RU2571322C1 - Vessel and hollow organ radiation device - Google Patents

Vessel and hollow organ radiation device Download PDF

Info

Publication number
RU2571322C1
RU2571322C1 RU2014145473/14A RU2014145473A RU2571322C1 RU 2571322 C1 RU2571322 C1 RU 2571322C1 RU 2014145473/14 A RU2014145473/14 A RU 2014145473/14A RU 2014145473 A RU2014145473 A RU 2014145473A RU 2571322 C1 RU2571322 C1 RU 2571322C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
diffuser
optical
protective cap
zone
distal cone
Prior art date
Application number
RU2014145473/14A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вячеслав Григорьевич Артюшенко
Георгий Львович Даниелян
Константин Витальевич Мазайшвили
Геннадий Александрович Меерович
Original Assignee
Вячеслав Григорьевич Артюшенко
Георгий Львович Даниелян
Константин Витальевич Мазайшвили
Геннадий Александрович Меерович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Вячеслав Григорьевич Артюшенко, Георгий Львович Даниелян, Константин Витальевич Мазайшвили, Геннадий Александрович Меерович filed Critical Вячеслав Григорьевич Артюшенко
Priority to RU2014145473/14A priority Critical patent/RU2571322C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2571322C1 publication Critical patent/RU2571322C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Radiation-Therapy Devices (AREA)
  • Laser Surgery Devices (AREA)

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: in the presented device comprising a laser and a fibre-optic cable including an optic connector, a light guide with an optic core, an optic jacket and a protective polymeric jacket, an elongated diffuser with an optic core and an optic jacket, accommodating series an operational area, an optical area and a distal cone at the end, a protective cap made of an optically transparent inert material and having a cylindrical surface attached to the optic jacket in the operational area of the diffuser, and a heat-shrink protective tube on adjoining sections of the protective polymeric jacket of the light guide and the protective cap of the diffuser, covering the operational area of the diffuser. The surface of the optical area of the diffuser bears a spiral slot with a pitch distance not less than its width and no more than 1/2 lengths of the optical area of the diffuser. The slot depth smoothly increases towards the distal cone. The diffuser has a constant diameter in the operational area and an opening section of the optical area of the diffuser, a length of which makes at least 1/2 and no more than 3/4 of the length of the optical area of the diffuser, whereas in the other section of the optical area, the diffuser diameter monotonically decreases towards the distal cone. The distal cone diameter is equal to the lesser diameter of the diffuser; a conical surface of the distal cone has an angle ranging within (38÷45)° in relation to the optical axis.
EFFECT: device possesses high durability, safety and reliability.
10 cl, 3 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к медицинской технике, а более конкретно к устройствам для лазерного облучения сосудов и внутренних органов, которое вызывает изменение их стенок или образований на внутренней поверхности стенок под действием энергии лазерного излучения с определенной длиной волны.The present invention relates to medical equipment, and more specifically to devices for laser irradiation of blood vessels and internal organs, which causes a change in their walls or formations on the inner surface of the walls under the influence of laser radiation energy with a certain wavelength.

Наиболее близким аналогом предлагаемому является устройство для внутривенного лазерного облучения стенок варикозных вен, включающее лазер, оптоволоконный кабель, содержащий оптический разъем, световод с оптической сердцевиной, оптической рубашкой и защитной полимерной рубашкой, вытянутый диффузор с оптической сердцевиной и оптической рубашкой, включающий расположенные последовательно технологическую зону, оптическую зону и дистальный конус на конце, защитный колпачок, выполненный из оптически прозрачного инертного материала, прикрепленный своей внутренней цилиндрической поверхностью к оптической рубашке в технологической зоне диффузора, и термоусадочную защитную трубку на прилегающих друг к другу частях защитной полимерной рубашки световода и защитного колпачка диффузора, закрывающую технологическую зону диффузора, в диффузоре на некотором удалении от дистального конуса выполнена, по крайней мере, одна кольцевая канавка треугольного профиля [Патентная заявка US 2011/0282330, опубл. 17.11.2011 г.].The closest analogue to the proposed device is for intravenous laser irradiation of the walls of varicose veins, including a laser, an optical fiber cable containing an optical connector, an optical fiber with an optical core, an optical jacket and a protective polymer shirt, an elongated diffuser with an optical core and an optical jacket, including a technological zone located in series , the optical zone and the distal cone at the end, a protective cap made of optically transparent inert material, with replicated by its inner cylindrical surface to the optical jacket in the technological zone of the diffuser, and the heat-shrinkable protective tube on adjacent parts of the protective polymer jacket of the optical fiber and the protective cap of the diffuser, covering the technological zone of the diffuser, at least some distance from the distal cone is made at least , one annular groove of a triangular profile [Patent application US 2011/0282330, publ. November 17, 2011].

