ITMI20102196A1 - SYSTEM AND METHOD OF PROTECTION FOR THE USE OF A LASER - Google Patents
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Description
Descrizione di un brevetto d’invenzione avente per titolo: “Sistema e metodo di protezione per l’uso di un laser†Description of an invention patent entitled: â € œSystem and method of protection for the use of a laserâ €
DESCRIZIONE DESCRIPTION
La presente invenzione si riferisce ad un sistema e ad un metodo di protezione per l'uso di un laser, in particolare per l'uso come terapia fisica. The present invention relates to a protection system and method for the use of a laser, in particular for use as physical therapy.
Nella medicina sportiva, in fisioterapia, nella terapia del dolore trovano largo impiego i laser, grazie ai loro effetti antalgici, antiflogistici ecc. Lasers are widely used in sports medicine, physiotherapy, pain therapy, thanks to their analgesic, anti-inflammatory effects, etc.
La radiazione laser, penetrando nei tessuti, provoca delle reazioni biochimiche che inducono vasodilatazione, aumento del drenaggio linfatico, stimolazione metabolica, ecc. The laser radiation, penetrating into the tissues, causes biochemical reactions that induce vasodilation, increase in lymphatic drainage, metabolic stimulation, etc.
L’energia emessa dai laser in queste applicazioni può essere anche di alcuni Watt e quindi può essere pericolosa in particolare se raggiunge gli occhi di una persona. The energy emitted by the lasers in these applications can be even a few Watts and therefore can be particularly dangerous if it reaches a person's eyes.
Infatti la classificazione dei laser in base alla potenza definisce i laser con potenza <0,04mW (classe 1 ), completamente innocui; con potenza <1 mW (classe 2), normalmente non in grado di arrecare danni alla vista; con potenza <5mW (classe 3), possono danneggiare la vista; con potenza >500mW (classe 4), Ã ̈ pericolosa l'esposizione anche al raggio diffuso. In fact, the classification of lasers based on power defines lasers with power <0.04mW (class 1), which are completely harmless; with power <1 mW (class 2), normally not capable of causing damage to sight; with power <5mW (class 3), they can damage eyesight; with power> 500mW (class 4), exposure to diffuse beam is also dangerous.
Quindi gli operatori ed i pazienti devono sempre indossare gli appositi occhiali di protezione. Therefore operators and patients must always wear the appropriate protective goggles.
Scopo della presente invenzione à ̈ quello di provvedere ad un sistema di protezione per l'uso di laser, senza l'uso di occhiali di protezione. The purpose of the present invention is to provide a protection system for the use of lasers, without the use of protective goggles.
In accordo con la presente invenzione, tali scopi ed altri ancora vengono raggiunti da un sistema di protezione per l’uso di laser in accordo alla rivendicazione 1. In accordance with the present invention, these aims and others are achieved by a protection system for the use of lasers in accordance with claim 1.
Ulteriori caratteristiche dell’invenzione sono descritte nelle rivendicazioni dipendenti. Further characteristics of the invention are described in the dependent claims.
I vantaggi di questa soluzione rispetto alle soluzioni dell’arte nota sono diversi. The advantages of this solution with respect to the solutions of the known art are different.
Disponendo sul manipolo uno o più sensori di contatto disposti a corona intorno alla sezione di emissione della radiazione laser, à ̈ possibile trasferire energia laser in condizioni di massima sicurezza nei confronti del rischio oculare. By placing on the handpiece one or more contact sensors arranged in a crown around the laser radiation emission section, it is possible to transfer laser energy in conditions of maximum safety against ocular risk.
infatti la procedura attuale prevede l'uso obbligatorio di occhiali di protezione. Questa prescrizione per la sicurezza à ̈ assicurata, però solo dalla sensibilità e dalla cultura dell'operatore. in fact, the current procedure provides for the mandatory use of protective goggles. This safety requirement is assured, however, only by the sensitivity and culture of the operator.
Con la presente invenzione migliora lo standard di sicurezza per il rischio oculare e fa cadere l'obbligo dell’uso di occhiali di protezione con un risparmio economico non trascurabile. With the present invention it improves the safety standard for ocular risk and eliminates the obligation to use protective goggles with a not negligible economic saving.
