JPH06169929A - 医療用レーザー光照射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】光ファイバーで伝送されるレーザー光（光線一
般も含む）を血管、消化器等の内部の所要部位へ任意の
屈折角で屈折照射できる医療用照射するレーザー光照射
装置。 【構成】光ファイバー（１）の先端にガラス又はプラス
チック製の透明球（２）を溶着し、透明球の外周面に不
透明金属反射膜（３）を付着させて積分球（５）を形成
し、この反射膜を任意の屈折角α（０°＜α＜１８０
°）に相当する位置で除去して照射窓（４）を形成し、
この照射窓を覆わないようにファイバー及び積分球を外
被又は套管（６）内に収納して成る医療用レーザー光照
射装置。 【作用効果】この装置は種々のカテーテルやバルーン等
に内蔵させることができるから、血管や消化器等の治療
及び診断に際し病変部の直近からレーザー光を正確に照
射することができ、医療成果の向上に資することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は医療用レーザー光照射装置
に関するもので、より詳細に本発明は血管又は消化器等
の治療用又は内視鏡などとしてレーザー光及びその他光
線一般を照射対象領域付近で所要の角度に屈折させて照
射することができる医療用レーザー光照射装置に関する
ものである。なお、本明細書の全体を通じて説明の便宜
上「レーザー光」という語は、いわゆるレーザー光のほ
か光線一般を広く意味するものとして使用する。

【０００２】

【発明の背景】レーザー光は医療用分野において、例え
ば患部の凝固、焼灼、蒸発や切除等々の治療や診断のた
めに利用されている。これらの利用において、一般にレ
ーザー光は光ファイバーにより伝送されるのが普通であ
るが、照射対象が光軸の延長線上にない場合はレーザー
光を曲げなければならない。しかし、一般にレーザー光
は光ファイバーを曲げるのでなければ光軸に対し任意の
角度で屈折させることができない。

【０００３】例えば、公表特許公報昭６１−５０２１６
８号には、「内科及び外科用レーザ探針」が示されてい
て、これには凹形レンズ２８と組み合わせた接触先端３
０から成る接触部材を光ファイバ２の先端に取付けるこ
とにより照射範囲を広げる思想に立脚した装置が開示さ
れている。これにより、従来は数回の照射を行わなけれ
ばカバーできなかったような領域も、この接触部材によ
れば１回の照射で十分にカバーできるとされている。し
かし、この接触部材による場合でも、レーザ光の光軸を
照射対象（組織Ｍ）に対しほゞ直角に接触させなけれ
ば、意図した効果は得られない。例えば、組織Ｍに対し
ほゞ平行に挿入されるカテーテルの先端にこの公表公報
に示されるような接触部材を取付けても、接触部材のす
ぐ横にある対象領域に対しレーザー光をほゞ直角に曲げ
て照射することは不可能である。血管内治療や消化器治
療及び診断には、このようなレーザ光の直角又はそれに
近い屈折が望ましいとされるのであるが、これまでこの
ような要望を満たす医療用レーザー照射装置は得られて
いなかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従って本発明は、光フ
ァイバーにより伝送されるレーザー光を、ファイバー先
端付近において所要の屈折角度で屈折させて対象領域に
正確に照射することができるようにした医療用レーザー
照射装置を提供することを課題としてなされたものであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このため本発明は、光フ
ァイバーから成る光線案内部の先端照射部にガラス又は
プラスチックから成る透明球を溶着し、この透明球の全
外周面に不透明金属反射膜をスパッタリング又は真空蒸
着などの技術により付着させてファイバー先端に積分球
を構成し、この積分球上の前記不透明金属反射膜の任意
の一部、すなわち実現しようとするレーザー光の屈折角
（０°以上１８０°以下）に相当する部分を所要の寸法
及び形状で削除してレーザー光照射窓を形成し、この照
射窓を覆わないように光ファイバー及び積分球をステン
レスパイプなどのような保護筒又は套管内に収納して医
療用レーザー光照射装置の基本部分を構成する。これに
より積分球内で均等反射されたレーザー光は光軸に対し
所望の角度で形成された照射窓から目的個所へ集中的に
出射されるので、事実上レーザー光はファイバー先端で
鋭角、直角又は直角以上など任意の所要角度で屈折され
て照射されるのである。

