RU39831U1

RU39831U1 - LASER MEDICAL DEVICE

Info

Publication number: RU39831U1
Application number: RU2003110381/22U
Authority: RU
Inventors: Н.Г. Ткач; В.А. Борисов; А.В. Луковкин
Original assignee: Ткач Николай Григорьевич; Борисов Владимир Алексеевич; Луковкин Алексей Владимирович
Priority date: 2003-04-14
Filing date: 2003-04-14
Publication date: 2004-08-20

Abstract

Изобретение относится к области медицины технике, а более конкретно к устройствам лазерного воздействия на организм человека. Техническая задача решаемая изобретением расширение функциональных возможностей и повышение эффективности. Указанная техническая задача решается тем, что в лазерном медицинском устройстве содержащем блок питания, микропроцессорный блок управления, состоящий из формирователя сигналов и драйверов, к которому подключен оптический блок с лазерными источниками, блок управления, волоконно-оптический преобразователь и волоконно-оптический инструмент, к первичным драйверам дополнительно присоединены высокочастотные драйвера, причем один выход каждого первичного драйвера присоединен ко входу соответствующего высокочастотного драйвера, второй выход каждого первичного драйвера присоединен ко входу соответствующего источника оптического излучения, находящегося в составе оптического блока, а выход каждого высокочастотного драйвера соединен также со входом соответствующего источника оптического излучения, при этом выход каждого источника оптического излучения присоединен к волоконно-оптическому преобразователю-сумматору, а его выход к волоконно-оптическому инструменту, который присоединен к пациенту, снабженного, не менее одним датчиком состояния, один выход которого соединен с монитором видеоинформации, а другой выход с блоком анализа и управления, выход которого соединен с микропроцессорным блоком управления, при этом в излучателях используются источники оптического излучения в диапазонах в 200-5000 нм, причем источники могут быть разных длин волн и мощностей с выходом на �The invention relates to the field of medicine technology, and more particularly to devices for laser exposure to the human body. The technical problem solved by the invention is the expansion of functionality and increased efficiency. The specified technical problem is solved in that in a laser medical device containing a power supply, a microprocessor control unit, consisting of a signal driver and drivers, to which an optical unit with laser sources is connected, a control unit, a fiber-optic converter and a fiber-optic instrument, to primary drivers are additionally connected with high-frequency drivers, with one output of each primary driver connected to the input of the corresponding high-frequency driver, the second the output of each primary driver is connected to the input of the corresponding optical radiation source that is part of the optical unit, and the output of each high-frequency driver is also connected to the input of the corresponding optical radiation source, while the output of each optical radiation source is connected to the fiber-optic converter-adder, and access to a fiber-optic instrument that is connected to a patient equipped with at least one state sensor, one output of which is connected inen with a video information monitor, and another output with an analysis and control unit, the output of which is connected to a microprocessor control unit, while the emitters use optical radiation sources in the ranges of 200-5000 nm, and the sources can be of different wavelengths and powers with an output of �

Description

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к лазерным установкам, и может быть использовано для воздействия лазерным изучением при различных режимах работы лазерных источников в хирургии, при лазерных термовоздействиях, а также в терапии и в том числе, с применением фотосенсибилизаторов (фотодинамической терапии).The invention relates to medical equipment, namely to laser installations, and can be used for exposure to laser studies under various operating conditions of laser sources in surgery, during laser thermal effects, as well as in therapy, including the use of photosensitizers (photodynamic therapy).

Известно лазерное медицинское устройство, содержащее блок питания, микропроцессорный блок управления, полупроводниковые лазерные источники, излучающие в видимой и инфракрасной областях спектра, волоконно-оптический преобразователь и сменный волоконно-оптический инструмент, имеющий световод (RU 2122873 С 1 10.12.98).A laser medical device is known that contains a power supply unit, a microprocessor control unit, semiconductor laser sources emitting in the visible and infrared spectral regions, a fiber-optic converter and a replaceable fiber-optic instrument having a light guide (RU 2122873 C 1 10.12.98).

