KR960014023B1 - 레이저광의 조사장치 - Google Patents

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Abstract

내용없음.

Description

레이저광의 조사장치.
본 발명은 레이저광의 조사장치, 예컨대 인체 등의 동물조직에 대해 레이저 광을 조사하여 그 조직의 절개, 증산(蒸散) 또는 온열치로 등을 행하는 경우와, 생체조직의 협애로(狹隘路) 예컨대, 인체의 혈관내의 콜레스테롤에 기인하는 협착부(狹窄部)를 확대시키는 경우 등에 사용하는 레이저광의 조사장치에 관한 것이다.
종래의 기술
레이저광의 조사에 의해서, 동물의 절개 등을 행하는 것은 지혈성이 우수하기 때문에 최근 범용되고 있다. 이 경우, 옛날에는, 광섬유의 선단으로부터 레이저광을 출사하는 것이 행해지고 있었지만, 부재의 손상이 심한 등의 이유로 인하여 최근에는 레이저광을 광섬유에 전달한 후에, 그의 선단전방에 배치한 출사프로브에 레이저광을 입광시켜, 프로브를 동물조직(이하, 단순히 조직이라고도 한다)에 접촉시키면서 또는 접촉 시키지 않고서 프로브의 표면으로부터 레이저광을 출사시켜, 이것을 조직에 레이저광을 조사하는 출사프로브를 사용하는 것이 행해지고 있다.
본 발명자는 각종의 출사프로브를 개발하여 광범위하게 범용되고 있다. 이러한 출사프로브를 사용하는 경우에, 종래 그 프로브의 뒷면(입사면)과 사이를 두고서 광섬유의 선단을 위치시키고 있고, 상기 입사면은 레이저광의 에너지가 높으므로, 이것을 냉각하여 프로브의 손상을 방지하기 위하여, 또는 그 입사면과 광섬유 선단의 사이에 수술에 수반하는 예컨대, 조직편 및 혈액이 역류하는 것을 방지하기 위하여, 광섬유와 이것을 지지하는 호울더와의 간격으로부터 상기 이간간격부에 생리식염수 및 청정공기를 공급하고 있었다.
한편, 본 발명자는 일본국 특허출원 소 63-171688호로서 혈관의 콜레스테롤에 기인하는 협착부에 대해 레이저광에 의해 소실(燒失)시키는 레이저치료 장치를 제한하였다. 이것은, 종래에 협착부에 대해 열선프로부에 의해 소실시키는 경우에 있어서는, 열선 프로브의 전체가 가열되기 때문에 협착부 이외의 정상혈관부를 손상시키는 일이 있는 점을 감안하여, 레이저광의 출사프로브를 혈관내의 협착부 앞쪽에 위치시킨 상태에서 오로지 전방의 협착부에 표적을 정하여 레이저광을 조사시켜, 정상 혈관부의 손상을 방지하고자 하는 것이다. 한편, 최근에 암에 대한 국소온열요법(局所溫熱療法, 레이저서미어)가 주목되고 있다. 이 방법은 레이저광을 암조직에 대해 10~25분간 조사하는 것에 의해 그 암조직을 약 42~44℃로 유지하여 피사시키는 것이다.
이 방법의 유효성은 일본 레이저학회지 제6호 3권(1986년 1월), 71~76페이지 347~350 페이지에 본 발명자들이 보고한 바 있다. 또한, 레이저 광화학요법(PDT법)도 주목되고 있다. 이 방법은 헤마트 폴피린유도체(HpD)를 정맥주사하여, 약 48시간 후에 아르곤 레이저 혹은 아르곤 색소레이저의 약한 레이저광을 조사하면, 상기 HpD가 일차항산소(一次項酸素)를 발생하여 강력한 제암작용을 나타내는 것을 1987년 미국의 더하티(Doughrty)들이 발표하여 주목된 것이며, 그후에 일본 레이저학회지 제6호 3권(1986년 1월), 113~116 페이지 기재의 보고 등, 수많은 연구가 발표되어 있다. 이 경우에, 광반응제로서 페오포바이드 a(Pheophobide a)를 사용하는 것이 알려져 있다, 또한, 최근에는 레이저광으로서 YAG 레이저를 사용하는 것도 행해지고 있다. 이와 같은 치료를 할 때, 중요한 것은 레이저광이 암조직에 대해 균일하게 조사되고, 특히 온열국소요법의 경우에는 균일하게 조직이 가온되는 것이다. 게다가, 이러한 균일가열을 위해, 본 발명자는 일본국 특허공개 소63-216579호에 있어서, 레이저광의 출사체를 복수개 설치하고, 각 레이저광의 출사체에 대해 입사하는 레이저광량의 조절장치를 개시하였다. 그러나, 광섬유로부터 직접 또는 출사프로브를 통하여 레이저광을 조사하는 경우, 조직에 입사되는 레이저광량은 광섬유 또는 콘탁트프로브의 중심부가 크고, 주변부로 감에 따라 작게 된다.
예컨데, 한 개의 출사프로브(P)를 사용하여 조직(M)에 대해 레이저광을 조사하는 경우에 있어서 온도분포를 조사하면, 제28도와 같은 소위 칼루시안 분포를 나타낸다. 이 온도분포를 레이저광량을 높이면, 거의 유사형을 갖고서 크게 되지만, 레이저광량을 과도하게 높이면, 온도분포의 피크부에 있어서 조직의 손상이 크게 되므로 레이저광 출력의 조절에 의해 조사영역을 맺히는 것에는 한도가 있다.
