JPH0947518A - フォトダイナミックセラピ用光ファイバレーザ導光プローブ - Google Patents

フォトダイナミックセラピ用光ファイバレーザ導光プローブ

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JPH0947518A
JPH0947518A JP7192348A JP19234895A JPH0947518A JP H0947518 A JPH0947518 A JP H0947518A JP 7192348 A JP7192348 A JP 7192348A JP 19234895 A JP19234895 A JP 19234895A JP H0947518 A JPH0947518 A JP H0947518A
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polyamide resin
nylon
photodynamic therapy
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JP7192348A
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Tatsu Hirano
達 平野
Akio Tanaka
章夫 田中
Masami Osawa
正美 大沢
Takuya Kono
卓哉 河野
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Hamamatsu Photonics KK
Moritex Corp
Pfizer Japan Inc
Original Assignee
Lederle Japan Ltd
Hamamatsu Photonics KK
Moritex Corp
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    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/06—Radiation therapy using light
    • A61N5/0613—Apparatus adapted for a specific treatment
    • A61N5/062—Photodynamic therapy, i.e. excitation of an agent
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/06—Radiation therapy using light
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B18/18—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves
    • A61B18/20—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using laser
    • A61B18/22—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using laser the beam being directed along or through a flexible conduit, e.g. an optical fibre; Couplings or hand-pieces therefor
    • A61B2018/2255—Optical elements at the distal end of probe tips
    • A61B2018/2261—Optical elements at the distal end of probe tips with scattering, diffusion or dispersion of light

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高エネルギーパルス波レーザ光を高い周波数
で通しても損傷を受けないフォトダイナミックセラピ用
光ファイバレーザ導光プローブを提供することを目的と
する。 【構成】 光ファイバＡの先端にポリアミド樹脂製先端
チップ４を装着する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はフォトダイナミックセラ
ピとして知られる早期ガンの光線力学的治療に用いられ
る光ファイバレーザ導光プローブに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】フォトダイナミックセラピとして知られ
る早期ガンの光線力学的治療は、内視鏡で体腔内を観察
しながら内視鏡のカン子口から挿入した光ファイバレー
