JP3571360B2

JP3571360B2 - Laser therapy equipment

Info

Publication number: JP3571360B2
Application number: JP23984193A
Authority: JP
Inventors: 治文加藤; 毅宇田川; 代治西澤; 徹也白石; 克司井上; 誠二福冨
Original assignee: Japan Science and Technology Agency
Current assignee: Japan Science and Technology Agency
Priority date: 1993-09-27
Filing date: 1993-09-27
Publication date: 2004-09-29
Anticipated expiration: 2019-09-29
Also published as: JPH0788202A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はレーザー治療装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、医療分野においてレーザー光を利用した種々の治療が実施されている。
【０００３】
レーザー光を利用する治療装置には、特公昭６３−２６３３号公報に開示されたレーザー光パルスを用いた癌の治療装置や、特公昭６３−２１０３１号公報に開示された内視鏡装置がある。
【０００４】
特公昭６３−２６３３号公報におけるレーザーパルス光を用いた癌の治療装置は、癌組織に対して親和性のある光感受性物質を吸収させた病巣部に、所定の波長のレーザー光を照射して前記の癌組織を破壊するものである。
【０００５】
一方、特公昭６３−２１０３１号公報における内視鏡装置は、内視鏡から病巣部に対して所定の波長のレーザー光を照射することにより生体組織の凝固、止血、蒸散（切除、切開）を行うものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、同一の病巣部に対して前記の光感受性物質を用いた治療及び生体組織の凝固、止血、蒸散等による治療を実施する場合には、特公昭６３−２６３３号公報のレーザーパルス光を用いた癌の治療装置と特公昭６３−２１０３１号公報の内視鏡装置との双方を用意する必要がある。
【０００７】
また、前記のレーザーパルス光を用いた癌の治療装置では、レーザー光の発生装置としてエキシマレーザー励起色素レーザーを使用しているので、励起用レーザーの波長が３０８ｎｍと短いためにレーザー媒質としての色素の寿命が短く、またエキシマレーザー自体についても気体媒質であるガスを頻繁に交換する必要があり、これに伴って共振器を構成するミラーの洗浄も必要になる。
【０００８】
本発明は上述した課題を解決するもので、保守が容易で且つ光感受性物質を用いたレーザー治療と生体組織の凝固、止血、蒸散によるレーザー治療の双方を実施することが可能なレーザー治療装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１に記載したレーザー治療装置においては、ＹＡＧレーザー基本波を発振するＹＡＧレーザー発振器と、該ＹＡＧレーザー発振器から発振されるＹＡＧレーザー基本波からＹＡＧレーザー第２高調波を発生させるＹＡＧレーザー第２高調波発生器と、該ＹＡＧレーザー第２高調波発生器により発生するＹＡＧレーザー第２高調波及び前記のＹＡＧレーザー発振器から発振されるＹＡＧレーザー基本波からＹＡＧレーザー第３高調波を発生させるＹＡＧレーザー第３高調波発生器と、該ＹＡＧレーザー第３高調波発生器により発生するＹＡＧレーザー第３高調波から該ＹＡＧレーザー第３高調波とは異なる波長を有するレーザー光を発生させる光パラメトリック発振器と、該光パラメトリック発振器により発生するレーザー光を癌治療用として病巣部へ導く一方の照射用光ファイバーと、ＹＡＧレーザー発振器から発振されるＹＡＧレーザー基本波を生体組織治療用として病巣部へ導く他方の照射用光ファイバーとを備えている。
【００１０】
また、同様に、本発明の請求項２に記載したレーザー治療装置においては、ＹＡＧレーザー基本波を発振するＹＡＧレーザー発振器と、該ＹＡＧレーザー発振器から発振されるＹＡＧレーザー基本波からＹＡＧレーザー第２高調波を発生させるＹＡＧレーザー第２高調波発生器と、該ＹＡＧレーザー第２高調波発生器により発生するＹＡＧレーザー第２高調波及び前記のＹＡＧレーザー発振器から発振されるＹＡＧレーザー基本波からチタンサファイアレーザー基本波を発生させるチタンサファイアレーザー発生装置と、該チタンサファイアレーザー発生装置により発生するチタンサファイアレーザー基本波を癌治療用として病巣部へ導く一方の照射用光ファイバーと、ＹＡＧレーザー発振器から発振されるＹＡＧレーザー基本波を生体組織治療用として病巣部へ導く他方の照射用光ファイバーとを備えている。
【００１１】
【作用】
本発明の請求項１に記載したレーザー治療装置においては、ＹＡＧレーザー第２高調波発生器によりＹＡＧレーザー基本波からＹＡＧレーザー第２高調波を発生させ、ＹＡＧレーザー第３高調波発生器によりＹＡＧレーザー基本波とＹＡＧレーザー第２高調波からＹＡＧレーザー第３高調波を発生させる。
【００１２】
更に、光パラメトリック発振器によってＹＡＧレーザー第３高調波から光感受性物質の特性に対応する波長のレーザー光を発生させ、この光パラメトリック発振器により発生したレーザー光を光感受性物質を吸収させた病巣部に照射して該病巣部の治療を行う。
【００１３】
また、ＹＡＧレーザー発振器から発振されるＹＡＧレーザー基本波を病巣部に照射して該病巣部の治療を行う。
【００１４】
本発明の請求項２に記載したレーザー治療装置においては、ＹＡＧレーザー第２高調波発生器によりＹＡＧレーザー基本波からＹＡＧレーザー第２高調波を発生させる。
【００１５】
更に、チタンサファイアレーザー発生装置によりＹＡＧレーザー基本波とＹＡＧレーザー第２高調波から光感受性物質の特性に対応する波長のチタンサファイアレーザー基本波を発生させ、このチタンサファイアレーザー基本波を光感受性物質を吸収させた病巣部に照射して該病巣部の治療を行う。
【００１６】
また、ＹＡＧレーザー発振器から発振されるＹＡＧレーザー基本波を病巣部に照射して該病巣部の治療を行う。
【００１７】
【実施例】
以下本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。
【００１８】
図１及び図２は本発明のレーザー治療装置の第１の実施例を示すものであり、本実施例は本発明の請求項１に対応する。
【００１９】
１は固体レーザー発生装置であり、該固体レーザー発生装置１は、所定波長のレーザー光を発生させるＹＡＧレーザー発生部２と、該ＹＡＧレーザー発生部２において発生するレーザー光により異なる波長のレーザー光を発生させる光パラメトリック発振部３とから構成されている。
【００２０】
前記の固体レーザー発生装置１には、ＹＡＧレーザー発生部２へ冷却水を供給して該ＹＡＧレーザー発生部２の温度上昇を抑制するための冷却水供給管４が接続されている。
【００２１】
５は内視鏡であり、該内視鏡５は病巣部６の観察及び治療に用いるものである。
【００２２】
内視鏡５は、照明用キセノンランプ７が発する光を病巣部６へ導き該病巣部６を照明するための照明用光ファイバー８と、病巣部６を観察するための観察用光ファイバー９と、前記の固体レーザー発生装置１において発生するレーザー光を病巣部６に照射するための照射用光ファイバー１０，１１とを備えている。
【００２３】
更に、前記の内視鏡５には、照明用光ファイバー８、観察用光ファイバー９、照射用光ファイバー１０，１１の各先端部へ洗浄水、洗浄エアーを送給して照明用光ファイバー８、観察用光ファイバー９、照射用光ファイバー１０，１１の各線端部を洗浄するための洗浄水供給管１２と洗浄エアー供給管１３とが接続されるとともに、洗浄水供給管１２と洗浄エアー供給管１３により供給された水及びエアーを排出するための排水排気管１４が接続できるようになっている。
【００２４】
