CN106415950B - 双波长激光治疗设备 - Google Patents

Abstract

本发明的实施方式包括紧凑、轻质的手持激光治疗设备，该设备将两个单独的激光能量源发射合并到共同的光路径，以提高治疗效果。在一些实施方式中，所述设备包括外壳，该外壳具有单独的第一和第二激光源置于其内部。在一些实施方式中，来自两个内部激光源放射的激光能量发射可分别或同时经由激光传输路径传输至所述设备的传送尖端，所述激光传输路径也限定在所述外壳的内部。在一些实施方式中，第一和第二激光源的结构和功能特征与激光传输路径的独特结构配合，可被配置为在其轻质的手持外壳的空间限制内提供所述设备操作的疗效和功效。

Description

双波长激光治疗设备

相关申请的交叉引用

本申请要求于2013年12月31日提交的名为“双波长激光治疗设备”的美国临时专利申请NO.61/922,581的优先权，在此通过引用将其全部内容结合于本文中。

技术领域

本发明的一些实施方式大致涉及医用激光系统。一些实施方式涉及紧凑、轻质的手持激光治疗设备，该设备将两个或两个以上单独的激光能量源合并到共同的光路径上，以提高治疗效果。

背景技术

激光在各种医疗和牙科治疗程序中都有应用，一些最常见的操作包括切割、烧蚀、杀菌或其他一些组织治疗。根据激光发射的具体波长、输出功率和脉宽，以及目标组织的吸收能力，可切割和烧蚀不同的生物材料，从诸如肌肉和皮肤的软组织到诸如牙齿和骨头的硬组织。激光系统通常具有高达几十瓦的输出功率电平，虽然输出功率电平在10毫瓦范围的系统具有微生物、组织生物刺激、低电平光疗和其他非组织破坏应用。

传统的激光系统大致包括三个主要组件：激光介质，生成激光；电源，将能量以需要的形式传送给激光介质，以便激发同样的能量以发射相干光；和光共振腔或共振器，聚集光，以便刺激激光照射的发射。激光发射根据使用的激光介质的类型(例如，气体、化学、染料、金属蒸汽、固体、半导体等)可包括紫外线波长、可见光波长和红外线波长。

由于手术激光应用要求高输出功率，这些激光器通常是固体类型，其中激光介质由固体基质晶体或具有掺杂剂材料包含其中的玻璃结构组成。在硬组织和软组合烧蚀应用中，常常使用掺铷钇铝石榴石(Nd:YAG)激光器，其发射波长为1.064微米；掺铒钇铝石榴石(Er:YAG)激光器，其发射波长为2.94微米；和掺钬钇铝石榴石(Ho:YAG)激光器。此外，掺铒铬钇钪镓石榴石(Er,Cr:YSGG)激光器已经在医疗应用中成功运用。其他利用诸如二氧化碳、氙气、氩气、准分子激光气体的气体(诸如惰性分子卤化物)的激光介质和铜蒸汽激光器也已经得到成功运用。

在操作期间，光泵浦(例如，闪光灯)生成短时、强烈、不相干、全光谱光，以便将激光介质(例如，掺杂固体基质结构)激发为粒子反转状态，在该状态下，提高能量状态的原子超过较低能量状态的原子。替代闪光灯，也可使用电动二极管激光器。所述激光介质置于两个或两个以上限定光共振器的反射镜之间。由于发射镜的每一个反射，光泵浦进一步刺激所述光，导致光放大。其中一个反射镜是半透反射镜，允许一些放大的光离开共振腔作为激光发射，并且也可被称为输出耦合器。激光输出通常由这样的技术施以脉冲，如调Q，这可导致大体上更高的瞬时激光功率输出，虽然连续或准连续的操作也可能。

可替代地，也可在医疗应用中使用激光二极管。与发光二极管的操作相似，激光二极管由P层和n层组成，其间具有主动光子发射层。与固态激光器相似，具有一个或多个反射镜和输出耦合器，包含进所述半导体装配，具有电流提供刺激以达到粒子反转状态。

传统的用于手术应用的激光装置大致包括前文提到的激光能量源，耦接至可由从业者手动操作的手持件。由于高功率要求和伴随的安全考虑，所述激光能量源通常位于远离操作者和患者。延伸的波导，也就是纤维光缆，将所述激光能量源连接至手持件。在基本的实施方式中，所述手持件包括尖端，该尖端与所述波导和所述激光能量源光通信。所述尖端将发射的激光引导至目标组织部位并且不同的形状配置可产生不同的输出特性，包括简单环形模式。可以以任意角度引导所述激光发射，以将操作者的灵活性最大化并且将接触目标组织部位的舒适度最大化。可使用不同的反射镜布置将光路径偏离所述连接电缆/手持件轴。

如上文简要提到的，切割和烧蚀疗效大体上取决于发射的波长和所述目标组织吸收具体波长的能力。进一步地，必须设定发射的强度以及脉冲的持续时间，以确保所述组织不会汽化或蒸发(这可导致更大的伤害和出血)。激光发射照射之后，烧蚀的组织区域由碳化区域、液泡松弛区域、凝固区域和可逆热损害区域包围。凝固区域和作为结果的止血是有利的，因为可不流血地切割所述组织。

为了在对周围的组织造成最小伤害的前提下得到最好的结果，必须为每个临床应用优化激光发射参数。因此，虽然已知不涉及激光发射的补充特征，多数激光治疗装置致力于一个操作。例如，已经将供水线和供气线结合在所述手持件中，以便将水和空气传送至所述目标组织区域。这用于冷却所述目标组织并移除残渣。为了进一步帮助移除残渣，还结合了真空线。使用水和空气提高疗效不限于这些目标，并且已发展并公开了可代替的切割机构，通过该机构，可将激光能量引导为雾化流体粒子分布，该分布位于远离所述目标组织部位的大量空间，所述切割机构例如在美国专利NO.5,741,247中公开。激光能量被理解为与雾化流体粒子交互，引起雾化流体粒子膨胀并将机械切割力提供给所述目标表面。

就将多个激光发射结合进一个的单个的激光系统的程度而言，现有的系统，诸如在美国专利NO.5,139,494中公开的那些系统阐明了在目标组织上使用单个激光导管，所述单个激光导管具有多个激光能量源，每一个都有不同的治疗效果。所述激光源单独启动，但同时操作，每一个激光能量源被配置为操作为独立单元，达到已知效果。可替代地，一些其他申请考虑调节所述激光源，以实现在不同的波长和持续时间选择性地进行激光能量的选择性发射。

因此，本领域需要改善的手持激光治疗设备，该设备具有双激光能量源结合在所述手持件中。本领域还需要同时激光发射，以便达到加强的治疗能力，该能力超过独立操作的双激光源的治疗能力。将这些激光发射沿着共同的光路径传送也是有利的。

发明内容

根据一些实施方式，提供有手持激光治疗设备，该设备将两个单独的激光能量源的发射合并到共同的光路径上，以提高治疗效果。更具体而言，所述设备包括外壳，该外壳具有单独的第一和第二激光源，置于其内部。来自两个内部激光源的激光能量发射可经由激光传输路径分别或同时传输至所述设备的传送尖端，所述激光传输路径也限定在外壳的内部。在一些实施方式中，第一和第二激光源的结构和功能特征与激光传输路径的独特结构配合，被配置为在其轻质的手持外壳的空间限制内提供所述设备操作的疗效和功效。在一些实施方式中，激光传输路径被分离为多个区段，并且具有各种辅助传输组件集成在其中。这些组件可包括第一和第二弯曲发射镜(bending mirror)、准直透镜、聚焦透镜和可选择地，耦合纤维和聚焦反射镜。正如下文具体描述的，在一些实施方式中，具体选择所述设备内传输路径的各种区段的长度，配合这些区段和集成其中的传输组件相对于彼此以及所述第一和第二激光源的角度方向和空间关系，以便实现上文提到的目标。

本发明的一些实施方式包括紧凑、轻质的手持激光治疗设备，该设备包括外壳和置于所述外壳内的第一激光源，该第一激光源被配置为促进具有第一光束特征的第一激光束的发射。在一些实施方式中，所述激光治疗设备还包括第二激光源，至少部分置于所述外壳内，并且被配置为促进第二激光束的发射，所述第二激光束具有与第一光束特征不同的第二光束特征。一些实施方式中，所述激光治疗设备还包括细长的传送尖端，限定传送轴，并且从所述外壳伸出；以及激光传输路径，限定在所述外壳之内，并且被配置为促进将第一和第二激光束中的一束或两束传送到所述传送尖端。激光传输路径可包括多个具有规定长度的离散区段和多个辅助传输组件，这些组件相对于彼此以及对于所述第一和第二激光源以规定的空间关系和角度方向集成于所述区段中。进一步地，所述区段的长度、所述辅助传输组件相对于彼此以及每一个所述第一和第二激光源的角度方向和空间关系可被配置并布置为实现所述第一和第二激光束的第一和第二光束特征，以便将其在所述激光传输路径的至少其中一个所述区段内合并，形成所述第一和第二激光束同时向所述传送尖端传输。

