JPH0492655A - レーザプローブ及びレーザ治療装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ｕ産業上の利用分野］ 本発明は、例えば、人体等の生体組織の患部にレーザ光
のエネルギーを集中させて凝固、止血、蒸散、切開もし
くは加温等を行うレーザプローブ及びそのレーザプロー
ブを用いたレーザ治療装置に関する。

［従来の技術］ 従来より、例えば、人体等の患部の生体組織にレーザ光
のエネルギーを集中させ、該患部を焼き切って手術を行
うレーザメスが知られている。このレーザメスには、レ
ーザ光を集束して該レーザ光のエネルギーを集中させる
ためのレーザプローブが用いられる。

従来から一般的に用いられているレーザプローブは、レ
ーザ光を直接生体組織に集束させ、該生体組織自体を発
熱させて凝固、止血、蒸散、切開もしくはハイパーサー
ミアのための加温等を行う、いわゆる非接触型レーザプ
ローブであった。このような非接触型レーザプローブは
、生体組織自体にレーザ光を吸収させて熱エネルギーに
変換するものであることから、用いるレーザ光の波長や
生体組織の種類等によっては生体組織表面での反射か大
きいために熱エネルギーへの変換効率が悪く、円滑な切
開等が困難になるという場合もあった。

そこで、近年、このレーザプローブとして、透光性部材
を先端部にいくにしたがって細くなるようにテーパ状に
加工し、基端部から入射したレーザ光がテーパ面で全反
射されて先端部に集中されるようにするとともに、この
先端部表面をレーザ光を吸収する材料（例えば、二酸化
マンガン等）で被覆し、該レーザプローブの先端部自体
を発熱させるようにした、いわゆる接触型レーザプロー
ブが提案されている（例えば、実開昭６１−１００４０
７号公報、特開昭６３−３１８９３４号公報参照）。

［発明が解決しようとする課題］ しかしなから、上述の従来の接触型レーザプローブには
、以下のような問題があった。

■　レーザプローブのテーパ状の全反射面に、患部組織
を切開中に発生した飛散物が付着すると、レーザ光はこ
こで吸収されてしまい、レーザ光のエネルギーが先端部
に集中されず、レーザプローブの切開その他の治療能力
が著しく低下してしまつ。

■レーザプローブの先端部にレーザ光を吸収して熱エネ
ルギーに変換するために形成された炭素等からなる被覆
膜は、大気中で加熱するとこの大気中の酸素と反応し、
５００℃程度で蒸散してしまうため、耐久性が充分でな
い。　本発明は、上述の背景のもとでなされたものであ
り、切開その他の治療中におけるレーザプローブへの飛
散物等の付着による影響をなくするとともに、レーザ光
を熱エネルギーに変換する膜体の蒸散を防止して常に安
定した治療能力を発揮することができるレーザプローブ
及びレーザ治療装置を提供することを目的としたもので
ある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、以下の構成とすることにより上述の課題を解
決している。

（１）透光性部材で構成されたプローブ本体の基端部か
ら入射したレーザ光のエネルギーを先端部に集中させ、
この先端部を患部に接触または近接させることにより該
患部に治療を施すレーザプローブにおいて、 前記プローブ本体の少なくとも前記先端部の表面の一部
に前記レーザ光を熱エネルギーに変換する物質を含む材
料からなる膜体を形成し、この膜体が形成された部分を
覆って、前記プローブ本体の表面の少なくとも一部に保
護膜を形成すると共に、 この保護膜を構成する材料として、前記プローブ本体内
を進行するレーザ光を、該保護膜とプローブ本体表面と
の境界面で全反射する物質、または、該保護膜のプロー
ブ本体表面に接する面で鏡面反射する物質を用いたこと
を特徴とする構成。

（２）レーザ発生装置と、 このレーザ発生装置によって発生されたレーザ光を導く
レーザ光伝送手段と、このレーザ光伝送手段の先端部に
結合され、前記レーザ光伝送手段で導かれたレーザ光を
基端部から入射して先端部に該レーザ光のエネルギーを
集中させ、該先端部を患部に接触または近接させること
により患部に治療を施すレーザプローブとを有するレー
ザ治療装置において、 前記レーザプローブは、透光性部材で構成されたプロー
ブ本体と、このプローブ本体の少なくともレーザ光のエ
ネルギーか集中される先端部の表面の一部に形成された
膜体であって前記レーザ光を熱エネルギーに変換する物
質を含む材料からなる膜体と、この膜体が形成された部
分を覆って、前記プローブ本体の表面の少なくとも一部
に形成された保護膜とを有し、 この保護膜を構成する材料が、前記プローブ本体内を進
行するレーザ光を、該保護膜とプローブ本体表面との境
界面で全反射する物質、または、該保護膜のプローブ本
体表面に接する面で鏡面反射する物質で構成されている
ことを特徴とした構成。

