CS225434B1 - Přídavné zařízení k laseru určené pro homogenní ozáření pravoúhlých polí s plynule měnitelnou plochou - Google Patents

Description

Vynález se týká přídatného zařízení k laseru, určeného pro homogenní ozáření pravoúhlých polí s plynule měnitelnou ploohou, obsahující dvě odrazové ploohy umístěné v optioké dráze laserového svazku. Vlastnosti a účinky pulsního a kontinuálního laserového záření jsou praktioky využívány v mnoha oborech, biologioké nevyjímaje. V lékařství se využívají vlastnosti laserového záření jednak ke zpřesněni diagnostiky používáním laserové endoskopie, kde laserové záření vhodné vlnové délky je vedeno ohebným světlovodem do dutin těla, ve kterýoh slouží ke zlepšení osvětlení pro pouhé pozorování nebo fotografování, dále při malých zákrocích, jako jsou extirpaoe nebo kauterizace malých tkáňových útvarů. Jiné vlnové délky záření s větší energií a výkonem jsou používány k chirurgickým zákrokům v různých oboreoh, například v chirurgii, gynekologii, v krčním, ušním a očním lékařství, poněvadž při Jejioh aplikaci dochází k minimálnímu krvácení.

Biologické účinky zářeni vhodných vlnovýoh délek jsou využívány k léčbě špatně se hojícíoh béroových vředů a jiných •fěžoe léčitelných kožních leží, například postiradiačních poškození kůže atd. Poměrně nové je využití laserů ve fotodermatologii a fotodynamické terapii povrchně uložených kožních nádorů. V běžné praxi se k ozařování používají lasery s pevným kmitočtem, zřídka barvivové lasery s proměnným kmitočtem, k jiným účelům plynové lasery s pulsnim nebo kontinuálním provozem. K rozšíření laserového svazku, to je ke zvětšení průměru jeho světelné stopy dopadající na tkán v určité vzdálenosti lze za určitých předpokladů použit čočky s odlišnou optickou mohutnosti, což má význam při ozařování rozsáhlejších kožních plooh. Jiná možnost jednorázového ozařování velikýoh kožních ploch je

2,

225 434 rastrováni laserovým svazkem, který se pohybuje po celém poli, které má být ozářeno.

V léčebném provozu se klade zvláštní důraz na rychlé a přesné nastavení světelné stopy na nemocné místo, aniž by se muselo hýbat laserem nebo ošetřovaným, který má během ozářeni pohodlně a zoela relaxované ležet.

Z biologického hlediska je důležité rovnoměrné rozloženi energie v použité světelné stopě, která má mít větší průměr než léčená kožní plocha. Jsme-li z technických důvodů nuceni ozářit větší kožní lézi než je průměr světelné stopy, umíslujeme na postiženou kůži světelné stopy v časovém sledu vedle sebe. Výsledky takto provedené léčby jsou málo účinné, poněvadž metodou ''malých pól-í,ve kterých je energie nerovnoměrně rozložená,nedosáhneme homogenního rozložení.

Aby průmyslově vyráběné lasery splňovaly požadavky léčby zářením, je nutno používat zařízení, které rozšíří z laseru vystupující úzký svazek záření a umožní jeho rychlé, přesné a bezpečné zacílení ve formě světelné stopy bez poškození nemocného nebo zdravotníka.

navrhováno k získání světelných stop různého průměru používat čoček s různou optickou mohutností a k rychlému současně přesnému nastaveni vhodné světelné stopy je používáno rovinné zrcadlo. Při aplikaci optiky za účelem změny rozbíhavosti laserového svazku se v ozařovaoí praxi objevily nevýhody negativně ovlivňující léčebné výsledky. Ve světelných siopách získaných čočkami je zářivé energie rozložena podle Gaussovy křivky, t.j. ve střednioh částech světelné stopy je maximum, které k okraj prudce klesá. Není-li při ozařování k dispozici větší průměr světelné stopy, než je průměr postižené kožní ploohy, jsme nuoeni aplikovat na postiženou kožní plochu postupně několik světelných stop o menším průměru vedle sebe.

