JPH1043196A - レーザー手術法 - Google Patents

レーザー手術法

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JPH1043196A
JPH1043196A JP9113731A JP11373197A JPH1043196A JP H1043196 A JPH1043196 A JP H1043196A JP 9113731 A JP9113731 A JP 9113731A JP 11373197 A JP11373197 A JP 11373197A JP H1043196 A JPH1043196 A JP H1043196A
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light beam
skin tissue
laser
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Ziv Karni
カルニ ジブ
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 皮膚の再生や毛髪移植等の精巧な外科手術を
レーザーを用いて行うのに適した手術方法を得る。 【解決手段】 剥離、凝固 、あるいは収縮させるため
に、出力光が生体組織中で適切な消滅長を有するレーザ
ーを選ぶステップ及びそれらレーザーからの光を同軸に
ほぼ同時に組織に向けるステップからなるレーザー手術
の方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザー手術を行
うための方法に関し、特に、生体組織を同時に剥離、凝
固及び収縮するための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザーからのコヒーレント光をターゲ
ットに向け、その一部を剥離あるいは蒸発させることに
よって正確にそのターゲットを切除することは、よく知
られた方法である。ターゲットが生体組織である場合、
ターゲットの動的性質が独特な問題を提示する。例え
ば、血液等の液体が、切り口に流れ出て、切り口を覆い
隠すと共に、ターゲットを剥離するためのエネルギーの
一部を吸収してしまうかも知れない。
【０００３】この問題は、二つ、あるいはそれ以上の波
長のコヒーレント光線をその組織に向け、一つの光線を
組織を剥離させることに、もう一つの光線を、血液の流
入を妨げるために毛細血管を凝固させる等の他の目的に
用いることによって和らげることができる。例えば、本
発明の目的を明らかにするために参照してここに含むフ
ライベルグ（ Freiberg ）の、米国特許第 5,139,494
号は、剥離的な切除のために、約０．１から約０．３ミ
クロン及び約２．０から約１２．０ミクロンの波長範囲
の光を、また、凝固のために約０．３ミクロンから２．
０ミクロンの波長範囲の光を用いることを勧める。これ
らのコヒーレント光線は、切除される組織へ同軸に向け
られる。この分野の技術においては、レーザー光線を同
軸に結合するための適当な手段はよく知られている。そ
のような１つの手段が米国特許第4,408,602 号にナカジ
マ（ Nakajima ）によって開示されている。もう一つ
は、米国特許第 4,503,854 号に、ジャコ（ Jako ）に
よって開示されている。これら両特許は、ここに参照と
して含まれている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】レーザー手術が適用さ
れ得る外科手術としては、皮膚の再生及び毛髪移植があ
る。皮膚の再生においては、第一のレーザー光線によっ
て皮膚の上層が剥離されると並行して、第二のレーザー
光線によって下層にあるコラーゲンが凝固され収縮され
る。毛髪移植においては、第一のレーザー光線を用い
て、新しい髪を移植するための孔を開ける精度が、毛細
血管を凝固させ血液の流入を防ぐ第二のレーザー光線を
用いることによって高められる。これら両手法は、非常
に繊細なものであり、レーザー光線の波長、輝度及び所
要時間の正確な選択及び制御を必要とする。
【０００５】それゆえ、皮膚の再生や毛髪移植等の精巧
な外科手術を行うためにレーザーを用いるより正確な方
法の必要性が広く認められており、そのような方法を達
