CN103815965B - 一种激光医疗设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开提供一种激光医疗设备，包括顺次连接的电源控制系统、第一激光器和激光合成器，激光医疗设备还包括第二激光器，第二激光器与第一激光器并联，第一激光器发出的激光和第二激光器发出的激光通过激光合成器合成为复合激光束。本发明通过第一激光器发出短波长激光脉冲与第二激光器发出的长波长激光脉冲结合为复合激光脉冲。如此能够增加等离子体爆破的能量，提高碎石效率；并且通过电源控制模块控制第一激光器和第二激光器，使得本发明能够实现单一的激光输出或二者激光的复合输出，在进行手术治疗时，不需要更换治疗设备，仅通过控制电源控制模块即可实现两种激光的切换或复合输出，如此能够方便医生进行治疗，增加了手术效率。

Description

一种激光医疗设备

技术领域

本发明涉及医疗设备技术领域，特别涉及一种激光医疗设备。

背景技术

目前，激光医疗技术是将由激光器发出的激光，通过医疗光纤照射在需要治疗的组织上，通过激光产生的热效应或冲击波进行碎石或软组织切割治疗，由于激光医疗技术在碎石、软组织切割治疗中手术时间短且创口较小，而被广泛应用。

现有技术，激光医疗设备由激光器和电源组成，一种激光医疗设备只能输出一种类型的激光。在医疗手术中常用的激光为钕激光、钬激光和铥激光，其中，钕激光通过激光器输出治疗时，会在照射的组织附近产生等离子体，等离子体爆破并产生冲击波，冲击波对于硬组织，例如结石等，能够产生崩裂和击碎的作用，而对于软组织不会产生影响，且脉冲能量较低，可应用于狭窄腔道内进行碎石，如肝结石或胆结石等，因此钕激光常用于碎石治疗；钬激光或铥激光通过激光器输出治疗时，由于水对钬激光或铥激光的吸收系数较大，会在钬激光或铥激光照射的部分产生强烈的热效应，钬激光或铥激光通过产生的热效应进行软组织切割或碎石治疗，但由于钬激光或铥激光的能量较大，在碎石手术过程中容易灼伤体腔，因此在狭窄腔道内碎石风险较大。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

现有技术中钕激光由于脉冲能量较低，导致爆破的能量低，使得在进行碎石时治疗时间长；并且由于一种激光医疗设备只能输出一种类型的激光，因此在通过现有激光医疗设备进行治疗时会有局限性，使得若在医疗过程中使用两种激光，则需要医生操作两套激光医疗设备，通过两套激光医疗设备的更换来进行治疗，使得手术过程复杂，从而增加手术时间，降低了手术效率。

发明内容

为了解决现有技术的激光医疗设备在手术中需要更换并造成手术过程复杂的问题，本发明实施例提供了一种激光医疗设备。所述技术方案如下：

提供一种激光医疗设备，所述激光医疗设备包括顺次连接的电源控制系统、第一激光器和激光合成器，所述激光医疗设备还包括第二激光器，所述第二激光器与所述第一激光器并联，所述第一激光器发出的激光和所述第二激光器发出的激光通过所述激光合成器合成为复合激光束，所述第一激光器输出的激光波长为0.2～1.5微米，所述第二激光器输出的激光波长为1.9～3.0微米。

进一步地，所述电源控制系统包括控制器和电源，所述控制器与所述电源连接，所述电源分别与所述第一激光器、所述第二激光器连接。

进一步地，所述控制器包括时间模块，所述时间模块与所述电源连接，所述时间模块用于控制所述电源的放电时间；

具体的，所述时间模块用于控制所述第一激光器的输出时间和所述第二激光器的输出时间，使得所述第一激光器输出的激光脉冲的脉冲周期与所述第二激光器输出的激光脉冲的脉冲周期相同。

