(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の皮膚上のシワ、アザ、シミ等を除去するために治療用レーザ光として赤外レーザ光を治療部位上で走査させるレーザ光走査手段と、該レーザ光走査手段により走査される領域をアライメントスポット光により走査するアライメント光走査手段とを有するレーザ治療装置において、
前記アライメントスポット光による反射光量を増大又は減少させるためのマーキングをその外縁に施した治療部位を含む所定領域内に走査された前記アライメントスポット光の反射光を検出する反射光検出手段と、該反射光検出手段による検出結果に基づいて前記治療部位の外縁を求め，その外縁内を前記治療用レーザ光のスキャニング領域として決定するスキャニング領域決定手段と、前記スキャニング領域決定手段により決定されたスキャニング領域の外縁上に再度前記アライメントスポット光を走査させることにより前記決定されたスキャニング領域の良否を確認するためのスキャニング領域確認手段と、該スキャニング領域確認手段にて良しとされた前記スキャニング領域に基づいて前記レーザ光走査手段の動作を制御する制御手段と、を備えることを特徴とするレーザ治療装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、患者の治療部位（患部）にレーザ光を照射して治療を行うレーザ治療装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりレーザ光を患者の治療部位（患部）に照射することにより治療を行うレーザ治療装置が知られている。近年では、患者のシワ、アザ、シミ等を除去するために、赤外域に波長を持つＣＯ2 レーザ（炭酸ガスレーザ）を使用したレーザ治療装置が注目されている。この装置による形成治療では、装置に予め記憶されている数種類のスキャニング形状から治療部位が含まれるような形状、大きさのスキャニング領域を選択し、治療レーザ光をそのスキャニング領域内でスキャン（走査）させながらレーザ照射をおこなっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような形成治療の対象となる治療部位の形状は一様ではないため、装置に予め記憶されている特定形状のスキャニング領域だけでは不十分な場合がある。治療部位を含むように大きめのスキャニング領域のものを使用すると、治療部位以外の組織に対するレーザ照射の割合が多くなる。治療部位以外への照射をできるだけ避けるためには、治療部位に対してスキャニング領域を分割してレーザ照射を行う必要があるが、これは効率が悪い。
【０００４】
本発明は上記問題点を鑑み、治療部位の形状に応じたスキャニング領域の設定が容易にでき、適切な治療が行えるレーザ治療装置を提供することを技術課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。
【０００６】
（１）  患者の皮膚上のシワ、アザ、シミ等を除去するために治療用レーザ光として赤外レーザ光を治療部位上で走査させるレーザ光走査手段と、該レーザ光走査手段により走査される領域をアライメントスポット光により走査するアライメント光走査手段とを有するレーザ治療装置において、
前記アライメントスポット光による反射光量を増大又は減少させるためのマーキングをその外縁に施した治療部位を含む所定領域内に走査された前記アライメントスポット光の反射光を検出する反射光検出手段と、該反射光検出手段による検出結果に基づいて前記治療部位の外縁を求め，その外縁内を前記治療用レーザ光のスキャニング領域として決定するスキャニング領域決定手段と、前記スキャニング領域決定手段により決定されたスキャニング領域の外縁上に再度前記アライメントスポット光を走査させることにより前記決定されたスキャニング領域の良否を確認するためのスキャニング領域確認手段と、該スキャニング領域確認手段にて良しとされた前記スキャニング領域に基づいて前記レーザ光走査手段の動作を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
【実施例】
以下、図面に基づいて本発明を説明する。図１は本実施例であるレーザ治療装置の外観略図、図２は制御系要部図を示す。
【００１４】