이와 같이, 레이저광의 균일조사, 특히 넓은 범위에 걸쳐서 균일하게 조사하는 것은 매우 곤란하고, 따라서 어느 선택된 레이저광의 출력하에 있는 조직범위를 여러횟수로 나누어 조사를 행하지 않으면 안되며, 수술의 신속성이 떨어지는 것이었다. 이 때문에, 레이저광의 출사체 소위 프로브를 복수개 설치하여, 각 프로브로부터 동시에 레이저광을 조사하는 것이 고려되어, 전술한 바와 같이 본 발명자는 일본국 특허공개 소 63-216579호에 제안하였다. 그러나, 레이저광의 출사프로브를 복수개 설치하면, 조직에 균일하게 또한 광범위하게 레이저광을 조사하는 것이 어느정도 가능하지만, 레이저광의 출사프로브를 복수개 필요로 하고, 따라서 각 브로브가 조직표면에 균일하게 접촉하지 않는한, 균일한 온도분포가 얻어지지 않는다. 그런데, 균일하게 각 프로브를 조직표면에 접촉시키기 위해서는, 각 브로브의 정확한 위치결정을 필요로 하기 때문에 수술의 신속성이 떨어진다. 게다가, 광섬유와 프로브가 1대1로써 설치되므로, 전체로서의 직경이 큰 것으로 되어 좁은 관로(管路), 예컨대 혈관내에 대한 카테테르(Catheter)용에는 도저히 사용할 수 없다.
한편, 혈관내의 협착부를 태워서 개구(開口)하는 소위, 안디오 플라스티의 경우, 전술한 바와 같이 본 발명자는 종래의 열선프로브에 대체하여 레이저광의 조사프로브를 사용하는 것을 앞서 제안하였다. 이 경우, 프로브를 혈관내에 삽입할 때에는 이미 혈관내에 삽입한 가요성 가이드와이어에 잇따라서 삽입하도록 하고 있다. 게다가, 동제안의 구체예로서, 가이드와이어는 레어저광의 조사에 의해 그의 손상을 방지하기 위해, 프로브의 축중심으로부터 편재하여 배설되어 있다. 그러나, 프로브의 축중심에 대해 가이드와이어가 편재하고 있으면, 제29도로부터 용이하게 판명할 수 있는 바와 같이, 프로브(P)를 보낼 때, 혈관(BV)의 굴곡부분에 있어서, 프로브(P)를 혈관(BV)의 자연스러운 굴곡에 대향하여 밀어넣는 것으로 되어, 혈관(BV)의 굴곡부분을 부자연스러운 것으로 만들고, 이 상태에서 대상의 협착부(m) 위치에 있어서 레이저광을 조사하면, 협착부(m) 이외의 정상혈관(BV)을 레이저광에 의해 뚫어서 구멍[소위, 퍼포레이션(*)]이 나버릴 위험성이 있다. 게다가, 이러한 프로브로부터의 레이저광의 조사에너지분포는 제27도에 나타내는 앞서의 온도분포와 마찬가지로 중심부가 크고, 주변부가 작다. 따라서, 협착부의 중심부는 태워진다고 해고 협착부(m)의 내벽부분은 태워지지 않는 불완전한 상태로 남아 있는 것이 대부분이다.
그래서, 주변부까지 완전하게 태우고자 하여 레이저광의 출력을 높이면, 혈관이 굴곡으로 인하여 프로브의 중심전방에 혈관이 있는 경우, 혈관에 구멍이 나버릴 위험성이 있다.
한편, 종래와 같이 프로브의 뒷면과 광섬유의 선단면에 사이를 두게하는 한, 다음의 문제가 있다.
(1) 광섬유의 선단면이 프로브의 뒷면에 입사할 때, 그의 입사면에 있어서 발열을 일으키므로 상기와 같이 냉각매체를 공급하는 것이 필수로 되고, 이로인한 부속기기를 필요로 하여, 원가가 올라가는 원인으로 되어 짐과 동시에 냉각매체의 통로를 확보하지 않으면 안되고, 설계의 자유도를 제한하며, 게다가 냉각매체의 체내로의 유출로 인해, 인체의 무익한 부담을 강요하는 것으로도 된다.
(2) 광섬유의 선단으로부터 프로브의 뒷면에 입사하기까지의 간격에 있어서, 레이저광의 출력이 손실되어 그 만큼 레이저 발생장치로서 대형의 것이 필요하게 된다.
(3) 냉각매체는, 상기와 같이 광섬유의 선단면과 프로브의 뒷면을 세척하기 위해서도 사용되지만, 그 세척효과는 충분하지 않아서 오염으로 인한 손실을 완전하게 방지할 수는 없다.
그래서, 본 발명의 주요한 목적은 조직에 대해 균일하게 또한 필요에 따라 광범위하게 레이저광을 조사할 수 있음과 동시에, 조사장치로서 소형화를 달성할 수 있는 레이저의 조사장치를 제공하는데 있다. 다른 목적은 가이드와 이어 및 온도검출도선을 프로브와 동일 축으로할 수 있는 레이저광의 조사장치를 제공하는데 있다. 게다가, 레이저광의 출력 손실이 매우 작게 되고, 또한 냉각매체의 공급이 불필요한 레이저광의 조사 장치를 제공하는데 있다.
발명의 개시
본 발명는 레이저광 발생기로부터 레이저광을 전파하는 복수개의 광섬유과, 적어도 그의 선단이 코어로서 노출하고 이러한 각 코어부가 크래드재료(Clad 材料)에 의해 일체적으로 피복되어 그 크래드재료가 레이저광의 출사체로 되어있다. 따라서, 광섬유의 선단으로부터 출사하는 레이저광은 직접 크래드재료 중에 입사된다. 그 결과, 광섬유의 출사단(出射端)과 크래드 재료의 입사단(入射端) 사이에 있어서, 레이저광의 출력 손실이 전혀없게 되고 저출력의 레이저 발생기를 사용하는 것으로서 충분하게 되어 원가가 낮아진다. 또한, 광섬유의 선단은 크래드재료 중에 매설되어 있으므로, 종래와 같은 레이저광의 광학적 접속간격에서의 조직편 및 혈액에 의한 오염손실이 없고, 또한 크래드 재료의 입사면의 발열이 없으므로 냉각매체를 공급할 필요가 없다.