成することは非常に有益である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、同時
に、剥離、凝固及び収縮を行うことによって皮膚組織に
外科的変化を生じさせる方法が提供される。この方法
は、（ａ）皮膚組織中で約０．０１ミリメートルから約
０．００１ミリメートルまでの消滅長を有する第一のコ
ヒーレント光を発することによって特徴づけられる第一
のコヒーレント光源を選択するステップ、（ｂ）皮膚組
織中で約０．１ミリメートルから約０．０１ミリメート
ルまでの消滅長を有する第二のコヒーレント光を発する
ことによって特徴づけられる第二のコヒーレント光源を
選択するステップ、（ｃ）第一のコヒーレント光の第一
の光線を皮膚組織に向けるステップ、及び（ｄ）第一の
光線にほぼ同軸に、またほぼ同時に、第二のコヒーレン
ト光の第二の光線を皮膚組織に向けるステップからな
る。
【０００７】本発明によれば、同時に、剥離、凝固及び
収縮を行うことによって皮膚組織に外科的変化を生じさ
せる方法が提供される。この方法は、（ａ）皮膚組織中
で約０．０１ミリメートルから約０．００１ミリメート
ルまでの消滅長を有する第一のコヒーレント光を発する
ことによって特徴づけられる第一のコヒーレント光源を
選択するステップ、（ｂ）皮膚組織中で約１ミリメート
ルから約０．１ミリメートルまでの消滅長を有する第二
のコヒーレント光を発することによって特徴づけられる
第二のコヒーレント光源を選択するステップ、（ｃ）第
一のコヒーレント光の第一の光線を皮膚組織に向けるス
テップ、及び（ｄ）第一の光線にほぼ同軸に、またほぼ
同時に、第二のコヒーレント光の第二の光線を皮膚組織
に向けるステップからなる。
【０００８】皮膚組織に精巧なレーザー手術を行うため
のパラメータを選択するための基準となるものは望まし
い物理的作用である。剥離に用いるレーザー光線は、レ
ーザー光線の剥離効果がターゲットである組織に限定さ
れるように、そのターゲット組織によって強く吸収され
るべきである。さらに、パルス幅は、隣接した組織への
熱による損傷を防ぐために、ターゲット組織の熱弛緩時
間よりも短くすべきであり、パルス輝度は、所望の剥離
を達成するために十分に高くすべきである。皮膚の再生
においては、コラーゲンを収縮するために用いられるレ
ーザー光線は、上層にある皮膚にその多くが吸収される
べきではなく、コラーゲンによって吸収されるべきであ
る。毛髪移植においては、用いられるレーザー光線は、
単に、剥離に用いるレーザー光線によって切られた毛細
血管を凝固させるに十分な程度に吸収されるべきであ
る。
【０００９】本発明は、使用レーザー光線に対して適切
な波長の範囲、パルス幅及びパルス輝度を提供すること
によって、皮膚の再生及び毛髪移植のための現時点で既
知の手法の欠点を解決する。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
ましい実施形態について説明する。本発明は、精巧なレ
ーザー手術のための方法に関し、特に、精密な皮膚の再
生及び毛髪移植のために用いられ得るものである。これ
らの特定の手法は、一般的に、人間の患者に行われるも
のであるが、ここに説明される方法が、より下等な哺乳
動物に対する外科手術にも等しく適用可能であること
は、この技術に携わる人たちには明らかである。
【００１１】本発明による精密レーザー手術の原理は、
図面及び添付の説明を参照することによって、より良く
理解することができる。
【００１２】さて、図面を参照する。図１は、種々の波
長における赤外線の水中での消滅長を示すグラフであ
る。皮膚組織は重量で７７％が水であるため、外科手術
に用いる波長を選択するために、水を皮膚組織の代わり
として用いることができる。
【００１３】周囲への損傷を最小にするため、剥離的切
除に用いるコヒーレント光の消滅長は可能な限り小さく
すべきである。図１によれば、この消滅長は０．０１ミ
リメートルから０．００１ミリメートルである。これに
対応する波長範囲は、約２．５ミクロンから約３．２ミ
クロンであることに注意すべきである。この範囲は、剥
離的な切除に対してフライベルグ（ Freiberg ）が勧め
る２から１２ミクロンの範囲よりかなり狭い。エルビウ
ム・ヤグレーザーの２．９４ミクロンの光がこの範囲に
消滅長を有する。哺乳動物の皮膚組織の熱弛緩時間は約
１ミリ秒である。それゆえ、レーザー・パルス幅は、こ
れより長くすべきではなく、好ましくは約０．３ミリ秒
