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WO2023190970A1 - 照射装置及び照射方法 - Google Patents

照射装置及び照射方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2023190970A1
WO2023190970A1 PCT/JP2023/013366 JP2023013366W WO2023190970A1 WO 2023190970 A1 WO2023190970 A1 WO 2023190970A1 JP 2023013366 W JP2023013366 W JP 2023013366W WO 2023190970 A1 WO2023190970 A1 WO 2023190970A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
irradiation
light
temperature
collagen sheet
unit
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/013366
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
哲夫 池田
伸一朗 沖原
浩之 西村
Original Assignee
株式会社ジェイメック
哲夫 池田
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社ジェイメック, 哲夫 池田 filed Critical 株式会社ジェイメック
Publication of WO2023190970A1 publication Critical patent/WO2023190970A1/ja

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/11—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets for performing anastomosis; Buttons for anastomosis
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B18/18—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves
    • A61B18/20—Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using laser

Definitions

  • the present disclosure relates to an irradiation device and an irradiation method.
  • An object of the present invention is to provide an irradiation device and an irradiation method that can appropriately fit a collagen sheet to a living tissue.
  • An irradiation device is an irradiation device that irradiates light to a collagen sheet pressed onto a biological tissue, and includes an irradiation unit that irradiates the collagen sheet with light having a predetermined wavelength; a temperature measurement unit that measures the temperature of the boundary between the biological tissue and the collagen sheet based on light from the irradiation area irradiated with the light; and a temperature measurement unit that measures the temperature of the boundary between the biological tissue and the collagen sheet, and and a control unit that controls light irradiation by the light source.
  • FIG. 1 is a diagram showing an irradiation system according to a first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a perspective view schematically showing an irradiation target.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing an irradiation target.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining scanning of light.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the joining of living tissues by a collagen fitting phenomenon. It is a flow chart for explaining an example of operation of the irradiation system of a 1st embodiment.
  • FIG. 7 is a perspective view schematically showing an irradiation target according to a second embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram showing an irradiation system according to a second embodiment of the present disclosure. It is a flowchart for explaining an example of operation of the irradiation system of a 2nd embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram showing an irradiation system according to a first embodiment of the present disclosure.
  • the irradiation system 100 shown in FIG. 1 includes an irradiation target 1 and an irradiation device 2.
  • the irradiation target 1 is a target that is irradiated with light from the irradiation device 2, and in this embodiment includes a collagen sheet that is brought into close contact with living tissue.
  • the biological tissue is not particularly limited as long as it can fit into the collagen sheet by the collagen fitting phenomenon, and examples thereof include blood vessels, intestinal tracts, skin, bones, and cartilage.
  • a blood vessel 3 is shown as the biological tissue.
  • the irradiation device 2 is a device that irradiates the irradiation target 1 with light having a predetermined wavelength.
  • the predetermined wavelength is preferably a wavelength that can efficiently heat living tissue, and is, for example, a wavelength included in the infrared (particularly near infrared) wavelength region.
  • the predetermined wavelength is 1940 nm, but is not limited to this wavelength.
  • the predetermined wavelength may be a wavelength included in a range of 1500 nm to 10000 nm.
  • the predetermined wavelength may be 1542 nm.
  • FIG. 2 and 3 are diagrams showing an example of the irradiation target 1. Specifically, FIG. 2 is a perspective view schematically showing the irradiation target 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 2.
  • the irradiation target 1 is attached to a blood vessel 3, which is an example of a living tissue. Furthermore, the irradiation target 1 includes a collagen sheet 11 and a crimping device 12 .
  • the collagen sheet 11 is a sheet-like member formed by bundling fibrous collagen. Collagen sheet 11 is provided so as to be in contact with blood vessel 3. In the illustrated example, the collagen sheet 11 is wrapped around the blood vessel 3 so as to cover the cut portion 3a where the blood vessel 3 is cut.
  • the crimper 12 is an instrument that crimps the collagen sheet 11 against the blood vessel 3.
  • the crimping device 12 includes an inner 12a that comes into contact with the collagen sheet 11, and an outer 12b that is attached to the inner 12a.
  • the inner 12a and the outer 12b are made of a material that transmits light of a predetermined wavelength from the irradiation device 2.
  • the inner 12a is attached so as to cover the collagen sheet 11 wrapped around the blood vessel 3.
  • the inner 12a is a flexible cylindrical member with a slit provided along the axial direction of the cylinder, and is attached so as to cover the collagen sheet 11 by widening the slit.
  • the inner 12a is a temperature indicating material containing a pigment whose color changes depending on the temperature. Specifically, the inner layer 12a changes color when it reaches a predetermined temperature. For example, when the inner layer 12a reaches a predetermined temperature, it changes from blue to transparent.
  • the predetermined temperature is determined, for example, so that the tissue of the blood vessel 3 is not thermally denatured.
  • the predetermined temperature is, for example, a temperature that is included in a control temperature range that will be described later and is lower than the median value of the control temperature range. Further, the predetermined temperature may be a lower limit value of the control temperature range or a temperature slightly lower than the lower limit value. This is because it is thought that the temperature of the blood vessels and collagen sheet 11 increases due to the laser beam, and then the temperature of the inner layer 12a increases due to heat conduction.
  • the outer 12b is attached to cover the inner 12a, and by pressing the collagen sheet 11 through the inner 12a, the collagen sheet 11 is applied to the blood vessel 3.
  • the pressing mechanism for pressing the collagen sheet 11 in the outer 12b is not particularly limited.
  • the irradiation device 2 includes a light source device 21 and a hand piece 22.
  • the light source device 21 and the hand piece 22 are optically connected via an optical transmission path 23.
  • the optical transmission line 23 is, for example, an optical fiber.
  • the light source device 21 includes a light source 31 and a control device 32.
  • the light source 31 is a laser light source that emits laser light as light having a predetermined wavelength. Laser light emitted from the light source 31 is input to the optical transmission line 23.
  • the type of light source 31 is not particularly limited, but is, for example, an LD (Laser Diode).
  • the control device 32 is a control section that controls the entire irradiation device 2 . A more detailed explanation of the control processing performed by the control device 32 will be described later.
  • the handpiece 22 is an operating section that is held and operated by the operator who uses the irradiation device 2.
  • the handpiece 22 includes a shaping section 51 , a total reflection mirror 52 , a driving section 53 , a wavelength selection mirror 54 , an emission section 55 , a thermometer 56 , and a color detection section 57 .
  • the shaping section 51 is optically connected to the light source 31 of the light source device 21 via the optical transmission line 23, shapes the laser beam from the light source 31 via the optical transmission line 23, and emits the shaped laser beam.
  • the shaping unit 51 converts the intensity distribution in a cross section perpendicular to the traveling direction of the laser beam from a Gaussian distribution to a top-hat type distribution in which the maximum intensity region is wide, and emits the laser beam.
  • the total reflection mirror 52 reflects the laser light from the shaping section 51 and emits it to the wavelength selection mirror 54 .
  • the total reflection mirror 52 is a scanning mirror, such as a galvano mirror, that scans the laser beam by changing the direction of reflection of the laser beam.
  • the total reflection mirror 52 scans the laser beam in a two-dimensional plane direction substantially orthogonal to the traveling direction.
