JPS61219904A - レ−ザビ−ム側射用フアイバ - Google Patents

レ−ザビ−ム側射用フアイバ

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JPS61219904A
JPS61219904A JP60061267A JP6126785A JPS61219904A JP S61219904 A JPS61219904 A JP S61219904A JP 60061267 A JP60061267 A JP 60061267A JP 6126785 A JP6126785 A JP 6126785A JP S61219904 A JPS61219904 A JP S61219904A
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transparent
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Koichi Abe
康一 阿部
Toshio Suzuki
敏雄 鈴木
Hideyuki Takashima
高嶋　秀之
Hirosada Hashimoto
橋本　大定
Masane Suzuki
鈴木　正根
Motonori Kanetani
金谷　元徳
Hiroshi Shibamoto
柴本　博
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Hitachi Cable Ltd
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Hitachi Cable Ltd
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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】 〔発明の利用分野〕 本発明はレーザビーム側射用ファイバに係り、特に生体
管腔臓器中の病変部に経内視鏡的にレーザビームを側方
から照射するためのレーザビーム側射用ファイバに関す
る。
〔発明の背景〕
経内視鏡的にレーザビームを照射して生体管腔臓器中の
腫瘍等の病変部の診断・治療を行なう治療技術はレーザ
ー技術及び光伝送ファイバ技術などの急速な進歩によっ
て臨床的に実用化されている。レーザビームを経内視鏡
的に生体管腔臓器中に導入して病変部へ照射するための
ファイバには、その長さ方向に対して直交する出射端面
ををする直射型ファイバと、ファイバの側面を通して直
角方向へ出射する側対型ファイバとがある。狭い管腔臓
器例えば食道、気管、腸などの病変部へのレーザビーム
照射の場合、病変部の受ける照射エネルギーが病変部の
全体で平均化されることが望ましく、そのための管壁に
対して垂直な方向から即ち病変部に対して正面から照射
する側対型ファイバが本出願人により、特願昭５９−１
８７７８２号によって提案されている。この特願昭５９
−１８７７８２号に開示された側対型ファイバは、その
出射側端をファイバ素線の中心線に対し略４５度の傾斜
面に形成し、更にこの傾斜面を、一端を鋭角な部分を含
まなし】形状で閉塞した透明筒体を嵌装して構成し、フ
ァイバ出射端傾斜面の背後に空気層を形成して全反射面
となしファイバを伝送されるレーザビームを直角方向に
屈曲させファイバ側面からレーザビームを出射するもの
である。更に詳しく説明すれば第６図に示されているよ
うに、第６図は従来のレーザビーム側射用ファイバの断
面図であり、ファイバ素線１１は互いに屈折率が異なる
コア及びクラッドから構成された従来より周知のガラス
製或いはプラスチック製の光伝送用のファイバ素線であ
り、コア直径４００μ、クラッド層外径６５０μの石英
ファイバである。ファイバ素′ｆａ１１には合成樹脂材
より成るプライマリ被覆層１２がその全長に亘って形成
されている。このプライマリ被覆層１２が形成されたフ
ァイバ素線１１は更に可撓性の保護外被管１３によって
保護され、ファイバ素線１１にクラック等が発生するこ
と、更にはファイバ素線１１が折損するのを防止してい
る。この保護外被管１３は好ましくはビニール系樹脂材
料、ナイロン、テフロン等の合成樹脂系材料のものが用
いられる。伝送されたレーザビームをファイバからその
長さ方向と直交する方向へ屈曲させて出射させるために
ファイバ素線１１の端部はファイバ素線１１の中心線に
対してほぼ４５度の傾斜平面１４として形成され光学的
に平滑な面に研磨されている。このように先端をほぼ４
