JPS6323661A

JPS6323661A - 内部光凝固プロ−ブ

Info

Publication number: JPS6323661A
Application number: JP62100197A
Authority: JP
Inventors: オレグ・ポメランツエフ; ミカイル・エム・パンクラトフ
Original assignee: Eye Research Institute of the Retina Foundation
Current assignee: Eye Research Institute of the Retina Foundation
Priority date: 1986-04-24
Filing date: 1987-04-24
Publication date: 1988-01-30

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、高強度光エネルギを局部的組織領域に加える
ことによりその領域の外科的処理を行々うのに使用され
るようなプローブに関する。本発明はまた、例えば毛様
体小環ガラス切除時に遂行され得る眼内光凝固に使用さ
れるような内部光凝固に関する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

現在、外科医が入手できる周知の内部凝固プローブは、
研磨された端部を有する選択された直径の単一の石英フ
ァイバより本質的に成る光学系を有する。ファイバは、
細針状の管内に納容されていて、例えば眼底に位置する
組織を処理するため、角膜の切開部を介して眼球に挿入
される。高パワ光エネルギがファイバの一端部に供給さ
れ、他端部から出力ビームが発散する。この種のプロー
ブを使用する外科医は、組織上に投影されるときのビー
ム直径を求め々ければなら力い。この直径は、ビームの
分散角およびファイバとターゲット組織間の距離に依存
して変わる。分散角度は、周囲の媒体に依存して変わる
から、ターゲット領域における供給されたパワ密度は、
ビームが流体充填キャビティ中を伝達するときは空気中
を伝達するときよりも太き（なる。

ビームにより照射された組織の領域では組織の破壊が起
こる。この照射された領域は、一般にプローブの「スポ
ット」として言及される。照射される領域の寸法は、周
囲の媒体およびファイバから処理される組織までの距離
に依存するため、従来の内部光凝固装置により供給され
る実際の放射線量は、かがりの変化量であり、外科医に
よるとｒらのパラメータの評価を必要とする。それゆえ
、十分に限定されたスポットを形成するビームを有する
内部光凝固プローブを提供することが望ましい。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、有限の既知のスポット寸法と光強度分
布を有する光凝固プローブを提供することである。

本発明の特定の目的は、操作者がプローブを位置づける
のを補助するため、顕著な出力ビームパターンを有する
光凝固プローブを提供することである。

本発明の他の特定の目的は、周囲媒体と無関係のスポッ
ト寸法を有する光凝固グローブを提供することである。

本発明のさらに他の特定の目的は、操作者に依り選択可
能な複数のビーム寸法およびパターンを有する光凝固プ
ローブを提供することである。

本発明のさらに他の特定の目的は、各操作者選択ビーム
寸法に対して限定された動作距離を有する光凝固プロー
ブを提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

これらおよびその他の所望の特徴は、光をチャンネル化
するための光ファイバと．フアイバの端部からの光をタ
ーゲット組織上に収れんさせるためのレンズとを備える
内部光凝固プローブで達成される。レンズは収れんビー
ムを形成し、ビームの狭溢部分で、限定された動作距離
に最大パワ密度のスポットを提供する。１つの好ましい
実施例では、位置決め装置で、レンズとファイバ間の間
隔を変えて、スポットの寸法を変える。好ましくは、レ
ンズは、グレーデッド屈折率を有するロッドの部片より
形成されるＧＲＩＮレンズがよい。

ステップ位置づけハンドルが設けられ、複数の別個の間
隔の１に間隔を選択的に調節し、各々既知のパワ密度を
有する複数の異々るスポット寸法を得る。１つの具体例
においては、単一のプローブで、約１００〜４００ミク
ロンの範囲内で６個の操作者により選択可能なスポット
を提供できる。

好ましいファイバおよびセルフォックレンズ部材を有し
、５０ミクロン以下ないし５００ミクロン以上のスポッ
ト寸法を有するプローブは、任意の寸法の組織目標の精
密な処理を可能にする。

〔実施例の説明〕

本発明のこれらおよびその他の特徴は、図面を参照して
行なった以下の説明から明らかとがろう。

内部光凝固プローブは、眼の中で使用されて、強烈な光
エネルギビームを局部的領域例えば／朋またはそれ以下
の断面を有する領域の組織を破壊する非接触型の外科機
器である。組織としては、例えば網膜内の血管組織とし
得る。

この釉のプローブは、例えば破壊されるべき組織と直接
接触せしめられる光出力面を有する焼灼プローブとは異
方る。内部光凝固プローブは、目標組織からある距離で
動作し、凝固または同等の作用により局部的組織破壊を
引き起こすに十分のパワで目標組織に光エネルギを加え
る。以下では例示の目的のため、本発明を眼科用用途の
ための好ましい具体例について論述する。しかし寿から
、本発明は、そのように限定されるものではな（、体の
他の組織領域の処置のための種々の構造のプローブを包
含するものであることは、技術に精通したものには明ら
かである。

内部光凝固プローブの必須の要素は第１図に示されてお
り、オプチカルファイバ２を取り付けるハンドルないし
フレーム部材１を備えている。部材１は．フアイバ２を
取り巻く剛性のシース状プローブチップを備えている。

例えばレーザ光源（図示せず）からの高強度の光がオプ
チカルファイバの第１の端部に供給され、分散ビーム３
として反対の端部から現われる。図示のように、ビーム
の分散角度ｒａＪは狭い。ハンドルは．フアイバの端面
な処置されるべき組織から第１図においてＬで表わされ
る所望の距離に位置づけるように、外科医またはその他
の使用者がファイバを操作することを可能にする。ビー
ムは、給紙上に直径りを有する自材領域を照射する。高
強度の照射は、目４ポ憧挾内の組織を破壊する。

