专利名称：一种即插即用的医用光针的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及医疗器械领域，具体是利用光纤技术向体内注入光能量的、可用于诊 断、针灸和治疗的一种即插即用的医用光针。
背景技术：
激光本身是一种能量，而且相干性、方向性很好，强度可以很高，输出波长和能量精 密可控。例如，利用氩离子激光照射经体外循环的血液，可以杀死艾滋病毒；激光光谱的 特征谱线可以用于诊断和判断药物的治疗效果。所以，激光不但可以用于治疗，还可以用 于诊断。目前，激光已经用于皮肤病的治疗，或近表面的医学应用，例如在眼科和口腔科， 已经相当普及。但是激光进入人体却很困难，这是因为人体的器官和组织对光不透明，光 很难进入体内。
最早开发的将光引入体内的是由光纤束制成的内窥镜。现在，这种内窥镜的体探头可 以做到直径仅1毫米，光纤像素达1万，分辨率几十微米，主要还是用于病变部位的诊断。 新近发展的带有摄像机的胶囊型内窥镜做得很小(小0.9X2.3cm)，也仅能用于诊断，而 且很贵。弱激光照射用于治疗研究很多，很有发展潜力。用于体内治疗的，首先是激光针 灸。最早开发出来的是半导体激光针灸器和氦氖激光针灸仪。这在上世纪末已经有相应的 器械出售，但是疗效不理想。例如，原长春光机学院研发的半导体激光针灸器一套三件 带准直器外形如笔的半导体激光器， 一个荧光池可以检测光输出状况以及一个电源。这种 激光针灸的主要优点是不用针刺入皮肤，因而无感染的担心，也不会有刺痛的担心。但是 没有发展起来，原因有两个， 一是人体组织的散射和吸收使得进入体内的光很弱，也很难 聚焦。二是选择透光比较好的波长，也会因吸收很少而热效应不佳，达不到针灸的目的。 氦氖激光具有活血化瘀的功效。仔细研究其机制发现是血红细胞的变形能力增加了。用于 血管内照射也己经有仪器了。 1984年开始的低强度激光血管内照射得到了成功的应用。 中国科学院安徽光机所开发的型号为YNHO-A型的氦氖激光血管内照射仪在肢体内闭塞 性血管病治疗中应用取得好的结果。但是光纤进入体内的方法依然是一个问题，光纤的插 入和固定都不容易，难于广泛使用和推广。
为了使光能通过光纤进入体内，实用新型专利CN00205098.6 "—种激光针灸针"利 用激光治疗仪器中使用的穿刺套管针，其改进之处是先后将针灸针和光纤针插入穿刺套管 针，插入的针灸针或光纤针设计有针座，由开有卡槽的圆台与相应的卡销固定。但是使用 穿刺导管针，均没有解决光纤的插入和固定的问题。这种针灸针到现在还未能推广，有以
下几点原因
1、这种激光针灸针在操作时先用含有针灸针的导管针感受到穴位以后，再拔除针灸 针，插入光纤针，操作起来是繁琐的。而且，如果针灸针与穿刺导管之间为紧配合，在拔
3除时必然抽出体液；即使不是紧配合，也可能抽出体液。因为在针尖处有一个不小于100 微米的小孔。在下一步插入光纤时，不论是否重新推入抽出的体液，都可能出现事故。2、 光纤加套是常规技术，己经是专业工作者的常识。对于特殊应用，通常加多层套。因此， 对于医用光针的加套，也应该有特殊的要求，例如管径和刚度的要求，松套和紧套的要求。 该专利对套管没有提到应该考虑到的特殊要求。3、这种激光针灸针尖为圆锥，而光纤针 端面，从图上看是平顶。即使用标准石英光纤，直径最小也有110微米。刺入人体的疼痛 感会比较大。而如果光纤是裸纤，有折断的危险，也很难确认是否到位。如果光纤带包层， 会增加光针的总直径，从而增加病人的疼痛感觉。光纤如果能随意插进拔出，要求导管针 内表面抛光，而且肯定会保留一定的间隙，这导致较多不确定因素存在。尽管申明为一次 性使用，为保持使用方便和清洁卫生的要求，成本会有大幅度增加。4、带卡槽的圆盘， 新设计和加工会比较贵，因为光纤技术属精密技术。5、该实用新型专利是针对针灸，工 作范围小而难于得到使用。