【０００６】本発明において、透明球は光ファイバーの
直径とほゞ同径程度から約２倍程度の径のものが使用さ
れ得る。従って本発明によれば光ファイバーの径の２倍
程度の径の細管や隙間、すなわち血管や消化器内に光フ
ァイバーを挿入して、その挿入先端でレーザー光を屈折
照射することができる。通常医療用に使用されているよ
うなカテーテル内に本発明のレーザー光照射装置を内装
することにより、カテーテル先端のすぐ横（直角に曲が
った点）の病変部の診断や治療を行うことができるの
で、従来のように遠い距離からの照射と異なり、正確度
を格段に向上させることができる。

【０００７】積分球上の照射窓は種々な形状、寸法及び
個数で形成することができる。例えば１個の円形窓、２
個又はそれ以上の円形窓、スロット状の長円形窓、ある
いは積分球全周を取り巻く帯状の窓等々、用途に応じた
種々な照射窓が実現可能である。これら照射窓の位置
は、光軸に対する所望の屈折角を実現するよう任意に選
択することができる。光軸に対する屈折角αは、一般的
に０°＜α＜１８０°の範囲内で選択することができ、
その選択された屈折角に応じて積分球上に照射窓の位置
が定められる。

【０００８】本発明のレーザー光照射装置は、種々な医
療機器に組合わせて実施することができる。例えば、血
管内の病変部焼灼用レーザーカテーテル、消化器の内視
鏡や腹腔鏡と組合せた診断用カテーテル、レーザーバル
ーンカテーテル、或いは不整脈治療用電極カテーテル、
等々に本発明のレーザー光照射装置を組み込んで実際の
医療機器を実現することができる。具体的な医療機器の
種類により、レーザー光線か、又はその他一般の光線が
その特定機器に使用されることになる。

【０００９】

【実施例】図面を参照して本発明の医療用レーザー光照
射装置の実施例について説明する。図１は本発明の医療
用レーザー光照射装置の基本形態を示す一部切断側面図
で、符号１はレーザー光を伝送案内する適宜の光ファイ
バーであり、光ファイバー１の先端（図で右端）に透明
球２、すなわちガラス球又はプラスチック球２が溶着さ
れ、透明球２の表面には不透明金属反射膜３がスパッタ
コーティング又は真空蒸着等により形成されて積分球５
を構成している。好適に、金属膜３は図１に３ａで示す
ように光ファイバー１の先端付近まで連続して被覆する
のが望ましい。これは光ファイバー１と積分球５の溶着
部を補強するためである。補強の目的では膜３、３ａは
なるべく厚い方がよいので、スパッタリングした上にさ
らにメッキ法により金属の比較的厚い補強膜を形成する
ようにしてもよい。

【００１０】不透明金属膜３には照射窓４が形成され
る。図１の例で、この窓４はレーザー光の直進光軸（破
線Ｌ）に対し屈折角α＝９０°の方向に一致するよう位
置づけられ、例えば円形の窓として金属膜３を削除する
ことにより形成されている。光ファイバー１の基端（図
で左端）近くに配置したレーザー光源又は一般の光源
（図示せず）からのレーザー光はファイバー先端から積
分球５内に進入し、膜３の内面で均等分散反射され、い
わば球内で転々と無数回反射されて飛びかうが、窓４に
出口を見出してそこから線Ｌの方向へ直線的に出射する
（線Ｌを屈折照射方向という）。本発明によれば、照射
窓４は、０°＜α＜１８０°の範囲内でレーザー光の用
途に応じて所要の屈折照射方向を実現するように任意の
位置に形成することができる。また照射窓の個数は１個
に限らず、必要な個数を設けることができ、形状も図１
の例は平面で見て円形であるが、その他種々な形状に形
成することができる。なお、図示の例では光ファイバー
１の軸線と積分球５の中心とがほゞ一致したものとして
示されているが、必ずしもこれに限らず、ファイバー軸
線とガラス球中心とをずらして溶着することもできる。