出力ビームは分散するから、領域Ｔの直径は、組織まで
の距１ｉｉｉＩＬとともに直接的に変わる。領域Ｔにお
けるパワ密度は、距離の平方に逆引例して変わる。分散
の角度は、プローブがガラス体液のよう力流体媒体内で
使用されるときと、それが空気中で使用されるときとで
異なるから、組織に達する実際のパワを計算するには、
動作媒体が考慮に入れられるべきである。理想的には、
この種のプローブを使用する外科医は、領域Ｔの直径と
ファイバ対組織の距離は正確に評価すべきでｔ）る。

プローブが処置されるべき組織層に接近しすぎると、逆
平方の強度関係のため、望ましくない穿孔や傷跡や深い
組織の破壊が生じる恐れがある。ミリメータまたはミリ
メータ以下の範囲にて手持ちプローブで操作する場合、
これらのパラメータは評価するのが難しく、不注意によ
る組織の破壊の例が文献に報告されている。これらの欠
点に拘らず、この種のプローブのための簡単な測距ない
し光学的位置決め装置は、回避されていることが分った
。これは．フアイバおよびホルダの直径が、眼科用プロ
ーブの場合合わせて１ミリメータ以下にガる場合があり
、これが測距位置決めまたはビーム平行化のための従来
の光学的要素を包含させることを阻止力いし思い止まら
せているためでもある。

第２図は、本発明に依るプローブの部材および代表的凝
固ビームパターンを示す概略図である。

ファイバ部材５０および直径りの照射領域Ｔは、第１図
の同様な要素に対応する。本発明の装置はまた焦点調節
アセンブリを備えており、そしてこの焦点調節センブリ
は．フアイバ５０の出力端部５２から近接して離間され
かつファイバ５０と光学的に整列して配置されたレンズ
４を備えており、収れんする出力ビーム５を形成する。

レンズ４は、ホルダまたは位置決め装置６によりファイ
バ５゜から離間されている。図示のように、出力ビーム
３は．フアイバ５０の端部５２から発散し、レンズ４の
内面５１を打つ。焦点調節アセンブリは、ビーム３を円
錐形の収れんビーム５に変換し、そしてこの収れんビー
ムは、レンズ４の出カフ１Ｔ５３から出て、プローブの
端部から動作距離ＷＤと記された有限の距Ｍ離れたとこ
ろで狭隘部分７に収れんする。第２図の概略図において
、ホルダ６は管状の部材であり、レンズ４が中心に取り
付けられている。ホルダ６は．フアイバ５０と同軸であ
り、レンズ４をファイバ５０の端面５２から可変距離に
位置づけるように．フアイバの軸線に沿って動くように
適合されている。レンズ４のファイバの端面５２からの
距離は、収れんする出力ビーム５の異なる焦点位置およ
び狭隘部分７の寸法を決定する。第２図は、組織の領域
８は照射するビーム５を示している。組織の平面は狭隘
部分７に々いから、領域８は狭隘部分より大きい直径よ
り成る。

本発明にしたがえば、狭隘部分７は、最大強度の断面で
あり、組織の目標領域と整列せしめられる。狭隘部分は
、ビームの簡単な検査により確認され得る十分に限定さ
れた「スポット」である。

それゆえ、この開示および特許請求の範囲を通じて、「
スポット」なる用語は、収れんするグローブ出力ビーム
の狭隘部分、および目標組織上においてこのようなビー
ムにより形成される照射領域に言及するのに使用される
。

このように、本発明の内部光凝固プローブは、プローブ
から特定の距離にて最大強度のスポットに収れんする処
置用ビームを形成するレンズを備えている。特定の具体
例に依ると．フアイバ端部およびレンズ間の間隔は、数
種の別個の選択された距離のいずれか１つに調節され、
プローブおよびスポット間の異なる動作距離にて対応す
るスポット寸法を得ることができる。他の具体例におい
ては、同じ機器の追加の別個のファイバーレンズ間間隔
にて、平行化または分散ビームが発生される。

この種のプローブの１つの試作品の実施例１０が第３図
および第３Ａ図に示されている。この実施例は、ステッ
プ−ズームプローブとして言及される。第３図は、プロ
ーブの中心軸線５４に沿う概略断面図を示している。プ
ローブ１０は、オプチカルファイバ１４を収容する第１
の管部材１２と．フアイバ出力端部から離間してレンズ
４を固定する第２の管部材１６とを備える。管１６は、
１ｆ１１として、薄壁の２０ゲージステンレススチール
管としてよい。管１２の内径は、その中に使用されるフ
ァイバ１４の直径に依存して、５００ミクロンまたはそ
れ以上までとし得る。この実施例においては、管１２は
、肢管を位置づけるためのねじ付き部分１Ｂを有する柄
部、さらにノ・ンドル部分２０までファイバ軸線に沿っ
て延びている。

