KR20050089309A - 연조직의 치료를 위한 연속 펌핑된 이중파장 고체 레이저장치 - Google Patents

연조직의 치료를 위한 연속 펌핑된 이중파장 고체 레이저장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20050089309A
KR20050089309A KR1020040014645A KR20040014645A KR20050089309A KR 20050089309 A KR20050089309 A KR 20050089309A KR 1020040014645 A KR1020040014645 A KR 1020040014645A KR 20040014645 A KR20040014645 A KR 20040014645A KR 20050089309 A KR20050089309 A KR 20050089309A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
laser
light
tissue
wavelength
harmonic
Prior art date
Application number
KR1020040014645A
Other languages
English (en)
Inventor
정재성
Original Assignee
정재성
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 정재성 filed Critical 정재성
Priority to KR1020040014645A priority Critical patent/KR20050089309A/ko
Publication of KR20050089309A publication Critical patent/KR20050089309A/ko

Links

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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/0007—Applications not otherwise provided for
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
    • H01S3/16—Solid materials
    • H01S3/163—Solid materials characterised by a crystal matrix
    • H01S3/164—Solid materials characterised by a crystal matrix garnet
    • H01S3/1643—YAG
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
    • H01S3/20—Liquids
    • H01S3/207—Liquids including a chelate, e.g. including atoms or ions, e.g. Nd
    • 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
    • A61B2018/00315—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body for treatment of particular body parts
    • A61B2018/00547—Prostate
    • 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
    • A61B2018/00571—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body for achieving a particular surgical effect
    • A61B2018/00577—Ablation
    • 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
    • A61B2018/00571—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body for achieving a particular surgical effect
    • A61B2018/00589—Coagulation
    • 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
    • A61B2018/00571—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body for achieving a particular surgical effect
    • A61B2018/00607—Coagulation and cutting with the same instrument

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Laser Surgery Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 고출력의 이중파장 연속펌핑된 고체 레이저를 이용하여 인간의 연조직을 치료 및 기화시키는 방법에 관한 것으로, 기본 파장의 근적외선광과 2차 고조파 가시선광 모두를 동시에 방사하는 연속 펌핑된 이중파장 고체 레이저를 제공하는 단계와 1kHz 이상의 펄스 반복율로 상기 레이저를 변조시키기 위해 Q-스위치 메커니즘을 이용하는 단계를 포함하며, 레이저광은 광섬유에 의해 레이저 시스템으로부터 목표 조직으로 전달되는 것을 특징으로 하는 연조직의 치료를 위한 연속 펌핑된 이중파장 고체 레이저 장치에 관한 것이다.
따라서, 본 발명의 이중파장 레이저는 킬로Hz의 펄스열 형태로 고출력의 2차 고조파 가시광과 중저 출력의 기본 적외광을 동시에 생성할 수 있으며, 레이저 전립선절제술의 경우, 전립선 공동에 대한 고효율의 제거 및 기화가 가능하고, 응고된 전립선 조직은 녹색 레이저 광자를 더 효율적으로 흡수할 수 있으며, 이에 따라 공동 효율을 향상시키고 수술 시간을 단축시킬 수 있는 것이다.

Description

연조직의 치료를 위한 연속 펌핑된 이중파장 고체 레이저 장치{CONTINUOUS-PUMPED DUAL-WAVELENGTH SOLID-STATE LASER APPARATUS FOR TREATMENT OF SOFT TISSUE}
본 발명은 일반적으로 인간의 연조직에 대한 연속 펌핑 및 Q-스위치 고체 레이저 치료에 관한 것으로서, 구체적으로는 고출력 레이저를 이용한 전립선절제술(prostatectomy)에 관한 것이다.
빈뇨, 배뇨곤란 및 불완전 배뇨는 전립선비대증(BPH: Benign Prostatic Hyperplasia)이 원인이 될 수 있고, 이러한 전립선비대증에 대한 외과적 수술치료의 "가장 좋은 지표"는 폐색된 전립선 조직의 전기 수술적 경요도 절제술이었다.
