JPH05344982A - レーザ医療装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 歯科用レーザハンドピース等のレーザ医療装
置において、プローブ先端からレーザ光を照射し、また
洗滌水を噴射することを可能にするとともに、レーザ光
源からレーザ光を導光する導光ファイバを上記噴射水を
も含めて水分から遮断し、洗滌水を歯牙治療患部に的確
に注水し、歯牙硬質組織の切削形整・窩洞形成の加工性
を向上させる。 【構成】 レーザ光源からレーザ光を導光する導光ファ
イバ２と、レーザ光を被照射体に導くプローブ２１と２
個の給気路３及び４と、給水路５とを備え、導光ファイ
バの出射端２０１をレンズ等の導光遮蔽板８を介してプ
ローブの入射端２１１と気密に隔離して導光ファイバ内
導部を気密にしている。出射端２０１は給気路３からの
乾燥ガスにより冷却され、入射端２１１は給気路４から
のガスにより冷却される。給水路からの水はプローブ保
護管とファイバープローブとの間隙を通水してプローブ
の先端から噴出させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は歯科治療用レーザハンド
ピースを含むレーザ医療装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】レーザハンドピースは、従来から、生体
組織の蒸散・切開、凝固・止血あるいは加温・疼痛緩和
を目的として、医療用及び歯科用として広く使用され、
医療効果を挙げている。 従来のレーザハンドピースに
使用されるレーザ源としては、炭酸ガス励起レーザや、
Ｎｄ：ＹＡＧ固体レーザが使用されていたが、これらの
レーザはいずれも内臓組織、筋肉、皮膚等の軟組織を治
療対象とするものであり、歯科治療の分野では、歯牙周
囲の軟質組織に発生する歯周病の治療には、上記レーザ
による治療が行われてきた。

【０００３】これら用途のハンドピースには、大別する
と、レーザ光を照射するハンドピース先端のプローブの
端部を患者に直接接触させて、プローブを通過してレー
ザを照射する接触型レーザハンドピースと、患部とは距
離を置いて、ハンドピース先端のレーザ放射口からレー
ザを患部に照射する非接触型レーザハンドピースとがあ
る。

【０００４】レーザの照射の際には、患部の過熱を防止
するため、又、加熱されてはならない周辺組織の冷却の
ため、患部に冷却用ガスを吹き付け、あるいは注水を行
っているが、特に接触型のレーザハンドピースにおいて
は、レーザを通過して患部に接触させながら照射するレ
ーザプローブ、即ち、通常は透光性のガラス製又は合成
樹脂製の円柱状あるいは円錐状のチップ自体が加熱され
て切損・溶損し、あるいは付着物により照射不良となる
ので、チップ先端の冷却・洗浄のためチップに通水又は
注水される場合もある。

【０００５】近年、レーザ照射による歯科治療を行う技
術が検討され、歯牙のう蝕除去、象牙質除去或いはエナ
メル質切除など歯牙硬質組織の処置を対象としたレーザ
治療装置が試みられている。

【０００６】従来の治療装置で、炭酸ガスレーザを使用
するものは、歯牙組織表面での照射レーザの吸収が非常
に大きくて、炭化を生じやすく、水のレーザ吸収も大き
いので、冷却水を使用すると、組織表面の水層にのみレ
ーザエネルギーが吸収されて、組織の患部までレーザ光
が到達しないので、処置が困難である。また、導光管に
よるマニピュレータを使用するので、操作性が悪いとい
う問題があった。

【０００７】Ｎｄ：ＹＡＧ固体レーザは、パルス波によ
る歯質硬組織の蒸散効果が認められ、Ｎｄ：ＹＡＧ固体
レーザを利用した歯科用治療装置も提案されている（特
開平２−５００８３３号）。このレーザは、象牙質の除
去に使用しうるが、１．０６μｍの波長のレーザ光は、
歯質に対する吸収率が小さいため、蒸散効率が非常に悪
くて切削速度が遅く、さらにレーザ光が歯質内部まで透
過して発熱するので、歯牙部に熱障害をおこす。また、
薄層のエナメル質には、ほとんど作用しない。

【０００８】これに対して、Ｅｒ：ＹＡＧ固体レーザ
は、歯質の加工性は非常に高いので、歯牙治療用に注目
され、このレーザ光を利用した治療装置も提案されてい
る（特開平２−５０４４７８号）。

【０００９】Ｅｒ：ＹＡＧ固体レーザが波長２．９４μ
ｍの赤外線であって、このレーザが、ＯＨ基を励起さ
せ、ＯＨ基を含む生体組織に極めて高い吸収率を持つ性
質を有し、歯科の分野では、ＯＨ基を含有する歯牙等の
硬質組織を蒸散させる作用が認められ、この性質を利用
して、Ｅｒ：ＹＡＧ固体レーザ光照射により歯牙の切削
・歯石の除去等々に利用されつつある。

【００１０】出願人らは、既に、Ｅｒ：ＹＡＧ固体レー
ザ光をも使用できる接触型のレーザ治療装置であって、
歯牙の窩洞形成、歯根管の治療、歯石の除去等、初期う
触のエッチング、軟組織の止血や切開も可能にした交換
可能なファイバープローブによる装置を提案した（特願
平３−２１１８３７）。

【００１１】このＥｒ：ＹＡＧレーザから出射するレー
ザ光をレーザハンドピース等のレーザ治療装置に導光す
る光ファイバーとしては、フッ化物ファイバー，カルコ
ゲナイドガラスファイバー，石英ガラスファイバー等の
ガラスファイバーおよびサファイアファイバー，ジンク
セレンファイバー等の結晶ファイバーを用いることがで
きるが、レーザ光の伝送効率が高い等の点からフッ化物
ファイバーを用いるのが最も好ましい。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】従来の軟質組織を対象
にした接触型レーザハンドピースは、レーザ放射用のプ
ローブ即ちチップが加熱されるので、チップの外周面に
注水し、あるいはチップ内に設けた貫通孔に給水して、
照射患部とともにチップ自体を冷却するようにしている
が、チップは先端に丸みを有する円柱状又は円錐状であ
って、歯牙の窩洞形成の様な精密な加工には適しておら
ず、またその先端が欠損・溶損するとレーザ光が散乱さ
れて、集束できないので使用不能となる。