【００１１】ファイバー１と積分球５とは、照射窓４を
覆わないように、ステンレスパイプ等のような可撓性あ
る外被又は套管６内に収められて本発明の医療用レーザ
ー光照射装置の基本形態を構成する。図１では、套管６
の先端がちょうど照射窓４の近くで終わっているが、套
管６が積分球５を越えて延びるような場合（後述の図３
の例参照）は、照射窓４に相当する套管６の部分に開口
を穿設することが必要である。なお、図１には示してな
いが、ファイバー先端は凸面状とし、対応してガラス球
２の溶着個所は凹面状とすることが好適である。このよ
うな相補的凹凸形状は溶着を正確強固ならしめるため必
要であるが、本発明においては本発明者の有する特願平
１−１２６５９９号に開示した細密加工技術を応用して
これら凹凸形状を容易に加工することができる。

【００１２】本発明で用いられる光ファイバー１は、き
わめて細い直径０．０５〜０．３ミリ程度のものから、
可視的な太さのものまで広く種々な径のガラスファイバ
ー又はプラスチックファイバーを用いることができる。
透明球２は、光学的に真球であることを要し、その材質
は無機材料酸化ガラス、特に高純度ガラスが好適である
が、実際的にはプラスチックのような透光性物質を以っ
て製作するのが好ましい。不透明金属反射膜３に使用さ
れる金属材料は、特に限定されるものでなく、スパッタ
リング、真空蒸着、あるいはさらにＣＶＤに適するもの
で、光不透過性の材料ならすべて使用することができ
る。また、反射膜３は単一層の金属だけでなく、異種金
属を二層又は三層等に重積付着させて形成することもで
きる。

【００１３】図２は、本発明のレーザー光照射装置の他
の形態、すなわち積分球５の照射窓が球の全周に帯状１
４に形成されている例を示す。この例は、消化器や血管
内に挿入されたカテーテルの先端付近で全周を同時に照
射する必要がある場合に利用されるものである。場合に
より、帯状照射窓１４は１本に限らず、２本又はそれ以
上を形成することもできる。また、帯状照射窓と円形そ
の他局所的形状の窓とを組合せて使用することもでき
る。さらに、図示の例ではレーザー光の入射軸（図１の
Ｌ）に対しほゞ直角をなす面に照射窓１４が形成されて
いるが、傾斜した面内に照射窓を形成することもでき
る。

【００１４】図３は、以上に例示したような本発明の基
本的なレーザー光照射装置を実際の血管治療用ガイドワ
イヤー付可変光型レーザーカテーテルに組み込んだ実施
例を示す略示断面図である。光ファイバー１とその先端
に溶着した積分球５とは積分球を越えて延びる外被又は
套管６内に収納され、套管６の照射窓４に相当する部位
には開口が形成されている。套管６の細まった先端６ａ
にはスプリングワイヤーから成るガイドワイヤー７が装
着される。このようなカテーテルはガイドワイヤーにに
より血管Ｂ内を案内されつつ、その内蔵する積分球５が
病変部（アテローム層）Ａに到達すると、その直近から
光軸に対しほゞ直角方向にレーザー光を照射して病変部
を焼灼することができる。従来のように、光軸にほゞ平
行か、わずかな円錐状拡がりの照射と異なり、病変部の
ほゞ真横から照射を行うことができるので、治療は正確
で、短時間に、最少量のレーザー照射で治療を実行する
ことができる利点がある。なお、図３に示す実施例の変
形例として、ガイドワイヤ７を光ファイバー１が貫通
し、ワイヤ先端に積分球５を突出させた形とすることも
可能である。

【００１５】図４は、より簡潔な構成のレーザー光治療
器具の例を示す略示断面図である。積分球５と光ファイ
バー１とは前例と同様に外被６内に収納され、外被の側
方にガイドワイヤー８をスライド可能に保持するスライ
ドタブ９が設けられている。タブ９の取付け位置は限定
されない。この例の積分球５はα≒１３５°の位置に照
射窓４を形成されている。出射先端に対し約４５°の拡
がりをもつ領域にレーザー光を照射できる装置は従来知
られていないし、特に所望角度の局所に集中的に照射で
きるものは従来存在しない。これにより血管壁Ｂ内のア
テローム層Ａの焼灼等の治療効果を抜群に向上させるこ
とができる。