ハンドル部分２０の外端部では、保護ジャケット２２が
管に取り付けられており．フアイバ１４０入力端部をガ
スレーザのようｈ高パワ光源に導いている。

外管１６は、内管と同軸に取り付けられており、その一
端に、入力面６１および出力面６２を有するレンズ４を
支持している。管１６の反動端部は、内管のねじ付き部
分１８と螺合するねじ付き部分２４を有するノブ２５ま
で延びている。ノブ２５をハンドル２０に関して回転す
ると、嵌合するねじ付き部分が回転し、２本の管がその
共通軸線に沿って相対回転し、レンズの入力面６１およ
びファイバの出力面６３の軸方向間隔が変化せしめられ
る。ばね負荷ストップ部材２６が、ハンドル２０上に取
り付けられていて、ノブ２５の刻み２７と係合するよう
にばね押圧力下に置かれ、ハンドル２０およびノブ２５
の特定の回転位置を限定する。か（して、各回転位置は
レンズ４とファイバ端面５ろ間の間隔を決定するから、
使用者は、ノブ２５を手動的に回転することにより、予
定された異々るレンズ間隔、したがってプローブのスポ
ット寸法を選択できる。

上述の構造は、凝固ビームが、十分に限定された動作距
離を有し、そしてその固定された幾何形態に起因してそ
の距離に既知のパワ密度のスポットを有することを保証
する適合性のある機械形態を達成する。

レンズ４の焦点長さは、好ましくは、その入力端部から
最大の選択された距離離間されたファイバと協働して所
望の最小のスポット寸法を提供するように選択されるの
がよい。最大距離ＷＤは、ハンドルおよびノブの最大相
対回転を決定するストップにより定められる。その範囲
における最小のスポット寸法は、対応する最小の動作距
離および最大のパワ密度を有する。他のすべてのスポッ
トは、ハンドルを回転して．フアイバの出力端部のレン
ズの入力面からの距離を減することにより得られる。フ
ァイバ端部がレンズに向ってズーム調節されるにつれ、
１連の漸次増大する寸法のスポットが発生されるが、こ
の遂次のスポットは、レンズから漸次大きい距離に形成
され、各々対応する低パワ密度を有している。各ファイ
バーレンズ間隔に対して、レンズにより形成されるファ
イバ端部の像は、出射ビームの最小断面の位置に生ずる
。好ましくは、全ファイバーレンズ間隔は、ファイバの
出力ビーム３がレンズを過剰に充さず、光パワがスポッ
トに１００チ伝達されることになるように選択される。

第３図に示される好ましいステップ−ズームプローブに
おいて、ばね負荷ストップ装置は．フアイバおよびレン
ズ間に６つの異なる間隔を提供するように構成されてお
り、既知の寸法、明確な作業距離および相対パワ密度の
６つの異なる寸法のスポットを生ずる。相対パワ密度は
、例えば一連のスポットの最小のスポットまたはファイ
バ端部出力のパワ密度に対する１つのスポットノバヮ密
度の（一定の）比を意味する。

第３Ａ図は、第６図のプローブ１０の斜視図を示す。図
示のように、装置は、可撓性のコネクタ７２を有するハ
ンドル部分７０を備える。しかして、との可撓性コネク
タ７２は、例えば光供給コンジットを含んでよい。以下
に論述される代わりの実施例においては、コネクタ７２
は、さらに、位置指示信号または位置制御信号を伝達す
る導電線を含んでよい。ハンドル７　ｏハ、　部分２０
゜２５を備えており、その一方は、レンズ４０を保持す
る管状部材１６に接続されている。ハンドルの回りには
、離間した回転位置に刻み２７が設けられており、そし
てその間隔は所望のスポット寸法を生ずるように計算さ
れている。

第８図は、本発明のステップズーム式内部光凝固プロー
ブ１００の好ましい実施例の斜視図である。この実施例
においては、サムホイール（指作動輪）１０１が．フア
イバーレンズ間隔を変化させるための内部機構に結合さ
れている。サムホイールそれ自体は、機器のｍ線Ａに沿
う方向の接線運動により回転され、操作者制御の安定性
の向上をもたらしている。焦点調節機構およびその代わ
りの実施例の詳細は、第９図、第１０Ａ図および第１０
Ｂ図との関連において以下に論述されている。

第９図は、本発明の焦点調節内部光凝固プローブ１００
の実施例の部分図であり、好ましい焦点調節構造を例示
している。プローブ１００は、第６．３Ａ図のプローブ
および従来技術の固定内部凝固プローブに匹敵する寸法
のハンドル１１０およびチップ部分１１２を有している
。しかし力から、プローブ１００は次の点で第３図およ
び第３Ａ図のプローブと異なる。すなわち、このプロー
ブは、焦点調節用サムホイール１０１が、Ａで指示され
るファイバの軸線に沿って運動により回転され．フアイ
バーレンズ間隔を変える点において相異している。本願
発明者は、このよう左軸線方向の調節運動が、ビームの
目標組織への照準を害なうことなく優れた操作者制御を
可能にすることを見出した。

第９図に図示されるように、ハンドル１１０は、光伝達
ファイバ１０２およびその回りの内部シース１０３を固
定位置に固定する。外部シースカーし管１０４（第６図
の管１６に対応）が、ロッドレンズ１０５を保持し．フ
アイバのシース１０３を同軸的に取り巻いている。管１
０４は、ハンドル１１０の前部の開口１０８を貫通し、
ストップを形成するはソＬ字状のヨークアセンブリ１２
０により決定される後退位置に圧縮ばね１０９により偏
倚されている。

ヨークアセンブリ１２０は、ハンドルのビン１２２の回
りに枢動する枢動部材１２１を備える。

ヨーク組立体の第１の端部１２３は、内部シース１０３
の回りに嵌合しかつ彎曲接触面１２４を有するヨーク状
フォーク部材を形成している。しかして、この彎曲接触
面１２４は、管１０４の端部のスラスト面１１５を押圧
して、管をばね１０９の力に抗して軸線方向に移動させ
．フアイバ１０２の先端とレンズ１０５間の間隔を変え
る。ヨーク組立体の第２の端部１２６は、カム表面１１
７と当接する。カム１１７は、サムホイール１０１に同
軸に取り付けられており、ハンドル内の第２のピン１１
８の回りに枢動する。カム表面１１７は。

