多機能を可能とする超細径レーザ医療中空ファイバの研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14658278
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 宮城 光信 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90006263)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石 芸尉 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (90323063) ; 松浦 祐司 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (10241530)
• Keywords: 中空ファイバ / 赤外レーザ / 超音波伝送 / マイクロ波導波管 / 細径ファイバ

Research Abstract

中空ファイバは,当初,波長が2μm以上の赤外光を伝送する目的で考案された.内部が中空であるため,手術中の煙の吸引・排出が可能なこと,波長が10倍以上もことなるパイロット光も伝送可能なことが分かり,一部実現してきた.中空ファイバを改良することにより,医療用途において有用な超音波およびマイクロ波をも伝送可能な超多機能性中空ファイバを実現することを目的とする.
その方法として,保護層付き石英キャピラリーチューブの外部に金属層を設け,内面に銀層と有機樹脂が内装することにより,赤外光,超音波,およびマイクロ波のすべてを同時伝送可能なシステム構築をめざし,その可能性について検討した.
本研究では本年度において,以下の研究を行なった.
1.中空ファイバによるレーザ照射部の温度計測
CO2レーザで照射された組織の温度を,同じ中空ファイバに照射部の放射光を出射端に導き,強度を分析することにより計測した.計測に最適となるファイバの伝送損失スペクトルについて理論的検討を行うともに,中空ファイバ,放射温度計,および各種光学素子で構成される温度計測システムの試作・評価を行った.
2.超細径中空ファイバによる超音波伝送
中空ファイバは弾性波を伝送できる構造になっている.即ち,治療のための超音波をも患部に導くことが出来ることを意味する.超音波の透過率の中空ファイバ内径依存性について,理論的・実験的な調査を行なった.
3.中空ファイバによるテラヘルツ波伝送
テラヘルツ領域で透明である各種の樹脂を用いて中空ファイバを構成し,テラヘルツ波の伝送を試みた.伝送損失のほか,波長特性等について基礎的検討を行った.

Research Products

• [Publications] S.Ouyang: "Rugged distal tips for CO2 laser medicine"Opt.Laser Technol.. 35・2. 65-68 (2003)
• [Publications] K.Iwai: "Erbium : YAG laser lithotripsy by use of a flexible hollow waveguide with an end-scaling cap"Appl.Opt.. 42・13. 2431-2435 (2003)
• [Publications] 松浦 祐司: "レーザパワー伝送用中空光ファイバー"レーザ加工学会誌. 10・1. 5-9 (2003)
• [Publications] H.Jelinkova: "Different influence of long and short mid-infrared laser pulses on eye tissue"Laser Physics. 13・5. 735-742 (2003)