그 결과, 상기의 문제가 한번에 해소된다. 또한, 출사되는 레이저광의 분포를 적절히 편평하게 하기 위해서는, 레이저광 발생기로부터 레이저광을 전파하는 4가닥 이상의 광섬유와, 적어도 그의 선단이 코어로서 노출하고 이러한 코어부가 크래드재료에 의해 일체적으로 피복되어 그 크래드재료가 레이저광의 출사체로 되며, 상기 각 광섬유의 기단측(基端側)은 광섬유가 선단의 배열상태와는 다른 상태로 배열되어 있는 것이 바람직하다. 게다가, 본 발명에서는 광섬유가 레이저광의 출사체에 복수개 매설하여 설치된다. 그 결과, 각 광섬유에 대해 레이저광을 입사하는 경우, 프로브 선단으로부터의 레이저광의 에너지분포는 각 광섬유마다 그의 배설중심축을 피크로 하는 분포를 나타내지만, 전체로서 본 경우에, 제1도와 같이 넓은 범위에 걸쳐 균일한 출력분포를 나타낸다. 또한, 후술하는 바람직한 실시예에 나타나는 바와 같이, 광섬유가 꼬거나 또는 비틀게 함으로서 입사면에 있어서의 광섬유 배열과 출사면에 있어서의 배열을 달리해 놓으면, 예컨대 각 광섬유군에 대해 공통적으로 칼루시안 분포를 갖고 레이저광을 입사시킨다. 하더라도, 출사체로부터 출사하는 레이저광의 출력분포는 꼬이거나 또는 비틀림에 수반하는 레이저광로(Laser光路)의 램덤화에 의해, 제1도와 같이 편평하게 된다. 한편, 안디오 플라스티의 경우, 종래에 혈관내의 중심부가 주로 태워지기 쉬웠던 것에대해 본 발명에 의하면, 출사체 주위로부터도 충분한 레이저광량을 갖고 출사하도록 되기 때문에, 혈관 내벽부까지 확실히 태울 수 있다. 또한, 역으로 혈관내부벽부까지 확실히 태울 수 있으므로, 출사에너지로서 종래예보다 저에너지로써 충분하고, 혈관이 굴록하여 있는 경우에 과도의 레이저광 출력을 부여하는 것에 의한 혈관의 퍼포레이션(Perforation)을 방지할 수 있다.
한편, 온열요법의 경우에는 광범위하게 조직을 균일 가열할 수 있으므로, 시술횟수가 적게되어 신속한 수술을 행할 수 있다. 또한, 대상조직의 중심의 조직손상이 없게 된다. 한편, 출사체의 중심에 투공을 형성하면, 그 투공부분으로부터 레이저광의 출사가 없게 되므로 균일출사에 적합하게 됨과 동시에, 그 투공을 통하여 가이드와이어를 삽입할 수 있다. 안디오 플라스티의 경우에 있어서, 가이드와이어가 프로브의 중심에 있으면, 가이드와이어를 통해 출사체(프로브)를 밀어넣을 때, 출사체를 항상 형관의 중심에 위치시킬 수 있어(제22도 참조), 혈관을 부자연스럽게 굴곡해 버리는 일이 없게됨과 동시에 레이저광의 조사에 의해 혈관을 뚫어서 구멍이 나버릴 위험성이 해소된다. 출사체의 중심 또는 적합한 위치에 투공을 형성하는 것은, 온열요법의경우에도 유효하게 작용한다. 즉, 투공을 통해 열전대(熱電對) 등의 온도검출도선을 삽입할 수 있고, 이 열전대 선단을 조사대상조직 중심에 찔러넣거나 또는 조직표면에 접촉할 수 있으며, 그 중심온도를 검출하면서 온열요법을 행할 수 있다.
종래, 이러한 종류의 경우에 프로브의 측면을 에워쌓여 열전대를 배설하고, 조사대상조직의 중심으로부터 편재한 부분의 온도를 검출하면서 치료를 행하지 않을 수 없었던 것에 비교하여, 정밀한 온도관리 하에서 온열요법을 행할 수 있다. 게다가, 광섬유 및 프로브가 한쌍으로 된 것을 여러개 사용하는 것은 아니고, 한 개의 프로부에 대해 복수개의 광섬유를 사용함으로, 장치전체로서 소형의 것으로 되어 좁은 체강(體腔)내에 용이하게 삽입할 수 있다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하, 본 발명을 여러 가지 구체예를 열거하여 더욱 상세하게 설명하였다.
제1도~제3도는 예컨대, 내시경에 부설되는 출사장치를 나타내었다. 제1실시예를 나타낸 것으로써 복수개, 바람직하기로는 4가닥이상, 특히 바람직하기로는 10가달 이상의 광섬유에 의해 경계를 명확히 판명하는 일은 불가능하지만, 레이저 도광부(X) 및 레이저 출사부(Y)가 형성되어 있다. 이 구조를 설명하는 경우에, 그 제조방법으로부터 앞서 설명한 방법이 보다 명확하게 된다고 생각된다. 즉, 우선 제4도와 같이 필요한 가닥수의 코어(1a) 및 크래드(1b)를 갖는 원강섬유(原光纖維, 1)들을 준비한다. 그다음, 기단측(*)을 램덤하게 꼬이게 한다.
이렇게 램덤하게 꼬은 상태에서 그 기부측(X)을 크래드의 용융온도 근방, 또는 그 용융온도보다 높고 또한 코어(1a)의 용융온도보다 낮은 온도로 승온시켜 크래드(1b)를 용융시키고, 당초의 크래드(1b)들의 군으로부터 변화되어 이루어져서, 제5와 같이 일체화된 크래드(10b)로 하며, 이 크래드(10b) 중에 꼬인 코어(1a)군을 내포시킨다. 한편, 선단측(y)에 있어서는, 각 원광섬유(1)를 꼬지 않고 평행하게 기단측보다 조잡한 상태로써 배열하여 용융하고 있는 레이저광이 투과가능한 크래드재료 중에 있는 깊이까지 침적한다.