１５は画像表示装置であり、該画像表示装置１５は病巣部６の観察に用いるものである。
【００２５】
画像表示装置１５は、前記の観察用光ファイバー９を介して病巣部６の撮影を行うカラーテレビカメラ１６と、該カラーテレビカメラ１６より出力される画像信号１７を画像処理信号１８に変換する画像処理部１９と、前記の画像処理信号１８に基づき病巣部６の実写画像を映像表示するテレビモニター２０と、前記の画像処理信号１８を記録し且つ記録した画像処理信号１８を画像処理部１９を介してテレビモニター２０へ送り、病巣部６の実写画像をテレビモニター２０により再生映像表示させ得るビデオテープレコーダー等の記録再生装置２１とを備えている。
【００２６】
２２は操作パネルであり、該操作パネル２２は、取扱い者が入力操作を行うことにより、前記の固体レーザー発生装置１、画像表示装置１５、照明用キセノンランプ７を作動させるための指令信号２３を出力するようになっている。
【００２７】
２４は制御装置であり、該制御装置２４は前記の指令信号２３に基づき、固体レーザー発生装置１を作動させるための作動信号２５をＹＡＧレーザー発生部２へ、また、画像表示装置１５を作動させるための作動信号２６を画像処理部１９へ、更に、照明用キセノンランプ７に点灯指令信号２７を出力するようになっている。
【００２８】
以下、前記の固体レーザー発生装置１のＹＡＧレーザー発生部２の構成を図２より説明する。
【００２９】
２８は波長１０６４ｎｍのレーザー光（ＹＡＧレーザー基本波）を発振するＹＡＧレーザー発振器であり、該ＹＡＧレーザー発振器２８は、Ｑスイッチ印加電圧調整装置２９により図５に示す如く電圧をＯＮ−ＯＦＦして尖頭値の高い極短パルスレーザー光を発生させるＱスイッチパルス発振を行うことと、図６に示す如く常時電圧をかけてパルス幅の長いパルスレーザー光を発生させるノーマルパルス発振を行うことができるようになっている。
【００３０】
３０は全反射ミラーであり、該全反射ミラー３０は、前記のＹＡＧレーザー発振器２８により発振されるＹＡＧレーザー基本波の光路に位置し得られるように設けられている。
【００３１】
この全反射ミラー３０をＹＡＧレーザー基本波の光路に位置させ、前記のＹＡＧレーザー発振器２８よりノーマルパルスのＹＡＧレーザー基本波（図６参照）を発振させると、全反射ミラー３０によって反射するＹＡＧレーザー基本波が前記の内視鏡５の照射用光ファイバー１１（図１参照）へ導かれるようになっている。
【００３２】
３１はＹＡＧレーザー第２高調波発生器であり、該ＹＡＧレーザー第２高調波発生器３１は、前記のＹＡＧレーザー発振器２８が発振するＹＡＧレーザー基本波から、
１／λ_２＝１／λ_１＋１／λ_１…（１）
（λ_１：ＹＡＧレーザー基本波、λ_２：ＹＡＧレーザー第２高調波）
の関係（第２高調波発生）によって波長５３２ｎｍのレーザー光（ＹＡＧレーザー第２高調波）を発生させるようになっている。
【００３３】
３２は全反射ミラーであり、該全反射ミラー３２は、前記のＹＡＧレーザー第２高調波発生器３１において発生するＹＡＧレーザー第２高調波とＹＡＧレーザー第２高調波発生器３１においてＹＡＧレーザー第２高調波に変換されなかった残りのＹＡＧレーザー基本波の双方を反射するようになっている。
【００３４】
３３は全反射ミラーであり、該全反射ミラー３３は、前記の全反射ミラー３２からのＹＡＧレーザー基本波とＹＡＧレーザー第２高調波の双方を反射するようになっている。
【００３５】
３４はＹＡＧレーザー第３高調波発生器であり、該ＹＡＧレーザー第３高調波発生器３４は、前記の全反射ミラー３３により反射するＹＡＧレーザー基本波とＹＡＧレーザー第２高調波とから、
１／λ_３＝１／λ_１＋１／λ_２…（２）
（λ_１：ＹＡＧレーザー基本波、λ_２：ＹＡＧレーザー第２高調波、λ_３：ＹＡＧレーザー第３高調波）の関係（第３高調波発生）によって波長３５５ｎｍのレーザー光（ＹＡＧレーザー第３高調波）を発生させるようになっている。
【００３６】
３５はダイクロイックミラーであり、該ダイクロイックミラー３５は、前記のＹＡＧレーザー第３高調波発生器３４により発生するＹＡＧレーザー第３高調波のみ反射し且つＹＡＧレーザー第３高調波発生器３４により変換されなかった残りのＹＡＧレーザー基本波とＹＡＧレーザー第２高調波とを透過させるようになっている。
【００３７】
３６はビームダンパーであり、該ビームダンパー３６は、前記のダイクロイックミラー３５を透過するＹＡＧレーザー基本波とＹＡＧレーザー第２高調波とを遮断するようになっている。
【００３８】
３７は全反射ミラーであり、該全反射ミラー３７は、前記ダイクロイックミラー３５によって反射するＹＡＧレーザー第３高調波を反射するようになっている。
【００３９】
次に、光パラメトリック発振部３の構成を説明する。
【００４０】
３８は光パラメトリック発振器であり、該光パラメトリック発振器３８は、ＢＢＯ結晶等の非線形光学結晶３９と、該非線形光学結晶３９を介して対峙するエンドミラー（共振器ミラー）４０並びにフロントミラー（共振器ミラー）４１とを有している。
【００４１】
光パラメトリック発振器３８は、前記の全反射ミラー３７によって反射されるＹＡＧレーザー第３高調波から、
１／λｐ＝１／λｓ＋１／λｉ…（３）
（λｐ：励起光波＝ＹＡＧレーザー第３高調波、λｓ：シグナル光波、λｉ：アイドラ光波）の関係（光パラメトリック発振）によってシグナル光とアイドラ光とを発生させるようになっている。
【００４２】
上記の光パラメトリック発振器３８においては、励起光波λｐが決れば非線形光学結晶３９の角度によって、シグナル光波λｓとアイドラ光波λｉが定まるようになっている。
【００４３】
４２はプリズムであり、該プリズム４２は、光パラメトリック発振器３８により発生するシグナル光及びアイドラ光と光パラメトリック発振器３８によって変換されなかった励起光（ＹＡＧレーザー第３高調波）とを各波長ごとに分離するようになっている。
【００４４】
これら分離されたレーザー光のうち、シグナル光が前記の内視鏡５の照射用光ファイバー１０（図１参照）へ導かれるようになっている。
【００４５】
以下、本実施例の作動を説明する。
【００４６】
病巣部６の治療を行う際には、癌組織に対して親和性を有する光感受性物質であるヘマトポルフィリン誘導体（ＨＰＤ）を、患者の血管へ注入することにより、予め病巣部６へ吸収させておく。
【００４７】
上記ヘマトポルフィリン誘導体は、癌組織に対しては特異的に吸収されるが、正常な生体組織にはほとんど吸収されない。
【００４８】
ヘマトポルフィリン誘導体を吸収した病巣部６に、波長６３０ｎｍのレーザー光を照射すると、該レーザー光は、ヘマトポルフィリン誘導体を吸収した癌組織を破壊し、一方、ヘマトポルフィリン誘導体をほとんど吸収していない正常な生体組織に対しては影響を与えない。
【００４９】
病巣部６にヘマトポルフィリン誘導体を吸収させたならば、内視鏡５をその先端部が病巣部６と略対峙するように位置させる。
【００５０】
一方、図２に示す非線形光学結晶３９の角度を前記の式（３）におけるシグナル光波λｓが６３０ｎｍになるように設定しておく。
【００５１】
この状態で、操作パネル２２を操作することにより、該操作パネル２２から画像表示装置１５、照明用キセノンランプ７を作動させるための指令信号２３を制御装置２４に出力させ、該制御装置２４から画像処理部１９へ作動信号２６を、また、照明用キセノンランプ７へ点灯指令信号２７を出力させて、照明用キセノンランプ７が発する光により病巣部６を照明するとともに、カラーテレビカメラ１６が撮影した病巣部６の実写画像をテレビモニター２０に映像表示し、病巣部６の観察を行う。
【００５２】
次いで、操作パネル２２を操作することにより、該操作パネル２２から固体レーザー発生装置１を作動させるための指令信号２３を制御装置２４へ出力させ、該制御装置２４からＹＡＧレーザー発生部２へ作動信号２５を出力させる。
【００５３】
ＹＡＧレーザー発生部２にＱスイッチパルス発振（図５参照）を指示する作動信号２５が入力されると、図２に示すＹＡＧレーザー発振器２８が作動し、該ＹＡＧレーザー発振器２８から波長１０６４ｎｍのＱスイッチパルスレーザー光（ＹＡＧレーザー基本波）が発振され、ＹＡＧレーザー第２高調波発生器３１によって、前記の式（１）の関係によりＹＡＧレーザー基本波から波長５３２ｎｍのＹＡＧレーザー第２高調波が発生する。
