(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
治療用レーザ光を所期する位置に照射するための照射光学系を内蔵するハンドピースを有し、治療用レーザ光を皮膚に照射するレーザ治療装置において、レーザ治療装置の治療用レーザ光及び可視光を透過する第１ウィンドウ及び第２ウィンドウを有し、皮膚を冷却するためにハンドピースに取付けられるウィンドウユニットであって、皮膚に接触する接触面を持つ第１ウィンドウを伝熱性の高いウィンドウフレームで周囲を保持し、レーザ光源側に配置される第２ウィンドウを、第１ウィンドウとの間に真空層又は水分の少ない空気層による断熱層を設けるとともに、断熱板を介してウィンドウフレームに固定し、電子熱交換器により熱伝導性の高いウィンドウ取付け板を介してウィンドウフレームを冷却することによって第１ウィンドウを冷却するウィンドウユニットを備え、前記ハンドピースに取付けられた電子熱交換器の冷却側に取付けられたウィンドウ取付け板にウィンドウフレームの背板部が脱着可能に取付けられ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、治療レーザ光を患部に照射してレーザ治療を行うレーザ治療装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
皮膚科で使用されるレーザ装置、例えば、脱毛用レーザではレーザ照射時の発熱による上皮の火傷を抑えるために、レーザ照射部位の皮膚を冷却しながらレーザ照射を行う。皮膚の冷却機構としては、レーザ光を透過し、皮膚に接触させるガラス板からなるウィンドウを冷却水により直接冷却するものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ウィンドウが冷却されて外気との温度差が大きくなると、皮膚に接触しないウィンドウ表面に結露が発生する問題があった。ウィンドウ表面に結露が生じると、ウィンドウを通しての患部の観察が悪くなる他、レーザ光の透過率が落ち、レーザパワーの低下になる。また、ウィンドウ表面に生じた結露を頻繁に拭き取らなければならず、手間であると共に治療効率を悪くしていた。
【０００４】
本発明は上記従来技術の問題点に鑑み、ウィンドウ表面への結露の発生を抑え、効率良くレーザ照射を行うことができ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】
上記課題を解決するために、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）  治療用レーザ光を所期する位置に照射するための照射光学系を内蔵するハンドピースを有し、治療用レーザ光を皮膚に照射するレーザ治療装置において、レーザ治療装置の治療用レーザ光及び可視光を透過する第１ウィンドウ及び第２ウィンドウを有し、皮膚を冷却するためにハンドピースに取付けられるウィンドウユニットであって、皮膚に接触する接触面を持つ第１ウィンドウを伝熱性の高いウィンドウフレームで周囲を保持し、レーザ光源側に配置される第２ウィンドウを、第１ウィンドウとの間に真空層又は水分の少ない空気層による断熱層を設けるとともに、断熱板を介してウィンドウフレームに固定し、電子熱交換器により熱伝導性の高いウィンドウ取付け板を介してウィンドウフレームを冷却することによって第１ウィンドウを冷却するウィンドウユニットを備え、前記ハンドピースに取付けられた電子熱交換器の冷却側に取付けられたウィンドウ取付け板にウィンドウフレームの背板部が脱着可能に取付けられることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について一実施形態を挙げ、図面に基づいて説明する。図１は脱毛治療等に使用されるレーザ治療装置の外観略図であり、図２は光学系及び制御系の概略構成を示す図である。
【００１０】
レーザ装置本体１の正面には大型の液晶（ＬＣＤ）パネル２が設けられており、ＬＣＤパネル２には各種設定条件が表示されるとともに、ＬＣＤパネル２上に表示される操作キー触れることで各種の設定が可能なタッチパネルとなっている。レーザ装置本体１の上部からはレーザ光を照射するハンドピース２０まで通信ケーブル３とファイバケーブル４が伸延している。
【００１１】
