JPS6353819B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は赤外レーザーを作業光とし、この作業
光を赤外光用光フアイバーにより目的部位に導
き、たとえば患部の切開、蒸散等を行なうレーザ
ー加工装置に関するものである。

従来例の構成とその問題点 生体組織の切開・蒸散等を行なうには、CO₂レ
ーザー光線等の赤外レーザー光線が適しており、
これを用いたレーザーメス装置が実用化されてい
る。

従来はCO₂レーザー光線（波長10.6μ）が透過
可能な光フアイバーが開発されていなかつたた
め、複数個の鏡から構成されたミラー関節型の導
光路によりCO₂レーザー光線を手術部位に導く方
式がとられていた。

しかし、ミラー関節型導光路は操作性、保守な
どの面で問題があり、CO₂レーザー光線が透過可
能な光フアイバーの開発が試みられた結果、例え
ばKRS−５等のハロゲン化物を材料とした光フ
アイバーによつてCO₂レーザー光線を導くことが
実用化されつつある。

この赤外光用光フアイバーにより導かれたCO₂
レーザー光線は集光レンズにより絞られ手術部位
に照射される。しかし、CO₂レーザー光線は不可
視光であるため、術者は照射位置を目視で確認で
きず、安全で適切な手術を行なうことが困難であ
つた。そこで一般にガイド光と呼ばれる、例えば
He−Neレーザー光線等の可視光線を可視光用光
フアイバーにより導き、CO₂レーザー光線と同軸
的に手術部位に照射することによりCO₂レーザー
光線の照射位置の確認ができるようにした。CO₂
レーザー光線の手術部位に対する照射位置を明確
に術者に確認させるためには、CO₂レーザー光線
の集光点とHe−Neレーザー光線の集光点とが正
確に一致していることが必要である。

ところが、CO₂レーザー光線とHe−Neレーザ
ー光線とでは互いの波長が１けたも違うため、集
光レンズに対する屈折率および焦点距離が異な
る。

たとえば、CO₂レーザー光線に対して30mmの焦
点距離を有する集光レンズは、He−Neレーザー
光線に対してはその焦点が約26mmとなる。このた
め、CO₂レーザー光線とHe−Neレーザー光線を
同じ位置から出射した場合出射されたCO₂レーザ
ー光線の集光点に対し、He−Neレーザー光線は
手前側（集光レンズ側）に集光することになる。

このような事情にもかかわらず現在のCO₂レー
ザーメス装置はHe−Neレーザー光線と、CO₂レ
ーザー光線との集光点を調整する手段がなかつた
り、あるいは非常に不完全な調整手段しか設けら
れていなかつた。そのため可視光用および赤外光
用光フアイバーと集光レンズとの光軸方向の位置
関係が、組立精度や各部品の加工精度に大きく左
右され、He−Neレーザー光線とCO₂レーザー光
線とを正確に同一位置に集光することが困難であ
つた。

また、調整を確実に行なおうとすると、調整機
構が複雑且つ大型となるため、術者が手で保持し
て作業するハンドピース部が大型となり、操作性
が悪くなる等の問題点を有していた。

発明の目的 本発明は上記従来の問題点に鑑み、赤外光用光
フアイバーおよび可視光用光フアイバーから出射
された赤外光および可視光を正確に同一位置に集
光させ、精密且つ安全な操作を可能にしたレーザ
ー加工装置を提供するものである。

発明の構成 本発明は上記目的を達するために、赤外光用光
フアイバーを保持・固定する第１の保持部材と、
前記赤外光用光フアイバーに同軸的に、かつ光軸
方向に摺動自在に設けられ、前記可視光用光フア
イバーおよび可視光用集光レンズを保持する第２
の保持部材と、赤外光および可視光が透過可能な
光学部材を保持する第３の保持部材とを分割可能
なハンドピース部内に同軸的に配置したものであ
る。