１はレーザ装置本体であり、レーザ装置本体１内には後述する制御部２０、治療用レーザ光源２１、エイミング光源２２、スキャナーコントローラ２３、導光光学系等が収納されている。本実施例では、治療用レーザ光源２１として赤外レーザ光束を出射するＣＯ2 レーザ光源を、エイミング光源２２としては可視の赤色光を出射する半導体レーザを使用している。２は多関節アーム部、３はスキャニング用ハンドピースユニット、４はケーブル、５はコネクタ部、６はエアチューブ、７はレーザ照射条件等の各種設定条件を入力するためのコントロールパネル、８はトリガ信号を発信させるためのフットスイッチである。
【００１５】
多関節アーム部２は数本の剛体管が駆動可能なように関節部によって連結されており、術者はハンドピースユニット３を自由に移動させることができる。多関節アーム部２の各関節部にはミラーが配置されており、レーザ装置本体１内で同軸にされた治療用レーザ光及びエイミング光を多関節アーム部２内を通過させてハンドピースユニット３まで導光する。ハンドピースユニット３は、目的、使用法により種々のものに取換え可能であるが、本実施例では治療用レーザ光をスキャン（走査）させて治療を行うスキャナーヘッドを備えるスキャニング用ハンドピースユニット３を例にとって説明する。
【００１６】
図３はスキャニング用のハンドピースユニット３の要部構成略図を示す。ハンドピースユニット３はスキャナー部１０とハンドピースヘッド部１１から構成され両者は取り外し可能である。スキャナー部１０内には、多関節アーム部２内を通過してきた治療用レーザ光及びエイミング光を治療部位でＸＹ方向にスキャンさせるための駆動ミラー１２ａ、１２ｂ、それぞれの駆動モータ１７ａ、１７ｂ、集光レンズ１３、ビームスプリッタ１４、フィルタ１５、受光素子１６を備える。集光レンズ１３は患部上において焦点を結ぶようにレーザ光を集光する。フィルタ１５は赤外光束をカットし、可視光束（患者皮膚より反射されるエイミング光）を透過させる特性を備えており、受光素子１６に赤外光束が入射することを防止する。駆動モータ１７ａ、１７ｂはレーザ装置本体１内に設けられたスキャナーコントローラ２３により制御され、制御信号はスキャナーコントローラ２３を出た後、コネクタ部５、ケーブル４を介してスキャナー部１０に送信され、駆動ミラー１２ａ及び１２ｂがそれぞれ揺動制御される。
【００１７】
ハンドピースヘッド部１１は透明な樹脂により略円錐形状に形成されており、ハンドピースヘッド部１１の下端部を患者に当接させたときにも外部から治療部位及び照射領域を視認することができる。ハンドピースヘッド部１１の高さは、集光レンズ１３により集光されるレーザ光の焦点位置が患部上に位置するように設定されている。また、ハンドピースヘッド部１１の下端部全面を当接させることによりその当接状態が安定し、後述する任意形状のスキャニング領域の作成（スキャニング領域の読み込み記憶）を安定して行うことができる。尚、ハンドピースヘッド部１１の下端部はレーザ光のスキャニング領域を確保する大きさとしている。
【００１８】
ハンドピースヘッド部１１の側面には、レーザ照射中に治療部位から発生する煙をハンドピース部１１内から排除するための切り欠き状の煙排出口１９が設けられている。煙の排除は、レーザ装置本体１内に設けられたエアパージポンプ２４から噴出される空気をコネクタ部５、エアチューブ６を介してハンドピースヘッド部１１の上部に設けられた空気噴出口１８から噴出させ、噴出された空気によって治療部位より発生する煙を煙排出口１９から排除することにより行う。
【００１９】
なお、ハンドピースへッド部１１は焦点距離保持用の柱状物を備えた金属製のものでもよい。この場合、ハンドピースへッド部の安定性を持たせるために、少なくとも３本の柱状物を設けることが好ましい。
【００２０】
