一種多功能激光治療組合系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多功能激光治療組合系統(tǒng)及方法，所述系統(tǒng)包括用產(chǎn)生激光束的激光器組件、用于將多種激光束合束在一起的合光組件、手術(shù)光纖裝置、冷卻組件、冷卻沖洗吸引回流裝置、控制器；所述方法包括產(chǎn)生多種設(shè)定波長的激光束、將多種設(shè)定波長的激光束合束在一起的步驟、控制冷卻沖洗的步驟以及回收冷卻水的步驟。本發(fā)明將多種外科手術(shù)整合，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，節(jié)約醫(yī)療成本，提高了手術(shù)效率。
【專利說明】一種多功能激光治療組合系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種組合式多用途激光治療機(jī)，特別涉及一種多功能激光治療組合系統(tǒng)和方法，利用一種或兩種以上波長的激光，以脈沖或連續(xù)波實(shí)現(xiàn)結(jié)石的消融分解，利用一種或兩種以上波長的激光，以連續(xù)或脈沖波實(shí)現(xiàn)軟組織切割與止血，是用于(同時(shí))治療結(jié)石和良性前列腺增生癥及其他系統(tǒng)異常的綜合型微創(chuàng)外科手術(shù)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]激光在微創(chuàng)治療領(lǐng)域有著十分獨(dú)特的應(yīng)用優(yōu)勢，并不斷改變傳統(tǒng)外科手術(shù)操作，激光技術(shù)為微創(chuàng)外科手術(shù)治療提供了先進(jìn)的技術(shù)手段。
[0003]目前國內(nèi)外針對人體結(jié)石治療的腔內(nèi)醫(yī)療設(shè)備最常用的是超聲碎石機(jī)和激光碎石機(jī)，超聲碎石機(jī)由于超聲振蕩對結(jié)石所施加的應(yīng)力較小，所以碎石效果較差，治療時(shí)間較長。另外超聲探桿在腔內(nèi)還會(huì)產(chǎn)生熱量，應(yīng)用不當(dāng)對組織會(huì)有損傷。激光碎石機(jī)是目前比較先進(jìn)的一種，它具有最大脈沖壓、平均脈沖壓和脈沖頻率等優(yōu)點(diǎn)，且激光碎石術(shù)一般都在內(nèi)窺鏡下進(jìn)行，因此碎石效果較好，碎石時(shí)間比超聲的要短，且安全性高、并發(fā)癥少。
[0004]對于激光治療良性前列腺增生癥的方法有欽激光、綠激光、半導(dǎo)體激光、銩激光等，將Nd: YAG激光、半導(dǎo)體激光或Ho: YAG及銩激光經(jīng)尿道引至增生的前列腺部位，汽化或凝固增生組織，以達(dá)到治療目的。這種技術(shù)比常規(guī)手術(shù)簡單易行，損傷和痛苦少，因此有重要應(yīng)用前景。
[0005]盡管治療以上兩`種高發(fā)疾病的激光醫(yī)療儀器很多，但通常都是單一功能設(shè)備，只能滿足一種功能需求，且多具有各自局限性，當(dāng)在一個(gè)手術(shù)中需要不同類型的激光手段解決不同病灶時(shí)，如組織切割并止血，同時(shí)碎石，單一激光設(shè)備必然會(huì)延長手術(shù)時(shí)間，增加患者身心痛苦，同時(shí)大大增加醫(yī)療成本，故需要一種組合治療系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是針對上述問題提出一種多功能激光治療組合系統(tǒng)和方法，通過增加多波長激光不但可以最大限度地滿足微創(chuàng)介入治療全過程對不同波長激光的需要，還可滿足不同部位不同疾病的治療。激光特有的對生物組織相互作用的結(jié)果，可以在進(jìn)行汽化切割的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)止血。也可以對腫瘤進(jìn)行加熱，使其凝固，從而萎縮、組織吸收。在一個(gè)平臺上實(shí)現(xiàn)汽化、切割、凝固、消融、止血、滅活、焊接等多種治療功能。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種多功能激光治療組合系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:
激光器組件:用于產(chǎn)生至少兩種設(shè)定波長的激光束；
合光組件:用于將激光器組件產(chǎn)生的多種設(shè)定波長的激光束合束在一起成為一束含有不同波長的光束輸出到光纖連接插座；
手術(shù)光纖裝置:通過用一束光纖與所述光纖連接插座連接，實(shí)施手術(shù)操作；
冷卻組件:對治療部分的周圍組織進(jìn)行冷卻；冷卻沖洗吸引回流裝置:用于回收冷卻組件的冷卻水；
控制器:與所述激光器組件連接，用于控制激光器組件輸出相應(yīng)波長的激光，同時(shí)根據(jù)治療部分的溫度控制冷卻組件和冷卻沖洗吸引回流裝置。
[0008]方案進(jìn)一步是:所述激光器組件包括第一激光器模塊和第二激光器模塊；所述第一激光器模塊用于發(fā)出第一設(shè)定波長的第一激光；所述第二激光模塊用于發(fā)出第二設(shè)定波長的第二激光，其中，所述第一激光為用于止血和切割軟組織的連續(xù)波激光，所述第二激光為用于消融結(jié)石的連續(xù)波激光，所述第一激光和第二激光同時(shí)發(fā)射實(shí)現(xiàn)碎石、止血和切割軟組織，所述第一激光、第二激光的波長不同。
[0009]方案進(jìn)一步是:所述第一激光的波長為980nm，所述第二激光的波長為1470nm。
[0010]方案進(jìn)一步是:所述一束光纖的輸出末端為圓球形狀體，該圓球形狀體是實(shí)心的透明石英玻璃球。
[0011]方案進(jìn)一步是:所述一束光纖的輸出末端圓球形狀的直徑與光纖直徑的比值范圍是I至2。
[0012]方案進(jìn)一步是:所述合光組件包括一個(gè)合束器，所述合束器是由硅基板上的氧化硅層實(shí)現(xiàn)的多條相交在一點(diǎn)的光波導(dǎo)組成，所述多條相交的光波導(dǎo)中一條為激光合成輸出光波導(dǎo)，其余為激光輸入光波導(dǎo)，其中，輸出光波導(dǎo)的橫截面面積大于輸入光波導(dǎo)的橫截面面積，在輸出光波導(dǎo)前端設(shè)置有激光導(dǎo)出耦合透鏡組，在多個(gè)輸入光波導(dǎo)前端分別設(shè)置有激光導(dǎo)入耦合透鏡組，在多個(gè)激光導(dǎo)入耦合透鏡組的前端分別設(shè)置有激光輸入光纖，所述激光輸入光纖連接所述激光器組件，所述激光導(dǎo)出耦合透鏡組的前端設(shè)置有激光導(dǎo)出光纖，所述激光導(dǎo)出光纖連接所述光纖連接插座。
[0013]方案進(jìn)一步是:所述輸入光波導(dǎo)為兩個(gè)，所述兩個(gè)輸入光波導(dǎo)的相交角度不大于 30度，所述激光合成輸出光波導(dǎo)與兩個(gè)輸入光波導(dǎo)的夾角相等、并且相互之間形成Y字形狀，所述輸入光波導(dǎo)和輸出光波導(dǎo)截面為正方形，其中，輸入光波導(dǎo)截面是邊長為450um的正方形，輸出光波導(dǎo)截面是邊長為650um的正方形,兩個(gè)輸入光波導(dǎo)分別通入波長為980nm 和波長為1470nm的激光，所述激光導(dǎo)入耦合透鏡組與激光輸入光纖的距離為5mm，所述激光導(dǎo)出I禹合透鏡組與激光導(dǎo)出光纖的距離為5mm,所述兩個(gè)輸入光波導(dǎo)的輸入端為球面,所述激光合成輸出光波導(dǎo)的輸出端為球面。
[0014]方案進(jìn)一步是:所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括在手術(shù)光纖裝置的激光輸出光纖上設(shè)置測距傳感器，測距傳感器信號傳遞至控制器，所述測距傳感器是使用單模光纖通過無菌鎧甲固定于距離光纖輸出端面5mm處。
[0015]—種基于所述 系統(tǒng)的多功能激光治療組合方法:包括產(chǎn)生兩種設(shè)定波長的激光束聚、將兩種設(shè)定波長的激光束合束在一起的步驟、控制冷卻沖洗的步驟以及回收冷卻水的步驟，其特征在于，所述步驟的過程是:
a.由激光器組件產(chǎn)生兩種設(shè)定波長的激光束，所述兩種設(shè)定波長的激光束分別是波長為980nm的激光束和波長為1470nm的激光束，其中:1470nm的激光束和980nm的激光束分別為連續(xù)光束和脈沖式光束可以實(shí)現(xiàn)互換的光束；
