CN101879351B - 一种用于前列腺汽化和消融的980nm高功率半导体激光装置 - Google Patents
一种用于前列腺汽化和消融的980nm高功率半导体激光装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种用于前列腺汽化和消融的980nm高功率半导体激光装置,其激光系统的核心部分为高功率半导体激光器,激光器内由高功率半导体激光二极管和光束整形聚焦系统组成,最后激光通过连接侧向发射光纤输出,连续功率可到150W,能够透过水,直接被组织吸收,对前列腺组织进行高效汽化,手术时间短,减少病人痛苦,且不易引起出血和周围组织水肿。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械领域,特别是一种用于前列腺汽化消融的980nm的高功率半导体激光装置。
背景技术
随着人们生活水平的提高,良性前列腺肥大(增生)的病人越来越常见。病人的临床表现是:轻则为尿频、尿急;重则为尿不出、尿不尽或尿失禁,严重影响患者正常生活。因此,尽早治疗性前列腺肥大(增生)显得尤为重要。目前,临床上常用的治疗方法有:
(1)电切割法,即通过尿道采用电切割去除多余的前列腺组织。此方法容易引起很多副作用,如尿失禁、阳痿、逆射精、出血多、时间长等电切割综合症,甚至导致手术过程中大出血。
(2)热凝固法,即采用电抗元件,如电磁波、微波或长波激光等在45℃下加热组织,使组织凝固。此方法由于采用加热处理组织,所以容易引起组织长时间水肿、尿痛,需要长时间插入尿道导管导尿,容易引起二次感染。
(3)激光汽化法,如申请号CN200710055400.2,即采用传统的激光如1064nm激光汽化或消融前列腺组织。其优点是止血效果好,缺点是汽化效率低,手术时间长,容易引起水肿,同样需要长时间插入尿道导管导尿,容易引起二次感染。
(4)532nm绿激光汽化法,如申请号CN200610026368.0,即采用532nm的绿 激光汽化或消融前列腺组织,其优点是止血效果好,汽化效率高,手术时间短,不易引起周围组织水肿,不需要插尿道导管导尿或只需要短时间尿道导管导尿,缺点是设备庞大,激光功率很难做到很好的稳定性,耗电量大,设备昂贵,可维护性差,外围需要循环水来冷却设备,设备容易坏,而且寿命只有2000小时左右。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种用于前列腺汽化和消融的980nm高功率半导体激光装置,由激光电源、电流反馈电阻、半导体激光器、半导体制冷器、散热器和侧向发射光纤等组成,其中半导体激光器波长为980nm;相应地,半导体激光器电源采用带电流反馈的激光电源,进行恒流控制;半导体激光器的数值孔径NA=0.22;半导体激光器最小适用芯径为600μm;在使用的过程中,采用侧向发射的光纤作为输出光纤,有利于较好地伸入到患部,并且侧向发射的光纤的芯径为600~800μm;在仪器的工作过程中,产生大量的热量,该装置采用半导体制冷器(TEC)来进行制冷,半导体制冷器(TEC)贴在半导体激光器和散热器之间,并且在散热器的下部装有风扇,散热器的热量由风扇带走。
采用本发明的优点是:激光器发射980nm的激光,最高功率可达150W,能透过水直接被组织吸收。通过膀胱镜系统,使其在生理盐水的冷却下对前列腺组织进行高效汽化;手术时间短,只需要20~30分钟即可完成,减少病人痛苦;且不易引起周围组织水肿;不需要插尿道导管或只需要短时间采用尿道导管;不会带来阳痿等其它副作用,而且手术过程中,激光的自凝作用,可以保证整个手术过程不出血或出少量血,减少手术的危险性,是一种治疗前列腺增 生的最安全有效的方法。
附图说明
下面结合附图详细描述本发明的实施方式:
图1为利用本发明进行治疗过程示意图。
图2为本发明结构示意图。
图3为本发明系统原理图—HPLAS150系统框图。
图中标记:1-激光电源;2-电流反馈电阻;3-半导体激光器;4-半导体制冷器;5-散热器;6-侧向发射光纤。
具体实施方式
为了便于本领域普通技术人员理解和实施发明,下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。
如图1所示,治疗仪A产生980nm,150W的激光,通过侧向发射光纤B传输,在光纤头部安装有发射头,此光纤B通过膀胱镜C由尿道口进入到前列腺增生处。当激光发射时,由治疗部位放大图D看出,激光从侧向发射光纤B的头部侧向发出,正好作用在前列腺增生组织。前列腺增生组织在980nm激光作用下,进行汽化消融。在整个手术过程中,光纤和前列腺增生组织都浸泡在循环生理盐水当中,保证光纤一直被冷却,汽化消融后的组织残留物,随着循环生理盐水被带出体外。在整个过程中,循环生理盐水经由膀胱镜C进出。