  • the drive unit 53 is a drive device that changes the angle at which the total reflection mirror 52 reflects the laser beam.
  • the drive unit 53 is, for example, a galvano motor.
  • the total reflection mirror 52 and the drive section 53 constitute a scanning section that scans the laser beam.
  • the wavelength selection mirror 54 is a mirror that reflects light of a predetermined wavelength and transmits light of other wavelengths. Specifically, the wavelength selection mirror 54 reflects the light reflected by the total reflection mirror 52 and outputs the reflected light to the irradiation target 1 via the output section 55, and also selects a predetermined portion of the light from the irradiation target 1. The light having a wavelength other than the wavelength is transmitted and emitted to the thermometer 56. Therefore, the wavelength selection mirror 54 functions as a filter section that removes light of a predetermined wavelength from the light from the irradiation target 1. Note that the filter section may include an optical filter that blocks light of a predetermined wavelength instead of or in addition to the wavelength selection mirror 54. In this embodiment, since the predetermined wavelength is 1940 nm, the optical filter may be, for example, a filter that blocks light having a wavelength of 2000 nm or less.
  • the optical transmission path 23, light source 31, shaping section 51, total reflection mirror 52, drive section 53, wavelength selection mirror 54, and emission section 55 described above constitute an irradiation section that irradiates the irradiation target 1 with laser light.
  • the irradiation unit may include various optical systems such as a collimating lens.
  • the thermometer 56 receives the light transmitted through the wavelength selection mirror 54, measures the temperature of the irradiation target 1 based on the light, and outputs a temperature detection signal indicating the measurement result to the control device 32 of the light source device 21. This is a temperature measuring section.
  • the color detection unit 57 detects the color of the inner layer 12a functioning as a temperature indicating material in the irradiation target 1, and outputs a color detection signal indicating the detection result to the control device 32 of the light source device 21.
  • the control device 32 controls the light source 31 and the drive section 53 based on the temperature detection signal from the thermometer 56 and the color detection signal from the color detection section 57, thereby controlling the irradiation target 1 from the irradiation device 2. Control irradiation.
  • control device 32 turns on the light source 31 to emit laser light to the collagen sheet 11 as the irradiation target 1, and drives the total reflection mirror 52 via the drive unit 53 to emit the laser beam.
  • the collagen sheet 11 is scanned with light.
  • the control device 32 executes a control process for controlling the light source 31 at each scanning point on the collagen sheet 11 based on the temperature detection signal and the color detection signal.
  • the control device 32 switches between irradiation and stop of light, based on the temperature detection signal, for example, so that the temperature of the collagen sheet 11 is included in a control temperature range that is a predetermined temperature range.
  • the control device 32 may switch between irradiation and stop of light so that the temperature of the collagen sheet 11 becomes a set value (set temperature) included in the control temperature range.
  • the control device 32 performs PWM (Pulse Width Modulation) control on the light source 31 and controls the duty ratio so that the temperature of the collagen sheet 11 is included in the control temperature range.
  • the control device 32 may control the frequency at which the light source 31 is turned on.
  • the control device 32 irradiates the laser beam until the lower limit of the control temperature range is reached, stops the laser beam when the upper limit of the control temperature range is exceeded, and restarts the laser beam when it falls below the lower limit of the control temperature range. It may be controlled by a mechanism that repeats laser beam irradiation. PWM control of the light source 31 by the control device 32 is normally performed so that the color of the inner layer 12a does not change. Further, when a color change is indicated by the color detection signal, the control device 32 determines that an error has occurred in the irradiation device 2, and urgently stops the irradiation device 2 (light source 31) to prevent the collagen sheet 11 from being applied. Stop the laser beam irradiation.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining laser beam scanning.
  • FIG. 4 shows a plan view of the irradiation target 1 viewed from the laser beam irradiation direction of the irradiation target 1. As shown in FIG.
  • the control device 32 changes the direction of reflection of the laser beam by the total reflection mirror 52 using the drive unit 53, so that the laser beam is virtually projected onto the irradiation area 11a of the collagen sheet 11, as shown in FIG.
  • Each of the plurality of spots (scanning points) 61 arranged in a horizontal direction is sequentially irradiated.
  • the order of irradiation of each spot is not particularly limited.
  • the spots 58 that are irradiated with laser light move along the x-axis direction from one end of the irradiation area 11a to the other, and then move in the y-axis direction by the spot interval that is the interval between the spots 58. , further moving from end to end along the x-axis direction.
  • the x-axis and the y-axis are mutually orthogonal axes within the irradiation area 11a.
  • the number of spots, spot interval, irradiation area, etc. may be set in advance or may be settable by the operator.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the joining of living tissues by the collagen fitting phenomenon. It is assumed that the collagen sheet 11 before being irradiated with light is uncrosslinked.
  • a collagen sheet 11 is placed so as to cover the cut portion 3a of a blood vessel 3, which is a living tissue, and the collagen sheet 11 is attached to the blood vessel 3 by force F from a crimper 12 (omitted in FIG. 5). It is crimped against the In this state, when the collagen sheet 11 is irradiated with the laser beam L as shown in FIG. As a result, the temperature of the blood vessel 3 and the temperature of the collagen sheet 11 rise.
  • the fibrous collagen binding within the blood vessel 3 relaxes and expands, and the fibrous collagen binding forming the collagen sheet 11 expands. relaxes and expands.
  • a threshold value for example, 46° C.
  • FIG. 6 is a flowchart for explaining the operation of the irradiation system 100.
  • the operator wraps the collagen sheet 11 around the blood vessel 3, and further attaches the crimping device 12 to the collagen sheet 11 to press the collagen sheet 11 to the blood vessel 3.
  • the operator further grasps the handpiece 22 and brings the emitting part 55 of the handpiece 22 close to the crimping device 12.
  • the control device 32 of the irradiation system 100 executes the following process.
  • control device 32 uses the drive unit 53 to set the angle of the total reflection mirror 52 to an initial state (step S101).
  • the control device 32 turns on the light source 31 (step S102).
  • laser light is emitted from the light source 31.
  • the laser beam is emitted to the total reflection mirror 52 via the optical transmission path 23 and the shaping unit 51, is reflected in a direction according to the state of the total reflection mirror 52, and is irradiated onto the irradiation target 1 via the wavelength selection mirror 54.
  • Ru Of the light from the irradiation target 1 , light other than light having a predetermined wavelength passes through the wavelength selection mirror 54 and is input to the thermometer 56 .
  • the thermometer 56 measures the temperature according to the intensity of the input light as the temperature of the irradiation target 1 (more specifically, the temperature of the collagen sheet 11), and sends a temperature detection signal indicating the measurement result to the control device. Output to 32. Further, the color detection unit 57 detects the color of the inner layer 12a functioning as a temperature indicating material in the irradiation target 1, and outputs a color detection signal indicating the detection result to the control device 32.
  • the control device 32 receives the temperature detection signal and the color detection signal, and controls the light source 31 so that the temperature indicated by the temperature detection signal is included in the control temperature range (step S103). For example, if the temperature is below the control temperature range, the control device 32 sets the duty ratio of the PWM signal that drives the light source 31 to a value that increases the temperature, and if the temperature is within the control temperature range, the current The duty ratio of the WM signal is changed so that the temperature is maintained.
