CN204655101U - 一种组织消融的激光治疗系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种组织消融的激光治疗系统，其包括医用开关装置、人机交互显示装置、主控制装置、医用半导体激光器驱动模块、医用半导体激光器模块、医用半导体激光器温控装置、散热装置1、散热装置2、光纤连接器和微创手术光纤组件。所述医用半导体激光器模块包括第一激光器组件和第二激光器组件；所述第一激光和所述第二激光的波长不同；所述第一激光为用于指示照射区域的可见波长激光，所述第二激光为用于溶脂的人眼安全红外波长激光，有着更高的水和脂肪的吸收率。

Description

一种组织消融的激光治疗系统

技术领域

本实用新型属于医疗仪器领域，具体涉及一种组织消融的激光治疗系统，用于对人体脂肪层的安全消融。

背景技术

随着人们生活水平的不断提高，饮食结构的改变，高压力的快节奏生活，越来越多的人被肥胖问题困扰，减肥市场日渐庞大，人们通过各种手段不断地研究、探索各种微创减肥溶脂的方法。目前，微创溶脂减肥的方法主要有注射溶脂、超声溶脂、传统激光溶脂。

注射溶脂减肥治疗的原理是以中胚层治疗为基础，将含有减肥成分的液体以针的形式，直接注射人体的皮下脂肪层，将皮下脂肪溶解。当药物通过皮下组织时，刺激局部脂肪细胞内的脂肪酶数量增加，而刺激蛋白质的活化，使细胞内的脱氧核甘三磷酸转化成脱氧核甘酸，促使指肪的活化而增加切断脂肪酸，使其分解成细小状态，随着身体的新阵代谢由淋巴系统排出体外。但是注射溶脂也有以下缺点，由于药物剂量控制有可能引起结节感染及恶心等不良反应，还可能出现不同程度的皮下出血、瘀斑、黄疽、皮肤溃疡等。

超声由于其方向性好，穿透能力强等优点，应用范围广。其中超声溶脂的原理是通过一种磁性转换器或压电晶体将电能转化为机械能。在治疗过程中，探头在皮下发出一定频率和能量的超声波，机械效应、空化作用、华学校应和热效应同时作用于生物组织，瞬间使脂肪组织内的微气泡剧烈膨胀直至破裂，从而彻底破坏脂肪细胞结构，使之破碎，崩解，并在不破坏脂肪细胞膜的前提下刺激脂肪细胞释放出其中的脂质，缩小脂肪细胞体积，最后通过负压吸脂设备将乳化后的脂肪细胞抽吸出来。超声波吸脂虽然有很好的效果，但超声溶脂术中热损伤、术后血清肿以及热效应造成的皮肤烧伤等并发症的发生率较高，且不适于局部细微处的雕刻，特别是脸部、颈部、后背、肌肉成份较多的小腿部位。

激光溶脂技术不但可以应用于腹部、腰部、腿部、臀部，更加特别适应于手臂、脸部、颈部这样脂肪层较薄却极难通过其他方式减脂的细小局部精细部位。激光溶脂其独特脂肪液对脂肪进行全方位的液化，在溶解脂肪的同时，把溶解的脂肪溶出体外，明显增加了纯脂肪的排出量。激光溶脂术所采用的激光只作用在设定的脂肪层上，不仅不伤及表皮肤，还能加速皮肤弹性纤维的自我修复、刺激胶原蛋白增生，让吸过脂肪的皮肤依然保持紧致、光滑、平展。

传统激光溶脂采用单一激光器，所用的光纤是平头光纤，这种光纤的激光输出有直线性和不扩散性，局部温度可能过高，激光的光线角度产生轻微偏差可能引起皮肤的灼伤等缺陷。

发明内容

为克服现有技术中的不足，本实用新型要研发的“组织消融的激光治疗系统”，利用双激光源发射器，并对整个治疗过程进行全方位的监测和精密控制，从而实现安全高效的治疗。

为了解决上述技术问题，实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种组织消融的激光治疗系统，包括医用开关装置、人机交互显示装置、主控制装置、医用半导体激光器驱动模块、医用半导体激光器模块、医用半导体激光器温控装置、散热装置、光纤连接器和微创手术光纤组件。

所述主控制装置，用于控制医用半导体激光器模块按照设定输出相应模式的激光，完成相关数据的输出显示与存储，负责触摸屏驱动、完成触摸屏信号的响应，并将功率设定发到医用半导体激光器驱动模块；

