KR19990087576A - 외과용 레이저 장치 및 그 사용방법 - Google Patents

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에프렘킨 파벨 브이.
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Abstract

생체 조직을 증발시키기 위한 본 발명에 의한 외과용 레이저 장치(10)는 수술용 레이저 조립체(22,24,26,28,30,32,34), 검지 장치(48), 및 제어 유닛(14)으로 구성된다. 수술용 레이저 조립체는 물의 최고 흡수파장에 대응하는 미리 결정된 파장을 갖는 수술용 레이저 빔을 생성한다. 검지수단은 수술되는 생체조직의 조건을 수술되는 조직으로부터 반사되는 신호를 수신 검사하여 제어 신호를 생성하기 위해 채용된다. 제어유닛은 제어신호에 기초하여 수술용 빔의 특성을 제어하여, 수술되는 생체조직의 증발깊이가 15 미크론에서 20 미크론을 초과하지 않도록 한다.

Description

외과용 레이저 장치 및 그 사용방법
다양한 레이저가 선천적 및 후천적 피부 결함 및 질병을 치료하기 위해 현대 피부과에서 사용되고 있다. 이 분야에서 레이저 사용의 급격한 증가는 이들의 특성이 의료적 조건을 만족, 즉 환자에 해가 없기 때문이다.
투약 치료가 피부과에서 가장 통상적인 치료법으로 이용되고 있으며, 이는 쉽게 치료가능하고 간단하며 통증이 없기 때문이다. 그러나, 의약 혐오증, 부작용, 알레르기 반응 뿐만아니라 상당한 수의 질환에서의 낮은 치료효율등은 이 치료법을 덜 바람직하게 한다.
보다 효율적인 피부 결함 및 질병의 치료 요구는 외과적 요법을 이 분야에서 보다 대중적으로 만들었다. 피부 질병의 외과적 치료법에 관하여, 의사들은 흔히: 절개 및 이식, 초음파 및 크리스토세라피, 이온화 복사의 자기장의 적용, 엘렉트로코애귤레이션, 플라즈마 유동의 이용 등의 과정을 이용하게 되었다. 이들 외과적 요법은 많은 결점 및 치료의 파괴적 특성, 지연되는 치료 과정, 과다 색소형성의 위험, 아트로피의 가능성, 피부 조직의 파괴, 흉터 형성, 건강한 피부를 포함하는 인접한 피부영역의 손상등 해로운 부작용에도 불구하고 사용된다. 이들 문제는 외과의사가 특정 깊이의 피부 포피에서 짧고 고정된 기간동안 치료하는 국부적 방법을 사용함으로써 완화될수 있다. 이는 최근에 많은 피부과의사들이 레이저를 선택하는 이유중의 하나이다.
현재, 다른 파장의 레이저 복사를 갖는 레이저가 피부과에서 이용되고 있다. 이들 레이저의 예로는, 엑시머; 루비; 아르곤 레이저; 알렉산드라이트 및 가넷 레이저; 튜너블 반도체 레이저등이 있다. 이들 장치는 스펙트럼의 가시 영역(0.4-0.7㎛)내의 파장 뿐만 아니라 비가시 영역 즉, UV 영역(0.18-0.40㎛)내의 파장을 갖는 레이저 빔을 생성한다. 예를 들면, 적외선 레이저는 CO2레이저(파장 10.6㎛) 세트, 네오디뮴 레이저(파장 1.06㎛)의 변형 등을 포함한다. 이들 레이저는 칸델라 레이저 코포레이션(Candela Laser Corporation)에서 생산되고 "Lasers in Medicine" Tashkent, 1989 에 설명되어 있다.
이들 레이저가 짧은 기간동안 작용되고 작용되는 면이 국부적이라 하더라도, 이들은 치료의 제어를 보증하지 못하며, 특히 피부 포피의 침투 깊이에 대하여는 제어를 할 수 없다. 따라서, 이들 레이저의 사용은 하이포트로픽 흉터의 형성 및 건강한 피부 영역으로의 레이저 빔의 침투 등 나쁜 결과를 제거할수 없다.
물의 층은 실질적으로 물의 층을 통과하는 특정 파장에서 광학적 조사를 허용하지 않는 것이 일반적으로 알려져 있다. 이 스펙트럼의 영역은 전형적으로 "비-투과성 창"이라 알려져 있고, 다음의 파장 범위, 1.25-1.40; 1.7-2.1; 2.5-3.1; 및 5.5-7.5미크론을 포함한다. 이들 범위에서, 광학적 조사는 크게 물 및 거의 90퍼센트 이상의 물로 이루어진 생체 조직에 의해 흡수된다. 이러한 흡수는 물을 급속히 가열시키고 수술되는 생체조직을 급속히 증발시킨다. 이들 파장에서, 레이저 빔은 중요한 특성, 즉 레이저 조사는 실질적으로 물로 이루어진 생체조직 안으로 깊이 침투할 수 없다는 특성을 갖는다. 그 결과, 산란된 레이저 빔은 15-20 미크론을 초과하지 않는 깊이 범위내에서 생체조직 안으로 전달되고, 따라서 인접한 조직을 손상하지 않는다. 이러한 레이저 수술의 방식은 특정 레벨의 파워 밀도 및 에너지 레벨, 미리 결정된 속도 및 지속기간의 펄스 및 외과 수술동안 이들 모든 특성의 일시적인 안정이 이루어진때 실행될수 있다.
상기와 같은 장치중 공지된 것으로 파장 2.94㎛의 레이저 조사선을 갖는 알루미늄-이트리움-어비움 가넷 레이저가 있다. 이 레이저를 구강에 적용한 것에 대하여 1989년에 초기 보고서가 나온바 있다. 그러나, 1-2J의 에너지 펄스; 2.94㎛의 파장 및 1Hz의 펄스속도 등의 특성은 의사가 이 레이저를 피부과 분야의 외과수술에 이용하는 것을 가능하게 했다. 상기 용도에 사용한 첫 번째 보고서는 1991년 독일 및 슬로베니아에서 발표되었다.
도 1의 개략적인 도면은 파워 유닛, 냉각 유닛, 레이저 캐비티 및 아티큘리티드 미러 광-가이드 유닛으로 구성된 상기 장치를 나타낸다. 아티큘리티드 미러 광-가이드 내에서의 레이저 빔의 다중 반사를 고려하면, 이 장치의 효율은 매우 낮고, 2.94㎛의 파장에서 60%를 넘지 못한다. 이는 레이저 조사선의 입력을 2.5-3.0J의 수준으로 유지할 필요가 있게 하고 파워 유닛의 동작 파워가 300W가 되도록 한다. 따라서, 상기와 같이 높은 파워의 레이저는 매우 효율적인 냉각시스템이 있어야 한다. 따라서, 특별한 수냉 시스템이 이 종래 장치에서는 제공되었다. 이러한 점을 고려하면, 장치의 중량은 70kg이고 전체적인 크기가 0.5㎥이나 된다.