Однако данное устройство обладает существенными недостатками, оно предназначено только для терапевтического лечения различных заболеваний путем облучения требуемой области лазерным излучением на длинах волн 635-670 нм и 810-840 нм и имеет выходную мощность лазерных диодов в видимой области спектра до 20 мВт, а в инфракрасной области - до 99 мВт. Устройство не позволяет использовать разные длины волн и диапазоны инфракрасной области в одном световоде. Излучение выводится на выходной световод диаметром не менее 600 мкм, что не дает возможности проводить гиперметропию, коагуляцию и получать фотодинамический эффект.However, this device has significant drawbacks, it is intended only for the therapeutic treatment of various diseases by irradiating the desired area with laser radiation at wavelengths of 635-670 nm and 810-840 nm and has an output power of laser diodes in the visible region of the spectrum of up to 20 mW, and in the infrared areas - up to 99 mW. The device does not allow the use of different wavelengths and infrared ranges in one fiber. The radiation is output to the output fiber with a diameter of at least 600 μm, which makes it impossible to carry out hyperopia, coagulation and obtain a photodynamic effect.

Известно также лазерное медицинское устройство по патенту RU 2172190, 7 A 61 N 5/06, А 61 В 18/22.A laser medical device according to the patent RU 2172190, 7 A 61 N 5/06, A 61 B 18/22 is also known.

Лазерное медицинское устройство, содержит блок питания, соединенный с микропроцессорным блоком управления, к которому подключен оптический, включающий полупроводниковые лазерные источники, излучающие в видимой и инфракрасной областях спектра, световоды от которых, являющиеся составляющими оптического узла юстировки волоконно-оптического преобразователя, сведены в одно волокно, выполненное в виде плотного цилиндра с полированным дистальным торцем, выходом подключенного к сменному волоконно-оптическому инструменту, имеющему световод диаметром 200-400 мкм, при этом мощность полупроводниковых лазерных источников, излучающих в видимой области, не превышает 5Вт, а мощность полупроводниковых лазерных источников, излучающих в инфракрасной области в диапазоне 780-950 нм и 960-1060 нм, не превышает 25 Вт.The laser medical device contains a power supply connected to a microprocessor control unit, to which an optical one is connected, including semiconductor laser sources emitting in the visible and infrared spectral regions, the optical fibers from which are components of the optical adjustment unit of the fiber-optic transducer, are combined into one fiber made in the form of a dense cylinder with a polished distal end, an output connected to a replaceable fiber-optic instrument having lights 200-400 microns diameter d, wherein the power semiconductor laser sources emitting in the visible region is not more than 5W, and the power of semiconductor laser sources emitting in the infrared region in the range of 780-950 nm and 960-1060 nm is not more than 25 watts.

Однако, данное устройство обладает существенными недостатками: оно не обладает достаточно широкими функциональными возможностями и эффективностью. Данные недостатки можно устранить путем обеспечения оптимизации селективного воздействия на различные (вплоть до отдельных клеток) ткани, повысить эффективность в лазерной хирургии, фото динамической терапии и терапии.However, this device has significant drawbacks: it does not have sufficiently wide functionality and efficiency. These shortcomings can be eliminated by optimizing the selective effect on various (up to individual cells) tissues, increasing the efficiency in laser surgery, photo dynamic therapy and therapy.

Техническая задача решаемая изобретением обеспечение оптимизации воздействия, повышение эффективности и расширение функциональных возможностей.The technical problem solved by the invention is the optimization of the impact, increasing efficiency and expanding functionality.