にすべきである。各パルスのエネルギー密度は、１平方
センチメートルにつき１ジュールから１平方センチメー
トルにつき５０ジュールの間にあることが好ましい。
【００１４】毛細血管の凝固に用いるコヒーレント光の
消滅長は、剥離に用いられるものよりも大きな深度でレ
ーザー光線の加熱効果を広げるために、剥離に用いられ
るコヒーレント光の消滅長より幾分長くすべきである。
ここでは、単に血液を凝固させることを目的とし、血液
を蒸発させるものではない。凝固のための消滅長は、
０．１ミリメートルから０．０１ミリメートルの間が適
当である。二酸化炭素レーザーの１０．６ミクロン光が
この範囲の消滅長を有する。
【００１５】凝固に用いるレーザー光線は、図２Ａ、２
Ｂ及び２Ｃに示されるように凝固のための光線の存続時
間が剥離のための光線の存続時間にかなり重なる限りに
おいては、連続であっても、あるいはパルス波であって
も良い。これらの図に示された４つのグラフにおいて
は、時間Ｔが横座標で、光線輝度Ｅが縦座標である。図
２Ａは、本発明の一実施例における、剥離に用いるエル
ビウム・ヤグレーザーと凝固に用いる二酸化炭素レーザ
ーとに対する個別のファイヤリング・スケジュールを示
す。この場合、二酸化炭素レーザーは連続波レーザーで
あり、エルビウム・ヤグレーザーは周期的なパルスを発
する。二酸化炭素レーザーは連続的に発火する。全レー
ザー出力は、図２Ｂに示されるように、これら二つの出
力の重ね合わせである。二酸化炭素レーザーの出力レベ
ルは、エルビウム・ヤグレーザーのパルス間にあって、
エルビウム・ヤグレーザーによって切られた血管を凝固
させるのに十分に高いが、不要な剥離によって周囲への
損傷を起こすほどに高くないことが好ましい。連続波の
二酸化炭素レーザーに望ましい出力密度は、１平方セン
チメートルにつき１ワットから１平方センチメートルに
つき１０ワットまでである。
【００１６】図２Ｃは、本発明のもう一つの実施例にお
いて、エルビウム・ヤグレーザーと二酸化炭素レーザー
とが結合された出力を示す。この場合、両レーザーは、
パルスである。二酸化炭素レーザーの各パルスの幅は、
対応するエルビウム・ヤグレーザーの各パルスの幅に重
なると共に、かなりその外まで延びていることに注意す
べきである。ここでも、目的は、不要な剥離によって周
囲へ損傷を起こさずに、エルビウム・ヤグレーザーによ
って切られた血管を凝固させることである。二酸化炭素
レーザーのパルス幅は１ミリ秒から１０ミリ秒までが好
ましく、出力密度は、１平方センチメートルにつき１ワ
ットから１平方センチメートルにつき１００ワットまで
が好ましい。
【００１７】コラーゲンを収縮するために用いられるコ
ヒーレント光の消滅長は、ターゲットであるコラーゲン
層の厚さに合わせるのが好ましく、約１ミリメートルほ
どの厚さになる場合もある。約０．１ミリメートルより
薄いコラーゲンは、凝固に適切なレーザー、例えば、二
酸化炭素レーザーによって収縮する。より厚いコラーゲ
ンは、約０．１ミリメートルから１ミリメートルまでの
消滅長を有する光のレーザーによって収縮する。２．１
２ミクロンのホルミウム・ヤグレーザー光がこの範囲の
消滅長を有する。収縮のためのレーザー光線は、連続で
あっても、あるいはパルスであっても良い。コラーゲン
を収縮するために用いられるホルミウム・ヤグレーザー
に対するパルス幅は、０．３ミリ秒から１ミリ秒までが
好ましく、パルスエネルギー密度は１平方センチメート
ルにつき約１ジュールが好ましい。
【００１８】レーザー手術に有用な波長の範囲は、図１
に示すように、不可視な赤外線である。本発明の実施例
においては、第三の、低い出力の可視コヒーレント光線
が、他の二つの光線と同軸に向けられるため、外科医は
光線が患者のどの個所に当たるのかを目視できる。
【００１９】本発明は、限られた数の実施例に関して説
明されたが、本発明について多くの変形、改良及び他の
適用が行なわれ得ることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】種々の波長の光についての、水中における、波
長毎の消滅長を示すグラフである。
【図２Ａ】本発明の一つの実施例におけるレーザーの発
射スケジュールを示す。
【図２Ｂ】図２Ａに対応する、組み合わされたレーザー
出力を示す。
【図２Ｃ】本発明のもう一つの実施例における発射スケ
ジュールに対応する、組み合わされたレーザー出力を示
す。

