【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、生体へのレーザ光照射装置に係り、特に皮膚表面の痣の除去、脱毛、歯石の除去などに適した生体へのレーザ光照射装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】近年、痣部分の組織表面にレーザ光を照射して、その組織を蒸散させることにより、痣の除去を図ることが行われている。 【０００３】光ファイバーの先端から出射レーザ光は、
ガウシアン分布（正規分布）を示すので、組織表面に対して照射したとき、照射中心のレーザ光エネルギーが最も強く、周辺への拡がりに応じて急激なエネルギー低下を示す。 したがって、痣部分の組織表面に対してレーザ光を照射する場合、正常組織のダメージを極力避けるためには、レーザ光の照射中心のエネルギーレベルが、正常組織にダメージを与えず、しかも組織を蒸散できる程度のものに設定する必要がある。 【０００４】前述のように、光ファイバーの先端から出射レーザ光は、ガウシアン分布を有するから、組織表面へのレーザ光の照射エネルギーレベルは、照射中心から比較的短い距離分離れると急激な低下傾向を示すので、
組織を蒸散できる面積をきわめて小さい。 【０００５】その結果、医者は患者の痣部分の組織表面に対して位置を異ならせながら多数回レーザ光の照射を繰り返す必要があり、長い治療時間を要する。 しかも、
隣接する照射位置間に、組織を蒸散できなかった領域が生じることが往々にあり、まだらな治療となってしまうこともある。 【０００６】したがって、ある比較的広い面積内において、均一にレーザ光を照射できる装置の開発が望まれていた。 【０００７】このために、日本国特開昭５８−８３９７
３号及び特公平８−１１１号公報には、「均一光照射ロッド」を用いることにより、均一にレーザ光を照射できるようにした技術を開示している。 【０００８】 【発明が解決しようとする課題】しかし、この先行技術は「均一光照射ロッド」をレンズなどの光学系との組み合わせで使用するものであり、装置的に高価となるばかりでなく、組織の蒸散成分が前記光学系を汚損させ、均一にレーザ光を照射できなくなったりするおそれがあり、さらに、広い面積を均一にレーザ光を照射するのには適していない。 【０００９】したがって、本発明の課題は、確実に広い面積を均一にレーザ光を照射する装置を提供することにある。 【００１０】 【課題を解決するための手段】本発明によれば、レーザ光供給手段からのレーザ光を生体組織表面または内部に照射するレーザ光照射装置において、前記レーザ光供給手段からのレーザ光が後端から入射され、先端から出射させるレーザ光伝達部材と、このレーザ光伝達部材を保持する保持手段と、この保持手段内において、少なくとも前記先端を有する先端部分をほぼ旋回中心周りの旋回軌跡に沿って移動させる旋回手段と、を備えたことを特徴とする生体へのレーザ光照射装置が提供される。 【００１１】本発明において、前記レーザ光供給手段からのレーザ光は、レーザ光伝達部材の後端から入射され、先端から出射される。 レーザ光伝達部材は保持手段によって保持され、この保持手段内において保持された状態で、レーザ光伝達部材が前記旋回手段によって旋回中心周りの旋回軌跡に沿って移動させられる。 この旋回速度としては、たとえば１分間あたり数十回〜数万回の高速旋回するように設計することが望ましい。 レーザ光伝達部材が前記旋回軌跡に沿って移動する過程、すなわち高速旋回する過程での各位置において、前記レーザ光伝達部材の先端からレーザ光がガウシアン分布をもって出射する。 その結果、旋回中心と交差する横断面における、レーザ光のエネルギー分布は、前記旋回軌跡の直径に応じて、その直径が小さい場合には、頂上部分がなだらかな山形を示し、直径が大きい場合には外輪山の形状を採る。 いずれにしても、前記レーザ光伝達部材の位置を常時固定しておく従来例におけるガウシアン分布、すなわち中心部のピークが高く、山の傾斜が急で裾野が狭いエネルギー分布に比較して、本発明のレーザ光の照射エネルギー分布は、山の頂上の高さが低く、広い面積範囲内において相対的に高いほぼ均一なエネルギー分布を示すものとなる。 したがって、前記旋回軌跡の直径と、
