CN112957618A - Co2激光止痛仪 - Google Patents

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Abstract

CO2激光止痛仪属于医疗器械技术领域，目的在于解决激光类治疗仪发热的问题，发热理疗会有诱发癌症的风险。本发明中CO2激光器出射的光经分束镜分为两束，一束经反馈系统将脉冲激光的参数反馈至仪器控制系统，另一束依次经爬高系统、第一扩束镜、第三全反射镜、第二扩束镜、第四全反镜进入到光阑，通过光阑将被限制直径的光束传输至第五全反镜，经第五全反镜出射的光束照射到病灶区；总体控制系统控制仪器控制系统、激光光源以及光阑孔径控制系统的开关；仪器控制系统控制CO2激光器、调节光阑孔径控制系统的输入参数以及接收反馈系统反馈的CO2激光器输出的脉冲激光参数；光阑孔径控制系统调节光阑的孔径的大小；激光电源和CO2激光器连接供电。

Description

CO2激光止痛仪
技术领域
本发明属于医疗器械技术领域，具体涉及一种CO2激光止痛仪。
背景技术
随着激光技术的发展，激光在医学领域中的应用日益广泛，其中激光止痛就是激光技术在医学领域中的应用，运用激光进行疼痛的治疗其优点是安全、操作简单、适用范围广、无副作用等。被广泛的应用在手术麻醉，术后止痛和多种疼痛的治疗上。目前，用于激光止痛的激光器的种类有很多，如：半导体激光器、He—Ne激光器、氩离子激光器等。
CO2激光在工业上都是用于切割、烧灼、打孔、标记，在医疗都是外科手术、外科烧灼治疗。在临床上都是用于外科，如妇科CO2激光治疗仪用于切割和烧灼，现有技术中，在用于止疼镇痛方面，CO2激光用于疼痛治疗方面目前在国内外还没有相关文献及报道，用于疼痛治疗领域在国内外还没有相关治疗仪，属于空白。
发明内容
本发明的目的在于提出一种CO2激光止痛仪，解决现有技术存在的激光类治疗仪发热的问题，发热理疗会有诱发癌症的风险。实现对激光脉冲输出辐照的持续时间、激光脉冲间隔、激光脉冲宽度、激光脉冲能量，激光脉冲光束直径的控制调节。
为实现上述目的，本发明的CO2激光止痛仪包括总体控制系统、激光电源、仪器控制系统、光阑孔径控制系统、CO2激光器、分束镜、反馈系统、爬高系统、第一扩束镜、第三全反镜和光阑；
所述CO2激光器出射的光经所述分束镜分为两束，一束经反馈系统将脉冲激光的参数反馈至仪器控制系统，另一束经爬高系统进入到第一扩束镜，经第一扩束镜扩束后的激光经第三全反镜进入到光阑，过光阑将被限制直径的光束照射到病灶区；
所述总体控制系统控制仪器控制系统、激光光源以及光阑孔径控制系统的开关；所述仪器控制系统控制CO2激光器、调节光阑孔径控制系统的输入参数以及接收反馈系统反馈的CO2激光器输出的脉冲激光参数；所述光阑孔径控制系统调节光阑的孔径的大小；所述激光电源和所述CO2激光器连接供电。
所述CO2激光止痛仪还包括第二扩束镜、第四全反镜以及第五全反镜；
经第一扩束镜扩束后的激光经第三全反镜进入第二扩束镜，经第二扩束镜扩束后的激光经第四全反镜进入光阑，通过光阑将被限制直径的光束传输至第五全反镜，经第五全反镜出射的光束照射到病灶区。
所述仪器控制系统包括CO2激光器控制模块、光阑孔径控制系统模块、反馈调节模块；
所述CO2激光器控制模块控制激光脉冲输出和关闭、激光脉冲输出辐照持续时间、激光脉冲间隔、激光脉冲宽度以及脉冲能量调节；
所述光阑孔径控制系统模块调节光阑孔径控制系统的输入参数，改变光束的直径；
所述反馈调节模块对CO2激光器输出的脉冲激光参数的监控和调节。
所述爬高系统包括第一全反镜和第二全反镜，经分束镜分束后的另一束激光依次经第一全反镜和第二全反镜，并水平入射到第一扩束镜上。
通过所述第一扩束镜改变过光束的直径和扩大发散角度，将CO2激光器输出脉冲激光的光束直径扩大为原来的5倍。
通过所述第二扩束镜改变激光光束的直径和扩大发散角度，可将经第一扩束镜的脉冲激光的光束直径扩大10倍。
所述总体控制系统的工作电压为220V，所述激光电源的工作电压为24V-220V。
所述反馈系统包括能量探头和传输线，通过所述能量探头收集CO2激光器输出的脉冲激光的参数，并通过传输线传输至仪器控制系统。
所述第一扩束镜和所述第二扩束镜平行设置。
所述光阑为孔径光阑。
CO2激光器出射光参数为：激光辐射波长为10.6微米；激光重复频率为10-1000Hz；辐射通量密度为5.5-250.5毫瓦/cm2，持续脉冲时间为0.2-19.2毫秒；辐射发散度为1.5×10-3-15×10-3拉德。
本发明的有益效果为：本发明的CO2激光止痛仪实现对激光脉冲输出辐照的持续时间、激光脉冲间隔、激光脉冲宽度、激光脉冲能量，激光脉冲光束直径的控制调节。具有以下效果：
(1)本发明提供的CO2激光止痛仪，可输出10.6μm低能量的脉冲激光，对人体组织的透射性强，利于深部照射。
(2)本发明提供的CO2激光止痛仪，通过调整功率其输出的能量的脉冲激光，也具有加热及促进药物渗透的功效，在病灶区贴上针对病症的膏药，用CO2激光止痛仪照射膏药可对其加热并促进药效渗透，实现了药效的快速吸收。
