专利名称：激光医疗设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种激光医疗设备，尤其涉及一种多光纤光环切手术设备。
背景技术：
激光是由处于粒子数反转状态的激光工作物质产生受激辐射而发射出的能量高度集中、方向性极强、单色性好的光束，激光治疗机是利用激光的热效应和可控性，将其作用于人体组织，进行照射、切割、烧蚀等医学操作以完成治疗的光机电一体化设备。图15公开了一种激光治疗机的主结构形式由反射镜1’、聚光腔2’、泵浦灯3’、激光晶体棒4’、输出镜5’构成基本的激光器，在激光器射出光路上设置一45度分光镜6’，在与其垂直方向上设有指示光源7’，再通过光纤耦合器8’、输出光纤9’，可将光路传输到手术刀头10’的出光口，供医生进行治疗或手术切割，其中泵浦电源11’为泵浦灯3’提供电源。它是由基本的激光器射出光再通过光纤耦合器、输出光纤将光路传输到手术刀头的出光口，供医生进行治疗或手术切割。
现激光治疗机的激光器一般分为两种工作形式一种是连续激光器，这种激光器的泵浦灯光是连续的，发出连续激光，作用于人体组织；另一种是脉冲激光器，这种激光器的泵浦灯光是脉冲的，因而发出脉冲式的激光，激光发射是有间隔的，如脉冲宽度为200us。
目前用于医疗用的光纤激光手术设备，主要是用来实现激光热融、汽化以及切除等手术。在这些手术中，需要借助医疗器具——内窥镜，先利用体表自然孔道或切口将内窥镜导入人体，可检查食道、胃肠、气管、肺、膀胱、关节，甚至大脑等组织。微型内窥镜还可导入胆管、胰管等难以达到的地方。手术时，激光手术设备的光纤可以通过内窥镜的冲洗通道到达治疗部位。医生通过转动内窥镜的导管，即可使光纤准确对所需治疗部位进行治疗。
Laserscrope公司的绿激光PV系统，采用的是PVP技术(选择性光前列腺汽化术)，使用侧发射光纤对组织汽化。DORNIER(多尼尔)的激光铲是采用前列腺激光接触汽化法，多尼尔激光铲具有细薄的特别端头，端头向四面八方移动，从而以高热能汽化所切组织。如果所有需切除的组织均要安全通过汽化的方法，其缺点是手术时间长，多数熟练操作电切法的大夫都不愿采用这样的激光汽化术。同时在医疗诊断中需要对被切除的组织(如肿瘤、增生腺体)进行病理研究、活组织切片检查等，然而通过汽化手术后有关组织已不复存在，不能满足医疗诊断的要求。
科医人公司的钬激光前列腺剜除术中，借助光纤激光手术设备，通过膀胱镜将一根直射光纤端头朝前方，纵向切两条棱后，再用光纤从底部将腺体切除，如图16。再将切下的腺体推入膀胱内，用组织粉碎机将切下的腺体组织粉碎，排出。剜除术中由于光纤和腺体组织下部都不可见，在切除腺体组织时很难精确控制激光的方向和深度，在手术中很容易造成腺体包膜穿孔，同时在膀胱内粉碎腺体操作不安全，而且无组织切片供病理研究。
根据现有的技术状况，在空气冷却的情况下一根光纤额定传输的最大平均功率只有80W，即使在80W下，也很容易造成光纤的损坏，如从光纤根部的折断。
Laser Peripherals公司的专利产品ScatterFree侧向发射光纤，它的末端是一个设计成有角度的探头，能够实现精确的大功率的激光束侧向传输，满足更加复杂的临床应用。
综上所述，众人都在积极致力于对激光治疗机的结构及用途的不断改善、不断开发。但到目前为止，无论是原始型还是改进型的用于切割手术的光纤激光手术设备均为单一激光器配单光纤单光路出光口，存有一些缺憾之处用于切割手术时，行程长导致手术时间长、割位准确率差，也就增加了手术的时间及风险，让病人受煎熬的时间亦长。
发明内容
本发明的目的是提供一种激光医疗设备，利用其进行切割手术能够直接切出组织，手术安全方便，时间短。
为实现上述目的，本发明采取以下设计方案一种激光医疗设备，包括激光器、激光输出端口、传输激光的光纤及光纤输出端，所述的激光医疗设备至少有一个激光器，有一组可同时插入内窥镜的光纤及光纤输出端和对应数量的激光输出端口。