상기 경요도 전립선 절제술(TURP)은 이 수술법이 도입된 이후 50년 동안, 전립선비대증에 대한 외과수술적 치료법으로 매우 광범위하게 이용되어 왔으며, 경요도 전립선 절제술의 시술 동안, 방광은 비전도성의 등삼투압 용액으로 계속해서 관주해 주어야 수술 부위가 혈액에 의해 폐색되는 것을 막을 수 있으며, 수액 흡수의 유해 효과를 최소화할 수 있게 된다. 환자는 상당한 양의 혈액을 잃을 수 있으며 관주액은 수술 동안 개방형 전립선 정동맥에 강제 주입될 수 있기 때문에 경요도 전립선 절제술는 몇가지 합병증을 유발시킨다. 또한, 전립선비대증이 있는 환자는 나이가 많은 경우가 많고, 대부분 의학적 위험을 증가시키는 주요한 의학적 병태를 이미 적어도 한 가지 이상 가지고 있다. 경요도 전립선 절제술가 많이 이용되고 있고 가장 좋은 지표로서 관심을 가짐에도 불구하고, 경요도 전립선 절제술은 비용이 많이 들고, 몇 가지 병태와 관련된다는 문제점이 있다.
반면, 상기와 같은 경요도 전립선 절제술을 대체할 수 있는 의학적 및 병적 외과수술 치료법에 대한 연구가 활발하게 시작되어 왔으며, 레이저 전립선절제술은 가장 유망한 외과수술적 치료법들 중 하나이다. 이러한 치료법들 중에서, Nd:YAG 레이저 전립선절제술이 먼저 도입되었으며, Nd:YAG 레이저 전립선절제술은 지혈성이 우수하다는 장점을 가지고 있지만, 레이저 제거의 효율성이 낮고 외과수술과 관련하여 배뇨곤란이 빈번하다는 문제점이 발생하였다.
다음으로 Ho:YAG 레이저 전립선절제술이 도입되었으며, Ho:YAG 레이저 전립선절제술의 임상학적 결과는 경요도 전립선 절제술에 비견할만 하지만, 응고층이 얕기 때문에 지혈성이 떨어지고, 합병증 발병률이 높다는 문제점이 발생하였다.
또한, 고출력 KTP 레이저 또는 주파수 배가의 Nd:YAG 레이저는 1990년대 후반에 BPH의 치료를 위해 도입되었다. KTP 레이저 전립선절제술은 일반적인 경요도 전립선 절제술와 다른 레이저 전립선절제술이 갖는 것 이상의 많은 이점을 가지고 있으며, 고출력의 녹색광 레이저의 경우 제거 및 기화가 더 효과적이고, 외과수술 시간이 더 짧고, 합병증 발병률도 크게 감소된다. 그러나, 수술하는 동안 출혈이 생기는 경우가 발생하였으며, 의사들은 출혈을 멈추고 응고 효과를 증가시키기 위해서는 Nd:YAG 레이저로 교체하여야 하는 번거로움이 있었다.
한편, 미국특허 제6,554,824호에는, 레이저 전립선절제술을 위한 주파수를 배가한(frequency-doubled) Nd:YAG 레이저, 또는 통상적으로 KTP 레이저라 불리는 레이저에 대하여 개시되어 있다. 532nm의 파장에서, 헤모글로빈은 매우 강한 흡수력을 갖지만, 물은 거의 투명하다. 고출력 KTP 레이저광이 섬유 전달방식이며 경요도적 시술방식을 이용하여 전립선 결석에 초점을 맞추어 집광하게 되면, 강한 광학적 흡수에 의해 1-2mm만 조직을 관통하게 되고, 작은 부피의 조직에 열이 집중되며, 온도는 신속하게 100℃ 이상으로 상승하게 되고, 세포의 물을 기화시킴으로써, 효과적으로 조직을 제거시키게 된다. 532nm 파장에서의 강한 흡수력 때문에, 얕은 응고 깊이를 가지게 되며 그 결과 지혈성이 약하게 된다. 양호한 무혈성의 외과적 수술을 하기 위해, 맬럭(Malek) 등의 문헌에 의하면 KTP 레이저 제거 이후에 혈관의 응고를 위하여 1064nm의 Nd:YAG 레이저로 2명의 환자를 치료했다고 되어 있다. 미국특허 제6,554,824호에서는 매크로펄스 모드에서 동작되어야 하는 레이저는 0.1 내지 500 밀리초 사이의 펄스 구간을 가지며 펄스 주파수는 1 내지 500Hz의 사이가 된다고 강조한다.
또한, 미국특허 제6,413,267호에 의하면, 레이저 치료를 위해 자유공간 근적외선 레이저 및 가시선 레이저가 사용되었다. 근적외선 및 가시선에 대한 레이저 치료방식상의 효과는 상이하기 때문에, 1차 레이저 치료 효과를 얻기 위해 먼저 근적외선 레이저가 조직을 조명하고, 다음으로 2차 레이저 치료 효과를 위해 가시선 레이저가 조직을 조명한다. 레이저 조명 처리는 자동으로 모니터링 및 제어된다. 레이저의 기능은, 그것이 근적외선이든 가시선이든, 레이저 제거 및 레이저 응고를 위한 것은 아니다.