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 同時に剥離と凝固とを行うことによって
    皮膚組織に外科的変化を生じさせるための方法であっ
    て、（ａ）皮膚組織中で約０．０１ミリメートルから約
    ０．００１ミリメートルまでの消滅長を有する第一のコ
    ヒーレント光を発することによって特徴づけられる第一
    のコヒーレント光源を選択するステップ、（ｂ）皮膚組
    織中で約０.１ミリメートルから約０．０１ミリメート
    ルまでの消滅長を有する第二のコヒーレント光を発する
    ことによって特徴づけられる第二のコヒーレント光源を
    選択するステップ、（ｃ）前記第一のコヒーレント光の
    第一の光線を皮膚組織に向けることによって皮膚組織を
    剥離するステップ、及び（ｄ）前記第一の光線にほぼ同
    軸に、またほぼ同時に、前記第二のコヒーレント光の第
    二の光線を皮膚組織に向けることによって皮膚組織を凝
    固するステップからなる方法。
  2. 【請求項２】 前記第一のコヒーレント光源がレーザー
    である請求項１の方法。
  3. 【請求項３】 前記第一のコヒーレント光源がエルビウ
    ム・ヤグレーザーである請求項２の方法。
  4. 【請求項４】 前記第二のコヒーレント光源がレーザー
    である請求項１の方法。
  5. 【請求項５】 前記レーザーが二酸化炭素レーザーであ
    る請求項４の方法。
  6. 【請求項６】 前記第一の光線がパルスである請求項１
    の方法。
  7. 【請求項７】 前記パルスの各々が約０．３ミリ秒の幅
    を有すると共に、前記パルスの各々が１平方センチメー
    トルにつき約１ジュールから１平方センチメートルにつ
    き約５０ジュールのエネルギー密度を有する請求項６の
    方法。
  8. 【請求項８】 前記第二の光線は連続性である請求項６
    の方法。
  9. 【請求項９】 前記第二の光線が１平方センチメートル
    につき約１ワットから１平方センチメートルにつき約１
    ０ワットの出力密度を有する請求項８の方法。
  10. 【請求項１０】 前記第二の光線がパルスであり、前記
    第二の光線の前記パルスが、前記第一の光線の前記パル
    スに時間的に少なくとも部分的に重なり合う請求項６の
    方法。
  11. 【請求項１１】 前記第二の光線の前記パルスの各々が
    約１ミリ秒から約１０ミリ秒までの幅を有し、前記第二
    の光線の前記パルスの各々が１平方センチメートルにつ
    き約１ワットから１平方センチメートルにつき約１００
    ワットの出力密度を有する請求項１０の方法。
  12. 【請求項１２】 前記第一の光線にほぼ同軸に、またほ
    ぼ同時に可視コヒーレント光である第三の光線を皮膚組
    織に向けるステップからなる請求項１の方法。
  13. 【請求項１３】 同時に剥離と収縮とを行うことによっ
    て皮膚組織に外科的変化を生じさせるための方法であっ
    て、（ａ）皮膚組織中で約０．０１ミリメートルから約
    ０．００１ミリメートルまでの消滅長を有する第一のコ
    ヒーレント光を発することによって特徴づけられる第一
    のコヒーレント光源を選択するステップ、（ｂ）皮膚組
    織中で約１ミリメートルから約０．０１ミリメートルま
    での消滅長を有する第二のコヒーレント光を発すること
    によって特徴づけられる第二のコヒーレント光源を選択
    するステップ、（ｃ）前記第一のコヒーレント光の第一
    の光線を皮膚組織に向けることによって皮膚組織を剥離
    するステップ、及び（ｄ）前記第一の光線にほぼ同軸
    に、またほぼ同時に、前記第二のコヒーレント光の第二
    の光線を皮膚組織に向けることによって皮膚組織を収縮
    するステップからなる方法。
  14. 【請求項１４】 前記第一のコヒーレント光源がレーザ
    ーである請求項１３の方法。
  15. 【請求項１５】 前記第一のコヒーレント光源がエルビ
    ウム・ヤグレーザーである請求項１４の方法。
  16. 【請求項１６】 前記第二のコヒーレント光源がレーザ
    ーである請求項１３の方法。
  17. 【請求項１７】 前記レーザーがホルミウム・ヤグレー
    ザーである請求項１６の方法。
  18. 【請求項１８】 前記第一の光線がパルスである請求項
    １３の方法。
  19. 【請求項１９】 前記パルスの各々が約０．３ミリ秒の
    幅を有し、前記パルスの各々が１平方センチメートルに
    つき約１ジュールから１平方センチメートルにつき約５
    ０ジュールまでのエネルギー密度を有する請求項１８の
    方法。
  20. 【請求項２０】 前記第二の光線がパルスであり、前記
    第二の光線の前記パルスが、前記第一の光線の前記パル
    スに時間的に少なくとも部分的に重なり合う請求項１８
    の方法。
  21. 【請求項２１】 前記第二の光線の前記パルスの各々
    が、約０．３ミリ秒から約１ミリ秒までの幅を有し、前
    記第二の光線の前記パルスの各々が、１平方センチメー
    トルにつき約１ジュールのエネルギー密度を有する請求
    項２０の方法。
  22. 【請求項２２】 前記第一の光線にほぼ同軸に、またほ
    ぼ同時に、可視コヒーレント光である第三の光線を皮膚
    組織に向けるステップからなる請求項１３の方法。
JP9113731A 1996-05-15 1997-05-01 レーザー手術法 Pending JPH1043196A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/647531 1996-05-15
US08/647,531 US5655547A (en) 1996-05-15 1996-05-15 Method for laser surgery

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH1043196A true JPH1043196A (ja) 1998-02-17

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ID=24597335

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9113731A Pending JPH1043196A (ja) 1996-05-15 1997-05-01 レーザー手術法

Country Status (7)

Country Link
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