CN116407268A - 可测温治疗光纤和激光热疗系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种治疗光纤和包含这种治疗光纤的激光热疗系统，该治疗光纤包括：双包层光纤和治疗端头，治疗端头的近端与双包层光纤的远端邻接；双包层光纤包括纤芯，第一包层，第二包层，纤芯的远端设置有测温光栅，第一包层的折射率小于纤芯，第二包层的折射率小于第一包层，所述纤芯可以传输测温光，所述第一包层可以传输治疗光，所述治疗端头可以改变至少一部分治疗光出射的方向。

Description

可测温治疗光纤和激光热疗系统

技术领域

本发明涉及医疗设备技术领域，具体涉及一种可测温治疗光纤和包含该治疗光纤的激光热疗系统。

背景技术

激光热疗是一种通过光纤将光导入到人体内部，使局部生物组织吸收能量后发生凝结、坏死的新型治疗技术，它能通过较小的入侵达到清除原位肿瘤或病灶的目的。与传统的外科切除手术相比，该方法具有手术时间短，手术创伤面小，很少出现大量出血，对患者造成的痛苦小，术后恢复效果好，并且具有一定的消炎杀菌作用的特点。在疾病治疗中具有很好的前景，特别是在肿瘤的治疗研究中，目前已被用于治疗许多类型的肿瘤，例如肝脏、脑、乳腺、视网膜等部位的肿瘤。

在激光热疗中，通常通过光纤将激光导入到组织中。该光纤的末端一般位于被热疗的组织中心，通常也是温度最高的地方。另外光纤末端通常有治疗端头例如产生球形或椭球形光斑的散射治疗端头，使得出射光束转折的反射治疗端头。治疗端头的温度检测是激光热疗安全治疗的关键。组织温度维持过低达不到治疗的效果，温度过高过快组织会碳化或者气化，伤害正常的组织，最为严重的还可能出现光纤端头在人体组织内烧毁或断裂的情况。而且，激光剂量也是影响整个治疗过程的核心，直接决定了治疗区域的范围和安全性，如脑部手术中，需要治疗的肿瘤非常接近要害组织时，必须严格控制伤害到邻近监控组织和敏感结构。所以为了保证肿瘤组织或病灶被彻底灭活，同时避免对肿瘤周围正常组织的损伤，对治疗部位和治疗光纤端头的精确加温、控温是实现激光热疗技术的关键，需要有可靠的测温方式来进行监测和有效评价。

目前常见的做法是利用核磁共振(MRI)成像测温，但是MRI成像测量时间较长，具有最小时间间隔导致测量图像与实际毁损过程有延迟现象，而且设备比较复杂，成本代价高。另外，MRI成像进行温度监控，只能计算相对温度变化，然后再结合参考点测得的实际温度进行叠加。也有使用超声方法进行测量，但它必须预先测量各种组织的声特性以及温度特性。实际中因为各个个体之间的特性参数不同，所以测量过程较复杂，耗时较长，精确度不高。

另一种常用的方法是用热敏电阻，热电偶测温方式进行测量。因热敏电阻和热电偶的探头和导线一般是金属制成，对激光有吸收，会产生一定的背景噪声，使得测量的温度高于实际温度，电阻受电磁影响产热，电阻影响电磁产生伪影等，相互干扰，不适合与MRI成像等技术共同使用。

有人提出使用纤芯6-20微米的单模光纤同时进行传能和测温，但是一般用于消融治疗的半导体激光器都是100um～600um芯径的光纤输出，这就导致了治疗光纤与治疗主机之间的光纤耦合效率极低，从而导致治疗能量不足；另外单模光纤纤芯只有6-20微米，导致光纤端面上光功率密度极大，非常容易烧毁，带来了安全隐患。

还有人单独置入测温光纤进行测温，面临着需要同时多置入至少一个光纤，增加对患者的伤害，另外，单独置入的测温光纤无法到最理想的温度检测位置，不能及时预警消融端头附近潜在的高温风险；如果两根光纤集成在一起，增加光纤的直径和封装的复杂度，加工难度，成本控制和增加创伤方面均具有一定问题；

