JPS6351698B2 - - Google Patents
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- JPS6351698B2 JPS6351698B2 JP56020226A JP2022681A JPS6351698B2 JP S6351698 B2 JPS6351698 B2 JP S6351698B2 JP 56020226 A JP56020226 A JP 56020226A JP 2022681 A JP2022681 A JP 2022681A JP S6351698 B2 JPS6351698 B2 JP S6351698B2
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- Japan
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- laser
- laser beam
- light guide
- light
- reflecting mirror
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 26
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 11
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 6
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
- A61B18/18—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves
- A61B18/20—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using laser
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
- A61B2018/00636—Sensing and controlling the application of energy
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Surgery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
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- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
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- Veterinary Medicine (AREA)
- Laser Surgery Devices (AREA)
- Radiation-Therapy Devices (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、医用のレーザーメスまたはレーザー
外科処置装置におけるレーザー出力検出装置に関
し、特に導光路末端における光エネルギーを、実
時間で測定しうるレーザーメス出力検出装置に関
するものである。
外科処置装置におけるレーザー出力検出装置に関
し、特に導光路末端における光エネルギーを、実
時間で測定しうるレーザーメス出力検出装置に関
するものである。
従来のこの種の出力検出装置は、第１図のよう
にレーザー発振器１と、方向自在に操作しうるよ
うに構成した導光路２の入射口３との間に、部分
反射鏡あるいは回動軸４を支点に回動可能に設け
た全反射鏡５を介挿し、その全反射鏡を介して、
前記レーザー発振器１からのレーザー光束の一
部、もしくは全部をヒートシンク６に導き、熱電
変換し、この出力をパワーメーターに指示させる
ことによりその光エネルギーを検出していた。
にレーザー発振器１と、方向自在に操作しうるよ
うに構成した導光路２の入射口３との間に、部分
反射鏡あるいは回動軸４を支点に回動可能に設け
た全反射鏡５を介挿し、その全反射鏡を介して、
前記レーザー発振器１からのレーザー光束の一
部、もしくは全部をヒートシンク６に導き、熱電
変換し、この出力をパワーメーターに指示させる
ことによりその光エネルギーを検出していた。
なお、図面における導光路は、屈曲自在に構成
した関節部に、反射鏡７，８および９を設けて、
入射レーザー光束をハンドピース１０に導き、そ
のハンドピース内に設けた集光レンズ１１を介し
て、出射口１２から出射させるようにした従来例
を示している。
した関節部に、反射鏡７，８および９を設けて、
入射レーザー光束をハンドピース１０に導き、そ
のハンドピース内に設けた集光レンズ１１を介し
て、出射口１２から出射させるようにした従来例
を示している。
以上のように、従来の医用レーザー装置におい
ては、レーザー出力の検出を、導光路の入射側で
測定するものであるから、ハンドピース１０が出
射する光エネルギーを知るには、あらかじめ測定
しておいた導光路２の透過率を、前述の手段によ
つて検出した検知出力に乗算して求めていた。実
際には、その乗算は、作業者またはその補助者が
行なうか、前記検出装置にマイクロコンピユータ
ーを組込んで自動的に行うようにしている。