목표 조직에서의 온도가 60℃를 초과하게 되면, 조직 "응고"(tissue coagulation)와 함께 단백질 변성이 일어나고, 온도가 100℃ 이상으로 상승하게 되면, 세포내의 수분은 비등하여 기화하기 시작한다. 이러한 조직의 기화(evaporation)는 잔해의 레이저 플럼(laser plume)으로서 목표 조직으로부터 조직을 절제하기 때문에 제거(ablation)라고 부른다. 레이저 전립선절제술의 경우, 근적외선의 1064nm Nd:YAG 레이저가 응고 및 무혈적 외과수술에 적합하고, 532nm의 녹색광 레이저가 레이저 기화 및 제거에 적합하다고 알려져 있다. 레이저 조직 상호작용의 경우, 조직의 광학적 흡수계수 μa(cm-1)는 입자밀도 ρ(cm-3)와 흡수 단면적 σa(cm2)의 항으로 정의될 수 있다.
μa = ρσa
응고된 조직은 응고되지 않은 조직보다 밀도가 더 높다. 이것은 응고된 조직이 더 높은 흡수계수 μa를 갖는다는 것을 의미한다. 1064nm의 근적외선에서, 뮬러(Muller) 등에 의한 실험은 전립선 조직의 광학적 흡수계수가 응고되지 않은 상태에 해당하는 0.3(cm-1)로부터 응고된 상태에 해당하는 4(cm-1)까지 증가하는 것을 증명한다. 그리고 응고된 전립선 조직의 흡수계수는 더 짧은 파장에서 크게 증가한다. 고출력의 레이저는 침습적 효과를 갖지만, 저출력의 레이저는 응고 효과를 갖는다. 응고 효과를 증가시키기 위해 중저의 출력(mid-low power)을 갖는 레이저를 이용함으로써, 녹색광 레이저 또는 가시광 레이저빔이 응고된 조직에 의해 더 효율적으로 흡수될 수 있는 것이다.
하지만, 레이저 전립선절제술을 위한 1064nm의 근적외선 레이저와 532nm의 가시선 레이저의 양자의 이점을 취하기 위해서는, 레이저 기화 및 제거에 대한 높은 효율성을 얻도록 상기 양 파장을 이용하면서 외과수술을 더 지혈적으로 하는 방법 및 장치를 제공할 필요가 있는 것이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 레이저 전립선절제술을 위한 1064nm의 근적외선 레이저와 532nm의 가시선 레이저의 양자의 이점을 취하기 위하여, 레이저 기화 및 제거에 대한 높은 효율성을 얻도록 상기 양 파장을 이용하면서 외과수술을 더 지혈적으로 하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 본 발명의 기술적 과제로 한다.
본 발명은 고출력의 이중파장 연속펌핑된 고체 레이저를 이용하여 인간의 연조직을 치료 및 기화시키는 방법에 관한 것으로, 기본 파장의 근적외선광과 2차 고조파 가시선광 모두를 동시에 방사하는 연속 펌핑된 이중파장 고체 레이저를 제공하는 단계와 1kHz 이상의 펄스 반복율로 상기 레이저를 변조시키기 위해 Q-스위치 메커니즘을 이용하는 단계를 포함하며, 레이저광은 광섬유에 의해 레이저 시스템으로부터 목표 조직으로 전달되는 것을 특징으로 하는 연조직의 치료를 위한 연속 펌핑된 이중파장 고체 레이저 장치에 관한 것이다.
이하 본 발명에 따른 실시예를 개시한다.
본 발명의 제1 실시예에서는, 출력 커플러(output coupler)의 적외선 전송(infrared transmission)을 선택함으로써, 1064nm의 1차 적외광과 2차 고조파 녹색광이 모두 레이저 출력에서 생성된다. 표준의 주파수 배가 녹색광 Nd:YAG 레이저에 있어서, 출력 커플러는 레이저 캐비티에 대향하는 면이 1064nm파장의 고반사율(R > 99.9%)로 그리고 532nm파장의 고전송율로 코팅되고, 다른 쪽 면은 532nm파장의 반사방지율로 코팅된다. 이중파장 레이저는 레이저 캐비티에 대향하는 면을 1064nm의 제한된 반사율(R > 95%, R < 99.6%)과 532nm의 고전송율로 코팅하고 다른 쪽 면에 대해서는 532nm와 1064nm의 반사방지율로 코팅함으로써 출력 커플러를 대신한다. 100와트에 근접하거나 이 값을 넘는 인트라캐비티(intracavity) 기본 출력을 갖는 고출력 레이저 캐비티의 경우, 출력 커플러는 대략 5 내지 30와트에 40와트가 넘는 2차 고주파 녹색 레이저 출력을 갖는 기본 파장 레이저 출력의 누출이 발생된다. 근적외선 및 녹색광 레이저빔 모두는 광출력을 전립선 조직으로 전달하는 광섬유에 결합된다.