为了解决以上问题中的部分或者全部，本发明提出了一种治疗光纤和包含该治疗光纤的激光热疗系统。

发明内容

有鉴于此，第一个方面，本发明提供了一种治疗光纤，其特征在于，包括：双包层光纤和治疗端头，治疗端头的近端与双包层光纤的远端邻接；双包层光纤包括纤芯，第一包层和第二包层，纤芯的远端设置有测温光栅(例如布拉格光栅)，第一包层的折射率小述纤芯的折射率，第二包层的折射率小于第一包层的折射率；纤芯可以传输测温光(用于温度监测的光线)，第一包层可以传输治疗光(用于治疗的光线)，治疗端头可以改变至少一部分治疗光出射的方向。

可选地，第一包层还可以传输指示光线，用于在治疗之前，出射可见光，方便使用者快速确认治疗光纤的可用性。

可选地，治疗端头还设置有分光膜，分光膜对监测断裂的监测光具有高反射率，对于其它光线具有高透过率，可以通过第一包层传输用于监测断裂的监测光，从而在使用过程中监测是否发生光纤断裂。

本发明中提及分光膜对光线具有高透过性是指该光线通过分光膜时，通过的比例不低于90％，优选地不低于95％，更优选地不低于98％等。

本发明中提及分光膜对监测光具有高反射率，是指由分光膜反射的监测光在到达监测光探测器时，相比于其他反射面返回的监测光具有显著差别，可以被探测器识别；例如相比于其他反射面返回探测器的监测光，由分光膜反射的监测光在到达监测光探测器时强度至少比其高50％以上，优选地高1倍以上。

本发明中，治疗端头用于将光线传输到目标位置，可以改变光线或至少一部分光线的出射方向；治疗端头可以有多种选择，在一些实施例中，治疗端头含有反射端面，使得光线按预定方向定向出射；在另一些实施例中，治疗端头含有散射颗粒，使得光线沿垂直于光传输结构长轴的方向出射；在又一些实施例中，治疗端头可以同时具有散射颗粒和反射面；在一些实施例中，治疗端头具有散射颗粒和漫反射面。治疗端头可以出射的光线不仅包括治疗光，还可以包括指示光线等。治疗光可以包括用于消融的激光，还包括用于光动力治疗等其他方法的光线。所以本发明的治疗光纤不仅可以用于激光热疗，还可用于光动力治疗。

进一步地，本发明的治疗光纤通过纤芯传输测温光，测温光通过纤芯到达测温光栅后，至少一部分测温光返回，对返回的测温光进行测量，可获得达测温光栅处(即治疗端头近端)的温度。进一步地，通过对返回的测温光进行测量，还可以获得从治疗光纤的近端到测温光栅之间的结构情况(即是否发生了断裂等损伤)，当发生断裂时，从测温光栅获得的信号会发生突然的变化，从而能够让使用者及时知晓。

第二个方面，本发明提供了一种激光热疗系统，该系统包括：控制中心、治疗光源模块，温度传感模块，合束器，至少一个本发明的治疗光纤。治疗光源模块能够产生一种或更多种波长的光线，例如可以包含若干激光发生器和相应的控制器，可以产生980nm，1064nm等多种常用波长的治疗(消融)激光。

温度传感模块包括测温光源和解调模块。测温光源和解调模块可以采用合适的组合设备，例如，在一些实施例中，测温光源为C波段可调谐激光器，解调模块为光电探测器；在另一些实施例中，测温光源为C波段ASE(自发辐射)光源，解调模块为光谱解调模块。测温光源发出测温光，经纤芯传输至测温光栅。测温光栅根据其光栅特征会选择性的反射某种波长的光线，该光栅特性随着其温度的变化而变化，从而使得在不同的温度下，光栅反射不同波长的光线。解调模块对返回的测温光进行测量并解调出其波长，然后计算获得测温光栅的温度。

