CN2930645Y - 微创伤co2激光治疗仪 - Google Patents

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贾锋
孙晓荣
徐顺潮
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Abstract

本实用新型公开了一种微创伤CO2激光治疗仪，包括控制单元、电源、冷却系统、CO2激光器、导光关节臂和会聚透镜，其特点是，CO2激光器高频脉冲CO2激光器；在会聚透镜后置有一个由受控制单元控制的电机和偏转反射镜连接而成的线性扫描器，经会聚透镜后的激光束经线性扫描器扫描在生物组织上形成由多个光脉冲组成的一条线而形成的“线光刀”。本实用新型采用高频脉冲CO2激光器，保证每个光脉冲宽度均小于1ms，会聚透镜后置有线性扫描器，使激光束在生物组织上形成由若干光脉冲组成一条线，保证生物组织有足够时间散热，使得激光刀在切除病灶部位时对周围正常组织的热损伤极小。

Description

微创伤CO2激光治疗仪
技术领域
本实用新型涉及一种激光治疗设备，特别涉及一种微创伤CO2激光治疗仪。
背景技术
自1960年诞生激光后，激光在医学上的应用一直是受到国内外科技工作者和医护人员高度关注的一项工作，其中CO2激光治疗仪销售的台数所占比例最高。在妇产科、皮肤科、五官科、美容科等临床科室中已成为不可缺少的一种手术器械。目前国内外所有的CO2治疗仪均是用“点光刀”的模式进行治疗，即激光经导光关节臂传输，通过会聚透镜聚焦到组织病灶，光能集中在一点，对组织进行汽化、烧灼等手术，由于光能集中一点时间一长，就会使被手术的病灶周围的组织造成热损伤，手术后通常会出现水肿，恢复时间较长。长期以来用CO2激光治疗仪进行手术时的热损伤一直是难以克服的难点。二十世纪九十年代出现了超脉冲CO2激光器，激光器输出的光脉冲很窄(仅为几百微秒)，且具有很高的能量。由于单个光脉冲的能量集中在几百微秒时间内作用于组织，大大短于组织热扩散时间(约为1毫秒)，所以用这种激光器进行手术就可明显减少了对组织的热损伤。在上世纪九十年代中期，首先是美国的COHEREN公司和以色列的SHARPLAN公司用这类激光器制成的CO2激光治疗仪用于美容，在消除皱纹方面取得了良好效果。由于这种激光器价格不菲，使其推广应用受到限制。但其用窄脉冲激光进行治疗可显著降低组织热损伤的效果得到了人们的认同和重视。在随后的几年里，国内不少企业借着“超脉冲”的概念，把玻璃管结构的激光器用电脉冲激励的方法获得脉冲激光输出，先后推出多种所谓的“超脉冲CO2激光治疗仪”，但由于玻璃激光管结构上的限制，当激励电脉冲小1毫秒时，其相应的光脉冲能量极低，故实际上这种所谓的“超脉冲CO2激光治疗仪”的光脉冲宽度都在几十毫秒，大大超过了生物组织的热扩散时间，但比以前连续输出的CO2激光治疗仪已有明显的优势。因此，这种所属的“超脉冲CO2激光治疗仪”使用连续工作模式的封离型CO2激光作手术刀，存在激光输出峰值功率不高(即刀不锋利)，光束对组织的作用时间较长，容易造成损伤，引起周围组织水肿等术后不良反应。按照生物组织热播激光能量的实验研究结果，作用于生物组织的光脉冲宽度小于1毫秒，即小于生物组织的热扩散时间，且在同一点生物组织上相邻光脉冲作用间隔大于1.5ms，就能保证组织有足够时间散热，使得激光刀在切除病灶部位时对周围正常组织的热损伤极小，或几乎不损伤。而目前在临床上使用的CO2激光刀都是对生物组织进行“点”作用，激光束的移动是靠医护人员操作，根本无法避免激光束对周围组织的热损伤，手术后使周围组织产生水肿等付作用的存在。
发明内容
本实用新型的目的是为了克服现有CO2激光治疗仪的缺点，提供一种对组织的热损伤极小，又能充分发挥激光器效率的微创伤CO2激光治疗仪。
本实用新型的技术方案是：一种微创伤CO2激光治疗仪，包括控制单元、电源、冷却系统、CO2激光器、导光关节臂和会聚透镜，CO2激光器发出的激光束通过导光关节臂传输，经会聚透镜会聚到到生物组织上，其特点是，所述的CO2激光器选用0～300KHz频率可调的高频脉冲CO2激光器；在会聚透镜后置有一个由受控制单元控制的电机和偏转反射镜连接而成的线性扫描器，经会聚透镜后的激光束经线性扫描器扫描在生物组织上形成由多个光脉冲组成的一条线而形成的“线光刀”。
本实用新型由于采用高频脉冲CO2激光器，保证每个光脉冲宽度均小于1ms，会聚透镜后置有线性扫描器，使激光束经线性扫描后在生物组织上形成由若干光脉冲组成的一条线，这样既充分发挥高频脉冲的工作效率，又能使任一点生物组织受到的二个相邻的光脉冲刺激的时间间隔均大于1.5ms以上，就能保证生物组织有足够时间散热，使得激光刀在切除病灶部位时对周围正常组织的热损伤极小，或几乎不损伤。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为线性扫描的工作原理图；
图3为高频脉冲CO2激光器输出脉冲示意图；
图4为光脉冲点位置示意图。
具体实施方式
