CN107913464A - 一种激光注射器装置及其激光注射器针头的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明及一种激光注射器装置及其激光注射器针头的制作方法，它包括激光注射器及连接在激光注射器输出端的激光针头；所述的激光注射器包括用于带动激光器移动的直线电机和激光器，所述的激光器连接在直线电机的动子直轴上；所述的激光针头包括针头尾部、针管、光纤和AB胶，所述的针头尾部连接在激光注射器的激光器上；所述的激光器发出所需激光，通过扩束镜调整光束准直性，经过聚焦镜聚焦，最后耦合入激光针头的光纤中，再通过激光针头释放出激光并作用到恶性肿瘤的中央部位，利用激光产生的高温而杀死变异细胞。本发明通过激光器发出所需激光，再通过激光针头释放出激光并作用到恶性肿瘤的中央部位，利用激光产生的高温而杀死变异细胞。
Description
技术领域
本发明涉及一种激光注射器装置及其激光注射器针头的制作方法。
背景技术
在医学上，癌是指起源于上皮组织的恶性肿瘤，是恶性肿瘤中最常见的一类。相对应的，起源于间叶组织的恶性肿瘤统称为肉瘤。有少数恶性肿瘤不按上述原则命名，如肾母细胞瘤、恶性畸胎瘤等。一般人们所说的“癌症”习惯上泛指所有恶性肿瘤。
肿瘤是机体在各种致瘤因素作用下，局部组织的细胞在基因水平上失去对其生长的正常调控导致异常增生与分化而形成的新生物。新生物一旦形成，不因病因消除而停止生长，他的生长不受正常机体生理调节，而是破坏正常组织与器官，这一点在恶性肿瘤尤其明显。与良性肿瘤相比，恶性肿瘤生长速度快，呈浸润性生长，易发生出血、坏死、溃疡等，并常有远处转移，造成人体消瘦、无力、贫血、食欲不振、发热以及严重的脏器功能受损等，最终造成患者死亡。
目前，医学上治疗恶性肿瘤通常采用手术治疗、化学治疗、放射性治疗、靶向治疗、免疫疗法和中医中药治疗，其中靶向治疗是设计相应的指令药物，将药物注入到人体内致癌位点来结合发送作用，使得致癌细胞死亡，但治疗周期长，且人体长时间接收药物易对药物产生免疫性，从而对治疗带来影响，靶向指令设备无法将枕头精准的注入到靶向，从而对治疗带来不便，且国内还没有利用激光在恶性肿瘤中央部位产生的高温杀死癌细胞的设备。
发明内容
针对以上所述，本发明的目的在于提供一种激光注射器装置及其激光注射器针头的制作方法，以解决上述问题的至少一个方面。
为了实现本发明的目的所采用的技术方案是：一种激光注射器装置，它包括激光注射器及连接在激光注射器输出端的激光针头；
所述的激光注射器包括用于带动激光器移动的直线电机和激光器，所述的激光器连接在直线电机的动子直轴上；
所述的激光针头包括针头尾部、针管、光纤和AB胶，所述的针头尾部连接在激光注射器的激光器上，针头尾部内设有空腔，所述的针管固定连接在针头尾部，并与针头尾部的空腔连通，针管的前端呈切面的尖端，所述的光纤位于激光针头内，其光纤一端位于针头尾部，并与激光器输出端连接，另一端位于针管的尖端，所述的AB胶填充在针头尾部空腔与光纤之间的间隙内；
所述的激光器发出所需激光，通过扩束镜调整光束准直性，经过聚焦镜聚焦，最后耦合入激光针头的光纤中，再通过激光针头释放出激光并作用到恶性肿瘤的中央部位，利用激光产生的高温而杀死变异细胞。
进一步，所述的激光注射器内还包括用于控制直线电机位置的机械手，所述的机械手与直线电机的静子部分连接。
进一步，所述的激光器包括激光器主机、激光发生器电缆、供电线、信号线和主机控制模块；所述的激光器、激光发射器电缆、供电线和信号线分别与主机控制模块电性连接。
进一步，所述的主机控制模块包括微控器、控制面板模块和显示器，所述的主机控制模块用于显示和控制激光器开关、激光器功率变换，在微控器的控制下，通过控制面板模块上的操作系统可启动或切换到不同的激光器功率，而激光输出时的功率和作用时间在控制面板模块上的显示器显示出相对应的数字。