Указанная техническая задача решается тем, что в лазерном медицинском устройстве, содержащем блок питания, микропроцессорный блок управления, состоящий из формирователя, сигналов и драйверов, к которому подключен оптический блок с лазерными источниками, блок управления, волоконно-оптический The indicated technical problem is solved in that in a laser medical device containing a power supply, a microprocessor control unit, consisting of a driver, signals and drivers, to which an optical unit with laser sources is connected, a control unit, fiber-optic

преобразователь и волоконно-оптический инструмент, к первичным драйверам дополнительно присоединены высокочастотные драйвера, причем один выход каждого первичного драйвера присоединен ко входу соответствующего высокочастотного драйвера, второй выход каждого первичного драйвера присоединен ко входу соответствующего источника оптического излучения, находящегося в составе оптического блока, а выход каждого высокочастотного драйвера соединен также со входом соответствующего источника оптического излучения, при этом выход оптического блока присоединен к волоконно-оптическому преобразователю-сумматору, а его выход к волоконно-оптическому инструменту, который присоединен к пациенту, снабженному, не менее одного датчика состояния, один выход которого соединен с монитором видеоинформации, а другой выход с блоком анализа и управления, вход которого соединен с монитором видеоинформации при этом в излучателях используются лазерные источники в диапазонах в 200-5000 нм. При нем некоторые лазерные источники для разных длин волн выполнены в виде сумматоров с оптическими клиньями и выходом на световод диаметром 5-2000 мкм, мощность излучения лазерных источников до 300 Вт, некоторые лазерные источники расположены на термостабилизирующих элементах с различными температурами эксплуатации, устройство выполнено с возможностью использования режима с наносенуйдной модуляцией, при этом длина импульса находится в диапазоне от 1 нсек до 60 мин., а интервал между импульсами от 1 н/сек до 60 мин., при этом импульсы могут поступать в фазе или противофазе от лазерных источников с разной длиной волны.a converter and a fiber-optic instrument, high-frequency drivers are additionally connected to the primary drivers, with one output of each primary driver connected to the input of the corresponding high-frequency driver, the second output of each primary driver connected to the input of the corresponding optical radiation source that is part of the optical unit, and the output of each the high-frequency driver is also connected to the input of the corresponding source of optical radiation, while the output of the optical unit is connected to a fiber-optic converter-adder, and its output is to a fiber-optic instrument, which is connected to a patient equipped with at least one state sensor, one output of which is connected to a video information monitor, and the other output with an analysis and control unit, the input of which is connected to the video information monitor, while the emitters use laser sources in the ranges of 200-5000 nm. With it, some laser sources for different wavelengths are made in the form of adders with optical wedges and an output to a fiber with a diameter of 5-2000 microns, the radiation power of laser sources up to 300 W, some laser sources are located on thermostabilizing elements with different operating temperatures, the device is made with the possibility the use of the mode with nano-modulation, with the pulse length in the range from 1 nsec to 60 minutes, and the interval between pulses from 1 n / s to 60 minutes, while pulses can last upat in phase or opposite phase from the laser sources with different wavelengths.

Имеется вариант лазерного медицинского устройства, в котором оно дополнительно снабжено видеокамерой со светофильтрами, позволяющая одновременно производить диагностику повреждений и ее коагуляцию сетчатки.There is a variant of a laser medical device in which it is additionally equipped with a video camera with light filters, which allows for the simultaneous diagnosis of damage and its coagulation of the retina.

Разработанная авторами совокупность существенных отличительных признаков является необходимой и достаточной для однозначного положительного решения заявленной технической задачи.The set of essential distinguishing features developed by the authors is necessary and sufficient for an unambiguous positive solution to the claimed technical problem.

Изобретение поясняется чертежом на фиг.1.The invention is illustrated by the drawing in figure 1.

Предполагаемое лазерное медицинское устройство содержит блок питания 1, блок анализа и управления 25, микропроцессорный блок управления 2, к которому подключен оптический блок 22, волоконно-оптический инструмент 24, датчики состояния пациента 26-28, монитор видеоинформации 31, и может дополнительно включать в себя видеокамеру или видеосистему со светофильтрами 32.The proposed laser medical device comprises a power supply unit 1, an analysis and control unit 25, a microprocessor control unit 2, to which an optical unit 22 is connected, a fiber-optic instrument 24, patient condition sensors 26-28, a video information monitor 31, and may further include camcorder or video system with filters 32.