进一步地，所述第一激光器输出的激光脉宽为0.5～2.0微秒，所述第二激光器输出的激光脉宽为200～500微秒。

进一步地，所述激光医疗设备还包括输出模块，所述输出模块与所述第一激光器连接，所述输出模块用于控制所述第一激光器输出激光的脉冲数量。

进一步地，所述控制器还包括能量模块，所述能量模块与所述电源电连接。

作为优选，所述第一激光器为由闪光灯泵浦的激光器、由二极管泵浦的激光器、由光纤激光器泵浦的激光器或半导体激光器；所述第二激光器为由闪光灯泵浦的激光器或由二极管泵浦的激光器。

进一步地，所述激光医疗设备还包括激光耦合器，所述激光耦合器与所述激光合成器连接。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明实施例提供的激光医疗设备，将第一激光器发出的短波长激光脉冲和第二激光器发出的长波长激光脉冲通过激光合成器合成为复合激光脉冲。利用短波长激光脉冲具有较强吸收功能，能够吸收长波长激光脉冲，如此使得复合激光脉冲在进行治疗时，能够增加等离子体爆破的能量，提高碎石效率；并且，通过电源控制模块控制第一激光器和第二激光器，使得本发明能够实现单一的激光输出或二者激光的复合输出，从而使得在进行手术治疗时，不需要更换治疗设备，仅通过控制电源控制模块即可实现两种激光的切换或复合输出，如此能够方便医生进行治疗，从而减少了手术时间，增加了手术效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的激光医疗设备的结构示意图；

图2是本发明又一实施例提供的激光脉冲时序图。

其中：1第一激光器，

2第二激光器，

3激光合成器，

4激光耦合器，

5控制器，

6电源，

T为激光的脉冲周期，

a为第一激光器输出的激光脉冲，

b为第二激光器输出的激光脉冲，

t2为第一激光器输出激光脉冲的间隔时间。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例一

如图1所示，提供一种激光医疗设备，所述激光医疗设备包括顺次连接的电源控制系统、第一激光器1和激光合成器3，所述激光医疗设备还包括第二激光器2，所述第二激光器2与所述第一激光器1并联，所述第一激光器1发出的激光和所述第二激光器2发出的激光通过所述激光合成器3合成为复合激光束，所述第一激光器1输出的激光波长为0.2～1.5微米，所述第二激光器2输出的激光波长为1.9～3.0微米。

其中，在使用激光进行治疗时，本发明提供的第一激光器1和第二激光器2可设置为相同类型或不同类型的激光器，将第一激光器1发出的激光波长设置在0.2～1.5微米范围内，例如钕激光器等，能够在激光照射部分产生等离子体，等离子体会吸收激光能量，当吸收一定能量后，等离子体会发生爆破并产生冲击波，冲击波对较硬的组织能产生崩裂或击碎的作用，因此限定第一激光器1的输出激光波长，使得第一激光器1能进行碎石治疗而不会损伤软组织；将第二激光器2发出的激光波长设置在1.9～3.0微米范围内，例如钬激光器、铥激光器或铒激光器等波长处于此范围内的其它激光器，能够在激光照射部分产生热效应，通过热效应能够对组织进行切割并且能够碎石，因此限定第二激光器2的激光输出波长，使得第二激光器2能够进行组织切割和碎石治疗。将电源控制模块分别与第一激光器1、第二激光器2连接，通过电源控制模块控制第一激光器1和第二激光器2的输出，并通过激光合成器3合成第一激光器1发出的激光和第二激光器2发出的激光，将合成后的激光通过激光耦合器4达到光纤内，通过光纤进行治疗。使得本发明仅通过电源控制模块的切换即可实现碎石功能和组织切割功能的切换；不仅如此，当第一激光器1与第二激光器2同时输出时，通过激光合成器3合成，使得第一激光器1在照射部分形成等离子体的同时，等离子体能将第二激光器2激光产生的能量吸收，加快了等离子体爆破的速度，并增加了等离子体爆破的能量，使结石更易被击碎，减少了碎石治疗的时间，提高了手术效率，并且通过等离子体对第二激光器2激光能量的吸收，在进行手术的过程中不会产生过多热量，对于软组织不会产生影响，从而避免在狭窄腔道内进行碎石时，对其它正常组织带来的损伤。

