KR100289249B1 - 광-펌핑된 고파워 의학용 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 레이저에 의해 생성된 것과 유사한 강도를 가진 좁게 촛점이 마춰진 방사선빔을 통상적인 광원(10)을 이용하여 생성시키기 위한 시스템에 관한 것이다. 시스템은 전방향 광원(10)과 타원형 반사경(12)으로 넓게 구성되어 있으며, 좁게 초점이 마춰진 강방사선의 빔을 생성하기에 적합한 광원 및 반사경의 물리적 파라매터를 가진다. 시스템에 의하여 생성된 광은 목표지점에 전달되기 위하여 광섬유시스템(20)과 결합될 수 있다. 본 발명의 한 실시예에서, 광원의 크기와 반사경의 촛점길이는 촛점이 모아진 빔이 광섬유(20)에 의해 쉽게 받아들여질 수 있도록 선택되며, 광섬유(20)는 반사경의 “F수”의 두배의 역에 거의 동일한 수용각을 가진다.

Description

광-펌핑된 고파워 의학용 장치

제1도는 제 1 곡면 반사경 및 제 2 반사경을 포함하는 광학공동안에 위치하는 광원을 나타내는 본 발명의 광학적 장치에 대한 정면도이다.

제l(a)도는 광을 광학공동 속으로 재조사(redirecting)하기 위한 제 2 곡면 반사경을 나타내는 본 발명의 광학장치에 대한 정면도이다.

제2도는 반사경의 제 2 초점에 도달한 집속된 광선의 기하학적 형상을 나타내는 도면이다.

제3도는 광원내의 전극 갭을 나타내는 본 발명의 광학장치에 대한 정면도이다.

제4도는 통상적인 연속파의 파워레벨 및 본 발명의 장치에서 사용되는 펄스화된 파워레벨에 대한 그래프이다.

제5도는 본 발명의 광학적 전달장치에 대한 단면의 정면도이다.

제6도는 본 발명의 장치에 의해 전달된 방사의 집속된 빔을 나타내는 도면이다.

제7도는 아크램프에 의해 만들어진 광의 파장에 대한 그래프이다.

제1도를 참조하면, 본 발명의 광학장치의 바람직한 실시예가 도시된다. 상기 장치는 광학공동에 장착된 광원(10)을 포함하며, 상기 공동은 제 1 곡면 반사경(12) 및 곡면 또는 평면인 제 2 반사경(14)을 포함한다. 공동에 의해 만들어진 광은 광섬유(20)에 의해 전달장치(24)에 옮겨지고 이는 아래에서 좀더 상세히 설명된다. 제1도에 예시된 본 발명의 실시예는 평면인 제 2 반사경(14)을 포함한다. 제1(a)도에 나타난 광학공동에 대한 선택적인 실시예는 제 2 곡면 반사경(14′)를 포함한다.

본 발명에서 사용된 광원(10)은 아크램프 형태인 통상의 광원이다.

아크 램프는 적당한 파워소스에 연결되고 수정 하우징(19)안에 장착된 음극(16) 및 양극(18)을 포함한다. 하우징(19)의 내부는 음극(16) 및 양극(18)간의 전류에 의해 여기되었을 때 광을 만들어내는 가스 및 증기로 채워져 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에서 사용된 아크램프 안에는 크세논-수은 증기가 있다.

상기 램프가 활성화 되었을 때, 음극(10)은 전자를 방출하고, 전자들은 양극(18)을 향하여 가속된다. 전자와 크세논 또는 수은 원자의 충돌은 상기 원자 궤도를 도는 전자가 좀더 높은 에너지 준위 또는 “여기상태”로 이동하도록 한다. 여기된 전자가 정상 에너지 준위로 돌아올 때, 상기 전자들은 광자(photon)를 방출하며, 상기 광자는 여기 상태와 정상상태간의 에너지 차에 의해 결정된 파장을 갖는다.

