(57)【要約】【課題】光のエネルギーの損失または発熱が少なく、また、破損しにくいレーザー光照射装置を提供する。【解決手段】レーザー光照射装置は、柱形状部分を有し前記柱形状部分を通してレーザー光を伝達する光ガイドと、前記光ガイドを通して伝達されてきたレーザー光を反射させる反射面を有する反射部と、一端が前記光ガイドの前記柱形状部分に接するように前記柱形状部分と前記反射部との間に配置され、窓部を有し、前記柱形状部分から出射したレーザー光を前記反射部に伝達し、前記反射面で反射されたレーザー光を前記窓部を通して外部に放射されるように伝達する伝達部とを備える。前記反射面の径は、前記伝達部と前記反射部との境界から離れるに従って徐々に小さくなっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱形状部分を有し、前記柱形状部分を通してレーザー光を伝達する光ガイドと、
前記光ガイドを通して伝達されてきたレーザー光を反射させる反射面を有する反射部と、
一端が前記光ガイドの前記柱形状部分に接するように前記柱形状部分と前記反射部との間に配置され、窓部を有し、前記柱形状部分から出射したレーザー光を前記反射部に伝達し、前記反射面で反射されたレーザー光を前記窓部を通して外部に放射されるように伝達する伝達部と、を備え、
前記反射面の径は、前記伝達部と前記反射部との境界から離れるに従って徐々に小さくなっている、
ことを特徴とするレーザー光照射装置。
【請求項２】
前記伝達部の径は、前記柱形状部分から離れるに従って徐々に小さくなっている、
ことを特徴とする請求項１に記載のレーザー光照射装置。
【請求項３】
前記反射部は、光を透過する光透過部と、前記光透過部の外側に配置された反射膜とを含み、
前記レーザー光照射装置は、前記柱形状部分の少なくとも一部、前記伝達部および前記光透過部を囲包するキャップを更に備え、前記反射膜は、前記光透過部を覆うように前記キャップの外側に配置され、前記反射面は、前記反射膜と前記キャップとの境界によって形成されている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のレーザー光照射装置。
【請求項４】
前記レーザー光照射装置の軸方向において、前記窓部から放射されるレーザー光の強度分布は、最大強度を示す位置が前記軸方向における前記伝達部の中心よりも前記光ガイドの側に寄っている、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のレーザー光照射装置。
【請求項５】
前記反射面の反射率は、前記反射面の中央部において最も高い、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のレーザー光照射装置。
【請求項６】
前記反射面は、反射率が互いに異なる複数の領域を有する、
ことを特徴とする請求項５に記載のレーザー光照射装置。
【請求項７】
前記反射面は、焦点を有し、前記反射面によって反射されたレーザー光は、前記焦点を通過して外部に放射される、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のレーザー光照射装置。
【請求項８】
前記反射面は、球面または放物面である、
ことを特徴とする請求項７に記載のレーザー光照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザー光照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
静脈瘤の治療方法として、静脈にカテーテルを挿入し、カテーテルを通して静脈の管壁にレーザー光を照射することによって静脈を閉鎖する方法が知られている。特許文献１には、光ファイバの先端に透明球を溶着し、透明球の表面に反射膜を形成した医療用レーザー光照射装置が記載されている。反射膜には照射窓が設けられている。光ファイバの先端から出て透明球の中に進入した光は、反射膜の内面で均等分散反射され（即ち、多数回にわたって反射され）、照射窓を通して外部に放射される。つまり、反射膜が表面に設けられた透明球は、積分器（インテグレータ）として機能する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３４０６３３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された医療用レーザー光照射装置では、光ファイバを経て透明球に進入した光は多数回にわたって反射膜の内面で反射しながら透明球の内部に留まるので、照射窓を通して外部に放射されるまでにおける光の減衰が大きい。また、この減衰の際に光のエネルギーが熱に変換され、この熱によって透明球または光ファイバが損傷しうる。
【０００５】