이로인해, 그 크래드재료의 온도에 의해 각 광섬유(1)들의 크래드(1b)들을 용융시켜, 크래드(1b)를 크래드 재료와 일체화 시킨다. 이 경우의 크래드 재료의 승온온도로서는, 코어(1a)를 구성하는 용융온도보다 낮게하고, 크래드(1b)의 용융온도와 동일하든가, 높은 온도로 한다. 또한, 재질적으로는 크래드(1b)와 크래드재료와는 동일계열, 예컨대 동일의 석영 또는 용융점이 다른 석영으로 할 수 있다. 이 경우, 코어(1a)의 재질도 동일계열, 예컨데 석영으로 하는 것이 바람직하다. 이로써, 크래드재료[용융한 크래드(1b)를 포함하지만 경계가 명확하지 않기 때문에 도시하지 않는다](10a) 중에 다수의 코어(1a)들이 정렬한 출사체(20)가 형성된다. 출사체(20)의 형상은 크래드재료를 수용하는 통형상에 의해 결정할 수 있다. 제1도와 같은 출사체(20)의 뒷부분에 세경부(細徑部)를 갖는 경우, 그 세경(細徑)에 대응한 내경을 갖는 덮개에 따라 형상을 규제할 수 있다. 이와 같이 구성된 레이저광조사장치에 있어서는 레이저 발생기(2)로부터의 레이저 광을 입사렌즈(3)를 통과하여, 꼬인 코어(1a)군의 기단(基端)으로부터 입사한다. 레이저광은 코어(1a) 내부를 전파하여 그 선단으로부터 출사하고, 게다가 출사체(20)의 크래드재료(10a) 중을 통과하여, 출사체(20)의 선단으로부터 대상조직(M)에 조사된다.
이 경우에 있어서, 꼬인 코어(1a)군의 기단으로부터 레이저광을 입사할 때, 칼루시안 분포를 나타내지만, 코어(1a)군의 꼬임에 의해서 예컨대, 중심부에 위치하여 있던 코어(1a)가 출사체(20)중에 있어서는 주변부에, 주변부에 위치하여 있던 코어(1a)가 중심부에 각각 위치하는 등 램덤화 되므로, 결과적으로 출사체(20)로부터는 제1도와 같이 균일한 출력분포를 나타내도록 한다.
상기 출사체(20)의 선단면은 벗겨져 있지만, 제2도의, 가상선에서 나타내는 바와 같이 선단의 출사면에 후술의 표면층(21) 또는 산란층을 형성 할 수 있다.
선단면이 벗져진 경우에, 주로 조직의 응고용 또는 가온용에 사용되지만, 표면층(21)이 형성되어 있는 경우에는 주로 조직의 증산용에 사용된다. 게다가, 상기 레이저 도광부(X)를 플라스틱 등의 보호튜우브(4)에 의해 피복할 수 있다.
본 발명은 각종 형상의 출사체를 포함한다. 예컨대, 제6도와 같이 선단이 편평하게된 원주상 출사체(20a), 제7도 및 제8도와 같이 나이프 형상의 편평출사체(20b), 제9도와 같이 낫 형상의 편평출사체(20c), 제14~제17도와 같이 가위형상의 출사체(20d), 제18도~제21도와 같이 끝형상의 출사체(20e) 등을 열거할 수 있다. 제6도의 출사체(20a)는 제1도의 출사체(20)와 마찬가지로 조직의 응고 또는 가온용, 혹은 증산용에 사용된다. 제7도 및 제8도의 출사체(20b)는 광섬유의 코어를 거의 직선적으로 배열한 것이며, 외과용으로서 조직의 증산 또는 절개에 사용된다. 그 나이프면(제8도의 테이퍼면)에 상기 표면층을 형성해도 좋다. 5a는 핸들이다. 제9도의 출사체(20c)도 주로 외과용으로서 증산 또는 절개용에 사용된다.
제14도의 출사체(20d)는 한쌍으로 되어 대향하여 있고, 돌기조직에 대하여 출사체(20d)등을 끼우도록 하여 배치하며, 그 출사면 형상이 제15도와 같이 편평하고 피복이 안된 면일때는 주로 응고용으로, 제16도와 같이 둥글고 그의 출사표면에 후술과 같은 표면층을 갖을때는 주로 증산용으로, 또한 제17도와 같이 앞이 가늘며 그의 테이퍼면에 표면층을 갖을때는 주로 절개용으로 각각 사용할 수 있다. 5c는 복원기능(復元機能)을 갖는 파지핸들이다.
제18도~제21도의 끝형상(20e)은 그의 축중심 방향으로 누름으로써 혈관내의 종양을 절제하는 경우 등에 사용된다. 한편, 제22도의 예는 주로 안디오 플라스티에 사용되는 것이며, 출사체(20f)로서 링형상으로 형성함과 동시에, 선단주위에 아아루브를 형성하고, 혈관내에 삽입하여 밀어넣을 때 혈관벽내에 대한저항을 작게 하도록 하고 있다. 이 출사체(20f)도 기본적으로 상술의 제조법에 의해 제조할 수 있다. 다만, 이 경우에 레이저광 도광부를 예컨대, 전체 가닥수를 4분할하여 레이저 발생기에 광학적으로 접속할 수 있다.
30은 가요성재료 예컨대, 4불화에틸렌 수지 등의 플라스틱으로부터 이루어지는 본체관이고, 출사체(20f)와 금속성 호울더(31)에 의해 연결되어 있다.
