专利名称：一种双波长激光治疗装置的制作方法
技术领域：
本发明属于医疗仪器领域，具体的涉及一种激光治疗仪，更具体的说涉及一种双波长激光治疗装置。
背景技术：
皮肤血管性病变包括血管畸形及血管瘤两大类，常见鲜红斑痣、草莓状血管瘤、毛细血管扩张、酒渣鼻、下肢静脉曲张等，可发生于全身体表各个部位，除给患者造成美容缺陷外，还可以引起相应功能障碍。传统的治疗方法有药物治疗、液氮冷冻治疗、注射血管硬化剂、血管套扎治疗以及外科手术等，这些无选择性的有创治疗对正常皮肤组织损伤较大， 常伴随瘢痕、色素改变等患者难以接受的并发症。随着激光技术在医学领域的应用，为血管性疾病的治疗提供了有效的手段。特定波长的激光通过选择性光热解原理，作用于病变血管内的血红蛋白，使病变血管热解、吸收、消失，达到治疗血管病变而不损伤组织及皮肤周围且无疤痕形成的目的，是目前治疗血管性病变最为有效而无副作用的方法。波长处于绿光波段的激光，如532nm，能被血红蛋白很好吸收，脉冲宽度的设置可与成年人的鲜红斑痣和毛细血管扩张的热弛豫时间接近，这些特点使得该激光成为治疗血管性病变治疗的首选，最适宜治疗浅表血管、毛细血管扩张、葡萄酒色斑、红斑痤疮、蜘蛛痣等血管性病变，也经常用于腿部较小的静脉曲张的治疗。相比于黄、绿激光，处于红外波段的激光有着更深的作用深度，如940nm波段的半导体激光。940nm是红外波段里被血红蛋白吸收最高的波长，也是水的最佳吸收波长，成为了治疗血管性病变的新技术。与其它激光波长相比，对黑色素吸收小，更适合深色皮肤。940nm半导体激光可以有效治疗直径超过 0. 3mm且位置较深的血管病变。
发明内容
本发明的目的在于提出了一种将部分可见光波段的激光与红外激光两种波长集于一体的治疗设备，并在单独发射两种波长的激光模式下，增加了双波长按照一定时序或能量比例对同一位置输出的工作模式，利用可见光波段下的激光对病变部位的照射，增强组织对红外光的吸收。利用特定的同步信号和功率控制信号保证了两个波长的激光以特定关系输出，并在合束装置将部分激光导入专门的功率监测装置，保证激光的输出功率吗，保障设备的安全性。本发明的技术方案是
一种双波长激光治疗装置，其包括主控制装置、医用半导体激光器、泵浦用半导体激光器、固体激光器谐振腔、合束装置、输出功率监测装置、输出光传输系统、第一散热装置、第二散热装置、第三散热装置、医用半导体激光器驱动模块、泵浦用半导体激光器驱动模块、 开关装置和显示装置；所述主控制装置与所述开关装置、显示装置、医用半导体激光器驱动
4模块、泵浦用半导体激光器驱动模块、输出功率监测装置、第一散热装置、第二散热装置和第三散热装置之间为电连接；所述医用半导体激光器电连接所述医用半导体激光器驱动模块，并安装在所述第一散热装置上；所述泵浦用半导体激光器电连接所述泵浦用半导体激光器驱动模块，并安装在所述第二散热装置上；所述固体激光器谐振腔利用光纤与所述泵浦用半导体激光器连接，并安装在所述第三散热装置上；所述合束装置将所述医用半导体激光器和所述固体激光器谐振腔发出的激光合束，并利用耦合装置将输出激光耦合进所述输出光传输系统中，所述合束装置将部分激光送入所述输出功率监测装置；所述输出功率监测装置与所述医用半导体激光器驱动模块和泵浦用半导体激光器驱动模块之间为电连接。本发明的装置中的存在两个主要的激光器，一个是医用半导体激光器模块是采用了激光二极管技术制作的激光器模块，其产生波长在760rniT3000nm之间的近红外激光，输出至治疗目标区域的功率密度小于500J/cm2。另一个是采用半导体激光器端泵的固体激光器，泵浦用半导体激光器为固体激光器谐振腔提供泵浦光，并产生波长在450rniT620nm之间的可见激光，功率密度小于200J/cm2。两波长激光经过合束装置和输出光传输系统，照射在目标位置。本发明的装置具有以下这么一种工作模式可见激光脉冲先发出，并在延时 20ms^500ms之间的一个数值后，红外激光发出。这个工作模式可以利用可见激光照射组织后，组织产生的红外光谱吸收增强效益，提升治疗效果，减小副作用。两个激光驱动模块应有一同步信号，同步信号可以是由主控制装置发出的，或是由激光驱动模块其中之一发出， 以保证了两个波长的激光准确按照规定的时序输出。