所述医用半导体激光器驱动模块：采用FPGA作为控制核心，用单片机进行串口协议解析，有输出短路、断路探测，静电防护等保护功能；

所述医用半导体激光器模块：用于产生激光和输出激光，所述模块包括两个激光器组件、散热的热沉、合光组件和光纤耦合接口，可输出用于指示照射区域的可见波长和用于溶脂的红外波长两种激光。

所述微创手术光纤组件通过光纤连接器与光纤耦合接口连接输出激光器模块产生的激光，利用等离子激光输出技术，使激光在光纤末端以360度球形等离子体光纤出射。

所述医用半导体激光器温控装置用于在有限尺寸下对激光器温度进行精确的控制，并将激光模块输出时产生的热量以及控温产生的热量带出系统的装置。

所述散热装置为两个，第一散热装置与所述医用半导体激光器模块热沉接触，通过风冷方式冷却；第二散热装置与所述医用开关装置、医用半导体激光器驱动模块、医用半导体激光器温控装置接触，通过风冷方式冷却。

在一个实施例中，所述用于溶脂的红外波长激光器组件，内含两束可独立控制的激光，并通过两束激光的交汇点进行组织消融，且每一束激光对所照射的组织区域无明显损伤。

在一个实施例中，所述用于溶脂的红外波长激光器组件，其发射的激光波长为1470nm，每束激光的功率选择范围是0-12W。

在一个实施例中，所述人机交互显示装置，包括显示对人体局部区域的红外热成像立体图，并对组织消融点进行追踪。

在一个实施例中，所述主控制装置根据人体局部区域的红外热成像情况对组织消融点进行温度监测，若温度超过设定的阈值则调整至少一束激光束的角度。

本实用新型输出两个波长的激光，利用等离子激光输出技术，使激光在光纤末端以360度球形等离子体光纤出射。球形光线易控，光热温度均匀，不易碳化，不损伤其它组织；利用直径小于1毫米的光纤发射激光进入脂肪层，可精确地勾勒细小局部精细部位，达到微雕整形的效果。

本实用新型的采用的溶脂激光器组件，内含两束可独立控制的激光，通过点消融的方式，对组织进行安全精确的消融。

此外，由于选择的波段具有极高的水吸收率，可以在治疗的瞬间通过热作用使胶原蛋白层重组而达到紧致皮肤的作用，使在浅薄的脂肪层的溶脂过程更快速、顺畅、安全，让吸过脂肪的皮肤依然保持紧致、光滑、平展。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型的系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的技术实施过程做进一步说明。

一种组织消融的激光治疗系统，其包括医用开关装置、人机交互显示装置、主控制装置、医用半导体激光器驱动模块、医用半导体激光器模块、医用半导体激光器温控装置、散热装置1、散热装置2、光纤连接器和微创手术光纤组件。其特征在于：

医用开关装置：用于将220V的输入交流电压转换成各模块可用的直流电压输出；

人机交互显示装置：微处理器通过RS232与显示装置进行通信并控制其显示界面以及输出相关信息，同时获取相关输入以及设置数据；

主控制装置：用于控制医用半导体激光器模块按照设定输出相应模式的激光，完成相关数据的输出显示与存储，负责触摸屏驱动、完成触摸屏信号的响应，并将功率设定发到医用半导体激光器驱动模块；

医用半导体激光器驱动模块：采用FPGA作为控制核心，用单片机进行串口协议解析，有输出短路、断路探测，静电防护等保护功能；

医用半导体激光器模块：用于产生激光和输出激光，所述模块包括两个激光器组件、散热的热沉、合光组件和光纤耦合接口，可输出用于指示照射区域的可见波长和用于溶脂的红外波长两种激光；

医用半导体激光器温控装置：用于在有限尺寸下对激光器温度进行较为精确的控制，并将激光模块输出时产生的热量以及控温产生的热量带出系统的装置；

散热装置1：与所述医用半导体激光器模块热沉接触，通过风冷方式冷却激光模块；

散热装置2：与所述医用开关装置、医用半导体激光器驱动模块、医用半导体激光器温控装置接触，通过风冷方式冷却所接触的各个模块；

微创手术光纤组件和光纤连接器：微创手术光纤组件通过光纤连接器与光纤耦合接口连接输出激光器模块产生的激光，利用等离子激光输出技术，使激光在光纤末端以360度球形等离子体光纤出射，球形光线易控，光热温度均匀，不易碳化，不损伤其它组织；