따라서, 무거운 중량 및 큰 크기 뿐만아니라 레이저 빔 특성의 불안정성은 이 종래 레이저를 피부과에서 이용하는 것을 크게 제한하게 된다.
고 파워의 종래 레이저 장치에 있어서는 액티브 엘리먼트의 온도를 20±10℃ 범위로 유지하기 위해 수냉 시스템을 필요로 하였다. 이 온도범위를 넘어가면 열렌즈(thermolens) 효과가 액티브 엘리먼트내에 발생하여 레이저 빔의 큰 산란을 가져와서 수술되는 조직의 초점면에서 에너지 손실을 가져오게 된다.
이들 문제를 해결하는 하나의 방법은 아티큘리티드 미러 광 가이드를 필요로 하지 않고 매우 적은 파워를 필요로 하는 보다 효율적인 레이저 시스템을 형성하는 것이다. 이는 수냉 시스템을 공냉 시스템으로 교환할 수 있도록 한다. 이러한 교환은 레이저 조립체의 전체 중량 및 크기를 크게 감소시키게 한다.
따라서, 피부 침투깊이를 미리 결정된 깊이로 제어가능하고 수술되는 자리에 인접한 건강한 조직에 손상을 주지 않는 피부과 분야에서 사용되는 핸드 헬드 레이저 외과용 장치에 대한 요구가 있어 왔다.
본 발명은 의료용 레이저, 특히 외과용 레이저 장치 및 이를 피부과에서 사용하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 다른 이점 및 특징을 실시예를 참조하여 설명하며, 이들 실시예는 설명하기 위한 것으로 본 발명을 한정하는 것은 아니며, 이하의 도면에 도시되어 있다.
도 1은 종래 레이저 장치를 나타내고;
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 외과용 레이저 장치를 나타내고;
도 3은 외과용 레이저 장치의 다른 실시예 나타내고;
도 4는 외과용 레이저 장치의 또 다른 실시예의 일부를 나타내고;
도 5는 외과용 레이저 장치의 간단한 실시예를 나타내고;
도 6은 외과용 레이저 장치의 다른 간단한 실시예를 나타내고;
도 7은 포커싱 장치의 렌즈의 다른 위치를 나타내고;
도 8은 실질적으로 원통형 포커싱 렌즈를 구비한 외과용 레이저 장치를 나타내고;
도 9는 이동된 축 주위로 이동가능한 포커싱 렌즈를 구비한 외과용 레이저 장치를 나타내고;
도 10은 악세사리 렌즈를 외과용 레이저 장치에 적용한 것을 나타내고;
도 11 및 12는 레이저 빔 이미지의 다른 패턴을 나타내고;
도 13 및 14는 레이저 빔 이미지의 또 다른 패턴을 나타내고;
도 15는 미리 설정된 프로그램으로의 빔 스캐닝 조건을 나타내고;
도 16은 레이저 빔이 슬롯 형태일 때 빔 스캐닝 조건을 나타낸다.
본 발명의 한 국면은 생체조직을 증발시키기 위한 외과용 레이저 장치를 제공하는 것이다. 본 장치는 수술용 레이저 조립체, 검지 장치 및 제어 유닛으로 구성된다. 수술용 레이저 조립체는 물의 최고 흡수 파장에 대응되는 미리 결정된 파장을 갖는 수술용 빔을 생성한다. 검지장치는 수술되는 생체조직으로부터 반사되는 조사선 신호를 수신 조사하여 생체조직의 조건을 검지하고 제어신호를 생성하기 위해 제공된다. 제어 유닛은 제어신호에 기초하여 수술용 빔의 특성을 제어 조정하여, 생체 조직의 증발깊이가 15-20미크론을 초과하지 않도록 한다. 본 장치는 또한 파워 유닛, 수술용 빔을 수술되는 생체조직에 초점을 맞추기 위한 포커싱 장치, 수술용 빔을 수술되는 생체조직에 겨냥시키기 위한 가이드 광 빔을 생성하는 가이드 광 유닛, 및 수술용 레이저 조립체의 적어도 일부를 냉각하기 위한 냉각유닛을 더 포함한다. 흡입장치가 수술되는 생체조직이 영역으로부터 분해되는 조직생성물을 제거하기 위해 제공된다.
본 발명이 또 다른 국면은 적어도 수술용 빔을 방사하는 수술용 레이저 엘리먼트와 이를 여기하기 위한 여기장치로 구성된 수술용 레이저 조립체를 제공한다. 핸드피스는 시술자의 손에 편하게 위치하도록 채용된다. 핸드피스는 내부 부분과 외부 부분을 구비하고 적어도 수술용 레이저 조립체의 일부와 포커싱 장치는 핸드피스의 내부 부분에 위치한다. 냉각 유닛의 최소 부분, 검지 장치 및 제어유닛도 또한 핸드피스의 내부 부분에 위치하다.
본 발명의 다른 국면에 의하면, 수술용 레이저 조립체의 적어도 일부가 하우징 내에 위치하고 냉각 유닛은 핸드피스의 내부 부분을 종방향으로 흐르는 공기 흐름을 생성하는 팬인 장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 국면에 의하면, 여기장치가 핸드피스의 외부에 위치하고 복수의 광 섬유에 의해 수술용 레이저 조립체에 연결된 장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 국면에 의하면, 동작부 및 보조부로 구성된 수술용 레이저 엘리먼트가 구비된 장치가 제공된다. 동작부는 핸드피스 내부에 위치하고, 반면에 보조부 및 여기장치는 핸드피스의 외부에 위치한다. 수술용 레이저 엘리먼트의 동작부 및 보조부는 복수의 광 섬유로 구성된 광 가이드를 통해 연결된다.
본 발명의 또 다른 국면에 의하면, 수술용 레이저 엘리먼트에 의해 방사되는 수술용 빔의 파장이 1.25-1.40; 1.7-2.1; 2.5-3.1 및 5.5-7.5로 이루어진 그룹에서 선택되는 장치가 제공된다. 수술용 레이저 엘리먼트의 레이저 매질은 Y3AL5O12:Nd; Gd3Ga5O12:Cr,Ce,Nd; MgF2:Co; BaYb2F8:Er; LiYF4:Er:Tm,Ho; Y3Sc2Al3O12:Cr,Er; (Y,Er)3Al5O12;HF(화학제품) 및 CO(가스)로 이루어진 그룹에서 선택된다.