본 발명의 제 2 실시예로서, 이중파장 레이저는 2개 이상의 개별 레이저의 조합이다. 각각의 레이저 출력은 광섬유가 결합된 출력을 가지며, 모든 출력은 더 높은 레이저 출력을 생성하기 위해 광섬유 결합기에 의해 결합된다. 각각의 레이저는 이중파장이 가능하고, 일부는 근적외선 파장, 일부는 2차 고조파 녹색광 파장이 가능하다.
본 발명의 제 3 실시예로서, 이중파장 레이저는 2개 이상의 개별 레이저의 조합이다. 각각의 레이저 출력은 자유공간 출력을 가지며, 모든 출력은 더 높은 레이저 출력을 생성하기 위해 광커플러에 의해 광섬유에 결합된다. 각각의 레이저는 이중파장이 가능하고, 일부는 근적외선 파장, 일부는 2차 고조파 녹색광 파장이 가능하다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 다이오드 레이저가 연속 펌핑된 Q-스위치 인트라캐비티의 주파수 배가된 이중파장 레이저(20)의 개략도이며, 이 레이저(20)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 레이저 헤드(21)와 레이저 콘트롤러(10)를 구비한다. 이 레이저 콘트롤러(10)는 제대 케이블(umbilical cable)을 통해 레이저 헤드(21)를 연결함으로써, 펌프 헤드(23)에 DC 구동전류를 제공하고 레이저 헤드내의 Q-스위치(50)에 변조된 RF 출력을 제공한다. 레이저 냉각 및 온도 제어 시스템은 도시되어 있지 않다. 레이저 헤드(21)는 다이오드 레이저가 연속 펌핑된 펌프 헤드(23)(예컨대, Nd:YAG), 적외선 캐비티 미러(24)(HR 1064nm) 및 적외선/가시선 캐비티 미러(25)(HR 1064nm/532nm), 적외선 폴딩 미러(26)(HR 1064nm), 및 출력 커플러(한 면은 1064nm의 전송율과 523nm의 HT로 코팅되고, 다른 쪽 면은 1064nm/532nm로 AR 코팅됨). 음향-광학적 Q-스위치(50)는 미러 중에서 캐비티 미러(24)의 부근에 위치한다. 2차 고조파 발생기 SHG(40)는 다른 미러인 캐비티 미러(25)의 부근에 위치한다. SHG(40)의 양면은 적외선(1064nm)과 가시선(532nm)의 파장으로 반사방지 코팅되어 있다. SHG(40)는 기본광(예컨대, 1064nm)을 2차 고조파광(예컨대, 532nm)으로 변환시킨다. 레이저 캐비티 적외선빔 경로(30)는 캐비티 미러(24)에서 캐비티 미러(25)까지이며, 가시선 및 적외선빔 경로(32)는 캐비티 미러(25)로부터 출력 커플러(27)까지이다. 출력 커플러(27)는 SHG(50)에 대향하는 면이 1064nm의 저전송율(T < 5%, T > 0.4%)과 532nm의 고전송율(T > 98%)로 코팅되고, 그 반대쪽 면이 1064nm와 532nm로 반사방지 코팅되어 있기 때문에, 출력빔(32)은 532nm와 1064nm 파장의 레이저빔으로 구성된다. 출력 커플러(27)의 1064nm의 부분 반사는 1064nm 빔(34), 누출 인트라캐비티 빔(31)을 생성한다. 이 빔(34)은 빔 차단기(60)에 의해 차단된다. 이중파장 출력빔(32)은 렌즈(70)에 의해 집광되고 광섬유(80)에 결합되는데, 이 광섬유의 한쪽 끝이 섬유 마운트(71)에 의해 장착된다. 렌즈(70)와 섬유 마운트(71)가 결합된 것을 섬유 커플러라 한다. 광섬유(80)의 다른쪽 끝은 출력부(90)이며, 이 출력부는 레이저 전립선절제술을 위한 내시경 또는 방광경의 안쪽에 있게 된다.
