の発明は、
レーザ発振手段から放射されたレーザをその断面の光強
度分布を均一にする均一化部材へ導き、この均一化部材
により均一にされたレーザを導光手段を介して照射対象
に照射する医療用レーザ装置において、均一化部材に光
結合され、又は均一化部材を構成する材料と同一材料で
均一化部材と一体形成され、レーザ発振手段から放射さ
れたレーザを直接的に均一化部材に導く光伝導部材を設
けたものである。

【００１９】請求項２対応の発明は、レーザを発生する
レーザ媒体、このレーザ媒体を励起させる励起手段、レ
ーザ媒体を介して対向配置された高反射率ミラーとこの
高反射率ミラーより反射率が低い出力用のミラーから構
成されたレーザ発振手段を備え、このレーザ発振手段か
ら放射されたレーザをレーザの断面の光強度分布を均一
にする均一化部材へ導き、この均一化部材により均一に
されたレーザを導光手段を介して照射対象に照射する医
療用レーザ装置において、均一化部材に光結合され、又
は均一化部材を構成する材料と同一材料で均一化部材と
一体形成され、レーザ発振手段から放射されたレーザを
均一化部材に直接的に導く光伝導部材を設け、出力用の
ミラーは、光伝導手段のレーザ入射端面にコーティング
形成された反射膜により構成されたものである。

【００２０】

【作用】請求項１対応の発明においては、光伝導部材
は、均一化部材に光結合されているか、又は均一か手段
にその材料と同一材料で一体形成され、レーザ発振手段
から放射されたレーザは、この光伝導部材により直接的
に均一化部材に導かれる。

【００２１】従って、均一化部材のレーザ入射面は、空
気に触れることがなく、ごみ等の異物が付着する虞はな
い。均一化部材に導かれたレーザの断面の光強度分布が
均一化され、導光手段を介して照射対象に照射される。

【００２２】請求項２対応の発明においては、光伝導部
材は、均一化部材に光結合されているか、又は均一化部
材にその材料と同一材料で一体形成され、さらに、この
光伝導部材のレーザ入射面には、反射膜がコーティング
形成され、この反射膜は、出力用のミラーを構成してい
る。

【００２３】励起手段によりレーザ媒体から発生した光
は、高反射率ミラーと光伝導部材の反射膜との間で共振
増幅して、レーザとして反射膜から光伝導部材内に出力
される。

【００２４】この光伝導部材内に出力されたレーザは、
均一化部材に直接的に導かれる。従って、従来の単独で
必要となっていた出力用のミラーが必要ない。また均一
化部材のレーザ入射面は、空気に触れることがなく、ご
み等の異物が付着される虞はない。均一化部材に導かれ
たレーザの断面の光強度分布が均一化され、導光手段を
介して照射対象に照射される。

【００２５】

【実施例】以下、この発明の第１実施例を図１を参照し
て説明する。図１は、この発明を適用した医療用レーザ
装置２１の概略の構成を示す図である。

【００２６】この医療用レーザ装置２１は、レーザ発振
部とビームプロファイル均一化部とが一体化されたレー
ザ発生出力部２２、導光手段としての導光路部２３及び
ハンドピース部２４から構成されている。前記導光路部
２３は、例えばミラージョイント等から構成されてい
る。

【００２７】前記レーザ発生出力部２２は、レーザ発生
媒体としてのルビーロッド２５、このルビーロッド２５
を励起( ポンピング )するＸｅ( キセノン )ランプ２
６，２７、前記ルビーロッド２５の両端に所定距離をお
いてそれぞれ対向して配置された後方高反射ミラー２８
及び出力ミラー２９、前記ルビーロッド２５と前記後方
高反射ミラー２８との間の光軸上に介挿して設けられた
光ゲート３０等とから構成されている。

【００２８】前記ルビーロッド２５は、前記Ｘｅランプ
２６，２７により照射される光により励起されて光を放
射する。前記後方高反射ミラー２８の反射率は極めて高
くほぼ１００パーセントに近いが、前記出力ミラー２９
の反射率は前記後方高反射ミラー２８の反射率より少し
低くなっており、前記ルビーロッド２５から放射された
光は、前記後方高反射ミラー２８と前記出力ミラー２９
との間で共振して増幅される。

【００２９】前記光ゲート３０は、パルス幅１ｍsec 〜
３０ｎsec の高速シャッタ−で構成され、この光ゲート
３０により、前記後方高反射ミラー２８と前記出力ミラ
ー２９との間での共振による増幅に伴って光エネルギー
が蓄積され、前記光ゲート３０の開放動作により、ジャ
イアントパルスと呼ばれる高出力のレーザが、前記出力
ミラー２９から出力される。

