JPH0947518A - フォトダイナミックセラピ用光ファイバレーザ導光プローブ - Google Patents
フォトダイナミックセラピ用光ファイバレーザ導光プローブInfo
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Abstract
で通しても損傷を受けないフォトダイナミックセラピ用
光ファイバレーザ導光プローブを提供することを目的と
する。 【構成】 光ファイバAの先端にポリアミド樹脂製先端
チップ4を装着する。
Description
ピとして知られる早期ガンの光線力学的治療に用いられ
る光ファイバレーザ導光プローブに関するものである。
る早期ガンの光線力学的治療は、内視鏡で体腔内を観察
しながら内視鏡のカン子口から挿入した光ファイバレー
ザ導光拡散プローブで患部に必要エネルギー量のレーザ
を照射することで行われる。特に喉頭部、子宮頸などの
管状器管、胃、肝臓などの袋状器管など体腔の形状に応
じたレーザ光照射を行えるチップを先端に設けることが
必要である。このために従来提案された方法としては、
米国特許第4693556号や米国特許第466092
5号等に提案されているような、光の均一拡散を目的と
して石英の微粉末を含む紫外線硬化樹脂で先端にチップ
を形成したものや、米国特許第4676231号で提案
されているような、中空透明チップ内に微粒子を懸濁し
た透明液体を入れる方法、あるいは、米国特許第464
9151号の本文及び図に中空透明チップの内部面に光
拡散粒子を混合したエポキシ樹脂を塗装することが示唆
されている。
いた場合、無機材料を使用した先端チップ(例:石英、
サファイヤ、ガラスなど)はパルスレーザから発生する
衝撃波の集中、高密度化があった場合、非常に割れ、破
損し易く、危険である。同様のことが硬質のプラスチッ
ク(例ポリメチルメタアクリレート樹脂、ポリスチレン
樹脂など)を使用したチップでも発生し易い。
られるポリアセタール樹脂製の先端チップなどは、レー
ザ熱分解で生体に有害なホルマリンが発生する可能性が
ある。
てポリオレフィン樹脂、特にポリエチレン樹脂製の先端
チップを提案した。
長のエキシマダイレーザ光を4mJ〜8mJ/パルスの
強さのパルスレーザとして40〜80Hzの周波数で入
射し、総計600Jの先端チップからの出射エネルギー
になるようにファイバ端から入射して使用した場合何等
の不都合も発生しなかった。
8mJ/パルス以上のレーザ強度で、80Hz以上の周
波数でファイバ端から入射して使用した場合にはレーザ
による加熱による温度上昇で、チップの熱軟化、膨張、
曲りが発生したり、又遊離炭素発生による黒化現象が起
る場合があることが発見された。
効率アップのために、強いレーザ光を急速に与えて同一
のレーザ照射量を可及的短時間に照射しようとするのは
当然のことであり、これに対応して先端チップも改良さ
れねばならない。
る先端チップの損傷、特に患者に対して害を与えるよう
な損傷は完全にさけなくてはならない。
用先端チップは、連続波レーザ用と異なって非常に注意
深く選定する必要がある。
大きいパルス波レーザ光を高繰返し周波数で通しても使
用上安定し、安全性の高いフォトダイナミックセラピ用
光ファイバレーザ導光プローブを提供することにある。
質として、ナイロン6として知られるポリカプロラクタ
ムや、ナイロン66として知られるポリヘキサメチレン
アジパミドや、ナイロン11として知られるポリ11−
アミノウンデカン酸、又はナイロン12として知られる
ポリ12−アミノドデカン酸などのポリアミド樹脂を用
いることを特長とする。
リオレフィン樹脂製の先端チップは、比較的低いパルス
レーザエネルギーを使用する場合は問題がないが、高い
エネルギーレベルのパルスレーザ光を用いた場合、その
エネルギーによる変質が発生し、これはポリオレフィン
長鎖分子の分子間結合力の不足によるものと考えられ
る。
とらせる手段として、芳香環同志のファンデアバールス
