JPH11332876A - レーザ光照射装置 - Google Patents

レーザ光照射装置

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JPH11332876A
JPH11332876A JP10140329A JP14032998A JPH11332876A JP H11332876 A JPH11332876 A JP H11332876A JP 10140329 A JP10140329 A JP 10140329A JP 14032998 A JP14032998 A JP 14032998A JP H11332876 A JPH11332876 A JP H11332876A
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JP
Japan
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cantilever
laser beam
laser light
shape memory
memory material
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JP10140329A
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English (en)
Inventor
Takeshi Kudo
剛 工藤
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Terumo Corp
Original Assignee
Terumo Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 挿入部の前方から側方へレーザ光を照射走査
することが可能なレーザ光照射装置を提供すること。 【解決手段】 カテーテル2内にレーザ光を導光する光
ファイバ3と、カテーテル2の先端近傍に設けられたレ
ーザ光反射手段とを有するレーザ光照射装置1におい
て、レーザ光反射手段は形状記憶材料を平板状に形成し
たカンチレバー5と反射表面6を備え、カンチレバー5
を加熱するための加熱手段として、リード線7とヒータ
8を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、カテーテル等の体
腔内へ挿入可能な本体の先端部よりレーザ光を照射する
ためのレーザ光照射装置に関し、詳しくは、レーザ焼灼
治療や検査を行うためのレーザ光照射装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より体腔内部に生じた癌や腫瘍等の
病変部を焼灼治療する目的で、種々の装置が開発されて
いる。この中で、例えば、特開平4−285550号や特開平5
−237132号には、形状記憶材料を用いてレーザ光の照射
方向を変えるものが開示されている。
【0003】これらの装置は、レーザ光を導く光ファイ
バを、例えば形状記憶合金の変形力によって湾曲させ、
その先端(出射端)の向きを変えさせることにより、レ
ーザ光を目的の方向へ照射するというものである。これ
らの装置を用いれば、光ファイバのレーザ光出射端の向
きを制御することが可能となり、レーザ光を所定の部位
に照射することが出来るという特徴があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】これら従来例の装置で
は、レーザ光照射方向を変えるために、光ファイバその
ものを湾曲させる仕組みとなっている。しかし、光ファ
イバは最小曲率半径より小さく曲げることはできず、ま
た体腔内、特に脈管内等の狭い空間の中では湾曲の角度
が大きく制限され、レーザ光を挿入軸方向の側方に向け
るような使い方は困難であった。
【0005】本発明においては、挿入部の前方と側方へ
のレーザ光の照射が切り替えでき、管腔臓器内や脈管内
のように狭い空間でも挿入部周囲の管腔組織内壁に照射
が可能なレーザ光照射装置を提供することを目的とす
る。
【0006】また、本発明においては、挿入部の前方か
ら側方へレーザ光を照射走査することが可能で、かつレ
ーザ光を体腔内に照射走査するための機構を簡素でかつ
小型のものとし、患者への負担が軽く、かつ信頼性の高
