UA124608U - Лазерний терапевтичний апарат - Google Patents

Abstract

Лазерний терапевтичний апарат має зв'язані між собою мікропроцесор керування, з'єднаний з перетворювачем, і оптичний блок, що має два випромінювачі, що генерують лазерне випромінювання відповідно у видимому і інфрачервоному діапазонах оптичного спектра, до дистального торця загального оптоволокна під'єднаний змінний інструмент з температурним сенсором, при цьому мікропроцесор оснащений блоками індикації і ручного регулювання, а перетворювач підключений до оптоволокна і виконаний у вигляді конічного розсіювача з дифузним відображенням стінок, який комутується з мікропроцесором за допомогою вбудованого в основу фотодіода, а температурний сенсор містить температурні датчики, закріплені в кінцевій частині оптоволокна в поперечній площині з можливістю кутового переміщення і вбудовані в роз'єм змінного інструмента та з'єднані з мікропроцесором, має сенсор та вимірювач потужності доз лазерного випромінювання, пристрій порівняння, задатчик потужності лазерного випромінювання, світловий та звуковий сигналізатори, при цьому сенсор розміщений на наконечнику змінного інструмента та під'єднаний до вимірювача потужності доз лазерного випромінювання, який з'єднаний з пристроєм порівняння, а він - з задатчиком потужності лазерного випромінювання та мікропроцесором, а мікропроцесор зі світловим та звуковим сигналізаторами. Додатково містить сенсор довжини хвиль та вимірювач довжини хвилі лазерного випромінювання, під'єднаний до мікропроцесора.

Description

Корисна модель належить до медичної техніки, а саме до лазерних апаратів для локалізованого терапевтичного лікування та оперативного впливу лазерним випромінюванням на захворювання та аномалії біологічних тканин.

Відомий лазерний медико-терапевтичний апарат |(Патент на корисну модель ОА 115057,

МПК АбІВ 18/20, Аб1М5/067, опубл. 27.03.2017, Бюл. б6|, що має зв'язані між собою мікропроцесор керування, з'єднаний з перетворювачем, і оптичний блок, що має два випромінювачі, що генерують лазерне випромінювання відповідно у видимому (4 інфрачервоному діапазонах оптичного спектра, до дистального торця загального оптоволокна під'єднаний змінний інструмент з температурним сенсором, при цьому мікропроцесор оснащений блоками індикації і ручного регулювання, а перетворювач підключений до оптоволокна і виконаний у вигляді конічного розсіювача з дифузним відображенням стінок, який комутується 3 мікропроцесором за допомогою вбудованого в основу фотодіода, а температурний сенсор містить температурні датчики, закріплені в кінцевій частині оптоволокна в поперечній площині з можливістю кутового переміщення і вбудовані в роз'єм змінного інструмента та з'єднані з мікропроцесором, має сенсор та вимірювач потужності доз лазерного випромінювання, пристрій порівняння, задатчик потужності лазерного випромінювання, світловий та звуковий сигналізатори, при цьому сенсор розміщений на наконечнику змінного інструмента та під'єднаний до вимірювача потужності доз лазерного випромінювання, який з'єднаний з пристроєм порівняння, а він - з задатчиком потужності лазерного випромінювання та мікропроцесором, а мікропроцесор зі світловим та звуковим сигналізаторами.

В даному апараті здійснюється частковий контроль лазерного випромінювання до цілі впливу, за результатами якого регулюється його дія до заданого рівня, компенсуючи, зокрема, втрати на технологічні забруднення робочої поверхні інструмента, можливі деформації або порушення механічної цілісності оптоволокна.

Але вищевказаний апарат не повною мірою враховує параметри дозового навантаження лазерного випромінювання на біологічні тканини пацієнта, відсутня об'єктивна картина довжин хвиль випромінювання, що не дозволяє повною мірою об'єктивно оцінити характер впливу на біологічні тканини пацієнтів.

Задачею запропонованої корисної моделі є підвищення об'єктивності і точності контролю

Зо довжин хвиль лазерного випромінювання (ЛВ).

