JP2004089397A

JP2004089397A - レーザ治療装置

Info

Publication number: JP2004089397A
Application number: JP2002253942A
Authority: JP
Inventors: Masanori Enomoto; 榎本　昌徳
Original assignee: Nidek Co Ltd
Current assignee: Nidek Co Ltd
Priority date: 2002-08-30
Filing date: 2002-08-30
Publication date: 2004-03-25

Abstract

【課題】レーザ強度を均一に照射できる装置を提供すること。
【解決手段】治療レーザ光を患部に照射してレーザ治療を行うレーザ治療装置において、前記治療レーザ光源からのレーザ光をスポット状に形成して患部に導光照射するための導光光学系と、該導光光学系に配置され前記スポットの形状を六角形にするスポット形状変換手段と、該導光光学系に配置され前記スポットのスポット位置を走査するための走査手段と、を備える。
【選択図】　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、治療レーザ光を患部に照射してレーザ治療を行うレーザ治療装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来より、皮膚にレーザ光を照射して、脱毛、皺取り、痣取り等を行うレーザ治療装置が知られている。例えば、レーザ脱毛治療は毛根周辺にレーザ光を照射することにより、その熱エネルギが毛根部に放熱されて毛根が焼灼されることにより脱毛が行われるものであるが、レーザ光の照射を１パルスずつ行なうような脱毛の治療方法は時間が掛かってしまい効率が悪い。そのため、一度に照射する領域を予め設定しておき、２枚の駆動ミラー等を使用することによってその照射領域にレーザ光のビームスポット（スポット位置）を並べるように走査（スキャニング）していき、設定した照射範囲全体をもれなく照射して効率よく脱毛が行われるようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の円形スポットの走査では、円形を正接させると円と円の間に隙間ができ、その部分が未照射部分となり治療効果がでない部分ができてしまう。また、この未照射部分をなくそうとして、円形スポットを円の周辺部で重ねて照射すると、隣り合う重なったところが二重照射となって過照射されてしまい、皮膚への熱ダメージ（サーマルダメージ）が起こり易いという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記従来装置の欠点に鑑み、レーザ強度を均一に照射できる装置を提供することを技術課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。
（１）　治療レーザ光を患部に照射してレーザ治療を行うレーザ治療装置において、前記治療レーザ光源からのレーザ光をスポット状に形成して患部に導光照射するための導光光学系と、該導光光学系に配置され前記スポットの形状を六角形にするスポット形状変換手段と、該導光光学系に配置され前記スポットのスポット位置を走査するための走査手段と、を備えることを特徴とする。
（２）　（１）のレーザ治療装置において、前記スポット形状変換手段は断面形状が六角形のカライドスコープであることを特徴とする。
（３）　（１）のレーザ治療装置において、前記走査手段は六角形のスポットの隣り合う六角形の一辺が重なり合うようにスポット位置を走査することを特徴とする。
（４）　（１）のレーザ治療装置において、前記スポット形状変換手段は、六角形の対向する全ての辺が平行で、かつ対向する辺の長さが等しい六角形のスポットに変換することを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は脱毛治療等に使用されるレーザ治療装置の外観略図であり、図２は光学系及び制御系の概略構成を示す図である。
レーザ装置本体１の正面には大型のＬＣＤパネル２が設けられており、ＬＣＤパネル２には各種設定条件が表示されるとともに、ＬＣＤパネル２上に表示される操作キーに触れることで各種の設定が可能なタッチパネルとなっている。レーザ装置本体１の上部からはレーザ光を照射するハンドピース２０まで通信ケーブル３とレーザ光を導光するためのファイバケーブル４が伸延している。