Недостаток известного устройства обусловлен тем, что в процессе его работы происходит нагрев лазерным излучением, рассеянным внутрь световода от конической поверхности дистального конуса и конических поверхностей канавок, области световода вблизи границы защитной полимерной рубашки и места приклейки защитного колпачка, где концентрируется поток рассеянного излучения. Из-за нагрева при высоких уровнях мощности лазерного излучения на поверхности указанной зоны происходит карбонизация крови и других биологических жидкостей на поверхности защитного колпачка и термоусадочной пленки, вызывающая прилипание прилегающих тканей к световоду. Кроме того, нагрев диффузора и колпачка ухудшает прочностные характеристики клея и повышает его хрупкость, а также приводит к быстрому развитию микротрещин в нагретой области. Выполнение кольцевых канавок в боковых стенках световода приводит также к существенному снижению прочности диффузора в области этих канавок и высокой вероятности его механического разрушения из-за быстрого развития в области кольцевых канавок встречных микротрещин (направленных навстречу друг другу). В целом это существенно снижает прочность диффузора во время облучения и часто приводит к его механическому разрушению в процессе процедуры облучения.A disadvantage of the known device is due to the fact that during its operation there is heating by laser radiation scattered into the fiber from the conical surface of the distal cone and the conical surfaces of the grooves, the fiber region near the boundary of the protective polymer jacket and the place of gluing the protective cap, where the flux of scattered radiation is concentrated. Due to heating at high levels of laser radiation power on the surface of this zone, carbonization of blood and other biological fluids occurs on the surface of the protective cap and heat-shrink film, causing adhesion of adjacent tissues to the fiber. In addition, heating the diffuser and cap affects the strength characteristics of the adhesive and increases its fragility, and also leads to the rapid development of microcracks in the heated region. The implementation of the annular grooves in the side walls of the fiber also leads to a significant decrease in the strength of the diffuser in the area of these grooves and the high likelihood of its mechanical destruction due to the rapid development of counter microcracks in the annular grooves (directed towards each other). In general, this significantly reduces the strength of the diffuser during irradiation and often leads to its mechanical destruction during the irradiation procedure.

Разрушение известного устройства не только срывает проведение операции, но при отрыве колпачка или диффузора внутри сосуда или органа может привести к драматическим последствиям для пациента.The destruction of the known device not only disrupts the operation, but when the cap or diffuser is torn off inside the vessel or organ, it can lead to dramatic consequences for the patient.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение прочности и надежности предлагаемого устройства в процессе эксплуатации.The technical result of the invention is to increase the strength and reliability of the proposed device during operation.

Дополнительным техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение однородности распределения мощности излучения по внутренней поверхности облучаемого сосуда или полого органа.An additional technical result of the invention is to increase the uniformity of the distribution of radiation power on the inner surface of the irradiated vessel or hollow organ.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для облучения лазерным излучением сосудов и полых органов, включающем лазер и оптоволоконный кабель, содержащий оптический разъем, световод с оптической сердцевиной, оптической рубашкой и защитной полимерной рубашкой, вытянутый диффузор с оптической сердцевиной и оптической рубашкой, включающий расположенные последовательно технологическую зону, оптическую зону и дистальный конус на конце, защитный колпачок, выполненный из оптически прозрачного инертного материала, прикрепленный своей внутренней цилиндрической поверхностью к оптической рубашке в технологической зоне диффузора, и термоусадочную защитную трубку на прилегающих друг к другу частях защитной полимерной рубашки световода и защитного колпачка диффузора, закрывающую технологическую зону диффузора, на поверхности оптической зоны диффузора выполнена спиральная канавка с шагом не меньше ее ширины и не больше 1/2 длины оптической зоны диффузора, глубина канавки плавно увеличивается по направлению к дистальному конусу, диффузор выполнен с постоянным диаметром в технологической зоне и начальной части оптической зоны диффузора, длина которой составляет не менее 1/2 и не более 3/4 от длины оптической зоны диффузора, а в оставшейся части оптической зоны диаметр диффузора монотонно уменьшается по направлению к дистальному конусу, диаметр дистального конуса равен меньшему диаметру диффузора, коническая поверхность дистального конуса имеет угол относительно оптической оси в пределах (38÷45)°.The specified technical result is achieved by the fact that in the device for irradiating the vessels and hollow organs with laser radiation, including a laser and an optical fiber cable, comprising an optical connector, an optical fiber with an optical core, an optical jacket and a protective polymer jacket, an elongated diffuser with an optical core and an optical jacket, including a technological zone, an optical zone and a distal cone located at the end located in series, a protective cap made of optically transparent inert material, fastened with its inner cylindrical surface to the optical jacket in the technological zone of the diffuser, and a heat-shrinkable protective tube on adjacent parts of the protective polymer jacket of the fiber and the protective cap of the diffuser, covering the technological zone of the diffuser, a spiral groove is made on the surface of the optical zone of the diffuser with a pitch of at least width and not more than 1/2 the length of the optical zone of the diffuser, the depth of the groove gradually increases towards the distal cone, the diffuser is made with a constant diameter in the technological zone and the initial part of the optical zone of the diffuser, the length of which is at least 1/2 and no more than 3/4 of the length of the optical zone of the diffuser, and in the remaining part of the optical zone the diameter of the diffuser monotonously decreases towards the distal cone, the diameter of the distal the cone is equal to the smaller diameter of the diffuser, the conical surface of the distal cone has an angle relative to the optical axis in the range (38 ÷ 45) °.

Технический результат достигается также тем, что по всей длине оптической зоны диффузора расстояние от оси диффузора до дна канавки составляет не менее D/4, где D - диаметр диффузора в данной его точке.The technical result is also achieved by the fact that along the entire length of the optical zone of the diffuser, the distance from the axis of the diffuser to the bottom of the groove is at least D / 4, where D is the diameter of the diffuser at its given point.