【００１３】レーザ放射用プローブを前述のように透光
性線条によるファイバープローブとした場合には、先端
部の加熱を防止するために、冷却する必要があるが、線
条の場合には上述のような短かな円錐体状チップのよう
に外周面を効率良く冷却することは、水が線条表面より
離脱滴下するので困難である。

【００１４】一方、Ｅｒ：ＹＡＧレーザ光により歯牙を
照射して硬質歯牙の治療する装置では、まず、レーザ透
光率の高いフッ化物ファイバーは吸湿性を示し、吸湿す
ると劣化してレーザの透過により加熱されてファイバー
が破損すると言う重大な問題があった。ファイバーの外
周はジャケットが被着されて防湿されているが、ファイ
バー端面にはレーザ光の透過を阻害しない適当な防湿性
被覆が困難であるからである。

【００１５】次に、Ｅｒ：ＹＡＧレーザ光を利用して、
硬質組織である歯牙を処置する場合には、プローブは歯
牙の挟隙部・細管部に挿入して効率的に穿孔切削できる
必要がある。 そこで、歯牙の処置に使用するファイバ
ープローブは、歯牙の治療部位及び治療態様に合致した
形状・構造を有するものでなければならない。

【００１６】このような接触型レーザハンドピースは、
術中の深度調整に好都合であるが、使用中のプローブ先
端部の欠損によって、レーザ光の照射パターンが乱れ、
歯質の加工精密性が悪化する。

【００１７】また、歯牙のレーザ照射中に蒸散残留物が
歯牙に付着するが、歯牙に付着した蒸散残留物を除去し
て、照射歯牙部の蒸散飛散を促進するのに歯牙部表面に
存在する水が効果的であるので、ファイバープローブの
採用にあたっては、歯牙表面の洗浄・冷却水の効果的な
供給手段を見い出す必要がある。

【００１８】さらに、歯牙エナメル質にＥｒ：ＹＡＧ固
体レーザを一度照射して、蒸散されずに残った歯牙エナ
メル質には、ハイドロキシャンセルに含まれるＯＨ基が
乏しくなった層が被着しており、再度レーザ照射して
も、この層の切削が困難となり加工性が低下すると言う
問題があった。

【００１９】本発明は、上記の問題に対処するため、第
１に、ハンドピースの先端からレーザ光を照射し、且つ
洗滌水等を噴射することを可能にするとともに、水分の
影響を受け易い導光ファイバーを上記の噴射水等をも含
めて水分から遮断し、水分の影響を受けないようにした
レーザ医療装置を提案するものである。

【００２０】本発明の第２の目的は、レーザハンドピー
スが、レーザ照射による治療部位及び治療内容に適した
形状を有するプローブを備え、かつ治療部位とプローブ
先端部に有効に注水できるできるようなレーザ医療装置
を提供することにある。

【００２１】本発明は、第３に、レーザ照射により歯牙
のう蝕部や象牙質の除去と更に従来困難であったエナメ
ル質の切除・窩洞形成、及び歯石除去を可能にすること
を目的として、Ｅｒ：ＹＡＧ固体レーザによるレーザ治
療により、歯牙患部・周辺組織の熱障害を除去して、且
つ注水や未蒸散物付着による加工効率の低下のないレー
ザ治療装置を提供しようとするものである。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明のレーザ医療装置
は、レーザ光源から出射したレーザ光を導光する導光フ
ァイバーと、該ファイバーで導光されたレーザ光を被照
射体に導くプローブと、少なくとも２個の独立した給気
路と、少なくとも１個の給水路と、を接続したレーザハ
ンドピースを備えたレーザ治療装置であって、レーザハ
ンドピースは、上記の導光ファイバーの出射端を導光遮
蔽板を介してプローブの入射端と気密に隔離して導光フ
ァイバー内蔵部を気密にし、第１の給気路から供給され
る乾燥ガスにより導光ファイバーの出射端を冷却すると
ともに、第２の給気路から供給されるガスによりプロー
ブの入射端を冷却し、給水路から供給される水をプロー
ブの先端部周辺から噴出させるようになしたことを特徴
とするものである。

【００２３】本発明のレーザ医療装置は、上記ハンドピ
ースの本体前部にプローブ保護管の基端部が、着脱可能
にかつ上記給水路と通水可能に、嵌合接続され、当該プ
ローブが挿通された当該プローブ保護管の内面と当該プ
ローブ外面との間隙をもって当該プローブ先端に給水す
る通水路となしたものが含まれる。

【００２４】さらに、本発明のレーザ医療装置は、当該
レーザ発生源がＥｒ：ＹＡＧ固体レーザを発生するレー
ザ発生器であって、当該導光ファイバーがフッ化物系導
光ファイバーであって、上記レーザ治療装置はレーザ発
生器のレーザ出力を調整するレーザ制御手段を備えて成
るものである。

【００２５】

【作用】本発明は、レーザハンドピース内部で、レーザ
光は導光ファイバーの出射端より出射されて導光遮蔽板
を透過しプローブの入射端より入射されてプローブ先端
より照射されるが、導光ファイバーの出射端を導光遮蔽
板を介してプローブの入射端と気密に隔離して導光ファ
イバー内蔵部を気密にしているから、導光ファイバーの
出射端面は給水路からのプローブ供給水に接触湿潤され
ることがなく、第１の給気路から供給される乾燥ガスに
より導光ファイバーの出射端を冷却するので、レーザハ
ンドピースの使用中に、導光ファイバーの出射端面は、
常時乾燥状態に保持され、同時に、レーザ透過の際の出
射端面の発熱を冷却することができる。従って、導光フ
ァイバーには、吸湿により劣化し易いファイバーをも利
用することができ、吸湿性導光ファイバーはプローブと
は隔離されているから、プローブを着脱自在にして、自
由に交換することができる。