各々ピボット１１８から異なる距離に離間された複数の
側面を有する全体的に丸められた多角形の面とし得、各
側面で、ヨーク端部１２６の異なる別個の位置を定め、
それにより管１０４の軸線方向位置を定める。代わりに
、カム１１７は、連続的に変わるカム表面より構成し、
特定の所望の間隔を、サムホイールアセンブリの所定数
のプリセットされた輪状配置の戻りとめ部材１１９によ
り決定してもよい。使用に際して、操作者は、サムホイ
ール１０１を回転し．フアイバーレンズ間隔を変え、そ
れにより所望のスポット寸法を選択する。

第１ＯＡ、１０Ｂ図は、第８図の実施例に対する他のス
テップ位置機構を示す。この実施例は、第９図のアッセ
ンブリ１２０と同様なカム駆動ヨークアセンブリ１２０
を有するが、固定されたチップアセンブリ１１２を有す
る。しかし々から、第１ＯＡ、１０Ｂの実施例において
は、ヨーク部材１２１は．フアイバ１０２を保持する剛
性の管１０５ａに固定されたカラー１２８に当接し．フ
アイバを固定されたチップアセンブリ１１２内の堅固に
位置づけられたレンズ１０５に関して前後に動かす。第
１０Ａ図にもつともよく見られるように．フアイバ１０
２は、固く核種されない部分１０２ａを有しており、こ
の部分は、そしてハンドルの一部分内にたるまされてお
り、したがって、ファイバは、機器が焦点調節させると
き．フアイバを伸張したりその他の方法で応力を生じさ
せることなく若干動かすことができる。

関係する実施例においては、レンズを位置づけるための
他の機構を使用できる。例えば、管１０３や１０４の必
要とされる変位を提供するため、ラックおよびビニオン
機構や直線摩擦駆動機構を使用してもよいし、回転減速
ギヤ機構および直線変位結合部材を使用してもよい。取
付は構造は、外部管１０４をハンドルに固定的に結合し
、内部のファイバ当接管１０３をハンドル内で運動でき
るようにはね取付けするように、あるいはその逆となる
ように変更できる。

さらに好ましい実施例においては、本発明のステップズ
ーム式内部凝固プローブは、少々くともハンドルおよび
位置決め組立体、そして好ましくは１または複数の管１
０３．１０４およびその他の部品を成形プラスチック部
品から形成して使捨て可能なアセンブリとして作ること
ができる。この種の装置は、廉価に製造でき、１回の手
術での使用のための消毒済み装置として提供でき、各使
用後の外科器具の分解および消毒の必要を排除できる。

この種の１回使用の使捨ての実施例は、運動により惹起
されるファイバの応力の長期間の作用を考慮することな
く、上述のごとく可動の内部管を用いて実施でき、外部
管を、恒久的とし、ハンドルに不可動に封着またはハン
ドルとともに形成することを可能にする。この後者の構
造は、第９図に示される開口１０８のよう々ハンドルの
内部への開口を排除し、機器の殺菌消毒の効率を向上さ
せる。

上の実施例の論述においては．フアイバ出力端部の像で
ある収れんするスポットを提供するためのファイバーレ
ンズ間隔についてしばしば言及されている。本発明の構
造では．フアイバ端部の軸方向位置をレンズ焦点に、ま
たはレンズに対してその焦点より近い位置に限定するス
トップを設はルコトモ可能である。これらの２つのファ
イバレンズ間隔は、平行化出力ビームまたは分散出力ビ
ームを生ずる。収れんするステップズームスポットを提
供するミルメートル以下の変位に較べ、平行化または分
散ビーム形成用間隔を含ませるには、若干大きい総変位
が必要である。本発明のプローブの実施例においては、
可変位置決め用サムホイールは、１または複数の収れん
スポットに加え、平行化分散出力ビームまたは分散出力
ビームあるいはその両方を提供するように構成される。

この態様においては、単一の機器で、角膜白点に近い目
標上で顕微手術するのに適当な微細に焦点調節されたス
ポットと、約１〜３龍の目標で有効ガスポット寸法を有
する平行化ビームまたは従来の分散ビームの両方を提供
する。

本発明の他の実施例においては、単一のファイバ１０２
をファイバ束で敢き代えることにより、すなわち、内部
および外部光伝達領域を有する特別に製造された同軸取
付はファイバで置き代えることによって、１または複数
の半径方向外側のファイバをターンオンオフすることに
より固定のレンズ間隔でスポット寸法を変えることが企
画される。この種の具体例は、手術中スポット寸法の動
きのない外部からの電子的制御を可能にする利点を有し
、各スポットはプローブから同じ焦点距離に形成される
。この種の実施例の場合、本明細書において使用される
「ファイバ」彦る用語は、複数の別個の半径方向に離間
した光伝達部分を有するファイバまたはこのような空間
ファイバ分布を有するファイバ束な含むことを理解され
るべきである。

