JPS5944251A - レ−ザ−加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は赤外レーザーを作業光とし、この作業光を赤外
光用光ファイバーにより目的部位に導き、たとえば患部
の切開、蒸散等を行なうレーザー加工装置に関するもの
である０ 従来例の構成とその問題点 生体組織の切開・蒸散等を行なうには、００２レーザー
光線等の赤外レーザー光線が適しており、これを用いた
Ｖ−ザーメス装置が実用化されている。

従来はＣ０２，・レーザー光線（波長１０．６μ）が透
過可能な元ファイバーが開発されていなかったため、複
数個の鏡から構成されたミラー関節型の導光路によりＣ
Ｏ２レーザー光線を手術部位に導く方式がとられていた
。

しかし、ミラー関節型導光路は操作性・保守などの面で
問題があり、ＣＯ２レーザー光線が透過可能な光ファイ
バーの開発が試みられた結果、例えばＫＨ２−５等のハ
ロゲン化物を材料とした光フアイバーによってＣ０２レ
ーザー光線を導くことが実用化されつつある。

この赤外光用光ファイバーにより導かれたＣ０２レーザ
ー光線は集光レンズにより絞られ手術部位に照射される
。しかし、Ｃｏ２レーザー光線は不可視光であるため、
術者は照射位置を目視で確認できず、安全で適切な手術
を行なうことが困難であった。そこで一般にガイド光と
呼ばれる、例えばＨｅ　−Ｎｅレーザー光線等の可視光
線を可視光用光ファイバーにより導き、Ｃ０２レーザー
光線と同軸的に手術部位に照射することによりＣ０２レ
ーザー光線の照射位置の確認ができるようにした。Ｃ０
２レーザー光線の手術部位に対する照射位置を明確に術
者に確認させるためには、Ｃ０２レーザー光線の集光点
とＨｅ　−Ｎｅレーザー光線の集光点とが正確に一致し
ていることが必要である。

ところが、ＣＯ２レーザー光線とＨｅ−Ｎｅレーザー光
線とでは互いの波長が１けたも違うため、集光レンズに
対する屈折率および焦点距離が異なる。

たとえば、Ｃ０２レーザー光線に対して３０悲の焦点距
離を有する集光レンズは、Ｈｅ　−Ｎｅレーザー光線に
対してはその焦点が約２６′ＩＬとなる。このため、Ｃ
０２レーザー光線とＨｅ　−＝　Ｎｅレーザー光線を同
じ位置から出射した場合出射されたＣ０２レーザー光線
の集光点に対し、Ｈｅ−Ｎｅレーザー光線は手前側（集
光レンズ側）に集光することになる０ このような事情にもかかわらず現在のＣＯ２レーザ−メ
ス装置はＨｅ　−Ｎｅレーザー光線と、ＣＯ２レーザー
光線との集光点を調整する手段がなかったり、あるいは
非常に不完全な調整手段しか設けられていなかった。そ
のため可視光用および赤外光用光ファイバーと集光レン
ズとの光軸方向の位置関係が、組立精度や各部品の加工
精度に大きく左右され、Ｈｅ　−Ｎｅレーザー光線と０
０２レーザー光線とを正確に同一位置に集光することが
困難であった０ また、調整を確実に行なおうとすると、調整機構が複雑
且つ大型となるため、術者が手で保持して作業するハン
ドピース部が大型となシ、操作性が悪くなる等の問題点
を有していたＯ 発明の目的 本発明は上記従来の問題点に鑑み、赤外光用光ファイバ
ーおよび可視光用光ファイバーから出射された赤外光お
よび可視光を正確に同一位置に集光させ、精密且つ安全
な操作を可能にしたレーザー加工装置を提供するもので
ある０ 発明の構成 本発明は上記目的を達するために、赤外光用光ファイバ
ーを保持・固定する第１の保持部材と、前記赤外光用光
ファイバーに同軸的に、かつ光軸方向に摺動自在に設け
られ、前記可視光用光ファイバーおよび可視光用集光レ
ンズを保持する第２の保持部材と、赤外光および可視光
が透過可能な光学部材を保持する第３の保持部材とを分
割可能な・・ンドビース部内に同軸的に配置したもので
ある。

