JPS6214866A - レ−ザ鍼装置 - 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、皮膚或いは皮下に低エネルギのレーザ光を集
光し、肩凝り・関節痛等の除痛を図り、その客観的効果
を検知することを可能としたレーザ鍼装置に関するもの
である。

［従来の技術］ レーザ鍼治療は１９７３年に初めて試みられて以来、徐
々にその効果が認められてきており、各種疾病における
鎮痛効果を与える有望な装置として期待されている。当
初は波長６３３ｎｍのレーザ光が使用されていたが、現
在では１．０６ＩＬｍ或いは８００〜１２００ｎｍの半
導体レーザ光が、その浸透長が大きいこ七から主に使用
されている。現在は数多くの症例に適用され、その効果
に関する基礎データを臨床的に収集している段階である
が、捻挫・関節炎を始め殆どの痛みに対して大きな効果
があると報告されている。しかし、その作用については
熱効果と光化学反応会光酵素反応等の生化学反応とによ
り治療効果が得られると云われているが、未だに明瞭と
はなっていない、また、その良否は患者の主観的な訴え
に基づいているので、データの客観性及び信頼性に疑問
があり１客観的な効果を判断するために種々の方法が試
されてはいるが、最適と云われるものは得られていない
のが現状である。

［発明の目的］ 本発明の目的は、既知の血流計をコンパクトな形で装置
内に組み込むことにより、客観的な効果を測定すること
が可能なレーザ鍼装置を提供することにある。

［発明の概要］ 上述の目的を達成するための本発明の要旨は、集光点に
レーザ光を集光させる集光手段と、前記集光点近傍の粒
子の動きを測定するための測定手段とを備え、前記集光
手段は治療用の第１の投光手段と測定用の第２の投光手
段を有し、治療・測定のモード切換えに応じて前記第１
と第２の投光手段と共有のレーザ光源との光学的結合を
切換える結合手段を設けたことを特徴とするレーザ鍼装
置である。

［発明の実施例］ 本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。

第１図は全体の構成図であり、レーザ鍼治療手段と血流
量測定手段とから構成されている。先ず、治療効果判別
手段としての血流量測定手段について説明する。サーモ
グラフィを用いた肩凝り、関節痛等の研究によると、疼
痛部は周囲の皮膚に比べて温度が低く、レーザ光を疼痛
部に照射すると低温部が小さくなっていくことが知られ
ている。即ち、疼痛部は毛細血管の血行が悪くなってい
るわけであるが、レーザ光の照射により毛細血管が拡張
し血行が良くなり、疼痛が和らぐと考えられている。従
って、レーザ光の照射を行いながら、或いはレーザ光の
照射前後に、疼痛部位周辺の血行状態、即ち血流量の変
化を測定することにより、客観的にレーザ光照射による
治療効果を判定できることになる。

ところで、レーザ光を物体表面に照射すると、レーザ光
が干渉し易いために物体表面の微細構造によって散乱さ
れる光波が互いに干渉して斑点つまりスペックルを生ず
る。これを利用した相対的な血流量測定の方法として、
スペックル動態による血流計が知られているが、本実施
例においては血流量の変化を測定するために、この既知
の血流計がレーザ鍼装置内に組み込まれている。

第１図に示す実施例は、治療用レーザ光の照射前後に被
治療部周辺の血流量の変化を測定するようにしたもので
あり、治療及び血流量測定に共用されるレーザ光源１の
光軸上に光学結合手段２が配置され、この光学結合手段
２には血流量測定のだめの照明用ファイバ３及びレーザ
鍼治療のための導光用の多モードファイバである治療用
ファイバ４が並列的に接続されており、光学結合手段２
によってレーザ光源１から出射されたレーザ光りは、照
明用ファイバ３か治療用ファイバ４に導光されるように
なっている。治療用ファイバ４の出射端の近傍には集光
レンズ５が配置され、照明用ファイバ３の出射端及び集
光レンズ５の近傍で、測定用レーザ光りの皮膚Ｓによる
散乱光を受光できる位置に、受光用ファイバ６の入力端
が配置されている。この受光用ファイバ６としては通常
開口数ＨＡが０．１以下の単一モードファイバが使用さ
れる。受光用ファイバ６の出力端の光軸上には、集光レ
ンズ７、外乱光防止用フィルタ８゜フォトマル等の高感
度光電検出器９が順次に配列されている。そして、光電
検出器９の出力は、システム制御回路、血流量を求める
信号処理回路及び測定値を表示するための表示回路等か
ら成る回路部１０に接続され、更に回路部１０からレー
ザドライバ１１に信号が送られ、レーザドライバ１１の
出力はレーザ光源１に接続されている。