【００２６】第２の給気路から供給されるガスによりプ
ローブの入射端面を冷却するので、プローブ交換時の水
滴を入射端面及び導光遮蔽板表面から飛散除去して乾燥
させ、且つレーザ透過の際の入射端面の発熱を冷却でき
る。

【００２７】本発明レーザ医療装置は、レーザハンドピ
ースの先端部に、線条の光ファイバーによるプローブが
着脱可能に取着される場合には、このファイバープロー
ブは、当該先端部に着脱可能に取着されたプローブ保護
管に挿通されるから、ファイバープローブ先端を目的歯
牙その他治療部位に近接して、レーザ光照射する場合に
光ファイバーは、当該保護管によって保護されて折損す
る危険が少なく、従って、狭隙深部の挿入に適した極細
状ファイバーとすることができる。

【００２８】ファイバープローブの外周とプローブ保護
管の内面との間には適当な間隙が形成され、当該プロー
ブ保護管の基端部が取着されるハンドピースの先端部に
おいて、ハンドピースに導入された上記給水路と接続さ
れているので、当該間隙を通水路とすることができ、従
って、プローブ保護管内を流通する水によって、ファイ
バープローブの外周及び先端が確実に冷却され、同時に
レーザ照射部位に有効に噴射あるいは吐出することがで
き、照射部位の過熱防止あるいは硬質組織の蒸散に有効
となる。

【００２９】ファイバープローブの光ファイバーに屈曲
可能な可撓性を有するものを使用するときは、プローブ
保護管を直管又は所望形状の曲管とすれば、ファイバー
プローブを所望の形状に容易に固定することができ、プ
ローブ保護管を交換するだけで、ハンドピース本体に対
するプローブからのレーザ照射方向を所望方向に自在に
調整することができる。

【００３０】レーザ発生器が発するＥｒ：ＹＡＧ固体レ
ーザ光は、フッ化物系導光ファイバーによりハンドピー
スに伝送されて、ハンドピースの先端に装着されたファ
イバープローブに導光され、このファイバープローブを
構成するフアイバーの先端から、治療対象である歯牙歯
質部に照射される。 歯牙歯質部に照射されたＥｒ：Ｙ
ＡＧ固体レーザ光は、２．９４μｍ波長の赤外光で、歯
質部のＯＨ基を含有する硬質組織を蒸散させて、その照
射表面より切除する。

【００３１】ファイバープローブはそのフアイバーの先
端径が５０〜６００μｍと細いものであるから、照射端
面から目的部位に照射されたレーザビームは、概ね当該
先端径に近いビーム径であり、且つ、照射端面を歯牙の
狭隙深部に挿通することができ、ハンドピースの手動操
作により、照射歯牙の面削とともに、径小の窩洞の正確
な形成を容易にする。

【００３２】注水手段が当該ファイバープローブ先端部
近傍から注水するので、照射部位に注水することがで
き、ファイバープローブはそのフアイバーの先端が細い
ものであるから、当該ファイバープローブの先端を凹凸
形状の照射組織表面に容易に且つ正確に近接・接触する
ことができ、従って、当該ファイバープローブの先端と
照射組織表面との間隙の水層が薄くなり、レーザ光の水
への吸収割合が小さくなり、照射組織への吸収効率が上
昇する。

【００３３】歯質の中でとくに、エナメル質への照射に
際して、エナメル質表面のＯＨ基を含有するハイドロキ
シャンセルが蒸散した跡に付着残留するカルシウム濃化
層が再照射の蒸散の低下を招くが、本発明においては、
照射表面の注水とパルス状レーザの間歇照射によるキャ
ビテーションの攪乱作用によって、付着残留物を除去
し、エナメル質の高い蒸散効率を維持することができ
る。

【００３４】歯牙部への注水は、歯質内部・周辺組織で
のレーザ透過による発熱を冷却するので、歯牙部での生
活組織に対する熱障害を防止することができる。

【００３５】ファイバープローブは、その先端からの照
射レーザビームの方向性がよく、先端部が折損しても、
その面は概ね平坦であるから、ビームの方向性が変化せ
ず、したがって、折損後もそのまま使用を継続でき、従
ってファイバープローブ交換頻度を低くすることができ
る。

【００３６】

【実施例】本発明の実施例を、図面に基づき以下に説明
する。図１は本発明の実施例たる歯科治療用レーザハン
ドピースの縦断面図であり、図３の横断面図におけるＩ
−Ｉ線による断面を示している。図２は図３のII−II線
による縦断面図である。図３は図１のIII −III 線によ
る横断面図である。

【００３７】図１から図３において、１はハンドピース
本体で、その内部にレーザ光源から出射したレーザ光を
導光する導光ファイバー２，第１給気パイプ３，第２給
気パイプ４および給水パイプ５を内蔵している。導光フ
ァイバー２は例えばコアおよびクラッドがフッ化物ガラ
スから成る光ファイバーにＵＶ樹脂等の保護ジャケット
を被覆したものである。

【００３８】ハンドピース本体１の先端側内部には、そ
の内周面の段部１０１に当接するように導光ファイバー
ホルダー６が装着され、また該ホルダー６の先端側には
導光遮蔽板ホルダー８２が装着され、更に導光遮蔽板ホ
ルダー８２の先端側には接手１１が装着され、ハンドピ
ース本体のねじ部１０２と螺合するカバーナット１２を
締めることにより上記の段部１０１とカバーナット１２
の段部１２２との間に上記のホルダー６および８並びに
接手１１を固定している。