  • the controlled temperature range is a temperature range in which the collagen fitting phenomenon occurs in the blood vessel 3 and the collagen sheet 11, and is, for example, a range from 42°C to 50°C.
  • the control device 32 determines whether the time during which the temperature indicated by the temperature detection signal is included in the control temperature range has reached a predetermined time (step S104).
  • step S104 determines whether the color of the inner layer 12a, which is the temperature indicating material, has changed based on the color detection signal (step S105).
  • step S105 If the color of the innerwear 12a has not changed (step S105: No), the control device 32 returns to the process of step S103. On the other hand, when the predetermined time has been reached (step S104: Yes), the control device 32 determines to end the irradiation of light to the current spot, and turns off the light source 31 (step S106).
  • step S106 determines whether a predetermined termination condition is satisfied.
  • the termination condition is, for example, that irradiation of all spots has been completed. If the termination condition is not satisfied (step S106: No), the control device 32 uses the drive unit 53 to change the state of the total reflection mirror 52 and change the position of the spot to which the laser beam is irradiated (step S106: No). S108), the process returns to step S102. On the other hand, if the termination condition is satisfied (step S106: Yes), the control device 32 terminates the process.
  • step S105 when the color of the innerwear 12a changes (step S105: Yes), the control device 32 determines that an error has occurred in the irradiation device 2, terminates the emergency stop of the irradiation device 2 (step S109), and resumes the process. finish. At this time, the control device 32 may display an error screen or the like on the display section (not shown) of the irradiation device 2.
  • the configuration and operation of the irradiation system 100 described above are merely examples, and are not limited thereto.
  • the light source 31 may not be controlled by color detection.
  • the color detection section 57 may not be provided.
  • the light source 31 is turned off when changing the spot on which the laser beam is irradiated, but the spot may be changed with the light source 31 turned on.
  • the irradiation device 2 had the total reflection mirror 52 as a scanning section that scans the laser beam
  • the scanning section may not be provided. In this case, for example, the total reflection mirror 52 is fixed. At this time, the operator may manually operate the handpiece 22 to scan the collagen sheet 11 with the laser light.
  • the shaping section 51 may shape the laser beam so that the diameter of the laser beam becomes large, so that a wide area can be irradiated with the laser beam at once; may be shaped on the collagen sheet 11 so that it has the same shape as the irradiation area.
  • the diameter of the laser beam may be changed depending on the surface area of the crimping device 12, for example.
  • the scanning section may be built into the light source device 21 instead of the handpiece 22.
  • control device 32 may be performed by the handpiece 22.
  • the irradiation unit irradiates the collagen sheet 11 with light having a predetermined wavelength.
  • the wavelength selection mirror 54 removes light having a predetermined wavelength from the light from the collagen sheet 11.
  • the thermometer 56 measures the temperature of the collagen sheet 11 based on the light from which light having a predetermined wavelength has been removed by the wavelength selection mirror 54 .
  • the control device 32 uses the measurement results of the thermometer 56 to control the irradiation of light by the irradiation unit. Therefore, it is possible to adjust the temperature of the collagen sheet 11 so that the fitting phenomenon of the collagen sheet 11 occurs appropriately, and thus it is possible to appropriately bind the collagen sheet 11 with the living tissue.
  • control device 32 controls the light irradiation so that the temperature of the collagen sheet 11 is included in the control temperature range. Therefore, it becomes possible to cause the collagen sheet 11 to fit together more appropriately.
  • the control device 32 ends the light irradiation. For this reason, it becomes possible to appropriately bind the collagen sheet 11 with the living tissue while preventing the living tissue from being overheated.
  • control device 32 controls the irradiation of light according to the color of the inner layer 12a, which is a temperature indicating material. Specifically, the control device 32 ends the irradiation of light for the color of the innerwear 12a. Therefore, it is possible to prevent the temperature of the collagen sheet 11 from becoming too high and the living tissue from being heated too much.
  • this embodiment includes a total reflection mirror 52 that is a scanning section that scans light on the collagen sheet 11. Therefore, it becomes possible to appropriately cause the fitting phenomenon over a wide range on the collagen sheet 11.
  • the shaping section 51 shapes the laser beam into the same shape as the irradiation area of the collagen sheet 11. Therefore, it becomes possible to appropriately cause the fitting phenomenon over a wide range on the collagen sheet 11.
  • the filter section is a wavelength selection mirror 54 that reflects light of a predetermined wavelength and transmits light of a wavelength different from the predetermined wavelength, and the light reflected by the wavelength selection mirror 54 is transferred to the collagen sheet.
  • the thermometer 56 measures the temperature based on the light transmitted through the wavelength selection mirror 54 . It becomes possible to accurately measure the temperature by guiding the laser beam and the light used for temperature detection coaxially with the laser beam.
  • the treatment for abdominal wall scarring hernias such as inguinal hernias involves returning the intestines and other internal organs that have protruded through a hole in the muscle called the hernia orifice to its original location, and then closing the hernia orifice with mesh.
  • a tacker is known as a fixing means for fixing the mesh, but in this method, it is necessary to hit the muscle tissue with a tacker having a size of several mm or more, which places a heavy burden on the patient.
  • an example will be described in which the technology of the present disclosure is applied to a means for fixing a mesh instead of a tacker.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining the collagen sheet 11 that is the irradiation target in this embodiment.
  • a hernia gate 201 is open in the muscle 101, and a mesh 202 is arranged between the muscle 101 and the peritoneum 102 so as to close the hernia gate 201.
  • At least one collagen sheet 11 is arranged at a position that does not overlap with the hernia portal 201 on the side of the mesh 202 opposite to the muscle.
  • the collagen sheets 11 are arranged in an O-shape at the edge of the mesh 202, but the arrangement of the collagen sheets 11 is not limited to this example.
  • FIG. 8 is a diagram showing the configuration of the irradiation device 2A in this embodiment.
  • the irradiation device 2A shown in FIG. 8 includes a light source device 21, a hand piece 22A, and a shaft 60.
  • Handpiece 22A and shaft 60 constitute a balloon catheter.
  • the handpiece 22A is an operating section that is held and operated by the operator who uses the irradiation device 2, and has a shaping section 51. Similar to the first embodiment, the shaping section 51 is optically connected to the light source 31 of the light source device 21 via the optical transmission line 23 and shapes the laser beam from the light source 31 via the optical transmission line 23. and emit light. In this embodiment, the shaping section 51 increases the diameter of the laser beam and shapes the laser beam so that the entire irradiation area on the collagen sheet 11 is irradiated with the laser beam.
  • the collagen sheet 11 has, for example, approximately 4 to 8 irradiation areas, each of which is circular.
  • the shaping section 51 converts the laser beam into a top hat type distribution.
  • the output side of the shaping section 51 is connected to an optical transmission line 61.
  • the optical transmission line 61 is, for example, an optical fiber.
  • the shaft 60 is a hollow shaft having an inner cavity along the axial direction, is connected to the hand piece 22A, and has an optical transmission path 61 inserted therein. Further, a balloon 62 is provided at the tip of the shaft 60 (the end on the opposite side from the handpiece 22A).