ザ導光拡散プローブで患部に必要エネルギー量のレーザ
を照射することで行われる。特に喉頭部、子宮頸などの
管状器管、胃、肝臓などの袋状器管など体腔の形状に応
じたレーザ光照射を行えるチップを先端に設けることが
必要である。このために従来提案された方法としては、
米国特許第４６９３５５６号や米国特許第４６６０９２
５号等に提案されているような、光の均一拡散を目的と
して石英の微粉末を含む紫外線硬化樹脂で先端にチップ
を形成したものや、米国特許第４６７６２３１号で提案
されているような、中空透明チップ内に微粒子を懸濁し
た透明液体を入れる方法、あるいは、米国特許第４６４
９１５１号の本文及び図に中空透明チップの内部面に光
拡散粒子を混合したエポキシ樹脂を塗装することが示唆
されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】パルス波レーザ光を用
いた場合、無機材料を使用した先端チップ（例：石英、
サファイヤ、ガラスなど）はパルスレーザから発生する
衝撃波の集中、高密度化があった場合、非常に割れ、破
損し易く、危険である。同様のことが硬質のプラスチッ
ク（例ポリメチルメタアクリレート樹脂、ポリスチレン
樹脂など）を使用したチップでも発生し易い。
【０００４】一方デルリン（デュポン社商標）として知
られるポリアセタール樹脂製の先端チップなどは、レー
ザ熱分解で生体に有害なホルマリンが発生する可能性が
ある。
【０００５】又我々は先に実願平５−７５５７９号とし
てポリオレフィン樹脂、特にポリエチレン樹脂製の先端
チップを提案した。
【０００６】本案による先端チップは、６３０ｎｍの波
長のエキシマダイレーザ光を４ｍＪ〜８ｍＪ／パルスの
強さのパルスレーザとして４０〜８０Ｈｚの周波数で入
射し、総計６００Ｊの先端チップからの出射エネルギー
になるようにファイバ端から入射して使用した場合何等
の不都合も発生しなかった。
【０００７】然し、本案の先端チップは同上のレーザを
８ｍＪ／パルス以上のレーザ強度で、８０Ｈｚ以上の周
波数でファイバ端から入射して使用した場合にはレーザ
による加熱による温度上昇で、チップの熱軟化、膨張、
曲りが発生したり、又遊離炭素発生による黒化現象が起
る場合があることが発見された。
【０００８】患者に対する治療中の苦痛減少や、施療の
効率アップのために、強いレーザ光を急速に与えて同一
のレーザ照射量を可及的短時間に照射しようとするのは
当然のことであり、これに対応して先端チップも改良さ
れねばならない。
【０００９】一方強いレーザ光を急速に与えることによ
る先端チップの損傷、特に患者に対して害を与えるよう
な損傷は完全にさけなくてはならない。
【００１０】このようなパルスレーザ光の集光又は拡散
用先端チップは、連続波レーザ用と異なって非常に注意
深く選定する必要がある。
【００１１】そこで本発明の目的は、エネルギー強度の
大きいパルス波レーザ光を高繰返し周波数で通しても使
用上安定し、安全性の高いフォトダイナミックセラピ用
光ファイバレーザ導光プローブを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は先端チップの材
質として、ナイロン６として知られるポリカプロラクタ
ムや、ナイロン６６として知られるポリヘキサメチレン
アジパミドや、ナイロン１１として知られるポリ１１−
アミノウンデカン酸、又はナイロン１２として知られる
ポリ１２−アミノドデカン酸などのポリアミド樹脂を用
いることを特長とする。
【００１３】我々が先に提案したポリエチレンなどのポ
リオレフィン樹脂製の先端チップは、比較的低いパルス
レーザエネルギーを使用する場合は問題がないが、高い
エネルギーレベルのパルスレーザ光を用いた場合、その
エネルギーによる変質が発生し、これはポリオレフィン
長鎖分子の分子間結合力の不足によるものと考えられ
る。
【００１４】分子間結合力を高めて強固な高分子構造を
とらせる手段として、芳香環同志のファンデアバールス
力を用いたり、又アミド結合同志の水素結合力を用いた
りすることができるが、本発明の場合ポリアミドの分子
間水素結合による相互間力の利用が好適であることが見
出したものである。
【００１５】すなわち、先端チップの材料として本発明
のポリアミド樹脂を使用した場合例えば８ｍＪ／パルス
以上のエネルギーをもつパルスレーザ波を８０Ｈｚ以上
の高繰返し周波数でファイバ端から入射した場合、従来
よりかなり多くのレーザ照射量であるにも拘らず、チッ
プの熱軟化、膨張、曲り、発泡などの不都合は見出され
なかった。又心配されたパルス衝撃エネルギーによるＣ
−Ｃ，Ｃ−Ｈ，Ｃ−Ｏ，Ｃ−Ｎなどの結合の切断による
遊離炭素による黒化現象も、過大なレーザエネルギー照
射量の場合における多少の黒化を除いては問題にならな
いことが見出された。
【００１６】本発明によるナイロン６，ナイロン６６，