【００５４】
このＹＡＧレーザー第２高調波及びＹＡＧレーザー第２高調波発生器３１により変換されずに残ったＹＡＧレーザー基本波は、全反射ミラー３２，３３を経てＹＡＧレーザー第３高調波発生器３４に入射し、該ＹＡＧレーザ第３高調波発生器３４によって、前記の式（２）の関係によりＹＡＧレーザー基本波とＹＡＧレーザー第２高調波とから波長３５５ｎｍのＹＡＧレーザー第３高調波が発生する。
【００５５】
このＹＡＧレーザー第３高調波とＹＡＧレーザー第３高調波発生器３４により変換されずに残ったＹＡＧレーザー基本波及びＹＡＧレーザー第２高調波は、ダイクロイックミラー３５に入射し、該ダイクロイックミラー３５によりＹＡＧレーザー第３高調波が反射されて光パラメトリック発振器３８に入射するとともに、ＹＡＧレーザー基本波とＹＡＧレーザー第２高調波がダイクロイックミラー３５を透過してビームダンパー３６に遮断される。
【００５６】
光パラメトリック発振器３８にＹＡＧレーザー第３高調波が入射すると、前記の式（３）の関係によって、ＹＡＧレーザー第３高調波から、波長６３０ｎｍのレーザー光（シグナル光）と波長８１３ｎｍのレーザー光（アイドラ光）とが発生する。
【００５７】
この波長６３０ｎｍのレーザー光と、波長８１３ｎｍのレーザー光及び光パラメトリック発振器３８により変換されずに残ったＹＡＧレーザー第３高調波（励起光）は、プリズム４２に入射して各波長ごとに分離される。
【００５８】
これら分離されたレーザー光のうち、波長６３０ｎｍのレーザー光が前記の内視鏡５の照射用光ファイバー１０（図１参照）へ導かれ、該照射用光ファイバー１０を介して病巣部６へ照射され、波長６３０ｎｍのレーザー光によってヘマトポルフィリン誘導体を吸収した癌組織が破壊される。
【００５９】
上述した癌治療においては、光感受性物質にヘマトポルフィリン誘導体を用いたが、ヘマトポルフィリン誘導体以外の他の光感受性物質を用いる場合には、光パラメトリック発振器３８の非線形光学結晶３９の角度を適宜調整することによって、光パラメトリック発振器より発振されるレーザー光の波長を光感受性物質の特性に対応させるようにすればよい。
【００６０】
一方、病巣部６に対して生体組織の凝固、止血、蒸散（切除、切開）等の治療を行う際には、全反射ミラー３０をＹＡＧレーザー発振器２８により発振されるＹＡＧレーザー基本波の光路に位置させる。
【００６１】
このようにＹＡＧレーザー基本波の光路に全反射ミラー３０を位置させ、ＹＡＧレーザー発生部２にノーマルパルス発振（図６参照）を指示する作動信号２５が入力されると、ＹＡＧレーザー発振器２８から発振される波長１０６４ｎｍのノーマルパルスレーザー光（ＹＡＧレーザー基本波）が内視鏡５の照射用光ファイバー１１（図１参照）へ導かれ、波長１０６４ｎｍのノーマルパルスレーザー光を病巣部６へ照射され、生体組織の凝固、止血、蒸散（切除、切開）等を行うことができる。
【００６２】
図３及び図４は本発明のレーザー治療装置の第２の実施例を示すものであり、本実施例は本発明の請求項２に対応する。
【００６３】
本実施例は、前述した第１の実施例における光パラメトリック発振を利用した固体レーザー発生装置１を、チタンサファイアレーザーを用いた固体レーザー発生装置４３に置換した構成を有し、図中、図１及び図２と同一の符号を付した部分は同一物を表している。
【００６４】
固体レーザー発生装置４３は、所定波長のレーザー光を発生させるＹＡＧレーザー発生部４４と、該ＹＡＧレーザー発生部４４において発生するレーザー光により異なる波長のレーザー光を発生させるチタンサファイアレーザー発生部４５とから構成されている。
【００６５】
固体レーザー発生装置４３には、ＹＡＧレーザー発生部４４へ冷却水を供給して該ＹＡＧレーザー発生部４４の温度上昇を抑制するための冷却水供給管４が接続されている。
【００６６】
以下、前記の固体レーザー発生装置４３のＹＡＧレーザー発生部４４の構成を図４より説明する。
【００６７】
ＹＡＧレーザー発生部４４は、図２に示すＹＡＧレーザー発生部２と同様に、Ｑスイッチ印加電圧調整装置２９により図５に示す如く電圧をＯＮ−ＯＦＦして尖頭値の高い極短パルスレーザー光を発生させるＱスイッチパルス発振を行い且つ図６に示す如く常時電圧をかけてパルス幅の長いパルスレーザー光を発生させるノーマルパルス発振を行う励起用のＹＡＧレーザー発振器２８と、該ＹＡＧレーザー発振器２８により発振されるＹＡＧレーザー基本波の光路に位置し得られるように設けた全反射ミラー３０と、ＹＡＧレーザー発振器２８が発振するＹＡＧレーザー基本波から、前記の式（１）の関係によって波長５３２ｎｍのレーザー光（ＹＡＧレーザー第２高調波）を発生するＹＡＧレーザー第２高調波発生器３１と、該ＹＡＧレーザ第２高調波発生器３１においてＹＡＧレーザー第２高調波を反射し且つＹＡＧレーザー第２高調波発生器３１においてＹＡＧレーザー第２高調波に変換されなかった残りのＹＡＧレーザー基本波を透過させるダイクロイックミラー５９と、該ダイクロイックミラー５９を透過するＹＡＧレーザー基本波を遮断するビームダンパー６０とを備えている。
【００６８】
前記の全反射ミラー３０をＹＡＧレーザー基本波の光路に位置させ、ＹＡＧレーザー発振器２８よりノーマルパルスのＹＡＧレーザー基本波（図６参照）を発振させると、全反射ミラー３０によって反射するＹＡＧレーザー基本波が内視鏡５の照射用光ファイバー１１（図１参照）へ導かれるようになっている。
【００６９】
４６はハーフミラーであり、該ハーフミラー４６は、前記のダイクロイックミラー５９により反射されるＹＡＧレーザー第２高調波の一部を反射するようになっている。
【００７０】
４７はレンズであり、該レンズ４７は、前記のハーフミラー４６を透過するＹＡＧレーザー第２高調波を収束させるようになっている。
【００７１】
４８は全反射ミラーであり、該全反射ミラー４８は、前記のハーフミラー４６により反射するＹＡＧレーザー第２高調波を反射するようになっている。
【００７２】
４９はレンズであり、該レンズ４９は前記の全反射ミラー４８により反射するＹＡＧレーザー第２高調波を収束させるようになっている。
【００７３】
次に、チタンサファイアレーザー発生部４５の構造を説明する。
【００７４】
５０はチタンサファイアレーザー発生装置であり、該チタンサファイアレーザー発生装置５０は、発振用チタンサファイアレーザーロッド５１と、複屈折フィルター等の波長同調素子（波長選択素子）５２と、共振器を構成するフロントミラー５３及びエンドミラー５４と、増幅用チタンサファイアレーザーロッド５５とを備えている。
【００７５】
発振用チタンサファイアレーザーロッド５１はＹＡＧレーザー第２高調波から波長６７０〜１１００ｎｍの波長成分の光を発生するものである。
【００７６】
この発振用チタンサファイアレーザーロッド５１には、ダイクロイックミラー５６によって前記のレンズ４７により収束するＹＡＧレーザー第２高調波が入射するようになっている。
【００７７】
上記のダイクロイックミラー５６は、ＹＡＧレーザー第２高調波以外の波長の光を透過させるようになっている。
【００７８】
波長同調素子５２は、発振用チタンサファイアレーザーロッド５１によって発生する波長６７０〜１１００ｎｍの波長成分を有する光のうちの特定波長の光のみをよく透過させる特性を有し、発振用チタンサファイアレーザーロッド５１により発生する波長６７０〜１１００ｎｍの波長成分を有する光を共振させるフロントミラー５３及びエンドミラー５４の間に配置されている。
【００７９】
増幅用チタンサファイアレーザーロッド５５は前記の波長同調素子５２を透過し且つフロントミラー５３及びエンドミラー５４によって共振してフロントミラー５３より射出される波長６７０〜１１００ｎｍ間の任意波長のチタンサファイアレーザー基本波を増幅するものである。
【００８０】
この増幅用チタンサファイアレーザーロッド５５には、ダイクロイックミラー５７によって前記のレンズ４９により収束するＹＡＧレーザー第２高調波が励起光として入射し且つ増幅すべきフロントミラー５３より射出される波長６７０〜１１００ｎｍ間の任意波長のチタンサファイアレーザー基本波が入射するようになっている。
