JPS6112979Y2

JPS6112979Y2 -

Info

Publication number: JPS6112979Y2
Application number: JP19729984U
Authority: JP
Priority date: 1984-12-29
Filing date: 1984-12-29
Publication date: 1986-04-22
Also published as: JPS60138509U

Description

【考案の詳細な説明】

本考案は医用レーザー・メス装置に関するもの
である。生体組織の破壊、除去あるいは切開等に用いら
れるレーザー・メスには、通常、水分子が大きい
吸収係数を持つ、2.5ミクロン以上の赤外波長域
のレーザー光が効果的に利用される。しかし、こ
の波長域のレーザー光は不可視光線であるため、
レーザー光を集光して術野の目的部位に照射する
時、それが肉眼下であれ、あるいは顕微鏡下であ
れ、術者の便宜のために可視光線によるガイド光
（案内光）が用いられる。術者はこのガイド光の
光点を術野の目的部位に導くように、レーザー・
メス装置のいわゆるマニピユレーターを操作して
レーザー光を発射すれば、その部位が破壊され除
去される。こうするためには、ガイド光はレーザー光と同
軸上に来るようにされなければならず、その量も
効果的手段はマニピユレーターにレーザー光と共
に同軸で導光する手段である。ガイド光源としてはヘリウム・ネオンレーザー
光（波長0.6328ミクロン）が、またレーザー・メ
スの主光源としては炭酸ガスレーザー光（波長
10.6ミクロン）がよく用いられる。炭酸ガスレー
ザー光は、ガイド光と共に、マニピユレーターの
長い導光路（通常1.5メートル〜2.0メートル）を
通つて術野に導かれ、マニピユレーター先端部に
設けられた集光レンズによつて集光され、照射さ
れる。集光レンズには両波長の光に対して透明な
材料であるセレン化亜鉛（ZnSe）等が用いられ
る。しかしながらZnSeの屈折率は波長依存性が大
きく、両波長に対する焦点位置が異り、特に顕微
鏡下手術の場合、ワーキングジスタンス（作業距
離）を400ミリメートル〜500ミリメートルと長く
必要とし、長焦点距離の集光レンズが用いられる
ので、レーザー光ビームが集光する位置では、ガ
イド光ビームは焦点位置をはずれ光点が大きくな
り、目的部位の位置決が不正確となる欠点があつ
た。炭酸ガス・レーザー光とヘリウム・ネオン・
レーザー光に対してセレン化亜鉛を用いたレンズ
で集光した場合の焦点位置のズレ量は下記のごと
くである。