在本发明的一些实施方式中，所述治疗设备包括：第一激光源，包括高峰值功率闪光灯泵浦固态激光器；和第二激光源，包括高平均功率二极管和二极管泵浦纤维激光器中的至少一个。

在一些进一步的实施方式中，所述治疗设备包括第一激光源，被配置为促进第一激光束沿着第一激光源轴发射，并且所述第二激光源被配置为促进第二激光束沿着第二激光源轴发射。进一步地，所述激光传输路径包括：第一区段，限定第一轴，该第一轴与所述第一激光源轴同轴对齐；第二区段，限定第二轴，该第二轴相对于所述第一轴以规定的角度延伸；以及第三区段，限定第三轴，该第三轴与第二激光源轴同轴对齐并且相对于所述第二轴以规定的角度延伸。

在本发明的一些实施方式中，所述治疗设备包括集成在激光传输路径的传输组件，这些组件包括第一弯曲反射镜，第一弯曲反射镜置于所述第一和第二区段之间，并且被配置为促进将所述第一激光束从第一轴转引导至第二轴并沿着第二轴。进一步地，第二弯曲反射镜置于所述第二和第三区段之间，并且被配置为促进将所述第一激光束从第二轴易引致第三轴并沿着第三轴。进一步地，聚焦透镜沿着第三轴置于所述第三区段之内并且被配置为将所述第一和第二激光束中的一束或两束聚焦到所述传送尖端。

在一些实施方式中，所述治疗设备进一步包括准直透镜，该准直透镜沿着第二激光源轴置于第二激光源和第二弯曲反射镜之间。一些实施方式包括第一激光源，该第一激光源与第一弯曲反射镜以沿着第一轴规定的第一距离分离。进一步地，第一和第二弯曲反射镜以沿着第二轴规定的第二距离相互分离，并且第二弯曲反射镜与聚焦透镜以沿着第三轴的一部分规定的第三距离分离，并且第二激光源与聚焦透镜以规定的第四距离分离，所述第四距离小于所述第一、第二和第三距离的总距离。在一些实施方式中，所述第一、第二和第三距离的总距离是为25毫米或大于25毫米。

在一些实施方式中，所述传送尖端限定相反的输入和输出端，其传送轴与第三区段的第三轴同轴对齐，所述聚焦透镜被配置为将所述第一和第二激光束中的一束或两束聚焦到所述传送尖端的输入端。

在本发明的一些实施方式中，传输组件集成在激光传输路径中，并且进一步包括细长耦合纤维，该细长耦合纤维限定相反的输入端和输出端并且沿着第三轴置于第三区段之内。所述聚焦透镜被配置为将所述第一和第二激光束中的一束或两束聚焦到所述耦合纤维的输入端上，并且聚光反射镜沿着第三轴置于第三区段之内，并且被配置为促进将所述第一和第二激光束中的一束或两束从第三轴聚焦到所述传送尖端的传送轴。在一些进一步的实施方式中，传送尖端的传送轴相对于第三轴以约90°的角度延伸。

在本发明的一些实施方式中，所述治疗设备包括耦合纤维，该耦合纤维包括弯曲部，该弯曲部包括拱形轮廓，其中，所述耦合纤维限定输出端的一部分相对于第三轴在第二弯曲反射镜和聚焦透镜之间的直线部分以规定的角度延伸。进一步地，所述传送尖端的传送轴相对于第三轴的直线部分以约90°到约180°之间的角度延伸。

本发明的一些实施方式包括紧凑、轻质的手持激光治疗设备，该设备包括：第一激光源，被配置为促进第一激光束的发射，所述第一激光束具有第一光束特征；和第二激光源，被配置为促进第二激光束的发射，所述第二激光束具有与所述第一光束特征不同的第二光束特征。进一步地，激光传输路径被配置为促进将所述第一和第二激光束中的一束或两束从所述治疗设备传输。此外，所述激光传输路径包括多个具有规定长度的离散区段，和多个辅助传输组件，多个辅助传输组件相对于彼此以及相对于所述第一和第二激光源以规定的空间关系和角度方向集成于所述区段中。此外，所述区段的长度、所述组件相对于彼此以及相对于每一个所述第一和第二激光源的角度方向和空间关系被配置并布置为使所述第一和第二激光束的第一和第二光束特征能够在所述激光传输路径的至少其中一个区段内合并，形成所述第一和第二激光束自所述治疗设备的同时传输。

在本发明的一些实施方式中，所述治疗设备包括集成在激光传输路径的传输组件，这些组件包括第一弯曲反射镜，置于所述第一和第二区段之间并且被配置为促进将所述第一激光束从第一轴引导至第二轴并沿着第二轴。进一步地，第二弯曲反射镜置于所述第二和第三区段之间并且被配置为促进将所述第一激光束从第二轴引导至第二轴并沿着第三轴。进一步地，聚焦透镜沿着第三轴置于所述第三区段之内并且被配置为沿着第三轴将所述第一和第二激光束中的一束或两束聚焦在第三区段内。

本发明的一些实施方式包括紧凑、轻质的手持激光治疗设备，该设备包括细长外壳；传送尖端，从所述外壳伸出；和第一激光源，包括第一激光源输出口，置于所述外壳之内。所述第一激光源被配置为生成由第一光束特征限定的第一激光发射；和第二激光源，包括第二激光源输出口，置于所述外壳之内。所述第二激光源被配置为生成由第二光束特征限定的第二激光发射，所述第二光束特征与第一光束特征不同。进一步地，第一传输路径限定在所述第一激光源输出口和所述传送尖端之间。所述第一传输路径具有第一预先确定的距离，并且第二传输路径限定在第二激光源输出口和传送尖端之间。所述第二传输路径具有第二预先确定的距离，该第二预先确定的距离与所述第一预先确定的距离不同，并且第一传输路径和第二传输路径的至少一部分是同轴的。

可共同操作第一和第二激光源，以便生成合并的激光发射，协同加强组织治疗。此外，可加上水喷雾增强使用双激光发射的治疗疗效，该方法对于烧蚀形式的治疗能减少烧蚀宽度、增加烧蚀深度并减少损害周围组织的炭化。也考虑了来自两个激光源同时操作的协同杀菌、生物刺激或伤口愈合和减轻疼痛的益处。例如，根据本发明的一些实施方式，其中一个激光源可首先用于烧蚀，同时具有相对有限的杀菌效果，削弱但不完全杀死细菌。在第一激光源被施以脉冲之后，第二激光源可生成另一个发射，杀死已被削弱的细菌，即使这样的发射不能以自身的力量杀死正常的细菌。此外，在生物刺激应用中，具有一个激光源的低强度激光治疗的效果可由在所述组织内生成压力波的另一个激光源加强。减轻疼痛也是可能的，其中，第一激光源渗透组织并顿抑神经末梢，而第二激光源烧蚀组织，从而消除否则来自第二激光源治疗的疼痛信号。一种选择性地管理来自第一和第二激光源发射的控制系统可实现上文提到的功能。

本发明的一些实施方式包括一种用于目标组织部位的激光治疗的方法，包括将由第一光束特征限定的第一激光发射施加到所述目标组织部位，其中，单单第一激光发射对于所述目标组织部位具有第一治疗效果。所述方法还可包括将至少由第二光束特征限定的第二激光发射施加到所述目标组织部位，其中，所述第二激光发射在应用所述第一激光发射的预先确定的时间段内施加，其间，所述目标组织部位受到来自第一激光发射的第一治疗效果。进一步地，所述第一激光发射和第二激光发射可包括附加的治疗效果，该协同治疗效果大于单单第一治疗效果和单单第二治疗效果。

所述方法的一些实施方式包括将由第一光束特征限定的第一激光发射应用到所述目标组织部位，并且单单第一激光发射对于所述目标组织部位具有第一治疗效果。一些实施方式包括将至少由第二光束特征限定的第二激光发射应用到所述目标组织部位，其中，所述第二光束特征与第一光束特征不同，并且具有与所述第一治疗效果不同的第二治疗效果。进一步地，所述第二激光发射在应用第二激光发射的预先确定的时间段内应用，其间，所述目标组织部位受到来自第一激光发射的第一治疗效果。此外，所述第一激光发射和第二激光发射可包括协同治疗效果，该治疗效果与单独的第一治疗效果和第二治疗效果不同，第一治疗效果和所述第二治疗效果非线性互相加强。

在本发明的一些实施方式中，将第一激光发射和第二激光发射合并并从治疗设备的单个输出口发射。所述方法的一些实施方式包括将由第三光束特征限定的第三激光发射应用到所述目标组织部位以及第三治疗效果。进一步地，在一些实施方式中，第一激光发射、第二激光发射和第三激光发射具有另一个协同治疗效果，该另一个协同治疗效果与单独的所述第一治疗效果、第二治疗效果和第三治疗效果不同。