前記レーザ光伝達部材の先端から組織までの距離と、前記レーザ光伝達部材の先端から出射するレーザ光のエネルギーとの相関を適切に選定することにより、対象組織の対象面積範囲に対して、ほぼ均一なエネルギー分布をもってレーザ光を照射できる。 その結果、組織に局部的にダメージを与えることなく、確実に組織の広い面積範囲に対して均一にレーザ光を照射することができる。 【００１２】本発明において、少なくとも前記レーザ光伝達部材の前記先端より前方に、前記旋回中心と同軸に、内面においてレーザ光を反射させる反射筒体を配置し、前記レーザ光伝達部材の前記先端より出射したレーザ光の一部を前記内面で反射させて前記組織に入射させるようにすることが、特に好ましい。 【００１３】前記レーザ光伝達部材の前記先端より出射したレーザ光の一部は前記反射筒体の内面で反射して前記組織に入射される。 したがって、前記反射筒体の内面で反射したレーザ光が前記組織に対する入射光として加算されるので、組織に対するレーザ光の照射エネルギー分布は、ほぼ逆Ｕ字形状となり、より対象の組織面積範囲に対して均一にレーザ光を照射することができるようになる。 【００１４】前記反射筒体は透明または半透明とすることができる。 この形態によれば、前記反射筒体を通してその内部の前記組織を視認でき、たとえば皮膚の痣を蒸散させようとする場合において、治療中にその痣の位置を確認しながらレーザ光の照射が可能となる。 前記反射筒体は、組織表面に当てるようにすることにより、前記レーザ光伝達部材の先端との離間距離を一定にする部材としても機能する。 【００１５】前記反射筒体は前記保持手段に着脱自在とし、かつ前記反射筒体は長さが異なる複数種類のものを用意しておき、状況に応じて前記反射筒体群中から使用する反射筒体を選択することにより、反射筒体の内面における反射態様を変更して組織に対するレーザ光の照射エネルギー分布を変更することが可能となり、しかも、
前記レーザ光伝達部材の先端から出射するレーザ光のエネルギーを一定にした場合でも、組織に対して入射させるレーザ光のエネルギーを変更できる。 【００１６】前記反射筒体を前記旋回中心と同軸に前記保持手段に装着する形態において、前記組織表面の冷却のための冷却媒体を前記反射筒体内部に送入する冷却媒体送入手段を設けることができる。 皮膚に対してレーザ光を照射させる場合、無麻酔でレーザ光の照射を行うので、レーザ光が照射された皮膚は熱くなり、耐え難いことがある。 この種の場合には、冷却媒体を前記反射筒体内部に送入することにより、前記組織表面を冷却でき、
患者の熱感を和らげることができる。 【００１７】前記反射筒体の壁に開口部を形成しておけば、前記冷却媒体送入手段により連続的にまたは間欠的に前記反射筒体内部に送入した前記冷却媒体を前記開口部より送出させ、冷却媒体が吸収した熱を外部に排出できる。 【００１８】前記冷却媒体は前記保持手段内を通して前記反射筒体内部に送入することができる。 【００１９】前記保持手段は、ケーシングと、このケーシング内に前記旋回中心軸周りに回転自在に配置された案内体とを有し、前記レーザ光伝達部材は光ファイバーであり、前記旋回手段はモータであり、このモータは前記保持手段内部に配設され、前記光ファイバーの少なくとも先端部は、前記旋回中心軸とオフセットした位置において前記案内体に遊びをもって前記旋回中心軸とほぼ平行に挿通されることにより保持され、前記案内体は、
前記モータに回転駆動力により回転されるように構成できる。 前記光ファイバーは、前記案内体に遊びをもって前記旋回中心軸とほぼ平行に挿通されるので、前記光ファイバー自体は前記案内体の回転に対して同伴することなく、したがって、捩れることはなく、前記光ファイバーの先端部は単に旋回軌跡を描くだけである。 【００２０】前記モータの回転駆動力はギア機構を介して前記案内体の回転力とする構造を採ることができる。