合束器将治疗光源模块和温度传感模块产生的光线进行整合，然后经传输光纤输出，耦合器将传输光纤与治疗光纤连接，最终使得治疗光源模块和温度传感模块产生的光线都到达目标位置。

可选地，本发明的激光热疗系统还包括指示光源，指示光源包括一个可见光激光器，产生用于指示的可见光，其可以单独设置，也可以设置在治疗光源模块中，即治疗光源模块不仅包含发射治疗光的激光器，还包括发射指示光的激光器。

在一些实施例中，本发明激光热疗系统还包括分路器，分束器可以将接收的光线分成多路输出，治疗光源模块和温度传感模块可以分别连接n个分束器(n是大于等于2的自然数)，经n个分束器后输出的n个治疗光和对应的n个测温光两两配对，经n个合束器后再进入n个本发明的治疗光纤。进一步地，治疗模块可以有两个或更多个，每一个治疗模块配合一个本发明的治疗光纤使用。

本发明激光热疗系统还可以包括与治疗光纤配套使用的冷却模块；冷却模块包括：蠕动泵、冷却间质和冷却套管，使用时，治疗光纤放置在冷却套管之中，蠕动泵将冷却间质泵送到冷却套管之中，吸收治疗光纤的热量后再从冷却套管流出，从而降低治疗光纤及其附近组织的温度。

一种基于磁共振间质的激光热疗系统，其包括本发明的治疗光纤，或者激光热疗系统。

在一些实施例中，本发明的基于磁共振间质的激光热疗系统包括工作站和本发明的激光热疗系统，工作站包括主机和人机交互模块；进一步地，该系统还可以包括磁共振(MRI)装置；在使用状态下，主机与磁共振装置通信连接，接受磁共振模块的信息，并根据患者的数字影像信息完成以下至少之一：所述患者的建档、根据术前医学影像信息3D建模、生成手术方案；MRI温度成像技术根据磁共振信息生成实时温度图像，温度图像与3D模型在人机交互模块进行融合显示，所述数字影像信息包含但不限于CT影像、磁共振影像，通过治疗光纤测量的温度对基于磁共振的温度计算和消融评估进行验证和校正。

主机加载有可以执行温度校正的测温程序，所述测温程序可以执行以下方法：

使用温度传感模块持续获得治疗端头近端的温度作为基准温度，

通过磁共振测温方法获得的治疗端头近端的温度作为计算温度，

获得一次计算温度后，将此时的基准温度和计算温度进行比较；

当基准温度与计算温度的差值绝对值超过阈值时，对计算温度进行校正；

提取校正后的计算温度中的最高温度与警戒温度比较，如果超过警戒温度，则发出关闭治疗激光器的指令；如果尚未超过警戒温度，则继续下一轮磁共振测温与温度比较，直至预定程序执行完毕。

在一些实施例中，所述阈值可根据需要设置，例如1℃、1.2℃、1.5℃、2℃、3℃等。

在一些实施例中，所述警戒温度可以根据需要设置，例如85℃、88℃、90℃等。

本发明具有至少如下优点：

1、本发明的治疗光纤具有内置的测温结构(测温光栅)，在不增加外径的情况下，实现了治疗和测温同时进行，并且可以进行持续的实时测温。

2、本发明的治疗光纤内置的测温结构还可以用于结构损伤检测，当无法探测器无法接收到测温结构返回的测温光信号，说明治疗光纤中从近端到测温结构之间发生结构损伤，测温光无法通过。

3、本发明的激光热疗系统在一些使用过程中，通过治疗光纤内置的测温结构可以实时检测到激光热疗中最高的温度，从而减少实际温度超过警戒温度的判断时间，提高激光热疗的安全性。

4、本发明基于磁共振间质的激光热疗系统，通过治疗光纤内置的测温结构可以实时检测到治疗端头近端的温度，将此处的温度作为基准温度，同根据磁共振扫描方法得到的计算温度进行比较，从而校正磁共振扫描方法测温的误差，进而对消融计算进行辅助校正。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一个实施例的治疗光纤的示意图；