在本发明的一些实施方式中，所述第一激光发射以脉冲施加到所述目标组织部位，并且所述第二激光发射施加在所述目标组织部位的持续时间长于所述第一激光发射的脉冲。在一些实施方式中，第一治疗效果包括压力波，该压力波削弱任何在所述目标组织部位的包括生物膜的细菌，其中通过响应所述压力波破坏生物膜和细菌膜削弱所述细菌。进一步地，第二治疗效果由施加红外线或紫外线照射引起，施加红外线或紫外线照射的照射水平低于施加照射的细菌生命阈值水平。进一步地，所述协同治疗效果是中和、杀死已削弱的细菌、减少炎性组织情况中的至少一种。

在所述方法的一些实施方式中，第一激光发射由包括高峰值功率闪光灯泵浦固体激光源的固态激光器生成，并且第二激光发射由包括二极管激光源的激光源生成。在所述方法的一些实施方式中，第一光束特征和第二光束特征每一个都包括输出功率，其中，对应于第二光束特征的输出功率大于对应于第一光束特征的输出功率。

在一些实施方式中，第一激光发射和第二激光发射以脉冲实施于所述目标组织部位。在一些进一步实施方式中，所述第一治疗效果包括第一烧蚀深度。在一些进一步实施方式中，所述第二治疗效果包括与所述第一烧蚀深度不同的第二烧蚀深度，并且所述协同治疗效果包括大于所述第一烧蚀深度和第二烧蚀深度中任一个的第三烧蚀深度。在所述方法的一些实施方式中，所述第二烧蚀深度的特征为无烧蚀。

所述方法的一些实施方式包括向所述目标组织部位施加流体。在一些实施方式中，所述第一治疗效果包括向所述目标组织部位的周围组织施加第一级生物刺激能量，并且所述第二治疗效果包括不直接为所述组织部位的生物刺激指定的治疗程序，其中，所述协同治疗效果包括两个治疗效果的协同作用的结果。

在所述方法的一些实施方式中，所述第二治疗效果是在所述治疗部位进行手术切割、移除病变组织和减少细菌中的至少一个。进一步地，所述方法的一些实施方式包括协同治疗效果，该效果是减少炎性效果，伤口愈合和组织再生中的至少一个。

在一些实施方式中，第一光束特征和第二光束特征包括输出功率，其中对应于第一光束特征的输出功率与对应于第二光束特征的输出功率处于烧蚀水平。在所述方法的一些其他实施方式中，第一光束特征和第二光束特征包括输出功率，其中，对应于第一光束特征的输出功率与对应于第二光束特征的输出功率处于次烧蚀水平。

用于目标组织部位无痛的激光烧蚀方法的一些实施方式包括向所述目标组织部位施加第一激光发射，其中，所述第一激光发射具有包括引起痛觉缺失的神经末梢顿抑的第一治疗效果。进一步地，所述方法包括在向所述目标组织部位施加第一激光发射之后，向所述目标组织部位施加第二激光发射。所述第二激光发射具有包括所述目标组织部位的烧蚀的第二治疗效果，其中，顿抑的神经末梢阻止疼痛信号的传输，否则疼痛信号就会为响应向所述目标组织部位应用第二激光发射而引发。在所述方法的一些实施方式中，顿抑的神经末梢包括在邻近和接近所述目标组织部位和/或所述目标组织部位周围的区域里的顿抑神经末梢。

在一些实施方式中，激光发射包括近红外光谱波长。在一些进一步的实施方式中，第一激光发射和第二激光发射以脉冲施加到所述目标组织部位。在所述方法的一些其他实施方式中，将第一激光发射和第二激光发射合并并且从治疗设备的单个输出口发射。

用于目标组织部位的激光治疗方法的一些实施方式包括向所述目标组织部位施加具有第一波长的第一激光发射脉冲，其中，所述第一激光发射脉冲生成压力波，破坏出现在所述目标组织部位的细菌的细胞膜。所述方法还包括向所述目标组织部位施加具有与所述第一波长不同的第二波长的连续的第二激光发射，所述继续的第二激光发射中和已被压力波削弱的细菌，所述压力波由第一激光发射脉冲生成，其中，所述连续的第二激光发射包括输出功率电平，该电平低于所述第一激光发射脉冲的输出功率电平。在一些实施方式中，第一激光发射脉冲具有3微米的范围并且由高峰值功率闪光灯泵浦固体激光源生成。

在结合附图阅读时参照下文的具体实施方式最好地理解本发明的实施方式。

附图说明

图1为根据本发明的实施方式构建的手持治疗设备的俯视图；

图2为沿着图1的线2-2描绘的横截面图；

图3为图1和图2示出的设备的各种内部组件的示意图，进一步阐明这样的组件相对于彼此的空间关系的几个潜在变体；

图4为根据本发明的另一个实施方式构建的手持治疗设备的俯视图；

图5为沿着图4的线5-5描绘的横截面图；以及

图6为阐明本发明的一些实施方式的手持治疗设备的联合协同抗菌效果的视图，其中第一激光源和第二激光源在不同的操作阶段被施以脉冲，并且所述视图包括激光脉冲波长、水泡尺寸、压力波、水电离和在细菌上效果的图示。

具体实施方式

现出于阐明本发明的各种实施方式的目的，而不是出于对其进行限制的目的，参照附图，图1和图2描绘了根据本发明的一个实施方式构建的手持、双波长治疗设备或手持件10。在一些实施方式中，设备10包括细长外壳12，正如最容易从示出沿着图1的线2-2描绘的横截面图的图2中看出的，外壳12限定三个单独的区域，包括主体区域14、远端头部区域16和颈部区域18。颈部区域18可形成主体区域14和远端头部区域16之间的转折。在图2中示出的实施方式中，颈部区域18包括大致拱形轮廓或剖面。正如将在下文中详细讨论的，选择这个拱形轮廓，以便使激光能量从细长传送纤维或尖端17(将激光能量引导至目标表面)的输出端17b沿着传送轴DA传输，所述传送轴DA由传送尖端17限定，并且相对于激光传输路径的三个区段中的一个区段以规定的角度延伸，所述激光传输路径本身限定在外壳12中。但是，在可替代的实施方式中，其将在下文详细描述，可配置外壳12，这样用于激光能量的传送轴以与激光传输路径的三个区段中的一个区段共轴对齐的方向延伸。

在本发明的一些实施方式中，设备10包括中空的外壳12，主体区域14为管状，并且具有大致环形的横截面配置。正如从图1中示出的全景可以看出的，在一些实施方式中，外壳12包括总长度L。在一些实施方式中，总长度L的范围可以是约50毫米到约300毫米。进一步地，在一些实施方式中，主体区域14可包括的宽度或直径的范围为从约8毫米到约40毫米。但是，正如将在下文详细描述的，在任何实施方式中，可选择外壳12的尺寸，具体而言是主体区域14的直径，这样医疗临床医生或从业者在提供各种治疗方案的过程中，可舒适地将其抓在手中，并且容易地移动或操纵。因此，在其他实施方式中，总长度L可小于约50毫米或大于约300毫米，并且/或者主体区域14可包括的宽度或直径的范围小于8毫米或大于约40毫米。

本发明的一些实施方式包括多个激光源，耦接至外壳12。例如，本发明的一些实施方式包括至少两个耦接至外壳12的激光源。在本发明的一些实施方式中，第一激光源20和第二激光源22可耦接至外壳12。在一些实施方式中，设备10可包括第一激光源20，第一激光源20全部置于外壳12的主体区域14的内部。另一方面，在一些实施方式中，仅一部分第二激光源22，具体而言是其传送纤维23，延伸进外壳12的主体区域14的内部。就这一点而言，在一些实施方式中，第二激光源22的剩余部分可存在于结合设备10使用的基本单元内(没有示出)。但是，根据设备10的一个潜在变体，考虑到，像第一激光源20一样，在一些实施方式中，第二激光源22可全部存在于外壳12的主体区域14的内部。

在本发明的一些实施方式中，第一激光源20包括高峰值功率、闪光灯泵浦固态激光器，该激光器包括可相对于彼此并排延伸的细长闪光灯24和细长激光棒26。更具体而言，在一些实施方式中，闪光灯24和激光棒26可沿着各自的隔开的并且大致平行的轴(也就是闪光灯轴和激光棒轴)延伸，激光棒26位于靠近闪光灯24。在这个实例中，传统的闪光灯泵浦激光器的操作模式可使得激光能量从闪光灯24传输进激光棒26。本发明的一些实施方式包括第一激光源20的操作参数，其波长范围为约300纳米到约3000纳米之间，以自由运转模式或调Q模式工作。进一步地，在一些实施方式中，第一激光源20的脉冲重复率的范围可从单脉冲模式到约1000Hz。进一步地，一些实施方式包括脉冲持续时间从约10纳秒到约1毫秒范围的第一激光源20。在一些实施方式中，第一激光源20的光束发散度的范围可从约0.5毫拉德到约30毫拉德。