［作用］ 上述の構成（１）によれば、レーザプローブの基端部か
らレーザ光を入射すると、該レーザ光は、レーザプロー
ブの先端部の表面部に形成された膜体により熱エネルギ
ーに変換される。これにより、レーザプローブの先端部
が加熱される。したがって、この先端部によって人体の
患部等の凝固、止血、蒸散、切開もしくは加温等の治療
を行うことかできる。この場合、プローブ本体表面のレ
ーザ光を吸収して熱エネルギーに変換する膜体を含む少
なくとも一部か保護膜に覆われているので、前記膜体の
蒸散が防止されるとともに、切開その他の治療中におい
て飛散物等がプローブ本体表面に付着してもプローブ本
体と外部との境界面における全反射等の反射能力に影響
を与えることがないため、レーザ光のエネルギーの先端
部への集中能力の低下が有効に防止される。また、構成
（２）によれば、構成（１）のレーザプローブの特徴を
生かしたレーザ治療装置を得ることかできる。

［実施例］ ！よ去崖胴 第１図は本発明の一実施例に係るレーザ治療装置の構成
を示す図、第２図は第１図のＡ部拡大断面図、第３図は
第２図のＢ部拡大図である。以下、これらの図面を参照
しなから本発明の一実施例を詳述する。

第１図において、符号１０はレーザプローブ、符号２０
はプローブ接続部、符号３０はレーザ光伝送手段、符号
４０はレーザ発振器、符号５０はレーザ制御装置である
。

レーザプローブ１０はプローブ接続部２０によってレー
ザ光伝送手段３０の一端部に接続され、このレーザ光伝
送手段３０の他端部はレーザ接続金具４１によってレー
ザ発振器４０に接続されている。そして、このレーザ発
振器４０は、レーザ制御装置５０によって制御され、所
定のレーザ光を発生する。

レーザプローブ１０は、レーザ光伝送手段２０によって
伝送されてきたレーザ光のエネルギーを先端部に集中し
、この先端部を治療対象たる患部組織に接触させること
により切開等の治療を行うものである。

第２図及び第３図に示されるように、このレーザプロー
ブ１０は、使用するレーザ光に対して透光性を示す材料
で構成されたプローブ本体１１の表面にレーザ光吸収膜
１４と保護Ｊ１１５とを形成したものである。前記プロ
ーブ本体１１は基端部１２（図中左端部）から先端部１
３（図中右端部）にいくにしたがって次第に細くなるよ
うに途中の側面部がテーパ状になっており、全体が円錐
体形状をなしているもので、先端部表面にはレーザ光を
吸収して熱エネルギーに変換す材料からなるレーザ光吸
収膜１４が形成されている。さらに、このレーザ光吸収
膜１４上及びプローブ本体１１の表面であってレーザ光
吸収膜１４が形成されていない側面領域には保護膜１５
が形成されている。

この保護膜１５はプローブ本体１１内を進行するレーザ
光Ｌ１を、該保護膜１５とプローブ本体１１の表面との
境界面で鏡面反射する物買で構成されている。

ここで、プローブ本体１１の材料は、使用するレーザ光
を透過するものであればよく、例えば、レーザ光が可視
から近赤外（０，２〜３μｍ）である場合にはルビー、
石英ガラス、フッ化物カラスもしくはゲルマニウムガラ
ス等を用いることかできる。また、レーザ光吸収Ｊｌ（
１４を構成する材料としては炭素その他が用いられ、保
護膜１５としては、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、アルミ（
Ａｕ７　）等を用いることができる。