【００８１】
上記のダイクロイックミラー５７は、ＹＡＧレーザー第２高調波以外の波長の光を透過させるようになっている。
【００８２】
５８はプリズムであり、該プリズム５８は、上記構成を有するチタンサファイアレーザー発生装置５０の増幅用チタンサファイアレーザーロッド５５から射出される波長６７０〜１１００ｎｍ間の任意波長のチタンサファイアレーザー基本波とＹＡＧレーザー第２高調波とを各波長ごとに分離するようになっている。
【００８３】
これら分離されたレーザー光のうち、チタンサファイアレーザー基本波が内視鏡５の照射用光ファイバー１０（図３参照）へ導かれるようになっている。
【００８４】
なお、本実施例においては、制御装置２４から固体レーザー発生装置４３を作動させるための作動信号２５がＹＡＧレーザー発生部４４へ出力されるようになっている。
【００８５】
以下、本実施例の作動を説明する。
【００８６】
病巣部６の治療を行う際には、癌組織に対して親和性を有する光感受性物質を、患者の血管へ注入することにより、予め病巣部６へ吸収させておく。
【００８７】
一方、図４に示す波長同調素子５２の光学的特性を、病巣部６に吸収させた光感受性物質に適合する波長の光が透過するように設定しておく。
【００８８】
この状態で、操作パネル２２を操作することにより、図１及び図２に示す先に述べたレーザー治療装置と同様に、照明用キセノンランプ７が発する光により病巣部６を照明するとともに、カラーテレビカメラ１６が撮影した病巣部６の実写画像をテレビモニター２０に映像表示し、病巣部６の観察を行う。
【００８９】
次いで、操作パネル２２を操作することにより、該操作パネル２２から固体レーザー発生装置４３を作動させるための指令信号２３を制御装置２４へ出力させ、該制御装置２４からＹＡＧレーザー発生部４４へ作動信号２５を出力させる。
【００９０】
ＹＡＧレーザー発生部４４に作動信号２５が入力されると、図４に示すＹＡＧレーザー発振器２８が作動し、該ＹＡＧレーザー発振器２８から波長１０６４ｎｍのＱスイッチパルスレーザー光（ＹＡＧレーザー基本波）が発振され、ＹＡＧレーザー第２高調波発生器３１によって、前記の式（１）の関係によりＹＡＧレーザー基本波から波長５３２ｎｍのＹＡＧレーザー第２高調波が発生する。
【００９１】
このＹＡＧレーザー第２高調波は、ダイクロイックミラー５９を経てハーフミラー４６に入射する。
【００９２】
ハーフミラー４６に入射するレーザー光のうち、ＹＡＧレーザー第２高調波の一部はハーフミラー４６を透過したうえレンズ４７により収束し、更にダイクロイックミラー５６を経て発振用チタンサファイアレーザーロッド５１に入射し、該発振用チタンサファイアレーザーロッド５１により波長６７０〜１１００ｎｍの波長成分を有する光が発生する。
【００９３】
この波長６７０〜１１００ｎｍの波長成分を有する光は、特定波長の光のみが波長同調素子５２を透過してフロントミラー５３及びエンドミラー５４により構成される共振器によって共振し、フロントミラー５３より光感受性物質に適合する波長のチタンサファイアレーザー基本波が射出される。
【００９４】
上記のチタンサファイアレーザー基本波は増幅用チタンサファイアレーザーロッド５５に入射する。
【００９５】
一方、ハーフミラー４６に入射するＹＡＧレーザー第２高調波は、ハーフミラー４６、全反射ミラー４８を経てレンズ４９により収束し、更にダイクロイックミラー５７を経て増幅用チタンサファイアレーザーロッド５５に入射する。
【００９６】
上記のＹＡＧレーザー第２高調波によって増幅用チタンサファイアレーザーロッド５５が励起され、該増幅用チタンサファイアレーザーロッド５５に入射する前記のチタンサファイアレーザー基本波が増幅される。
【００９７】
この増幅用チタンサファイアレーザーロッド５５から射出されるチタンサファイアレーザー基本波とＹＡＧレーザー第２高調波は、プリズム５８に入射して各波長ごとに分離される。
【００９８】
これら分離されたレーザー光のうち、チタンサファイアレーザー基本波が内視鏡５の照射用光ファイバー１０（図３参照）へ導かれ、該照射用光ファイバー１０を介して病巣部６へ照射され、チタンサファイアレーザー基本波によって光感受性物質を吸収した癌組織が破壊される。
【００９９】
一方、病巣部６に対して生体組織の凝固、止血、蒸散（切除、切開）等の治療を行う際には、全反射ミラー３０をＹＡＧレーザー発振器２８により発振されるＹＡＧレーザー基本波の光路に位置させる。
【０１００】
このようにＹＡＧレーザー基本波の光路に全反射ミラー３０を位置させ、ＹＡＧレーザー発生部２にノーマルパルス発振（図６参照）を指示する作動信号２５が入力されると、ＹＡＧレーザー発振器２８から発振される波長１０６４ｎｍのノーマルパルスレーザー光（ＹＡＧレーザー基本波）が内視鏡５の照射用光ファイバー１１（図１参照）へ導かれ、波長１０６４ｎｍのノーマルパルスレーザー光を病巣部６へ照射され、生体組織の凝固、止血、蒸散（切除、切開）等を行うことができる。
【０１０１】
なお、本発明のレーザー治療装置は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、光パラメトリック発振器あるいはチタンサファイアレーザー発生装置から出力されるレーザー光とＹＡＧレーザー発振器から出力されるＹＡＧレーザー基本波とをそれぞれ別箇の内視鏡を用いて病巣部に照射させるように構成すること、内視鏡を使わずに直接光ファイバーを体内に入れて病巣部に照射させるように構成すること、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【０１０２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明のレーザー治療装置によれば、下記のような種々の優れた効果を奏し得る。
【０１０３】
（１）本発明の請求項１に記載したレーザー治療装置では、ＹＡＧレーザー発振器、ＹＡＧレーザー第２高調波発生器、ＹＡＧレーザー第３高調波発生器、光パラメトリック発振器によって発生する光感受性物質の特性に対応する波長のレーザー光と、前記ＹＡＧレーザー発振器により発生するＹＡＧレーザー基本波との双方を、病巣部に照射して該病巣部の治療を行うことができるので、病巣部に対して効果的な治療を行うことが可能となるとともに、治療スペースの有効活用を図ることができる。
【０１０４】
（２）本発明の請求項２に記載したレーザー治療装置では、ＹＡＧレーザー発振器、ＹＡＧレーザー第２高調波発生器、チタンサファイアレーザー発生装置によって発生する光感受性物質の特性に対応する波長のチタンサファイアレーザー光と、前記ＹＡＧレーザー発振器により発生するＹＡＧレーザー基本波との双方を、病巣部に照射して該病巣部の治療を行うことができるので、病巣部に対して効果的な治療を行うことが可能となるとともに、治療スペースの有効活用を図ることができる。
【０１０５】
（３）本発明の請求項１並びに請求項２に記載したレーザー治療装置のいずれにおいても、ＹＡＧレーザー発振器を用いているので、装置のメンテナンスが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のレーザー治療装置の第１の実施例を示すブロック図である。
【図２】本発明のレーザー治療装置の第１の実施例における光学系の概念を示すブロック図である。
【図３】本発明のレーザー治療装置の第２の実施例を示すブロック図である。
【図４】本発明のレーザー治療装置の第２の実施例における光学系の概念を示すブロック図である。
【図５】Ｑスイッチパルス発振時における印加電圧及びパルスレーザー出力の経時を示すグラフである。
【図６】ノーマルパルス発振時における印加電圧及びパルスレーザー出力の経時を示すグラフである。
【符号の説明】
６病巣部
２８ＹＡＧレーザー発振器
３１ＹＡＧレーザー第２高調波発生器
３４ＹＡＧレーザー第３高調波発生器
３８光パラメトリック発振器
５０チタンサファイアレーザー発生装置[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a laser treatment device.