参照图2的透视图，在本发明的一些实施方式中，第一激光源20进一步包括：输出耦合器28，置于激光棒26的一端(也就是置于最靠近外壳12的颈部区域18的一端)；和反射镜30，置于激光棒26的另一端。本发明的一些实施方式还包括容纳部分闪光灯24和激光棒26的细长的流管或反射镜32。就这一点而言，根据已知的操作原则，反射镜32可促进激光能量从闪光灯24传输至激光棒26。在一些实施方式中，激光能量之后可穿过激光棒26，到达前文提到的输出耦合器28。

在本发明的一些实施方式中，第二激光源22可包括高平均功率二极管激光器或二极管泵浦纤维激光器。在一些进一步的实施方式中，第二激光源22的操作参数可包括范围在约300纳米到约3000纳米的波长。进一步地，在一些实施方式中，第二激光源22可以以连续或准连续的模式操作。在一些实施方式中，第二激光源22脉冲可以以从单脉冲模式到约1000Hz的重复率操作。在一些实施方式中，第二激光源22脉冲可以以从约1微秒到连续模式的脉冲持续时间操作。在一些实施方式中，第二激光源22脉冲可以以从约10微瓦到约100瓦的平均输出功率操作。在一些实施方式中，第二激光源22脉冲可以以从约0.5毫拉德到0.5拉德的光束发散度操作。

在本发明的一些实施方式中，如上文表明的，虽然第一激光源20的闪光灯24、激光棒26、输出耦合器28和反射镜32每一个都可以存在于外壳12的主体区域14的内部，第二激光源22中只有传送纤维23可伸进主体区域14的内部。就这一点而言，也如上文表明的，在一些实施方式中，第二激光源22的剩余组件可存在于结合设备10使用的基本单元内。进一步地，正如下文将详细描述的，传送纤维23可在连接电缆56内从外壳12延伸至基本单元，所述连接电缆56在设备10和基本单元之间。

本发明的一些实施方式包括设备10，设备10包括第一激光源20，启动时，可促进具有第一光束特征的激光束发射。同样地，在一些实施方式中，第二激光源22在启动时可促进具有第二光束特征的激光束发射。如本文中使用的，术语“光束特征”指任何一个发射和操作参数或其组合，包括但不限于，波长、发散度、光束直径、输出功率、脉冲持续时间(不管是周期还是连续)，占空比、脉冲频率或任何其他可被调节以达到不同的治疗效果的参数。就这一点而言，还考虑，由设备10内的第一和第二激光源20、22生成的激光束的光束特征可相互不同(也就是说，上文具体描述的发射和操作参数至少其中一个将在激光束内不同。)

在本发明的一些实施方式中，设备10可包括前文提到的限定在外壳12内的激光传输路径，所述激光传输路径可提供有独特的结构，以允许两个单独的第一激光源20和第二激光源22合并，以便从单个传送尖端17输出。

参照图3，阐明了图1和图2示出的设备的各种内部组件的示意图，进一步阐明这样的组件相对于互相的空间关系的几个潜在变体，在一些实施方式中，传输路径的结构进一步允许其与整个第一激光源20和至少部分第二激光源22一起容纳在手持外壳12的内部。在一些实施方式中，一旦到达传送尖端17，激光能量可沿着传送尖端17的传送轴DA传输，并接着传输至治疗部位。

本领域的技术人员将认识到，光束发散度大致与波长相反。如上文表明的，第一激光源20和第二激光源22可具有大体上重叠的输出波长范围，但是根据本发明的各种实施方式，它们不以完全相同的波长操作(虽然本文描述的实施方式不排除激光源20、22以相同的波长操作，并且在一些可替代的实施方式中，激光源20、22可在大体相同的波长上操作)。因此，单单基于不同的输出波长，在一些实施方式中，光束发散度同样理解为在第一激光源20和第二激光源22之间不同。光束发散度还取决于具体的激光能量源，并且因为不同的激光类型引出进一步的不同。例如，在一些实施方式中，第一激光源20可包括固体配置，而第二激光源22可包括二极管配置。因此，按照前面对两个激光源的讨论，第一激光源20可包括从约0.5毫拉德到约30毫拉德的光束发散度，而第二激光源22可包括从约0.5毫拉德到约0.5拉德的光束发散度(也就是说，固态激光器的发散度比二极管低)。

根据本发明的一些实施方式，具有特征为不同的波长和发散度的不相同的光束特征的激光束可有效地合并到单个最终传输路径。例如，在一些实施方式中，对于给定的具有预先确定的焦距的单个聚焦元件，可通过改变第一和第二激光源20、22的发射输出与所述聚焦元件之间各自的距离，实现这一点(将在下文中详细描述)。在一些实施方式中，更长的距离可用于第一激光源20，并且用于在手持外壳12的空间限制内容纳增加的距离。例如，本发明的一些实施方式可包括在设备10中具有大致Z字形的传输路径。

参照图2和图3示出的透视图，在一些实施方式中，Z字形激光传输路径可包括直线配置的第一部分或区段，限定第一轴AX1，该第一轴AX1与激光棒轴(也可称为第一激光源轴)同轴对齐。进一步地，在一些实施方式中，激光传输路径还包括直线配置的第二区段S2，可限定第二轴AX2，该第二轴AX2相对于第一区段的第一轴AX1以规定的角度延伸。在一些实施方式中，除了第一和第二区段，激光传输路径可包括第三区段S3，限定第三轴AX3，其中至少一部分第三轴AX3相对于第二区段的第二轴AX2以规定的角度直线延伸。正如下文详细描述的，在本发明的一些实施方式中，激光传输路径的第三区段S3的第三轴AX3的一部分可包括直线配置，该配置可相对于其第一区段S1的第一轴以间隔的，大致平行的方向延伸，并且与第二激光源22的第二激光源轴同轴对齐，该轴由至少一部分传送纤维23限定(其延伸进外壳12的主体部分14的内部)。

本发明的一些实施方式包括设备10，在几个不同的操作模式中起作用。在一些实施方式中，设备10可包括仅第一激光源20启动的操作模式，导致激光束沿着分别由激光传输路径的第一、第二和第三区段限定的第一、第二和第三轴AX1、AX2、AX3传输至传送尖端17。在本发明的进一步实施方式中，第二操作模式可包括仅第二激光源22启动，导致激光束沿着第二激光源轴传输，并且之后沿着激光传输路径的第三区段S3的第三轴AX3传输至传送尖端17。在本发明的一些其他实施方式中，设备10可包括第三操作模式，其中，同时启动第一和第二激光源20、22，导致激光束在到达传送尖端17之前沿着激光传输路径的第三区段S3的第三轴AX3合并。

在本发明的一些进一步实施方式中，第一激光源20和输出耦合器28可被配置为促进激光束从第一激光源20的激光棒26以沿着第一激光源轴的方向延伸进激光传输路径的第一区段S1并且沿着其与第一激光源轴同轴对齐的第一轴AX1延伸。在一些实施方式中，设备10可包括第一弯曲反射镜34，该第一弯曲反射镜34可通过定位于激光传输路径的第一区段S1的第一轴AX1离输出耦合器28最远的一端集成进激光传输路径。

在一些实施方式中，第一弯曲反射镜34可被配置为引导来自第一激光源20的激光束发射(如图3所示从激光棒26发射)，所述激光束发射可沿着第一激光源轴传输并沿着第一轴AX1穿过激光传输路径的第一区段S1，并且沿着第二轴AX2进入并穿过激光传输路径的第二区段S2。如图3所示，在一些实施方式中，大致对应激光传输路径的第一区段S1的长度的规定的距离D1可将第一激光源20的输出耦合器28与第一弯曲反射镜34分离。进一步地，如箭头所示，在一些实施方式中，规定的角度A1可限定在激光传输路径的第一和第二区段的第一和第二轴AX1、AX2之间。

本发明的一些实施方式包括设备10，设备10进一步包括第二弯曲反射镜36。参照图3，在一些实施方式中，第二弯曲反射镜36可集成在激光传输路径并且位于第二区段S2的第二轴AX2(与第一弯曲反射镜34相反的)那一端。在一些实施方式中，第二弯曲反射镜36可被配置为引导来自第一激光源20的激光束发射，所述激光束发射沿着激光传输路径的第二区段S2的第二轴AX2传输，并进入激光传输路径的第三区段S3，并沿着其第三轴S3到达传送尖端17。还从图3中看出，大致对应激光传输路径的第二区段S2的长度的规定距离D2可将第一和第二第一弯曲反射镜34、36互相分离。进一步地，规定的角度A2限定在激光传输路径的第二区段S2的第二轴AX2和其第三区段S3的第三轴AX3直线配置的部分之间。此外，这个第三区段S3大致相对于由第一区段S1限定的第一轴AX1以间隔，平行的方向的延伸。