进一步，所述的主机控制模块还分别于直线电机和机械手电性连接，在主机控制模块的控制下，通过控制面板模块启动直线电机，并根据需求而改变直线电动子部分的运动方向，从而通过直线电机动子部分带动激光器及激光针头的位置，使得激光针头的尖端作用到靶心上。
进一步，所述的机械手在主机控制模块的控制下，通过控制面板模块启动机械手，并操作机械的运动，从而通过机械手带动直线电机静子部分的运动，使得直线电机的静子部分带动激光器和激光针头的运动，以改变激光针头的位置。
进一步，所述的激光器采用可调功率的激光器。
进一步，所述的针管尺寸根据注入心脏、消化道、体表等不同部位制备成：0.7mm、1.0mm、2.0mm等相应的口径。
一种激光注射器针头的制作方法，包括用于制备激光针头的电镀方法；
所述的电镀方法包括以下步骤：
步骤1：将单晶硅拉制成激光针头所需的光纤形状；
步骤2：采用镀银技术，将光纤的表面整体镀银，形成镀银光纤；
步骤3：利用电镀技术，在镀银光纤的表面镀上一层薄铜，从而形成镀铜光纤；
步骤:4：利用电镀技术，在镀铜光纤的表面镀上一层薄镍，形成镀镍光纤；
步骤5：利用电镀技术，在镀镍光纤的表面镀上一层薄金，形成镀金光纤；
步骤6：采用打磨抛光技术，在镀金光纤的前端形成激光针头的针管；
步骤7：采用激光耦合技术，在激光针头的尾部制作激光针头的针头尾部；
步骤8：采用光纤表面磨削和抛光技术，将初步的激光针头的针管前端打磨为符合要求的尖端；
步骤9：采用光纤表面磨削和抛光技术，将初步的激光针头的尾端处理为与激光器耦合的端面；
步骤10：利用显微镜检测激光针头的前端和尾端的断面图像，以确定制作出的激光针头符合所需的要求。
一种激光注射器针头的制作方法，包括用于制备激光针头的粘合方法；
粘合法包括以下步骤：
步骤1：根据所需的激光针头而绘制出相应的图纸，根据图纸制作出相对应激光针头的针头尾部和针管；
步骤2：根据绘制的图纸，利用直拉单晶硅技术，将单晶硅拉制成激光针头所需的光纤；
步骤3：利用光纤专用AB胶将光纤粘合在激光针头尾部和针管内，形成初步的激光针头；
步骤4：采用光纤表面磨削和抛光，将初步的针管的前端打磨成符合要求的尖端；
步骤5：采用光纤表面磨削和抛光，将初步的激光针头的针头尾部处理为与激光器耦合的端面；
步骤6：利用显微镜检测激光针头的尖端和尾部的端面图形，以确定符合要求。
本发明的有益效果：
1、通过直线电机的带动激光针头作用到人体内的肿瘤中心部位，从而避免激光针头位置的偏差而无法作用到肿瘤内；
2、激光器发出所需激光，通过扩束镜调整光束准直性，经过聚焦镜聚焦，最后耦合入激光针头的光纤中，再通过激光针头释放出激光并作用到恶性肿瘤的中央部位，利用激光产生的高温而杀死变异细胞，从而达到治疗恶性肿瘤的效果；
3、通过控制面板模块操作机械手的运动，从而调节激光针头与肿瘤的位置及角度，使得激光针头精准的注入带肿瘤的中心位置。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图。
图2为本发明的机械手连接直线电机的结构示意图。
图3为激光针头局部剖视图。
图4为本发明电路图。
图中，1-直线电机、2-直线电机静子部分、3-直线电机动子直轴、4-激光器、5-激光针头、6-机械手、7-光纤、8-针管、9-尖端、10-AB胶、11-针头尾部。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
图1、图2、图3、图4示意性的显示了本发明一种实施方式的一种激光注射器装置及其激光注射器针头的制作方法。
如图1、图2、图3、图4所示，一种激光注射器装置，其特征在于：它包括激光注射器及连接在激光注射器输出端的激光针头；
所述的激光注射器包括用于带动激光器移动的直线电机和激光器，所述的激光器连接在直线电机动子直轴上；
所述的激光针头包括针头尾部、针管、光纤和AB胶，所述的针头尾部连接在激光注射器的激光器上，针头尾部内设有空腔，所述的针管固定连接在针头尾部，并与针头尾部的空腔连通，针管的前端呈切面的尖端，所述的光纤位于激光针头内，其光纤一端位于针头尾部，并与激光器输出端连接，另一端位于针管的尖端，所述的AB胶填充在针头尾部的空腔与光纤之间的间隙内；