[0002]
[Prior art]
In recent years, various treatments using laser light have been performed in the medical field.
[0003]
As treatment devices using laser light, there are a cancer treatment device using a laser light pulse disclosed in Japanese Patent Publication No. 63-2633 and an endoscope device disclosed in Japanese Patent Publication No. 63-21031. .
[0004]
Japanese Patent Publication No. Sho 63-2633 discloses a cancer treatment apparatus using laser pulse light, which irradiates a laser beam having a predetermined wavelength to a lesion portion having absorbed a photosensitizer having an affinity for cancer tissue. It destroys the aforementioned cancer tissue.
[0005]
On the other hand, an endoscope apparatus disclosed in Japanese Patent Publication No. 63-21031 irradiates a laser beam of a predetermined wavelength to a lesion portion from an endoscope to coagulate, stop bleeding, and evaporate (excise, dissect) a living tissue. Is what you do.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the same lesion is treated with the above-described photosensitizer and treated with coagulation, hemostasis, transpiration, etc. of a living tissue, the laser pulse light disclosed in JP-B-63-2633 is used. It is necessary to prepare both an apparatus for treating cancer and an endoscope apparatus disclosed in JP-B-63-21031.
[0007]
Further, in the above-described cancer treatment apparatus using laser pulse light, an excimer laser-excited dye laser is used as a laser light generator. Therefore, since the wavelength of the excitation laser is as short as 308 nm, the dye as a laser medium is used. Of the excimer laser itself, it is necessary to frequently exchange the gas, which is a gaseous medium, and accordingly, it is necessary to clean the mirror constituting the resonator.
[0008]
The present invention solves the above-mentioned problems, and provides a laser treatment apparatus that is easy to maintain and can perform both laser treatment using a photosensitizer and laser treatment by coagulation, hemostasis, and evaporation of a living tissue. It is intended to provide.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in a laser treatment apparatus according to claim 1 of the present invention, a YAG laser oscillator oscillating a YAG laser fundamental wave, and a YAG laser fundamental wave oscillated from the YAG laser oscillator. A second harmonic generator of a YAG laser for generating a second harmonic, a second harmonic of the YAG laser generated by the second harmonic generator of the YAG laser, and a YAG laser fundamental wave oscillated from the YAG laser oscillator. A YAG laser third harmonic generator for generating a laser third harmonic, and a wavelength different from the YAG laser third harmonic from the YAG laser third harmonic generated by the YAG laser third harmonic generator An optical parametric oscillator that generates laser light One irradiation optical fiber for guiding a laser beam generated by the optical parametric oscillator to a lesion for cancer treatment, and the other irradiation for guiding a YAG laser fundamental wave oscillated from the YAG laser oscillator to the lesion for living tissue treatment. Optical fiber and ing.
[0010]
Also, similarly, according to claim 2 of the present invention. And In a laser treatment apparatus, a YAG laser oscillator that oscillates a YAG laser fundamental wave, a YAG laser second harmonic generator that generates a YAG laser second harmonic from the YAG laser fundamental wave oscillated from the YAG laser oscillator, A titanium sapphire laser generator for generating a titanium sapphire laser fundamental wave from a YAG laser second harmonic generated by the YAG laser second harmonic generator and a YAG laser fundamental wave oscillated from the YAG laser oscillator; An irradiation optical fiber for guiding a fundamental wave of titanium sapphire laser generated by the titanium sapphire laser generator to a lesion for cancer treatment, and a lesion of a YAG laser oscillator oscillated from a YAG laser oscillator for treating biological tissue. And the other optical fiber for irradiation ing.
[0011]
[Action]
In the laser treatment apparatus according to claim 1 of the present invention, the YAG laser second harmonic is generated from the YAG laser fundamental wave by the YAG laser second harmonic generator, and the YAG laser is generated by the YAG laser third harmonic generator. The third harmonic of the YAG laser is generated from the fundamental wave and the second harmonic of the YAG laser.
[0012]
Further, a laser beam having a wavelength corresponding to the characteristic of the photosensitive substance is generated from the third harmonic of the YAG laser by the optical parametric oscillator, and the laser light generated by the optical parametric oscillator is irradiated on the lesion where the photosensitive substance has been absorbed. Then, the lesion is treated.
[0013]
The lesion is irradiated with a YAG laser fundamental wave oscillated from the YAG laser oscillator to treat the lesion.
[0014]
In the laser treatment apparatus according to the second aspect of the present invention, the YAG laser second harmonic is generated from the YAG laser fundamental wave by the YAG laser second harmonic generator.
[0015]
Furthermore, a titanium sapphire laser generator generates a titanium sapphire laser fundamental wave having a wavelength corresponding to the characteristics of the photosensitive material from the YAG laser fundamental wave and the second harmonic of the YAG laser, and converts the titanium sapphire laser fundamental wave to the photosensitive material. The absorbed lesion is irradiated to treat the lesion.
[0016]
The lesion is irradiated with a YAG laser fundamental wave oscillated from the YAG laser oscillator to treat the lesion.
[0017]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0018]
1 and 2 show a first embodiment of the laser treatment apparatus of the present invention. This embodiment corresponds to claim 1 of the present invention.
[0019]
Reference numeral 1 denotes a solid-state laser generator. The solid-state laser generator 1 generates a YAG laser generator 2 for generating laser light of a predetermined wavelength, and a laser light of a different wavelength depending on the laser light generated in the YAG laser generator 2. And an optical parametric oscillating unit 3 for generating.
[0020]
The solid-state laser generator 1 is connected to a cooling water supply pipe 4 for supplying cooling water to the YAG laser generator 2 to suppress a rise in the temperature of the YAG laser generator 2.
[0021]
Reference numeral 5 denotes an endoscope, which is used for observation and treatment of a lesion 6.
[0022]
The endoscope 5 includes an illumination optical fiber 8 for guiding light emitted from the illumination xenon lamp 7 to the lesion 6 to illuminate the lesion 6, an observation optical fiber 9 for observing the lesion 6, Irradiation optical fibers 10 and 11 for irradiating the lesion 6 with the laser light generated in the solid-state laser generator 1 of the first embodiment.
[0023]
Further, the endoscope 5 is supplied with cleaning water and cleaning air to each end of the illumination optical fiber 8, the observation optical fiber 9, and the irradiation optical fibers 10 and 11 to supply the illumination optical fiber 8, the observation optical fiber. 9. A cleaning water supply pipe 12 and a cleaning air supply pipe 13 for cleaning the end portions of the irradiation optical fibers 10 and 11 are connected to each other, and supplied by the cleaning water supply pipe 12 and the cleaning air supply pipe 13. A drainage exhaust pipe 14 for discharging water and air can be connected.
[0024]
Reference numeral 15 denotes an image display device, which is used for observing the lesion 6.
[0025]
The image display device 15 includes a color television camera 16 that photographs the lesion 6 via the observation optical fiber 9, and an image processing that converts an image signal 17 output from the color television camera 16 into an image processing signal 18. Unit 19, a television monitor 20 for displaying a video image of a real image of the lesion 6 based on the image processing signal 18, and recording the image processing signal 18 and transmitting the recorded image processing signal 18 via the image processing unit 19. And a recording / reproducing device 21 such as a video tape recorder or the like, which can send a real image of the lesion 6 to the television monitor 20 to display a reproduced image on the television monitor 20.
