CN116763427B - 一种皮肤激光手术装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种皮肤激光手术装置，包括遮光筒、激光生成装置与聚焦塑形器，所述遮光筒为一个双侧开口的筒体，所述筒体的出射端设置有一个接触面结构用于接触皮肤，其特征在于，所述接触面结构的底面外轮廓为长方形，所述接触面结构上的所述导光孔位于所述接触面结构的底面外轮廓的一条边上。皮肤激光手术装置产生的激光射在皮肤上，产生组织残留物的射流，由于入射光角度倾斜，导致射流也发生相应向外的偏转，组织残留物的射流大部分喷射到遮光筒外，只有少部分残留物进入筒内腔体，减少了组织残留物对聚焦塑形器的污染。

Description

一种皮肤激光手术装置

技术领域

本发明涉及互联网类医疗器械终端领域，具体而言，涉及一种皮肤激光手术装置。

背景技术

皮肤激光手术装置利用激光能量高度集中的特点，把它作为外科手术上用的手术“刀”，有它的独到之处。刀刃就是激光束聚集起来的焦点，焦点可以小到0.1毫米，焦点上的功率密度达到每平方厘米10 万瓦。

当激光束射到皮肤表面时会发生反射（Reflection）、吸收（Absorption）及穿透（Transmission）等三种现象，在其红外光所携带的热能，被皮肤吸收后出现熔融、气化与气浆等分解物，而将这些分解物去除，即可在皮肤表面形成烧蚀孔。烧蚀后的组织残留物呈等离子态的射流向外喷射，易悬浮在空中，并最终一部分吸附在光学镜头组的表面，造成污染，对后续的激光烧蚀过程造成干扰，导致出光功率不稳定、可靠性差。

现有的这类设备采用一次性防护罩的方式缓解光学镜头组污染问题，这种方式会增加仪器使用成本和操作复杂度，且一次性防护罩中透光膜片会造成激光发射功率损失，其批间差会降低其它同等条件下激光能量的一致性，增加激光烧蚀失败的风险。

发明内容

为了解决上述技术问题中的至少一个，本发明实施例的目的在于提供一种皮肤激光手术装置，

为了达到上述目的，本发明实施例采用以下技术方案实现：

一种皮肤激光手术装置，包括遮光筒、激光生成装置与聚焦塑形器，所述遮光筒为一个双侧开口的筒体，所述筒体的出射端设置有一个接触面结构用于接触皮肤，所述接触面结构上有一个导光孔用于通过光线，所述激光生成装置生成的激光，通过所述聚焦塑形器，聚焦在光路焦点上，且所述激光从所述筒体的入射端射入，从所述筒体的出射端处的所述接触面结构上的所述导光孔中射出，照射在被照射的皮肤上，所述聚焦塑形器的中心与所述聚焦塑形器的焦点所成直线与所述筒体从所述入射端至所述出射端的中轴线的夹角范围为大于0度且小于30度，其特征在于，所述接触面结构的底面外轮廓为长方形，所述接触面结构上的所述导光孔位于所述接触面结构的底面外轮廓的一条边上。

皮肤激光手术装置产生的激光射在皮肤上，产生组织残留物的等离子态的射流，由于入射光角度倾斜，射流也发生相应的偏转，组织残留物的等离子态的射流大部分喷射到遮光筒外，只有少部分组织残留物进入筒内腔体，减少了组织残留物对聚焦塑形器的污染。

附图说明

图1为本发明实施例提供的皮肤激光手术装置的主要组件结构示意图；

图2为本发明实施例提供的皮肤激光手术装置的线阵列式电晕极与孔阵列式集尘极示意图；

图3为本发明实施例提供的皮肤激光手术装置的引污装置结构示意图；

图4为本发明实施例提供的皮肤激光手术装置的电路原理框图一；

图5为本发明实施例提供的皮肤激光手术装置的电路原理框图二；

图6为本发明实施例提供的皮肤激光手术装置的开关控制单元的电路原理框图三；

图7为本发明实施例提供的皮肤激光手术装置的10KV~13KV的电压可调直流脉冲高压电源示意图四；

图8为本发明实施例提供的皮肤激光手术装置的10KV~13KV的电压可调直流脉冲高压电源示意图五；

其中包括：1为激光生成装置、2为聚焦塑形器、3为遮光筒、4为快门、5为导光孔、6为吹入式引污装置、7为抽出式引污装置、8为线式电晕极、9为板式集尘极、SCR1为可控硅、T1为升压变压器、D1为整流桥、C2为高压储能电容。

本发明目的的实现、功能特点及优异效果，下面将结合具体实施例以及附图做进一步的说明。

实施方式

皮肤激光手术装置利用激光能量高度集中的特点，把它作为外科手术上用的手术“刀”，有它的独到之处。刀刃就是激光束聚集起来的焦点，焦点可以小到0.1 毫米，焦点上的功率密度达到每平方厘米10 万瓦。

当激光束射到皮肤表面时会发生反射（Reflection）、吸收（Absorption）及穿透（Transmission）等三种现象，在其红外光所携带的热能，被皮肤吸收后出现熔融、气化与气浆等分解物，而将这些分解物去除，即可在皮肤表面形成烧蚀孔。烧蚀后的组织残留物呈等离子态的射流向外喷射，易悬浮在空中，并最终一部分吸附在光学镜头组的表面，造成污染，对后续的激光烧蚀过程造成干扰，导致出光功率不稳定、可靠性差。