제1도는 광원(10)에 의해 만들어진 다수의 광선을 예시한다. 반사경(12)의 제 1 초점의 이론적 중심을 기점으로 하는 광선(22a-22b 및 22a′-22b′)은 모두가 반사경의 제 2 초점을 향해서 반사되고, 제 2 반사경(14)에 있는 구경을 통과한 이후 광섬유(20) 속으로 결합될 수 있다. 다른 광선들은 광선들(22c 및 22c′)에 의해 각각 예시된 것처럼 음극(10) 및 양극(18) 사이의 점을 기점으로 한다. 상기 광선들은 또한 반사경(12)에 의해 반사되지만 제 2 반사경(14)에 있는 구경(13)을 통과하지 못하며, 따라서 아래에서 상세히 설명될 것처럼 반사경의 반사면(14)에 의해 공동 내부를 향하여 다시 반사된다. 참조부호(22d)에 의해 예시된 바와 같은 몇몇 광선들은 제 1 반사경(12)에 의해 반사되지 않고, 따라서 반사경 공동을 빠져나간다.

제 2 초점에 집속된 광선은 소정 제약조건이 충족된다면 광섬유(20)에 의해 수용될 수 있다. 일반적으로 제한요소는 광섬유의 크기 및 수용각, 반사경(12)의 제 1 초점에 있는 광원(10)의 갭 크기 및 반사경(12)의 배율이다.

일반적으로, 광원의 갭 크기는 큰 파워를 만들어내는 큰 갭 크기로 생성되는 전자기 방사의 양과 직접 상호연관되어 있다. 그러나, 갭의 크기는 또한 광섬유로 효과적으로 들어가기 위하여 광선을 수렴시키는 능력에 영향을 미친다. 상술한 바와 같이, 제1도는 본 발명의 바람직한 실시예에 사용된 아크램프의 음극(16) 및 양극(18) 사이의 갭의 여러 부분으로부터 생성되는 광선을 도시한다. 광선이 반사경의 이론적 초점보다, 점들의 밴드를 기점으로 하기에, 제 2 초점에 집속된 광선 그룹은 반사경의 기하학적 형상에 의해 정의된 밴드에 도달할 것이다. 도달광선의 기하학적 형상은 제2도에 도시되어 있으며, 폭 “D”를 가진 구경을 통하여 통과하는 도달광선의 밴드를 도시한다. 곡면 반사경(12)에 의해 반사되고 구경을 통과하는 광선의 밴드폭이 광섬유의 수용각(acceptance angle)에 상응하는 경우에, 광섬유로 효과적인 결합이 이루어진다. 그러나, 집속된 광선의 밴드폭이 광성유의 수용각을 초과하는 경우에, 광섬유로 광이 비효율적으로 결합될 것이다. 제2도에서 도면부호(23, 23′)로 표시된 입사광선의 밴드는 광섬유의 개구수와 에칭되지 못하여 비효율적인 결합이 야기될 것이다. 본 발명에서, 이들 광선은 제 2 반사경(14)의 반사 내부면에 의해 반사되며, 그리고, 광학공동의 기하학적 파라미터는 유효결합에 대한 기준에 적합하게 될 때까지 이들 광선이 빠져나가는 것을 방지한다.

공동내 모든 표면이 완전하게 반사되거나 기하학적으로 완전하다면, 복귀 광선은 “반사루프”에 포착될 것이다. 하지만, 다수의 요소(factor)가 이러한 현상을 방지한다. 반사경(14)에 의해 복귀되는 광선은 아크램프의 수정 하우징의 내부로 향해 있는 제 1 곡면 반사경에 의해 재반사된다. 수정을 통하여 통과되자마자, 이들 광선은 약간 굴절될 것이다. 이것은 제1(a)도에 도시된 것처럼 광선의 방향을 바꿀 것이며, 따라서 반사루프에서 광선이 포착되는 것이 방지된다. 그리고 반사면으로부터 복귀된 추가광은 아크 갭에서 생성될 새로운 광선에 가산될 것이며, 아크 갭 사이에서는 아크램프에 의해 생성된 광증폭도를 발생시킬 것이다. 증폭량은 반사경의 반사도와, 공동내의 여러 가지 매체의 흡수특성에 의해 결정된다.