b.將兩種激光束通過合光組件合并在一起通過一條光纖送至手術(shù)光纖裝置實(shí)施手術(shù)， 其中利用連續(xù)或脈沖激光束實(shí)現(xiàn)結(jié)石的消融分解，利用連續(xù)或脈沖式光束交替使用實(shí)現(xiàn)軟組織切割與止血；C.在實(shí)施步驟b中對結(jié)石的消融分解以及軟組織切割與止血的過程中，將冷卻組件中的冷卻水接通對周邊軟組織處進(jìn)行冷卻，并實(shí)時(shí)監(jiān)視軟組織處溫度的變化；
d.當(dāng)溫度上升率高于設(shè)定值時(shí)，將連續(xù)光束轉(zhuǎn)變?yōu)槊}沖光束，當(dāng)溫度繼續(xù)持續(xù)上升時(shí)，降低脈沖頻率或減小脈沖占空比，同理，當(dāng)溫度低于設(shè)定值時(shí)逐漸增大脈沖占空比或升高脈沖頻率以及將脈沖光束轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)光束；
e.在進(jìn)行水冷的同時(shí)，同步將冷卻沖洗吸引回流裝置啟動(dòng)，回收冷卻組件的冷卻水。
[0016]所述方法進(jìn)一步包括:所述冷卻沖洗吸引回流裝置是利用真空負(fù)壓的方式回收冷卻水，并用流量計(jì)控制排出水的流量和流速，當(dāng)排出水大于輸入的冷卻水時(shí)，控制排出水量使排出水與輸入水始終處于平衡狀態(tài)。
[0017]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn):利用激光特有的對生物組織相互作用的結(jié)果，可以在進(jìn)行汽化切割的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)止血。也可以對腫瘤進(jìn)行加熱，使其凝固，從而萎縮、組織吸收。在一個(gè)平臺上實(shí)現(xiàn)汽化、切割、凝固、消融、止血、滅活、焊接等多種治療功能；將多種外科手術(shù)整合，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，節(jié)約醫(yī)療成本，提高手術(shù)效率。
[0018]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作一詳細(xì)描述。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明激光治療系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不意圖；
圖2為本發(fā)明和光組件中合束器結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明球形激光頭工作示意圖；
圖4為本發(fā)明測距光纖工作原理示意圖；` 圖5為本發(fā)明一種合光組件實(shí)例示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]實(shí)施例1:
一種多功能激光治療組合系統(tǒng)，參見圖1，所述系統(tǒng)包括:
激光器組件1:用于產(chǎn)生至少兩種設(shè)定波長的激光束；
合光組件2:用于將激光器組件產(chǎn)生的多種設(shè)定波長的激光束合束在一起成為一束含有不同波長的光束輸出到光纖連接插座；
手術(shù)光纖裝置3:通過用一束光纖與所述光纖連接插座連接，實(shí)施手術(shù)操作；
冷卻組件4:對治療部分的周圍組織進(jìn)行冷卻；
冷卻沖洗吸引回流裝置5:用于回收冷卻組件的冷卻水；
控制器6:與所述激光器組件連接，用于控制激光器組件輸出相應(yīng)波長的激光，同時(shí)根據(jù)治療部分的溫度控制冷卻組件和冷卻沖洗吸引回流裝置。
[0021]實(shí)施例中:所述激光器組件包括第一激光器模塊和第二激光器模塊；所述第一激光器模塊用于發(fā)出第一設(shè)定波長的第一激光；所述第二激光模塊用于發(fā)出第二設(shè)定波長的第二激光，其中，所述第一激光為用于止血和切割軟組織的連續(xù)波激光，所述第二激光為用于消融結(jié)石的連續(xù)波激光，所述第一激光和第二激光同時(shí)發(fā)射共同作用實(shí)現(xiàn)碎石、止血和切割軟組織，所述第一激光、第二激光的波長不同。