现有的这类设备采用一次性防护罩的方式缓解光学镜头组污染问题，这种方式会增加仪器使用成本和操作复杂度，且一次性防护罩中透光膜片会造成激光发射功率损失，其批间差会降低其它同等条件下激光能量的一致性，增加激光烧蚀失败的风险。

为了解决上述问题，我们提出了一种皮肤激光手术装置。

下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

如图1所示，一种皮肤激光手术装置，包括遮光筒3、激光生成装置1与聚焦塑形器2，

遮光筒3为一个双侧开口的筒体，筒体的出射端设置有一个接触面结构用于接触皮肤，接触面结构上有一个导光孔5用于通过光线，

激光生成装置1生成的激光，通过聚焦塑形器2，聚焦在光路焦点上，

且激光从筒体的入射端射入，从筒体的出射端处的接触面结构上的导光孔5中射出，照射在被照射的皮肤上，

聚焦塑形器2的中心与聚焦塑形器2的焦点所成直线与筒体从入射端至出射端的中轴线的夹角范围为大于0度且小于30度，

其特征在于，

接触面结构的底面外轮廓为长方形，

接触面结构上的导光孔位于接触面结构的底面外轮廓的一条边上。

皮肤激光手术装置产生的激光的光路焦点就在导光孔5附近，激光射在皮肤上，产生组织残留物的等离子态的射流，由于入射光角度倾斜，轴向大密度射流与光径偏离，等离子态的射流也发生相应的角度偏转。

且由于导光孔5位于接触面结构的底面（最简单的，接触面结构的底面为一个长方形）的一条边上，导光孔不是被皮肤与筒体包围住后、呈全部封闭状态，而是较大部分呈开放状态，而从而使得组织残留物的射流大部分喷射到遮光筒外，只有少部分残留物进入筒内腔体，减少了组织残留物对聚焦塑形器的污染。

这里接触面结构的底面外轮廓为长方形，是指包括接触面结构的底面外轮廓为长方形或为近似长方形的各种形状。这里近似长方形的各种形状为其外轮廓面积占其外轮廓的最小包络长方形的面积之比大于70%的各种形状。

当面积之比较大时，接触面结构与皮肤接触的面积较大，使得光路焦点聚焦在皮肤上进行烧蚀时，焦点不易移动，烧蚀效果更好。

进一步地，作为本发明提供的一种皮肤激光手术装置的一种具体实施方式，该皮肤激光手术装置，

其特征在于，

且光路焦点与导光孔中心的距离小于导光孔内径的3倍。

而光路焦点与导光孔中心的距离小于导光孔内径的3倍是我们经过大量实验后的经验较优数值。导光孔要求内径较小，使得组织残留物的射流较难进入筒体内。而由于需要固定皮肤、便于皮肤上的光路焦点固定，从而使得聚焦后的激光能够较快的烧蚀皮肤组织，接触面结构需要接触皮肤，因此皮肤上的光路焦点离导光孔较近（例如小于导光孔内径的3倍时）时，接触面结构固定皮肤上的光路焦点的效果更为肯定。

进一步地，作为本发明提供的一种皮肤激光手术装置的一种具体实施方式，该皮肤激光手术装置，

其特征在于，

当皮肤接触接触面结构时，接触面结构上的导光孔呈部分开放状态。

导光孔5这样的倾斜开放设计，使得导光孔不是被皮肤与筒体包围住后、呈全部封闭状态，而是较大部分呈开放状态，导致进入到筒体内部的污渍减少。

进一步地，作为本发明提供的一种皮肤激光手术装置的一种具体实施方式，该皮肤激光手术装置，

接触面结构上的导光孔位于接触面结构的底面的两条边的交叉点处。

以理想状态估计，当导光孔位于一个长方体的一条边上时，导光孔被长方体的2个底面所包围的部分占空间的1/4；而当导光孔位于一个长方体的一个角上时，导光孔被长方体的3个底面所包围的部分占空间的1/8。因此当接触面结构的底面为一个长方形时，且导光孔位于接触面结构的底面的两条边的交叉点处时，导光孔实际位于一个长方体的角上，其被接触面结构的底面与筒体外壁所包围的部分更少，从而导光孔的更多部分呈开放状态，进而导致进入到筒体内部的污渍减少。

进一步地，作为本发明提供的一种皮肤激光手术装置的一种具体实施方式，该皮肤激光手术装置，

其特征在于，

接触面结构上的导光孔在遮光筒外壁上呈内部小、外部大的开孔状态。

这样内小、外大的外壁开孔状态，使得组织残留物的射流大部分喷射到遮光筒3外，少部分残留物更难以进入筒内腔体，减少了组织残留物对聚焦塑形器的污染。

如图3所示，进一步地，作为本发明提供的一种皮肤激光手术装置的一种具体实施方式，该皮肤激光手术装置，

其特征在于，

筒体的出射端的侧面设置有抽出式通污孔和抽出式引污装置，筒体的入射端的顶部设置有吹入式通污孔和吹入式引污装置。

这两种引污装置引导灼烧后喷射出来的部分组织残留物的射流流向不易影响聚焦塑形器表面的区域，这样的方案可以加速射流，使得更多的污渍排出筒外。

且由于聚焦塑形器2的中心与聚焦塑形器2的焦点所成直线与筒体从入射端至出射端的中轴线的夹角范围为大于0度且小于30度，吹入式引污装置6可以反向压住大部分喷射出的残留物等离子体通过导光孔5，并通过侧面的抽出式引污装置7进一步引导部分污渍射流排出筒体内部，从而保证该污渍射流的大部分不会附着在聚焦塑形器上。