図４にコントロールパネル７の正面図を示す。コントロールパネル７は、レーザ照射可能状態（READY 状態）と待機状態（STANDBY 状態）の切り換えを行うREADY/STANDBY スイッチ３０、装置の各種モード（ＣＷモード、PULSE モード、SCANモード、MEMORYモード）の設定を行うスイッチ群３１、レーザ照射のパターン（CONT. パターン、SINGLEパターン、REPEATパターン）を設定するスイッチ群３２、レーザ照射のパワーを設定するスイッチ３３、レーザ照射の時間を設定するON TIME 設定スイッチ３４、REPEATパターン時のレーザ照射の休止時間を設定するOFF TIME設定スイッチ３５、レーザの照射位置の微調整を行うアライメントスイッチ３６（MEMORYモード時には後述する閾値の設定に使用される）、レーザ照射密度を設定するスイッチ３７、メモリ２５に記憶されているレーザ照射のスキャニング形状（三角形、四角形、六角形等の固定形状の他、MEMORYモードで記憶させた任意の形状）を選択する照射形状設定スイッチ３８、照射サイズを設定するスイッチ３９、PULSE モード時におけるレーザパルス照射の間隔を設定するスイッチ４０、等の各種スイッチと、スキャナーに関する情報を表示するためのディスプレイ４１、エラーメッセージやマシン状態の情報を表示するためのディスプレイ４２から構成されている。
【００２１】
以上のような構成を備える装置において、その動作を説明する。ここではレーザ照射のスキャニング領域を任意の形状に設定した後、その領域に従ってレーザ照射を行う動作を図５、６に基づいて説明する。図５は後述するマーキングを施した部分の領域検出のための説明図であり、図６は特定走査ライン上でスポット光を走査させた場合の受光素子１６により検出される受光量の変化図である。
【００２２】
まず、図５に示すように、治療部位５１の外縁部分をエイミング光源２２からの光の波長に対して反射率の高い色彩（蛍光色等）のマーカーで囲むようにしてマーキングを施しておく。本実施例でのスキャニング領域形状の設定は、エイミング光源２２からのスポット光（以下、アライメントスポット光という）をスキャンさせながら投影して患者の皮膚を照明し、患者皮膚からの反射光の輝度（光量）を受光素子１６で受光し、マーキングした部分５２の領域内を読み取ることにより行う。このため治療部位の外縁部分へのマーキングは、患者の皮膚（治療部位以外の組織）との違いが明確なものが好ましい。
【００２３】
続いて、コントロールパネル７上のMEMORYモード切換スイッチ３１ｂを押し、レーザ照射のスキャニング形状を記憶させるMEMORYモードにする。ディスプレイ４１には記憶先のファイル名が表示されるので、照射形状設定スイッチ３８を押すことによりファイル名を選択する。
【００２４】
MEMORYモードにすると、スキャナーコントローラ２３は駆動モータ１７ａ、１７ｂを駆動して駆動ミラー１２ａ、１２ｂをMEMORYモード時の原点位置に位置させる。なお、以下では説明の便宜上、アライメントスポット光及び治療レーザ光の照射される位置をｘｙ座標で表し、駆動ミラー１２ａ、１２ｂの原点位置は、図５のようにスキャン可能領域でのアライメントスポット光の位置が座標（ｘ，ｙ）＝（ｘ0 ，ｙ0 ）となる位置とする。
【００２５】
MEMORYモードにした後は、アライメントスイッチ３６のＵＰ及びＤＯＷＮスイッチによって、マーキング部分５２を判別するための輝度を、閾値より高いものとするか、低いものとするかの設定を行う。実施例では蛍光色等の反射率の高いマーカーによるマーキングを行なうものとしたので、輝度の高い方に設定する。そして、アライメントスイッチ３６のＲＩＧＨＴ及びＬＥＦＴスイッチを操作することによって、マーキング部分抽出のための閾値の輝度値を設定する。その設定値はディスプレイ４１に表示される。このとき、アライメントスポット光が位置している（ｘ0 ，ｙ0 ）部分の反射輝度を検出してディスプレイ４１に表示することにより、術者は閾値の設定輝度の目安とすることができ、容易に閾値を設定することができる。さらに、スイッチ３７により走査密度を設定する。走査の密度が高くなると、精密なスキャニング領域の形状を特定することができる。
【００２６】
このようにして必要な設定ができたら、ハンドピースヘッド部１１の下端部を患者の治療部位がほぼ中央に位置するように当接させ、READY/STANDBY スイッチ３０を押してスキャニング領域の読取りを開始する。MEMORYモード時においては、このスイッチはスキャニング領域の読取りのスタートスイッチとして機能する。スイッチ３０からの信号が制御部２０を介してスキャナーコントローラ２３に入力されると、スキャナーコントローラ２３は駆動モータ１７ａ、１７ｂを駆動して駆動ミラー１２ａ、１２ｂの回転角を制御し、アライメントスポット光を図５の矢印５０で示すように移動させる。図５中の２点鎖線は、アライメントスポット光の移動可能範囲（駆動ミラーの可動範囲）を示しており、スイッチ３７によって設定された走査ラインの密度に基づいて移動可能範囲をＸ方向にｘ0 〜ｘLIM 、Ｙ方向にｙ0 〜ｙLIM と分割した座標上を走査するものとする。