【０００７】
５はハンドピース２０側に供給する冷却水を冷却して循環させるためのチラーである。チラー５から伸びている２本の冷却チューブ７は、前述の通信ケーブル３とファイバケーブル４と束ねられ、集中ケーブル８に一本にまとめられている。９はレーザ照射のトリガとなるフットスイッチである。
【０００８】
図２において、１０はパルスの治療用レーザ光を出射するレーザ光源部であり、レーザ光源部１０は多数の半導体レーザを有する。各半導体レーザを出射したレーザ光はそれぞれに対応して配置されたレンズ１２ａにより各ファイバ１３ａの端面にそれぞれ集光されて入射する。各ファイバ１３ａは出射端面側で束ねられており、各半導体レーザから出射されたレーザ光はファイバ出射側でまとめられ、高出力のレーザ光として治療に利用される。本実施形態では治療用レーザ光に８００〜８２０ｎｍの波長の近赤外光を利用している。
【０００９】
また、エイミング（照準）光源１１から出射するエイミング光は、集光レンズ１２ｂにより集光され、ファイバ１３ｂに入射する。ファイバ１３ｂの出射側端面はファイバ１３ａの出射側端面と共に束ねられており、エイミング光はファイバ１３ｂを出射後、治療用レーザ光と同様の光路を進行する。本実施形態ではエイミング光束には６２０〜６５０ｎｍの波長の赤色可視光を利用している。
【００１０】
束ねられた各ファイバ１３ａ，１３ｂの出射端面から出射するレーザ光（治療用レーザ光及びエイミング光）は、集光レンズ群１４により集光され、ファイバケーブル４に入射する。ファイバケーブル４はハンドピース２０に接続されており、レーザ光はハンドピース２０に導光される。なお、各ファイバ１３ａ，１３ｂの出射端面と集光レンズ群１４との間の光路には、必要に応じてレーザ光を遮断するためのシャッタ１７が挿入される。シャッタ１７は駆動部１８により駆動される。
【００１１】
図３は、ハンドピース２０の構成を説明する拡大図である。ハンドピース２０の光学系は、ファイバケーブル４から出射したレーザ光を集光する集光レンズ３３、カライドスコープ３２、コリメータレンズ２２、ミラー２１、第一ミラー２３，第二ミラー２４、集光レンズ２５からなる。
【００１２】
カライドスコープ３２は、スポット形状を変換するためのものであり、６枚の帯状反射鏡（断面形状が六角形）により構成されている。カライドスコープ３２の出射端面と患部への照射面（後述する第１ウィンドウ４２の下面）とは共役な位置にあるため、カライドスコープ３２の六角形状がレーザのスポット形状となる。また、入射ビームはカライドスコープ３２の管内で多重反射を繰り返しているため、ビームのモードが均一化される。
【００１３】
第一ミラー２３，第二ミラー２４には、それぞれを回転させる第一ガルバノメータ２３ａ，第二ガルバノメータ２４ａが設けられている。第一ミラー２３，第二ミラー２４を駆動して回動させることで、ＸＹ方向の各々にレーザ光の照射位置を移動（揺動）させ、広範囲に渡って治療用レーザ光を走査することができる。
【００１４】
スキャナヘッド２０ａの下方にはスキャナ支基２６が固定されており、スキャナ支基２６には、熱伝導性の良いアルミ製のウィンドウ取付板２７が側面側（図３紙面垂直方向）からネジ止めされている。２８は電子熱交換器であるペルチェ素子である。ペルチェ素子２８は、アルミ製の冷却板２９とウィンドウ取付板２７にはさまれる格好で取付けられており、ウィンドウ取付板２７側が吸熱側（冷却側）となり、冷却板２９側が放熱側となるように電流が流される。冷却板２９の内部には冷却水が循環する流路が形成されており、チラー５で冷却された冷却水は冷却チューブ７を通って冷却板２９内を循環し、冷却板２９を介してペルチェ素子２８で放熱された熱を吸熱する。
【００１５】
３１はウィンドウ取付板２７の下端に取付けられた温度センサであり、温度センサ３１はウィンドウ取付板２７の温度を検知し、この温度検知に基づき制御部１５によってペルチェ素子２８の温度がコントロールされる。
【００１６】