【００１６】図５は本発明のレーザー光照射装置を血管
・消化器等の内視鏡又は腹腔鏡組合わせレーザーカテー
テルとして実施した例を示すもので、その（Ａ）は任意
の位置に照射窓４を有する積分球５をライトガイド１
０、イメージファイバー１１及びフラッシュチャンネル
１２と共に套管１３内に固定的に内蔵した診断用カテー
テルの一部を示している。（Ｂ）は、イメージファイバ
ー１１、ライトガイド１０と共に、フラッシュチャンネ
ル１５内に出し入れ可能に収納した外被６に固着した積
分球５を套管１３に収めた装置を示している。この例で
も照射窓４の位置（角度）は所要に応じ可変的に形成す
ることができる。

【００１７】図６は本発明のレーザー光照射装置を、励
起・蛍光による硬化病変の診断用及び治療用レーザーカ
テーテルに組み込んだ例を示すもので、（Ａ）は外被１
６内のほゞ中央に挿通したガイドワイヤー等挿入用のチ
ャンネル１７の周りに複数本のファイバーに固着した複
数個の積分球５を配した診断・治療用装置を端面から見
た図である。積分球５の所要の位置に形成した照射窓４
により集中的に出射される複数本のレーザー光により病
巣の明瞭正確な診断を行うことができる。（Ｂ）は励起
用又は蛍光用ファイバー１８の先端に固着した数個の積
分球５を外筒１６内に収納した治療用レーザー器具の部
分側面図である。もちろん各積分球５には所要位置に所
要形状のレーザー光照射窓が形成されるが、図では省略
してある。

【００１８】図７は、図６と同様であるが、積分球を多
重に配列した例を示す端面図で、中央の挿入チャンネル
１７の周りに複数個の積分球５がそれぞれ屈折照射窓４
を有するものとして配置され、その周りの内管１９と外
管２０の間にやゝ小径の積分球２５が多数配列されてい
る。積分球２５にはそれぞれ照射窓２４が所要の位置に
形成されている。

【００１９】図８は本発明のレーザー光照射装置をレー
ザーバルーンカテーテルに組み込んだ例を示す略示断面
図で、伝送用ファイバー１の先端に積分球５が帯状照射
窓４を有するものとして固着され、バルーン２６内に位
置づけられている。３ａは積分球５と伝送用ファイバー
１との固着を強化する金属膜で、ファイバー先端と透明
球とは光学的に連続している。３ｂは積分球５の外壁に
延長軸１′を固着する基部で、延長軸の先端にはガイド
ワイヤー７が支持されている。伝送ファイバー１はバル
ーン後端の細管２７を通って適宜光源に接続される。

【００２０】図９は本発明のレーザー光照射装置を不整
脈治療用レーザー電極カテーテルに応用した例を示す部
分側面図で、光ファイバー１の先端に固着された積分球
５は前述諸例と同様に照射窓４を有し、外被２７内の先
端電極２８と手前の電極２９とのほゞ中間に配置されて
いる。先端電極２８に通じる導線３０と、手前の電極２
９に通じる導線３１とが外被２７に挿通されている。図
示のように外被２７の照射窓４に相当する部分は開口部
とされている。なお、図示してないが、積分球５は先端
電極２８内に臨ませるよう配置することもできる。

【００２１】最後に、図１０は、前例のような電極カテ
ーテルにおいて積分球に一方の電極を兼ねさせた例を示
すものである。すなわち、ファイバー１の先端に固着し
た照射窓３４を有する積分球３５を外被２７から突出さ
せ、導線３０を介して電源に接続する。手前の電極２９
は図９の例と同様である。

【００２２】

【発明の効果】以上説明のように、本発明によれば、レ
ーザー光を伝送する光ファイバーの先端に、任意の屈折
角に相当する位置に照射窓を形成してある積分球を溶着
し、これを可撓性ある外被又は套管に収納して医療用レ
ーザー光照射装置を構成したから、光ファイバーが血管
や消化器等のようなきわめて細い通路又は管路に窮屈に
挿入されるような場合も、その通路壁又は管壁に対し直
角その他所望の特定角度でレーザー光を所望通りに正確
に照射することが可能となる。これにより、医療分野で
のレーザー光の利用が拡大され、従来試みられなかった
ようなレーザー光治療及び診断の道が開拓される効果が
期待される。特に、医療分野で利用されるレーザー光の
場合は人間の体内に光ファイバーを挿入して凝固や焼灼
等の治療及び診断を行うので、対象領域に対し正確にレ
ーザー光を導くことが必要で、多くの場合対象領域はカ
テーテルにより導かれるレーザー光軸に対し側方に位置
しているので、側方の対象領域にレーザー光を正確に導
く必要があったが、従来これを簡単に可能ならしめる装
置は実現されていなかったのに対し、本発明によりこれ
が確実に可能となったものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明に係る医療用レーザー光照射装置
の基本形態を示す一部切断側面図である。