이와 다르게, 생체조직을 외과적으로 증발시키는 방법이 제공된다. 본 방법은 물의 최고 흡수 파장에 대응하는 미리 결정된 파장을 갖는 수술용 레이저 빔을 생성하고, 생체조직으로부터 반사되는 조사선 신호를 수신 조사하여 수술되는 생체조직의 조건을 검지하여 제어신호를 생성하는 단계로 구성된다. 본 방법의 부가 단계는 제어신호에 기초하여 수술용 빔의 특성을 제어 조정하여 생체 조직의 증발깊이가 15-20 미크론을 초과하지 않도록 하는 것이다.
이하에서 본 발명의 특정 실시예를 도면을 참조하여 설명하지만, 도시된 실시예는 단지 예로서 본 발명의 원리의 적용을 나타내는 여러 가능한 특정 실시예중 일부를 타낸 것임을 알아야 한다. 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 본원의 청구의 범위에 기재된 발명의 사상 및 범위내에서 여러 가지 변경 및 수정이 가능한 것이 명백하다.
이전에 "비-투과 창"에 대응되는 파장 영역에서 광학적 조사는 물 및 생체조직에 의해 매우 효율적으로 흡수된다는 점을 설명한 바 있다. 본 발명의 외과용 레이저 장치의 수술용 빔은 상기와 같은 파장 영역 전체에서 효율적으로 작동한다. 레이저 빔을 환자의 목표 지역에 가한 결과, 최대 깊이 10-20 미크론으로 표피층의 국부적 증발이 일어난다. 피부층에 조사된 스폿의 직경은 약 10mm이고 밀도는 5-50J/㎠의 범위내 이다.
도면을 참조하면, 도 2에는 레이저 수술을 하기 위한 장치(10)가 도시되어 잇다. 장치(10)는 이하의 주된 유닛: 컴팩트 외과용 레이저 장비 또는 핸드피스(12), 조정가능한 파라미터로 고-전압 포펜셜 펄스를 생성하는 파워 공급기 유닛(14), 수술용 빔을 목표 영역에 가한 결과 분리된 피부 생성물을 흡입하기 위한 흡입 유닛 또는 흡입 장치(16)와 컨트롤 유닛(18)으로 구성된다. 하우징(20)으로 형성된 핸드피스 는 시술자의 손에 편하게 잡히도록 되어있다. 도 2에는 레이저 캐비티(22)가 하우징(20)의 내부에 제공된 것이 가장 잘 도시되어 있다. 수술용 레이저 조립체(24)는 레이저 캐비티내에 위치하고 액티브 레이저 엘리먼트 또는 로드(26), 여기 장치(28) 및 광학 공명기(30)로 구성된다. 수술용 레이저 엘리먼트를 여기하기 위해 채용된 여기 장치는 예를 들면 플래쉬 램프 또는 다이오드 레이저등 종래의 어떠한 여기 장치를 사용해도 좋다.
광학 공명기(30)는 고 반사용량을 갖는 미러(34)를 포함하고 레이저 엘리먼트의 후방에 위치한 미러(32)와, 레이저 엘리먼트의 전방에 위치하여 변동가능 포커싱 렌즈에 면하는 반-반사(semi-reflective) 동작 미러(34)를 포함한다. 광학 공명기의 미러는 레이저 로드(26)의 종축(A-A)과 수술용 레이저 빔과 동축적으로 배치된다. 하우징내에 적어도 부분적으로 위치한 포커싱 렌즈(36)는 전형적으로 컨트롤 유닛으로부터의 지령에 따른 마이크로모터에 의해 동작한다. 포커싱 렌즈(36)의 바람직한 위치는 수술전 또는 수술중에 의료인에 의해 수동으로 배열될 수 있다. 광학 공명기(30)는 레이저 빔을 정열하고 증폭하기 위해 채용되며, 반면에 포커싱 렌즈(36)는 빔을 목표 영역으로 향하게 한다. 여기 장치(28)로부터 수술용 레이저 엘리먼트(26)로의 광에너지의 효율적인 전달을 용이하게 하기 위해, 레이저 캐비티의 내부는 고반사율 재료로 덮인다.
냉각장치(38)가 하우징(20)내에 레이저 캐비티(22)의 후방에 제공된다. 냉각장치는 가스 냉매의 축방향 스트림을 생성하는 어떠한 형태의 공지된 것이라도 가능하다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 냉각장치는 하우징(20)의 내부에서 종방향으로 뻗어지는 공기 스트림을 형성하는 팬(38)이다. 냉각과정의 효율을 높이기 위해, 레이저 캐비티(22)의 외부는 바깥쪽으로 뻗은 복수의 리브(40)가 형성된다. 따라서, 팬이 구동하면, 축방향으로 향한 공기 스트림(B)은 리브(40)를 포함한 레이저 캐비티(22)의 외부로 불어 온도를 감소시킨다. 공기 스트림(B)은 핸드피스를 통과하는 동안 하우징의 구멍(도시안함)을 통해 포커싱 렌즈(36)의 외부로 향하게 되어, 렌즈가 수술시의 피부 생성물로 오염되는 것을 방지한다. 수술될 피부 영역에 도착하면, 공기 스트림(B)은 또한 수술 자리로부터의 피부 생성물의 제거를 용이하게 하여 시술자에게 나쁜 냄새가 나는 것을 방지한다.
본 발명의 엘리먼트를 종방향으로 배치한 것은 크기를 감소시키고 공기 냉매의 이동과 레이저 캐비티 및 핸드 피스 내부영역의 온도 감소를 용이하게 한다. 또한, 공기 냉각 시스템의 사용은 온도의 안정 및 특히 복수 열사이클링중 및 그 후의 레이저 캐비티의 다른 특성을 안정시킨다.
외과용 장치(10)는 표준 전기 공급기(42) 또는 한 세트의 배터리(44)를 통해 에너지를 받는다. 잠재적인 쇼크의 위험 특히 표준 전기 공급기로부터 배터리 유닛으로 스위칭할 때의 쇼크의 위험을 제거하기 위해, 파워 인터록 스위치가 제공될 수 있다.