【表】上記ズレ量を考慮せずにガイド光の焦点でレー
ザー光照射を行うと、ビームの拡りが大きいた
め、照射点でエネルギー密度が小さく、生体製織
の破壊が効果的に行われず、また組織は必要以上
の面積で熱的損傷を受ける。本考案の目的は、レーザー・メスの安全性と操
作性を良好な状態に保持しつつ、上記ズレ量を解
消し、照射部位の正確な位置決めを可能にし、生
体組織の効果的破壊、除去を得ることができるレ
ーザー・メス装置を提供するものである。以下、図面に基いて本考案の実施例の詳細を述
べる。第１図は本考案によるレーザー装置に接続
されたマニピユレーター（多関節型可撓性導光装
置）と、炭酸ガスレーザー光（以下作業光と呼
ぶ）と同軸に挿入されるガイド光装置を概念的に
示したものである。１は作業光を発生するレーザ
ー装置、２はガイド光を発生する例えばヘリウ
ム・ネオンガスレーザー装置、３はガイド光の焦
点位置調整用レンズ、４はガイド光挿入用ミラ
ー、６，７，８，９，１０はマニピユレーターを
構成する45゜ミラー、１１は入れ子式伸縮機構、
１２は集光レンズ、１３は作業光の焦点である。
マニピユレーターを構成するミラーは図示されて
いないミラーボツクスに収納され、ミラーボツク
ス間は直円筒で接続され、ミラーボツクスと直円
筒間は回転自在に機械的に結合されて可撓性が与
えられている。焦点レンズ１２は第２図に詳細に
示すように照射管１５の先端部に着脱自在の鏡胴
１７内に装着され、更に鏡胴１７の先端にはチツ
プ１８が着脱自在に装着される。チツプ１８は手
術目的により種々の型のものが用意されて交換し
て用いられる。１４はミラーボツクスの光出口部
を示し、照射管１５との間はボールベアリングを
介して相互に回転自在となつている。１６は破壊
された組織片が集光レンズ１２の表面を汚染する
のを防止するために設けられたエアーカーテン用
の窒素ガス導入口で、この窒素ガスは集光レンズ
１２の前面をカーテン状に流れて複数個の排出口
１６ａから外に出る。入れ子式伸縮機構１１は、
術者が術野の目的部位に作業光の焦点を正確に持
ち来すために役立てられるマニピユレーターの機
構の一部を形成している。通常の目的には伸縮量
は10センチメートル程度あれば充分である。第３図は、集光レンズ１２に平行光束で入射し
た作業光の焦点F₁に対して、平行光束で入射し
たガイド光の焦点F₂を示している。そのズレ量
は前述したごとく集光レンズ１２の焦点距離の大
きさによつて変る。一般的に、長焦点レンズは顕
微鏡下の微細手術用に、短焦点レンズは手操作に
よる通常の手術用に使用されるが、例えば婦人科
領域などでは、手操作による手術にも、ワーキン
グジスタンスの関係で長焦点レンズが用いられる
場合がある。これらの集光レンズ１２は手術目的
によつて、また一つの手術の進行中にも選択、交
換して用いられる。レンズ３は、この集光レンズ
の焦点距離の変更に対応して常に焦点F₂を焦点
F₁に合致させるよう、その焦点距離が選択され
る。第４図は、レンズ３を自動交換すると交換機構
の実施例を示すもので、円板状レンズホルダー１
９にセツトされたレンズ群の中から、集光レンズ
の焦点距離に対応した一つのレンズが、ステツプ
モーター２０の回転によつて選択され、ヘリウ
ム・ネオンレーザー光の光軸上に持ち来たされ
る。レンズ３から集光レンズまでの距離ｌと集光
レンズの焦点距離によつて、レンズ３は凸レンズ
が選択されたり凹レンズが選択されたりするが、
例えばｌ＝1500ミリメートルの時、集光レンズの
焦点距離f₁が50ミリメートルの場合にはレンズ３
の焦点距離f₂は凸レンズで1152.5ミリメートル、
f₁が200ミリメートルの場合にはf₂は凸レンズで
122ミリメートル、f₁が300ミリメートルの場合に
はf₂は凹レンズで581ミリメートル、f₁が500ミリ
メートルの場合にはf₂は凹レンズで1974ミリメー
トル等となる。これ等の交換は、集光レンズ鏡胴の交換に応じ
てレーザー・メス装置の前面パネルのレンズ交換
用押ボタンスイツチを介して電気パルスがステツ
プモーター２０に送られ、レンズホルダー１９が
回転して行われるが、これらの電気制御は既に公
知の技術であるので、その詳細は省略してある。
あるいはまた、鏡胴の交換に速応してレンズ３が
自動的に交換される電気的制御系を導入すること
も通常の技術で可能である。第４図において、２１はその一部にラツク機構
を持つ移動台で、この移動台２１にはステツプモ
ーター２０、レンズホルダー１９が固定されてい
る。上記ラツクと制御モーター２３に結合された
ピニオン２２によつて、移動台２１はヘリウム・
ネオンレーザー光に沿つて前後に移動するように
なされている。術者の手の移動に伴つてマニピユ
レーターの各構成部分が動き、術者はレーザービ
ームを目的の部位に自在に照射することができる
が、この時、入れ子式伸縮機構１１も伸縮してマ
ニピユレーターの動きを滑かにする。この伸縮の