图2为本发明一些实施例中治疗光纤的结构示意图，示出了分光膜；

图3为本发明一个实施例的激光热疗系统示意图；

图4为本发明又一个实施例的激光热疗系统示意图；

图5为本发明另一个实施例的激光热疗系统示意图；

图6为本发明又一个实施例的激光热疗系统示意图；

图7为本发明又一个实施例的激光热疗系统示意图；

图标：

0-控制中心，1-治疗光源模块；2-温度传感模块；3-合束器；4-双包层无源光纤；5-耦合器或者光纤法兰；6-治疗光纤；61-纤芯；62-第一包层；63-第二包层；64-涂覆层、65-套管，66-治疗端头；67-测温光栅；68-分光膜；681-折射面。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明中涉及使用近端和远端描述组件的情况，是指该组件的近端为在使用过程中距离待治疗组织更远的一端，该组件的远端为在使用过程中距离待治疗组织更近的一端。

实施例1

参考图1至图2，示出了本发明的治疗光纤的示意图，治疗光纤6包括：双包层光纤60和治疗端头66，其中：双包层光纤60包括纤芯61、第一包层62,、第二包层63；治疗端头66可以是用于激光热疗的治疗端头，也可以是用于光动力治疗的治疗端头；双包层光纤的纤芯61在远端设置有测温光栅67，双包层光纤的远端和治疗端头的近端邻接，通过测温光栅可以连续测量此处温度。该结构仅仅是示例性的，双包层光纤的轴向长度远大于治疗端头的轴向长度，省略了近端大部分同质结构；

测温光栅的一个实例为布拉格光栅；

双包层光纤的纤芯61是单模纤芯，优选地直径为9微米至25微米的单模纤芯；

双包层光纤的第一包层62的折射率小于纤芯61的折射率，使得测温激光可以在纤芯61传输；

双包层光纤的第二包层63的折射率小于第一包层62的折射率，使得治疗激光可以再第一包层62中传输；

本领域技术人员可以理解，第二包层外侧通常还可以根据需要设置不同的涂覆层64；

治疗端头66可以改变至少一部分光线出射的方向，根据需要使用各种不同的结构，例如在一些实例中治疗端头66可以是通过散射实现光线沿垂直于光传输结构长轴的方向出射的散射端头；在另一些实例中，治疗端头66在前述散射端头的基础上，沿长轴的一部分面积被反射材料覆盖，实现了定向的光线出射；治疗端头66的又一些具体描述可以参见本公司在先专利申请：201810633280.8，用于激光消融的装置；201911409241.0，用于激光间质热疗系统的装置，其全部内容通过引用并入本文；在又一些实例中，治疗端头66可以具有折射面661，使得光线在特定方向出射，参见图2C。

在一些实例中，治疗端头66可以与双包层光纤直60接连接，例如通过熔接等方式连接。

在治疗端头66不直接与双包层光纤60连接的情况下，治疗端头66还包括用于连接双包层光纤的套管65，通过套管65实现与双包层光纤60套管65可以是石英，蓝宝石，PC，PTFE等等能够透过治疗激光的材料制成的套管，在使用套管65的情况下，治疗端头66可以通过向套管内注射含有散射颗粒的可塑流体的方法加工得到。

实施例2-4

进一步地，在实施例1的基础上，治疗端头66还可以包括分光膜68。参照图2A-图2C，其中示出了双包层光纤60、治疗端头66和分光膜68，实施例2在图2A中示出，分光膜68设置在治疗端头66的近端，实施例3在图2B中示出，分光膜68设置在治疗端头66的远端；实施例4在图2C中示出，治疗端头66还具有折射面661，分光膜68设置在出光光路上，单向箭头指示治疗光和指示光线的出射方向；双向箭头表示用于监测光路中是否发生结构断裂的监测光进入和返回的光路。

