JP5113400B2 - 光ファイバ、光ファイバ装置及びバンドルファイバ - Google Patents
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Description
本発明の第1の実施形態に係る光ファイバ20は、図1に示すように表される。図1(a)は、図1(b)のI―I線に沿う模式的断面構造図であり、図1(b)は、光ファイバ20の模式的平面図であり、図1(c)は、図1(a)のII−II線に沿う模式的断面構造図であり、図1(d)は、図1(a)のIII−III線に沿う模式的断面構造図を示す。
本発明の第1の実施形態に係る光ファイバと比較例に係る光ファイバにおいて、光強度Pと、長さLとの関係は、図9に示すように表される。ここで、光強度Pとは、光ファイバ20のコア部分(ガラスコア層11及び被覆コア層12)から開口部23を通して外部に漏洩する光の強度をいう。
図14は、本発明の第1の実施の形態に係る光ファイバ20の屈折率分布例であって、図14(a)は、ガラスコア層11の屈折率n0に対して、被覆コア層12の屈折率n1が高い例、図14(b)は、ガラスコア層11の屈折率n0に対して、被覆コア層12の屈折率n1が低い例、図14(c)は、プラスティックコア層21の屈折率n3がフラットな例を示す。
本発明の第1の実施の形態に係る光ファイバ20は、生体の管状組織に挿入することで、光線力学療法(PDT)を適用して、生体の管状組織の内壁の病変を完治することができる。光感受性薬(Photosensitizer)を生体が導入し、アテローマ、コレステロールなどが堆積した血栓部に光感受性薬の薬剤が選択的に集中することを利用して、特定の波長のレーザ光を薬剤が選択的に集中した血栓部に照射して、血栓部を光化学反応によって、溶解し、除去することができる。
本発明の第2の実施形態に係る光ファイバ20は、図2に示すように表される。図2(a)は、図2(b)のI―I線に沿う模式的断面構造図であり、図2(b)は、光ファイバ20の模式的平面図であり、図2(c)は、図2(a)のII−II線に沿う模式的断面構造図であり、図2(d)は、図2(a)のIII−III線に沿う模式的断面構造図を示す。
本発明の第2の実施形態に係る光ファイバ20において適用可能な屈折率nの分布は、第1の実施の形態と同様に、図14(a)乃至図14(c)に示すように表される。また、各部の材料の選定及び屈折率nの値も第1の実施の形態と同様である。
本発明の第2の実施形態に係る光ファイバ20おいても、光強度Pと長さLとの関係は、本発明の第1の実施の形態に係る光ファイバ20と同様に、図9中の点線で示すように表される。
図7は、本発明の第2の実施形態に係る光ファイバ20を生体の管状組織15内の液体媒質60中に挿入した状態を説明する模式的断面構造図である。ここで、液体媒質60は、例えば、血液などである。又、図8は、図7のI−I線に沿う模式的断面構造図である。生体の管状組織15の内壁には、図7及び図8に示すように、血栓部16が堆積形成されているため、本発明の第2の実施形態に係る光ファイバ20も生体の管状組織15内挿入に、光線力学療法(PDT)を適用して、生体の管状組織15の内壁に付着した血栓部16を溶解し、除去することができる。光感受性薬を生体が導入し、アテローマ、コレステロールなどが堆積した血栓部16に光感受性薬の薬剤が選択的に集中することを利用して、特定の波長のレーザ光を薬剤が選択的に集中した血栓部16に照射して、プラーク層などの血栓を光化学反応によって、溶解し、除去することができる。
本発明の第3の実施形態に係る光ファイバ20は、図3に示すように表される。図3(a)は、図3(b)のI―I線に沿う模式的断面構造図であり、図3(b)は、光ファイバ20の模式的平面図であり、図3(c)は、図3(a)のII−II線に沿う模式的断面構造図であり、図3(d)は、図3(a)のIII−III線に沿う模式的断面構造図を示す。
本発明の第3の実施形態に係る光ファイバ20において適用可能な屈折率nの分布は、第1の実施の形態と同様に、図14(a)乃至図14(c)に示すように表される。また、各部の材料の選定及び屈折率nの値も第1の実施の形態と同様である。
本発明の第3の実施形態に係る光ファイバ20おいても、光強度Pと長さLとの関係は、本発明の第1の実施の形態に係る光ファイバ20と同様に、図9中の点線で示すように表される。
