JPH0360267B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、レーザ・メス、レーザ・コアギユレ
ータ等のレーザ治療装置において、レーザ発振器
で発振したレーザ光を減衰させる出力減衰装置に
関する。

［従来の技術］ レーザ光のエネルギを利用したレーザ治療装置
としては、レーザ・メス、レーザ・コアギユレー
タ等があるが、例えばレーザメスは、周知のよう
にYAGレーザ光又はCO₂レーザ光により、生体
組織の切開・凝固・止血あるいはポリープや潰瘍
等の患部の切開・気化消滅処理を行なうものであ
り、レーザ光を発生するレーザ発生装置と、これ
に接続されレーザ発生装置で発生したレーザ光を
目的部位まで導く導光部より成つている。

このレーザ・メスにおいて最近は、軽量で可撓
性に富むレーザフアイバの出射端に透明サフアイ
アチツプを接続し、内視鏡による観察下でこのサ
フアイアチツプの先端を患部に接触させてYAG
レーザ光を照射し、患部組織の凝固・切開等を行
なう接触照射療法が実用化されている。

このような接触照射療法では、従来から行なわ
れている非接触療法に比べてYAGレーザ光の照
射エネルギー密度が非常に高く、しかも患部表面
組織での反射・散乱等が抑えられるため、低い出
力でも十分な治療効果を期待することができる。
例えば、凝固を目的とした場合には、比接触療法
では30W以上の出力が必要とされたのに対し、接
触照射療法ではその約1/5程度の6W以下の出力で
非接触療法と同程度の効果を得ことができる。

他方、このYAGレーザ光を止血を目的とした
非接触療法に使用する場合には、100W程度の高
出力を必要とする。ところが、従来の出力100W
クラスのYAGレーザ治療装置では、レーザ発振
を開始するための反転分布の閾値が10W近くの出
力に相当するため、10W以下の低出力で安定に発
振させることができない。即ち、低出力となるよ
うにレーザ励起ランプを電流コントロールしたと
しても、レーザ発振が生じないか、発振したとし
ても非常に不安定な出力になつてしまうという問
題があつた。

このような問題点を解決する第１の方法とし
て、従来は、高出力型と低出力型の２台のYAG
レーザ治療装置を手術室内に用意し、処置の内容
に応じて治療装置を使い分けるようになされてい
た。

また、第２の方法として、回転円板の周囲に透
光部と遮光部とを適当な割合で交互に設けたチヨ
ツパーをレーザ光路に進退自在になした遮光器を
内蔵し、接触照射療法の場合のみチヨツパーによ
つてYAGレーザ光の大部分を遮光し、その一部
を通過させて低出力を得るようにしたレーザ治療
装置が提案された。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記従来の第１の方法では、設置床面積が大と
なつて術者や助手、看護婦等の自由度が制限さ
れ、しかも処置の内容に応じて２台の治療装置を
正確に使い分けなければならない繁雑さを伴い、
全体として高価格になるという欠点を有してい
た。また、第２の方法では、見かけ上の平均的な
出力は低出力であるが、分断されたパルス状のレ
ーザ光そのものは非常に高出力・高エネルギー密
度であるため、レーザフアイバの出射端に接続し
たサフアイアチツプにクラツクを生じたり、照射
部位に穿孔の危険を伴うという欠点を有してい
る。しかも連続発振で100W程度の高出力YAGレ
ーザ光の大部分をチヨツパーで遮光することにな
るため、チヨツパーの遮光部で吸収されたYAG
レーザ光によりチヨツパー部分が加熱され、その
結果、チヨツパーの作動不良を発生させるばかり
でなく、発生熱がレーザ発振器の安定性を低下さ
せたり、チヨツパーの遮光部や遮光部と透光部と
のエツジで反射・散乱したYAGレーザ光により
レーザ発振器や電源の一部が損傷したり、あるい
は反射・散乱したYAGレーザ光がレーザ治療装
置の外部に洩れて、術者や助手、看護婦等の皮膚
や眼に知らぬうちにダメージを与えるという実用
上大きな欠点を有していた。

本発明は、このような問題点を解決すべくなさ
れたものであり、単一のレーザ発振器を使つて、
高出力及び低出力両方の治療用レーザ光を得られ
るように出力減衰装置を提供することを目的とす
る。