实施例5

参考图3，示出了本发明的激光热疗系统的示意图，该系统包括：控制中心0，治疗光源模块1；温度传感模块2；合束器3；双包层无源光纤4；耦合器(或光纤法兰)5；本发明的治疗光纤6；控制中心0，控制中心包括主机和人机交互装置(例如触摸屏)。

治疗光源模块1包括一组或更多组治疗激光器和对应的控制器，激光器可以产生适合用于治疗的任意波长的激光，激光器优选地为700～1100nm波段中任意波长的半导体激光器或者固体激光器。

治疗光源模块1包括两组或更多组激光器和对应的控制器的情况下，各组的治疗激光器可以相同或者不同，两组或更多组激光器产生的激光可以在合束器进行整合；在一些实例中，包括两个产生相同波长激光的激光器，在另一些实例中，包括两个产生不同波长的激光器，例如其中一个激光器可以产生980nm波长的激光，另一激光器可以产生1064nm波长的激光；在使用过程中可以根据需要通过控制激光器进行调控，例如可以同时分别调控每个激光器的光功率、出光时间、出光模式；两个激光器的组合使用模式可以有多种，可以同步或者不同步，交替等；例如控制产生980nm波长激光的第一激光器在第一时间段工作，再控制产生1064nm波长激光的第二激光器在随后的第二时间段工作；或者可以控制产生980nm波长激光的第一激光器和产生1064nm波长激光的第二激光器同时在第一阶段工作，然后关闭第一激光器，仅第二激光器继续在第二时间段工作。可以理解，治疗光源模块1可以含有1个、2个、3个、4个、5个、6个等不同数量组的激光器和对应的控制器。

温度传感模块，优选地为光纤光栅解调仪，其包含一个光源模块和一个解调模块；光源模块产生测温光，通过纤芯61传输到布拉格光栅67，测温光到达布拉格光栅67后返回，被解调模块接收并计算波长变化和布拉格光栅67处的温度；光源模块和对应的解调模块可以有多种选择，例如可以选自C波段可调谐激光器和光电探测器；或者C波段ASE光源和光谱解调模块。

合束器可以将治疗光信号和监测光信号进行合束的模块，优选地为泵浦/信号合束器，也可以为波分复用器。

该实施例还可以包括冷却循环装置，其包括蠕动泵、冷却流体和冷却套管，冷却套管与治疗光纤组合使用，冷却流体可以是任何适合用于冷却的流体，优选地包括双蒸水、医用生理盐水等；冷却循环装置还可以设置有一个或更多个监测传感器，用于测量冷却套管中的压力，冷却流体的流速等，检测是否发生了阻塞，冷却套管破裂等问题。

该实施例还可以进一步设置有指示光模块，指示光模块融合在治疗光源模块中，也可以单独设置，单独设置时，也通过合束器，通过治疗光纤的第一包层传输。

实施例6

参照图4，其示出了本发明的一个激光热疗系统的示意图，包括：控制中心0，3个治疗光源模块1，每个治疗模块1包括3组激光器，第一组激光器能够产生第一治疗光(例如980nm激光)，第二组激光器能够产生第二治疗光(例如1064nm激光)，第三组激光器可以产生指示光，3个温度传感模块2包括测温光源和解调模块，可以使用1550可调激光器和光电探测器，或者C波段ASE光源和光谱解调模块；3个合束器3；3个双包层无源光纤4；3个耦合器5；3个治疗光纤6；

本实施例还可以包括对应的3个冷却循环装置，即每个子系统包括一个冷却循环装置，冷却循环装置包括蠕动泵、冷却流体和冷却套管，冷却套管与治疗光纤组合使用，每个治疗光纤均可以与对应的冷却套管一同使用，冷却流体可以是任何适合用于冷却的流体，优选地包括双蒸水、医用生理盐水等；冷却循环装置还可以设置有一个或更多个监测传感器，用于测量冷却套管中的压力，冷却流体的流速等，检测是否发生了阻塞，冷却套管破裂等问题。