Поставлена задача вирішується за рахунок того, що лазерний терапевтичний апарат, що має зв'язані між собою мікропроцесор керування, з'єднаний з перетворювачем, і оптичний блок, що має два випромінювачі, що генерують лазерне випромінювання відповідно у видимому і інфрачервоному діапазонах оптичного спектра, до дистального торця загального оптоволокна під'єднаний змінний інструмент з температурним сенсором, при цьому мікропроцесор оснащений блоками індикації і ручного регулювання, а перетворювач підключений до оптоволокна і виконаний у вигляді конічного розсіювача з дифузним відображенням стінок, який комутується 3 мікропроцесором за допомогою вбудованого в основу фотодіода, а температурний сенсор містить температурні датчики, закріплені в кінцевій частині оптоволокна в поперечній площині з можливістю кутового переміщення і вбудовані в роз'єм змінного інструмента та з'єднані з мікропроцесором, має сенсор та вимірювач потужності доз лазерного випромінювання, пристрій порівняння, задатчик потужності лазерного випромінювання, світловий та звуковий сигналізатори, при цьому сенсор розміщений на наконечнику змінного інструмента та під'єднаний до вимірювача потужності доз лазерного випромінювання (ДЛВ), який з'єднаний з пристроєм порівняння, а він з задатчиком потужності лазерного випромінювання та мікропроцесором, а мікропроцесор зі світловим та звуковим сигналізаторами, який додатково містить сенсор довжини хвиль та вимірювач довжини хвилі лазерного випромінювання, під'єднаний до мікропроцесора.

Так як довжина хвилі лазерного випромінювання є основною дієвою компонентою комплексного впливу на об'єктивні показники життєдіяльності біологічної тканини в даному апараті, то доцільно застосування сенсора довжини хвиль з вимірювачем довжин хвиль лазерного випромінювання, під'єднаним до мікропроцесора.

На Фіг. 1 зображена функціональна схема запропонованого апарата, а на Фіг. 2 одна з можливих конструкція наконечника з температурними та вимірювальними сенсорами потужності

ДЛВ та довжин хвиль.

Лазерний терапевтичний апарат містить мікропроцесор 1 керування і оптичний блок 2, підключені до блока З живлення. Оптичний блок 2 включає два лазерних випромінювачі 4 і 5, виконаних у вигляді напівпровідникових лазерних діодів, генеруючих випромінювання відповідно у видимому діапазоні (0,53-0,67 мкм) і в інфрачервоному діапазоні (0,97-1,56 мкм)

Гс10) довжин хвиль.

Лазерні випромінювачі 4, 5 з блоком З живлення пов'язані через блок б буферного керування, який з'єднаний з виходом мікропроцесора 1 для забезпечення безперервного та імпульсного режимів роботи при автономній і спільній дії випромінювачів 4, 5, по програмному регламенту.

Виходи лазерних перетворювачів 4 і 5 зведені в волоконно-оптичному перетворювачі 7 і через його оптичний роз'єм 8 пов'язані зі світловодом 9 (оптоволокном), на дистальному кінці якого змонтований змінний лазерний інструмент 10, за допомогою якого здійснюється доставка випромінювання в біотканини для терапевтичного лікування або оперативних впливів і температурний сенсор 18, вбудований в роз'єм змінного інструмента та з'єднаний з одним із входів мікропроцесора 1, який вимірює та контролює зміну температури поверхні біоструктури, що дозволяє більш точно оцінити рівень впливу лазерного випромінювання на біологічні тканини пацієнтів.

Оптичний роз'єм 8 служить для адаптивної передачі лазерного випромінювання потужністю до 30 Вт від оптичного блока 2 по оптоволокну 9 діаметром 200 мкм до змінного волоконного інструмента 10 діаметром не менше 400 мкм при мінімальній втраті потужності. Оптоволокно 9 оснащене відведенням 11, за допомогою якого здійснюється комутуванння з перетворювачем 12, частковий контроль потужності лазерного випромінювання.

В основі конічного перетворювача 12 з дифузійним відображенням стінок змонтовані цанговий затискач 13 для кріплення оптоволокна 9, або його відводу 11, а також фотодіод 14 (приймач), закріплений в тримачі 15.

Фотодіод 14 з'єднаний з одним із входів мікропроцесора 1, який пов'язаний з блоком 16 індикації (дисплей) і блоком 17 ручного управління. В наконечнику 20 змінного інструмента (Фіг.2) на оптоволокні 24 з лазерним випромінюванням, змонтовано ендоскоп 23, сенсор 25 вимірювача 26 потужності доз лазерного випромінювання (Фіг. 1), сенсор 31 довжини хвиль та вимірювача 32 довжини хвилі лазерного випромінювання під'єднаного до мікропроцесора 1.