각 레이저 도광부는 본체관(30)의 기부(基部)의 도입공(導入孔, 30a)으로부터 도입되어, 선단부가 호울더(31)에 의해 지지되고, 또한 거기에서 기단측이 플라스틱 호울더판(32)에 의해 지지되어 있다.
한편, 출사체(20f)의 중심에는 관통하는 투공(21)이 형성되어 있고, 이 투공(21)은 호울더(31) 및 호울더관(32)의 내부투공에 연통하여 있다. 또한, 본체관(31)의 뒷부분을 뚫어서 도관(33)이 설치되어, 그 도관(33)선단은 호울더관(32)에 삽입하여 끼워맞춰져 있다. 도관(32)내에서 가이드와이어(34)가 삽입되고, 게다가 가이드와이어(34)는 호울더관(32) 및 호울더(31)의 내부를 통과하고, 출사체(20f)의 투공(21)을 통과하여 전방에 돌출하여 있다. 가이드와이어(34)의 기부측은 4블화에틸렌 수지 등의 플라스틱 피복(34a)에 의해 피복되고, 선단부는 완만하게 앞이 뾰족하게 되며, 선단은 구형으로 되어 선단부 전체가 금도금(34b)으로 되어 있다.
이와 같이 구성된 레이저광 조사장치에 있어서는, 우선 체외에서 가이드와이어(34)를 장티내부에 관통시킨다. 그 다음, 가이드와이어(34)를 대상의 혈관(BV)내에 삽입한다. 그때, 가이드와이어(34)의 선단을 소각대상(燒却對象)의 협착부(m)의 앞쪽까지 삽입한다. 그후, 장치를 가이드와이어(34)를 가이드로 하면서 혈관(BV)내에 삽입하고, 출사체(20f)의 전면이 협착부(m)에 근접한 위치에서 정지한다. 이 상태에서 레이저광을 각 광섬유의 코어(1a)에 도입하고, 그 출사체(20f)의 표면선단으로부터 레이저광을 출사하여, 협착부(m)에 레이저광을 조사한다. 레이저광의 조사에 의해, 협착부(m)는 태워지고, 혈관내가 개구(開口)된다. 이러한 개구를 행할 때, 필요에 따라 공지의 발루운을 사용하여 부여하는 공기 또는 액체압에 의해 협착부(m)를 눌러 피사하는 것을 병용할 수 있다.
제22도와 같이, 이 예에서는 출사체(20f)의 주변부로부터 레이저광이 출사되므로, 혈관(BV) 내벽의 협착부(m)에 대해 효과적으로 조사되어, 작은 레이저광 출력에 의해서도 태우는 것이 가능하다. 레이저광의 조사에 수반하여 가이드와이어(34)의 돌출부분에 레이저광이 조사되지만, 그 선단부표면은 금도금(34b)에 의해 피복되어 있으므로 손상이 방지된다. 제22도의 예의 장치는 온열요법에도 유효하게 적용할 수 있다. 즉, 제23도와 같이, 투공(21)을 통하여 선단에 열전대(35a)를 갖는 온도검출도관(35)을 암조직(M) 표면에 접촉시키고, 또는 그 조직(M) 중에 찔러넣고, 또한 출사체(20f)를 그 조직(M) 표면에 접촉시킨 상태에서 조직(M)에 대해 낮은 레이저광량을 갖고 조사한다. 그때 조직온도가 약 42~44℃로 되도록 조사레이저광량을 조절한다.
상기 각예에 있어서는, 출사체를 형성하는 재료로서 석영 등의 세라믹을 사용하고 있지만, 예컨대 제24도 및 제25도에 나타내는 바와 같이, 플라스틱제출사체(20g)도 사용할 수 있다. 이 출사체(20g)는 슬리이브부(41a)를 갖는 금속제 호울더(41)를 통하여 4불화에틸렌 수지 등으로 이루어지는 가요성보호관(42)에 연결되어 있다. 이 호울더(41) 및 보호관(42) 내부의 플라스틱 지지관(43)에 복수개 예컨대, 6가닥의 광섬유(40)이 중심축 주위에 유지되어 있다. 각 광섬유(40)는 도시하지 않은 레이저광의 발생장치에 광학적으로 접속되어있고, 호울더(41) 및 출사체(20g)를 관통하는, 선단에 열전대(35a)를 갖는 온도검출도선(35)은, 도시하지 않은 온도측정기에 접속되어, 온도검출결과에 기초하여 레이저광 발생기로부터 광섬유(40)로의 레이저광의 입사출력을 조절가능하게 되어 있다. 이러한 조절을 행할때는, 예컨데 레이저광 발생기와 광섬유(40)의 기단 사이에 설치되는 소위 Q 스위치의 개폐시간을 조절하는 것에 의해 행해진다. 출사체(20g)는 그의 선단주위가 둥글게 되어 있음과 동시에, 기단측이 반경이 호울더(41)의 두께만큼 작게 되어 있는 것 이외에는 거의 원주형을 이루고 있다. 그리고, 출사체(20g)의 기단측이 호울더(41)의 슬리이브부(41a) 내에 끼워맞춰져 있다. 이러한 끼워맞춤과 동시에, 필요에 따라 출사체(20g) 외면의 단부(段部)와 슬리이브(41a)의 선단을 접착제 등에 의해 고정의 강화를 도모할 수 있다. 한편, 출사체(20g)의 호울더(41)로의 끼워맞춤면, 실시예에서는, 본체부의 전면과 슬리이브부(41a)의 내부원주면에 레이저광의 반사층(44)이 형성되어 있다. 이 반사층(44)로서는, 내열성을 확보하기 위해 금도금층으로 하는 것이 특히 바람직하지만, 재질적으로 알루미늄 등이어도 좋고, 또 한층의 형성방법으로서는 도금 이외에 증착법 등도 채용할 수있다.