本発明は、このような課題の認識を契機としてなされたものであり、光のエネルギーの損失または発熱が少なく、また、破損しにくいレーザー光照射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の１つの側面は、レーザー光照射装置に係り、該レーザー光照射装置は、柱形状部分を有し、前記柱形状部分を通してレーザー光を伝達する光ガイドと、前記光ガイドを通して伝達されてきたレーザー光を反射させる反射面を有する反射部と、一端が前記光ガイドの前記柱形状部分に接するように前記柱形状部分と前記反射部との間に配置され、窓部を有し、前記柱形状部分から出射したレーザー光を前記反射部に伝達し、前記反射面で反射されたレーザー光を前記窓部を通して外部に放射されるように伝達する伝達部と、を備え、前記反射面の径は、前記伝達部と前記反射部との境界から離れるに従って徐々に小さくなっている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、光のエネルギーの損失または発熱が少なく、また、破損しにくいレーザー光照射装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の１つの実施形態のレーザー光照射装置の模式的な断面図。
【図２】本発明の１つの実施形態のレーザー光照射装置の反射面の構成を例示する図。
【図３】本発明の１つの実施形態のレーザー光照射装置の好ましい構造を説明するための図。
【図４】本発明の１つの実施形態のレーザー光照射装置の反射面の構成を例示する図。
【図５】本発明の他の実施形態のレーザー光照射装置の模式的な断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照しながら本発明のレーザー光照射装置をその例示的な実施形態を通して説明する。
【００１０】
図１は、本発明の１つの実施形態のレーザー光照射装置１の模式的な断面図である。レーザー光照射装置１は、典型的には、カテーテルとして構成され、例えば、静脈瘤の治療に使用されうる。レーザー光照射装置１は、光ガイド１０と、反射部２０と、伝達部３０とを備えている。
【００１１】
光ガイド１０は、柱形状部分１２を有し、柱形状部分１２を通してレーザー光ＬＬを伝達する。柱形状部分１２は、柱形状（例えば、円柱形状）を有する。より詳細には、柱形状部分１２は、レーザー光照射装置１あるいは光ガイド１０の軸方向に直交する断面の形状が一定の形状を有しうる。光ガイド１０は、柱形状部分１２の周囲に配置されたクラッド１６を含みうる。柱形状部分１２およびその周囲に配置されたクラッド１６によって光ファイバが構成され、柱形状部分１２は、コアとして機能しうる。クラッド１６に代えて金属膜などの反射膜が設けられてもよい。光ガイド１０は、クラッド１６または反射膜を被覆する被覆部材を更に有してもよい。
【００１２】
反射部２０は、光ガイド１０を通して伝達されてきたレーザー光ＬＬを反射させる反射面ＲＳを有する。伝達部３０は、その一端が光ガイド１０の柱形状部分１２に接するように柱形状部分１２と反射部２０との間に配置されている。伝達部３０は、窓部Ｗを有し、柱形状部分１２から出射したレーザー光を反射部２０に伝達するほか、反射部２０の反射面ＲＳで反射されたレーザー光を、窓部Ｗを通して外部に放射されるように伝達する。レーザー光照射装置１が静脈瘤の治療に使われる場合、窓部Ｗを通して外部に放射させたレーザー光ＬＬが静脈の管壁に照射され、これによって静脈が閉鎖される。反射面ＲＳの径は、伝達部３０と反射部２０（反射面ＲＳを有する部分）との境界Ｂから離れるに従って徐々に小さくなっている。ここで、反射面ＲＳの径とは、レーザー光照射装置１の軸方向（ｘ軸方向）に直交する面で反射面ＲＳを切断した断面の直径を意味する。
【００１３】
以上のような構成によれば、光ガイド１０を通して反射部２０に入ったレーザー光ＬＬは、少ない反射回数で窓部Ｗを通して外部に出る。よって、反射部２０または伝達部３０におけるエネルギーの損失または発熱が低減され、レーザー光の照射効率が向上する。また、破損しにくいレーザー光照射装置１が提供される。
【００１４】
ここで、光ガイド１０を通して反射部２０に入ったレーザー光ＬＬの全体のうち反射部２０で１回のみ反射されて伝達部３０を通して外部に出るレーザー光ＬＬの比率は、７０％以上であることが好ましく、８０％以上であることが更に好ましく、９０％以上であることが理想的である。よって、反射部２０は、前記比率を満たすように設計されうる。ここで、前記比率は、反射面ＲＳの形状によって定まる。
【００１５】
反射部２０は、伝達部３０の他端に接する光透過部２２と、光透過部２２の外側に配置され、反射面ＲＳを構成する反射膜２４とを含みうる。レーザー光照射装置１は、光ガイド１０の少なくとも一部、伝達部３０および光透過部２２を囲包するキャップ４０を備えうる。この場合、反射膜２４は、例えば、光透過部２２を覆うようにキャップ４０の外側に配置され、反射面ＲＳは、反射膜２４とキャップ４０との境界によって形成されうる。反射膜２４は、例えば、キャップ４０の表面に金属を蒸着することによって形成されうる。伝達部３０および光透過部２２は、液体又は気体で構成されうる。この場合、伝達部３０と光透過部２２との境界Ｂは、物理的な界面としての境界ではなく、仮想的な境界である。
【００１６】
図２を参照しながら反射面ＲＳの形状を例示的に説明する。なお、図２におけるｘ軸は、レーザー光照射装置１の軸方向と並行である。レーザー光照射装置１の軸方向は、光ガイド１０の軸方向と一致する。反射面ＲＳは、テーパー部を有しうるが、その他、種々の形状を有しうる。例えば、反射面ＲＳは、球面または放物面でありうる。反射面ＲＳが球面または放物面で構成される場合、光ガイド１０から軸方向に沿って出射して反射面ＲＳに入射し反射面ＲＳで反射されたレーザー光は、球面または放物面の焦点を通過して窓部Ｗから外部に放射される。なお、球面の焦点は、該球面の半径をｒとすると、ｘ＝ｒ／２の位置にある。