本発明の第3の実施の形態に係る光ファイバ20も第1の実施の形態に係る光ファイバ20と同様に、生体の管状組織に挿入することで、光線力学療法(PDT)を適用して、生体の管状組織の内壁に付着したプラーク層などの血栓を溶解し、除去することができる。光感受性薬を生体が導入し、アテローマ、コレステロールなどが堆積した血栓部に光感受性薬の薬剤が選択的に集中することを利用して、特定の波長のレーザ光を薬剤が選択的に集中した血栓部に照射して、血栓部を光化学反応によって、溶解し、除去することができる。
本発明の第4の実施形態に係る光ファイバ20は、図4に示すように表される。図4(a)は、図4(b)のI―I線に沿う模式的断面構造図であり、図4(b)は、光ファイバ20の模式的平面図であり、図4(c)は、図4(a)のII−II線に沿う模式的断面構造図であり、図4(d)は、図4(a)のIII−III線に沿う模式的断面構造図を示す。
本発明の第4の実施形態に係る光ファイバ20において適用可能な屈折率nの分布は、第1の実施の形態と同様に、図14(a)乃至図14(c)に示すように表される。また、各部の材料の選定及び屈折率nの値も第1の実施の形態と同様である。
本発明の第4の実施形態に係る光ファイバ20おいても、光強度Pと長さLとの関係は、本発明の第1の実施の形態に係る光ファイバ20と同様に、図9中の点線で示すように表される。
本発明の第4の実施の形態に係る光ファイバ20も第1の実施の形態に係る光ファイバ20と同様に、生体の管状組織に挿入することで、光線力学療法(PDT)を適用して、生体の管状組織の内壁に付着した血栓部を溶解し、除去することができる。光感受性薬を生体が導入し、アテローマ、コレステロールなどが堆積した血栓部に光感受性薬の薬剤が選択的に集中することを利用して、特定の波長のレーザ光を薬剤が選択的に集中した血栓部に照射して、プラーク層などの血栓部を光化学反応によって、溶解し、除去することができる。
本発明の第5の実施形態に係る光ファイバ20は、図5に示すように表される。図5(a)は、図5(b)のI―I線に沿う模式的断面構造図であり、図5(b)は、模式的平面図を示す。
本発明の第5の実施形態に係る光ファイバ20において適用可能な屈折率nの分布は、第1の実施の形態と同様に、図14(a)乃至図14(c)に示すように表される。また、各部の材料の選定及び屈折率nの値も第1の実施の形態と同様である。
本発明の第5の実施形態に係る光ファイバ20おいても、光強度Pと長さLとの関係は、本発明の第1の実施の形態に係る光ファイバ20と同様に、図9中の点線で示すように表される。
本発明の第5の実施の形態に係る光ファイバ20も第1の実施の形態に係る光ファイバ20と同様に、生体の管状組織に挿入することで、光線力学療法(PDT)を適用して、生体の管状組織の内壁に付着した血栓部を溶解し、除去することができる。光感受性薬を生体が導入し、アテローマ、コレステロールなどが堆積した血栓部に光感受性薬の薬剤が選択的に集中することを利用して、特定の波長のレーザ光を薬剤が選択的に集中した血栓部に照射して、血栓部を光化学反応によって、溶解し、除去することができる。
本発明の第6の実施形態に係る光ファイバ20は、図6に示すように表される。図6(a)は、図6(b)のI―I線に沿う模式的断面構造図であり、図6(b)は、模式的平面図を示す。
本発明の第6の実施形態に係る光ファイバ20において適用可能な屈折率nの分布は、第1の実施の形態と同様に、図14(a)乃至図14(c)に示すように表される。また、各部の材料の選定及び屈折率nの値も第1の実施の形態と同様である。
本発明の第6の実施形態に係る光ファイバ20おいても、光強度Pと長さLとの関係は、本発明の第1の実施の形態に係る光ファイバ20と同様に、図9中の点線で示すように表される。
本発明の第6の実施の形態に係る光ファイバ20も第1の実施の形態に係る光ファイバ20と同様に、生体の管状組織に挿入することで、光線力学療法(PDT)を適用して、生体の管状組織の内壁に付着した血栓部を溶解し、除去することができる。光感受性薬を生体が導入し、アテローマ、コレステロールなどが堆積した血栓部に光感受性薬の薬剤が選択的に集中することを利用して、特定の波長のレーザ光を薬剤が選択的に集中した血栓部に照射して、血栓部を光化学反応によって、溶解し、除去することができる。