  • the balloon 62 is made of a material that can be expanded and contracted, and is inflated by injecting air or the like into the inside, and by pressing the collagen sheet 11 placed on the mesh 202, the collagen sheet 11 is passed through the mesh 202 into the living body. It is pressed against the muscle 101 which is tissue.
  • an output section 63 is provided that outputs light from the optical transmission path 61 to the collagen sheet 11.
  • the emitting section 63 is provided inside the balloon 62 and has a configuration in which light is incident on the collagen sheet 11 via the balloon 62, but the configuration is not limited to this.
  • thermometer 56 is provided at the tip of the shaft 60.
  • the thermometer 56 receives light from the collagen sheet 11, measures the temperature of the collagen sheet 11 based on the light, and outputs a temperature detection signal indicating the measurement result to the control device 32 of the light source device 21. This is the measurement section.
  • the thermometer 56 and the control device 32 are communicably connected via a signal line (not shown) disposed within the shaft 60.
  • the light source 31, shaping section 51, and optical transmission paths 23 and 61 described above constitute an irradiation section that irradiates the collagen sheet 11 with laser light.
  • the irradiation unit may include various optical systems such as a collimating lens.
  • the control device 32 of the present embodiment repeats lighting and extinguishing of the irradiation unit at regular time intervals, and uses the measurement results measured by the thermometer 56 while the irradiation unit is turned off to irradiate light with the irradiation unit. control.
  • the certain period of time is, for example, 50 ms, but is not limited to this example.
  • FIG. 9 is a flowchart for explaining the operation of the irradiation device 2A of this embodiment.
  • the operator arranges the mesh 202 to close the hernia opening 201 opened in the muscle 101 by endoscopic surgery, and arranges the collagen sheet 11 so as to overlap the mesh 202. Then, the operator grasps the handpiece 22, inflates the balloon 62, and presses the collagen sheet 11 with the balloon 62. Thereafter, when the operator instructs the emission of laser light using an input unit (not shown) provided in the irradiation device 2A, the control device 32 of the irradiation device 2A executes the following process.
  • control device 32 turns on the light source 31 (step S201). As a result, laser light is emitted from the light source 31.
  • the laser beam is irradiated onto the collagen sheet 11 from the emission section 63 via the optical transmission path 23, the shaping section 51, and the optical transmission path 61.
  • control device 32 waits until a certain period of time has elapsed since turning on the light source 31 (step S202), and then turns off the light source 31 (step S203). Then, the control device 32 receives the temperature detection signal from the thermometer 56, and determines whether the temperature indicated by the temperature detection signal is equal to or higher than a set value within the temperature control range (step S204).
  • the set value is set by the operator, for example.
  • step S204: No If it is less than the set value (step S204: No), the control device 32 returns to the process of step S201. On the other hand, if the temperature is greater than or equal to the set value (step S204: Yes), the control device 32 starts measuring the time included in the controlled temperature range (step S205), and turns on the light source (step S206).
  • control device 32 waits until a certain period of time has elapsed since turning on the light source 31 in step S206 (step S207), and then turns off the light source 31 (step S208).