実施例の説明 以下、本発明について一実施例とともに図面を
用いながら説明する。

第１図はCO₂レーザー光線による赤外光を作業
光とし、He−Neレーザ光線による可視光をガイ
ド光とし、これらを光フアイバーで手術部位へ導
びき作業を行なうレーザーメス装置の外観図であ
る。１は電源および制御部、２は赤外光を発する
CO₂レーザーおよび可視光を発するHe−Neレー
ザーの発振管が組み込まれたハウジング部、３は
ハウジング部２を所定の高さに支持する支柱、４
は内部に赤外光用光フアイバー、可視光用光フア
イバー、冷却用ガス系路、アシストガス系路等を
収納して外部を保護用可撓管に覆われた光フアイ
バーケーブル、５は光フアイバーケーブル４をハ
ウジング部２に固定するフアイバーコネクター、
６は光フアイバーから出射された赤外光線および
可視光線を集光させる集光レンズを組み込んだハ
ンドピース部で手術者が手に持つて操作する部分
である。

第２図、第３図は本発明の一実施例を示すもの
で、たとえば第１図に示したハンドピース部６を
それぞれ異なつた角度で切断した断面図を示した
ものである。７は赤外光用光フアイバーで、第７
図に詳細を示すように、溝８ａ，８ｂを有する第
１の金属パイプ９ａ，９ｂが両端部に固着されて
いる。第１の金属パイプ９ａ，９ｂの外周には第
２の金属パイプ１０ａ，１０ｂが固着されてい
る。さらに、第２の金属パイプ１０ａ，１０ｂを
接続する如く可撓性を有する樹脂チユーブ１１が
固着されている。また第２図、第３図から明らか
なようにハンドピース部６の外装であるハンドピ
ース６ａ，６ｂはＸ点で分離できる。そのハンド
ピース６ａおよび６ｂには保持部材１２，１３，
１４が止メネジ１９，２０，２１，２２によりフ
アイバー７と同軸的に収納されている。そして第
１の保持部材である保持部材１２は金属パイプ１
０ｂ上を光軸方向にのみ摺動自在に構成され、必
要時には止メネジ１５により金属パイプ１０ｂを
固定できる。そのため、光フアイバー７の出射端
と保持部材１２との保持すべき位置関係は変化で
きるよう構成されている。

一方、第２の保持部材である保持部材１３は金
属パイプ１０ｂおよび後述する中空パイプ２５，
２６上を光軸方向に摺動自在に構成されていると
ともに、第５図に示すように円周方向に３個のセ
ルフオツクレンズ１６と、可視光用光フアイバー
１７を同軸的に保持するスリーブ１８を収納固着
している。

また、第３の保持部材である保持部材１４に
は、Zn・Se等のCO₂レーザー光線および可視光
線が透過可能な第１の集光レンズ２３が押えネジ
２４により保持されている。本実施例では集光レ
ンズを用いたが、ウインドー等の光学部品であつ
てもよい。

一方、第３図に示す２５は薄肉の中空パイプ
で、保持部材１２，１３，１４を貫通しており、
保持部材１２，１４に固着されている。２６は薄
肉の中空パイプで、保持部材１２，１３を貫通し
ており、保持部材１２に固着されている。

２７はキヤツプで、赤外用光フアイバーおよび
可視光用光フアイバー１７から出射された先を集
光結像させる集光レンズ２８を押さえネジ２９と
ともに保持している。

上記のような構成のほかに制御部１の内部には
図示はしていないが送風手段が収納されている。
この送風手段により送出されるガスの一部は光フ
アイバー７の入射端側に固着される金属パイプ９
ａの溝８ａから入り、樹脂チユーブ１１を経て、
出射端側に固着される金属チユーブ９ｂの溝８ｂ
に送風されることにより光フアイバー７を冷却す
ることができる。

また、送風手段により送出されるガスの残りの
一部は熱収縮チユーブ３０を介して中空パイプ２
５に接続されている樹脂チユーブ３１に流入す
る。そして中空パイプ２５から出たガスは集光レ
ンズ２８の外周部に形成されるガス系路（図示せ
ず）を経てアシストガスとして手術部位に吹き付
けられる。なお、アシストガスは清潔である必要
があるため、アシストガスの系路には、清浄フイ
ルター等を設けておくとよい。