図11は、本発明の第1乃至第6の実施の形態に係る光ファイバ20を適用する本発明の第7の実施の形態に係る光ファイバ装置26の模式的構成図を示す。図11においては、光ファイバ20の開口部の詳細な構成は、本発明の第1乃至第6の実施の形態に係る光ファイバ20と同様であるため、図示を省略している。
図15は、本発明の第8の実施の形態に係る光ファイバであって、本発明の第3の実施の形態において示した光ファイバ20をバンドルファイバに構成した模式的断面構造図を示す。又、図16は、本発明の第8の実施の形態に係る光ファイバの変形例を示す。又、図17は、本発明の第8の実施の形態に係る光ファイバであって、本発明の第3の実施形態に示した光ファイバ20をバンドルファイバに構成した模式的平面図を示す。図15及び図16は、いずれも図17のI−I線に沿う模式的断面構造図に対応している。図16に示す本発明の第8の実施の形態の変形例に係る光ファイバにおいても、模式的平面図は図17と同様に示される。
本発明の第8の実施形態及びその変形例に示すバンドルファイバ22においても、各個別の光ファイバ20において適用可能な屈折率nの分布は、第1の実施の形態と同様に、図14(a)乃至図14(c)に示すように表される。また、各部の材料の選定及び屈折率nの値も第1の実施の形態と同様である。
本発明の第8の実施形態及びその変形例に示すバンドルファイバ22においても、各個別の光ファイバ20は、図17に示すように、開口部23の配置密度は、光ファイバの入口部分LIにおいて相対的に低く、入口部分LIから出口部分LOに向けて光ファイバの長手方向の長さLの方向にシフトするにしたがって増加するため、光パワーP(W/cm)は急激には減衰せず、緩やかに減衰するか、実質的にほとんど平坦な出力特性が得られる。したがって、光強度Pと長さLとの関係は、本発明の第1の実施の形態に係る光ファイバと同様に、図9中の点線で示す特性と同様の特性が得られる。バンドル化されていることから、光ファイバの本数に応じて、光強度Pは、例えば数倍〜数十倍程度大きくなる。
本発明の第8の実施の形態及びその変形例に係る光ファイバも第1の実施の形態に係る光ファイバと同様、図18及び図19に示すように、生体の管状組織15に挿入することで、光線力学療法(PDT)を適用して、生体の管状組織15の内壁に付着した血栓部16を溶解し、除去することができる。
上記のように、本発明は第1乃至第8の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。
12…被覆コア層
13…クラッド層
14…反射ミラー
15…管状組織
16…血栓部
17…カテーテル
18…ガイドワイヤ
19…レーザ光源
20…光ファイバ
21…プラスティックコア層
22…バンドルファイバ
23…開口部
24…溝開口部
25…接着層
26…光ファイバ装置
Claims (17)
- 生体内の管状組織に挿入可能な光ファイバであって、
石英製のガラスコア層と、
前記ガラスコア層を被覆する樹脂製の被覆コア層と、
前記被覆コア層を被覆し、かつ前記光ファイバの長手方向においてリング形状の外部に光を漏洩させるための開口部を複数備える樹脂製のクラッド層
とを備え、前記光ファイバの長手方向において前記開口部の幅は、前記光ファイバの入口部分において狭く、前記入口部分から前記光ファイバの長手方向において離隔するにしたがって、広く形成されることを特徴とする光ファイバ。 - 生体内の管状組織に挿入可能な光ファイバであって、
石英製のガラスコア層と、
前記ガラスコア層を被覆する樹脂製の被覆コア層と、
前記被覆コア層を被覆し、前記光ファイバの長手方向において一定幅を有するリング形状の外部に光を漏洩させるための開口部を複数備える樹脂製のクラッド層
とを備え、
前記開口部の配置密度は、前記光ファイバの入口部分から前記光ファイバの長手方向において離隔するにしたがって増加することを特徴とする光ファイバ。 - 前記開口部は、ノッチ形状を有することを特徴とする請求項1又は2記載の光ファイバ。
- 生体内の管状組織に挿入可能な光ファイバであって、
石英製のガラスコア層と、
前記ガラスコア層を被覆する樹脂製の被覆コア層と、
前記被覆コア層を被覆し、前記光ファイバの長手方向において一定幅を有する螺旋状の外部に光を漏洩させるための開口部を備える樹脂製のクラッド層
とを備え、前記開口部の配置密度は、前記光ファイバの入口部分から前記光ファイバの長手方向において離隔するにしたがって増加することを特徴とする光ファイバ。 - 前記開口部は、ノッチ形状を有することを特徴とする請求項4記載の光ファイバ。
