CN106621069A - 激光光源、激光光源控制主机和治疗男性勃起功能障碍的装置 - Google Patents

Abstract

本发明为一种激光光源、激光光源控制主机和治疗男性勃起功能障碍的装置。该激光光源包括单管半导体激光器、整形透镜、偏转镜、耦合聚焦透镜和光纤，单管半导体激光器出射的激光，经过整形透镜整形后，过偏转镜汇聚成一束空间光，再经过耦合聚焦透镜耦合进入光纤。本发明体积小，方便携带，整机系统稳定可靠，产品寿命长。

Description

激光光源、激光光源控制主机和治疗男性勃起功能障碍的 装置

技术领域

本发明涉及激光治疗人体软组织病变的领域，特别是利用近红外激光治疗男性勃起功能障碍的领域。

背景技术

年龄是男性勃起功能障碍(ED)问题的影响因素，人口老龄化将使ED问题更加突出。有流行病学调查结果显示，男性勃起功能障碍(ED)的总患病率为25.8％，60岁以上男性患病率高达69.33％。

低能量冲击波致力于恢复男性勃起功能障碍，在临床中获得大量的实践，充分证明其安全有效，欧洲泌尿外科学会(EAU)指南已经连续多年将低能量冲击波列为ED的一线治疗方案。该治疗方案为无创手术，有望从根本上修复ED病理损伤。海绵体的平滑肌细胞、内皮、神经等在阴茎勃起中发挥重要作用，ED模型大鼠海绵体的这些结构存在明显的病理损伤。研究证实低能量冲击波可显著修复以上病理损伤。但是目前，冲击波质量存在能量分布不均匀，能量进入人体后快速发散的缺点，治疗效率低下。

发明内容

本发明为解决背景技术中存在的上述问题，而提供出一种激光光源、激光光源控制主机和治疗男性勃起功能障碍的装置，使用波长700nm—1100nm之间的近红外激光，治疗男性前勃起功能障碍。

本发明的技术解决方案是：本发明为一种激光光源，其特殊之处在于：该激光光源包括单管半导体激光器、整形透镜、偏转镜、耦合聚焦透镜和光纤，单管半导体激光器出射的激光，经过整形透镜整形后，过偏转镜汇聚成一束空间光，再经过耦合聚焦透镜耦合进入光纤。

上述单管半导体激光器为多个，整形透镜、偏转镜对应为多个。

上述单管半导体激光器中的一个为指示光源。

上述耦合透镜与光纤一起封装在耦合套管壳体中。

上述单管半导体激光器输出的激光的波长范围为700nm--1100nm的近红外激光。

上述单管半导体激光器输出波长980nm的激光5W，耦合光纤输出功率30W，激光输出功率可调节。

上述耦合聚焦透镜可为球面或非球面镜片，也可为一片或者多镜片组成的透镜组。

一种上述的激光光源的激光光源控制主机，其特殊之处在于：所述激光光源控制主机包括激光光源，恒温冷却装置，激光电源和控制系统，激光光源和恒温冷却装置分别与激光电源和控制系统连接。

上述激光光源控制主机还包括人机操作界面，所述人机操作界面与激光电源和控制系统连接。

上述激光电源和控制系统包括主控单片机、电流电压控制器、半导体激光DC主电源和恒温冷却控制器，所述恒温冷却控制器和电流电压控制器分别与主控单片机连接，所述半导体激光DC主电源和电流电压控制器连接，所述恒温冷却装置与恒温冷却控制器连接，所述人机操作界面与主控单片机连接，所述激光电源与半导体激光DC主电源连接。

上述恒温冷却装置包括热沉和TEC温控装置，单管半导体激光器固定在同一个热沉上，热沉下方为TEC温控装置。

一种利用上述的激光光源控制主机治疗男性勃起功能障碍的装置，其特殊之处在于：该装置包激光光源控制主机，激光光纤和治疗头，所述激光光源控制主机通过激光光纤与治疗头连接。