图2给出了本发明的结构示意图,由激光电源1、电流反馈电阻2、半导体激光器3、半导体制冷器4、散热器5和侧向发射光纤6组成,所述半导体激光 器波长为980nm,激光电源1通过电流反馈电阻2与半导体激光器3相连,构成反馈回路,半导体激光器3的输出端与侧向发射光纤6连接;所述半导体激光器3内部由激光二极管、准直系统和耦合聚焦系统组成;所述半导体制冷器4贴放在半导体激光器3和散热器5之间。所述半导体激光器3还带有温度探头、红光瞄准光发射装置以及光纤连锁报警装置。所述半导体激光器3的数值孔径为0.22NA。所述侧向发射光纤6的芯径为600~800μm。所述半导体激光器3由激光电源1控制输出,设定电流通过电流反馈电阻构成反馈回路,控制激光电源横流输出,电流达到激光器阈值时,激光二极管发射高能量的980nm激光,最高功率可达150w。所述激光二极管的温度控制在20~30℃之间,并通过4块半导体制冷器4进行制冷。所述半导体制冷器4将半导体激光器3的热量传导到散热器5上,再经过风扇带走。,
图3给出了本发明的系统原理图,由激光电源1、电流反馈电阻2、半导体激光器3、半导体制冷器4、散热器5和侧向发射光纤6组成,所述高功率半导体激光装置系统还包括供电系统、主控单片机、温控单片机、液晶控制系统;所述半导体激光器波长为980nm,激光电源1通过电流反馈电阻2与半导体激光器3相连,构成反馈回路,半导体激光器3的输出端与侧向发射光纤6连接;所述半导体激光器3内部由激光二极管、准直系统和耦合聚焦系统组成;并由激光电源1控制输出,设定电流通过电流反馈电阻构成反馈回路,控制激光电源横流输出,电流达到激光器阈值时,激光二极管发射高能量的980nm激光,最高功率可达150w;激光二极管的温度控制在20~30℃之间,并通过4块半导体制冷器4进行制冷;所述半导体制冷器4贴放在半导体激光器3和散热器5之间;将半导体激光器3的热量传导到散热器5上,再经过风扇带走;所述温控单片机6控制半导体制冷器4和风扇转速;所述主控单片机用于控制整个系统开机流程和信号、提供报警信号,通过RS232接口控制液晶系统,控制显示 液晶显示内容,并通过I/O连接温控单片机;所述液晶控制系统控制液晶的显示和触摸信号,通过RS232串口通讯,将信号发送给主控单片机;所述供电系统提供电力,为所述激光电源1提供电力,并为各控制系统的电子器件供电。
所述激光电源1包括急停开关和钥匙开关、交流接触器,分5V和24V两个大功率的开关电源,为整个系统提供电源,主控单片机5通过SPI A/D或者I2C A/D转换器控制开关电源的输出。从图3中还可以看出,所述半导体激光器3在运作时体现以下几个部分,具有指示光、激光器温度探头、光纤连锁开关、功率探头和光纤温度探头。图3中的半导体激光器驱动电路,提供了激光电流控制的回路,是激光器工作的最主要部分,150W半导体激光器3,是激光发生装置,是整个系统的核心。主控单片机还控制以下装置:喇叭、脚踏开关、门连锁开关、报警系统,并控制激光出光指示和RS232接口。所述液晶控制系统为触摸液晶屏。
Claims (3)
1.一种用于前列腺汽化和消融的980nm高功率半导体激光装置系统,由激光电源(1)、电流反馈电阻(2)、半导体激光器(3)、半导体制冷器(4)、散热器(5)和侧向发射光纤(6)组成,其特征在于:所述高功率半导体激光装置系统还包括供电系统、主控单片机、温控单片机、液晶控制系统;
所述主控单片机还控制以下装置:喇叭、脚踏开关、门连锁开关、报警系统,并控制激光出光指示和RS232接口;
所述激光电源(1)包括急停开关和钥匙开关、交流接触器,分5V和24V两个大功率的开关电源,为整个系统提供电源,并通过SPI A/D或者I2C A/D转换器与所述主控单片机(5)相连;
所述半导体激光器波长为980nm,数值孔径为NA=0.22,激光电源(1)通过电流反馈电阻(2)与半导体激光器(3)相连,构成反馈回路,半导体激光器(3)的输出端与侧向发射光纤(6)连接;
所述侧向发射光纤(6)的芯径为600~800μm;
所述半导体激光器(3)内部由激光二极管、准直系统和耦合聚焦系统组成;并由激光电源(1)控制输出,设定电流通过电流反馈电阻构成反馈回路,控制激光电源横流输出,电流达到激光器阈值时,激光二极管发射高能量的980nm激光,最高功率可达150w;激光二极管的温度控制在20~30℃之间,并通过4块半导体制冷器(4)进行制冷;
在所述散热器(5)外还设置有风扇,风扇具有风扇驱动,半导体制冷器(4)贴放在半导体激光器(3)和散热器(5)之间;将半导体激光器(3)的热量传导到散热器(5)上,再经过风扇带走;
所述温控单片机(6)控制半导体制冷器(4)和风扇转速;
所述主控单片机用于控制整个系统开机流程和信号、提供报警信号,通过RS232接口控制液晶系统,控制显示液晶显示内容,并通过I/O连接温控单片机;
所述液晶控制系统控制液晶的显示和触摸信号,通过RS232串口通讯,将信号发送给主控单片机;
所述供电系统提供电力,为所述激光电源(1)提供电力,并为各控制系统的电子器件供电。
2.根据权利要求2所述的半导体激光装置,其特征在于:所述半导体激光器(3)还带有温度探头、红光瞄准光发射装置以及光纤连锁报警装置。
3.根据权利要求1所述的半导体激光装置,其特征在于:所述液晶控制系统为液晶屏或触摸屏。
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