レーザ光吸収膜１４を炭素で構成する場合、こ内炭素膜
の形成は、例えば、いわゆる化学気相成長法（ＣＶＤ法
）を用いて次のようにして行うことができる。

まず、プローブ本体１１におけるレーザ光吸収膜１４を
形成しない領域を例えばタングステンかへなるマスクで
覆う。次に、プローブ本体１１を真空装置内にいれて１
０−７程度の真空とした後、二の真空装置内にメタンガ
ス及び水素ガスをそれぞれ毎分８０ｃ　ｃ　、２０ｃ　
ｃの割合で導入する。次いで、この状態で、高周波加熱
によりプローブ本体１１を３００℃以上に加熱する。こ
の高周波加熱によってメタンガスと水素ガスとか反応し
てプローブ本体１１上に炭素膜（レーザ光吸収膜１４）
か形成される。なお、この炭素膜（レーザ光吸収膜１４
）の膜厚は、通常、０．５〜１０μｍ程度とする。

また、炭素膜の形成は、上述の方法の外に、例えば、ス
パッタリング法、イオンブレーティング法、あるいは石
油ピッチ等の材料を塗布して焼成させる方法等によって
も行うことができる。

保護ＷＡ１５（Ａｕ膜）の形成は、いわゆるスパッタ法
を用いて次のようにして行うことができる。

ます、プローブ本体１１における保護膜１５を形成しな
い領域を例えばニッケルからなるマスクで覆う。次に、
プローブ本体１１を真空装置内にいれて１０−３程度の
真空とした後、プローブ本体１１を１００’Ｃ以上に加
熱する。次いで、この状態で、プローブ本体１１に陰極
電圧を加え、同時にマグネトロンにより強電界発生させ
、雰囲気中のアルゴンを陽イオン化してターゲットの金
片に衝突させると、表面の金原子かスパッタ蒸発して陰
極のプローブ本体１１に付着してＡｕ（金）の膜か形成
される。なお、このＡｕ膜（保護膜１５）の膜厚は、通
常、１μｍ程度する。また、Ａｕ膜の形成は、上述の方
法の外に、例えば、イオンブレーティング法、ＣＶＤ法
あるいは電解メツキ法等によっても行うことができる。

さて、前記レーザプローブ１０は、プローブ接続部２０
を通じてレーザ光伝送手段３０に接続されている。次に
、第２図を参照しなからプローブ接続部２０及びレーザ
光伝送手段３０の構成を説明する。

第２図において、プローブ接続部２０はレーザプローブ
１０の基端部１２に固定された結合用の雌コネクタ２１
と、レーザ光伝送手段３０の先端部に固定された端部固
定金具２２とで構成されている。この端部固定金具２２
には雄コネクタ部２２ａが設けられており、前記雌コネ
クタ２１をこの雄コネクタ部２２ａに結合することによ
りレーザプローブ１０をレーザ光伝送手段３０に接続す
るようになっている。

レーザ光伝送手段３０は、光ファイバ３１を外管３２内
に収納したもので、光ファイバ３１の端部が端部固定金
具２２によって固定されている。

この光ファイバ３１はコア３１ａの外側にクラッド３１
ｂが形成され、さらに、クラッド３１ｂを保護用ジャケ
ット３１ｃで被覆したものである。

また、この光ファイバ３１の外周面と外管３２の内周面
との間には間隙３３が形成され、この間隙３３に冷却用
の流体（例えば、空気）ｆが導入される。この冷却用流
体ｆは、端部固定金具２２に設けられた流体通過用のス
リット２２ｂを通り、さらに、前記雄コネクタ２１の内
周面と光ファイバ３１の露出されたクラッド３１ｂの外
周面との間の間隙を通って雌コネクタ２１に設けられた
流体排出孔２１ａから外部に排出される。これにより、
光ファイバ３１の光出射端３１ｄ及びレーザプローブ１
．０の基端部１２等を冷却できるようになっている。な
お、この冷却用流体ｆは、レーザ光伝送手段３０の他端
部において、該レーザ光伝送手段３０をレーザ発振器４
０に接続するためのレーザ接続金具４１に設けられた冷
却気体導入口４１ａを通じて図示しない外部の冷却気体
供給源から供給される。

レーザ発振器４０は、本実施例では、半導体レーザ（波
長８１０ｎｍ）を内蔵するものであり、また、レーザ制
御装置５０は、励起光源用の電源やレーザ発振に必要な
制御を行う制御回路を内蔵するものであって、制御装置
５０の制御にもとづいてレーザ発振器４０から所定のレ
ーザ光を発振するようになっている。尚、レーザ共振器
としては半導体レーザの代わりにレーザ媒体、レーザ共
振器及び励起光源等からなる固体レーザを用いることも
出来る。