进一步的，所述医用半导体激光器模块，包括激光功率监测装置，此装置将发出的红外激光转换为电信号，利用这个电信号，医用半导体驱动模块可以监测输出功率，保证功率的稳定度以及判断医用半导体激光器是否工作正常；其还包括一个低功率的指示用激光装置，指示光波长需要与两主要波长的激光有一定的偏差，以保证在带了激光保护眼睛后， 仍能清晰分辨。所述医用半导体激光器模块内部采用了特定光学结构将红外激光与指示激光耦合至同一光纤中。此光纤将所述医用半导体激光模块输出的红外与指示激光导入合束装置中。进一步的，所述固体激光器谐振腔，包括相应的光束分束器和功率探测器，用于对输出功率的监测，利用闭环或开环技术保证输出功率的稳定性。所述固体激光器谐振腔将准直后的可见激光直接送入合束装置。进一步的，所述合束装置包括红外准直器、合束镜和光纤耦合器。所述合束镜可以采用45度角合束镜，并经过合适的镀膜，如选择红外光双面增透，可见光单面高反，那么部分激光将沿着可见光激光透过合束镜的方向进入功率监测装置。所述红外准直器将光纤输出的由医用半导体激光器发出的红外激光准直，使其照射在合束镜上。同时由固体激光器谐振腔发出的可见激光也照射在合束镜的合束位置，两激光在离开合束镜后，基本保证在同一光路上，并抵达光纤耦合器。所述光纤耦合器将激光耦合进输出光传输系统的光纤中。激光在通过合束镜时，由于镀膜无法保证完全的增透或是反射，因此少量的泄露光可用于最后的功率监测。这些泄露出来的激光会进入功率监测装置，并通过功率监测装置上的红外和可见激光的光电二极管的滤光窗口，照射在光电二极管的接收面上。光电二极管将光信号转换为电信号，并输入给主控制装置和激光驱动模块，提供率冗余的安全通道，使设备对输出光功率及时做出响应，保证了设备的安全性。激光进入输出光传输系统后，由光纤传输。光纤末端可以用于照射目标组织，也可以增加一光斑整形装置，将光纤输出的激光转换成不同的尺寸的光斑。光斑在目标组织的直径应在0. lmnT5mm范围内，不同尺寸的光斑可用于不同尺寸的目标组织的治疗。在目标组织上可以适当的冷却方案，以减小激光照射产生热量对周围正常组织的损伤。冷却方式可以采用接触式冷却的方案，也可以采用喷出雾化的制冷剂等动态冷却的方案。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果
本发明将特定波段下的可见光波段的激光和红外波段的激光集于一个激光治疗系统， 兼具短波和中长波作用皮肤的特点，可以根据患者的病变位置和血管直径的不同，采用不同的波长，精确的靶向浅表血管及位置较深直径较大的血管，增加治疗皮肤血管性病变的种类和治疗效果。采用了合束装置，可针对病变部位按照一定时序实现不同波长的照射，在特定波段下的可见激光的照射下，血液中的生物物质将发生一定的光化学变化，尤其可以使血红蛋白转换为高铁血红蛋白，增强组织对红外波段激光的吸收，提升治疗效果，降低所需的红外激光输出能量密度，减小热量沉积造成的色素沉淀、瘢痕等副作用的发生。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段， 并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中
图1为本发明的双波长激光治疗装置的基本结构框图。图2为本发明的双波长激光治疗装置的内部结构示意图。图3为本发明的合束装置与功率监测装置的示意图。图4为本发明的治疗仪输出光传导系统的结构示意图。
具体实施例方式下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。根据本发明的双波长激光治疗装置可以以各种形式来实施。下面结合附图更详细地对本发明作进一步说明。参阅图1，本发明提出了一种双波长激光治疗装置，其包括主控制装置11、医用半导体激光器21、泵浦用半导体激光器22、固体激光器谐振腔23、合束装置M、输出光传输系统25、第一散热装置31、第二散热装置32、第三散热装置33、医用半导体激光器驱动模块 12、泵浦用半导体激光器驱动模块13、输出功率监测装置14、开关装置15、显示装置16和激光同步信号17。