게다가, 전술의 광섬유(40)의 선단부는 출사체(20g) 내부에 매설되고, 그의 코어(40g) 선단은 직접 출사체(20g)에 간격을 갖지 않고 접촉하여 있다. 이러한 예에 있어서의 출사체(20g)는 레이저광을 산란시키는 산란성 분말을 함유하고, 또한, 레이저광이 투과 가능한 플라스틱 재료로 이루어진다.
이러한 플라스틱 재료로서는, 실리콘 수지, 아크릴 수지(특히 메틸메타아크릴레이트 수지), 카보네이트 수지, 폴리아미드 수지, 폴리에틸렌 수지, 우레탄 수지, 또는 폴리에스테르 수지 등의 합성수지, 특히 바람직하기로는 열가소성 합성수지를 열거할 수 있다. 또한, 산란성 분말로서는, 레이저광을 산란시키는 것이기 때문에, 상기의 플라스틱 재료보다 레이저광의 굴절률이 높은 재료가 사용되고, 이러한 예로서 인공 또는 천연을 불문하고 다이어몬드, 샤파이어, 석영계 재료, 단결성 산화질코늄, 투광성 내열플라스틱(물론, 상기 플라스틱 재료와는 다른 종류의 것), 레이저광 반사성 금속(예컨대, 금 및 알루미늄등) 혹은 이들의 분말표면을 상기의 레이저광 반사성금속에 의해 피복한 복합재료의 분체를 열거할 수 있다. 또한, 필요에 따라 산란성 분말과 함께 레이저광의 흡수성 분말, 예컨대, 카본, 그라파이트, 산화철, 산화망간 등을 혼입시켜, 프로브중을 산란하면서 출사할 때, 레이저광을 이 흡수성 분말에 충돌시키고, 열에너지로 변환시켜, 가열효과를 높일 수 있다.
상기 출사체(20g)는 예컨데, 상기의 산란성 분말을 플라스틱 재료의 용융상태에서 분산시켜, 소망의 형상으로 성형함으로써 얻을 수 있다. 그때, 제24도와 같이 광섬유(40)의 선단을 매설하는 경우와, 온도검출도선(35)의 도중을 일체화시키는 경우에는, 예컨데 호울더(41)를 하나의 형으로써 광섬유(40) 및 온도검출도선(35)을 호울더(41)의 본체부로부터 돌출시킨 상태에서 유입성형함으로써 용이하게 얻을 수 있다.
이러한 예의 레이저광 조사장치에 있어서는, 예컨대 본장치를 외과적으로 또는 내과적으로 내시경와 함께 인체내의 대상부위까지 삽입한 상태에서 레이저광을 그의 발생기로부터 발생시킨다. 이러한 레이저광 발생기로부터의 레이저광은 각 광섬유(40)의 기단에 입사되고, 광섬유(40) 내부를 전파하여, 그의 코어(40a)선단면으로부터 출사한다. 출사한 레이저광은 출사체(20g) 내부에 직접 입사하여 그의 외부표면으로부터 출사하는 과정에서, 산란성 분말에 닿아서 굴절을 반복한다. 따라서, 제24도와 같이 레이저광이 굴절을 반복하면서, 출사체(20g)의 외부표면으로부터 거의 균일하게 조직으로 향해 출사한다.
또한, 그때 제24도에 나타내는 바와 같이, 호울더(41)의 내면에 도달한 레이저광은 반사층(44)에서 반사하여, 금속제 호울더(41)의 발열 및 파손을 방지함과 동시에 레이저광을 전방으로 안내한다.
이러한 레이저광의 조사에 의해, 전술예와 마찬가지로, 출사체(20g) 전면을 암조직(M)에 접촉시킴과 동시에, 온도검출도선(35)의 출사체(20g) 전면으로부터 돌출한 선단부를 조직(M) 중에 찔러 넣어, 그의 열전대(35a)로부터 조직온도를 검출하면서, 전술하는 바와 같이 광섬유(40)으로의 입사출력, 바꿔말하면 출사체(20g) 표면으로부터의 출사출력을 조절하면서, 암조직(M)의 온도를 약 42~44℃로 조절하여 암세포를 괴사시킬 수 있다. 또한, 제24도의 예 등의 변형으로서 광섬유의 편평한 관도 포함해서 출사체(20g) 중에 매설할 수도 있다.
또한, 온도검출도선(35)에는 레이저광이 조사된다. 따라서, 전술의 가이드 와이어의 경우와 마찬가지로, 도선(35)의 발열 및 파손을 방지하기 위해, 레이저광의 반사층 예퀴데, 금도금층 및 티탄코오팅층을 도선(35)의 표면에 피복하는 것이 바람직하다.
제26도는 태양을 달리하는 실시예를 나타낸 것으로서, 조직의 표면이 아니고 인체의 혈관내부의 치료에 유효한 예이다.
50은 광섬유이고, 그의 선단부는 코어(50a) 크래드(50b)가 파단되어 있는 것으로써 노출하여 있음과 동시에, 노출부의 선단이 앞이 가늘게 되어 있다.
코어(50a) 부분의 거의 전체의 외부표면은 레이저광의 산란층이 형성되어 있다. 도면상에서 이러한 산란층을 형성하는 각각의 장소를 작은 점으로써 나타내고 있다.
산란층으로서는, 실리카 등의 세라믹 분말을, 그의 용융온도 근방으로까지 승온하고, 그 세라믹 분말이 완전히 용융하여 균일한 층으로 되기전에 냉각하여 당초의 분말형상은 아니지만, 일부 용융하여 다른 분말 형상을 이루고 있는 상태의 층으로 할 수 있다. 이러한 산란층의 존재로 인하여, 코어(50a)의 외부표면으로부터 레이저광을 출사할 때, 변형세라믹 분말에 있어서 굴절하여 산란하도록 된다.