파워 공급기 유닛(14)은 여기 장치에 또는 광 펄스로의 플래쉬 램프(28)에 의해 변환된 전기 전압 펄스를 생성한다. 레이저 캐비티(22)내에서, 레이저 로드(26)로 향한 후, 상기 광 펄스는 전압 펄스에 비해 짧은 방사 기간을 갖는 레이저 펄스로 전환된다. 레이저 조사선의 파장은 레이저 로드의 형태 또는 외과용 장치에 의해 사용된 액티브 엘리먼트에 의해 결정된다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, Er:YAG(어비움) 레이저가 액티브 엘리먼트 또는 외과용 장치의 레이저 로드(26)로 이용된다. 이 물질로 만들어진 레이저 로드는 물의 "비-투과 창"의 파장에 대응하는 전자기 에너지를 방사한다. 이 레이저의 파장은 2.94㎛이고 약 3㎛인 물의 최대 흡수 파장에 가깝다. 따라서, 이 파장의 수술용 레이저 빔에서, 그 에너지의 많은 양이 90퍼센트 까지의 물을 포함하는 수술되는 생체조직에 의해 흡수된다.
수술용 레이저의 액티브 엘리먼트로 사용되는 물질에 근본적으로 요구되는 것은, 그들 조사선의 파장이 스펙트럼의 "비-투과 창"에 속하는 것이다. 따라서, 본 발명의 액티브 엘리먼트의 레이저 매질은, 이 카테고리의 한 부분을 형성하는 이하의 물질의 그룹: Y3AL5O12:Nd(파장 1.33㎛); Gd3Ga5O12:Cr,Ce,Nd(파장 1.42㎛); MgF2:Co(파장 1.75㎛); BaYb2F8:Er(파장 2.0㎛); LiYF4:Er:Tm,Ho(파장 2.06㎛); Y3Sc2Al3O12:Cr,Er(파장 2.8㎛); (Y,Er)3Al5O12(파장 2.94㎛); HF-화학제품(파장 2.6-3.0㎛) 및 CO-가스(파장 5.0-6.0㎛)으로부터 선택될수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.
이 수술용 레이저 빔의 파장은 스펙트럼의 적외선 영역에 속하며 외과 시술자의 육안으로는 보이지 않는다. 이러한 점을 고려하면, 시술자는 핸드피스의 전단부에서 방사되는 수술용 레이저 빔을 관찰할 수 없다. 이는 외과적 치료에 있어서 안전성의 중대한 문제를 야기하는 실수를 일으키기 쉽다. 이러한 문제점을 제거하기 위해, 본 발명에서는 연속적이고 가시적인 가이드광 빔을 생성하는 가이드광 유닛(46)이 제공된다. 상기 가이드광 유닛은 He:Ne 레이저, 반도체 레이저, 발광 다이오드 또는 다른 적절한 가시 조사선원일 수 있다. 도 2에 도시된 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서는, 상기 가이드광 유닛(46)은 매우 낮은 파워의 연속적 레이저 빔을 생성하는 반도체 레이저이다. Er:YAG 레이저와는 다르게, 반도체 레이저는 가시 영역 스펙트럼의 빔을 방사한다. 가이드광 빔은 수술용 레이저 빔을 가하기 전에 가시 가능한 광의 스폿으로 수술용 레이저 빔의 초점을 나타내기 위해 채용된다. 즉, 수술용 빔은 가이드광 빔 스폿과 동일한 영역에 가해지게 된다. 따라서, 시술자는 가이드광 빔이 요구되는 위치에 나타난 후 수술용 레이저를 작동할 수 있다. 따라서, 연속적 가이드광 레이저 빔은 눈으로 볼수 없는 펄스 수술용 빔을 간단히 겨냥시키는 작용을 한다. 사용할 때, 수술용 레이저 뿐만아니라 가이드 레이저가 구동되면, 연속적 및 펄스 빔은 목표 영역으로 전송된다. 수술용 레이저는 가이드광 레이저의 이미지에 근거하여 목표 영역에 쉽게 집중될수 있다. 수술 자리에 모이는 분리된 피부 생성물은 최종적으로 흡입 유닛(16)에 의해 제거 처리된다.
도 2 및 도 2의 실시예에 있어서, 흡입 유닛은 핸드피스와 독립적인 장치이며 외과용 장치(14)의 파워 공급기 유닛(14)에서 에너지를 공급받도록 고안되었다. 그럼에도 불구하고, 흡입 유닛을 핸드피스의 한 부분으로 형성하는 것이 또한 고려되고 있다.
다른 실시예에 있어서, 냉각 장치가 핸드 피스의 외부에 위치할 수 있다. 예를 들면, 냉각장치는 냉각 공기의 스트림이 유연 파이프 또는 동일한 장치를 통해 핸드피스의 내부를 향해 흐르도록 파워 유닛과 결합될 수 있다.
도 2의 실시예의 동작에 있어서, 수술용 레이저를 여기시키기 위해, 고전압이 파워 공급기 유닛(14)내에서 발생되어 플래쉬 램프(28)에 공급된다. 레이저 캐비티(22)내에서, 플래쉬 램프로부터의 광 에너지의 전달은 고 반사율의 내부 표면에 의해 용이하게 된다. 플래쉬 램프(28)로부터의 에너지는 레이저 로드(26)의 매질에 의해 흡수되어, 레이저 매질내의 분자는 기저상태에서 여기 상태로 전환된다. 이들 분자들이 기저상태로 복귀함에 따라 그들은 특정 파장의 포톤을 방사한다. 광의 부분이 레이저 로드로부터 방출된다. 이 광은 미러(32,34)에 의해 로드로 되돌아 간다. 되돌아간 포톤은 여기 상태의 레이저 매질내의 분자와 반응하여 이들 분자들이 기저상태로 되돌아가서 그들이 특정 주파수의 포톤을 방사하도록 한다. 따라서, 방사된 포톤은 분자를 때리는 포톤과 위상이 같으며 원래 포톤과 방향이 같다. 수술용 레이저에 있어서, 미러(32,34) 사이를 이동하는 포톤은 특정 경로를 따르고, 따라서 포톤은 공통 주파수 및 위상에서 특정 모드로 공명한다. 결국, 미러(32,34) 사이의 광은 상당한 양이 반-반사 미러(34)를 통과하는 세기의 수준에 도달하여 포커싱 렌즈(36)에 의해 수술용 빔으로 환자의 피부의 목표 영역에 겨냥되어진다.