반사루프 현상은 또한 제 1 반사경의 초점에 대하여 제 2 반사면의 위치를 제어함으로써 제거될 수 있다. 또한, 곡면의 제 2 반사경은, 제1(a)도에서 도시된 것과 같은, 반사루프를 최소화하기 위해 이용될 수 있으며, 따라서 출력광 발생 효율을 개선시킬 수 있다.

제1(a)도는 반사내부면을 가진 곡면 반사경(14′)를 이용하는 본 발명의 선택적인 실시예를 도시한다. 곡면 반사경(14′)은 광섬유의 수용각의 수용기준에 적합한 광선을 통과시키는 구경(13′)을 포함한다. 이러한 실시예의 장치에서, 예를 들어 광선(36)과 같은, 출사기준에 적합한 공동의 이들 광선은 구경(13′)을 통하여 통과되는 것이 가능하다. 그러나, 예를 들어 광선(38)과 같은 광선은 공동의 내부로 다시 반사될 것이며, 공동 내부에서는 광선이 타원형 반사경(12)의 반사표면에 의해 다시 재반사될 것이다.

본 발명에서, 아크램프(10)는 램프의 연속파(CW)동작에 일반적으로 이용되는 것보다 수 배 높은 파워레벨로 펄스화된다. 이러한 펄스동작은 상당히 강한 광을 발생시키는 효과를 가진다. 제3도에서, 작은 구형 플라즈마(15)가 아크램프의 음극(16)의 끝에 생성되는 것이 도시되어 있다. 이러한 플라즈마는 음극(16)의 끝으로부터 방출되는 전자의 상당히 강한 충격에 의해 야기된다. 이러한 플라즈마 영역은 일반적으로, 램프가 CW모드에서 동작할 때, 음극의 끝부분에 존재한다. 본 발명에서, 그러나, 램프의 펄스동작은, 제3도에 도시된 플라즈마 영역(15′)에 의해 도시된 것처럼, 전극 사이의 전체간격을 연결하기 위하여 플라즈마 영역을 일시적으로 확장시킬 것이다.

제4도는 상술한 펄스화된 플라즈마 효과를 발생시키는 본 발명에 사용된 파워 레벨의 그래프를 도시한다. 여기에 기술된 파워레벨은 수은-크세논(Mercury-Xenon) 램프에 대한 것이다 ; 그러나, 펄스동작의 원리는 유사한 결과를 얻기 위한 다른 형태의 램프에 이용될 수 있다. 제4도에 도시된 정상 CW 파워레벨은 약 28 암페어, 1000 와트의 전력소모를 가진다. 그러나, 펄스 방법을 이용하면, 전류는 예를 들어, 약 1 내지 10 밀리세컨드와 같은 짧은 주기동안 50 암페어 이상으로 증가되어, 2,500 와트를 초과하는 전력이 전달될 것이다. 사실, 더짧은 시간주기동안 더 높은 레벨로 파워를 증가시키는 것이 가능하다. 예를 들어, 램프는 약 100-500 마이크로세컨드의 시간주기동안 100 암페어를 유지시킬 수 있다.

본 발명에 이용된 아크램프의 펄스동작은, 상술한 바와 같이, 두 전극 사이에서 강한 플라즈마 영역을 만들어내며, 따라서 매우 작은 스폿 크기에서 통상적인 레이저에 의해 만들어지는 것과 아주 유사한 빔 강도를 얻을 수 있는 것이 가능하다.

본 발명의 많은 실시예에서, 곡면 반사경(12)은 기하학적으로 타원형이다. 그러나, 당업자에게 공지된 다른 형태가 이용될 수 있다. 예를 들어, 적합한 렌즈 시스템을 가진 포물면 반사경이 바람직한 실시예에서 이용된 타원형 반사경에 의해 얻어진 것과 유사한 집속 특성을 얻기 위해 이용될 수 있다. 타원형 반사경(12)의 배율은 타원의 초점과 타원 크기 사이의 거리에 의해 결정된다. 광원(10)은 반사경의 제 1 초점중 하나에 놓여지며 광섬유(20)는 반사경의 제 2 초점에 놓여진다.