在本发明的一些实施方式中，设备10可包括第二激光源22，第二激光源22被配置为促进激光束沿着第二激光源轴传输，所述第二激光源轴与第三轴AX3直线配置的部分同轴对齐，第三轴AX3由激光传输路径的第三区段S3限定。如图2和图3所见，沿着这些线，在一些实施方式中，设备10可进一步包括准直透镜38，准直透镜38沿着第二激光源轴插入第二激光源22和第二弯曲反射镜36之间。在一些实施方式中，准直透镜38根据本领域已知的传统原则作用是有效地校准和/或减小由第二激光源22生成的激光束，并且促进激光束沿着第二激光源轴传输向并穿过第二弯曲反射镜36，并沿着其第三轴AX3进入激光传输路径的第三区段S3。在一些实施方式中，规定的距离D4将准直透镜38与第二激光源22分离。在一些实施方式中，这个距离D4基于并且可根据从第二激光源22的传送纤维23发射激光的具体特征(例如光束发散度和波长)而选择性地不同。

本发明的一些实施方式包括设备10，该设备进一步包括聚焦透镜40、细长耦合纤维42和聚焦反射镜44，这些组件都集成在激光传输路径，并且更具体而言，在其第三区段S3之内。进一步地，在一些实施方式中，聚焦透镜40、耦合纤维42和聚焦反射镜44沿着其第三轴AX3连续布置在传输路径的第三区段S3。进一步地，在一些实施方式中，聚焦透镜40可置于第二弯曲反射镜36和耦合纤维42之间，并且耦合纤维42可置于聚焦透镜40和聚焦反射镜44之间。在一些实施方式中，如图2和图3所见，耦合纤维42具有稍微拱形的轮廓提供其中，与外壳12的颈部区域18的拱形轮廓大致吻合。在本发明的一些实施方式中，设备10可包括其纤维输入口43，置于耦合纤维42面向聚焦透镜40的一端。进一步地，在一些实施方式中，设备10可配置有规定的距离D3，距离D3将第二弯曲反射镜36与聚焦透镜40分离。

在一些实施方式中，如图3所示，第二弯曲反射镜36可将来自第一激光源20的激光束发射引导进激光传输路径的第三区段S3并且/或者引导来自第二激光源22的激光束发射，该激光束沿着第二激光源轴传输，穿过准直透镜38和第二弯曲反射镜36。在一些实施方式中，每一个激光束可大体同时沿着激光传输路径的第三区段S3的第三轴AX3向传送尖端17传输。例如，如果同时而不是分别向第一和第二激光源20、22施加能量，由此生成的激光束可同时沿着光传输路径的第三区段S3的第三轴AX3延伸。在一些实施方式中，至少有一束激光束可穿过聚焦透镜40，聚焦透镜40有效地将所述至少一束激光束聚焦至耦合纤维42的耦合纤维输入口43上。在一些实施方式中，在经由耦合纤维输入口43传输至耦合纤维42之后，所述一束或多束激光束可由耦合纤维42光引导至并穿过保护窗口46(如图2所示)，该窗口置于其与延伸至耦合纤维输入口43端相反的一端。进一步地，在一些实施方式中，在穿过耦合纤维42的保护窗口46之后，可将所述一束或多束激光束传输至聚焦反射镜44，在一些实施方式中，聚焦反射镜44可被配置为将所述一束或多束激光束引导至前文提到的传送尖端17的输入口17a。

在本发明的一些实施方式中，为了基于其预期的操作参数和由其外壳12施加的尺寸限制，将由第一激光源20生成的激光束聚焦到传送尖端17，设备10可包括规定的总距离，所述总距离由沿着对应的激光传输路径的第一、第二和第三区段(S1、S2、S3)的第一、第二和第三轴AX1、AX2和AX3的距离D1、D2和D3的和表示，并将输出耦合器28和聚焦透镜40分开。更具体而言，在一些实施方式中，基于来自第一激光源20的输出耦合器28的发射的预期特征(例如，光束发散度和波长)，这个总距离可至少约25毫米，并且可接近约50毫米。

如上文表明的，在本发明的一些实施方式中，聚焦反射镜44的形状和其相对于窗口46和传送尖端17的方向可导致聚焦反射镜44有效地将传输至其中的一束或多数激光束从窗口46引导至传送尖端17输入端17a。就这一点而言，如图3所见，规定的角度A3，其在一些实施方式中约90°，可限定在传送尖端17的传送轴DA与第三轴AX3在窗口46和聚焦反射镜44之间延伸的部分之间。在本发明的一些实施方式中，传送尖端17可有效地将所述一束或多束激光沿着由其限定的传送轴DA引导至传送尖端17的远输出端17b，并且最终至靠近输出端17b的治疗部位。进一步地，在一些实施方式中，尖端适配器19(在图2中示出)可促进传送尖端17与外壳12的头部区域16的操作接口，尖端适配器19容纳传送尖端17长度的一部分。在一些实施方式中，尖端适配器19可以可释放地与外壳12可啮合。

参照图3，在本发明的一些实施方式中，设备10可包括耦合纤维42的一部分，该部分弯曲，以便相对于激光传输路径的第三区段S3的第三轴AX3在第二弯曲反射镜36和耦合纤维输入口43之间延伸的直线部分以规定的角度A4延伸。在一些实施方式中，耦合纤维42的弯曲可提供前文提到的拱形剖面。在图1和图2示出的设备10的实施方式中，角度A4可约为20°，如上文表示的，该角度大致与外壳12的颈部区域18的拱形剖面吻合。如进一步在图3中示出的，在本发明的一些实施方式中，提供给耦合纤维42的弯曲角度A4可导致传送纤维17的传送轴DA相对于激光传输路径的第三区段S3的第三轴AX3在第二弯曲反射镜36和耦合纤维输入口43之间延伸的直线部分以规定的角度A5延伸。在一些实施方式中，这个角度A5可表示角度A3和A4之和。因此，在一些实施方式中，由于角度A3约为90°，角度A4约为20°，设备10中的角度A5约为110°。结果，在一些实施方式中，传送尖端17，以及由其限定的传送轴，同样相对于第三区段的轴这样的直线部分以约110°角度延伸。

在本发明的一些实施方式中，设备10可进一步配备有几个传感器，以便在规定的操作参数内辅助其功能。这些传感器可包括至少一个气压传感器48，如图2所述，该传感器可位于接近集成在激光传输路径中的第一弯曲反射镜34。在一些实施方式中，在设备10的操作期间，气压传感器48可起安全特征的作用，以便确保传送尖端17操作地耦接至适配器19。就这一点而言，在一些实施方式中，如果没有传送尖端17包括在设备10中，其外壳12的内部的气压水平可下降到规定的阈值以下，当传送尖端17与适配器19相连接时，气压水平可保持。在一些实施方式中，如果气压水平可下降到规定的水平以下，气压传感器48可作用为防止第一或第二激光源20、22的启动。

在本发明的一些实施方式中，设备10可包括温度传感器50，可位于接近第一激光源20。在一些实施方式中，温度传感器50可起安全特征的作用，以便积极地监测设备10由于第一和第一激光源20、22其中之一或两者的操作而产生的温度。这样做，在一些实施方式中，温度传感器50可在操作温度超过规定阈值的情况下触发警报或功能中断。在一些进一步的实施方式中，传感器可包括智能传感器52，如图2所示，传感器52可位于接近第二激光源22。在一些实施方式中，在设备10的操作期间，智能传感器52可作用为核实光路径的完整，所述光路径由外壳12内部的激光传输路径限定。

参照图1和图2，在一些实施方式中，置于离颈部区域18最远的外壳12的主体区域14的一端可配备有连接件54。在一些实施方式中，可设置连接件54的尺寸，并且其可配置为促进设备10各种组件与前面提到的基本单元的操作接口，包括例如第一激光源20、各种传感器48、50、52和/或单单电源或与存在于基本单元内部的控制单元结合。在一些实施方式中，操作接口可由电缆56促进，电缆56与连接件54可啮合。进一步地，假定第二激光源22的不全部不存在于外壳12的内部，在一些实施方式中，连接件54和电缆56也可容纳第二激光源22的传送纤维23，如上文表示的，传送纤维23可在外壳12和第二激光源22存在于基本单元内的剩余部分之间延伸。