所述的激光医疗设备可以有一个激光器，其输出的一组光路至少有2路。
当所述的激光医疗设备采用两个或两个以上的激光器时，各激光器可以为输出特征和参数相同或不相同的激光器。
所述的一组光纤为一根至少是双芯的光纤。
所述的一组光纤为两根以上的光纤，该组光纤由单芯与单芯或多芯与多芯、单芯与多芯组合而成。
所述的一组光纤均为直射光纤或均为斜射光纤或是他们的组合。
所述的一组光纤为两根斜射光纤，两根光纤发出的激光构成V形光环切刀。
所述的一组光纤为三根斜射光纤，三根光纤发出的激光构成锥形光环切刀。
所述的各光纤可通过熔接或是机械结构的光纤套夹固定。
本发明的优点是1、使用效果好利用本激光手术设备进行切割手术，安全方便且时间短；2、使用效率高使用多根光纤同时传输激光，可以成倍的提高光纤传输的激光能量。
3、使用范围广激光器与光纤数量的灵活组合运用，使其输出能量、切割形状、治疗机理均可满足多种要求。
4、可利于有组织进行活检使用光纤激光刀将组织切除后，可以拿出人体外进行病理研究。
图1为本发明结构示意2为本发明一实施例结构示意3为本发明另一实施例结构示意4为本发明又一实施例结构示意5为本发明再一实施例结构示意6为斜射光纤端头的保护段结构示意图(剖面)图7为光纤端面法线与光纤光轴之间的夹角示意8为光纤实现侧向发射一实施例示意9-A为光纤实现侧向发射又一实施例示意9-B为图9-A所示实施例的光路走向示意图(箭头方向为光发射方向)图10为一根双芯光纤的直发射示意11为双光纤直发射的手术示意12为双光纤光环切刀的手术示意13为三根光纤构成的圆锥形光环切刀的手术示意14为光纤上的标记示意15为现有技术中一激光治疗机构成原理方框示意16为现有技术中使用单根光纤手术示意图下面结合附图与具体实施方式
对本发明作进一步详细描述具体实施方式
如图1所示，本发明激光医疗设备包括激光器100、激光输出端口200、传输激光的光纤300及光纤输出端，本发明的设计点在于所述的激光医疗设备至少有一个激光器，有一组可同时插入内窥镜的光纤及对应数量的激光输出端口和光纤输出端。
本发明激光医疗设备中激光器个数和光纤路数可以有多种组合方式除图1所示的实例外，图2、图3、图4和图5亦所示了四种常规实施例图2中激光治疗机有一个激光器，一根双芯光纤输出。另外，激光治疗机也可以是有一个激光器，一根多芯光纤输出；图3是激光治疗机有一个激光器，两根光纤输出；图4是激光治疗机有一个激光器，三根光纤输出；图5是激光治疗机有两个激光器，两根光纤输出。
其中，采用两个激光器时也有许多组合，如两个激光器为两个输出特征和参数相同的激光器；两个激光器为两个输出特征和参数不同的激光器；两个激光器均为连续激光器；两个激光器一个是连续的，一个是脉冲的；两个激光器均为脉冲激光器，其中，两个脉冲激光器的工作频率相同或是不同，脉冲宽度可以相同或是不同，两个激光脉冲之间的相位间隔可以调节，其间隔可以通过计算机控制实现(现有技术可实现)。当采用三个、四个以至n个激光器时，亦可按上述逻辑关系组合使用。
本发明激光医疗设备中光纤输出端也可以有很多种组合方式。一组光纤至少为一根两芯或多芯的光纤；一组光纤为两根以上时，可以是单芯与单芯、多芯与多芯或单芯与多芯组合用。当采用多根光纤时，光纤特性参数(如光纤芯径、数值孔径、材料等)可以全部相同或各自均不相同或部分相同与不同。光纤端面可以是平的或是斜的。
对于端面的法线方向与光纤的光轴之间有夹角的光纤(即光纤端面是斜的)，为了保护光纤不受损坏，本发明在光纤输出端尖部加了光纤保护段401，如图6所示。它是对光纤的包层进行了处理，将尖部边的包层制平，以这种结构起到对光纤300纤心的保护作用。