上述の構成において、制御装置５０を操作してレーザ発
振器４０から所定のレーザ光を発振させると、該レーザ
光Ｌ１は、し・−サ光伝送手段３０の光ファイバ３〕に
よって伝送され、光ファイバ３１の光出射端３１ｄから
射出されてレーザプローブ１０の基端部１２からプロー
ブ本体１１内に入射する。ここで、プローブ本体１１の
表面には保護膜１５が形成されている。この保護ＷＡ１
５は、プローブ本体１１内を進行するレーザ光Ｌ１を、
該保護膜１５のプローブ本体１１の表面に接する面で鏡
面反射する物質で構成されているから、レーザ光Ｌ１は
内部反射を繰り返して、先端部１３に至る。そして、レ
ーザ光吸収膜１４によって熱エネルギーに変換される。

これにより、プローブ先端部１３か加熱される。したが
って、このプローブ先端部１３を人体の患部等に接触さ
せることにより、切開等を行うことかできる。

この場合、第４図に示されるように、飛散物６０が保護
膜１５の表面に付着しても、これによってレーザ光Ｌ１
の反射条件等が影響を受けることがない。すなわち、レ
ーザ光Ｉ−１は、保護膜１５のプローブ本体１１の表面
に接する面で鏡面反射されるものであるから、この保護
膜１５の外表面に異物が付着してもレーザ光Ｌ１の反射
条件に変化は生じない。したかって、飛散物の付着等に
よって治療能力か低下する等の不都合が生じない。

また、レーザ光吸収膜１４が保護膜１５によって被覆さ
れているから、このレーザ光吸収膜１４の表面か大気に
さらされることかなく、このため、レーザ光吸収膜１４
が２０００〜３０００℃の高温になっても蒸散ぜす、著
しく耐久性に富むことになる。

第５図は、上述の一実施例のレーザプローブ１０の変形
例を示す部分断面図である。

この例は、上述の一実施例における保護Ｍ１５の代りに
、保護Ｍ１５０を用いたもので、その他の構成は上述の
一実施例と同一である。この保護膜１５０は、プローブ
本体１１内を進行するレーザ光Ｌ１を、該保護膜１５０
とプローブ本体１１の表面との境界面で全反射する物質
から構成されているものである。

いま、プローブ本体１１の屈折率をｎｌとした、場合、
レーザ光Ｌ１がプローブ本体１１と保護膜１５０との境
界面に入射角θｉで入射したときにこの境界面で全反射
するためには、保護膜１５０の屈折率ｎ２は、 ｎ２　＜ｎｌ　−ｓｉｎ　（θｌ）　・・・■の条件を
満たすゼ・要かある。■式から０１についての条件を求
めると、 θｉ　＞ｓ　ｉ　ｎ”　（ｎ２　／ｎｌ　）−■となる
。すなわち、■式から、プローブ本体１１の形状を、レ
ーザ光Ｌ１が境界面に■式で表される角度以上で入射す
るように設計する必要かある。

例えば、１０一ブ本体１１をサファイヤで構成し、保護
膜１５０を８１０２で構成した場合には、ｎｔ　　（サ
ファイヤ）＝１．７２、ｎ２　　（Ｓｉ　０２　）＝１
．４であるから、θ１か５４°以上であればよい。

設計例としては、例えば、θｌ−８４°とされる。

この保護Ｍ１５０の形成は、いわゆるゾル・ゲル法を用
いて次のようにして行うことができる。

ます、グローブ本体１１における保護Ｊｌｉ１５０を形
成しない領域を例えばニッケルからなるマスクで覆う。

次に、プローブ本体１１をＳ　ｉ　０２の金属アルコキ
シド溶液に浸漬した後、引き上げて室内で約１分放置し
て乾燥させる。次いで電気炉にいれて５００℃で１時間
程度加熱し、炉外で冷却する。そして、必要な膜厚とな
るまで以上の工程を繰り返す。なお、ここで、５ｉ０２
の金属アルコキシド溶液としては、シリコンテトラエト
キシド、エタノール、蒸溜水及び塩酸を１：５：４０．
１の割合で混ぜ、３０分程度撹拌した溶液を用いる。　
この変形例においても、レーザ光Ｌ１はプローブ本体１
１と保護膜１５０との境界面で全反射されて先端部１３
に導かれ、レーザ光吸収膜１４によって熱エネルギーに
変換され、これにより、治療を行うことができる。この
場合、第６図に示されるように、飛散物６０が保護膜１
５０の表面に付着しても、境界面の全反射条件に何等の
影響もないからこれによる治療能力の劣化が生じない。