(3)本发明利用反馈系统收集CO2激光器输出的脉冲光参数，并反馈至仪器控制系统，实现实时监控和调节。
(4)本发明提供的CO2激光止痛仪，利用第一扩束镜或包含第二扩束镜，将CO2激光器输出的脉冲激光的光束直径由2mm扩束到150mm，实现了大面积治疗，直接作用于疼痛部位，针对神经根炎、四肢关节慢性疼痛、创伤、肿瘤、椎间盘疾病等疼痛直接照射疼痛部位，具有止疼理疗作用。
(5)本发明通过孔径光阑调节脉冲激光的光束直径，使输出的脉冲激光光束适用于不同位置病灶区。
附图说明
图1为本发明的CO2激光止痛仪整体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
参见附图1，本发明的CO2激光止痛仪包括总体控制系统、激光电源、仪器控制系统、光阑孔径控制系统、CO2激光器、分束镜、反馈系统、爬高系统、第一扩束镜、第三全反镜和光阑；
所述CO2激光器出射的光经所述分束镜分为两束，一束经反馈系统将脉冲激光的参数反馈至仪器控制系统，另一束经爬高系统进入到第一扩束镜，经第一扩束镜扩束后的激光经第三全反镜进入到光阑，过光阑将被限制直径的光束照射到病灶区；
所述总体控制系统控制仪器控制系统、激光光源以及光阑孔径控制系统的开关；所述仪器控制系统控制CO2激光器、调节光阑孔径控制系统的输入参数以及接收反馈系统反馈的CO2激光器输出的脉冲激光参数；所述光阑孔径控制系统调节光阑的孔径的大小；所述激光电源和所述CO2激光器连接供电。
所述CO2激光止痛仪还包括第二扩束镜、第四全反镜以及第五全反镜；
经第一扩束镜扩束后的激光经第三全反镜进入第二扩束镜，经第二扩束镜扩束后的激光经第四全反镜进入光阑，通过光阑将被限制直径的光束传输至第五全反镜，经第五全反镜出射的光束照射到病灶区。
所述CO2激光器，用于输出波长为10.6μm的脉冲激光。
所述仪器控制系统包括CO2激光器控制模块、光阑孔径控制系统模块、反馈调节模块；
所述CO2激光器控制模块控制激光脉冲输出和关闭、激光脉冲输出辐照持续时间、激光脉冲间隔、激光脉冲宽度以及脉冲能量调节；
所述光阑孔径控制系统模块调节光阑孔径控制系统的输入参数，改变光束的直径；
所述反馈调节模块对CO2激光器输出的脉冲激光参数的监控和调节。
所述爬高系统包括第一全反镜和第二全反镜，经分束镜分束后的另一束激光依次经第一全反镜和第二全反镜，并水平入射到第一扩束镜上。
所述第四全反镜，用于反射经第三全反镜反射的脉冲激光，并将脉冲激光水平入射到第二扩束镜上。
本实施例中，所述第一全反镜和所述第二全反镜间的距离为15cm。
通过所述第一扩束镜改变过光束的直径和扩大发散角度，将CO2激光器输出脉冲激光的光束直径扩大为原来的5倍。
通过所述第二扩束镜改变激光光束的直径和扩大发散角度，可将经第一扩束镜的脉冲激光的光束直径扩大10倍。
所述总体控制系统的工作电压为220V，所述激光电源的工作电压为24V-220V。
所述反馈系统包括能量探头和传输线，通过所述能量探头收集CO2激光器输出的脉冲激光的参数，并通过传输线传输至仪器控制系统。
所述第一扩束镜和所述第二扩束镜平行设置。
所述光阑，用于限制经第一扩束镜和第二扩束镜扩束后的脉冲激光的光束直径，可根据病灶区域的大小调节输出光束的直径。
所述总体控制系统的工作电压为220V，包括多个外置接口，用于与PC端相连，所述PC端与总体控制系统连接，用于向仪器控制系统和光阑孔径控制系统输入参数。
所述CO2激光器其连续额定输出功率为30W，功率稳定度±5％，输出脉冲激光的波长为10.6μm，光束直径范围为1.8±0.2mm，工作频率在0～60kHz。
所述CO2激光器输出的脉冲激光的波长为10.6μm，CO2激光器出射光特定参数为：激光辐射波长为10.6微米；激光重复频率为10-1000Hz；辐射通量密度为5.5-250.5毫瓦/cm2，持续脉冲时间为0.2-19.2毫秒；辐射发散度为1.5×10-3-15×10-3拉德。针对神经根炎、四肢关节慢性疼痛、创伤、肿瘤、椎间盘疾病等疼痛直接照射疼痛部位。照射时间为3-15分钟。辐射源为低能量激光，通过对包含伤害感受神经元和(或)传入神经元的区域进行局部连续照射来矫正痛感。
本申请的CO2激光止痛仪，其中CO2激光器能够输出波长为10.6μm的远红外脉冲激光，极易被生物组织吸收，同时产生强而穿透的辐照，适用于散焦照射病灶区，前期经过大量的动物试验和人体试验，研发出脉冲、功率等参数组合，我们研制的CO2激光止痛仪在止痛方面具有很大的发展潜力和应用前景。
我们团队集合了疼痛医学、光学、物理学、理疗医学等人员，经过多年实验验证共同完成了这项技术并完成装配多台治疗仪。目前CO2激光疼痛治疗仪为独有的技术，同时设定的参数为独有的。我们开发的CO2激光疼痛治疗仪低能量辐射独一无二的特点是其降低神经元重复应答频率的能力，针对针对神经根炎、四肢关节慢性疼痛、创伤、肿瘤、椎间盘疾病等疼痛直接照射疼痛部位，缓解疼痛效果非常明显，这方面我们已经完成大量疼痛患者的治疗验证。同时在照射过程中不对组织进行加热，这一特点对消除癌症风险至关重要。