对于光纤实现侧向发射，有以下两个实施例子一种是光纤端面倾斜实现侧向发射，图7是光纤端面法线与光纤光轴之间的夹角示意图，对于光纤端面的法线方向与光纤的光轴之间有夹角的光纤，其最大夹角为0，我们以在水中(因手术的环境是在血液中)为例计算最大的夹角 其中，n水为水的折射率，n石英为石英的折射率.光纤端面的法线方向与光纤的光轴之间的夹角只要满足0＜≤0即可。
对于一组为多根光纤且是光纤端面的法线方向与光纤的光轴之间有夹角的光纤，光纤发出的激光构成的激光夹角范围可以是0°～180°。
另一种实现侧向发射的光纤是在有角度的光纤端面上镀反射膜将光纤端面磨成一种角度，比如光纤端面的法线方向与光纤的光轴之间的夹角范围大概在30°到150°之间，如取45°，端面上镀高反膜层402，如λ0/4膜系，则激光发射方向为90°，也可实现侧向发射，参见图8。
亦可采用Laser Peripherals公司的专利产品ScatterFree侧向发射光纤，它是将石英光纤的末端设计成有角度的探头，在光纤末端熔接有一个石英套管403，同时光纤的末端与石英套管间存在一气体腔500以利于光纤的发射(参见图9-A、图9-B)。
应用时，对于一组为多根的光纤，所有光纤输出口端面可以是全部是平面或全部均具同角度斜面，亦可各具不同角度斜面。
对于多根光纤组，相邻两根光纤纤芯之间的距离L范围是0≤L≤D-d，其中，D为内窥镜横向直径，d为光纤直径。对于多根光纤或是不同形状的内窥镜，依次类推，只要满足光纤都在内窥镜之内即可。
图10、图11、图12和图13是光纤输出端组合方式的四种实施示例一种是一根两芯光纤实现两路光纤发射，光纤端面是平的，如图10。第二种是两路光纤，光纤端面是平的，可用于直发射光纤打泌尿系统结石手术，如图11。这两种光纤组合方式较适用于功率要求大的碎石手术中。第三种是两路光纤，光纤端面是斜的，两根光纤发出的激光构成V形光环切口，如图12，可用于双光纤V形光环切刀的手术，用光环切刀在组织上切下一定深度后，继续沿横向切出两条横沟，然后向上提拉，即可切除组织。还有一种是三根光纤均是侧发射，发出的激光构成圆锥形光环切口，如图13，用光环切刀在组织上切下一定深度后，旋转60°后，向上提拉，即可切除组织。
对于两根光纤组成的V形光环切刀，光纤是侧向发射激光的，出光角度小于62.46°。根据不同波长的激光治疗机及不同的医疗应用，可以选择合适的激光夹角。
对于两根光纤组成的V形光环切刀，两根光纤发出的激光形成的激光夹角范围是0°～180°，这主要视激光波长的穿透深度以及所要切除的组织大小而定。
对于两根光纤组成的V形光环切刀，侧向光纤发射激光方向以及激光夹角定了以后，V形光环切刀的方向也就定了。
对于两根光纤构成的双光纤V形光环切刀，光纤之间可以选择熔接或是机械结构固定。采用机械结构固定时，有可调和不可调两种固定夹。参见图12所示的光纤固定夹301，光纤固定夹上有方向标记302。
对于三根光纤组成的锥形光环切刀，光纤是侧向发射激光的，选择合适的出光角度使三根光纤发出的激光构成锥形光环切刀，可以满足医疗不同的应用。
对于三根光纤组成的锥形光环切刀，三根光纤是彼此对称的。两根光纤发出的激光形成的激光夹角范围是0°～180°，这主要视激光波长的穿透深度以及所要切除的组织大小而定。
对于两根以上的光纤组，光纤之间可以选择熔接或是机械结构固定。采用机械结构固定时，有可调和不可调两种固定夹。如图12、13中的不可调光纤固定夹301、303。
对于两根以上的光纤组，要对光纤的取向做标记，如图12中是在光纤固定夹301上做的标记302。图14中所示是在光纤上做的标记，所示光纤是端面倾斜的侧向发射光纤。
另外，使用两根或两根以上光纤时，光纤上可以有出光方向标记，如图14。
本发明中的这些不同的光纤输出端组合方式，按照医生对激光功率的要求以及不同的医疗手术，可以配合不同的激光治疗机组合使用。对于单机配多光路光纤、多机配多光路(无论是数量对等还是不对等)光纤，均按现有常规技术可实现，此处不再一一赘述。