Технический результат достигается также тем, что поверхность канавки, обращенная к технологической зоне, образует с продольной осью световода угол в пределах 30°÷90°, а поверхность канавки, обращенная к дистальному конусу, образует с продольной осью световода угол в пределах 20°÷90°.The technical result is also achieved by the fact that the surface of the groove facing the technological zone forms an angle with the longitudinal axis of the fiber within 30 ° ÷ 90 °, and the surface of the groove facing the distal cone forms an angle with the longitudinal axis of the fiber within 20 ° ÷ 90 °.

Технический результат достигается также тем, что поверхность канавки, обращенная к технологической зоне, образует с продольной осью световода угол в пределах (38 ± 2,5)°, а поверхность канавки, обращенная к дистальному конусу, образует с продольной осью световода угол в пределах (52 ± 2,5)°.The technical result is also achieved by the fact that the surface of the groove facing the technological zone forms an angle with the longitudinal axis of the fiber within (38 ± 2.5) °, and the surface of the groove facing the distal cone forms an angle with the longitudinal axis of the fiber within ( 52 ± 2.5) °.

Технический результат достигается также тем, что присоединительный конец защитного колпачка имеет коническую фаску на внутренней поверхности и скругленный переход между конической фаской и цилиндрической наружной поверхностью.The technical result is also achieved by the fact that the connecting end of the protective cap has a conical chamfer on the inner surface and a rounded transition between the conical chamfer and the cylindrical outer surface.

Технический результат достигается также тем, что присоединительный конец защитного колпачка имеет коническую фаску с углом в диапазоне (45 ± 15)°.The technical result is also achieved by the fact that the connecting end of the protective cap has a conical bevel with an angle in the range (45 ± 15) °.

Технический результат достигается также тем, что на наружной поверхности защитного колпачка на расстоянии в пределах 0÷2Dк от присоединительного конца выполнена по крайней мере одна проточка шириной в пределах 0÷2(Dк-dк) и глубиной 0÷0,35(Dк-dк), где Dк - внешний диаметр защитного колпачка, dк - внутренний диаметр защитного колпачка.The technical result is also achieved by the fact that on the outer surface of the protective cap at a distance of 0 ÷ 2D to the connecting end, at least one groove is made with a width of 0 ÷ 2 (D to -d to ) and a depth of 0 ÷ 0.35 ( D to -d k ), where D to - the outer diameter of the protective cap, d to - the inner diameter of the protective cap.

Технический результат достигается также тем, что защитный колпачок выполнен из кварца.The technical result is also achieved by the fact that the protective cap is made of quartz.

Технический результат достигается также тем, что защитный колпачок выполнен из лейкосапфира.The technical result is also achieved by the fact that the protective cap is made of leucosapphire.

Технический результат достигается также тем, что защитный колпачок выполнен из лейкосапфира, выращенного методом профилированного роста.The technical result is also achieved by the fact that the protective cap is made of leucosapphire grown by the method of profiled growth.

Сущность изобретения иллюстрируется Фиг. 1-3.The invention is illustrated in FIG. 1-3.

На Фиг. 1 показано схематически устройство для облучения сосудов и полых органов. Использованы следующие обозначения:In FIG. 1 schematically shows a device for irradiating blood vessels and hollow organs. The following notation is used:

1 - лазер,1 - laser

2 - оптоволоконный кабель,2 - fiber optic cable,

3 - оптический разъем,3 - optical connector,

4 - световод,4 - light guide

5 - диффузор.5 - diffuser.

На Фиг. 2 показан схематически в разрезе диффузор устройства для облучения сосудов и полых органов. Использованы следующие обозначения:In FIG. 2 shows a schematic sectional view of a diffuser for irradiating vessels and hollow organs. The following notation is used:

6 - оптическая сердцевина,6 - optical core,

7 - оптическая рубашка,7 - optical shirt,

8 - защитная полимерная рубашка,8 - protective polymer shirt,

9 - защитный колпачок,9 - a protective cap,

10 - слой клея,10 - a layer of glue,

11 - спиральная канавка,11 - spiral groove,

12 - поверхность канавки, обращенная к технологической зоне диффузора,12 - the surface of the groove facing the technological zone of the diffuser,

13 - поверхность канавки, обращенная к дистальному конусу диффузора,13 - the surface of the groove facing the distal cone of the diffuser,

14 - проточка на защитном колпачке,14 - groove on the protective cap,

15 - термоусадочная пленка.15 - shrink film.

На Фиг. 3 схематически показан ход лучей в устройстве для облучения сосудов и полых органов. Использованы следующие обозначения:In FIG. 3 schematically shows the course of the rays in a device for irradiating blood vessels and hollow organs. The following notation is used:

16 - центральный луч,16 - the central beam,

17 - лучи рассеяния центрального луча 16,17 - scattering rays of the Central beam 16,

18 - луч, близкий к центральному лучу,18 is a beam close to the Central beam,

19 - луч полного внутреннего отражения луча 18,19 - beam of total internal reflection of the beam 18,

20 - выходящий луч от луча 18,20 - the output beam from the beam 18,

21 - лучи промежуточного наклона к оптической оси,21 - rays of an intermediate tilt to the optical axis,

22 - лучи преломления и рассеяния наружу лучей 21,22 - rays of refraction and outward scattering of rays 21,

23 - луч частичного отражения луча 21 от поверхности канавки, обращенной к технологической зоне диффузора, попадающий на поверхность канавки,23 - a beam of partial reflection of the beam 21 from the surface of the groove facing the technological zone of the diffuser, falling on the surface of the groove,