いレーザ光照射装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
(1)〜(6)の発明により達成される。
【0008】(1)長尺な挿入部と、該挿入部内にレー
ザ光を導光する導光手段と、前記挿入部の先端近傍に設
けられたレーザ光反射手段とを有するレーザ光照射装置
において、前記レーザ光反射手段は形状記憶効果を有す
る物質を平板状に形成したカンチレバー(cantilever:
片持支持梁)と反射表面を備え、前記カンチレバーを加
熱するための加熱手段を更に有することを特徴とするレ
ーザ光照射装置。
【0009】(2)前記カンチレバーが全方位性形状記
憶材料であることを特徴とする上記(1)記載のレーザ
光照射装置。
【0010】(3)前記カンチレバーが二方向性形状記
憶材料であることを特徴とする上記(1)記載のレーザ
光照射装置。
【0011】(4)前記カンチレバーが一方向性形状記
憶材料であって、前記レーザ光反射手段が前記カンチレ
バーを湾曲させるような力を加えるバイアスバネ材を更
に有することを特徴とする上記(1)記載のレーザ光照
射装置。
【0012】(5)前記加熱手段が前記カンチレバーに
平板状のヒータ手段を積層してなることを特徴とする上
記(1)記載のレーザ光照射装置。
【0013】(6)前記カンチレバーの周囲に冷却用流
動体を供給・排出する冷却手段を更に有することを特徴
とする上記(1)記載のレーザ光照射装置。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明のレーザ光照射装置
について、添付図面に示す好適実施例を参照しつつ、詳
細に説明する。
【0015】図1、図2は、本発明に係るレーザ光照射
装置の先端部の構成を説明するための図であり、図1は
側方へレーザ光を照射する状態を示すものであり、図2
は前方へ照射する状態を示すものである。また、図3は
図2の状態の正面図およびそのA−A断面図であり、図
4は図1の状態の正面図およびそのB−B断面図であ
る。
【0016】図1乃至図4において、レーザ光照射装置
1は、体腔内への挿入部であるカテーテル2の内部に、
レーザ光照射装置1の基端に接続される図示しないレー
ザ光源より発生するレーザ光を導光する光ファイバ3が
挿入されており、カテーテル2の先端にはレーザ光が透
過するようアクリル樹脂や石英等の光透過性材料からな
る先端キャップ4が取り付けてある。
【0017】カンチレバー5は、全方位性形状記憶材料
からなるアクチュエータであり、カンチレバー5のレー
ザ光が照射される表面にはレーザ光を効率的に反射でき
るよう、反射表面6が設けてある。また、加熱手段とし
て、通電用のリード線7とリード線7に接続されたヒー
タ8が設けられている。ヒータ8は平板状に形成され、
カンチレバー5に積層して設けられる。
【0018】光ファイバ3のレーザ光出射端にはコリメ
ート用のレンズ9が設けられている。通常の光ファイバ
では、出射されたレーザ光は光ファイバのコアの屈折率
で決まる開口角度(40度前後)で広がってしまう。これ
では、出射されたレーザ光のごく一部しか反射表面に達
しないだけでなく、反射した後のレーザ光のプロファイ
ルも著しく低下する。コリメート用のレンズ9は、レー
ザ光の拡散を出来るだけ抑制し、収束光を出射するため
のものである。
【0019】コリメート用レンズ9を取り付けた状態で
の光ファイバ3の出射端の直径は1.5mm、カンチレバ
ー5上に設けられた反射表面6の大きさは1mm×1m
mであり、これらが外径(直径)3mmのカテーテル2
に内蔵されている。
【0020】カテーテル2は、光ファイバ3の周囲に空
隙を有するように形成され、周囲の空隙は給気用ルーメ
ン10aおよび排気用ルーメン10bとして作用するこ
とができる。カテーテル2の内孔には、仕切壁11が形
成されており、この仕切壁11が、光ファイバ3および
レンズ9を固定しつつ、給気用ルーメン10aと排気用
ルーメン10bとを分離して形成する。これらルーメン
10a、10bを介して、カテーテル2の基端部より図
示しない冷却流体循環装置から、冷却流体として二酸化
炭素ガスを循環させる。本装置の冷却に用いられる二酸
化炭素ガスは、カテーテル2の内部を流通するのみであ
り、カテーテル2の外部に漏れ出ることはない。
【0021】ヒータ8は、平板化された白金からなり、
形状記憶材料からなるカンチレバー5と積層構造に形成
されている。これにカテーテル2内を通してきたリード