力を用いたり、又アミド結合同志の水素結合力を用いた
りすることができるが、本発明の場合ポリアミドの分子
間水素結合による相互間力の利用が好適であることが見
出したものである。
のポリアミド樹脂を使用した場合例えば8mJ/パルス
以上のエネルギーをもつパルスレーザ波を80Hz以上
の高繰返し周波数でファイバ端から入射した場合、従来
よりかなり多くのレーザ照射量であるにも拘らず、チッ
プの熱軟化、膨張、曲り、発泡などの不都合は見出され
なかった。又心配されたパルス衝撃エネルギーによるC
−C,C−H,C−O,C−Nなどの結合の切断による
遊離炭素による黒化現象も、過大なレーザエネルギー照
射量の場合における多少の黒化を除いては問題にならな
いことが見出された。
ナイロン610,ナイロン11,ナイロン12又は共重
合ナイロン製の光ファイバレーザ導光プローブの先端チ
ップは、素材ブロックからの切削加工によっても、溶融
物からの成型によっても製作できるが、溶融物を金型中
で急冷するとほぼ透明となり、レンズやプリズム又はミ
ラー的な導光材料として用いることができる。一方溶融
物からの徐冷やガラス転移点前後でのアニーリング又は
湿熱処理により分子球晶の寸法を、使用するレーザ光線
の波長以上の大きさに成長させることにより当該波長の
レーザ光線を散乱させることができ、この場合光拡散性
のチップ材料としての使用ができる。
ルスレーザ耐久性が高いと共に、光ファイバレーザデバ
イスの先端チップとして、このように光学レンズやプリ
ズムとして用いられる透明材としても、又不透明光拡散
材としても使用できる特異な材料として特長がある。
め、チップの中空部内面に光反射ミラーを設けることは
有効である。また、チップ内面に刻み目を設けたり、チ
ップ内の光ファイバの先端のクラッドを除去して露出
し、その表面を粗化したり、コアの光出射端面を粗化す
ることは出射光を均一化するために有効な手段である。
かである。
光ファイバAとしてハードクラッドPCS、東レ(株)
HNS、FB400(コア径400μm)を使用し、1
はコア、2はプラスチッククラッド、3はプラスチック
ジャケット、4はポリアミド樹脂製光拡散チップ、5は
プラスチックジャケット3とチップ4間にねじ込みかつ
エポキシ樹脂で接着固定するねじ部、6は中空部であ
る。なおパルスレーザ光を入射する光ファイバの他端は
表示していない。
で、光ファイバAの先端部のプラスチックラッドを除去
してコア先端部7を露出させて出射光が増すようにした
ものである。
ので、プラスチッククラッドを除去したコア1の先端部
7にサンドプラスト加工して粗面化して出射光が均一化
するようにしたものである。なお、8は光拡散用にラセ
ンを切ったチップ内面部、9は光反射ミラーである。
示すもので、露出させ且つ表面を粗面化したコア先端部
7’の側面部とその端面に対向して、チップ4の内面に
反射ミラー10を設けたものである。この実施例による
と出射光量を一層増加することができる。
射光を拡散光として出射光を均一化するようにしたもの
で、図6は全方向出射型のもの、図7は側方向出射型の
ものである。
ミド樹脂製先端チップの外径は1.5〜2.0mmのも
のを製作し、第1の実施例で述べた東レ(株),FB4
00ハードクラッドPCS光ファイバに強固に固定し
た。
いて、ナイロン66製の光拡散チップ4を光ファイバ先
端に取付けて、通常の条件は4mJ/パルス,40Hz
のレーザ入射条件下20分にて約200Jのチップから
の出射照射を行うのに対して、8mJ/パルス,80H
zのレーザ入射という高エネルギー、高周波数で導光プ
ローブへの入射を行った。この場合、通常の条件で20
分を要する照射時間にたいし、5分で等量のレーザエネ
ルギー照射が行える。
(先端チップ41及び42)に光ファイバAの先端を挿
入接着固定した簡便的な実用的レーザデバイスの異なる
実施例を示すものである。
たように、急冷したナイロンにおいては、その成型品は
