JP5700398B2 - Laser treatment apparatus and laser output control method - Google Patents
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Description
この発明は、例えばレーザ治療を行うようなレーザ治療装置およびレーザ出力制御方法に関する。 The present invention relates to a laser treatment apparatus and a laser output control method that perform laser treatment, for example.
従来、患者への負担が少なく治療できる治療方法として、内視鏡を用いる治療方法が実施されている。この内視鏡を用いた治療は、内視鏡チューブを口腔等から体内に挿入し、この内視鏡チューブの先端構成部を用いて撮像や施術を行うものである。 Conventionally, a treatment method using an endoscope has been implemented as a treatment method that can be treated with less burden on the patient. In the treatment using this endoscope, the endoscope tube is inserted into the body from the oral cavity or the like, and imaging and treatment are performed using the distal end configuration portion of the endoscope tube.
撮像は、先端構成部から照明光を照射し、この照明光の体内組織による反射光を前記先端構成部に設けられたレンズで受け取って内視鏡チューブから内視鏡本体装置に伝送し、内視鏡本体装置が画像化して表示装置に表示することで実行される。 The imaging is performed by irradiating illumination light from the tip component, receiving reflected light from the tissue in the body with a lens provided in the tip component, transmitting the light from the endoscope tube to the endoscope body device, This is executed by the endoscope main unit imaged and displayed on the display device.
施術は、チャンネルと呼ばれる鉗子挿入口から適宜の鉗子が挿入され、先端構成部の鉗子出口から出てくる鉗子先端により実施される。鉗子としては、握持鉗子やナイフ等の様々な器具が用いられる。 The treatment is performed by a forceps tip that is inserted from a forceps insertion opening called a channel and comes out from the forceps outlet of the tip constituting portion. As the forceps, various instruments such as a gripping forceps and a knife are used.
この鉗子挿入口から挿入されて施術に用いられる器具として、レーザ治療装置を用いるものが提案されている（特許文献１参照）。この特許文献１には、内視鏡にてＣＯ２レーザを用いることが記載されている。
An instrument that uses a laser treatment apparatus has been proposed as an instrument that is inserted from the forceps insertion opening and used for treatment (see Patent Document 1). This
また、内視鏡を用いた診断として、生体の硬さを診断する装置も提案されている（特許文献２，３参照）。これらの装置は、空気や流体を噴射することにより、患部の硬さを測定できるとされている。
In addition, as a diagnosis using an endoscope, an apparatus for diagnosing the hardness of a living body has been proposed (see
しかし、内視鏡でこのような硬さの検査を行い、その上でレーザ治療を行う場合、まず、鉗子挿入口から硬さの診断用の器具を挿入して硬さを調べ、次にこの器具を抜き出して同じ鉗子挿入口にレーザ治療用の器具を挿入するという手間が必要となる。そうすると、手術中に何度も鉗子挿入口内の器具を入れ替えることになり、時間がかかるという問題点がある。 However, when such hardness inspection is performed with an endoscope and laser treatment is performed on the inspection, first, a hardness diagnostic instrument is inserted through the forceps insertion port, and then the hardness is checked. It is necessary to take out the instrument and insert the instrument for laser treatment into the same forceps insertion opening. If it does so, the instrument in a forceps insertion opening will be replaced many times during operation, and there exists a problem that it takes time.
この発明は、上述した問題に鑑み、硬さの検出とレーザ治療とを短時間に両方実行できるレーザ治療装置およびレーザ出力制御方法を提供することを目的とする。 In view of the above-described problems, an object of the present invention is to provide a laser treatment apparatus and a laser output control method capable of performing both hardness detection and laser treatment in a short time.
この発明は、内部中空の筒状体の内面に誘電体薄膜を設けた中空導波路と、前記中空導波路を介して施術対象部位にレーザ光線を照射するレーザ照射手段と、前記中空導波路を介して前記施術対象部位に気体を噴射する気体噴射手段と、前記気体噴射手段による気体の噴射に基づいて前記施術対象部位の硬さを検出する硬さ検出手段とを備え、前記硬さ検出手段を、前記施術対象部位に検出用のレーザ光線を照射するレーザ光線照射手段と、前記気体噴射手段から噴射されたパルス状の加圧気体による振動での前記レーザ光線の周波数変化した周波数成分から振動速度を取得する振動速度検出手段とで構成するか、あるいは、前記施術対象部位に検出用の赤外光を照射する赤外光照射手段と、前記気体噴射手段から噴射された加圧気体による前記施術対象部位の変形前後の前記赤外光の反射光の受光光量を検出する受光量検出手段と、変形前後の受光量を比較した光量差を取得する光量差取得手段とで構成したレーザ治療装置であることを特徴とする。 The present invention includes a hollow waveguide provided with a dielectric thin film on an inner surface of an internal hollow cylindrical body, laser irradiation means for irradiating a laser beam to a treatment target site through the hollow waveguide, and the hollow waveguide. Gas injection means for injecting gas to the treatment target site via, and hardness detection means for detecting the hardness of the treatment target site based on gas injection by the gas injection means, the hardness detection means The laser beam irradiating means for irradiating the treatment target site with a laser beam for detection, and the vibration from the frequency component of the laser beam changed in frequency by the vibration caused by the pulsed pressurized gas ejected from the gas ejecting means. It is comprised with the vibration speed detection means which acquires speed, or by the infrared light irradiation means which irradiates the infrared light for a detection to the said treatment object site | part, and the pressurized gas injected from the said gas injection means Laser treatment comprising: a received light amount detecting means for detecting the received light amount of the reflected light of the infrared light before and after deformation of the treatment target part; and a light amount difference acquiring means for acquiring a light amount difference by comparing the received light amounts before and after the deformation It is a device.
前記施術対象部位は、食道や胃など、人間を含む生体のうち、内視鏡を挿通させる適宜の部位とすることができる。
前記レーザ照射手段は、適宜のレーザを照射するレーザ照射手段で構成することができる。照射するレーザは、炭酸ガスレーザ、Ｅｒ：ＹＡＧレーザ、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ、ダイオード・レーザなどの半導体レーザまたはパルス・ダイ・レーザなど、適宜のレーザを用いることができる。
The treatment target site may be an appropriate site through which an endoscope is inserted among living bodies including humans such as the esophagus and stomach.