ためにガイド光の焦点F₂は作業光の焦点F₁から
ずれるので、この補正が必要である。第５図は入れ子式伸縮機構１１の詳細図を示
す。２４はミラー８を含むミラーボツクスにボー
ルベアリングを介して結合された外円筒、２５は
ミラー９を含むミラーボツクスにボールベアリン
グを介して結合された内円筒、２６，２７は内外
円筒間の滑かな摺動と光軸の保持のためのベアリ
ング、３０は内円筒２５とワイヤ２８および滑車
２９を介して結合されたカウンターバランスであ
る。第６図は滑車２９に結合した外円筒に取付け
られたポテンシヨメーター３１を示している。第
７図は、入れ子式伸縮機構１１の伸縮量に応じて
レンズ３を光軸上で前後させて、ガイド光の焦点
F₂を常に作業光の焦点F₁に合致させるための電
気機械制御系を示している。第７図において、３２は制御用増巾器で、ブリ
ツジ３３からの不平衡電圧を増巾して制御モータ
ー２３（第４図参照）を駆動する。ブリツジ３３
は入れ子式伸縮機構１１に結合したポテンシヨメ
ーター３１とピニオン２２（第４図参照）に結合
したポテンシヨメーター３１とで構成され、入れ
子式伸縮機構１１の伸縮量に応じた移動台２１
（第４図参照）の移動量が得られるまで不平衡電
圧を発生し制御モーター２３を駆動する。従つて
入れ子式伸縮機構１１の伸縮に移動台２１の移動
が常に追従して、焦点F₂とF₁の合致が得られ
る。第１図に示すガイド光挿入用ミラー４は、例え
ばZnSeで作られ、レーザー装置１からのレーザ
ー光を透過しその裏面反射でもつてガイド光を同
一光軸上に挿入するように設けられているが、作
業光が生体組織上に照射されている時はガイド光
の必要性はないので、作業光照射時はミラーアツ
プされ、ガイド光照射の時は光路に来るようにす
れば、通常の表面鏡を使用することができ、かつ
作業光、ガイド光両方の損失を防止することがで
きる。マニピユレーターを簡便化するために入れ子式
伸縮機構を除くこともできる。この場合には補正
レンズの調整は更に簡単となる。作業光の波長と
ガイド光の波長が大きく隔たつていない場合には
補正レンズの焦点距離を変更することなく、その
光軸上の位置を変更して作業光とガイド光の焦点
を合せることもできる。以上詳述したように、本考案は、術者の集光レ
ンズの選択に応じて、また術者の手の動きに応じ
て、常に作業光はガイド光の焦点に集束されるの
で、術者は正確に作業光を目的の部位に照射する
ことができ、効果的に精細かつ安全な手術を遂行
することが可能となる。本考案は照射管１５およ
び鏡胴１７を手術用顕微鏡に接続して行う微細手
術の場合にもその効果は変らない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案によるレーザー・メス装置の光
学系の経路図。第２図はマニピユレーター先端に
取付けられる照射管と焦光レンズ鏡胴とチツプの
断面図。第３図は平行入射時のガイド光と作業光
の焦点の説明図。第４図は焦点位置補正レンズの
交換装置と位置制御機構の説明図。第５図は入れ
子式伸縮機構の断面図。第６図は入れ子式伸縮機
構に結合された制御用ポテンシヨメーターの拡大
図。第７図はブリツジ式位置制御電気回路図。１……作業光を発生するレーザー装置、２……
ガイド光を発生するレーザー装置、３……ガイド
光の焦点位置調整用レンズ、４……ガイド光挿入
用ミラー、６，７，８，９，１０……45゜ミラ
ー、１１……入れ子式伸縮機構、１２……集光レ
ンズ、１３……作業光の焦点、１４……ミラーボ
ツクスの光出口部、１５……照射管、１６……窒
素ガス導入口、１６ａ……排出口、１７……鏡
胴、１８……チツプ、１９……レンズホルダー、
２０……ステツプモーター、２１……移動台、２
２……ピニオン、２３……制御モーター、２４…
…外円筒、２５……内円筒、２６，２７……ベア
リング、２８……ワイヤ、２９……滑車、３０…
…カウンターバランス、３１，３４……ポテンシ
ヨメーター、３２……制御用増巾器、３３……ブ
リツジ。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

作業光を発生するレーザー装置と、ガイド光を
発生するレーザー装置と、作業光の光軸とガイド
光の光軸を同軸上に導くための反射手段と、上記
作業光とガイド光の同軸上に配置され入れ子式伸
縮機構を備えたマニピユレータと、該マニピユレ
ータの先端に設けられ上記ガイド光と作業光とを
生体組織上に集光させる集光レンズとから成るレ
ーザーメス装置において、上記ガイド光の光軸上
にあつてガイド光の焦点位置を調整するためのレ
ンズを交換するための機構と、上記入れ子式伸縮
機構の伸縮量に応じて上記ガイド光の集点位置調
整用レンズを光軸上で前後させてガイド光の集点
を常に作業光の焦点に合致させるための電気機械
制御系とを備えたことを特徴とするレーザー・メ
ス装置。