【００２７】
アライメントスポット光の移動は、原点（ｘ0 ，ｙ0 ）からＸ方向に（ｘLIM ，ｙ0 ）まで移動し、移動限界（ｘLIM ，ｙ0 ）に到達すると、Ｙ方向の（ｘLIM ，ｙ1 ）へ移動した後、Ｘ方向を先とは逆方向に（ｘ0 ，ｙ1 ）まで移動する。以下、同様にして（ｘLIM ，ｙLIM ）まで移動し、スキャニング可能な全領域を走査する。走査中、アライメントスポット光はエイミング光源２２より出射した後、多関節アーム部２を介してハンドピースユニット３に入射し、駆動ミラー１２ａ，１２ｂによって反射され、患者皮膚を照明する。アライメントスポット光は、患者皮膚上で反射し、一部の反射光は駆動ミラー１２ａ，１２ｂ、ビームスプリッタ１４で反射され、フィルタ１５を介して受光素子１６に入射する。
【００２８】
図６に（ｘ0 ，ｙn ）から（ｘLIM ，ｙn ）までアライメントスポット光を走査させた場合の受光量変化図を示す。マーキングした部分５２は他の正常な皮膚や患部の部分に対して反射光量が大きくなるため、受光輝度は極めて高くなる（ＱMA）。これに対して、正常な皮膚の部分の反射輝度（ＱSK）や、患部の反射輝度（ＱAF）は少ないため、閾値ＱDIを設けることによって、ｙn の走査ラインにおけるマーキング部分５２のｘ座標を特定することができる。これをｙ0 〜ｙLIM まで行うことにより、全領域におけるマーキング部分５２の座標を特定でき、その外縁内をスキャニング領域として決定する。アライメントスポット光の座標位置は駆動モータ１７ａ、１７ｂ（又は駆動ミラー）の回転角検出器から出力される電圧信号に基づいて認識され、スキャニング領域を形成する座標データ（座標に対応した電圧信号）はメモリ２５に記憶される。なお、スキャニング領域の決定に際してはマーキング部分の座標データの補間やノイズデータを取り除く等の処理を行うことが好ましい。
【００２９】
このようにしてスキャニング領域の決定ができると、スキャナーコントローラ２３はメモリ２５に記憶されたスキャニング領域の形成情報に基づいて駆動モータ１７ａ，１７ｂを駆動制御し、アライメントスポット光をスキャニング領域外縁上で走査させる。これにより、術者はレーザ照射が行われるスキャニング領域とその形状を確認できる。ディスプレイ４１には記憶されたスキャニング領域がＯＫか、ＮＧかを問い合わせる画面が表示されるので、術者は確認したスキャニング領域の良否を判断し、ＯＫならばSCANモード切換のスイッチ３１ａを、ＮＧならばMEMORYモードの切換スイッチ３１ｂを押す。ＮＧの場合は、術者は必要によりマーキングの修正を行った後、同様な手順で装置にスキャニング領域の読み取りを行わせる。
【００３０】
記憶されたスキャニング領域がＯＫの場合は、スイッチ３１ａを押すことによりレーザ照射のためのSCANモードに切り換わる。術者はレーザ照射条件等の各種設定を行い、さらにアライメントスイッチ３６による照射位置の微調整を行う。レーザ照射の準備が完了したら、READY ／STANDBY スイッチ３０を押してレーザ照射が可能な状態にし、フットスイッチ８を踏み込むことによりトリガ信号を発信させる。トリガ信号を受信した制御部２０はレーザ光源２１を駆動させ、コントロールパネル７の設定に基づいて治療用レーザ光を出射させる。レーザ光源２１を出射した治療レーザ光は多関節アーム部２に入射した後、多関節アーム部２の各関節部に設けられたミラーによって反射されてハンドピースユニット３に導光される。また、フットスイッチ８からのトリガ信号は制御部２０を介してスキャナーコントローラ２３に入力され、スキャナーコントローラ２３は記憶されたスキャニング領域の情報に基づき駆動モータ１７ａ、１７ｂを駆動制御する。これにより治療レーザ光はスキャンされて治療部位に照射される。また、治療レーザ光の照射中には、制御部２０はエアパージポンプ２４を作動して、ハンドピースヘッド部２１内に空気を送出して煙排出口１９からレーザ照射により発生する煙を排出する。
【００３１】
