一种2微米光纤激光手术刀的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于激光手术设备，具体涉及一种2微米光纤激光手术刀。
【背景技术】
[0002]激光对生物体组织的相互作用是医学应用的物理基础，激光的热效应是医学上使用最广泛而且最早被人们认识的激光组织效应之一。激光入射生物体组织，在光穿透深度范围内，被吸收的光能转换成热量。当加热速度(热能来自激光照射，与激光强度和组织吸收系数两个因素有关)远远高于蒸发组织所需热量的速度，则组织被很快汽化消融。因此，若光穿透深度过大(吸收系数过小)，光能分散到空间，对气化不利。如Nd:YAG(掺钕钇铝石榴石晶体)激光器不适用于软组织的汽化，就是这个原因所致。
[0003]目前，在各类成熟和应用较广的激光治疗、手术设备中，主要有准分子激光、10.6微米CO2激光、1.064微米Nd: YAG (掺钕钇铝石榴石晶体)激光、532纳米绿激光(KTP倍频)、Ho:YAG(掺钬钇铝石榴石晶体)激光等，这些激光手术设备均采用非光纤结构结构。除开波长为193纳米的超紫外准分子激光，激光的能量几乎完全被角膜上皮细胞和基质吸收，专用于眼科手术外。对于皮肤科、耳鼻喉科、泌尿外科等软组织手术而言，上述激光或多或少地存在不足。Nd: YAG(掺钕钇铝石榴石晶体)激光、绿激光(KTP倍频)的软组织气化切割能力不足，尽管HckYAG(掺钬钇铝石榴石晶体)激光出光也在2微米波段，但其激光输出为脉冲式，手术是通过撕裂软组织方式实现的。因此脉冲工作方式的Ho:YAG激光目前主要用来切除和烧蚀软骨以及其它硬的钙化的组织，不适合皮肤科、耳鼻喉科、泌尿外科等众多软组织去除的临床应用领域。而且Ho3+ (钬离子)的吸收范围内缺乏高效的泵浦源，激光很难放大到高功率；而且，HckYAG激光采用脉冲灯泵浦，增益介质为棒状或盘片状晶体，导致其体系结构复杂，存在系统稳定性和维护性较差的不足。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种光束质量好、连续、稳定、成本低的2微米光纤激光手术刀，其手术对皮肤组织穿透能力浅，损伤小。
[0005]本发明提供的2微米光纤激光手术刀，包括光纤激光器和与光纤激光器连接的激光手术刀头，所述光纤激光器向所述激光手术刀头输出2微米波段连续波激光。
[0006]所述光纤激光器包括种子激光器、隔离器、放大器、制冷器，所述激光器通过所述隔离器与放大器连接，所述激光手术刀头与所述放大器连接，所述种子激光器产生的种子激光经隔离器后注入所述放大器；所述2微米波段连续波激光由所述种子激光器产生，经所述隔离器、放大器向所述激光手术刀头输出；所述种子激光器、隔离器、放大器产生的热量由所述制冷器散热。
[0007]所述种子激光器包括若干第一泵浦源半导体激光器、第一泵浦親合器、光纤光栅、第一增益光纤，所述光纤光栅采用两个与所述第一增益光纤构成线性腔结构的谐振腔，所述第一泵浦源半导体激光器通过第一泵浦耦合器与所述第一增益光纤连接。
[0008]所述放大器包括若干个第二泵浦源半导体激光器、第二泵浦耦合器和第二增益光纤，所述第二泵浦源半导体激光器通过第二泵浦耦合器和第二增益光纤连接。
[0009]所述种子激光器采用线性腔结构，由一对中心波长为2微米的光纤光栅(FBG)与掺杂光纤熔接而成。
[0010]所述第一、第二增益光纤均为双包层结构的大模场掺铥光纤。
[0011]本发明的有益效果:
本发明的特点在于从生物学角度出发，经过大量生物作用实验研宄，选择了 2微米波段连续波激光用于手术。实验采用新鲜、成年、健康的新西兰兔口腔黏膜，随机分成两组。用CO2激光、2微米波段连续掺铥(Tm)光纤激光，采取不同的功率及不同的作用时间，作用于离体新西兰兔的口腔黏膜，中性甲醛溶液固定组织，制作组织切片，智能生物显微镜拍照，Adobe Photoshop CS6系统测量气化指标最大气化面积、最大气化宽、最大气化和热损伤的指标(最大热损伤面积、最大热损伤宽、最大热损伤深)。进行统计学分析，得到两者统计学意义的差别和对比。2微米波段连续掺铥光纤激光的气化宽(p=0.0038)及最大气化面积(p〈0.0001)与CO2激光的有统计学差异，并且均值较CO 2激光的大。微米波段连续掺铥光纤激光能量密度与最大气化面积(r=0.80249，p〈0.0001)、最大气化宽(r=0.8708，ρ=〈0.0001)、最大气化深(r=0.62895，p=0.0039)、最大热损伤面积(r=0.82281，ρ=〈0.0001)、最大热损伤宽(r=0.73385，p=0.0003)、最大热损伤深(r=0.76729，p=0.0001)呈正相关，与CO2激光器的各个测量指标与能量密度相关性有统计学意义(P值均小于0.05)，且相关性大。实验数据表明，本发明比CO2激光气化效率高，热损伤无明显差别。总的来说0)2激光消融组织时，其瞬间升温能力不如本发明，且击穿黏膜的功率密度高。
[0012]本发明采用2微米波段连续波激光作为手术刀，将CO2激光的切割切除功能和Nd:YAG (掺钕钇铝石榴石晶体)激光器的止血效果集于一身，同时由于该波段激光对皮肤组织的穿透能力浅使得损伤组织小，非常适合应用于微创手术。加之2微米波段处在水的吸收峰，是人眼安全波段激光，在操作安全和环境安全两方面具有优势。
[0013]本发明产生激光的激光器、激光器至病患手术部位的传导光路，所用核心部件都采用光纤，功率可调范围从数瓦至上千瓦，效率高、光束质量好、连续、稳定，其连续波、大功率的2微米光纤激光能实现“汽化”+ “切割”，在组织中的穿透深度仅0.3毫米，去除增生组织后留下的凝固层只有I毫米。本发明输出的2微米波段连续波激光在软组织和水中有相似的吸收特性，不同于现有脉冲式Ho:YAG激光的撕裂软组织的工作方式，本发明的2微米波段连续波激光可以在良