【００１７】
その他、反射面ＲＳは、図３（ｂ）に例示されるように、伝達部３０と反射部２０との境界Ｂから離れるに従って断面積Ａが線形的に小さくなる部分を含みうる。ここで、断面積Ａとは、レーザー光照射装置１の軸方向（ｘ軸方向）に直交する面で反射面ＲＳを切断した断面の内側の面積を意味する。あるいは、反射面ＲＳは、図３（ｃ）に例示されるように、伝達部３０と反射部２０との境界Ｂから離れるに従って径Ｄｒが線形的に小さくなる部分を含みうる。ここで例示された反射面ＲＳの構成は、反射面ＲＳの先端側の径をより小さくした構造を提供し、これは、窓部Ｗを通して外部に放射されるレーザー光のｘ方向における幅を広くするために有利である。
【００１８】
伝達部３０は、テーパー部を有するように、具体的には、その径が光ガイド１０の柱形状部分１２から離れるに従って徐々に小さくなるように構成されうる。あるいは、伝達部３０は、径が一定の柱形状を有しうる。
【００１９】
図３には、窓部Ｗから放射されるレーザー光の強度の好ましい分布が例示されている。図３に例示されるように、レーザー光照射装置１の軸方向において、窓部Ｗから放射されるレーザー光の強度分布は、最大強度を示す位置Ｐｍａｘが該軸方向における伝達部３０の中心Ｐｃよりも光ガイド１０の側に寄っていることが好ましい。このような強度分布は、血管中からレーザー光照射装置１を引き抜く方向にレーザー光照射装置１を移動させながら静脈の管壁にレーザー光を照射する処置において、管壁の各部の温度が目標温度に到達した後の更なる過剰な温度上昇を抑制し、所定時間の間その温度を維持するために有利である。逆に、最大強度を示す位置Ｐｍａｘが該軸方向における伝達部３０の中心Ｐｃよりも反射部２０の側に寄っていると、管壁の各部では、温度が目標温度に到達した後に更に過剰な温度上昇が起こりうる。これが過度になると、血管壁を破ってしまう可能性がある。最大強度を示す位置Ｐｍａｘが該軸方向における伝達部３０の中心Ｐｃよりも光ガイド１０の側に寄った強度分布は、例えば、前述のように反射面ＲＳを球面または放物面で構成することによって得ることができる。ここで、光ガイド１０としての光ファイバを通過するレーザー光は、中心部における強度が最も高く、このことは、前記強度分布の構成に有利である。
【００２０】
その他、最大強度を示す位置Ｐｍａｘが該軸方向における伝達部３０の中心Ｐｃよりも光ガイド１０の側に寄った強度分布は、反射面ＲＳの反射率を反射面ＲＳの中央部において最も高くなるように構成することによって得ることができる。これは、反射面ＲＳの中央部は、レーザー光照射装置１の軸方向に直交する面との角度差が小さいため、図１に例示されているように、中央部で反射されたレーザー光は、周辺部で反射されたレーザー光よりも、軸方向に対して小さい角度で進行するためである。
【００２１】
図４には、反射面ＲＳの反射率を反射面ＲＳの中央部において最も高くするための構成例が示されている。図４に示された例では、反射面ＲＳは、中央部ＲＳ１と、それを取り囲む周辺部ＲＳ２とを有する。中央部ＲＳ１の反射率は、周辺部ＲＳ２の反射率よりも高い。中央部ＲＳ１は、例えば、銀によって構成され、周辺部ＲＳ２は、例えば、アルミニウム、銅、金、白金等によって構成されうる。図４に示された例では、反射面ＲＳが互いに異なる反射率を有する２つの領域（中央部ＲＳ１、周辺部ＲＳ２）で構成されているが、反射面ＲＳは、互いに異なる反射率を有する３以上の領域で構成されてもよい。この場合において、中央部から外側に向かって段階的に反射率が小さくなるように各領域の反射率が決定されうる。反射面ＲＳは、中央部から外側に向かって徐々に反射率が低下するように構成されてもよい。
【００２２】
図５には、他の実施形態のレーザー光照射装置１’が示されている。光ガイド１０の柱形状部分１２、伝達部３０、および、反射部２０の光透過部２２は、同一材料で、連続的な一体の構造を有する部材として構成されうる。反射膜２４は、光透過部２２の表面上に蒸着等によって形成されうる。レーザー光照射装置１’は、次のような方法によって製造されうる。まず、光ファイバの張力をかけながら、光ファイバの一部分を加熱し、光ファイバのコアとクラッドとを融合させる。そして、加熱部分の温度が１０００℃を超えて光ファイバが伸び始めた時点で張力を弱くし、光ファイバが加熱部分で切れるのを待つ。次いで、切断され光ファイバの先端部分を再び加熱して先端部分を丸くする。以上の工程を経て、図２（ｂ）のように断面積Ａが線形的に変化する光透過部２２と、光ガイド１０とを有する部材を得ることができる。次いで、光透過部２２の表面に金属（例えば、銀）を蒸着することによって反射膜２４を形成する。
【符号の説明】
【００２３】
１  レーザー光照射装置
１０  光ガイド
１２  柱形状部分
１６  クラッド
２０  反射部
２２  光透過部
２４  反射膜
３０  伝達部
４０  キャップ
ＲＳ  反射面
Ｗ  窓部
ＬＬ  レーザー光
【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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