５度の傾斜平面１４に形成したファイバ素線１１はその
先端を含むある程度の長さに亘ってプライマリ被覆層１
２及び保護外被管１３の一部が剥離除去されている。こ
のプライマリ被覆層１２及び保護外被管１３が剥離除去
されたファイバ素線１１の出射端側は一端が半球状に閉
塞された透明な断面円形の筒体１５に嵌装されエポキシ
系の接着剤１６で固く気密に接着している。この透明筒
体１５内で筒体１５の内面とファイバ素線１１の傾斜平
面１４との間に空気層１７を形成するようにファイバ素
線１１の傾斜平面１４が配置されている。透明筒体１５
の開口端側はその全周に段差部１８が形成されこの段差
部分１８にはテフロン等の可撓性材料よりなりファイバ
素線１１をほぼその全長に亘って保護し、補強するため
の補強管”１９の先端部分が接着により若しくは加熱し
て内径を拡大して装入した後冷却収縮させる等の手段に
より固着されている。この補強管１９はこの内周面とフ
ァイバ素線工１の保護外被管１３との間に全長にわたり
断面が円形環状の空隙２０を形成するに十分な内径と透
明円筒１５の外形にほぼ等しい外形を与えられている。
透明筒体１５の一部には、この筒体１５の開口端にファ
イバ素線１１の先端及び補強管１９の先端が嵌装された
時、前記空隙２１と連通ずる溝２０が形成されている。
上記の従来提案されている側対型ファイバは直視型内視
を用い経内視鏡的に使用する場合極めて有効に作用する
ものであるが、このような側対型ファイバには、次のよ
うな欠点があった。
第１に、透明筒体の長さ方向に沿う内壁面とファイバ素
線外周壁との間に薄い空気層が形成されこの空気層の存
在によりその界面が反射面として作用してしまう。その
結果、目的とする方向以外の方向、特に反対方向へ進む
（即ち、漏れ）ビームを生じてしまう。この漏れビーム
はそのエネルギー量が大きくなると意図する病変部以外
の正常部位以外の正常部位を焼灼してしまう結果となっ
てしまう。このような空気層による界面反射をなくする
ために、極めて高い嵌合精度が得られるように、ファイ
バ素線外径と筒体内径の製作着炭を高め両部材の間に空
気層が残存しないようにすることが考えられるが、この
ようなことは量産適性の点から見て好ましい考え方では
ない。仮りに、そのようなことが可能であるとしても、
先端が略４５″の鋭利な形状となっている。例えば石英
等のファイバ素線を筒体にぶつけることなく真直ぐに挿
入する作業は極めて非能率的な結果をもたらすもので組
立作業におけるコスト増大の要因となってしまう。
次に、前記空気層界面に起因して生ずる漏れビーム以外
の漏れビームが生ずる。この漏れビームはプローブの前
方へ向かうものであり、ファイバ内に入射したレーザビ
ームの伝播モードにも関係するが、全反射面において入
射角が臨界角以下となってしまう入射ビーム成分が存在
するためにこれらビームは側方へ反射されずに４５°斜
面を透過して前方へ向かう。この漏れビームは、前記界
面での反射による漏れビームと同様に意図する病変部位
以外の正常部位の組織を焼灼してしまう結果となる。
従来提案された側対型ファイバの第３の問題点は、使用
中の折損に係る問題である。即ち経内視鏡的使用形態の
もとでは、ファイバプローブは直線的に体内の目的部位
へ誘導されるのではなく、むしろ、病変部位を内視鏡の
視野内に捕捉するために三次元的に屈曲された内視鏡を
挿入用の通路として体内の目的部位へ導入される。この
ための導入通路として通常内視鏡に設けられている内径
路２乃至３１ｍ程度の処置用鉗子導入用通路、通称鉗子
チャネルが利用される。この鉗子チャネルの屈曲半径は
現今の内視鏡ではかなり小さく、このような屈曲部を通
過するとき可撓性のないファイバ先端部にはその軸線方
向と交差する方向の外力が加えられる。このような状態
において、第６図に見られるように、筒体及びその付近
に対し軸線方向へ向かう強い外力が加えられると、連続
するファイバ素線の可撓性のない筒体で覆われた部分と
、可撓性のある被覆層及び外被管で覆われた部分との境
界部分に剪断力が生じ、この境界部分で折損する。場合
によっては筒体ごと脱落して体内に残留することになり
、極めて危険な結果をもたらすことになる。
更に経内視鏡的使用形態、特に直視型内視鏡を用いる使
用形態に起因する問題点がある。即ちエイミングビーム
及び治療用照射レーザビームが内視鏡視野内で確認でき
なければならないから、ファイバプローブ先端は内視鏡
の観察視野角に応じて直視内視鏡の先端より前方へ突出
されなければならない。この前方突出量が大きくなると
、内視鏡の先端部の屈曲の度合を変えて、レーザビーム