본 발명에서, SHG(40)의 바람직한 결정(crystal)은 LBO이며, I형의 위상매칭이나 II형의 위상매칭을 위해 커팅될 수 있다. SHG(40)는 가열을 위한 오븐이나 냉각을 위한 냉각장치에 의해 온도가 조절되는 것이 일반적이다. SHG(40)의 소정의 LBO 결정에 대해, 적외선으로부터 가시선으로의 변환 효율은 SHG(40) 내의 적외선 레이저 피크출력 밀도와 위상매칭 조건에 의해 결정된다.
도 2는 다른 레이저 전립선절제술을 위한 전립선(101)의 전립선 공동과 응고를 나타낸다. 종래의 중저 출력의 근적외선 Nd:YAG 레이저에 의한 수술(110)에서, 응고 효과는 레이저와 조직의 상호작용에 의한 주요 효과이다. 응고 깊이(112)는 깊지만, 공동(111)에 대한 레이저 제거 효과는 매우 약하다. 깊은 응고는 혈관의 출혈을 막는다. 종래의 고출력 주파수 배가된 녹색광 Nd:YAG 레이저(또는 KTP 레이저) 수술(120)에서, 공동(121)에 대한 레이저 제거 및 기화가 지배적인 효과를 갖지만, 레이저 응고 효과는 약하다. 응고 깊이(122)는 대략 1-2mm이다. 응고 깊이(122)가 얕기 때문에 출혈을 방지할 수 없는 경우가 있다. 본 발명에서는, 고출력의 주파수 배가된 녹색 Nd:YAG 레이저광 및 중저 출력의 근적외선 Nd:YAG 레이저광이 수술(130)에 이용된다. 고출력의 녹색 레이저 광자는 전립선 조직을 효과적으로 제거시키고 기화시켜, 대규모의 공동(131)을 형성하고, 중저 출력의 근적외선 레이저는 전립선 조직 응고 깊이(132)를 향상시킨다. 응고된 조직은 녹색광 레이저 흡수계수도 증가시킨다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예이다. 고체 레이저 시스템은 레이저 헤드, 레이저 콘트롤러 및 냉각/온도 제어장치를 구비한다. 본 실시예에서는 2개 이상의 고체 시스템이 이용된다. 각각의 개별적인 고체 레이저 시스템(201, 202, 203)은 각각 광섬유가 결합된 출력(211, 212, 213)을 갖는다. 이들 모든 출력(211, 212, 213)은 더 높은 레이저 출력(90)을 생성하기 위해 광섬유 결합기(220)와 광섬유(80)의 출력단부에 결합된다. 각각의 레이저는 이중파장이 가능하고, 일부는 근적외선 파장, 일부는 2차 고조파 녹색광 파장이 가능하다.
도 4는 본 발명의 제 3 실시예이다. 본 실시예에서는 2개 이상의 고체 시스템이 이용된다. 각각의 개별적인 고체 레이저 시스템(301, 302, 303)은 각각 자유공간 출력(331, 332, 333)을 갖는다. 이들 모든 출력(331, 332, 333)은 각각 미러쌍(311/321, 312/322, 313/323)에 의해 집광 렌즈(70)로 방향이 설정되어 있으며, 이들 레이저 빔을 섬유 마운트(71)상에 장착된 광섬유(80)에 결합시킨다. 각각의 레이저는 이중파장이 가능하고, 일부는 근적외선 파장, 일부는 2차 고조파 녹색 파장이 가능하다.
도 5는 레이저 전립선절제술을 위한 레이저 펄스열이다. 응고된 조직이 2차 고조파 녹색광 흡수계수를 증가시킨다는 사실 때문에, 레이저는 펄스 반복율 f로서, 임의의 시간에서의 온-오프 모드(400) 또는 연속 모드(410)에서 동작이 가능하다. 온-오프 모드(400)의 경우, 레이저는 시간 t0에서 레이저 펄스(401)를 생성하기 시작하고, 시간 t1에서 오프 모드(402)로 전환한 이후, 시간 t2에서 오프 모드(404)에 해당하는 시간 t3이 될 때까지 온 모드(403)로 되고, 시간 t4에서 다시 온 모드(405)로 된다. 시간 t0과 t1, t1과 t2, t2와 t3, t3과 t4간의 구간은 수술적 필요에 의해 임의로 결정이 가능하다. 이들 구간의 시간범위는 밀리초 이하단위에서 분단위까지 가능하다. 본 발명에서는, 레이저의 온-오프가 레이저 헤드내의 Q-스위치에 의해 제어된다. 1차 펄스 억제의 메커니즘은 레이저가 온-오프 모드에서 동작할 때 레이저의 광학적 손상을 방지한다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 레이저 전립선절제술을 위한 고출력 이중파장 레이저 장치는 종래기술에서 설명한 Nd:YAG, Ho:YAG 또는 KTP 레이저 전립선절제술에 비해 출혈을 개선하여 수술을 지혈적으로 할 수 있게 하고, 응고 효과를 갖는 근적외선 레이저는 2차 고조파 녹색광의 광학적 흡수계수를 증가시킬 수 있으며, 레이저 제거 및 기화의 효율성을 향상시킬 수 있는 것이다.
