JPS5997655A - 赤外レ−ザ治療装置の光学フアイバ−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】 〔発明の技術分躬・〕 本発明は、光学ファイバーな導光路とし、力１つ、手術
用ビームの焦点を指示するがイト光を使用する赤外レー
ザ治療装置の光学コアイノく一装置（＝関する。

〔背景技術とその問題点〕

従来のレーザメスはレーザ光をミラー及びレンズ群（二
よって屈折、集光せしめてマニピュレータの先端から出
射する関節方式のものであるが、この方式では装置全体
が堅剛Ｃ二形成されていてその操作性がわるく、これを
改善するため光学ファイバーを使用するレーザメスの出
現が強く要望されていた。

しかし、極めて細径例えば０．２〜０．５羽根度のファ
イバーの端面に赤外レーザ光を入射して、該ファイバー
内で全反射を繰返してその他端面から出射せしめる；二
は技術的には各種の解決丁べき問題点が存在し、特にフ
ァイバーを構成するコアに適当な材料が発見されず、し
かも、コアに入射するレーザ光が良好な全反射を行いな
がら他端面から出射させるために、コアには比較的高屈
折率の材料が必要であった。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、赤外レーザ
光（波長約１０．６μｍ）及びこのレーザ光の焦点を指
示する為のガイド光として可視光であるＨｅ−Ｎｅレー
ザ光（波長約０．６μｍ）のいずれも完全に透過するフ
ァイバー累月について＆々検討の結果本発明に到達した
もので、赤外レーザ装置に極めて好適な光学ファイバー
を提供することをおすることを目的とする。

〔発明の概扶〕

本発明は上記目的を達成する為に、赤外レーザ治療装置
の光学ファイバー装置において、光学ファイバー装置の
一端よりコアと保護管との間隙に圧縮空気な送入し、こ
の正編空気を光学ファイバー装置の他端より導出し、／
・ンドピースの先端から圧縮空気な噴出するように構成
したことを特徴とする。

また本発明は光学ファイバー装置を構成するコアの材料
なＣｓＩとし、このコアを支持する保持部材の材料なＣ
ｓＢｒとし、集光レンズのＵ’ＨをＺｎ５ｅとしたこと
を特徴とするものである。

〔発明の実施例〕

第１図は本発明に係る光学ファイバー装置が適用される
赤外レーザ治療装置の一例を示す説明図である。第１図
において、赤外レーザ光を発振せしめる発振管１と赤外
レーザ光の焦点を指示するためのガイド光としての可視
光であるＨｅ−Ｎｅレーザ光を発振せしめる発振管２と
が並行して設けられている。発振管２の前方にはＨｅ−
Ｎｅレーザ光をほぼ直角方向に曲げる為のミラー６が設
けられている。また発振管１の前方には、赤外レーザ光
は通過し、かつ１（ｅ−Ｎｅレーザ光はほぼ直角方向に
曲げるミキシングフィルタ４が設けられている。発振管
１とミキシングフィルタ４の延長線上に、赤外レーザ光
とＨｅ−Ｎｅレーザ光が入射されるＸ−Ｙ調芯装置５が
設けられている。Ｘ−Ｙ調芯装置の５の出力部は光学フ
ァイバー装置６を介して生体ニレーザ光を投射するハン
ドピース７に接続すれている。上述の赤外レーザ治療装
置において、発振管１により発振せしめられた赤外レー
ザ光は発振管２により発振せしめられるＨｅ−Ｎｅレー
ザ光と共にミキシングフィルタ４及びＸ−Ｙ調芯装置５
を経て光学ファイバー装置乙に入射され、該ファイバー
装置６内を全反射しながら導光されて、ハンドピース７
の先端から生体に投射せしめられる。

第２図は本発明に係る光学ファイバー装置の要部断面図
である。第２図において第１図におけると同一の機能を
有するものは同一の符号が付しである。第２図において
、赤外レーザ光を発掘せしめる発振管１とミキシングフ
ィルタ４とＸ−Ｙ調芯装置５とがほぼ一直線上に配置さ
れる。Ｘ−Ｙ調芯装置５はその箱体な構成するリング８
とこのリング８内の一知に収納される集光レンズ９とか
ら構成される。集光レンズ９の材質は１０．６μｍの赤
外レーザ光から０．６３μｍのＨｅ−Ｎｅガイド光まで
透過できかつＩ？ｌ］解性のないＺｎ５ｅが望ましい。

リング８の他￥１（°１□にはレーザ光を透過するコア
１０が保持部杓１１を介して挿入される。コア１０の材
質は赤外レーザ光から可視光までを効率良く透過できる
ＣＨＩが望ましい。保持部拐１１はコア１０を保持して
コア１０の位置精度を保持するものであり、その材質は
次の理由（二よりＣｓＢｒが望ましい。即ちＣｓＢｒの
屈折率は１０．６μｍの波長（赤外レーザ光に相当）に
対し１．６６でありコア１０の材質であるＣｓＩのそれ
は１．７４となりＣ８Ｂｒの屈折率より太きい。この為
保持部材１１がコア１０（＝接触しても保持部材１１は
あたかもクラッドのような働きをし、コア１０内を伝播
する赤外レーザ光は保持部材１１との接触部から外部に
漏れることはない。