照射方向を微調節することがより困難となる。又、この
先端部の屈曲の度合を変える屈曲操作を相当注意深く、
極く細かく操作しないと、特に屈曲する狭い管腔内では
ファイバプローブの先端が管腔壁面に接触する危険を生
ずる。このような接触はファイバプローブとり分は筒体
へ体内に分泌されている粘液、血液等の異物が付着する
原因となる。このような異物の付着はレーザビームを吸
収し発熱を生じ焼損に到らしめることになる。
〔発明の目的〕
本発明は上記従来のレーザビーム側射用ファイバの欠点
及び問題点を除去した、即ち有害な漏れビームがなく、
又折損することのないレーザビーム側射用ファイバを提
案することを目的としている。
本発明は更に直視内視鏡とともに使用するときその先端
部からの突出量が少なくてすむレーザビーム側射用ファ
イバを提案することを目的とするものである。
〔発明の概略〕
本発明によるレーザビーム側射用ファイバは、上記目的
を達成するためにその出射端をファイバ素線の中心線に
対して略３５″乃至４０°の傾斜面に形成し、この傾斜
面を含む先端部に一端を鋭角な部分を含まない、望まし
くは半球状の面で閉塞したその内径がファイバ素線外径
に対して十分に大きく形成された透明筒体を嵌着しこの
筒体とファイバ素線の先端傾斜面との間に空気層を形成
するとともに筒体外表面の一方側に反射防止膜を他側に
全反射膜を被着形成して構成したものである。
更に本発明によるレーザビーム側射用ファイバは、透明
筒体を一部分ファイバ素線の保護被覆と重なり合せて嵌
着して構成したものである。
又本発明によるレーザビーム側射用ファイバは、更にそ
の透明筒体の一部にその中心軸線に平行な平面を形成し
、この平面に少なくとも反射防止膜を被着形成したもの
である。
以上のように構成されたレーザビーム側射用ファイバは
その出射端を３５°乃至４０”の傾斜面を形成して全反
射面としこれを覆う透明筒体の側方外表面の一部に反射
防止膜を又その反対側の外表面に全反射膜をそれぞれ被
着形成しであるので有害な漏光の発生が防止される。こ
れら反射防止膜及び全反射防止膜は筒体の平面化された
部分に被着形成されるからその膜作用が確実である。
更に透明筒体はファイバ素線の保護被覆部分と嵌合しで
あるから、筒体に加えられる外力はこれに重なり合う保
護被覆部分に吸収され易すくファイバ素線の先端の折損
が防止できる。
〔実施例〕
以下添付図面に従って本発明に係るレーザビーム側射用
ファイバの実施例を詳説する。
第１乃至４図は本発明に係るレーザビーム側射用ファイ
バの一実施例を示すものであり、第１図に概略示されて
いるようにレーザビーム側射用ファイバ（以下照射プロ
ーブと記す）１は図示せぬ周知のレーザー光源装置に結
合されレーザビームをその出射端に伝達する。照射プロ
ーブは周知のようにコアファイバ１１とクラフト層（第
２図参照）とより構成された、例えば石英ファイバであ
りレーザビームは全反射を繰り返しながらプローブ内を
伝達される。この照射プローブ１はそのまま使用できる
ものであることは言うまでもないが、生体管腔臓器等を
開腹せずに処置するために、経内視鏡的に使用すること
が多い。即ちそれ自体周知の内視鏡２の観察ヘッド２Ａ
を目的管腔内へ挿入した後、通常内視鏡に設けられてい
る鉗子等の処置具の挿通路（挿通口２Ｂで示す）を通し
て照射プローブ１を管腔内へ導入する。照射プローブ１
の出射端ＩＡは内視鏡２の観察へラド２Ａとともに内視
鏡の屈曲調節ノブ２Ｃによって観察視野とともに照射方
向を調節することができる。
この照射プローブ１の照射端ＩＡの構造を第２図（Ａ）
（Ｂ）（Ｃ）及び第３図にもとづいて説明する。
本発明のレーザビーム側射用ファイバに使用されるファ
イバ素線１１は従来周知の互いに異なる屈折率を有する
コア及びクラッドから構成されたガラスあるいはプラス
チック製の光伝送ファイバ素線であり、本実施例の場合
コア直径４００μｍ、クラッド層外径６５０μ−の石英
ファイバ素線が使用されているが、これら直径及び外径
はその使用目的形態に応じて選択できる。図において照
射プローブｌはファイバ素線の全長に亘って被覆された
三層構造の被覆層を備えている。第一被覆層１２はプラ
イマリ被覆層と称されているもので、例えばシリコンの
ようなコーティング層である、第二被覆層１３はナイロ
ンチューブのような外被管であり又第三被覆層１６はテ
フロンチューブの如き外被管である。第−及び第二被覆
層１２．１３は従来周知の光伝送ファイバのそれと同じ
であり、光伝送には直接的作用をするものではなくむし
ろファイバ素線にクランク等が発生すること、更にはフ
ァイバ素線１１の折損防止のためのものである。第三被