本发明实施例提供的激光医疗设备，将第一激光器1发出的短波长激光脉冲和第二激光器2发出的长波长激光脉冲通过激光合成器3合成为复合激光脉冲。利用短波长激光脉冲具有较强吸收功能，能够吸收长波长激光脉冲，如此使得复合激光脉冲在进行治疗时，能够增加等离子体爆破的能量，提高碎石效率；并且，通过电源控制模块控制第一激光器1和第二激光器2，使得本发明能够实现单一的激光输出或二者激光的复合输出，从而使得在进行手术治疗时，不需要更换治疗设备，仅通过控制电源控制模块即可实现两种激光的切换或复合输出，如此能够方便医生进行治疗，从而减少了手术时间，增加了手术效率。

进一步地，所述第一激光器输出的激光脉宽为0.5～2.0微秒，所述第二激光器输出的激光脉宽为200～500微秒。

其中，对于0.2～1.5微米波长的激光，激光器输出的激光脉宽越小，在进行手术治疗时产生等离子体的阀值越低，即越容易产生等离子体，等离子体数量增加，爆破产生的能量就越高，越容易碎石。但是，如果输出的激光脉宽小于0.5微秒，在进行治疗时会损伤体腔；如果输出的激光脉宽大于2.0微秒，在治疗过程中不易形成等离子体，难以进行碎石治疗，因此，对于0.2～1.5微米波长的激光，激光脉宽要大于或等于0.5微秒且小于或等于2.0微秒，使得在进行手术时，将造成人体伤害的可能性降至最低，并且能够保证良好碎石效果。对于的1.9～3.0微米波长的激光，激光器输出的激光脉宽越小，激光脉冲峰值功率越高，碎石能力越强，但会造成激光的组织切割能力变差，对于1.9～3.0微米波长的激光，若激光脉宽小于200微秒，则在进行手术治疗时会造成体腔组织出血，甚至穿孔；若激光脉宽大于500微秒，则会造成激光脉冲峰值功率低，无法达到碎石或切割组织的要求，因此，对于1.9～3.0微米波长的激光，激光脉宽要大于或等于200微秒且小于或等于500微秒，使得在此脉宽范围内的激光，在进行手术时不仅能够保证手术的安全性，也能满足碎石或切割组织的要求。

如图1所示，进一步地，所述电源控制系统包括控制器5和电源6，所述控制器5与所述电源6连接，所述电源6分别与所述第一激光器1、所述第二激光器2连接。

其中，可将电源6设置为两个，第一电源和第二电源，第一电源的两端分别连接控制器5和第一激光器1，第二电源的两端分别连接控制器5和第二激光器2，通过控制器5控制第一电源和第二电源，从而实现控制第一激光器1和第二激光器2的输出。

如图1并结合图2所示，进一步地，所述控制器5包括时间模块，所述时间模块与所述电源6连接，所述时间模块用于控制所述电源6的放电时间。

其中，当两种激光结合使用时，以钬激光和钕激光为例，通过时间模块控制第一激光器1的输出时间和第二激光器2的输出时间，使得第一激光器1输出的激光脉冲a(钕激光)的脉冲周期T与第二激光器2输出的激光脉冲b(钬激光)的脉冲周期T相同，并且，由于等离子体只有在钕激光激发脉冲的时间段内出现，因此钬激光的放电时间应在钕激光的放电持续时间段内，为了使两种激光结合进行碎石治疗的效果最佳，通过时间模块的调节，在钬激光放电持续的时间段内，钕激光器进行放电，如此达到了调节复合激光脉冲时序的功能。例如，以钬激光脉冲的波峰位置为坐标原点±200微秒的时间范围为钬激光脉宽，钕激光输出的激光脉冲的波峰时间应在钬激光脉宽的时间段内，由于此脉宽内钬激光携带的能量最大，使得在进行等离子体爆破时形成的冲击波能量大，能够达到良好的碎石效果。并且通过时间模块能够实现第一激光器1与第二激光器2的输出频率可调，使得第一激光器1的输出频率为1-40Hz，第二激光器2的输出频率为1-20Hz，激光器输出频率越高，达到的碎石效果越好。