L'operatore può quindi operare anche senza occhiali. Con il sensore in accordo alla presente invenzione l'abilitazione all'emissione à ̈ sempre subordinata al rispetto di un particolare contatto tra pelle e emettitore laser che rende trascurabile e/o assente il rischio di esposizione dell'occhio alla radiazione laser. The operator can therefore operate even without glasses. With the sensor according to the present invention, the enabling of the emission is always subject to the respect of a particular contact between the skin and the laser emitter which makes the risk of exposure of the eye to laser radiation negligible and / or absent.
Le caratteristiche ed i vantaggi della presente invenzione risulteranno evidenti dalla seguente descrizione dettagliata di una sua forma di realizzazione pratica, illustrata a titolo di esempio non limitativo negli uniti disegni, nei quali: The characteristics and advantages of the present invention will become evident from the following detailed description of a practical embodiment thereof, illustrated by way of non-limiting example in the accompanying drawings, in which:
la figura 1 mostra schematicamente un sistema laser, in accordo alla presente invenzione; Figure 1 schematically shows a laser system, according to the present invention;
la figura 2 mostra schematicamente un manipolo laser, visto lateralmente, in accordo alla presente invenzione; figure 2 schematically shows a laser handpiece, seen from the side, according to the present invention;
la figura 3 mostra schematicamente un particolare del manipolo laser, visto da sotto, in accordo alla presente invenzione; figure 3 schematically shows a detail of the laser handpiece, seen from below, according to the present invention;
la figura 4 mostra schematicamente i circuiti di controllo di un sistema laser, in accordo alla presente invenzione. Figure 4 schematically shows the control circuits of a laser system, according to the present invention.
Riferendosi alle figure allegate, un sistema laser, in particolare per l’uso biostimolante, in accordo alla presente invenzione, comprende un generatore laser 10, comprensivo dei circuito di alimentazione e controllo, di un cavo 11 che collega il generatore laser 10 ad un manipolo 12. Il cavo 11 à ̈ un cavo composito che deve trasferire, in modo flessibile il raggio laser ed i cavi elettrici di alimentazione e controllo del manipolo 12. Dal manipolo 12 fuoriesce il raggio laser, ed à ̈ usato manualmente dall’operatore che indirizza verso la parte del corpo del paziente da biostimolare. Referring to the attached figures, a laser system, in particular for biostimulating use, according to the present invention, comprises a laser generator 10, including the power supply and control circuit, a cable 11 which connects the laser generator 10 to a handpiece 12. The cable 11 is a composite cable that must flexibly transfer the laser beam and the electric power and control cables of the handpiece 12. The laser beam comes out of the handpiece 12 and is used manually by the operator which directs towards the part of the patient's body to be biostimulated.
Il manipolo 12 può avere varie forme a secondo dello scopo e della praticità . The handpiece 12 can have various shapes according to the purpose and practicality.
In particolare, il manipolo 12 ha una porzione principale 13 atta ad essere tenuta in mano dall’operatore ed una porzione terminale 14 dove esce il raggio laser. In particular, the handpiece 12 has a main portion 13 suitable for being held in the hand by the operator and a terminal portion 14 where the laser beam exits.
La porzione terminale 14, nel caso particolare, comprende una corona circolare 15, al cui interno à ̈ presente l’ottica 16 di uscita del raggio laser. The terminal portion 14, in the particular case, comprises a circular crown 15, inside which there is the optic 16 for the output of the laser beam.
La parte che va a contatto col paziente della porzione terminale 14 comprende 4 piastrine metalliche 20 disposte a corona attorno all’ottica 16 di uscita del raggio laser. The part that comes into contact with the patient of the terminal portion 14 comprises 4 metal plates 20 arranged in a crown around the optic 16 for the output of the laser beam.