另一方面，从波导技术的发展来看，以前追求的目标是能够弯曲和灵活性，使得光能 经弯曲的路径到达需要的地方，同时确保光纤不会折断和漏光。光纤的外导管为塑料或尼 龙最适合这种要求。即使对于海底光缆用不锈钢增强，也是由钢丝编织的导管，使得能够 弯曲。目前，所有光纤都是巻成筒型运输，就是利用了光纤可弯曲的性质。但是当障碍物 不能绕过，只能靠穿透、透射、散射或衍射传输时，如何控制和使用光便成了一个亟待解 决的技术问题，例如，当人体需要注射光以达到治疗目的时，需要一种能够方便施力且以 最短距离准确到达病变部位的器械。本实用新型中的钢套管光纤采用了退火以增加其韧 性，淬火增加其钢度，套管和光纤之间为紧配合，或以粘结剂固化形成实心复合结构光纤。 由这种钢套管光纤制造的光针可以以最短的直线距离准确到达病变部位。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种即插即用的医用光针，实现体 内光能量治疗，用便捷的办法，使激光通过光纤传输直接进入体内进行治疗，突破生物机 体和组织对光不透明的限制，减少光能量损耗。同时，利用光学极髙灵敏度的特点，用光 探测体内的生理过程。
本实用新型的目的通过以下技术方案来实现
一种即插即用的医用光针包括光纤(3)和不锈钢套管(1)，不锈钢套管(1)位于外 层，内层是光纤(3)，在光纤和不锈钢管之间填充粘结剂(2)固化形成实心复合结构； 医用光针的针尖端为一次性注射针针尖形状，医用光针的另一端制成可插入光纤耦合器的 光针接插头。
所述的针尖端的光纤有三种端面与不锈钢套管表面平齐的光滑平面、有聚光作用的
光滑球面或表面不光滑的粗糙表面。
所述光针接插头，精密设计为可插入光纤耦合器紧配合结构，经光纤适配器连接，成 为光纤耦合器的组成部分。
所述光针接插头具有与连接光纤相同的外径，与耦合器的一种耦合方式是将接插头在V型槽(5)和定位销(4)准确引导下插入光纤耦合器，实现高效耦合，是一种即插即用 的器件。
本实用新型的一种即插即用的医用光针在针头部位的外部形状和尺寸与一次性注射 用针针头相同， 一种方案是采用已经有的外径0.7毫米和0.45毫米两种医用注射针，针尖 角度12度。也可以设计制造直径小于0.5毫米的各种直径和各种长度的光针，这种针是 实心的，只能通光。
针尖端的光纤的端面根据需要制成平面和球面的形式，满足不同的照明区域需要和有 利于诊断信息的采集。球形端面，起微透镜作用。微透镜的作用是使出射光在前方会聚。 这种端面由激光端面融化冷却自然成型。针尖的光纤端面还可以有其他形式。根据临床需 要，例如需要更柔和以及更宽范围的照明，端面可以制成表面不光滑的粗糙表面。
采用注射针的形式，设计外形如注射针，内部结构为光波导，并具体化为光纤，光针 直接插入体内直到病变部位。光针的另一端通过耦合器从包括半导体激光器在内的各种可 调谐光源或宽带光源获取光能量，实现光能量注入。增加分束耦合器可将治疗和诊断信息 传送到相关探测器用于分析。
本实用新型与现有技术相比具有如下的优点及效果
(1) 本实用新型利用了机体对针孔微创损伤容易自行修复的特点，用光针的形式将 光导入体内。由此可以在体内开展不用药物的能量治疗。
(2) 能量治疗避免了药物本身产生废弃物的问题，是对人体和环境安全的治疗。注 入能量帮助体能恢复是一种增强人自身体能的方法。
(3) 光纤加强之后具有足够的韧性和刚度，结合尖锐的针头，容易施力和准直，所 以，光针可以容易插入体内任何部位实现能量注入。
(4) 实心的光针比同尺寸的空心注射针的机械性能更好。
(5) 克服了机体不透光的限制。以前光进入体内只能经过食管气管等已经有的管道， 现在可以到任意部位。
(6) 可以反馈治疗和诊断的信息。
(7) 使用可以很灵活。批量生产以后，价格会比较低，可以开发一次性针头，而保 持比较贵的光源和耦合器长期使用。也可以一次注射多次更换光源或采用可调谐光源。
(8) 容易在机体表面固定光注入位置。
(9) 一般医务人员容易掌握和使用。
(10) 扩展传统针灸的工作范围，增加传统针灸的能力到包括光的运用，同时克服现 有激光针灸光到达穴位敏感部位受到严重散射损耗的情况。
图1为医用光针针头外部形状；
图2为光纤端面与针尖平面平齐的光针；
图3为光纤为球形端面的医用光针；
图4为医用光针与光纤耦合器的装配图；图5为一种便携式医用光针；
图6为一种便携式医用光针的A-A剖面图7为一种便携式医用光针的局部放大图8为接光纤耦合器的光针。
图中1、不锈钢套管；2、光纤和不锈钢管之间的填充连接剂；3、光纤；4、定位销; 5、 V型槽；6、 一分二耦合器；7、医用光针；8、 二极管的输出耦合器；9、裸光纤；10、 耦合头；11、金属保护套；12、固紧螺母；13、金属外套；14、紧配合塑料管；15、端口 一；16、端口二； 17、端口三。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本实用新型作进一步详细的描述。 实施例1
