[0023](7)生物组织到达一定温度时，胶原或蛋白等结构开始变性和凝固，使两断端组织黏合连接，本发明使用光电探测器采集焊接区域的光学信号，转换成温度信号，反馈给控制系统，调整驱动电路改变光束移动速度，使生物组织焊接的温度处于最佳范围，保证基本焊接温度的同时减少焊接区域高温停留时间，最终实现吻合连续性高和不可逆热损伤面积小的焊接效果。
【附图说明】
[0024]图1为本发明用混合光束激光焊接生物组织的装置结构示意图。
[0025]图2为本发明所述装置中的扫描系统结构示意图。
[0026]图3为本发明用混合光束激光焊接生物组织的方法流程图。
[0027]图4为本发明实施例中的光束移动路径示意图。
【具体实施方式】
[0028]容易理解，依据本发明的技术方案，在不变更本发明的实质精神的情况下，本领域的一般技术人员可以想象出本发明用混合光束激光焊接生物组织的方法及装置的多种实施方式。因此，以下【具体实施方式】和附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限制或限定。
[0029]结合图1，本实施例混合光束激光焊接生物组织装置，主要包括激光发生器系统I，输出光纤2，3X I激光合束器3，激光准直器4，调焦系统5，扫描系统6，光电探测器10，控制系统11。
[0030]激光发生器系统I搭载三台激光器，其中第一激光器1-1和第二激光器1-2输出不同波长的激光，可采用不同波长的脉冲激光器或连续激光器实现；第三激光器1-3为微型激光器用于输出红光，指示焊接光束照射在目标切口或创面的位置。激光发生器系统I发射的激光通过输出光纤2送给激光合束器3。
[0031]激光合束器3用于将上述三台激光器发射的激光親合成一束激光，在准直器4和调焦系统5的共同作用下输出具有一定直径且发散角小的光束，然后该光束进入扫描系统6。
[0032]扫描系统6的结构如图2所不，主要由两个光学扫描镜、X-扫描电机、Y-扫描电机、X-驱动电路和Y-驱动电路构成，控制系统11通过X-驱动电路和Y-驱动电路分别驱动X-扫描电机、Y-扫描电机，从而在X-Y平面内控制激光束的偏转，完成光束在二维平面上的移动路径，该扫描系统在控制系统11控制下可实现直线、圆、多边形等基础图形，满足不同形状与空间的切口或创面组织的吻合焊接目的。
[0033]控制系统11用于预设光束的移动路径和速度，并控制扫描系统6按照所述移动路径和速度将焊接光束7作用于生物组织8的目标切口或创面。
[0034]光电探测器10用于采集焊接过程中生物组织焊接区域的光信号并转化为温度信号，控制系统11对温度信号进行分析，若焊接区域温度未达到预设值，则通过驱动电路减慢焊接光束7的移动速度，若超出预设值，则通过驱动电路加快焊接光束7的移动速度。
[0035]结合图3，结合上述装置，本发明用混合光束激光焊接生物组织的方法为:
[0036]步骤1、根据不同生物组织的物理特性和光学特性，匹配特定波长的激光发生器发射焊接光束，并选择激光器的输出模式，混合激光输出模式包括连续和脉冲混合输出模式、连续和连续混合输出模式、脉冲和脉冲混合输出模式等。生物组织不同部位的光学特性差异较大，例如，对于皮肤组织，980nm和1064nm激光分别易于被皮肤表皮层和真皮层(或深层)吸收，因此可选择980nm连续激光器和1064nm脉冲激光器，将此两种波长的激光合成一束照射组织，分别主要作用于皮肤的表皮层和真皮层(或深层)，产生光热效应使组织变性和凝结，则可实现皮肤切口全层深度的吻合焊接目的。980nm连续激光器参数主要是功率，1064nm脉冲激光器参数主要是峰值功率、脉宽和重复频率等。连续激光器保证光束在组织内提供连续热输入量，使组织温度提高10?20°C，减弱组织酶活性，固定细胞组织；脉冲激光器通过调节脉宽和重复频率可进一步精确控制光束在组织内的热作用，使组织温度升高至60?70°C，蛋白质和胶原蛋白发生变性和凝结，在脉冲间隔合理控制下，组织可得到短时间冷却，而不是持续升温导致组织膜穿透或汽化分解，因此脉冲激光和连续激光的混合焊接模式具有减少不可逆热损伤生物组织面积的治疗效果。