如图3进一步描绘的，根据本发明的一些实施方式，设备10的变体可包括颈部区域，该颈部区域不形成为具有上文就颈部区域18描述的拱形轮廓或剖面。结果，在一些实施方式中，耦合纤维42同样不以前文提到的约20°的弯曲角度弯曲以呈现图2示出的拱形轮廓，而是具有贯穿整个长度的直线配置。在所述变体中(如图4和图5所示的设备100)，由于耦合纤维42是笔直的，贯穿其整个长度的激光传输路径的第三区段S3的第三轴AX3(也就是说，在第二弯曲反射镜36和聚焦反射镜44之间)是直线或笔直的。在一些实施方式中，所述变体可包括一束或多束激光束，这些光束在穿过笔直耦合纤维42的保护窗口46之后，被传输到聚焦反射镜44。进一步地，在一些实施方式中，聚焦反射镜44可配置为将所述一束或多束激光束聚焦到传送尖端17的输入端17a，并沿着其传送轴DA。进一步地，如图3所示，任何耦合纤维42内的弯曲角度的缺少以及聚焦反射镜44相对于窗口46和传送尖端17的形状和方向可导致传送纤维17的传送轴DA相对于激光传输路径的第三区段S3的直线第三轴AX3以前文提到的规定的角度A3延伸。如上文表明的，在一些实施方式中，角度A3可约为90°。

现参照图4和图5，图4为根据本发明的另一个实施方式构建的手持治疗设备的俯视图，以及图5为沿着图4的线5-5绘制的横截面图。设备100在很大程度上与上文描述的设备10在结构和功能上相似，下文强调设备10、100之间至少一些差异。就这一点而言，设备10、100共有的结构特征在图1到图5中由同样的参考标号识别。

设备10、100之间的主要区别之一关于设备100的外壳112的配置与设备10的外壳12的配置的比较。就这一点而言，然而在一些实施方式中，外壳112包括主体区域114，不包括上文就外壳12描述的头部区域和颈部区域16、18。但是，外壳112的主体区域114可配备有前文提到的连接件54，与电缆56可啮合，以便促进设备100与其对应的基本单元的操作接口，其方式与上文就设备10的描述的方式相同。

进一步地，设备10、100之间的另一个主要区别包括设备100中缺少或省略了上文就设备10描述的耦合纤维42和聚焦反射镜44。就这一点而言，在设备100中，激光传输路径的第三区段S3的第三轴AX3贯穿其整个长度可以是直线的或笔直的。更具体而言，在设备100中，激光传输路径的第三区段S3的第三轴AX3可从第二弯曲反射镜36延伸至传送尖端输入口58，尖端输入口58置于设备100的传送尖端17相反两端的其中之一。这样，在一些实施方式中，由传送尖端17限定的传送轴DA可与激光传输路径的第三区段S3的第三轴AX3同轴对齐。进一步地，在一些实施方式中，由于这样的同轴对齐，一束或多束激光束通过聚焦透镜40的路径可有效地将这些光束聚焦到传送纤维输入口58上(如图5所示)。在一些实施方式中，从传送纤维输入口58，一束或多束激光束可传输至并沿着传送尖端17的传送轴DA，并且接着从该处传输至接近传送尖端17远端的治疗部位。在一些实施方式中，由于在外壳112中缺少前文提到的头部和颈部区域16、18，气压、温度和智能传感器48、50、52不嵌在外壳112的内部，而是暴露在其外表面对应或期望的部位。

在一些实施方式中，在每一个治疗设备10、100中，激光传输路径的第一和第二区段(S1、S2)、激光传输路径的第三区段S3在第二弯曲反射镜36和聚焦透镜40之间的部分、第一和第二弯曲反射镜34、36、准直透镜38和聚焦透镜40相对于彼此以及相对于第一和第一激光源20、22的长度、角度方向和空间关系相同。进一步地，如上文表明的，在一些实施方式中，可在设备10、100内具体选择激光传输路径各自区段的长度(由距离D1、D2、D3限定)连同这样的区段和集成其中的传输组件相对于彼此以及每一个第一和第一激光源20、22的角度方向和空间关系，以便在其轻质的手持外壳12、112的空间限制内提供操作疗效和功效。

仅当作实例但不当作限制，在本发明的实施方式中，图1到图5示出的设备10、100，并且将输出耦合器28与第一弯曲反射镜34分离的距离D1(也就是激光传输路径第一区段S1的长度)可以约为20毫米。进一步地，在一些实施方式中，由第一弯曲反射镜34引起的激光束的角度A1(由此激光传输路径的第一和第二区段的第一和第二轴AX1、AX2之间的角位移)可约为16°。此外，在一些实施方式中，将第一和第二弯曲反射镜34、36彼此分离的距离D2(也就是激光传输路径第二区段S2的长度)可约为25.40毫米。又进一步，在一些实施方式中，由第二弯曲反射镜36引起的激光束的角度A2(由此激光传输路径的第二区段S2的第二轴AX2和激光传输路径的第三区段S3的第三轴AX3在第二弯曲反射镜36和聚焦透镜40之间的部分之间的角位移)也可约为16°。又进一步地，在一些实施方式中，将第二弯曲反射镜36与聚焦透镜40分离的距离D3可约为13.16毫米，将准直透镜38与第二激光源22的传送纤维23的输出端23a分离的距离D4在一些实施方式中看约为6.75毫米。

除了前述的距离，虽然没有在图3中具体标注，在一些实施方式中，将聚焦透镜40与准直透镜38分离的距离可约为16毫米，从而使得聚焦透镜40与传送纤维23的输出端23a之间的总距离在一些实施方式中约为22.75毫米。进一步地，在一些实施方式中，将聚焦透镜40与耦合纤维42的耦合纤维输入口43分离的距离可约为15毫米，耦合纤维42的不弯曲长度在一些实施方式中约为35毫米。此外，在一些实施方式中，传送尖端17可包括的长度约为17毫米，将第三轴AX3与聚焦反射镜44的交叉点与传送尖端17的输入端17a分离的距离在一些实施方式中约为2.5毫米。

但是，应该注意，设备10、100的功能将不必被前文提到的尺寸的改变而过度损害，如上文具体指定的，所述尺寸是对应激光传输路径和集成其中的辅助组件。就这一点而言，这样的改变可潜在地基于为外壳12、112选择的上文陈述范围内具体长度和/或宽度尺寸。

本发明的一些实施方式包括治疗设备10、110，可耦接至传送系统。例如，虽然没有在图1到图5中示出，在一些实施方式中，治疗设备10或100可进一步可选择地配备有传送系统(例如供水线和供气线)，以便促进将水和空气传送至目标组织，其与将激光能量从传送尖端17传送至目标组织同时进行。在一些实施方式中，在激光手持件情境下的这样的传送系统的结构和功能特征可在美国专利NO.5,741,247和/或美国专利NO.7,702,196和/或美国专利NO.8,485,818中发现，在此通过引用将其全部公开内容结合于本文中。

本发明的一些实施方式包括设备10，设备10配备有两个以上的激光源。更具体而言，在一些实施方式中，第一激光源20(包括例如前文提到的高峰值闪光灯泵浦固态激光器)配置为发射具有第一光束特征的激光束，该激光源结合两个或两个以上另外的激光源(例如，高平均功率二极管激光器或二极管泵浦纤维激光器)使用，所述两个或两个以上另外的激光源被配置为发射具有互相不同且不同于第一光束特征的激光束。在这个可替代的实施方式中，来自包括在设备10中的三个或三个以上的激光源的发射可有效地合并到单个的最终传输路径。

在一些实施方式中，来自两个或更多个激光源(例如，第一激光源20和第二激光源22)的合并发射可包括和/或创造超过被理解为可能来自仅应用其中一个激光源的效果的协同效果。在一些实施方式中，第一激光源20可包括以约10瓦和约每秒20脉冲操作的固体Er,Cr:YSGG激光器，第二激光源22可包括以10约瓦和约50毫秒脉宽操作的二极管激光器。虽然这些具体的配置具有价值，将要理解的是可修改这样的具体配置以适应应用。这样，这些配置的价值作为实例展示，而不是作为限制。

本发明一些实施方式包括使用设备10、100的方法。例如，在一些实施方式中，设备10、100可用于烧蚀软组织和硬组织。在一些实施方式中，激光能量可从传送尖端17发射，这可被理解为具有如上文描述的波长和脉冲持续时间参数，并且可由从业者引导至目标组织。根据已知的激光手术原则，如上文讨论的，发射的激光束可被理解为烧蚀目标组织以及向周围组织提供次级的热、化学和医学效果。此外，激光能量可由目标组织吸收并加热到蒸发或升华的程度。各种手术程序要求这样的烧蚀以移除目标组织或调整其结构。