The laser irradiation means can be constituted by a laser irradiation means for irradiating an appropriate laser. As a laser to be irradiated, an appropriate laser such as a carbon dioxide laser, an Er: YAG laser, an Nd: YAG laser, a semiconductor laser such as a diode laser, or a pulsed die laser can be used.
前記気体噴射手段は、加圧した気体をパルス状に噴射する、あるいは加圧した気体を単発で噴射するなど、適宜の気体の噴射を行う手段により構成することができる。 The gas injection means can be constituted by means for performing an appropriate gas injection such as injecting a pressurized gas in a pulse form or injecting a pressurized gas in a single shot.
この発明により、１つの中空導波路を用いて気体の噴射による硬さ確認とレーザ光線の照射による施術を実行できるため、硬さの検出とレーザ施術とを短時間に両方実行できる。 According to the present invention, since hardness confirmation by gas injection and laser beam irradiation treatment can be executed using one hollow waveguide, both hardness detection and laser treatment can be executed in a short time.
さらに、この発明は、前記気体噴射手段による気体の噴射に基づいて前記施術対象部位の硬さを検出する硬さ検出手段を備える。 Furthermore, this invention is provided with the hardness detection means which detects the hardness of the said treatment object site | part based on the injection of the gas by the said gas injection means.
これにより、気体の噴射に基づいて前記施術対象部位の硬さを検出できる。従って、施術対象部位が正常組織か病変組織かを硬さから判別する、施術対象部位が血管部分かそうでないかを硬さから判別する、あるいは施術対象部位が粘膜層か粘膜下層か筋層かを硬さから判別するといったことができる。 Thereby, the hardness of the said treatment object site | part is detectable based on injection of gas. Therefore, it is determined from the hardness whether the site to be treated is normal tissue or diseased tissue, whether it is a blood vessel part or not from the hardness, or whether the site to be treated is a mucosal layer, a submucosal layer or a muscle layer Can be determined from the hardness.
また、前記硬さ検出手段は、前記施術対象部位に検出用のレーザ光線を照射するレーザ光線照射手段と、前記気体噴射手段から噴射されたパルス状の加圧気体による振動での前記レーザ光線の周波数変化した周波数成分から振動速度を取得する振動速度検出手段とで構成するか、あるいは、前記施術対象部位に検出用の赤外光を照射する赤外光照射手段と、前記気体噴射手段から噴射された加圧気体による前記施術対象部位の変形前後の前記赤外光の反射光の受光光量を検出する受光量検出手段と、変形前後の受光量を比較した光量差を取得する光量差取得手段とで構成することにより、施術対象部位の硬さを機械的に検出することができる。 Further, the hardness detection means includes a laser beam irradiation means for irradiating the treatment target site with a laser beam for detection, and a vibration of the laser beam in vibration caused by a pulsed pressurized gas ejected from the gas ejection means. It is composed of a vibration speed detecting means for obtaining a vibration speed from a frequency component whose frequency has changed, or an infrared light irradiation means for irradiating the treatment target site with infrared light for detection, and an injection from the gas injection means Received light amount detecting means for detecting the received light amount of the reflected light of the infrared light before and after the deformation of the treatment target site by the pressurized gas, and a light amount difference acquiring means for acquiring a light amount difference by comparing the received light amount before and after the deformation The hardness of the site to be treated can be mechanically detected.
またこの発明の態様として、前記硬さ検出手段により判別される前記施術対象部位の硬さ別に前記レーザ光線の出力制御情報を記憶する制御情報記憶手段と、該硬さ検出手段により取得した硬さ情報と前記出力制御情報とに基づいて前記レーザ照射手段の出力制御を実行する出力制御手段とを備えることができる。 Further, as an aspect of the present invention, a control information storage unit that stores output control information of the laser beam according to the hardness of the treatment target site determined by the hardness detection unit, and the hardness acquired by the hardness detection unit Output control means for executing output control of the laser irradiation means based on the information and the output control information can be provided.
前記制御情報記憶手段は、不揮発性メモリやハードディスクなど、情報を記憶できる適宜の手段により構成することができる。
前記出力制御手段は、前記レーザ照射手段のレーザ出力を制御する適宜の制御手段で構成することができる。
この発明により、安全性の高いレーザ治療装置を提供することができる。
The control information storage means can be constituted by an appropriate means capable of storing information, such as a nonvolatile memory or a hard disk.
The output control means can be constituted by appropriate control means for controlling the laser output of the laser irradiation means.
According to the present invention, a highly safe laser treatment apparatus can be provided.
またこの発明は、内部中空の筒状体の内面に誘電体薄膜を設けた中空導波路と、前記中空導波路を介して施術対象部位にレーザ光線を照射するレーザ照射手段と、前記中空導波路を介して前記施術対象部位に気体を噴射する気体噴射手段と、前記気体噴射手段による気体の噴射に基づいて前記施術対象部位の硬さを検出する硬さ検出手段と前記硬さ検出手段により判別される前記施術対象部位の硬さ別に前記レーザ光線の出力制御情報を記憶する制御情報記憶手段とを備え、前記硬さ検出手段を、前記施術対象部位に検出用のレーザ光線を照射するレーザ光線照射手段と、前記気体噴射手段から噴射されたパルス状の加圧気体による振動での前記レーザ光線の周波数変化した周波数成分から振動速度を取得する振動速度検出手段とで構成するか、あるいは、前記施術対象部位に検出用の赤外光を照射する赤外光照射手段と、前記気体噴射手段から噴射された加圧気体による前記施術対象部位の変形前後の前記赤外光の反射光の受光光量を検出する受光量検出手段と、変形前後の受光量を比較した光量差を取得する光量差取得手段とで構成したレーザ治療装置を用い、前記硬さ検出手段により取得した硬さ情報と前記出力制御情報とに基づいて前記レーザ照射手段の出力制御を実行するレーザ出力制御方法とすることができる。 The present invention also provides a hollow waveguide in which a dielectric thin film is provided on the inner surface of an internal hollow cylindrical body, laser irradiation means for irradiating a laser beam to a treatment target site through the hollow waveguide, and the hollow waveguide. Discrimination by means of gas injection means for injecting gas to the treatment target site via, a hardness detection means for detecting the hardness of the treatment target site based on gas injection by the gas injection means, and the hardness detection means Control information storage means for storing the output control information of the laser beam according to the hardness of the treatment target site, the laser beam for irradiating the detection target laser beam to the treatment target site An irradiating means and a vibration speed detecting means for acquiring a vibration speed from a frequency component of the laser beam having a changed frequency due to vibration caused by the pulsed pressurized gas ejected from the gas ejecting means. Alternatively, infrared light irradiation means for irradiating the treatment target site with detection infrared light, and reflection of the infrared light before and after the deformation of the treatment target site by the pressurized gas ejected from the gas ejection means The hardness acquired by the hardness detection unit using a laser treatment apparatus configured by a received light amount detection unit that detects a received light amount of light and a light amount difference acquisition unit that acquires a light amount difference obtained by comparing the received light amount before and after deformation. A laser output control method for executing output control of the laser irradiation unit based on the information and the output control information can be provided.