24 - лучи рассеяния от луча 23,24 - scattering rays from the beam 23,

25 - луч частичного отражения луча 21 от поверхности канавки, обращенной к технологической зоне диффузора, попадающий на оптическую рубашку,25 - a beam of partial reflection of the beam 21 from the surface of the groove facing the technological zone of the diffuser, falling on the optical shirt,

26 - луч отражения луча 25 от оптической рубашки, попадающий на поверхность канавки,26 - a beam of reflection of the beam 25 from the optical shirt, falling on the surface of the groove,

27 - лучи преломления и рассеяния наружу луча 26,27 - rays of refraction and scattering out of the beam 26,

28 - луч, близкий к максимальному апертурному углу,28 - beam close to the maximum aperture angle,

29 - луч отражения луча 28 от оптической рубашки,29 - a beam of reflection of the beam 28 from the optical shirt,

30 - лучи преломления и рассеяния наружу луча 29,30 - rays of refraction and scattering out of the beam 29,

31 - луч частичного отражения луча 29 от поверхности канавки, обращенной к технологической зоне диффузора,31 - beam partial reflection of the beam 29 from the surface of the groove facing the technological zone of the diffuser,

32 - лучи преломления и рассеяния наружу луча 31.32 - rays of refraction and scattering out of the beam 31.

Устройство для облучения лазерным излучением сосудов и полых органов (Фиг. 1) включает лазер 1 и оптоволоконный кабель 2, содержащий оптический разъем 3, световод 4 с оптической сердцевиной 6, оптической рубашкой 7 и защитной полимерной рубашкой 8 (Фиг. 2), диффузор 5.A device for laser irradiation of vessels and hollow organs (Fig. 1) includes a laser 1 and fiber optic cable 2 containing an optical connector 3, a fiber 4 with an optical core 6, an optical jacket 7 and a protective polymer jacket 8 (Fig. 2), a diffuser 5 .

Диффузор 5 (Фиг. 2) включает расположенные последовательно технологическую зону, оптическую зону (на Фиг. 1-3 не показаны) и дистальный конус на конце, защитный колпачок 9, выполненный из оптически прозрачного инертного материала, прикрепленный (в частности, приклеенный слоем клея 10) своей внутренней цилиндрической поверхностью к оптической рубашке 7 в технологической зоне диффузора.The diffuser 5 (Fig. 2) includes a successive technological zone, an optical zone (not shown in Figs. 1-3) and a distal cone at the end, a protective cap 9 made of optically transparent inert material, attached (in particular, glued with a layer of glue 10) its inner cylindrical surface to the optical jacket 7 in the technological zone of the diffuser.

Диффузор выполнен с постоянным диаметром в технологической зоне и начальной части оптической зоны диффузора, а в оставшейся части оптической зоны диаметр диффузора монотонно уменьшается по направлению к дистальному конусу.The diffuser is made with a constant diameter in the technological zone and the initial part of the optical zone of the diffuser, and in the remaining part of the optical zone the diameter of the diffuser monotonously decreases towards the distal cone.

На поверхности оптической зоны диффузора выполнена спиральная канавка 11 с поверхностью 12, обращенной к технологической зоне, и поверхностью 13, обращенной к дистальному конусу. На поверхности защитного колпачка 9 выполнена проточка 14. Термоусадочная защитная трубка 15 расположена на прилегающих друг к другу частях защитной полимерной рубашки 8 и защитного колпачка 9.On the surface of the optical zone of the diffuser, a spiral groove 11 is made with a surface 12 facing the technological zone and a surface 13 facing the distal cone. A groove is made on the surface of the protective cap 9. A heat-shrink protective tube 15 is located on adjacent parts of the protective polymer jacket 8 and the protective cap 9.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. Лазерное излучение от лазера 1 через оптический разъем 3 входит в оптоволоконный кабель 2 и, проходя по световоду 4, входит в диффузор 5 с расходимостью, которая определяется численной апертурой световода.The proposed device operates as follows. Laser radiation from the laser 1 through the optical connector 3 enters the fiber optic cable 2 and, passing through the fiber 4, enters the diffuser 5 with a divergence, which is determined by the numerical aperture of the fiber.