種々の設計上の考慮事項および技術的な詳細を以下に記
載し、本発明にしたがって構成された内部凝固プローブ
の性能範囲について例示する。

本発明の例示の試作品の実施例にしたがうと、レンズな
いし焦点調節部材は、５ＥＬＦＯＣなる商標で販売され
る形式の正の自己焦点調節レンズである。この種のレン
ズは、中心軸線の回りに回転的に対称であり、半径方向
に可変でありかつ軸線上で最高の屈折率を有し周辺部に
向って屈折率の減するグレーデツ）［折率を有するのを
位置決めする。この種レンズを製造するための１つの適
当な材料は、ニラポンシートガラス（株）により製造さ
れ、正のＧＲＩＮロッド原料として５ＥＬＦＯＣなる商
標で販売されているロッド原料である。

ＧＲＩＮロッドは、入射光線を波状態様で屈折する有用
な光学特性を有し、それにより光は、ピッチと呼ばれる
振動周期Ｐを有する正弦波路に沿って伝達する。しかし
て、このピッチは、軸線方向屈折率および光の波長のみ
に依存する。この特性は、第３図に示されるように、レ
ンズ４として短い軸線方向長さのロッド部片の使用を可
能にする。

本発明におけるこの種のレンズの使用に関係する数種々
の寸法的および光学的設計ファクタは、第４Ａ、４Ｂ１
５Ａおよび５Ｂ図を参照すると理解されるであろう。第
４図は、中心長手方向軸線６９を有するＧＲＩＮロッド
３０の断面図を示しており、中実軸線上のロッドの端面
３１上に存する対象物点３２に対する光線路を追跡しで
ある。

図示されるように、軸線上の点３２から出る光線路は、
軸線路上の距離Ｐ／２　　およびＰの逐次の像点５２’
、３２“で結像する。

第４　Ｂ図は、ＧＲＩＮロッドレンズ３０の同一の断面
、および端面６１上にあるがロッドの中心軸線からずれ
た点６４を示す。図示されるように、偏心点３４は、軸
線に沿って距離はＰ／２　　に位置する像点３４′で反
転配向で結像される。距離Ｐのところで、点！＋４は、
点３４１にて正配向でかつ１の倍率で再度結像される。

」二連のように、距８ａＰは、ロッドレンズのピッチと
呼ばれ、屈折率の特性である。第３図の好ましい実施例
にしたがうと、ｎ　Ｐ　／　２ないしく　ｎ　＋１）Ｐ
／２間に存する長さを有する正のＧＲＩＮロッド部片（
こ＼にｎは小さい整数である）は、光を集光するレンズ
部材として働く。

第３Ａ図および第３Ｂ図は、ｐ　／　２　　より短い長
さの正のＧＲＩＮロッドレンズ５６．３６’の結像特性
を示している。第３Ａ図は、長さＺｌ（Ｐ／２を有し、
その入力端面３１上に位置する対象物点６８を結像する
レンズ３６の概略断面図を示している。この配置は、光
ファイバ１４の端部およびレンズ間に間隙がないときの
第３図のレンズ４に対応している。この場合、ロッドレ
ンズの入力面上の対象物の点３８は、レンズの出力面の
外側の距離り、に位置する像点４０で結像する。第３Ｂ
図は、長さＺ　！　（ｐ　／　２の他のロッドレンズ６
６１で、該レンズ３６’の入力面６１から距離Ｌ・に位
置する対象物点３８’　を結像するのに使用される状態
を示している。この状態は、第６図のファイバ／レンズ
配置で．フアイバがレンズから距離り、だけ離間された
ものに対応している。この場合、レンズ３６’の長さ２
．は、対象物点３８１の像が、ロッドの出力面３６１か
ら距ＭＬｔのところに位置する像点４０’　に結像する
ように選択されている。かくして、ＧＲＩＮロッド部片
の長さを適当に選択することにより、ロッドが、その入
力面またはその近傍に発する光を、その出力面から所望
の動作距離り、の焦点領域に結像するように構成できる
。従来のレンズと同様に、対象物６８′が入力面６１′
に向って移動すると、形成される像４０１は出力面３３
′から後退し、より大きい動作距離をもたらす。

理解されるように、上述の論述は、Ｐ／２　　より短い
長さ２（す力わち２．またはＺ、）のレンズを示す第３
図および第３Ｂ図に関係するが、長さＺ＋ｎＰ／２のレ
ンズ（（ｎ）は整数）のレンズも、その出力面から距離
Ｌ１のところに像を結像する。

像は（ｎ）が偶数の場合反転され、そしてｎの増大に対
して漸増的ガ、たソし極端でない損失を受ける。取扱を
容易にするため、長さＺｌ（Ｚ＋Ｐ／２）、（Ｚ十Ｐ　
’）またはその他のｐ／２　　の低整数増分を使用する
のが望ましかろう。したがって、長さが「半ピツチより
小さい」ということが本明細書で特定される場合、この
用語は、半ピツチの倍数より小さい長さを含む。関連す
る制約は、ロッドが光学レンズとして機能するような長
さとすべきことである。

正のＧＲＩＮロッドの上述の収れん特性録家、内部光凝
固プローブにおいて決定された寸法および焦点位置のス
ポットを得るためのレンズ部材として使用するのに十分
適合することが分った。図面に示される具体例のような
プローブでの使用に関係づけられる種々の詳細を、例示
として以下に論述する。