回転力の伝達にギア機構を採用することにより、装置をコンパクト化できる。 【００２１】前記レーザ光供給手段はパルスレーザ光を前記レーザ光伝達部材に供給することができる。 パルスレーザ光を用いることにより、短い時間間隔内で大きいエネルギーのレーザ光を組織に与えることができる。 連続波を使用する場合に比較して、患者の熱感も小さい。 【００２２】パルスレーザ光を使用する場合、前記ギア機構の前記案内体側ギアの歯数／前記モータ側ギアの歯数の比は、端数が生じるものであるように設計することが望ましい。 パルスレーザ光は一定の時間間隔で照射され、旋回速度も一定であると、旋回軌跡内において、同一の位置においてパルスレーザ光を組織に照射する可能性がある。 しかるに、前記ギア機構の前記案内体側ギアの歯数／前記モータ側ギアの歯数の比は、端数が生じるものであるようにすると、旋回軌跡内において常に異なる位置においてパルスレーザ光が組織に対して照射されるから、ある時間内において組織面積範囲内に満遍なくレーザ光を照射することができる。 【００２３】前記レーザ光伝達部材は複数配設することができる。 たとえば、旋回軌跡上の異なる位置において配設することもできるほか、前記旋回中心から異なる半径をもって前記保持手段に保持することもできる。 前記レーザ光伝達部材を複数すると、単位時間あたりほぼその数の倍数の照射エネルギーを与えることができる。 前記旋回中心から異なる半径の位置にそれぞれ前記レーザ光伝達部材を配設する態様は、より広い照射面積を得たい場合に有効である。 【００２４】生体の皮膚にレーザ光照射する治療の場合、レーザ光としてはＹＡＧパルスレーザ光が治療効率の点で優れる。 【００２５】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、生体組織表面における皮膚の痣の除去の例を採って、図面を参照しながら詳説する。 なお、本発明の生体へのレーザ光照射装置は、皮膚表面部の痣の除去のほか、脱毛や、歯石の除去などにも適用できるし、生体の内部組織に対しても、たとえば内視鏡下でのレーザ光にも適用でき、治療対象に限定されないことを注記しておく。 【００２６】＜発明の原理＞まず、図１及び図２によって、本発明の基本的な思想について説明する。 本発明のレーザ光伝達部材としては、光ファイバー１０が用いられ、レーザ光供給手段からのレーザ光は、光ファイバー１０の後端から入射され、内部を通って先端から出射され、生体組織Ｍ、たとえば皮膚に対して入射される。 図示の光ファイバー１０の先端部はクラッドが切除されコアが露出している。 光ファイバー１０は、ハンドピースなどの保持手段により保持されている。 【００２７】この保持手段内において、光ファイバー１
０の先端部分をほぼ旋回中心ＣＬ周りの旋回軌跡Ｓに沿って移動させるモータなどを含む旋回手段が設けられ、
この旋回手段により、光ファイバー１０の先端部は旋回中心ＣＬ周りに円の旋回軌跡Ｓを示しながら、たとえば１分間あたり数十回〜数万回の高速旋回する。 したがって、レーザ光の光軸の横断面軌跡も円の軌跡を描く。 【００２８】光ファイバー１０が旋回軌跡Ｓに沿って高速旋回する過程での各位置において、光ファイバー１０
の先端からレーザ光がガウシアン分布をもって出射する。 図２に縦断面でのレーザ光のガウシアン分布ＧＤを示した。 【００２９】組織Ｍに対して入射されるレーザ光のエネルギー分布は、組織Ｍの表面における各位置におけるレーザ光のガウシアン分布ＧＤの合成である。 その結果、
組織Ｍに対して入射されるレーザ光のエネルギー分布は、前記旋回軌跡Ｓの直径に応じて、その直径が小さい場合には、頂上部分がなだらかな山形を示し、直径が大きい場合には外輪山の形状を採る。 いずれにしても、皮膚表面に対して照射される本発明のレーザ光のエネルギー分布は、図１に示すように、山の頂上の高さが低く、