【００３０】前記ルビーロッド２５、前記Ｘｅランプ２
６，２７、前記後方高反射ミラー２８、前記出力ミラー
２９及び前記光ゲート３０によりレーザ発振手段が構成
されている。

【００３１】光伝導部材としての光伝導ロッド３１は、
円錐台形状に形成され、その一方の平面はレーザ入射面
として、最低限前記出力ミラー２９の出力面のレーザ出
力範囲に対向する面積を有し、前記出力ミラー２９の出
力面のレーザ出力範囲に所定の隙間を介して対向配置さ
れている。前記光伝導ロッド３１の他方の平面は、均一
化部材としての円筒形状の多重反射体( カライド )３２
の一端面が光結合されている。すなわち、前記光伝導ロ
ッド３１と前記多重反射体３２とは、光結合部３３を介
して一体構造となっている。なお、前記光伝導ロッド３
１及び前記多重反射体３２は、石英又は多成分ガラスで
形成されている。

【００３２】前記多重反射体３２の他端面には、前記導
光路部２３の一端が接続されている。前記導光路部２３
の他端が接続された前記ハンドピース２４は、投影レン
ズ３４から構成され、前記導光路部２３から出力された
レーザを前記投影レンズ３４を介して照射対象( 患部 )
３５へ照射する。

【００３３】このような構成の第１実施例においては、
Ｘｅランプ２６，２７の照射により励起されたルビーロ
ッド２５から放射された光は、後方高反射ミラー２８と
出力ミラー２９との間で共振増幅され、さらに光ゲート
３０により光エネルギーが蓄積される。

【００３４】この光ゲート３０が開放動作すると、ジャ
イアントパルスと呼ばれる高出力・高密度エネルギーの
レーザが、出力ミラー２９から光伝導ロッド３１の入射
面へ出力される。

【００３５】この光伝導ロッド３１の入射面から入力さ
れたレーザは、この光伝導ロッド３１内を多重反射しな
がら進行し、光結合部３３を介して多重反射体３２に入
射される。

【００３６】この多重反射体３２に入射されたレーザ
は、この多重反射体３２内でさらに多重反射して、その
ビームプロファイル( レーザ断面の光強度分布 )が均一
化され、均一化されたレーザが導光路部２３に出力され
る。

【００３７】そのレーザは、導光路部２３を通って、ハ
ンドピース２４に導かれ、このハンドピース２４の投影
レンズ３４により、照射対象３５に照射される。このよ
うに第１実施例によれば、レーザを出力する出力ミラー
２９のレーザ出力面に所定の隙間を介して対向配置した
一端面を有し、他端面を多重反射体( カライド )３２の
レーザ入射面に光結合した光伝導ロッド３１を設けたこ
とにより、多重反射体３２のレーザ入射面は空気に触れ
ることがないので、エアーブレークダウンやゴミ等の異
物の付着等が起こらない。しかも光学レンズ等によりレ
ーザを集光することがないので、多重反射体３２のレー
ザの高出力・高密度エネルギーによる損傷を防止するこ
とができる。

【００３８】なお、この第１実施例によれば、従来のよ
うに、レーザ発振部から出力されたレーザを集光して多
重反射体に入射する光学レンズを設ける必要がなく、し
かも光伝導ロッド３１と多重反射体３２とは光結合によ
り一体型構造になっているので、組み立てが容易であ
り、光学レンズを取り付けるような位置調整や光軸調整
が不要になるという効果が得られる。

【００３９】また、光学レンズに比べて、多重反射体３
２と同一の材料( 特に石英 )により光伝導ロッド３１を
形成すれば、光伝導ロッド３１の方がレーザを多重反射
体３２へ導く導光の効率が高いという効果が得られる。

【００４０】従って、以上の効果から、医療用レーザ装
置として信頼性を向上させることができる。この発明の
第２実施例を図２を参照して説明する。

【００４１】この第２実施例と上述した第１実施例との
異なる点は、図２に示すように、出力ミラー２９を取り
除き、光伝導ロッド３１のレーザ入射面に多層薄膜コー
ティングを施して反射膜４１を形成し、この反射膜４１
を前記出力ミラー２９の代わりに使用したものである。
なお、この反射膜４１の反射率は、後方高反射ミラー２
８の反射率より少し低くなっている。