제5도에 도시된 본 발명의 전달시스템은 4-f 배열로 만들어진 두 개의 렌즈로 구성된다. 전달시스템은 하나의 끝부분에 안착된 광 터미네이터(42)를 가진 하우징(40)을 포함한다. 상기 터미네이터는 조준된 광빔을 만들어 내기 위해 광섬유(20)로부터 제 1 발산렌즈(44)로 광을 전달한다. 조준된 광빔은 이하에 상세히 설명될 적합한 필터(40)를 통과하며, 처리될 조직위에 광방사의 집속을 위하여 수렴렌즈(48)로 수신된다. 필터는 절제(ablation) 또는 응고부분에 전달될 파장을 제어하기 위하여 광경로에 놓인다. 필터에서 공차를 감소시키기 위하여, 필터의 위치는 두 개의 렌즈 사이의 전달시스템에서 선택된다. 필터링 동작은 전달시스템내의 슬롯으로 필터를 밀어 넣음으로써 선택될 것이다. 두 개의 일반용 격자형(grated) 지수 GRIN 섬유렌즈는, UV 및 가시파장에서 양호한 전파를 하는 동안, 현재의 정상 렌즈 대신 대체될 수 있다. 원뿔형 끝부분(50)은, 더욱 상세히 설명될 바와 같이, 조직(tissue)위의 원하는 위치에 광을 정확하게 전달하는 것을 보조한다.

4-f 구조의 장점은 광섬유 출력광이 주어진 파장에서 더 작은 스폿으로 집속된다는 것이다. 본 발명에서, 이러한 렌즈 배열을 사용하는 장점은 UV 파장이 (색수차로 인해) 가시파장보다 2Nd 렌즈에 더 가까운 작은 스폿으로 집속된다는 것이다.

원추형 끝부분(50)은 최적 절단 동작을 위해 가장 좋은 초점을 표시하는 안내물로서 이용된다. 제6도는 4-f 렌즈에 의해 초점이 맞춰지는 광으로부터 발생되는 동심 콘(concentric cone)의 방사선을 도시한다. UV 광은 제6도의 조직표면을 접촉하는 것으로 도시된 절제 시역(sight)을 형성한다. 가시 파장은 전달시스템의 절제 평면 바로 밑에 집속되며, 절제 전면이 이들 층에 도달하기 전에 하부에 위치하는 혈관이 응고되도록 한다.

수은 및 크세논에 대한 전형적은 스펙트럼이 제7도에 도시되어 있다. 수은램프는 많은 연속 스펙트럼을 가진 크세논 램프와는 반대로 UV 및 가시 범위에서 수 개의 피크를 가진다. 수은-크세논 램프는 부가 크세논 기선을 가진 수은과 상당히 유사한 특징을 가진다.

404,430,546 및 579에서 수은램프 스펙트럼 피크는 혈액의 흡수 특성의 피크에 매우 근접한다. 한편, 조직은 시각적으로 낮은 흡수특성을 가지며, 320nm 이하의 UV 파장에서 100cm^-1을 초과하여 증가한다. 현재, 351 및 308nm에서의 엑시머 레이저(Excimer laser)는 절제 부분의 조직근방에 최소손상으로 양호한 절단동작을 나타낸다. 최소 열 손상은 특히 UV 엑시머 파장의 짧은 펄스폭 및 광-절단에 기인한다.

만약 엑시머 레이저만이 조직절단에 이용된다면, 혈관이 혈류를 정지시키도록 응고될 수 없기 때문에 조직에 피가 흐를 것이다. 혈액응고는 높은 혈액 흡수의 파장으로 조정된 색소 레이저를 이용함으로써 향상될 수 있지만, 응고표적이 일반적인 조직이 아닌 혈액인 경우에는 낮은 조직 흡수를 가진다. 따라서, 최적 스캘펠은 절단을 위한 UV와 같은 다중파장 및, 상대혈액흡수가 다른 파장보다 높은 420,540 및 577 근처의 파장의 이용에 근거할 것이다. 수은램프(또는 수은 크세논램프)는 상술한 바와 같이 요구되는 다중-스펙트럼 특성에 적합한 특징을 가진다.

본 발명의 장치는 상술한 바와 같이 펄스 모드로 동작될 수 있어서, 몇 밀리세컨드 동안 펄스를 이용하여 부위를 절제한다. 짧은 펄스 폭은 조직에 최소 열 손상만을 발생시킨다.