広い面積範囲内において相対的に高いほぼ均一なエネルギー分布を示すものとなる。 【００３０】したがって、前記旋回軌跡Ｓの直径と、前記光ファイバー１０の先端から組織までの距離と、前記光ファイバー１０の先端から出射するレーザ光のエネルギーとの相関を適切に選定することにより、対象組織Ｍ
の対象面積範囲に対して、ほぼ均一なエネルギー分布をもってレーザ光を照射できる。 その結果、組織に局部的にダメージを与えることなく、確実に組織の広い面積範囲に対して均一にレーザ光を照射することができる。 【００３１】本発明において、光ファイバー１０の先端より前方に、旋回中心ＣＬと同軸に、内面２０Ａにおいてレーザ光を反射させる反射筒体２０を配置することが望ましい。 この反射筒体２０としては、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂などのプラスチック材料、ガラスなどの無機材料、金属などの材質を選定できる。 反射筒体２０壁を通して組織Ｍの表面を視認するためには、透明または半透明のものが好ましく、この観点からアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ガラス、石英、サファイヤなどが好適である。 【００３２】前記反射筒体２０を配置することにより、
前記光ファイバー１０先端より出射したレーザ光の一部は前記反射筒体２０の内面２０Ａで全反射し、または一部は透過し残部が反射して前記組織Ｍに入射される。 したがって、図１及び図２に示すように、前記反射筒体２
０の内面２０Ａで反射したレーザ光が前記組織Ｍに対する入射光として加算されるので、組織Ｍに対するレーザ光の照射エネルギー分布は、ほぼ逆Ｕ字形状となり、より組織Ｍの対象の面積範囲に対して均一にレーザ光を照射することができるようになる。 【００３３】組織Ｍの表面に入射されたレーザ光は、組織Ｍの内部において散乱する。 組織Ｍの表面より深い部分に対して、たとえば皮膚の痣を蒸散させようとする場合には、図１に示すように、組織Ｍの表面より１〜３ｍ
ｍ程度深い部位において、均一にレーザ光を照射するためには、図１に示すように、組織Ｍの表面でのレーザ光のエネルギー分布が旋回中心ＣＬ周囲においてやや低く、より周辺で高いエネルギー分布とすることが望ましいことが知見された。 【００３４】この組織Ｍの表面でのレーザ光のエネルギー分布を得るためにも、前記反射筒体２０を使用することが有効であり、これによって組織Ｍの対象レーザ光照射範囲の周囲部分のエネルギーレベルを高めることができる。 【００３５】＜装置の具体例＞図３〜図５に、医者が手で把持して組織表面に対するレーザ光の照射に適したレーザ光照射装置の構造例を示した。 このレーザ光照射装置は、保持手段としてのケーシング３０（ハンドピース）と、このケーシング３０内に旋回中心軸ＣＬ周りに回転自在に配置された中空の案内体３２とを有する。 ケーシング３０は、把持部本体３０Ａの後部に着脱自在のカバー部３０Ｂを有する。 把持部本体３０Ａの先端側には支持筒３０Ｃが留めネジ３１により一体化され、支持筒３０Ｃの先端に継ぎ手３０Ｄを介して反射筒体２０が着脱自在に装着されている。 【００３６】前記の中空の管状案内体３２は、支持筒３
０Ｃ内に、前後のベアリング３４，３４により旋回中心軸ＣＬ周りに回転自在に保持されている。 この案内体３
２にレーザ光伝達部材としての光ファイバー１０の先端部が保持されている。 前記光ファイバー１０は、ケーシング３０のカバー部３０Ｂを通してケーシング３０内部に挿入され、さらに中空の管状案内体３２の内部に挿入されている。 管状案内体３２の先端部内に保持部材３６