进一步地，作为本发明提供的一种皮肤激光手术装置的一种具体实施方式，该皮肤激光手术装置，

其特征在于，

筒体的出射端的侧面设置有吹入式通污孔和吹入式引污装置，筒体的入射端的顶部设置有吹入式通污孔和吹入式引污装置。

且由于聚焦塑形器2的中心与聚焦塑形器2的焦点所成直线与筒体从入射端至出射端的中轴线的夹角范围为大于0度且小于30度，侧面的吹入式引污装置可以进一步改变灼烧后的喷射物的喷射方向，使得喷射方向进一步导向筒体外部，而筒体的入射端的顶部的吹入式引污装置6可以反向压住大部分喷射出的残留物等离子体通过导光孔5，从而保证该污渍射流的大部分不会附着在聚焦塑形器上。

进一步地，作为本发明提供的一种皮肤激光手术装置的一种具体实施方式，该皮肤激光手术装置，

其特征在于，

筒体的入射端的入光口处设置有沿光路式引污装置。

沿光路式引污装置为吹入式引污装置，吹入的气流可以沿着光路上的各个通光孔向接触面结构上的导光孔流动，从而反向压住大部分喷射出的残留物等离子体通过导光孔5，并通过侧面的与顶部的两个吹入式引污装置进一步引导绝大部分污渍射流排出筒体内部，从而保证该污渍射流的大部分不会附着在聚焦塑形器上。

进一步地，作为本发明提供的一种皮肤激光手术装置的一种具体实施方式，该皮肤激光手术装置，

其特征在于，

沿光路式引污装置、吹入式引污装置和抽出式引污装置均为风扇。

这样的引污装置结构简单成本低。

进一步地，作为本发明提供的一种皮肤激光手术装置的一种具体实施方式，该皮肤激光手术装置，

其特征在于，

沿光路式引污装置、吹入式引污装置和抽出式引污装置的工作功率相同或不同。

由于筒体长宽高并不一定相等，且各个引污装置的风道截面积及其他参数也可能不同，当沿光路式引污装置、吹入式引污装置和抽出式引污装置的工作功率不同时，可以进一步加强引污效果，将喷射的污渍射流的大部分导向筒体外，从而保证该污渍射流的大部分不会附着在聚焦塑形器上。

进一步地，作为本发明提供的一种皮肤激光手术装置的一种具体实施方式，该皮肤激光手术装置，

其特征在于，抽出式引污装置或吹入式引污装置的外边缘超出遮光筒的边缘。

这样的设计引导遮光筒内外的射流，使得引导污渍射流的效果进一步加强。

进一步地，作为本发明提供的一种皮肤激光手术装置的一种具体实施方式，该皮肤激光手术装置，

其特征在于，

聚焦塑形器激光出射端的镜头表面为凸面。

由于镜头表面为凸面，且镜头表面一般光滑系数都较高，因此镜头表面的中心处不易沉积污渍，且镜头表面的中心处所经过的激光能量较强，沉积在上面的污渍极易被二次烧灼并挥发掉，这样的设计进一步使得沉积在镜头表面的污渍减少。

进一步地，作为本发明提供的一种皮肤激光手术装置的一种具体实施方式，该皮肤激光手术装置，

其特征在于，

遮光筒外部设置有一个光线隔断装置。

这里的光线隔断装置可以是一个快门隔断装置，设置在聚焦塑形器与遮光筒之间。这里的快门型号可以是J242 品牌 YYZD，曝光时间1/8000 s。

这里快门隔断装置可以控制快门曝光时间，在激光射出前打开，在激光射出后在1/8000 s内关闭，从而隔断射流，避免射流中的污渍飞溅在聚焦塑形器表面。

进一步地，作为本发明提供的一种皮肤激光手术装置的一种具体实施方式，该皮肤激光手术装置，

其特征在于，

筒体内部设置有静电集尘装置，筒体内部设置有横向隔板或纵向隔板或其组合，静电集尘装置采用线式电晕极与板式集尘极。

静电集尘装置集尘效率高，使得遮光筒内的污染大大减少。且静电集尘装置的工作原理是利用高压电场使烧灼后的皮肤组织残留物发生电离，射流中的皮肤组织残留物荷电在电场作用下与射流分离。其除尘效率高，可达99.9%以上；附属设备少，成本低；能捕集比电阻高、电除尘难以回收的粉尘；静电除尘器性能稳定可靠，对负荷变化适应性好，运行管理简便，特别适宜捕集细微粉尘。静电集尘装置利用高压放电电极产生电晕放电，由此使得随着射流一同进入集尘装置内的粉尘颗粒荷电，荷电后的颗粒在电场作用力的驱使下定向运动并最终沉积在集尘极上，通过这样的方式将粉尘与洁净的射流分开以便实现除尘的功能。