该实施例的子系统还可以进一步设置有指示光模块，如前所述指示光模块融合在治疗光源模块中，也可以单独设置，单独设置时，也通过合束器，通过治疗光纤的第一包层传输。控制中心同时分别控制3个由治疗光源模块1、温度传感模块2、合束器3、双包层无源光纤4、耦合器5、治疗光纤6形成的激光热疗子系统。

控制中心可以控制每个子系统使用相同或者不同的治疗方案，例如，可以在第一个子系统中使用980nm波长，第二个子系统使用1064nm波长，第三个子系统使用980nm和1064nm波长；例如，三个子系统均使用980nm与1064nm组合的治疗光波长，但是消融时间和间隔不同；治疗方案不仅包括波长，还包括激光输出功率、出光时间、出光模式、激光出射角度、冷却流体流量等参数。

可以理解，第一治疗光和第二治疗光还可以使用适合激光热疗的其他波长激光，这些波长的方案均包括在本发明的发明范围之内；指示光通常选择为可见光。

可以理解，基于本实施例，本发明的激光热疗系统可以包括其他数量的子系统，例如包括2个、4个、5个、6个等，这些方案也包括在本发明的范围之内。

实施例7

参照图5，其示出了本发明的另一个激光热疗系统的示意图，包括：控制中心(未示出)，治疗光源模块，其包括3组激光器；第一组激光器能够产生第一治疗光(例如980nm激光)，第二组激光器能够产生第二治疗光(例如1064nm激光)，第三组激光器可以产生指示光，温度传感模块包括测温光源和解调模块，可以使用1550可调激光器和光电探测器，或者C波段ASE光源和光谱解调模块；2个分束器，3个合束器；3个耦合器；3个治疗光纤；控制中心与治疗光源模块、温度传感模块等通信连接；

治疗光源模块产生的治疗光经分束器分为3份，治疗光源模块输出的治疗光可以包括一种或更多种治疗光，例如同时输出980nm和1064nm的治疗光；温度传感模块产生的测温光，测温光经分束器分为3份，然后和治疗光进行一一配对，分别通过第一合束器，第二合束器、第三合束器进行合束，然后输出到对应的第一治疗光纤、第二治疗光纤和第三治疗光纤，其中测温光进入治疗光纤的纤芯传输，治疗光以及其他光进入第一包层传输。

本实施例还可以进一步单独设置指示光模块，前述了指示光模块融合在治疗光源模块中，即其中一组激光发生器产生指示光；单独设置时，指示光通过合束器，经治疗光纤的第一包层传输，指示光模块与控制中心通讯连接。

本实施例还可以包括对应的3个冷却循环装置，即每个治疗光纤匹配一个冷却循环装置，冷却循环装置包括蠕动泵、冷却流体和冷却套管，冷却套管与治疗光纤组合使用，每个治疗光纤均可以与对应的冷却套管一同使用，冷却流体可以是任何适合用于冷却的流体，优选地包括双蒸水、医用生理盐水等；冷却循环装置还可以设置有一个或更多个监测传感器，用于测量冷却套管中的压力，冷却流体的流速等，检测是否发生了阻塞，冷却套管破裂等问题。

本发明的激光热疗系统不包括冷却循环装置的情况下，治疗光纤内置的测温结构可以实时检测到激光热疗中最高的温度，从而减少实际温度超过警戒温度的判断时间，提高激光热疗的安全性。

可以理解，第一治疗光和第二治疗光还可以使用适合激光热疗的其他波长激光，这些波长的方案均包括在本发明的发明范围之内；指示光通常选择为可见光。

可以理解，基于本实施例，本发明的激光热疗系统中，可以包括其他数量的的合束器和对应的治疗光纤，例如包括2个、4个、5个、6个等；治疗光源模块产生的治疗光和温度传感模块产生的测温光分别经分束器可分为相应的份数，例如2份、4份、5份、6份等，这些方案也在本发明的范围内。