如图1所示，进一步地，所述激光医疗设备还包括输出模块，所述输出模块与所述第一激光器1连接，所述输出模块用于控制所述第一激光器1输出激光的脉冲数量。

其中，输出模块可以设置为主动调Q器件或被动调Q器件，主动调Q器件包括声光调Q组件或电光调Q组件，通过输出模块控制第一激光器1输出激光的脉冲数量，由于等离子体的形成数量与第一激光器1输出的激光脉冲数量有关，即能够通过第一激光器1输出激光的脉冲数量控制第一激光器1照射形成的等离子体的数量，由本领域技术人员可知，第一激光器1一次激发形成的脉冲数量越多，则形成的等离子体数量越多，使得产生的冲击波能量越高，达到碎石的效果越好。

如图1所示，进一步地，所述控制器5还包括能量模块，所述能量模块与所述电源6电连接。

其中，通过能量模块控制两个激光器输出激光的能量，能够实现在治疗过程中实时控制第一激光器1的输出能量和第二激光器2的输出能量，实现对于复合激光脉冲输出能量的调节。控制输出的激光能量方法有多种，可以通过调节电源6的输出电压、输出频率或电源6的放电持续时间来调整输出激光的能量。当手术中的结石较小时，可将第二激光器2输出能量调小，在节省能量的同时，达到良好的碎石效果，并且不会伤害到其它正常组织；当手术中的结石较大时，将第二激光器2输出能量调大，第一激光器1形成的等离子体结合第二激光器2输出的高能量，能够迅速击碎结石，减少手术时间，增加手术效率。此外，第一激光器在输出时所消耗的能量为40-1200mJ，第二激光器输出时所消耗的能量为0.1-5J，若只用第二激光器进行碎石会消耗较大能量，因此通过使用复合激光脉冲进行碎石，以第一激光器为主，第二激光器辅助第一激光器输出，既能够达到迅速碎石的效果，也能够减少对能量的损耗。

作为优选，所述第一激光器为由闪光灯泵浦的激光器、由二极管泵浦的激光器、由光纤激光器泵浦的激光器或半导体激光器；所述第二激光器为由闪光灯泵浦的激光器或由二极管泵浦的激光器。

其中，第一激光器可选用由闪光灯泵浦YAG、YLF、YVO4等晶体的激光器、由二极管泵浦YAG、YLF、YVO4等晶体的激光器、由光纤激光器泵浦的激光器，也可选用半导体激光器；第二激光器可选用由闪光灯泵浦Ho:YAG、CTH:YAG、Er:YAG的激光器，也可选用由二极管泵浦Ho:YAG、CTH:YAG、Er:YAG或掺钬、铥光纤的激光器，也可选用由光纤泵浦Ho:YAG、CTH:YAG、Er:YAG或掺钬、铥光纤的激光器，且由本领域技术人员可知，在上述激光器中设置谐波发生器的激光器也应在本发明所保护的范围内。以钕激光器为例，通过使用带有谐波发生器的双波长倍频激光器，能够在输出1.064微米波长的激光的同时，输出0.532微米波长的激光，形成双波长激光，双波长激光在进行照射时，由于同时具有1.064微米和0.532微米波长的激光，从而能够迅速产生等离子体，增加等离子体的数量，从而增加了手术的治疗效率。