Claims (10)

1.CO2激光止痛仪，其特征在于，包括总体控制系统、激光电源、仪器控制系统、光阑孔径控制系统、CO2激光器、分束镜、反馈系统、爬高系统、第一扩束镜、第三全反镜和光阑；
所述CO2激光器出射的光经所述分束镜分为两束，一束经反馈系统将脉冲激光的参数反馈至仪器控制系统，另一束经爬高系统进入到第一扩束镜，经第一扩束镜扩束后的激光经第三全反镜进入到光阑，过光阑将被限制直径的光束照射到病灶区；
所述总体控制系统控制仪器控制系统、激光光源以及光阑孔径控制系统的开关；所述仪器控制系统控制CO2激光器、调节光阑孔径控制系统的输入参数以及接收反馈系统反馈的CO2激光器输出的脉冲激光参数；所述光阑孔径控制系统调节光阑的孔径的大小；所述激光电源和所述CO2激光器连接供电。
2.根据权利要求1所述的CO2激光止痛仪，其特征在于，所述CO2激光止痛仪还包括第二扩束镜、第四全反镜以及第五全反镜；
经第一扩束镜扩束后的激光经第三全反镜进入第二扩束镜，经第二扩束镜扩束后的激光经第四全反镜进入光阑，通过光阑将被限制直径的光束传输至第五全反镜，经第五全反镜出射的光束照射到病灶区。
3.根据权利要求1所述的CO2激光止痛仪，其特征在于，所述仪器控制系统包括CO2激光器控制模块、光阑孔径控制系统模块、反馈调节模块；
所述CO2激光器控制模块控制激光脉冲输出和关闭、激光脉冲输出辐照持续时间、激光脉冲间隔、激光脉冲宽度以及脉冲能量调节；
所述光阑孔径控制系统模块调节光阑孔径控制系统的输入参数，改变光束的直径；
所述反馈调节模块对CO2激光器输出的脉冲激光参数的监控和调节。
4.根据权利要求1所述的CO2激光止痛仪，其特征在于，所述爬高系统包括第一全反镜和第二全反镜，经分束镜分束后的另一束激光依次经第一全反镜和第二全反镜，并水平入射到第一扩束镜上。
5.根据权利要求1所述的CO2激光止痛仪，其特征在于，通过所述第一扩束镜改变过光束的直径和扩大发散角度，将CO2激光器输出脉冲激光的光束直径扩大为原来的5倍。
6.根据权利要求1所述的CO2激光止痛仪，其特征在于，通过所述第二扩束镜改变激光光束的直径和扩大发散角度，可将经第一扩束镜的脉冲激光的光束直径扩大10倍。
7.根据权利要求1所述的CO2激光止痛仪，其特征在于，所述总体控制系统的工作电压为220V，所述激光电源的工作电压为24V-220V。
8.根据权利要求1所述的CO2激光止痛仪，其特征在于，所述反馈系统包括能量探头，通过所述能量探头收集CO2激光器输出的脉冲激光的参数，并传输至仪器控制系统。
9.根据权利要求2所述的CO2激光止痛仪，其特征在于，所述第一扩束镜和所述第二扩束镜平行设置。
10.根据权利要求1所述的CO2激光止痛仪，其特征在于，CO2激光器出射光参数为：激光辐射波长为10.6微米；激光重复频率为10-1000Hz；辐射通量密度为5.5-250.5毫瓦/cm2，持续脉冲时间为0.2-19.2毫秒；辐射发散度为1.5×10-3-15×10-3拉德。
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