これにより、レーザ出力を自動的に制御でき、安全性の高いレーザ治療を実施することができる。 Thereby, a laser output can be controlled automatically and a highly safe laser treatment can be implemented.
この発明により、硬さの検出とレーザ治療とを短時間に両方実行できるレーザ治療装置およびレーザ出力制御方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a laser treatment apparatus and a laser output control method capable of executing both hardness detection and laser treatment in a short time.
この発明の一実施形態を以下図面と共に説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図１は、内視鏡装置１０とレーザ治療装置５０とで構成される治療システム１の概略構成を示す構成図であり、図２は、内視鏡装置１０とレーザ治療装置５０の構成を示すブロック図であり、図３は、制御データ７０のデータ構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a schematic configuration of a
内視鏡装置１０は、図１に示すように装置本体に対して接続ケーブル１１により術者操作ユニット１２が接続されている。
In the
術者操作ユニット１２は、主に操作部１３と内視鏡チューブ２１とで構成されている。
操作部１３は、接眼部１５、上下アングルノブ１６、左右アングルノブ１７、操作ボタン１８、および鉗子挿入口２０等が設けられている。
操作ボタン１８は、送気、送水、吸引、ズームなどの操作入力を受け付ける。
The
The
The
内視鏡チューブ２１は、基部から先端へ向かって可撓管部２２、湾曲管部２３、および先端構成部３０がこの順に設けられている。図１では可撓管部２２の途中から湾曲管部２３の先端にかけて拡径しているように図示しているが、これは先端構成部３０の構成を分かり易く描画するためであって、実際には、食道、胃、腸といった生体内に挿通させるのに適した、一定の径を保った形状となっている。
The
可撓管部２２は、適度に湾曲する円筒形状を有しており、鉗子挿入口２０から挿入された適宜の鉗子を先端構成部３０まで挿通できる。この実施例では、鉗子に代わって使用される治療用デバイスとしてレーザ治療装置５０の中空導波路６０が挿通されている。
The
湾曲管部２３は、上下アングルノブ１６の操作によって上下方向に湾曲操作され、左右アングルノブ１７によって左右方向に湾曲操作される。詳述すると、湾曲管部２３は、内視鏡チューブ２１内を挿通されているワイヤ（図示省略）によって上下アングルノブ１６および左右アングルノブ１７に接続されている。このため、上下アングルノブ１６や左右アングルノブ１７の回転操作がワイヤによって湾曲管部２３に伝達され、湾曲管部２３が上下左右に湾曲する。これにより、任意の方向へ任意の角度に湾曲管部２３を湾曲させることができ、先端構成部３０を施術対象部位Ｅに向かって適切な方向へ向けることができる。
The
先端構成部３０は、ライトガイド３１，３５、副送水口３２、レンズ３３、ノズル３４、及び鉗子出口３６が設けられている。
ライトガイド３１，３５は、撮像のための照明となる光を照射する照明部位である。これにより、光の届かない体内を照らして観察および施術できるようにする。
The distal
The
副送水口３２は、染色液等の液体を放出する送水口である。
レンズ３３は、ライトガイド３１，３５等の照明による光を集光し、撮像画像を取得するためのレンズである。この集光した情報を適宜加工することで撮像画像を得ることができ、術者が状態を確認できる。光を電気信号に変換する撮像素子は、先端構成部３０の近傍に設けて、内視鏡装置１０へ導電線で接続してもよいし、内視鏡装置１０内に設けて、照明用とは別途設けるライトガイドによってレンズで集光した光を伝送してもよい。
The auxiliary
The
ノズル３４は、レンズ３３を洗浄するための洗浄液等をレンズ３３へ向かって放出する部位である。
鉗子出口３６は、レーザ治療装置５０の中空導波路６０等の治療用デバイスの出口である。
The
The
中空導波路６０は、ガラス、金属、あるいは樹脂といった素材により、内部が中空の円筒形状に形成されている。そして、この円筒形状に形成された筒状体６０ａ（図２参照）の内面に、誘電体薄膜６０ｂ（図２参照）を設けて光を反射し導光するようにしている。誘電体薄膜６０ｂは、例えばＣＯＰ（環状オレフィンポリマー）やポリイミド等で構成することができる。これにより、施術用レーザ光線５７ａの減衰量を小さくして内視鏡チューブ２１の内部で効率よく施術用レーザ光線５７ａを伝送し、先端から施術に有効な出力を有する施術用レーザ光線５７ａを放出できる。
The
図２に示すように、レーザ治療装置５０は、操作部・表示部５１、電源部５２、信号処理部５３、中央制御部５４、検出部５５、ガイド光発光部５６、レーザ発振部５７、および気体噴射部５８を備えている。
As shown in FIG. 2, the
操作部・表示部５１は、レーザの出力設定や動作モードの変更などの操作入力を受け付けて入力信号を中央制御部５４に伝達し、中央制御部５４からレーザの出力条件や装置の動作状況などの表示信号を受け取って適宜の情報の表示を行う。
電源部５２は、中央制御部５４など各部に動作電力を供給する。
The operation unit /
The