第２図のＡ位置で切断し、集光レンズ９側から見た断面
図を示す第３図において、保持部材１１は対称位置に配
置された２個の部品に分か剋てコア１０とリング８との
間に介在してコア１０をリング８に保持している。コア
１０とリング８との間の保持部材１１が存在しない所は
間隙があり、空気等が通過できるよう構成されている。

リング８の直径方向には空気吸入孔である吸入孔１２カ
ー設けられている。吸入孔１２はチューブ１３Ｅよリフ
ィ乾燥器４．乾燥器１５を介して圧縮空気をリング８内
に送り込むコンプレッサ１６：二連結されている。乾燥
４＠Ｓ１５内ζ二はコンプレッサ１６カ）ら送られてく
る正札空気を乾燥させる為シリカゲル等の乾燥剤が封入
されている。またフィルタ１４は乾燥器１５から送られ
てくる圧縮空気に含まれるごみ、はこり等の汚染物を除
去する為のものである。

次に光学ファイバー６について説明する。光学ファイバ
ー６はその中心部にあるコア１０とこのコア１０の側ｉ
１Ｎ＋なごみ、はこり等で汚染されるのを防ぐ保調管１
７とから構成される。保護管１７の材質はテフロン等が
望ましい。光学ファイバー６を粋・成するコア１０と保
護管１７との間隙には次の理由から空気が介在する。即
ち、本発明に係る光字フフイバー装置は一般にエア・ク
ラッドと叶はれる構造でクラッドの役■をするものはコ
ア１０と保護管１７との間に存在する空気であり、コア
１０に入射した赤外レーザ光はコア１０と空気との境界
面で全反射を繰り返して出力端に向って伝播する。コア
１０の側面が汚染されると汚染箇所でレーザー光が全反
射されずレーザー光が漏れる危険がある。この為、コア
１０と保睦管１７との間に介在する空気によりコア１０
を保饅してｌ／Ａる。保護管１７の一端はリング８の一
端）二気密（二挿入され、他端は後述する）・ンドピー
ヌ７の一文高に気密に挿入される。

次ニ、ハンドビーヌ７の構成について説明する。

ノ・ンドピース７はその箱体な構成するリング１８と、
このリング１８内の一端に収納される集光レンズ１９と
から構成される。集光レンズ１９の材質はＸ−Ｙ調芯装
置５内の集光レンズ９の材質と同様Ｚｎ５ｅが望ましい
。集光レンズ１９番はコア１０から入射する赤外レーザ
光を収束させる機能を有する。リング′１８の他端には
光学ファイノ夷−装置６を構成するコア１０と保設ｇ１
７が挿入されるーコ７１０は保持部材２１によりリング
１８（＝保持される。コア１０とリング１８との間の保
持部材２１が存在しない所はＸ−Ｙ調芯装置５内と同様
に間隙があり、空気等が通過できるよう構成されている
。集光レンズ１９のリング１８への取付＋＋方法を第４
図に基づいて説明する。リング１８内の対称位置の突出
部２２により集光レンズ１９カヌ保持される。リング１
８の先端には狭口部２６が突出するように形成される。

狭口部２６の傾斜角度は集光レンズ１９とリング１８の
間隙を通過した空気が集光レンズ１９の焦点位置に収束
するような角度になるように形成されている。

次に上述の如く構成された本発明に係る赤外レーザ治僚
装匝の光学ファイバー装置の作用について説明する。発
振器１から発振された赤外レーザー光２４がミキシング
フィルタ４に入射される。

同時に発振器２から発揚されたＨｅ−Ｎｅレーザ光２５
はミラー６により方向変換された後更にミキシングフィ
ルタ４により方向変換され、赤外レーザ光２４とガイド
光である１（ｅ−Ｎｅレーザ光２５の光軸が一致せられ
る。ミキシングフィルタ４を通過あるいは反射して集光
レンズ９に入射する赤外レーザ光は集光レンズ９により
コア１０の入力端面に効率よく収束せられる。その後コ
ア１０に入射されたレーザ光は、コア１０内を伝播し、
コア１０の出力端面から出力され、ノヘンドピース７内
の集光レンズ１９に入射される。集光レンズ１９に入射
されたレーザ光は集光レンズ１９により効率よく収束せ
られる。この収束せられたレーザ光は焦点位置にある患
部に照射されて患部を治療する。

Ｘ−Ｙ調芯装置６とハンドピース７内のコア１゜の入出
力端面および光学ファイバー６内のコア１゜内部℃レー
ザ光伝播径路で不可避的な損失が生じる。この損失が例
えは３０％の場合、第１図に示した発振器１の出力を６
ｏＷとすると、コア１゜による損失は１８Ｗになる。こ
の損失熱の為、コア１０を冷却しない場合、コア１ｏは
経時的に劣化し、やがては破壊してしまう。