为了解决上述问题，我们还提出了一种皮肤激光手术装置。下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

如图1至图4所示，一种皮肤激光手术装置，包括遮光筒3、激光生成装置1与聚焦塑形器2，

遮光筒3为一个双侧开口的筒体，筒体的出射端设置有一个接触面结构用于接触皮肤，接触面结构上有一个导光孔5用于通过光线，

激光生成装置1生成的激光，通过聚焦塑形器2，聚焦在光路焦点上，

且激光从筒体的入射端射入，从筒体的出射端处的接触面结构上的导光孔5中射出，照射在被照射的皮肤上，

其特征在于，

筒体内部设置有静电集尘装置，筒体内部设置有横向隔板或纵向隔板或其组合，静电集尘装置采用线式电晕极与板式集尘极。

遮光筒内部设置有横向隔板或纵向隔板或其组合。横向隔板或纵向隔板或其组合是一种屏污装置，可以屏蔽部分组织残留物的，避免组织残留物吸附在聚焦塑形器的表面，造成污染。这样的屏污装置结构简单，与不规则形状或各种曲面形状相比，容易安装、拆卸，便于清洁，降低了成本。

静电集尘装置采用线式电晕极与板式集尘极。其中电晕极垂直于入射光路，且平行于遮光筒的底面，这样形式的电极的可以与激光光路相互避开，不与其发生干涉，影响其效率。

常见的集尘装置的有电晕极与除尘极，而他们的组合方式有线-筒式电极，和线板式电极等形式。本装置所适用的场合为皮肤激光手术装置，该装置的筒体内为激光的光路，其位置也处于筒体的中心线处，线筒式（或者其他形式）电极的电晕线与光路发生干涉，破坏皮肤激光手术装置的功能，因此，该装置使用线式电晕极与板式集尘极。

用于皮肤激光手术装置的集尘装置体积约为20mm×15mm，而常规的较小尺寸的集尘装置的尺寸约为500mmx500mm，大型集尘装置更大，为数十米至几十米的直径尺寸，相对常规集尘装置集尘装置是属于小型或微型集尘装置，电极的结构需要缩小10倍~100倍，因此也限制了电晕极与集尘极之间的距离，同时也限制了集尘极板的尺寸，而装置的遮光筒中间存在光路，也限制了集尘装置的电晕极的形态。

进一步地，作为本发明提供的一种皮肤激光手术装置的一种具体实施方式，该皮肤激光手术装置，

其特征在于，

静电集尘装置固定在遮光筒内部的横向隔板或纵向隔板或其组合上。

其他非方形的遮光筒则会带来组装上的不便，而这样的设计可以使得静电集尘装置有支撑结构，易于安装与维护，而且可以收集不同腔体之间的污渍，进而减少光学镜头轴向中心上的污染。

进一步地，作为本发明提供的一种皮肤激光手术装置的一种具体实施方式，该皮肤激光手术装置，

其特征在于，

横向隔板或纵向隔板或其组合为可拆卸的结构，和/或，导光孔为可拆卸的结构。

这样便于一段时间后收集了污渍后，拆卸下来进行清洁。且这样的横、纵向隔板可以将筒体内的空间区分为多个或多层腔体，从而尽量隔绝漏光孔与漏污孔之间的空射流通。这样不同腔体之间的轴向大密度射流都与光径偏离，分别隔绝了两两之间的空射流通，进而减少了光学镜头轴向中心上的污染。

进一步地，作为本发明提供的一种皮肤激光手术装置的一种具体实施方式，该皮肤激光手术装置，

其特征在于，

横向隔板或纵向隔板或其组合设置有通光孔，通光孔大小与光路匹配。

横向隔板或纵向隔板或其组合设置有通光孔，激光生成装置生成的激光通过聚焦塑形器，在筒体入射端射入，激光通过隔板上的通光孔，从筒体出射端射出，照射在被照射物体上，其中通光孔大小可以与光路匹配，减少了激光能量的损失，避免遮挡光路。

进一步地，作为本发明提供的一种皮肤激光手术装置的一种具体实施方式，该皮肤激光手术装置，

其特征在于，

遮光筒内部的横向隔板或纵向隔板或其组合上还附着有吸附材料。

皮肤激光手术装置产生的激光射在皮肤上，产生组织残留物的射流，组织残留物的射流大部分被遮光筒内部的屏污装置阻挡并吸附在遮光筒内部的屏污装置的吸附材料上，只有少部分残留物经过漏光孔进入聚焦塑形器与遮光筒内部的屏污装置之间的筒内腔体，进一步减少了组织残留物对聚焦塑形器的污染。可以考虑的吸附材料有硅胶、氧化铝、活性炭、聚酰胺等。

进一步地，作为本发明提供的一种皮肤激光手术装置的一种具体实施方式，该皮肤激光手术装置，

其特征在于，

板式集尘极为孔板。

这样形式的电极的板的圆孔处的电场强度更强，同时可以减弱集尘板上的离子风的干扰，提高除尘效率。

本集尘装置的工作原理是两个极板之间产生电晕放电，发生“电子雪崩”后产生高能量的电子向集尘板运动，在运动过程中使得极板之间的粉尘被荷电，被荷电的粉尘在电场作用下运动到集尘板上，进而收集到粉尘。

电晕极与集尘极之间产生的电场越大，粉尘荷电越容易，荷电后的粉尘更快的向集尘板运动，集尘效果越好。带孔的集尘板的孔边缘附近相对不带孔的集尘板在的表面曲率更大，此处的电场强度更强，对荷电后的粉尘的吸引力更强，能相对提升除尘效率。