该装置还包括脚踏开关，所述脚踏开关与激光光源控制主机连接。

上述治疗头包括光纤连接头和扩束透镜，激光光纤通过光纤连接头与扩束透镜连接。

上述治疗头还包括治疗头外壳，光纤连接头和扩束透镜置于治疗头外壳内。

上述激光光纤的直径为105um—1000um。

低能量近红外激光在治疗疼痛，康复方面已经有广泛的应用。本发明利用的基本机理是在细胞水平上“生物刺激”组织的生长和修复；用接近1000nm波长的激光治疗在极短的脉冲模式下在生物组织内产生机械波，对皮下组织中的神经末端和疼痛受体的机械刺激。两种作用促进血管新生、生成一氧化氮、刺激神经细胞和干细胞再生，可以达到治疗男性勃起功能障碍(ED)的效果。激光进入人体组织，可以较低限度的发散，将能量有效传递至组织深处。近红外激光在人体中传递深度最深可达10mm。因此，本发明具有以下优点：

1、本发明采用近红外光作为激光治疗波长，提高了治疗男性勃起障碍的能力。

2、本发明激光光源控制主机体积小，方便携带，有利于实际应用。

3、本发明激光光源控制主机寿命在1万小时以上，整机系统稳定可靠，产品寿命长。

附图说明

图1为激光吸收谱线示意图；

图2为本发明治疗男性勃起功能障碍的装置原理图；

图3为本发明激光光源控制主机的原理图；

图4为本发明激光电源和控制系统示意图；

图5为本发明激光光源的原理图；

图6为本发明治疗头原理图；

图7为脉冲工作状态。

附图标记如下：

1-激光光源控制主机，2-激光光纤，3-治疗头，4-脚踏开关，5、激光电源和控制系统，6-恒温冷却装置，7-人机操作界面，8-激光光源，9-指示光源，10-单管半导体激光器，11-整形透镜，12、13-耦合聚焦透镜，14-耦合光纤，15-耦合套管壳体，16-偏转镜，17-治疗头外壳，18-扩束透镜，19-光纤连接头，20-主控单片机，21-恒温冷却控制器，22-电流、电压控制器，23-半导体激光DC主电源

具体实施方式

参见图1，700—1100nm波段的激光的对血红蛋白、色素和水的吸收特性都较低，因此能在组织中传输比较深，对深层次的组织治疗比较有利。利用近红外激光的这一特性，将其传递照射到人体病变软组织，促进血管新生，刺激干细胞和神经细胞再生，多次无创照射，改善阴茎勃起的生理机制，可达到有效治疗男性勃起功能障碍(ED)的目的。

参见图2，本发明的治疗男性勃起功能障碍的装置包括激光光源控制主机1，激光光纤2，治疗头3和脚踏开关4，激光光源控制主机1通过激光光纤2与治疗头3连接，脚踏开关4与激光光源控制主机1连接。该激光能量由激光光源控制主机1中的激光光源发射，可以是连续(CW)方式，也可以是脉冲方式。在图6中，显示脉冲工作状态，频率可调，脉宽从0.1us—5s可调，激功率从0.1W—30W可调。激光光纤2将激光光源输出的激光能量传递至人体病变软组织。在本例中激光光纤2芯径400um，前端输出为直出光方式，激光光纤2的输出端通过标准SMA905连接器与治疗头3上的连接座相连。光纤外套塑胶保护管将激光光纤保护起来。

参见图3，激光光源控制主机1包括激光光源8、恒温冷却装置6、激光电源和控制系统5和人机操作界面7，人机操作界面7以触摸屏的方式工作。本实例中，激光光源8为波长980nm的激光光纤耦合输出，由恒温冷却装置6恒温冷却，工作温度25度，控温精度0.1度。激光电源和控制系统5中的激光电源为直流电源，电源供电电压5V，工作电流最大10A。激光电源和控制系统5采用嵌入式控制系统设计。人机操作界面7为电阻式触摸屏，屏幕大小8寸。