  • the process waits (step S209), and determines whether the time during which the temperature indicated by the temperature detection signal is within the control temperature range has reached a predetermined time (step S210).
  • step S210: Yes the control device 32 ends the light irradiation. If the predetermined time has not been reached (step S210: No), the control device 32 determines whether the temperature indicated by the temperature detection signal is equal to or higher than the set value (step S211).
  • step S211: No If it is less than the set value (step S211: No), the control device 32 returns to the process of step S206. On the other hand, if it is equal to or greater than the set value (step S211: Yes), the control device 32 returns to the process of step S209.
  • the certain period of time is determined, for example, so that the temperature indicated by the temperature detection signal, that is, the temperature of the collagen sheet 11, falls within a range of ⁇ 1° C. of the set temperature.
  • the control device 32 repeatedly turns on and off the irradiation section, and controls the light irradiation by the irradiation section using the measurement results while the irradiation section is turned off. do. Therefore, it is possible to eliminate the influence of reflected light from the irradiation section and measure an appropriate temperature.

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Abstract

コラーゲンシートを生体組織と適切に結束させることが可能な照射装置を提供する。　照射部は、所定の波長を有する光をコラーゲンシートに照射する。波長選択ミラー５４は、コラーゲンシートからの光から所定の波長を有する光を除去する。温度計５６は、波長選択ミラー５４にて所定の波長を有する光が除去された光に基づいて、コラーゲンシート１１との温度を測定する。制御装置３２は、温度計５６の測定結果を用いて、照射部による光の照射を制御する。

Description

照射装置及び照射方法
　本開示は、照射装置及び照射方法に関する。
　血管などの生体組織の接合では、従来から糸による縫合が行われている。しかしながら、糸による縫合を補助するための様々な外科器具（例えば、特許文献１参照）が開発又は提案されているものの、生体組織の糸による縫合には、術者の習練と経験が必須であった。このため、生体組織を容易に接合するための技術が望まれている。
特開２０２１－１５９５７６号公報
　生体組織を容易に接合するための技術として、コラーゲンの嵌合現象を用いて、コラーゲンシートと生体組織とを結束させることで、生体組織を接合する技術が考えられている。この技術では、コラーゲンの嵌合現象が所定の温度範囲のみで生じるため、コラーゲンシートと生体組織との温度を所定の温度範囲に含まれるように制御する必要がある。しかしながら、コラーゲンシートと生体組織との温度を術中に直接測定することは難しく、嵌合部位の温度を所定の温度範囲内に所定の時間維持することで、コラーゲンシートを生体組織と適切に嵌合（結束）させることが技術課題となっている。
　本発明の目的は、コラーゲンシートを生体組織と適切に嵌合させることが可能な照射装置及び照射方法を提供することである。
　本開示の一態様に従う照射装置は、生体組織に圧着させたコラーゲンシートに光を照射する照射装置であって、所定の波長を有する光を前記コラーゲンシートに照射する照射部と、前記コラーゲンシートにおける前記光が照射された照射領域からの光に基づいて、前記生体組織と前記コラーゲンシートとの境界部の温度を測定する温度測定部と、前記温度測定部の測定結果を用いて、前記照射部による光の照射を制御する制御部と、を有する。
　本発明によれば、コラーゲンシートを生体組織と適切に結束させることが可能になる。
本開示の第１の実施形態の照射システムを示す図である。 照射対象を模式的に示す斜視図である。 照射対象を模式的に示す断面図である。 光の走査を説明するための図である。 コラーゲン嵌合現象による生体組織の接合を説明するための図である。 第１の実施形態の照射システムの動作の一例を説明するためのフローチャートである。 第２の実施形態の照射対象を模式的に示す斜視図である。 本開示の第２の実施形態の照射システムを示す図である。 第２の実施形態の照射システムの動作の一例を説明するためのフローチャートである。
　以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。
　図１は、本開示の第１の実施形態の照射システムを示す図である。図１に示す照射システム１００は、照射対象１と、照射装置２とを有する。
　照射対象１は、照射装置２からの光が照射される対象であり、本実施形態では、生体組織に密着させたコラーゲンシートを含む。生体組織は、コラーゲン嵌合現象によりコラーゲンシートと嵌合可能な組織であれば、特に限定されないが、例えば、血管、腸管、皮膚、骨又は軟骨などである。本実施形態では、生体組織として血管３を示している。
　照射装置２は、所定の波長を有する光を照射対象１に対して照射する装置である。所定の波長は、生体組織を効率的に加熱することが可能な波長が好ましく、例えば、赤外線（特に近赤外線）の波長領域に含まれる波長である。本実施形態では、所定の波長は、１９４０ｎｍとするが、この波長に限定されない。例えば、所定の波長は、１５００ｎｍ～１００００ｎｍに含まれる波長などでもよい。例えば、所定の波長は、１５４２ｎｍなどでもよい。
　図２及び図３は、照射対象１の一例を示す図である。具体的には、図２は、照射対象１を模式的に示す斜視図であり、図３は、図２のＡＡ線に沿った断面図である。
　図２及び図３に示すように照射対象１は、生体組織の一例である血管３に装着されている。また、照射対象１は、コラーゲンシート１１と、圧着器１２とを有する。
　コラーゲンシート１１は、繊維状のコラーゲンを束ねて形成したシート状の部材である。コラーゲンシート１１は、血管３と接触するように設けられる。図の例では、コラーゲンシート１１は、血管３が切断されている切断部３ａを覆うように、血管３に巻装されている。
　圧着器１２は、コラーゲンシート１１を血管３に対して圧着させる器具である。本実施形態では、圧着器１２は、コラーゲンシート１１に接触されるインナー１２ａと、インナー１２ａに装着されるアウター１２ｂと、を有する。
　インナー１２ａ及びアウター１２ｂは、照射装置２からの所定の波長の光を透過する材料で形成される。
　インナー１２ａは、血管３に巻装されたコラーゲンシート１１を覆うように装着される。例えば、インナー１２ａは、可撓性を有し、筒軸方向に沿ってスリットが設けられた円筒状の部材であり、スリットを広げることによりコラーゲンシート１１を覆うように装着される。
　また、インナー１２ａは、温度に応じて色が変化する顔料を含む示温材である。インナー１２ａは、具体的には、所定の温度に到達すると色が変化する。例えば、インナー１２ａは、所定の温度に到達すると、青色から透明に変化する。所定の温度は、例えば、血管３の組織が熱変性しないように定められる。所定の温度は、例えば、後述する制御温度範囲に含まれ、かつ、制御温度範囲の中央値よりも低い温度などである。また、所定の温度は、制御温度範囲の下限値又は下限値よりも少し低い温度などでもよい。これは、レーザ光によって血管及びコラーゲンシート１１の温度が上昇し、その後、熱伝導によりインナー１２ａの温度が上昇すると考えられるからである。
