UA134621U - Адаптивний лазерний медичний апарат - Google Patents

Abstract

Адаптивний лазерний медичний апарат містить 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 інструменту та з'єднані з мікропроцесором. Містить датчики визначення типу шкіри, розміщені на оптоволокні і з'єднані з мікропроцесором.

Description

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

Відомий лазерний медичний апарат (Патент України на корисну модель ША Ме 97054, МПК АбІ М5/067, Аб61В 18/22; Аб1В 18/20, опубл. 25.02.2015, Бюл. 4), 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 інструменту та з'єднані з мікропроцесором.

В даному апараті здійснюється активний контроль потужності лазерного випромінювання до цілі впливу, за результатами якого регулюється його потужність до заданого рівня, компенсуючи, зокрема, втрати на технологічні забруднення робочої поверхні інструменту, можливі деформації або порушення механічної цілісності оптоволокна та враховує температурні градієнти і вплив лазерного випромінювання на біологічні тканини пацієнта, але потребує налаштування на тип шкіри пацієнта.

Але вищевказаний апарат не в повній мірі враховує температурні градієнти та вплив лазерного випромінювання на біологічні тканини пацієнта, відсутня об'ємна температурна картина в зоні дії випромінювання, що не дозволяє об'єктивно оцінити рівень впливу на біологічні тканини пацієнтів.

Задача корисної моделі є забезпечення автоматичного налаштування апарату під тип шкіри пацієнта та його особливості, підвищення точності та ефективності терапевтичного та оперативного впливу на біологічні тканини пацієнтів з адаптацією під умови виконання процедури.

Зо Поставлена задача вирішується за рахунок того, що адаптивний лазерний медичний апарат, що містить 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 інструменту та з'єднані з мікропроцесором, згідно з корисною моделлю, має датчики визначення типу шкіри, розміщені на оптоволокні і з'єднані з мікропроцесором.

Так як оптичні властивості біологічної тканини являються одним із найбільш об'єктивних комплексних показників життєдіяльності біологічного організму, то застосування датчики визначення типу шкіри, що закріплені в кінцевій частині оптоволокна і з'єднані з мікропроцесором дозволяє налаштувати та отримати об'ємну задану картину зони дії випромінювання та реально оцінити вплив лазерного випромінювання на біологічні тканини пацієнта. Шкіра пацієнта ділиться на 6 типів, що розрізняються за класифікацією Фіцпатріка.

Для врахування типу шкіри інтерес представляє величина оптичної щільності (00) епідермісу, що залежить від коефіцієнту поглинання меланіну та товщини шару епідермісу, а також залежність коефіцієнта розсіяння шкіри від довжини хвилі.

На фіг. 1 зображена функціональна схема запропонованого адаптивного лазерного медичного апарату, а на фіг. 2 одна з можливих конструкція наконечника з датчиками визначення типу шкіри.

Адаптивний лазерний медичний апарат містить мікропроцесор 1 керування і оптичний блок 2, підключені до блоку 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) довжин хвиль.

Лазерні випромінювачі 4, 5 з блоком З живлення пов'язані через блок 6 буферного бо 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 інструменту 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 блоку 2 по оптоволокну 9 діаметром 200 мкм до змінного волоконного інструменту 10 діаметром не менше 400 мкм при мінімальній втраті потужності. Оптоволокно 9 оснащене відведенням 11, за допомогою якого здійснюється комутація з перетворювачем 12, і вимірювання потужності лазерного випромінювання.

У 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 кінцевій частині оптоволокна 9 закріплений, датчик 25 визначення типу шкіри, з'єднаний з мікропроцесором 1.

Функціонує запропонований адаптивний лазерний медичний апарат наступним чином.

Після включення блоку З живлення з блока 17 проводять установку необхідних режимів і параметрів випромінювання. Визначається тип шкіри і по ньому в апараті налаштовуються: конкретні значення потужності 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 невидиме

Зо 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 загальне оптоволокно 9 і далі - в інструмент 10.

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

За результатами вимірювання значень потужності лазерного випромінювання у відводі 11 і вимірювання параметрів температури поверхні біологічної тканини температурним сенсором 18 здійснюють непрямий контроль впливу лазерного випромінювання інструментом 10 ії активно (під час проведення опромінення) змінюють значення параметрів лазерного випромінювання до заданої шкали номіналів за допомогою блоку 17 вручну, чи в автоматизованому режимі.

Для міжопераційного налаштування значення параметрів потужності лазерного випромінювання інструментом 10 безпосередньо в біотканину і контролю цілісності оптоволокна 9 останнє замість відведення 11 встановлюють в затискач 13 перетворювача 12, вимірюючи тим самим за допомогою фотодіода 15 дійсне значення параметрів випромінюваної енергії інструментом 10 під час лікування і регулювання значення параметрів потужності при цьому. Ще раз вимірюються параметри шкіри датчиком 25 і передається в мікропроцесор 1, де уточнюється тип шкіри.

Вплив на біотканину в роботі пристрою здійснюється або дистанційно через інструмент 10, або при безпосередньому контакті оптоволокна 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 інструменту 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 блоку 17 вручну.

Конструктивно температурний сенсор 18 (фіг. 2) включає комплект високопрецизійних волоконно-оптичних термодатчиків 19 та датчика 25 визначення типу шкіри, закріплених в кінцевій частині оптоволокна 9 в торцевій і поперечній площинах з можливістю кутового переміщення, а також вбудовані в роз'єм наконечника змінного інструменту 20 закріпленні в порожнинній стандартній голці 21 і з'єднані з мікропроцесором 1.

Оптоволокно 9 з можливістю поздовжнього і кутового переміщення встановлене в похилих до периферії під кутом 30" каналах 22, розподілених на наконечнику 20.

По центру голки 21 в наскрізному отворі наконечника 20, з можливістю відносного повздовжнього переміщення, змонтований ендоскоп 23 і лазер 24.

З міркування безпеки лазер 24 знаходиться не безпосередньо в контакті зі шкірою, а на певній відстані за рахунок висунутих вперед термодатчиків 19 та датчика 25 визначення типу шкіри, що зменшує ризик перегріву біотканини та забезпечує об'єктивний контроль теплового поля зони дії випромінювання.

Таким чином, запропонований адаптивний лазерний медичний апарат, дозволяє точно і інформативно оцінити поверхню біологічної тканини за рахунок інформації з датчиків визначення типу шкіри, автоматично налаштувати режими дії лазерного випромінювання, а також отримувати об'ємну картину зони дії лазерного випромінювання.

Корисна модель дозволяє розширити функціональні та технологічні можливості оперативного впливу на біологічні тканини пацієнтів, забезпечити безпеку процедури та підвищити об'єктивність, точність і ефективність терапевтичного та оперативного впливу на біологічні тканини пацієнтів зі значним підвищенням функціональної та безпекової надійності апарату в цілому.

Claims (1)

1. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ

   Зо Адаптивний лазерний медичний апарат, що містить 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 інструменту та з'єднані з мікропроцесором, який відрізняється тим, що має датчики визначення типу шкіри, розміщені на оптоволокні і з'єднані з мікропроцесором.