[0022]實(shí)施例中:所述第一激光的波長為980nm，所述第二激光的波長為1470nm。[0023]實(shí)施例中:所述一束光纖的輸出末端為圓球形狀體或錐形體或變形體，其中，所述圓球形狀體是實(shí)心的透明石英玻璃球。其中，方案進(jìn)一步是:所述一束光纖的輸出末端圓球形狀的直徑與光纖直徑的比值范圍是I至2。實(shí)施例中:所述光纖14的輸出末端為圓球形狀15，該球形體是實(shí)心的透明石英玻璃球。其中，所述光纖的輸出末端圓球形狀的直徑與光纖直徑的比值范圍是I至2，最佳比值為1.5。圖3示意了其工作狀態(tài)，工作時(shí)圓球形狀輸出的是一種方向性的激光束16到軟組織17處，經(jīng)過試驗(yàn)，球形光纖端面較平面型光纖端面在光纖末端的能量輸出分布上更強(qiáng)，而外圍能量更弱，此特點(diǎn)可使能量更加集中的對結(jié)石和病灶進(jìn)行輻射消融，而對周圍組織的損傷更小。
[0024]方案進(jìn)一步是:所述合光組件包括一個(gè)合束器，參見圖2，所述合束器是由硅基板上的氧化硅層實(shí)現(xiàn)的多條相交在一點(diǎn)的光波導(dǎo)組成，所述多條相交的光波導(dǎo)中一條為激光合成輸出光波導(dǎo)13,其余為激光輸入光波導(dǎo),其中,輸出光波導(dǎo)的橫截面面積大于輸入光波導(dǎo)的橫截面面積，在輸出光波導(dǎo)前端設(shè)置有激光導(dǎo)出I禹合透鏡組10,在多個(gè)輸入光波導(dǎo)前端分別設(shè)置有激光導(dǎo)入耦合透鏡組11，在多個(gè)激光導(dǎo)入耦合透鏡組的前端分別設(shè)置有激光輸入光纖12，所述激光輸入光纖連接所述激光器組件，所述激光導(dǎo)出耦合透鏡組的前端設(shè)置有激光導(dǎo)出光纖14，所述激光導(dǎo)出光纖連接所述光纖連接插座。實(shí)施例中所述激光通道是在娃基板上的氧化娃層上利用光刻的方法生成相應(yīng)形狀合束器中的合束激光光波導(dǎo)。
[0025]圖2示意了一個(gè)優(yōu)化的實(shí)施例，其中，所述輸入光波導(dǎo)為兩個(gè)輸入光波導(dǎo)7和8，所述兩個(gè)輸入光波導(dǎo)的相交角度9不大于30度(最佳是25度)，所述激光合成輸出光波導(dǎo)與兩個(gè)輸入光波導(dǎo)的夾角相等、并且相互之間形成Y字形狀，所述輸入光波導(dǎo)和輸出光波導(dǎo)截面為正方形，其中，輸入光波導(dǎo)截面是邊長為450um的正方形，輸出光波導(dǎo)截面是邊長度為650um的正方形，兩個(gè)輸入光波導(dǎo)分別通入波長為980nm、最大激光功率為180W的激光和波長為1470nm、最大激光功率為120W的激光，所述激光導(dǎo)入耦合透鏡與激光輸入光纖的距離為5mm，所述激光耦合透鏡與激光導(dǎo)出光纖的距離為5mm。
[0026]實(shí)施例中為了準(zhǔn)直光纖輸出光，所述兩個(gè)輸入光波導(dǎo)的輸入端為球面，所述激光合成輸出光波導(dǎo)的輸出端也為球面。
[0027]圖5示意了另一種優(yōu)化合光組件，即:所述合光組件是用于將激光器組件產(chǎn)生的兩種設(shè)定波長的激光束合束在一起成為一束含有不同波長的光束輸出到光纖連接插座；其中:所述合光組件包括一個(gè)合束器，所述合束器包括兩個(gè)激光輸入光纖29、30，和一個(gè)激光合成輸出光纖35，所述兩個(gè)激光輸入光纖相對呈0度角設(shè)置，所述激光合成輸出光纖與兩個(gè)激光輸入光纖的夾角垂直相等、相互之間形成T字形狀，在兩個(gè)激光輸入光纖之間以及與激光合成輸出光纖之間設(shè)置有直角棱鏡33,在激光輸入光纖與直角棱鏡之間設(shè)置有透鏡組31、32，在激光合成輸出光纖與直角棱鏡之間設(shè)置有聚焦透鏡34，激光分別從兩個(gè)激光輸入光纖輸出經(jīng)透鏡組(準(zhǔn)直透鏡)會(huì)聚到棱鏡的兩個(gè)直角面上，從棱鏡的兩個(gè)直角面上折射出兩束平行的光軸，所述兩束平行光軸經(jīng)所述聚焦透鏡聚焦到所述激光合成輸出光纖， 其中，所述兩個(gè)激光輸入光纖分別輸入的是波長為980nm的激光和波長為1470nm的激光， 對應(yīng)兩種波長的激光，所述棱鏡的兩個(gè)直角面上分別鍍有1470nm和980nmHR膜，所述兩束光軸距離為2mm，所述透鏡組的焦距為10-25mm，所述聚焦透鏡的焦距`為20_40mm。