　アウター１２ｂは、インナー１２ａを覆うように装着され、インナー１２ａを介してコラーゲンシート１１を押圧することで、コラーゲンシート１１を血管３に圧を加える。アウター１２ｂにおけるコラーゲンシート１１を押圧する押圧機構は特に限定されない。
　図１の説明に戻る。照射装置２は、光源装置２１と、ハンドピース２２とを有する。光源装置２１及びハンドピース２２は、光伝送路２３を介して光学的に接続される。光伝送路２３は、例えば、光ファイバである。
　光源装置２１は、光源３１と、制御装置３２とを有する。
　光源３１は、所定の波長を有する光としてレーザ光を出射するレーザ光源である。光源３１から出射されたレーザ光は光伝送路２３に入力される。光源３１の種類は、特に限定されないが、例えば、ＬＤ（Laser Diode：半導体レーザ）である。制御装置３２は、照射装置２全体を制御する制御部である。制御装置３２が行う制御処理のより詳細な説明については後述する。
　ハンドピース２２は、照射装置２を使用する術者にて把持及び操作される操作部である。ハンドピース２２は、整形部５１と、全反射ミラー５２と、駆動部５３と、波長選択ミラー５４と、出射部５５と、温度計５６と、色検出部５７とを有する。
　整形部５１は、光伝送路２３を介して光源装置２１の光源３１と光学的に接続され、光伝送路２３を経由した光源３１からのレーザ光を整形して出射する。本実施形態では、整形部５１は、レーザ光の進行方向に対して垂直な断面の強度分布を、ガウス分布から最大強度の領域の幅が広いトップハット型の分布に変換して出射する。
　全反射ミラー５２は、整形部５１からのレーザ光を反射して波長選択ミラー５４に出射する。全反射ミラー５２は、本実施形態では、ガルバノミラーのような、レーザ光の反射方向を変更することでレーザ光を走査する走査ミラーである。全反射ミラー５２は、具体的には、レーザ光を進行方向に略直交する２次元平面方向に走査する。
　駆動部５３は、全反射ミラー５２によるレーザ光を反射する角度を変更する駆動装置である。駆動部５３は、例えば、ガルバノモータなどである。全反射ミラー５２及び駆動部５３は、レーザ光を走査する走査部を構成する。
　波長選択ミラー５４は、所定の波長の光を反射し、それ以外の波長の光を透過するミラーである。具体的には、波長選択ミラー５４は、全反射ミラー５２にて反射された光を反射して出射部５５を介して照射対象１に出射し、また、照射対象１からの光のうち、所定の波長以外の波長を有する光を透過して温度計５６に出射する。このため、波長選択ミラー５４は、照射対象１からの光から、所定の波長の光を除去するフィルタ部として機能する。なお、フィルタ部は、波長選択ミラー５４の代わりに、又は、波長選択ミラー５４に加えて、所定の波長の光を遮断する光学フィルタを有してもよい。本実施形態では、所定の波長は１９４０ｎｍであるため、光学フィルタとしては、例えば、２０００ｎｍ以下の波長を有する光を遮断するフィルタが適用できる。
　以上説明した光伝送路２３、光源３１、整形部５１、全反射ミラー５２、駆動部５３、波長選択ミラー５４及び出射部５５は、レーザ光を照射対象１に照射する照射部を構成する。なお、照射部は、図１に示した構成に加えて、コリメートレンズのような種々の光学系を備えていてもよい。
　温度計５６は、波長選択ミラー５４を透過した光を受光し、その光に基づいて照射対象１の温度を測定し、その測定結果を示す温度検出信号を光源装置２１の制御装置３２に出力する温度測定部である。
　色検出部５７は、照射対象１における示温材として機能するインナー１２ａの色を検出し、その検出結果を示す色検出信号を光源装置２１の制御装置３２に出力する。
　制御装置３２は、温度計５６からの温度検出信号及び色検出部５７からの色検出信号に基づいて、光源３１及び駆動部５３を制御することで、照射装置２による照射対象１への光の照射を制御する。
　具体的には、制御装置３２は、光源３１を点灯して、レーザ光を照射対象１のコラーゲンシート１１に対して出射すると共に、駆動部５３を介して全反射ミラー５２を駆動して、レーザ光でコラーゲンシート１１を走査する。このとき、制御装置３２は、コラーゲンシート１１上の各走査点において、温度検出信号及び色検出信号に基づいて、光源３１を制御する制御処理を実行する。
　制御処理では、制御装置３２は、例えば、温度検出信号に基づいて、コラーゲンシート１１の温度が所定の温度範囲である制御温度範囲に含まれるように光の照射と停止とを切り替える。このとき、制御装置３２は、コラーゲンシート１１の温度が制御温度範囲に含まれる設定値（設定温度）になるように光の照射と停止とを切り替えてもよい。例えば、制御装置３２は、光源３１に対してＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御を行い、コラーゲンシート１１の温度が制御温度範囲に含まれるように、デューティ比を制御する。また、制御装置３２は、光源３１を点灯させる周波数を制御してもよい。このとき、制御装置３２は、制御温度範囲の下限値に達するまでレーザ光を照射し、そして制御温度範囲の上限値を越えたらレーザ光を停止し、制御温度範囲の下限値を下回ったら、再びレーザ光照射することを繰り返す仕組みで制御してもよい。制御装置３２の光源３１に対するＰＷＭ制御などは、通常、インナー１２ａの色が変化しないように行われる。また、制御装置３２は、色検出信号にて色の変化が示されると、照射装置２にエラーが発生したと判断して、照射装置２（光源３１）を緊急停止してコラーゲンシート１１へのレーザ光の照射を停止する。
　図４は、レーザ光の走査を説明するための図である。図４では、照射対象１のレーザ光の照射方向から見た照射対象１を示す平面図が示されてる。
　制御装置３２は、駆動部５３を用いて全反射ミラー５２にてレーザ光の反射方向を変更することで、図４に示したように、レーザ光を、コラーゲンシート１１における照射領域１１ａ上に仮想的に配置された複数のスポット（走査点）６１のそれぞれに対して順番に照射する。各スポットの照射順序は、特に限定されない。図４の例では、レーザ光が照射されるスポット５８は、照射領域１１ａの端から端までｘ軸方向に沿って移動した後、スポット５８間の間隔であるスポット間隔だけｙ軸方向に移動し、さらに、ｘ軸方向に沿って端から端に移動している。ｘ軸及びｙ軸は、照射領域１１ａ内の互いに略直交する軸である。
　なお、スポット数、スポット間隔及び照射領域などは、予め設定されていてもよいし、術者にて設定可能でもよい。
　図５は、コラーゲン嵌合現象による生体組織の接合を説明するための図である。光が照射される前のコラーゲンシート１１は、未架橋であるとする。
　図５（ａ）では、生体組織である血管３の切断部３ａを覆うようにコラーゲンシート１１が配置され、コラーゲンシート１１は、圧着器１２（図５では省略）からの力Ｆにより血管３に対して圧着されている。この状態で、図５（ｂ）に示すようにレーザ光Ｌがコラーゲンシート１１に照射されると、レーザ光Ｌにより血管３内の水分の温度とその水分を吸収したコラーゲンシート１１の温度とが上昇することで血管３の温度とコラーゲンシート１１の温度とが上昇する。
　血管３及びコラーゲンシート１１の温度が閾値（例えば、４６℃）を超えると、血管３内の繊維状のコラーゲンの結束が弛緩して膨張すると共に、コラーゲンシート１１を構成する繊維状のコラーゲンの結束が弛緩し膨張する。これにより、図５（ｃ）に示すように、血管３とコラーゲンシート１１との弛緩したコラーゲン同士が絡まり合う。このとき、本実施形態では、コラーゲンシート１１は血管３に圧着されているため、コラーゲン同士が効率的に絡まり合う。
　そして、図５（ｄ）に示すようにレーザ光の照射が停止されると、血管３及びコラーゲンシート１１の温度が低下し、図５（ｅ）に示すように血管３とコラーゲンシート１１とが絡み合った状態で収縮して互いに嵌合する。これにより、血管３の切断部３ａを接合することができる。
　図６は、照射システム１００の動作を説明するためのフローチャートである。なお、術者は、血管３に対してコラーゲンシート１１を巻装し、さらにコラーゲンシート１１に圧着器１２を装着してコラーゲンシート１１を血管３に対して圧着する。術者は、さらにハンドピース２２を把持し、ハンドピース２２の出射部５５を圧着器１２に近づける。その後、術者が照射システム１００に備わった入力部（図示せず）を用いてレーザ光の出射を指示すると、照射システム１００の制御装置３２は、以下の処理を実行する。
　先ず、制御装置３２は、駆動部５３を用いて、全反射ミラー５２の角度を初期状態に設定する（ステップＳ１０１）。