覆層１６は本発明の特徴の一部をなすものであり、その
詳細は後述する。
ファイバ素線１１の出射端側はファイバ素線１１の中心
線に対して略３５°乃至４０°の傾斜面１４として形成
され光学的に平滑な面に研磨されている。このように先
端に傾斜面１４が形成されたファイバ素線１１はその先
端を含むある長さに亘って第一乃至第三の被覆層１２．
１３．１６が、特に第三の被覆は他の被覆よりも更に長
く、剥離除去されている。このファイバ素ｌｉｔの露出
部を中に含むように、一端が略半球状に閉塞された透明
の断面円形の中空筒体１５が第二被覆層１３の露出部分
で嵌合するようにして装着されている。中空の筒体１５
の開口端は第三被覆層１６の先端と密接している。これ
らの被覆と筒体との接触部分は接着剤等で接合するのが
望ましい。第２図（Ｃ）に示されているように筒体１５
は対向するほぼ平行な平面部１５Ａ、１５Ｂが形成され
ている。従って被覆１６と筒体１５の外径は略同−にさ
れているが平面部１５Ａ、１５Ｂにおいては筒体１５と
の間にわずかな段差ができる。
筒体１５と第三被覆１６はこれらを覆うように熱収縮チ
ューブ１７が嵌装され加熱収縮作用により緊締保護して
いる。筒体１５の平面部１５Ａ。
１５Ｂの接合部には段差があるが熱収縮チューブ１７の
収縮作用によりこれら部分も互いに密に緊締される。
筒体１５の平面部１５Ａには反射防止コーテイング膜が
平面部１５Ｂには全反射コーテイング膜がそれぞれ被着
形成されている。
以上のように構成された本発明の照射プローブ１を図示
せぬレーザー装置に接続してレーザビームを発生すると
、レーザビームはファイバ素線１１を周知のように全反
射を繰り返しながら伝播し傾斜面１４で全反射し平面部
１５Ａを含む透明の筒体１５を透過して前方略６０°乃
至７５″の方向へレーザビームＬを照射する。平面１５
Ａは被着された反射防止コーテイング膜で反射ビームの
発生が防止され、一方他の界面での反射ビームは平面１
５Ｂに被着された全反射コーテイング膜の作用で透過し
ないようにされる。
以上の構成を備えた照射プローブ１は筒体内に存在する
空気層により、その界面で発生する反射ビームが不要な
漏れビームとなって意図する方向以外の方向へ出射する
のを平面部１５Ｂに被着形成した全反射コーテイング膜
で防止することができる。この漏れビームは完全になく
すことはできないにしても医学的に正常部位の熱的破壊
を生ずることが完全に防止できる程度にまで軽減できる
。従って筒体１５内面とファイバ素線１１外面との間に
空気層が残存することが許容される。
このことは又、筒体１５をファイバに装着する作業を極
めて容易にする。即ち、筒体１５とファイバとの嵌合精
度を高めかつ精度管理を厳しく行なうことが不要となり
、更にこれら内径と外径との間には略第−２二被覆の厚
さに等しい寸法差があるからファイバ素線１１の先端を
筒体１５にぶつけることなく容易に挿入でき作業能率が
向上する。
次に筒体１５とファイバとの結合部分は、筒体１５とフ
ァイバ素線１１とが直接接合されるのでなく第一、二被
覆１２．１３を介在して結合され、　　ているから従来
のように非可撓性の部分と可撓性の部分が同一平面（中
心線と直交する平面）内に存在しなくなることから筒体
１５に強い外力が加わっでもそれが直接ファイバ素線の
剪断力としてファイバ素線に加わることがなくなる。従
って従来のようなファイバ素線１１先端の折損がなくな
る。
又、照射方向がファイバ素線１１の中心線に対して前方
へ略６０°乃至７５″の方向となるから第４図からも明
らかなように内視鏡の先端からの突出量が従来の９０’
側方照射のもの（第４図（Ａ）参照）に比較して短かく
なる。この場合、病変部（０で示す）の形状によっては
照射ビームＬに対して影になる部分が生ずることが考え
られるが、その場合は内視鏡そのものを更に深く挿入し
た上で内視鏡の観察ヘッド２Ａをわずかに湾曲させるこ
とによって従来の９０″側方照射の場合と同等の作用を
なすことができる。なお第４図中Ｗは管腔等の壁面を示
している。
以上の実施例において筒体１５の出射側の側面及びこれ
に対向する側面はそれぞれ平面１５Ａ、１５Ｂとして形
成したが、漏れビームが少ない場合には平面１５Ａを省
略し曲面のまま全反射コーティング膜を被着形成しても
よいし、更には全反射コーテイング膜さえも省略するこ
とができる。
一方照射ビームの出射側については平面１５Ａは場合に
よっては省略してもよいが反射防止コーテイング膜は必
須である。しかし、コーテイング膜の性質から見れば、
曲面上に均一の膜を被着形成できる場合にはよいが、一
