一种多模态激光装置及查打一体的激光消融系统的制作方法

本发明涉及医疗设备，尤其涉及一种多模态激光装置及查打一体的激光消融系统。

背景技术：

1、激光间质热疗(laser interstitial thermal therapy，litt)是一种磁共振成像(magnetic resonance imaging，mri)引导下的经皮微创手术，神经外科医生可以清晰地识别癫痫病灶或肿瘤与周围健康脑组织的位置关系，进而制定精确的手术路径。手术过程首先需要在患部头皮上切一个约2mm～4mm宽的小切口，之后在其中插入激光光纤探头，最后将探头引导到病灶目标所在的位置，利用脉冲激光消融或烧掉肿瘤及病变组织即可。

2、传统litt通常采用12w 1064nm掺钕钇铝石榴石或15w 980nm二极管等类型的高功率单一激光器来提供激光激发源，这使得只能承担单一的打(即消融)的能力，无法指导医生依据实时病理精确做出消融判断，容易导致严重出血及损坏健康新发神经引起并发症，且无法保证消融完全，难以最大程度地避免病灶复发；并且高功率的消融激发源通过高温使蛋白质变性的消融机制，导致目标病灶消融时，出现无法避免的消融灶碳化，影响手术成功和患者复健。

技术实现思路

1、本发明提供了一种多模态激光装置及查打一体的激光消融系统，该多模态激光装置采用全新波段的激光，较传统波长的激光拥有高达数百倍的水分子吸收效能，使得目标病灶可以快速完成组织细胞及组织液脱水塌陷，同时只有超低功率能量，完全避免消融灶碳化；同时能够输出病理活检诊断的成像光路信号，可以完成双模态合一，同时支持同步消融激光和病理活检超深度诊断和/或高分辨率诊断，从而实现查打一体目标。

2、根据本发明的一方面，提供了一种多模态激光装置，用于查打一体的激光消融系统，所述多模态激光装置包括消融激光输出模块和成像激光输出模块；

3、所述消融激光输出模块用于输出第一波长、第一功率的消融激光光束，所述消融激光光束传输至目标病灶时使组织细胞及组织液脱水塌陷；

4、所述成像激光输出模块用于输出成像激光光束，所述成像激光光束传输至所述目标病灶，所述激光消融系统根据所述成像激光光束与目标组织的相互作用实现所述目标病灶的成像。

5、可选的，所述第一波长的范围为1443nm～1453nm，所述第一功率的范围为345mw～450mw。

6、可选的，所述第一波长为1448nm，所述第一功率为350mw或380mw。

7、可选的，所述消融激光输出模块包括泵浦控制单元和泵浦激光激发单元；

8、所述泵浦控制单元包括冷却控制器、激光二极管控制器和激光电流源控制器，所述泵浦激光激发单元包括冷却传感器、激光二极管芯片、泵浦耦合器、光纤布拉格光栅、保偏光纤和多模光纤；

9、所述激光二极管控制器用于控制所述激光二极管芯片出射所述第一波长的种子激光，所述激光电流源控制器用于驱动所述泵浦耦合器将所述种子激光放大至所述第一功率，所述冷却控制器用于控制所述冷却传感器，使所述激光二极管芯片和所述泵浦耦合器的温度处于预设范围内，所述泵浦耦合器输出的光束依次经过所述光纤布拉格光栅、所述保偏光纤和所述多模光纤后输出。