[0026]
Reference numeral 22 denotes an operation panel. The operation panel 22 generates a command signal 23 for operating the solid-state laser generator 1, the image display device 15, and the xenon lamp 7 for illumination by an operator performing an input operation. Output.
[0027]
Reference numeral 24 denotes a control device. The control device 24 sends an operation signal 25 for operating the solid-state laser generator 1 to the YAG laser generator 2 and the image display device 15 based on the command signal 23. An operation signal 26 is output to the image processing section 19 and a lighting command signal 27 is output to the xenon lamp 7 for illumination.
[0028]
Hereinafter, the configuration of the YAG laser generator 2 of the solid-state laser generator 1 will be described with reference to FIG.
[0029]
Reference numeral 28 denotes a YAG laser oscillator that oscillates a laser beam (a fundamental wave of a YAG laser) having a wavelength of 1064 nm. The YAG laser oscillator 28 is turned on and off by a Q switch applied voltage adjusting device 29 as shown in FIG. It is possible to perform Q-switch pulse oscillation for generating an ultrashort pulse laser beam having a high peak value and normal pulse oscillation for generating a pulse laser beam having a long pulse width by constantly applying a voltage as shown in FIG. It has become.
[0030]
Reference numeral 30 denotes a total reflection mirror, which is provided so as to be located on the optical path of a YAG laser fundamental wave oscillated by the YAG laser oscillator 28.
[0031]
When the total reflection mirror 30 is positioned in the optical path of the fundamental wave of the YAG laser, and the YAG laser oscillator 28 oscillates the fundamental wave of the normal pulse YAG laser (see FIG. 6), the basic reflection of the YAG laser The waves are guided to the optical fiber 11 for irradiation of the endoscope 5 (see FIG. 1).
[0032]
Reference numeral 31 denotes a YAG laser second harmonic generator. The YAG laser second harmonic generator 31 converts the YAG laser fundamental wave oscillated by the YAG laser oscillator 28 into:
1 / λ ₂ = 1 / λ ₁ + 1 / λ ₁ … (1)
(Λ ₁ : YAG laser fundamental wave, λ ₂ : YAG laser second harmonic)
(Second harmonic generation), a laser beam with a wavelength of 532 nm (YAG laser second harmonic) is generated.
[0033]
Reference numeral 32 denotes a total reflection mirror. The total reflection mirror 32 includes a YAG laser second harmonic generated by the YAG laser second harmonic generator 31 and a YAG laser second harmonic generated by the YAG laser second harmonic generator 31. It reflects both of the remaining YAG laser fundamentals that have not been converted to harmonics.
[0034]
A total reflection mirror 33 reflects both the fundamental wave of the YAG laser and the second harmonic of the YAG laser from the total reflection mirror 32.
[0035]
Reference numeral 34 denotes a YAG laser third harmonic generator. The YAG laser third harmonic generator 34 generates a YAG laser fundamental wave reflected by the total reflection mirror 33 and a YAG laser second harmonic.
1 / λ ₃ = 1 / λ ₁ + 1 / λ ₂ … (2)
(Λ ₁ : YAG laser fundamental wave, λ ₂ : YAG laser second harmonic, λ ₃ : A laser beam having a wavelength of 355 nm (YAG laser third harmonic) is generated according to the relationship (third harmonic generation) of YAG laser.
[0036]
A dichroic mirror 35 reflects only the YAG laser third harmonic generated by the YAG laser third harmonic generator 34 and is not converted by the YAG laser third harmonic generator 34. The remaining YAG laser fundamental and the second harmonic of the YAG laser are transmitted.
[0037]
Reference numeral 36 denotes a beam damper. The beam damper 36 blocks a YAG laser fundamental wave and a YAG laser second harmonic transmitted through the dichroic mirror 35.
[0038]
Reference numeral 37 denotes a total reflection mirror, which reflects the third harmonic of the YAG laser reflected by the dichroic mirror 35.
[0039]
Next, the configuration of the optical parametric oscillator 3 will be described.
[0040]
Reference numeral 38 denotes an optical parametric oscillator. The optical parametric oscillator 38 includes a non-linear optical crystal 39 such as a BBO crystal, an end mirror (resonator mirror) 40 and a front mirror (resonator mirror) facing each other via the non-linear optical crystal 39. ) 41.
[0041]
The optical parametric oscillator 38 calculates the YAG laser third harmonic reflected by the total reflection mirror 37 from
1 / λp = 1 / λs + 1 / λi (3)
Signal light and idler light are generated according to the relationship (optical parametric oscillation) (λp: pumping light wave = YAG laser third harmonic, λs: signal light wave, λi: idler light wave).
[0042]
In the above-mentioned optical parametric oscillator 38, if the excitation lightwave λp is determined, the signal lightwave λs and the idler lightwave λi are determined by the angle of the nonlinear optical crystal 39.
[0043]
Reference numeral 42 denotes a prism, which separates signal light and idler light generated by the optical parametric oscillator 38 and pump light (YAG laser third harmonic) not converted by the optical parametric oscillator 38 for each wavelength. It is supposed to.
[0044]
Of these separated laser lights, the signal light is guided to the irradiation optical fiber 10 of the endoscope 5 (see FIG. 1).
[0045]
Hereinafter, the operation of the present embodiment will be described.
[0046]
When the lesion 6 is treated, a hematoporphyrin derivative (HPD), which is a photosensitizer having an affinity for cancer tissue, is injected into a blood vessel of a patient to be absorbed in the lesion 6 in advance. deep.
[0047]
The hematoporphyrin derivative is specifically absorbed by cancer tissues, but hardly absorbed by normal living tissues.
[0048]
When a laser beam having a wavelength of 630 nm is irradiated on the lesion 6 that has absorbed the hematoporphyrin derivative, the laser beam destroys the cancer tissue that has absorbed the hematoporphyrin derivative, while a normal tissue that has hardly absorbed the hematoporphyrin derivative. Has no effect on living tissue.
[0049]
After the hematoporphyrin derivative is absorbed into the lesion 6, the endoscope 5 is positioned so that the distal end of the endoscope 5 substantially faces the lesion 6.
[0050]
On the other hand, the angle of the nonlinear optical crystal 39 shown in FIG. 2 is set so that the signal light wave λs in the above equation (3) becomes 630 nm.
[0051]
By operating the operation panel 22 in this state, a command signal 23 for operating the image display device 15 and the xenon lamp 7 for illumination is output from the operation panel 22 to the control device 24. The operation signal 26 is output to the processing unit 19, and the lighting command signal 27 is output to the xenon lamp 7 for illumination, so that the lesion 6 is illuminated by the light emitted from the xenon lamp 7 for illumination, and the color television camera 16 captures an image. The photographed image of the lesion 6 is displayed on the television monitor 20 to observe the lesion 6.
[0052]
Next, by operating the operation panel 22, a command signal 23 for operating the solid-state laser generator 1 is output from the operation panel 22 to the controller 24, and an operation signal is transmitted from the controller 24 to the YAG laser generator 2. 25 is output.
[0053]
When an operation signal 25 for instructing Q switch pulse oscillation (see FIG. 5) is input to the YAG laser generator 2, the YAG laser oscillator 28 shown in FIG. 2 is operated, and the Q switch having a wavelength of 1064 nm is transmitted from the YAG laser oscillator 28. The pulse laser light (YAG laser fundamental wave) is oscillated, and the YAG laser second harmonic having a wavelength of 532 nm is generated from the YAG laser fundamental wave by the YAG laser second harmonic generator 31 according to the above equation (1). .
[0054]
The YAG laser second harmonic and the YAG laser fundamental wave left without being converted by the YAG laser second harmonic generator 31 enter the YAG laser third harmonic generator 34 via the total reflection mirrors 32 and 33. The YAG laser third harmonic generator 34 generates a YAG laser third harmonic having a wavelength of 355 nm from the YAG laser fundamental wave and the YAG laser second harmonic according to the relationship of the above equation (2).