도 1은 다이오드 레이저가 연속 펌핑된 Q-스위치 인트라캐비티의 주파수 배가된 이중파장 레이저의 개략도.
도 2는 다른 레이저 전립선절제술을 위한 전립선의 전립선 공동(cavitation) 및 응고를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 제 3 실시예를 나타내는 도면.
도 5는 레이저 전립선절제술을 위한 레이저 펄스열을 나타내는 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호설명 *
10 : 레이저 콘트롤러 20 : 이중파장 레이저
21 : 레이저 헤드 23 : 펌프 헤드
24, 25 : 캐비티 미러 26 : 적외선 폴딩 미러
27 : 출력커플러 50 : Q-스위치
60 : 빔 차단기 70 : 렌즈
71 : 섬유 마운트 80 : 광섬유
90 : 출력부

Claims (29)

  1. 레이저 전립선절제술을 위한 고출력의 고체 레이저를 채택하는 방법에 있어서,
    기본 파장의 근적외선광과 2차 고조파 가시선광 모두를 동시에 방사하는 연속 펌핑된 이중파장 고체 레이저를 제공하는 단계와;
    1kHz 이상의 펄스 반복율로 상기 레이저를 변조시키기 위해 Q-스위치 메커니즘을 이용하는 단계를 포함하며,
    레이저광은 광섬유에 의해 레이저 시스템으로부터 목표 조직으로 전달되는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 중저 출력의 근적외선광은 광밀도가 전립선 조직을 응고시키기에 충분히 높지만 조직을 기화시킬 정도로 너무 높지 않으며, 고출력의 가시선광의 광밀도는 응고된 조직을 기화시키기에 충분히 높은 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 레이저는 다이오드 레이저로 연속 펌핑되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 레이저는 양 파장에 해당하는 Q-스위치 광 펄스를 방사하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 레이저 펄스는 1kHz 이상의 반복율을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 레이저는 어떠한 시간 단위에서도 연속 모드 또는 온-오프 모드에서 동작 가능하며, 상기 온-오프 모드는 레이저 캐비티내의 Q-스위치에 의해 제어되고, 1차 펄스 억제 메커니즘은 레이저의 발생 가능한 광학적 손상을 방지하기 위해 상기 온-오프 모드에서 작용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 녹색광은 인트라캐비티 2차 고조파 발생기 LBO 결정에 의해 생성되며, 이 결정은 온도가 조절되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 레이저의 활성 매질은 Nd:YAG인 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 레이저 전립선절제술을 위한 고출력의 고체 레이저를 채택하는 방법에 있어서,
    기본 파장의 근적외선광과 2차 고조파 가시선광 모두를 동시에 방사하는 연속 펌핑된 이중파장 고체 레이저를 제공하는 단계로서, 중저 출력의 근적외선광은 광밀도가 전립선 조직을 응고시키기에 충분히 높지만 조직을 기화시킬 정도로 너무 높지 않으며, 고출력의 가시선광은 광밀도가 응고된 조직을 기화시키기에 충분히 높고;
    1kHz 이상의 펄스 반복율로 상기 레이저를 변조시키기 위해 Q-스위치 메커니즘을 이용하는 단계를 포함하며,
    레이저광은 광섬유에 의해 레이저 시스템으로부터 목표 조직으로 전달되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 레이저의 매질은 Nd:YAG이고, 아크 램프에 의해 연속 펌핑되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 레이저는 어떠한 시간 단위에서도 연속 모드 또는 온-오프 모드에서 동작 가능하며, 상기 온-오프 모드는 레이저 캐비티내의 Q-스위치 및/또는 아크 램프 구동전류에 의해 제어되고, 1차 펄스 억제 메커니즘은 레이저의 발생 가능한 광학적 손상을 방지하기 위해 상기 온-오프 모드에서 작용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제9항에 있어서, 녹색광은 레이저 헤드내의 2차 고조파 발생기에 의해 생성되며, 2차 고조파 결정 LBO 또는 KTP는 온도가 조절되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 레이저 전립선절제술을 위한 고출력의 고체 레이저를 채택하는 방법에 있어서,
    기본 파장의 근적외선광과 2차 고조파 가시선광 모두를 동시에 방사하는 연속 펌핑된 이중파장 고체 레이저를 제공하는 단계로서, 중저 출력의 근적외선광은 광밀도가 전립선 조직을 응고시키기에 충분히 높지만 조직을 기화시킬 정도로는 너무 높지 않으며, 고출력의 가시선광은 광밀도가 응고된 조직을 기화시키기에 충분히 높고;
    1kHz 이상의 펄스 반복율로 상기 레이저를 변조시키기 위해 Q-스위치 메커니즘을 이용하는 단계를 포함하며,