一方、コンプレッサ１６で圧縮された空気は乾燥器１５
で一定湿度以下に調整され、フィルタ１４でごみ、はこ
り細菌等が除去され、チューブ１３を介して吸入孔１２
からリング８内に送り込まれる。リング８内の圧縮空気
はリング８とコア１゜との間隙から光学ファイバー装置
６内のコア１゜と保詐管１７の間隙に送り込まれる。光
学ファイバー６内の圧縮空気はリング１８とコア１ｏと
の間隙を通ってリング１８内の空間に送り込まれる。

リング１８内の圧縮空気はリング１８と集光レンズ１９
との間隙を通って、リング１８の先端の狭口ｆｆ１（２
３の傾斜に沿って集光レンズ１９の焦点位置にある患部
に向って勢い良く噴出される。リング１８内の高圧力の
圧縮空気が低圧力の空間（この場合大気）に噴出する流
れは粘性流として知られている。また噴出する流量は圧
力差に比例する。

しかし圧力差を増大させると、ある圧力差以上になると
’ｔ）’Ｌれは乱流となる。ところが本発明においては
狭口部２３から噴出される流れは乱流になる前のＪ曽流
が望ましい。

〔発明の効果〕

以上述べた如く、本発明によれは、レーザ治療の問題点
の１つにレーザ光を患部に照射した時、焼灼で生じた煙
等がハンドピース内の集光レンズに付着し、汚染された
集光レンズでレーザ光を照射すると集光レンズが破損す
るという問題があったが、ハンドピースの先端から圧縮
空気が集光レンズの焦点位置に噴出する為、煙等が集光
レンズに伺着せず勧めて良好な状態でレーザ治療が可能
となる。

また集光レンズとリングの間隙から噴出するを気は断熱
膨張により冷却せられる。この冷却突気を患部に吹き付
けると患部近傍の組織め温度を下げることができる。す
なわち、高いエネルギー密度を持うレーザ光の照射によ
り患部に生じた大きな熱が熱伝導により周囲の組織に伝
播し、健全な組織を破壊するのを防ぐことができる。

また本発明によれば、治療用の赤外レーザ光とガイド光
であるＨｅ−Ｎｅレーザ光とのいずれも透過できるよう
にする為、光ファイバーのコアの材料にＣｓＩを、集光
レンズの材料にＺｎ−８ｅを用いたことにより光ファイ
バーのコアおよび集光レンズの性能を著しく向上させる
ことができる。

また本発明によれば光ファイバーのコアと保ｉ管との間
隙に空気を流すことにより、コアの発熱を防止でき、光
ファイバーとハンドピースを細くかつ柔軟性よくするこ
とができる為、操作性の著しく改善されたレーザ治療装
置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用される赤外ファイバーを使用する
赤外レーザ治療装置の全体説明図、第２図は本発明によ
る赤外ファイバー装置の要部断面図、第３図は第２図の
人位置における断面図、第４図は第２図のＢ位置におけ
る断面図を示す。 １・・・発振管、　２・・・発振管、　４・・・ミキシ
＼ングフィルタ、　　訃・・Ｘ−Ｙ調芯装置、　　６・
・・光学ファイバー、　７川ハンドピース、　９・・・
集光レンズ、　　１０・・・コア、　　１１・・・保持
部材、　　１２・・・吸入孔、　　１３・・・チューブ
、１４・・・フィルタ、１５・・・乾燥器、　　１６・
・・コンプレッサ、　　１７・・・保護管、　　１９・
・・集光レンズ、　２１・・・保持部材。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）赤外レーザ光を発振する第１の発振管と、前記赤
   外レーザ光の焦点を指示するガイド光を発振する第２の
   発振管と、前記赤外レーザ光と前記ガイド光の光軸を一
   致させるミキシングフィルタと、前記赤外レーザ光と前
   記ガイド光とが入射される集光レンズを有するＸ−Ｙ調
   芯装置と、前記赤外レーザ光と前記ガイド光とを導光し
   前記Ｘ−Ｙ調芯装置＋二連結された光学ファイバー装置
   と、該光学ファイバー装置に導光された赤外レーザ光と
   ガイド光とを集光し患部（＝照射する集光レンズを内部
   （１有するハンドピースとから構成される赤外レーザ治
   僚装ｆ＆（二おいて、前記光学ファイバーの装置一端よ
   り光学ファイバー装置を構成するコアと保蝕管との間隙
   に圧縮空気を送入し、該圧縮空気を光学ファイバー装置
   の他端より導出し、前記ハンドピースの先端から噴出す
   ることを特徴とする光学ファイバー装置。
2. （２）前記コアの材料がＣ８工で、前記コアをＸ−Ｙ調
   芯装置とノ・ンドピース内（二保持する保持部材の材料
   が（：ｓＢｒで、かつＸ−Ｙ調芯装置および〕・ンファ
   イバー装置。
3. （３）前記ノ・ンドピース先端からの圧縮空気を噴出す
   る傾斜角が、前記集光レンズの焦点と集光し装置。