电晕放电过程中，“电子雪崩”会生产大量带电粒子。在电场力的作用下这些带电粒子向收尘极板做定向运动。在此过程中，众多的带电粒子与空气分子发生碰撞，使得空气分子获得部分动能，从而同样随之做定向运动，大量的空气运动便可形成射流，这种射流即为离子风。研究发现，电晕放电过程总会伴有离子风的生成。借助伯努利方程估算出离子风的大小，尘粒所受离子风力计算方法，即由气道流速、大气密度、尘粒直径计算得离子风力。通常情况下，由于尘粒的质量极小，离子风是集尘装置集尘效果的重要干扰。

当带电粉尘向集尘板运动时，在电场的作用下带电粉尘向集尘板相向运动，而带离子风的空气遇到集尘板时会反弹并向侧向运动，经仿真发现，粉尘在电场力和离子风力的合力下，会产生螺旋结构的射流，此时部分体积较小，荷电量不足的粉尘不能垂直运动向集尘板，在接近集尘板附近处横向螺旋运动，难以被集尘板吸附，从而减弱了集尘板对粉尘的吸附。带孔的集尘板从结构上减小了离子风与集尘板相向的面积，减缓了集尘板对离子风的反弹作用，进而减弱了离子风产生螺旋结构，使小体积，荷电量不足的粉尘也能尽可能的垂直运动向集尘板，被集尘板吸附，从而改善集尘装置的集尘效率。

进一步地，作为本发明提供的一种皮肤激光手术装置的一种具体实施方式，该皮肤激光手术装置，

其特征在于，

板式集尘极为孔板，集尘极的孔密度比为25%至35%。

这样形式的电极的板的圆孔处的电场强度更强，同时可以减弱集尘板上的离子风的干扰，提高除尘效率。

理论分析和前一节的实验数据表明，孔板式集尘极比板式集尘极的集尘效果更优。当孔板上只有1个面积较小的孔时，只有该孔附近的有限区域的电场强度相对板式集尘极较强，孔周围的距离较远的区域的集尘效果没有明显提升，该区域的利用效率率较低，总体的集尘效果提升也有限，因此，在板式集尘极上增加多个孔比增加单孔的集尘效果会有提升。

其中集尘极的孔密度比为25%至35%，这样形式的线阵列式电晕极-孔阵列式集尘极的集尘装置里集尘效率有较大提升。

由于孔的密度较大时，集尘板的吸附粉尘面积相对会减小，降低了集尘效果，而增加孔的数量，会使增强了电场的集尘板面积增加，也会增加集尘的效果，综合考虑，孔的密度不能太大，也不能太小，设孔的面积与集尘板打孔之前的面积的比例作为孔密度，通过对10%~%70孔密度下的几组集尘装置的集尘效果的测试，实验数据表明，孔直径为2mm~3mm，孔密度比为25%~35%时的除尘效率最高。

电晕极与集尘板的距离缩短后，电晕极与集尘板的距离d常常为3mm以上，电晕极的直径为1mm以上，在遮光筒中考虑增加多级集尘装置，此时电晕极与集尘板的距离限制为小于2mm。较小的电晕极与集尘板的距离决定了使用的高压也会偏低，产生的电场强度也有限，为提升集尘效果，在最小的体积限制下，集尘装置的电晕极设计为线阵列式电晕极，集尘板为孔阵列式集尘板。

进一步地，作为本发明提供的一种皮肤激光手术装置的一种具体实施方式，该皮肤激光手术装置，

其特征在于，

板式集尘极为带2个孔的纵向隔板，且2个孔分别分布于光路中轴线所在的、与遮光筒的底面相垂直的平面两侧。

如图2所示，板式集尘极外形为带2个孔的纵向隔板，纵向隔板与遮光筒底面垂直，每层隔板上均有2个分布于光路中轴线与其在纵向隔板夹角面两侧的孔。

这样的孔分布，由于纵向隔板上的孔离导光孔距离较远，能够减少漏入上一级的组织残留物，且加强了集尘效果，且与前面结构（线阵列式电晕极与孔阵列式集尘极）相比，比较简单，加工方便。

且这样的孔设计，使得孔板式集尘极上的孔同时具有上述漏污孔的作用，通过对喷射出的残留物设计遮光筒内的扰流空间，反向喷射出的皮肤残留物以一股或多股的污渍射流经过漏污孔进入扰流空间，与腔体内静止气体发生干扰，使喷向光学镜头的轴向射流发生转向，偏离光学镜头轴向中心位置，达到防止污染光路的目的。

进一步地，作为本发明提供的一种皮肤激光手术装置的一种具体实施方式，该皮肤激光手术装置，

其特征在于，

板式集尘极上的孔径为2.5mm。

为验证孔板式集尘极集尘效果优于板式集尘极，设计了除尘实验，实验使用了10~13KV的高压，在同一个电晕极与集尘板的间距下，分别使用7种不同孔径（分别为0.3mm、0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm）的中心有圆孔的孔板式集尘板，使用哺乳动物（猪）的皮肤激光烧灼后的灰烬作为模拟的粉尘进行除尘实验，考虑到孔板式集尘极中心的孔太小时，能起到增强局部电场强度的面积也较小，孔太大时，减少了集尘板的总的有效面积，因此实验选取了0.3mm~3mm直径的7种圆孔，多次实验结果证明，孔板式集尘极的孔周围累计较多的灰尘，经称量后得到除尘的效率，结果表明，该实验的孔板式集尘板的除尘效果相对板式集尘板的集尘装置提升了13%~28%，且其中2.5mm直径的圆孔集尘效果最好。