[0028]
實(shí)施例中，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括在手術(shù)光纖裝置的激光輸出光纖上設(shè)置測距傳感器，測距傳感器信號傳遞至控制器，所述測距傳感器是使用單模光纖通過無菌鎧甲固定于距離光纖輸出端面5_處?；诠饫w與結(jié)石和軟組織間的間距,控制激光器的輸出功率。
[0029]此外，所述系統(tǒng)還包括拉回裝置，該拉回裝置可幫助一致地撤回用于治療中的光纖。此技術(shù)對于結(jié)石、良性前列腺增生癥治療是有效的，治療條件是基于來自被監(jiān)控的不同控制參數(shù)的和治療部位的先前確定的結(jié)構(gòu)參數(shù)的反饋?？墒褂弥T如移動(dòng)速度，前列腺或結(jié)石大小、結(jié)石的質(zhì)譜參數(shù)、微間距離、溫度參數(shù)來控制要輸送的功率。根據(jù)這些參數(shù)，由控制機(jī)構(gòu)自動(dòng)控制功率密度，此機(jī)構(gòu)對手術(shù)有重要優(yōu)點(diǎn)。如在治療后或治療時(shí)減少人為錯(cuò)誤，防止在非控情況下的輻射控制，且最優(yōu)化治療參數(shù)。
[0030]本系統(tǒng)提出了光纖末端與結(jié)石距離控制系統(tǒng)來提升激光功率的利用率和保護(hù)光纖端面損傷，利用激光相位測距的方法測試距離，對發(fā)射的激光進(jìn)行光相位調(diào)制，用激光傳輸時(shí)調(diào)制信號的相位空間變化，通過鑒相器計(jì)算相位變化。根據(jù)相應(yīng)波長，可以計(jì)算光纖末端到結(jié)石距離。根據(jù)光纖與結(jié)石的不同距離，可以計(jì)算出結(jié)石上的光斑直徑。計(jì)算結(jié)石粉碎的所需功率密度。從而達(dá)到設(shè)定最好距離的目的。實(shí)施方法如圖4所示:通過使用激光源18的耦合進(jìn)入光纖19，再通過透鏡20聚光激光21直射到結(jié)石或組織22，22反射激光23到透鏡24，透鏡24將光聚焦到光纖25，通過鑒相器26經(jīng)連線27顯示到整機(jī)28上。根據(jù)波長和相位計(jì)算出光纖末端和與結(jié)石的距離。距離測量精度為毫米量級。其中光纖19與光纖25為單模光纖，利用無菌鎧甲固定在傳能光纖上。
[0031]實(shí)施例2;
一種基于實(shí)施例1所述系統(tǒng)的多功能激光治療組合方法:實(shí)施例1中公開的內(nèi)容也應(yīng)該認(rèn)為是本實(shí)施例公開內(nèi)容，所述方法包括產(chǎn)生兩種設(shè)定波長的激光束聚、將兩種設(shè)定波長的激光束合束在一起的步驟、控制冷卻沖洗的步驟以及回收冷卻水的步驟，其中，所述步驟的過程是:
a.由激光器組件產(chǎn)生兩種設(shè)定波長的激光束，所述兩種設(shè)定波長的激光束分別是波長為980nm的激光束和波長為147`0nm的激光束，其中:1470nm的激光束和980nm的激光束分別為連續(xù)光束和脈沖式光束可以實(shí)現(xiàn)互換的光束；
b.將兩種激光束通過合光組件合并在一起通過一條光纖送至手術(shù)光纖裝置實(shí)施手術(shù)，其中利用連續(xù)或脈沖激光束實(shí)現(xiàn)結(jié)石的消融分解，利用連續(xù)或脈沖式光束交替使用實(shí)現(xiàn)軟組織切割與止血；
c.在實(shí)施步驟b中對結(jié)石的消融分解以及軟組織切割與止血的過程中，將冷卻組件中的冷卻水接通對周邊軟組織處進(jìn)行冷卻，并實(shí)時(shí)監(jiān)視軟組織處溫度的變化；
d.當(dāng)溫度上升率高于設(shè)定值時(shí)，將連續(xù)光束轉(zhuǎn)變?yōu)槊}沖光束，當(dāng)溫度繼續(xù)持續(xù)上升時(shí)，降低脈沖頻率或減小脈沖占空比，同理，當(dāng)溫度低于設(shè)定值時(shí)逐漸增大脈沖占空比或升高脈沖頻率以及將脈沖光束轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)光束；
e.在進(jìn)行水冷的同時(shí)，同步將冷卻沖洗吸引回流裝置啟動(dòng)，回收冷卻組件的冷卻水。