    레이저광은 광섬유에 의해 레이저 시스템으로부터 목표 조직으로 전달되는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 기본 파장 레이저 출력과 2차 고조파 레이저 출력간의 비율은 2차 고조파 발생기의 위상매칭 조건을 변화시킴으로써 조정이 가능한 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 레이저 전립선절제술을 위한 고출력의 고체 레이저를 채택하는 방법에 있어서,
    기본 파장의 근적외선광과 2차 고조파 가시선광 모두를 동시에 방사하는 연속 펌핑된 이중파장 고체 레이저를 제공하는 단계로서, 중저 출력의 근적외선광은 광밀도가 전립선 조직을 응고시키기에 충분히 높지만 조직을 기화시킬 정도로는 너무 높지 않으며, 고출력의 가시선광은 광밀도가 응고된 조직을 기화시키기에 충분히 높고;
    1kHz 이상의 펄스 반복율로 상기 레이저를 변조시키기 위해 Q-스위치 메커니즘을 이용하는 단계를 포함하며,
    레이저광은 광섬유에 의해 레이저 시스템으로부터 목표 조직으로 전달되는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 레이저의 매질은 이중파장 출력을 생성하기 위하여 Nd:YLF 또는 Nd:YVO4인 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 레이저 전립선절제술을 위한 고출력의 고체 레이저를 채택하는 방법에 있어서,
    기본 파장의 근적외선광과 2차 고조파 가시선광 모두를 방사하는 연속 펌핑된 이중파장 고체 레이저를 제공하는 단계와;
    1kHz 이상의 펄스 반복율로 상기 레이저를 변조시키기 위해 Q-스위치 메커니즘을 이용하는 단계를 포함하며,
    레이저광은 광섬유에 의해 레이저 시스템으로부터 목표 조직으로 전달되는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제17항에 있어서, 2개 이상의 개별 레이저를 구비하며, 이들 각각의 레이저는 광섬유가 결합된 출력을 가지고, 이들 모든 레이저는 광섬유를 통해 더 높은 레이저 출력 전송율을 생성하기 위해 광섬유 결합기에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제17항에 있어서, 각각의 개별적인 레이저는 이중파장을 생성하며, 하나 이상의 개별 레이저는 기본 파장을 생성하고, 하나 이상의 개별 레이저는 2차 고조파 파장을 생성하거나 이들 파장의 조합이 가능한 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제17항에 있어서, 각각의 레이저는 킬로Hz의 Q-스위칭 모드에서 동작하는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 레이저 전립선절제술을 위한 고출력의 고체 레이저를 채택하는 방법에 있어서,
    기본 파장의 근적외선광과 2차 고조파 가시선광 모두를 방사하는 연속 펌핑된 이중파장 고체 레이저를 제공하는 단계와;
    1kHz 이상의 펄스 반복율로 상기 레이저를 변조시키기 위해 Q-스위치 메커니즘을 이용하는 단계를 포함하며,
    레이저광은 광섬유에 의해 레이저 시스템으로부터 목표 조직으로 전달되는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제21항에 있어서, 2개 이상의 개별 레이저를 구비하며, 이들 각각의 레이저는 자유공간 출력을 가지고, 이들 모든 레이저는 광섬유를 통해 더 높은 레이저 출력 전송율을 생성하기 위해 광섬유 결합기에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제21항에 있어서, 각각의 개별적인 레이저는 이중파장을 생성하며, 하나 이상의 개별 레이저는 기본 파장을 생성하고, 하나 이상의 개별 레이저는 2차 고조파 파장을 생성하거나 이들 파장의 조합이 가능한 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 연조직을 제거하고 응고시키기 위해 레이저 내시경 수술을 위한 고출력의 고체 레이저를 채택하는 방법에 있어서,
    기본 파장의 근적외선광과 2차 고조파 가시선광 모두를 동시에 방사하는 연속 펌핑된 이중파장 고체 레이저를 제공하는 단계와;
    펄스 모드에서 상기 레이저를 변조시키기 위해 Q-스위치 메커니즘을 이용하는 단계를 포함하며,
    레이저광은 광섬유에 의해 레이저 시스템으로부터 목표 조직으로 전달되는 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 제24항에 있어서, 중저 출력의 근적외선광은 광밀도가 인간의 연조직을 응고시키기에 충분히 높지만 조직을 기화시킬 정도로 너무 높지 않으며, 고출력의 가시선광의 광밀도는 응고된 조직을 기화시키기에 충분히 높은 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 제24항에 있어서, 근적외선 파장의 레어저 조직 응고는 가시선 파장 레이저의 광학적 흡수계수를 증가시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 제24항에 있어서, 중저 출력의 근적외선 레이저는 지혈 상태를 개선하기 위해 조직을 응고시키고, 고출력의 가시선 레이저는 조직을 제거하기 위해 조직을 박리시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  28. 제24항에 있어서, 상기 레이저는 양 파장에 해당하는 Q-스위치 광 펄스를 방사하는 것을 특징으로 하는 방법.