　その後、制御装置３２は、光源３１を点灯させる（ステップＳ１０２）。これにより、光源３１からレーザ光が出射される。レーザ光は、光伝送路２３及び整形部５１を介して全反射ミラー５２に出射され、全反射ミラー５２の状態に応じた方向に反射され、波長選択ミラー５４を介して照射対象１に照射される。照射対象１からの光のうち、所定の波長を有する光以外の光は、波長選択ミラー５４を透過して温度計５６に入力される。
　温度計５６は、入力された光の強度に応じた温度を、照射対象１の温度（より具体的には、コラーゲンシート１１の温度）として測定し、その測定結果を示す温度検出信号を制御装置３２に出力する。また、色検出部５７は、照射対象１における示温材として機能するインナー１２ａの色を検出し、その検出結果を示す色検出信号を制御装置３２に出力する。
　制御装置３２は、温度検出信号及び色検出信号を受け付け、温度検出信号にて示される温度が制御温度範囲に含まれるように光源３１を制御する（ステップＳ１０３）。例えば、制御装置３２は、温度が制御温度範囲以下の場合、光源３１を駆動するＰＷＭ信号のデューティ比を、温度が上昇するような値に設定し、温度が制御温度範囲に含まれる場合、現在の温度が維持されるようにＷＭ信号のデューティ比を変更する。制御温度範囲は、血管３及びコラーゲンシート１１にてコラーゲン嵌合現象が起こる温度範囲であり、例えば、４２℃～５０℃までの範囲である。
　制御装置３２は、温度検出信号にて示される温度が制御温度範囲に含まれている時間が所定時間に到達したか否かを判断する（ステップＳ１０４）。
　所定時間に到達していない場合（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、制御装置３２は、色検出信号に基づいて、示温材であるインナー１２ａの色が変化したか否かを判断する（ステップＳ１０５）。
　インナー１２ａの色が変化していない場合（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、制御装置３２は、ステップＳ１０３の処理に戻る。一方、所定時間に到達した場合（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、制御装置３２は、現在のスポットに対する光の照射を終了すると判断して、光源３１を消灯する（ステップＳ１０６）。
　そして、制御装置３２は、所定の終了条件を満たすか否かを判断する（ステップＳ１０６）。終了条件は、例えば、全てのスポットに対する照射が終了したことである。終了条件を満たさない場合（ステップＳ１０６：Ｎｏ）、制御装置３２は、駆動部５３を用いて、全反射ミラー５２の状態を変更して、レーザ光を照射するスポットの位置を変更して（ステップＳ１０８）、ステップＳ１０２の処理に戻る。一方、終了条件を満たす場合（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）、制御装置３２は、処理を終了する。
　また、インナー１２ａの色が変化した場合（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、制御装置３２は、照射装置２にエラーが生じたと判断して、照射装置２を緊急停止了して（ステップＳ１０９）、処理を終了する。このとき、制御装置３２は、エラー画面などを照射装置２の表示部（図示せず）に表示してもよい。
　以上説明した照射システム１００の構成及び動作は、単なる一例であって、これに限るものではない。例えば、色検出による光源３１の制御は行われなくてもよい。この場合、色検出部５７は設けなくてもよい。図６を用いて説明した動作では、レーザ光を照射するスポットを変更する際に、光源３１を消灯していいたが、光源３１を点灯した状態でスポットの変更が行われてもよい。
　また、照射装置２は、レーザ光を走査する走査部として全反射ミラー５２を有していたが、走査部はなくてもよい。この場合、例えば、全反射ミラー５２は固定される。このとき、術者がハンドピース２２を手動で操作して、レーザ光をコラーゲンシート１１上に走査してもよい。また、走査部を設ける代わりに、整形部５１は、レーザ光の径が大きくなるようにレーザ光を整形することで、広い領域に対して一度のレーザ光を照射させてもよいし、レーザ光がコラーゲンシート１１上で照射領域と同じ形状となるように整形してもよい。レーザ光の径の大きさは、例えば、圧着器１２の表面面積に応じて変更されてもよい。また、走査部は、ハンドピース２２ではなく、光源装置２１に内蔵されてもよい。
　また、ハンドピース２２にプロセッサなどを内蔵させることで、制御装置３２の機能の少なくとも一部がハンドピース２２にて行われるように構成されてもよい。
　以上説明したように本実施形態によれば、照射部は、所定の波長を有する光をコラーゲンシート１１に照射する。波長選択ミラー５４は、コラーゲンシート１１からの光から所定の波長を有する光を除去する。温度計５６は、波長選択ミラー５４にて所定の波長を有する光が除去された光に基づいて、コラーゲンシート１１との温度を測定する。制御装置３２は、温度計５６の測定結果を用いて、照射部による光の照射を制御する。このため、コラーゲンシート１１の嵌合現象が適切に生じるようにコラーゲンシート１１の温度を調整することが可能となるため、コラーゲンシート１１を生体組織と適切に結束させることが可能になる。
　また、本実施形態では、制御装置３２は、コラーゲンシート１１の温度が制御温度範囲に含まれるように、光の照射を制御する。したがって、コラーゲンシート１１の嵌合現象をより適切に生じさせることが可能になる。
　また、制御装置３２は、コラーゲンシート１１の温度が制御温度範囲に含まれる時間が所定時間に到達すると、光の照射を終了する。このため、コラーゲンシート１１を生体組織と適切に結束させつつ、生体組織が加熱されすぎることを抑制することが可能となる。
　また、本実施形態では、制御装置３２は、示温材であるインナー１２ａの色に応じて、光の照射を制御する。具体的には、制御装置３２は、インナー１２ａの色は光の照射を終了する。このため、コラーゲンシート１１の温度が高くなりすぎて、生体組織が加熱されすぎることを抑制することが可能となる。
　また、本実施形態では、光をコラーゲンシート１１上で走査する走査部である全反射ミラー５２を備える。このため、コラーゲンシート１１上の広い範囲にわたって嵌合現象を適切に生じさせることが可能になる。
　また、本実施形態では、整形部５１は、レーザ光をコラーゲンシート１１の照射領域と同じ形状に整形する。このため、コラーゲンシート１１上の広い範囲にわたって嵌合現象を適切に生じさせることが可能になる。
　また、本実施形態では、フィルタ部は、所定の波長の光を反射し、所定の波長と異なる波長の光を透過する波長選択ミラー５４であり、波長選択ミラー５４で反射れた光をコラーゲンシート１１に出射され、温度計５６は、波長選択ミラー５４を透過した光に基づいて、温度を測定する。レーザ光と温度検出に用いる光をレーザ光と同軸で導光して計測するための温度を正確に計測することが可能となる。
　次に第２の実施形態について説明する。
　一般的に鼠径ヘルニアのような腹壁瘢痕ヘルニアの治療法として、筋肉に空いたヘルニア門と呼ばれる孔から飛び出した腸などの内臓を元の場所に戻し、その後、ヘルニア門をメッシュで塞ぐ治療法が知られている。この治療法において、メッシュを固定する固定手段としてタッカーが知られているが、この方法では、数ｍｍ程度以上の大きさを有するタッカーを筋肉組織に打ち付ける必要があり、患者の負担が大きい。本実施形態では、タッカーの代わりに、本開示の技術をメッシュを固定する手段に適用した例を説明する。
　図７は、本実施形態における照射対象であるコラーゲンシート１１を説明するための図である。図７の例では、筋肉１０１にヘルニア門２０１が空いており、筋肉１０１と腹膜１０２との間に、ヘルニア門２０１を塞ぐようにメッシュ２０２が配置されている。メッシュ２０２の筋肉とは反対側の面におけるヘルニア門２０１とは重ならない位置に少なくとも１つ以上のコラーゲンシート１１が配置される。コラーゲンシート１１は、図の例では、メッシュ２０２の辺縁部にＯ字状に配置されているが、コラーゲンシート１１の配置はこの例に限らない。
　図８は、本実施形態における照射装置２Ａの構成を示す図である。図８に示す照射装置２Ａは、光源装置２１と、ハンドピース２２Ａと、シャフト６０とを有する。ハンドピース２２Ａとシャフト６０とは、バルーンカテーテルを構成する。
　ハンドピース２２Ａは、照射装置２を使用する術者にて把持及び操作される操作部であり、整形部５１を有する。整形部５１は、第１の実施形態と同様に、光伝送路２３を介して光源装置２１の光源３１と光学的に接続され、光伝送路２３を経由した光源３１からのレーザ光を整形して出射する。本実施形態では、整形部５１は、レーザ光の径を大きくして、コラーゲンシート１１上の照射領域全体にレーザが照射されるようにレーザ光を整形する。コラーゲンシート１１の照射領域は、例えば、４～８箇所程度あり、それぞれ円形である。このとき、整形部５１は、レーザ光をトップハット型の分布に変換する。また、整形部５１の出射側は、光伝送路６１に接続される。光伝送路６１は、例えば、光ファイバである。