[0032]所述方法進(jìn)一步包括:所述冷卻沖洗吸引回流裝置是利用真空負(fù)壓的方式回收冷卻水，并用流量計(jì)控制排出水的流量和流速，當(dāng)排出水大于輸入的冷卻水時(shí)，控制排出水量使排出水與輸入水始終處于平衡狀態(tài)。
[0033]上述兩個(gè)實(shí)施例所提供一種多功能激光治療組合系統(tǒng)和方法，同時(shí)具備兩種不同激光設(shè)備的功能，即可以單獨(dú)使用某一功能，還可以將兩種功能組合使用，適應(yīng)病癥范圍廣，使用方便，減少手術(shù)中更換設(shè)備的時(shí)間，降低病人的不適，同時(shí)節(jié)約醫(yī)療設(shè)備投資成本。
[0034]實(shí)施例是用于消融/切割分解結(jié)石或其他硬質(zhì)物質(zhì)的安全和有效的系統(tǒng)和方法。
[0035]實(shí)施例提供了包括組合或單一發(fā)射波長的激光裝置，其中所述波長中的至少一個(gè)發(fā)出連續(xù)波，用以消融/切割分解結(jié)石，其通過限制結(jié)石的加熱升溫來減小周圍組織損傷， 同時(shí)止血?？梢栽谝粋€(gè)手術(shù)階段同時(shí)實(shí)現(xiàn)軟組織的消融和腔內(nèi)止血。實(shí)施例還可用于治療前列腺增生合并膀胱或尿道結(jié)石癥，在一個(gè)手術(shù)平臺通過不同波長激光的組合來實(shí)現(xiàn)病灶的一次性根除。
[0036]根據(jù)組織學(xué)結(jié)果的臨床試驗(yàn)和體外測試，1470nm是人眼安全的波段范圍，且水對其有極高的吸收能力。當(dāng)將高度吸收的輻射施用至水性介質(zhì)時(shí)，水分子得到高度和快速加熱，這種極其高速和即時(shí)的加熱可引起快速蒸汽膨脹，從而在局部產(chǎn)生極高的能量。使用極易被水吸收的1470nm且連續(xù)福射就可以產(chǎn)生能夠破壞硬質(zhì)物質(zhì)的超高能量。
[0037]當(dāng)本激光模塊通過輸出單元的光纖對結(jié)石發(fā)射連續(xù)輻射，其在周圍/覆蓋介質(zhì)中可被高度吸收，從而引起石塊、結(jié)石破壞的蒸發(fā)和空化效應(yīng)，從而有效實(shí)現(xiàn)結(jié)石的消融和分解，并隨體液排出體外。故使手術(shù)過程變得可行、迅速和傷口小、無創(chuàng)傷、愈合很快，解決了激光醫(yī)療上的難題。
[0038]波長選980nm功率為180W，此波長在血液中具有優(yōu)異的吸收性并且在水中具有 (中等)較差的吸收能力，其作用于組織上的滲透為大約2-3mm，利用此特點(diǎn)可以有效實(shí)現(xiàn)軟組織的消融。同時(shí)利用其對水的低吸收能力，可產(chǎn)生與止血效應(yīng)相關(guān)的組織汽化以及透明變白，故其還具有有效的強(qiáng)化止血效應(yīng)。本實(shí)例中激光模塊過輸出單元的光纖發(fā)射980nm 波長的連續(xù)輻射來實(shí)現(xiàn)腔內(nèi)軟組織的消融，同時(shí)凝固周圍組織，實(shí)現(xiàn)組織的止血，對周圍組織維持最小的熱損害，同時(shí)縮短手術(shù)時(shí)間，提高手術(shù)效率。
[0039]實(shí)施例選擇1470nm和980nm兩種波長的激光器組合作為能量發(fā)生源，所述激光能量在居中于特定組織成分的吸收峰值下的特定范圍內(nèi)交替發(fā)射連續(xù)波；本系統(tǒng)通過唯一的光纖將這兩種不同波長和的激光交替輸出到組織，通過波長和功率的選擇來實(shí)現(xiàn)不同病癥的對癥施治。980nm激光能量連續(xù)輻射作用于軟組織，用于前列腺增生的經(jīng)尿道激光消融治療，其目的在于氣化一部分前列腺組織以便容許尿道流動(dòng)。同時(shí)，980nm的剩余輻射可用于實(shí)現(xiàn)軟組織中的強(qiáng)效止血。在治療過程中或下一階段，對于腔內(nèi)的結(jié)石可采用1470nm激光能量驅(qū)動(dòng)光纖發(fā)出連續(xù)輻射作用于結(jié)石上，通過水對其有極高的吸收能力，使其在周圍 /覆蓋介質(zhì)中被高度吸收，通過高速和即時(shí)的加熱可引起快速蒸汽膨脹，從而在局部產(chǎn)生能夠引起結(jié)石破壞的超高能量，有 效實(shí)現(xiàn)結(jié)石的消融和分解。