５はハンドピース２０側に供給する冷却水を冷却して循環させるためのチラーである。チラー５から伸びている２本の冷却チューブ７は、前述の通信ケーブル３とファイバケーブル４と束ねられ、集中ケーブル８に一本にまとめられている。９はレーザー照射のトリガとなるフットスイッチである。
【００１２】
図２において、１０は治療用レーザ光を出射するレーザ光源部であり、レーザ光源部１０は多数の半導体レーザ（ダイオードレーザ）を有する。各半導体レーザを出射したレーザ光はそれぞれに対応して配置されたレンズ１２ａにより各ファイバ１３ａの端面にそれぞれ集光されて入射する。各ファイバ１３ａは出射端面側で束ねられており、各半導体レーザから出射されたレーザ光はファイバ出射側でまとめられ、高出力のレーザ光として治療に利用される。本実施形態では治療用レーザ光に８００〜８２０ｎｍの波長の近赤外光を利用している。
【００１３】
また、エイミング（照準）光源１１から出射するエイミング光は、集光レンズ１２ｂにより集光され、ファイバ１３ｂに入射する。ファイバ１３ｂの出射側端面はファイバ１３ａの出射側端面と共に束ねられており、エイミング光はファイバ１３ｂを出射後、治療用レーザ光と同様の光路を進行する。本実施形態ではエイミング光束には６２０〜６５０ｎｍの波長の赤色可視光を利用している。
【００１４】
束ねられた各ファイバ１３ａ,１３ｂの出射端面（ファイババンドル部）から出射するレーザ光（治療用レーザ光及びエイミング光）は集光レンズ群１４により集光され、ファイバケーブル４に入射する。ファイバケーブル４はハンドピース２０に接続されており、レーザ光はハンドピース２０に導光される。
【００１５】
ハンドピース２０のスキャナヘッド２０ａには第一ミラー２３，第二ミラー２４が設けられており、第一ミラー２３，第二ミラー２４をそれぞれ第一ガルバノメータ２３ａ，第二ガルバノメータ２４ａを駆動して回転させることで、ＸＹ方向の各々にレーザ光の照射位置を移動（揺動）させ、広範囲に渡って治療用レーザ光を走査することができる。ファイバケーブル４からスキャナヘッド２０ａ内に入射したレーザ光は、ミラー２１により光軸を曲げられ、コリメータレンズ２２により平行光束にされた後、第一ミラー２３，第二ミラー２４でＸＹ方向に振られ、集光レンズ２５により直径５ｍｍ程の円形スポット光として治療部位に照射される。
【００１６】
スキャナヘッド２０ａの下部には、図４に示すようなサイズの異なるウィンドウユニット（大）４０、ウィンドウユニット（中）５０、ウィンドウユニット（小）６０が選択的に取付けられる。ウィンドウユニット４０，５０，６０は治療レーザ光を透過するウィンドウのサイズ及び形状が異なるのみで、基本的構造は同じである。
【００１７】
図３はウィンドウユニット（大）４０を取り付けたときの、ハンドピース２０の下方部分の側面断面図である。
【００１８】
スキャナヘッド２０ａの下方には断熱性に優れたポリアセタール樹脂製のスキャナ支基２６が固定されており、スキャナ支基２６には、熱伝導性の良いアルミ製のウィンドウ取付板２７が側面側（図３紙面垂直方向）からネジ止めされている。２８は電子熱交換器であるペルチェ素子である。ペルチェ素子２８は、アルミ製の冷却板２９とウィンドウ取付板２７にはさまれる格好で取付けられており、ウィンドウ取付板２７側が吸熱側（冷却側）となり、冷却板２９側が放熱側となるように電流が流される。冷却板２９の内部には冷却水が循環する流路が形成されており、チラー５で冷却された冷却水は冷却チューブ７、配水管３０を通って冷却板２９内を循環し、冷却板２９を介してペルチェ素子２８で放熱された熱を吸熱する。
【００１９】
３１はウィンドウ取付板２７の下端に取付けられた温度センサであり、温度センサ３１はウィンドウ取付板２７の温度を検知し、この温度検知に基づき制御部１５によってペルチェ素子２８の温度がコントロールされる。
【００２０】
ウィンドウユニット（大）４０は、皮膚に接触する熱伝導率の良い透明サファイアガラスの第１ウィンドウ４２、この第１ウィンドウ４２を保持する側面形状が略Ｌ字状のウィンドウフレーム４１、断熱性の良いポリアセタール樹脂で形成される枠形状の断熱板４３、第１ウィンドウ４２より熱伝導率が劣る透明ガラス（例えば、光学ガラスとして一般的に使用されているＢＫ７（ショット社分類記号））の第２ウィンドウ４４、開口が形成されたアルミ製のカバー４５から構成される。
【００２１】