第　　１　　表第１表は、ＧＲＩＮロッドレンズと関連して使用される
とき、種々の寸法範囲でスポットを形成するためにレー
ザを導くのに適当な一般に入手し得るオプチカルファイ
バを示している。所与のファイバに対して、最小のパワ
伝達損失をもって指示されるスポット範囲を最適な状態
で提供するＧＲＩＮロンドロッ望の焦点長が決定される
。表示されるように、約２５〜５０ミクロンの光伝達コ
ア直径（クラツディングを除く）および約０，１の開口
数を有するファイバが、５０〜１００εクロンのスポッ
ト直径範囲にわたるステップ−ズームプローブに使用で
きる。大スポット領域では、３００〜５００ミクロンの
スポットを形成するのに、２００〜２５０ミクロンのコ
ア直径を有するファイバを使用できる。光伝達袈素とし
てこの種の単一のファイバを各々有する異なる寸法の３
つのプローブで、便利な動作距離にてかつ省略し得る程
度の伝達損失にて５０〜５００ミクロンのスポット寸法
範囲をカバーし得る。技術に精通したものであれば、上
述の記載から、これよりも大形のスポットや小形のスポ
ットをも構成し得ることは明らかである。

第２表は、アルゴングリーン５１４．５ｍｍ１の光を使
用して５０ミクロンのコア直径、Ｑ、２ＷＡのファイバ
を採用し、追って詳述する直径７００ミクロンの特定の
ＧＲＩＮロッドレンズを使用した試験プローブの出力ビ
ーム狭隘部分の計算された断面を示している。設計計算
は、プローブ出力ビームの狭隘部分にて１００．１５０
．２００．２５０．３００および４００ミクロンのスポ
ット寸法を得るように実施される。各スポット寸法に対
する狭隘部分は、第２表の左列に現われる動作距離（Ｗ
Ｄ）にて起こる。計算は、公称焦点位置ＷＤからいずれ
かの方向に最高２１ｍレンズが軸線方向に変位された場
合に組織上に形成されるであろうスポット寸法を決定す
るため、ガラス体液または空気を含む媒体に対して実施
された。上述のように、スポット寸法は、空気またはガ
ラス体液のいずれが間隙媒体であるかに関係なく一定に
留まる。動作距離路のみが、レンズ／空気界面で光が屈
折するとき出力ビームの収れん角度が険しくなることに
起因してシフトする。

第２表において特に注目すべき点は、スポットの寸法が
、スポットの寸法が小さい場合軸線方向位置に極度に依
存することである。かくして、例えば、収れんビームの
１００ミクロンの「スポット」力いし狭隘部分の場合、
軸線方向に沿ってプローブが１ミリメータ並進すると、
ガラス体液中では五２１（マイナス方向で）ないし４．
４２　（正方向で）のファクタで、空気中では２，６６
〜３５７のファクタでスポットの拡幅をもたらす。スポ
ットのパワ密度はこれらのファクタの平方に逆比例する
から、照射パワは、プローブが焦点のずれた位置にある
と１０チ〜それ以下のレベルに急速に降下することが分
る。スポットの直径寸法が大きい場合、極端さは減する
が同様の影響が生ずる。

第６Ａ図および第６Ｂ図は、それぞれ、プローブが焦点
を外ずれた位置にあるときの空気およびガラス体液中に
おけるスポット直径の標準化された変動を示す。これら
の図は、スポットの分散のプローブの軸線方向移動に対
する関数的な依存性をグラフ表示するものである。特に
小スポット寸法（例えば２５０ミクロン以下）の場合、
プローブの軸線方向に関するスポット直径の変動は、焦
点領域から遠ざかる組織の破壊の可能性を除去するほど
に顕著である。より大きなスポット寸法の場合でさえ、
焦点ずれの位置におけるパワ密度の急激々減少が達成さ
れる。このようなビームパターンを有するプローブを使
用すると、外科医は、可視検査によりプローブを正しい
動作距離に位置づけることができる。外科医は、低パワ
の照明を利用してそれを前後に若干動かし、正しい動作
距離が得られるまで得られるスポットの拡大、縮小を観
察すればよい。このように、減少の大きな特性は、高収
れんパターンに対応するものであり、そしてこれはプロ
ーブの必要とする動作距離への配置の精確な可視的決定
を可能にするのである。

この能力は、不適正な位置づけにより引き起こされる放
射線の誤差を減する。

以下、例として、１つの代表的々プローブの諸要素の寸
法および技術的特性について述べる。異々るスポット寸
法範囲を有するプローブに対する他の例は、当技術を精
通したものにより容易に計算できよう。

第８図および第３図、第３Ａ図の例示の実施例において
．フアイバ１４は、５０ミクロンのコア直径、ＮＡｏ、
２１および屈折率約１４５を有する石英ファイバであっ
た。この種のファイバからの出力ビームは、空気充填フ
ァイバ／レンズ間隙に、　おいて．フアイバ軸線から約
１２°の角度で発散スル。レンズ４は、ニラポンシース
ガラス（＆）によりｌ５ＬＷシリーズとして販売されて
いる正のＧＲＩＮロッドの部片であった。レンズ４は、
７００ミクロンの直径を有し、そのコア部の１６４８か
ら周辺部の１６１０まで傾斜する屈折率を得るように表
面拡散により濃厚化した石英ロッドであった。レンズは
、ロッド原料を２０ゲージステンレススチール管に取り
付けて成るもので）、つた。レンズは、５１４．５絹の
光に対して１７ｎの公称ピッチを有し、約４．７２　＊
ｍの長さの部片に切断された。半ピッチ長よりも大きく
全ピッチ長よりも短いこの中間的力長さは、取扱いを容
易にするために選ばれた。最小のスポットは、１００マ
イクロのスポットであり、これは．フアイバの出力端部
をレンズの入力面からｔ　３５４ｓｔ＋＋ｔの距離に位
置づけることにより達成された。この幾何形態の場合、
出力ビーム狭隘部分とレンズの出力面間に３　Ｎ２１＋
の動作距離が得られた。ねじ付き７１ンドルには、１３
５４、ｔ１７２、ｔ０８０、ｔ０２６．０、９８９およ
び０．９４２ｍｍのファイバーレンズ間間隔で確実な戻
り止めを提供するようにストップが配置され、それぞれ
１００．１５０．２００．２５０．３００および４００
ミクロンのスポット寸法をもたらすようになされた。第
２表の左手列には、空気およびガラス体液で変わる対応
する動作距離が記載されている。