ては、レーザー出力の検出を、導光路の入射側で
測定するものであるから、ハンドピース１０が出
射する光エネルギーを知るには、あらかじめ測定
しておいた導光路２の透過率を、前述の手段によ
つて検出した検知出力に乗算して求めていた。実
際には、その乗算は、作業者またはその補助者が
行なうか、前記検出装置にマイクロコンピユータ
ーを組込んで自動的に行うようにしている。
また、他の方法として、実際の使用時間外、た
とえば、レーザ発振出力を変更した場合などに導
光路２の先端部からの出射光をパワーメーターに
導いて計測する方法があるが、いずれもつぎのよ
うな欠点がある。
とえば、レーザ発振出力を変更した場合などに導
光路２の先端部からの出射光をパワーメーターに
導いて計測する方法があるが、いずれもつぎのよ
うな欠点がある。
すなわち、前者では、レーザー発振器の出力変
動は正確に検出しうるが、導光路２の透過率の変
化、たとえば導光路２を形成するオプチカルフア
イバーまたはマニピレーター等の破壊、光軸の狂
い等による出射光エネルギーの変動は検出するこ
とが不可能である。また後者の方法は、当然実時
間による測定は不可能であり、前者と同様に導光
路２に起因する急激な出射光エネルギーの変動を
検知できないばかりでなく、作業性も非常に悪い
等の欠点がある。しかして、医用レーザーメスで
は、先端出力を実時間で正確に検出することは、
安全性、機能性の面から非常に重要であるにも拘
わらず、これを満足すべき検出装置が見当らない
のが現状である。
動は正確に検出しうるが、導光路２の透過率の変
化、たとえば導光路２を形成するオプチカルフア
イバーまたはマニピレーター等の破壊、光軸の狂
い等による出射光エネルギーの変動は検出するこ
とが不可能である。また後者の方法は、当然実時
間による測定は不可能であり、前者と同様に導光
路２に起因する急激な出射光エネルギーの変動を
検知できないばかりでなく、作業性も非常に悪い
等の欠点がある。しかして、医用レーザーメスで
は、先端出力を実時間で正確に検出することは、
安全性、機能性の面から非常に重要であるにも拘
わらず、これを満足すべき検出装置が見当らない
のが現状である。
前述の如き従来の方法における欠点を解消する
ために、レーザー光束の導光路中に、レーザー光
束分割手段と、このレーザー光束分割手段によつ
て反射された光エネルギーを受光するように配置
した光エネルギー検出手段とを設け、これにより
前記導光路から出射するレーザー出力を検出する
ように構成することも考えられるが、反射された
レーザー光を受光するようにすると、それだけ構
成が大きくなる欠点がある。
ために、レーザー光束の導光路中に、レーザー光
束分割手段と、このレーザー光束分割手段によつ
て反射された光エネルギーを受光するように配置
した光エネルギー検出手段とを設け、これにより
前記導光路から出射するレーザー出力を検出する
ように構成することも考えられるが、反射された
レーザー光を受光するようにすると、それだけ構
成が大きくなる欠点がある。
本発明の目的はレーザーメスの出力エネルギー
を実時間で正確に検出でき、しかも導光路の寸法
も左程大きくならないようにしたレーザーメス先
端出力検出装置を提供しようとするものである。
を実時間で正確に検出でき、しかも導光路の寸法
も左程大きくならないようにしたレーザーメス先
端出力検出装置を提供しようとするものである。
本発明は、レーザー光束を、方向自在に操作し
うる導光路を介して、その導光路の先端部に設け
た出射口より出射させるように構成され、導光路
中の先端部に、レーザー光束分割手段と、そのレ
ーザー光束分割手段により分割された光エネルギ
ーを受光するように配置した光エネルギー検出手
段とを有し、これにより前記導光路から出射する
レーザー出力を検出するレーザーメス先端出力検
出装置付きのレーザー装置において、前記レーザ
ー光束分割手段を部分反射鏡をもつて構成し、大
部分のレーザー光束はその部分反射鏡による反射
によつて出射口に指向させ、その部分反射鏡によ
る前記レーザー光束の一部透過光は、その反射鏡
の背面に設けた光エネルギー検出手段に入射させ
るように構成したことを特徴とするものである。
うる導光路を介して、その導光路の先端部に設け
た出射口より出射させるように構成され、導光路
中の先端部に、レーザー光束分割手段と、そのレ
ーザー光束分割手段により分割された光エネルギ
ーを受光するように配置した光エネルギー検出手
段とを有し、これにより前記導光路から出射する
レーザー出力を検出するレーザーメス先端出力検
出装置付きのレーザー装置において、前記レーザ
ー光束分割手段を部分反射鏡をもつて構成し、大
部分のレーザー光束はその部分反射鏡による反射
によつて出射口に指向させ、その部分反射鏡によ
る前記レーザー光束の一部透過光は、その反射鏡
の背面に設けた光エネルギー検出手段に入射させ
るように構成したことを特徴とするものである。
以下本発明を実施例にもとづいて詳記する。
第２図の実施例は、導光路の先端に位置するハ
ンドピース１０内の屈曲自在に構成した回転関節
部１３にレーザー光束分割手段たとえば部分反射
鏡１４を配設し、その部分反射鏡１４によつて入
射してきたレーザー光束の大部分を出射口１５に
向けて反射させるように構成してある。
ンドピース１０内の屈曲自在に構成した回転関節
部１３にレーザー光束分割手段たとえば部分反射
鏡１４を配設し、その部分反射鏡１４によつて入
射してきたレーザー光束の大部分を出射口１５に