般的には曲面上に蒸着法で膜を形成する場合中心から側
方へ向かって膜厚が減少してしまうから、設計通りの膜
機能を有する部分は中心付近の極く狭い範囲となってし
まう。従って平面１５Ａが形成されている場合にはその
平面全範囲について設計通りの膜が得られるところで、
上述の目的で形成された平面１５Ａは照射プローブ組立
作業上ファイバ素線１１の傾斜面１４との相対位置を特
定する上で有利である。即ちコーテイング膜を被着形成
した平面部をもたない長さ略９鶴、外径路２ｍ程度の筒
体をその目視的には判別しにくいコーテイング膜部をフ
ァイバ素線の出射方向に一致させて組み込むことば非常
に困難であるが、平面が形成された場合には一目瞭然と
なり、組立作業を容易にする。
第５図は本発明の他の実施例を示すものであり、第１の
実施例との相違は熱収縮チューブの形状のみでありその
他は第１実施例と全く同じである第５図において熱収縮
チューブ２７は筒体１５のビーム出射部に対応する部分
に円形の開口２８を有し、かつ筒体１５の全体を覆って
いる。この実施における熱収縮チューブ２７の作用は、
何等かの理由により筒体１５が破損した場合、破片が熱
収縮チューブ２７の中区留まって体内に残置されず、す
ぐに体外へ取り出すことができる。
〔本発明の効果〕
本発明のレーザビーム側射用ファイバはレーザビームを
経内視鏡的に生体管腔臓器内に導入し病変部をほぼ正面
照射するもので内視鏡の極めて細いかつ許容曲げ半径の
小さい導入通路内を挿通ずるにもかかわらず折損するこ
とがなく、又レーザビームの漏れビームが可及的に減少
され正常部位に損傷を与えることがない。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に係るレーザビーム側射用ファイバの使
用形態を示す概略図、第２図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は
本発明のレーザビーム側射用ファイバの一実施例を示す
断面図、第３図は第２図のレーザビーム側射用ファイバ
の外観図、第４図（Ａ）、（Ｂ）は従来及び本発明のレ
ーザビーム側射用ファイバの先端突出長さ比較図、第５
図は本発明のレーザビーム側射用ファイバの他の実施例
の外観図、及び第６回は従来のレーザビーム側射用ファ
イバの断面図である。 ゛　　１・・・照射プローブ、　２・・・内視鏡、　　
１１・・・ファイバ素線、　１２．１３．１６・・・被
覆層、　　１４・・・傾斜面、　１５・・・透明筒体、
　１７．２７・・・連結用管体、　２８・・・照射開口
。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）互いに異なる屈折率を有するコアとクラッドとか
    ら成るファイバ素線の先端にファイバ素線の中心線に対
    し約３５°乃至４０°の傾斜面を形成し、この傾斜面を
    含むファイバ素線の端部に一端が閉塞された透明筒体を
    嵌着して傾斜面に隣接する空気層を形成して傾斜面を全
    反射面としたレーザビーム側射用ファイバに於いて、前
    記透明筒体は少なくとも二層の被覆層を介して嵌着し透
    明筒体とファイバとを管体によって連結すると共に透明
    筒体のレーザビーム出射面に反射防止膜を被着形成した
    ことを特徴とするレーザビーム側射用ファイバ。
  2. （２）前記反射防止膜は透明筒体に形成された平面部に
    被着形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第
    １項記載のレーザビーム側射用ファイバ。
  3. （３）前記連結管体はレーザビーム出射用開口が形成さ
    れ透明筒体の略全体を包含することを特徴とする特許請
    求の範囲第１項記載のレーザビーム側射用ファイバ。
  4. （４）前記透明筒体には前記反射防止膜を形成した面と
    中心線に対し略対称な面に全反射膜を被着形成したこと
    を特徴とする特許請求の範囲第２項記載のレーザビーム
    側射用ファイバ。
  5. （５）前記ファイバ素線には前記透明筒体の開口部にお
    いて当接し透明筒体と略等しい外径を有する第三の被覆
    層が設けられていることを特徴とする特許請求の範囲第
    ２項記載のレーザビーム側射用ファイバ。
  6. （６）前記連結管体は熱収縮チューブであることを特徴
    とする特許請求の範囲第５項記載の側射用ファイバ。
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