所述的激光器发出所需激光，通过扩束镜调整光束准直性，经过聚焦镜聚焦，最后耦合入激光针头的光纤中，再通过激光针头释放出激光并作用到恶性肿瘤的中央部位，利用激光产生的高温而杀死变异细胞。
如图1、图2、图3所示，所述的AB胶用于将光纤紧固的粘合在针头尾部，从而避免光纤的松动而造成激光针头与激光注射器的连接不稳定，从而影响激光的传送。
如图1、图2、图3所示，所述的针管的前端呈切面的尖端，从而便于针管注入到人体的组织内。
如图1、图2、图3所示，所述的针管用于保护光纤，避免光纤受损。
如图1、图2、图3所示，所述的激光注射器产生激光，并耦合到连接在激光注射器输出端的激光针头的光纤中。
如图1、图2所示，所述的激光注射器内还包括用于控制直线电机位置的机械手，所述的机械手与直线电机的静子部分连接。
如图1、图2、图3、图4所示，所述的激光器包括激光器主机、激光发生器电缆、供电线、信号线和主机控制模块；所述的激光器、激光发射器电缆、供电线和信号线分别于主机控制模块电性连接。
如图1、图2、图3、图4所示，所述的主机控制模块包括微控器、控制面板模块和显示器等，所述的主机控制模块用于显示和控制激光器开关、激光器功率变换等，在微控器的控制下，通过控制面板模块上的操作系统可启动或切换到不同的激光器功率，而激光输出时的功率和作用时间在控制面板模块上的显示器显示出相对应的数字。
如图1、图2、图3、图4所示，所述的主机控制模块还分别于直线电机和机械手电性连接，在微控器的控制下，通过控制面板模块启动直线电机，并根据需求而改变直线电动子部分的运动方向(如伸长或收缩)，从而通过直线电机动子部分带动激光器及激光针头的位置，使得激光针头的尖端作用到靶心上。
如图1、图2、图3、图4所示，所述的机械手在主机控制模块的控制下，通过控制面板模块启动机械手，并操作机械手的运动，从而通过机械手带动直线电机静子部分的运动，使得直线电机的静子部分带动激光器和激光针头的运动，以改变激光针头的位置，其中机械手可改变激光针头的角度，从而根据人体肿瘤位置的不同而调整激光针头注入的角度，使得激光针头精准的注入到肿瘤的中心位置。
如图1、图2、图3、图4所示，在需要调节激光针头与恶性肿瘤之间的位置时，通过控制面板模块启动直线电机，直线电机启动后，直线电机的动子部分产生运动，并介入医学影像设备(如超声成像)检测肿瘤及激光针头的位置，调节控制面板模块的开关，使得直线电机的动子部分带动连接在激光器上的激光针头运动，将激光针头的尖端精准的注入到肿瘤的中心位置。
如图1、图2、图3、图4所示，所述的机械手可采用多关节机械手，从而便于调节激光针头的高度及角度。
如图1、图2、图3、图4所示，所述的机械手的底座上还可设有多个滚轮，从而通过滚轮带动激光注射器的移动，以便激光注射器转移。
如图1、图2、图3、图4所示，根据不同肿瘤的位置而设计不同尺寸的激光针头，如进入消化道、子宫等部位进行治疗时，激光针头的针管口径选用0.5mm-1.5mm；而进入心脏腔的导管有严格的尺寸要求，从而进入心脏腔的激光针头的针管口径选用0.5mm-1.0mm；进入脾脏的的激光针头的针管口径要求在0.8mm；建立上述符合脾脏的激光针头，将激光针头注入到脾脏内肿瘤的中心部位，通过激光注射器产生的激光耦合到激光针头的光纤内，从而在激光针头的尖端释放出激光，释放的激光作用到肿瘤上，利用激光产生的高温杀死癌变细胞，从而达到治疗肿瘤的效果。
如图1、图2、图3、图4所示，所述的激光针头采用单晶硅制成。
如图1、图2、图3、图4所示，所述的激光器采用可调功率的激光器，从而调节激光器输出激光的能量，避免激光器产生的激光能量过大而损坏人体组织。