Рассмотрим ход наиболее характерных лучей лазерного излучения, входящего в диффузор (Фиг. 3). Центральный луч 16, идущий строго по оптической оси, попадает на острие дистального конуса. Энергия света центрального луча 16 частично проходит в виде лучей рассеяния 17 вперед в сторону торца колпачка 9, частично рассеивается назад. Поскольку площадь острия очень мала, то часть энергии излучения центрального луча 16, рассеянная вперед, и часть энергии излучения центрального луча 16, рассеянная назад, ничтожно малы. Луч 18, близкий к центральному, попадает на дистальный конус и, поскольку его угол близок к углу полного внутреннего отражения, отражается. Отраженный луч 19 попадает на противоположную сторону конуса, преломляется на ней и выходит (луч 20) в сторону боковой поверхности колпачка 9. Из-за реальной микрошероховатости конической поверхности дистального конца некоторая часть энергии этих лучей рассеивается, как и в аналоге, внутри световода 4. Но в предлагаемом изобретении доля энергии, которая рассеивается назад, будет существенно меньше по сравнению с аналогом, поскольку эта часть энергии пропорциональна квадрату диаметра основания дистального конуса (а диаметр основания дистального конуса существенно меньше диаметра световода). Соответственно, эта доля энергии, поглощаясь в оптической сердцевине 6, приводит к существенно меньшему нагреву диффузора в зоне приклейки колпачка 9 по сравнению с аналогом.Consider the course of the most characteristic rays of laser radiation entering the diffuser (Fig. 3). The central beam 16, going strictly along the optical axis, hits the tip of the distal cone. The light energy of the central beam 16 partially passes in the form of scattering rays 17 forward towards the end face of the cap 9, partially dissipates back. Since the tip area is very small, the part of the radiation energy of the central beam 16, scattered forward, and the part of the radiation energy of the central beam 16, scattered back, are negligible. Beam 18, close to the central one, hits the distal cone and, since its angle is close to the angle of total internal reflection, is reflected. The reflected beam 19 hits the opposite side of the cone, is refracted on it and exits (beam 20) towards the side surface of the cap 9. Due to the real micro roughness of the conical surface of the distal end, some of the energy of these rays is dissipated, as in the analogue, inside the fiber 4. But in the present invention, the proportion of energy that is dissipated back will be significantly less compared to the analogue, since this part of the energy is proportional to the square of the diameter of the base of the distal cone (and the diameter of the base of the distal cone is much smaller than the diameter of the fiber). Accordingly, this fraction of energy, absorbed in the optical core 6, leads to significantly less heating of the diffuser in the gluing area of the cap 9 compared to the analogue.

Лучи 21 с промежуточными углами по отношению к центральному лучу попадают на поверхность 12 канавки 11, обращенную к технологической зоне. Там лучи частично преломляются и выходят наружу, преимущественно в радиальном направлении (лучи 22), частично отражаются внутрь световода и попадают на противоположной стороне либо на поверхность канавки, где, преломляясь и частично рассеиваясь, выходят наружу (луч 24) либо на оптическую рубашку 7. Отраженные от оптической рубашки лучи 26 попадают на поверхность 12, обращенную к технологической зоне, но ближе к дистальному конусу диффузора. Там лучи частично преломляются и выходят наружу, преимущественно в радиальном направлении (лучи 27).Rays 21 with intermediate angles with respect to the central beam fall on the surface 12 of the groove 11, facing the technological zone. There, the rays are partially refracted and exit, mainly in the radial direction (rays 22), partially reflected inside the fiber and fall on the opposite side or on the surface of the groove, where, being refracted and partially scattered, they exit (beam 24) or on the optical shirt 7. The rays 26 reflected from the optical jacket fall on the surface 12 facing the technological zone, but closer to the distal cone of the diffuser. There, the rays are partially refracted and go out, mainly in the radial direction (rays 27).

Небольшая часть лучей рассеивается внутри световода и поглощается в материале оптической сердцевины 6, которая, как правило, выполняется из кварца. Однако благодаря оптимально выбранным согласно предлагаемому изобретению углам поверхностей канавки доля излучения, рассеянного внутрь световода, которая может быть поглощена кварцем и вызвать его нагревание, незначительна и распределена по длине диффузора ближе к дистальному конусу.A small part of the rays is scattered inside the fiber and absorbed in the material of the optical core 6, which, as a rule, is made of quartz. However, due to the corners of the groove surfaces that are optimally selected according to the invention, the fraction of radiation scattered inside the fiber, which can be absorbed by quartz and cause it to heat up, is insignificant and distributed along the length of the diffuser closer to the distal cone.

Лучи, входящие в диффузор под большими углами к оси, близкими к предельному апертурному ограничению световода (для световодов с числовой апертурой NA=0,22 предельный угол составляет 24,5°), попадают на границу оптической сердцевины 6 и оптической рубашки 7 в зоне, наиболее близкой к месту стыковки защитного колпачка 9 и защитной полимерной рубашки 8. Луч 28, входящий под углом, близким к углу предельного апертурного ограничения световода, отражается (луч 29) от границы оптической сердцевины и оптической рубашки без потерь и попадает либо на такую же границу оптической сердцевины и оптической рубашки ближе к дистальному концу диффузора, либо на поверхность 12 спиральной канавки 11, обращенную к технологической зоне. На этой поверхности часть попавших на канавку лучей выходит за счет преломления и рассеяния наружу, формируя лучи 30, часть (луч 31) за счет отражения и рассеяния отражаются внутрь световода и попадает на ту же поверхность 12 канавки с противоположной стороны.The rays entering the diffuser at large angles to the axis close to the limiting aperture limit of the fiber (for optical fibers with a numerical aperture NA = 0.22, the limiting angle is 24.5 °) fall on the boundary of the optical core 6 and optical jacket 7 in the zone closest to the junction of the protective cap 9 and the protective polymer jacket 8. Beam 28, entering at an angle close to the angle of the limit aperture limit of the light guide, is reflected (beam 29) from the boundary of the optical core and the optical shirt without loss and falls either on the same the boundary of the optical core and the optical jacket is closer to the distal end of the diffuser, or to the surface 12 of the spiral groove 11, facing the technological zone. On this surface, part of the rays incident on the groove emerges due to refraction and scattering, forming rays 30, part (beam 31) is reflected into the optical fiber due to reflection and scattering and enters the same surface 12 of the groove from the opposite side.