【００３９】導光ファイバーホルダー６の光ファイバー
挿通孔６０には導光ファイバー２の保護ジャケットを除
去し、スリーブ（フェルール）７を接着材等により被着
した導光ファイバー端末が挿通され、スリーブ７の外周
の円周方向の溝に嵌着されたリング７１がホルダー６の
端面に当接することにより導光ファイバー２の出射端２
０１を位置ぎめしている。ハンドピースの操作時、ハン
ドピース１とファイバー２の間にねじれが生じた場合も
スリーブ７とホルダー６の間の回転によりファイバー２
の折損も防止できる構造となっている。

【００４０】導光遮蔽板ホルダー８２は導光ファイバー
２の上記出射端２０１を受容する凹室８１とこれに隣接
する窓部とを有し、窓部には集光レンズ，光学ガラス板
等の導光遮蔽板８が装着され、これをＯリング１０が気
密に支持している。従って導光遮蔽板８によってその両
側すなわち出射冷却室８１と接手１１の入射冷却室１４
とは気密に隔離されている。また、接手１１とハンドピ
ース本体１との界面もＯリング２０により気密に封止さ
れ、上記導光遮蔽板より左側の導光ファイバー内蔵部は
気密にされ、導光ファイバー２は大気中の水分からも遮
断されている。

【００４１】接手１１はその入射冷却室１４に連通する
ように設けられたプローブ挿入孔１３を有している。該
挿入孔１３は径小部１３１，径大部１３２およびこれら
の境界の段部１３３を有している。径小部１３１には保
護ジャケットを除去したファイバープローブ端末が挿入
され、径大部１３２にはファイバープローブ２１がその
外周に端末スリーブ（フェルール）２２を被着した状態
で挿入されている。そして端末スリーブ２２の端部が段
部１３３に当接することにより、ファイバープローブ２
１の入射端２１１が入射冷却室１４内に適当な長さ突出
するように位置ぎめしている。

【００４２】ファイバープローブ２１は、上記した導光
ファイバー２によって導光されたレーザ光を被照射体に
導くもので、短尺の光ファイバーによって形成されてい
る。ファイバープローブは短尺であるから、導光ファイ
バーを形成するフッ化物ファイバーに較べて導光効率は
劣っても、フッ化物ファイバーに較べ耐湿性が高く、ま
た耐折損性等の機械強度も優れる光ファイバーを用いる
ことができる。

【００４３】また、ファイバープローブ２１はそのレー
ザ光出射端が照射時の熱により溶解したり、照射時に発
生した生体組織の蒸散物が出射端に付着したりするため
に、比較的頻繁に交換して使用するので、低コストであ
ることが望ましい。これらの理由から、ファイバープロ
ーブを形成する光ファイバーとしては、コアおよびクラ
ッドが石英ガラスより成り金属コート或いはポリイミド
等の耐熱性樹脂の保護ジャケットを施した光ファイバー
を用いるのが好ましい。尤も、上記のように比較的頻繁
に交換して使用するものであるから、フッ化物ファイバ
ーを用いることを排除するものではない。

【００４４】導光ファイバー２の出射端２０１から出射
されたレーザ光が可及的効率よくファイバープローブ２
１の入射端２１１に入射するように、出射端２０１と入
射端２１１とは設計され、配置されているが、出射端２
０１から出射したレーザ光の一部はロスとなり熱を発生
する。このため出射端２０１は前記の第１給気パイプに
より供給される乾燥ガスにより冷却され、入射端２１１
は前記の第２給気パイプにより供給されるガスにより冷
却される。また、この給気によりファイバーの出射端２
０１及び入射端２１１にゴミが付くことを防いでいる。

【００４５】第１給気パイプ３の開口端部は導光ファイ
バーホルダー６の透孔６１に挿入され端部が接着材等に
より固定されている。第１給気パイプから供給される乾
燥ガス、通常は脱水器により水露点を極力低減した乾燥
空気は、該透孔６１から導光ファイバーホルダー６と導
光遮蔽板ホルダー８２との間の間隙を通り出射冷却室８
１に流入し、導光ファイバー２の出射端２０１を冷却す
る。出射冷却室８１に流入した乾燥ガスはホルダー６の
給水管挿通孔６２と給水パイプとの間に設けた間隙等を
通ってハンドピース本体１と導光ファイバー２並びにパ
イプ３，４および５との間の空隙に流入し、該空隙内を
図で左方へ逆流して上記出射端２０１から充分に離れた
場所に設けられたガス放出口（図示せず）から放出され
る。なお、このガス放出口は一方バルブを備え外部の空
気が導光ケーブル内蔵部内に侵入するのを防止してい
る。

【００４６】上記のように第１給気パイプ３から供給さ
れる乾燥ガスは導光ファイバーの出射端を冷却したのち
導光ファイバー内蔵部内を逆流して出射端２０１から充
分に離れた場所で放出されるので、逆流する乾燥ガスが
導光ファイバーを水分から遮断しかつ冷却する効果もあ
る。またフッ化物ファイバーから成り折損強度が比較的
低い導光ファイバーが折損し、折損個所がレーザ光によ
り焼損するようなことが万一生じても、折損粉や煙は上
記した乾燥ガスの流れにより出射端２０１から充分に離
れた場所で外部へ放出されるので、導光遮蔽板をゴミや
煙で汚すことなく、また煙や折損粉が患部に付着したり
或いは患者に恐怖感を与えたりすることがない。本発明
においては第１給気パイプから供給された乾燥ガスを外
部に放出する場所、出射端から充分に離れた場所は上記
観点から選定することが望ましい。

【００４７】ファイバープローブの入射端２１１を冷却
するガスを供給する第２給気パイプ４は、導光ファイバ
ーホルダー６および導光遮蔽板ホルダー８２を貫通して
接手１１のパイプ挿入孔１５Ａに挿入され、その開口端
部が接着材等により固定されている。パイプ４から供給
されたガス（通常は空気）は給気路であるパイプ挿入孔
１５Ａから給気路１５Ｂを通り入射冷却室１４に流入
し、入射端２１１を冷却する。入射冷却室１４に流入し
たガスはガス導路１５Ｃを経てガス放出路１５Ｄに至
り、カバーナット１２のガス放出口１２４から外部に放
出される。