ほゞ透明の様相を示すので、図8に示す実施例では、球
面とした先端41aはチップと一体をなす凸レンズとし
て仂き、光ファイバAの先端から出射したレーザ光線を
所定のスポットに集光することが出来る。なお先端41
aと内側面41bは鏡面仕上げしてある。
11成型品(先端チップ42)の先端内面42bを45
度の傾斜面とし、この内面42bと対向する外側面42
cを鏡面仕上げとして、光ファイバAから出射したレー
ザ光線を反射ミラーの作用を示す内面42bにより反射
させて側方へ出射する形のレーザデバイスを提供するも
のである。
を3個選んでテストした場合の結果を示すもので、ナイ
ロン66製の先端チップの安定性はこのような激しい条
件下でも、15分程度の通常使用条件下では劣化は問題
にならないことが判った。
端チップ4をナイロン11樹脂により製作し、その製品
から4個を選んでテストした場合の結果を示すもので、
図8の場合と全く同一の激しい条件下にてレーザエネル
ギーを通過させた時の出射レーザエネルギーの時間的変
化を示す。前例と同様に15分程度の通常使用条件下で
は劣化は問題にならず、この性質は他の樹脂製の先端チ
ップでは破壊、発熱による高温による曲り、発泡、ふく
れなどで全く達成されないものであった。
した図1の構造のプローブと、先端チップをポリプロピ
レン製とした同一の構造のプローブの出射レーザエネル
ギーの時間的変化を示すグラフで、ナイロン11製材質
の本発明のプローブの方が格段に耐久性に勝れているこ
とがわかる。
材料をナイロンとして知られるポリアミド樹脂で製作す
ることにより、通常より著しく高エネルギーのパルスレ
ーザ波を高繰返し周波数で通過させても異常が発生せ
ず、その結果、治療所要時間が著しく短縮できる。従っ
て、フォトダイナミックセラピとして知られるガンの光
線力学的治療に用いる光ファイバレーザ導光デバイスと
して優れたものを提供できる。
である。
である。
断面図である。
断面図である。
例の断面図である。
例の断面図である。
チップを用いた先端出射型の他の異なる実施例の断面図
である。
チップを用いた側方出射型の他の異なる実施例の断面図
である。
の光拡散先端チップを使用した場合の先端チップからの
出射レーザエネルギー強さの時間変化を示すグラフであ
る。
の光拡散先端チップを使用した場合の先端チップからの
出射レーザエネルギー強さの時間変化を示すグラフであ
る。
の先端チップを使用した場合と、同じ構造で先端チップ
をポリプロピレン製とした場合の耐久性を示す比較図で
ある。
Claims (6)
- 【請求項1】 光ファイバ中を導光して来たパルスレー
ザ光線を所定の対象に対して照射するため、ポリアミド
樹脂製先端チップを光ファイバ先端部に装着したことを
特徴とするフォトダイナミックセラピ用光ファイバレー
ザ導光プローブ。 - 【請求項2】 ポリアミド樹脂製先端チップ内の中空部
に光反射用ミラーを設けたことを特徴とする請求項1記
載のフォトダイナミックセラピ用光ファイバレーザ導光
プローブ。 - 【請求項3】 ポリアミド樹脂製先端チップの内面に光
反射用の刻み目を設けたことを特徴とする請求項1記載
のフォトダイナミックセラピ用光ファイバレーザ導光プ
ローブ。 - 【請求項4】 ポリアミド樹脂製先端チップ内の中空部
に突出した光ファイバのコア部を露出し、端面を粗化し
たことを特徴とする請求項1記載のフォトダイナミック
セラピ用光ファイバレーザ導光プローブ。 - 【請求項5】 ポリアミド樹脂製先端チップをレンズの
形状とし、レーザ光線の集光又は拡散用レンズとしたこ
とを特徴とする請求項1記載のフォトダイナミックセラ
ピ用光ファイバレーザ導光プローブ。 - 【請求項6】 ポリアミド樹脂がナイロン11又はナイ
ロン12又はナイロン66である請求項1記載のフォト
ダイナミックセラピ用光ファイバレーザ導光プローブ。
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