恒温冷却装置6包括热沉和TEC温控装置。将所有单管半导体激光器10定在同一个热沉上，热沉的材料为紫铜、黄铜或其他导热性良好的材料。激光光源控制主机1发出的热量通过热沉传递出去。热沉下方为TEC温控装置，可吸收热沉的热量并通过空气冷却的方式排出系统，同时保证热沉处于恒温状态。通过TEC高精度的温度控制以达到激光高效稳定运行。优化的TEC温控冷却系统设计减小了激光治疗男性勃起功能障碍装置的体积。

参见图4，激光电源和控制系统5包括主控单片机20，恒温冷却控制器21，电流、电压控制器22和半导体激光DC主电源23，恒温冷却控制器21和电流、电压控制器22分别与主控单片机20连接，半导体激光DC主电源23和电流、电压控制器22连接，恒温冷却装置6与恒温冷却控制器21连接，人机操作界面7与主控单片机20连接，激光电源8与半导体激光DC主电源23连接。其中，主控单片机20，恒温冷却控制器21，电流、电压控制器22和半导体激光DC主电源23均可采用现有的元件结构。

激光电源和控制系统5对所有半导体激光光源控制主机供电，并控制输出激光功率的大小，连续可调。并提供人机操作界面7，以触摸屏的方式工作。控制脚踏开关4并检测系统工作状态。同时激光电源和控制系统5控制空气冷却系统并实时监控热沉的温度，一旦温度发生变化，通过对TEC的自动控制保持半导体激光光源控制主机1恒温工作。

参见图5，激光光源8由单管半导体连续发射或者脉冲发射偏振激光，其包括单管半导体激光器10、整形透镜11、偏转镜16、耦合聚焦透镜12、13和光纤14。多个单管半导体激光器10，经过整形透镜11整形后，通过偏转镜16汇聚成一束空间光，经过耦合聚焦透镜13耦合进入光纤14。耦合聚焦透镜13可以是球面或非球面镜片，可以是一片或者多镜片组成的透镜组。耦合聚焦透镜12、13与光纤14一起封装在耦合套管壳体15中，可以采用压紧固定或者粘胶固定。本实例采用多单管偏振耦合的方式，单管半导体激光器10为To56封装形式，每个单管半导体激光器10输出980nm激光5W，光纤14输出功率30W。指示光源9也是单管半导体激光器10中的一个，采用与980nm工作激光一样的封装形式。工作时指示光源持续工作，不受脚踏开关控制，用于不出光时帮助术者确定激光工作位置。可以是红色635nm激光，也可以是绿色532nm激光。本实例采用635nm红色指示光，激光功率5mW。

激光光源8照射在组织表面的激光波长在700nm--1100nm的激光，激光类型可以是半导体激光、气体激光、固体激光，典型波长包括：750nm、790nm、808nm、810nm、940nm、980nm、1064nm等。激光可以是单一波长，也可以是范围内多波长混合治疗。

参见图6，治疗头3包括治疗头外壳17，扩束透镜18和光纤连接头19，治疗头3一端通过光纤连接头19连接激光光纤2；光纤连接头19为标准光纤连接器(SMA)，激光经过扩束透镜18将光斑扩束，光斑大小可调。本实例中光纤连接头19采用标准SMA905光纤连接器，采用10倍激光扩束倍数设计，输出光斑直径4mm。

系统工作时，根据术者的需要，通过脚踏开关(4)控制激光系统是否出光。踩下脚踏开关，系统正常出光，进行手术；松开脚踏开关，激光输出中断，手术暂停。如图7所示，t0—t1为系统正常出光，此时脚踏开关为踩下状态。t1—t2为手术暂停状态，此时脚踏开关松开，激光输出中断。

本发明的治疗方法如下：

使用波长700nm--1100nm的激光，通过光纤将激光能量传导治疗头，治疗头接触人体组织表面，将激光能量扩散传导至人体阴茎组织，进行勃起功能障碍的治疗。

利用近红外激光可以被人体组织深层吸收的特性，传递照射到人体病变软组织，激光促进干细胞生长、神经细胞生长、血管增生和一氧化氮合成增加，引导器官功能恢复，治疗男性勃起功能障碍。