【図２】図２は本発明の医療用レーザー光照射装置の他
の形態を示す部分側面図である。

【図３】図３は本発明の医療用レーザー光照射装置を、
ガイドワイヤー付可変光型レーザーカテーテルとして実
施した例を示す略示断面図である。

【図４】図４は本発明のレーザー光照射装置を応用し
た、より簡潔な構成のレーザー光治療・診断器具の一形
態を示す略示断面図である。

【図５】図５は本発明の医療用レーザー光照射装置を、
血管・消化器等内視鏡及び腹腔鏡組合せレーザーカテー
テルとして実施した例を示すもので、（Ａ）は積分球内
蔵型、（Ｂ）は出し入れ可能型を示す、それぞれ部分斜
視図である。

【図６】図６は本発明のレーザー光照射装置を、励起・
蛍光による硬化病変の診断用及び治療用レーザーカテー
テルとして実施した２つの例を示す端面図（Ａ）、及び
部分側面図（Ｂ）である。

【図７】図７は本発明に係る積分球を多重に配列したレ
ーザーカテーテルを示す端面図である。

【図８】図８は本発明の医療用レーザー光照射装置をレ
ーザーバルーンカテーテルに応用した例を示す略示断面
図である。

【図９】図９は本発明のレーザー光照射装置を不整脈治
療用レーザー電極カテーテルに応用した例を示す部分側
面図である。

【図１０】図１０は本発明の積分球を電極カテーテルの
一方の電極に兼用させた例を示す部分側面図である。

【符号の説明】

１…光ファイバー ２…透明球 ３…不透明金属反射膜 ４…照射窓 ５…積分球 ６，１３，１６，２７…外被又は套管 １４…照射窓の他の実施例 ２６…バルーン ２８，２９…電極 ３５…電極兼用積分球

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ファイバから成る光線案内部の先端に
   透明球を溶着し、透明球の全外周面に不透明金属反射膜
   を付着させて積分球を構成し、光軸に対し任意の屈折角
   αに相当する積分球上の不透明金属反射膜の一部を除去
   してレーザー光照射窓を形成し、この照射窓を覆わない
   ように光ファイバー及び積分球を外被内に収納して成
   り、以って光ファイバー内を進行するレーザー光を任意
   の角度で屈折照射させるようにしたことを特徴とする医
   療用レーザー光照射装置。
2. 【請求項２】 前記照射窓は不透明金属反射膜の一部を
   １個の円形に削除して形成された窓である請求項１に記
   載の装置。
3. 【請求項３】 前記照射窓は不透明金属反射膜の一部を
   ２個又はそれ以上の円形に削除して形成された窓である
   請求項１に記載の装置。
4. 【請求項４】 前記照射窓は不透明金属反射膜の一部を
   帯状に削除して形成された窓である請求項５又は７に記
   載の装置。
5. 【請求項５】 前記積分球はガイドワイヤーを備えた外
   被内に取付けられている請求項１に記載の装置。
6. 【請求項６】 前記積分球はライトガイド、イメージフ
   ァイバー、及びフラッシュチャンネル等と共に外被内に
   固定的又は可動的に収納されている請求項１に記載の装
   置。
7. 【請求項７】 前記積分球は外被内に複数個収納されて
   いる請求項１に記載の装置。
8. 【請求項８】 前記積分球はバルーン内に収納されてい
   る請求項１に記載の装置。
9. 【請求項９】 前記積分球は電極カテーテル内に収納さ
   れている請求項１に記載の装置。
10. 【請求項１０】 前記積分球は電極カテーテルの一方の
    電極を兼ねている請求項１に記載の装置。