本発明の第２の目的は、パルス状でなく連続発
振の形えあり且つ出力パワーを所望値に設定でき
る出力減衰装置を提供することである。

本発明の第３の目的は、反射・散乱等によつて
術者や助手、看護婦等の皮膚や眼に損傷を与える
ことが全くない出力減衰装置を提供することを目
的としている。

［問題点を解決するための手段］ 本発明においては、上記目的を達成するため
に、レーザ発振器から発振されるレーザ光の光路
中に、レーザ光の所定の割合で光学的に分波する
分波手段を進退可能に配設した。そして、この分
波手段、例えばダイクロイツクプリズムで分波さ
れたレーザ光を集光レンズによつて吸収体に完全
吸収させるようにした。吸収体は好ましくは、球
状内面を具備する中空体であり、集光レンズから
のレーザ光はその微小開口から吸収体内に入り、
吸収される。

［実施例］ 以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明す
る。

第１図及び第２図は本発明の出力減衰装置の一
実施例を示す構成図であり、第１図は接触照射療
法に用いる場合を示し、第２図は非接触療法に用
いる場合を示す。図中、符号１はレーザ発振器で
あり、このレーザ発振器１は、レーザ制御回路２
から電力の供給を受けて作動し、レーザ光３を発
振する。このレーザ光３は、接触照射療法を行な
う際には、第１図に示すように、集光レンズ系４
を介してレーザフアイバ５の入射端面５ａに集光
され、出射端面５ｂに接続したサフアイアチツプ
６の先端より出射される。他方、通常の非接触療
法の場合には、第２図に示すようにレーザ光はレ
ーザフアイバ５の出射端面５ｂより出射される。

レーザ発振器１と集光レンズ系４との間の光路
中には、光学接着剤７によつて直角プリズム８を
２個貼合せた出力モニタ用プリズム９が配設され
ている。光学接着剤７と直角プリズム８との屈折
率差によりごくわずかのレーザ光が反射されて、
フイルタ１０を通過して出力検出器１１の受光面
に入射する。フイルタ１０は、必要な波長帯域の
みを選択的に通過させる特性を具えている。出力
検出器１１の出力は増幅器１２で増幅された後、
レーザ制御回路２に入力される。

また、レーザ発振器１と出力モニタ用プリズム
９との間の光路には、ガイド光（通常はHe−Ne
レーザ光であり、図示しない）はほぼ100％透過
し、レーザ発振器１から発振されたレーザ光３を
所定の割合で分波するような多層膜コート１３が
施されたダイクロイツク・プリズム１４を配設し
てある。このダイクロイツク・プリズム１４は、
ソレノイド１５の駆動によつて光路上から光路外
に、また光路外から光路上に移動自在である。

出力設定装置１６は、レーザ治療装置として操
作者が望むレーザ出力値を設定する装置であり、
表示装置１７は、その設定出力値を表示する。出
力設定装置１６で設定された出力値はモード判別
回路１８に送られる。モード判別回路１８は、ダ
イクロイツク・プリズム１４の分波率に応じて決
定される閾値と出力力設定装置１６からの設定出
力値とを比較し、ダイクロイツク・プリズム１４
をレーザ光３の光路上に介在させるか否かを判別
する回路である。即ち、モード判別回路１８は、
レーザ治療装置を非接触療法で用いるのか又は接
触照射療法で用いるのかを、出力設定装置１６の
設定出力値から判別する回路でもある。モード判
別回路１８、設定出力値が閾値よりも低い場合
に、ソレノイド１５を駆動し、ダイクロイツク・
プリズム１４をレーザ光３の光路上に進出させ
る。

プリズム１４で分波されたレーザ光は集光レン
ズ１９によつて、一部を平面部２０とした球状内
面を具備する中空の吸収体２１の微小開口２３に
集光された後、吸収体２１内に発散されて吸収体
２１内で多数回の反射を繰返す内にそのほとんど
全てのエネルギーが吸収される。微小開口２３
は、内部に入射したレーザ光が内部で多数回反射
するように、平面部２０の中心から離れた位置に
開けてある。なお、吸収体２１の全内周には、レ
ーザ光を吸収する吸収材２４が塗布されている。