进一步地，作为本发明提供的一种皮肤激光手术装置的一种具体实施方式，该皮肤激光手术装置，

其特征在于，

线式电晕极为平行线阵列。

这样形式的电极的可以增加有效的集尘面积，提高除尘效率。

因为导线的电场线是垂直与导线的同心圆组成，离导线越近的电场线越密集，电场强度越大。电晕极与集尘板之间的电场要达到一定的强度才能产生电晕放电，收集粉尘，集尘板上离电晕极越近的区域，电场强度越大，集尘效果最好，离电源越远的区域电场强度越弱，集尘效果越弱。当集尘板的宽度远大于集尘板与电晕极的距离时，使用线阵列式的电晕极可以最大效率的利用集尘板，使得集尘板的大部分区域能到达集尘的电场强度。

线间距太大时，两根电晕线与集尘板之间产生的电场会存在相对较大的不足以集尘的弱电场区域，降低集尘板的利用效率，线间距过小时，线阵列式电极加工难度增加。

经计算得到，进一步地，作为本发明提供的一种皮肤激光手术装置的一种具体实施方式，该皮肤激光手术装置，当电晕极离集尘板的距离为D时，线阵列式的线间距为1.41×D至2×D之间时，集尘板的利用效率较高，线阵列式的电晕极加工安装难度也比较适中。

进一步地，作为本发明提供的一种皮肤激光手术装置的一种具体实施方式，该皮肤激光手术装置，

其特征在于，

电晕极导线的半径为0.08mm~0.12mm、电晕极与集尘板的间距为2mm~4mm，电晕极电压为10KV~13KV。

这样形式的电极的可以在多种限制下提高除尘效率。

集尘装置需要产生电晕放电才能对装置中的粉尘产生吸附作用，电晕极产生电晕放电的最低电压为电晕临界电压或起晕电压，根据电晕临界电压公式与皮克经验公式进行简要推导，考虑导线表面的光滑程度，考虑空气的相对密度，可以计算出不同的导线的半径和不通过的导线与集尘板的几何距离对应的起晕电压。

当空气温度为20℃,大气压力为760mmHg高时,可计算得到不同半径的导线和不同的导线与集尘板几何距离的电晕起晕电压如表1：

导线半径\导线与集尘板的几何距离	2mm	3 mm	4 mm
				0.04mm	6.9kV	7.6 kV	8.1 kV
0.05 mm	7.6 kV	8.5 kV	9.1 kV
				0.08 mm	9.4 kV	10.6 kV	11.4 kV
0.1 mm	10.3 kV	11.7 kV	12.7 kV
				0.2 mm	13.6 kV	16 kV	17.7 kV

表1 不同导线半径和导线与集尘板间距的起晕电压

由于皮肤激光手术装置的遮光筒尺寸的限制电晕极与集尘板的距离小于5mm，而装置需要考虑导线的强度，保证结构的可靠性，需要选择相对较粗的合适的尺寸的导线。装置较小的体积决定了高压电压不能太高，太高的电压容易产生闪络现象，闪络现象不仅使集尘功能失效，而且会干扰系统线路的运行，而要提高较高的集尘效率，则电晕极与集尘板之间需要产生更强的电场，进而电离更多的离子，使粉尘更多的被电荷，更多的向集尘板运动。由于是的激光手术装置的遮光筒附近会有带电的线路板，当高压线上的电压过高时，会存在电晕线上的高压对附近的线路板放电的风险，干扰激光手术装置的正常运行，此时要求电晕线的电压应低于15KV（此处的15KV是结构上的限制电压，需要小于15KV才不会产生闪络放电，是上限，不是最终选取的电压）。

此时需要在降低高压对附近线路板放电的风险的同时，考虑尽可能提高电晕极与集尘板之间的电场强度，同时也要考虑导线具有一定的强度，需要得到一个最佳的电晕极高压、电晕极导线直径、电晕极导线与集尘机的距离组合，在同一组线阵列式电晕极和孔板式集尘装置上通过对表1的多种组合进行了各进行了20次集尘实验，实验数据表明，半径0.1mm的电晕极导线、3mm的电晕极与集尘板的间距，12.7KV的电晕极电压的集尘效果最佳，同时对周围线路板与光路产生干扰的概率最低。