なお、設定したスキャニング領域へのレーザ光の照射は、駆動モータ１７ａ、１７ｂの動作を制御する他、駆動モータ１７ａ、１７ｂは所定のスキャン動作をさせたままにし、その動作に対応させて記憶されたスキャニング領域の情報に基づいてレーザ光の照射と遮断を行うように制御しても良い。
【００３２】
１スキャンのレーザ照射が終了すると、制御部２０及びスキャナーコントローラ２３はハンドピースユニット３からのフィードバック信号により１スキャン終了を検知する。制御回路２０はスキャン終了信号に基いてレーザ光源１１からのレーザ出射を停止させる（図示なき安全シャッタを作動させて、レーザ光を遮断する）。スキャナーコントローラ２３は駆動モータ１７ａ、１７ｂの駆動を制御し、アライメントスポット光をスキャニング領域外縁部上で走査させる。これにより、次のためのレーザ照射の位置決めを確認できる。
【００３３】
以上説明した実施例においては、治療部位に施すマーキングを反射率の高いものとしたが、閾値に対して輝度の低いものをマーキング部分として判断するように設定しておくことにより、黒等の反射率の低い色彩のものでも、患者の皮膚と明確な差別が可能なものであればスキャニング領域を検出することができる。したがって黒っぽい肌の患者には反射率の高いマーキングを、白っぽい肌の患者には反射率の低い黒のマーキングを施すというように、患者の皮膚の色の変化に対応して適性なマーキングを行うことによって、より明確にスキャニング領域の検出を行うことができる。なお、マーキングは治療部位の外縁部分に施すのではなく、治療部位の全面に施し、これを検出するようにしても良い。また、患者の正常な皮膚部分と患部との色彩の差が明確であれば、必ずしもマーキングすることなくスキャニング領域を検出することも可能である。
【００３４】
また、本実施例においては駆動ミラー１２ａ，１２ｂの両方を駆動させてマーキングの読取り動作を行ったが、受光素子１６の代わりに一次元ＣＣＤや二次元ＣＣＤを使用することも可能である。これらの場合、アライメントスポット光の代わりにレーザ照射が可能な全領域をほぼ一様に照明する光学系を設ける。そして、一次元ＣＣＤを使用する場合には駆動ミラー１２ａ，１２ｂのどちらか一方のみを駆動させ、一次元ＣＣＤの検出位置信号と駆動する駆動ミラー１２ａ又は１２ｂの駆動信号に基づいてスキャニング領域を決定することができる。二次元ＣＣＤを利用する場合には、MEMORYモード時での駆動ミラー１２ａ，１２ｂは駆動させず、二次元ＣＣＤの検出位置信号に基づいてスキャニング領域を決定することができる。なお、二次元ＣＣＤとして室内の照明光でも十分な感度を持つＣＣＤカメラを用いれば、必ずしも照明光学系を設けなくても良い。
【００３５】
また、実施例ではマーキング部分の座標位置を駆動ミラー１２ａ，１２ｂの角度情報として検出するようにしたが、スキャニング領域読取り開始からの経過時間によってマーキング部分と認識できた時間を記憶することによって、特定することも可能である。
【００３６】
【発明の効果】
上述したように本発明によれば、治療用レーザ光のスキャニング領域を治療部位の形状に応じて容易に最適化することができ、適切な治療が行える。さらに、治療部位の形状に応じたスキャニング領域を装置が自動的に認識することができるので、術者の負担を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例であるレーザ治療装置の外観略図である。
【図２】実施例であるレーザ治療装置の制御系要部図である。
【図３】実施例であるハンドピースユニットの要部構成略図である。
【図４】実施例であるレーザ治療装置のコントローラの正面図である。
【図５】マーキング部分の領域検出の説明図である。
【図６】特定ライン上でスポット光を走査させた場合の受光量変化図である。
【符号の説明】
１  レーザ装置本体
３  ハンドピースユニット
７  コントロールパネル
８  フットスイッチ
１０  スキャナー部
１２ａ，１２ｂ  駆動ミラー
１６  受光素子
１７ａ，１７ｂ  駆動モータ
２０  制御部
２２  エイミング光源
２３  スキャナーコントローラ
２５  メモリ
５２  マーキング部分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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