ウィンドウフレーム４１は熱伝導率の良いアルミ材からなる。その背板部４１ａの上部にはＵ字型の２つの長穴４７が形成されており（図４参照）、２つのネジ３２によってウィンドウ取付板２７と脱着可能とされている。取外し時はネジ３２を完全に外さなくても少し緩めるだけで容易に取外すことができ、取付け時はＵ字型の２つの長穴４７を２つのネジ３２に差し込むように背板部４１ａを下から挿入し、ネジ３２を締め付ければウィンドウ取付板２７に接触させて背板部４１ａを取り付けることができる。この取付けにより、ペルチェ素子２８によって冷却されたウィンドウ取付板２７はウィンドウフレーム４１を冷却し、さらに第１ウィンドウ４２を冷却する。
【００２２】
ウィンドウフレーム４１の水平方向に張り出したフレーム部４１ｂには開口が設けられており、その下側に約４０ｍｍ角四方の第１ウィンドウ４２が伝熱性の良い接着剤により取り付けられている。フレーム部４１ｂの上部には、断熱板４３を介して第二ウィンドウ４４が断熱性の良い接着剤を使用してシールドするように固定され、さらにこれらを覆うカバー４５が接着されている。こうして第一ウィンドウ４２と第二ウィンドウ４４の間には断熱層となる密閉空間４８（図３上の点線で示す空間）が形成され、２重構造とされる両ウィンドウ間の断熱効果が高められる。したがって、第一ウィンドウ４２が冷却されても第二ウィンドウ４４は冷却されにくくなり、第二ウィンドウ４４の表面側（上部側）への結露の発生が抑えられる。
【００２３】
なお、このウィンドウユニット（大）４０の組み付けは湿気の少ないところで行い、密閉空間４８内の空気に含まれる水分を少なくすることが好ましい。密閉空間４８内を真空状態にするとさらに良い。また、ウィンドウ４２，４４の各面には、レーザ光及び可視光の透過効率を上げるために、反射防止膜を施しておくことが好ましい。
【００２４】
図３において、４６はウィンドウフレーム４１の外部からの吸熱を防ぐためのポリアセタール樹脂製の断熱板であり、同時に第二ウィンドウ４４の断熱を行うように背板部４１ａに固着されている。
【００２５】
以上のような構造により、第一ウィンドウ４２の熱がウィンドウフレーム４１、ウィンドウ取付板２７、ペルチェ素子２８へと伝わり、吸熱される。第一ウィンドウ４２の温度を下げることにより、患者の皮膚を冷却することができる。また、第二ウィンドウ４４の温度が室温に近いため、その表面には結露を生じることなく、レーザ治療を行なうことができる。
【００２６】
また、ウィンドウユニット（大）４０がスキャナヘッド２０ａの下部に取り付けられているので、術者は第一ウィンドウ４２を皮膚に押し当てることで治療部位を一様に平坦な面にすると共に、スキャナヘッド２０ａを安定して保持することができる。スキャナヘッド２０ａから出射したレーザ光は第一ウィンドウ４２の下面付近に集光するように、集光レンズ２５との距離が設計されている。
【００２７】
図４に示すウィンドウユニット（中）５０は、ウィンドウユニット（大）４０に対して、二重構造の第一ウィンドウ（図示せず）、第二ウィンドウ５４のサイズ及びウィンドウフレーム５１のサイズを小さくしたもの（約３０ｍｍ角四方）である。ウィンドウユニット（小）６０が持つ第一ウィンドウ（図示せず）、第二ウィンドウ６４は直径１０ｍｍ程の円形タイプにしたものであり、ウィンドウフレーム６１も合せて小さくしている。このウィンドウユニット（小）６０を取付板２７に取り付けたときに、第一及び第二ウィンドウの中心が集光レンズ２５の光軸下となるように設計されており、ウィンドウユニット（小）６０は主にレーザ光を走査させないでシングルスポットとしたときに使用する。ウィンドウユニット５０，６０の基本構造はウィンドウユニット（大）４０と同じであるので、その説明は省略する。
【００２８】
図２において、制御部１５にはＬＣＤパネル２、チラー５からの冷却水が正常に循環しているかどうかを確認するフロースイッチ６、メモリ１６、フットスイッチ９が接続されている。また、ハンドピース２０側の温度センサ３１、第一ガルバノメータ２３ａ，第二ガルバノメータ２４ａ、ペルチェ素子２８は通信ケーブル３を介して制御部１５に接続されている。
【００２９】
以上のような構成を有するレーザ治療装置において、その動作について以下に説明する。
【００３０】