如图1、图2、图3、图4所示，所述的激光器可选用LASY-50型二氧化碳激光器等，其中二氧化碳激光器产生红外光，输出的波长为10.6微米，它具有方向性好。单色性好，能量转换率高，输出功率大等优点，二氧化碳激光器产生二氧化碳激光光束，通过扩束镜调整光束准直性，经过聚焦镜聚焦，最后耦合入激光针头的光纤中，再通过激光针头释放出极小的光斑作用到肿瘤中心，因该光斑功率密度高度集中，温度可达200～1000℃,光斑处的高温和一定的压强对肿瘤有切割、灼烧和氧化的能力，并能封闭凝结暴露于激光针头处的毛细血管，使得肿瘤外的人体组织不出血或少出血。
如图1、图2、图3、图4所示，所述的微控器型号可选用511-STM32F723ZET6微控器、ATSAML21E17B-MUT微控器或PIC32MZ2048ECH100-I/PF微控器等。
如图1、图2、图3、图4所示，使用本发明的具体步骤：
1、采用医学影像设备对患者体内的肿瘤位置进行确认；
2、通过控制面板模块操作机械手，使得机械手改变直线电机及激光针头的位置，从而调整激光针头注入人体肿瘤位置的最佳角度；
3、通过控制面板模块启动直线电机，使得直线电机的动子部分伸长，从而带动激光针头注入到肿瘤的中心；
4、通过控制面板模块启动激光器，并调节激光器的功率，使得激光器产生所需的激光，并通过扩束镜调整光束准直性，经过聚焦镜聚焦，最后耦合入激光针头的光纤中，再通过激光针头释放出激光并作用到恶性肿瘤的中央部位，利用激光产生的高温而杀死变异细胞；
5、通过控制面板模块调节直线电机的伸长或收缩及激光器的输出功率，使得激光针头所发出的激光完全作用到肿瘤上，直至完全杀死肿瘤的癌细胞；
6、通过控制面板模块关闭激光器，从而使得激光器停止工作；
7、通过控制面板模块调节直线电机动子部分收缩，从而带动激光针头移出至人体外部。
一种激光注射器针头的制作方法，包括用于制备激光针头的电镀方法；
所述的电镀方法包括以下步骤：
步骤1：将单晶硅拉制成激光针头所需的光纤形状；
步骤2：采用镀银技术，将光纤的表面整体镀银，形成镀银光纤；
步骤3：利用电镀技术，在镀银光纤的表面镀上一层薄铜，从而形成镀铜光纤；
步骤:4：利用电镀技术，在镀铜光纤的表面镀上一层薄镍，形成镀镍光纤；
步骤5：利用电镀技术，在镀镍光纤的表面镀上一层薄金，形成镀金光纤；
步骤6：采用打磨抛光技术，在镀金光纤的前端形成激光针头的针管；
步骤7：采用激光耦合技术，在激光针头的尾部制作激光针头的针头尾部；
步骤8：采用光纤表面磨削和抛光技术，将初步的激光针头的针管前端打磨为符合要求的尖端；
步骤9：采用光纤表面磨削和抛光技术，将初步的激光针头的尾端处理为与激光器耦合的端面；
步骤10：利用显微镜检测激光针头的前端和尾端的断面图像，以确定制作出的激光针头符合所需的要求。
一种激光注射器针头的制作方法，包括用于制备激光针头的粘合方法；
粘合法包括以下步骤：
步骤1：根据所需的激光针头而绘制出相应的图纸，根据图纸制作出相对应激光针头的针头尾部和针管；
步骤2：根据绘制的图纸，利用直拉单晶硅技术，将单晶硅拉制成激光针头所需的光纤；
步骤3：利用光纤专用AB胶将光纤粘合在激光针头尾部和针管内，形成初步的激光针头；
步骤4：采用光纤表面磨削和抛光，将初步的针管的前端打磨成符合要求的尖端；
步骤5：采用光纤表面磨削和抛光，将初步的激光针头的针头尾部处理为与激光器耦合的端面；
步骤6：利用显微镜检测激光针头的尖端和尾部的端面图形，以确定符合要求。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出至少一个变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种激光注射器装置，它包括激光注射器及连接在激光注射器输出端的激光针头；
所述的激光注射器包括用于带动激光器移动的直线电机和激光器，所述的激光器连接在直线电机的动子直轴上；