10、可选的，所述成像激光输出模块包括第一成像激光输出子模块和/或第二成像激光输出子模块；

11、所述第一成像激光输出子模块输出中心波长为第二波长、第二功率、第一光谱宽度的第一成像激光光束；

12、所述第二成像激光输出子模块输出中心波长为第三波长、第三功率、扫频的第二成像激光光束。

13、可选的，所述第二波长的范围为820nm～845nm，所述第二功率的范围为6mw～15mw，所述第一光谱宽度大于或等于150nm；

14、所述第三波长为1300nm或1060nm，所述第三功率的范围为12mw～35mw。

15、可选的，所述第二波长为840nm，所述第二功率为10mw，所述第一光谱宽度为160nm，所述第三功率为25mw。

16、可选的，所述第一成像激光输出子模块包括总控电路板、多级激光二极管驱动单元、多级激光二极管芯片、耦合单元和第一单模光纤，所述多级激光二极管芯片包括多个不同输出波段的激光二极管芯片，每一激光二极管驱动单元对应驱动一个所述激光二极管芯片；

17、所述总控电路板用于控制所述多级激光二极管驱动单元驱动对应的激光二极管芯片出射激光，所述耦合单元用于将多个所述激光二极管芯片出射的激光耦合至所述第一单模光纤输出中心波长为第二波长、第二功率、第一光谱宽度的第一成像激光光束。

18、可选的，所述多级激光二极管驱动单元包括多级激光二极管驱动板和多级热电冷却控制板，所述多级激光二极管芯片中的激光二极管芯片的输出光功率由对应的热电冷却控制板控制。

19、可选的，所述第二成像激光输出子模块包括扫频控制单元和扫频激光激发单元；所述扫频控制单元包括n模激光泵浦芯片控制器，所述扫频激光激发单元包括n模态激光泵浦芯片群、可调激光腔、助推光放大器、光纤隔离器组、光纤耦合器组和第二单模光纤；

20、所述n模激光泵浦芯片控制器用于激发所述n模态激光泵浦芯片群产生初始光学信号，同时所述n模激光泵浦芯片控制器控制所述可调激光腔的腔长，以调节输出预设波长的激光；所述n模激光泵浦芯片控制器还用于控制所述助推光放大器对预设波长的所述激光进行放大，并依次传输给所述光纤隔离器组、所述光纤耦合器组并耦合为连续的n模不同时钟标记、n种不同波长的扫频信号经过所述第二单模光纤输出；

21、其中，n为大于100的整数。

22、可选的，所述第二成像激光输出子模块还包括14位深超带宽高速数字仪，所述扫频控制单元通过射频同轴sma触发线缆与所述14位深超带宽高速数字仪连接；

23、所述扫频控制单元还包括光纤检测网络控制器、信号发生电路、光电二极管匹配组件群、跨组放大器和运算放大器群；

24、所述扫频激光激发单元还包括马赫曾德尔干涉仪和光纤布拉格光栅组群。

25、可选的，所述可调激光腔为微机电可调谐垂直腔面激光器腔，所述微机电可调谐垂直腔面激光器腔的单向扫描工作周期duty cycle>60％；

26、所述马赫曾德尔干涉仪的马赫曾德尔延迟mzi delay≥44mm；

27、所述信号发生电路激发所述马赫曾德尔干涉仪后生成的电子信号的k-空间时钟最大频率k-clock max frequency≥500mhz。

28、可选的，所述消融激光输出模块与所述第一成像激光输出子模块集成于同一模块内，和/或所述消融激光输出模块与所述第二成像激光输出子模块集成于同一模块内。

29、根据本发明的另一方面，提供了一种查打一体的激光消融系统，包括上述的多模态激光装置。

30、本发明实施例的技术方案，通过消融激光输出模块输出第一波长、第一功率的消融激光光束，其中第一波长可以为区别于传统1064nm或980nm的全新1448nm波段，较传统波长的激光拥有高达数百倍的水分子吸收效能，消融激光光束传输至目标病灶时使组织细胞及组织液脱水塌陷；而且第一功率(例如380mw)远小于传统十瓦级别(12w～15w)的功率，完全消融灶碳化；通过成像激光输出模块输出成像激光光束，成像激光光束传输至目标病灶，激光消融系统根据成像激光光束与目标组织的相互作用实现目标病灶的病理活检诊断成像，实现准确的查打一体目标。

31、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。