【００４８】接手１１は先端側に径小部を有しその外周
の先端側にねじ１９を設けている。径大部と径小部との
境界の段部１８は、カバーナット１２のねじを締めたと
きに、カバーナットの先端部の段部１２２と当接し、接
手１１等をハンドピース本体に固定することは既に前記
した通りである。

【００４９】２４は筒状のプローブ保持具で、その径大
部２５の内面に設けられているねじ２７が接手１１の上
記のねじ１９と螺合する。プローブ保持具の内面に設け
たテーパー部２８には、一端側に上記テーパー面２８と
適合するテーパー面を有し、他端を接手１１の先端外径
面に当接した締付具２３が係合されている。プローブ保
持具２４のねじ２７を締め、保持具２４が図で左方へ動
けば、テーパー部２８が締付具２３のテーパー面を押圧
し、これによって締付具２３が内方に変形してファイバ
ープローブの端末スリーブ２２を締付け把持する。また
プローブ保持具２４のねじ２７を緩めると締付具２３に
よる端末スリーブ２２の締付けが解除される。従ってプ
ローブ保持具２４のねじ２７の締め，緩めによって端末
スリーブ２２を被着したファイバープローブ２１を自在
に着脱することができる。

【００５０】プローブ保持具２４の先端側の径小部２６
は外面が六角形等の多角形に形成され、これにプローブ
保護管２９の多角形の基端部２９１を被せている。給水
パイプ５は導光ファイバーホルダー６および導光遮蔽板
ホルダー８２を貫通し、接手１１の給水パイプ挿入孔１
６Ａに挿入され、パイプの開口端部は接着材等により固
定されている。挿入孔１６Ａの先端は接手１１の先端面
に開口する導水路１６Ｂに連通している。

【００５１】給水パイプ５から供給された水（食塩水，
水スプレーであってもよい）は導水路１６Ｂ，締付リン
グ２３の内部空間、端末スリーブの先端側に設けられて
いる長手方向の切欠き溝２２１を経てプローブ保持具２
４の径小部２６とファイバープローブとの間に流入し、
プローブ保護管２９内面とファイバープローブ２１の外
面との間隙１６Ｃの通水路に沿って流れ、保護管２９の
先端から噴出し、歯牙等に噴射されて歯牙等の周りに付
着した蒸散残留物を洗滌除去する。同時にファイバープ
ローブ２１の先端も冷却洗滌される。なお、水は上記の
通りファイバープローブ２１に沿って流れるので、ファ
イバープローブ２１を冷却する効果もある。

【００５２】上記説明においては、導光ファイバー２は
フッ化物ファイバーから成るものとして説明したが、本
発明においては導光ファイバー２がフッ化物ファイバー
に限られるものではない。本発明は、フッ化物ファイバ
ーに限らず水分の影響を受け易い耐湿性が低い光ファイ
バーを導光ファイバー２として使用する場合はもとよ
り、より一般的に、レーザ光源からレーザハンドピース
等のレーザ治療装置にレーザ光を導光する比較的長尺の
導光ファイバーを水分から保護し導光ファイバーの長寿
命化を図る場合に対しても有効なものである。このよう
な導光ファイバー２には、カルコゲナイドガラスファイ
バー，石英ガラスファイバー等のガラスファイバーおよ
びサファイアファイバー，ジンクセレンファイバー等の
結晶ファイバーを用いることができる。

【００５３】また、プローブもファイバープローブ２１
に限られるものではないし、本発明のレーザ治療装置は
歯科治療用ハンドピースに限られるものでもない。更に
上記説明した実施例は種々の変形が可能である。また、
第３図に示すものの変形例として、ハンドピースの内径
部全体を通気路としても良い。導光ファイバー２には耐
水性，耐湿性を危惧することなく導光効率がよい光ファ
イバーを選ぶこともできる。プローブ２１の入射端を冷
却する第２の給気路４から供給されるガスは乾燥ガスを
用いる必要はない。さらに、上記実施例では、導光ファ
イバーの出射端２０１とファイバープローブの入射端２
１１にそれぞれ冷却室８１，１４を設けた構成を示した
が、本発明は、これに限られず、単に出射端２０１及び
入射端２１１の前面をそれぞれ第１の給気路３及び第２
の給気路４に連通するガス流通路としてもよく、同様に
相互隔離と防湿と冷却の目的は達成できる。

【００５４】次に、図４は、本発明の専ら歯科用に使用
されるレーザ治療装置に適用されるファイバープローブ
２１の各種形状の例を示している。既に図１に示したフ
ァイバープローブ２１の形状は、端部まで一様な外径を
有する線条で形成された一般用のものであるが、図４
（Ａ）（Ｂ）に示したものは、先側を先細のテーパ部２
１５としたファイバープローブ２１であって、先端部径
を小さくすることにより、例えば歯牙の小径穴部の深底
部まで照射端面を到達させ、レーザ光を集束して、歯根
管内治療等に対応するものである。図４（Ｂ）に示すよ
うな可撓性のファイバーでは、テーパー部２１５を曲げ
て使用する態様を示す。図４（Ｃ）は、テーパ部２１５
の先側をさらに極細の円柱２１６とした例である。

【００５５】図４（Ｄ）と（Ｅ）は、先端に拡径部２１
７を有するファイバープローブ２１の例であって、拡張
された照射端面２１０を患部に接触して、レーザ光を広
く均一に照射するもので、初期う触の治療、歯牙表面の
耐酸性の付与及びエッチングに有効に利用される。

【００５６】上記ファイバープローブ２１の照射端面２
１０は、平面に限られず、レーザ光の拡がり角を設立す
るため凸面又は凹面に形成されてもよく、また照射端面
２１０は必ずしも研磨された平滑面である必要なく、適
度の粗面、折開面、劈開面であってもよい。