向けて反射させるように構成してある。
一方、光エネルギー検出素子は、ヒートシンク
１６とそれに密着させた熱電素子たとえばサーモ
カツプル１７とから構成し、前記部分反射鏡１４
の背面に接してその反射鏡１４により分割された
光エネルギーを前記ヒートシンクが受光するよう
に設けてある。またサーモカツプル１７によつて
得られた熱電変換出力信号は、マニピレーターに
沿つて布線したリード線１８によつて、レーザー
パワーに換算されたパネルをもつ指示計１９に導
き、レーザーパワーを直示させるようにしたもの
である。なお、２０はハンドピース１０の出射口
１５から出射するレーザー光束を集光させるため
の集光レンズを示す。
１６とそれに密着させた熱電素子たとえばサーモ
カツプル１７とから構成し、前記部分反射鏡１４
の背面に接してその反射鏡１４により分割された
光エネルギーを前記ヒートシンクが受光するよう
に設けてある。またサーモカツプル１７によつて
得られた熱電変換出力信号は、マニピレーターに
沿つて布線したリード線１８によつて、レーザー
パワーに換算されたパネルをもつ指示計１９に導
き、レーザーパワーを直示させるようにしたもの
である。なお、２０はハンドピース１０の出射口
１５から出射するレーザー光束を集光させるため
の集光レンズを示す。
また、レーザー光束分割用の前記の部分反射鏡
１４は、低透過率、高反射率、たとえば透過率１
％、反射率99％に形成されており、このような部
分反射鏡は、誘電体多層膜によつて容易に作成で
きる。
１４は、低透過率、高反射率、たとえば透過率１
％、反射率99％に形成されており、このような部
分反射鏡は、誘電体多層膜によつて容易に作成で
きる。
この実施例においては、そのように、マニプレ
ーターの最終段であるハンドピース１０内におい
て、レーザー光束を分割し、ヒートシンク１６と
サーモカツプル１７とからなる光エネルギー検出
素子によつて検出するようにした構成であるか
ら、そのハンドピース１０にいたるまでの導光路
中に介挿される反射鏡等の光学系に異状を生じ光
量が変動すれば、前記部分反射鏡に入る光量も変
動するので、その異状はただちに指示計１９に現
われることとなり、作業中でも異状を容易に検知
することができる。
ーターの最終段であるハンドピース１０内におい
て、レーザー光束を分割し、ヒートシンク１６と
サーモカツプル１７とからなる光エネルギー検出
素子によつて検出するようにした構成であるか
ら、そのハンドピース１０にいたるまでの導光路
中に介挿される反射鏡等の光学系に異状を生じ光
量が変動すれば、前記部分反射鏡に入る光量も変
動するので、その異状はただちに指示計１９に現
われることとなり、作業中でも異状を容易に検知
することができる。
また、前記の部分反射鏡１４の透過率は、前述
のように１％程度でよいから、ヒートシンク１２
に吸収されるエネルギーは、レーザー発振器の出
力を100Wとしても、1W程度であるから、特にヒ
ートシンクを冷却する必要はない。
のように１％程度でよいから、ヒートシンク１２
に吸収されるエネルギーは、レーザー発振器の出
力を100Wとしても、1W程度であるから、特にヒ
ートシンクを冷却する必要はない。
第３図の実施例は、前述の実施例における部分
反射鏡１４を凹面反射レンズに形成し、これによ
りレーザー光束の一部をその背面に設けたヒート
シンク１６に向けて透過するとともに、その大部
分の入射光束を出射口１５に向けて反射および集
光するように構成したもので、前記実施例におけ
る集束レンズを省略した構造としたものである。
反射鏡１４を凹面反射レンズに形成し、これによ
りレーザー光束の一部をその背面に設けたヒート
シンク１６に向けて透過するとともに、その大部
分の入射光束を出射口１５に向けて反射および集
光するように構成したもので、前記実施例におけ
る集束レンズを省略した構造としたものである。
すなわち、２１はハンドピース内の回転関節部
１３に設けられた凹面の部分反射鏡であつて、ハ
ンドピースの集光レンズの作用をも兼ねさせてい
る。
１３に設けられた凹面の部分反射鏡であつて、ハ
ンドピースの集光レンズの作用をも兼ねさせてい
る。
光エネルギー検出素子は、さきの実施例と同様
にヒートシンク１６とサーモカツプル１７とで構
成し、そのヒートシンク１６を前記凹面部分反射
鏡２１の背面に接して設け、この凹面部分反射鏡
２１により分割された透過光をヒートシンク１６
で受光するようになつている。
にヒートシンク１６とサーモカツプル１７とで構
成し、そのヒートシンク１６を前記凹面部分反射
鏡２１の背面に接して設け、この凹面部分反射鏡
２１により分割された透過光をヒートシンク１６
で受光するようになつている。
この実施例によれば、その凹面部分反射鏡２１
以降に格別の光学系を含まないので、前述の実施
例に示した集光レンズ２０による損失や、その万
一の破損あるいはくもりなどによる検出誤差を避
けうる点で優れている。
以降に格別の光学系を含まないので、前述の実施
例に示した集光レンズ２０による損失や、その万
一の破損あるいはくもりなどによる検出誤差を避
けうる点で優れている。
以上各実施例においては、光エネルギー検出手
段として、ヒートシンクとサーモカツプルとの組
み合わせを用いたが、本発明はこれに限定される
ものではなく、要はレーザー光のエネルギーを検
知できるものであればよく、また、本発明のレー
ザー出力検出装置の設定箇所もハンドピース内に
限定されるものではなく、要求される検出精度に