Некоторая часть лучей при отражении от поверхности 12 канавки, обращенной к технологической зоне, из-за рассеяния на микрошероховатостях этой поверхности может попасть на поверхность 13 канавки, обращенной к технологической зоне, и после цепочки переотражений получить направление в сторону присоединительного конца диффузора. Но, как показывают исследования авторов, при дальнейших переотражениях, благодаря предлагаемой в настоящем изобретении конструкции диффузора с плавно уменьшающимся диаметром на части оптической зоны и спиральной канавки 11 с плавно увеличивающейся глубиной по направлению к дистальному конусу, излучение попадает на поверхность 12 канавки, обращенной к технологической зоне, и, преломляясь, выходит из диффузора преимущественно в радиальном направлении.Some of the rays, when reflected from the surface 12 of the groove facing the technological zone, due to scattering on the microroughnesses of this surface, can get onto the surface 13 of the groove facing the technological zone, and after the chain of reflections get a direction towards the connecting end of the diffuser. But, as the studies of the authors show, with further reflections, due to the design of the present invention, the design of the diffuser with a gradually decreasing diameter on the part of the optical zone and the spiral groove 11 with a gradually increasing depth towards the distal cone, the radiation enters the surface 12 of the groove facing the technological zone, and, refracting, it leaves the diffuser mainly in the radial direction.

Таким образом, в предлагаемом устройстве лазерное излучение выходит из диффузора через защитный колпачок в преимущественно радиальном направлении с достаточно равномерным распределением вдоль диффузора. Наиболее эффективно это реализуется, если поверхность канавки, обращенная к технологической зоне, образует с продольной осью световода угол в пределах (38 ± 2,5)°, а поверхность канавки, обращенная к дистальному конусу, образует с продольной осью световода угол в пределах (52 ± 2,5)°.Thus, in the proposed device, the laser radiation leaves the diffuser through the protective cap in a predominantly radial direction with a fairly uniform distribution along the diffuser. This is most effectively realized if the groove surface facing the technological zone forms an angle with the longitudinal axis of the fiber within (38 ± 2.5) °, and the groove surface facing the distal cone forms an angle with the longitudinal axis of the fiber within (52 ± 2.5) °.

При этом в любом сечении диффузора нет диаметрально встречного расположения канавок, что способствует как повышению прочности диффузора и безопасности его использования, так и повышению равномерности распределения плотности мощности вдоль диффузора. Выполнение диффузора с плавно уменьшающимся диаметром на части оптической зоны и спиральной канавки с плавно увеличивающейся глубиной по направлению к дистальному конусу позволяет существенно уменьшить долю энергии лазерного излучения, рассеянной внутри световода, и обеспечить ее распределение вдоль оси световода в зоне, приближенной к дистальному конусу и удаленной от места сочленения защитного колпачка с оптической рубашкой световода. Вследствие этого и зона максимального нагрева диффузора смещается к дистальному конусу, то есть отдаляется от места сочленения защитного колпачка с оптической рубашкой световода.Moreover, in any cross section of the diffuser there is no diametrically opposed arrangement of grooves, which contributes to both increasing the strength of the diffuser and the safety of its use, and increasing the uniformity of the distribution of power density along the diffuser. The implementation of the diffuser with a gradually decreasing diameter on the part of the optical zone and a spiral groove with a gradually increasing depth towards the distal cone can significantly reduce the fraction of laser radiation energy scattered inside the fiber, and ensure its distribution along the axis of the fiber in a zone close to the distal cone and remote from the junction of the protective cap with the optical jacket of the fiber. As a result of this, the zone of maximum heating of the diffuser is shifted towards the distal cone, that is, it moves away from the point of articulation of the protective cap with the optical jacket of the fiber.

Все это существенно повышает безопасность и надежность использования предлагаемого устройства, особенно при высоких уровнях мощности лазерного излучения.All this significantly increases the safety and reliability of using the proposed device, especially at high levels of laser radiation power.

Выполнение защитного колпачка согласно предлагаемому изобретению с конической фаской на внутренней поверхности, угол которой лежит в диапазоне (45 ± 15)°, и скругленным переходом между конической фаской и цилиндрической наружной поверхностью присоединительного конца цилиндрического стаканчика способствует повышению прочности склейки защитного колпачка со световодом, что повышает безопасность и надежность использования предлагаемого устройства.The implementation of the protective cap according to the invention with a conical chamfer on the inner surface, the angle of which lies in the range of (45 ± 15) °, and a rounded transition between the conical chamfer and the cylindrical outer surface of the connecting end of the cylindrical cup helps to increase the bonding strength of the protective cap with the light guide, which increases safety and reliability of the use of the proposed device.

Выполнение на наружной поверхности защитного колпачка, по крайней мере, одной проточки шириной в пределах 0÷2(Dк-dк) и глубиной 0÷0,35(Dк-dк) на расстоянии в пределах 0…2Dк от присоединительного конца (где Dк - внешний диаметр защитного колпачка, dк - внутренний диаметр защитного колпачка) повышает сцепление термоусадочной пленки с защитным колпачком и благодаря этому повышает безопасность и надежность использования предлагаемого устройства.The execution on the outer surface of the protective cap, at least one groove width of 0 ÷ 2 (D to -d to ) and a depth of 0 ÷ 0,35 (D to -d to ) at a distance of 0 ... 2D to the connecting end (where D to - the outer diameter of the protective cap, d to the inner diameter of the protective cap) increases the adhesion of the shrink film with a protective cap and thereby increases the safety and reliability of the proposed device.