ナイロン６１０，ナイロン１１，ナイロン１２又は共重
合ナイロン製の光ファイバレーザ導光プローブの先端チ
ップは、素材ブロックからの切削加工によっても、溶融
物からの成型によっても製作できるが、溶融物を金型中
で急冷するとほぼ透明となり、レンズやプリズム又はミ
ラー的な導光材料として用いることができる。一方溶融
物からの徐冷やガラス転移点前後でのアニーリング又は
湿熱処理により分子球晶の寸法を、使用するレーザ光線
の波長以上の大きさに成長させることにより当該波長の
レーザ光線を散乱させることができ、この場合光拡散性
のチップ材料としての使用ができる。
【００１７】以下の実施例のように、ナイロン樹脂はパ
ルスレーザ耐久性が高いと共に、光ファイバレーザデバ
イスの先端チップとして、このように光学レンズやプリ
ズムとして用いられる透明材としても、又不透明光拡散
材としても使用できる特異な材料として特長がある。
【００１８】希望する方向への出射光量を増加するた
め、チップの中空部内面に光反射ミラーを設けることは
有効である。また、チップ内面に刻み目を設けたり、チ
ップ内の光ファイバの先端のクラッドを除去して露出
し、その表面を粗化したり、コアの光出射端面を粗化す
ることは出射光を均一化するために有効な手段である。
【００１９】これらの改良的手段は以下の実施例に明ら
かである。
【００２０】
【実施例】図１は全方向出射型の実施例を示すもので、
光ファイバＡとしてハードクラッドＰＣＳ、東レ（株）
ＨＮＳ、ＦＢ４００（コア径４００μｍ）を使用し、１
はコア、２はプラスチッククラッド、３はプラスチック
ジャケット、４はポリアミド樹脂製光拡散チップ、５は
プラスチックジャケット３とチップ４間にねじ込みかつ
エポキシ樹脂で接着固定するねじ部、６は中空部であ
る。なおパルスレーザ光を入射する光ファイバの他端は
表示していない。
【００２１】図２は側方向出射型の実施例を示すもの
で、光ファイバＡの先端部のプラスチックラッドを除去
してコア先端部７を露出させて出射光が増すようにした
ものである。
【００２２】図３は側方向出射型の他の実施例を示すも
ので、プラスチッククラッドを除去したコア１の先端部
７にサンドプラスト加工して粗面化して出射光が均一化
するようにしたものである。なお、８は光拡散用にラセ
ンを切ったチップ内面部、９は光反射ミラーである。
【００２３】図４と図５は側方向出射型の他の実施例を
示すもので、露出させ且つ表面を粗面化したコア先端部
７’の側面部とその端面に対向して、チップ４の内面に
反射ミラー１０を設けたものである。この実施例による
と出射光量を一層増加することができる。
【００２４】図６，図７はファイバ端面を粗面化して出
射光を拡散光として出射光を均一化するようにしたもの
で、図６は全方向出射型のもの、図７は側方向出射型の
ものである。
【００２５】以上述べた何れの実施例の場合も、ポリア
ミド樹脂製先端チップの外径は１．５〜２．０ｍｍのも
のを製作し、第１の実施例で述べた東レ（株），ＦＢ４
００ハードクラッドＰＣＳ光ファイバに強固に固定し
た。
【００２６】図１で示される全方向出射型の実施例にお
いて、ナイロン６６製の光拡散チップ４を光ファイバ先
端に取付けて、通常の条件は４ｍＪ／パルス，４０Ｈｚ
のレーザ入射条件下２０分にて約２００Ｊのチップから
の出射照射を行うのに対して、８ｍＪ／パルス，８０Ｈ
ｚのレーザ入射という高エネルギー、高周波数で導光プ
ローブへの入射を行った。この場合、通常の条件で２０
分を要する照射時間にたいし、５分で等量のレーザエネ
ルギー照射が行える。
【００２７】図８と図９は急冷したナイロン１１成型品
（先端チップ４１及び４２）に光ファイバＡの先端を挿
入接着固定した簡便的な実用的レーザデバイスの異なる
実施例を示すものである。
【００２８】前記〔００１６〕、〔００１７〕で説明し
たように、急冷したナイロンにおいては、その成型品は
ほゞ透明の様相を示すので、図８に示す実施例では、球
面とした先端４１ａはチップと一体をなす凸レンズとし
て仂き、光ファイバＡの先端から出射したレーザ光線を
所定のスポットに集光することが出来る。なお先端４１
ａと内側面４１ｂは鏡面仕上げしてある。
【００２９】又図９に示す実施例は、急冷したナイロン
１１成型品（先端チップ４２）の先端内面４２ｂを４５
度の傾斜面とし、この内面４２ｂと対向する外側面４２
ｃを鏡面仕上げとして、光ファイバＡから出射したレー
ザ光線を反射ミラーの作用を示す内面４２ｂにより反射
させて側方へ出射する形のレーザデバイスを提供するも
のである。
【００３０】図１０は前記図１に示した構造のプローブ
を３個選んでテストした場合の結果を示すもので、ナイ
ロン６６製の先端チップの安定性はこのような激しい条
件下でも、１５分程度の通常使用条件下では劣化は問題
にならないことが判った。
【００３１】又図１１は本発明にかゝる図７の構造の先
端チップ４をナイロン１１樹脂により製作し、その製品