权利要求
1.一种激光医疗设备，包括激光器、激光输出端口、传输激光的光纤及光纤输出端，其特征在于所述的激光医疗设备至少有一个激光器，有一组可同时插入内窥镜的光纤及光纤输出端和对应数量的激光输出端口。
2.根据权利要求1所述的激光医疗设备，其特征在于所述的一组光纤为一根至少是双芯的光纤。
3.根据权利要求1所述的激光医疗设备，其特征在于所述的一组光纤为2根以上的光纤。
4.根据权利要求3所述的激光医疗设备，其特征在于所述一组光纤由单芯与单芯、多芯与多芯或单芯与多芯光纤组合而成。
5.根据权利要求3所述的激光医疗设备，其特征在于所述一组光纤中各光纤的特性参数为全部相同或各自均不相同、部分相同与不同。
6.根据权利要求1所述的激光医疗设备，其特征在于所述的一组光纤为直射光纤或斜射光纤。
7.根据权利要求6所述的激光医疗设备，其特征在于所述斜射光纤的输出端面其端面的法线方向与光纤的光轴之间的夹角ф≤62.46°。
8.根据权利要求6所述的激光医疗设备，其特征在于所述斜射光纤输出端面倾斜30°～150°，端面上镀高反膜层。
9.根据权利要求6所述的激光医疗设备，其特征在于所述斜射光纤输出端面倾斜，且输出端有石英套管，并置于一种气体中。
10.根据权利要求6所述的激光医疗设备，其特征在于所述的一组斜射光纤由输出端面全部均具同角度斜面或各具不同角度斜面的光纤组合而成。
11.根据权利要求1所述的激光医疗设备，其特征在于所述的激光医疗设备采用两个以上的激光器。
12.根据权利要求11所述的激光医疗设备，其特征在于所述的两个以上的激光器为输出特征和参数均相同或均不相同的激光器。
13.根据权利要求11所述的激光医疗设备，其特征在于所述的两个以上的激光器均为连续激光器。
14.根据权利要求11所述的激光医疗设备，其特征在于所述的两个以上的激光器均为脉冲激光器。
15.根据权利要求14所述的激光医疗设备，其特征在于所述的两个以上的脉冲激光器工作频率相同或是不同，脉冲宽度可以相同或是不同，且两个激光脉冲之间的相位间隔可以调节。
16.根据权利要求11所述的激光医疗设备，其特征在于所述的两个以上的激光器为独立使用的连续激光器与脉冲激光器的组合。
17.根据权利要求7或8所述的激光医疗设备，其特征在于所述的斜射光纤输出端斜面尖部有保护段。
18.根据权利要求1所述的激光医疗设备，其特征在于所述的光纤上带有方向标记。
19.根据权利要求1所述的激光医疗设备，其特征在于所述的一组光纤中各光纤通过熔接相互固定。
20.根据权利要求1所述的激光医疗设备，其特征在于所述的一组光纤中各光纤通过机械结构固定，所述的机械结构可以为可调或是不可调两种固定夹。
21.根据权利要求20所述的激光医疗设备，其特征在于所述的光纤固定夹上带有方向标记。
全文摘要
本发明公开了一种激光医疗设备，包括激光器、激光输出端口、传输激光的光纤及光纤输出端，所述的激光医疗设备至少有一个激光器，有一组可同时插入内窥镜的光纤及对应数量的激光输出端口和光纤输出端。所述的一组光纤为一根至少是2芯的光纤或两根以上的光纤采用单芯与单芯或多芯与多芯、单芯与多芯组合方式构成；所述的一组光纤可以是直射光纤或为斜射光纤。所述的激光医疗设备可以有一个激光器，其输出的一组光路至少有2路；亦可采用两个以上的激光器，各激光器为输出特征和参数相同或不相同的激光器。各光纤的输出口端面为平面或斜面。各光纤可通过熔接或是机械结构的光纤套夹固定。
文档编号A61N5/06GK1883412SQ20051007727
公开日2006年12月27日 申请日期2005年6月21日 优先权日2005年6月21日
发明者熊振宏, 杜少睿, 姚广涛, 李如旺, 范馨燕 申请人:爱科凯能科技(北京)有限公司