　シャフト６０は、軸方向に沿った内腔を有する中空シャフトであり、ハンドピース２２Ａと接続され、内部に光伝送路６１が挿入される。また、シャフト６０の先端（ハンドピース２２Ａとは逆側の端部）には、バルーン６２が設けられる。バルーン６２は、拡縮可能な材料で形成され、内部に空気などが注入されることで膨らみ、メッシュ２０２上に配置されたコラーゲンシート１１を押圧することで、コラーゲンシート１１をメッシュ２０２を介して生体組織である筋肉１０１に圧着させる。
　また、シャフト６０の先端には、光伝送路６１から光をコラーゲンシート１１に出射する出射部６３が設けられている。図８の例では、出射部６３は、バルーン６２の内部に設けられ、バルーン６２を介して光をコラーゲンシート１１に入射させる構成を有しているが、この構成に限定されるものではない。
　また、シャフト６０の先端には、温度計５６が設けられる。温度計５６は、コラーゲンシート１１からの光を受光し、その光に基づいてコラーゲンシート１１の温度を測定し、そのその測定結果を示す温度検出信号を光源装置２１の制御装置３２に出力する温度測定部である。なお、温度計５６と制御装置３２とはシャフト６０内に配設された不図示の信号線を介して通信可能に接続されている。
　以上説明した光源３１、整形部５１、光伝送路２３及び６１は、レーザ光をコラーゲンシート１１に照射する照射部を構成する。なお、照射部は、図１に示した構成に加えて、コリメートレンズのような種々の光学系を備えていてもよい。
　本実施形態の制御装置３２は、照射部の点灯と消灯とを一定時間間隔で繰り返し、照射部が消灯している間に温度計５６が測定した測定結果を用いて、照射部による光の照射を制御する。一定時間は、例えば、５０ｍｓなどであるが、この例に限定されない。
　図９は、本実施形態の照射装置２Ａの動作を説明するためのフローチャートである。なお、術者は、内視鏡手術により、筋肉１０１に空いたヘルニア門２０１を塞ぐようにメッシュ２０２を配置し、そのメッシュ２０２と重なるようにコラーゲンシート１１を配置する。そして、術者は、ハンドピース２２を把持し、バルーン６２を膨らませ、バルーンで６２でコラーゲンシート１１を押圧する。その後、術者が照射装置２Ａに備わった入力部（図示せず）を用いてレーザ光の出射を指示すると、照射装置２Ａの制御装置３２は、以下の処理を実行する。
　先ず、制御装置３２は、光源３１を点灯させる（ステップＳ２０１）。これにより、光源３１からレーザ光が出射される。レーザ光は、光伝送路２３、整形部５１及び光伝送路６１を介して出射部６３からコラーゲンシート１１に照射される。
　その後、制御装置３２は、光源３１を点灯させてから一定時間が経過するまで待機し（ステップＳ２０２）、その後、光源３１を消灯する（ステップＳ２０３）。そして、制御装置３２は、温度計５６からの温度検出信号を受け付け、その温度検出信号にて示される温度が温度制御範囲内の設定値以上か否かを判断する（ステップＳ２０４）。設定値は、例えば、術者にて設定される。
　設定値未満の場合（ステップＳ２０４：Ｎｏ）、制御装置３２は、ステップＳ２０１の処理に戻る。一方、設定値以上の場合（ステップＳ２０４：Ｙｅｓ）、制御装置３２は、御温度範囲に含まれている時間の計測を開始し（ステップＳ２０５）、光源を点灯させる（ステップＳ２０６）。
　その後、制御装置３２は、ステップＳ２０６で光源３１を点灯させてから一定時間が経過するまで待機し（ステップＳ２０７）、その後、光源３１を消灯する（ステップＳ２０８）そして、制御装置３２は、一定時間待機し（ステップＳ２０９）、温度検出信号にて示される温度が制御温度範囲に含まれている時間が所定時間に到達したか否かを判断する（ステップＳ２１０）。
　所定時間に到達した場合（ステップＳ２１０：Ｙｅｓ）、制御装置３２は、光の照射を終了する。所定時間に到達していない場合（ステップＳ２１０：Ｎｏ）、制御装置３２は、温度検出信号にて示される温度が設定値以上か否かを判断する（ステップＳ２１１）。
　設定値未満の場合（ステップＳ２１１：Ｎｏ）、制御装置３２は、ステップＳ２０６の処理に戻る。一方、設定値以上の場合（ステップＳ２１１：Ｙｅｓ）、制御装置３２は、ステップＳ２０９の処理に戻る。
　なお、上記の処理において一定時間は、例えば、温度検出信号にて示される温度、つまりコラーゲンシート１１の温度が設定温度の±１℃の幅に収まるように決定される。
　以上説明したように本実施形態によれば、制御装置３２は、照射部の点灯と消灯とを繰り返し、照射部が消灯している間の測定結果を用いて、照射部による光の照射を制御する。このため、照射部の光の反射光の影響を排除して適切な温度を測定することが可能となる。
　上述した本開示の実施形態は、本開示の説明のための例示であり、本開示の範囲をそれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。当業者は、本開示の範囲を逸脱することなしに、他の様々な態様で本開示を実施することができる。例えば、各実施形態の構成は互いに矛盾しない限り適宜組み合わせて使用することができる。

Claims (14)

  1. 　生体組織に圧着させたコラーゲンシートに光を照射する照射装置であって、
    　所定の波長を有する光を前記コラーゲンシートに照射する照射部と、
    　前記コラーゲンシートにおける前記光が照射された照射領域からの光に基づいて、前記コラーゲンシートの温度を測定する温度測定部と、
    　前記温度測定部の測定結果を用いて、前記照射部による光の照射を制御する制御部と、を有する照射装置。
  2. 　前記制御部は、前記照射部の点灯と消灯とを繰り返し、前記照射部が消灯している間の前記測定結果を用いて、前記照射部による光の照射を制御する、請求項１に記載の照射装置。
  3. 　前記照射領域からの光から前記所定の波長を有する光を除去するフィルタ部をさらに有し、
    　前記温度測定部は、前記フィルタ部にて前記所定の波長を有する光が除去された光に基づいて、前記コラーゲンシートの温度を測定する、請求項１に記載の照射装置。
  4. 　前記制御部は、前記測定結果を用いて、前記温度が所定の温度範囲内の設定温度になるように、前記光の照射を制御する、請求項１に記載の照射装置。
  5. 　前記制御部は、前記温度が前記温度範囲に含まれる時間が所定時間に到達すると、前記光の照射を終了する、請求項４に記載の照射装置。
  6. 　前記照射部と前記コラーゲンシートとの間に設けられた、温度に応じて色が変化する示温材の色を検出する色検出部をさらに有し、
    　前記制御部は、前記色検出部の検出結果をさらに用いて、前記照射部による光の照射を制御する、請求項１に記載の照射装置。
  7. 　前記示温材は、所定の温度に到達すると、色が変化し、
    　前記制御部は、前記色が変化すると、前記光の照射を終了する、請求項６に記載の照射装置。
  8. 　前記照射部は、前記光を前記コラーゲンシート上で走査する走査部をさらに有し、
    　前記制御部は、前記走査部による前記コラーゲンシート上の複数の走査点のそれぞれについて、前記照射部による光の照射を制御する、請求項１に記載の照射装置。
  9. 　前記照射部は、前記光が前記コラーゲンシート上で前記コラーゲンシート上の照射領域と同じ形状となるように、前記光を整形する整形部をさらに有する、請求項１に記載の照射装置。
  10. 　前記フィルタ部は、前記所定の波長の光を反射し、前記所定の波長と異なる波長の光を透過する波長選択ミラーであり、
    　前記照射部は、前記波長選択ミラーで反射した光を前記コラーゲンシートに出射し、
    　前記温度測定部は、前記波長選択ミラーを透過した光に基づいて、前記温度を測定する、請求項３に記載の照射装置。
  11. 　前記照射部から照射される光は、トップハット型の強度分布を有する、請求項１に記載の照射装置。
  12. 　前記所定の波長は、１５００ｎｍ～１００００ｎｍに含まれる、請求項１に記載の照射装置。
  13. 　前記温度測定部は、前記照射部が前記コラーゲンシートに照射する光と同軸で導光してきた光を検出して前記温度を測定する、、請求項１に記載の照射装置。
  14. 　生体組織に圧着させたコラーゲンシートに光を照射する照射装置による照射方法であって、
    　所定の波長を有する光を前記コラーゲンシートに照射し、
    　前記コラーゲンシートにおける前記光が照射された照射領域からの光に基づいて、前記コラーゲンシートの温度を測定し、
    　当該測定結果を用いて、前記光の照射を制御する、照射方法。

     
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