[0037]步骤2、根据组织的切口或创面组织的大小、深度和面积等外观表现，在已知组织的比热容、密度等物理特性下，粗略估算组织达到60?70°C所需的总热输入量，对第一激光器1-1和第二激光器1-2的参数进行预设，输出使组织变性凝结的焊接光束，并预估焊接光束的移动速度。连续激光器参数主要为功率，脉冲激光器参数主要包括峰值功率、脉宽和重复频率等。功率对热输入发挥着最重要的影响，功率高，组织温升快；功率低，则反之。脉宽长短主要影响本脉冲光束对组织的热作用效果，峰值功率和光斑直径一定时，不同脉宽使组织升温至最高温度所需时间不同。重复频率为单位时间内输出光束的脉冲次数，影响脉冲的间隔时间，若脉冲间隔较短，相邻光束脉冲对组织的热效应具有叠加贡献和相关性；若脉冲的间隔足够长，在脉冲间隔期间，考察点的温度将下降至初始温度，那么下一个光束脉冲引起的温度变化与上一个光束脉冲的作用几乎相同。在其他参数一定情况下，移动速度愈快，生物组织的吸收的热能量愈少；移动速度愈慢，则组织高温停留时间长，产生的不可逆热损伤面积可能愈大。
[0038]步骤3、根据组织的切口或创面大小，调制聚焦系统5，设定焊接光束7的光斑直径；
[0039]步骤4、放置生物组织样本于工作平台9，利用微型激光发生器1-3输出指示红光，利用控制系统11寻找照射目标组织的光斑的起始位置；
[0040]步骤5、根据组织的切口或创面延展方向，在红光的引导下，控制系统11使用编程软件预设焊接光束的移动路径；
[0041]步骤6、上述所有参数设置完毕后，关闭微型激光发生器1-3，打开第一激光器1-1和第二激光器1-2的电源，运行控制系统11，焊接光束7开始对目标组织切口或创面8进行激光焊接；
[0042]步骤7、激光焊接过程中，光电探测器10采集焊接区域光信号，在控制系统11下转换成温度信号，并判断是否达到预设值，若未达到，控制驱动电路减慢焊接光束的移动速度；超出预设值一定范围，则加快移动速度；
[0043]步骤8、焊接过程完毕，关闭系统电源，移开目标组织。
[0044]上述步骤3中的激光准直器4和调焦系统5，可对合束器3耦合后的光束进行整形，输出直径在0.5?5mm范围连续可调的光束，且光束的发散角尽可能小。上述步骤4中的微型激光发生器1-3输出红光波长λ为650nm，输出功率小于6mW，焊接过程对结果影响可忽略不计。上述步骤5中，扫描系统6可实现光束的“点扫描”和“线扫描”两种模式，对于面积较小的创面组织，可选择“点扫描”模式；对于较长组织切口，可选择“线扫描”模式。
[0045]下面结合实验，对本发明做进一步的描述。
[0046]实验I
[0047]以带全层皮肤的新鲜离体猪肉为例，样本尺寸100X 100X 10mm，用手术刀制备3条间隔20mm的50mm长切口，深度过全皮层(包括表皮和真皮，约1.5mm厚)。每条切口焊接面上，3针等距缝线以牵引切口避免张开过大影响激光焊接。
[0048]设计焊接光束的基本参数，激光发生器系统中，1064nm脉冲激光器1_1峰值功率设置5W，脉宽10ms，重复频率20HZ，输出功率则为1W，980nm连续激光器1_2输出功率设置为1W。调节聚焦系统5，使输出光斑直径达到2_。
[0049]设计光束移动路径和