実施例の説明 以下、本発明について一実施例とともに図面を用いなが
ら説明する。

第１図はＣＯ２レーザー光線による赤外光を作業光とし
、Ｈｅ　−Ｎｅレーザ光線による可視光をガイド光とし
、これらを光ファイノく−で手術部位へ導びき作業を行
なうレーザーメス装置の外観図である。１は電源および
制御部、２は赤外光を発するＣＯ２レーザーおよび可視
光を発するＨｅ　−Ｎｅレーザーの発振管が組み込まれ
たノ＼ウジング部、３はハウジング部２を所定の高さに
支持する支柱、４は内部に赤外光用光ファイバー、可視
光用光ファイバー、冷却用ガス系路、アシストガス系路
等を収納して外部を保護用可撓管に覆われた光フアイバ
ーケーブル、６は光フアイバーケーブル４をノ・ウジン
グ部２に固定するファイバーコネクター、６は光ファイ
バーから出射された赤外光線および可視光線を集光させ
る集光レンズを組み込んだノ・ンドビース部で手術者が
手に持って操作する部分である。

第２図、第３図は本発明の一実施例を示すもので、たと
えば第１図に示したー・ンドビース部６をそれぞれ異な
った角度で切断した断面図を示したものである。７は赤
外光用光ファイバーで、第７図に詳細を示すように、溝
８ａ、８ｂを有する第１　ノ金Ｒバイア”９ａ、９ｂが
両端部に固着されている。第１の金属パイプ９ａ、ｓｂ
の外周には第２の金属バイア’１０ａ　、　１０ｂが固
着されている。

さらに、第２の金属パイプ１０　ａ　、　Ｉ　Ｑ　ｌ）
を接続する如く可撓性を有する樹脂チューブ１１が固着
されている。また第２図、第３図から明らかなよウニハ
ンドピース部６の外装であるハンドピース６ａ、ｅｂｉ
Ｘ点で分離できる。そのハンドピース６ａおよび６ｂに
は保持部材１２，１３．１４が止メネジ１９，２０，２
１．２２によりファイバー７と同軸的に収納されている
。そして保持部材１２は金属パイプ１０ｂ上を光軸方向
にのみ摺動自在に構成され、必要時には止メネジ１５に
より金属パイプ１ｏｂを固定できる。そのため、光ファ
イバー７の出射端と保持部材１２との保持すべき位置関
係は変化できるよう構成されている。

一方、保持部材１３は金属パイプｉｏｂおよび後述する
中空パイプ２５．２６上を光軸方向に摺動自在に構成さ
れているとともに、第５図に示すように円周方向に３個
のセルフォックレンズ１６と、可視光用光ファイバー１
７を同軸的に保持するスリーブ１８を収納固着している
。

また、保持部材１４には、Ｚｎ−８ｅ等のｃｏ２レーザ
ー光線および可視光線が透過可能な集光レンズ２３が押
えネジ２４により保持されている０本実施例では集光レ
ンズを用いたが、ウィンドー等の光学部品であってもよ
い。

一部、第３図に示す２５は薄肉の中空パイプで、保持部
材１２，１３．１４を貫通しており、保持部材１２．１
４に固着されている０２６は薄肉の中空パイプで、保持
部材１２．１’３を貫通しており、保持部材１２に固着
されている。

２７はキャップで、集光レンズ２８を押さえネジ２９と
ともに保持している。

上記のような構成のほかに制御部１の内部には図示はし
ていないが送風手段が収納されている０この送風手段に
より送出されるガスの一部は光ファイバー７の入射端側
に固着される金属パイプ９ａの溝８ａから入り、樹脂チ
ューブ１１を経て、出射端側に固着される金属チューブ
９ｂの溝８ｂに送風されることにより光ファイバー７を
冷却することができる。

また、送風手段によυ送出されるガスの残シの一部は熱
収縮チューブ３ｏを介して中空パイプ２６に接続されて
いる樹脂チューブ３１に流入する。そして中空パイプ２
５から出たガスは集光レンズ２８の外周部に形成される
ガス系路（図示せず）を経てアシストガスとして手術部
位に吹き付けられる０なお、アシストガスは清潔である
必要があるため、アシストガスの糸路には、清浄フィル
ター等を設けておくとよい。