도 3은 외과용 레이저 장치가 두 개의 동작 캐비티로 형성된 본 발명의 실시예를 나타낸다. 보조 캐비티(17)가 전력 공급기 유닛(14)과 결합된다. 이 캐비티는 플래쉬 램프(28) 등의 여기 장치를 수용하고 활성화된 광 섬유(19)에 의해 주 레이저 캐비티(15)에 연결된다. 도 2의 실시예와 마찬가지로, 주 캐비티(15)는 액티브 엘리먼트 또느 레이저 로드(26) 및 두 개의 미러(32,34)를 갖는 광학 공명기가 수용된다. 동작시, 전력 공급기 유닛(14)에서 발생된 고전압이 보조 캐비티(17)에 공급되어 광 에너지의 임펄스를 생성한다. 이들 임펄스는 주 캐비티(15)내의 액티브 엘리먼트(26)로 활성화된 광 섬유(19)에 의해 전달된다.
도 3의 실시예에 있어서, 플래쉬 램프(28)에 에너지를 공급하는 고 전압 펄스는 핸드피스로 직접 전달되지는 않는다. 대신에, 상기 고전압 펄스는 핸드피스와 시술자에게서 떨어져 위치한 보조 캐비티(17)로 전달된다. 이는 시술자에게 전기 쇼크의 위험을 효과적으로 줄일수 있으므로 본 발명의 외과용 장치의 안전성을 크게 증가시킨다.
또한, 여기 장치 또는 플래쉬 램프(28)가 주 캐비티의 외부에 위치하기 때문에, 핸드피스의 중량이 크게 감소하여 시술자의 조작을 간단하게 한다.
도 2 및 도 3에는 수술동안 수술되는 조직으로부터 반사되는 조사선을 검지하기 위해 채용된 검지 장치 또는 검지기(48)에 의해 수술되는 조직의 조건이 검사되는 것이 잘 도시되어 있다. 검지기(48)의 주된 기능의 하나는 일반적으로 환자 피부상의 수술용 레이저 빔의 영향을 제어하는 것이고 특히 레이저 빔의 투과 깊이 및 표피의 증발 깊이를 제어하는 것이다. 각각의 경우에, 의사는 요구되는 결과를 얻기위해 레이저 조사선의 특정 특성을 설정한다. 수술용 빔의 미리 결정된 침투깊이 및/또는 증발되는 피부 층의 두께에 도달하면, 검지기(48)는 제어유닛(18)으로의 신호를 생성하고 결국 외과용 장치의 파워 유닛 또는 다른 유닛의 수정 신호를 생성한다. 동일한 신호가 미리 결정된 에너지 밀도의 레벨, 파워 밀도 또는 다른 수술용 빔의 특성에 도달할 때 생성될 수 있다. 이는 수술용 레이저 빔의 과도한 침투의 가능성 및/또는 인접한 건강한 피부의 손상을 방지하기 위해 필요로 한다. 환자의 피부로부터 반사된 광 조사선의 세기는 다음의 인자들: 질병의 형태 및 단계, 피부색, 환자의 일반적 상태, 수술되는 피부의 깊이 등에 의해 결정된다. 각각의 환자를 위해, 광학 조사선의 초기 수준을 고려할 때, 상기와 같은 세기 값은 본 발명의 외과용 장치에 의해 수술되는 피부 영역의 조건을 특정화한다. 검지기(48)는 다양한 포토센서티브 엘리먼트, 포토 레지스터, 포토다이오드 및 동일한 장치를 이용하여 만들어질수 있다. 포토센서티브 엘리먼트를 사용하여 검지기(48)를 형성하는 경우, 피부의 목표 영역에서 반사된 광은 포토센서티브 엘리먼트내에 그 음극을 향한 전자 흐름을 생성하여 전류 또는 제어 유닛(18)으로 보내지는 제어신호를 생성한다. 포토레지스터가 이용되는 경우, 검지기(48)의 전기 저항은 수술되는 조직으로부터 반사된 광의 세기 수준에 따라 변화하고 검지기(48)에 의해 수신된다. 제어유닛(18)으로의 신호는 이러한 저항에 기초한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예의 레이저 조립체의 일부를 개략적으로 나타낸 것으로, 특히 액티브 엘리먼트 부분 및 광학 공명기만이 핸드피스내에 위치한 주 캐비티(21)내에 위치하고 있다. 상기 장치를 수용하기 위해, 보조 캐비티(23)가 제공된다. 여기 장치(28) 및 액티브 엘리먼트의 제 1 또는 보조부분(25)이 보조 레이저 캐비티(23)내에 위치한다. 액티브 엘리먼트의 제 1 부분의 말단부(29)는 고 반사율의 미러(32)에 면하고, 반면에 액티브 엘리먼트의 제 1 부분의 인접 단부(31)는 광 가이드(41)의 단부(37)에 위치한다. 여기 장치(28)로부터 액티브 엘리먼트의 제 1 부분(25)으로의 효과적인 광 에너지의 전달을 용이하게 하기 위해, 보조 캐비티의 내부는 고 반사율 특성을 갖는 물질로 형성될 수 있다. 액티브 엘리먼트의 제 2 또는 동작부(27) 및 광학 공명기의 반-반사 미러(34)는 주 캐비티(21)내에 위치힌다. 액티브 엘리먼트의 제 2 부분(27)의 말단부(33) 및 제 1 부분의 인접 단부(31)는 섬유 광 가이드(41)에 의해 광학적으로 연결되어 있다. 액티브 엘리먼트의 근방에 위치한 광 가이드의 양 단부는 광학 공명기의 부분으로 만들어질수 있다. 이러한 관점에서, 보조 캐비티(32)내에 위치한 광 가이드의 단부(37)는, 제 1 부분(25)으로부터 액티브 엘리먼트의 제 2 부분(33)을 향한 레이저 조사선의 통과를 용이하게 하는 특성을 갖는 미러로 형성될 수 있다. 주 캐비티(21)로부터 요구되는 수술용 레이저 빔의 동작을 용이하게 하기 위해, 그 안에 위치한 광 가이드의 단부(39)는 액티브 엘리먼트의 제 2 부분(27)을 향한 조사선만의 통과를 가능하게 하는 미러로 형성될 수 있다. 도 3의 실시예에 대하여 설명한 바와같이, 시술자는 전기 쇼크의 위험성이 없고 중량이 크게 감소된 장치가 제공된다. 이는 특히 외과 수술이 길어지는 동안 본 발명의 중요한 이점이다.