225 434

Světelné stopy většíoh průměrů (50 - 120 mm)získané z laserového svazku pomocí optiky mají poměrně neostré okraje a při následném ozáření většího pole jednotlivými světelnými stopami, které mají pokrýt oelé pole nelze bez indikátoru výkonu umístit světelné stopy tak, aby v překrývajících se částech světelných stop energie odpovídala energii ve středu světelné stopy. Uspořádání světelných stop, aby energie byla rovnoměrně rozložena po celé ploše, je zvláště obtížné proto, poněvadž jed*· notlivé světelné stopy se promítají jako kruhové ploohy s nehomogenně rozloženou energií.

Krom toho je známo, že biologický účinek kontinuálního záření na živou hmotu .má menší odezvu^než impulsní průběh nebo ultrafrakoionovanó záření.

Výše uvedené nedostatky jsou odstraněny přídatným zařízením podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že do optické dráhy laserového svazku je umístěn optický filtr opatřený dálkovým ovládáním a první rovinná odrazová plooha pevně spojená s prvním vychyl ovacím systémem pomocí první rotační osy, a do optické dráhy rozmítaného laserového svazku vysílaného z první odrazové plochy jejitonístěná druhá rovinná odrazová plocha pevně spojená s druhým vyohylovacím systémem pomocí druhé rotační osy, přičemž první i druhý vyohylpvaoí systém jsou připojeny ke generátoru propojenýmrs ovládacími prvky.

První rovinná odrazová plocha umístěná v optioké dráze laserového svazku má s výhodou tvar prostorové odrazové

7..

plochy např. rotační válcové ploohy.

Předností přídatného zařízení podle vynálezu je, že umožňuje rozmítávat laserový svazek postupně pomooí dvou pohyblivých odrazových ploch, které lze ovládat pomocí elektrickýoh obvodů tak, že změnou přiváděného napětí z generátoru lze plynule měnit amplitutu použitýoh odřazovýoh

- 4 225 434 ploch, čímž se ovlivňuje velikost ozařovaného pole a nastavením vhodnýoh frekvencí lze optimalizovat homogenitu ozáření daného pravoúhlého pole.

Přídatné zařízení podle vynálezu je znázorněno na přiloženém výkrese V ty

Do optioké dráhy laserového svazku 2 yyoházejíoího z laseru 3L je umístěn optický filtr 12 opatřený dálkovým ovládáním 13 a první rovinná odrazová plocha 3 pevně spojená s prvním vychylovacím systémem X £ pomocí první rotační osy 4,, dále je do optioké dráhy rozmítaného laserového svazku 7 vysílaného z první rovinné odrazové plůchy £ umístěna druhá hovinná odrazová plocha 6 pevně spojená s druhým^ vychyl ovacím systémem y 8 pomocí druhé rotační osy 9« přičemž první i druhý vyohylovaoí, systém J5 a 8 jsou spojeny s generátorem 10^propojeným s ovládacími prvky 11,J Přídatné zařízení praouje následovně :

Do dráhy přímého laserového svazku 2 je vložena první pohyblivá odrazová plocha 3 spojená s vychylovaoím systémem X £ pomoci rotační osy 4. Přímý laserový svazekj^e nejprve rozraitán kmitavým pohybem první pohyblivé odrazové plochy £ (5θ “ 200 Hz) odkud se odráží na rovinu druhé odrazové ploohy 6^, na které krajní polohy rozmí taného laserového svazku 7 vytváří světelnou stopu délky x^. Délka této světelné stopy je závislá na velikosti výchylky^/·? vychylovaoího systému X kterou lze hodnotit podle změny úhlu ’2X příslušné rotační osy 4 se spojenou odrazovou plochou 3. Pomocí druhé pohyblivé odrazové ploohy 6. ovládané vlastním vychylovaoím systémem 8 s frekvenci (l-25 Hz) se stopa x^ rozmitává dále do výchylky y^, jejíž velikost je závislá na výchylce vychylovaoího systému y 8.