なお、レーザ鍼治療には半導体レーザ光源が用いられて
いるが、血流量測定のためのスペックルパターンを得る
ためのレーザ光は可干渉性の要求が緩いため、血流量測
定にも半導体レーザ光源を用いることができる。

第２図（ａ）　、　（ｂ）は光学結合手段２の説明図で
あり、照明用ファイバ３の入力端と治療用ファイバ４の
入力端とは、回転プリズム１２に対して対称な位置に配
置され、回転プリズム１２と照明用ファイバ３との間に
は結合用の集光レンズ１３が、回転プリズム１２と冶療
用ファイバ４との間には結合用の集光レンズ１４がそれ
ぞれ配置されている。そして、回転プリズム１２にはレ
ーザ光源１からのレーザ光りが入射するようになってお
り、回転プリズム１２を動作モードに応じて図示しない
回転手段により光軸を中心として１８０゜回転させるこ
とにより、レーザ光りと照明用ファイバ３及び治療用フ
ァイバ４との結合を切り換え得るようになっている。

第２図（ａ）は血流量測定時の回転プリズム１２　　　
　′及びレーザ光りの状態を示しており、血流量の測定
モードが選択されている際には、レーザ光りは回転プリ
ズム１２により集光レンズ１３側に反射され、集光レン
ズ１３を介して照明用ファイバ３に入射される。一方、
（ｂ）はレーザ鍼治療時の回転プリズム１２及びレーザ
光りの状態を示しており、治療モードが選択されている
際には、レーザ光りは回転プリズム１２により集光レン
ズ１４側に反射され、集光レンズ１４を介して治療用フ
ァイバ４に入射するようになっている。

なお、回転プリズム１２を回転させる回転手段に図示し
ないオンオフスイッチを設け、回転プリズム１２の１８
０°回転と、スイッチのオンオフを連動させることによ
り、動作モードの確認を得ることができ、レーザ光りの
光量を自動的に設定することも可能となる。

第１図及び第２図に示した実施例において測定モードが
選択されると、回転プリズム１２がレーザ光りを照明用
ファイバ３側に反射し、集光レンズ１３、照明用ファイ
バ３を介して、第１図に示す視野りの範囲で皮膚Ｓにレ
ーザ光りが照射される。そして、皮膚Ｓによるレーザ光
りの散乱光は、視野りよりも狭い範囲の望域ｄの反射光
を受ける受光用ファイバ６により受光されるが、このと
き望域ｄで生ずる散乱光は干渉を起し、受光用ファイバ
６の入力端でスペックルを生じ、その輝度には主に皮膚
Ｓの皮下の支弁毛細血管Ｃの血球から成る散乱粒子の動
きに対応する周波数の変化が表れる。この周波数の変化
を受光用ファイバ６、集光レンズ７を介して導光し、フ
ィルタ８により外乱光を取り除き、光電検出器９におい
て検出することにより相対的な血流量の変動データが得
られる。

次に、治療モードを選択し回転プリズム１２を１８０°
回転させると、レーザ光りは集光レンズ１４、治療用フ
ァイバ４．集光レンズ５を介して皮膚Ｓ或いは皮膚Ｓの
下部に集光されて治療が行われる。なお、レーザ光りの
皮膚Ｓにおける集光状態を変化させるためには、集光レ
ンズ５を上下させ所望の位置に設定すればよい、更に、
治療終了後に光学結合手段２の動作モードを再度測定モ
ードに変換し、支弁毛細血管Ｃの血球によるレーザ光り
のスペックル動態を先の手順と同様にして測定し、得ら
れたデータを治療前データと比較することにより治療効
果を知ることができる。