また、保持部材１３，１４の外周面とハンドピ
ース６ａ，６ｂの内周面とは良好な嵌合状態とな
つており、さらに保持部材１３と金属パイプ１０
ｂ、中空パイプ２５，２６とも同様に良好な嵌合
状態となつているため、保持部材１３，１４とハ
ンドピース６ａ内周面とにより形成される中間３
６は中空パイプ２６の先端部を除いて空気的に密
閉された状態となつている。したがつて樹脂チユ
ーブ１１内を流れた冷却ガスは光フアイバー７の
出射端付近から、密閉空間３６に流出し、中空パ
イプ２６に流入し、熱収縮チユーブ３０を介して
接続されている樹脂チユーブ３２を経て制御部１
の回収部（図示せず）に回収される。前記回収部
には清浄フイルターが設けられており、冷却ガス
は清浄フイルターを通過した後、大気中に放出さ
れる。

なお、保持部材１３はハンドピース６ａ，６ｂ
および中空パイプ２５，２６、金属パイプ１０ｂ
に対し、光軸方向にのみ摺動自在に構成されてい
るが、保持部材１３の光軸方向への摺動時にも密
閉空間３６の密閉度が損われることはないように
構成されている。

以下、上述したレーザーメス装置の動作につい
て説明する。まず術者がフツトスイツチによりレ
ーザー光発振の操作をすると、CO₂レーザー光線
およびHe−Neレーザー光線がハウジング部２か
ら発射される。CO₂レーザー光線は赤外光用光フ
アイバー７の出射端から出射され集光レンズ２３
および２８により点Ａに集光される。一方He−
Neレーザー光線は可視光用光フアイバー１７の
出射端から出射され、セルフオツクレンズ１６に
より、赤外光用光フアイバー７の軸線上の点Ｂに
集光され、集光レンズ２３，２８により点Ａに集
光され、CO₂レーザー光線の集光点を術者に知ら
せる。なお、He−Neレーザー光線は第４図〜第
６図に示すように、３本の可視光用光フアイバー
１７およびセルフオツクレンズ１６から出射され
るため、CO₂レーザー光線の集光点Ａではもちろ
んのこと、集光点Ａから光軸方向にずれた位置に
おいても、第８図に示すようにCO₂レーザー光線
の照射範囲３３に内接するようにHe−Neレーザ
ー光線３４が照射され、CO₂レーザー光線の照射
により生体が影響を受ける範囲を術者に知らせる
ことができる。

一方、フツトスイツチの操作と同時に、制御部
１の内部に収納させる送風手段が動作を開始し、
送風手段により送出されるガスの一部は前述した
ようにアシストガスとしてハンドピース６のキヤ
ツプ２７の先端部より手術部位に吹き付けられ
る。

一方送風手段により送出されるガスの残りの一
部は、これも前述したように赤外光用光フアイバ
ー７の出射端近傍から密閉空間３６に流出し、中
空パイプ２６、樹脂チユーブ３０を経て制御部１
の回収部に回収され、赤外光用光フアイバー７を
冷却する。

以下、集光点ＡにCO₂レーザー光線およびHe
−Neレーザー光線を正確に一致させる調整方法
を説明する。

まず、金属パイプ１０ｂと、保持部材１２とを
適当な位置で止めネジ１５により固定する。次に
保持部材１２がハンドピース６ｂの段部３５に当
接する位置でネジ１９で固定し、さらにハンドピ
ース６ａと６ｂとを当接させた状態で保持部材１
３，１４をネジ２０，２１，２２により固定す
る。この状態で保持部材１２と１４とを一体的に
支持する中空パイプ２６により、ハンドピース６
ａと６ｂとは一体的に支持される。

そして集光点ＡにCO₂レーザー光線の集光点を
一致させるため、ネジ１９，２０を緩め、ハンド
ピース６ｂを矢印Ｃ方向に後退させる。次に、ネ
ジ１５を緩め、金属パイプ１０ｂが光軸方向に移
動させ、CO₂レーザー光線の集光点が点Ａと一致
するよう調整する。調整具合は集光点Ａの位置に
紙片を置き、金属パイプ１０ｂを光軸方向に移動
させながら紙片にパルス状のCO₂レーザー光を照
射し、紙片に貫通穴を形成し、貫通穴の直径が最
も小さくなるよう調整すればよい。そしてCO₂レ
ーザー光線の集光点位置の調整が終ると、ネジ１
５により金属チユーブ１０ｂと保持部材１２とを
固定する。