实施例8

参照图6，其示出了本发明的又一个激光热疗系统的示意图，包括：控制中心(未示出)，3个治疗光源模块，每个治疗光源模块包括3组激光器；第一组激光器能够产生第一治疗光(例如980nm激光)，第二组激光器能够产生第二治疗光(例如1064nm激光)，第三组激光器可以产生指示光，温度传感模块包括测温光源和解调模块，可以使用1550可调激光器和光电探测器，或者C波段ASE光源和光谱解调模块；1个分束器，3个合束器；3个耦合器；3个治疗光纤；控制中心与治疗光源模块、温度传感模块通信连接；

治疗光源模块输出的治疗光可以包括一种或更多种治疗光，例如同时输出980nm和1064nm的治疗光；温度传感模块产生的测温光，测温光经分束器分为3份，然后和3个治疗光源模块输出的治疗光进行一一配对，分别通过第一合束器，第二合束器、第三合束器进行合束，然后输出到对应的第一治疗光纤、第二治疗光纤和第三治疗光纤，其中测温光进入治疗光纤的纤芯传输，治疗光以及其他光进入第一包层传输。

本实施例还可以进一步单独设置指示光模块，前述了指示光模块融合在治疗光源模块中，即其中一组激光发生器产生指示光；单独设置时，指示光通过合束器，经治疗光纤的第一包层传输，指示光模块与控制中心通讯连接。

本实施例还可以包括对应的3个冷却循环装置，即每个子系统包括一个冷却循环装置，冷却循环装置包括蠕动泵、冷却流体和冷却套管，冷却套管与治疗光纤组合使用，每个治疗光纤均可以与对应的冷却套管一同使用，冷却流体可以是任何适合用于冷却的流体，优选地包括双蒸水、医用生理盐水等；冷却循环装置还可以设置有一个或更多个监测传感器，用于测量冷却套管中的压力，冷却流体的流速等，检测是否发生了阻塞，冷却套管破裂等问题。

可以理解，第一治疗光和第二治疗光还可以使用适合激光热疗的其他波长激光，这些波长的方案均包括在本发明的发明范围之内；指示光通常选择为可见光。

可以理解，基于本实施例，本发明的激光热疗系统中，可以包括其他数量的合束器和对应的治疗光纤，例如包括2个、4个、5个、6个等，治疗光源模块产生测温光分别经分束器可分为与治疗光源模块的数量对应的若干份，例如2份、4份、5份、6份等，这些方案也在本发明的范围内。

实施例9

参见图7，在实施例8的基础上进行描述，实施例9与实施例8的区别在于，3个治疗光源模块的内部结构不相同，第一个治疗光源模块进包含一个激光器和对应的控制器，第二个治疗光源模块包括两个激光器和对应的控制器，第三个治疗光源模块包括三个激光器和对应的控制器。

可以理解，基于此实施例，本发明的激光热疗系统中，治疗光源模块的内部结构可以相同或者不同，这些方案也在本发明的范围内。

在前述实施例5至8中，在激光热疗系统使用冷却循环装置的实例中，控制中心还可以与冷却循环装置通讯连接，可以基于温度和消融估算进行反馈控制，即当检测到最高温度接近警戒温度时，就通过降低激光器的输出功率，提高冷却模块的冷却液输出量，来防止最高温度超过警戒温度，例如最高温度不再升高或者下降；从而将整个系统维持在可控区间运行。

实施例10

本发明的基于磁共振的激光热疗系统，基于磁共振的激光热疗系统的结构组成可以参考本公司的在先申请“基于磁共振导引的激光热疗装置和系统”201810459539.1，其全部内容通过引用并入本文；本发明的系统包括：

磁共振设备、工作站和本发明前文所述的激光热疗系统；

磁共振设备可以在术前和术中进行图像采集；

工作站包括主机、人机交互模块(例如触摸屏)，主机与磁共振装置通信连接，可以接收磁共振设备和其他成像设备(例如CT)的术前和术中的医学影像信息，接收患者的建档，根据术前医学影像信息3D建模，生成手术方案；根据磁共振信息生成实时温度图像，规划治疗区域，显示术中信息，向激光热疗仪发送控制信息，计算温度和预估消融，温度图像与3D模型在人机交互模块进行融合显示等；