- 前記ガラスコア層の屈折率は、前記被覆コア層の屈折率よりも低いことを特徴とする請求項1乃至請求項5の内、いずれかに記載の光ファイバ。
- 前記ガラスコア層の屈折率は、前記被覆コア層の屈折率よりも高いことを特徴とする請求項1乃至請求項5の内、いずれかに記載の光ファイバ。
- 前記管状組織は、血管、膵管、胆管、気管、乳腺、乳管、尿管の内、いずれかであることを特徴とする請求項1乃至請求項7の内、いずれかに記載の光ファイバ。
- 前記光ファイバの終端部には、反射ミラーが更に配置されることを特徴とする請求項1乃至請求項8の内、いずれかに記載の光ファイバ。
- レーザ光源と、
前記レーザ光源に接続され、石英製のガラスコア層と、前記ガラスコア層を被覆する樹脂製の被覆コア層と、前記被覆コア層を被覆し、かつ前記光ファイバの長手方向においてリング形状の外部に光を漏洩させるための開口部を複数備える樹脂製のクラッド層とを備え、前記光ファイバの長手方向において前記開口部の幅は、前記光ファイバの入口部分において狭く、前記入口部分から前記光ファイバの長手方向において離隔するにしたがって、広く形成され、生体内の管状組織に挿入可能な光ファイバ
とを備えることを特徴とする光ファイバ装置。 - レーザ光源と、
前記レーザ光源に接続され、石英製のガラスコア層と、前記ガラスコア層を被覆する樹脂製の被覆コア層と、前記被覆コア層を被覆し、前記光ファイバの長手方向において一定幅を有するリング形状の外部に光を漏洩させるための開口部を複数備える樹脂製のクラッド層とを備え、前記開口部の配置密度は、前記光ファイバの入口部分から前記光ファイバの長手方向において離隔するにしたがって増加する、生体内の管状組織に挿入可能な光ファイバ
とを備えることを特徴とする光ファイバ装置。 - レーザ光源と、
前記レーザ光源に接続され、石英製のガラスコア層と、前記ガラスコア層を被覆する樹脂製の被覆コア層と、前記被覆コア層を被覆し、前記光ファイバの長手方向において一定幅を有する螺旋状の外部に光を漏洩させるための開口部を備える樹脂製のクラッド層とを備え、前記開口部の配置密度は、前記光ファイバの入口部分から前記光ファイバの長手方向において離隔するにしたがって増加する、生体内の管状組織に挿入可能な光ファイバ
とを備えることを特徴とする光ファイバ装置。 - 生体内の管状組織に挿入可能な複数の光ファイバからなるバンドルファイバであって、
各々の前記光ファイバは、
ガラスコア層と、
前記ガラスコア層を被覆する被覆コア層と、
前記被覆コア層を被覆し、かつ前記光ファイバの長手方向において複数の開口部を備えるクラッド層
とを備え、前記光ファイバの長手方向において前記開口部の幅は、前記光ファイバの入口部分において狭く、前記入口部分から前記光ファイバの長手方向において離隔するにしたがって、広く形成され、
かつ互いに接着層を介して接着されることを特徴とするバンドルファイバ。 - 生体内の管状組織に挿入可能な複数の光ファイバからなるバンドルファイバであって、
各々の前記光ファイバは、
ガラスコア層と、
前記ガラスコア層を被覆する被覆コア層と、
前記被覆コア層を被覆し、前記光ファイバの長手方向において一定幅を有する複数の開口部を備えるクラッド層
とを備え、前記開口部の配置密度は、前記光ファイバの入口部分から前記光ファイバの長手方向において離隔するにしたがって増加し、
かつ互いに接着層を介して接着されることを特徴とするバンドルファイバ。 - 生体内の管状組織に挿入可能な複数の光ファイバからなるバンドルファイバであって、
各々の前記光ファイバは、
ガラスコア層と、
前記ガラスコア層を被覆する被覆コア層と、
前記被覆コア層を被覆し、かつ前記光ファイバの長手方向において螺旋状の開口部を備えるクラッド層
とを備え、前記開口部の配置密度は、前記光ファイバの入口部分から前記光ファイバの長手方向において離隔するにしたがって増加し、
かつ互いに接着層を介して接着されることを特徴とするバンドルファイバ。 - 前記複数本の光ファイバの中心部にガイドワイヤを更に備えることを特徴とする請求項13乃至請求項15の内、いずれかに記載のバンドルファイバ。
- 前記管状組織は、血管、膵管、胆管、気管、乳腺、乳管、尿管の内、いずれかであることを特徴とする請求項13乃至請求項15の内、いずれかに記載のバンドルファイバ。
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