照射在组织表面的激光光斑大小可调，光斑直径从1mm—5mm。光斑形状可以是圆形，也可以椭圆形、方形等。

照射在组织表面的激光可以是连续波(CW)输出，也可以是脉冲波输出，脉冲宽度从0.1us—5s可调，脉冲频率从1KHz—0.1Hz可调。激光输出能量可调，以不损伤软组织为上限。

照射在组织表面的激光可以是固定剂量、固定程序输出，也可以由医生通过脚踏控制进行治疗。

Claims (16)

1.一种激光光源，其特征在于：该激光光源包括单管半导体激光器、整形透镜、偏转镜、耦合聚焦透镜和光纤，单管半导体激光器出射的激光，经过整形透镜整形后，过偏转镜汇聚成一束空间光，再经过耦合聚焦透镜耦合进入光纤。

2.根据权利要求1所述的激光光源，其特征在于：所述单管半导体激光器为多个，所述整形透镜、偏转镜对应为多个。

3.根据权利要求2所述的激光光源，其特征在于：所述单管半导体激光器中的一个为指示光源。

4.根据权利要求1或2或3所述的激光光源，其特征在于：所述耦合透镜与光纤一起封装在耦合套管壳体中。

5.根据权利要求4所述的激光光源，其特征在于：所述单管半导体激光器输出的激光的波长范围为700nm--1100nm的近红外激光。

6.根据权利要求5所述的激光光源，其特征在于：所述单管半导体激光器输出波长980nm的激光5W，耦合光纤输出功率30W，激光输出功率可调节。

7.根据权利要求6所述的激光光源，其特征在于：所述耦合聚焦透镜可为球面或非球面镜片，也可为一片或者多镜片组成的透镜组。

8.一种含有权利要求7所述的激光光源的激光光源控制主机，其特征在于：所述激光光源控制主机包括激光光源，恒温冷却装置，激光电源和控制系统，所述激光光源和恒温冷却装置分别与激光电源和控制系统连接。

9.根据权利要求8所述的激光光源控制主机，其特征在于：所述激光光源控制主机还包括人机操作界面，所述人机操作界面与激光电源和控制系统连接。

10.根据权利要求9所述的激光光源控制主机，其特征在于：所述激光电源和控制系统包括主控单片机、电流电压控制器、半导体激光DC主电源和恒温冷却控制器，所述恒温冷却控制器和电流电压控制器分别与主控单片机连接，所述半导体激光DC主电源和电流电压控制器连接，所述恒温冷却装置与恒温冷却控制器连接，所述人机操作界面与主控单片机连接，所述激光电源与半导体激光DC主电源连接。

11.根据权利要求8或9或10所述的激光光源控制主机，其特征在于：所述恒温冷却装置包括热沉和TEC温控装置，所述单管半导体激光器固定在同一个热沉上，所述热沉下方为TEC温控装置。

12.一种利用权利要求8所述的激光光源控制主机治疗男性勃起功能障碍的装置，其特征在于：该装置包激光光源控制主机，激光光纤和治疗头，所述激光光源控制主机通过激光光纤与治疗头连接。

13.根据权利要求12所述的治疗男性勃起功能障碍的装置，其特征在于：该装置还包括脚踏开关，所述脚踏开关与激光光源控制主机连接。

14.根据权利要求12或13所述的治疗男性勃起功能障碍的装置，其特征在于：所述治疗头包括光纤连接头和扩束透镜，所述激光光纤通过光纤连接头与扩束透镜连接。

15.根据权利要求14所述的治疗男性勃起功能障碍的装置，其特征在于：所述治疗头还包括治疗头外壳，所述光纤连接头和扩束透镜置于治疗头外壳内。

16.根据权利要求15所述的治疗男性勃起功能障碍的装置，其特征在于：所述激光光纤的直径为105um—1000um。