所述主控制装置11与所述开关装置15、显示装置16、医用半导体激光器驱动模块12、泵浦用半导体激光器驱动模块13、输出功率监测装置14、第一散热装置31、第二散热装置32和第三散热装置33之间为电连接；所述医用半导体激光器21电连接所述医用半导体激光器驱动模块12，并安装在所述第一散热装置31上；所述泵浦用半导体激光器22电连接所述泵浦用半导体激光器驱动模块13，并安装在所述第二散热装置32上；所述固体激光器谐振腔23利用光纤与所述的泵浦用半导体激光器22连接，并安装在所述的第三散热装置33上；所述合束装置M将所述医用半导体激光器21和所述固体激光器谐振腔23发出的激光合束，并利用耦合装置将输出激光耦合进所述输出光传输系统25中，所述合束装置24将部分激光送入所述输出功率监测装置14 ；所述输出功率监测装置14与所述医用半导体激光器驱动模块12、泵浦用半导体激光器驱动模块13电连接；所述医用半导体激光器驱动12和所述泵浦用半导体激光器驱动13之间存在激光同步信号17的连接。优选地，采用医用开关电源将电网中的交流电转换为合适的直流电，并为主控制装置11、医用半导体激光器驱动模块12、泵浦用半导体激光器驱动模块13等电路供电。参阅图2，双波长激光治疗装置内部结构可安装在一底板34上。底板34安装了输出功率监测装置14、合束装置M、第一散热装置31、第二散热装置32、第三散热装置33。主控制装置11、医用半导体激光器驱动模块12和泵浦用半导体激光器驱动模块13连接在一起，并固定在底板34上。医用半导体激光器21安装在第一散热装置上31 ；泵浦用半导体激光器22安装在第二散热装置32 ；固体激光器谐振腔23安装在第三散热器33上。泵浦用半导体激光器22利用光纤将激光送入固体激光器谐振腔23中，发出的可见激光被导入合束装置M中，与来自医用半导体激光器21的红外激光一起输出到与输出光传输系统25中，最终抵达病变部位。合束装置M中的部分激光被送入输出功率监测装置14中，由光信号转换而来的电信号被送入相关电路模块中。开关装置15和显示装置16将安装在机壳外。参阅图3，合束装置M包括红外准直器Ml、合束镜242和光纤耦合器M3。合束镜242镀膜可以为红外光双面增透，可见光单面高反。红外激光通过红外准直器对1，穿过合束镜M2，可见激光被合束镜反射，因此两激光合束，并由光纤耦合器243耦合进输出光传导系统25中的光纤251中。小功率采样激光将沿着可见光激光透过合束镜242的方向，进入功率监测装置14，透过可见光滤光片141和红外滤光片142，照射在功率监测装置中的红外光电探测器143和可见光探测器144上。红外光电探测器143和可见光探测器144将光信号转换为电信号送入相关装置中。参阅图4，治疗仪输出光传导系统25由光纤251与光斑整形装置252组成。光斑整形装置252可采用双透镜结构，由准直透镜2521与聚焦透镜2522组成。光斑整形装置252和光纤251输出端制作在手柄253中。优选地，医用半导体激光器21采用940nm模块；泵浦用半导体激光器22采用808nm输出的激光器，固体激光谐振腔采用KTP或LBO倍频技术并输出532nm激光；医用半导体激光器21内部集成的指示光采用650nm的红光，输出功率小于lmW，其波长与所述的医用半导体激光器以及所述的固体激光器谐振腔输出的激光波长偏差都大于50nm，其输出光路与所述的医用半导体激光器输出的激光的光路同轴。当装置连接好后，用户通过外部设备的人机界面分别设定好532nm激光脉冲的能量密度lOJ/cm2、脉冲宽度10mS，940nm激光脉冲的能量密度lOOJ/cm2、脉冲宽度10ms，两波长首脉冲延时间隔50ms，开启指示红光。在指示光的引导下，将输出光传导系统指向患者病变部位，在外部设备触发激光出光开关。可见激光与红外激光将按照规定的能量比例与时序输出至目标组织上。