また、保持部材１３．１４の外周面とハンドピース６ａ
、６ｂの内周面とは良好な嵌合状態となっており、さら
に保持部材１３と金属パイプ１ｏｂ、中空パイプ２５．
２６とも同様に良好な嵌合状態となっているため、保持
部材１３，１４と−・ノドピース６ａ内周面とにより形
成される中間３６は中空パイプ２６の先端部を除いて空
気的に密閉された状態となっている。したがって樹脂チ
ューブ１１内を流れた冷却ガスは光ファイバー７の出射
端付近から、密閉空間３６に流出し、中空パイプ２６に
流入し、熱収縮チューブ３０を介して接続されている樹
脂チューブ３２を経て制御部１の回収部（図示せず）に
回収されるＣ前記回収部には清浄フィルターが設けられ
てお９、冷却ガスは清浄フィルターを通過した後、大気
中に放出される。

なお、保持部材１３はハンドピース６ａ、６ｂおよび中
空パイプ２５，２６、金属パイプ１０ｂに対し、光軸方
向にのみ摺動自在に構成されているが、保持部材１３の
光軸方向への摺動時にも密閉空間３６の密閉度が損われ
ることはないように構成されている。

以下、上述したレーザーメス装置の動作について説明す
る。まず術者がフットスイッチにょシレーザー光発振の
操作をすると、ＣＯ２レーザー光線およびＨｅ　−Ｎｅ
レーザー光線がハウジング部２から発射される０ＣＯ２
レーザー光線は赤外光用光フアイパー７の出射端から出
射され集光レンズ２３および２８により点Ａに集光され
る。一方Ｈｅ　−Ｎｅレーザー光線は可視光用光ファイ
バー１７の出射端から出射され、セルフォックレンズ１
６により、赤外光用光ファイバー７の軸線上の点Ｂに集
光され、集光レンズ２３．２８により点Ａに集光され、
ＣＯ２レーザー光線の集光点を術者に知らせる。なお、
Ｈｅ−Ｎｅレーザー光線は第４図〜第６図に示すように
、３本の可視光用光ファイバー１７おヨヒセルフオツク
レンズ１６から出射されるため、Ｃ０２レーザー光線の
集光点Ａではもちろんのこと、集光黒人から光軸方向に
ずれた位置においても、第８図に示すようにＣＯ２レー
ザー光線の照射範囲３３に内接するようにＨｅ　−Ｎｅ
レーザー光線３４が照射され、Ｃ０２レーザー光線の照
射により生体が影響を受ける範囲を術者に知らせること
ができる。

一方、フットスイッチの操作と同時に、制御部１の内部
に収納させる送風手段が動作を開始し、送風手段により
送出されるガスの一部は前述したようにアシストガスと
してハンドピース６のキャップ２７の先端部より手術部
位に吹き付けられる。

一方送風子段によシ送出されるガスの残りの一部は、こ
れも前述したように赤外光用光ファイバー７の出射端近
傍から密閉空間３６に流出し、中空パイプ２６、樹脂チ
ューブ３０を経て制御部１の回収部に回収され、赤外光
用光ファイバー７を冷却する。

以下、集光点ＡＫｃｏ２レーザー光線およびＨｅ−Ｎｅ
レーザー光線を正確に一致させる調整方法を説明する。

まず、金属パイプ１０ｂと、保持部材１２とを適当な位
置で止めネジ１６により固定する。次に保持部材１２が
ハンドピース６ｂの段部３５に当接する位置でネジ１９
で固定し、さらにハンドピース６ａと６ｂとを当接させ
た状態で保持部材１３．１４をネジ２Ｑ、２１．２２に
より固定する。この状態で保持部材１２と１４とを一体
的に支持する中空パイプ２６により、ハンドピース６ａ
と６ｂとは一体的に支持される。

そして集光黒人に００２に一ザー光線の集光点を一致さ
せるため、ネジ１９．２０を緩め、ノ・ンドピース６ｂ
を矢印Ｃ方向に後退させる。次に、ネジ１６を緩め、金
属パイプ１０ｂを光軸方向に移動させ、ＣＯ２レーザー
光線の集光点が点Ａと一致するよう調整する。調整具合
は集光黒人の位置に紙片を置き、金属パイプ１０ｂを光
軸方向に移動させながら紙片にパルス状の００２レーザ
ー光を照射踵紙片に貫通穴を形成し、貫通穴の直径が最
も小さくなるよう調整すればよい。そしてＣ０２レーザ
ー光線の集光点位置の調整が終ると、ネジ１５により金
属チューブ１０ｂと保持部材１２とを固定する。