信号処理部５３は、検出部５５で検出した信号を処理して中央制御部５４に伝達する。この実施例では、信号処理部５３と検出部５５とで硬さ検出装置が構成される。検出部５５は、ガイド光発光部５６から照射される検出用レーザ光線５６ａが施術対象部位Ｅで反射されて得られた反射ガイド光５５ａ（信号光）と、ガイド光発光部５６から伝送される参照光５６ｂを受光して干渉光を得る。このとき受光する光は、いずれもレーザ光線である。そして、後述するように気体噴射部５８がパルス状の加圧気体５８ａを噴射することによって施術対象部位Ｅが振動しているため、反射ガイド光５５ａは、ドップラ効果によって周波数の変化（ドップラシフト）を起こしている。
The
検出部５５は、反射ガイド光５５ａ（信号光）と参照光５６ｂとの干渉により発生するビート信号を検出し、このビート信号からドップラシフトした周波数成分だけを取り出す。信号処理部５３は、検出部５５から受け取ったドップラシフトした周波数成分のビート信号を、内蔵するＦＭ復調回路（図示省略）で振動速度に応じた電圧信号に変換し、この電圧信号を検出情報として中央制御部５４へ伝達する。この検出情報は、前記電圧信号から求めることができる硬さ情報とすることができる。
The
中央制御部５４は、各部に対して各種制御動作を実行する。この中央制御部５４は、レーザ出力制御部５４ａと気体噴射制御部５４ｂと記憶部５４ｃも有している。
レーザ出力制御部５４ａは、信号処理部５３から受け取った検出情報を分析し、この分析結果を記憶部５４ｃの制御データ７０（図３参照）と比較して、レーザ発振部５７による施術用レーザ光線５７ａの出力値をリアルタイムに制御する。
The
The laser output control unit 54a analyzes the detection information received from the
気体噴射制御部５４ｂは、気体噴射部５８から気体の噴射を行うタイミングや噴射する気体の圧力を制御する。この制御により、気体噴射部５８にパルス状の加圧気体５８ａを噴射させる。
The gas
記憶部５４ｃは、図３に示す制御データ７０を記憶している。この制御データ７０は、分析結果、判定結果、組織推定、出力（切開モード）、および出力（剥離モード）で構成されている。このうち分析結果は、たとえば信号処理部５３から受け取った検出情報の数値の範囲が予め定めたどの範囲に存在するかによって定めるなど、適宜の方法で求めることができる。
この制御データ７０を用いて、レーザ出力制御部５４ａは、検出部５５で受光し信号処理部５３で処理した検出情報を分析し、その分析結果が制御データ７０のいずれに該当するか判定し、該当する判定結果に対応した出力になるようレーザ発振部５７の出力を制御する。このときの出力は、レーザ発振部５７からの施術用レーザ光線５７ａの出力が切開モードで実行されているか、剥離モードで実行されているかによって、採用する出力として制御データ７０の切開モード出力と剥離モード出力の一方を選択する。
The storage unit 54c stores
Using this
図２に示す検出部５５は、上述したように反射ガイド光５５ａ（信号光）と参照光５６ｂを受光して干渉光から発生するビート信号を検出し、このビート信号のうちドップラシフトした周波数成分のビート信号を検出する。
ガイド光発光部５６は、施術対象部位Ｅの硬さ検出に用いる検出用レーザ光線５６ａの発振を実行する。この検出用レーザ光線５６ａは、施術用レーザ光線５７ａよりも出力が弱く生体組織を切開等することのないレーザ光線である。
The
The guide
なお、この検出用レーザ光線５６ａは、施術用レーザ光線５７ａが照射される位置を示すためのものであるため、可視光であることが望ましい。但し、不可視である近赤外光であっても、撮像素子によって検出し画像化することが可能であるため、後述する内視鏡装置１０の撮像部４５によって画像信号へ変換され、画像表示部４８に表示され、施術用レーザ光線５７ａが照射される位置を確認できる、というガイド光本来の役割も失うことはない。
The
レーザ発振部５７は、施術に用いる施術用レーザ光線５７ａの発振を実行する。この実施例では、施術用レーザ光線５７ａとして、炭酸ガスレーザを用いる。炭酸ガスレーザの照射強度や照射の開始停止といった操作は、操作部・表示部５１による手動操作と、中央制御部５４による制御出力によって行われる。
The
詳述すると、操作部・表示部５１による手動操作では、切開モードと剥離モードの選択と、施術用レーザ光線５７ａのＯＮ／ＯＦＦの切り替えを操作できる。レーザ発振部５７からの施術用レーザ光線５７ａの出力強度は、信号処理部５３で取得した検出情報と制御データ７０に基づいてレーザ出力制御部５４ａが自動的に決定する。これにより、施術用レーザ光線５７ａの出力強度が自動的に適切な強度に切り替わり、安全性を確保できる。また、術者は、切開するのか剥離するのかを選択しておけば、後は施術用レーザ光線５７ａのＯＮ／ＯＦＦ操作と操作部１３による内視鏡チューブ２１の湾曲管部２３の操作に集中できる。このため、施術途中で施術用レーザ光線５７ａの強度を切り替えるといった複雑な操作を減らすことができ、利便性および操作容易性が向上する。以上の手動操作の一部又は全部を、フートコントローラを用いた足踏み操作に換えることもできる。
More specifically, in the manual operation by the operation unit /
なお、これに限らず、中央制御部５４が施術用レーザ光線５７ａの最大出力を制御する構成とし、それ以下のレーザ出力であれば術者が任意に決定できる構成としてもよい。この場合、操作部・表示部５１の操作によって、切開モードと剥離モードの選択、および出力強度の選択（強、中、弱）が行われ、ＯＮ／ＯＦＦ操作に従って前記モードおよび出力強度の選択によって定まる出力の施術用レーザ光線５７ａをレーザ発振部５７が照射する。そして、中央制御部５４による状況監視処理により、信号処理部５３から取得する光干渉断層情報に基づいて組織が推定された場合や異常が判定された場合、中央制御部５４によってレーザ発振部５７の最大出力が制限される。このように中央制御部５４により最大出力が制限されている場合、レーザ発振部５７は、操作部・表示部５１によってそれ以上の出力が選択されても制限された最大出力までしか出力を行わない。このように構成した場合でも、施術用レーザ光線５７ａが必要以上に強くなることを防止でき、安全性を確保することができる。