한편, 이러한 산란층을 표면에 갖는 각 코어(50a)를 둘러싸고 가늘고 긴출사체(20h)가 설치되어 있다. 이러한 출사체(20h)는 제24도 예와 마찬가지로 산란성 분말을 함유하는 플라스틱재료로 이루어진다. 52도는 외부면이 금도금된 온도검출도선이고, 그 선단은 출사체(20h)의 후단근처에 위치하여 있다. 이 온도검출선(52) 및 광섬유(50)는 가요성 시이스(可拗性 Sheath, 53)에 의해 둘러싸여 있다. 이러한 시이스(53)는 폴리에틸렌, 우레탄 등의 플라스틱 및 실리콘 고무 등으로 이루어진다. 또한, 이러한 시이스(53)는 용융성형에 의해 온도검출도선(52), 광섬유(50) 및 출사체(20h)와 일체화 되어 있다. 이러한 실시예의 조사장치를 사용하는 경우, 제26도와 같이 조직(M), 예컨데, 간강조직 중에 가이드관(54)과 함께 소위 판구쳐니들(55)을 찔러넣고, 그후 판구쳐니들(55)만을 빼내에 그 대신에 해당조사장치의 선단부를 가이드관(54)을 안내로 하면서 조직(M)중에 삽입한다. 그 다음, 레이저광을 광섬유(50)에 입사하여, 그 선단의 코어(50a)로부터 출사하고, 그때 산란층에서 산란시키면서 출사체(20h)에 입사하며, 그 내부의 산란성 분말에서 산란을 반복하면서 출사체(20h) 외부면으로부터 거의 균일하게 레이저광을 출사하는 간장암의 국소온열요법에 사용한다. 뇌의 악성종양 및 유방암에도 사용할 수 있다. 그런데, 상기 산란층을 형성하기 위한 산란 성분말로서는, 기본적으로 전술한 출사체(20g) 중에 혼입하는 산란성 분말과 마찬가지의 것을 사용할 수 있지만, 막형성 성능이 떨어지는 것은 바람직하지 못하다. 일반적으로는 세라믹 분말이 사용된다.
본 발명에 있어서, 경우에 따라 상기 각종 출사체의 표면, 혹은 코어(50a)표면의 상기 산란층 표면에 이하와 같은 산란효과를 높이기 위한 표면층을 형성하여 좋다. 즉, 출사체의 표면에, 그의 출사체 형성재질 즉, 해당 세라믹 또는 플라스틱 재질보다 굴절률이 높은 샤파이어, 실리카 또는 알루미나 등의 광산란 분말과, 전술한 바와 같이 프로브 중에 혼입시킬 수도 있는 카본 등 레이저광의 흡수성 분말을 함유하고, 또한 조막을 형성하기 위한 접합재(接合材)에 의해 표면층을 형성하는 것이다.
이러한 광산란 분말에 의해 레이저광의 산란을 행하게 하고, 또한, 레이저 광을 흡수성 분말에 닿게 함으로써 닿았던 대부분의 레이저광의 에너지를 광흡수성 분말에 의해 열에너지로 변환시키는 것이다. 이로인하여, 조직의 증산비율이 많게되고, 출사체로의 레이저광의 입사에너지가 적어도 절개를 용이하게 행할 수 있다.
따라서, 출사체를 고속으로 움직여도 절개가 가능하게 되어, 수술을 신속하게 행할 수 있다. 게다가, 출사체에 부여하는 입사출력을 적게할 수 있는 것은 값이 싸고 또한 소형의 레이저광 발생장치에 의해 수술을 행하는 것을 가능하게 한다. 한편, 표면층을 형성할 때, 전술의 흡수성 분말과 광산란분말을 액체에 분산시켜, 프로브의 표면에 예컨데, 도포하였다고 해도 액체가 증발한 후에는 양쪽의 분말이 프로브의 표면에 물리적으로 흡착력에 의해 단순히 부착하여 있을 뿐이기 때문에, 표면층을 갖는 출사체가 조직과 접촉하기도 하고, 다른 물체에 닿았을때는 표면층의 파손이 용이하게 일어나 버린다. 그래서, 흡수성 분말과 광산란 분말을 투과부재의 표면에 대해 결합시키는 접합재를 구비하면, 표면층의 부착성을 높일 수 있다.
이 경우, 접착재로서는 풀라스틱분발 및, 석영 등의 세라믹 분말등의 광투과성 분말을 사용하는 것이 바람직하다. 조막을 형성할때는 접합재로서 플라스틱분말을 용융하든가, 프로브의 융점보다 높은 세라믹 분말을 사용하는 경우에는 프로브 표면을 용융하는 것에 의해 가능하다.
한편, 접합재를 사용하지 않아도 견고한 부착은 가능하다. 예컨데, 흡수성 분말 및 광산란 분말을 휘발성 액체 예컨데, 알콜중에 분산시켜 액체 중에 상기의 출사체를 침적한 후, 그 액체로부터 꺼내어 적어도 표면을 광산란 분말의 융점 근처의 온도로 가열하고, 그의 표면만을 일부 용융시키고, 광산란 분말을 서로 용융 접착하며, 또한 출사체 표면에 용융접착시킴과 동시에, 각 광산란 분말 사이에 흡수성 분말을 삽입시켜 넣는 것에 의해 표면층을 형성할 수 있다. 게다가, 프로브 포면에 요철을 형성하거나, 또는 이 요철 표면에 대해 상기 표면층을 형성하는 것도, 그 요철부분에서 레이저광이 산란하므로, 레이저광의 균일조사로 인하여 효과적이다.
필요에 따라서, 상기 코어(50a)에 요철을 형성하고, 또한 그 요철면에 상기의 산랑층을 형성하여도 좋다. 또한, 본 발명에 있어서, 광섬유의 직경에 관해 한정되는 것은 아니지만, 10가닥이상을 매설하는 경우에는 10~20㎛, 특히 10~100㎛ 정도의 세경(細徑)의 것이 바람직하다.