明らかなように、ステップズームプローブの機椋的構造
は、例示としてのみ記載されている。第３図および第３
Ａ図に例示される止め構造体を備える手動ねじ付きカラ
ーではなく、ねじまたは直線駆動装置にステップモータ
のような電子的マイクロ位置決めモータを接続して．フ
アイバおよびレンズ間間隔を変えるのに用いてもよい。

第７図は、光コンジットまたはファイバ要素を含むチッ
プ部分９１と、レンズおよび／またはファイバを制御可
能に移動させる手段を備えるノ・ンドル構造体を内包す
る位置決め装置９２を有する実施例の概略図を示す。制
御装置９５は、モータの運動またはハンドル位置を表わ
す信号を、紳９４．９５に沿って制御信号として受信す
る。制御装置は、プローブの焦点およびスポット強度を
監視ないし制御するため、マイクロプロセッサを含むこ
とができる。ハンドルに設けられた使用者作動スイッチ
で、選択されたスポット寸法を指示する選択信号を線９
５を介して供給し得る。線９４は、位置決め装置に制御
信号を搬送し、また位置指示信号を制御装置に搬送し得
る。制御装置９５は、線９５上の選択信号または線９４
上の位置指示信号に応答して、線９６を介して光源９７
に信号を供給し、光源の強度を制御し、あるいは光源を
作動する。

制御手段は、例えば、選択されたスポット寸法と関係ガ
く一定のパワ密度を得るように構成できる。代わりに、
プローブのノーンドル部分は、選択されたスポット寸法
を指示する信号を供給するように手動スイッチを備えて
もよい。そのとき、この信号は．フアイバに供給される
レーザノくワのレベルを選択し、位置決め装置を制御す
るため、制御装置により感知され、所望のスポット寸法
と強度を得る。制御装置はまた、線９４．９５上の手動
信号に応答して、低パワ光源を作動し、プローブを目標
組織からその作動距離のところに位置づけるため、外科
医が出力ビームを見ることができるようにすることもで
きる。かくして、例えば、この目的のため、ノ・ンドル
上に「フォーカス」ボタンならびに「トリガ」ボタンを
設けることができる。

以上、本発明を説明したが、当技術に精通したものであ
れば枝々の変化や改良を思い付くことができよう。本発
明は以下の特許請求の範囲に依ってのみ限定されるもの
であることを理解されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来形式の内部光凝固装置およびそのビーム
パターンの研略図、第２図は本発明のプローブの諸部材
および例示的凝固ビームパターンを示す概略図、第３図
は本発明に依るステップズームプローブの１実施例の軸
線に沿って切断された概略断面図、第３Ａ図は第３図の
装置の斜視図、第４Ａ図、第４Ｂ図および第３Ａ図、第
３Ｂ図は好ましい具体例ＧＲＩＮロッドレンズの光学的
特性を示す線図、第６Ａ図、第６Ｂ図は第２表のプロー
ブに対するスポット直径の標準化された変化を示すグラ
フ、第７図は本発明に依るプローブおよび制御装置のブ
ロック図、第８図は本発明に依る好ましい試作品の機器
の斜視図、第９図は好ましい焦点調節アセンブリを備え
る、第８図の実施例に類似の実施例の一部除去の側面図
、第１０Ａ図、第１０Ｂ図は同種の焦点調節アセンブリ
を備える関連する実施例を示す側面図および分解図であ
る。１　：ハンドルまたはフレーム部材２．５０ニオブチカルフアイバ５　：分散ビーム５　＋出カビームロ　：ホルダ又は位置決め装置７　：狭隘部分１２：管部材（第１）１４ニオブチカルフアイバ１６；管部材（第２）１８．２４＋ねじ付き部分２０：ハンドル（ハンドル部分）２２：保護ジャケット２５ニツプ２６：ばね負荷ストップ部材２７：刻み５０ニオブチカルフアイバの出力端部５１：レンズの入力面５５：レンズの出力面５ｆｌｆｌ：ｒｆｌ）！ｔ）