Выполнение защитного колпачка из кварца или лейкосапфира (в частности, выращенного методом профилированного роста) повышает термостойкость и инертность к биологическим жидкостям (в частности, крови) диффузора. Благодаря этому также повышаются безопасность и надежность использования предлагаемого устройства.The implementation of the protective cap of quartz or leucosapphire (in particular, grown by the method of profiled growth) increases the heat resistance and inertness to biological fluids (in particular, blood) of the diffuser. Thanks to this, the safety and reliability of using the proposed device are also increased.

Предлагаемое устройство может быть использовано при эндоваскулярной лазерной облитерации варикозных вен, лазерной гипертермии и фотодинамической терапии новообразований и других патологий полых органов.The proposed device can be used for endovascular laser obliteration of varicose veins, laser hyperthermia and photodynamic therapy of neoplasms and other pathologies of hollow organs.

Claims (10)

1. Устройство для облучения лазерным излучением сосудов и полых органов, включающее лазер и оптоволоконный кабель, содержащий оптический разъем, световод с оптической сердцевиной, оптической рубашкой и защитной полимерной рубашкой, вытянутый диффузор с оптической сердцевиной и оптической рубашкой, включающий расположенные последовательно технологическую зону, оптическую зону и дистальный конус на конце, защитный колпачок, выполненный из оптически прозрачного инертного материала, прикрепленный своей внутренней цилиндрической поверхностью к оптической рубашке в технологической зоне диффузора, и термоусадочную защитную трубку на прилегающих друг к другу частях защитной полимерной рубашки световода и защитного колпачка диффузора, закрывающую технологическую зону диффузора, отличающееся тем, что на поверхности оптической зоны диффузора выполнена спиральная канавка с шагом не меньше ее ширины и не больше 1/2 длины оптической зоны диффузора, глубина канавки плавно увеличивается по направлению к дистальному конусу, диффузор выполнен с постоянным диаметром в технологической зоне и начальной части оптической зоны диффузора, длина которой составляет не менее 1/2 и не более 3/4 от длины оптической зоны диффузора, а в оставшейся части оптической зоны плавно уменьшается по направлению к дистальному конусу, диаметр дистального конуса равен меньшему диаметру диффузора, коническая поверхность дистального конуса имеет угол относительно оптической оси в пределах (38÷45)°.1. A device for irradiating the vessels and hollow organs with laser radiation, including a laser and an optical fiber cable, comprising an optical connector, an optical fiber with an optical core, an optical jacket and a protective polymer jacket, an elongated diffuser with an optical core and an optical jacket, including a sequentially located processing zone, an optical zone and distal cone at the end, a protective cap made of optically transparent inert material, attached to its inner cylindrical surface optical jacket in the technological zone of the diffuser, and a heat-shrinkable protective tube on adjacent parts of the protective polymer jacket of the optical fiber and the protective cap of the diffuser, covering the technological zone of the diffuser, characterized in that a spiral groove is made on the surface of the optical zone of the diffuser with a pitch of at least width and not more than 1/2 the length of the optical zone of the diffuser, the depth of the groove gradually increases towards the distal cone, the diffuser is made with a constant diameter in the technologist the first part of the optical zone of the diffuser, the length of which is at least 1/2 and no more than 3/4 of the length of the optical zone of the diffuser, and in the remaining part of the optical zone it gradually decreases towards the distal cone, the diameter of the distal cone is equal to the smaller diameter of the diffuser , the conical surface of the distal cone has an angle relative to the optical axis in the range (38 ÷ 45) °. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что по всей длине оптической зоны диффузора расстояние от оси диффузора до дна канавки составляет не менее D/4, где D-диаметр диффузора в данной его точке.2. The device according to p. 1, characterized in that along the entire length of the optical zone of the diffuser, the distance from the axis of the diffuser to the bottom of the groove is at least D / 4, where D is the diameter of the diffuser at its given point. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что поверхность канавки, обращенная к технологической зоне, образует с продольной осью световода угол в пределах 30°÷90°, а поверхность канавки, обращенная к дистальному конусу, образует с продольной осью световода угол в пределах 20°÷90°.3. The device according to p. 1, characterized in that the surface of the groove facing the technological zone forms an angle with the longitudinal axis of the fiber within 30 ° ÷ 90 °, and the surface of the groove facing the distal cone forms an angle with the longitudinal axis of the fiber limits 20 ° ÷ 90 °. 4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что поверхность канавки, обращенная к технологической зоне, образует с продольной осью световода угол в пределах (38±2,5)°, а поверхность канавки, обращенная к дистальному конусу, образует с продольной осью световода угол в пределах (52±2,5)°.4. The device according to claim 3, characterized in that the surface of the groove facing the technological zone forms an angle with the longitudinal axis of the fiber within (38 ± 2.5) °, and the surface of the groove facing the distal cone forms with the longitudinal axis optical fiber angle within (52 ± 2.5) °. 5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что присоединительный конец защитного колпачка имеет коническую фаску на внутренней поверхности и скругленный переход между конической фаской и цилиндрической наружной поверхностью.5. The device according to claim 1, characterized in that the connecting end of the protective cap has a tapered chamfer on the inner surface and a rounded transition between the tapered chamfer and the cylindrical outer surface. 6. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что присоединительный конец защитного колпачка имеет коническую фаску с углом в пределах (45±15)°.6. The device according to claim 5, characterized in that the connecting end of the protective cap has a tapered chamfer with an angle within (45 ± 15) °. 7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что на наружной поверхности защитного колпачка на расстоянии в пределах 0÷2Dк от присоединительного конца выполнена по крайней мере одна проточка шириной в пределах 0÷2(Dк-dк) и глубиной 0÷0,35 (Dк-dк), где Dк - внешний диаметр защитного колпачка, dк - внутренний диаметр защитного колпачка.7. The device according to p. 1, characterized in that on the outer surface of the protective cap at a distance within 0 ÷ 2D to the connecting end, at least one groove is made with a width of 0 ÷ 2 (D to -d to ) and a depth of 0 ÷ 0.35 (D to -d to ), where D to - the outer diameter of the protective cap, d to - the inner diameter of the protective cap. 8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что защитный колпачок выполнен из кварца.8. The device according to p. 1, characterized in that the protective cap is made of quartz. 9. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что защитный колпачок выполнен из лейкосапфира.9. The device according to p. 1, characterized in that the protective cap is made of leucosapphire. 10. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что защитный колпачок выполнен из лейкосапфира, выращенного методом профилированного роста. 10. The device according to p. 1, characterized in that the protective cap is made of leucosapphire grown by the method of profiled growth.
RU2014145473/14A 2014-11-13 2014-11-13 Vessel and hollow organ radiation device RU2571322C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014145473/14A RU2571322C1 (en) 2014-11-13 2014-11-13 Vessel and hollow organ radiation device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014145473/14A RU2571322C1 (en) 2014-11-13 2014-11-13 Vessel and hollow organ radiation device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2571322C1 true RU2571322C1 (en) 2015-12-20