[0040]因此，醫(yī)生使用本系統(tǒng)可通過根據(jù)目標(biāo)組織上所需的滲透和想要消融、凝固的效果來改變發(fā)射波長和功率，使治療方法在預(yù)定范圍內(nèi)控制調(diào)整。
[0041]在激光治療結(jié)石和前列腺增生的手術(shù)過程中，一般采用膀胱沖洗的方法來降低管道和腔內(nèi)的溫度來保護(hù)組織受到損傷。傳統(tǒng)的激光手術(shù)采用密封式瓶裝0.9%生理鹽水連接一次性輸液器，再將無菌引流袋接入輸液器，在接頭處接三腔氣囊引尿管，尿管另一出口接無菌引流袋，在調(diào)節(jié)器的控制下進(jìn)行沖洗。
[0042]由于本系統(tǒng)發(fā)出持續(xù)激光輻射，在局部會(huì)存在溫度過高，所以最好應(yīng)采取注入制冷后的5°C的生理鹽水，并保證排出的水和注入的水等量，或排出的水略大于注入的水，通過蠕動(dòng)泵控制生理鹽水的流量和速度，用以確保手術(shù)的安全性。[0043]本發(fā)明并不限于所述精確實(shí)施例，并且其中在不脫離如所附權(quán)利要求所定義的本發(fā)明的范圍或精神的前提`下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可進(jìn)行各種變化和修改。
【權(quán)利要求】
1.一種多功能激光治療組合系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括:激光器組件:用于產(chǎn)生至少兩種設(shè)定波長的激光束；合光組件:用于將激光器組件產(chǎn)生的多種設(shè)定波長的激光束合束在一起成為一束含有不同波長的光束輸出到光纖連接插座；手術(shù)光纖裝置:通過用一束光纖與所述光纖連接插座連接，實(shí)施手術(shù)操作；冷卻組件:對治療部分的周圍組織進(jìn)行冷卻；冷卻沖洗吸引回流裝置:用于回收冷卻組件的冷卻水；控制器:與所述激光器組件連接，用于控制激光器組件輸出相應(yīng)波長的激光，同時(shí)根據(jù)治療部分的溫度控制冷卻組件和冷卻沖洗吸引回流裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能激光治療組合系統(tǒng)，其特征在于，所述激光器組件包括第一激光器模塊和第二激光器模塊；所述第一激光器模塊用于發(fā)出第一設(shè)定波長的第一激光；所述第二激光模塊用于發(fā)出第二設(shè)定波長的第二激光，其中，所述第一激光為用于止血和切割軟組織的連續(xù)波激光，所述第二激光為用于消融結(jié)石的連續(xù)波激光，所述第一激光和第二激光同時(shí)發(fā)射實(shí)現(xiàn)碎石、止血和切割軟組織，所述第一激光、第二激光的波長不同。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多功能激光治療組合系統(tǒng)，其特征在于，所述第一激光的波長為980nm，所述第二激光的波長為1470nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能激光治療組合系統(tǒng)，其特征在于，所述一束光纖的輸出末端為圓球形狀體，該圓球形狀體是實(shí)心的透明石英玻璃球。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種多功能激光治療組合系統(tǒng)，其特征在于，所述一束光纖的輸出末端圓球形狀的直徑與光纖直徑的比值范圍是I至2。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能激光治療組合系統(tǒng)，其特征在于，所述合光組件包括一個(gè)合束器，所述合束器是由硅基板上的氧化硅層實(shí)現(xiàn)的多條相交在一點(diǎn)的光波導(dǎo)組成，所述多條相交的光波導(dǎo)中一條為激光合成輸出光波導(dǎo)，其余為激光輸入光波導(dǎo)，其中， 輸出光波導(dǎo)的橫截面面積大于輸入光波導(dǎo)的橫截面面積，在輸出光波導(dǎo)前端設(shè)置有激光導(dǎo)出耦合透鏡組，在多個(gè)輸入光波導(dǎo)前端分別設(shè)置有激光導(dǎo)入耦合透鏡組，在多個(gè)激光導(dǎo)入耦合透鏡組的前端分別設(shè)置有激光輸入光纖，所述激光輸入光纖連接所述激光器組件，所述激光導(dǎo)出耦合透鏡組的前端設(shè)置有激光導(dǎo)出光纖，所述激光導(dǎo)出光纖連接所述光纖連接插座。