次に、このような操作手順を行う制御回路について説明
する。第３図は主に回路部１０から成る制御φ信号処理
回路のブロック回路構成図であり、入出力装置１５にレ
ーザドライバ１１、回転プリズム１２の図示しない回転
手段と連結したオンオフスイッチ１６、ＣＰＵ１７．Ａ
／Ｄ変換器１８、表示装置１９、治療用レーザ発光設定
・表示装置２０、レーザ発光用スイッチ２１がそれぞれ
並列的に接続され、レーザドライバ１１にはレーザ光源
１が接続されている。そして、Ａ／Ｄ変換器１８には高
周波用バンドパスフィルタ２２Ｈと低周波用バンドパス
フィルタ２２Ｌの出力端が接続され、これらの高周波用
バンドパスフィルタ２２Ｈと低周波用バンドパスフィル
タ２２Ｌの入力端には、ＡＣアンプ２３、光電検出器９
が順次に接続されている。

測定モードが選択された際にはスイッチ１６がオンとな
り、このスイッチ１６のオン信号は入出力装置１５を介
してＣＰＵ１７に読み取られ、ＣＰＵ１７から入出力装
置１５を介してレーザドライバ１１にレーザ光源１の出
力を低い状態にする指令が出される。これは、レーザ鍼
治療において７０ｍＷ程度のレーザ光出力が用いられ、
血流量測定には数ｍＷのレーザ光出力で十分であるため
に採られる手段である。このようにして得られた低出力
のレーザ光は、回転プリズム１２により照明用ファイバ
３側に反射され、集光レンズ１３、照明用ファイバ３を
介して皮膚Ｓに照射され、受光用ファイバ６により受光
されたスペックル散乱光は、集光レンズ７、フィルタ８
を介して光電検出器９に入力される。

光電検出器９の出力には散乱粒子、即ち血球の動きに対
応して直流から数ＫＨｚまでの周波数スペクトルが含ま
れており、それらの周波数スペクトルのうち高周波領域
成分ＶＨと低周波領域成分ＶＬとの二乗比を求めれば、
その比が粒子の動きの変動を現わすことになる。従って
、光電検出器９の出力はＡＣアンプ２３によって増幅さ
れた後に、高周波領域にその中心周波数を設定した高周
波用バンドパスフィルタ２２Ｈ及び低周波領域にその中
心周波数を設定した低周波用バンドパスフィルタ２２Ｌ
により、高周波領域成分Ｖ）Ｉと低周波領域成分ＶＬと
に分離され、それぞれの成分はＡ／Ｄ変換器１８により
デジタル変換され、入出力装置１５を介してＣＰＵ１７
に取り込まれ二乗比が計算される。その計算結果は表示
装置１９に表示されるが、表示装置１９にプリンタを併
用することができる。

このような血流量測定において正確な測定値を得るため
に、数秒間に数回の測定を行い、その平均値を表示して
ばらつきを低くするようにしている。なお、レーザ光源
１としてはパルス発生レーザ光源を使用してもよいし、
連続発振レーザ光源を使用してもよい。

次に、治療モードを選択した際にはスイッチ１６がオフ
となり、治療用レーザ発光設定−表示装置２０により発
光レベル、発光パルス幅、発光パルス数を設定し、足踏
みスイッチ等のスイッチ２１をオンにすると、設定番表
示装置２０の設定に従って入出力装置１５、レーザドラ
イバ１１を介してレーザ光源１が発光し治療が行われる
。

第４図はレーザ光源１を作動させるためのレーザドライ
バ１１の回路図であり、入出力装置１５の一端は抵抗Ｒ
１を介してトランジスタＴ１のベースに接続され、トラ
ンジスタＴ１のコレクタは抵抗Ｒ２を介してトランジス
タＴ２のベースに接続され、トランジスタＴＩのエミッ
タは接地されている。トランジスタＴ２のエミッタは抵
抗Ｒ３を介してベースに接続され、同時にエミッタはレ
ーザ光源１に接続されている。トランジスタ〒２のコレ
クタには抵抗Ｒ４が接続され、抵抗Ｒ４は抵抗Ｒ５を介
してスイッチ２４の一端と接続され、スイッチ２４の他
端は接地され、入出力装置１５により切換えられるよう
になっている。また、抵抗Ｒ４は抵抗Ｒ８を介して接地
されおり、更に抵抗Ｒ４はオペアンプ２５の＋側に接続
され、オペアンプ２５の一側は他端が接地されている抵
抗Ｒ７に接続され、同時にトランジスタ〒３のエミッタ
に接続されている。そして、トランジスタＴ３のベース
は抵抗Ｒ８を介してオペアンプ２５の出力端と接続され
、トランジスタＴ３のコレクタはレーザ光源１の出力端
と接続されている。