Микропроцессорный блок 2 состоит из формирователя сигналов 3, первичных драйверов 4-9, к которым дополнительно присоединены высокочастотные драйвера 10-15, причем один выход каждого первичного драйвера присоединен ко входу соответствующего высокочастотного драйвера, второй выход каждого первичного драйвера присоединен ко входу соответствующего, источника оптического излучения 16-21, находящегося в составе оптического блока 22. Выход каждого источника оптического излучения 16-21 присоединен к волоконно-оптическому преобразователю-сумматору 23, а его выход - к волоконно-оптическому инструменту 24, который присоединен к пациенту 29, снабженному, не менее одним, датчиком состояния, например 26-28, один выход которых соединен с монитором видеоинформации 31.Microprocessor unit 2 consists of a signal shaper 3, primary drivers 4-9, to which high-frequency drivers 10-15 are additionally connected, with one output of each primary driver connected to the input of the corresponding high-frequency driver, and the second output of each primary driver connected to the input of the corresponding optical source radiation 16-21, which is part of the optical unit 22. The output of each source of optical radiation 16-21 is connected to a fiber-optic converter-adder 23, and its output is to a fiber-optic instrument 24, which is connected to a patient 29, equipped with at least one state sensor, for example 26-28, one output of which is connected to a video information monitor 31.

Другой выход соединен с блоком анализа и управления 25, выход которого соединен с микропроцессорным блоком управления 2.Another output is connected to the analysis and control unit 25, the output of which is connected to the microprocessor control unit 2.

Выход по крайней мере одного датчика (26-28) может быть связан с волоконно-оптическим инструментом 24. Источники оптического излучения работают в диапазонах в 200-5000 нм. Излучение разных длин волн и/или мощностей суммируется в блоке 23 и выводятся на световод диаметром 5-2000 мкм, средняя мощность излучения отдельного источника до 300 Вт. Некоторые источники расположены на термостабилизирующих элементах с разными температурами эксплуатации. Блок питания 1 может быть выполнен с возможностью использования режима наносекундной модуляции, при этом длина импульса находится в диапазоне от 1 нсек до 300 мин, а интервал между импульсами - 1 нсек до 60 мин, при этом импульсы от источников с разной длиной волны могут поступать в фазе или противофазе.The output of at least one sensor (26-28) may be associated with a fiber optic instrument 24. Optical radiation sources operate in the ranges of 200-5000 nm. Radiation of different wavelengths and / or powers is summed in block 23 and output to a fiber with a diameter of 5-2000 μm, the average radiation power of a separate source up to 300 watts. Some sources are located on thermostabilizing elements with different operating temperatures. The power supply unit 1 can be configured to use the nanosecond modulation mode, the pulse length being in the range from 1 nsec to 300 min, and the interval between pulses is 1 nsec to 60 min, while pulses from sources with different wavelengths can come in phase or antiphase.

Имеется вариант устройства в котором оно дополнительно снабжено видеокамерой 32 со светофильтрами, позволяющая одновременно производить диагностику повреждений и коагуляцию тканей.There is a variant of the device in which it is additionally equipped with a video camera 32 with filters, which allows for the simultaneous diagnosis of damage and tissue coagulation.

Устройство работает следующим образом:The device operates as follows:

После подключения питания 1 оператор-врач 30 устанавливает с помощью блока управления 25 выбранные параметры излучения и/или хранящиеся в микропроцессорном блоке управления 2 программы работы, после чего может начать сеанс лечения.After connecting the power 1, the operator-doctor 30 sets, using the control unit 25, the selected radiation parameters and / or the work program stored in the microprocessor control unit 2, after which the treatment session can begin.

Установленные параметры передаются из формирователя сигналов 3 на низкочастотные драйверы 4-9 и на высокочастотные драйверы 10-15 управления источниками 16-21.The set parameters are transferred from signal shaper 3 to low-frequency drivers 4–9 and to high-frequency drivers 10–15 for source control 16–21.