However, the configuration is not limited to this, and the
気体噴射部５８は、気体噴射制御部５４ｂによる制御に従って、パルス状の加圧気体５８ａを噴射する。このパルス状の加圧気体５８ａで施術対象部位Ｅに断続的な衝撃を与えると、自由振動と強制振動とを合成した振動が生じ、共振点が生じる。健康な筋肉と病弱な筋肉では固有振動数が異なるため、この固有振動数を上述した検出部５５と信号処理部５３により取得して比較することによって、施術対象部位Ｅの硬さを高精度に知ることができる。なお、硬さ（剛性）に限らず、粘性や伸縮性など、他の性質を検出する構成にしてもよい。
この気体噴射部５８は、噴射する気体による圧力を把握できる構成とすることが好ましい。特に、施術対象部位Ｅに付与する圧力を把握することで、硬さを精度よく検出することができる。このため、気体噴射制御部５４ｂが気体噴射部５８に対して気体を噴射させる圧力制御によって把握してもよいが、中空導波路６０の先端部位に圧力検出可能なセンサ（例えば加速度センサなど）を設けておいてもよい。
The
The
上述したガイド光発光部５６が照射する検出用レーザ光線５６ａ、レーザ発振部５７が発振する施術用レーザ光線５７ａ、および気体噴射部５８が噴射する気体５８ａ、および検出部５５が検出する反射ガイド光５５ａは、全て１つの中空導波路６０によって伝送される。従って、これらは全て同軸で伝送され、施術対象に対して作用を及ぼす部位および検知する部位が施術対象部位Ｅとして一致する。
The above-described
内視鏡装置１０は、操作部４１、電源部４２、中央制御部４３、照明部４４、撮像部４５、水噴射部４６、および画像表示部４８が設けられている。
操作部４１は、操作部１３（図１参照）による操作入力を中央制御部４３に伝達する。すなわち、上下アングルノブ１６や左右アングルノブ１７の操作による湾曲管部２３の湾曲動作、操作ボタン１８による押下操作などを伝達する。またあるいは、操作ユニット１２のものとは別個に、例えば内視鏡装置の制御器本体（不図示）に操作部を設け、照明の光量、静止画の撮影記憶等の操作を中央制御部４３に伝達する。
The
The
電源部４２は、中央制御部４３など各部に動作電力を供給する。
中央制御部４３は、各部に対して各種制御動作を実行する。
照明部４４は、ライトガイド３１，３５（図１参照）からの照明を実行する。
The
The
The
撮像部４５は、レンズ３３（図１参照）から伝送される画像を撮像し、施術に必要な撮像画像を得る。この撮像画像を連続してリアルタイムに取得することで、術者が円滑に施術を行えるようにしている。撮像部４５が、先端構成部３０の近傍に設けてあってもよいし、内視鏡装置１０の制御器本体（不図示）内に設けてあってもよいのは、前述のとおりである。
水噴射部４６は、副送水口３２からの液体の噴射を実行する。また、ノズル３４からの液体の噴射も実行する。
The
The
画像表示部４８は、中央制御部４３から伝達される信号に従って画像を表示する。この画像には、撮像部４５で取得した撮像画像も含まれる。したがって、術者は、この画像表示部４８にリアルタイムに表示される撮像画像を確認しながら施術を行うことができる。また、術前の画像を静止画として記憶しておき、施術の後で術前の画像を呼び出し表示し、施術の前後の画像を比較することもできる。
The
図４は、上記検出情報に基づいて施術用レーザ光線５７ａの出力制御を実行する例の説明図である。図示の例は、切開モードでの制御を示している。
図４（Ａ）に示すように、先端構成部３０を移動させて中空導波路６０の先端を患者の様々な施術対象部位Ｅに対向させると、気体噴射部５８からその対向部位に気体５８ａが噴射され、この気体５８ａによる施術対象部位Ｅの振動を検出部５５で検出し、信号処理部５３で信号処理して、硬さについての検出情報が得られる。この検出情報を分析することで、施術対象部位Ｅとしての粘膜層Ｌ１に対向している分析結果ｃ、施術対象部位Ｅとしての腫瘍周辺Ｃ２に対向している分析結果ｂ、施術対象部位Ｅとしての腫瘍Ｃ１に対向している分析結果ａなどが得られる。この分析結果を得るための判定は、各分析結果ａ〜ｅについてそれぞれ閾値の範囲を定めておき、検出情報がどの閾値の範囲に入っているかによって決定する。この分析結果に基づき、制御データ７０に記憶されている出力にレーザ発振部５７の出力が切り替えられる。
FIG. 4 is an explanatory diagram of an example in which output control of the
As shown in FIG. 4A, when the
この閾値の範囲は、施術対象部位Ｅが生体組織のどの部分かによって異ならせておくことが好ましい。例えば胃であれば、食道側と腸側とでは水分含有量が異なっていることが知られているため、どのあたりの部位を施術対象部位Ｅとしているかによって、分析用の閾値を変化させるとよい。 It is preferable that the threshold range is varied depending on which part of the living tissue the treatment target site E is. For example, in the case of the stomach, it is known that the moisture content is different between the esophagus side and the intestine side, so the threshold value for analysis may be changed depending on which part is the treatment target part E. .