在以生物刺激材料(例如刺激实际组织的各种材料)测试设备10的功能中，发现从第一激光源20和第二激光源22合并的激光能量比使用同样固体Er,Cr:YSGG激光器的传统单个激光源设备具有更深的烧蚀深度。例如，发现合并的激光发射的单个脉冲具有147微米的组织烧蚀深度，被理解为比由单个激光源展示的93微米的烧蚀深度深约58％。因此，在一些实施方式中，第一激光源20和第二激光源22的合并被理解为具有提高烧蚀率的协同效果。此外，已经示出设备10，以包括提高的烧蚀精确性和控制，以及改善的触觉反馈。但是，也发现合并的激光反射的单个脉冲展示128.5微米的烧蚀宽度，而单个固体激光发射具有88.5微米的组织烧蚀宽度。就这一点而言，双激光源烧蚀宽度比传统单个激光源烧蚀宽大约45％。将意识到的是，在许多手术应用中，较窄的宽度对于提高精确性是有利的，虽然不是总是这种情况。

在本发明的一些实施方式中，可通过结合正气流和喷雾进一步提高激光治疗的疗效。在一些实施方式中，通过正气流和喷雾可减小烧蚀宽度并加深烧蚀深度。此外，在一些实施方式中，喷雾可被理解为提高生物兼容性，以及减少炭化事故。一些实施方式包括将喷雾以约1％的空气和约20％的水传送至目标组织部位。在这样的情况下，发现从第一激光源20和第二激光源22合并地激光能量具有约203微米的组织烧蚀深度，和大幅减小的74微米的组织烧蚀宽度。出于比较，单个激光源发射可利用喷雾，展示了160微米的烧蚀深度和65微米的烧蚀宽度。与结合喷雾的传统单个激光源发射相比，包括双激光源系统的本发明的实施方式可提供比其深27％和宽12％的组织烧蚀。因此，利用喷雾的本发明的一些实施方式可大幅提高疗效，并且可减小烧蚀宽度，不管使用的是单个激光源还是双激光源。

可在一些实施方式中发现另外的协同效果。例如，一些实施方式包括施加发射自第一激光源20和第二激光源22的激光杀死并减少细菌的协同效果。例如，图6的示意图示出了贯穿设备10的不同操作阶段的激光源、作为结果的压力波、细菌情况，水泡尺寸和水电离状态的各种波形标绘图。还按操作的时间/阶段顺序图示地示出了来自设备10的激光输出的简化图示。本发明的一些实施方式可经由水分子的激发用于烧蚀。例如，第一示意图62a示出了尖端17开始发射激光束，而第二示意图62b示出了水泡开始形成。可以理解激光束包括来自第一激光源20的发射(例如Er,Cr:YSGG激光器)，虽然其他类型的也可以代替。根据至少一个实施方式，激光发射可包括约3微米的波长，并且可在2.70微米到3.00微米的波长范围内，并且其特点为高的吸水性。

在本发明的一些实施方式中，第二示意图62b发生在约50微秒标记的图示。在一些实施方式中，激光脉冲可持续直到在第三示意图62c中示出的约100微秒标记。进一步地，在一些实施方式中，即使在激光脉冲停止后，水泡的尺寸可进一步增大直到第四示意图62d示出的约150微秒标记。在一些实施方式中，在约0微秒和约150微秒之前不久之间(如第一标绘图64所示)，可发射激光脉冲，在一些实施方式中，如第三标绘图68所示，这可导致生成对应的压力波或冲击波。根据本发明的一些实施方式，水泡的形成和代表尺寸在第二标绘图66中示出。任何其他足够用来生成这个冲击波或其他对组织有期望效果的合适的脉冲参数都可替代。

第四标绘图70示出了细菌暴露在激光能量中时的情况。在约0微秒和约50微秒标记之间，细菌是完全活跃的状态，但是随着其暴露在激光能量中的增加在约50微秒，细菌开始显示虚弱的迹象。在一些实施方式中，在激光能量从最大值150微秒标记减小之后，水泡的尺寸可开始减小。在一些实施方式中，压力波可在200微秒标记之后稳定下降。在一些实施方式中，在水泡爆破之后，可在250微秒标记或250微秒标记上下生成波动的压力波。在一些实施方式中，冲击波或压力波可被理解为在短时间内破坏生物膜和细菌膜。

在一些实施方式中，第二激光源22(例如二极管激光器)可在0微秒不久之后以大致连续的模式启动，并且继续通过约250微秒标记(如第七标绘图74所示)。进一步地，在一些实施方式中，喷雾中的水分子开始电离，其电离能级随着其暴露在第二激光源22中持续的时间的增加而增加(如第六标绘图72所示)。在一些实施方式中，来自第二激光源22的激光能量和电离水的结合可烧死细菌，所述细菌已经通过暴露在来自第一激光源20的激光能量中被削弱。具体而言，在一些实施方式中，相对低功率的二极管激光器照射，在渗透非染色或轻微染色的组织之后，被理解为杀死那些受伤的细菌。因此，一些实施方式包括和/或创造协同杀菌效果，这可通过两个单独的激光能量源的操作实现。在一些实施方式中，合并可获得单单一个激光源或按顺序操作两个激光器不能达到的效果。应该理解，二极管激光器本身要求大致较高的功率电平来杀死这样的细菌。

本发明的一些实施方式包括设备10、100，设备10、100可包括和/或创造使用两个单独的激光能量源进行生物刺激和伤口愈合的其他协同效果。在一些实施方式中，本领域已知激光生物刺激的效果因而也称为低强度激光器。在烧蚀或非烧蚀电平使用二极管激光器形态的更高功率渗透激光照射的施加可通过吸收和散射在周围组织的三个方向施加低强度激光照射。此外，同时也在烧蚀或次烧蚀功率电平的YSGG激光脉冲施加可在富有水分的组织内生成压力波，并且因为对组织细胞的医疗刺激增强前文提到的激光治疗。

本发明的一些实施方式包括设备10、100，设备10、100可包括和/或创造使用两个单独的激光能量源在组织烧蚀期间减轻疼痛的协同效果。在一些实施方式中，二极管激光发射在近红外线光谱中具有渗透波长，也就是，激光能量可进入生物组织到达约1-2厘米的深度(取决于组织类型和具体波长)。根据本发明的至少一个实施方式，可将高功率持续时间短的二极管激光脉冲施加到组织，以便在周围神经系统内生成刺激，其在一些实施方式中可阻止疼痛信号的传输。在一些实施方式中，这个程序可短时间有效顿抑神经末梢，在这个短时间期间，YSGG切割/烧蚀激光器被施以脉冲。这样，没有否则会由切割/烧蚀操作生成的疼痛神经信号，导致无痛治疗方法。

在本发明的一些实施方式中，任何前文提到的驱动多个激光能量源的顺序都可经由来自控制单元(没有示出)的信号多方面地实施。在一些实施方式中，控制单元可包括通用数据处理器，执行储存在关联存储设备上预先程序化的指令，以实施这样的控制方法。除了驱动激光能量源的指令，控制单元/数据处理器可进一步包括用于用户接口模块的指令，接收来自从业者的配置和操作输入。仅示出了一个驱动顺序，但是由于基于软件的控制系统中提供的灵活性，任何合适的激光能量传送顺序可替代。其他类型的顺序被预想为具有不同的治疗优点，对于具体的手术操作可以是最优的。

在本发明的一些实施方式中，控制单元在检测到有害的操作情况之后可测量来自各种前述传感器的读取数据并触发合适的反应(达到并包括终止激光发射)。在一些实施方式中，来自一个或多个传感器(包括上文进一步详细描述的气压传感器48、温度传感器50和智能传感器52)的高于或低于期望/正常读取数据的读取数据可对应不安全状态。

在一些实施方式中，设备10可包括各种特征，以加强操作者/从业者和患者的安全(除了为响应潜在危险情况采取的反应安全措施之外的特征)。例如，在一些实施方式中，就具有小于600V泵激电压，小于300W输入功率的第一激光源20的闪光灯而言，可通过密封每一个在外壳12内生成前述激光能量的组件，将在高电功率的潜在暴露最小化。

本领域的技术人员将理解的是，虽然已经结合具体的实施方式和实例在上文描述了本发明，本发明不一定受到这样的限制，许多其他的实施方式、实例、使用、修改和与所述实施方式、实例和使用不同的变体都旨在包括在所附权利要求书中。本文引用的每一个专利和发布的全部公开内容通过引用结合到本文中，正如每一个这样的专利或发布都分别地通过引用结合到本文中。本发明的各种特征和优点在以下的权利要求书中陈述。

Claims (20)

1.一种手持激光治疗设备，包括：

外壳；

第一激光源，设置在所述外壳内，并且被配置为促进第一激光束的发射，所述第一激光束具有第一光束特征；

第二激光源，至少部分设置在所述外壳内，并且被配置为促进第二激光束的发射，所述第二激光束具有与所述第一光束特征不同的第二光束特征；

细长传送尖端，限定传送轴，并且从至少一部分所述外壳中伸出；以及

激光传输路径，限定在所述外壳内，并且被配置为促进将所述第一激光束和所述第二激光束中的一束或两束传输至所述传送尖端，

所述激光传输路径包括多个具有规定长度的区段和多个辅助传输组件，所述多个辅助传输组件相对于彼此以及所述第一激光源和所述第二激光源以规定的空间关系和角度方向集成至所述区段中；以及