術者はレーザ照射部位の位置やその大きさに合せて適切な大きさのウィンドウユニット４０，５０，６０をハンドピース２０が持つウィンドウ取付板２７に取り付けておく。例えば、平坦な部位で患部が大きい場合は、スキャニングにより広い範囲のレーザ照射を効率良く行えるように、ウィンドウユニット（大）４０を使用する。患部が比較的小さい場合はウィンドウユニット（中）５０を使用して、患部以外の皮膚へのウィンドウの接触を少なくし、レーザ照射部位以外の皮膚を冷やさないようにして患者への負担を少なくする。また、顔や脇、下腹部等で形状が一定でない部位の場合には、ウィンドウユニット（大）４０に変えてウィンドウユニット（中）５０又はウィンドウユニット（小）６０を使用すると、操作性が良くなり、小さな患部にも対応しやすくなる。特に細かな患部や、鼻、口、眼の回りなどの凹凸変化が激しい部位には、ウィンドウユニット（小）６０を使用して患部へのレーザ照射と冷却を可能にすると共に、術者の操作性も向上する。
【００３１】
術者はＬＣＤパネル２に表示されている設定用キーを操作することで照射条件を設定する。ウィンドウユニット（小）６０を取り付けた場合はシングルモードに設定し、ウィンドウユニット（大）４０又はウィンドウユニット（中）５０を取り付けた場合はスキャンモードを設定する。走査パターン形状については、メモリ１６に予め記憶されたものから選択でき、円形パターン、正方形パターン、長方形パターン、ラインパターン等が用意されている。以下ではウィンドウユニット（大）４０がハンドピース２０に取り付けられているものとして説明する。
【００３２】
術者は装置本体１側の準備を整えた後、ハンドピース２０を手で保持して第一ウィンドウ４２を患部上に当接させる。スキャンヘッド２０ａからは光源１１によるエイミング光が照射され、そのエイミング光は選択した走査パターン形状に従って第一ミラー２３，第二ミラー２４の駆動により繰返し走査される。術者はウィンドウ４２，４４を通して観察される患部とエイミング光の照射位置を確認しながら、目的とする患部に合うように第一ウィンドウ４２の当接位置を調整すると共に、照射パターンの形状や大きさを設定する。
【００３３】
術者はエイミング光の観察による照射部位の位置合わせやレーザ出力等の設定が完了したら、図示なきREADYスイッチを押して装置をREADY状態にする。制御部１５はフットスイッチ９からのトリガ信号が入力されると、第一ガルバノメータ２３ａ，第二ガルバノメータ２４ａを駆動制御してレーザ光源部１０からのレーザ光を走査し、選択された走査領域の治療部位にレーザ光を照射する。１回の走査で所望する治療部位全面をレーザ照射できない場合は、スキャナヘッド２０を徐々に移動させて繰り返しレーザ照射を行えば良い。
【００３４】
また、レーザ照射時には液晶パネル２のキー操作によって冷却機構を作動させる。ペルチェ素子２８及びチラー５を駆動させることにより第一ウィンドウ４２が冷却され、第一ウィンドウ４２に接触している患部が冷やされる。このとき、非接触側の第二ウィンドウ４４は断熱性が保たれているので、その表面への結露が防止される。したがって、ウィンドウ４２，４４を通しての術者の視界は良好に保たれると共に、レーザ光の透過率の低下が抑えられ、効率良く治療を行うことができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ウィンドウ表面への結露の発生を抑え、効率良くレーザ照射を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】脱毛治療等に使用されるレーザ治療装置の外観略図である。
【図２】光学系及び制御系の要部構成の概略図である。
【図３】ウィンドウユニット及び冷却機構を示す図である。
【図４】ウィンドウユニットの各形状及び取替え方法を示す図である。
【符号の説明】
１  レーザ装置本体
４  ファイバケーブル
５  チラー
７  冷却チューブ
１５  制御部
２０  ハンドピース
２０ａ  スキャナヘッド
２１  ミラー
２２  コリメータレンズ
２３  第一ミラー
２４  第二ミラー
２５  集光レンズ
２７  ウィンドウ取付板
２８  ペルチェ素子
２９  冷却板
４０  ウィンドウユニット（大）
４１  ウィンドウフレーム
４２  第一ウィンドウ
４３  断熱板
４４  第二ウィンドウ
４８  密閉空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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