所述的激光针头包括针头尾部、针管、光纤和AB胶，所述的针头尾部连接在激光注射器的激光器上，针头尾部内设有空腔，所述的针管固定连接在针头尾部，并与针头尾部的空腔连通，针管的前端呈切面的尖端，所述的光纤位于激光针头内，其光纤一端位于针头尾部，并与激光器输出端连接，另一端位于针管的尖端，所述的AB胶填充在针头尾部空腔与光纤之间的间隙内；
所述的激光器发出所需激光，通过扩束镜调整光束准直性，经过聚焦镜聚焦，最后耦合入激光针头的光纤中，再通过激光针头释放出激光并作用到恶性肿瘤的中央部位，利用激光产生的高温而杀死变异细胞。
2.根据权利要求1所述的一种激光注射器装置，其特征在于：所述的激光注射器内还包括用于控制直线电机位置的机械手，所述的机械手与直线电机的静子部分连接。
3.根据权利要求1所述的一种激光注射器装置，其特征在于：所述的激光器包括激光器主机、激光发生器电缆、供电线、信号线和主机控制模块；所述的激光器、激光发射器电缆、供电线和信号线分别与主机控制模块电性连接。
4.根据权利要求3所述的一种激光注射器装置，其特征在于：所述的主机控制模块包括微控器、控制面板模块和显示器，所述的主机控制模块用于显示和控制激光器开关、激光器功率变换，在微控器的控制下，通过控制面板模块上的操作系统可启动或切换到不同的激光器功率，而激光输出时的功率和作用时间在控制面板模块上的显示器显示出相对应的数字。
5.根据权利要求4所述的一种激光注射器装置，其特征在于：所述的主机控制模块还分别与直线电机和机械手电性连接，在主机控制模块的控制下，通过控制面板模块启动直线电机，并根据需求而改变直线电动子部分的运动方向，从而通过直线电机动子部分带动激光器及激光针头的位置，使得激光针头的尖端作用到靶心上。
6.根据权利要求2所述的一种激光注射器装置，其特征在于：所述的机械手在主机控制模块的控制下，通过控制面板模块启动机械手，并操作机械的运动，从而通过机械手带动直线电机静子部分的运动，使得直线电机的静子部分带动激光器和激光针头的运动，以改变激光针头的位置。
7.根据权利要求3所述的一种激光注射器装置，其特征在于：所述的激光器采用可调功率的激光器。
8.根据权利要求1所述的一种激光注射器装置，其特征在于：所述的针管尺寸根据注入心脏、消化道或体表不同部位制备成：0.7mm、1.0mm或2.0mm相应的口径；激光针头采用单晶硅制成。
9.一种激光注射器针头的制作方法，包括用于制备激光针头的电镀方法；
所述的电镀方法包括以下步骤：
步骤1：将单晶硅拉制成激光针头所需的光纤形状；
步骤2：采用镀银技术，将光纤的表面整体镀银，形成镀银光纤；
步骤3：利用电镀技术，在镀银光纤的表面镀上一层薄铜，从而形成镀铜光纤；
步骤:4：利用电镀技术，在镀铜光纤的表面镀上一层薄镍，形成镀镍光纤；
步骤5：利用电镀技术，在镀镍光纤的表面镀上一层薄金，形成镀金光纤；
步骤6：采用打磨抛光技术，在镀金光纤的前端形成激光针头的针管；
步骤7：采用激光耦合技术，在激光针头的尾部制作激光针头的针头尾部；
步骤8：采用光纤表面磨削和抛光技术，将初步的激光针头的针管前端打磨为符合要求的尖端；
步骤9：采用光纤表面磨削和抛光技术，将初步的激光针头的尾端处理为与激光器耦合的端面；
步骤10：利用显微镜检测激光针头的前端和尾端的断面图像，以确定制作出的激光针头符合所需的要求。
10.一种激光注射器针头的制作方法，包括用于制备激光针头的粘合方法；
粘合法包括以下步骤：
步骤1：根据所需的激光针头而绘制出相应的图纸，根据图纸制作出相对应激光针头的针头尾部和针管；
步骤2：根据绘制的图纸，利用直拉单晶硅技术，将单晶硅拉制成激光针头所需的光纤；
步骤3：利用光纤专用AB胶将光纤粘合在激光针头尾部和针管内，形成初步的激光针头；
步骤4：采用光纤表面磨削和抛光，将初步的针管的前端打磨成符合要求的尖端；
步骤5：采用光纤表面磨削和抛光，将初步的激光针头的针头尾部处理为与激光器耦合的端面；
步骤6：利用显微镜检测激光针头的尖端和尾部的端面图形，以确定符合要求。
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