본 발명은 만약 모든 가용파장이 전달시스템의 끝부분에 집속될 때 조직을 절제하기 위하여 이용될 수 있다. 혈액을 소작(cauterize)시키거나 응고시키기 위하여, 가시 범위 내에서 특히 546 및 577nm의 피크에서의 파장은 전달시스템으로 적합한 필터를 삽입함으로써 필터링된 다른 파장으로 끝부분에 전달될 수 있다.

아르곤(488nm 및 514nm) 및 YAG(1064nm) 및 CO2(10,600nm)로 부터의 레이저의 몇 개의 상이한 파장은 조직접합에 이용될 수 있다. 조직접합에서 주목적은 조직의 두 부분(서로에 대하여 지탱됨)의 접합부를 가열하여 조직의 교원질(collagen)을 녹이는 응고점 바로 밑의 온도에 도달되도록 하는 것이다. 교원질을 녹이는 것은 조직 접합부를 더욱 양호하고 빠르게 치유하도록 한다.

본 발명은 몇 밀리미터의 깊이로 조직을 관통할 수 있는 파장 성분을 가진 빔을 발생시킬 수 있다. 따라서, 시스템이 펄스 모드에서보다도, 연속 파형 모드에서 동작할 수 있는 구조라면, 연속 저레벨광은 조직에 충분한 열을 가해 본 발명이 조직접합에서 이용될 수 있도록 한다. 온도 모니터링 시스템은 전달시스템과 결합되어 보다 균등한 접합 처리동안 조직의 과도 노출을 방지함으로써 보다 정확한 조직 열발생을 제공한다.

일반적인 외과수술에서, 조직 또는 몸체로 관통하기 위하여 절단장치를 이용하는 것은 중요하다. 본 발명은 조직을 절제하고 피부의 여러 층을 절단하기 위하여 이용될 수 있다. 전달시스템은 절제 부위에 놓여지며 광원은 광의 고파워 펄스를 생성하기 위하여 활성화된다. 발생된 광은 조직 절제를 가능하게 하고, 조작자가 피부위의 원하는 절단 패턴을 따라 전달시스템을 이동시킬 수 있다. 피부를 통한 완전한 관통은 일반적으로 절제 부위의 상세한 검사로 몇 개의 조직제거의 통과를 필요로 한다.

본 발명은 또한 혈액을 빨리 소작시키기 위하여 이용될 수 있다. 소작 필터는 광경로에 놓여지며 시스템은 전달시스템이 출혈 부위로 가져가지는 동안 활성화된다. 이러한 기술은 6 밀리미터 깊이에서 피부 밑의 혈관을 응고시키기 위해 이용될 수 있다.

상기 동작이 완료되면, 절단 크기는 몇몇 통상적인 봉합을 이용하여 봉합된다. 시스템은 접합모드에서 동작하도록 만들어져 연속 저레벨광이 생성된다. 활성화될 때, 전달시스템은 절단 경로를 따라 이동하면서 봉합된 절단 부분에 미열을 가한다. 이동율 및 생성열은 열 감지 피드백 시스템 또는 조작자의 경험에 의해 교정될 수 있다. 60-85℃ 에서의 정상 접합부 온도에서 원하는 효과를 발생시킨다.

본 발명이 바람직한 실시예와 연관되어 설명되었지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 본 발명의 범위에 포함된 것과 같은 변경예, 선택적인 사항 및 동등한 내용을 모두 포함한다.

본 발명은 레이저의 고파워 특성을 갖는 빛을 요구하는 의학적 응용에서 사용하기 위한 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 광원을 제공하는 것이고, 상기 광원은 레이저에 의해 만들어진 방사빔과 본질적으로 같은 빔 강도 및 스폿(spot) 크기를 갖는 방사빔을 만들 수 있다.