【００５７】ファイバープローブ２１は、光ファイバー
単芯で形成されてもよいのであるが、レーザ透光率を上
げるためには、ファイバー外周にクラッド層が形成され
ているのがよく、また図４（Ａ）と図９（Ａ）に示すよ
うに、曲げ強度を向上させるため、被覆材２１４が外層
に形成されているのが特に好ましい。被覆材２１４とし
ては、ポリイミド等の耐熱性樹脂が好んで使用される。

【００５８】図５には、プローブ保護管２９の各種形状
及びファイバープローブ２１との関係を示しているが、
図５（Ａ）は、先側が曲折されたプローブ保護管２９の
例であって、プローブ保護管２９に挿通されたファイバ
ープローブ２１は、プローブ保護管２９の内面に拘束さ
れて、曲折されるので、プローブ保護管２９の曲率と長
さを変えることによって、ファイバープローブ２１を所
望の方向角度に調整することができる。

【００５９】図５（Ｂ）は、前述のテーパ状ファイバー
プローブ２１（図４（Ａ））に適合するように、テーパ
状に先側が減縮されたプローブ保護管２９２の例を示し
ている。図５（Ｃ）は、端面２９５を管軸とは斜交する
面で形成したプローブ保護管２９であって、照射レーザ
は、開口した斜面２９５側へ強く照射され、斜面２９５
の突端２９５ａの方向には照射量を少なくすることが可
能となる。このようなプローブ保護管２９は、歯周部の
縁下歯石の除去に使用され、先端の当該突端２９５ａを
歯牙側に向ければ、歯牙セメント質、象牙質が損傷を受
けることが少ない。逆に２９５ａを歯肉側に向ければ歯
肉部への影響を少なくすることができる。

【００６０】図５（Ｄ）は、先端部に傾斜した突片２９
４を設け、突片の内側面、即ち、ファイバープローブ先
端２１０から照射されたレーザ光が投照される面を鏡面
２９４として、鏡面２９４により、レーザの方向を反射
させて方向を変えるプローブ保護管２９を示している。
プローブ保護管は反射能の高いステンレス鋼管その他金
属管で形成される。鏡面２９４は金メッキ等の反射コー
トをほどこしてもよい。

【００６１】図５（Ｅ）は、先端部を狭幅状の扁平にし
て、ファイバープローブ２１の照射端面を収容している
プローブ保護管２９を示しており、扁平部２９６の内面
は、例えば金メッキが施されて、反射能を高めている。
このようなプローブ保護管２９は、歯周部の歯石を歯牙
のセメント質を損傷することなく歯石を除去するのに有
効である。

【００６２】図６（Ａ）（Ｂ）は、湾曲されたプローブ
保護管２９の先端２９３と、これに挿通されたファイバ
ープローブ２１の先端２１０とが、ほぼ同一面で一致さ
せた例を示すが、照射端面２１０がプローブ保護管２９
の先端２９３より突出しないので、照射領域が限定で
き、かつ折損の危険がすくない。同図（Ｂ）に示すファ
イバープローブ２１は、図５（Ｃ）に示したものと同様
に使用される。

【００６３】図９は、ファイバープローブ２１の別の実
施例を示すが、同図（Ａ）には、前述したように、導光
性の直条のファイバー（コア部）４１にクラッド層４４
が被覆され、その外周面には前述した補強用の被覆材２
１４が被覆されたファイバープローブである。

【００６４】ファイバー（コア部）４１の材質は、耐水
性のよい石英ガラスフアィバーが採用され、歯質の切除
には、直径５０〜６００μｍのものが適当である。ファ
イバーに異径断面のテーパー状のものが採用できるが、
この場合には、ファイバーの照射側端面２１０の径を５
０〜６００μｍとする。

【００６５】図９（Ｂ）は、ファイバープローブ２１の
外面を覆うプローブ保護管２９の先端部の配置を示す
が、プローブ保護管２９より僅かに照射端面４０が突出
するように配置され、間隙１６Ｃの通水路からレーザ照
射方向へ注水することができる。

【００６６】同図（Ｃ）は、ファイバープローブ２１の
外面には、２重のプローブ保護管２９，２９ａが共軸状
に挿通されており、間隙１６Ｃ，１６Ｄからはそれぞれ
注水と空気吐出に利用され、レーザ照射の前方でミスト
状態となり、照射部位の冷却と共に、蒸散物の除去洗浄
に効果を発揮する。

【００６７】図９（Ｄ）と（Ｅ）とは、プローブ保護管
を使用せず、ファイバープローブ２１に小径の注水管６
４を単独で、又は給気管７４と共に並列して、添設した
例である。注水管６４は、レーザハンドピース本体１の
前部で、上記給水路５，１６Ｂに接合され、また、給気
管７４は、同様に、上記第２の給気路４，１５Ｃに接続
されており、それぞれ、水と空気とが照射レーザの先方
に噴射されるようになっている。

【００６８】図７は、歯科用レーザ治療装置の外観図で
あるが、本装置はレーザ発生装置９０に収容されたＥ
ｒ：ＹＡＧ固体レーザ発生器９と、このレーザ発生器１
のレーザ出力等を制御するレーザ制御装置９１とが含ま
れている。

【００６９】レーザ制御手段９１では、レーザ出力を、
パルス巾１５０〜３００μｓパルス周期１〜３０ｐｐｓ
及び１パルス当りの照射エネルギー最大１Ｊの範囲をと
るようにしている。これはパルス巾の上記上限値を越え
るとフッ化物より成る導光ファイバーの損傷する可能性
があり、下限値より小さいと組織に熱刺激が生じる。ま
たパルス周期の上限値を越えるとレーザ発生器が大型化
し高価格となる欠点が生じ、下限値以下では特に切開の
速度が遅くなり効率が低下する。また、１パルス当り最
大１Ｊの照射エネルギーについてはこれを越えると導光
ファイバーが損傷したり耐久性が落ちる原因になる。