其中，所述区段的长度、所述辅助传输组件相对于彼此以及相对于每一个所述第一激光源和所述第二激光源的角度方向和空间关系被配置并布置为使所述第一激光束和所述第二激光束的所述第一光束特征和所述第二光束特征能够在所述激光传输路径的至少其中一个所述区段内合并，形成所述第一激光束和所述第二激光束向所述传送尖端的同时传输。

2.根据权利要求1所述的治疗设备，其中：

所述第一激光源包括高峰值功率闪光灯泵浦固态激光器；以及

所述第二激光源包括高平均功率二极管激光器和二极管泵浦纤维激光器中的至少一个。

3.根据权利要求1所述的治疗设备，其中：

所述第一激光源被配置为促进所述第一激光束沿着第一激光源轴的发射；

所述第二激光源被配置为促进所述第二激光束沿着第二激光源轴的发射；并且

所述激光传输路径包括：

第一区段，限定第一轴，所述第一轴与所述第一激光源轴同轴对齐；

第二区段，限定第二轴，所述第二轴向相对于所述第一轴以规定的角度延伸；以及

第三区段，限定第三轴，所述第三轴与所述第二激光源轴同轴对齐，并且相对于所述第二轴以规定的角度延伸。

4.根据权利要求3所述的治疗设备，其中，集成在所述激光传输路径中的所述传输组件包括：

第一弯曲反射镜，设置在所述第一区段和所述第二区段之间，并且被配置为促进将所述第一激光束从所述第一轴引导至所述第二轴并沿着所述第二轴；

第二弯曲反射镜，设置在所述第二区段和所述第三区段之间，并且被配置为促进将所述第一激光束从所述第二轴引导至所述第三轴并沿着所述第三轴；以及

聚焦透镜，沿着所述第三轴设置在所述第三区段之内，并且被配置为将所述第一激光束和所述第二激光束中的一束或两束聚焦到所述传送尖端。

5.根据权利要求4所述的治疗设备，进一步包括准直透镜，所述准直透镜沿着所述第二激光源轴设置在所述第二激光源和所述第二弯曲反射镜之间。

6.根据权利要求4所述的治疗设备，其中：

所述第一激光源以沿着所述第一轴规定的第一距离与所述第一弯曲反射镜分离；

所述第一弯曲反射镜和所述第二弯曲反射镜以沿着所述第二轴规定的第二距离彼此分离；

所述第二弯曲反射镜以沿着所述第三轴的一部分的规定的第三距离与所述聚焦透镜分离；以及

所述第二激光源以规定的第四距离与所述聚焦透镜分离，所述第四距离小于所述第一距离、所述第二距离和所述第三距离的总距离。

7.根据权利要求6所述的治疗设备，其中，所述第一距离、所述第二距离和所述第三距离的总距离至少是25毫米。

8.根据权利要求4所述的治疗设备，其中，

所述传送尖端限定相反的输入端和输出端，其所述传送轴与所述第三区段的所述第三轴同轴对齐；以及

所述聚焦透镜被配置为将所述第一激光束和所述第二激光束中的一束或两束聚焦到所述传送尖端的所述输入端上。

9.根据权利要求4所述的治疗设备，其中，集成在所述激光传输路径中的所述传输组件进一步包括：

细长耦合纤维，限定相反的输入端和输出端并且沿着所述第三轴设置在所述第三区段内，所述聚焦透镜被配置为将所述第一激光束和所述第二激光束中的一束或两束聚焦到所述耦合纤维的输入端上；以及

聚焦反射镜，沿着所述第三轴设置在所述第三区段内，并且被配置为促进将所述第一激光束和所述第二激光束中的一束或两束从所述第三轴聚焦到所述传送尖端的所述传送轴上。

10.根据权利要求9所述的治疗设备，其中，所述传送尖端的所述传送轴相对于所述第三轴以90°的角度延伸。

11.根据权利要求9所述的治疗设备，其中：

所述耦合纤维包括弯曲部，所述弯曲部包括拱形轮廓；并且

其中，限定所述输出端的所述耦合纤维的一部分相对于所述第三轴的在所述第二弯曲反射镜和所述聚焦透镜之间的直线部分以规定的角度延伸；以及

所述传送尖端的所述传送轴相对于所述第三轴的所述直线部分以90°到180°之间的角度延伸。

12.一种手持激光治疗设备，包括：

第一激光源，被配置为促进第一激光束的发射，所述第一激光束具有第一光束特征；

第二激光源，被配置为促进第二激光束的发射，所述第二激光束具有与所述第一光束特征不同的第二光束特征；

激光传输路径，被配置为促进将所述第一激光束和所述第二激光束中的一束或两束从所述治疗设备传输，

所述激光传输路径包括多个具有规定长度的离散区段和多个辅助传输组件，所述多个辅助传输组件相对于彼此以及相对于所述第一激光源和所述第二激光源以规定的空间关系和角度方向集成至所述区段中；以及

其中，所述区段的长度、所述组件相对于彼此以及相对于每一个所述第一激光源和所述第二激光源的角度方向和空间关系被配置并布置为使所述第一激光束和所述第二激光束的所述第一光束特征和所述第二光束特征能够在所述激光传输路径的至少其中一个所述区段内合并，形成所述第一激光束和所述第二激光束自所述治疗设备的同时传输。

13.根据权利要求12所述的治疗设备，其中：

所述第一激光源包括高峰值功率闪光灯泵浦固态激光器；以及

所述第二激光源包括高平均功率二极管激光器和二极管泵浦纤维激光器中的一个。

14.根据权利要求12所述的治疗设备，其中：

所述第一激光源被配置为促进所述第一激光束沿着第一激光源轴的发射；

所述第二激光源被配置为促进所述第二激光束沿着第二激光源轴的发射；以及

所述激光传输路径包括：

第一区段，限定第一轴，所述第一轴与所述第一激光源轴同轴对齐；

第二区段，限定第二轴，所述第二轴相对于所述第一轴以规定的角度延伸；以及

第三区段，限定第三轴，所述第三轴与所述第二激光源轴同轴对齐，并且相对于所述第二轴以规定的角度延伸。

15.根据权利要求14所述的治疗设备，其中，集成在所述激光传输路径中的所述传输组件包括：

第一弯曲反射镜，设置在所述第一区段和所述第二区段之间，所述第一弯曲反射镜被配置为促进将所述第一激光束从所述第一轴引导至所述第二轴并沿着所述第二轴；以及

第二弯曲反射镜，设置在所述第二区段和所述第三区段之间，所述第二弯曲反射镜被配置为促进将所述第一激光束从所述第二轴引导至所述第三轴并沿着所述第三轴；以及

聚焦透镜，沿着所述第三轴设置在所述第三区段之内，所述聚焦透镜被配置为将所述第一激光束和所述第二激光束中的一束或两束聚焦到所述第三区段内沿着所述第三轴的规定的点上。

16.根据权利要求15所述的治疗设备，进一步包括准直透镜，所述准直透镜沿着所述第二激光源轴设置在所述第二激光源和所述第二弯曲反射镜之间。

17.根据权利要求15所述的治疗设备，其中：

所述第一激光源以沿着所述第一轴规定的第一距离与所述第一弯曲反射镜分离；

所述第一弯曲反射镜和所述第二弯曲反射镜以沿着所述第二轴规定的第二距离彼此分离；

所述第二弯曲反射镜以沿着所述第三轴的一部分的规定的第三距离与所述聚焦透镜分离；以及

所述第二激光源以规定的第四距离与所述聚焦透镜分离，所述第四距离小于所述第一距离、所述第二距离和所述第三距离的总距离。

18.根据权利要求17所述的治疗设备，其中，所述第一距离、所述第二距离和所述第三距离的总距离至少是25毫米。

19.一种手持激光治疗设备，包括：

细长外壳；

传送尖端，从所述外壳伸出；

第一激光源，包括设置在所述外壳之内的第一激光源输出口，所述第一激光源被配置为生成由第一光束特征限定的第一激光发射；

第二激光源，包括设置在所述外壳之内的第二激光源输出口，所述第二激光源被配置为生成由第二光束特征限定的第二激光发射，所述第二光束特征与所述第一光束特征不同；

第一传输路径，限定在所述第一激光源输出口和所述传送尖端之间，所述第一传输路径具有第一预先确定的距离；以及

第二传输路径，限定在所述第二激光源输出口和所述传送尖端之间，所述第二传输路径具有第二预先确定的距离，所述第二预先确定的距离与所述第一预先确定的距离不同；以及

其中，所述第一传输路径和所述第二传输路径的至少一部分是同轴的。

20.根据权利要求19所述的治疗设备，其中：

所述第一激光源包括固态激光器；以及

所述第二激光源包括二极管激光器。