레이저는 과학, 산업 및 의학적 응용의 폭넓은 분야에 특히 유용한 많은 광학적 특성을 갖는다. 레이저 빔과 주로 공통적으로 관련된 두 광학적 특성은 광빔의 “코히어런스(coherence)” 및 “단색성(monochromaticity)”이다. 레이저광의 다른 중요한 특성은 고레벨의 빔 강도와 광임을 매우 작은 스폿 크기로 집속하는 능력이다. 비록 코히어런스 및 단색성의 특성이 어떤 응용에선 필수적이라 할지라도, 레이저가 사용되는 많은 응용은 상기 특성을 요구하지 않고, 오히려 단지 특정 빔 강도 및 파장만을 요구한다.

레이저 장치는 일반적으로 구입하여 운용하기에 비싸며, 따라서, 많은 잠재적 이용자에게 이용될 수 없다. 더 나아가 레이저가 이용되는 많은 응용에서, 장치에 드는 비용은 레이저에만 유일한 코히어런스 및 단색성보다는 다른 광학적 빔 특성을 얻기 위해 생겨난다. 작은 영역으로 집속될 수 있는 강한 빔을 제공하는 저가의 광학장치가 필요하다.

종래 기술의 램프를 기본으로 하는 레이저 시뮬레이터는 Schlager 등에 특허허여된 미국특허번호 제 4,860,172 호에 기재되어 있다. Schlager에 의해 제안된 장치에서, 전방향의 통상적인 광원에서 나온 광이 통상의 수단으로 광학적 결합 콘(cone)속으로 시준되고 집속되며, 상기 콘은 통상적으로 집속된 빔을 밀집시켜 광섬유 속으로 실어보내게 된다.

상기 특허 제 4,860,172 호에서 주장한 목적이 레이저 광의 많은 특성을 갖는 광원을 제공하는 것이지만, 상기 특허 제 4,860,172 호에 기재된 장치의 광학적 파라미터는 대부분의 의학적 응용에 적당한 강도의 레이저 시뮬레이팅된 광을 만들 수 없다. 특허 제 4,860,172 호에 나타난 광학적 소자를 사용해서 고강도 및 작은 스폿 크기를 갖는 광을 만들어내기 위해 3 개의 파라미터가 최적화되어야 한다 : 1) 전극간의 갭 간격, 2) 반사기의 배율, 및 3) 광섬유의 수용각 또는 개구수. 큰 램프 갭 크기는 고파워 출력을 얻는 경향이 있다. 그러나, 큰 갭 크기는 반사경의 배율 특성으로 인해 큰 스폿 크기를 얻게 된다. 광섬유의 수용각은 완전하게 광섬유 속으로 결합될 수 있는 주어진 입사각에서 콘위에 최대 스폿 크기를 나타낸다. 수용각은 이하의 식에 의해 개구수와 관계한다 :

sin(수용각) = 개구수.

따라서 갭 크기와 반사경의 배율을 매칭시켜, 조직에 전달할 광섬유에 의해 수용될 수 있는 빔을 만들도록 하는 것이 필요하다. 특허 제 4,860,172 호의 장치는 콘을 통해 광이 광섬유속으로 결합하는 것을 최적화하려는 것이다. 더욱 상세하게는, 특허 제 4,860,172호는 스폿 크기를 줄이는 콘을 통해 광이 광섬유속으로 결합될 수 있다는 것을 제안한다.

비록 특허 제 4,860,172호에 나타난 콘이 작은 스폿 크기를 만들지라도, 빔에 의해 전달된 파워는 사실상 결합 콘 및 광섬유의 내재된 광학적 특성 때문에 줄어들 것이다. 콘의 입구는 콘의 제 1 개구수를 결정하는 수용각을 가진다. 마찬가지로 콘의 출구는 출력빔의 스폿 크기가 축소됨에 따라 사실상 증가하는 출력 개구수의 출력을 갖는다. 콘 출구의 증가된 개구수는 출구빔에서 상당한 발산을 일으킬 것이다. 콘 출구로부터 빔의 발산은 광학적으로 손실되는데, 그 이유는 콘으로부터 출사된 에너지의 소정부분이 광섬유의 개구수에 대한 기준을 충족시키지 못하기 때문이다. 전체적인 결과는 많은 의학적 응용에 필요한 빔 강도를 제공하기에 충분한 파워를 갖지 않은 빔이라는 것이다.