なお、図示するように中空導波路６０の先端を移動させ、患者の様々な施術対象部位Ｅを走査するように利用することもできる。この場合、走査中の各施術対象部位Ｅでの検出情報の変化を求め、この変化によって正常組織と腫瘍Ｃ１や腫瘍周辺Ｃ２を判定する構成にしてもよい。この場合、正常組織と変質組織（腫瘍Ｃ１や腫瘍周辺Ｃ２）の境界を走査によってある程度特定することもでき、切開するポイントやマーキングするポイントを適切に定めることができる。
In addition, as shown in the figure, the distal end of the
図４（Ｂ）は、施術用レーザ光線５７ａによる切開中の様子を示している。粘膜層Ｌ１を施術用レーザ光線５７ａで切開していくと、図示するように施術対象部位Ｅが粘膜下層Ｌ２に到達する。このとき、気体噴射部５８から気体５８ａを噴射して検出部５５と信号処理部５３とで硬さについての検出情報を検出すると、この検出情報が変化していて粘膜下層Ｌ２に到達したとの分析結果ｄが得られる。そして、この分析結果ｄを得たときに、レーザ出力制御部５４ａは、施術用レーザ光線５７ａの出力強度を「弱」に切り替える。
FIG. 4B shows a state during incision by the
図４（Ｃ）は、施術用レーザ光線５７ａによりさらに切開している様子を示している。粘膜下層Ｌ２も切開すると、図示するように施術対象部位Ｅが筋層Ｌ３に到達する。このとき、気体噴射部５８から気体５８ａを噴射して検出部５５と信号処理部５３とで検出した検出情報が変化していて筋層Ｌ３に到達したとの分析結果ｅが得られ、瞬時に施術用レーザ光線５７ａの出力をＯＦＦにする。これにより、筋層Ｌ３を切開して穿孔や意図しない出血等が生じることを防止できる。
FIG. 4C shows a state in which the
次に、図５の説明図と共に、上述したレーザ治療装置５０および内視鏡装置１０を用いて、腫瘍周囲を切り出す粘膜下層切開剥離術（ＥＳＤ）について説明する。
Next, the submucosal dissection and exfoliation (ESD) that cuts out the periphery of the tumor using the
まず、内視鏡チューブ２１を口腔等から挿入して患部まで到達させた後、図５（Ａ）に示すように、切開する範囲の目印として、腫瘍Ｃ１の周辺にマーキングＭを行う。このとき、気体噴射部５８から気体５８ａを噴射させながら腫瘍Ｃ１の周辺を走査することで、腫瘍周辺Ｃ２と正常組織との境界を認識できる。したがって、この境界線上かそれより外側にマーキングＭを行う。これにより腫瘍Ｃ１や病変部分を取り残さないようにマーキングＭを行える。
First, after the
次に、図５（Ｂ）に示すように、生理食塩水やヒアルロン酸（例えばムコアップ（登録商標））など、人体に影響を与えない液体ＷをマーキングＭ周辺の粘膜下層Ｌ２の下方に注入する。これにより、切開する部分を***させ、切開しやすいようにしている。 Next, as shown in FIG. 5B, a liquid W that does not affect the human body, such as physiological saline or hyaluronic acid (for example, Muco Up (registered trademark)), is injected below the submucosa L2 around the marking M. . Thereby, the part to be incised is raised so that the incision is easy.
また、本願のように施術用レーザ光線５７ａを用いる場合、切開対象部位の下層（粘膜下層Ｌ２の下部）に液体Ｗを存在させることによっても、液体Ｗより下層を施術用レーザ光線５７ａで誤って切開することを防止させることができる。詳述すると、図５（Ｃ）に示すように、施術用レーザ光線５７ａが粘膜層Ｌ１を切開して粘膜下層Ｌ２に達し、液体Ｗに照射されると、この液体Ｗによって施術用レーザ光線５７ａが吸収され、エネルギーが消費される。このため液体Ｗが防壁として機能し、仮に粘膜下層Ｌ２の切開が完了して施術用レーザ光線５７ａがさらに筋層Ｌ３へ向かって照射されても、筋層Ｌ３の手前に存在している液体Ｗにより筋層Ｌ３を傷つけることを防止できる。そして、上述したレーザ出力制御部５４ａによる施術用レーザ光線５７ａの出力制御によって、仮に液体Ｗが蒸散され尽くして施術用レーザ光線５７ａによる切開部位の下方位置に液体Ｗが存在していなかったような場合でも、筋層Ｌ３を傷つけることを防止できる。
Further, when the
次に、図５（Ｄ）に示すように、切開部分をマーキングＭに沿って広げていき、腫瘍Ｃ１の全周を切開する。このとき、レーザ発振部５７による施術用レーザ光線５７ａの出力がレーザ出力制御部５４ａによって制御され、粘膜層Ｌ１の切開中と粘膜下層Ｌ２の切開中にそれぞれ適切な出力制御がなされる。そして、この全周の切開の後、さらに液体Ｗを注入して腫瘍Ｃ１全体を大きく***させる。
Next, as shown in FIG. 5 (D), the incision portion is expanded along the marking M, and the entire circumference of the tumor C1 is incised. At this time, the output of the
最後に、図５（Ｅ）に示すように、腫瘍Ｃ１の周辺を完全に切り離したのち、切開モードから剥離モードに移行し、腫瘍Ｃ１を含めた粘膜層Ｌ１を筋層Ｌ３から剥離するように、内視鏡チューブ２１及び中空導波路６０の先端を、粘膜層Ｌ１の下に潜らせた状態で、粘膜下層Ｌ２に向けてレーザ光線５７ａを照射する。こうして剥離した粘膜層Ｌ１を腫瘍Ｃ１とともに回収して、施術を完了する。
Finally, as shown in FIG. 5 (E), after completely cutting around the tumor C1, the incision mode is changed to the peeling mode, and the mucosa layer L1 including the tumor C1 is peeled off from the muscle layer L3. The
以上の構成および動作により、施術対象部位Ｅの硬さを検出することができる。これにより、治療すべき病変か、病変の深さはどの程度かを判別することが可能となる。 With the above configuration and operation, the hardness of the treatment target site E can be detected. As a result, it is possible to determine the lesion to be treated and the depth of the lesion.
中空導波路６０によって、硬さ検出のための気体５８ａの噴射と、この噴射による変化の検出と、さらに施術用レーザ光線５７ａの照射とを同軸で実現できるため、硬さ検出部位と施術用レーザ光線５７ａによる施術部位を精度よく一致させることができ、また、硬さ検出とレーザ施術とをほぼ同時や交互に行うことを容易に実現でき、鉗子挿入口２０から硬さ検出用と別の治療用デバイスを交互に挿入するといった煩わしい作業を排除できる。
The
また、安全性の高いレーザ治療装置５０や、安全性の高いレーザ出力制御方法を提供することができる。特に、硬さ検出によって腫瘍Ｃ１や腫瘍周辺Ｃ２を検出できるため、腫瘍Ｃ１や腫瘍周辺Ｃ２に施術用レーザ光線５７ａを照射して腫瘍Ｃ１や腫瘍周辺Ｃ２を一部残してしまうといったことを防止できる。また、硬さ検出によって血管の存在を判別すれば、血管を切開してしまうことを防止できる。
Further, it is possible to provide a highly safe
また、分析結果を施術用レーザ光線５７ａの出力制御にフィードバックできるため、粘膜層Ｌ１、粘膜下層Ｌ２、筋層Ｌ３といった層の違いを判別して出力制御すれば、術者が熟練していなくとも穿孔や意図しない出血を防止でき、使い勝手を向上させることができる。
In addition, since the analysis result can be fed back to the output control of the
また、検出情報は、画像化する必要がないため、少ないメモリ量で高速に演算処理して即座にレーザ出力を切り替えることができる。従って、レーザ出力へのフィードバックに遅延が生じることを防止でき、施術中にリアルタイムに適切な出力制御を実行できる。 Further, since the detection information does not need to be imaged, the laser output can be switched immediately by high-speed arithmetic processing with a small amount of memory. Therefore, it is possible to prevent delay in feedback to the laser output, and it is possible to execute appropriate output control in real time during the treatment.