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种双波长激光治疗装置，其特征在于，包括主控制装置、医用半导体激光器、泵浦用半导体激光器、固体激光器谐振腔、合束装置、输出光传输系统、第一散热装置、第二散热装置、第三散热装置、医用半导体激光器驱动模块、泵浦用半导体激光器驱动模块、输出功率监测装置、开关装置、显示装置、激光同步信号；所述主控制装置与所述医用半导体激光器驱动模块、泵浦用半导体激光器驱动模块、输出功率监测装置、开关装置、显示装置、第一散热装置、第二散热装置、第三散热装置之间为电连接；所述医用半导体激光器电连接所述医用半导体激光器驱动，并安装在所述第一散热装置上；所述泵浦用半导体激光器电连接所述泵浦用半导体激光器驱动，并安装在所述第二散热装置上；所述固体激光器谐振腔利用光纤与所述泵浦用半导体激光器连接，并安装在所述第三散热装置上；所述合束装置将所述医用半导体激光器与所述固体激光器谐振腔发出的激光合束，并将输出激光耦合进所述输出光传输系统中，所述合束装置将采样用部分激光送入所述输出功率监测装置；所述输出功率监测装置与所述医用半导体激光器驱动模块、所述泵浦用半导体激光器驱动之间为电连接；所述医用半导体激光器驱动和所述泵浦用半导体激光器驱动之间存在激光同步信号的连接；所述医用半导体激光器发出的激光波长为760rniT3000nm的红外波段，输出至治疗目标区域的功率密度小于500J/cm2 ；所述固体激光器谐振腔输出的激光波长为450rniT620nm的可见光波段，功率密度小于 200J/cm2 ；激光器输出时序至少存在这种工作模式，所述医用半导体激光器发出红外激光脉冲比所述的固体激光器谐振腔发出的可见激光脉冲的延时可由设备操作者设置，范围在 2(T500ms 之间。
2.根据权利要求1所述的双波长激光治疗装置，其特征在于所述医用半导体激光器包括光功率探测器、半导体指示光激光器，所述半导体指示光激光器达到治疗目标的输出功率小lmW，其波长与所述医用半导体激光器以及所述固体激光器谐振腔输出的激光波长偏差都大于50nm，其输出光路与所述的医用半导体激光器输出的激光的光路同轴。
3.根据权利要求1所述的双波长激光治疗装置，其特征在于，所述固体激光器谐振腔的输出光路，包括至少一个光束分束器和一个光功率探测器，所述光功率探测器至少与所述泵浦用半导体激光器驱动及所述主控制装置其中之一有电连接。
4.根据权利要求1所述的双波长激光治疗装置，其特征在于所述合束装置包括红外准直器、合束镜和光纤耦合器；所述医用半导体激光器相连的光纤输出的红外激光通过准直器准直后，与所述固体激光器谐振腔输出的可见激光在合束镜合束，一起输出到光纤耦合器上，光纤耦合器将激光耦合至输出光传输系统中。
5.根据权利要求1所述的双波长激光治疗装置，其特征在于所述输出功率监测装置包括一红外激光功率探测器和一可见光功率探测器，所述红外激光功率探测器上带有可见光滤光装置，所述可见光功率探测器带有红外滤光装置。
6.根据权利要求1所述的双波长激光治疗装置，其特征在于，所述输出光传输系统包括一光纤和一光斑整形装置；激光通过所述光纤到达所述光斑整形装置，并由所述光斑整形装置输出，输出激光光斑直径在0. lmnT5mm范围内。
7.根据权利要求1、2、3、4、5、6所述的双波长激光治疗装置，其特征在于，存在对激光最终作用的目标组织进行冷却的接触式或动态式冷却装置。
8.根据权利要求7所述的双波长激光治疗装置，其特征在于，若在1秒钟内需要有两个波长的激光对同一目标组织进行照射，所述医用半导体激光器发出红外激光脉冲比所述固体激光器谐振腔发出的可见激光脉冲的能量密度比例在2~15倍之间。
全文摘要
本发明公开了一种双波长激光治疗装置，其包括主控制装置、医用半导体激光器、泵浦用半导体激光器、固体激光器谐振腔、合束装置、输出功率监测装置、输出光传输系统、第一散热装置、第二散热装置、第三散热装置、医用半导体激光器驱动、泵浦用半导体激光器驱动、开关装置、显示装置、激光同步信号。治疗仪结合半导体激光器输出的红外激光与固体激光器输出的可见激光，不仅可以对面部皮肤的不同直径和深度的病变血管进行治疗，而且采用了双波长合束系统，将两种激光耦合至同一光纤中，利用可见光增强组织的红外光谱吸收效应，提升治疗效果。
文档编号A61N5/067GK102553086SQ20121001517
公开日2012年7月11日 申请日期2012年1月18日 优先权日2012年1月18日
发明者姜琛昱, 崔锦江, 施燕博, 檀慧明, 王帆, 田玉冰, 董宁宁 申请人:苏州生物医学工程技术研究所