Il posizionamento delle piastrine 20 deve essere fatto in modo che siano in prossimità della distanza focale del raggio laser in uscita dal manipolo, in modo che quando il manipolo à ̈ appoggiato sulla cute, e non può più essere puntato verso gli occhi, si attivi il raggio laser e non prima. The positioning of the plates 20 must be done in such a way that they are close to the focal distance of the laser beam exiting the handpiece, so that when the handpiece is resting on the skin, and can no longer be pointed towards the eyes, the laser beam and not before.
Le piastrine 20 sono di forma rettangolare e sono realizzate preferibilmente su una piastra a circuito stampato mediante tecniche ben note di fotoincisione. The plates 20 are rectangular in shape and are preferably made on a printed circuit board by well known photoengraving techniques.
Le piastrine 20 realizzate sul circuito stampato sono affacciate verso l’interno del manipolo 12 in modo che il circuito stampato abbia la funzione del dielettrico. The plates 20 formed on the printed circuit face towards the inside of the handpiece 12 so that the printed circuit has the function of the dielectric.
Le piastrine 20 rappresentano una delle armature di un condensatore mentre l'altra armatura del condensatore à ̈ realizzata dal corpo del paziente. The plates 20 represent one of the plates of a capacitor while the other plate of the capacitor is made by the patient's body.
Ognuna delle quattro piastrine 20, corrispondenti ciascuna ad un condensatore diverso, sono connesse ad un circuito 21 di misura delle quattro capacità , come ad esempio il circuito integrato LDS6100 della società Integrated Device Technology Ine. Each of the four plates 20, each corresponding to a different capacitor, are connected to a measurement circuit 21 of the four capacities, such as the integrated circuit LDS6100 of the company Integrated Device Technology Ine.
Tale dispositivo effettua una conversione del valore della capacità in digitale (convertitore CDC) e rileva le variazioni delle quattro capacità esterne. Quando un cambiamento nella capacità si presenta sopra la soglia definita dall'operatore, tale evento viene riconosciuto ed un microprocessore 22, che gestisce il manipolo ed il generatore laser, à ̈ notificato tramite una operazione di interrupt, in modo da attivare il generatore laser. This device performs a conversion of the capacitance value to digital (CDC converter) and detects the variations of the four external capacities. When a change in capacity occurs above the threshold defined by the operator, this event is recognized and a microprocessor 22, which manages the handpiece and the laser generator, is notified by means of an interrupt operation, in order to activate the laser generator.
Essendoci quattro sensori 20, l'interpretazione delle variazioni di capacità di ognuno dei sensori, à ̈ realizzata secondo le esigenze. Since there are four sensors 20, the interpretation of the capacity variations of each of the sensors is made according to the needs.
Ad esempio, al superamento della capacità prefissata di almeno un sensore si potrebbe programmare l'accensione del generatore laser. Oppure, per raggiungere una maggiore sicurezza, l’attivazione del generatore laser potrebbe essere al superamento del valore prefissato di almeno due sensori o di tutti e quattro. For example, when the predetermined capacity of at least one sensor is exceeded, the ignition of the laser generator could be programmed. Or, to achieve greater safety, the activation of the laser generator could be when the preset value of at least two sensors or all four is exceeded.
Il funzionamento del dispositivo secondo l’invenzione appare evidente da quanto descritto ed illustrato e, in particolare, à ̈ sostanzialmente il seguente. The operation of the device according to the invention appears evident from what has been described and illustrated and, in particular, is substantially the following.
Si accende il dispositivo laser, attivandosi però solo il circuito di controllo del manipolo ma non il generatore laser. Quando il valore della capacità percepita, ad esempio, da almeno due sensori, supera il valore di capacità prefissato si attiva il generatore laser, e quando il valore letto scende al di sotto di tale valore, il generatore laser viene spento. The laser device turns on, but only the control circuit of the handpiece is activated but not the laser generator. When the value of the perceived capacity, for example, by at least two sensors, exceeds the predetermined capacity value, the laser generator is activated, and when the value read falls below this value, the laser generator is switched off.