この状態では、赤外光用光ファイバー７と、集光レンズ
２３および２８との位置関係は中空パイプ２５によシ固
定された状態となっている。

次にＨｅ　−Ｎｅレーザー光線の集光点位置の調整につ
いて説明する０まず集光黒人の位置に紙片を置き、可視
光用光ファイバー１７にＨｅ　−Ｎｅレー゛□　　　ザ
ー光線を透過させた状態でネジ２１を緩め、保持部材１
３を光軸方向に移動させる。保持部材１３は金属チュー
ブ１０ｂおよび中空パイプ２５゜２６に対して光軸方向
にのみ摺動自在に構成されているため、保持部材１３の
光軸方向の移動に対しても赤外光用光ファイバー７は同
等影響を受けない。保持部材１３を光軸方向に移動させ
、集光点Ａに置いた紙片上に照射される第８図に示すよ
うなＨｅ　−Ｎｅレーザー光３４が一点に重なった状態
でネジ２１を締め付ければＨｅ　−Ｎｅレーザー光の集
光点位置の調整は完了である。この状態でハンドピース
６ｂを元の状態に復帰させ、ネジ１９゜２ｏを締め付け
ればすべての調整動作が完了する。

この調整動作終了時においても、前述したように保持部
材１３と、金属チューブ１０ｂ、中空パイプ２５．２６
およびハンドピース６ａとは良好な嵌合状態にあるため
、保持部材１３および金属パイプ１０ｂの光軸方向の移
動に際しても保持部材１３，１４およびハンドピース６
ａとで構成される空間３６の密閉度が損われることはな
く、密閉空間３６に流出した冷却ガスは前述したように
すべて中空パイプ２６より樹脂チューブ３２を経て、制
御部１の回収部に回収される。一方アシストガス系路は
上述の調整動作とは全く無関係であり、したがって、冷
却ガス系路とアシストガス系路とは常時完全に分離され
た状態にあるため、冷却ガスとアシストガスとが混合す
ることはない。

発明の効果 上述した説明で明らかなように本発明は可視光用光ファ
イバーと集光レンズとの光軸方向の距離を調整可能とす
ることにより、赤外光線と可視光線との集光点を精密に
一致させることができ、精密且つ安全な作業が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はレーザーメス装置の外観図、第２図および第３
図は本発明の一実施例におけるレーザー加工装置のハン
ドピース部の断面図、第４図〜第６図は保持部材の断面
図、第７図は赤外光用光ファイバーの斜視図、第８図は
赤外光用光ファイバーおよび可視光月光ファイバーから
出射されるそれぞれの光線の関係を示した図である。 ６ａ、６ｂ・・・・・・ノ・ンドピース、７・・・・・
赤外光用光ファイバー、１０ｂ・・・・・・金属チュー
ブ、１２゜１３．１４・・・・・・保持部材、１７・・
・・・・可視光用光ファイバー、２３　、２８・・・・
・集光レンズ、２５・・・・・・アシストガス用中空ノ
くイブ、２６・・・・・・冷苅１ガス回収用中空パイプ
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 赤外レーザー光源と、前記赤外レーザー光源から送出さ
   れる赤外光を導く赤外光用光ファイバーと、可視光源と
   、前記可視光源から送出される可視光を導く可視光月光
   ファイバーとを設けるとともに、前記赤外光用光ファイ
   バーおよび可視光月光ファイバーから出射された光を集
   光・結像させる集光レンズと、前記赤外光用光ファイバ
   ーを保持・固定する第１の保持部材と、前記赤外光用光
   ファイバーに同軸的且つ光軸方向に摺動自在に設けらｎ
   、前記可視光用光ファイバーおよび可視光用集光レンズ
   を保持する第２の保持部材と、前記赤外光および可視光
   が透過可能な光学部材を保持する第３の保持部材とを分
   割可能なノ・ンドピース内部に同軸的に配置し、前記可
   視光用光ファイバーと、前記集光レンズとの光軸方向の
   距離を調整することを特徴とするレーザー加工装置。