がネジ３８留めされ、さらに前後の固定部材４０Ａ及び４０Ｂをボルト（図示せず）により連結することにより、保持部材３６が管状案内体３２に固定されている。 【００３７】保持部材３６、前後の固定部材４０Ａ及び４０Ｂの外周面には溝が形成され、その溝内に光ファイバー１０の先端部が遊びをもって入り込んでいる。 その結果、光ファイバー１０の先端部は、前記旋回中心軸Ｃ
Ｌとオフセットした位置において管状案内体３２に、遊びをもって前記旋回中心軸ＣＬとほぼ平行に挿通されることにより保持されている。 【００３８】把持部本体３０Ａの内部には旋回手段を構成するモータ５０が固定されている。 このモータ５０の出力軸には、原動ギア５２が固定され、この原動ギア５
２は、管状案内体３２の後部に一体化された従動ギア５
４と噛合している。 その結果、モータ５０の回転駆動力は、原動ギア５２及び従動ギア５４に伝達され、管状案内体３２が、旋回中心軸ＣＬ周りに回転する。 回転駆動力を伝達するギア機構の案内体側ギア（従動ギア５４）
の歯数／モータ側ギア（原動ギア５２）の歯数の比は、
端数が生じるものであるのが望ましい。 実施の形態では、１／３２に設定してある。 この構成にすると、旋回軌跡Ｓ内において常に異なる位置においてパルスレーザ光が組織に対して照射されるから、ある時間内において組織面積範囲内に満遍なくレーザ光を照射することができる 【００３９】このとき、前記光ファイバー１０の先端部は、保持部材３６、固定部材４０Ａ及び４０Ｂの外周面に形成された溝内に遊びをもって入り込んでいるので、
前記光ファイバー１０自体は管状案内体３２の回転に対して同伴することなく、したがって、捩れることはなく、前記光ファイバー１０の先端部は単に旋回軌跡Ｓを描くだけである。 【００４０】光ファイバー１０は、レーザ光供給手段と光学的に連結される。 レーザ光供給手段はレーザ光の発生器及びパルス化手段（いずれも図示を省略してある）
を含むことができる。 レーザ光供給手段からのレーザ光は、光ファイバー１０の後端から入射され、内部を通って先端から出射され、生体組織Ｍ、たとえば皮膚に対して入射される。 光ファイバー１０の中間は、カバー部３
０Ｂに固定されたホルダー４２と、支持板４４により支持されている。 光ファイバー１０の旋回に伴って光ファイバー１０が若干前後に移動することがあるので、ホルダー４２と支持板４４との間にスプリング４６が介装され、緩衝を図っている。 【００４１】カバー部３０Ｂには送気口４８が形成され、この送気口４８を通して冷却媒体としての冷却空気がケーシング３０内にコンプレッサー（図示せず）により送入される。 ケーシング３０内に送入された冷却空気は、管状案内体３２内を通り、固定部材４０Ｂ、保持部材３６、及び固定部材４０Ａに形成された貫通孔４８Ａ
を通って反射筒体２０内に入り、その先端の壁に形成された９０度異なる位置に合計４箇所の開口部２０Ｂから送出される。 【００４２】反射筒体２０は、支持筒３０Ｃの先端に継ぎ手３０Ｄを介して反射筒体２０が着脱自在に装着される。 図３〜図５に示す反射筒体２０は、内面２０Ａの長さが短いものであるが、その内面２０Ａの長さが異なる複数種類の反射筒体を用意しておくのが望ましい。 図１
には、内面２０Ａの長さが長い反射筒体２０が図示されている。 こうして、状況に応じて複数の反射筒体群中から使用する反射筒体を選択することにより、内面２０Ａ
でレーザ光の反射態様を変更して組織Ｍに対するレーザ光の照射エネルギー分布を変更することが可能となり、
しかも、前記光ファイバー２０の先端から出射するレーザ光のエネルギーを一定にした場合でも、組織Ｍに対して入射させるレーザ光のエネルギーを変更できる。 【００４３】組織Ｍ表面の冷却のために冷却媒体を前記反射筒体２０内部に送入する冷却媒体送入手段を設けることが好適である。 たとえば、皮膚に対してレーザ光を照射させる場合、無麻酔でレーザ光の照射を行うので、
レーザ光が照射された皮膚は熱くなり、耐え難いことがある。 この種の場合には、冷却媒体を前記反射筒体内部に送入することにより、前記組織Ｍの表面を冷却でき、