Сенсор 25 з'єднаний з вимірювачем 26 потужності ДЛВ, який з'єднаний з пристроєм 27 порівняння, а він з задатчиком 28 потужності лазерного випромінювання та мікропроцесором 1, а мікропроцесор 1 зі світловим 29 та звуковим 30 сигналізаторами. Сенсор довжини хвиль 31 з'єднаний з вимірювачем 32 довжини хвилі лазерного випромінювання та під'єднаний до

Зо мікропроцесора 1.

На Фіг2 показана одна з можливих конструкцій наконечника з температурними та вимірювальними сенсорами, що включає в себе порожнинну голку 21, на кінці якої розміщений наконечник 20 змінного інструмента. В порожнинному тілі голки проходять по каналах для оптоволокна 22, оптоволокна 9 ендоскопа 23, волоконно-оптичних термодатчиків 19 та оптоволокно 24 передачі лазерного випромінювання, на кінці якого закріплений сенсор 25 вимірювача потужності ДЛВ та сенсор 31 довжини хвиль вимірювача довжини хвилі лазерного випромінювання.

Функціонує запропонований лазерний медикотерапевтичний апарат наступним чином.

Після включення блока З живлення з блока 17 проводять установку необхідних режимів і параметрів випромінювання. При цьому в пристрої налаштовуються: конкретні значення потужності доз робочого лазерного випромінювання, потужності пілотного лазера, безперервний/мпульсний режим робочого випромінювання, параметри імпульсів. Для наведення робочого лазерного випромінювання на оброблювану область біотканини застосовується малопотужний прицільний лазер з довжиною хвилі 0,53 мкм. Зелене випромінювання прицільного лазера поширюється по оптоволокну 9 так само, як і інфрачервоне випромінювання, при цьому розмір і форма плями збігаються. Оскільки пристрій має випромінювач 4 видимого діапазону довжини хвилі, то проведення лікувальної процедури інфрачервоним випромінювачем 5 супроводжується візуалізацією зони впливу випромінюванням з довжиною хвилі (0,97-1,06) мкм.

Крім того, оскільки лазерне опромінення у видимому діапазоні довжин хвиль саме по собі надає лікувальну дію, то процедура, проводиться відразу на двох довжинах хвиль при різних параметрах випромінювання в інфрачервоному та видимому діапазонах, що розширює технологічні можливості і ефективність впливу на біотканини.

Генерується кожним лазерним випромінювачем 4, 5 випромінювання за допомогою волоконно-оптичного перетворювача 7 зводиться воєдино в загальні оптоволокна 9 і далі - в інструмент 10.

При цьому через відвід 11 випромінювання подається в перетворювач 12, в якому за допомогою фотодіода 14 вимірюється параметри сформованої потужності, та їх значення відображаються на дисплеї 16 мікропроцесора 1.

За результатами оцінки вимірювання вимірювачем 26 значень доз потужностей лазерного випромінювання сенсором 25 на кінці наконечника 20 змінного інструменту в зоні дії лазера на біологічній тканині та порівняння її в пристрої 27, на другий кінець якого підключений задатчик 28 необхідної, нормованої, заданої лікарем дози лазерного випромінювання. На виході пристрою порівняння 27 інформація про знаходження потужності діючої ДЛВ на БТ в заданих межах передається на мікропроцесор 1. При виході потужності ДЛВ за задані межі з виходу пристрою порівняння 27 інформація, що надійшла в мікропроцесор 1 подасть команду на включення сигналізаторів світлового 29 та звукового 30, та відключення блока живлення З від блока 6 буферного керування живленням лазерних випромінювачів 4 і 5. Вимірювач 32 довжини хвилі лазерного випромінювання за значеннями з сенсора довжини хвиль 31 на кінці наконечника 20 змінного інструмента передає на мікропроцесор 1 значення довжини хвилі лазерного випромінювання в зоні дії лазера на біологічній тканині, значення відображаються на дисплеї 16. Вимірювання параметрів температури поверхні біологічної тканини температурним сенсором 18 здійснюють непрямий контроль впливу лазерного випромінювання інструментом 10 ї активно (під час проведення опромінення) змінюють значення параметрів лазерного випромінювання до заданої шкали номіналів за допомогою блока ручного управління 17 вручну чи через мікропроцесор 1.

Вплив на біотканину в роботі пристрою здійснюється або дистанційно через інструмент 10, або при безпосередньому контакті оптоволокнон 9 з біотканиною, коли вплив здійснюється не тільки випромінюванням, а й термальним кінцем оптоволокна 9, що неминуче призводить до його обгорання і зниження інтенсивності світлового потоку.