モード判別回路１８からの判別信号は減衰率設
定回路２５へ入力される。減衰率設定回路２５、
この判別信号に応じて、ダイクロイツク・プリズ
ム１４の分波率に対応する減衰率又は1/1の減衰
率の何れかと設定出力値とをレーザ制御回路２に
入力する。レーザ制御回路２は、これらの入力値
から必要な発振出力を計算し、増幅器１２からの
信号と比較してレーザ発振器１をフイードバツク
制御する。

次に、この装置の動作を説明する。上述のよう
に構成された本発明装置においては、モード判別
回路１８が、ダイクロイツク・プリズム１４の分
波率に応じて、出力設定装置１６で設定される出
力値が低出力設定値又は高出力設定値の何れであ
るかを判別する。レーザ発振器１の通常の発振出
力を100Wとする。例えば、ダイクロイツク・プ
リズム１４の多層膜コート１３が、レーザ光３を
集光レンズ系４側に10％、集光レンズ１９側に90
％となるように分波する場合には、モード判別回
路１８は、10W以下の設定出力値を低出力（即
ち、接触照射療法で使用）、10〜100Wの設定出力
を高出力（即ち、非接触療法で使用）と判別し、
これを表わす判別信号を出力する。また集合レン
ズ系４側に20％、集光レンズ１９側に80％に分波
されるよう構成されている場合には、モード判別
回路１８は20W以下の設定出力を低出力、20〜
100Wの設定出力を高出力と判別し、判別信号を
出力する。

出力設定装置１６で設定した出力値がモード判
別回路１８により低出力と判別される場合には、
モード判別回路１８はソレノイド１５に電力を供
給して駆動し、ダイクロイツク・プリズム１４を
レーザ光３の光路上に進出させる。と同時に、減
衰率設定回路２５には、モード判別回路１８から
の信号により、ダイクロイツク・プリズム１４の
分波率に応じた減衰率（前者の場合は1/10、後者
の場合は1/5）が設定される。そして、この減衰
率と共に設定出力値がレーザ制御回路２に入力さ
れる。レーザ制御回路２は、設定出力値を減衰率
で除した値でレーザ発振器１の発振出力を制御
し、図示しないフツトスイツチを押すことによ
り、例えば出力設定値が2Wで減衰率1/10の場合
には発振出力20W、減衰率が1/5の場合には発振
出力10Wのレーザ光３が発振する。そして、この
レーザ光３のうち設定出力値と同じ2Wのレーザ
光が、モニタ・プリズム９を透過して集光レンズ
系４へ入射し、フアイバ５の入射端面５ａに集光
され出射端面５ｂのサフアイアチツプ６の先端か
ら出射する。ただし、この数値例では、簡単化の
ため、集合レンズ系４及びフアイバー５等におけ
る損失は無視した。

本発明では、この説明から分かるように、サフ
アイアチツプ６の先端より出射されるレーザ光
は、パルス変調された出力ではなく連続した出力
であり、しかも設定出力値と同一の出力で出射さ
れる。従つて、サフアイアチツプ６にクラツクを
生じたり、照射部位に穿孔の危険が伴うことが全
くないように安全性を確保することができる。

他方、ダイクロイツク・プリズム１４で分波さ
れた残りのレーザ光は集光レンズ１９に入射し、
微小開口２３から吸収体２１の内部に入り、吸収
体２１に吸収される。吸収体２１の全内周には黒
色耐熱塗料、カーボングラフアイト等の吸収材２
４を塗布しておくのが好ましく、レーザ光はここ
で多数回の反射を繰返して順次減衰しそのほとん
ど全でのエネルギーが吸収される。従つて、吸収
体２１の熱容量を大きくするかあるいは吸収体２
１の外壁を適当な冷却媒体を介して冷却するのが
好ましい。こうすることにより、吸収したレーザ
光の熱によりレーザ発振器１の安定性を低下させ
たり、作動不良を発生させることがないばかり
か、吸収体２１内でレーザ光が封じ込められる構
造となつているため、反射・散乱するレーザ光に
よりレーザ発振器１や電源の一部が損傷したり、
あるいはレーザ光が外部に洩れて術者や助手、看
護婦等の皮膚や眼に知らぬうちにダメージを与え
ることが全くないよう安全性を十分に確保でき
る。