Family

ID=54871330

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014145473/14A RU2571322C1 (en) 2014-11-13 2014-11-13 Vessel and hollow organ radiation device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2571322C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU175240U1 (en) * 2017-07-11 2017-11-28 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" ENDOSCOPE FIBER
CN108432068A (en) * 2016-02-29 2018-08-21 李京龙 Polycyclic laser beam device based on single fiber and manufacturing method
RU2707912C2 (en) * 2018-06-21 2019-12-02 Ришал Мамедович Агаларов Device for laser irradiation of vessels and internal organs
RU2740793C2 (en) * 2016-10-25 2021-01-21 Ракутен Медикал, Инк. Light-scattering devices for use in photoimmunotherapy
RU2759891C1 (en) * 2018-09-20 2021-11-18 Сиа Лайт Гайд Оптикс Интернэшнл Device for the treatment of body tissue

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU50808U1 (en) * 2005-09-13 2006-01-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Федеральный научно-производственный центр "Прибор" DEVICE FOR TREATING MALIGNANT TUMORS
RU2297858C1 (en) * 2005-09-06 2007-04-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Федеральный научно-производственный центр "Прибор" Device for treating malignant tumor cases
US20110282330A1 (en) * 2008-02-28 2011-11-17 Ceramoptec Industries Inc. Endoluminal Laser Ablation Device and Improved Method for Treating Veins
RU2496442C2 (en) * 2011-12-12 2013-10-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики твердого тела Российской академии наук (ИФТТ РАН) Cryonozzle with sapphire cold conductor-irradiator

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2297858C1 (en) * 2005-09-06 2007-04-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Федеральный научно-производственный центр "Прибор" Device for treating malignant tumor cases
RU50808U1 (en) * 2005-09-13 2006-01-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Федеральный научно-производственный центр "Прибор" DEVICE FOR TREATING MALIGNANT TUMORS
US20110282330A1 (en) * 2008-02-28 2011-11-17 Ceramoptec Industries Inc. Endoluminal Laser Ablation Device and Improved Method for Treating Veins
RU2496442C2 (en) * 2011-12-12 2013-10-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики твердого тела Российской академии наук (ИФТТ РАН) Cryonozzle with sapphire cold conductor-irradiator

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108432068A (en) * 2016-02-29 2018-08-21 李京龙 Polycyclic laser beam device based on single fiber and manufacturing method
RU2740793C2 (en) * 2016-10-25 2021-01-21 Ракутен Медикал, Инк. Light-scattering devices for use in photoimmunotherapy
RU2741076C2 (en) * 2016-10-25 2021-01-22 Ракутен Медикал, Инк. Light-scattering devices for use in photoimmunotherapy
RU175240U1 (en) * 2017-07-11 2017-11-28 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" ENDOSCOPE FIBER
RU2707912C2 (en) * 2018-06-21 2019-12-02 Ришал Мамедович Агаларов Device for laser irradiation of vessels and internal organs
RU2759891C1 (en) * 2018-09-20 2021-11-18 Сиа Лайт Гайд Оптикс Интернэшнл Device for the treatment of body tissue

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2571322C1 (en) Vessel and hollow organ radiation device
US6893432B2 (en) Light-dispersive probe
US9855100B2 (en) Liquid light-guide catheter with optically diverging tip
JP6829780B2 (en) Light diffuser for use in photoimmunotherapy
US10993768B2 (en) Radial emissions from optical fibers
US4986628A (en) Light guide device for phototherapy
US20200155233A1 (en) Fiber optic laser surgical instrument having a radial dispersion pattern
CA2618344A1 (en) Thermally robust illumination probe tip
US9453966B2 (en) Optical probe
CN110869829B (en) Light diffusing device for light immunotherapy
RU2759891C1 (en) Device for the treatment of body tissue
RU2018122698A (en) Device for laser irradiation of blood vessels and internal organs
KR20130114403A (en) The optical fiber for varicose veins with donuts(ring) shape optical emission

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20201114