보다 더 간단화된 외과용 레이저 장치의 실시예가 도 5 및 6에 잘 도시되어 있다. 도 5에는 헤어드리이어의 하우징과 유사한 핸드피스(112)가 수술용 펄스 레이저(122), 냉각팬(138) 및 광 가이드 장치(146)를 수용하고 있는 것이 도시되어 있다. 환자를 향한 축방향 공기 흐름을 제공하기 위해, 팬(138)은 수술용 레이저의 후방에 위치한다. 광 가이드 장치(146)의 두 개의 발광 다이오드(145,147)가 수술용 레이저와 포커싱 렌즈(136)사이의 하우징 안에 설치된다. 발광 다이오드는 포커싱 렌즈(136)의 초점면내의 그들의 광 가이드 빔(121,123)의 이미지 사이의 거리가 실질적으로 이 면내의 수술용 레이저(122)의 수술용 빔(127)의 스폿 직경과 같도록 배치된다. 따라서, 수술용 빔 스폿의 목표 영역은 가시가능한 광 가이드 빔의 이미지를 관찰함으로써 인식될 수 있다. 이 수술용 빔의 크기는 상기 가시가능한 이미지 사이의 거리를 변화시킴으로써 조정될 수 있다. 파워 공급기 유닛(114)은 레이저, 팬 및 광 가이드 장치 뿐만아니라 하우징의 외부체 위치한 흡입 유닛(116)에도 에너지를 공급한다. 안전의 이유를 위해, 모든 파워 공급 케이블은 접지 금속 호스로 둘러싸일수 있다. 수술용 레이저(122)의 펄스 속도 및 펄스 에너지는 파워 공급기 유닛(114)의 제어 패널로부터 지령을 생성함으로써 수동으로 설정된다. 전술한 실시예와 마찬가지로, 흡입 유닛(116)은 외과 수술동안 발행한 분리된 피부 입자 조각을 제거한다. 포커싱 렌즈(136)는 수정 유리로 만들어질수 있다.
도 6의 외과용 레이저 장치는 도 5의 장치와 동일하다. 그러나, 도 6에서는 여기 장치(135)가 핸드피스(112)의 외부에 위치하고 광 에너지의 임펄스가 광 가이드(137)에 의해 수술용 레이저(122)로 전달된다. 이러한 관점에서, 도 6의 장치는 도 3의 실시예와 동일한 방식으로 동작한다. 도 6의 변형된 실시예에서는 액티브 레이저 엘리먼트 또는 로드가 핸드피스(도 4 참조) 외부에 위치하는 것도 고려된다.
도 5 및 6에 도시된 실시예에 있어서, 포커싱 렌즈(136)는 수동으로 미리 결정된 길이로 이동한다. 이러한 이동 동안, 초점면내의 수술용 레이저 스폿의 크기를 결정하는 발광다이오드(145,147)에 의해 생성되는 이미지의 위치는, 자동으로 변화한다.
렌즈(136)의 동작이 수술용 빔의 축(A-A)에 실질적으로 수직한 경우, 일련의 레이저 빔 이미지가 초점면에 얻어진다. 예를 들면, 도 11은 정상적인 경우 이들 조건을 나타내고 도 12는 원통형 렌즈인 경우를 나타낸다.
포커싱 렌즈의 동작이 빔의 축에 평행한 방향인 경우, 보다 복잡한 이미지 패턴 즉 원형(도 13 참조), 나선형 패턴(도 14 참조)을 얻는 것이 가능하다.
수술의 형태에 따라, 포커싱 렌즈의 교체가 본 발명에서는 가능하다. 전형적으로 가장 적합한 렌즈는 수술용 레이저 빔의 축을 따라 원활하게 이동하는 광학 엘리먼트를 가져, 광학 엘리먼트가 미리 배치된 중간 위치에 고정될 수 있는 것이다. 이러한 관점에서, 도 7은 세 개의 그러한 중간 위치를 갖는 포커싱 렌즈(137)를 나타낸다.
초점 영역에서의 수술용 레이저 스폿의 크기는 제어유닛(18)으로부터의 신호에 따라 마이크로디바이스에 의해 조절될 수 있다. 이는 또한 시술자에 의해 수동으로 조절되거나 또는 미리 결정된 프로그램에 따라 조절될 수 있다. 따라서, 수술용 레이저 빔의 수술용 레이저 스폿의 크기는 포커싱 렌즈의 초점면에서 레이저 스폿의 불균일성이 받아들여질 때까지 조절될 수 있다.
도 8에 도시된 포커싱 렌즈는 직사각형 스트립 형태의 수술용 빔을 생성한다. 이는 반-원통형 렌즈(237)를 사용함으로써 이루어진다. 이 스트립의 형태의 요구되는 변화는 렌즈(237)를 미리 결정된 방식으로 회전 및 안내함으로써 제공된다.
도 9에 도시된 포커싱 렌즈(236)의 실시예는 본 발명이 집중된 수술용 빔의 이동의 궤적이 링형태가 되도록 한다. 이는 포커싱 렌즈(236)를 수술용 빔의 축(A-A)에서 일정 길이(C) 떨어진 축(B-B) 주위로 회전함으로써 이루어진다.
도 10의 실시예는 수술용 빔을 목표 영역상에 정확하게 초점을 맞추기 위한 보조 포커싱 렌즈를 나타낸다. 이를 위해, 초기에 레이저 조립체(222)를 렌즈(236,239) 및 미러(245,247)에 미리 결정된 조건으로 고정 부착하는 것이 바람직하다. 가시가능 가이드 광은 비가시의 수술용 레이저 빔과 미리 정렬되어야 한다. 이 경우, 수술되는 대상인 환자의 신체의 적어도 일부를 고정하는 것이 바람직하다. 이 일을 하기 위해 특별한 장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 외과용 장치는 물의 "비-투과 창"에 대응하는 파장의 전체 스펙트럼내에서 레이저 조사를 이용한다. 수술용 레이저 빔 스폿의 레이저 조사 밀도가 5-10J/㎠ 이고 수술용 레이저 빔의 직경이 3-10mm 에서, 본 발명의 수술용 레이저 빔의 침투 깊이는 10-20 미크론을 초과하지 않는다. 이는 약 0.001초의 매우 짧은 기간을 갖는 임펄스의 적용시 발생한다. 조직의 건조후, 수술용 레이저 빔의 스폿은 환자의 피부의 포피에서 국부적으로만 증발시킨다. 이는 깊이 뿐만아니라 수술영역을 둘러싼 건강한 표피 영역의 손상 위험성 없이 가능하다. 수술된 조직 영역은 수술용 레이저 빔을 피부 표면위에서 이동시킴으로써 증가될 수 있다. 수술용 빔의 생체 조직으로의 침투 깊이는 전자기 임펄스의 주파수를 변화시킴으로써 조절할 수 있다. 전형적으로, 30-60초의 지속기간을 갖는 동안 50-100 임펄스가 제공된다.