B блоке 23 производится суммирование излучения родных лазерных источников 16-21, которое может быть разных длин волн, разных мощностей, разных порядков следования импульсов. Это позволяет значительно расширить функциональные возможности устройства, его эффективность.In block 23, the radiation of native laser sources 16-21 is summed, which can be of different wavelengths, different powers, and different pulse repetition orders. This allows you to significantly expand the functionality of the device, its effectiveness.

Излучение из оптического блока 22 поступает на оптический инструмент 24. Далее излучение поступает на пациента 29. За состоянием пациента, характеристиками его организма ведется наблюдение с помощью датчиков 26-28, которые могут быть связаны с волоконно-оптическим инструментом 24. Информация от датчиков 26-28 поступает на блок управления 25 и на монитор видеоинформации 31. На основе информации с монитора 31 оператор-врач устанавливает режим работы. Кроме того, посредством датчиков 26-28 и микропроцессорного блока управления 2 может производиться автоматическое текущее управление излучением в зависимости от общего состояния пациента 29 например, фазы сердечного сокращения, кровенаполненноности и/или водонаполненности ткани и т.д.The radiation from the optical unit 22 is fed to the optical instrument 24. Next, the radiation is transmitted to the patient 29. The patient’s condition, the characteristics of his body are monitored using sensors 26-28, which can be connected with a fiber-optic instrument 24. Information from the sensors 26- 28 is supplied to the control unit 25 and to the video information monitor 31. Based on the information from the monitor 31, the operator-doctor sets the operation mode. In addition, by means of sensors 26-28 and a microprocessor control unit 2, automatic current control of radiation can be performed depending on the general condition of the patient 29, for example, the phase of cardiac contraction, blood fullness and / or tissue water content, etc.

Для лечения сетчатки в схеме предусмотрена дополнительно щелевая лампа снабженная видеокамерой 32 с набором фильтров с помощью которых оператор-врач 30 может визуально оценить изменения в пациенте и одновременно провести оптическое воздействие необходимого уровня.For the treatment of the retina, the circuit also provides an additional slit lamp equipped with a video camera 32 with a set of filters with which the operator-doctor 30 can visually assess changes in the patient and simultaneously perform the necessary optical exposure.

Применение предложенного устройства позволяет повысить функциональные возможности и эффективность его воздействия.The application of the proposed device can improve the functionality and effectiveness of its impact.

Claims

1. A laser medical device containing a power supply unit, a microprocessor control unit, consisting of a signal driver and drivers, to which an optical unit with laser sources is connected, a control unit, a fiber-optic converter and a fiber-optic instrument, characterized in that to primary drivers additionally connected high-frequency drivers, with one output of each primary driver connected to the input of the corresponding high-frequency driver, the second output of each primary the driver is connected to the input of the corresponding high-frequency driver, the second output of each primary driver is connected to the input of the corresponding optical radiation source that is part of the optical unit, and the output of each high-frequency driver is also connected to the input of the corresponding optical radiation source, while the output of each optical radiation source is connected to fiber-optic transducer-adder, and its output to a fiber-optic instrument that is attached to a patient equipped with at least one state sensor, one output of which is connected to a video information monitor, and another output with an analysis and control unit, the output of which is connected to a microprocessor control unit, while the emitters use optical radiation sources in the ranges of 200-5000 nm, and the sources can be of different waves and powers with access to a fiber with a diameter of 5-2000 μm, the average radiation power of an individual source is up to 300 W, some sources are located on thermostabilizing elements with times ary operating temperatures, wherein the pulse length is in the range of 1 N to 300 m, and the interval between the pulses from 1N to 60 minutes, wherein the pulses can arrive in phase or opposite phase from the sources of different wavelengths.

2. The laser medical device according to claim 1, characterized in that it is additionally equipped with a video camera with filters, allowing for the simultaneous diagnosis of damage and coagulation of tissues.