次に出力設定装置１６で設定した出力値が高出
力の場合には、モード判別回路１８は、ソレノイ
ド１５への出力供給を停止してダイクロイツク・
プリズム１４をレーザ光３の光路より退去させ
る。モード判別回路１８からの信号により、減衰
率設定回路２５には1/1の減衰率が設定され、こ
の減衰率と設定出力値とがレーザ制御回路２に入
力される。そしてレーザ制御回路２は、設定出力
値を減衰率で除した値、つまりこの場合には設定
出力値と同じ値にレーザ発振器１の発振出力を制
御し、図示しないフツトスチツチを押すことによ
り発振したレーザ光３は、分波されることなくモ
ニタ・プリズム９を透過して集光レンズ系４へ入
射し、レーザフアイバ５の入射端面５ａに集光さ
れ出射端５ｂより出射される。

なお、モニタ・プリズム９の直角プリズム８と
光学接着剤７との屈折率差によりごくわずか反射
されたレーザ光は、フイルタ１０を通過後出力検
出器１１の受光面に入射し、出力検出器１１の出
力は増幅器１２で増幅された後レーザ制御回路２
に入力され、レーザ発振が行なわれている間中レ
ーザ発振出力をフイードバツク制御する。

［発明の効果］ 以上のように、本発明のレーザ治療装置の出力
減衰装置は、結果として得られるレーザ光がパル
ス変調された出力でなく連続した出力であり、し
かも設定出力値と同一の出力が出射されるため、
接触照射療法を行なう際にレーザフアイバのサフ
アイアチツプにクラツクを生じたり、照射部位に
穿孔の危険を伴うことが全くなく、患部への安全
性を十分に確保することがきる。

さらに分波器としてのダイクロイツク・プリズ
ムで分波されたレーザ光は吸収体内でそのほとん
ど全てのエネルギが吸収されるため、レーザ発振
器の安定性を低下させたり、作動不良を生じさせ
ることがないばかりか、吸収体内でレーザ光が封
じ込められるため、レーザ光が外部に洩れて術者
や助手、看護婦等の皮膚や眼にダメージを与える
ことが全くない等のすぐれた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、本発明の一実施例を示す
ブロツク図である。 ３……レーザ光、４……集光レンズ系、５……
レーザフアイバ、５ａ……入射端、５ｂ……出力
端、６……サフアイアチツプ、７……光学接着
剤、８……直角プリズム、９……出力モニタ・プ
リズム、１０……フイルター、１３……多層膜コ
ート、１４……ダイクロイツク・プリズム、１９
……集光レンズ、２０……平面部、２１……吸収
体、２３……微小開口、２４……吸収材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ レーザ発振器で発振したレーザ光をレーザフ
   アイバを介して患部に導き治療するレーザ治療装
   置において、レーザ発振器のレーザ光伝達光路に
   進退自在であり、当該レーザ光を所定割合で分波
   する分波手段と、出力設定装置で設定される出力
   値を分波手段の分波率に応じて判別し、当該分波
   手段にレーザ光の光路中に進入するかそこから退
   避するかを指示するモード判別回路と、該モード
   判別回路からの判別信号によつて分波手段の分波
   率に応じた減衰率を設定する減衰率設定回路と、
   該減衰率設定回路からの減衰率により出力設定値
   を除した値でレーザ発振器の発振出力を制御する
   レーザ制御回路と、前記分波手段で分波されたレ
   ーザ光を吸収する吸収装置とから成ることを特徴
   とするレーザ治療装置の出力減衰装置。 ２ 前記吸収装置が、微小開口を具備する吸収体
   と、分波手段から分波されたレーザ光を当該微小
   開口に集光する集光レンズとからなる特許請求の
   範囲第１項に記載のレーザ治療装置の出力減衰装
   置。 ３ 前記中空状の吸収体は、球状内面の一部に平
   面部を具備し、その平面部の球心より離れた位置
   に微小開口が設けられていることを特徴とする特
   許請求の範囲第２項に記載のレーザ治療装置の出
   力減衰装置。 ４ 前記吸収体の内面にレーザ光の吸収材を塗布
   してある特許請求の範囲第３項に記載のレーザ治
   療装置の出力減衰装置。 ５ 前記分波手段がダイクロイツク・プリズムで
   ある特許請求の範囲第１項乃至第４項のいずれか
   １項に記載のレーザ治療装置の出力減衰装置。