また、検出情報により、腫瘍Ｃ１や腫瘍周辺Ｃ２を的確に確認できる。詳述すると、腫瘍周辺Ｃ２は、腫瘍Ｃ１の存在によって繊維化するなど変質しており、硬さが変わっている。この腫瘍周辺Ｃ２を的確に確認することで、変質した組織を剥離し残してしまうことを防止できる。 Moreover, the tumor C1 and the tumor periphery C2 can be accurately confirmed by the detection information. More specifically, the tumor periphery C2 has been altered due to fibrosis due to the presence of the tumor C1, and the hardness has changed. By accurately confirming the tumor periphery C2, it is possible to prevent the altered tissue from being detached and left.
また、中空導波路６０によって、施術用レーザ光線５７ａによる施術対象部位Ｅと同一の部位に検出用レーザ光線５６ａが照射されて反射した反射ガイド光５５ａを精度良く受光できる。これにより、施術用レーザ光線５７ａの出力制御を正確な情報に基づいて実行することができる。
また、内視鏡装置１０の内視鏡チューブ２１に中空導波路６０を挿入して利用できるため、低侵襲な外科治療にて実施することができる。
Further, the
Further, since the
なお、施術用レーザ光線５７ａの出力制御は、出力強度の制御としたが、これに限らず連続光とパルス光とを切り替える、パルス光の周波数を切り替えるなど、適宜の出力制御とすることができる。また、施術用レーザ光線５７ａそのものをパルス光とすることもできる。この場合、長時間施術用レーザ光線５７ａが連続照射されて組織の炭化が生じるといったことを防止できる。
The output control of the
また、検出部５５と信号処理部５３と気体噴射部５８は、気体噴射部５８からパルス状の加圧気体５８ａを噴射し、この振動を検出部５５と信号処理部５３でドップラ効果を利用して検出する構成としたが、これに限らず他の構成としてもよい。
The
例えば、気体噴射部５８は、１回の検出のために１回の加圧気体５８ａの噴射を行う構成とし、ガイド光発光部５６は、可視光など撮像を可能とする光の照射を行う構成とし、検出部５５は、画像を撮像する撮像手段により構成し、信号処理部５３は、撮像した画像情報を処理する構成とすることができる。この場合、加圧空気５８ａの噴射前、噴射時、噴射後のうち少なくとも２つのタイミングで撮像手段により撮像して撮像画像を取得し、この各撮像画像の比較によって噴射による施術対象部位Ｅの変形量を求めるとよい。このとき、ガイド光発光部５６等から適宜のグリッド線を照射しておき、このグリッド線を撮像すれば、３次元形状の変化によるグリッド線の変化により、施術対象部位Ｅの変形量をより明確に取得できる。変形量が多いと施術対象部位Ｅが軟らかく、変形量が少ないと施術対象部位Ｅが硬いと判断できるため、これによって施術対象部位Ｅの硬さを検出できる。
For example, the
他にも、例えば、気体噴射部５８は、時間に比例して吹き付け圧の増加するエアパルスを噴射する構成とし、ガイド光発光部５６は、検出用の光として赤外光を照射する構成とし、検出部５５は、前記赤外光が施術対象部位Ｅで反射した反射赤外光を受光して受光量を取得する構成とし、信号処理部５３は、この受光量を信号処理する構成とすることができる。これにより、受光量が最大（または最小）となるまでの時間に基づいて施術対象部位Ｅの硬さを取得する構成にすることができる。すなわち、エアパルスの噴射により施術対象部位Ｅが変形するとガイド光発光部５６からの赤外光を反射して検出部５５に入光する反射光の量が変化するため、受光量の変化から硬さを検出できる。
In addition, for example, the
これらの構成とした場合でも、施術対象部位Ｅの硬さを検出し、これに基づく診断や施術用レーザ光線５７ａの出力制御を実行できる。
Even in such a configuration, the hardness of the treatment target region E can be detected, and diagnosis based on this and output control of the
この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、
この発明の変形度合い取得手段および光量差取得手段は、実施形態の信号処理部５３に対応し、
以下同様に、
振動速度検出手段は、信号処理部５３および検出部５５に対応し、
硬さ検出手段は、信号処理部５３、検出部５５、および検出用レーザ光線５６ａに対応し、
出力制御手段は、レーザ出力制御部５４ａに対応し、
制御情報記憶手段は、記憶部５４ｃに対応し、
受光量検出手段および撮像手段は、検出部５５に対応し、
赤外光照射手段およびレーザ光線照射手段は、ガイド光発光部５６に対応し、
検出用の赤外光は、ガイド光発光部５６から照射される赤外光に対応し、
検出用のレーザ光線は、検出用レーザ光線５６ａに対応し、
レーザ照射手段は、レーザ発振部５７に対応し、
レーザ光線は、施術用レーザ光線５７ａに対応し、
気体噴射手段は、気体噴射部５８に対応し、
出力制御情報は、制御データ７０に対応するが、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。
In correspondence between the configuration of the present invention and the above-described embodiment,
The deformation degree acquisition means and the light quantity difference acquisition means of the present invention correspond to the
Similarly,
The vibration speed detection means corresponds to the
The hardness detection means corresponds to the
The output control means corresponds to the laser output control unit 54a,
The control information storage means corresponds to the storage unit 54c,
The received light amount detection means and the imaging means correspond to the
The infrared light irradiation means and the laser beam irradiation means correspond to the guide
The infrared light for detection corresponds to the infrared light emitted from the guide
The detection laser beam corresponds to the
The laser irradiation means corresponds to the
The laser beam corresponds to the
The gas injection means corresponds to the
The output control information corresponds to the
The present invention is not limited only to the configuration of the above-described embodiment, and many embodiments can be obtained.