しかも、レーザ光吸収膜１４の表面が保護膜１５０によ
って被覆されるから蒸散が防止され、耐久性が著しく向
上する。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明は、要するに、プローブ本
体の少なくとも先端部の表面の一部にレーザ光を熱エネ
ルギーに変換する物質を含む材料からなる膜体を形成し
、 この膜体が形成された部分を覆ってプローブ本体の表面
の少なくとも一部に保護膜を形成すると共に、 この保護膜を構成する材料として、前記プローブ本体内
を進行するレーザ光を、該保護膜とプローブ本体表面と
の境界面で全反射する物質、または、該保護膜のプロー
ブ本体表面に接する面で鏡面反射する物質を用いたこと
を特徴したもので、この保護膜によってレーザプローブ
表面に飛散物が付着してもプローブ内での光反射条件等
に影響がないようにすると同時に、保護膜でレーザ光吸
収膜を被覆することでこのレーザ光吸収膜の蒸散を防止
し、これにより、切開その他の治療中におけるレーザプ
ローブへの飛散物等の付着による影響をなくするととも
に、レーザ光を熱エネルギーに変換する膜体の蒸散を防
止して常に安定した治療能力を発揮することができるレ
ーザプローブ及びレーザ治療装置を得ているものである
。

ているものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るレーザ治療装置の構成
を示す図、第２図は第１図のＡ部拡大断面図、第３図は
第２図のＢ部拡大図、第４図は一実施例の作用説明図、
第５図は変形例の部分断面図、第６図は変形例の作用説
明図である。 １０・・・レーザプローブ、１１・・・プローブ本体、
１２・・・基端部、１３・・・先端部、１４・・・レー
ザ光吸収膜、１５．１５０・・・保護膜、２０・・・プ
ローブ接続部、３０・・・レーザ光伝送手段、４０・・
・レーザ発振器、５０・・・レーザ制御装置。 −篇

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）透光性部材で構成されたプローブ本体の基端部か
   ら入射したレーザ光のエネルギーを先端部に集中させ、
   この先端部を患部に接触または近接させることにより該
   患部に治療を施すレーザプローブにおいて、 前記プローブ本体の少なくとも前記先端部の表面の一部
   に前記レーザ光を熱エネルギーに変換する物質を含む材
   料からなる膜体を形成し、 この膜体が形成された部分を覆って、前記プローブ本体
   の表面の少なくとも一部に保護膜を形成すると共に、 この保護膜を構成する材料として、前記プローブ本体内
   を進行するレーザ光を、該保護膜とプローブ本体表面と
   の境界面で全反射する物質、または、該保護膜のプロー
   ブ本体表面に接する面で鏡面反射する物質を用いたこと
   を特徴とするレーザプローブ。
2. （２）レーザ発生装置と、 このレーザ発生装置によつて発生されたレーザ光を導く
   レーザ光伝送手段と、このレーザ光伝送手段の先端部に
   結合され、前記レーザ光伝送手段で導かれたレーザ光を
   基端部から入射して先端部に該レーザ光のエネルギーを
   集中させ、該先端部を患部に接触または近接させること
   により患部に治療を施すレーザプローブとを有するレー
   ザ治療装置において、 前記レーザプローブは、透光性部材で構成されたプロー
   ブ本体と、このプローブ本体の少なくともレーザ光のエ
   ネルギーが集中される先端部の表面の一部に形成された
   膜体であって前記レーザ光を熱エネルギーに変換する物
   質を含む材料からなる膜体と、この膜体が形成された部
   分を覆つて、前記プローブ本体の表面の少なくとも一部
   に形成された保護膜とを有し、 この保護膜を構成する材料が、前記プローブ本体内を進
   行するレーザ光を、該保護膜とプローブ本体表面との境
   界面で全反射する物質、または、該保護膜のプローブ本
   体表面に接する面で鏡面反射する物質で構成されている
   ことを特徴としたレーザ治療装置。