線7を介して電流を流すことにより、形状記憶材料の変
形に必要なだけの熱量が得られる仕組みである。
【0022】カンチレバー5はヒータ8に通電されてい
ない状態(加熱がない状態)では、図2および図3に示
すように、まっすぐに延びた状態になっている。反射表
面6はレーザ光の照射範囲から完全にはずれており、こ
の状態では、レーザ光はカテーテル軸方向先端の向き
(前方)に照射されることになる。
【0023】ヒータ8に電流を流し、形状記憶材料に熱
を加え、徐々に温度を上昇させていくと、カンチレバー
5は図1および図4のように、レーザ光の光軸と約45度
で交わるような形状となる。本実施例では、このときの
温度は約80度であるが、加熱はカンチレバー5近傍のご
く局所的なものであるため、カテーテル2の外部まで加
熱されることはない。このとき、カテーテル2の先端方
向から光ファイバ3の出射端の方を見た状態を図示する
と、図4のように、光ファイバ3の出射端はカンチレバ
ー5の反射表面6の陰に隠れた状態となる。レーザ光は
反射表面6で反射され、その結果カテーテル2の軸から
90度側方へ照射されるようになる。
【0024】本実施例では、形状記憶物質として全方位
性形状記憶材料を用いたため、加熱による温度と、予め
記憶させていた形状に応じて、カンチレバー5は図1の
状態と図2の状態の間の任意の角度を取ることが出来
る。このとき、レーザ光はカテーテル2の軸方向前方と
側方の間の任意の向きに照射されることとなる。
【0025】ヒータ8への通電を停止し、加熱をやめる
と、形状記憶材料はカテーテル2のルーメンを通って通
気された二酸化炭素ガスの流れによって急速に冷やさ
れ、これに伴って形状記憶材料は常温での形(真っ直ぐ
な状態)にもどる。この通気冷却によりカンチレバー5
の温度を急速に低下させることが可能となるため、自然
冷却時と比べてカンチレバー5を急速に常温時の角度に
復帰させ、ひいてはレーザ光の走査速度を向上させるこ
とが出来る。
【0026】ここで、ヒータ8へ断続的に通電を繰り返
すことにより、カテーテル2から外部へ照射されるレー
ザ光を走査することができる。また、ある向きに照射を
固定したい場合は、形状記憶材料の温度が一定となるよ
うに通電量を調整すればよい。
【0027】本実施例においては、形状記憶材料として
全方位性形状記憶材料を用いたが、二方向性形状記憶材
料を用いることも出来る。二方向性形状記憶材料は、カ
ンチレバーで保持できる角度が特定の二つの角度(通常
は、まっすぐの状態とレーザ光に対して45度の状態)に
限られ、その間の任意の角度を保持することは出来ない
が、それ以外は同様の仕組みでレーザ光の照射に用いる
ことが出来る。
【0028】さらに、形状記憶材料として一方向性形状
記憶材料を用い、これを湾曲させるような力を加えるバ
イアスバネ材をカンチレバーに積層し、組み合わされた
構造を用いることもできる。このように構成すれば、バ
イアスバネでカンチレバーが湾曲したことにより得られ
るカンチレバーの角度と、加熱手段で加熱されたときに
形状記憶物質が記憶していたカンチレバーの角度との2
つの角度が得られるため、加熱の程度に応じてレーザ光
がカンチレバー上の反射表面に入射する角度が変わり、
レーザ光を2方向へ照射することが出来る。
【0029】なお、カンチレバー5に用いた形状記憶材
料としては、形状記憶樹脂や形状記憶合金が好適に用い
られ、具体的には、ポリウレタン系ポリマー、ポリイソ
プレン系ポリマー、ポリソルボルネン系ポリマー等の形
状記憶樹脂や、NiTi系合金、Cu−Zn−Al系合
金、Cu−Al−Ni系合金等の形状記憶合金が好まし
い。また、これらの形状記憶材料の変態点は40度〜8
0度程度であることが好ましい。変態温度は、カテーテ
ル2の外へ熱が漏れることなく、かつ非加温時に変形す
る虞の無い温度が選択されるべきである。
【0030】また、反射表面6は、カンチレバー5の表
面に金属薄膜を形成する事によって得ることが出来る。
具体的には、Al、Ti、Pt等の金属を蒸着すること
によって、反射率の高い反射表面が好適に得られる。
【0031】なお、以上説明した本発明の実施例は、本
発明の理解を容易にするために記載されたものであっ
て、本発明を実施例に限定するものではない。したがっ
て、上記実施例に開示された各要素は、本発明の技術的
範囲に属するすべての設計変更や均等物をも含むもので
ある。