본 발명의 외과용 레이저 장치는 분산 적외선 레이저 방사에 의해 손상부의 살균을 위해 이용될 수 있다. 이 형태의 방사의 밀도는 정상적인 건강한 피부에는 손상을 주지 않는다. 그러나, 이러한 방사는 질병에 의해 손상된 피부 영역내의 포도상구균 콜로니를 제거한다.
본 발명의 외과용 레이저 장치의 광학 시스템은 또한 사용자가 레이저 포토코애귤레이션 및 암 종양의 절제를 포함하는 레이저 절개등이 뒤따르는 외과 수술을 할 수 있게 한다. 본 발명은 또한 한 번에 조직의 한 층을 증발시킴으로써 초기 종양의 제거를 용이하게 한다. 이 작업은 질병에 의해 감염된 피부의 각 부분에 미리 결정된 스폿 영역을 갖는 몇가지 레이저 임펄스를 가하여 실행된다. 이 시술은 피부위에 "피가 스면나올 때" 까지 계속되고 전형적으로 투약 치료가 뒤따른다.
적외선 조사에 의해 예를 들면 얼굴 주름 등을 치료하기 위해, 본 발명의 외과용 레이저 장치는 미리설정된 분산 조사 스캐닝 시스템과 조합하여 사용될 수 있다. 이 시술을 이용하기 위해, 미리 설정된 프로그램에 따라 빔 스캐닝 조건을 고정하면 편리하다(수술용 레이저 빔의 스폿 직경은 미리 결정된 방식으로 변화될 수 있고, 빔의 에너지 밀도는 변화 또는 일정할 수 있다. 도 15 참조).
본 발명의 집중된 레이저 조사선은 예를 들면 종기 또는 작은 혹의 절제 및 제거와 계속되는 절개부로의 의약의 도입 등의 국부적 외과수술을 하는데 이용될 수 있다.
이하의 실시예는 본 발명을 보다 완전히 이해할수 있도록 하기 위해 설명된다. 본 발명의 원리 및 실시를 설명하기 위해 도입된 특정 기술, 조건, 물질 및 결과는 예일 뿐이며 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 이해되서는 안된다.
실시예 1
Er:YAG 레이저가 여기 장치로 플래쉬 램프를 갖는 외과용 레이저 장치의 액티브 엘리먼트로 채용되었다. Er:YAG 액티브 엘리먼트는 두 개의 실질적으로 평탄한 공명기 미러 사이에 배치된다. 레이저 광선은 파장 2.94㎛ 펄스 지속기간 250±50 마이크로초, 1Hz 까지의 펄스 속도 및 2J 까지의 펄스 에너지로 발생된다.
수술용 레이저 빔의 형상은 포커싱 장치에 의해 조정된다. Er:YAG 레이저 빔이 스펙트럼의 적외선 영역에 속하기 때문에, 이는 시술자의 육안으로는 보이지 않는다. 환자의 피부위의 수술용 레이저 빔의 스폿의 크기 및 위치는 스펙트럼의 가시 영역내의 빔을 방사하는 가이드 반도체 레이저에 의해 생성되는 두 개의 가이드 광 빔의 도움으로 나타내어진다. 각 가이드 광 레이저 빔의 최대 직경은 약 2.0mm이다. 환자의 피부위의 두 개의 가이드 광 레이저 빔의 투사간의 거리는 동일 목표상의 Er:YAG 레이저의 스폿직경에 대응한다. 따라서, 환자의 피부상의 Er:YAG 레이저 빔의 위치 및 직경은 가이드 광 반도체 레이저에 의해 방사되는 두 개의 가이드 광 레이저 빔에 의해 결정된다. Er:YAG 레이저의 에너지 밀도는 1.0-10J/㎠ 의 범위내에서 조정가능하다. 수술동안 펌핑 에너지 수준이 거의 동일하다는 점을 고려하면, Er:YAG 레이저 빔의 크기가 작을수록 그 에너지 밀도는 높다. 환자의 피부위에 최소 집중 크기의 스폿의 Er:YAG 레이저 빔이 도달하면, 조직의 국부적 증발이 1.5mm까지의 깊이로 발생한다. 표피로부터의 가시가능한 증발은 Er:YAG 레이저의 에너지 밀도가 약 50J/㎠일 때 발생한다.
48명의 환자의 피부 질병에 대한 수술이 최대 에너지 밀도 50J/㎠인 Er:YAG 레이저를 사용하여 실행되었다. 그들 중 15명은 캔디로마스이고, 8명은 콜로이드 상처, 8명은 손 및 발의 사마귀, 10명은 하이퍼케라토스, 7명은 문신이 있는 환자이었다. 질병 또는 피부 결함의 형태에 따라, 수술은 각각 3-20 펄스로 6-10회 시술했다.
이들 회수동안, Er:YAG 레이저 스폿의 직경은 3-5mm이었다. 코애귤레이션 정도의 조절은 "피가 스며나오는" 증상이 나타날때까지 실행되었다. 그 결과, 이와같은 레이저 빔의 환자 피부로의 적용은 주변의 혈액 양에 변화를 가져오지 않았고 질병이 다시 나타나는 재발도 없었다.
실시예 2
실시예 1과 다르게, 실시예 2의 레이저 장치에서는 두 개의 동작 캐비티가 제공된다. 제 1 캐비티 내에서, 전기 펄스는 광 펄스로 변환된다. 상기 광 펌핑 펄스는 제 2 캐비티내의 광학적 광 가이드를 통해 수신되고, 거기에서 광 펄스는 레이저 빔으로 변환된다. 제 1 캐비티는 환자 및 의료인으로부터 멀리 떨어진 파워 공급기 유닛에 위치한다. 제 2 캐비티는 외과용 장치의 핸드피스내에 위치한다. 이 실시예에서, 동작 캐비티의 다른 세트가 제 1 캐비티가 여기 장치 및 수술용 레이저 로드의 일부를 수용하고, 반면에 레이저 로드의 주요 부분은 제 2 캐비티내에 위치하도록 하는 방식으로 형성될수 있다. 또한 캐비티는 광학적 파이버 광 가이드에 의해 서로 연결된다. 제 2 캐비티내에서 수신된 레이저 펄스는 광학적 광 가이드내의 손실을 최소화하는 상기 펌핑 파장의 펄스이다. 제 2 캐비티내에서 생성된 레이저 펄스는 요구되는 파장 예를 들면 2.94㎛의 레이저 조사 빔으로 변환된다.