[0055]
The YAG laser third harmonic and the YAG laser fundamental wave and the YAG laser second harmonic remaining without being converted by the YAG laser third harmonic generator 34 are incident on a dichroic mirror 35, and the dichroic mirror 35 generates the YAG laser third harmonic. The third harmonic of the laser is reflected and enters the optical parametric oscillator 38, and the fundamental wave of the YAG laser and the second harmonic of the YAG laser pass through the dichroic mirror 35 and are blocked by the beam damper 36.
[0056]
When the third harmonic of the YAG laser is incident on the optical parametric oscillator 38, the laser light (signal light) having a wavelength of 630 nm and the laser light (signal of idler) having a wavelength of 813 nm are converted from the third harmonic of the YAG laser according to the relationship of the above equation (3). Light).
[0057]
The laser light having a wavelength of 630 nm, the laser light having a wavelength of 813 nm, and the third harmonic (excitation light) of the YAG laser remaining without being converted by the optical parametric oscillator 38 enter the prism 42 and are separated for each wavelength. .
[0058]
Of these separated laser beams, a laser beam having a wavelength of 630 nm is guided to the irradiation optical fiber 10 (see FIG. 1) of the endoscope 5, and is irradiated to the lesion 6 via the irradiation optical fiber 10, The cancer tissue that has absorbed the hematoporphyrin derivative is destroyed by the laser light having a wavelength of 630 nm.
[0059]
In the above-described cancer treatment, a hematoporphyrin derivative is used as a photosensitizer. However, when a photosensitizer other than a hematoporphyrin derivative is used, the angle of the nonlinear optical crystal 39 of the optical parametric oscillator 38 is appropriately adjusted. Thus, the wavelength of the laser light emitted from the optical parametric oscillator may be made to correspond to the characteristics of the photosensitive material.
[0060]
On the other hand, when performing treatment such as coagulation, hemostasis, and transpiration (excision, incision) of the living tissue on the lesion 6, the total reflection mirror 30 is moved to the optical path of the YAG laser fundamental wave oscillated by the YAG laser oscillator 28. Position.
[0061]
When the total reflection mirror 30 is positioned on the optical path of the fundamental wave of the YAG laser and the operation signal 25 for instructing the normal pulse oscillation (see FIG. 6) is input to the YAG laser generator 2, the oscillation from the YAG laser oscillator 28 is performed. A normal pulse laser beam (YAG laser fundamental wave) having a wavelength of 1064 nm is guided to the irradiation optical fiber 11 of the endoscope 5 (see FIG. 1), and the lesion 6 is irradiated with the normal pulse laser beam having a wavelength of 1064 nm. Coagulation, hemostasis, transpiration (excision, incision) and the like of tissue can be performed.
[0062]
3 and 4 show a second embodiment of the laser treatment apparatus according to the present invention. This embodiment corresponds to claim 2 of the present invention.
[0063]
This embodiment has a configuration in which the solid-state laser generator 1 using the optical parametric oscillation in the above-described first embodiment is replaced with a solid-state laser generator 43 using a titanium sapphire laser. 2 are the same as those in FIG.
[0064]
The solid-state laser generator 43 includes a YAG laser generator 44 that generates laser light of a predetermined wavelength, and a titanium sapphire laser generator 45 that generates laser light of a different wavelength by the laser light generated in the YAG laser generator 44. It is configured.
[0065]
The cooling water supply pipe 4 for supplying cooling water to the YAG laser generation unit 44 and suppressing a rise in the temperature of the YAG laser generation unit 44 is connected to the solid-state laser generation device 43.
[0066]
Hereinafter, the configuration of the YAG laser generator 44 of the solid-state laser generator 43 will be described with reference to FIG.
[0067]
The YAG laser generating section 44 turns on and off the voltage as shown in FIG. 5 by the Q-switch applied voltage adjusting device 29 similarly to the YAG laser generating section 2 shown in FIG. An excitation YAG laser oscillator 28 for performing a normal pulse oscillation for performing a Q-switch pulse oscillation for generating a pulse and applying a constant voltage to generate a pulse laser beam having a long pulse width as shown in FIG. From the total reflection mirror 30 provided so as to be located on the optical path of the oscillated YAG laser fundamental wave and the YAG laser fundamental wave oscillated by the YAG laser oscillator 28, a laser having a wavelength of 532 nm is obtained according to the relationship of the above equation (1). A YAG laser second harmonic generator 31 for generating light (YAG laser second harmonic); A dichroic mirror that reflects the second harmonic of the YAG laser in the second harmonic generator 31 and transmits the remaining fundamental wave of the YAG laser that has not been converted into the second harmonic of the YAG laser in the second harmonic generator 31 of the YAG laser. 59, and a beam damper 60 for blocking a YAG laser fundamental wave transmitted through the dichroic mirror 59.
[0068]
When the total reflection mirror 30 is positioned in the optical path of the fundamental wave of the YAG laser, and the YAG laser oscillator 28 oscillates the fundamental wave of the normal pulse YAG laser (see FIG. 6), the fundamental wave of the YAG laser reflected by the mirror 30 Is guided to the irradiation optical fiber 11 of the endoscope 5 (see FIG. 1).
[0069]
Reference numeral 46 denotes a half mirror, which reflects part of the second harmonic of the YAG laser reflected by the dichroic mirror 59.
[0070]
A lens 47 converges the second harmonic of the YAG laser transmitted through the half mirror 46.
[0071]
48 is a total reflection mirror, which reflects the second harmonic of the YAG laser reflected by the half mirror 46.
[0072]
Reference numeral 49 denotes a lens, which converges the second harmonic of the YAG laser reflected by the total reflection mirror 48.
[0073]
Next, the structure of the titanium sapphire laser generator 45 will be described.
[0074]
Reference numeral 50 denotes a titanium sapphire laser generator. The titanium sapphire laser generator 50 includes a titanium sapphire laser rod 51 for oscillation, a wavelength tuning element (wavelength selection element) 52 such as a birefringent filter, and a front part forming a resonator. A mirror 53, an end mirror 54, and a titanium sapphire laser rod 55 for amplification are provided.
[0075]
The oscillation titanium sapphire laser rod 51 generates light having a wavelength component of 670 to 1100 nm from the second harmonic of the YAG laser.
[0076]
The second harmonic of the YAG laser converged by the lens 47 by the dichroic mirror 56 is incident on the titanium sapphire laser rod 51 for oscillation.
[0077]
The dichroic mirror 56 transmits light having a wavelength other than the second harmonic of the YAG laser.
[0078]
The wavelength tuning element 52 has a characteristic of well transmitting only light of a specific wavelength out of light having a wavelength component of 670 to 1100 nm generated by the titanium sapphire laser rod 51 for oscillation. Are disposed between the front mirror 53 and the end mirror 54 that resonate light having a wavelength component of 670 to 1100 nm generated by the above.
[0079]
The amplifying titanium sapphire laser rod 55 transmits through the wavelength tuning element 52 and resonates with the front mirror 53 and the end mirror 54 to be emitted from the front mirror 53. Is to amplify.
[0080]
The second harmonic of the YAG laser converged by the lens 49 by the dichroic mirror 57 as the excitation light is incident on the titanium sapphire laser rod 55 for amplification, and the wavelength 670 to 1100 nm emitted from the front mirror 53 to be amplified is emitted. A fundamental wave of a titanium sapphire laser having an arbitrary wavelength is incident.
[0081]
The dichroic mirror 57 transmits light having a wavelength other than the second harmonic of the YAG laser.
[0082]
Reference numeral 58 denotes a prism. The prism 58 is composed of a titanium sapphire laser fundamental wave having an arbitrary wavelength between 670 to 1100 nm and a YAG laser beam emitted from the titanium sapphire laser rod 55 for amplification of the titanium sapphire laser generator 50 having the above-described configuration. The second harmonic is separated for each wavelength.
[0083]
Of these separated laser beams, a titanium sapphire laser fundamental wave is guided to the irradiation optical fiber 10 of the endoscope 5 (see FIG. 3).
[0084]
In the present embodiment, an operation signal 25 for operating the solid-state laser generator 43 is output from the controller 24 to the YAG laser generator 44.
[0085]
Hereinafter, the operation of the present embodiment will be described.
[0086]
When the lesion 6 is treated, a photosensitizer having an affinity for cancer tissue is injected into the blood vessel of the patient to be absorbed in the lesion 6 in advance.