【0032】たとえば、本実施例はカテーテルを用いた
レーザ焼灼治療や検査の場面で本発明によるレーザ光照
射装置を用いる場合について説明したが、機械の内部検
査に用いるレーザポインタやレーザマーカなど、工業分
野での利用に応用してもかまわない。
【0033】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、病
変部へのレーザ光の走査が形状記憶材料によって駆動さ
れるカンチレバーの角度変化によって実現されるため、
体腔内へ挿入されるカテーテルの本体は動かすことな
く、一定の範囲にレーザ光を照射することが可能とな
る。すなわち、管腔臓器内等の狭い空間でもレーザ光の
走査照射が可能となり、効率的かつ安全にレーザ光によ
る治療や検査が出来るようになる。
【0034】また、レーザ光を走査する機構が非常に簡
素でかつ小型であるため、レーザ光照射装置を内蔵する
カテーテルも細径のものを用いることができ、治療、検
査を受ける患者の身体的負担を軽減することが可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のレーザ光照射装置の実施例を示す先端
部の透視図である。
【図2】本発明のレーザ光照射装置の実施例を示す先端
部の透視図である。
【図3】図2の状態の正面図および断面図である。
【図4】図1の状態の正面図および断面図である。
【符号の説明】
1 レーザ光照射装置 2 カテーテル 3 光ファイバ 4 先端キャップ 5 カンチレバー 6 反射表面 7 リード線 8 ヒータ 9 コリメート用のレンズ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 長尺な挿入部と、該挿入部内にレーザ光
    を導光する導光手段と、前記挿入部の先端近傍に設けら
    れたレーザ光反射手段とを有するレーザ光照射装置にお
    いて、前記レーザ光反射手段は形状記憶効果を有する物
    質を平板状に形成したカンチレバーと反射表面を備え、
    前記カンチレバーを加熱するための加熱手段を更に有す
    ることを特徴とするレーザ光照射装置。
  2. 【請求項2】 前記カンチレバーが全方位性形状記憶材
    料であることを特徴とする請求項1記載のレーザ光照射
    装置。
  3. 【請求項3】 前記カンチレバーが二方向性形状記憶材
    料であることを特徴とする請求項1記載のレーザ光照射
    装置。
  4. 【請求項4】 前記カンチレバーが一方向性形状記憶材
    料であって、前記レーザ光反射手段が前記カンチレバー
    を湾曲させるような力を加えるバイアスバネ材を更に有
    することを特徴とする請求項1記載のレーザ光照射装
    置。
  5. 【請求項5】 前記加熱手段が前記カンチレバーに平板
    状のヒータ手段を積層してなることを特徴とする請求項
    1記載のレーザ光照射装置。
  6. 【請求項6】 前記カンチレバーの周囲に冷却用流動体
    を供給・排出する冷却手段を更に有することを特徴とす
    る請求項1記載のレーザ光照射装置。
JP10140329A 1998-05-22 1998-05-22 レーザ光照射装置 Pending JPH11332876A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011105631A1 (ja) * 2010-02-26 2011-09-01 学校法人慶應義塾 光化学反応により心筋組織の光線力学的アブレーションを行うカテーテル

Cited By (4)

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WO2011105631A1 (ja) * 2010-02-26 2011-09-01 学校法人慶應義塾 光化学反応により心筋組織の光線力学的アブレーションを行うカテーテル
CN103108601A (zh) * 2010-02-26 2013-05-15 学校法人庆应义塾 利用光化学反应进行心肌组织的光动力学消融的导管
JPWO2011105631A1 (ja) * 2010-02-26 2013-06-20 学校法人慶應義塾 光化学反応により心筋組織の光線力学的アブレーションを行うカテーテル
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