Výchylku y^ lze hodnotit podle změny úhlu /5 příslušné rotační osy £ spojené s odrazovou plochou 6. V určité vzdálenosti od stopy x^ se tato projikuje výchylkou x^ a spolu s výohylkou y^ určují velikost ozářeného pole.

225 434

Přivedeme-li z generátoru 10 rozdílné napětí trojúhelníkového průběhu na jednotí i vé/vy ohy 1 o vaoí systémy~[x a y^ 2>8, vznikají různé úhlové změny a ⁿrfⁿ příslušnýoh rotačníoh ⁰⁸ —» 2’ které se přenáší na jejloh odrazové plochy 2» É.· Momentální výohylky odrazovýoh ploch 2» 6.» vznikájípí změnami přiváděných napětí jsou závislé na poloze ovládacíoh prvků 11 a způsobují změny rozměrů pravoúhlého ozařovaného pole. Rozdílné frekvence F^ a F^ ovlivňují homogenitu ozářeného pole.

K ochraně nemocného a zdravotníků před škodlivými účinky laserového záření slouží optický filtrTtl2 dálkově ovládaný 13»

Z laseru 1 vycházející přímý laserový svazek 2 dopadá na pohyblivou odrazovou ploohu 3, spojen^pomocí rotační osy 4 s vyohylovaoím systémem x 2· Přímý laserový svazek 2 se kmltavým pohybem odrazové plochy 2 rozmxtá na druhou pohyblivou odrazovou ploohu 6, na které vytváří stopu délky x^.

Tato délka je určena krajními polohami rozmítaného laserového svazku 2 ^a j®' závislá na velikosti výchylky vyohylovacího systému x 5. Pomocí druhé pohyblivé odrazové ploohy 6 ovládané vlastním vyohylovaoím systémem y 8 a frekvenoí (l - 25 Hz) se rozmitaný laserový svazek 2 rozmxtává dále a jeho okrajové polohy tvoří výchylku y^. Velikost výcljiky y^ je závislá na velikosti výohylky vychylovacího systému y 8, která se projevuje změnou úhlu rotační osy 9.

V určité vzdálenosti od stopy x^ se tato projevuje výchylkou a spolu s výohylkou určují velikost ozářeného pole. Přivedeme-li z generátoru 10, různé napětí trojúhelníkového průběhu na jednotlivézvyohylovací systómy\x ^a y) 5 ^a — vznikají odlišné úhlové výchylky o/ a /J” příslušnýoh rotačních os 4 a 2» které se přenáší na jejich odrazové plochy 2 ^a 6.·

Výohylky odrazovýoh ploch 2>É,> vzniká jí oi různými hodnotami napětí, jsou proměnné dle polohy ovládaoíoh prvkůYv panelu^li) a určují rozměry ozářené ploohy a y^. Homogenita ozářeného pole je ovlivňována frekvenoí F^ a

Claims (2)

PŘEDMĚT VYNÁLEZU 225 434

1. Přídavné zařízení k laseru určené pro homogenní ozáření pravoúhlých polí s plynule měnitelnou plochou obsahující dvě odrazové plochy umístěné do optické dráhy laserového svazku, vyznačujíoí setím, že do optické dráhy laserového svazku (2) je umístěn optický filtr (12) opatřený dálkovým ovládáním (l3) a první rovinná odrazová plocha (3) pevně spojená s prvním vychyl ovacím systémem (5) pomocí rotační osy (4), přičemž do optické dráhy rozmítaného laserového svazku (7), vysílaného z první odrazové ploohy (3)» je umístěna druhá rovinná odrazová plocha (6) pevně spojená s druhySn vychylovacím systémem (8) pomocí rotační osy (9), přitom první i druhý vychylovací systém (5 a 8) jsou připojeny ke generátoru (lO), propo jen£nj^o vláda čími prvky (ll).

2. Přídatnó zařízení podle bodu 1, vyznačující se tím, že první odrazová plooha (3) umístěná v optické dráze laserového svazku (2) má tvar prostorové odrazové plochy.