ウィンドウ取付板２７には、ウィンドウユニット４０が取り付けられている。レーザ照射時は各ウインドウの接触面を皮膚面に当接させて使用する。ウィンドウユニット４０は、皮膚に接触する熱伝導率の良い透明サファイアガラスの第１ウィンドウ４２、第１ウィンドウ４２より熱伝導率が劣る透明ガラスの第２ウィンドウ４４の２重構造になっており、側面形状が略Ｌ字状のウィンドウフレーム４１によって保持されている。この構造により、第一ウィンドウ４２の熱がウィンドウフレーム４１、ウィンドウ取付板２７、ペルチェ素子２８へと伝わり、吸熱される。第一ウィンドウ４２の温度を下げることにより、患者の皮膚を冷却することができる。スキャナヘッド２０ａから出射したレーザ光は集光レンズ２５の焦点距離で集光するため、第一ウィンドウ４２の下面がこの集光位置になる様にフレーム４１の上下方向の長さが設計されている。ウィンドウユニット４０は２つのネジ３２によってウィンドウ取付板２７と脱着可能に取付けられている。
【００１７】
図２に示す制御部１５には、ＬＣＤパネル２、チラー５、チラー５からの冷却水が正常に循環しているかどうかを確認するフロースイッチ６、メモリ１６、フットスイッチ９が接続されている。また、ハンドピース２０側の温度センサ３１、ペルチェ素子２８、第一ガルバノメータ２３ａ、第二ガルバノメータ２４ａは通信ケーブル３を介して制御部１５に接続されている。
【００１８】
以上のような構成を有するレーザ治療装置において、レーザ照射時の動作を以下に説明する。
術者はＬＣＤパネル２に表示されている設定用キーを操作することで、レーザの出力、パルス照射時間、走査パターン形状等の照射条件を設定する。走査パターン形状はメモリ１６に予め記憶されたものから選択でき、円形パターン、正方形パターン、長方形パターン、ラインパターン等が用意されている。
【００１９】
また、レーザ照射時には図示なきスイッチによって冷却機構を作動させる。ペルチェ素子２８及びチラー５を駆動させることにより第一ウィンドウ４２が冷却され、第一ウィンドウ４２に接触している患部が冷やされる。
術者は装置本体１側の準備を整えた後、ハンドピース２０を手で保持して第一ウィンドウ４２を患部上に当接させる。スキャンヘッド２０ａからは光源１１によるエイミング光が照射され、そのエイミング光は選択した走査パターン形状に従って第一ミラー２３，第二ミラー２４の駆動により繰返し走査される。術者はウィンドウ４２，４４を通して観察される患部とエイミング光の照射位置を確認しながら、目的とする患部に合うように第一ウィンドウ４２の当接位置を調整する。
【００２０】
術者はエイミング光の観察による照射部位の位置合わせやレーザ出力等の設定が完了したら、ＬＣＤパネル２上の図示なきスイッチを押して装置をＲＥＡＤＹ状態にする。制御部１５はフットスイッチ９からのトリガ信号が入力されると、制御部１５は、第一ガルバノメータ２３ａ，第二ガルバノメータ２４ａを駆動制御してレーザ光源部１０からのレーザ光を走査し、選択された走査領域の治療部位にレーザ光を照射する。
【００２１】
ファイバケーブル４からスキャナヘッド２０ａ内に入射したレーザ光は、集光レンズ３３により集光され、カライドスコープ３２に入射し、カライドスコープ３２を出射したレーザ光はコリメータレンズ２２により平行光束にされた後、ミラー２１により光軸を曲げられ、第一ミラー２３，第二ミラー２４でＸＹ方向に走査され、集光レンズ２５によって患部で六角形のスポットが焦点を結ぶように集光される。図４に示す様に、制御部１５は、隣り合う六角形の一辺が重なり合うようにスポット位置を走査する。
【００２２】
円形スポットの円を正接させる様に走査させると、図５（ａ）に示す様に円と円の間に隙間Ａができ、その部分が未照射部分となり治療効果がでない部分ができてしまう。また、この未照射部分をなくそうとして、円形スポットを円の周辺部で重ねて照射すると、図５（ｂ）に示す様に隣り合う重なった部分Ｂが二重照射となって過照射されてしまい、皮膚への熱ダメージ（サーマルダメージ）が起こり易かった。本発明では、スポット形状を図５（ｃ）に示す様に六角形としているので、未照射部分もなく、二重照射部分もない。このため均一なレーザ強度で照射を行うことができる。また、レーザ光がカライドスコープ３２を通過することによって、管内で多重反射を繰り返すため、ビームのモードが均一化される。このため、ビームのモードがガウシアン分布のようにスポットの中心部で強度が強いものでも、カライドスコープ３２を通過することによってビームのモードが矩形状になり、レーザ強度を均一にすることができる。