进一步地，作为本发明提供的一种皮肤激光手术装置的一种具体实施方式，该皮肤激光手术装置，

其特征在于，

静电集尘装置所需的直流高压电源来自于激光生成装置本身所需的高压。

这样的设计利用了激光生成装置的激光光泵浦源（如氙灯）本身所需的高压电压，对于便携式医疗器械来说，进一步简化了电路。

进一步地，如图4所示，作为本发明提供的一种皮肤激光手术装置的一种具体实施方式，该皮肤激光手术装置，

其特征在于，还包括激光预燃单元与被燃器件，

其中，

激光预燃单元的正极与被燃器件的正极相连，

激光预燃单元的负极与被燃器件的负极相连，

激光预燃单元的高压极与被燃器件的触发极相连，

激光预燃单元的高压极与静电除尘单元的输入极相连，

激光预燃单元的负极与静电除尘单元的负极相连。

这样的连接可以使得静电除尘的电源与激光预燃的电源共用，大大减小设备的体积和电路复杂度，使得设备更容易携带，故障率更低。

进一步地，如图5所示，作为本发明提供的一种皮肤激光手术装置的一种具体实施方式，该皮肤激光手术装置，

其特征在于，还包括开关控制单元，

其中，

激光预燃单元的正极与被燃器件的正极相连，

激光预燃单元的负极与被燃器件的负极相连，

激光预燃单元的高压极与开关控制单元的输入极相连，

开关控制单元的输出极1与被燃器件的触发极相连，

开关控制单元的输出极2与静电除尘单元的输入极相连，

激光预燃单元的负极与静电除尘的负极相连。

这样的连接可以使得静电除尘单元与被燃器件之间合理分配高压电能，提高除尘效率，提高能源利用，增强装置的续航。

进一步地，如图6所示，作为本发明提供的一种皮肤激光手术装置的一种具体实施方式，该皮肤激光手术装置，

其特征在于，开关控制单元为一单刀双掷开关

其中，

开关控制单元的输入极与单刀双掷开关的控制极相连，

开关控制单元的输出极1与单刀双掷开关的常开极相连，

开关控制单元的输出极2与单刀双掷开关的常闭极相连。

单刀双掷开关可以是电子开关，控制极为一电平信号，也可以是机械按键。当开关为默认状态时，开关单元的输入极与输出极2相连，此时静电除尘单元获取高压。当开关为动作状态时，开关单元的输入极与输出极1相连，激发激光。这种装置可以使静电除尘单元在激光激发前获电，使得激光激发产生的烟尘更多的清除。同时高压输出为脉冲输出，输出的电能往往也比较小，通过常闭的连接，可以使更多的电能提前输送到静电除尘单元，增强除尘能力。

进一步地，作为本发明提供的一种皮肤激光手术装置的一种具体实施方式，该皮肤激光手术装置，

其特征在于，

静电集尘装置所需的电源为脉冲式10~13KV电压可调的高压直流电源装置。

这样的电源设计适用于小体积的集尘装置，因为皮肤激光手术装置是一个便携式装置，体积较小（尺寸约为20mm×15mm），电晕极与集尘级的安装间距更为紧凑。

参考均匀空气（温度20摄氏度气压为海平面附近）的介电强度为3kv/1mm,30kV高压下10mm厚度的空气间隙极容易被击穿，产生闪络或电弧，使得集尘效果失效，因此的高压直流电源为10~13KV高压直流电源，这样有利于降低装置内发生闪络和电弧的概率，提升静电集尘装置的稳定性与可靠性。装置内发生闪络或电弧时，产生的放电脉冲会干扰该皮肤激光手术装置的正常运行，使用10~13KV低电压的高压电源有利于降低高压放电对该皮肤激光手术装置正常运行的干扰，提升该皮肤激光手术装置的稳定性。

这里的10~13KV直流高压电源为便携式电源设计，先通过DCDC电路将电池的电压升压至30V左右，再通过第一级升压变压器将电压升压至300V左右，存储在储能电容中，再通过第二级升压变压器将300V左右的电压升压至10~13KV的高压，通过整流成直流后存储在高压电容中，给电晕极和集尘极供电。该电源使用电池电压作为输入电压，输入相对市电更低，使用到的可控硅等元器件的体积也会大大缩小，最终输出的10~13KV的高压相对常规高压直流电源也较低，使得配套的变压器的体积也会缩小，更容易安装在便携式装备中。

同时本发明皮肤激光手术装置在工作时才会产生等离子体的污渍，相对常规的工业集尘装置，的集尘装置需要直流高压也不是长时间持续的，因此需要的电能也相对较少，该电源的元器件中变压器的重量比重最重，电路中使用了储能电容，同时也可以选择使用更小容量的变压器提前升压后将高压存储在电容中，这样电源的整体的重量更轻，体积更小，更容易达到方便便携的要求。

进一步地，作为本发明提供的一种皮肤激光手术装置的一种具体实施方式，该皮肤激光手术装置，

其特征在于，

静电集尘装置所需的10~13kV电源高压电源为脉冲式直流电源。

这样的设计将提高相对纯直流电源更高的除尘效率。的电源电路中的高压是由脉冲变压器产生，这样输出的直流电里含有脉冲成分，脉冲电压相对整流滤波后的直流略高，但低于产生闪络放电的电压，这样的电压可以在脉冲时间内产生较强的电场，提高颗粒较大的粒子荷电的效率，加速粉尘荷电，提高除尘效率。

进一步地，作为本发明提供的一种皮肤激光手术装置的一种具体实施方式，该皮肤激光手术装置的10KV~13KV的电压可调直流脉冲高压电源示意图如图7、图8所示，其中包括SCR1可控硅、T1升压变压器、D1整流桥、C2高压储能电容，其连接关系具体如图7、图8。

激光泵浦时需要的高压为8至13kV，当电晕线的直径小于0.1mm且电晕线至集尘极间距小于4mm时，起晕电压为6.9kV至12.7kV，位于激光泵浦的高压范围内，即激光器泵浦时需要的高压可用于静电集尘所需的高压。

