CN1097972A

CN1097972A - 脉冲钇铝石榴石激光治疗仪

Info

Publication number: CN1097972A
Application number: CN 94111267
Authority: CN
Inventors: 高德清; 陶德生; 王玉平; 郭启霞; 胡雪金; 马树森
Original assignee: Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics of CAS
Current assignee: Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics of CAS
Priority date: 1994-03-09
Filing date: 1994-03-09
Publication date: 1995-02-01

Abstract

本发明涉及激光医疗仪器。是由激光开关电源和YAG激光器构成的。激光开关电源电路中有预燃电路，过流、过压保护电路、主回路、控制电路；激光器部分主要有YAG激光器，光纤耦合器，冷却水循环系统，光电控制，瞄准指示系统，激光能量检测系统。

本发明与同类仪器相比，有体积小，重量轻，使用寿命长，可连续工作4～8小时，可直观测出和显示输出能量，是一种可用于牙科、皮肤科、五官科、妇科的多功能激光治疗仪。

Description

本发明涉及激光医疗仪器。

激光医疗仪器是激光技术的一项重要应用。人们把激光用于穿耳洞，用于打疣去痣，用于治皮肤病，用于开刀，用于治牙等等。但这些激光治疗仪，一般只用于专科，例如激光美容仪用于穿耳洞、打疣、去痣，激光治牙机，只用于钻牙，如美国德瑞斯牙科治疗仪，只用于治牙。

本发明的目的，在于提供一种可用于牙科、五官科、皮肤科、肛肠科及妇科治疗的，有多根不同输出能量光纤的，可连续使用数小时，有过流过压保护的、不会伤害患者的多功能激光治疗仪。

本发明是由激光开关电源和激光器两大部分组成。激光开关电源电路中有予燃电路，过流、过压保护电路，主回路，输出电路以及控制电路。激光器主要由激光器头，光纤耦合器，冷却水系统，断水保护系统，光电控制保护系统，瞄准指示系统组成。本发明结构见附图1。

激光开关电源部分包括：

1.预燃电路

其框图见附图2，是由2只高频，高压小功率MOS管组成半桥式逆变电路，将输入的50Hz市电逆变成40KHz的脉动电供给恒流电路，经桥式整流成直流高压预燃氙灯，泵浦激光棒发射激光。

2.过流、过压保护电路

其电路见附图2，由于电网电压或负载的变化，造成过压、过流。本发明通过过压、过流取样电路，分别与过流、过压予置值比较，控制总电源。

3.主回路

其框图见附图4，是由4只高频高压大功率MOS管组成桥式逆变电路，将输入的50Hz市电逆变成40KHz的脉动电送入恒流电路，经桥式整流成直流高压电向储能电容器充电。

4.控制电路

其框图见附图5，是由信号发生器产生固定频率的信号，经整形、放大后作为主回路放电可控硅的触发信号，在主电路充电至需要电压值后，主电路中的取样电路发出信号，与控制电路的整定信号相比较，去控制主电路中的逆变电路;当预燃电路使主电路中的氙灯预燃成功后，预燃电路发出信号，才能启动控制电路。如果主电路中发生过流或过压，也会产生信号遏制控制电路。

激光器里的光纤耦合器中的光控电路，断水控制等正常运转后，皆发出信号给控制电路，当有不正常运转时，控制电路都会使主电路逆变停止工作。

5.输出电路

根据所用光纤输出激光能量的大小，通过调节充电电压旋钮，即可选择充电电压的大小，再打开重复频率开关，就可选择激光输出运转频率。

二.激光器部分

激光器部分主要由激光器头，光纤耦合器，冷却水系统，断水保护系统，光电控制保护系统，瞄准指示系统和激光能量检测器构成，下面结合附图分述如下。

1.激光器

其结构见附图6，图中：1是瞄准指示光，2是1.06μm全反镜，3是YAG棒，4是半反镜，5是耦合透镜，6是光电控制，7是耦合头，8是光纤，9是激光能量接收器。

A.激光器头部采用平-平腔结构，工作物质用φ6～×7～mm的掺钕钇铝石榴石。

B.光纤耦合器采用透镜会聚耦合，透镜φ12×3mm，焦距40mm，光纤耦合器座和光纤耦合头结构示意见附图7，图中10是1.06μm平行光，11是会聚透镜，12是光纤输入端，13是光纤座，14是光纤头旋紧螺栓，15是光纤手柄旋紧螺栓，16是操作手柄，17是针头，18是光纤输出管。