La tecnologia scelta per questa applicazione à ̈ basata sui "sensori capacitivi", viene cioà ̈ sfruttato il fenomeno fisico per il quale il corpo umano rappresenta un condensatore, fattore che permette di discriminare la prossimità rispetto ad altri materiali come vetro, stoffa, legno ecc., che non attivano il laser Esistono in commercio alcune famiglie di circuiti elettronici di recente progettazione ed introduzione sul mercato che utilizzando questo principio permettono l'utilizzo di questo sistema nei più svariati campi applicativi con una grande versatilità . L'implementazione di questo sistema di rilevamento della presenza del corpo umano à ̈ molto flessibile. Separando la funzione del sensore capacitivo vero e proprio da quella di condizionamento del segnale e di interfaccia verso il sistema intelligente di gestione dell'apparecchiatura in toto, si ha la possibilità di adattare la forma e le dimensioni della testa laser alle più diverse applicazioni. Fermo restando il principio per il quale la sezione delegata a "sentire" la presenza del corpo umano deve essere il più possibile vicina alla sezione di condizionamento del segnale. Questo accorgimento serve a rendere il segnale acquisito più "pulito", migliorando il rapporto segnale/disturbo e quindi ad evitare che ci siano false interpretazioni del segnale rilevato da parte del circuito integrato di condizionamento. Per quanto riguarda invece la distanza tra questo ultimo circuito ed il microprocessore di supervisione non ci sono particolari problemi. Il microprocessore che comunica con la sezione di condizionamento del segnale rilevato si occupa di inviare al circuito integrato stesso il valore del livello di soglia oltre il quale il valore di capacità letto si ritiene generato da una sufficiente prossimità del punto di applicazione. Superato questo valore il circuito integrato avvisa il microprocessore con un segnale di attenzione immediata e successivamente il microprocessore, allertato da questo segnale, interroga il circuito integrato richiedendo lo stato generale dei sensori e ottenendo in risposta la situazione attuale della griglia dei sensori. Questa procedura si ripete ogni volta che c'à ̈ un cambiamento nello stato dei sensori, sia in attivazione che in disattivazione dei singoli sensori, e garantisce una risposta rapida del sistema. Come ulteriore accorgimento per ottimizzare l'aspetto "sicurezza" del sistema, à ̈ prevista una interrogazione estemporanea, abbastanza fitta nel tempo, per verificare che il circuito integrato sia nelle condizioni ottimali di funzionamento e, rispondendo alle richieste del microprocessore, dia conferma di essere attivo e ben funzionante. The technology chosen for this application is based on "capacitive sensors", that is, the physical phenomenon for which the human body represents a capacitor is exploited, a factor that allows to discriminate proximity with respect to other materials such as glass, fabric, wood, etc. ., which do not activate the laser There are some families of electronic circuits of recent design and introduction on the market on the market which, using this principle, allow the use of this system in the most varied fields of application with great versatility. The implementation of this human body presence detection system is very flexible. By separating the function of the capacitive sensor itself from that of signal conditioning and interface to the intelligent management system of the entire equipment, it is possible to adapt the shape and size of the laser head to the most diverse applications. Without prejudice to the principle according to which the section delegated to "feel" the presence of the human body must be as close as possible to the signal conditioning section. This expedient serves to make the acquired signal "cleaner", improving the signal / noise ratio and therefore to avoid false interpretations of the signal detected by the integrated conditioning circuit. As far as the distance between this last circuit and the supervisory microprocessor is concerned, there are no particular problems. The microprocessor that communicates with the conditioning section of the detected signal is responsible for sending to the integrated circuit itself the value of the threshold level beyond which the read capacity value is considered to be generated by a sufficient proximity to the application point. Once this value is exceeded, the integrated circuit warns the microprocessor with an immediate attention signal and then the microprocessor, alerted by this signal, interrogates the integrated circuit requesting the general status of the sensors and obtaining in response the current situation of the sensor grid. This procedure is repeated every time there is a change in the status of the sensors, both in activation and deactivation of the individual sensors, and guarantees a rapid response of the system. As a further precaution to optimize the "safety" aspect of the system, an impromptu interrogation, quite dense over time, is envisaged to verify that the integrated circuit is in optimal operating conditions and, responding to the microprocessor's requests, confirms that it is up and running.
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