【００４２】すなわち、ルビーロッド２５の両端に所定
距離を置いて、前記後方高反射ミラー２８と光伝導ロッ
ド３１のレーザ入射面に形成された反射膜４１とが対向
配置される。そして、前記ルビーロッド２５、前記Ｘｅ
ランプ２６，２７、前記後方高反射ミラー２８、前記反
射膜４１及び前記光ゲート３０によりレーザ発振手段が
構成される。なお、この第２実施例の図２では、図１と
同一の部材には同一の符号を付して、その説明は省略す
る。

【００４３】このような構成の第２実施例においては、
Ｘｅランプ２６，２７の照射により励起されたルビーロ
ッド２５から放射された光は、後方高反射ミラー２８と
光ロッド３１の反射膜４１との間で共振増幅され、さら
に光ゲート３０により光エネルギーが蓄積される。

【００４４】この光ゲート３０が開放動作すると、高出
力のレーザが、反射膜４１から光伝導ロッド３１内に入
射される。この入射されたレーザは、上述した実施例で
説明したように、多重反射体３２で多重反射して、その
ビームプロファイルが均一化され、導光路部２３を介し
てバンドピース２４に導かれ、ハンドピース２４の投影
レンズ３４により、照射対象３５に照射される。

【００４５】このように第２実施例によれば、上述した
第１実施例と同様な効果を得ることができる。さらに、
この第２実施例によれば、前記ルビーロッド２５、前記
Ｘｅランプ２６，２７、前記後方高反射ミラー２８、前
記反射膜４１及び前記光ゲート３０により構成されるレ
ーザ発振部から出力されるレーザは、空気中を通ること
なく、光伝導ロッド３１を介して多重反射体３２に入射
されるので、レーザを多重反射体３２に導く効率がより
高くなるという効果を得ることができる。

【００４６】また、出力ミラー２９を取り除くことがで
き、出力ミラー２９を組み付ける作業( 位置調整 )が必
要ないので、組み立てがより容易になり、医療用レーザ
装置として小形化できる。

【００４７】従って以上の効果から、医療用レーザ装置
として信頼性をより向上させることができる。なお、第
１実施例及び第２実施例においては、光伝導ロッド３１
と多重反射体( カライド )３２とを光結合により一体構
造にしたが、この発明はこれに限定されるものではな
く、光伝導ロッド３１と多重反射体３２とを石英等の同
一材料により完全に一体形成しても良い。

【００４８】

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
装置の大型化・コスト上昇にならずに、レーザの光強度
を均一化する多重反射体のレーザの高出力・高密度エネ
ルギーによる損傷を防止することができる医療用レーザ
装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例の医療用レーザ装置の概
略の構成を示す図。

【図２】この発明の第２実施例の医療用レーザ装置の概
略の構成を示す図。

【図３】従来の医療用レーザ装置の一例の概略の構成を
示す図。

【図４】レーザ発振部から出力されるレーザの光強度の
分布( ガウス分布 )を示す図。

【図５】レーザ発振部から出力されたレーザの多重反射
体( カライド )を通過した後の光強度の分布を示す図。

【符号の説明】

２５…ルビーロッド、 ２６，２７…Ｘｅランプ、 ２８…後方高反射ミラー、 ２９…出力ミラー、 ３０…光ゲート、 ３１…光伝導ロッド、 ３２…多重反射体( カライド ) ３３…光結合部、 ４１…反射膜。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ発振手段から放射されたレーザを
   その断面の光強度分布を均一にする均一化部材へ導き、
   この均一化部材により均一にされたレーザを導光手段を
   介して照射対象に照射する医療用レーザ装置において、
   前記均一化部材に光結合され、又は前記均一化部材を構
   成する材料と同一材料で前記均一化部材と一体形成さ
   れ、前記レーザ発振手段から放射されたレーザを直接的
   に前記均一化部材に導く光伝導部材を設けたことを特徴
   とする医療用レーザ装置。
2. 【請求項２】 レーザを発生するレーザ媒体、このレー
   ザ媒体を励起させる励起手段、前記レーザ媒体を介して
   対向配置された高反射率ミラーとこの高反射率ミラーよ
   り反射率が低い出力用のミラーから構成されたレーザ発
   振手段を備え、このレーザ発振手段から放射されたレー
   ザをレーザの断面の光強度分布を均一にする均一化部材
   へ導き、この均一化部材により均一にされたレーザを導
   光手段を介して照射対象に照射する医療用レーザ装置に
   おいて、前記均一化部材に光結合され、又は前記均一化
   部材を構成する材料と同一材料で前記均一化部材と一体
   形成され、前記レーザ発振手段から放射されたレーザを
   前記均一化部材に直接的に導く光伝導部材を設け、前記
   出力用のミラーは、前記光伝導手段のレーザ入射端面に
   コーティング形成された反射膜により構成されたことを
   特徴とする医療用レーザ装置。