【００２３】
また、六角形のスポットを円形に走査すると、図７（ａ）〜（ｈ）に示す様に、円形パターンを段階的に数多く設定できる。図７（ａ）に対して、図７（ｂ）は、１２個の斜線部の六角形スポットＨ１を足すことによって、一回り大きな円形パターンを形成することができる。同様に、図７（ｂ）に対して、図７（ｃ）は、１２個の斜線部の六角形スポットＨ２を足すことによって、一回り大きな円形パターンを形成することができる。以下同様に、図７（ｄ）〜図７（ｈ）は、それぞれ斜線部の六角形スポットＨ３〜をＨ７足すことによって、一回り大きな円形パターンを段階的に多数形成することができる。六角形スポットで円形に走査すると、四角形のスポットに比べて、より円形に近い形状で段階的に数多く円形パターンを設定できる。
【００２４】
また、上記実施の形態では、スポット形状を図４に示す様な正六角形（全ての辺の長さがＬａ）としたが、これに限らずスポットの六角形の形状は、図６（ａ）に示す様に六角形の対向する全ての辺が平行で、対向する一辺をＬｂにした六角形（他の対向する二辺はＬａ）や、図６（ｂ）に示す様に六角形の対向する全ての辺が平行で、対向する二辺をＬｃ、Ｌｄにした六角形（他の対向する一辺はＬａ）でもよい。ここでいう対向する辺とは、一つの辺とその辺に対してそこから３つ離れた辺の組のことをいう。つまり、スポットの六角形の形状は、図４、図６（ａ）、図６（ｂ）に示す六角形の様に、六角形の対向する全ての辺が平行で、対向する辺の長さが等しい六角形であればよい。
【００２５】
また、上記では、脱毛治療等に使用されるレーザ治療装置を例にとって説明したが、脱毛治療に限らず、患者のシワ、アザ、シミ等の皮膚の形成治療に使用されるＣＯ２　レーザ（炭酸ガスレーザ）を用い、レーザ光のスポットを走査するレーザ治療装置などにも、本発明を利用できる。
【００２６】
また、ＣＯ２　レーザによるレーザ治療装置で、にきび痕の治療を行うには、図８のようなドーナツ形状にスポットを走査するとよい。四角形のスポットに比べて六角形のスポットであると、にきび痕の大きさに応じて、図８（ａ）〜（ｇ）に示す様に、開口の大きさをより円形に近い形状で段階的に数多く設定できる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、レーザ強度を均一に照射でき、未照射、過照射部分のない治療効果の良いレーザ治療を行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】脱毛治療等に使用されるレーザ治療装置の外観略図である。
【図２】光学系及び制御系の要部構成の概略図である。
【図３】ハンドピースの下方部の構成を説明する拡大図である。
【図４】走査する六角形のスポット形状を示す図である。
【図５】走査するスポット形状を示す図である。
【図６】走査する六角形のスポット形状を示す図である。
【図７】六角形のスポットで走査された円形パターンを示す図である。
【図８】六角形のスポットで走査されたドーナツ形状パターンを示す図である。
【符号の説明】
１　レーザ装置本体
４　ファイバケーブル
１０　レーザ光源部
１５　制御部
２０　ハンドピース
２２　コリメータレンズ
２３　第一ミラー
２３ａ　第一ガルバノメータ
２４　第二ミラー
２４ａ　第二ガルバノメータ
２５　集光レンズ
３２　カライドスコープ
３３　集光レンズ

Claims

治療レーザ光を患部に照射してレーザ治療を行うレーザ治療装置において、前記治療レーザ光源からのレーザ光をスポット状に形成して患部に導光照射するための導光光学系と、該導光光学系に配置され前記スポットの形状を六角形にするスポット形状変換手段と、該導光光学系に配置され前記スポットのスポット位置を走査するための走査手段と、を備えることを特徴とするレーザ治療装置。
請求項１のレーザ治療装置において、前記スポット形状変換手段は断面形状が六角形のカライドスコープであることを特徴とするレーザ治療装置。
請求項１のレーザ治療装置において、前記走査手段は六角形のスポットの隣り合う六角形の一辺が重なり合うようにスポット位置を走査することを特徴とするレーザ治療装置。
請求項１のレーザ治療装置において、前記スポット形状変換手段は、六角形の対向する全ての辺が平行で、かつ対向する辺の長さが等しい六角形のスポットに変換することを特徴とするレーザ治療装置。