본 발명은 레이저에 의해 만들어진 빔과 유사한 강도를 갖는 좁게 집속된 방사빔을 만들어내기 위해 통상적인 광원을 이용하는 장치를 제공하는 것이다. 상기 장치는 대략적으로 제 1 곡면 반사경과 평면 또는 곡면인 제 2 반사경을 포함한 광학공동안에 위치한 전방향 광원을 포함한다. 광원 및 반사경의 광학적 파라미터는 강력한 좁게 집속된 방사임을 만들어내도록 매칭된다. 제 2 반사면은 제 1 반사경의 제 2 초점 근처에 위치한 구경을 가지고 있다. 광원은 반사경의 제 1 초점에 위치하고, 광섬유의 수용단부는 반사경의 제 2 초점에 위치한다. 미리 설정된 기하학적 출사기준을 충족시키는 광선만이 구경을 통과해 제 2 초점에 있는 광섬유에 의해 수용되도록 구경이 위치한다. 출사기준을 층족시키지 못하는 상기 광선들은 반사면에 의해 공동의 내부쪽으로 반사된다. 반사광선의 일부는 광원에 의해 만들어진 광을 추가로 증폭하고, 상기 광선의 경로는 상기 광선이 출사기준을 사실상 충족시킬 수 있어 구경을 통과하도록 바뀌어진다.

장치에 의해 만들어진 광은 표적영역에 전달하도록 광섬유 장치속으로 결합될 수 있다. 광원의 크기와 광학공동 안에서 반사경의 초점길이는 집속된 빔이 광섬유에 의해 쉽게 수용되도록 선택되고, 상기 광섬유는 반사경의 “F/수”의 두 배의 역수와 대략 같은 개구수를 갖는다.

본 발명의 좀더 나은 이해는 바람직한 실시예에 대한 다음의 상세한 기술이 도면과 연계해서 설명될 때 얻어질 수 있다.

Claims (10)

1. 조직부위에 전달되기 위하여 작은 스폿 크기를 가진 광의 강한 빔을 생성하기 위한 장치에 있어서, 방사원 ; 상기 방사원이 놓여있는 제 1 초점과 제 2 초점을 가지며; 상기 방사원으로부터 상기 제 2 초점쪽으로 상기 빔을 조사하도록 동작하는 제 1 반사경 수단, 상기 제 2 초점에 수신된 방사선을 특정 개구수로 제한하기 위한 광학수단 ; 상기 제 2 초점에서 수신된 상기 방사선을 제한하는 상기 수단에 의하여 통과된 상기 방사선의 빔을 수용하는 개구수를 가지며 상기 제 2 초점에 위치하는 광학 리셉터클 ; 및 상기 리셉터클로부터 상기 조직부위까지 상기 방사선을 전달하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 방사선을 생성하는 상기 수단은 통상적인 광원을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 광원은 그 사이에 갭이 있는 제 1 및 제 2 전극을 가진 아크램프인 것을 특징으로 하는 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 광원은 펄스파워가 공급되어 광의 강한 펄스가 상기 전극사이에 생성되는 것을 특징으로 하는 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 파워는 1 및 10 밀리세컨드 사이의 주기동안 펄스화되는 것을 특징으로 하는 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 제 2 초점에서 수신된 방사선을 제한하기 위한 상기 수단은 내부에 구경을 가진 반사면을 포함하며, 상기 구경은 사전 설정된 개구수 기준에 적합한 광선은 통과되도록 하고, 상기 개구수 기준에 적합하지 않은 광선은 상기 제 1 반사경쪽으로 재조사하는 것을 특징으로 하는 장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 방사선을 전달하기 위한 상기 수단은 광섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 방사선을 전달하기 위한 상기 수단은 상기 광섬유에 작용하도록 연결된 수단을 더 포함하여 상기 광섬유를 통과한 상기 방사선을 수신하여 상기 조직 부위위에 상기 방사선을 집속하는 것을 특징으로 하는 장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 방사선을 전달하기 위한 상기 수단은 상기 조직에 집속된 상기 방사선의 파장을 제어하기 위고 필터링 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 아크램프는 수은-크세논 증기를 포함하며, 상기 램프에 의해 생성된 방사선은 자외선, 가시광선, 적외선에 상응하는 파장의 광을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.