本实用新型的医用光针包括光纤G)和不锈钢套管(1)，不锈钢套管(1)位于外层， 芯为光纤G)，在光纤和不锈钢管之间填充粘结剂(2);如图2所示。医用光针在针尖部 位的外部形状与一次性注射用针针尖如图1所示相同，可以采用已经有的外径为0.7毫米 的医用注射针，针尖角度12度，针尖部位的光纤端面根据需要制成平面和球面的形式， 如图2和3所示。
图4为医用光针与光纤耦合器的装配图，耦合器输出端的耦合头10含裸光纤9，对 裸光纤9具有定位准直作用，金属保护套11的限位作用与固紧螺母12配合，与光纤耦合 器的输入端连接，完成光的耦合传输作用。医用光针7的光针接插头插入光纤耦合器的输 出端，由金属外套13保护加固。 实施例2
本实用新型可以制作成一种便携式医用光针，用发光二极管和纽扣电池做光源，利用 用红光，可用作针灸或者对准血栓，化解血栓。输出光的光谱波段和功率由发光二极管本 身控制，照射剂量由工作时间和电池的寿命控制。如图5所示的一种结构，用普通红色高 亮度发光二极管。小型的发光二极管与纽扣电池直接装入不锈钢套管1内。市售的小型发 光二极管直径是3毫米。但是芯片尺度仅0,24毫米。直接采用芯片将引线导出，套筒底 部装反射镜。套筒上紧时二极管亮，同时聚焦耦合进入光纤再耦合进入医用光针，从底部 透明窗口可见到散射光。这种耦合对准的夹紧对准方法如图6所示。由图7看到同一尺度 的钢套光纤制成二极管的输出耦合器的输出端面为球面，该输出耦合器平放在精密陶瓷制 成的V型槽5上，由定位销4夹紧。使用时，平顶抛光的医用光针7直接插入，直到与 二极管的输出耦合器8顶端球面接触,上紧套筒直到二极管点亮，医用光针就可以工作了 。 输出耦合器的球形端面，可用专门的模具，模压成型，直接成为发光二极管的外形封装， 使器件的结构更为紧凑。具有方便携带，操作简单的优点。 实施例3
本实用新型还可以达到精密控制能量和监控治疗效果，工作原理如下医用光针的光 针接插头接入光纤跳线，跳线另一端接一分二耦合器6，如图8: —分二耦合器6，有三个端口。端口一 15连接到激光器，是光的输入口。端口二 16是输出口，直接与光针耦合,
然后从针尖输出光能量。在针尖处的反射光和激发的光荧光会被收集原路返回，按方向耦
合原理从端口三17出，端口三17连接到探测器，变成电信号进行分析处理。输入光为光 波长可调谐的半导体激光器，因此可以在一定范围调节入射光波长，或者方便地更换不同 波长的激光器。照射计量也在光源处控制。激光器工作于连续和脉冲两种模式。在连续工 作模式，照射剂量直接由输出功率和照射时间控制。由于半导体激光器为注入受激辐射， 照射剂量控制可直接由电子学方法完成。在脉冲工作模式，可以由脉冲数和每脉冲功率的 乘积决定，所以注入能量能更精密地控制。
权利要求1、一种即插即用的医用光针，其特征在于包括光纤(3)和不锈钢套管(1)，光纤(3)插入不锈钢套管(1)中，之间填充粘结剂(2)，形成实心复合结构，医用光针一端为针头，针头端的不锈钢套管为一次性注射针的针头形状，另一端制成插入光纤耦合器的光针接插头。
2、 根据权利要求1所述的医用光针，其特征在于所述的光纤(3)在针头端有三种表面:与不锈钢套管表面平齐的光滑平面、有聚光作用的光滑球面或表面不光滑的粗糙表面。
3、 根据权利要求l所述的医用光针，其特征在于所述的光针接插头与光纤耦合器的耦合方式是经光纤适配器连接，成为光纤耦合器的组成部分。
4、 根据权利要求1所述的医用光针，其特征在于所述的光针接插头与光纤耦合器的 耦合方式是将光针接插头在V型槽(5)和定位销(4)准确引导下插入光纤耦合器，实 现高效耦合，是一种即插即用的器件。
专利摘要本实用新型公开了一种即插即用的医用光针，是利用光纤技术向体内注入光能量的、可用于诊断、针灸和治疗的一种医用光针，是采用注射针的形式，设计外形如注射针，是一种复合结构实心针，芯为光纤，光针直接插入体内直到病变部位。光针的另一端制成插入光纤耦合器的光针接插头，插入通用的光纤耦合器从包括半导体激光器在内的各种可调谐光源或宽带光源获取光能量，实现光能量注入。增加分束耦合器可将治疗和诊断信息传送到相关探测器用于诊断分析。
文档编号A61N5/06GK201361376SQ20092004968
公开日2009年12月16日 申请日期2009年1月6日 优先权日2009年1月6日
发明者刘颂豪, 郭邦红 申请人:华南师范大学