【００７０】レーザ発生装置９０にはＥｒ：ＹＡＧ固体
レーザ光に対して吸収損失の極めて少ないフッ化物系の
伝送用導光ファイバー２が接続され、この導光ファイバ
ー２は、既に詳述したハンドピース本体１に接続されて
おり、ハンドピース本体１の先端にはファイバープロー
ブ２１が突設されて装着されている。

【００７１】本発明のレーザ治療装置は、図８に示すよ
うに、歯質部のエナメル質Ａ、う蝕部Ｂ、象牙質Ｃ、及
び歯髄部Ｄと、歯周の歯石Ｆの歯科治療に使用される
が、照射部位によってレーザ照射条件が異なってくる。
以下に、レーザ照射条件の実施例を示す。

【００７２】う蝕部の軟化象牙質Ｂ、う蝕エナメル質Ａ
の蒸散除去及び、窩洞形成のための健全象牙質Ｃの蒸散
除去には、コア径６００μｍの石英ファイバーにより、
フアイバープローブ照射端面２１０での照射出力１００
〜２００ｍＪ（１パルス当たり）で５ｐｐｓの周期のレ
ーザを注水下で照射を行うと効率よく切除できた。健全
象牙質Ｃの蒸散除去には、また、２００ｍＪ程度の出力
に高めると、切削速度が一層上げることかでき、効果的
であった。

【００７３】窩洞形成後のレジン充填の前処理として、
エナメル質Ａに対して５〜２０ｍＪ／ｃｍ² 程度の低い
エネルギー密度でレーザ照射をすることにより、エッチ
ング処理をすることができ、従来の酸エッチング処理に
代えることができた。

【００７４】歯周病の原因となる歯肉縁上及び縁下の歯
石Ｆに対しては、コア径６００μｍのファイバーを歯石
Ｆに接触させて、照射出力２０〜３０ｍＪ（１パルス当
たり）で５ｐｐｓの周期のパルスレーザを注水下で照射
を行う。そして、フアイバープローブ２１からの照射さ
れたレーザビームは方向性がよいので、歯石直下のセメ
ント質に障害をあたえず、歯石Ｆを完全に除去すること
ができた。

【００７５】

【発明の効果】本発明は、上記の通り、導光ファイバー
の出力端をレンズ等の導光遮蔽板を介してプローブの入
射端と気密に隔離して導光ファイバー内蔵部を気密に
し、独立した給ガス路から供給される乾燥ガスにより導
光ファイバーの出射端を冷却するので導光ファイバーは
水分から遮断された状態に維持される。従ってプローブ
側において歯牙周辺に給水，噴水がなされても、導光フ
ァイバーには何等の影響も及ばない。 従って、導光フ
ァイバーに吸湿性の光フアイバーをも使用することがで
き、照射すべきレーザ光に対して透過効率の高い光フア
イバーの利用と、プローブ先端周辺から患部への注水
と、を両立させることができる。

【００７６】そこで、レーザ光の光源として２．９４μ
ｍの波長のレーザ光を出射するＥｒ：ＹＡＧレーザを用
い、導光ファイバーとして吸湿性のフッ化物ファイバー
を用いる場合に適用したときに、高い導光効率でのレー
ザ光の導光と注水による患部の冷却や蒸散残留物の洗滌
除去とを容易にし、導光ファイバーの万一の折損焼損時
の折損粉や煙の排出に対しても効果的に対処できる。

【００７７】本発明のレーザ医療装置に使用されるプロ
ーブは、ハンドピース本体の先端部に交換可能に装着さ
れるので、治療部位及び治療目的に適合した寸法形状の
光ファイバーを選択使用することが容易であり、極細線
条のファイバープローブを使用すれば、例えば硬質生体
組織の狭隙部・深孔部に有効な処置を施すことができ
る。また、ファイバープローブは、使い捨てとしてする
ことができるので、安価かつ簡便に形成することが容易
である。

【００７８】ファイバープローブ交換時にハンドピース
のプローブ装入孔に浸水しても、遮蔽板によって導光用
レーザファイバーには水分の影響が及ばず、また供給空
気等の給気により、遮蔽板及びファイバープローブ入射
端面は常時乾燥状態で冷却され、従って、治療中であっ
てもファイバープローブの交換をハンドピースの機能を
低下させることなく容易かつ迅速に行うことができる。

【００７９】ファイバープローブは、プローブ保護管に
挿通されているので、外力に対しての破損から保護さ
れ、プローブ保護管を適度の湾曲形状に成形して、ハン
ドピース本体に対してファイバープローブからの照射レ
ーザを容易に変向することができ、目的治療部位に最適
な照射方向でレーザを有効に照射することができる。プ
ローブ保護管は着脱自在であるので、プローブ保護管を
交換して治療中にあっても、レーザ照射方向を自由に調
節できる。

【００８０】ファイバープローブとプローブ保護管との
間隙に通水するので、冷却水はファイバープローブとほ
ぼ同軸的にプローブ保護管先端から吐出し、ファイバー
プローブの先端を冷却することができ、同時にレーザ照
射患部部位の組織の過熱を有効に防止することができ
る。

【００８１】特に、本発明のレーザハンドピースに、レ
ーザ光にＥｒ：ＹＡＧレーザを使用して、硬質組織、特
に歯牙組織の穿孔、切除や歯石除去に利用する場合に
は、レーザ照射部位に注水することによって蒸散を促進
し、穿孔、切除の効率を高めるのに有効である。また、
歯根管の治療、歯石の除去、初期う触のエッチング、軟
組織の止血、切開にも有効である。注水を行うことで水
への吸収の高いＥｒ：ＹＡＧレーザ光を瞬間的にその水
が吸収し、その水が蒸散、飛散することで患部が新しい
表面となり蒸散効果が高まり洗浄効果も増す。