其结构是，在光纤输出管18的一端部前方有会聚透镜11，在光纤输出管18的外部置有光纤座13，并且用光纤头旋紧螺栓14将其锁紧，在光纤输出管18的另一端部，安有光纤手柄旋紧螺帽15，操作手柄16和针头17。

激光能量时检测，已有的治疗仪，一般采用全反介质膜部分透射的能量，定标、检测能量的方法，这种方法只能检测一根光纤的能量。

而本发明采用四根不同直径的光纤检测能量的方法，采用光纤头直接对准能量计接收器，这样可以方便、直观地检测出四种不同直径光纤的实际输出能量。

工作时，当1.06μm平行光10通过会聚透镜11会聚成0.5mm光斑于光纤输入端12上，精确调整光座X方向和Y方向，将激光准确调于光纤端面上，再将锁紧螺栓14旋紧，光路就调好了。

本发明的插入光纤头和光纤座是紧配合，光纤座内径与光纤头的外径相同。但光纤头的内径尺寸不同，内径可以为0.2、0.4、0.6、0.9mm四种，这样，四种不同内径的光纤就可以分别装在光纤头内，当使用0.2mm光纤时，只需将0.2mm光纤头插入光纤座即可使用，不必重调光路。当要用0.4mm光纤时，只需将0.2mm光纤头拨出，插入0.4mm光纤头即可，依此类推，0.6和0.9mm也可如此使用。

2.水冷却系统

其结构见附图8，图中19是水箱，20是螺旋管，21是水泵，22是水压保护器，23是微动开关，24是水箱出水口，25是外接冷却水进水口，26是外接冷却水出水口，27是回水口，28是激光工作物质，29是波纹管，30是回水管。

结构是在水箱19内装有多圈螺旋管20，其一头接外接进水口25，一头接外接出水口26，水箱19的一侧接出水口24，出水口24与水泵21相连，水泵21还与水压保护器22相连，水压保护器22又通过波纹管29与微动开关23接触，还与激光工作物质28相连，激光工作物质又与回水管30相连，回水管30与水箱19相连。

工作时，水箱19内装入去离子水或蒸馏水，经磁力水泵21抽吸，使冷却水产生一种压力差，将水送至水压保护器22，水压保护器22上的波纹管29向前伸展，顶住装在保护器22上的微动开关23的外触头部，微动开关23内部的常开触点吸合，即接通电源部分的控制线路，使电源接通，整个仪器开始工作。

水由水箱19内经磁力水泵21抽吸，经水压保护器22，通过激光工作物质28腔体冷却后，经回水管30再回到水箱19内，如此循环往复，冷却激光工作物质。

水箱19内的多圈螺旋管20是紧固在水箱19内的，其作用是降低水箱内部的水温，因其与外水相接，不断流进冷水，保证了冷却水的低温，提高激光工作物质的输出能量，这种形式称作双循环水冷却。当水箱19内不加多圈螺旋管时，这种水箱称为单冷却循环系统。

3.光电子控制保护系统

电路见附图9，图中31、31是二极管，33是功放电路，34是继电器，35是控制总电源，36是光纤头。31、32两个二极管并联后与功放电路33串接，功放电路33与继电器34串接，最后接控制总电源。

工作时，光纤头36插入31、32两个二极管之间，整个电源即接通，可以工作，当光纤头36没有插入线路时，激光器不工作，这一功能保护了患者和医务人员，在没准备好时，不会受到伤害。