この状態では、赤外光用光フアイバー７と、集
光レンズ２３および２８との位置関係は中空パイ
プ２５により固定された状態となつている。

次にHe−Neレーザー光線の集光点位置の調整
について説明する。まず集光点Ａの位置に紙片を
置き、可視光用光フアイバー１７にHe−Neレー
ザー光線を透過させた状態でネジ２１を緩め、保
持部材１３を光軸方向に移動させる。保持部材１
３は金属チユーブ１０ｂおよび中空パイプ２５，
２６に対して光軸方向にのみ摺動自在に構成され
ているため、保持部材１３の光軸方向の移動に対
しても赤外光用光フアイバー７は可等影響を受け
ない。保持部材１３を光軸方向に移動させ、集光
点Ａに置いた紙片上に照射される第８図に示すよ
うなHe−Neレーザー光３４が一点に重なつた状
態でネジ２１を締め付ければHe−Neレーザー光
の集光点位置の調整は完了である。この状態でハ
ンドピース６ｂを元の状態に復帰させ、ネジ１
９，２０を締め付ければすべての調整動作が完了
する。

この調整動作終了時においても、前述したよう
に保持部材１３と、金属チユーブ１０ｂ、中空パ
イプ２５，２６およびハンドピース６ａとは良好
な嵌合状態にあるため、保持部材１３および金属
パイプ１０ｂの光軸方向の移動に際しても保持部
材１３，１４およびハンドピース６ａとで構成さ
れる空間３６の密閉度で損われることはなく、密
閉空間３６に流出した冷却ガスは前述したように
すべて中空パイプ２６より樹脂チユーブ３２を経
て、制御部１の回収部に回収される。一方アシス
トガス系路は上述の調整動作とは全く無関係であ
り、したがつて、冷却ガス系路とアシストガス系
路とは常時完全に分離された状態にあるため、冷
却ガスとアシストガスとが混合することはない。

発明の効果 上述した説明で明らかなように本発明は可視光
用光フアイバーと集光レンズとの光軸方向の距離
を調整可能とすることにより、赤外光線と可視光
線との集光点を精密に一致させることができ、精
密且つ安全な作業が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はレーザーメス装置の外観図、第２図お
よび第３図は本発明の一実施例におけるレーザー
加工装置のハンドピース部の断面図、第４図〜第
６図は保持部材の断面図、第７図は赤外光用光フ
アイバーの斜視図、第８図は赤外光用光フアイバ
ーおよび可視光用光フアイバーから出射されるそ
れぞれの光線の関係を示した図である。 ６ａ，６ｂ……ハンドピース、７……赤外光用
光フアイバー、１０ｂ……金属チユーブ、１２，
１３，１４……保持部材、１７……可視光用光フ
アイバー、２３……第一の集光レンズ、２５……
アシストガス用中空パイプ、２６……冷却ガス回
収用中空パイプ、２８……第２の集光レンズ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 赤外レーザー光源と、前記赤外レーザー光源
   から送出される赤外光を導く赤外光用光フアイバ
   ーと、可視光源と、前記可視光源から送出される
   可視光を導く可視光用光フアイバーとを設けると
   ともに、前記赤外光用光フアイバーを保持・固定
   する第１の保持部材と、前記赤外光用光フアイバ
   ーに同軸的且つ光軸方向に摺動自在に設けられ、
   前記可視光用光フアイバーおよび可視光用集光レ
   ンズを保持する第２の保持部材と、前記赤外光お
   よび可視光が透過可能な第１の集光レンズを保持
   する第３の保持部材とを分割可能なハンドピース
   内部に同軸的に配置し、前記第１の集光レンズか
   ら出射された光を第２の集光レンズを介して集
   光・結像させるとともに前記可視光用光フアイバ
   ーと、前記第１の集光レンズとの光軸方向の距離
   が調整可能なように構成したことを特徴とするレ
   ーザー加工装置。