応じて導光路中の任意の箇所に設定すればよい。
段として、ヒートシンクとサーモカツプルとの組
み合わせを用いたが、本発明はこれに限定される
ものではなく、要はレーザー光のエネルギーを検
知できるものであればよく、また、本発明のレー
ザー出力検出装置の設定箇所もハンドピース内に
限定されるものではなく、要求される検出精度に
応じて導光路中の任意の箇所に設定すればよい。
本発明は、以上のような構成であるから、導光
路のレーザー光束入射口から本発明装置設定箇所
にいたるまでの各種光学系の破損、透過率の変
動、光軸の狂い等によるレーザー光束の変化をた
だちに検知でき、しかも、導光路の先端部に位置
するハンドピース内に本発明装置を設ければ、実
際に出射するレーザー光束のパワーを実時間で計
測でき、この種医用レーザー装置に要求される安
全性および機能性を著しく向上させることができ
る。また、導光路中に部分反射鏡を設け、これに
入射するレーザー光の大部分は反射させ、これを
透過する極く一部分のレーザー光を部分反射鏡の
背面に密着して設けた光エネルギー検出手段に入
射させるように構成したため導光路の寸法が大き
くなることはなく、ハンドピース全体の構成も大
きくなることはない。
路のレーザー光束入射口から本発明装置設定箇所
にいたるまでの各種光学系の破損、透過率の変
動、光軸の狂い等によるレーザー光束の変化をた
だちに検知でき、しかも、導光路の先端部に位置
するハンドピース内に本発明装置を設ければ、実
際に出射するレーザー光束のパワーを実時間で計
測でき、この種医用レーザー装置に要求される安
全性および機能性を著しく向上させることができ
る。また、導光路中に部分反射鏡を設け、これに
入射するレーザー光の大部分は反射させ、これを
透過する極く一部分のレーザー光を部分反射鏡の
背面に密着して設けた光エネルギー検出手段に入
射させるように構成したため導光路の寸法が大き
くなることはなく、ハンドピース全体の構成も大
きくなることはない。
第１図は、従来のレーザーメス出力検出装置の
一例の構成を示す線図、第２図ないし第３図は、
導光路中のハンドピース内にレーザー光出力検知
手段を設けた本発明装置の幾つかの実施例の構成
を示す線図である。 ２…導光路、７，８および９…各屈曲自在の関
節部に設けた反射鏡、１０…導光路の一部を形成
するハンドピース、１３…関節部、１４，１５お
よび２６…部分反射鏡、１５…出射口、１６…ヒ
ートシンク、１７…サーモカツプル、１８…リー
ド線、１９…パワー指示計、２０…集光レンズ、
２１…凹面部分反射鏡。
一例の構成を示す線図、第２図ないし第３図は、
導光路中のハンドピース内にレーザー光出力検知
手段を設けた本発明装置の幾つかの実施例の構成
を示す線図である。 ２…導光路、７，８および９…各屈曲自在の関
節部に設けた反射鏡、１０…導光路の一部を形成
するハンドピース、１３…関節部、１４，１５お
よび２６…部分反射鏡、１５…出射口、１６…ヒ
ートシンク、１７…サーモカツプル、１８…リー
ド線、１９…パワー指示計、２０…集光レンズ、
２１…凹面部分反射鏡。
Claims (1)
- １ レーザー光束を、方向自在に操作しうる導光
路を介して、その導光路の先端部に設けた出射口
より出射させるように構成され、導光路中の先端
部に、レーザー光束分割手段と、そのレーザー光
束分割手段により分割された光エネルギーを受光
するように配置した光エネルギー検出手段とを有
し、これにより前記導光路から出射するレーザー
出力を検出するレーザーメス先端出力検出装置付
きのレーザー装置において、前記レーザー光束分
割手段を部分反射鏡をもつて構成し、大部分のレ
ーザー光束はその部分反射鏡による反射によつて
出射口に指向させ、その部分反射鏡による前記レ
ーザー光束の一部透過光は、その反射鏡の背面に
設けた光エネルギー検出手段に入射させるように
構成したことを特徴とするレーザーメス先端出力
検出装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56020226A JPS57134148A (en) | 1981-02-16 | 1981-02-16 | Detector of leading end output of laser knife |
| US06/347,298 US4459986A (en) | 1981-02-16 | 1982-02-09 | Surgical laser system |
| FR8202423A FR2499843A1 (fr) | 1981-02-16 | 1982-02-15 | Appareil de mesure d'energie pour instrument chirurgical a laser |
| DE3205507A DE3205507C2 (de) | 1981-02-16 | 1982-02-16 | Vorrichtung zum Messen der Intensität eines chirurgischen Eingriffen dienenden Laserstrahles |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56020226A JPS57134148A (en) | 1981-02-16 | 1981-02-16 | Detector of leading end output of laser knife |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57134148A JPS57134148A (en) | 1982-08-19 |