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種多功能激光治療組合系統(tǒng)，其特征在于，所述輸入光波導(dǎo)為兩個(gè)，所述兩個(gè)輸入光波導(dǎo)的相交角度不大于30度，所述激光合成輸出光波導(dǎo)與兩個(gè)輸入光波導(dǎo)的夾角相等、并且相互之間形成Y字形狀，所述輸入光波導(dǎo)和輸出光波導(dǎo)截面為正方形，其中，輸入光波導(dǎo)截面是邊長為450um的正方形，輸出光波導(dǎo)截面是邊長為 650um的正方形，兩個(gè)輸入光波導(dǎo)分別通入波長為980nm和波長為1470nm的激光，所述激光導(dǎo)入耦合透鏡組與激光輸入光纖的距離為5mm，所述激光導(dǎo)出耦合透鏡組與激光導(dǎo)出光纖的距離為5mm,所述兩個(gè)輸入光波導(dǎo)的輸入端為球面,所述激光合成輸出光波導(dǎo)的輸出端為球面。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種多功能激光治療組合系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括在手術(shù)光纖裝置的激光輸出光纖上設(shè)置測距傳感器，測距傳感器信號傳遞至控制器，所述測距傳感器是使用單模光纖通過無菌鎧甲固定于距離光纖輸出端面5mm處。
9.一種基于權(quán)利要求1所述系統(tǒng)的多功能激光治療組合方法:包括產(chǎn)生兩種設(shè)定波長的激光束聚、將兩種設(shè)定波長的激光束合束在一起的步驟、控制冷卻沖洗的步驟以及回收冷卻水的步驟，其特征在于，所述步驟的過程是: a.由激光器組件產(chǎn)生兩種設(shè)定波長的激光束，所述兩種設(shè)定波長的激光束分別是波長為980nm的激光束和波長為1470nm的激光束，其中:1470nm的激光束和980nm的激光束分別為連續(xù)光束和脈沖式光束可以實(shí)現(xiàn)互換的光束； b.將兩種激光束通過合光組件合并在一起通過一條光纖送至手術(shù)光纖裝置實(shí)施手術(shù)，其中利用連續(xù)或脈沖激光束實(shí)現(xiàn)結(jié)石的消融分解，利用連續(xù)或脈沖式光束交替使用實(shí)現(xiàn)軟組織切割與止血； c.在實(shí)施步驟b中對結(jié)石的消融分解以及軟組織切割與止血的過程中，將冷卻組件中的冷卻水接通對周邊軟組織處進(jìn)行冷卻，并實(shí)時(shí)監(jiān)視軟組織處溫度的變化； d.當(dāng)溫度上升率高于設(shè)定值時(shí)，將連續(xù)光束轉(zhuǎn)變?yōu)槊}沖光束，當(dāng)溫度繼續(xù)持續(xù)上升時(shí)，降低脈沖頻率或減小脈沖占空比，同理，當(dāng)溫度低于設(shè)定值時(shí)逐漸增大脈沖占空比或升高脈沖頻率以及將脈沖光束轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)光束； e.在進(jìn)行水冷的同時(shí)，同步將冷卻沖洗吸引回流裝置啟動(dòng)，回收冷卻組件的冷卻水。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述 的一種基于權(quán)利要求1所述系統(tǒng)的多功能激光治療組合方法，所述方法進(jìn)一步包括:所述冷卻沖洗吸引回流裝置是利用真空負(fù)壓的方式回收冷卻水，并用流量計(jì)控制排出水的流量和流速，當(dāng)排出水大于輸入的冷卻水時(shí)，控制排出水量使排出水與輸入水始終處于平衡狀態(tài)。
【文檔編號】A61B18/26GK103494641SQ201310486625
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月26日
【發(fā)明者】葉慧, 王少輝, 馮麗 申請人:北京龍慧珩醫(yī)療科技發(fā)展有限公司