两个激光器组件分别是第一激光器组件和第二激光器组件；

第一激光器组件用于发出第一激光，所述第二激光器组件用于发出第二激光，其中，所述第一激光为用于指示照射区域的可见波长激光，所述第二激光为用于溶脂的人眼安全红外波长激光，有着更高的水和脂肪的吸收率，所述第一激光和所述第二激光的波长不同，两个不同波长的激光经合光组件合并为一束激光到光纤耦合接口。

第一激光波长为650nm，第二激光波长为1470nm。第一激光是连续模式激光；所述第二激光是连续、调制脉冲模式激光中的一种。第二激光有连续和调制脉冲两种输出模式，调制脉冲模式为脉冲宽度和频率可调，其中脉冲宽度调节范围是20ms-1000ms，频率调节范围是1-50Hz。

在一个实施例中，所述用于溶脂的第二红外波长激光器组件，内含两束可独立控制的激光，并通过两束激光的交汇点进行组织消融，且每一束激光对所照射的组织区域无明显损伤。

在一个实施例中，所述用于溶脂的第二红外波长激光器组件，其发射的激光波长为1470nm，每束激光的功率选择范围是0-12W。

在一个实施例中，所述人机交互显示装置，还包括显示对人体局部区域的红外热成像立体图，并对组织消融点进行追踪。

在一个实施例中，所述主控制装置根据人体局部区域的红外热成像情况对组织消融点进行温度监测，若温度超过设定的阈值则自动调整至少一束激光束的角度。

散热装置1，包括半导体制冷片、散热器、风扇，半导体制冷片的冷端与医用半导体激光器模块热沉通过导热硅脂接触；半导体制冷片的热端通过铟箔与散热器接触，散热器齿端侧面固定风扇。半导体制冷片通过医用半导体激光器温控装置控制其工作电流电压。

微创手术光纤组件包括光纤操作手柄和手术光纤，手术光纤插入光纤操作手柄，光纤操作手柄的另一端连接光纤连接器，手术光纤的另一端是360度球形等离子体光纤。

系统利用360度球形等离子体光纤出射激光束，球形光线易控，光热温度均匀，不易碳化，不损伤其它组织，可精确地勾勒细小局部精细部位，达到微雕整形的效果；由于选择的波段具有极高的水吸收率，可以在治疗的瞬间通过热作用使胶原蛋白层重组而达到紧致皮肤的作用，使在浅薄的脂肪层的溶脂过程更快速、顺畅、安全，让吸过脂肪的皮肤依然保持紧致、光滑、平展。

采用了等离子光纤后，改变了传统的光束加热区域，形成球形加热，使得热场分布更均匀，光热温度均匀稳定，光的发散角呈360度，激光能量更集中，效果或速度约为传统激光溶脂的5-10倍。球形光线会比一般激光产生更高的热量，溶解更多的脂肪，同时降低了治疗中的过热风险，降低副作用的发生；球形大小可以通过修改参数来控制，进行不同部位的溶脂；球形光线容易控制，不损伤其它组织。

医用半导体激光器模块是否发出激光，或是发出连续激光或脉冲激光，包括输出激光的功率，脉冲宽度和频率，可以通过主控制装置来控制。主控制装置根据人机交互界面输入的数据和指令，控制医用半导体激光器驱动模块向医用半导体激光器模块中的第一激光器组件和第二激光器组件输出驱动电流，使第一激光器组件和第二激光器组件发出激光。第一激光为用于指示照射区域的可见波长激光，按照设定输出连续模式激光，当人机交互界面由待机切换至准备状态时，主控制装置控制第一激光组件的激光驱动电源输出连续电流。使第一激光连续输出，持续照明360度球形手术光纤末端前方的微雕整形区域。第二激光为用于微雕整形的红外波长激光，可以按照设定输出连续和调制脉冲模式激光，当人机交互界面选择了连续模式并执行时，主控制装置即控制第二激光组件的激光驱动电源输出连续电流，使第二激光连续输出，持续照射360度球形手术光纤末端前方的微雕整形区域；当人机交互界面选择了调制脉冲模式并执行时，主控制装置即控制第二激光组件的激光驱动电源按照人机交互界面设定的脉冲宽度和频率输出调制电流，使第二激光连续输出调制激光，持续照射360度球形手术光纤末端前方的微雕整形区域。第二激光输出同时受到脚踏开关的控制，踩下脚踏开关时输出，抬起脚踏开关时停止输出。