このような回路において、レーザ光源１はトランジスタ
〒３により駆動され、その駆動電流値ＩＬはオペアンプ
２５への十入力電圧ＶＬと抵抗Ｒ７で決まる値となり、
電圧ＶＬが増大すれば電流ＩＬも増大するようになって
いる。入出力装置１５によりトランジスタＴ１をオンに
したときのトランジスタＴ２のコレクタ電圧をＶとする
と、電圧ＶＬは電圧Ｖの抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ６との分圧比
として得られる。また、抵抗Ｒ６を抵抗Ｒ５より大きく
設定すれば、スイッチ２４がオンのときのレーザ光源１
の光出力は、スイッチ２４がオフときよりも小さくなる
。即ち、スイッチ１６がオンのときスイッチ２４をオン
にすると低出力のレーザ光りが得られ、血流量測定用の
レーザ光として利用することができる。

また、トランジスタＴ１がオフのときには、ＶＬ＝Ｏで
あるからレーザ光源１は発光しない、レーザ治療用のレ
ーザ光出力として種々のレベルの光出力を得るためには
スイッチ２４を並列に増設し、設定値に応じて対応する
スイッチ２４をオンにすればよい。このようにして、測
定用及び治療用の２つのレーザ光の光出力を得ることが
できる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明に係るレーザ鍼装置は、客観
的な治療効果を測定する手段として、スペックル動態に
よる血流計を治療装置内に設け、レーザ光源の出力及び
出力方向を切換える手段を設けることにより、治療用の
レーザ光源と測定用のレーザ光源とを共用させ、治療前
後に血流量を測定して比較することにより、治療効果を
即座に判定することを可能とし、しかもコンパクトな構
成としているために、レーザ鍼の研究及び臨床上に有用
な装置を安価に提供することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係るレーザ鍼装置の一実施例を示すもの
であり、第１図は全体の構成図、第２図は光学結合手段
の作用の説明図、第３図は制御・信号処理回路のブロッ
ク回路構成図、第４図はレーザ駆動装置の回路図である
。 符号１はレーザ光源、２は光学結合手段、３は照明用フ
ァイバ、４は治療用ファイバ、５゜７．１３．１４は集
光レンズ、６は受光用ファイバ、８はフィルタ、９は光
電検出器、１０は回路部、１１はレーザドライバ、１５
は入出力装置、１６．２１．２４はスイッチ、１７はＣ
ＰＵ、１８はＡ／Ｄ変換器、１９は表示装置、２０は治
療用レーザ発光設定・表示装置、２２Ｈ１２２Ｌはバン
ドパスフィルタである。 特許出願人　　　キャノン株式会社 Ｎ１図 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、集光点にレーザ光を集光させる集光手段と、前記集
   光点近傍の粒子の動きを測定するための測定手段とを備
   え、前記集光手段は治療用の第１の投光手段と測定用の
   第２の投光手段を有し、治療・測定のモード切換えに応
   じて前記第１と第２の投光手段と共有のレーザ光源との
   光学的結合を切換える結合手段を設けたことを特徴とす
   るレーザ鍼装置。 ２、前記測定手段は前記集光点である被治療部皮下の血
   球のスペックル動態を測定する血流計とした特許請求の
   範囲第１項に記載のレーザ鍼装置。 ３、前記第２の投光手段は前記第１の投光手段の作動の
   前後に作動するようにした特許請求の範囲第１項に記載
   のレーザ鍼装置。 ４、前記結合手段は、回転プリズムの回転により前記レ
   ーザ光源からのレーザ光を、前記第１の投光手段と前記
   第２の投光手段に選択的に結合するようにした特許請求
   の範囲第１項に記載のレーザ鍼装置。 ５、前記レーザ光源の光出力強度を動作モードに応じて
   切換える制御手段を設けた特許請求の範囲第１項に記載
   のレーザ鍼装置。