から４個を選んでテストした場合の結果を示すもので、
図８の場合と全く同一の激しい条件下にてレーザエネル
ギーを通過させた時の出射レーザエネルギーの時間的変
化を示す。前例と同様に１５分程度の通常使用条件下で
は劣化は問題にならず、この性質は他の樹脂製の先端チ
ップでは破壊、発熱による高温による曲り、発泡、ふく
れなどで全く達成されないものであった。
【００３２】図１２は、先端チップをナイロン１１製と
した図１の構造のプローブと、先端チップをポリプロピ
レン製とした同一の構造のプローブの出射レーザエネル
ギーの時間的変化を示すグラフで、ナイロン１１製材質
の本発明のプローブの方が格段に耐久性に勝れているこ
とがわかる。
【００３３】
【発明の効果】先端に固着する光拡散先端チップの樹脂
材料をナイロンとして知られるポリアミド樹脂で製作す
ることにより、通常より著しく高エネルギーのパルスレ
ーザ波を高繰返し周波数で通過させても異常が発生せ
ず、その結果、治療所要時間が著しく短縮できる。従っ
て、フォトダイナミックセラピとして知られるガンの光
線力学的治療に用いる光ファイバレーザ導光デバイスと
して優れたものを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかゝる全方向出射型の実施例の断面図
である。
【図２】本発明にかゝる側方向出射型の実施例の断面図
である。
【図３】本発明にかゝる側方向出射型の異なる実施例の
断面図である。
【図４】本発明にかゝる側方向出射型の異なる実施例の
断面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ断面図である。
【図６】本発明にかゝる全方向出射型の他の異なる実施
例の断面図である。
【図７】本発明にかゝる側方向出射型の他の異なる実施
例の断面図である。
【図８】本発明にかゝる急冷ナイロン１１成型品の先端
チップを用いた先端出射型の他の異なる実施例の断面図
である。
【図９】本発明にかゝる急冷ナイロン１１成型品の先端
チップを用いた側方出射型の他の異なる実施例の断面図
である。
【図１０】本発明にかゝるナイロン６６製の図１の構造
の光拡散先端チップを使用した場合の先端チップからの
出射レーザエネルギー強さの時間変化を示すグラフであ
る。
【図１１】本発明にかゝるナイロン１１製の図７の構造
の光拡散先端チップを使用した場合の先端チップからの
出射レーザエネルギー強さの時間変化を示すグラフであ
る。
【図１２】本発明にかゝるナイロン１１製の図１の構造
の先端チップを使用した場合と、同じ構造で先端チップ
をポリプロピレン製とした場合の耐久性を示す比較図で
ある。
【符号の説明】
１ コア ２ クラッド ３ ジャケット ４ 光拡散先端チップ ５ ねじ部 ６ 中空部 ７ 先端部 ８ チップ内面部 ９，１０ 光反射ミラー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 章夫 千葉県千葉市美浜区磯辺５丁目７番４棟 212号 (72)発明者 大沢 正美 埼玉県比企郡都幾川村大字番匠623番地２ 号 (72)発明者 河野 卓哉 東京都大田区田園調布１丁目21番12号

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光ファイバ中を導光して来たパルスレー
    ザ光線を所定の対象に対して照射するため、ポリアミド
    樹脂製先端チップを光ファイバ先端部に装着したことを
    特徴とするフォトダイナミックセラピ用光ファイバレー
    ザ導光プローブ。
  2. 【請求項２】 ポリアミド樹脂製先端チップ内の中空部
    に光反射用ミラーを設けたことを特徴とする請求項１記
    載のフォトダイナミックセラピ用光ファイバレーザ導光
    プローブ。
  3. 【請求項３】 ポリアミド樹脂製先端チップの内面に光
    反射用の刻み目を設けたことを特徴とする請求項１記載
    のフォトダイナミックセラピ用光ファイバレーザ導光プ
    ローブ。
  4. 【請求項４】 ポリアミド樹脂製先端チップ内の中空部
    に突出した光ファイバのコア部を露出し、端面を粗化し
    たことを特徴とする請求項１記載のフォトダイナミック
    セラピ用光ファイバレーザ導光プローブ。
  5. 【請求項５】 ポリアミド樹脂製先端チップをレンズの
    形状とし、レーザ光線の集光又は拡散用レンズとしたこ
    とを特徴とする請求項１記載のフォトダイナミックセラ
    ピ用光ファイバレーザ導光プローブ。
  6. 【請求項６】 ポリアミド樹脂がナイロン１１又はナイ
    ロン１２又はナイロン６６である請求項１記載のフォト
    ダイナミックセラピ用光ファイバレーザ導光プローブ。
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