  29. 제24항에 있어서, 상기 레이저는 어떠한 시간 단위에서도 연속 모드 또는 온-오프 모드에서 동작 가능한 것을 특징으로 하는 방법.
KR1020040014645A 2004-03-04 2004-03-04 연조직의 치료를 위한 연속 펌핑된 이중파장 고체 레이저장치 KR20050089309A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040014645A KR20050089309A (ko) 2004-03-04 2004-03-04 연조직의 치료를 위한 연속 펌핑된 이중파장 고체 레이저장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040014645A KR20050089309A (ko) 2004-03-04 2004-03-04 연조직의 치료를 위한 연속 펌핑된 이중파장 고체 레이저장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20050089309A true KR20050089309A (ko) 2005-09-08

Family

ID=37271732

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020040014645A KR20050089309A (ko) 2004-03-04 2004-03-04 연조직의 치료를 위한 연속 펌핑된 이중파장 고체 레이저장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20050089309A (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101046493B1 (ko) * 2006-03-20 2011-07-04 세람옵텍 인더스트리스, 인크. 양성 전립선 비대증 치료 장치 및 치료 방법
CN109602491A (zh) * 2018-12-19 2019-04-12 威海威高激光医疗设备股份有限公司 前列腺激光切除用双波长高功率手术仪

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101046493B1 (ko) * 2006-03-20 2011-07-04 세람옵텍 인더스트리스, 인크. 양성 전립선 비대증 치료 장치 및 치료 방법
CN109602491A (zh) * 2018-12-19 2019-04-12 威海威高激光医疗设备股份有限公司 前列腺激光切除用双波长高功率手术仪

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1349509B1 (en) Laser treatment of soft tissue
US10653482B2 (en) System for vaporization of tissue
US20080086118A1 (en) Apparatus and method for diode-pumped laser ablation of soft tissue
US11316318B2 (en) Dual wavelength surgical laser system
US8137340B2 (en) Apparatus and method for soft tissue ablation employing high power diode-pumped laser
Zarrabi et al. The evolution of lasers in urology
US7063694B2 (en) Method and system for photoselective vaporization for gynecological treatments
US20050256513A1 (en) Method and system for vaporization of tissue using direct visualization
CN1891173A (zh) 双波长连续泵浦的固定激光软组织治疗仪和方法
Frank et al. Comparative investigations of the effects of the neodymium: YAG laser at 1.06 microns and 1.32 microns on tissue
Sutton Power sources in endoscopic surgery
CN210056216U (zh) 前列腺激光切除用双波长高功率手术仪
KR20050089309A (ko) 연조직의 치료를 위한 연속 펌핑된 이중파장 고체 레이저장치
CN109602491A (zh) 前列腺激光切除用双波长高功率手术仪
RU2694126C1 (ru) Хирургическая лазерная система
Colt Basic principles of medical lasers
Frank et al. Comparative investigation of tissue reaction with 1.06 µm and 1.32 µm Nd: YAG laser radiation
ANGERPOINTNER The Editorial Board of Progress in Pediatric Surgery expresses its thanks to Professor Hecker by dedicating this volume to him on his 65th birthday, wishing him many happy and active years crowned with the success we have come to asso-ciate with his name.
Tayani et al. Laser applications in oculoplastic surgery and their postoperative complications
Denardo et al. Lasers in dermatology: a technical and clinical review

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application
J201 Request for trial against refusal decision
J501 Disposition of invalidation of trial