제1도는 본 발명에 관한 제1실시예의 조사장치의 종단면도.
제2도는 그의 요부 확대단면도, 제3도는 Ⅲ-Ⅲ선 화살표시 단면도.
제4도는 상기 장치를 형성하는 예비처리단계의 정면도.
제5도는 성형후의 레이저 도광부의 종단면도.
제6도 및 제7도는 각기 태양을 달리하는 출사체의 요부 종단면도.
제8도는 그의 Ⅷ-Ⅷ선 화살표시 단면도.
제9도는 다른 출사체의 요부 종단면도.
제10도~제13도는 제9도의 각 위치의 화살표시 단면도.
제14도는 가위형상장치예의 종단면도.
제15도~제17도는 제14도의 c-c선 위치의 각종 형태예의 단면도.
제18도는 끌형상의 출사체의 평면도.
제19도는 XIX-XIX선 화살표시 단면도.
제20도는 정면도.
제21도는 측면도.
제22도는 안디오 플라스티용의 장치에의 종단면도.
제23도는 온열요법의 적용예의 종단면도.
제25도는 XXV-XXV선 화살표시 단면도.
제6도는 다른예의 종단면도.
제27도는 그것을 사용하는 경우에 예비로 뚫는 구멍의 상태도.
제28도는 한 개의 프로브를 사용한 경우의 출력분포도.
제29도는 참고예의 협착부를 갖는 혈관의 치료상황 종단면도이다.
이상가 같이, 본 발명에 의하면, 조직에 대해 균일하게, 또한 필요에 따라 광범위하게 레이저광을 조사할 수 있음과 동시에, 조사장치로서 소형화를 달성할 수 있고, 게다가, 가이드와이어 및 온도검출도선을 프로브와 동일축으로 할 수 있다. 더욱이, 레이저광의 출력손실이 매우 작게 되어 냉각매체의 공급이 불필요하게 된다.

Claims (18)

  1. 레이저광 발생기로부터 레이저광을 전파하는 복수개의 광섬유와, 그의 선단이 코어로서 노출되고 각 코어부가 크래드 재료에 의해 일체적으로 피복되어 그 크래드 재료가 레이저광의 출사체로 되며 상기 각 광섬유의 기단측은 광섬유의 배열상태와 다른 상태로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저광의 조사장치.
  2. 제1항에 있어서, 광섬유는 꼬여지거나 비틀려 있는 것을 특징으로 하는 레이저광의 조사장치.
  3. 제1항에 있어서, 각 코어중심축이 이것과 교차하는 면상에서 2차원적으로 분산위치에 배설되고 있고 레이저광이 출사체에서 면상으로 사출되게 구성하는 것을 특징으로 하는 레이저광의 조사장치.
  4. 제1항에 있어서, 각 코어중심축이 이것과 교차하는 면상에서 선상으로 나란히 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저광의 조사장치.
  5. 제1항에 있어서, 출사체의 사출면 또는 사출선에 대하여 각 광섬유의 선단이 거의 평행하게 크래드 재료중에 매설되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저광의 조사장치.
  6. 제1항에 있어서, 크래드 재료중에 노출된 코어와 이를 포함하는 크래드관이 매설되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저광의 조사장치.
  7. 제1항에 있어서, 레이저광의 출사체가 그 중심부에 관통하는 투공부를 가진 것을 특징으로 하는 레이저광의 조사장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 투공부를 통하여 출사체의 삽입용 가요성 가이드선이 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저광의 조사장치.
  9. 제7항에 있어서, 온도검출도선이 삽통되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저광의 조사장치.
  10. 제1항에 있어서, 크래드 재료는 레이저광이 투과가능한 플라스틱재료로 이루어지고 또한 레이저광을 산란시키는 산란성 분말을 갖는 것을 특징으로 하는 레이저광의 조사장치.
  11. 제1항에 있어서, 출사체의 유효사출면 또는 출사선 부분의 외면에 레이저광의 흡수성 분말과, 상기 크래드 재료보다 굴절률이 높은 광산란 분말을 갖는 표면층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저광의 조사장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 광산란 분말의 융점은 출사체 재질의 융점과 동일하든가 낮고, 출사체에 대해 광산란 분말이 그의 분말형상을 유지하거나 용융에 의해 변경된 상태에서 부착되어 있으며, 이들의 광산란 분말 사이에 흡수성 분말이 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저광의 조사장치.
  13. 제11항에 있어서, 흡수성 분말 및 광산란 분말은 레이저광의 투과재료를 접합재(接合材)로 하여 층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저광의 조사장치.
  14. 제1항에 있어서, 출사체는 외과용 핸들에 의해 유지되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저광의 조사장치.
  15. 제1항에 있어서, 출사체의 출사부 근방을 편평한 것을 특징으로 하는 레이저광의 조사장치.
  16. 제1항에 있어서, 광섬유를 내포하는 한쌍의 출사체가 그의 출사면 또는 출사선 부분을 대향시켜 배설되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저광의 조사장치.
  17. 레이저광 발생기로부터 레이저광을 전파하는 4가닥 이상의 광섬유와, 그의 선단이 코어로서 노출하고 이러한 각 코어부가 크래드 재료에 의해 일체적으로 피복되어 그 크래드 재료가 레이저광의 출사체로 되며, 상기 각 광섬유의 기단측은 광섬유 선단의 배열상태와는 다른 상태로 배열되어 있는 특징으로 하는 레이저광의 조사장치.
  18. 제17항에 있어서, 광섬유는 기단측의 꼬여지거나 비틀려져 있는 것을 특징으로 하는 레이저광의 조사장치.
KR1019910700459A 1989-09-08 1990-09-04 레이저광의 조사장치 KR960014023B1 (ko)

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