Claims (20)

  1. 생체 조직을 증발시키기 위한 외과용 레이저 장치에 있어서,
    물의 최고 흡수에 대응하는 미리 결정된 파장을 갖는 수술용 빔을 생성하는 수술용 레이저 조립체;
    수술되는 생체 조직의 조건을 상기 생체 조직으로부터 반사되는 신호를 수집 조사하여 검사하고 제어 신호를 생성하는 검사 장치; 및
    상기 수술용 빔의 특성을 상기 제어 신호에 기초하여 제어 및 조정하여 상기 생체 조직의 증발 깊이가 15-20 미크론을 초과하지 않도록 제어하는 제어유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 외과용 레이저 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 수술용 빔을 상기 수술되는 생체 조직에 집중시키 위한 포커싱 장치, 상기 수술용 빔을 수술되는 상기 생체 조직에 겨냥시키기 위한 가이드광을 생성하는 가이드광 유닛, 및 적어도 상기 수술용 레이저 조립체를 냉각하기 위한 냉각 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 외과용 레이저 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 수술되는 조직으로부터 분리된 조직 생성물을 제거하기 위한 흡입 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 외과용 레이저 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 수술용 레이저 조립체는 상기 수술용 빔을 방사하는 적어도 하나의 수술용 레이저 엘리먼트와 상기 수술용 레이저 엘리먼트를 여기하기 위한 여기 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 외과용 레이저 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    시술자의 손에 간편하게 위치되도록 된 핸드피스를 더 포함하고, 상기 핸드피스는 내부 및 외부 부분을 구비하며, 상기 포커싱 장치와 상기 수술용 레이저 조립체의 적어도 일부는 상기 핸드피스의 내부 부분에 위치하는 것을 특징으로 하는 외과용 레이저 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 가이드 광 유닛과 상기 냉각 유닛의 적어도 부분은 상기 핸드피스의 내부에 위치하는 것을 특징으로 하는 외과용 레이저 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 냉각유닛은 상기 핸드피스의 상기 내부 부분을 종방향으로 뻗는 공기 스트림을 생성하는 팬이고, 수술용 레이저 조립체의 적어도 일부는 상기 공기 스트림내에 위치하여 효과적으로 냉각되는 것을 특징으로 하는 외과용 레이저 장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 여기 장치는 상기 핸드피스 외부에 위치하고 상기 수술용 레이저 엘리먼트에 적어도 하나의 광 파이버에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 외과용 레이저 장치.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 수술용 레이저 엘리먼트는 동작 및 보조부로 구성되고, 상기 동작부는 상기 핸드피스내에 위치하고, 상기 보조부 및 상기 여기 장치는 상기 핸드피스 외부에 위치하고, 상기 수술용 레이저 엘리먼트의 상기 동작부 및 보조부는 적어도 하나의 섬유로 이루어진 광 가이드를 통해 연결되는 것을 특징으로 하는 외과용 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 검지장치가 포토 엘리먼트, 포터 레지스터 및 포토 다이오드로 이루어진 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 외과용 레이저 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 수술용 빔의 파장이 2.9 내지 3.0 미크론 인 것을 특징으로 하는 외과용 레이저 장치.
  12. 제 4 항에 있어서,
    상기 수술용 레이저 엘리먼트가 Er:YAG 레이저 로드인 것을 특징으로 하는 외과용 레이저 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 수술용 레이저 엘리먼트에 의해 방사되는 상기 수술용 레이저 빔의 파장이, 1.25-1.40; 1.7-2.1; 2.5-3.1 및 5.5-7.5로 이루어진 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 외과용 레이저 장치.
  14. 제 4 항에 있어서,
    상기 수술용 레이저 엘리먼트의 레이저 매질이, Y3AL5O12:Nd; Gd3Ga5O12:Cr,Ce,Nd; MgF2:Co; BaYb2F8:Er; LiYF4:Er:Tm,Ho; Y3Sc2Al3O12:Cr,Er; (Y,Er)3Al5O12; HF(화학제품) 및 CO(가스)로 이루어진 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 외과용 레이저 장치.
  15. 제 2 항에 있어서,
    상기 가이드광 유닛은 연속적인 저파워 빔을 제공하고, He:Ne 레이저, 반도체 레이저 및 발광 다이오드로 이루어진 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 외과용 레이저 장치.
  16. 제 4 항에 있어서,
    상기 여기장치는 플래쉬 램프 및 다이오드 레이저로 이루어진 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 외과용 레이저 장치.
  17. 생체 조직을 증발시키기 위한 외과용 레이저 장치에 있어서,
    내부 및 외부를 구비한 하우징;
    수술용 빔을 생성하는 수술용 레이저 조립체의 적어도 일부를 수용하는 레이저 캐비티;
    냉각용 공기 스트림을 생성하는 팬;
    상기 수술용 빔을 수술되는 생체 조직에 집중시키기 위한 포커싱 장치; 및
    상기 수술용 빔을 겨냥시키기 위한 가이드 광 유닛을 포함하고,
    상기 레이저 캐비티, 상기 냉각 장치의 적어도 일부, 상기 포커싱 장치 및 상기 가이드광 유닛은 상기 하우징의 내부에 상기 냉각장치의 상기 부분이 상기 레이저 캐비티의 후방에 배치되고 상기 가이드광 유닛은 상기 포커싱 장치에 면하는 상기 레이저 캐비티의 전방에 위치하도록 배치되어, 상기 가스 냉매 스트림이 상기 하우징의 상기 내부를 흘러 적어도 상기 레이저 캐비티를 냉각하는 것을 특징으로 하는 외과용 레이저 장치.
  18. 생체조직을 외과적으로 증발시키는 방법에 있어서,
    (a) 물의 최고 흡수 파장에 대응되는 미리 결정된 파장을 갖는 수술용 레이저 빔을 생성하고;
    (b) 상기 생체조직으로부터 반사되는 방사 신호를 수신하여 조사함으로써 수술될 생체조직의 조건을 검사하고;
    (c) 상기 수술용 빔의 특성을 상기 제어신호에 근거하여 제어 및 조정하여, 상기 생체 조직의 증발깊이가 15-20 미크론을 넘지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 생체조직을 증발시키는 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 수술용 레이저 엘리먼트에 의해 방사되는 상기 수술용 빔의 파장이 1.25-1.40; 1.7-2.1; 2.5-3.1 및 5.5-7.5로 이루어진 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 수술용 레이저 엘리먼트의 레이저 매질이, Y3AL5O12:Nd; Gd3Ga5O12:Cr,Ce,Nd; MgF2:Co; BaYb2F8:Er; LiYF4:Er:Tm, Ho; Y3Sc2Al3O12:Cr,Er; (Y,Er)3Al5O12; HF(화학제품) 및 CO(가스)로 이루어진 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
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