主机加载有可以执行温度校正的测温程序，测温程序可以执行以下方法：

使用温度传感模块持续获得治疗端头近端的温度作为基准温度，

通过磁共振测温方法获得的治疗端头近端的温度作为计算温度，

获得一次计算温度后，将此时的基准温度和计算温度进行比较；

当基准温度与计算温度的差值绝对值超过阈值时，对计算温度进行校正。

进一步地，还可以执行警戒步骤：

提取校正后的计算温度中的最高温度与警戒温度比较，如果超过警戒温度，则发出关闭治疗激光器的指令；如果尚未超过警戒温度，则继续下一轮磁共振测温与温度比较，直至预定程序执行完毕。

本发明的基于磁共振的激光热疗系统还可以基于温度和消融情况进行反馈控制，即当检测到最高温度接近警戒温度时，就通过降低激光器的输出功率，提高冷却模块的冷却液输出量，来防止最高温度超过警戒温度，例如最高温度不再升高或者下降；从而将整个系统维持在可控区间运行。

根据磁共振图像计算相对温度，然后根据温度参考点，得到绝对温度，结合时间计算消融情况的方法，收到磁共振扫描速率的限制，所以无法持续的获得温度，每轮磁共振扫描目前的最小间隔为3秒或更久，所以使用治疗光纤内部的测温光栅可以实时准确的获得该处的温度，并由于容易确定的空间位置，可以作为基准温度与磁共振图像计算得到的温度进行比较。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种治疗光纤，其特征在于，包括：双包层光纤和治疗端头，所述治疗端头的近端与所述双包层光纤的远端邻接；所述双包层光纤包括纤芯，第一包层和第二包层，所述纤芯的远端设置有测温光栅，所述第一包层的折射率小于所述纤芯的折射率，所述第二包层的折射率小于所述第一包层的折射率，所述纤芯可以传输测温光，所述第一包层可以传输治疗光，所述治疗端头可以改变至少一部分所述治疗光出射的方向。

2.根据权利要求1所述的治疗光纤，其特征在于，所述第一包层还可以传输用于指示的光线。

3.根据权利要求1所述的治疗光纤，其特征在于，通过分析从所述测温光栅返回的测温光可以得到所述测温光栅的温度。

4.根据权利要求3所述的治疗光纤，其特征在于，通过分析从所述测温光栅返回的测温光还可以得到治疗光纤的结构信息。

5.一种激光热疗系统，其特征在于，包括：控制中心、治疗光源模块，温度传感模块，合束器，和至少一个权利要求1至4中任一项所述的治疗光纤。

6.根据权利要求5所述的激光热疗系统，其特征在于，所述治疗光源模块包括两个或更多个激光发生器。

7.根据权利要求5所述的激光热疗系统，其特征在于，还包括分束器。

8.根据权利要求5所述的激光热疗系统，其特征在于，所述温度传感模块包括测温光源和解调模块。

9.根据权利要求5所述的激光热疗系统，其特征在于，还包括指示光源，所述指示光源可以发射指示光线。

10.一种基于磁共振引导的激光热疗系统，其特征在于，包括权利要求1至4中任一项所述的治疗光纤，或者权利要求5至9中任一项所述的激光热疗系统。

11.根据权利要求10所述的基于磁共振的激光热疗系统，其特征在于，还包括主机、显示器、所述主机加载有可以执行温度校正的测温程序，所述测温程序可以执行以下方法：

使用温度传感模块持续获得治疗端头近端的温度作为基准温度，

通过磁共振测温方法获得的治疗端头近端的温度作为计算温度，

获得一次计算温度后，将此时的基准温度和计算温度进行比较；

当基准温度与计算温度的差值绝对值超过阈值时，对计算温度进行校正；

提取校正后的计算温度中的最高温度与警戒温度比较，如果超过警戒温度，则发出关闭治疗激光器的指令；如果尚未超过警戒温度，则继续下一轮磁共振测温与温度比较，直至预定程序执行完毕。

Images