如图7、图8所示，电池电压通过DCDC电路升压至200V~450V得到第一级直流电源，直流电源连接至限流电阻R1的上端，限流电阻R1的下端与C1左端、SCR1的上端相连，C1的右端与脉冲变压器T1的初级输入相连，可控硅SCR1的输出端接地，脉冲变压器T1的初级输出接地，脉冲变压器次级的连接至整流桥D1的输入端，整流桥D1的输出连接到高压电容C2，C2的正负极分别连接至电晕极和集尘极。

具体原理如下：当Trigger信号施加低控制电压时，SCR1是截止的，升压后的直流通过R1向C1充电，T1为匝比40~100的脉冲升压变压器，当需要脉冲高压时，Triger信号施加高控制电压，此时SCR1导通，C1通过SCR1对地放电，与T1的初级电感形成回路，此时T1的次级上会形成10~13KV 高压震荡电压，再通过D1整流桥将高压震荡电压整流成脉冲高压直流，将高压直流储存在高压电容C2里，为电晕极和集尘极供电。

这样的电路设计简化了电路。

进一步地，作为本发明提供的一种皮肤激光手术装置的一种具体实施方式，该皮肤激光手术装置，

其特征在于，

静电集尘装置所需的静电场的开启与关闭时序与激光灼烧时序进行电气同步。

这里的电气同步是指此处的静电场在激光烧灼开始前10~100毫秒开启，建立电场，随后开启激光灼烧若干微秒后灼烧完毕，静电场持续开启5~10秒后关闭。此处的静电场在激光烧灼开始前就已开启，用后继续开启，尽最大可能的去除筒体内的漂浮还未沉积的污渍。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种皮肤激光手术装置，包括遮光筒、激光生成装置与聚焦塑形器，

所述遮光筒为一个双侧开口的筒体，所述筒体的出射端设置有一个接触面结构用于接触皮肤，所述接触面结构上有一个导光孔用于通过光线，

所述激光生成装置生成的激光，通过所述聚焦塑形器，聚焦在光路焦点上，

且所述激光从所述筒体的入射端射入，从所述筒体的出射端处的所述接触面结构上的所述导光孔中射出，照射在被照射的皮肤上，

所述聚焦塑形器的中心与所述聚焦塑形器的焦点所成直线与所述筒体从所述入射端至所述出射端的中轴线的夹角范围为大于0度且小于30度，

其特征在于，

所述接触面结构的底面外轮廓为长方形，

所述接触面结构上的所述导光孔位于所述接触面结构的底面外轮廓的一条边上。

2.一种如权利要求1所述的皮肤激光手术装置，其特征在于，

所述筒体的所述出射端的侧面设置有抽出式通污孔和抽出式引污装置，所述筒体的所述入射端的顶部设置有吹入式通污孔和吹入式引污装置；

或者，所述筒体的所述出射端的侧面设置有吹入式通污孔和吹入式引污装置，所述筒体的所述入射端的顶部设置有吹入式通污孔和吹入式引污装置。

3.一种如权利要求1所述的皮肤激光手术装置，其特征在于，

所述接触面结构上的所述导光孔位于所述接触面结构的底面的两条边的交叉点处。

4.一种如权利要求1所述的皮肤激光手术装置，其特征在于，

所述接触面结构上的所述导光孔在所述遮光筒外壁上呈内部小、外部大的开孔状态。

5.一种如权利要求1所述的皮肤激光手术装置，其特征在于，

所述筒体内部设置有静电集尘装置，所述筒体内部设置有横向隔板或纵向隔板或其组合，所述静电集尘装置采用线式电晕极与板式集尘极。

6.一种如权利要求5所述的皮肤激光手术装置，其特征在于，

所述横向隔板或所述纵向隔板或其组合为可拆卸的结构，和/或，所述导光孔为可拆卸的结构。

7.一种如权利要求5所述的皮肤激光手术装置，其特征在于，

所述静电集尘装置所需的直流高压电源来自于激光生成装置本身所需的高压。

8.一种如权利要求5所述的皮肤激光手术装置，其特征在于，还包括激光预燃单元与被燃器件，

其中，

激光预燃单元的正极与被燃器件的正极相连，

激光预燃单元的负极与被燃器件的负极相连，

激光预燃单元的高压极与被燃器件的触发极相连，

激光预燃单元的高压极与静电除尘单元的输入极相连，

激光预燃单元的负极与静电除尘单元的负极相连。

9.一种如权利要求5所述的皮肤激光手术装置，其特征在于，还包括开关控制单元，

其中，

激光预燃单元的正极与被燃器件的正极相连，

激光预燃单元的负极与被燃器件的负极相连，

激光预燃单元的高压极与开关控制单元的输入极相连，

开关控制单元的输出极与被燃器件的触发极相连，

开关控制单元的输出极与静电除尘单元的输入极相连，

激光预燃单元的负极与静电除尘的负极相连。

10.一种如权利要求9所述的皮肤激光手术装置，其特征在于，所述开关控制单元为一单刀双掷开关，

其中，

开关控制单元的输入极与单刀双掷开关的控制极相连，

开关控制单元的输出极与单刀双掷开关的常开极相连，

开关控制单元的输出极与单刀双掷开关的常闭极相连。