| JPS6351698B2 true JPS6351698B2 (ja) | 1988-10-14 |
Family
ID=12021246
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56020226A Granted JPS57134148A (en) | 1981-02-16 | 1981-02-16 | Detector of leading end output of laser knife |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4459986A (ja) |
| JP (1) | JPS57134148A (ja) |
| DE (1) | DE3205507C2 (ja) |
| FR (1) | FR2499843A1 (ja) |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4556875A (en) * | 1981-12-15 | 1985-12-03 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Irradiated power monitoring system for optical fiber |
| WO1984002296A1 (en) * | 1982-12-17 | 1984-06-21 | Inoue Japax Res | Laser machining apparatus |
| US4545713A (en) * | 1983-11-10 | 1985-10-08 | At&T Bell Laboratories | Waveguide robot system for laser beam |
| JPH0137645Y2 (ja) * | 1985-07-10 | 1989-11-13 | ||
| DE3623409A1 (de) * | 1986-07-11 | 1988-01-21 | Bias Forschung & Entwicklung | Verfahren zur ueberwachung des bearbeitungsprozesses mit einer hochleistungsenergiequelle, insbesondere einem laser, und bearbeitungsoptik zur durchfuehrung desselben |
| US4815461A (en) * | 1987-10-13 | 1989-03-28 | Rodriguez Michael A | Surgical laser backstop instrument |
| US4859075A (en) * | 1988-03-14 | 1989-08-22 | Directed Energy, Inc. | Laser thermal testing method and system for use with a fire alarm system |
| US5004338A (en) * | 1989-03-01 | 1991-04-02 | Morrow Clifford E | Method and apparatus for attenuation and measurement of laser power at the end of a laser guide |
| DE4015447C1 (en) * | 1990-05-14 | 1991-12-05 | Messerschmitt-Boelkow-Blohm Gmbh, 8012 Ottobrunn, De | Laser power meter - uses polarisation-sensitive semi-transparent mirrors as beam splitter and reflector for diversion of beam |
| JP3214074B2 (ja) * | 1992-07-15 | 2001-10-02 | 石川島播磨重工業株式会社 | レーザ照射用トーチ |
| US5523837A (en) * | 1994-07-19 | 1996-06-04 | Prozzo; Christopher D. | Beam stealer laser power meter |
| US5609780A (en) * | 1994-11-14 | 1997-03-11 | International Business Machines, Corporation | Laser system |
| US5611797A (en) * | 1995-07-26 | 1997-03-18 | Virginia C. George | Combination handpiece and surgical laser tool |
| CN1195453C (zh) * | 1998-05-13 | 2005-04-06 | 三星电子株式会社 | 激光机头 |
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