この発明は、レーザを用いて生体を治療するような様々な装置に用いることができる。特に、内視鏡のように限られた空間内において、中空導波路でレーザ光線を伝送して治療するような装置に利用できる。 The present invention can be used in various devices that treat a living body using a laser. In particular, the present invention can be used in a device that transmits a laser beam through a hollow waveguide and treats it in a limited space such as an endoscope.
５０…レーザ治療装置、５３…信号処理部、５４ａ…レーザ出力制御部、５４ｂ…気体噴射制御部、５４ｃ…記憶部、５５…検出部、５６…ガイド光発光部、５６ａ…検出用レーザ光線、５７…レーザ発振部、５７ａ…施術用レーザ光線、５８…気体噴射部、６０…中空導波路、６０ａ…筒状体、６０ｂ…誘電体薄膜、７０…制御データ、Ｅ…施術対象部位
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記中空導波路を介して施術対象部位にレーザ光線を照射するレーザ照射手段と、
前記中空導波路を介して前記施術対象部位に気体を噴射する気体噴射手段と、
前記気体噴射手段による気体の噴射に基づいて前記施術対象部位の硬さを検出する硬さ検出手段とを備え、
前記硬さ検出手段を、
前記施術対象部位に検出用のレーザ光線を照射するレーザ光線照射手段と、前記気体噴射手段から噴射されたパルス状の加圧気体による振動での前記レーザ光線の周波数変化した周波数成分から振動速度を取得する振動速度検出手段とで構成するか、
あるいは、
前記施術対象部位に検出用の赤外光を照射する赤外光照射手段と、前記気体噴射手段から噴射された加圧気体による前記施術対象部位の変形前後の前記赤外光の反射光の受光光量を検出する受光量検出手段と、変形前後の受光量を比較した光量差を取得する光量差取得手段とで構成した
レーザ治療装置。 A hollow waveguide provided with a dielectric thin film on the inner surface of an internal hollow cylindrical body;
A laser irradiation means for irradiating a treatment target site with a laser beam through the hollow waveguide;
Gas injection means for injecting gas to the treatment target site through the hollow waveguide;
Hardness detection means for detecting the hardness of the treatment target site based on gas injection by the gas injection means,
The hardness detecting means;
A laser beam irradiating means for irradiating the treatment target site with a laser beam for detection, and a vibration speed from a frequency component with a frequency change of the laser beam caused by vibration caused by pulsed pressurized gas ejected from the gas ejecting means. Or a vibration speed detection means to obtain,
Or
Infrared light irradiating means for irradiating the treatment target site with infrared light for detection; and reception of reflected light of the infrared light before and after deformation of the treatment target site by the pressurized gas ejected from the gas ejection means A laser treatment apparatus comprising: a received light amount detecting unit that detects a light amount; and a light amount difference acquiring unit that acquires a light amount difference obtained by comparing the received light amount before and after deformation.
該硬さ検出手段により取得した硬さ情報と前記出力制御情報とに基づいて前記レーザ照射手段の出力制御を実行する出力制御手段とを備えた
請求項１記載のレーザ治療装置。 Control information storage means for storing appropriate output control information of the laser beam according to the hardness of the treatment target site determined by the hardness detection means,
The laser treatment apparatus according to claim 1, further comprising: output control means for executing output control of the laser irradiation means based on the hardness information acquired by the hardness detection means and the output control information.
前記中空導波路を介して施術対象部位にレーザ光線を照射するレーザ照射手段と、
前記中空導波路を介して前記施術対象部位に気体を噴射する気体噴射手段と、
前記気体噴射手段による気体の噴射に基づいて前記施術対象部位の硬さを検出する硬さ検出手段と
前記硬さ検出手段により判別される前記施術対象部位の硬さ別に前記レーザ光線の出力制御情報を記憶する制御情報記憶手段とを備え、
前記硬さ検出手段を、
前記施術対象部位に検出用のレーザ光線を照射するレーザ光線照射手段と、前記気体噴射手段から噴射されたパルス状の加圧気体による振動での前記レーザ光線の周波数変化した周波数成分から振動速度を取得する振動速度検出手段とで構成するか、
あるいは、
前記施術対象部位に検出用の赤外光を照射する赤外光照射手段と、前記気体噴射手段から噴射された加圧気体による前記施術対象部位の変形前後の前記赤外光の反射光の受光光量を検出する受光量検出手段と、変形前後の受光量を比較した光量差を取得する光量差取得手段とで構成したレーザ治療装置を用い、
前記硬さ検出手段により取得した硬さ情報と前記出力制御情報とに基づいて前記レーザ照射手段の出力制御を実行するレーザ出力制御方法。
A hollow waveguide provided with a dielectric thin film on the inner surface of an internal hollow cylindrical body;
A laser irradiation means for irradiating a treatment target site with a laser beam through the hollow waveguide;
Gas injection means for injecting gas to the treatment target site through the hollow waveguide;
Output control information of the laser beam according to the hardness of the treatment target region determined by the hardness detection unit and the hardness detection unit that detects the hardness of the treatment target region based on gas injection by the gas injection unit Control information storage means for storing
The hardness detecting means;
A laser beam irradiating means for irradiating the treatment target site with a laser beam for detection, and a vibration speed from a frequency component with a frequency change of the laser beam caused by vibration caused by pulsed pressurized gas ejected from the gas ejecting means. Or a vibration speed detection means to obtain,
Or
Infrared light irradiating means for irradiating the treatment target site with infrared light for detection; and reception of reflected light of the infrared light before and after deformation of the treatment target site by the pressurized gas ejected from the gas ejection means Using a laser treatment apparatus constituted by a received light amount detecting means for detecting a light amount and a light amount difference acquiring means for acquiring a light amount difference comparing the received light amount before and after deformation,
The laser output control method which performs output control of the said laser irradiation means based on the hardness information acquired by the said hardness detection means, and the said output control information.
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