由图1所示，一种微创伤CO2激光治疗仪，包括控制单元1、电源2、冷却系统3、CO2激光器4、导光关节臂5和会聚透镜7，CO2激光器发出的激光束通过导光关节臂传输，经会聚透镜会聚到到生物组织上，其特点是，所述的CO2激光器4选用0～300KHz频率可调的高频脉冲CO2激光器；在会聚透镜7后置有一个由受控制单元1控制的电机9和偏转反射镜10连接而成的线性扫描器8，经会聚透镜7后的激光束经线性扫描器扫描在生物组织上形成由多个光脉冲组成的一条线而形成的“线光刀”。控制单元1：由计算机对激光器发射脉冲和手术参数进行设置。电源2：提供整机和激光器的所有功率源和激励源。CO2激光器4，选用LASY-20P型号，其基本特性见附表，输出光脉冲宽度小于0.8ms。导光关节臂5：具有7关节的导光关节臂。由图1、图2所示，线性扫描器8安装在导光关节臂最后一关节的会聚透镜7后，当由导光关节臂5传输的一束激光经导光关节臂5最后关节的反射镜6通过会聚透镜7再经以一定频率一定偏转角来回扫描的反射镜10反射后，投射在生物组织上是一列光脉冲排成的一条线，如果线性扫描器不扫描，也即反射镜10不偏转，则会聚的激光束就落在B点，若线性扫描器开始工作，也即电机9带动反射镜10来回偏转，会聚的激光束则在AC之间来回扫描，形成一条刀光线，改变反射镜10偏转角的大小，就可改变线光刀的线长度，使线性扫描器绕入射光束转动，就可达到改变线光刀的线取向。偏转反射镜10有多种驱动方式：电驱动、压电驱动和超声驱动等。
本实用新型选用的CO2激光器输出光脉冲宽度为0.8ms，如果二个光脉冲之间的间隔也为0.8ms，则CO2激光器输出脉冲周期则为1.6ms，如图3所示，激光束经会聚透镜7和线性扫描器8后在生物组织上形成一条由若干光脉冲组成的一条线，现以10个光脉冲为例来说明。各点位置如图4所示，分别以1～10表示。本实用新型的线性扫描器有两种工作方式：
1.逐行快速来回扫描方式：
即光束从1点扫描到10点，线性扫描器快速回归，第11个光脉冲又从第1点扫起，依次进行，第20个光脉冲在第10点上扫描完后，又快速回归，第21个脉冲又从第1点开始扫描，这种扫描方式，可以保证生物组织上每一点受到二个光脉冲刺激间隔为1.6ms×10＝16ms。
2.来回往复扫描方式：
这种扫描方式是通过线性扫描器8的反射镜10来回往复偏转，其聚焦光束会聚点的顺序为12345678910987654321234...这样的往复顺序扫描。在第9个光脉冲在第9点上刺激后第10个光脉冲是刺激第10点，而第11个光脉冲又刺激第9点，第12个光脉冲刺激第8点......，显然，即使二个光脉冲刺激最靠近的第9点，是由第9个光脉冲和第11个光脉冲刺激的，这可从图3可知，第9个光脉冲刺激结束到第11个光脉冲开始刺激，其时间间隔为：0.8ms+1.6ms＝2.4ms，也大于能保证生物组织有足够时间散热的二个光脉冲刺激同一点的1.5ms时间间隔。
以上所述内容仅为本实用新型构思下的基本说明，而依据本实用新型的技术方案所作的任何等效变换，均应属于本实用新型的保护范围。
附表
LASY-20系列激光器
型号     LASY-20     LASY-20P LASY-20D
连续输出功率(瓦)     20     15(平均) 可在LASY-12和LASY-12P之间切换工作模式，依据使用28伏7安培或48伏4安培电源而定
峰值功率(瓦)     20     55
光束质量(M2)     ＜1.1     ＜1.1
光腰直径(毫米)     2.4     2.4
光腰位置     输出镜     输出镜
全角发散角     5.5mrad     5.5mrad
功率稳定性     ±10％     ±10％
波长(μm)     10.6左右     10.6左右
上升时间(μs)     200     70
下降时间(μs)     200     90
可调频率     0～300kHz     0～300kHz 0-
占空比范围     0-100％     0-25％，脉冲低于0.8ms
电压     28伏     48伏
电流     14安培     8安培
冷却方式     强制风冷     强制风冷
工作温度     5-40C     5-40C
外形尺寸(英寸)     28x3.8x3     28x3.8x3

Claims (1)

1、一种微创伤CO2激光治疗仪，包括控制单元、电源、冷却系统、CO2激光器、导光关节臂和会聚透镜，CO2激光器发出的激光束通过导光关节臂传输，经会聚透镜会聚到到生物组织上，其特征在于，所述的CO2激光器选用0～300KHz频率可调的高频脉冲CO2激光器；在会聚透镜后置有一个由受控制单元控制的电机和偏转反射镜连接而成的线性扫描器，经会聚透镜后的激光束经线性扫描器扫描在生物组织上形成由多个光脉冲组成的一条线而形成的“线光刀”。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN101879351B (zh) * 2009-05-06 2012-07-11 武汉博激世纪科技公司 一种用于前列腺汽化和消融的980nm高功率半导体激光装置
CN103040521A (zh) * 2013-01-04 2013-04-17 上海晟昶光电技术有限公司 一种仿形激光显微手术系统及其使用方法
CN105963015A (zh) * 2016-07-20 2016-09-28 合肥安博罗医疗器械有限公司 激光皮肤治疗仪
CN106073893A (zh) * 2016-07-20 2016-11-09 合肥安博罗医疗器械有限公司 一种co2激光治疗仪

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