患者の熱感を和らげることができる。 前記冷却媒体としては、空気、水、アルコール、カルボキシメチルセスロースなどを使用できる。 高分子ジェルを水やアルコールにより粘度調整した液体も有効である。 揮発性の液体は気化熱により冷却効果が高いものとなる。 前記冷却媒体は、連続的にまたは間欠的に前記反射筒体内部に送入することができる。 反射筒体２０の壁に開口部２０Ｂを形成しておけば、その開口部２０Ｂから冷却媒体が送出されるので、冷却媒体が吸収した熱を外部に排出できる。 【００４４】上記の形態においては、光ファイバー２０
は円の旋回軌跡Ｓを描くようにしたものであるが、他の形状、たとえば図６に示すように、楕円の旋回軌跡Ｓ１
を描くようにすることもできる。 このための手段としては、カムなどを用いることによって達成できることは機構学を学んだ者には容易であろう。 また、図７に概略を示すように、光ファイバー１０の光軸は、旋回中心ＣＬ
に対して平行でなく少しの角度傾斜してもよい。 【００４５】また、前記光ファイバー１０は複数配設することができる。 たとえば、旋回軌跡上の異なる位置において配設することもできるほか、図８に示すように、
旋回中心ＣＬから異なる半径をもって光ファイバー１
０，１０を複数することができる。 この態様では、対象の照射面積が一定であれば、単位時間あたりほぼその数の倍数の照射エネルギーを与えることができるとともに、対象の照射面積を広げることもできる。 【００４６】旋回手段はケーシングの外部にあってもよい。 反射筒体は必要ならば省略することができる。 光ファイバーに代えて、ガラスや石英ロッドなどをレーザ光伝達部材とすることができる。 【００４７】前記レーザ光としては、例えば、皮膚の痣除去治療に対しては、６５０ｎｍ以下の波長をカットしたレーザ光を用いるのが望ましい。 たとえば、クリプトンランプ、アレクサンドライト（波長７５５ｎｍ）、特にＮｄ：ＹＡＧレーザ（波長１０６４ｎｍ）など６５０
ｎｍ以上の波長をもつレーザ光が好適である。 【００４８】レーザ光は連続波のほか、好適にはパルスレーザ光を使用する。 パルスレーザ光としては、たとえば５〜１０ｐｐｓで出射する。 レーザ光に出力は、１パルスあたり０．５〜３Ｊとすることが望ましい。 【００４９】 【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、確実に広い面積を均一にレーザ光を照射することができるなどの利点がもたらされる。 【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の概略的説明図である。 【図２】レーザ光の照射形態の概略図である。 【図３】レーザ光の照射装置例の縦断面図である。 【図４】図３の前部の拡大縦断面図である。 【図５】図３の後部の拡大縦断面図である。 【図６】光ファイバーが楕円の旋回軌跡を描く形態の説明図である。 【図７】光ファイバーの光軸を旋回中心に対して傾斜させた例を示す説明図である。 【図８】複数の光ファイバーを配設した例を示す説明図である。 【符号の説明】 １０…光ファイバー（レーザ光伝達部材）、２０…反射筒体、２０Ａ…内面、２０Ｂ…開口部、３０…ケーシング、３０Ｃ…支持筒、３２…管状案内体、３４…ベアリング、３６…保持部材、４８…送気口、５０…モータ、
５２…原動ギア、５４…従動ギア、ＣＬ…旋回中心軸、
Ｍ…組織、Ｓ…旋回軌跡。 ───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4C026 AA02 BB07 DD02 DD03 DD06 FF17 FF18 FF19 FF21 FF33 FF34 FF36 FF43 HH02 HH05 HH06 HH21 4C082 RA01 RA07 RC08 RE17 RE18 RE19 RE21 RE33 RE35 RE36 RE43 RG02 RG03 RG06 RL02 RL05 RL06 RL21 |