报警状态：

当系统的Ｉｎｔｅｒｌｏｃｋ遥控联锁连接器断开时，此时会切断第一和第二激光输出，并在人机交互界面显示报警信息；

当系统的光纤连接器未接触好时，此时会切断第一和第二激光输出，并在人机交互界面显示报警信息；

当系统第二激光输出功率偏差超过２０％时，此时会切断第一和第二激光输出，并在人机交互界面显示报警信息；

当仪器内部温度过高时，此时会切断第一和第二激光输出，并在人机交互界面显示报警信息；

当脉冲宽度偏差超过２０％时，此时会切断第一和第二激光输出，并在人机交互界面显示报警信息。

1470nm半导体激光波长特点

1470nm半导体激光波长具有比常用1320nm、980nm、1064nm波长高出多倍的水和脂肪吸收率，且溶脂效果最显著，1470nm可以通过低功率加快脂肪乳化，对外部组织的损伤小，更安全。其它波长的激光则需要更高的能量去加快脂肪乳化。并且，极高的水吸收系数可以在治疗的瞬间，通过热作用使胶原蛋白层重组而达到紧致皮肤的作用。

激光的光热溶解原理，将激光光束选择性融化脂肪细胞的细胞膜，从而造成脂肪破裂液化，真正减少脂肪数量，激光在光纤末端以360度球形光线出射，使激光能量更集中，溶脂速度是传统直线传播激光溶脂速度的10倍，且球形光线容易控制，不损伤其它组织。

激光对组织可产生热、光、化学效应及生物刺激作用，激光微雕整形时激光治疗仪释放激光能量，通过激光的热效应选择性融化脂肪细胞的细胞膜，从而造成脂肪破裂液化，脂肪细胞数量减少，激光在光纤末端以360度球形光线出射，使激光能量更集中，微雕整形速度是传统直线传播激光微雕整形速度的10倍，且球形光线容易控制，不损伤其它组织。融化脂肪面积较小的部位可以用挤压或注射器抽吸的方式排出融化脂肪。另外，激光微雕整形过程中所释放的能量可以刺激皮肤的胶原蛋白增生，使消除脂肪后的皮肤变得紧实有曲线。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种组织消融的激光治疗系统，其特征在于：该系统包括医用开关装置、人机交互显示装置、主控制装置、医用半导体激光器驱动模块、医用半导体激光器模块、医用半导体激光器温控装置、散热装置、光纤连接器和微创手术光纤组件。

2.根据权利要求1所述的组织消融的激光治疗系统，其特征在于：所述主控制装置，用于控制医用半导体激光器模块按照设定输出相应模式的激光，完成相关数据的输出显示与存储，负责触摸屏驱动、完成触摸屏信号的响应，并将功率设定发到医用半导体激光器驱动模块；

所述医用半导体激光器驱动模块：采用FPGA作为控制核心，用单片机进行串口协议解析，有输出短路、断路探测、静电防护功能；

所述医用半导体激光器模块：用于产生激光和输出激光，所述模块包括两个激光器组件、散热的热沉、合光组件和光纤耦合接口，可输出用于指示照射区域的可见波长和用于溶脂的红外波长两种激光。

3.根据权利要求2所述的组织消融的激光治疗系统，其特征在于：所述微创手术光纤组件通过光纤连接器与光纤耦合接口连接输出激光器模块产生的激光，利用等离子激光输出技术，使激光在光纤末端以360度球形等离子体光纤出射。

4.根据权利要求2所述的组织消融的激光治疗系统，其特征在于：所述散热装置为两个，第一散热装置与所述医用半导体激光器模块热沉接触，通过风冷方式冷却；第二散热装置与所述医用开关装置、医用半导体激光器驱动模块、医用半导体激光器温控装置接触，通过风冷方式冷却。

5.根据权利要求2或3所述的组织消融的激光治疗系统，其特征在于：所述用于溶脂的红外波长激光器组件，内含两束可独立控制的激光，并通过两束激光 的交汇点进行组织消融，且每一束激光对所照射的组织区域无明显损伤。

6.根据权利要求5所述的组织消融的激光治疗系统，其特征在于：所述用于溶脂的红外波长激光器组件，其发射的激光波长为1470nm，每束激光的功率选择范围是0-12W。