Температурний сенсор 18 вбудований в роз'єм змінного інструмента і вимірює значення параметрів температури поверхні біологічної тканини в момент проведення лазерного впливу і відображає дані на блоці індикації 16, що дозволяє оператору підбирати і встановлювати необхідний рівень потужності за допомогою блока ручного управління 17 вручну чи через мікропроцесор 1.

Конструктивно (Фіг. 2) вимірювальний сенсор 25 потужності ДЛВ розташований в кінцевій зоні наконечника 20 змінного інструмента і включає ланцюг (Фіг. 1) виміру та контролю потужності ДЛВ через блоки 26 вимірювача потужності ДЛВ, пристрою порівняння 27

Зо підключеного до мікропроцесора 1 та задатчика 28 потужності ДЛВ. Температурний сенсор 18 включає (Фіг. 2) комплект високопрецизійних волоконно-оптичних термодатчиків 19, закріплених в кінцевій частині оптоволокнон 9 в торцевій і поперечній площинах з можливістю кутового переміщення, а також вбудовані в роз'єм наконечника змінного інструмента 20 закріпленні в порожнинній стандартній голці 21 і з'єднані з мікропроцесором 1.

Оптоволокна 9 з можливістю поздовжнього і кутового переміщення встановлене в похилих до периферії під кутом ЗО0 каналах 22, розподілених на наконечнику 20.

По центру голки 21 в скрізному отворі наконечника 20, з можливістю відносного повздовжнього переміщення, змонтований ендоскоп 23 і лазерне волокно 24, сенсор 25 вимірювання потужності ДЛВ та сенсор 31 довжин хвиль вимірювача довжини хвилі лазерного випромінювання.

З міркування безпеки лазерне волокно 24 знаходиться не безпосередньо в контакті з шкірою, а на певній відстані за рахунок висунутих вперед термодатчиків 19, ендоскопа 23 та сенсорів 25, 31, що зменшує ризик перегріву біотканини, забезпечує об'єктивний контроль потужності ДЛВ та довжини хвилі лазерного випромінювання і теплового поля зони дії випромінювання.

Таким чином, запропонований апарат, дозволяє підвищити об'єктивність і точність контролю доз лазерного випромінювання та ефективність терапевтичного та оперативного впливу на біологічні тканини пацієнтів з забезпеченням гарантованої безпеки пацієнта.

Claims (1)

1. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Лазерний терапевтичний апарат, що має зв'язані між собою мікропроцесор керування, з'єднаний з перетворювачем, і оптичний блок, що має два випромінювачі, що генерують лазерне випромінювання відповідно в видимому і інфрачервоному діапазонах оптичного спектра, до дистального торця загального оптоволокна під'єднаний змінний інструмент з температурним сенсором, при цьому мікропроцесор оснащений блоками індикації і ручного регулювання, а перетворювач підключений до оптоволокна і виконаний у вигляді конічного розсіювача з дифузним відображенням стінок, який комутується з мікропроцесором за допомогою вбудованого в основу фотодіода, а температурний сенсор містить температурні бо датчики, закріплені в кінцевій частині оптоволокна в поперечній площині з можливістю кутового переміщення і вбудовані в роз'єм змінного інструмента та з'єднані з мікропроцесором, має сенсор та вимірювач потужності доз лазерного випромінювання, пристрій порівняння, задатчик потужності лазерного випромінювання, світловий та звуковий сигналізатори, при цьому сенсор розміщений на наконечнику змінного інструмента та під'єднаний до вимірювача потужності доз лазерного випромінювання, який з'єднаний з пристроєм порівняння, а він - з задатчиком потужності лазерного випромінювання та мікропроцесором, а мікропроцесор зі світловим та звуковим сигналізаторами, який відрізняється тим, що додатково містить сенсор довжини хвиль та вимірювач довжини хвилі лазерного випромінювання, під'єднаний до мікропроцесора. та 3 - - - нИщшиии й І; я шк ро т : і Я, | Н б я ше БО Ва г 7 Ши Ї ЕД Н КИ АтІ пев ТЗ іх жк : г й хх І Шк и (4 й ч зим мин а аа о а іно здо ж ой ни «г | КІ є | Ме ; М дян чччннни нене тку ге; й А28А - - Я М ! я й І! ! ка ; і ві що що і у, г) ! | цр Ї І ЩІ і ! ї я . Ї ре он вк - І й я ПИ ям ля у біблогічна тканина - Й Ер ня А, Ж | ни ИНА; шо г; Фіг