Claims

【特許請求の範囲】

１．対象物の目内の目標組織領域に所望パワの光エネル
ギを加えるための内部光凝固プローブにおいて、目に挿
入するように適合され、光出力端部を有するプローブチ
ツプと、光源からの光エネルギを光放出端部に導く前記
プローブチツプ内の光フアイバと、前記プローブチツプ
の光出力端部内に設けられた収れんレンズと、光エネル
ギの所望の出力ビームを形成するため、前記フアイバ端
部および前記レンズを所望の間隔に位置決めする手段と
を備える内部光凝固プローブ。
２．収れん用レンズが可変屈折率を有する物質より形成
される特許請求の範囲第１項記載のプローブ。
３．前記位置決め手段が、各々前記光出力端部から離間
したそれぞれの焦点領域に収れん的に形成される複数の
スポツト寸法のいずれか１つを得るため、前記フアイバ
端部を、収れんレンズに関して複数の対応する所望間隔
のうちの任意の選択された間隔に位置決めする可変位置
決め手段を含む特許請求の範囲第２項記載のプローブ。
４．前記可変位置決め手段が、光学的フアイバを担持し
、ストツプ部材を有する第１の部材と、収れん用レンズ
を担持し、前記第１部材と係合しかつストツプ係合部材
を有する第２の部材を備え、前記ストツプ部材およびス
トツプ係合部材で第１および第２部材の複数のオフセツ
ト位置を決定し、前記第１および第２部材の相対移動に
よりフアイバ端部および収れんレンズの複数の所望の間
隔を決定する特許請求の範囲第３項記載のプローブ。
５．前記可変位置決め手段が、前記位置決めのため、プ
ローブチツプに平行の方向の使用者の操作により作動さ
れる駆動部材を備える特許請求の範囲第３項記載のプロ
ーブ。
６．前記フアイバおよび前記レンズが、各々それぞれの
シースないし外被により担持され、該各シースが、入れ
こ状に相互に運動するように取り付けられ、前記可変位
置決め手段が前記シースを移動させる手段を備える特許
請求の範囲第３項記載のプローブ。
７．可変位置決め手段が、平行化出力ビームまたは分散
出力の少なくとも一方を得るように前記フアイバを収れ
んレンズから所定の距離に位置づける手段を備える特許
請求の範囲第３項記載のプローブ。
８．フアイバ端部および収れんレンズの相対間隔を制御
するためのマイクロ位置決め手段と、該マイクロ位置決
め手段の動作を電子的に制御する制御手段を備える特許
請求の範囲第１項記載のプローブ。
９．フアイバ端部および収れんレンズ間の間隔を制御す
るマイクロ位置決め手段と、マイクロ位置決め手段の動
作を電子的に制御する制御手段を備える特許請求の範囲
第２項記載のプローブ。
１０．光学的フアイバが光源に結合され、制御手段が、
状態（オン／オフ）および光源の強度の少なくとも一方
を制御する手段を備える特許請求の範囲第９項記載のプ
ローブ。
１１．オプチカルフアイバを担持する第１の管状部材と
、収れんレンズを担持する第２の管状部材を備え、この
第１および第２管状部材が入れこ状に相互に運動できる
ように取り付けられ、そしてさらに、前記位置づけを行
なうため前記第１および第２部材の少なくとも一方を制
御可能に移動する手段を備える特許請求の範囲第２項記
載のプローブ。
１２．前記移動手段が、操作者により選択可能な複数の
収れんビームを得るように前記フアイバおよびレンズを
位置づける特許請求の範囲第１１項記載のプローブ。
１３．前記位置決め手段が、平行化ビームおよび分散ビ
ームの少なくとも一方を得るように前記フアイバおよび
レンズを位置決めする特許請求の範囲第１２項記載のプ
ローブ。
１４．対象物の目内の目標組織領域に所望のパワの光エ
ネルギを供給する方法において、出力端部を有するプロ
ーブチツプを対象物中に挿入し、ソースからの光エネル
ギを光放出端部に導くための光学的フアイバを前記プロ
ーブチツプに提供し、前記プローブチツプの光出力端部
内に収れんレンズを提供し、前記フアイバ端部および前
記レンズを所望の間隔に位置決めして、光エネルギの所
望の出力ビームを形成する諸段階を含むことを特徴とす
る光エネルギ供給方法。
１５．前記の収れんレンズを提供する段階が、可変屈折
率を有する物質より成るレンズを提供することを含む特
許請求の範囲第１４項記載の光エネルギ供給方法。
１６．前記の位置決めする段階が、各々光出力端部から
離間されたそれぞれの焦点領域に収れん的に形成される
複数のスポツト寸法のうちの任意の寸法を得るため、前
記フアイバ端部を、収れんレンズに関して対応する所望
の間隔のうちの任意の選択された間隔に可変的に位置決
めすることを含む特許請求の範囲第１５項記載の光エネ
ルギ供給方法。
１７．前記の可変的に位置決めする段階が、位置決めを
行なうためプローブチツプに平行に駆動部材を操作する
ことを含む特許請求の範囲第１６項記載の光エネルギ供
給方法。
１８．前記フアイバおよび前記レンズが、それぞれのシ
ースないし外被で担持され、該シースが、入れこ状態で
相互に運動するように取り付けられ、前記の可変的に位
置決めする段階が前記シースを移動させることを含む特
許請求の範囲第１６項記載の光エネルギ供給方法。
１９．前記の可変的に位置決めする段階が、平行化出力
ビームまたは分散出力ビームの少なくとも一方を得るた
め、前記フアイバ端部を、収れんレンズから所定の距離
に位置決めすることを含む特許請求の範囲第１８項記載
の光エネルギ供給方法。
２０．フアイバ端部および収れんレンズの相対間隔を制
御するためのマイクロ位置決め装置を提供し、所望の間
隔を得るため該マイクロ位置決め装置の動作を電子的に
制御することを含む特許請求の範囲第１４項記載の光エ
ネルギ供給方法。
２１．前記のフアイバおよびレンズを供給するための段
階が、オプチカルフアイバを担持する第１の管状部材、
および収れんレンズを担持する第２の管状部材を提供す
ることを含み、該第１および第２管状部材が入れこ状態
で相互に摺動運動できるように取り付けられている特許
請求の範囲第１４項記載の光エネルギ供給方法。
２２．前記の収れんレンズを提供する段階が、光を収れ
ん結像するための長さを有するグレーデツド屈折率のロ
ツドレンズを提供することを含む特許請求の範囲第２１
項記載の光エネルギ供給方法。