【００８２】本発明のレーザ治療装置は、パルス状のＥ
ｒ：ＹＡＧ固体レーザをファイバープローブにより集束
して、特に歯牙部に接触させ且つ注水して照射すると、
エナメル質に対しても蒸散切除効率が高く、また、レー
ザ出力やパルス条件を調整して、窩洞形成から歯石の除
去や酸エッチングの代用など、従来の歯科治療に要求さ
れる広範囲の歯質部処置のほとんど全てが実現できる。
本発明のレーザ治療装置を使用すれば、レーザ照射によ
る歯牙周辺組織の熱障害もなく、従来の機械的切削に伴
う切削時の苦痛、振動、騒音もなく、患者にとって、肉
体的精神的苦痛から開放され、施術者にとっても、効率
的な歯科治療を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の歯科治療用レーザハンドピー
スの縦断面であり、図３のＩ−Ｉ線による断面を示す。

【図２】図３のII−II線によるレーザハンドピースの縦
断面図である。

【図３】図１のIII −III 線によるレーザハンドピース
の横断面図である。

【図４】ハンドピースの先側に交換可能に装着されるフ
ァイバープローブの各種形状を示す図（Ａ〜Ｆ）。

【図５】ファイバープローブに外装されるプローブ保護
管の各種形状を示す図（Ａ〜Ｅ）。

【図６】曲折されたプローブ保護管の断面図。

【図７】レーザ治療装置の外観図。

【図８】レーザ治療装置による歯牙部の治療対象部位を
示す図。

【図９】ファイバーープローブの実施例に係るファイバ
ーープローブの断面図（Ａ）、プローブ保護管の断面図
（Ｂ）（Ｃ）、及び注水管を添設したファイバーープロ
ーブの側面図（Ｄ）（Ｅ）。

【符号の説明】

１ ハンドピース本体 ２ 導光ファイバー ３ 第１給気パイプ ４ 第２給気パイプ ５ 給水パイプ ６ 導光ファイバーホルダー ８ 導光遮蔽板 １０ Ｏリング １１ 接手 １５Ａ，１５Ｂ 給気路 １６Ａ 給水路 １６Ｃ 通水路 ２１ ファイバープローブ ２９ プローブ保護管 ２０１ 出射端 ２１１ 入射端 ９０ レーザ発生装置 ９ Ｅｒ：ＹＡＧ固体レーザ発生器 ９１ レーザ制御装置

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成５年６月３０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図５】ファイバープローブに外装されるプローブ保護
管の各種形状を示す図（Ａ〜Ｆ）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡上 吉秀 京都市伏見区東浜南町680 株式会社モリ タ製作所内 (72)発明者 弓場 彰 京都市伏見区東浜南町680 株式会社モリ タ製作所内 (72)発明者 中島 貞洋 東京都新宿区中落合２丁目７番５号 ホー ヤ株式会社内 (72)発明者 遠藤 尚志 東京都新宿区中落合２丁目７番５号 ホー ヤ株式会社内

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ光源から出射したレーザ光を導光
   する導光ファイバーと、該ファイバーで導光されたレー
   ザ光を被照射体に導くプローブと、少なくとも２個の独
   立した給気路と、少なくとも１個の給水路とを接続して
   成るレーザハンドピースを備えたレーザ医療装置であっ
   て、 当該レーザハンドピースは、上記の導光ファイバーの出
   射端を導光遮蔽板を介してプローブの入射端と気密に隔
   離して導光ファイバー内蔵部を気密にし、第１の給気路
   から供給される乾燥ガスにより導光ファイバーの出射端
   を冷却するとともに、第２の給気路から供給されるガス
   によりプローブの入射端を冷却し、給水路から供給され
   る水をプローブの先端部周辺から噴出させるようになし
   たことを特徴とするレーザ医療装置。
2. 【請求項２】 導光ファイバーの出射端を冷却した乾燥
   ガスが導光ファイバー内蔵部内を逆流し、導光ファイバ
   ー出射端から離隔した場所で上記ハンドピース外部に放
   出されるようになしたことを特徴とする請求項１記載の
   レーザ医療装置。
3. 【請求項３】 導光ファイバーがフッ化物系ファイバー
   である請求項１記載のレーザ医療装置。
4. 【請求項４】 上記ハンドピースの本体前部にプローブ
   保護管の基端部が、着脱可能にかつ上記給水路と通水可
   能に、嵌合接続され、当該プローブが挿通された当該プ
   ローブ保護管の内面と当該プローブ外面との間隙をもっ
   て当該プローブ先端に給水する通水路となした請求項１
   記載のレーザ医療装置。
5. 【請求項５】 上記プローブが先側減径され若しくは
   先側拡径され、その出射端面がファイバー軸に直交若し
   くは斜交しているファイバープローブである請求項１ま
   たは４記載のレーザ医療装置。
6. 【請求項６】 上記プローブ保護管が直状、先側漸縮状
   もしくは湾曲状の金属管もしくは合成樹脂管である請求
   項４記載のレーザ医療装置。
7. 【請求項７】 上記プローブ保護管の先端が、管軸に対
   して斜交する切断面によって形成されている請求項４記
   載のレーザ医療装置。
8. 【請求項８】 上記プローブ保護管の先端に、管軸側に
   鏡面を有する突片が、管軸側に傾斜して突設されている
   請求項４記載のレーザ医療装置。
9. 【請求項９】 上記プローブ保護管の先端が扁平状であ
   る請求項４記載のレーザ医療装置。
10. 【請求項１０】 当該レーザ発生源がＥｒ：ＹＡＧ固体
    レーザを発生するレーザ発生器であって、当該導光ファ
    イバーがフッ化物系ファイバーであって、上記レーザ治
    療装置はレーザ発生器のレーザ出力を調整するレーザ制
    御手段を備えて成る請求項１又は４記載の歯科治療用の
    レーザ医療装置。
11. 【請求項１１】 上記プローブの先端の径が５０〜６０
    ０μｍであり、且つ上記レーザ制御手段により当該プロ
    ーブ先端のレーザ照射出力がパルス幅１５０〜３００μ
    ｓ、パルス周期１〜３０ｐｐｓ、１パルス当たり最大１
    Ｊの範囲に調整可能とされた請求項１０記載の歯科治療
    用のレーザ医療装置。