如图1所示，进一步地，所述激光医疗设备还包括激光耦合器，所述激光耦合器与所述激光合成器连接。

如图1和图2所示，本发明实施例设置两个激光器，第一激光器发出的激光波长设置在0.2～1.5微米范围内，通过第一激光器1实现在照射部分产生等离子体进行爆破，将第二激光器发出的激光波长设置在1.9～3.0微米范围内，通过第二激光器2实现在照射部分产生热效应来达到碎石和切割的功能，通过电源向第一激光器1和第二激光器2提供电能，通过控制器5控制电源，其中，通过控制时间模块，控制第一激光器1输出激光的周期和第二激光器2输出激光的周期，使第一激光器1输出激光的周期和第二激光器2输出激光的周期相等，且为了使两种激光器在结合使用时达到良好的碎石效果，通过控制时间模块，使第一激光器1在第二激光器2放电持续的时间段内放电，具体地，第一激光器1输出的激光脉冲的波峰的时间点应在第二激光器2放电持续的时间段内，使得保证第一激光器1照射形成的等离子体能够吸收第二激光器2的激光能量，从而使得第二激光器2在提供激光能量的同时，由于第二激光器2输出的能量被等离子体吸收，能够最大限度减少热效应。其中，由第二激光器2输出的一个激光脉冲内，可以包含一个或多个第一激光器1输出的激光脉冲，例如，以第二激光器激光脉冲的波峰位置为坐标原点±200微秒的时间范围为第二激光器的激光脉宽，第一激光器输出的激光脉冲数量是1时，则第一激光器的激光脉冲的波峰时间应在第二激光器激光脉宽的时间范围内；若第一激光器输出的激光脉冲数量为多个时，从形成的第一个激光脉冲的波峰时间到形成最后一个激光脉冲的波峰时间(一个周期内)，此时间段应在第二激光器激光脉宽的时间范围内。通过设置在第一激光器1上的输出模块能够控制第一激光器1输出的激光脉冲数量，通过控制第一激光器1输出的激光脉冲数量来控制产生的等离子体数量，并结合能量模块控制第一激光器1的输出能量和第二激光器2的输出能量，使得医生能够通过控制等离子体数量和激光能量进行碎石治疗，从而达到碎石的最佳效果。并且通过使用本发明实施例提供的装置，在手术中若遇到带有息肉的结石时，能够通过控制能量模块，先由第二激光器2输出激光能量，通过第二激光器2输出的激光进行切割，将结石上的息肉切割后，可再由第一激光器1进行碎石，或通过第一激光器1和第二激光器2结合的方式进行碎石，也可直接由第二激光器2进行碎石，由此使得本发明能够提供多种方式进行碎石治疗，医生能够在其中挑选最佳方案进行治疗，从而达到最佳治疗效果，并且，在第一激光器1和第二激光器2进行切换时，不需要更换设备，增加设备灵活性，节省手术时间，提高了手术效率。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种激光医疗设备，其特征在于，所述激光医疗设备包括顺次连接的电源控制系统、第一激光器和激光合成器，所述激光医疗设备还包括第二激光器，所述第二激光器与所述第一激光器并联，所述第一激光器发出的激光和所述第二激光器发出的激光通过所述激光合成器合成为复合激光束，所述第一激光器输出的激光波长为0.2～1.5微米，所述第二激光器输出的激光波长为1.9～3.0微米；

所述电源控制系统包括控制器和电源，所述控制器与所述电源连接，所述电源分别与所述第一激光器、所述第二激光器连接；

所述控制器包括时间模块，所述时间模块与所述电源连接，所述时间模块用于控制所述电源的放电时间；

具体的，所述时间模块用于控制所述第一激光器的输出时间和所述第二激光器的输出时间，使得所述第一激光器输出的激光脉冲的脉冲周期与所述第二激光器输出的激光脉冲的脉冲周期相同。

2.根据权利要求1所述的激光医疗设备，其特征在于，所述第一激光器输出的激光脉宽为0.5～2.0微秒，所述第二激光器输出的激光脉宽为200～500微秒。

3.根据权利要求2所述的激光医疗设备，其特征在于，所述激光医疗设备还包括输出模块，所述输出模块与所述第一激光器连接，所述输出模块用于控制所述第一激光器输出激光的脉冲数量。

4.根据权利要求3所述的激光医疗设备，其特征在于，所述控制器还包括能量模块，所述能量模块与所述电源电连接。

5.根据权利要求1-4任一项所述的激光医疗设备，其特征在于，所述第一激光器为由闪光灯泵浦的激光器、由二极管泵浦的激光器、由光纤激光器泵浦的激光器或半导体激光器；所述第二激光器为由闪光灯泵浦的激光器或由二极管泵浦的激光器。

6.根据权利要求5所述的激光医疗设备，其特征在于，所述激光医疗设备还包括激光耦合器，所述激光耦合器与所述激光合成器连接。