4.瞄准指示系统

这一系统是用半导体激光器，用于瞄准患者的患处，瞄准到哪里激光就射到哪里，保证了治疗的准确性。

本发明是将激光通过光纤耦合器耦合输出，光纤输出可变，加之有过流过压保护，断水保护，可适用于切割、止血、烧灼、灭菌等。用于牙科时，可治疗过敏齿、羟基磷灰石熔合牙质、珐琅、引导组织再生、激光辅助伤口愈合，牙龈炎，牙龈炎所致出血及色斑变白;用于五官科可让鼻出血，鼻息肉;用于皮肤科可去痣，去疣;用于肛肠科可治外痔、湿疣;用于妇科可治宫颈糜烂。总之，本发明应用范围广，是一种多功能激光医疗仪器。

本发明有以下优点：

1.整个仪器体积小，重量轻，电源与激光器两部分可以做成一体，也可以做成分体式;

2.因为有过流、过压保护，从而延长了仪器的使用寿命;

3.因为有光电子控制保护，从而保护了患者和医务人员，在无准备情况下不会受到激光的伤害;

4.因为有瞄准指示，可以准确地对准患处;

5.因为有双水冷循环冷却系统，从而保证了激光工作物质可以连续工作4-8小时;

6.可以直接显示出光纤输出端的激光能量，使用者知道使用时输出端刀头能量的大小。

实施例：

多功能钇铝石榴石激光治疗仪，是由激光开关电源和激光器两大部分组成：1.其输入电压～110或220V±10%，

2.激光工作物质钇铝石榴石（YAG），

3.波长1.06μm，

4.脉冲宽度200μm，

5.光纤耦合输出能量：

a.0.2mm光纤耦合输出能量30～180mg，耦合效率40～50%，

b.0.4mm光纤耦合输出能量30～240mg，耦合效率45～55%，

c.0.6mm光纤耦合输出能量30～300mg，耦合效率50～60%，

d.0.9mm光纤耦合输出能量30～400mg，耦合效率60～70%。

本发明附图说明：

图1是本发明的结构图，

图2是过流、过压保护电路图，

图3是预燃电路图，

图4是主回路图，

图5是控制电路图，

图6是激光器结构图，

图7是光纤耦合器结构示意图，

图8是双水冷循环水冷却系统示意图，

图9是光电子保护电路图。

Claims

1、一种由激光电源和激光器构成的多功能钇铝石榴石激光治疗仪，其特征在于激光电源是采用激光开关电源，激光器是用钇铝石榴石为工作物质的固体激光器：

a.激光开关电源包括：预燃电路，过流、过压保护电路，主回路，控制电路，输出电路；

b.激光器包括：钇铝石榴石激光器，光纤耦合器，双层水冷却系统，电子控制保护系统，瞄准系统，激光能量检测系统。

2、如权利要求1所述的治疗仪，其特征在于所述激光开关电源：

a.预燃电路是由2只高频、高压、小功率MOS管组成半桥式逆变电路;

b.过流过压保护电路，是通过流过压取样电路，分别与过流过压预置值比较，控制总电源;

c.主回路是由4只高频高压大功率MOS管组成桥式逆变电路;

d.控制电路是由信号发生器经整形，放大后送主回路;

e.输出电路。

3、如权利要求1所述的治疗仪，其特征在于所述激光器部分：

a.激光器是由瞄准指示，1.06μm全反镜，YAG棒，半反镜，耦合透镜，光电控制，耦合头，光纤接收器构成，其中激光器采用平-平腔结构，工作物质YAG用φ6×7mm，光纤耦合器用透镜会聚耦合，透镜φ12×3mm，焦距40mm;

b.冷却水系统：是在水箱内装有二头外接螺旋管，管子分别与进水和出水口相接，水箱的出水管与水泵，水压保护器激光工作物质相接，再从激光工作物质接回到水箱;

c.光电子控制保护是两个二极管并联后与功放电路器串接后再与继电器串，最后接总电源;

d.瞄准指示是接一个半导体激光器;

e.激光能量检测系统。