[0087]
On the other hand, the optical characteristics of the wavelength tuning element 52 shown in FIG. 4 are set so that light having a wavelength suitable for the photosensitive substance absorbed in the lesion 6 is transmitted.
[0088]
By operating the operation panel 22 in this state, the lesion 6 is illuminated by the light emitted from the xenon lamp 7 for illumination, and the color television set is operated in the same manner as in the laser treatment apparatus shown in FIGS. The photographed image of the lesion 6 taken by the camera 16 is displayed on the television monitor 20 as an image, and the lesion 6 is observed.
[0089]
Next, by operating the operation panel 22, a command signal 23 for operating the solid-state laser generator 43 is output from the operation panel 22 to the controller 24, and the operation signal is transmitted from the controller 24 to the YAG laser generator 44. 25 is output.
[0090]
When the operation signal 25 is input to the YAG laser generator 44, the YAG laser oscillator 28 shown in FIG. 4 operates, and the YAG laser oscillator 28 oscillates a Q-switch pulse laser beam (YAG laser fundamental wave) having a wavelength of 1064 nm. The YAG laser second harmonic generator 31 generates the second harmonic of the YAG laser having a wavelength of 532 nm from the fundamental wave of the YAG laser according to the relationship of the above equation (1).
[0091]
The second harmonic of the YAG laser enters the half mirror 46 via the dichroic mirror 59.
[0092]
Of the laser light incident on the half mirror 46, a part of the second harmonic of the YAG laser is transmitted through the half mirror 46, converged by the lens 47, and further incident on the titanium sapphire laser rod 51 for oscillation via the dichroic mirror 56. The oscillation titanium sapphire laser rod 51 generates light having a wavelength component of 670 to 1100 nm.
[0093]
With respect to the light having the wavelength component of the wavelength of 670 to 1100 nm, only light of a specific wavelength passes through the wavelength tuning element 52 and resonates with the resonator constituted by the front mirror 53 and the end mirror 54. A titanium sapphire laser fundamental wave having a wavelength suitable for the material is emitted.
[0094]
The above-described titanium sapphire laser fundamental wave enters a titanium sapphire laser rod 55 for amplification.
[0095]
On the other hand, the second harmonic of the YAG laser that enters the half mirror 46 is converged by the lens 49 via the half mirror 46 and the total reflection mirror 48, and further enters the amplifying titanium sapphire laser rod 55 via the dichroic mirror 57.
[0096]
The titanium sapphire laser rod 55 for amplification is excited by the second harmonic of the YAG laser, and the fundamental wave of the titanium sapphire laser incident on the titanium sapphire laser rod 55 for amplification is amplified.
[0097]
The titanium sapphire laser fundamental wave and the second harmonic of the YAG laser emitted from the amplification titanium sapphire laser rod 55 enter the prism 58 and are separated for each wavelength.
[0098]
Of these separated laser beams, the titanium sapphire laser fundamental wave is guided to the irradiation optical fiber 10 of the endoscope 5 (see FIG. 3), and is irradiated to the lesion 6 via the irradiation optical fiber 10 to obtain the titanium sapphire laser. The cancer tissue that has absorbed the photosensitizer is destroyed by the laser fundamental wave.
[0099]
On the other hand, when performing treatment such as coagulation, hemostasis, and transpiration (excision, incision) of the living tissue on the lesion 6, the total reflection mirror 30 is moved to the optical path of the YAG laser fundamental wave oscillated by the YAG laser oscillator 28. Position.
[0100]
When the total reflection mirror 30 is positioned on the optical path of the fundamental wave of the YAG laser and the operation signal 25 for instructing the normal pulse oscillation (see FIG. 6) is input to the YAG laser generator 2, the oscillation from the YAG laser oscillator 28 is performed. A normal pulse laser beam (YAG laser fundamental wave) having a wavelength of 1064 nm is guided to the irradiation optical fiber 11 of the endoscope 5 (see FIG. 1), and the lesion 6 is irradiated with the normal pulse laser beam having a wavelength of 1064 nm. Coagulation, hemostasis, transpiration (excision, incision) and the like of tissue can be performed.
[0101]
It should be noted that the laser treatment apparatus of the present invention is not limited to only the above-described embodiment, but includes a laser beam output from an optical parametric oscillator or a titanium sapphire laser generator and a YAG laser fundamental wave output from a YAG laser oscillator. And to irradiate the lesion using a separate endoscope, and to directly irradiate the lesion by inserting an optical fiber into the body without using an endoscope, etc. It goes without saying that various changes can be made without departing from the spirit of the present invention.
[0102]
【The invention's effect】
As described above, according to the laser treatment apparatus of the present invention, various excellent effects as described below can be obtained.
[0103]
(1) In the laser treatment apparatus according to the first aspect of the present invention, characteristics of the photosensitive material generated by the YAG laser oscillator, the YAG laser second harmonic generator, the YAG laser third harmonic generator, and the optical parametric oscillator. And the YAG laser fundamental wave generated by the YAG laser oscillator can be applied to the lesion to treat the lesion, thereby effectively treating the lesion. This makes it possible to perform various treatments, and to effectively utilize the treatment space.
[0104]
(2) In the laser treatment apparatus according to the second aspect of the present invention, a titanium sapphire having a wavelength corresponding to the characteristic of the photosensitive substance generated by the YAG laser oscillator, the YAG laser second harmonic generator, and the titanium sapphire laser generator. Since both the laser beam and the YAG laser fundamental wave generated by the YAG laser oscillator can be applied to the lesion to treat the lesion, the lesion can be treated effectively. And the effective use of the treatment space can be achieved.
[0105]
(3) Since the YAG laser oscillator is used in each of the laser treatment apparatuses according to the first and second aspects of the present invention, maintenance of the apparatus becomes easy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of a laser treatment apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing the concept of an optical system in the first embodiment of the laser treatment apparatus according to the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing a second embodiment of the laser treatment apparatus according to the present invention.
FIG. 4 is a block diagram showing the concept of an optical system in a second embodiment of the laser treatment apparatus according to the present invention.
FIG. 5 is a graph showing the applied voltage and the pulse laser output over time during Q switch pulse oscillation.
FIG. 6 is a graph showing the applied voltage and the pulse laser output over time during normal pulse oscillation.
[Explanation of symbols]
6 lesions
28 YAG laser oscillator
31 YAG laser second harmonic generator
34 YAG laser third harmonic generator
38 Optical Parametric Oscillator
50 Titanium sapphire laser generator

Claims

A YAG laser oscillator that oscillates a YAG laser fundamental wave, a YAG laser second harmonic generator that generates a YAG laser second harmonic from the YAG laser fundamental wave oscillated from the YAG laser oscillator, and a YAG laser second harmonic A YAG laser third harmonic generator for generating a YAG laser third harmonic from a YAG laser second harmonic generated by a wave generator and a YAG laser fundamental wave oscillated from the YAG laser oscillator, and a YAG laser third harmonic generator. An optical parametric oscillator for generating a laser beam having a wavelength different from the third harmonic of the YAG laser from the third harmonic of the YAG laser generated by the third harmonic generator, and treating the laser beam generated by the optical parametric oscillator for cancer treatment One irradiation optical fiber for guiding to the lesion for use, Laser treatment apparatus for the YAG laser fundamental wave characterized in that it comprises and the other of the irradiation optical fiber leading to lesion as a biological tissue treatment oscillated from AG laser oscillator.

A YAG laser oscillator that oscillates a YAG laser fundamental wave, a YAG laser second harmonic generator that generates a YAG laser second harmonic from the YAG laser fundamental wave oscillated from the YAG laser oscillator, and a YAG laser second harmonic A titanium sapphire laser generator for generating a titanium sapphire laser fundamental wave from a YAG laser second harmonic generated by a wave generator and a YAG laser fundamental wave oscillated from the YAG laser oscillator , and a titanium sapphire laser generator One irradiation optical fiber for guiding the titanium sapphire laser fundamental wave to the lesion for cancer treatment, and the other irradiation optical fiber for guiding the YAG laser fundamental wave oscillated from the YAG laser oscillator to the lesion for biological tissue treatment. to become a Laser treatment apparatus according to symptoms.